食品質量與安全專業“食品生物檢測技術”課程教學改革的探索

劉金玉，陳金桂，李武燕

（長江大學生命科學學院，湖北荊州 434025）

食品安全關系到每一個人的健康，歷來備受人民群眾的關心和國家的關注。然而近年來食品安全事故頻繁發生，特別是全球多國爆發的“新冠肺炎突發事件”，被世界衛生組織認為是國際公共衛生緊急事件，使得食品安全形勢極其嚴峻。消除食品安全隱患，讓人民吃得健康，吃得放心，迫在眉睫。在食品安全工作中，無論是食品原料把關，還是食品包裝問題或生產加工、運輸、儲存過程等環節的監督和監管，都需要食品質量與安全專業的優秀人才。

“食品生物檢測技術”是食品質量與安全專業中理論與實踐緊密結合的專業必修課程。該課程的教學目標是培養出適應新時代要求的高素質食品專業人才[1]，所以該課程對于學生更全面地掌握食品專業知識、更好地勝任食品安全檢驗、監管和質量檢測相關的工作崗位起著十分重要的作用。根據“食品生物檢測技術”課程特點的分析，結合新冠肺炎疫情對食品專業工科應用型人才的需求，對該課程教學內容、教學方法及師資隊伍進行改革探索。

1 “食品生物檢測技術”課程特點

食品生物檢測技術越來越廣泛地應用于食品檢測，不斷補充和完善食品檢測的方法。該課程作為食品檢測技術的一個分支，為長江大學本科食品質量與安全專業的大三學生而開設，存在以下顯著性的特點。

1.1 基礎性

該課程是根據市場經濟和科技的發展需要而設置的專業基礎課程，主要闡述食品生物檢測中的基礎技術體系，是分析解決食品營養、食品安全中的相關檢測問題，以及指導研究性檢測業務的理論基礎。通過透徹地掌握該課程的原理，使學生可以為后續專業課程打下堅實的食品檢測理論基礎。

1.2 實踐性

該課程是一門實踐性較強的綜合課程，通過課程教學，使學生具備運用生物技術解決食品質量與安全實際問題的實踐操作能力。即根據食品中關鍵危害物質的特性，靈活地選用適宜的檢測方法，及時、準確地衡量食品的安全質量。

1.3 學科交叉性

該課程是多學科交叉融合背景的應用學科，涉及到“生物化學”“食品微生物學”“食品化學”“無機及分析化學”“食品分析”“儀器分析”和“食品工程原理”等多個課程的背景知識。特別是近年來不斷涌現的核酸探針檢測技術、環介導基因恒溫擴增（LAMP） 技術、生物芯片技術和食品微生物自動化儀器檢測等先進技術，對學生的背景知識提出更高的要求。如果學生對“食品生物檢測技術”的背景知識缺乏相應的了解，則無法靈活地選擇恰當的生物檢測技術，如此一來，很可能出現檢驗方法不正確、儀器操作方法錯誤的情況，導致檢測準確度不高，甚至假陽性。因此，對于食品質量與安全專業的學生而言，充分了解相關的學科背景知識相當重要。

2 精選教學內容緊跟學術前沿

食品生物檢測技術是應用生物學、化學和物理學的基本原理，利用部分生物材料在特定條件下產生特異的性狀改變，將這種特性應用在食品檢測中，能夠對有毒有害物質的殘留情況進行有效監測的技術。該課程內容主要包括分離培養方法、免疫學方法、酶檢測技術、多聚酶鏈式反應（PCR） 技術、核酸分子雜交和基因芯片等，此外，涉及檢測的食品種類極其豐富，新的儀器設備和新的生物檢測技術日益增多，食品安全檢測的國家標準和行業標準也在不斷更新完善，這就要求經典的食品生物檢測技術知識點與科技前沿領域相結合。但是，該課程檢測技術內容范圍較廣泛，課時量少，理論課僅16 個課時，所以，在教學過程中，需要合理地取舍與精細地選編食品生物檢測技術內容，注意突出重難點，側重講解PCR 基因擴增、LAMP 技術和ELISA（酶聯免疫吸附技術） 等。同時，引導學生關注學科發展的前沿動態。例如，北京出入境檢疫檢驗局在國內第一次在植物病毒早害檢疫中應用早害基因芯片檢測方法。

3 課程改革的不同教學方法

在新冠肺炎疫情期間，課堂的教學形式由線下轉到線上，打破了之前主要采用板書與多媒體課件相結合的線下面授形式。疫情期間實現了線下教學到線上教學的遷移和融合。為了在新冠疫情下有更好的教學效果，不同教學方法的深入改革和創新迫在眉睫。

3.1 在線課堂教學法

隨著現代科技技術和信息技術的發展，多種移動學習平臺即在線教學工具應運而生，在線課堂教學法正逐漸廣泛應用于高校學科教學中。教師根據課程性質、自身教學特點等靈活選用雨課堂、騰訊會議、騰訊課堂等在線教學工具。微信長江雨課堂公眾號作為長江大學本科生教學的主體學習平臺，支持在線視頻或語音教學。疫情期間，以上在線教學工具可以免費使用，選用長江雨課堂嵌套騰訊會議進行直播教學，教學效果良好[2]。

