高職院校食品專(zhuān)業(yè)《天然產(chǎn)物提取工藝》課程教學(xué)改革

施昕磊 駱盧佳 曹巧巧 朱興娜

(嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 嘉興 314034)

0 引言

《天然產(chǎn)物提取工藝》是一門(mén)在多學(xué)科交叉互融背景下，運(yùn)用化學(xué)工程原理及方法對(duì)天然產(chǎn)物進(jìn)行提取、分離、純化的學(xué)科[1]。隨著社會(huì)發(fā)展科技進(jìn)步，人們對(duì)健康的重視程度不斷提高，對(duì)食品、藥品、日用品以及環(huán)境的安全性要求也不斷提高，天然產(chǎn)物有效成分與人工合成的化學(xué)成分相比，具有更高的安全性，顯著的生物活性，因此在開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中被越來(lái)越多地關(guān)注[2]。對(duì)于天然產(chǎn)物的利用正是基于《天然產(chǎn)物提取工藝》這門(mén)課程開(kāi)展起來(lái)的。作為高職院校中的食品相關(guān)專(zhuān)業(yè)，開(kāi)設(shè)這一門(mén)課程旨在拓寬學(xué)生思路，提升綜合實(shí)踐能力，從而培養(yǎng)面向食品、生物技術(shù)、醫(yī)藥等企業(yè)中有關(guān)天然產(chǎn)物提取、生化分離等崗位的應(yīng)用技術(shù)人才[3]。

1 教學(xué)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

《天然產(chǎn)物提取工藝》是一門(mén)理論性強(qiáng)，又注重實(shí)踐操作的課程。一般在學(xué)生學(xué)習(xí)了《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》、《生物化學(xué)》等課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)本課程。本課程涉及的內(nèi)容廣泛，與其它學(xué)科交叉滲透相關(guān)性強(qiáng)。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，往往偏重于理論知識(shí)的講授，高職學(xué)生其本身理論基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，單純對(duì)于理論知識(shí)的講授，顯得枯燥乏味難以理解，導(dǎo)致老師與學(xué)生之間的互動(dòng)性不強(qiáng)，學(xué)生所表現(xiàn)出來(lái)的學(xué)習(xí)積極性不高[4]。

在實(shí)踐教學(xué)方面，《天然產(chǎn)物提取工藝》課程的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行天然產(chǎn)物成分提取、分離、純化、鑒定及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化等能力。而常規(guī)的教學(xué)模式由于實(shí)踐課時(shí)安排不合理、單次實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)等因素，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)效果不佳，與人才培養(yǎng)目標(biāo)有一定差距[5]。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式多“輕實(shí)踐，重理論”，使理論知識(shí)與實(shí)踐操作脫節(jié)，學(xué)生往往對(duì)理論學(xué)習(xí)一知半解，實(shí)踐操作照搬老師提供的方法，缺乏獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)[6]。依據(jù)食品及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和人才需求，結(jié)合高職院校食品專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，改革實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建科學(xué)合理的《天然產(chǎn)物提取工藝》課程教學(xué)模式，是本課程亟待解決的問(wèn)題[7]。

2 改革及優(yōu)化

2.1 優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容

由于天然產(chǎn)物化合物種類(lèi)繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、理化性質(zhì)各異，本課程涉及的理論知識(shí)點(diǎn)多而龐雜。對(duì)于高職學(xué)生而言，只依照書(shū)本的內(nèi)容進(jìn)行講授，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握比較困難。因此，在原有知識(shí)框架的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，使其更偏向于高職學(xué)生的接受程度。

2.1.1 突出課程重點(diǎn)難點(diǎn)

對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，使學(xué)生對(duì)《天然產(chǎn)物提取工藝》這門(mén)課程的知識(shí)脈絡(luò)有清楚的認(rèn)識(shí)，考慮到高職學(xué)生相對(duì)薄弱的理論基礎(chǔ)，教學(xué)過(guò)程中簡(jiǎn)化一些相對(duì)深?yuàn)W難懂的理論，突出所需掌握的重點(diǎn)難點(diǎn)。

2.1.2 結(jié)合行業(yè)發(fā)展，引入典型案例

《天然產(chǎn)物提取工藝》雖然是一門(mén)應(yīng)用基礎(chǔ)課程，但在醫(yī)藥、食品、生物等領(lǐng)域?qū)μ烊划a(chǎn)物的開(kāi)發(fā)應(yīng)用是不斷發(fā)展的。因此，在教學(xué)過(guò)程中增加典型案例的引入，尤其使之與食品行業(yè)相結(jié)合，多介紹取材于食品原料的天然產(chǎn)物，或者應(yīng)用于食品生產(chǎn)加工的天然產(chǎn)物。例如在前期課程中學(xué)到的天然食品添加劑，便是天然產(chǎn)物在食品領(lǐng)域的主要應(yīng)用，從而引出相應(yīng)的天然產(chǎn)物化合物，激發(fā)起學(xué)生對(duì)課程的興趣和求知欲，同時(shí)也能將本課程與行業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來(lái)。

2.1.3 理論教學(xué)與思政教育相融合[8-9]

