基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)探索※

朱明明 宋志秀 施洪飛

（南京中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院營養(yǎng)學(xué)教研室，江蘇 南京 210023）

基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)是研究營養(yǎng)素理化性質(zhì)、代謝過程、生理功能、缺乏或過量的危害、人體營養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)，以及人體對(duì)營養(yǎng)素的需要量和營養(yǎng)素的膳食來源的學(xué)科。基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)課程是針對(duì)食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學(xué)專業(yè)本科生開設(shè)，開設(shè)于大學(xué)二年級(jí)下學(xué)期，學(xué)生已學(xué)習(xí)生理學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)等醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程。本課程采用理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式授課，理論課程48課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程24課時(shí)。

1 基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)這一課程在高等院校開設(shè)頗少，在確定該門課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法時(shí)，我們查閱大量營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)教材和文獻(xiàn)資料，最為多見的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為營養(yǎng)狀況評(píng)估、膳食調(diào)查、營養(yǎng)配餐等公共營養(yǎng)或臨床營養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，而關(guān)于營養(yǎng)素的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容較少，且集中于如何分離和檢測營養(yǎng)素[1-2]。基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)有別于公共營養(yǎng)學(xué)和臨床營養(yǎng)學(xué)的學(xué)習(xí)范圍，該課程是關(guān)于營養(yǎng)素代謝過程、生理功能、營養(yǎng)狀況評(píng)估等內(nèi)容的課程，這些知識(shí)應(yīng)為基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)前沿實(shí)驗(yàn)技術(shù)，我們教研室目前開設(shè)人體靜息代謝率評(píng)估、淀粉血糖生成指數(shù)測定、膳食脂肪對(duì)小鼠甘油三酯水平的影響和維生素D對(duì)前列腺癌細(xì)胞生長的影響等實(shí)驗(yàn)課程。

2 基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

2.1 人體靜息代謝率評(píng)估 靜息能量消耗是維持機(jī)體細(xì)胞、器官的正常功能和人體覺醒狀態(tài)的能量消耗，是一種與基礎(chǔ)代謝很接近的代謝狀態(tài)，通過靜息代謝可近似估算人體基礎(chǔ)代謝水平。人體靜息代謝率評(píng)估實(shí)驗(yàn)的目的是要求學(xué)生掌握人體代謝車的使用以及分析人體靜息能量消耗及其影響因素。以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法是提高教學(xué)效果的重要途徑[3]。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，我們要求學(xué)生復(fù)習(xí)靜息代謝相關(guān)內(nèi)容，并向?qū)W生提出問題：哪些因素影響靜息代謝，在實(shí)驗(yàn)中我們?nèi)绾畏纸M驗(yàn)證？學(xué)生根據(jù)教師提出的問題，自行對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分組并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)，分組干預(yù)過程中教師將給予相應(yīng)的指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生根據(jù)分組依次測定各組受試者的靜息代謝。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生通過分析不同組別測得的靜息能量消耗數(shù)據(jù)的異同，學(xué)生可直觀地認(rèn)識(shí)到不同體型、體質(zhì)和年齡對(duì)靜息代謝的影響。本實(shí)驗(yàn)測定的原理是基于呼吸商計(jì)算靜息代謝，在測定過程中學(xué)生可實(shí)時(shí)觀察到呼出CO2和吸入O2的體積，代謝車依據(jù)CO2和O2濃度比計(jì)算出呼吸商、靜息能量消耗和能量來源等數(shù)據(jù)。學(xué)生通過該操作過程可直觀地理解呼吸商的概念及其計(jì)算方法。

2.2 淀粉血糖生成指數(shù)測定 血糖生成指數(shù)（glycemic index， GI） 是指含有50 g碳水化合物的食物與50 g的葡萄糖相比，在一定時(shí)間內(nèi)（一般為餐后2 h）引起體內(nèi)血糖應(yīng)答水平的百分比值。血糖生成指數(shù)可作為糖尿病人選擇糖類食物的參考依據(jù)，也可廣泛用于高血壓和肥胖人群的膳食管理以及居民營養(yǎng)教育等。淀粉血糖生成指數(shù)測定實(shí)驗(yàn)的目的是要求學(xué)生掌握淀粉類食物血糖轉(zhuǎn)化的原理、血糖儀的使用以及血糖水平的測量方法。本實(shí)驗(yàn)采用小鼠作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停靡欢渴斓矸酆推咸烟枪辔感∈螅瑴y定小鼠灌胃2 h內(nèi)的血糖水平，記錄空腹、灌胃后15 min、30 min、60 min血糖數(shù)據(jù)，繪制血糖生成曲線，計(jì)算淀粉血糖生成指數(shù)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生通過測定血糖水平，繪制血糖生成曲線，以及計(jì)算淀粉的血糖生成指數(shù)等，能夠加深學(xué)生對(duì)GI值的概念及其計(jì)算方法的掌握程度。學(xué)生通過小鼠灌胃、測定不同時(shí)間點(diǎn)的血糖等操作，可掌握血糖生成曲線測定方法，并培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的操作能力。該實(shí)驗(yàn)使用的是便攜式血糖儀測定血糖，便攜式血糖儀是健康人以及糖尿病患者常用的血糖測定儀器，通過本實(shí)驗(yàn)對(duì)小鼠血糖水平的多次測定，學(xué)生可掌握血糖儀的使用和注意事項(xiàng)。

