食品酶学课程教学改革与精品课程建设初探
2011-12-25福建农林大学曾绍校张怡郑宝东杜艳芳
□福建农林大学曾绍校 张怡 郑宝东 杜艳芳
食品酶学课程教学改革与精品课程建设初探
□福建农林大学曾绍校 张怡 郑宝东 杜艳芳
为提高食品酶学课程的教学质量,本文以食品酶学的课程教学改革为研究课题,从教学内容的优化、教学方法的改进、考核内容的完善以及师资队伍的建设,对食品酶学的课程教学改革及其精品课程的建设进行了探讨,为今后该课程的教学和建设提供一些有价值的参考。
教学改革;精品课程;食品酶学
食品酶学是食品学科的一门重要基础课程,综合了生物化学、化工、检测分析、食品工艺等各学科内容。被称为食品“魔术师”的酶,以它独特的催化功能,成为食品科学应用研究领域的基本研究内容[1],并且在食品、轻工、化工、医药、环保、能源等各个领域得到广泛应用。尤其在食品中,对食品的加工保藏、食品营养、食品分析以及食品生物技术起到了重要作用,而在生产中更是关系到企业的经济利益。因此,食品酶学具有很强的应用背景。可以说,不学食品酶学,就等于没学食品。
然而,一直以来传统的授课方式,只注重课程体系的完整性、严密性、条理性,这样单一的授课方式,使得大多数学生对其感到枯燥乏味,对酶学知识的掌握都不到位,更不用说灵活地应用或者创新,甚至有的学生认为,食品酶学根本就是食品“没”学。本文从调整食品酶学的课程教学内容、改进教学方法、完善考核内容、建立教师梯队等方面出发,就食品酶学的课程教学改革及其精品课程的建设谈一些具体的做法。
一、编写教材,优化教学内容
教学内容是精品课程建设的核心,教材作为课程教学内容的主要载体,是精品课程建设的重要组成部分。理论教学内容具有一定的稳定性和条理性,然而实际上,现代社会的新理论、新问题层出不穷,酶的研究以及在食品中的应用不断更新改进。在这样的情况下,教材应与时俱进,适应时代的变化。如何保持教学与科技发展的同步性,已成为教学的重要任务。为此,笔者在教学内容上进行了一些调整,及时补充食品酶学领域新的研究进展,提高教学内容的新颖性。例如在教材中食品工业酶的种类部分,补充食品工业以及研究中常用的超氧化物歧化酶、溶菌酶。再如,在调整教材内容的过程中,编写“酶的分析与检测”,介绍各种酶的酶活测定方法,重在提高实践教学的力度,从而达到优化教学内容的目的。当然,比起社会的发展,教材相对滞后是难免的,因此,教师在授课过程中,应不断关注酶学领域的最新资讯,以便及时更新教学内容,确保教学内容跟上时代的脚步。
1.1.4 结局指标 ①上消化道出血发生率;②病死率;③血钙浓度;④血磷浓度;⑤血镁浓度;⑥甲状旁腺激素(PTH)水平;⑦碱性磷酸酶(AKP)水平;⑧血肌酐水平;⑨肾小球滤过率。
二、精心制作课件,使之生动易懂
现代教育技术进入课堂,使教学得到了很大的发展,为教师的课件制作提供了优越的条件。图文并茂的PPT,使得教学内容由抽象变得具体、生动直观,有效地吸引了学生的注意力,提高了学习效率。从内容上,现代教育技术为课堂教学提供了丰富的素材空间。例如,在讲到基因技术控制酶的表达中的基因枪时,可通过图像的制作来描述其原理,使得抽象的内部信息变得直观明了,相对于单纯的语言讲解,能够得到更好的效果。针对酶在食品分析中的应用的难点问题,由于PCR检测技术、酶联免疫测定技术等各种检测方法原理的复杂以及测定过程的抽象通常都使学生感到乏味,产生排斥感。因此,可以采用动画、视频的制作等现代教学方法,替代乏味冗长的文字描述,从而达到教学目的,并且提高传授知识的趣味性和学习效率。
三、理论联系实际生产,加强实践教学
