“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”在食品專業(yè)講授中教學內(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)藥等專業(yè)的一門重要的必修課。近年來，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)開發(fā)的熱點之一，如今已成為食品專業(yè)的一門重要的專業(yè)選修課。該課程的知識點零散，且需要學生具有扎實的化學基礎(chǔ)，食品專業(yè)學生要想完全掌握難度很大。因此，在給食品專業(yè)學生教學的過程中，要不斷優(yōu)化教學內(nèi)容，使該課程能夠被食品專業(yè)學生掌握并應(yīng)用到科研實踐中，取得良好的教學效果。

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

天然產(chǎn)物是指從植物、動物體內(nèi)提取的內(nèi)源性的化學成分，包括黃酮類、有機酸類、酚類、蛋白質(zhì)等對人體具有多種功效的成分[1]。天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)是化學、生物、藥學等多個學科共同專注的重要領(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)，是一門學科交叉性強且與科研和生產(chǎn)實踐結(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非常重要的專業(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、多酚類、甾體類、脂肪酸類、生物堿、多糖等天然產(chǎn)物的性質(zhì)、分類和生理功能;下篇重點闡述了天然產(chǎn)物的分離技術(shù)，包括超聲波萃取、微波萃取、強電場萃取、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)用實例，實用性很強，與科學研究和社會進步緊密相關(guān)[3-4]。

該門課程的最大特點是需要扎實的化學基礎(chǔ)，但食品專業(yè)學生化學知識欠缺，如果給食品專業(yè)學生按常規(guī)授課方式去教授這門課程，學生的學習難度較大且學習效果不理想。如何讓學生在有限的課程教學過程中，通過各種教學環(huán)節(jié)掌握扎實的理論知識和熟練的實驗操作技能，將所學知識運用到功能食品的研究及開發(fā)中，同時提高學生分析問題和解決問題的能力，是擺在我們面前的重要課題。

一、“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”在食品專業(yè)的教學現(xiàn)狀與目標

“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”課程的理論性及實踐性較強，適合于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維模式、科研可持續(xù)創(chuàng)造力及實驗操作動手能力，主要面向生物工程、醫(yī)藥工程等專業(yè)的大學本科及碩士研究生進行開設(shè)。目前，國內(nèi)大部分高校開設(shè)本門課程都是學生在學習了天然產(chǎn)物化學和有機化學之后，再來學習本門課程的，因此，對于化學基礎(chǔ)較好的專業(yè)學習這門課程比較輕松，且又有很強的實用性。

食品專業(yè)是學生求學的熱門專業(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發(fā)是本專業(yè)兩個重要的研究專題，也是多數(shù)導師的研究方向。隨著時代發(fā)展、社會進步，人們對食品的要求越來越高，食品的主題也發(fā)生了變化：從早期滿足人類饑餓的需要，到現(xiàn)在滿足人類健康食品安全（降低有毒物，增加有益成分），乃至未來滿足降低疾病風險需要（功能性增加）。隨著人們對功能性成分認識的加深，如何從天然無毒無害的食物中獲得功能性成分是食品專業(yè)關(guān)注的重點。因此，天然產(chǎn)物分離技術(shù)在食品專業(yè)中顯得越來越重要。

目前，我國食品專業(yè)開設(shè)的課程主要有生物化學、物理化學、食品化學、食品微生物學、食品保藏原理、食品工程原理、生物統(tǒng)計與試驗設(shè)計、營養(yǎng)學、食品分析、農(nóng)產(chǎn)品加工工藝學、農(nóng)產(chǎn)品加工工藝學課程設(shè)計、食品安全與質(zhì)量控制、食品機械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計等。大部分高校食品專業(yè)不開設(shè)天然產(chǎn)物化學，有的高校開設(shè)有機化學，但是作為選修課，且所學內(nèi)容較淺，學生即使學過到后期應(yīng)用也會忘記，教學效果并不理想。所以，由于本專業(yè)開設(shè)課程和側(cè)重點不同，導致本專業(yè)學生化學基礎(chǔ)比較薄弱。

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

二、教學內(nèi)容改革與優(yōu)化

“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”是北京聯(lián)合大學食品專業(yè)的特色專業(yè)方向課程之一，是食品專業(yè)學生的選修課程。該課程在教學實踐中，總結(jié)了常用的分離技術(shù)，綜合運用各種教學手段，將分離技術(shù)在科研和生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用與課堂教學結(jié)合起來，引導學生理論聯(lián)系實際、積極探索、主動發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，進而達到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。針對目前本專業(yè)學生化學基礎(chǔ)缺乏及動手能力較差的普遍現(xiàn)狀，本課程教學內(nèi)容及模式均需進行適當調(diào)整與優(yōu)化。主要從以下三個方面進行改革探索。

