基于食品專業(yè)特點(diