食品專業(yè)分子生物學相關(guān)課程教學模式體系構(gòu)建的初步探索

劉慧娟

（1.貴州醫(yī)科大學環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與健康學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學系，貴州 貴陽 550025；3.貴州醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與健康學院毒理學系，貴州 貴陽 550025）

分子生物學是食品科學、食品工程等多學科教學與科研不可缺少的重要組成[1-2]。在高校中，分子生物學在多學科基礎(chǔ)課程中的融入越來越被重視，同時，高校對分子生物學實驗課的經(jīng)費投入也逐年遞增[3]。

食品質(zhì)量與安全、食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)均要求學生掌握生物化學、食品化學及生物學等多學科理論知識和實驗技能[4]。伴隨著現(xiàn)代分子生物學前沿技術(shù)的廣泛應(yīng)用，分子生物學相關(guān)內(nèi)容逐漸滲透到了這2個專業(yè)所開設(shè)的各門課程中，對教師的知識傳授能力和以上兩專業(yè)學生的學習能力均帶來了極大的挑戰(zhàn)[5]。分子生物學的基礎(chǔ)理論知識、研究方法及技術(shù)手段的熟練掌握是對食品質(zhì)量與安全和食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學這2個專業(yè)的必然要求[6]。此外，分子生物學在食品中外源化學物的溯源及植物新品種的鑒定與應(yīng)用等多方面均具有廣泛的應(yīng)用[7]。因此，將分子生物學的專業(yè)知識和技能與以上2個專業(yè)所開設(shè)課程的有效融合是保障培養(yǎng)質(zhì)量和就業(yè)高效的關(guān)鍵因素。

分子生物學具有信息密度高、內(nèi)容紛繁復(fù)雜、概念化強等特點，難以為以上2個專業(yè)的學生所接受。分子生物學的研究方法及技術(shù)手段也對學生的綜合能力和高校的實驗平臺提出較高要求[8]。雖然高校將分子生物學作為以上2個專業(yè)教學體系的關(guān)鍵要素，用以開拓學生的科學思維、豐富學生的知識儲備、提升學生的綜合素質(zhì)，然而由于食品專業(yè)學生的生物學基礎(chǔ)薄弱，學習能動性稍差，且分子生物學被融合在該專業(yè)所開設(shè)的多門課程中，而不是以一門獨立的課程進行授課，這就導(dǎo)致了無法形成連貫的知識系統(tǒng)，不利于激發(fā)學生的學習熱情和主觀能動性，使得當前的教學進程依然存在如下缺陷：①將分子生物學紛繁復(fù)雜的基礎(chǔ)知識和前沿技術(shù)有效地融合在食品專業(yè)所開設(shè)的各類課程具有一定的難度。在以往的教學模式中，信息密度高、內(nèi)容紛繁復(fù)雜、概念化強的分子生物學知識的講授既不能對學生產(chǎn)生強有力的吸引力，也不能讓學生有效吸收、消化課程內(nèi)容。②分子生物學是不斷變革、迅猛發(fā)展的前沿性學科，知識和技術(shù)不斷豐富，并推陳出新[9-10]，然而對于食品質(zhì)量與安全和食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)而言，分子生物學并不是作為一門單獨的課程進入課堂，而是被融入在以上2個專業(yè)所開設(shè)的多門課程中，由于相關(guān)教材內(nèi)容存在一定的滯后性，無法及時更新，使得教材中有關(guān)分子生物學的新知識、新技術(shù)及新發(fā)展無法及時更新[11]。此外，即使教師將課程相關(guān)的分子生物學最新科研進展及發(fā)展動向引入課堂，介于課程進度的限制，也無法達到預(yù)期的教學目的。③雖然以上2個專業(yè)所開設(shè)的多門課程均采用了課堂講授、PBL問題啟發(fā)式教學及實驗操作3種模式，然而PBL問題啟發(fā)式教學的學時較少，難以保證課程教學的完整性，也無法達到以問題為基礎(chǔ)深入探討的目的。課程相關(guān)的分子生物學實驗學時也相對較少，且經(jīng)費投入高，在學校相關(guān)經(jīng)費有限的前提下，無法保證人人參與。

1 食品專業(yè)分子生物學相關(guān)課程教學模式體系構(gòu)建的初步探索

目前，通過對學校現(xiàn)階段食品質(zhì)量與安全和食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)本科生所開設(shè)課程中分子生物學相關(guān)內(nèi)容在教學中存在問題的分析，結(jié)合自身的專業(yè)優(yōu)勢、教學風格及教學經(jīng)驗，以貴州醫(yī)科大學2020級食品質(zhì)量與安全專業(yè)甲、乙兩班，以及2019級食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學專業(yè)共123名學生為授課對象，以“食品毒理學”課程中食品中外源化學物的免疫毒性章節(jié)為授課內(nèi)容，講授學時為3學時，對食品專業(yè)所開設(shè)課程中涉及的分子生物學知識和技能進行教學改革初探，初探內(nèi)容包括以下幾個方面。

