“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”在食品專(zhuān)業(yè)講授中教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化探索

李金杰

[摘 要] “天然產(chǎn)物分離技術(shù)”本是生物技術(shù)、醫(yī)藥等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的必修課。近年來(lái)，隨著天然產(chǎn)物產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，天然產(chǎn)物分離技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用成為新技術(shù)開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一，如今已成為食品專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)選修課。該課程的知識(shí)點(diǎn)零散，且需要學(xué)生具有扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)，食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生要想完全掌握難度很大。因此，在給食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生教學(xué)的過(guò)程中，要不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使該課程能夠被食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生掌握并應(yīng)用到科研實(shí)踐中，取得良好的教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞] 天然產(chǎn)物分離技術(shù);食品專(zhuān)業(yè);優(yōu)化;探索

天然產(chǎn)物是指從植物、動(dòng)物體內(nèi)提取的內(nèi)源性的化學(xué)成分，包括黃酮類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、酚類(lèi)、蛋白質(zhì)等對(duì)人體具有多種功效的成分[1]。天然產(chǎn)物的研究與開(kāi)發(fā)是化學(xué)、生物、藥學(xué)等多個(gè)學(xué)科共同專(zhuān)注的重要領(lǐng)域，分離技術(shù)是天然產(chǎn)物得以獲得和應(yīng)用的前提。天然產(chǎn)物分離技術(shù)包括活性物質(zhì)的提取、分離、純化、精制等技術(shù)，是一門(mén)學(xué)科交叉性強(qiáng)且與科研和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合緊密的課程[2]。因此，“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”課程適用于醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)和環(huán)境等專(zhuān)業(yè)，是研究食品功能成分或活性成分方向的本科生和研究生的一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)選修課之一。該課程內(nèi)容豐富，分為上下兩篇，共11章，上篇介紹了萜類(lèi)、多酚類(lèi)、甾體類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、生物堿、多糖等天然產(chǎn)物的性質(zhì)、分類(lèi)和生理功能;下篇重點(diǎn)闡述了天然產(chǎn)物的分離技術(shù)，包括超聲波萃取、微波萃取、強(qiáng)電場(chǎng)萃取、超臨界流體萃取、反膠束萃取離心分離、層析技術(shù)、膜分離技術(shù)、液膜分離、分子蒸餾分離技術(shù)的基本原理、工藝技術(shù)、設(shè)備參數(shù)和應(yīng)用實(shí)例，實(shí)用性很強(qiáng)，與科學(xué)研究和社會(huì)進(jìn)步緊密相關(guān)[3-4]。

該門(mén)課程的最大特點(diǎn)是需要扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)，但食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生化學(xué)知識(shí)欠缺，如果給食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生按常規(guī)授課方式去教授這門(mén)課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)難度較大且學(xué)習(xí)效果不理想。如何讓學(xué)生在有限的課程教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)各種教學(xué)環(huán)節(jié)掌握扎實(shí)的理論知識(shí)和熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到功能食品的研究及開(kāi)發(fā)中，同時(shí)提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，是擺在我們面前的重要課題。

一、“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”在食品專(zhuān)業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀與目標(biāo)

“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”課程的理論性及實(shí)踐性較強(qiáng)，適合于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維模式、科研可持續(xù)創(chuàng)造力及實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手能力，主要面向生物工程、醫(yī)藥工程等專(zhuān)業(yè)的大學(xué)本科及碩士研究生進(jìn)行開(kāi)設(shè)。目前，國(guó)內(nèi)大部分高校開(kāi)設(shè)本門(mén)課程都是學(xué)生在學(xué)習(xí)了天然產(chǎn)物化學(xué)和有機(jī)化學(xué)之后，再來(lái)學(xué)習(xí)本門(mén)課程的，因此，對(duì)于化學(xué)基礎(chǔ)較好的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)這門(mén)課程比較輕松，且又有很強(qiáng)的實(shí)用性。

食品專(zhuān)業(yè)是學(xué)生求學(xué)的熱門(mén)專(zhuān)業(yè)，與人們的生活息息相關(guān)。所謂民以食為天，目前，食品安全與保健食品的開(kāi)發(fā)是本專(zhuān)業(yè)兩個(gè)重要的研究專(zhuān)題，也是多數(shù)導(dǎo)師的研究方向。隨著時(shí)代發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)食品的要求越來(lái)越高，食品的主題也發(fā)生了變化：從早期滿足人類(lèi)饑餓的需要，到現(xiàn)在滿足人類(lèi)健康食品安全（降低有毒物，增加有益成分），乃至未來(lái)滿足降低疾病風(fēng)險(xiǎn)需要（功能性增加）。隨著人們對(duì)功能性成分認(rèn)識(shí)的加深，如何從天然無(wú)毒無(wú)害的食物中獲得功能性成分是食品專(zhuān)業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。因此，天然產(chǎn)物分離技術(shù)在食品專(zhuān)業(yè)中顯得越來(lái)越重要。

