基于产教融合的食品分析教学实践研究
2024-10-26蔡晶
通过火腿亚硝酸盐的检测综合实训任务驱动贯穿全程,从课前探学、以学促知;课中做学、以知践行;课后拓学、以行致用三个方面探索构建食品分析产教融合的教学改革,反思整个教学。
党的二十大强调,人民健康是民族昌盛和国家强盛的重要标志,要强化食品药品安全监管。因此,探索构建食品分析产教融合的教学改革,培养现阶段企业需求的专业应用型人才,对促进本专业的发展和保障我市的食品安全都有重要的意义。
本研究在产教融合背景下,以高职食品药品监督与管理专业的食品分析教学实践为例,通过火腿亚硝酸盐的检测综合实训任务驱动贯穿全程,依据企业里火腿质量检测的工作流程,结合虚拟仿真练习、小组讨论方案设计、教师投屏演示等教学手段,让学生快速高效掌握紫外可见分光光度计的仪器分析,提高检测的效率和效果,提升检测技能。
1.课前探学 以学促知
1.1 发布任务 自主预习
教师结合学习平台数据,重点拣选学生在溶液配制操作中存在的薄弱环节,发布预学任务资源包。学生自主预习、查阅亚硝酸盐相关知识:①什么是亚硝酸盐?亚硝酸盐对人体有哪些危害?②火腿中为什么要添加亚硝酸盐?③亚硝酸盐测定方法有哪些?
学生自己查阅文献和国家标准,小组合作讨论,设计个性化实验方案,探究不同反应时间或试剂用量对亚硝酸盐吸光度的影响。观看“亚硝酸盐的测定”的操作微课视频。熟悉亚硝酸盐测定各个步骤。
通过课前预习,翻转课堂,让学生熟悉亚硝酸盐作为食品添加剂的作用与危害,为后续检测工作做知识储备。参考国标,设计火腿中亚硝酸盐测定的实验方案,为课堂方案优化做准备。
1.2 课前检测 调整教学
发布小测验:亚硝酸盐的相关知识、测定方法,标准溶液配制和样品预处理的技能操作检测表。学生在以前的分析化学等课程中学习过了相关预处理操作,通过测试检验旧知掌握情况。了解学生对检测相关知识的掌握情况,适当调整教学侧重点和学习任务。学生也能直观了解自身不足和学习程度。
2.课中做学 以知践行
2.1 任务导入 引思导学
教师播放企业亚硝酸盐检测视频,引入企业火腿亚硝酸盐检测项目,引导学生思考食品添加剂的使用规范,思考检测目的和意义,强化学生食品安全意识。学生通过课前预学总结火腿中亚硝酸盐的来源,启发学生辩证思考亚硝酸盐的利与弊。
2.2 合作探究 优化方案
学生以四人为小组,根据课前查阅的国标《GB5009.33-2016食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》和预学内容、课前测试、活页教材,学生分组讨论总结分光光度法测定亚硝酸盐所需试剂、用量、反应时间等因素。学生探究实验变量对结果的影响,更改检验所需试剂用量或反应时间等,设计对照实验,反向验证国标测定方法的可靠性,并完善实验报告。
学生通过讨论优化火腿亚硝酸盐测定的实验方案,锻炼方案设计能力、团队协作能力。方案中数据的细微差异都会影响实验结果科学可靠,感悟严谨细致的专业素养要求。通过设置小组差异,增加学习和实验独特性和趣味性。
2.3 实验操作 技术精练
2.3.1 仿真操作 熟悉仪器
学生根据虚拟仿真软件的引导,一边观看仿真操作视频,一边练习操作,小组之间讨论操作要点,互助式完成亚硝酸盐测定。利用虚拟仿真软件,学生在仿真实训室可反复练习火腿样品中亚硝酸盐的含量测定和标准工作曲线的绘制。学生测试完毕,教师打开仿真软件的质量评分系统,查看全班的测试结果统计,点评分析。让出现典型错误的学生分享总结操作中遇到的问题,然后让优秀学生示范正确操作,实现合作学习。
通过分光光度计仿真操作训练,学生熟悉分光光度计的正确操作,为接下来实训做准备。虚拟仿真软件的应用可以大大提高学生练习的效率,减少试剂和仪器的损耗,加速学生对实验操作步骤的熟悉程度。通过学生互相分享困难和演示操作解决教学难点。结合虚拟仿真软件的数据统计,完成以学生为主体的互帮互助,互教互学。
