食品大健康背景下食品营养与健康专业仪器分析课程教学与创新

李占超 闫爽 王小鹏 许龙 原晓喻 雷萌萌 高晓平

2019年伊始，中华人民共和国教育部批复西北农林科技大学率先开设食品营养与健康专业。2020年教育部继续批复河南农业大学等13所本科院校开设食品营养与健康专业。食品营养与健康专业旨在培养学生食品营养均衡搭配、食品质量控制与管理、餐饮卫生管理等能力，主要为人群的膳食及营养指导、保健及营养的公益宣传与教育、疾病预防与治疗、临床营养与治疗等领域培养高级专业人才。仪器分析课程在食品科学与工程大类专业人才培养过程中扮演着不可或缺的角色。仪器分析课程以物质的物理、化学性质为基础，利用测量仪器对物质进行定性、定量或形态分析，并发展与化学相关的测量策略、原理、方法与技术，以精准获取物质组成、分布、结构与性质的时空变化规律，为食品安全、营养等问题保驾护航。然而，食品营养与健康专业作为食品科学与工程领域内新获批专业，如何设置仪器分析课程教学内容和形式等尚未有成熟模式。本文基于食品大健康的时代背景，对食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容、形式等问题进行阐述，以期为食品科学与工程领域培养更具活力和能力的专业人才。

一、食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容

多数高校仪器分析课程教科书中所涉及的有些分析方法已经相对滞后，已无法满足当前复杂的实际分析工作需求。随着科学技术的迅速发展，近几年来纳米材料制备和表征技术发展突飞猛进，诞生了众多光电分析新原理、新方法、新技术和新仪器，例如表征纳米材料结构的原子力显微镜（AFM），透射电镜（TEM）和扫描隧道显微镜（SEM）;表征物质相互作用的表面等离子共振（SPR）和石英晶体微天平（QCM）;太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）及多种仪器的联用进行综合分析等。

食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容应以食品大健康为背景进行设置，也应突出本专业特色以及创新性。因此，我们建议食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容主要包括以下几方面：绪论、光谱分析、色谱分析、质谱分析、核磁共振波谱分析、电化学分析、表面分析、热分析和现代新型食品仪器分析技术。在阐述食品仪器分析方法和技术基本原理的基础上，着重对各种食品仪器分析方法和技术在食品原料生产、加工、运输和贮存等过程中的应用进行归纳总结。食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容与现存仪器分析教材内容的异同之处在于：本专业仪器分析课程教学内容在介绍仪器分析方法和技术的基础上，还将着重阐述各种仪器分析方法和技术在食品原料生产、加工、运输和贮存等过程中的应用典型案例，特别是食品营养与健康领域，以更加生动、深入浅出的表现形式阐述仪器分析在食品现代工业浪潮中的应用及发展，增强学生对食品微观视野的了解，彰显食品科学与工程类专业特性，对现存非食品科学与工程类专业仪器分析课程教学内容进行补充、改进与提升。

二、食品营养与健康专业仪器分析课程教学形式

食品营养与健康专业开设“仪器分析”课程是为了让学生更好地理解现代仪器分析的基本原理、操作和应用，培养学生的实践能力和创新能力，更好地适应未来社会对于人才的需要，提高学生的就业竞争力。结合笔者近几年的教学及科研经历，若采用符合学生专业需求的教学方法和教学手段，必将在授课过程中取得良好的教学效果。为了给食品科学与工程领域培养更具活力和能力的专业人才，食品营养与健康专业仪器分析课程教学形式应该统筹兼顾模块教学理论课方法、小班循环教授实验课方法、合理利用网络平台教学方法、考核方式多样性等多种创新的教学方法。理论课模块化教学方法可以让任课教师发挥自己所长，每位授课教师的授课内容均是其科研的研究方向或相关领域，让每一位任课教师教授自己最擅长的内容，甚至可以把自己的科研成果带入课堂，让学生更加直观地了解各种现代仪器分析技术在食品科学与工程领域的应用潜力，让抽象知识具体化，让学生强烈的学习兴趣转化为挥之不去、用之即来的仪器分析原理及知识。小循环教授实验课方法可以让学生更加以主人公的心态参与实验学习环节，可对样品的前处理和仪器操作有更清晰的理解，实验技能也可显著提高，对学生的仪器分析学习有百利而无一害。合理利用网络平台教学方法可以使学生对本课程以及学科前沿有更加深入和全面的了解，也可以更加生動及形象地给学生教授抽象的仪器构造等知识。考核方式多样性可以促使学生更加自由及主动地参与到仪器分析课程内容的学习过程中，增加其主观能动性。因此，食品营养与健康专业仪器分析课程教学形式应该采取模块教学理论课方法、小班循环教授实验课方法、合理利用网络平台教学方法、考核方式多样性等多种创新方法相结合的教学形式。

