王惠琴，林太凤，张 萍，郑大威，闫 红

（北京工业大学生命科学与生物工程学院，北京 100124）

0 引言

综合设计性实验是实验教学的重要组成部分，是专业理论课程应用于实践的有效衔接，是学生走出校门踏入工作岗位之前最有效的实践能力培养手段，在培养学生综合能力方面起着非常重要的作用。在实验教学中，根据专业定位、人才培养目标和教学任务，如何开设能达到预期目的综合设计性实验尤为重要[1]。近年来，教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中要求高等教育教学改革要大力推行综合设计性实验的开设。很多高校对开设综合设计性实验课程进行了积极的探索和实践，大大推动了高校实验教学的改革和专业教育的提升[2-5]。

1 开设“食品分析综合设计实验”课程的必要性和重要性

“食品分析综合设计实验”课程是学校食品质量与安全专业的一门重要的基础课。由于食品种类繁多、分析指标多种多样、食品分析方法和样品前处理过程复杂等特点，决定了食品分析课程具有内容繁杂、分析原理、分析测试方法复杂多样等特点。此外，在“食品分析综合设计实验”课程中还涉及到对检测结果的判别和结果报告的规范程度，以及相应的检测依据和法律法规等。因此，综合设计实验阶段是把前期进行的一系列食品分析实验进行整合，加上实验内容和实验过程的合理设计，形成一个或者某个种类食品的分析完整的规范的分析测试过程。学生毕业以后走上工作岗位，可能会从事某一个模块的分析测试工作，也可能会统筹安排或者亲身从事一个完整流程的分析测试工作，对于继续深造的学生，以后从事相关的科学研究，也需要把前期所学知识综合起来运用。基于此，在毕业设计工作开展之前对学生的专业综合设计技能进行培养，不仅是对前期专业知识模块的综合运用，更是借助于后来的毕业设计，有助于在专业知识的基础上进一步探究专业领域的实际问题或者科学问题。因此，对于食品专业学生来说，开设“食品分析综合设计实验”课程是十分必要的，也是非常重要的，能够充分体现出专业实验课程的连贯性、全面性和综合性。

2 “食品分析综合设计实验”课程的改革和实践

2.1 当前“食品分析综合设计实验”课程的现状

在前期的实验模块环节教学中，采取的教学方式一般是由实验指导教师提前下发编撰详细的实验讲义，准备实验中所需要的各种试剂，调试好所需的仪器设备，一切的实验条件都准备就绪后坐等学生来到实验室，听从实验指导教师讲解实验原理、操作步骤、注意事项等，然后按照指导教师的要求进行操作，学生按部就班地完成实验内容，这样的实验课程称之为验证性实验或者操作性实验。在这种教学模式下，学生的实验内容仅仅依赖于指导教师的讲授和指导，在实验过程中处于被动状态，学生缺乏独立思考能力，而且依赖性大，难以达到培养学生独立操作技能的目的，不利于培养学生分析问题和解决问题的能力[6]。

综合实验课程的开展体现了以学生为主、教师为辅的实验教学模式，注重实验的专业性、设计性、综合性和探究性。实验指导教师在实验过程中把关注点转移，从原来的规范实验过程转移到解决学生在实验过程中的实际困难，由原来的验证式转变为引导式，给予学生足够的空间，让学生根据所学知识和已有的实验技能进行思考、选择和尝试，积极引导学生思考并提出合理有效的解决方案[7]。

根据学校食品质量与安全专业的办学定位及培养目标，在实践教学方面构建了具有北京工业大学特色的食品质量与安全专业实践教学课程群[8]，并进行了实践，收到了良好的教学效果。在实践教学群中，涉及到食品分析方面的课程有“医用化学实验-有机化学实验”“医用化学实验-分析化学实验”“食品理化分析实验”“微生物学实验”“食品检验实验”等，在这些实践课程模块中，教学模式基本上都是传统的验证性实验教学，因此在本科生大四阶段开设了“食品分析综合设计实验”课程。该课程的内容主要是选择某一类型的食品，按照国家标准、地方标准、企业标准或者其他的法律法规进行关键指标的检测，从实验内容的安排上主要是综合前面所学的基本模块知识，最终得到一份完整的食品检测报告。但是，在这个实验过程中，由于课时数量和实验室条件的限制，有一些食品检测指标的检测受到限制，如食品中有害成分的毒理性实验等。此外，涉及到一些生活中遇到的食品安全问题，如转基因食品的安全性检测和评估，反式脂肪酸的安全性检测和评估等，这些问题可能都是学生感兴趣的实际生活问题，但是由于现有的实验室条件限制，都未能一一进行开展，学生的自主性还是没有得到充分的发挥。

2.2 “食品分析综合设计实验”课程的改革探索

2.2.1 教学理念与教学设计

“食品分析综合设计实验”课程设计理念是整个实验课程进行过程中，始终坚持以学生为中心[9-10]，根据前期基础实验模块中掌握的实验内容和学到的实验技能，由验证性实验转变为学生自主性、设计性和探究性的实验，实验项目不再仅仅局限于实验讲义的内容，学生可以查阅文献资料或者结合专业问题，提出自己的实验项目；教学方式也由任课教师讲解实验为主转变为学生自主设计实验为主，给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现，其在内涵上具有培养学生独立思考、实践能力和创新能力的特质（见图1）。重点和难点就在于实验设计环节。指导教师在对实验方案进行评估时要判定实验原理的科学性、操作步骤和操作方法的合理性，以及操作过程的安全性等方面。

