高水平特色骨干大學(xué)建設(shè)背景下《食品分子生物學(xué)》課程的教學(xué)改革探討

禹曉 劉欣 翟婭菲 相啟森 申瑞玲

摘要：食品分子生物學(xué)是農(nóng)業(yè)和農(nóng)學(xué)類以及理工類院校相繼在食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)開設(shè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。在教育轉(zhuǎn)型發(fā)展新形勢(shì)下，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式等方面對(duì)食品分子生物學(xué)課程教學(xué)體系改革進(jìn)行初步探索。

關(guān)鍵詞：食品科學(xué);食品質(zhì)量與安全;食品分子生物學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）43-0119-03

一、前言

2015年11月5日省教育廳出臺(tái)《關(guān)于促進(jìn)普通高等學(xué)校分類發(fā)展的指導(dǎo)意見》，并提出“高水平綜合性大學(xué)、特色骨干大學(xué)、應(yīng)用技術(shù)類型大學(xué)、高職高專院?！钡母叩葘W(xué)校分類模式和發(fā)展思路。我校作為河南省重點(diǎn)支持建設(shè)的骨干高校之一，應(yīng)緊緊圍繞推進(jìn)高水平特色骨干大學(xué)目標(biāo)和人才培養(yǎng)任務(wù)，持續(xù)鞏固優(yōu)勢(shì)學(xué)科和專業(yè)體系，強(qiáng)化人才培養(yǎng)理論與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)與行業(yè)需求的高度契合?！笆濉币詠?，我國(guó)人口老齡化進(jìn)程加速、慢性非傳染性疾病患病率持續(xù)增加以及《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》、《國(guó)民營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃（2017—2030）》等國(guó)家政策引領(lǐng)，給我國(guó)食品工業(yè)提供了史無前例的發(fā)展契機(jī)。為適應(yīng)現(xiàn)代食品科學(xué)研究的發(fā)展需求，必須培養(yǎng)高素質(zhì)、多層次的食品學(xué)科專業(yè)技術(shù)人才。

分子生物學(xué)是一門從分子水平研究生命的現(xiàn)象、本質(zhì)、生命活動(dòng)及其規(guī)律的學(xué)科。從農(nóng)田到餐桌的食品供應(yīng)鏈中，無不涉及分子生物學(xué)技術(shù)。在其帶動(dòng)下，食品安全、膳食營(yíng)養(yǎng)與慢性病等的研究進(jìn)入了一個(gè)高新階段[1]。利用該理論與技術(shù)，可以更加深入地闡明食品科學(xué)相關(guān)問題，建立與食品科學(xué)分子水平相關(guān)聯(lián)的研究方法體系，并將相關(guān)研究成果運(yùn)用到食品原料生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)、品質(zhì)控制等領(lǐng)域。為適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和科學(xué)研究需要，工科類院校相繼在食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)開設(shè)了食品分子生物學(xué)課程[2]。在教育轉(zhuǎn)型新形勢(shì)下，我校的優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全引入了食品分子生物學(xué)課程。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，對(duì)課程教學(xué)體系建設(shè)和改革進(jìn)行探索勢(shì)在必行。

二、食品分子生物學(xué)課程對(duì)食品學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必要性和重要性

作為工科類院校食品學(xué)科的一門重要的跨學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，食品分子生物學(xué)主要以人和食物的關(guān)系為中心，以分子生物學(xué)理論的嶄新視角研究食品原料生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、食品營(yíng)養(yǎng)、食品分析檢測(cè)等。在分子生物學(xué)推動(dòng)食品學(xué)科發(fā)展這一深層次認(rèn)知的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在今后食品相關(guān)領(lǐng)域更趨專業(yè)化，才能滿足人們對(duì)安全營(yíng)養(yǎng)健康產(chǎn)品的消費(fèi)需求。