目前，我國(guó)食品專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的課程主要有生物化學(xué)、物理化學(xué)、食品化學(xué)、食品微生物學(xué)、食品保藏原理、食品工程原理、生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、食品分析、農(nóng)產(chǎn)品加工工藝學(xué)、農(nóng)產(chǎn)品加工工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)、食品安全與質(zhì)量控制、食品機(jī)械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計(jì)等。大部分高校食品專(zhuān)業(yè)不開(kāi)設(shè)天然產(chǎn)物化學(xué)，有的高校開(kāi)設(shè)有機(jī)化學(xué)，但是作為選修課，且所學(xué)內(nèi)容較淺，學(xué)生即使學(xué)過(guò)到后期應(yīng)用也會(huì)忘記，教學(xué)效果并不理想。所以，由于本專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)課程和側(cè)重點(diǎn)不同，導(dǎo)致本專(zhuān)業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱。

“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”這門(mén)課程所講授內(nèi)容多而龐雜，不同的分離技術(shù)在原理、特點(diǎn)等方面各不相同，教學(xué)內(nèi)容比較分散，如果只是單純地講授則顯得十分枯燥，學(xué)生也難以理解，教學(xué)效果不理想，教學(xué)質(zhì)量也難以保證。因此，有必要對(duì)“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”這門(mén)課程的教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整，針對(duì)食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，進(jìn)行一些探索與改革，講授內(nèi)容以科研實(shí)用為主，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高本門(mén)課程的應(yīng)用范圍。

二、教學(xué)內(nèi)容改革與優(yōu)化

“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”是北京聯(lián)合大學(xué)食品專(zhuān)業(yè)的特色專(zhuān)業(yè)方向課程之一，是食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生的選修課程。該課程在教學(xué)實(shí)踐中，總結(jié)了常用的分離技術(shù)，綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段，將分離技術(shù)在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用與課堂教學(xué)結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、積極探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。針對(duì)目前本專(zhuān)業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)缺乏及動(dòng)手能力較差的普遍現(xiàn)狀，本課程教學(xué)內(nèi)容及模式均需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與優(yōu)化。主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行改革探索。

（一）課程內(nèi)容向簡(jiǎn)單化、通俗化、應(yīng)用化方向改革

本課程為專(zhuān)業(yè)選修課程，是北京聯(lián)合大學(xué)食品科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科圍繞生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)研究方向而開(kāi)設(shè)的一門(mén)特色專(zhuān)業(yè)課，是解決食品質(zhì)量與安全實(shí)際問(wèn)題中所用到的一門(mén)理論與實(shí)踐聯(lián)系比較密切的專(zhuān)業(yè)特色課。我們?cè)诿嫦蚴称穼?zhuān)業(yè)學(xué)生授課時(shí)，首先要了解學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景，刨開(kāi)前面的天然產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容，我們將理論課主要分為三大部分，主要為學(xué)生教授實(shí)際科研中能應(yīng)用到的活性物質(zhì)提取、分離純化及檢測(cè)的基本理論、方法和手段，并借助大量文獻(xiàn)資料的實(shí)列分析，以便更好地加深并強(qiáng)化對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用;課后學(xué)生在掌握理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，充分利用課外時(shí)間大量查找與課堂學(xué)習(xí)相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，針對(duì)課堂內(nèi)容完成老師所要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。教師根據(jù)前一節(jié)課學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案作業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題，有針對(duì)性地啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)如何去思考、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路并優(yōu)選出最佳的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。

（二）課堂主體由教師向?qū)W生課堂反轉(zhuǎn)改革

我們?cè)谥v授每章后，教師與學(xué)生課堂反轉(zhuǎn)，把課堂交給學(xué)生。學(xué)生應(yīng)用所學(xué)基本理論，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)查找、篩選和閱讀文獻(xiàn)的思路方法，并在每一章節(jié)結(jié)束后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)方案的講解。每一單元結(jié)束后，學(xué)生分組做PPT進(jìn)行所學(xué)單元的實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)的演講，4～5人一組，最多6組，每組15分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的匯報(bào)，臺(tái)下老師和學(xué)生提問(wèn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修正。這樣，既可以鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考和查閱文獻(xiàn)的能力，又可以通過(guò)PPT講授了解學(xué)生課堂的掌握情況。實(shí)踐證明，這種教學(xué)方式比單純的教授講授效果好很多。

（三）考核內(nèi)容的改革

在整個(gè)課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生能將所學(xué)理論與參考文獻(xiàn)報(bào)道中所獲得的有效信息進(jìn)行整合，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最后形成一個(gè)具有完整實(shí)驗(yàn)思路的設(shè)計(jì)方案，并有能力發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)報(bào)道中出現(xiàn)的不合理、不科學(xué)的問(wèn)題，同時(shí)加以改進(jìn)和修正。本課程各種考核方式的具體成績(jī)?cè)u(píng)定方式改革如下：