综合设计实验课程的教学设计思路见图1。

图1 综合设计实验课程的教学设计思路

2.2.2 教学团队建设

优秀教学团队是以先进的教育理念为指导，以教学工作为主线，以专业、系列课程或教学基地为建设平台和发展载体，开展教学研究和教学建设的核心队伍。对于“食品分析综合设计实验”来说，教学团队主要是深化教学内容和教学方法的改革，以充分调动学生学习的主动性与创造性为目标，为学生形成创新型的知识结构和加强实践能力提供教学支撑。为了提高课程团队教师的素质，团队成员积极参加有关实验教学改革的研修班或者相关的学术会议，加强团队教师间的实验教学经验交流，定期或不定期组织开展教学研讨、经验交流等活动，加强优势互补，实现资源共享、共同进步，促进教学团队整体教学水平的提高，齐心协力建设“食品分析综合设计实验”课程，使之成为北京工业大学的优质综合设计类课程。

2.2.3 实践教学内容及条件改进

该课程的实验内容选择主要来源于2个方面：一是在日常生活中，与人们的食品安全或者饮食健康密切相关的课题，以应用为导向[11]；另一方面是与食品安全相关的并且学生感兴趣的科研课题，以兴趣为导向[12]。这样选择实验内容的宗旨在于创建一个相对真实的实践环境，通过解决实际生活中与人们息息相关的食品问题，让学生对过去所学的相对零碎的专业知识有一个相对完整统一的认识，能够把先前所学理论知识和应用技能结合于实践中，从而提高学生综合素质和能力。因此，实验内容的设置就要结合实际需要，既能综合前面所学的理论知识和碎片化的实践课程内容，又能体现实验项目的设计和规划能力。在以往的实验教学中，由于课时数量和实验室条件的限制，有一些食品检测指标的检测受到限制。此外，涉及到一些生活中遇到的食品安全问题，这些问题可能都是学生感兴趣的实际生活问题，在后来的综合设计实验改革中，这部分内容加以关注。要综合基础化学实验知识、微生物检验知识、食品常规理化分析知识及大型仪器设备的知识，把这些专业知识加以综合，鼓励学生结合日常生活中涉及到的专业知识进行真实课题的研究，设计出具体的实验方案，使实验内容和实验技能对学生就业或者科研更加有利。

2.2.4 教学方法与手段改进

在教学模式和教学方法的改革中，贯彻以学生为中心的理念，注重从验证式教学模式向自主探究式教学模式过渡，由灌输式教学法向诱导式再到自主式教学法的转变，从学生被动地被灌输到诱导学生学习，再到学生能自主学习相关知识和技能[13-14]。对于该课程来说，教学方法和手段不同于传统的验证性实验教学，采用启发式、讨论式、合作式等，学生根据自己的学习兴趣选择实验题目，自由组合成实验小组的形式查阅相关的文献资料，制定实验计划，进行实验项目论证，学生在实验的准备和实施过程中，教师只是起到辅助的作用，一切都以学生为主。最后的实验结果可以以研究论文的形式呈现，也可以以实验报告的形式呈现，重点应该能反映出学生在此实验过程中的体会和收获。

2.2.5 考核方式及内容改革

由于该课程属于综合设计性实验，重点考核学生的实验设计和实验操作直至最后结果的输出，整个过程主要由学生独立查阅文献资料，设计实验方案，实验操作，输出实验结果和结论，因而其评价应涵盖实验方案设计、实验操作、团队合作意识和实验报告撰写等全过程。主要体现为实验设计的质量（实验设计的科学性、可行性、创新性、注意事项、结果预测等）和实验操作评价（实验操作的规范性、熟练程度、实验态度）、实验结果评价（结果的可靠性、准确性）、实验报告评价（包括实验报告格式的规范性与完整性，实验原理的准确性，结果分析的合理性，实验结论的归纳等）。

3 结语

从课程设计和内容上来说，“食品分析综合设计实验”课程能够体现综合性和设计性，并且具有很强的实用性；从教学方式来说，以学生为中心，从学生的兴趣为出发点，充分调动学生的积极性，变被动教学为主动学习，既能综合前期所学知识和技能，又能发挥学生的创造性；教师只是起到辅助的作用，为学生创造实验条件，帮助学生解决在实验过程中出现的问题，学生做实验的自由度提高了，有充分的时间对实验的每一步进行思考和探索，锻炼了分析问题和解决问题的能力，进而提高了学生的专业综合能力和创新能力。通过几轮课程的开展，从学生的反馈来看，效果很好，尤其是该课程结束紧接着就是本科生毕业设计环节，课程进行过程中已经锻炼了学生的文献资料查阅、课题规划和设计、实验报告的综述等各方面能力，综合能力得到显著提高，对学生的就业和科研工作有很大的帮助。