（一）保障食品質(zhì)量安全和改善公共衛(wèi)生狀況

食源性疾病依然是食品安全的頭號(hào)大敵，而致病微生物污染食品是引發(fā)食源性疾病暴發(fā)的主要因素[3]。以分子生物學(xué)技術(shù)，包括PCR技術(shù)、基因芯片技術(shù)、基因測(cè)序技術(shù)等為基礎(chǔ)的致病微生物的檢測(cè)，能夠有效提高檢出效率和特異性，克服了傳統(tǒng)培養(yǎng)——生理生化鑒定的不足[4]。此外，DNA分子探針和宏基因組學(xué)測(cè)序等也被應(yīng)用到預(yù)測(cè)微生物學(xué)的研究[5]。轉(zhuǎn)基因食品作為基因工程技術(shù)應(yīng)用于食品資源改造的高科技產(chǎn)物，其安全性一直是各國(guó)政府和相關(guān)國(guó)際組織關(guān)注的焦點(diǎn)。而分子生物學(xué)技術(shù)可以從基因水平和蛋白質(zhì)水平上對(duì)轉(zhuǎn)基因食品中的轉(zhuǎn)基因片段進(jìn)行定性和定量分析[6]。分子生物學(xué)技術(shù)還可基于對(duì)過敏成分源基因的快速分析，檢測(cè)食品中的過敏源成分，從而為食品安全保駕護(hù)航[7]。

（二）為新資源食品開發(fā)提供技術(shù)支撐

分子生物學(xué)技術(shù)在開發(fā)新的食物資源方面也有廣泛的應(yīng)用。利用分子生物學(xué)技術(shù)可以從核苷酸水平上篩選優(yōu)良的食品發(fā)酵工程菌或通過基因改良培育出更優(yōu)良的菌種以優(yōu)化食品生產(chǎn)和加工工藝，如單細(xì)胞油脂等的生產(chǎn)[8]。此外，16S rDNA擴(kuò)增同源性分析、16S rDNA PCR-RFLP技術(shù)、種特異性序列擴(kuò)增技術(shù)等分子生物學(xué)手段用以鑒定新資源食品中的乳桿菌，從而有效彌補(bǔ)生化鑒定法的不足[9]。

（三）全面認(rèn)知膳食營(yíng)養(yǎng)素與慢性病之間的關(guān)系

隨著社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的提高，現(xiàn)階段食品營(yíng)養(yǎng)的研究已不僅僅局限于膳食對(duì)營(yíng)養(yǎng)素缺乏癥的改善作用，而是上升到其在慢性病預(yù)防和健康促進(jìn)中的作用。分子生物學(xué)理論和技術(shù)在食品學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用，有利于人們從分子水平上認(rèn)知食品中的活性成分對(duì)慢性病預(yù)防的分子機(jī)制，揭示營(yíng)養(yǎng)因子及其代謝產(chǎn)物與疾病預(yù)防、治療之間的潛在關(guān)系，為精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)的發(fā)展提供理論依據(jù)[10]。

三、食品分子生物學(xué)課程建設(shè)及教學(xué)改革探索

（一）根據(jù)食品學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)精選教程和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

食品專業(yè)學(xué)生的生物學(xué)知識(shí)普遍不足，完全借鑒生物技術(shù)專業(yè)的教材，會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。根據(jù)食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)培養(yǎng)方案，食品分子生物學(xué)課程設(shè)置滯后于生物化學(xué)、食品化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課程。此外，很多食品分子生物學(xué)教材中重復(fù)了部分生物化學(xué)的內(nèi)容，如生物大分子合成與代謝等。在有限的課堂教學(xué)中，應(yīng)將生物信息的傳遞、基因表達(dá)調(diào)控、疾病與人類健康、營(yíng)養(yǎng)素與基因的相互作用、轉(zhuǎn)基因食品等納入重點(diǎn)進(jìn)行講授。例如，在“轉(zhuǎn)基因食品”的講述中，應(yīng)以專題的形式將分子生物學(xué)技術(shù)改善食品營(yíng)養(yǎng)特性的經(jīng)典案例納入講授內(nèi)容，如黃金大米及高n-3多不飽和脂肪酸大豆的研發(fā)等[11-13]，讓學(xué)生深入了解基因表達(dá)調(diào)控理論應(yīng)用到轉(zhuǎn)基因食品開發(fā)的過程，消除“談轉(zhuǎn)色變”的恐慌。此外，分子生物學(xué)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)分子生物學(xué)新技術(shù)在解決食品安全領(lǐng)域熱點(diǎn)問題的重要性，如多重PCR、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)、滾環(huán)擴(kuò)增、基因芯片、噬菌體展示技術(shù)等在食品源性致病菌檢測(cè)中的應(yīng)用[14，15]。

