植物保护专业《农药残留分析》课程实验教学方法初探

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　　摘要：农药残留分析技术在保障公众舌尖上的安全中发挥着极其重要的作用，《农药残留分析》是植物保护专业的必修课程之一，本文将从农药残留分析实验教学的重要性、趣味性、实用性、时效性、主观能动性及课程的设置等方面初步探讨该课程的教学方法，旨在使学生在全面掌握该课程理论知识的基础上增强专业技能。
　　关键词：农药残留分析；实验课程；教学探讨
　　中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）15-0190-02
　　农药在保障全球农业生产和粮食安全中发挥着极其的重要作用，但农药的广泛使用又不可避免地造成诸如作物药害、农药残留超标、环境污染等负面问题。目前，农药残留问题已受到国家的高度重视。
　　面对新的形势、机遇和挑战，我国急需大量掌握农药残留分析技术的专业技术人才。因此，在植物保护专业《农药残留分析》教学中，不管是从学生将来的继续求学深造还是就业服务于社会考虑，都需要在其实验教学环节开设一定量的相关实验课程，培养学生农药残留分析的初步实验技能。本文将从农药残留分析实验教学的角度进行一些有益的探讨。
　　一、强调重要性
　　食品安全是当今世界十分关注的重大问题。在全球范围内，每年有超过2000种食品样品用作农药残留分析，农药残留是影响食品安全的重要因素。因此，食品中农药残留量的分析及检测技术已经成为食品安全执法和国际食品贸易的关键问题。农药残留的危害应引起足够重视，让学生们体会到农药残留分析是保障食品安全、保护国家农产品国际贸易的一个重要手段，从思想上让学生们认识到农药残留分析是与日常生活休戚相关的、有用的、重要的，才能在后面的农药残留分析技能培训中易于激发起他们的学习兴趣，调动起他们的学习主动性。
　　二、体现趣味性
　　农药残留是人们经常“谈虎色变”的话题，但有农药残留是否一定会引起危害呢？答案是否定的。作为科班出身的专业技术人员，应该正确地看待农副产品中的农药残留问题。各个国家是如何制定本国的农药残留最大限量标准是《农药残留分析》课程实验教学的第一趣味点。
　　此外，农药残留分析是一门涉及范围极广的综合性学科。首先，农药的种类多种多样，我国现有登记的农药有效成分已达六百多种，并且这些农药的有效成分在理化性质和生物活性方面千差万别，再加上其有毒代谢物、降解产物及有关杂质等，农药残留的检测对象就更加繁杂多样；其次，农药残留检测的样品类型诸如食品、农畜产品、土壤及环境样品等也是各种各样，并且各类样品中的干扰物质也是五花八门；再次，所选择的检测手段也是多种多样。农药残留分析属于痕量分析范畴，如何把微量的目标物从样品中提取出来，并对杂质进行有效的净化，最终怎样选择合适的分析仪器对其准确地定性、定量分析，这是《农药残留分析》课程实验教学的又一趣味点。
　　农药残留分析是一项技术性很强的工作，它涉及到农产品品种、布点、抽样、样品的前处理及质量控制等诸多方面，这些都将直接影响到检测结果的科学性和真实性。如何将《农药残留分析》课堂上所学的理论知识系统地应用于实验实践，对所实验的农药残留检测样品进行准确地定性、定量分析不仅是学以致用、动手能力的展现，更是一种自身价值的体现，这是该课程实验教学的再一个趣味点。
　　三、重视实用性
　　前面已经述及农药残留分析涉及的检测对象和检测手段多种多样，怎样通过有限的、代表性的实验操作展现农药残留分析中的共性问题，传授基本的分析检测技能是《农药残留分析》课程实验教学的关键，这就要求该实验课程的设计者必须重视实验设计的实用性。笔者认为可以通过样品的选择、目标农药的选择和分析仪器的选择3个方面突出实验设计的实用性。首先，样品的选择应该是居民最为关心的日常消费农产品，并且这种样品相对而言杂质干扰要小以便于提取和净化；其次，要检测的农药必须是在我国已经正式登记的，在农业生产中已经广泛使用的种类和品种，并且所选农药的残留检测方法要成熟、简单、便于操作，最好是有现成的国家标准方法；再次，所选的分析检测仪器应该是广大农药残留分析实验室已经广泛普及的常规仪器。从上述3方面考虑，建议《农药残留分析》实验教学所选的检测样品以水果、蔬菜样品为首选；检测的农药以有机磷类和拟除虫菊酯类农药为宜。
　　四、突出时效性
　　本科生1次实验课最多也就是3个课时，在这有限的时间内要完成一个完整的实验内容，这就使得高效率显得格外重要。农药残留分析主要包括样品前处理和仪器分析两个部分。样品的前处理主要包括样品的提取和净化，约占整个农药残留分析时间的2/3，并可产生1/3以上的误差。传统的样品前处理如索氏提取、振荡提取、液-液分配、柱层析等，操作烦琐复杂、耗时长、选择性差，提取与净化效率低，常出现误差。本科生农药残留分析前处理需要简便、快速、易操作、成本低、所用器具较少、空间较小等特点的高效率前处理技术。显然，传统的农药残留分析前处理技术不太适合本科生农药残留分析实验教学。Anastassiades.M等提出的快速、简便、廉价的QuEChERS（Quick、Easy、Cheap、Effective、Easy、Rugged、Safe）方法以其回收率和精确度高、分析时间短、溶剂用量少、操作简便、方法十分严格、所需空间小、安全性好、样品制备过程所用装置简单等优点正好满足本科生农药残留分析实验教学要求。因此，建议以QuEChERS方法作为本科生农药残留分析实验教学前处理的首选方法。另外，单个样品在分析仪器上总计运行时间最好在15分钟之内，供试农药在仪器上的保留时间以在5—10分钟为宜。
　　五、发挥主观能动性
　　学生是教学活动的主体，在教学活动中发挥学生的主观能动性至关重要，《农药残留分析》实验教学亦不例外。任课教师可根据前面实验技能培训的效果，在最后一次实验课酌情安排学生独立完成一个完整的农药残留分析实验。任课教师和实验授课教师都要进行实时、耐心、细致的指导，对本次实验的时间安排应不受原实验课时安排的限制，实验时间要适当延长，实验操作要灵活安排。
　　总之，笔者认为《农药残留分析》实验教学在上述原则的指导下可如下设置：结合实验室所拥有的实验材料和分析仪器进行现场授课，帮助学生对所学的知识由感性认识上升到一定的理性认识，需要1次课；选用理化性质迥异的农药进行气相色谱和液相色谱分析，气相色谱和液相色谱分析均应包括样品的前处理、分析方法的确证和样品检测，这一阶段需要4次课；在气相色谱和液相色谱分析培训之后，有条件的实验室可安排1次气质或液质联用分析农药残留；最后，再安排1次学生相对独立的，实验时间比较长的、灵活的农药残留分析操作。农药残留分析这门课，经过课堂上的理论学习和6—7次比较系统的实验操作，相信学生对这门课知识的掌握会有一个由量变到质变的飞跃，这门课将会对学生今后的学习或工作大有裨益。
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