陶 菡,王 嘯,邱樹毅,吳遠根
(貴州大學釀酒與食品工程學院,貴州 貴陽 550025)
“民以食為天,食以安為先”,食品安全是人民健康的基礎。要想確保食品安全,需要在食品生產和加工過程中,由專業人士進行管理和控制;食品的營養和衛生質量,也需要專業人士進行檢測和監督。這些專業人士正是食品質量與安全專業所培養的高技能人才,正是這些專業人才對食品本身及其產業的嚴格監督與管理才構建了老百姓食品的質量安全屏障。
食品質量與安全專業的學生必須具有食品品質和安全檢測的能力。作為我院食品質量與安全專業學生的一門必修課程,“食品安全檢測新技術”從不同的角度對食品安全檢測的新興技術進行了闡述。與“食品分析”課程不同,該課程的重點在“新”技術,通過系統地介紹國內外先進的食品分析方法、技術及最新的研究成果,使學生了解食品安全檢驗分析技術的新進展及未來發展趨勢,并且重點掌握幾項應用廣泛的食品安全檢驗新技術的原理及實驗方法,這將為該專業學生的后續工作實踐或深造學習奠定良好的基礎。但“食品安全檢測新技術”涉及多學科交叉融合,理論性、邏輯性強,課程難度較大,加之教學方式單一,導致學生在學習過程中或積極性不高或缺乏深入探索的精神。因此,剖析“食品安全檢測新技術”在教學過程中目前存在的不足和問題,結合專業人才培養需求來開展教學改革,對于提高教學質量,培養符合社會發展要求和企業需要的高技能人才具有重要意義。
近年來,我國食品安全事件頻頻發生,嚴重地危害了人民群眾的身體健康,也影響了我國的對外出口貿易,給國家經濟造成了重大損失。解決食品安全最有效的方法就是盡早地發現食品安全問題,將其消滅在萌芽狀態。而食品安全問題的及早發現則高度依賴于高效的檢測技術。高效的檢測技術不僅可以發現食品中的危害因素,還可以用于探明危害因素與疾病的關系,從而起到及早防范的作用。因此,食品安全不能脫離檢測技術而空談,食品安全監督管理的重要手段就是檢測技術,尤其是具有更高靈敏度,更好選擇性且快速的新興檢測技術。因此,“食品安全檢測新技術”是食品質量與安全專業的必修課程,相關檢測技術是該專業學生必須了解和掌握的專業技術。
“食品安全檢測新技術”課程涉及到多種檢測技術,大類包括儀器分析技術、現代分子生物學技術、免疫學技術、生物傳感技術等,每一大類檢測技術又可以細分成多種檢測技術,如免疫分析技術包括酶免疫分析技術、熒光免疫技術和放射免疫技術等。課程理論性、邏輯性強,內容繁多且涉及多個學科領域(食品、生物、化學、物理、數學、醫學)的交叉融合。因此,整體學習難度較大。此外,在整個教學過程中,采用教師講授為主的模式,學生被動地接受知識,教學方式單一,不能很好地讓學生自主自覺學習,更談不上個人創新素質與創新能力的培養。
由于該課程所涉及技術為食品安全檢測領域的前沿技術,相關儀器多為價格昂貴的大型精密設備。受限于本科實驗教學條件,該課程目前開設的實驗內容滯后,多為一些相對簡單的食品安全檢測實驗,學生很難接觸到先進的儀器設備,缺乏足夠的實踐操作機會。因此,學生在理論知識的掌握和實際操作上存在差距。但目前的“先進”技術和“新”技術是今后的主流檢測技術,是學生在今后的工作中真正要使用的檢測技術。作為工科學生,應用能力是教育培養的重中之重,實踐培養的滯后和不足不利于學生應用能力的培養。
首先,“00后”大學生認知上思維活躍,易接受新事物。“食品安全檢測新技術”著重“新”技術,“先進”技術,跟國際上科技發展的最前端密切相關,容易引起學生的興趣和探知心。但以往的教學,采用老師“主動講”,學生“被動學”的模式,是老師對學生“單向”培養的過程。這種教學模式忽視了學生作為學習主體的存在,學生被動地接受知識,因此缺乏主觀能動性甚至因為課程難度大而厭學。在新的教改模式中,教師應采用“引導式”教學來激發學生的學習興趣。例如,在講述食品安全檢測中的生物傳感技術時,并不是直接從晦澀難懂的定義和復雜深奧的傳感原理開始講述,而是先從學生感興趣的問題開始,如iPhone X“齊劉海”里到底搭載了哪些傳感器?神舟十二成功發射背后,傳感器扮演了哪些關鍵角色?從而引導學生思考什么是傳感器?傳感器能干什么?傳感器跟食品安全有關系嗎?引發學生的興趣后,再以圖片、視頻和音頻等多媒體形式向學生展示國內外最新研發的生物傳感器,如檢測“瘦肉精”的電化學傳感器,幫鯰魚在黑暗中“視物”的傳感器,監測軍人健康狀況的皮膚生物傳感器等,進一步激發學生對生物傳感技術的好奇心,隨后再展開課程相關內容,講述生物傳感技術的定義、原理和應用。