1.结合食品工艺学内容,提高教学内容的实用性
早产占分娩总数的5%~15%[1]。近年来尽管早产儿治疗技术取得了很大进展,早产儿的生存率明显提高,但早产仍然是围生期死亡的首要原因[1]。胎儿纤维连接蛋白(fFN)提示早产的阴性预测值极高,但是其诊断敏感性差异极大,孕产妇罹患其他疾病时,也可以检测到fFN表达阳性[1-2]。同时,对于何时进行fFN检查也有争议。血清可溶性粘附分子-1(sICAM-1)在机体的免疫和炎症反应中起着非常重要的作用[3],是近年来早产医学研究中的热点。本研究以早产孕妇为对象,旨在分析fFN、sICAM-1、孕妇超声特征与早产发生的相关性,探讨其在早产诊断中的应用价值。
例1.糖酶的章节中,在讲解支链淀粉制造果葡糖浆时所需要参与的酶时,可以增加产品生产的具体工艺流程,这样不仅可使学生对所需添加的酶的种类一目了然,更使得学生能够具体地理解不同的酶的催化功能,进而掌握酶在食品生产中的应用。
例2.在讲到乳糖酶用于添加牛奶的实际应用中,适当讲解牛奶的生产工艺,以便于学生更好地理解在生产实践中可能遇到的难题,理解低乳糖牛奶生产工艺中,乳糖酶水解采用低温条件下长时间作用的原因。
(2)有自己的岗位工作,和学生接触、相处的时间不足。在医学院校,兼职班主任一般由附属医院的医生担任。医生本身的教学、科研任务和医务工作就很繁重,而作为班主任,要在学校党委的领导下,通过细致入微的思想政治工作,把握学生的思想动态,协助开展日常管理工作,这就需要耗费大量的时间和精力。因此,在时间和精力有限的条件下,冲突很难避免。
2)非洲是传统核心区。埃尼公司上游业务几乎涉及所有非洲传统油气资源国家,从北非的阿尔及利亚、利比亚、埃及到西北非的摩纳哥,再到东非莫桑比克、肯尼亚等国家,西非传统油气大国埃尼公司更是都有进入,包括尼日利亚、安哥拉、刚果、加蓬、加纳等。埃尼公司已经在非洲15个国家开展上游业务,未来4年埃尼公司重点聚焦的勘探盆地/地区,非洲仍将占据一半。
通常来说,电力生产的危险性导致了变电运维的危险性。而变电运维又经常需要在高压和高空的情况下作业,稍有不慎便会酿成重大事故。根据记载来看,停电检修作业和运行中抢修所发生的事故占很大比例。
2.立足本省资源,让科研实践进入课堂
教师可根据教学需要,从不同的角度、层次和要求提出问题,引导学生独立思考,更好地理解学习内容。这样,就可以使学生在掌握知识的同时发展思维能力,提高思维的积极性、灵活性和创造性[4]。举个简单的例子,如准备讲溶菌酶时,可以问学生,为什么鸡蛋在一定时期内有保持相对新鲜的功能?除了蛋膜有着比蛋壳更为致密的孔这个物理原因外,还有什么生理原因?又或者拿一个鸡蛋,摇一摇,过不久这个鸡蛋就变成坏蛋!为什么呢?明明蛋壳没有破,东西也是同样都在里面,为什么被摇过的鸡蛋就容易坏?另外,将过氧化物酶对速冻果蔬和芥末酱质量的影响,木瓜蛋白酶的提取与应用,莲子多酚氧化酶的特性研究等在课堂中现场讲授,这些应用实例不仅提高了学生的学习兴趣,培养与启发了学生的创造思维,更是激发了他们对专业的热爱。
食品酶学的课程内容主要包括酶的生产与分离纯化、酶的分子结构与催化功能、酶催化反应动力学、固定化酶、酶分子修饰、食品工业酶、酶在食品科学与工程中的应用[2]。全面综合地讲述了酶的特性以及在食品中的相关应用。由于酶就是要应用到食品的加工生产中去,因此,在教学过程中若提前将几种食品的生产工艺适当补充到课程中[5],可以使得教学内容具体化,大大提高教学内容的实用性。