在營(yíng)養(yǎng)素與基因相互作用這一章，應(yīng)讓學(xué)生逐步意識(shí)到簡(jiǎn)單的生物化學(xué)已不能很好地解釋營(yíng)養(yǎng)素與疾病發(fā)生發(fā)展、預(yù)防治療之間的關(guān)系。食物中的營(yíng)養(yǎng)成分除了為機(jī)體提供燃料和必需營(yíng)養(yǎng)素外，還能夠直接或間接地激活相關(guān)受體和信號(hào)通路。繼“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”之后，“精準(zhǔn)健康”和“精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)”逐步走向公眾，成為預(yù)防醫(yī)學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)界的新使命。而作為食品人的專業(yè)使命之一就是豐富營(yíng)養(yǎng)健康食品的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)型食品加工業(yè)的升級(jí)，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)科技成果的轉(zhuǎn)化。此部分還應(yīng)以專題的形式，運(yùn)用具體案例，從基因多態(tài)性角度闡述營(yíng)養(yǎng)素與基因交互作用，從分子營(yíng)養(yǎng)的角度闡釋營(yíng)養(yǎng)素與慢性病進(jìn)展、預(yù)防之間的關(guān)系，為個(gè)體化營(yíng)養(yǎng)健康食品的開發(fā)、食品加工過程中營(yíng)養(yǎng)素高效保持提供理論依據(jù)。

（二）根據(jù)食品行業(yè)的需求改進(jìn)教學(xué)方法

食品分子生物學(xué)是一門理論性很強(qiáng)的學(xué)科，尤其是對(duì)于食品專業(yè)的學(xué)生而言，如何增加學(xué)生對(duì)食品分子生物學(xué)課程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和接受度，使學(xué)生獲得脈絡(luò)清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的基礎(chǔ)理論和研究進(jìn)展知識(shí)體系，是教師普遍面臨的問題。

1.提升教師自身素質(zhì)，加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。授課教師的專業(yè)背景對(duì)促進(jìn)教學(xué)改革和提高教學(xué)質(zhì)量尤為重要，尤其是對(duì)食品分子生物學(xué)這一專業(yè)理論性較強(qiáng)的課程。盡管受教于同一專業(yè)，畢業(yè)于不同類型高校（農(nóng)林、工科、醫(yī)學(xué)）的教師展示出的專業(yè)特色卻具有明顯的差異性，因此應(yīng)“因材施教”。MOOC時(shí)代的到來推進(jìn)了教育教學(xué)的深化改革，尤其是教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。多人專題授課的形式被逐步采用，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一人承包制。對(duì)理論功底強(qiáng)的教師，應(yīng)優(yōu)先讓其講授理論知識(shí)部分，盡量做到深入淺出，注重課堂引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思維。而對(duì)后半部分課程內(nèi)容應(yīng)多采用專題式教學(xué)，多鼓勵(lì)青年教師參與。因?yàn)榍嗄杲處熞驅(qū)W術(shù)研究需求緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，在教材基礎(chǔ)上結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道并適時(shí)將自己在該領(lǐng)域的科研工作帶入課堂教學(xué)。