（一）課程內(nèi)容向簡單化、通俗化、應(yīng)用化方向改革

本課程為專業(yè)選修課程，是北京聯(lián)合大學食品科學與工程一級學科圍繞生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點實驗室的重點研究方向而開設(shè)的一門特色專業(yè)課，是解決食品質(zhì)量與安全實際問題中所用到的一門理論與實踐聯(lián)系比較密切的專業(yè)特色課。我們在面向食品專業(yè)學生授課時，首先要了解學生的專業(yè)背景，刨開前面的天然產(chǎn)物化學結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容，我們將理論課主要分為三大部分，主要為學生教授實際科研中能應(yīng)用到的活性物質(zhì)提取、分離純化及檢測的基本理論、方法和手段，并借助大量文獻資料的實列分析，以便更好地加深并強化對專業(yè)知識的理解和應(yīng)用;課后學生在掌握理論學習的基礎(chǔ)上，充分利用課外時間大量查找與課堂學習相關(guān)的文獻報道，針對課堂內(nèi)容完成老師所要求的實驗設(shè)計方案。教師根據(jù)前一節(jié)課學生實驗設(shè)計方案作業(yè)中出現(xiàn)的問題，有針對性地啟發(fā)學生學會如何去思考、提出問題、解決問題、設(shè)計實驗思路并優(yōu)選出最佳的實驗設(shè)計方案。

（二）課堂主體由教師向?qū)W生課堂反轉(zhuǎn)改革

我們在講授每章后，教師與學生課堂反轉(zhuǎn)，把課堂交給學生。學生應(yīng)用所學基本理論，在老師的指導下，學會查找、篩選和閱讀文獻的思路方法，并在每一章節(jié)結(jié)束后進行實驗思路設(shè)計方案的講解。每一單元結(jié)束后，學生分組做PPT進行所學單元的實驗思路設(shè)計的演講，4～5人一組，最多6組，每組15分鐘進行實驗設(shè)計方案的匯報，臺下老師和學生提問，并對實驗設(shè)計方案進行修正。這樣，既可以鍛煉學生的獨立思考和查閱文獻的能力，又可以通過PPT講授了解學生課堂的掌握情況。實踐證明，這種教學方式比單純的教授講授效果好很多。

（三）考核內(nèi)容的改革

在整個課程結(jié)束時，學生能將所學理論與參考文獻報道中所獲得的有效信息進行整合，自行設(shè)計實驗，最后形成一個具有完整實驗思路的設(shè)計方案，并有能力發(fā)現(xiàn)文獻報道中出現(xiàn)的不合理、不科學的問題，同時加以改進和修正。本課程各種考核方式的具體成績評定方式改革如下：

1.出勤與課堂問題的回答。出勤：滿分6分。對于曠課、遲到早退、病事假等缺勤情況的成績評定標準為：無故曠課五節(jié)課或請假累計缺勤達到本課程的1/3學時的，取消本課程的考試資格。遲到早退在15分鐘以內(nèi)的，三次視同缺勤1節(jié)課，遲到早退超過15分鐘的視同缺勤1節(jié)課。每缺勤1節(jié)課，將在出勤成績中扣減2分。

課堂問題的回答（互動）：滿分4分。老師對隨堂所講的內(nèi)容或前面所講過的關(guān)鍵內(nèi)容進行提問，搶答或老師提問回答正確者得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分數(shù)者在課堂及PPT上臺演講時再進行提問，根據(jù)回答問題的正確程度獲得相應(yīng)的分數(shù)。

2.課后練習：滿分10分。老師根據(jù)課堂所學的知識，會留實驗設(shè)計課后練習，老師根據(jù)實驗設(shè)計方案的思路和條理是否清晰、實驗設(shè)計的正確性如何等，分別按：條理清楚、思路清晰、設(shè)計正確者給10分，條理思路清晰，但實驗設(shè)計的合理性不好或?qū)嶒炘O(shè)計的某些因素有問題，根據(jù)問題的大小、錯誤的多少分別給8分或6分，不交作業(yè)者計0分。

3.集體PPT制作演講：滿分40分。每次PPT演講由4～5位學生一起進行，其中一位主講，另外3～4位同學同時站在講臺前面，當主講演講結(jié)束后，老師和其他同學對其團隊的實驗設(shè)計思路和方案進行提問，回答問題由主講以外的其他隊友來一一作答，回答不上來再由主講者回答。老師和其他臺下同學對演講小組進行共同評判（根據(jù)實驗設(shè)計方案的條理清晰、正確性及演講的流利程度），每個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;每個小組的所有同學成績一樣，對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)增多分數(shù)依次累計;沒有準備PPT的小組得0分。

4.期末開卷考試。期末實驗設(shè)計：滿分40分。每個學生以正式發(fā)表的文獻格式，獨立設(shè)計一個從植物中提取、分離純化和檢測目標活性成分的實驗設(shè)計方案。內(nèi)容包括：題目、摘要、引言、正文、參考文獻等，其中正文必須含有：提取、分離純化和檢測三大部分的實驗設(shè)計，具體與前期PPT制作的內(nèi)容相似。老師根據(jù)實驗設(shè)計方案的思路、條理是否清晰、實驗設(shè)計正確性如何、文獻引用是否規(guī)范等來進行評判，分別按：依照發(fā)表文章的格式來寫，條理清楚、思路清晰、文獻引用規(guī)范，實驗設(shè)計沒有任何問題者給40分，條理、思路清晰，但實驗設(shè)計的合理性不夠好或?qū)嶒炘O(shè)計的某些因素有問題，根據(jù)問題的大小、錯誤的多少分別減分，抄襲者得0分，不交實驗設(shè)計者得0分。

三、結(jié)語

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

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

參考文獻

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