1.出勤與課堂問(wèn)題的回答。出勤：滿分6分。對(duì)于曠課、遲到早退、病事假等缺勤情況的成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)為：無(wú)故曠課五節(jié)課或請(qǐng)假累計(jì)缺勤達(dá)到本課程的1/3學(xué)時(shí)的，取消本課程的考試資格。遲到早退在15分鐘以?xún)?nèi)的，三次視同缺勤1節(jié)課，遲到早退超過(guò)15分鐘的視同缺勤1節(jié)課。每缺勤1節(jié)課，將在出勤成績(jī)中扣減2分。

課堂問(wèn)題的回答（互動(dòng)）：滿分4分。老師對(duì)隨堂所講的內(nèi)容或前面所講過(guò)的關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，搶答或老師提問(wèn)回答正確者得4分，基本正確者得3分，不太正確者得2分，回答不正確者得0分，得0分?jǐn)?shù)者在課堂及PPT上臺(tái)演講時(shí)再進(jìn)行提問(wèn)，根據(jù)回答問(wèn)題的正確程度獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

2.課后練習(xí)：滿分10分。老師根據(jù)課堂所學(xué)的知識(shí)，會(huì)留實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課后練習(xí)，老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的思路和條理是否清晰、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性如何等，分別按：條理清楚、思路清晰、設(shè)計(jì)正確者給10分，條理思路清晰，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性不好或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的某些因素有問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題的大小、錯(cuò)誤的多少分別給8分或6分，不交作業(yè)者計(jì)0分。

3.集體PPT制作演講：滿分40分。每次PPT演講由4～5位學(xué)生一起進(jìn)行，其中一位主講，另外3～4位同學(xué)同時(shí)站在講臺(tái)前面，當(dāng)主講演講結(jié)束后，老師和其他同學(xué)對(duì)其團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方案進(jìn)行提問(wèn)，回答問(wèn)題由主講以外的其他隊(duì)友來(lái)一一作答，回答不上來(lái)再由主講者回答。老師和其他臺(tái)下同學(xué)對(duì)演講小組進(jìn)行共同評(píng)判（根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的條理清晰、正確性及演講的流利程度），每個(gè)單元講完所有組一起排名，第一名的小組得40分，后面依次減5分;每個(gè)小組的所有同學(xué)成績(jī)一樣，對(duì)每組其中一人不參與PPT制作者扣整體小組總分的5分，不參與人數(shù)增多分?jǐn)?shù)依次累計(jì);沒(méi)有準(zhǔn)備PPT的小組得0分。

4.期末開(kāi)卷考試。期末實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：滿分40分。每個(gè)學(xué)生以正式發(fā)表的文獻(xiàn)格式，獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)從植物中提取、分離純化和檢測(cè)目標(biāo)活性成分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。內(nèi)容包括：題目、摘要、引言、正文、參考文獻(xiàn)等，其中正文必須含有：提取、分離純化和檢測(cè)三大部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體與前期PPT制作的內(nèi)容相似。老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的思路、條理是否清晰、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確性如何、文獻(xiàn)引用是否規(guī)范等來(lái)進(jìn)行評(píng)判，分別按：依照發(fā)表文章的格式來(lái)寫(xiě)，條理清楚、思路清晰、文獻(xiàn)引用規(guī)范，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒(méi)有任何問(wèn)題者給40分，條理、思路清晰，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性不夠好或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的某些因素有問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題的大小、錯(cuò)誤的多少分別減分，抄襲者得0分，不交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者得0分。

三、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的以教師為中心的傳遞式教學(xué)方法，教師在講臺(tái)上講述、示范、演示，學(xué)生相應(yīng)地吸收、記憶、存儲(chǔ)，課堂上圈劃重點(diǎn)，課后反復(fù)抄寫(xiě)、背誦。事實(shí)證明，這種以應(yīng)試能力為目標(biāo)的教學(xué)方式，最大的弊端是扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神，尤其是對(duì)于理論很難理解的課，傳統(tǒng)的教學(xué)方式效果并不理想。

優(yōu)化“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”課程的教學(xué)方式，可從教學(xué)內(nèi)容、課堂主體及考核方式等方面進(jìn)行優(yōu)化。這種優(yōu)化需要授課教師根據(jù)授課時(shí)間合理安排授課內(nèi)容，多下功夫去準(zhǔn)備與授課內(nèi)容相關(guān)的案例，多思考在授課時(shí)采用哪些教學(xué)方法，不斷充實(shí)與更新教學(xué)內(nèi)容，積極探索，不斷進(jìn)取。但每門(mén)課的教學(xué)優(yōu)化改革不是一蹴而就的，我們要不斷總結(jié)學(xué)生的接收效果，在今后的實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。

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