新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)在“食品分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

黃桂穎，趙曉娟，于 輝，董 浩，陳悅嬌，曾曉房，陳海光

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東廣州 510225）

近日，為了突破固定授課空間對課程講授的限制，以新媒體為手段的線上教學(xué)成為了高校授課的重要方式。新媒體教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)模式的差異性，使高校教學(xué)改革進(jìn)入新階段。傳統(tǒng)教學(xué)模式局限性的暴露與新媒體教學(xué)模式優(yōu)勢的凸顯，為高校教師創(chuàng)新教學(xué)方法提供了一個(gè)重要的機(jī)會(huì)。目前，在理工科的院系里，新媒體教學(xué)模式的研究主要集中在理論課的教學(xué)中，在實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中較少。由于新媒體主導(dǎo)的線上結(jié)合線下教學(xué)模式的實(shí)驗(yàn)課授課方式較單一的傳統(tǒng)授課方式靈活，所以新媒體教學(xué)模式在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用成為了一項(xiàng)嶄新的教研內(nèi)容。如何把新媒體教學(xué)模式有效地運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中成為了一個(gè)新的重要課題。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式具有教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于課程時(shí)間和空間有限，課程使用的設(shè)備更新周期長，導(dǎo)致課程內(nèi)容較為有限，以及綜合實(shí)驗(yàn)少，促使傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式越來越跟不上技術(shù)發(fā)展的需求[1-2]。學(xué)生不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代食品中存在的問題，降低了學(xué)生的能動(dòng)性，也未能培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力[3-5]。

新媒體，即新技術(shù)支撐體系下出現(xiàn)的新型媒體形態(tài)，利用數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)、寬帶局域網(wǎng)、無線通信網(wǎng)等渠道，以電視、電腦和手機(jī)為主要輸出終端，向用戶提供視頻、音頻、語音數(shù)據(jù)服務(wù)、遠(yuǎn)程教育等集成信息和娛樂服務(wù)的所有新的傳播手段或傳播形式的總稱[6]。新媒體理論課教學(xué)模式，突破時(shí)間和空間的限制，對于綜合資源的利用、接近社會(huì)食品安全現(xiàn)實(shí)都具有很大的優(yōu)勢。然而，需要更強(qiáng)的專業(yè)導(dǎo)向，對教師、平臺(tái)和學(xué)生都提出了新的要求。對評價(jià)體系的建立提出了新挑戰(zhàn)?；趯W(xué)院食品分析快速檢測技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目，將結(jié)合新媒體教學(xué)模式，探討結(jié)合了快速檢測技術(shù)的新媒體教學(xué)方法在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[7-9]。

1 新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的定位

新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)在“食品分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，有利于促進(jìn)“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)代化建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新和科研能力，從中發(fā)現(xiàn)自我、增加自信，找到適合自己生存的職業(yè)方向。仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院辦學(xué)以來，教學(xué)方式十分重視產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，是國家首批“卓越農(nóng)林人才”培養(yǎng)試點(diǎn)高校。為了進(jìn)一步凝練特色，學(xué)校2020年的人才培養(yǎng)方案修訂堅(jiān)定“以學(xué)生為中心”的目標(biāo)，著力培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型人才模式。通過“新農(nóng)科”的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“注重實(shí)踐、扶助農(nóng)工”育人理念。仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院的優(yōu)勢在于農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，特別是農(nóng)產(chǎn)品的種植、安全與加工方面，而“食品分析”課程主要涉及各類食品組成成分的檢測方法及有關(guān)理論，是評定食品品質(zhì)與安全的一門技術(shù)性學(xué)科，因此“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)對于食品類專業(yè)人才的培養(yǎng)尤為重要。結(jié)合學(xué)校辦學(xué)思想與2020年人才培養(yǎng)方案，嘗試以新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)的模式，以項(xiàng)目為導(dǎo)向，建立特色、靈活、輕便、服務(wù)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程體系，培養(yǎng)創(chuàng)新性強(qiáng)的應(yīng)用型人才。