2.3 膳食脂肪對(duì)小鼠甘油三酯水平的影響 膳食脂肪是人類所需的三大宏量營養(yǎng)素之一，不適當(dāng)?shù)財(cái)z入膳食脂肪會(huì)引起體內(nèi)代謝不平衡，從而導(dǎo)致疾病。本實(shí)驗(yàn)的目的是要求學(xué)生掌握高脂膳食對(duì)小鼠甘油三酯水平的影響以及血清甘油三酯的測定方法。自主探究型實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與度和積極性的重要方法[4]，該實(shí)驗(yàn)中我們要求學(xué)生以小鼠作為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停喾譃?組，以小組為單位設(shè)計(jì)甘油三酯對(duì)小鼠血脂水平影響的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)方案制定最終由教師指導(dǎo)確定，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案飼喂高脂飼料實(shí)驗(yàn)組小鼠和普通飼料對(duì)照組小鼠，干預(yù)結(jié)束通過摘眼球法取小鼠血液，測定小鼠血清甘油三酯水平，記錄小鼠甘油三酯數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們通過分析對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組小鼠血清甘油三酯水平差異，高脂飼料喂養(yǎng)血清甘油三酯水平顯著升高，學(xué)生可直觀地認(rèn)識(shí)到膳食脂類的攝入對(duì)血脂的影響，同時(shí)講授膳食脂類對(duì)人體脂代謝的影響，加深學(xué)生對(duì)脂代謝相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。本實(shí)驗(yàn)測定血脂采用的是常見的血脂測定原理和方法，通過該實(shí)驗(yàn)的操作過程，學(xué)生亦可掌握血清脂類的測定方法和步驟。

2.4 維生素D對(duì)前列腺癌細(xì)胞生長的影響 維生素D作為脂溶性維生素，其生理功能包括調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣磷穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)生長和骨骼鈣化，促進(jìn)牙齒健全等。近年來，研究表明維生素D亦具有抑制乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌等腫瘤生長的作用。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且髮W(xué)生理解維生素D對(duì)于腫瘤細(xì)胞生長的影響以及掌握細(xì)胞培養(yǎng)的基本技術(shù)。本實(shí)驗(yàn)采用的是前列腺癌細(xì)胞株模型，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行細(xì)胞復(fù)蘇，換液、傳代和接板等操作。維生素D干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，用不同濃度維生素D處理前列腺癌細(xì)胞48 h，48 h后采用MTT法測定維生素D處理組和對(duì)照組前列腺癌細(xì)胞數(shù)量的變化，記錄測定出的吸光度值，繪制細(xì)胞存活曲線。

調(diào)節(jié)鈣磷穩(wěn)態(tài)、維持骨骼牙齒的健康等，是維生素D傳統(tǒng)的生理功能，然而隨著科學(xué)研究的深入，不斷有新的維生素D的生理功能被發(fā)現(xiàn)，例如維生素D抗腫瘤的功能。本實(shí)驗(yàn)通過分析處理組和對(duì)照組細(xì)胞數(shù)量的改變，學(xué)生們可認(rèn)識(shí)到維生素D對(duì)前列腺癌細(xì)胞生長的抑制作用。本實(shí)驗(yàn)旨在鼓勵(lì)學(xué)生多了解基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)前沿動(dòng)態(tài)，全面地認(rèn)識(shí)營養(yǎng)素的生理功能。本實(shí)驗(yàn)采用的是細(xì)胞培養(yǎng)模型，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生可掌握細(xì)胞培養(yǎng)的基本技術(shù)，包括細(xì)胞復(fù)蘇、細(xì)胞換液、細(xì)胞傳代和加藥處理等，這對(duì)于學(xué)生后期進(jìn)行科研學(xué)習(xí)具有重要意義。

3 基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程取得的成效

本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，我們強(qiáng)調(diào)將傳統(tǒng)被動(dòng)的、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)為主動(dòng)的、創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[5]。實(shí)驗(yàn)中我們注重學(xué)生的自主參與性，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中設(shè)置與學(xué)生數(shù)一致的動(dòng)物只數(shù)，高脂動(dòng)物造模中要求學(xué)生輪流到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小鼠換墊料和補(bǔ)充鼠食操作，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中采用學(xué)生分組分次方式進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)等，并將學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)的參與度作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程成績的重要考核指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)課外延伸實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣的重要途徑[6]，部分學(xué)生在本課程結(jié)束后可在實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。

本課程實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)方法，包括小鼠模型、細(xì)胞培養(yǎng)方法等均是本專業(yè)本科生今后進(jìn)行工作和科研必備的實(shí)驗(yàn)技能，不少考取研究生的學(xué)生反映在研究生操作考試環(huán)節(jié)中，由于對(duì)這些實(shí)驗(yàn)原理和方法的掌握，受到研究生導(dǎo)師的青睞，相關(guān)的科學(xué)研究開展得也較為順利。本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中選擇的實(shí)驗(yàn)儀器包括代謝車、血糖儀等均為學(xué)生今后在工作中需要使用的儀器。本專業(yè)畢業(yè)生反映在工作崗位上接觸到這些儀器時(shí)不會(huì)感到陌生，且可進(jìn)行相關(guān)操作。

4 小結(jié)

目前我們?cè)诨A(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)已積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，尚需不斷實(shí)踐和改革。另外，當(dāng)代新的教育模式，如慕課、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室等已出現(xiàn)，如何合理地利用這些教學(xué)方法和資源來優(yōu)化目前的基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程也值得我們不斷地探索和實(shí)踐。