摘要:新工科建設(shè)和工程教育認(rèn)證對(duì)人才培養(yǎng)模式和專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)提出了新的要求。食品生物化學(xué)課程基礎(chǔ)性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多,同時(shí)面臨課時(shí)壓縮、內(nèi)容交叉、工程元素不突出等問(wèn)題。通過(guò)合理分流課上課下知識(shí)內(nèi)容、科學(xué)設(shè)計(jì)課程間知識(shí)銜接、強(qiáng)化專業(yè)興趣培養(yǎng)、融入工程元素教學(xué)、有機(jī)結(jié)合理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方式,可進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)課程體系建設(shè),強(qiáng)化人才綜合素質(zhì)、食品專業(yè)意識(shí)和工程思維的培養(yǎng),提升教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:新工科;食品生物化學(xué);教學(xué)內(nèi)容改革;工程思維
食品科學(xué)與工程專業(yè)是生命科學(xué)與工程科學(xué)的交叉學(xué)科,既重視食品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的形式及其加工和代謝過(guò)程中的變化等生物屬性,也強(qiáng)調(diào)食品加工保藏工藝的技術(shù)屬性和工程屬性,二者不可或缺。食品生物化學(xué)課程作為食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,對(duì)后續(xù)專業(yè)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)、理解和貫通提供了重要的知識(shí)基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)工科專業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)背景下,通過(guò)合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容,前置學(xué)生工程思維的培養(yǎng),可不斷提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量。
一、食品生物化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
食品生物化學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,教學(xué)內(nèi)容既包括普通生物化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí),也包括食品原料的生物化學(xué)屬性及其各生物大分子物質(zhì)在食品加工與保藏過(guò)程中的變化過(guò)程,對(duì)專業(yè)理論知識(shí)體系的構(gòu)建起到極其重要的基礎(chǔ)作用。在教學(xué)課時(shí)安排上,隨著人才培養(yǎng)方案的不斷完善和調(diào)整,食品生物化學(xué)面臨著課時(shí)壓縮和教學(xué)內(nèi)容不斷豐富的矛盾,課時(shí)安排不能滿足現(xiàn)有知識(shí)體系的課堂教學(xué)需要。在課程內(nèi)容設(shè)置上,有的培養(yǎng)方案中沒(méi)有單獨(dú)設(shè)立食品化學(xué)課程,部分食品化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容需要融入到食品生物化學(xué)教學(xué)過(guò)程中;而在培養(yǎng)方案中單獨(dú)設(shè)立了食品化學(xué)課程的,也面臨如何協(xié)調(diào)好兩門課程知識(shí)點(diǎn)的銜接和重復(fù)內(nèi)容的調(diào)整。在知識(shí)體系構(gòu)建上,食品生物化學(xué)往往被認(rèn)為偏重食品科學(xué)的內(nèi)容,教學(xué)過(guò)程中以傳統(tǒng)生物化學(xué)知識(shí)的講解為主,結(jié)合食品工程工藝內(nèi)容進(jìn)行講授的偏少,沒(méi)有充分發(fā)揮其在工程思維培養(yǎng)中應(yīng)有的作用。
二、食品生物化學(xué)課程建設(shè)的實(shí)踐與探索
(一)突破學(xué)時(shí)限制,構(gòu)建課上課下二元教學(xué)體系
學(xué)時(shí)、學(xué)分壓縮是高校教學(xué)改革過(guò)程中出現(xiàn)的普遍現(xiàn)象,如何利用有限的教學(xué)課時(shí)確保教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量,是當(dāng)前高校教師需要深入思考和積極探索的重要課題。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐,一要結(jié)合教學(xué)大綱要求和學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)接受的難易程度,設(shè)置部分內(nèi)容為課下自學(xué),結(jié)合慕課學(xué)習(xí)、課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的鞏固;二要整合課堂教學(xué)內(nèi)容,科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)流程,提高教學(xué)效率;三要利用信息技術(shù),通過(guò)QQ、微信等建立學(xué)習(xí)群,方便師生溝通;四要利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),利用線上線下教學(xué)模式,豐富課上課下二元教學(xué)體系。