1.1 檢測項(xiàng)目貼近產(chǎn)業(yè)需求

產(chǎn)學(xué)研合一有利于培養(yǎng)具有高度社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)素養(yǎng)，并具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、科研能力和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。學(xué)院成立以來，一直服務(wù)于地方特色動(dòng)物源與植物源農(nóng)產(chǎn)品的種植、加工與銷售項(xiàng)目，如鴿子肉、臘腸、禽蛋和海魚等項(xiàng)目[10-18]。然而，由于這些地方產(chǎn)業(yè)與學(xué)校有一定距離，限制了把產(chǎn)業(yè)檢測融入到時(shí)間有限的“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程中。新媒體技術(shù)的發(fā)展，給予了機(jī)會(huì)，通過結(jié)合學(xué)院學(xué)科專業(yè)特色，與定點(diǎn)的地方產(chǎn)業(yè)合作，為地方產(chǎn)業(yè)原材料及資源（水源和土壤等） 提供檢測服務(wù)方案。地方特色產(chǎn)業(yè)為“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程組提供培訓(xùn)與檢測用的樣品。學(xué)生可以到當(dāng)?shù)厝ト訖z測或者產(chǎn)業(yè)主郵寄樣品的方式實(shí)現(xiàn)檢測項(xiàng)目的落實(shí)。期間通過拍攝視頻和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議的方式，彌補(bǔ)空間造成的信息或者細(xì)節(jié)描述的不詳細(xì)等問題。項(xiàng)目導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案使學(xué)生能夠通過有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)掌握分析問題、設(shè)計(jì)方案和解決問題的方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐、創(chuàng)新和科研能力，迅速提高學(xué)生的就業(yè)信心[16-18]。

1.2 檢測方法緊跟科技前沿

實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限、設(shè)備不能及時(shí)更新是限制“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程發(fā)展的瓶頸。為了實(shí)現(xiàn)理論課與實(shí)驗(yàn)課同步，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置一般為一周一次，一次3個(gè)課時(shí)。如蛋白質(zhì)測定等需要6～8 h的實(shí)驗(yàn)就需要跨越2周的時(shí)間，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)連貫性差，課程效率低等。項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)嶒?yàn)課程的開設(shè)，除了課程本身就是一個(gè)大綜合實(shí)驗(yàn)外，還能通過調(diào)整實(shí)驗(yàn)時(shí)間和結(jié)合快速檢測技術(shù)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐效率更高。近年來，很多儀器公司投入大量資源研究開發(fā)快速檢測技術(shù)，如水質(zhì)監(jiān)控、農(nóng)藥快速檢測和手持拉曼計(jì)無損檢測等技術(shù)。學(xué)院食品安全檢測教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)也研發(fā)了基于可視化比色、電化學(xué)分析等快速檢測動(dòng)物源性食品中危害物質(zhì)殘留和生物胺含量的技術(shù)[19-21]。綜合這些快速檢測技術(shù)，可以進(jìn)一步完善食品分析檢測方案，對檢測對象的狀態(tài)與問題有更系統(tǒng)清晰的了解。與快速檢測儀器公司和地方產(chǎn)業(yè)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)合作，儀器公司可提供快檢儀器樣機(jī)，或者地方產(chǎn)業(yè)采購快檢設(shè)備，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)使用先進(jìn)快檢設(shè)備，突破學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)有限、設(shè)備不足的瓶頸。與此同時(shí)，通過把檢測方案、分析結(jié)果和存在問題與儀器公司分享，可指導(dǎo)和幫助儀器公司改進(jìn)設(shè)備或者拓展設(shè)備的使用范圍。

1.3 檢測訓(xùn)練契合項(xiàng)目實(shí)踐

“食品分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和技能訓(xùn)練相結(jié)合。首先，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率；其次，學(xué)生有更多、更靈活的實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以利用；再者，通過深入產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)問題，針對性地解決問題，產(chǎn)出的成果更具有應(yīng)用價(jià)值。對于學(xué)生參加短期的實(shí)驗(yàn)技能大賽，以及長遠(yuǎn)的專業(yè)發(fā)展打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)[21]。