在整個教學過程中,要結合專業定位和課程目的,精心設計每一個教學環節,環節之間要有邏輯性、遞進性,做到環環相扣,層層推進,能自始至終抓住學生的注意力,引導學生有效學習。必要時,在課程設計中設置問題,將知識點隱含其中。引導學生在解決這些問題的過程中掌握知識。比如食品中非法添加物三聚氰胺,可圍繞凱氏定氮法測定植物蛋白或牛乳中蛋白質含量的原理進行提問,通過比較蛋白和三聚氰胺的分子結構分析凱氏定氮法的不足,引出食品中三聚氰胺的檢測技術。問題的設計要能激發學生的好奇心,培養學生探究根本的思維能力。此外,在教學過程中要有效結合與專業相關的社會熱點問題,加入跟教學內容緊密相關的時事新聞報道,有利于吸引學生注意力和激發學生的學習興趣。
世界各國的政府和人民對食品安全都非常重視,在科學家的努力下,各種食品安全檢測新技術應運而生。因此,此課程所涉及的技術眾多,檢測對象廣泛。而經過多次課程改革后,本課程的理論教學課時被壓縮到36學時,給教學工作帶來了很大挑戰。因此,教師在教學時要有“重點”。首先,要充分了解本學科領域的現狀和發展動態,將各種檢測技術進行有效劃分,依次分為重點掌握技術、一般掌握技術和了解性技術,合理安排每種技術的課時。對當前應用范圍較廣的技術如色譜及其聯用技術,酶免疫檢測技術進行重點講述。對電子鼻/電子舌檢測技術進行一般講述,對DNA芯片快速檢測技術等進行了解性介紹。其次,本專業的培養目標定位為應用型人才。因此,要著重培養學生的實踐應用技能,講授重點應該在基本原理、儀器操作、數據分析和應用。過深的純理論知識和公式推導、定理證明則無須過多闡述。
“線上—線下”混合教學可以把傳統學習方式的優勢和網絡學習的優勢結合起來,線下教學更集中、更高效,線上教學在時間和空間上更靈活,可以成為線下教學的延伸。采用“線上—線下”混合教學,不僅能夠提高教學效果,還能夠有效解決課時不足的問題。上課前將PPT課件上傳,讓學生事先預習并反饋問題,為線下教學做引導和鋪墊。教師通過線上的反饋,適當地調整教學方案,在線下教學時能更有重點、有目的地進行授課,提升教學效果。另一方面學生因為事先有預習和思考,學習效果也會大幅提升。課后通過線上布置作業,批改作業和答疑,幫助學生更好地鞏固知識。此外,教師也可以將一些在線下教學時沒有時間講解的知識點通過教學視頻在線上發布。也可以將一些精彩的學術講座、學術報告上傳,幫助學生了解本學科領域的最新研究熱點和進展。
為了培養學生思維能力,發揮其學習主體作用。任課老師可以布置開放式大作業,如仿生感官技術如何用于食品安全檢測?由學生先通過學校圖書館專業數據庫(cnki,web of science)和網絡自行查閱資料,自我學習,獨立思考,然后3—5人小組討論,在集體討論中表達見解,相互學習,相互啟發,最后將討論的成果形成PPT,在線下教學時由各小組推薦的學生進行集中匯報,師生一起討論。通過這種教學模式,激發學習的內在動力,使學生學會“學習”,由淺層學習走向深度學習。
如前所述,由于實驗經費所限,本課程目前理論教學和實踐教學有所脫節。針對該問題,可以整合學校和學院資源來加強實踐教學。首先,可以整合學院的科研平臺資源。本學院現有的科研平臺有電化學工作站、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、高效毛細管電泳儀、氣相色譜儀—質譜聯用儀、液相色譜儀—質譜聯用儀、熒光分析儀、電子鼻、電子舌等大型精密分析儀器,這些儀器均進入學校的大型儀器共享平臺,可由學院牽頭將這些儀器服務本科生教學,由儀器管理老師對本科生開展初步的實驗培訓,讓學生有接觸這些儀器的機會。其次,鼓勵學生參加國家級或校級創新性實驗計劃以及老師的科研項目。從本校執行本科生“導師制”以來,每位本科生都有自己的導師,其中不乏“碩導”和“博導”,很多老師的科研項目都涉及食品安全的分析檢測。以筆者為例,筆者帶領自己名下的本科生參與了貴州大學“SRT計劃”以及科研項目研究。通過實驗,不僅鍛煉了學生的實踐動手能力,也加強了對課堂所學理論知識的認知。
食品安全離不開高效的檢測技術,“食品安全檢測新技術”是學生必須掌握和了解的學科領域,具有多學科交叉和內容繁多的特點。食品安全檢測新技術的快速發展要求授課教師不斷地更新教學內容和適時進行課程教改。通過2年來在我院食品質量與安全專業教學中實施以上課程教學改革措施,學生反應良好,不僅有效地激發了學生的學習興趣,提高了學習效果,也培養了學生的實踐應用能力和綜合素質,達到了課程教學目的。