例1.讲述到酶在果蔬加工中的应用时,可结合当地的特色果品青梅,讲解青梅汁的加工过程是如何利用酶的修饰对果胶酶进行处理,使其适应青梅的高酸性,从而使得国内能够产出高透光率的青梅浓缩汁,进而迎合国际上对高透光率的青梅汁庞大的需求量[7]。同时也了解了酶在果汁饮料的加工中扮演的是一个怎样重要的角色,及其对果汁饮料的透光率、出汁率以及口感作出了怎样的贡献。
LU Yang, DAI Huang, SHEN Jian, ZHAO Wen-yuan, MA Li-ping
例3.同属柑桔类,我省的柚子产量居全国首位,为什么市面上看到的都是橙汁而很少见到柚子汁。针对苦味给柚子的深加工带来的难度问题,吸附法和包埋法都无法解决时,柚苷酶起到一个怎样的作用,同时对柚苷酶的脱苦仍存在的一些问题,进行阐述,[8]。
例2.对温度—时间指示器的功能和应用进行简单的介绍,并结合图例具体说明其中一种指示器(例如扩散型指示器)的使用原理,让学生根据所提示的信息及其原理,设计一种酶反应型的时间—温度指示器。同样地,学生在解答该题时,不仅要掌握酶的反应条件(此题为温度)对反应速率的影响,不同的酶必须选择相应的底物等知识点,还必须要选择出反应产物相关的指示剂来传达信息(如颜色)。即,学生在掌握相关知识点的基础上,必须保证所选择的酶、底物及指示剂的匹配性。此时,也是对学生的思维严密性进行了考查。
将原本看不见摸不着的酶的原理联系到大家所熟悉的实际产品的生产,这样的效果就是,在使学生掌握知识点的同时,对食品加工业的现状和意义有了进一步的了解,更是引发学生的好奇心,使学生能够以趣泛舟。
例3.针对多酚氧化酶的讲解,可以讲解红茶和绿茶之间制作工艺的差异,并将这种工艺上的差异与多酚氧化酶联系起来,促进大家对这个问题有透彻的了解,而对多酚氧化酶的作用也得到更深入的认识。
例2.针对饮料的降酸、增香加工,可以以枇杷为例。枇杷是我省的重要特色水果,目前面对巨大的年产量又只能做到低加工的程度,解决其加工技术中的降酸、增香问题已成为研究的主要课题。通过讲述枇杷产业发展的制约瓶颈以及拟解决的方法,从而诱发学生对酶学的学习探索和创新。
3.引入应用实例,以问题带动培养学生思维
只侧重于理论的教学会使得学生感到迷惑和吃力,这就要求教师要理论结合实际,让学生充分了解所学知识的应用,从而才能使学生进一步思考和创新。大家对产品,往往只看到其摆在自己面前的样子,孰不知其背后的“故事”。以大家熟悉的,身边的产品为例,讲述相关的酶学知识。
老师也可在上一节课就将问题留下,鼓励学生回去自己查阅以达到预习的效果。当然,这样循序渐进地启发式提问就要求教师做好相应的课前准备,并且不断充实自己,活化自己专业知识的同时拓宽自己的专业领域。
四、增加网络教学,促进资源普及共享
科技的推广、资源环境的建设,正是使教育走向良性发展轨道的可靠保障。再优秀的老师,在有限的课堂上,只能传授有限的知识。学生的自学才是他们永无止境的学习。如今的网络,为学生学习提供迅速有效的资源。教师把酶学的一些专业网站,例如国际酶学委员会的网址,推荐给学生,使得学生能够积极地利用较为前沿的科学信息,通过自己的学习获得成功的体验。同时,学院可加强精品课程网站的建设作为网络的教学资源。在站内提供有关酶学课程的信息,包括教学内容、课件、录像以及相关简介等,并不断跟进最新研究和开发的前言资讯,使其跟上酶学技术发展的步伐,为学生提供优质的资源信息。这样充分利用网络资源,使学生求学有门路,不仅加强了学生学习的主动性,更是对学生的探索能力进行了培养。