充分挖掘?qū)I(yè)知識(shí)中的思政元素，例如：通過(guò)屠呦呦與青蒿素研發(fā)的案例，激發(fā)學(xué)生對(duì)不畏艱苦、堅(jiān)持不懈的科研精神和積極進(jìn)取、一往無(wú)前的創(chuàng)新精神的思考；在講到天然產(chǎn)物的發(fā)展歷史時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生了解中醫(yī)藥傳統(tǒng)文化的傳承和發(fā)揚(yáng)，建立民族自信和愛(ài)國(guó)情懷。教育的根本任務(wù)在于“立德樹(shù)人”，通過(guò)課程思政，在理論教學(xué)的同時(shí)為學(xué)生樹(shù)立新時(shí)代背景下正確的價(jià)值觀和人生觀。

2.2 理論與實(shí)踐一體化教學(xué)

針對(duì)高職院校食品專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，本課程主要偏重于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，尤其是對(duì)天然產(chǎn)物化合物提取方法及加工應(yīng)用具體操作的掌握。在理論教學(xué)中講授各種提取分離設(shè)備、操作方法時(shí)，僅通過(guò)多媒體圖文展示，學(xué)生無(wú)法建立實(shí)踐操作概念。同時(shí)天然產(chǎn)物提取實(shí)驗(yàn)往往所耗時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生在等待實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中又無(wú)所事事。“理-實(shí)一體化”教學(xué)能將兩者結(jié)合起來(lái)，將一些操作簡(jiǎn)單的理化試驗(yàn)，如天然產(chǎn)物預(yù)實(shí)驗(yàn)，安排在相應(yīng)理論知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，這樣既能在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的時(shí)候?qū)υ撝R(shí)點(diǎn)要求掌握的操作方法、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)試劑等有直觀的認(rèn)知，又能在實(shí)驗(yàn)操作的空檔時(shí)間引導(dǎo)學(xué)生有效地完成理論學(xué)習(xí)，起到事半功倍的效果。

2.3 以分組形式“任務(wù)化”開(kāi)展實(shí)踐實(shí)訓(xùn)

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中存在的最大問(wèn)題是由于受到課程安排和課時(shí)限制，無(wú)法開(kāi)展連貫性的天然產(chǎn)物提取分離實(shí)驗(yàn)，無(wú)法引入設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)都非常有限。因此，在完成理論知識(shí)學(xué)習(xí)以后，開(kāi)展一周集中實(shí)訓(xùn)。

2.3.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

根據(jù)各類(lèi)天然產(chǎn)物的性質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合理論知識(shí)中所需掌握的重要知識(shí)點(diǎn)，優(yōu)化所要開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。選擇開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)的天然產(chǎn)物一般具有化合物性質(zhì)突出、提取效率高、提取分離方法成熟并易于掌握等特點(diǎn)，以保證學(xué)生操作過(guò)程中的成功率從而獲得成就感。同時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展可以結(jié)合食品專(zhuān)業(yè)特色，制作簡(jiǎn)單的天然產(chǎn)物產(chǎn)品，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值。

2.3.2 以小組形式領(lǐng)取“任務(wù)”開(kāi)展實(shí)驗(yàn)

將所需開(kāi)設(shè)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目集合成“任務(wù)庫(kù)”，學(xué)生以4～6人為一個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行分組，以小組的形式領(lǐng)取“任務(wù)”。鼓勵(lì)學(xué)生在領(lǐng)取“任務(wù)”以后進(jìn)行小組討論，分配工作，以確定實(shí)驗(yàn)方法和操作流程。討論的結(jié)果進(jìn)行匯總，由教師和其他學(xué)生一起探討實(shí)驗(yàn)的可實(shí)施性并提出整改意見(jiàn)。然后通過(guò)小組成員共同合作，完成一種天然產(chǎn)物從提取方法選擇，提取分離實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，到得到產(chǎn)品的完整過(guò)程。最終，各小組分別闡述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決辦法，并進(jìn)行成果展示，教師對(duì)小組成果進(jìn)行總結(jié)。在討論和匯報(bào)的過(guò)程中，既鞏固了理論學(xué)習(xí)中的知識(shí)要點(diǎn)，又能激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題的能力；在實(shí)踐操作中，充分發(fā)揮了每個(gè)學(xué)生的能動(dòng)作用，突出團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，達(dá)到以實(shí)踐促學(xué)習(xí)的效果。

2.4 加強(qiáng)線上教學(xué)資源建設(shè)

由于受到實(shí)驗(yàn)時(shí)間的限制，課程中一些耗時(shí)長(zhǎng)，操作步驟多的實(shí)驗(yàn)無(wú)法在實(shí)際教學(xué)中開(kāi)展；受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，一些大型的提取分離儀器設(shè)備，以及天然產(chǎn)物工業(yè)化生產(chǎn)加工模式也無(wú)法讓學(xué)生在實(shí)際教學(xué)中接觸到。通過(guò)線上教學(xué)資源建設(shè)，引入視頻、鏈接、動(dòng)畫(huà)、虛擬仿真等資源形式，使學(xué)生在完成課堂任務(wù)的同時(shí)，可以通過(guò)線上學(xué)習(xí)拓展知識(shí)面、擴(kuò)充知識(shí)量，從而對(duì)天然產(chǎn)物的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景有更充分的認(rèn)識(shí)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)模式多元化。

3 討論與結(jié)論

在對(duì)19級(jí)食品專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)施本課程教學(xué)改革以后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性增強(qiáng)了，尤其在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中遇到難題能夠通過(guò)自主思考、小組討論等途徑從多角度探尋解決問(wèn)題的方法。同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，部分學(xué)生能以天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)為立足點(diǎn)，投入到大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目中去。通過(guò)最終理論和實(shí)踐考核發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)，重要實(shí)踐技能的掌握都比改革之前有了明顯的提高。