(二)遵循知識(shí)邏輯關(guān)系,做好課程結(jié)構(gòu)調(diào)整和不同課程的內(nèi)容銜接
食品生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)密集,且存在較強(qiáng)的遞進(jìn)關(guān)系,在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中要按照知識(shí)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系進(jìn)行章節(jié)調(diào)整。一是處理好教學(xué)大綱和教材之間的關(guān)系。為了強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展的同步更新,教師一般都會(huì)選用近三年或近五年出版的教材進(jìn)行授課。與其它課程相比,食品生物化學(xué)教材的更新速度相對(duì)較慢,最新教材在內(nèi)容編排方面有時(shí)會(huì)與教學(xué)大綱產(chǎn)生一定沖突。因此,需要根據(jù)課程教學(xué)需要,對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行刪減和補(bǔ)充,并對(duì)部分章節(jié)進(jìn)行調(diào)整,以課程理論體系的基本架構(gòu)特點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)間的承接遞進(jìn)關(guān)系安排教學(xué)內(nèi)容順序,而不是順應(yīng)教材來(lái)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容調(diào)整。二是注意培養(yǎng)方案中各課程間的相互聯(lián)系與承接關(guān)系,突出專業(yè)課程體系的整體性和系統(tǒng)性。食品生物化學(xué)除了涉及普通生物化學(xué)內(nèi)容之外,還會(huì)結(jié)合食品專業(yè)特點(diǎn),對(duì)食品及其原料中生物分子的存在形式、對(duì)食品及其產(chǎn)品特性的影響和在加工儲(chǔ)藏中變化等進(jìn)行講解,而后者的內(nèi)容往往與其它課程存在一定的重合,或者作為其它課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。因此,在教學(xué)過(guò)程中要做好與相關(guān)課程的相互呼應(yīng)而又不過(guò)多講解,合理分配教學(xué)資源,如蛋白質(zhì)部分側(cè)重于對(duì)其組成、結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的講解,而蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)、界面性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)等食品化學(xué)、食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)課程相關(guān)的內(nèi)容只是簡(jiǎn)單提及相關(guān)概念;維生素部分著重結(jié)合水溶性維生素在復(fù)合酶中作為輔因子的作用進(jìn)行講授,而其營(yíng)養(yǎng)特性不再詳細(xì)講授;在代謝生物化學(xué)內(nèi)容講授中,著重對(duì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化通路和物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化途徑進(jìn)行梳理,食品中生物大分子物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與變化同樣以轉(zhuǎn)化過(guò)程為主,而具體加工工藝細(xì)節(jié)、轉(zhuǎn)化過(guò)程對(duì)食品品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)的影響、轉(zhuǎn)化過(guò)程中涉及到微生物及理化因素的影響等內(nèi)容只做簡(jiǎn)單說(shuō)明。
(三)突出食品特色,融入工程教育元素
食品生物化學(xué)是學(xué)生進(jìn)行公共基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)后接觸到的首批專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合生活實(shí)例與食品專業(yè)案例,既可以豐富教學(xué)內(nèi)容、活躍課堂氛圍,又能夠拓展學(xué)生的專業(yè)視野,增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)意識(shí)。作為偏重理科知識(shí)體系的食品生物化學(xué)課程,可以通過(guò)引入食品工程相關(guān)實(shí)例,將工程思維培養(yǎng)與課程教學(xué)相結(jié)合,將工程教育元素融入教學(xué)。
1.精心準(zhǔn)備,上好第一堂課,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
第一堂課不只是對(duì)學(xué)科發(fā)展歷程的介紹,同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)意識(shí)的重要時(shí)機(jī)。黔東南地區(qū)民族特色食品種類多樣,如臺(tái)江姊妹飯、榕江卷粉、凱里酸湯、腌魚(yú)、腌肉等等,這些民族食品反映了本地少數(shù)民族在長(zhǎng)期的生產(chǎn)和生活中積累形成的民族智慧。以這些民族特色食品的介紹作為切入點(diǎn),從學(xué)生習(xí)以為常的家常食品引入食品生物化學(xué)的內(nèi)容,結(jié)合對(duì)制作工藝的簡(jiǎn)單介紹,將淀粉、糖類、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)在加工過(guò)程中的轉(zhuǎn)化過(guò)程進(jìn)行初步延展,減少學(xué)生對(duì)課程的陌生感,可以激發(fā)學(xué)生的對(duì)本專業(yè)和課程的興趣。
