食品安全與檢驗(yàn)專業(yè)選修課《生化分離技術(shù)》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

劉長安

（1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，安徽 合肥 230012；2.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，安徽 合肥 230012）

生化分離技術(shù)是從各種生物材料中提取純化所需生物產(chǎn)品的一門學(xué)科[1]。在我校食品安全與檢驗(yàn)專業(yè)中開設(shè)生化分離技術(shù)這門選修課，其目的是為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本專業(yè)和專業(yè)相關(guān)的知識(shí)以及技能的掌握，進(jìn)一步鞏固、深化其專業(yè)理論體系，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)多元化，增強(qiáng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力[2-3]，并具有一定的創(chuàng)新思維[3-4]。

1 教學(xué)改革的背景

此門課程在以往的教學(xué)過程中存在著許多問題。首先，課程開設(shè)時(shí)學(xué)生普遍備考研究生入學(xué)考試，對(duì)于非考研課程學(xué)生普遍具有與己無關(guān)的心理。其次，學(xué)生認(rèn)為本課程與所學(xué)專業(yè)沒有太大的相關(guān)性，選修此門課程只為了學(xué)分，聽課積極性不強(qiáng)，在課堂上要么復(fù)習(xí)考研科目，要么做其他事情，極大程度地影響了教學(xué)質(zhì)量。此外，少量教學(xué)內(nèi)容在前期的課程中有部分涉及，學(xué)生認(rèn)為再次學(xué)習(xí)沒有必要甚至出現(xiàn)抵觸情緒。最后，本課程是一門工科學(xué)科，涉及大量工程設(shè)備，由于我校是中醫(yī)院校，在相關(guān)實(shí)驗(yàn)及設(shè)備上的投入有待進(jìn)一步提高，目前無法開設(shè)課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，只能進(jìn)行理論課教學(xué)，大大影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

有鑒于此，如何在教學(xué)中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力并能培養(yǎng)學(xué)生具有一定的創(chuàng)新思維能力成為教學(xué)的重點(diǎn)改革內(nèi)容。作為課程組負(fù)責(zé)人，筆者對(duì)中醫(yī)院校食品安全與檢驗(yàn)專業(yè)選修課生化分離技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行了多方探索與實(shí)踐。

2 明確課程定位，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

在本課程之前學(xué)生已經(jīng)修完了“四大化學(xué)”（無機(jī)、有機(jī)、物理、分析化學(xué)）以及儀器分析、微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)課程，為本課程的學(xué)習(xí)奠定了必要的知識(shí)基礎(chǔ)。在教材的選擇上采用杜翠紅，邱曉燕主編《生化分離技術(shù)原理及應(yīng)用》[5]作為教材，該教材在保證內(nèi)容涵蓋全面的同時(shí)又相對(duì)簡潔，適合作為選修課教材使用。依據(jù)院校特點(diǎn)和專業(yè)特點(diǎn)，筆者對(duì)課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂和完善。主要教學(xué)內(nèi)容包括緒論、發(fā)酵液的預(yù)處理及固液分離、細(xì)胞破碎、沉淀與結(jié)晶、膜分離技術(shù)、萃取技術(shù)、色譜分離技術(shù)、電泳與磁性分離技術(shù)，共計(jì)八個(gè)章節(jié)[5]。固液分離中的過濾、離心兩種技術(shù)方法在前期化學(xué)類課程中已有知識(shí)儲(chǔ)備，因此主要講解其在處理生物產(chǎn)品時(shí)的特殊性。沉淀、萃取、色譜、電泳等章節(jié)中重點(diǎn)講授分離生物大分子產(chǎn)品相關(guān)的技術(shù)，如鹽析、雙水相萃取、反膠團(tuán)萃取、凝膠色譜、疏水作用色譜、親和色譜等。其次，對(duì)于課程中涉及的大型分離工程設(shè)備不做機(jī)械結(jié)構(gòu)的講解，而采用知名廠家的宣傳視頻進(jìn)行講授，讓學(xué)生對(duì)大型設(shè)備有形象化的感受，并對(duì)其工作原理及特點(diǎn)有一定的了解即可。此外，鑒于專業(yè)特點(diǎn)，對(duì)分析型的相關(guān)設(shè)備著重講解。另一方面，結(jié)合較新的技術(shù)及學(xué)科發(fā)展方向，增加了固微相萃取、核酸適配體等相關(guān)內(nèi)容。在講解較新知識(shí)時(shí)，課程組堅(jiān)持查閱最新的與生物分離及檢測(cè)技術(shù)相關(guān)科技文獻(xiàn)，并將這些文獻(xiàn)進(jìn)行凝練和總結(jié)，將這些較新的技術(shù)方法給學(xué)生做概括性的介紹，使學(xué)生在掌握經(jīng)典理論知識(shí)的同時(shí)也能夠緊跟最新的學(xué)科動(dòng)態(tài)。其目的是讓學(xué)生以各學(xué)科相互融合的方式建立創(chuàng)新思維。由于學(xué)科及相關(guān)技術(shù)在不斷發(fā)展，這也對(duì)教師提出了更高的要求，必須要緊跟前沿技術(shù)發(fā)展，尤其對(duì)學(xué)科交叉有及時(shí)而充分的了解和掌握。