2 教師的準(zhǔn)備

新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)在“食品分析”實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用對高校教師提出了更高的要求。教師需要較好地結(jié)合科研積累與教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

2.1 新型檢測設(shè)備應(yīng)用知識(shí)的積累

現(xiàn)今檢測技術(shù)層出不窮，教師需要通過學(xué)習(xí)，為學(xué)生篩選出檢測范圍和檢測精度足夠的設(shè)備。

2.2 新媒體設(shè)備應(yīng)用的學(xué)習(xí)

隨著科技的發(fā)展，新媒體技術(shù)層出不窮，包括了遠(yuǎn)近程控制、無線操作、網(wǎng)絡(luò)和軟件都不斷更新，教師需要不斷地對新技術(shù)進(jìn)行跟蹤與篩選。

2.3 大數(shù)據(jù)分析能力的培養(yǎng)

新時(shí)代的食品分析，增加了地域食品成分含量規(guī)律性的查找、地域差異性分析等。因此，對區(qū)域產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)分析有利于教師對行業(yè)的了解及教學(xué)工作的開展。

2.4 對外交流能力的提升

與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課不同，教師除了教學(xué)，還需要作為一名研究及調(diào)研人員，與地方產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人溝通，幫助企業(yè)查找專業(yè)問題，提出改造方案，從而建立聯(lián)系，切實(shí)推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研深入融合。

3 新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)與實(shí)施

3.1 新媒體硬件的配置

新媒體硬件配置包括了大容量高速電腦、無人機(jī)、攝像頭、投影幕、攝像槍等設(shè)備。多媒體設(shè)備主要用于遠(yuǎn)程視頻會(huì)議與指導(dǎo)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的配置

配置4G或者5G網(wǎng)絡(luò)，方便遠(yuǎn)程視頻會(huì)議、錄像、產(chǎn)品監(jiān)控等。暢通的網(wǎng)絡(luò)有利于課程期間實(shí)現(xiàn)無阻溝通，以及做出及時(shí)的反饋。

3.3 實(shí)驗(yàn)資源庫的建立

項(xiàng)目導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有利于學(xué)生系統(tǒng)地分析問題和解決問題，在獨(dú)立和創(chuàng)新能力上得到了提高，然而，每個(gè)項(xiàng)目里的實(shí)驗(yàn)組合未必囊括所有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。為了全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可以通過實(shí)驗(yàn)視頻庫的建立，與項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)嶒?yàn)教學(xué)模式形成較好的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)。

目前，“食品分析”實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容主要為各類食品中4類成分的分析，包括了食品基礎(chǔ)組分、添加劑、有害物質(zhì)、功能性成分分析。食品組分析主要有水分和水分活度、碳水化合物、蛋白質(zhì)和氨基酸、脂質(zhì)、灰分、礦物質(zhì)和維生素等成分的測定。有害物質(zhì)的測定包括了農(nóng)藥獸藥殘留、重金屬和一些生物胺等有毒或有害的成分測定。由于食品的種類繁多，每種食品的樣品前處理方式不同，主成分也不同，在有限的實(shí)驗(yàn)課里，單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)已經(jīng)時(shí)間不足，根本騰不出綜合訓(xùn)練的時(shí)間，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)廣度和深度不能兼顧。其次，測定的手段多采用化學(xué)法或者物理法，均需要使用儀器。從簡單的天平操作到高精設(shè)備如液相、氣相色譜的使用均需要花時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)。面對實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)不足且分散的問題，可以利用新媒體技術(shù)“化繁為簡”，把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的適用范圍、實(shí)驗(yàn)方案與操作、結(jié)果分析錄制成視頻供學(xué)生項(xiàng)目開展前查詢與學(xué)習(xí)。

3.4 軟件的配置

（1）儀器操作仿真軟件的設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步簡化學(xué)習(xí)進(jìn)程，提高學(xué)習(xí)效率，把分析天平、pH計(jì)、水浴鍋等簡單常用的設(shè)備，以及氣相色譜、液相色譜和紅外光譜等高精設(shè)備制作成仿真操作軟件，讓學(xué)生在操作前反復(fù)練習(xí)。2017年，學(xué)院分別建立了液相色譜和氣相色譜的仿真軟件，實(shí)驗(yàn)課前學(xué)生可進(jìn)行操作訓(xùn)練。

