食品大健康背景下食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)與創(chuàng)新

李占超 閆爽 王小鵬 許龍 原曉喻 雷萌萌 高曉平

2019年伊始，中華人民共和國(guó)教育部批復(fù)西北農(nóng)林科技大學(xué)率先開設(shè)食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)。2020年教育部繼續(xù)批復(fù)河南農(nóng)業(yè)大學(xué)等13所本科院校開設(shè)食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)。食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)旨在培養(yǎng)學(xué)生食品營(yíng)養(yǎng)均衡搭配、食品質(zhì)量控制與管理、餐飲衛(wèi)生管理等能力，主要為人群的膳食及營(yíng)養(yǎng)指導(dǎo)、保健及營(yíng)養(yǎng)的公益宣傳與教育、疾病預(yù)防與治療、臨床營(yíng)養(yǎng)與治療等領(lǐng)域培養(yǎng)高級(jí)專業(yè)人才。儀器分析課程在食品科學(xué)與工程大類專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中扮演著不可或缺的角色。儀器分析課程以物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，利用測(cè)量?jī)x器對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量或形態(tài)分析，并發(fā)展與化學(xué)相關(guān)的測(cè)量策略、原理、方法與技術(shù)，以精準(zhǔn)獲取物質(zhì)組成、分布、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的時(shí)空變化規(guī)律，為食品安全、營(yíng)養(yǎng)等問(wèn)題保駕護(hù)航。然而，食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)作為食品科學(xué)與工程領(lǐng)域內(nèi)新獲批專業(yè)，如何設(shè)置儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容和形式等尚未有成熟模式。本文基于食品大健康的時(shí)代背景，對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容、形式等問(wèn)題進(jìn)行闡述，以期為食品科學(xué)與工程領(lǐng)域培養(yǎng)更具活力和能力的專業(yè)人才。

一、食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容

多數(shù)高校儀器分析課程教科書中所涉及的有些分析方法已經(jīng)相對(duì)滯后，已無(wú)法滿足當(dāng)前復(fù)雜的實(shí)際分析工作需求。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，近幾年來(lái)納米材料制備和表征技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，誕生了眾多光電分析新原理、新方法、新技術(shù)和新儀器，例如表征納米材料結(jié)構(gòu)的原子力顯微鏡（AFM），透射電鏡（TEM）和掃描隧道顯微鏡（SEM）;表征物質(zhì)相互作用的表面等離子共振（SPR）和石英晶體微天平（QCM）;太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)（THz-TDS）及多種儀器的聯(lián)用進(jìn)行綜合分析等。

食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以食品大健康為背景進(jìn)行設(shè)置，也應(yīng)突出本專業(yè)特色以及創(chuàng)新性。因此，我們建議食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容主要包括以下幾方面：緒論、光譜分析、色譜分析、質(zhì)譜分析、核磁共振波譜分析、電化學(xué)分析、表面分析、熱分析和現(xiàn)代新型食品儀器分析技術(shù)。在闡述食品儀器分析方法和技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上，著重對(duì)各種食品儀器分析方法和技術(shù)在食品原料生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和貯存等過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行歸納總結(jié)。食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)存儀器分析教材內(nèi)容的異同之處在于：本專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容在介紹儀器分析方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，還將著重闡述各種儀器分析方法和技術(shù)在食品原料生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和貯存等過(guò)程中的應(yīng)用典型案例，特別是食品營(yíng)養(yǎng)與健康領(lǐng)域，以更加生動(dòng)、深入淺出的表現(xiàn)形式闡述儀器分析在食品現(xiàn)代工業(yè)浪潮中的應(yīng)用及發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)食品微觀視野的了解，彰顯食品科學(xué)與工程類專業(yè)特性，對(duì)現(xiàn)存非食品科學(xué)與工程類專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充、改進(jìn)與提升。

二、食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)形式

食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)開設(shè)“儀器分析”課程是為了讓學(xué)生更好地理解現(xiàn)代儀器分析的基本原理、操作和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，更好地適應(yīng)未來(lái)社會(huì)對(duì)于人才的需要，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)及科研經(jīng)歷，若采用符合學(xué)生專業(yè)需求的教學(xué)方法和教學(xué)手段，必將在授課過(guò)程中取得良好的教學(xué)效果。為了給食品科學(xué)與工程領(lǐng)域培養(yǎng)更具活力和能力的專業(yè)人才，食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)形式應(yīng)該統(tǒng)籌兼顧模塊教學(xué)理論課方法、小班循環(huán)教授實(shí)驗(yàn)課方法、合理利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)方法、考核方式多樣性等多種創(chuàng)新的教學(xué)方法。理論課模塊化教學(xué)方法可以讓任課教師發(fā)揮自己所長(zhǎng)，每位授課教師的授課內(nèi)容均是其科研的研究方向或相關(guān)領(lǐng)域，讓每一位任課教師教授自己最擅長(zhǎng)的內(nèi)容，甚至可以把自己的科研成果帶入課堂，讓學(xué)生更加直觀地了解各種現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，讓抽象知識(shí)具體化，讓學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)化為揮之不去、用之即來(lái)的儀器分析原理及知識(shí)。小循環(huán)教授實(shí)驗(yàn)課方法可以讓學(xué)生更加以主人公的心態(tài)參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，可對(duì)樣品的前處理和儀器操作有更清晰的理解，實(shí)驗(yàn)技能也可顯著提高，對(duì)學(xué)生的儀器分析學(xué)習(xí)有百利而無(wú)一害。合理利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)方法可以使學(xué)生對(duì)本課程以及學(xué)科前沿有更加深入和全面的了解，也可以更加生動(dòng)及形象地給學(xué)生教授抽象的儀器構(gòu)造等知識(shí)。考核方式多樣性可以促使學(xué)生更加自由及主動(dòng)地參與到儀器分析課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)過(guò)程中，增加其主觀能動(dòng)性。因此，食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)形式應(yīng)該采取模塊教學(xué)理論課方法、小班循環(huán)教授實(shí)驗(yàn)課方法、合理利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)方法、考核方式多樣性等多種創(chuàng)新方法相結(jié)合的教學(xué)形式。

三、食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)實(shí)踐

食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)實(shí)踐應(yīng)是多元化且應(yīng)以科研實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)。擁有大型儀器的科研實(shí)驗(yàn)室對(duì)已經(jīng)掌握了基本實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)生開放。在實(shí)驗(yàn)室開放期間，學(xué)生在一定范圍內(nèi)可自由選擇時(shí)間和實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既可以選擇實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也可自帶實(shí)驗(yàn)題目在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，也可以根據(jù)學(xué)生自己所感興趣的問(wèn)題，通過(guò)查閱文獻(xiàn)、參考書等將某些科研成果、生產(chǎn)或生活中遇到的實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)方案和步驟，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在保證大型儀器設(shè)備正常實(shí)驗(yàn)安排之余，教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備向?qū)W生開放，支持學(xué)生完成“大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目”和學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。具有良好研究基礎(chǔ)的課題組應(yīng)對(duì)學(xué)生開放，且愿意吸收優(yōu)秀學(xué)生提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與項(xiàng)目研究，鼓勵(lì)基礎(chǔ)較好、學(xué)有余力的同學(xué)提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做畢業(yè)論文或參加科研課題組的研究工作等。此外，還可以以興趣實(shí)驗(yàn)的形式吸引學(xué)生參與到食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)實(shí)踐中。比如，從海帶中提取碘、硫代硫酸鈉的制備和性質(zhì)、鐵系列化合物的合成與表征、從不同類型的茶葉中提取咖啡因、菠菜中草酸的含量及其與煮沸時(shí)間的關(guān)系、牛奶中鈣含量的測(cè)定等這些與儀器分析設(shè)備相關(guān)的興趣實(shí)驗(yàn)，可以吸引更多感興趣的同學(xué)參與到儀器分析課程教學(xué)實(shí)踐中。學(xué)生的主觀能動(dòng)性調(diào)動(dòng)起來(lái)后，可以取得更好的教學(xué)效果。

四、食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)創(chuàng)新

食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)更多體現(xiàn)在教學(xué)方法和手段創(chuàng)新。教學(xué)是一種人類特有的人才培養(yǎng)活動(dòng)，是由教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的，且以促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)為第一目的。通過(guò)教學(xué)，學(xué)生可以獲得更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法，教師可以更好地傳承人類文化、倡導(dǎo)社會(huì)文明、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。教學(xué)創(chuàng)新是指教師在課程教學(xué)過(guò)程中，圍繞“教什么、怎么教”“學(xué)什么、怎么學(xué)”“考什么、怎么考”等問(wèn)題，在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行探究，并形成新的獨(dú)到見(jiàn)解。教學(xué)內(nèi)容起支配性決定作用，整體決定了食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)的水平和層次，且其教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新應(yīng)集中于“對(duì)”“準(zhǔn)”“深”“廣”“高”和“特”。因此，筆者認(rèn)為，食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)彰顯食品科學(xué)與工程專業(yè)大類的特色，也應(yīng)具有廣度及深度。如上所述，食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)主要包括以下內(nèi)容：緒論、光譜分析、色譜分析、質(zhì)譜分析、核磁共振波譜分析、電化學(xué)分析、表面分析、熱分析和現(xiàn)代新型食品儀器分析技術(shù)。在闡述食品儀器分析方法和技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上，著重對(duì)各種食品儀器分析方法和技術(shù)在食品原料生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和貯存等過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行歸納總結(jié)。以上內(nèi)容不僅可以滿足此專業(yè)的領(lǐng)域特性，也可以從更“廣”和“深”的角度帶給本專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新性的教學(xué)內(nèi)容。

儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要比較昂貴的儀器設(shè)備，目前普遍存在著人多機(jī)少、學(xué)生積極性不高、上課效果差等弊端。教師的教學(xué)內(nèi)容手段直接關(guān)系到學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)創(chuàng)新也應(yīng)體現(xiàn)在教師的教學(xué)手段方面。目前，任課教師常采用的教學(xué)手段主要包括板書、PPT、教具和演示設(shè)備等手段的兩種或多種。然而，創(chuàng)新型的教學(xué)手段應(yīng)在教師合理有效地發(fā)揮板書、PPT等教學(xué)手段的基礎(chǔ)上，形成以教師為主體的一體化教學(xué)手段。食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程任課教師應(yīng)科學(xué)把握基本教學(xué)方法，廣泛提高自身知識(shí)層面，在傳統(tǒng)教學(xué)手段基礎(chǔ)上，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段的應(yīng)用創(chuàng)新，例如課堂上給學(xué)生們布置一些科創(chuàng)型的實(shí)踐課題，督促自己到圖書館或互聯(lián)網(wǎng)上查文獻(xiàn)、找資料，制定實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)步驟，且在此基礎(chǔ)上與學(xué)院導(dǎo)師進(jìn)行雙向選擇，進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)，形成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使實(shí)驗(yàn)室成為第二課堂，提高學(xué)生認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)興趣。

小結(jié)

食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)作為2019年教育部新開設(shè)專業(yè)，如何設(shè)置儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容和形式等尚未有成熟模式。本文基于食品大健康的時(shí)代背景，對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)實(shí)踐、教學(xué)創(chuàng)新等問(wèn)題進(jìn)行論述，建議食品營(yíng)養(yǎng)與健康專業(yè)儀器分析課程教學(xué)內(nèi)容在傳統(tǒng)儀器分析課程內(nèi)容基礎(chǔ)上增加表面分析、熱分析和現(xiàn)代新型食品儀器分析技術(shù)。在闡述食品儀器分析方法和技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上，著重對(duì)各種食品儀器分析方法和技術(shù)在食品原料生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸和貯存等過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行歸納總結(jié)。課程教學(xué)形式應(yīng)該采取模塊教學(xué)理論課方法、小班循環(huán)教授實(shí)驗(yàn)課方法、合理利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)方法、考核方式多樣性等多種創(chuàng)新方法相結(jié)合的教學(xué)形式。分析課程教學(xué)實(shí)踐應(yīng)是多元化且應(yīng)以科研實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)的。課程教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)更多體現(xiàn)在教學(xué)方法和手段創(chuàng)新方面，形成以教師為主體的一體化教學(xué)手段，以期為食品科學(xué)與工程領(lǐng)域培養(yǎng)更具活力和能力的專業(yè)人才。