2.研究性教學(xué)手段的實(shí)施。特色骨干大學(xué)依然扮演著教學(xué)研究型大學(xué)的角色。隨著高等學(xué)校對(duì)科學(xué)研究的日益重視，教學(xué)研究型大學(xué)教學(xué)與科研之間出現(xiàn)了嚴(yán)重失調(diào)。中青年教師將大量精力投入課題研究和論文發(fā)表上，而疏于對(duì)課堂教學(xué)質(zhì)量的管控。特色骨干大學(xué)的教學(xué)工作應(yīng)該是研究型教學(xué)，應(yīng)包含知識(shí)的創(chuàng)新和創(chuàng)造?？蒲泄ぷ鲬?yīng)立足于教學(xué)，服務(wù)于教學(xué)。以科研水平的提高促進(jìn)教學(xué)水平的提高和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科研的良性互動(dòng)。在授課過程中，教師應(yīng)以學(xué)生為核心，以科學(xué)問題為載體，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，促使學(xué)生向參與式、探究式、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。教師的角色不僅僅是知識(shí)的直接傳授者，還是演繹課堂活動(dòng)的策劃者、知識(shí)的答疑者。在研究型教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生思想和行動(dòng)上的同步參與能夠加深其對(duì)知識(shí)的理解，提升其創(chuàng)新思維能力和科研能力[16]。

3.多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用。食品分子生物學(xué)教學(xué)涉及生物信息的傳遞和基因表達(dá)調(diào)控，傳遞過程復(fù)雜，參與調(diào)控因子和模型眾多，對(duì)于食品專業(yè)的學(xué)生來說過于抽象，難以理解和掌握，存在難學(xué)和難教的現(xiàn)象。在教學(xué)實(shí)踐中，運(yùn)用多媒體教學(xué)手段能夠化抽象為形象、化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，起到輔助理解、加深記憶的作用。高質(zhì)量的多媒體課件應(yīng)圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合，從多方面調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量[17]。例如將原核基因調(diào)控乳糖操縱子模型等抽象概念借助多媒體將教學(xué)內(nèi)容通過文字、圖形、動(dòng)畫等信息作用于學(xué)生感官，以形象的、具體的、直觀的、靈動(dòng)的方式達(dá)到預(yù)期教學(xué)目的。而這種授課形式對(duì)專業(yè)教師的自身素質(zhì)和教學(xué)投入的要求更高。

4.第二課堂平臺(tái)的搭建培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。在集中理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，教學(xué)管理部門應(yīng)以大學(xué)生科技活動(dòng)項(xiàng)目為依托，鼓勵(lì)學(xué)生多參與科研活動(dòng)。教師設(shè)置的很多課題都涉及分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如引物設(shè)計(jì)、RNA提取、逆轉(zhuǎn)錄、擴(kuò)增、蛋白提取及凝膠電泳等。以科研項(xiàng)目為載體的實(shí)踐能夠引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，組建網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和分析解決問題的能力[18]。

（三）改革考核方法，采用多元化的考評(píng)手段

傳統(tǒng)的課程考核方式為期末考試（70%）+過程考核（30%）。這種傳統(tǒng)考核方式，加之課程本身的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生平時(shí)上課不積極主動(dòng)，臨近期末時(shí)突擊復(fù)習(xí)，以求過關(guān)。但知識(shí)的掌握、專業(yè)素養(yǎng)的培育更在于在平時(shí)教學(xué)過程中教師與學(xué)生之間思想的碰撞和互動(dòng)。為貫徹研究型教學(xué)手段的實(shí)施效果，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的考核方法進(jìn)行改革，以適應(yīng)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需求。而多元化的考核方式則能更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性[19]。應(yīng)優(yōu)化過程考核（70%）和期末考試（30%）的比例。過程考核中增加以專題報(bào)告為主的考核形式，全員參與、同儕平量，全面考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

四、結(jié)論

在高水平特色骨干大學(xué)建設(shè)背景下，本文充分考慮食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)的專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)食品分子生物學(xué)的課程內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核方式等方面的改革進(jìn)行針對(duì)性的初步探討，以期建立起一套適合食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的食品分子生物學(xué)課程教學(xué)模式。

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