2.3.2 教师讲演 示范操作
根据成绩采集系统数据和仿真软件结果统计,教师对先前实验操作中学生出现错误次数最多的几个环节进行投屏操作演示,再次强调操作注意事项和基本要求。弥补学生仿真环节中无法学到的细节操作和原理。在学生实操前进一步加强实验室安全教育,提升严谨细致、安全规范操作的职业素养。
2.3.3 样品处理 溶液配制
两名同学一组,每小组根据优化后的实验方案,结合实验报告、微课、仿真模拟结果等完成自己小组的样品处理和标准溶液配制工作,进行实战演练。每小组方案中的亚硝酸盐标准溶液的对照组所用试剂、用量等因素均相同。理论上测定结果也应相同,具有组间比较意义,学生可以直观对比自身操作与其他同学差异,从实验测定结果反思自身操作不足。学生在操作过程中提升检验专业严谨细致、精益求精的职业素养要求。
2.3.4 仪器操作 巩固练习
为使每位学生都能进行分光光度计的实物操作,该环节实施分组教学。分组依据仿真实训时的评分,将出错情况相同或类似的学生分为一大组,集中讲解、演示实物操作。学生两人一小组,进行原始数据测定,轮流完成一遍完整的仪器操作。过程中一名学生操作时,另一名同学对其进行打分,并将测量数据上传平台。学生通过仿真练习,已经学会仪器操作规程。教师再有侧重的分组讲演后,让每位同学能独立完成样品上机测定。测定全过程多元评价,小组成员打分、教师指导点评、数据对比自我反思。
2.4 评价总结 多元评价
学生在仿真软件中观看计算机模拟的制图流程,分析和对应出任务工单中各项数值与自己实验记录的数据的关系,模仿标准曲线的绘制,攻克教学难点。
企业导师讲解火腿中亚硝酸盐含量的要求,并对学生测出的结果、绘制的标准曲线图、计算的数据进行评价。同时结合实际生产与检验岗位的工作要求,介绍测定完成的后续工作。
教师引导学生自己反思整个实验操作过程,总结操作要点。从仿真实训到上机实操,带领学生总结各自环节中的进步与仍然存在的问题。对火腿中其他实验项目一并进行总结,完成火腿质量检验报告。
通过多元评价提升学生对实际操作的理解及对职业岗位的认识,有助于培养学生的职业素养。同时,将校企协同育人引入课堂。通过自评、互评、师评、平台数据等全面总结检验项目的完成质量。
3.课后拓学 以行致用
根据学生成绩采集分析系统的各环节操作评价和测定结果的各项指标,设置三种课后作业,让不同程度学生针对性提高。通过布置分层分类作业,实现因材施教理念。
联系仪器分析、仪器使用与维护等课程,对分光光度计的维护保养知识加以应用。让学生了解分光光度计常见的维护知识,拓宽学生知识面和实用技能。
4.教学反思
(1)“理虚实用”结合,虚拟仿真实训室的使用避免了传统教学中耗时耗资源的教师一人演示,学生没时间练习就上机操作等问题。极大提高课堂效率的同时,让学生能个性化、专向性突破自身操作不足。同时仿真软件中的数据统计能直观了解学生环节耗时、各步骤错误率、平均操作时间等,为教学评价提高重要参考依据。
(2)实验方案学生自己设计,区别于传统实验课所有学生参照教师给定的实验报告做同一实验。通过每小组自设不同实验变量,反向验证国标的科学性和合理性,对照组的同与实验组的异,既可对比数据的精确度和操作的标准度,又增设了组间差异提高了学习趣味,让学生更深刻认知检验员每环节每步骤细致、严谨的职业素养要求。
(3)所用分光光度计的工作原理相同,但不同品牌的仪器使用过程操作略有不同,学生容易出现只记忆操作步骤,忽略仪器使用原理的问题。措施:仿真软件中加入更多不同型号和品牌的仪器,让学生深入体会仪器分析的原理,而非单一的机器操作。
基金项目
浙江开放大学2023年高等教育课堂教学改革项目“基于产教融合的食品分析教学改革实践研究”(XKG202310);金华市现代远程教育学会2023年度立项课题“基于产教融合的食品分析教学实践研究”(JYJ2307)。