3 依據(jù)學(xué)情進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，改進(jìn)教學(xué)方法。

在教學(xué)中提高學(xué)生的興趣與學(xué)習(xí)積極性尤為重要。這就要求教師對(duì)學(xué)情有深度的理解和把握，要針對(duì)學(xué)情進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)?？紤]到學(xué)生進(jìn)入了大學(xué)后期，對(duì)自己的專業(yè)方向及未來職業(yè)發(fā)展非常明確，學(xué)生畢業(yè)后主要是進(jìn)入到企事業(yè)單位中的技術(shù)部門，主要從事食品、農(nóng)產(chǎn)品、藥品的檢驗(yàn)檢測(cè)工作。因此，筆者查閱近三年涉及采用生化分離技術(shù)測(cè)定農(nóng)產(chǎn)品、食品中的農(nóng)藥殘留、食品添加劑成分的相關(guān)研究論文，將其融入相關(guān)章節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)中。例如，在緒論課中我們選取了一個(gè)從蔬菜中檢測(cè)苯脲類農(nóng)藥殘留成分[6]的案例為引導(dǎo)，講解其檢測(cè)的前處理過程，通過生化分離技術(shù)的富集才能進(jìn)行檢測(cè)的實(shí)例，引起學(xué)生探索問題的興趣。同時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到課程對(duì)于食品安全成分檢測(cè)的重要意義。其次，針對(duì)中醫(yī)院校的特點(diǎn)，作為特殊農(nóng)產(chǎn)品之一的中草藥近年來隨著大規(guī)模的人工種植，其農(nóng)藥殘留的現(xiàn)象也越來越普遍。筆者也查閱了近年中草藥中的農(nóng)殘檢測(cè)的文獻(xiàn)，融入章節(jié)教學(xué)中。除此之外，作為醫(yī)學(xué)類院校，筆者也同時(shí)增加了生化分離技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例，例如在膜分離的章節(jié)教學(xué)中，通過血液透析、液膜人工肺、液膜人工肝的舉例教學(xué)，拓寬了學(xué)生視野的同時(shí)也更加讓學(xué)生理解本課程在各領(lǐng)域的重要性，也更能理解學(xué)科交叉對(duì)于學(xué)科發(fā)展的重要性。在教學(xué)中大量聯(lián)系與食品、農(nóng)產(chǎn)品、醫(yī)學(xué)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程重要性及專業(yè)相關(guān)性的認(rèn)識(shí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

此外，在教學(xué)中參考了其他院校類似課程的教學(xué)方法[7]，課程組利用了講授法、討論法、案例法等多種教學(xué)方法來提高課堂教學(xué)的質(zhì)量及效果。本課程是理論與工業(yè)生產(chǎn)密切聯(lián)系的學(xué)科。因此課程組在教學(xué)中緊密聯(lián)系分離技術(shù)在生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，以理論聯(lián)系實(shí)際的案例法進(jìn)行課程講授。例如在膜分離的教學(xué)中，結(jié)合反滲透在海水淡化中的應(yīng)用、膜分離技術(shù)在蘋果汁加工中的應(yīng)用、膜分離技術(shù)在青霉素生產(chǎn)中的應(yīng)用等具體的工程案例進(jìn)行講解，講解的同時(shí)大量展現(xiàn)與實(shí)際案例相關(guān)的圖片、視頻等資源，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解及應(yīng)用。除此之外，在教學(xué)中少量的運(yùn)用討論法教學(xué)也可提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。例如，在膜分離教學(xué)過程中，讓學(xué)生通過分組討論的方式，探討經(jīng)典的溶劑萃取與雙水相萃取、反膠團(tuán)萃取在分離不同類型的生物分子各有何優(yōu)缺點(diǎn)；在色譜分離技術(shù)中討論的題目是各種色譜分離技術(shù)在生物產(chǎn)品的捕獲、中間純化和精純中的優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)。討論后教師再進(jìn)行總結(jié)和分析。討論式教學(xué)不僅鍛煉了學(xué)生的辯證思維的能力，更重要的是，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極性及參與感，有效避免了少數(shù)學(xué)生課堂上做其他事情的現(xiàn)象。通過多種教學(xué)方法的聯(lián)合運(yùn)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及知識(shí)運(yùn)用能力得到了實(shí)質(zhì)性提高，達(dá)到了課程教學(xué)的目標(biāo)，教學(xué)效果顯著提升。