(4)制作深浅标点,深标点材料要求与置换出来的原状土重量相近,采用内衬20 mm的螺纹管,外层采用50 mm 直径的PVC管,用混凝土砌块连接,使用PVC管的目的是减小与土壤接触的摩擦,并能使螺纹管自由沉降。
五、完善考核内容
食品酶学的考核方式,同大学里大部分的课程一样,采用的方式是闭卷考试。其缺陷在于容易造成学生死记硬背,这样考的不是食品酶学,而是记忆力。
因此,考试内容要由单纯知识型向知识与能力相结合的类型转变,要把学生分析、解决问题的能力和创新思维能力,以及获取信息的能力列入考核内容之中[3]。为此,我们在完善考核内容上进行了一些尝试,适当增加主观分析题的份量,保证其占10%以上的分值,这也就意味着,学生如果不做主观题,就无法达到90分的优秀成绩。因为在解决和完成主观分析题时,学生不仅要有一定的知识基础,更需要一定的逻辑思维性。这样,从某种程度上,使学生的真实掌握水平以及创新思维能力,在卷面分上也得以体现。
例1.给出食物血糖指数的概念,并给予相关的信息以及其意义用途,让学生根据材料模拟人体肠道系统,设计一种体外测定血糖指数的方法。这时候,学生不仅要对人体的一些常识有所了解,还需要能够准确选出所对应的酶,同时考查学生的实验设计和对题目的理解,更是考验学生的创新能力以及思维逻辑性。
例4.针对多酚氧化酶的弊处,可以结合热门的微波干燥方法对莲子速冻产品中多酚氧化酶活性的抑制研究,以我省的一个出口创汇特色农副产品建莲为例[6],阐述解决多酚氧化酶在食品工业生产中带来不利影响的方法,从而进一步拓宽多酚氧化酶的相关知识。
六、培养青年教师,建立人才梯队
推动精品课程的建设,人力资源是关键。教师是提高教学质量的主导,是一切教学方法的执行者,一流的师资队伍,为教学提供强有力的保障。因此,青年教师的培养和人才梯队的建立对于精品课程的建设是至关重要的。
所谓“一流的教师队伍”,就是要建设一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队[9]。通过对青年教师的授课技能和学术水平的提高,来促进食品酶学课程整体教学水平的提升。
要鼓励和支持青年教师申报各级教学和科研项目,并且积极吸收青年教师参与科研课题的研究;
要吸收青年教师参与本课程教材的编写工作,并鼓励中青年教师参加各种学术会议,参与对外交流,开拓他们的视野和思路,使他们无论在教学上还是在科研水平上都有很大提高;
应发挥老教师传、帮、带的作用,由学术水平高、教学经验丰富的资深教授对青年教师实行一对一的培养,切实地在教案书写、教态、教学方法等方面,帮助他们有所改进和提高;
应积极鼓励青年教师攻读博士学位,选派有潜力的青年教师到国外进修,从而大幅度提高教师队伍整体水平。教师自身业务素质的提高,意味着教学的理论起点的提高,为深化教学内容提供了保障,从而取得良好的效果。
根据混合臂高空作业车工作斗调平控制系统数学模型,建立混合臂高空作业车工作斗调平控制系统的模糊PID仿真模型如图10,其模糊PID调平控制系统单位阶跃响应曲线如图11。
教学是为了培养人才,教学内容、教学方法、精品课程建设等所有教学手段都是以更好地培养高素质人才为目标。随着高新技术在食品生产上的应用,食品酶学作为食品专业的一门专业课程,必须结合当前实际生产和科研动态,不断对教学手段进行调整和优化,进一步加大教学改革力度,提高教学质量,建立确实有效的教育机制,力争把食品酶学课程建设成为有内涵有特色的国家精品课程,从而实现高素质食品专业人才的培养,促进食品行业的健康发展。
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