1.1 多種教學手段的綜合利用，提升學生的學習興趣

在利用多媒體教學時，嘗試利用短視頻、動畫、圖片來呈現(xiàn)抽象枯燥的理論知識，并通過舉例的方式將關(guān)鍵內(nèi)容與實踐相結(jié)合，引起學生的關(guān)注，提升學生的興趣。例如，“食品毒理學”課程的第十一章內(nèi)容為食品中外源化學物的免疫毒性，課程內(nèi)容被分為4個部分，即概述、免疫系統(tǒng)的組成和功能、食品中外源化學物的免疫毒性作用及其機制、免疫毒性作用試驗方法與評價。在概述部分，并沒有直奔主題地介紹食品中的外源化學物或其免疫毒性，而是首先以短視頻和圖片的形式介紹了以食物為載體的新型冠狀病毒的冷鏈傳播，引入食品的安全性問題，并且通過國家對新型冠狀病毒冷鏈傳播采取的一系列措施及新冠疫苗全民免費的“人民至上”的國家理念，把思政教育帶入課堂，不僅渲染了學生的家國情懷和為國效力的科研精神，還通過食品中微生物污染導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的損傷來引入該節(jié)課的重點內(nèi)容。形象、直觀的呈現(xiàn)方式有效地避免了學生興味索然的精神狀態(tài)。

1.2 啟發(fā)式提問法的應(yīng)用，提升學生的自主學習能力

課堂講授過程中，傳統(tǒng)提問方式無法滿足調(diào)節(jié)課堂氛圍及提升學生學習能動性的需要。食品質(zhì)量與安全和食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)的學生對分子生物學的基礎(chǔ)理論知識和實驗技能的掌握程度普遍不高，然而食品專業(yè)所開設(shè)的多門課程中均融入了大量的分子生物學知識，并對分子生物學相關(guān)實驗技能的掌握提出了新要求，以適應(yīng)高校教學體制改革的需要和食品科學不斷發(fā)展的現(xiàn)實需求。食品中外源化學物的免疫毒性這節(jié)課內(nèi)容理論性較強，對分子生物學基礎(chǔ)理論知識和實驗技能的知識儲備要求較高，學生必須預(yù)先熟悉相關(guān)理論內(nèi)容。但是大部分學生存在惰性心理，不愿預(yù)習，加之專業(yè)開設(shè)的課程較多，學習任務(wù)繁重，造成授課教師激情澎湃地講授，學生卻沒有回應(yīng)的情況，無法引起彼此的共鳴。為了提升學生的自主學習能力，達到教學目的，充分利用本科生的求勝心，以啟發(fā)式提問法取代傳統(tǒng)提問法完成免疫系統(tǒng)的組成和功能、食品中外源化學物的免疫毒性作用及其機制2個部分內(nèi)容的講解。首先，以本科生在高中生物學中曾接觸過免疫系統(tǒng)相關(guān)知識的基礎(chǔ)，由教師提出關(guān)鍵詞作為引子，引導(dǎo)學生對相關(guān)知識的回憶和擴展，最后由教師對學生的回答給予總結(jié)，引出要求掌握的內(nèi)容，完成免疫系統(tǒng)的組成和功能部分內(nèi)容的講授。然后，食品中外源化學物的免疫毒性作用有4種，分別為免疫抑制、免疫缺陷、超敏反應(yīng)及自身免疫。以食物過敏為例，食物過敏是一種日常生活中常見的異常的免疫增強。在經(jīng)典搞笑的食物過敏短視頻播放后，教師簡單介紹超敏反應(yīng)的4種類型，并明確1種超敏反應(yīng)無組織損傷，而另外3種超敏反應(yīng)均有不同程度的組織損傷，啟發(fā)式地對學生進行提問，讓其依據(jù)食物過敏所引起的系列癥狀判斷由食物成分引起的人體免疫反應(yīng)主要是哪一類超敏反應(yīng)。這種啟發(fā)式提問法不僅能夠緩解學生學習的疲憊感，還能提高學生對枯燥理論知識的理解及其與現(xiàn)實生活相結(jié)合的能力。