（2）大數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)軟件的配置。為配合教師與學(xué)生進(jìn)行區(qū)域產(chǎn)業(yè)分析，大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件的配置十分必要。

3.5 食品分析課程時(shí)間和空間的設(shè)置

結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和技能訓(xùn)練的學(xué)時(shí)，一周一天或者整周作為實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝暢通的網(wǎng)絡(luò)與大型投影幕。學(xué)生首先通過視頻會(huì)議與相關(guān)產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人溝通，并到距離不遠(yuǎn)的現(xiàn)場進(jìn)行考察，得到檢測對象的信息。對信息進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)庫里查找實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)。操作仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)備的訓(xùn)練軟件。分工開展實(shí)驗(yàn)：部分學(xué)生到地方產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場采樣并進(jìn)行一些指標(biāo)的快速檢測，部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室對企業(yè)送來的樣品進(jìn)行分析檢測，通過實(shí)驗(yàn)室的大屏幕實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交流。教師通過現(xiàn)場指導(dǎo)，翻看錄像和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等多種方式對實(shí)驗(yàn)課的效果進(jìn)行監(jiān)控。

3.6 快速檢測設(shè)計(jì)和應(yīng)用平臺(tái)的配置

通過新媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，教師和學(xué)生一同定期與快速檢測企業(yè)進(jìn)行組會(huì)討論。由學(xué)生反映快速檢測技術(shù)的應(yīng)用過程中遇到的問題與挑戰(zhàn)，獲得改進(jìn)和研發(fā)快速檢測的思路。與此同時(shí)，以學(xué)生為主體，申請快速檢測創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。

4 新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程評價(jià)

傳統(tǒng)“食品分析”實(shí)驗(yàn)課主要通過學(xué)生的考勤、問題回答、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告3個(gè)方面進(jìn)行最終考核，不能全面地判斷學(xué)生分析解決問題的能力情況、綜合動(dòng)手能力、創(chuàng)新性和積極性。因此，不利于學(xué)生綜合實(shí)踐能力的提高和精力的投入。新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)應(yīng)用于“食品分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)行課程評價(jià)時(shí)需從學(xué)生能力及課程合理性2個(gè)方面進(jìn)行考核。

4.1 學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的評價(jià)

采用查看方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)果分析合理性、合作方反饋信息和聽取答辯的形式對學(xué)生進(jìn)行考核。學(xué)生可以以團(tuán)隊(duì)或者個(gè)人的形式參加考核?？己顺蓡T為教師、企業(yè)人員與學(xué)生主體綜合評分的方式合理評價(jià)學(xué)生“食品分析”實(shí)驗(yàn)實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

4.2 課程內(nèi)容合理性的評估與優(yōu)化

通過同行比較、項(xiàng)目結(jié)果有效性、學(xué)生滿意度及用人單位評價(jià)等指標(biāo)對課程內(nèi)容合理性進(jìn)行評估與優(yōu)化。制定課程評分表與用人單位評價(jià)表對課程進(jìn)行考核的同時(shí)，每年對參加工作的學(xué)生進(jìn)行追蹤訪問，以引導(dǎo)“食品分析”實(shí)驗(yàn)課課程設(shè)置的調(diào)整與發(fā)展。

5 結(jié)語

作為具有“新農(nóng)科”特色的應(yīng)用型人才培養(yǎng)本科院校，為區(qū)域產(chǎn)業(yè)鏈輸送創(chuàng)新型應(yīng)用人才是教學(xué)使命。通過新媒體結(jié)合快速檢測技術(shù)在“食品分析”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，使學(xué)生在學(xué)校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)更接近社會(huì)真實(shí)，從而有利于切實(shí)培養(yǎng)具有高度社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)素養(yǎng)，并具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、科研能力和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。