2.適度拓展知識(shí)體系,培養(yǎng)工程思維
食品生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)較多,各知識(shí)點(diǎn)間存在一定的共性或聯(lián)系,可以通過(guò)在教學(xué)中引入實(shí)例的方式進(jìn)行輔助講解。在學(xué)習(xí)不飽和脂肪酸的氫化反應(yīng)時(shí),將氫化油的應(yīng)用、反式脂肪酸的產(chǎn)生機(jī)理及其潛在危害進(jìn)行同時(shí)講解,結(jié)合專業(yè)教育,使學(xué)生形成健康食品的概念。在講解核酸的變性、復(fù)性和雜交時(shí),介紹轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)方法及其研究進(jìn)展,同時(shí)讓學(xué)生思考轉(zhuǎn)基因食品的安全問(wèn)題,進(jìn)行開(kāi)放式討論。在糖代謝部分,可以結(jié)合乙醇發(fā)酵工藝,探討有氧和無(wú)氧條件下酵母發(fā)酵糖的方式及物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)換的異同,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考在實(shí)際生產(chǎn)中如何運(yùn)用這些規(guī)律。在肉類蛋白質(zhì)相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)時(shí),可以引入植物肉(人造肉)的概念,以課程作業(yè)或課下討論的方式,讓學(xué)生通過(guò)查閱資料,加深對(duì)植物蛋白和動(dòng)物蛋白區(qū)別的認(rèn)識(shí),并對(duì)植物肉的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了解,初步培養(yǎng)學(xué)生的工科思維。在生物化學(xué)分析技術(shù)在食品中的應(yīng)用講授中,可以從聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的開(kāi)發(fā)與PCR儀的發(fā)明引出技術(shù)向工程轉(zhuǎn)化的問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生對(duì)現(xiàn)有食品加工技術(shù)尤其是民族食品制作工藝進(jìn)行思考,引導(dǎo)學(xué)生思考如何將傳統(tǒng)工藝向標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。同時(shí),還可以結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí),引入部分諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的事例,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)思維模式,培養(yǎng)科學(xué)精神。
(四)強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),促進(jìn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合
結(jié)合教學(xué)進(jìn)度,合理設(shè)置食品生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將理論課教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合,如糖類學(xué)習(xí)結(jié)束進(jìn)行還原糖濃度的測(cè)定實(shí)驗(yàn),脂類學(xué)習(xí)完成開(kāi)展脂肪酸價(jià)的測(cè)定或卵磷脂的提取鑒定實(shí)驗(yàn),完成影響酶的反應(yīng)速率內(nèi)容學(xué)習(xí)后進(jìn)行影響酶活性的因素實(shí)驗(yàn)等。將理論學(xué)習(xí)前置,結(jié)合實(shí)驗(yàn)課的具體操作與實(shí)踐,避免實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)各自為政的情況,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。
食品生物化學(xué)是食品類專業(yè)學(xué)習(xí)專業(yè)課程的基礎(chǔ)課程,課程體系建設(shè)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)和專業(yè)意識(shí)培養(yǎng)至關(guān)重要。以上教學(xué)內(nèi)容的改革探索,對(duì)教學(xué)效果的提升起到了一定推動(dòng)作用。下一步對(duì)如何進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程,更加有效開(kāi)展課程教學(xué)還需進(jìn)行深入學(xué)習(xí)、思考、交流和實(shí)踐,為進(jìn)一步強(qiáng)化人才綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)打好基礎(chǔ),爭(zhēng)取向社會(huì)輸出更多應(yīng)用實(shí)踐能力強(qiáng)、工程素質(zhì)過(guò)硬的食品專業(yè)人才。
基金項(xiàng)目:
凱里學(xué)院2019年校級(jí)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“新工科背景下《食品生物化學(xué)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐——以凱里學(xué)院為例”(編號(hào):JG202016)
作者簡(jiǎn)介:
佀勝利(1982.7-),男,漢族,山東鄆城人,博士,副教授,研究方向:生物質(zhì)資源利用