1.3 引導(dǎo)式教學法的應(yīng)用，拓展學生的思維能力

在通過多種教學手段及啟發(fā)式提問法的輔助下，可以將內(nèi)容繁雜、知識體系龐大及抽象難懂的分子生物學基礎(chǔ)理論知識較為有趣地呈現(xiàn)給學生。然而免疫毒性作用試驗方法與評價是食品中外源化學物的免疫毒性這節(jié)課的最后一部分內(nèi)容，同樣也是最具挑戰(zhàn)性的一部分內(nèi)容。大量的分子生物學實驗方法、原理及操作流程等相關(guān)內(nèi)容對于生物學基礎(chǔ)薄弱的兩個專業(yè)的學生而言，無疑是一個極大的挑戰(zhàn)，也極易導(dǎo)致學生學習興趣的喪失。能否保持學生的學習處于“問題-思考-分析-解答”的活躍狀態(tài)，而不會因為不知道而放棄學習，形成以學生為主體、教師為主導(dǎo)、師生共同參與的互動式教學模式，是上好最后一節(jié)課的有力保障。為了將免疫毒性作用試驗方法與評價這部分內(nèi)容合理有效地為學生所掌握，在課前組織了一次討論式學習，并以PBL的形式呈現(xiàn)，學生自愿參加。PBL（Problem-based learning）是一種基于問題的以學生為中心的情景教育方式[12]，適用于理論教學，針對階段性知識設(shè)計問題，引導(dǎo)學生主動探索和學習，利于學生對知識的系統(tǒng)性理解和掌握[13]。以免疫功能檢測項目中的NK細胞活性測定和巨噬細胞功能檢測為主題，學生相互討論，教師從旁指導(dǎo)，最后總結(jié)出實驗方法及其原理，提升學生主觀能動性，培養(yǎng)其科學思維能力，提升學生的“主體”地位。當隔天課堂上對免疫毒性作用試驗方法與評價這部分內(nèi)容進行講授時，學生的響應(yīng)顯著提升。在完成該部分理論知識的講授后，為了加深學生對該部分所涉及實驗方法的理解和應(yīng)用，以免疫電泳法為例，簡單地對抗體生成量檢測的實驗原理和方法以導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)給學生，要求學生根據(jù)該方法的原理對酶聯(lián)免疫吸附分析法的原理進行描述，并手動繪制實驗流程，不僅能夠加強學生舉一反三的思維能力及應(yīng)用能力，還能加強學生對抽象知識的結(jié)構(gòu)化記憶。

1.4 授課教師的課堂設(shè)計，提升課堂的教學質(zhì)量

能否將以上兩專業(yè)開設(shè)課程中所涉及的分子生物學基礎(chǔ)知識與技能合理有效地呈現(xiàn)給學生，并為學生所掌握，考驗的不僅是授課教師豐富的知識儲備、過硬的實驗技能及對教學規(guī)律的深刻認識，還包括授課教師合適的的課堂設(shè)計。首先，課前根據(jù)教材的學習要求選擇合適的指導(dǎo)書和參考書極為重要。貴州醫(yī)科大學食品質(zhì)量與安全和食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)開設(shè)的“食品毒理學”課程所使用的教材為《食品毒理學》（張立實、李寧主編，科學出版社），考慮到這2個專業(yè)學生的生物學基礎(chǔ)薄弱以及所用教材的弊端，選擇《毒理學基礎(chǔ)》（張愛華主編，案例版，科學出版社）及《毒理學基礎(chǔ)》（孫志偉主編，人民衛(wèi)生出版社）為該課程的參考書籍。針對教材、指導(dǎo)書和參考書中相關(guān)內(nèi)容的系統(tǒng)分析，結(jié)合教學大綱要求學生掌握的內(nèi)容，對部分課程內(nèi)容加以改進，有目的地指導(dǎo)學生，讓學生對所授內(nèi)容較易消化和吸收[14-16]。其次，雖然通過多種教學手段的綜合利用、啟發(fā)式提問法的應(yīng)用和引導(dǎo)式教學法的應(yīng)用順利完成了相應(yīng)的教學工作，并提升了學生的求知趣味、調(diào)動了其自主性、拓展了其思維能力，然而分子生物學是交叉學科，涉及內(nèi)容繁多，要想使學生通過以上方法在有限的課時內(nèi)形成系統(tǒng)的知識體系得以鞏固，及時進行歸納、總結(jié)是一種頗為有用的方法。在課堂的最后10 min，在教師的引導(dǎo)下學生代表手繪了這節(jié)課所授全部內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，強化了學生用思維導(dǎo)圖做課堂筆記的能力，授課教師則根據(jù)學生所繪制的導(dǎo)圖帶領(lǐng)學生對學習內(nèi)容進行鞏固記憶。

2 結(jié)語

由于食品質(zhì)量與安全、食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)的生物學專業(yè)背景不強，而分子生物學的基礎(chǔ)理論知識、研究方法及技術(shù)手段又融入了2個專業(yè)所開設(shè)課程的方方面面。因此，在對兩專業(yè)的分子生物學教學過程中，需要不斷地總結(jié)和探索，只有基于學生的學習現(xiàn)狀，將多種教學方法取長補短、綜合應(yīng)用，才可克服當前的授課短板，提升授課質(zhì)量，使得學生有效地吸收和消化所開設(shè)課程中的分子生物學相關(guān)要點，并使得學生對新知識的習得能力和綜合素能得以提升。以食品質(zhì)量與安全和食品與營養(yǎng)衛(wèi)生學2個專業(yè)為授課對象，以“食品毒理學”課程中食品中外源化學物的免疫毒性章節(jié)為授課內(nèi)容，對以上2個專業(yè)開設(shè)課程中涉及的分子生物學基礎(chǔ)理論知識及實驗技能的教學體系進行了初探，理論結(jié)合實際，為以上2個專業(yè)的學生培養(yǎng)質(zhì)量的提升提供了一定的基礎(chǔ)。