三、食品营养与健康专业仪器分析课程教学实践

食品营养与健康专业仪器分析课程教学实践应是多元化且应以科研实验室为基础。拥有大型仪器的科研实验室对已经掌握了基本实验技能的学生开放。在实验室开放期间，学生在一定范围内可自由选择时间和实验题目进行实验，既可以选择实验室提供的实验题目进行实验，也可自带实验题目在实验室完成实验。学生可以做基础实验，也可以根据学生自己所感兴趣的问题，通过查阅文献、参考书等将某些科研成果、生产或生活中遇到的实际问题设计出具体的实验方案和步骤，经指导教师同意后进行实验。在保证大型仪器设备正常实验安排之余，教学和科研实验室的仪器设备向学生开放，支持学生完成“大学生科技创新实践项目”和学生自主实验活动。具有良好研究基础的课题组应对学生开放，且愿意吸收优秀学生提前进入实验室参与项目研究，鼓励基础较好、学有余力的同学提前进入实验室做毕业论文或参加科研课题组的研究工作等。此外，还可以以兴趣实验的形式吸引学生参与到食品营养与健康专业仪器分析课程教学实践中。比如，从海带中提取碘、硫代硫酸钠的制备和性质、铁系列化合物的合成与表征、从不同类型的茶叶中提取咖啡因、菠菜中草酸的含量及其与煮沸时间的关系、牛奶中钙含量的测定等这些与仪器分析设备相关的兴趣实验，可以吸引更多感兴趣的同学参与到仪器分析课程教学实践中。学生的主观能动性调动起来后，可以取得更好的教学效果。

四、食品营养与健康专业仪器分析课程教学创新

食品营养与健康专业仪器分析课程教学创新应更多体现在教学方法和手段创新。教学是一种人类特有的人才培养活动，是由教师的教和学生的学所组成的，且以促进学生的成长和学习为第一目的。通过教学，学生可以获得更优质的教学资源、教学环境、教学方法，教师可以更好地传承人类文化、倡导社会文明、指导学生学习和成长。教学创新是指教师在课程教学过程中，围绕“教什么、怎么教”“学什么、怎么学”“考什么、怎么考”等问题，在教学理念、教学内容、教学手段方法、教学评价等方面进行探究，并形成新的独到见解。教学内容起支配性决定作用，整体决定了食品营养与健康专业仪器分析课程教学的水平和层次，且其教学内容创新应集中于“对”“准”“深”“广”“高”和“特”。因此，笔者认为，食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容应彰显食品科学与工程专业大类的特色，也应具有广度及深度。如上所述，食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容应主要包括以下内容：绪论、光谱分析、色谱分析、质谱分析、核磁共振波谱分析、电化学分析、表面分析、热分析和现代新型食品仪器分析技术。在阐述食品仪器分析方法和技术基本原理的基础上，着重对各种食品仪器分析方法和技术在食品原料生产、加工、运输和贮存等过程中的应用进行归纳总结。以上内容不仅可以满足此专业的领域特性，也可以从更“广”和“深”的角度带给本专业学生创新性的教学内容。

仪器分析实验教学需要比较昂贵的仪器设备，目前普遍存在着人多机少、学生积极性不高、上课效果差等弊端。教师的教学内容手段直接关系到学生的学习兴趣。因此，食品营养与健康专业仪器分析课程教学创新也应体现在教师的教学手段方面。目前，任课教师常采用的教学手段主要包括板书、PPT、教具和演示设备等手段的两种或多种。然而，创新型的教学手段应在教师合理有效地发挥板书、PPT等教学手段的基础上，形成以教师为主体的一体化教学手段。食品营养与健康专业仪器分析课程任课教师应科学把握基本教学方法，广泛提高自身知识层面，在传统教学手段基础上，发挥网络教学手段的应用创新，例如课堂上给学生们布置一些科创型的实践课题，督促自己到图书馆或互联网上查文献、找资料，制定实验方案，选择实验步骤，且在此基础上与学院导师进行双向选择，进入导师实验，形成实验数据，使实验室成为第二课堂，提高學生认知能力和学习兴趣。

小结

食品营养与健康专业作为2019年教育部新开设专业，如何设置仪器分析课程教学内容和形式等尚未有成熟模式。本文基于食品大健康的时代背景，对食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容、教学形式、教学实践、教学创新等问题进行论述，建议食品营养与健康专业仪器分析课程教学内容在传统仪器分析课程内容基础上增加表面分析、热分析和现代新型食品仪器分析技术。在阐述食品仪器分析方法和技术基本原理的基础上，着重对各种食品仪器分析方法和技术在食品原料生产、加工、运输和贮存等过程中的应用进行归纳总结。课程教学形式应该采取模块教学理论课方法、小班循环教授实验课方法、合理利用网络平台教学方法、考核方式多样性等多种创新方法相结合的教学形式。分析课程教学实践应是多元化且应以科研实验室为基础的。课程教学创新应更多体现在教学方法和手段创新方面，形成以教师为主体的一体化教学手段，以期为食品科学与工程领域培养更具活力和能力的专业人才。