在線課堂教學在“食品生物檢測技術”教學中的應用見圖1。

圖1 在線課堂教學在“食品生物檢測技術”教學中的應用

由圖1 可知，在線課堂教學引入到“食品生物檢測技術”課程教學中。課前，教師利用移動學習平臺發布預習課件。例如，2020 年，我國個別省份校園發生食物中毒事件，引導學生自主預習食源性疾病相關知識點，并將課前預習題作答情況及時反饋給任課教師，教師針對學生預習時遇到的問題，進行匯總分析。課中，教師根據食源性病原微生物致病機理，精講在食源性疾病檢測中應用的多種分析和檢測方法，如常規PCR 法、多重PCR 法、實時熒光定量PCR 法、基因芯片等。在講授過程中，通過線上簽到、隨機點名、彈幕、音視頻討論、闖關式測驗等方法，提高課堂互動有效性。課后，通過微信群、QQ 群等社交平臺給學生進行在線輔導答疑，實現溝通“零距離”，并鼓勵學生積極地進行自主性學習。除了查閱傳統的學習教材，還可以利用ABooK 新形態教材數字課程平臺、“優課聯盟”網站、“中國知網”網站、“中國大學MOOC（慕課）”網站等網絡資源，進行線上自主學習。在線課堂教學法避免了疫情期間教學時可能引發地學生聚集性感染風險，同時增強了學生參與教學互動的積極性，提高了學生自主學習和終身學習的意識，培養了學生不斷學習和適應技術發展的能力。

3.2 案例教學法

在“食品生物檢測技術”課程教學中采用了案例教學法，以具有影響力和警示作用的有毒有害食品案例，引出各種涉及食品生物檢驗技術的基本原理和實驗方法。同時，盡可能地把講授的各個食品安全問題經典事件所運用的多個食品生物檢測方法有機地結合起來，并對不同的檢驗檢測方法進行異同點總結歸納。首先，針對課程的各個章節的生物檢測技術知識點發掘相關的食品安全熱點案例。例如，國內新型冠狀病毒肆虐“進口冷鏈食品”事件[3]，接著圍繞新型冠狀病毒傳播案例產生的背景、原因及課程內容的檢測方法等進行整理分析，總結出PCR- 熒光探針法、膠體金法、恒溫擴增芯片法等手段可用于快速檢測新型冠狀病毒。又如，餐飲公司“大腸桿菌門”事件，通過呈現該事件發生的圖片、視頻、實物等素材，讓抽象的事件變得具體、鮮活，以及創設形象的情境，使學生加強了對食品安全問題的認識。整理分析“大腸桿菌門”發生的原因，以及PCR 法和基因芯片檢測技術的應用范圍，總結出這2 個檢測技術共性問題的經驗教訓，從而達到理論與實際相結合。通過這些案例材料的教學，不僅增加了學生對該課程內容的研究興趣，加深了學生對食品安全的責任意識，還有利于培養學生求真求實、探索創新的科學精神。

3.3 LBL 結合PBL 的教學法

LBL（Lecture-Based Learning） 教學法是以教師為主體，以授課為導向的傳統教學方法，而PBL（Problem-Based Learning） 教學法是以學生為中心，以問題為導向，探究式討論的新型教學方法。將LBL 教學法與PBL 教學法相融合在一起，應用于“食品生物檢測技術”的教學中。在PBL 教學法中，教師課前提出與食品檢測方法相關的問題，如講述蛋白質組學技術，可以提出問題：市面上冬蟲夏草如何辨別真假，怎樣選擇性價比較高的冬蟲夏草？菜場里的“假牛肉”都是什么做的？這些帶有懸念性的問題可以激發學生的求知欲，促使學生主動地去思考冬蟲夏草或牛肉的真偽識別。教師在課堂上講授了蛋白質組學相關技術，即蛋白質組分分離技術、蛋白質組分鑒定技術和蛋白質信息學。則學生知道可以根據冬蟲夏草或牛肉品種所特有的特征性蛋白質作為檢驗指標性成分，選擇蛋白質組分分離技術又稱電泳技術檢測鑒定真偽。然后教師對相關技術知識點進行延伸，學生分小組圍繞“在食品真實屬性檢測中的應用”開展互動討論，并進行分組小結，教師對小組逐一點評。教師采用LBL 教學法講解“食品生物檢測技術”的原理和示范其技術操作，利用PBL 教學法讓學生帶著一些引人深思的問題，主動地學習食品生物檢測相關章節內容。LBL結合PBL 的教學法既有利于學生培養觀察問題、分析問題、解決問題、團隊合作、查閱資料等方面能力，又有利于學生形成扎實的食品檢測專業知識體系。

4 加強師資力量

高校師資隊伍教學質量的高低直接關系到本科教育質量的強弱。為了加強高校師資力量，教師需要持續的豐富個人的專業知識，增強理論及實驗教學的實踐能力，適應新時代高等院校的發展需要。要求教師每學期參加不少于1 次食品相關專業的能力培訓；安排有合作關系的客座教授或者優秀青年教師為教師們進行每學期不低于1 次的教學報告和教學示范課；鼓勵中青年教師參與高校課程的教學會議和教學比賽。教師還需要提高職業實踐能力，組織教師到食品行業、企業及檢測機構進行頂崗實踐，鼓勵教師考取食品類職業資格證書。大力引進高素質的復合型人才，如國家級名師、楚天學者、企業高管等，不斷優化和完善教師隊伍結構。

5 結語

經過“食品生物檢測技術”課程教學的改革實踐，食品質量與安全專業教學效果得到一定程度的提高，今后將繼續探索適應新冠肺炎疫情背景下的高等教育的教學目標、教學內容和教學方法。為了培育符合地方經濟發展需要的，具有能運用所學知識和技能解決食品安全問題的實踐能力及求實、創新的科學精神的高素質食品專業人才，要求教師需要不斷地提升自己的專業素養，學校持續加強師資隊伍建設。