4 理論結(jié)合實(shí)踐，拓展理論教學(xué)

由于多種原因，我校目前無法開設(shè)課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)。本門課程是理論與實(shí)踐密切聯(lián)系的學(xué)科，只有理論教學(xué)無法有效提高學(xué)生對(duì)課程的理解和學(xué)習(xí)熱情。因此，筆者聯(lián)系了安徽安科生物工程（集團(tuán)）股份有限公司和合肥科大生物技術(shù)有限公司進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)生物產(chǎn)品的分離純化技術(shù)與相關(guān)儀器設(shè)備有一定的認(rèn)識(shí)。同時(shí)針對(duì)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，課程組通過學(xué)校聯(lián)系了合肥海關(guān)進(jìn)出口食品安全處，安徽省公安廳分析測(cè)試中心進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解了生化分離技術(shù)在食品安全、食品檢驗(yàn)中的具體應(yīng)用。通過對(duì)企事業(yè)單位的現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和對(duì)專業(yè)方向的了解和熱愛。

5 多維度、形成性的考核方式

課程的考核是教學(xué)的重要一環(huán)。經(jīng)典的閉卷考核方式雖然具有其優(yōu)點(diǎn)，能夠充分體現(xiàn)學(xué)生對(duì)于課程的各知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。但對(duì)選修課來說，考核并不是主要目的。如果只對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行卷面考核，大概率只考核了學(xué)生的記憶力，不能夠體現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和創(chuàng)新能力，也無法形成對(duì)學(xué)生的客觀評(píng)價(jià)[1]?？紤]到該專業(yè)學(xué)生總數(shù)較少，筆者放棄卷面考核方式，以形成性評(píng)價(jià)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。通過本門課程的學(xué)習(xí)和形成性考核方式，課程組教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)并掌握一門新知識(shí)。首先課程組要求在緒論部分結(jié)束后，以學(xué)習(xí)感想的方式來匯報(bào)本課程與自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)體系之間的關(guān)系。此外，在每個(gè)章節(jié)授課結(jié)束時(shí)，以抽查提問的方式讓學(xué)生總結(jié)本章節(jié)的主要內(nèi)容。最后，在緒論課結(jié)束時(shí)即提供一些與生化分離技術(shù)相關(guān)的課題，例如核酸適配體技術(shù)在農(nóng)藥殘留檢測(cè)的應(yīng)用，超臨界萃取法在提取中藥有效成分的應(yīng)用等課題，學(xué)生可選擇其中一個(gè)感興趣的課題進(jìn)行小論文撰寫，在最后一次課堂上進(jìn)行匯報(bào)總結(jié)。在科研論文、學(xué)科綜述等資料的搜集上，教師手把手指導(dǎo)學(xué)生如何從學(xué)校圖書館的電子資源中進(jìn)行查閱，在論文的構(gòu)思、撰寫上，也通過論文模板，參考已發(fā)表論文等方面進(jìn)行指導(dǎo)，直至成稿。專題論文不只是為了考核，更是為了鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力。明確告知學(xué)生無論是繼續(xù)研究生階段的學(xué)習(xí)還是進(jìn)入工作崗位，作為專業(yè)技術(shù)人員，撰寫論文是一項(xiàng)基本能力和任務(wù)，引起學(xué)生對(duì)論文撰寫重視的同時(shí)也培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力。最后綜合成績的評(píng)價(jià)包括學(xué)習(xí)心得、課堂提問和討論以及論文撰寫三個(gè)方面。雖然這種形成性的考核方式在激發(fā)學(xué)生處理、解決問題的能力上有一定優(yōu)勢(shì)，但不宜在基礎(chǔ)課或必修課中使用，也不宜在學(xué)生數(shù)較多的班級(jí)或低年級(jí)的選修課中使用。否則不但不能起到很好的考核和評(píng)價(jià)作用，學(xué)生也難以接受和完成相關(guān)考核。

6 結(jié)語

針對(duì)過往教學(xué)中存在的問題，課程組依據(jù)學(xué)情，明確課程定位，合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)行形成性考核和評(píng)價(jià)，使這門課程的教學(xué)改革取得了較好的結(jié)果，包括創(chuàng)新思維在內(nèi)的學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了較大提高。教學(xué)測(cè)評(píng)分從教學(xué)改革以來逐年提升。隨著學(xué)生的學(xué)情和校情的不斷變化，今后還將繼續(xù)對(duì)本課程的教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)和完善，進(jìn)一步提升課程的教學(xué)質(zhì)量，為食品安全與檢驗(yàn)學(xué)科人才的培養(yǎng)添磚加瓦。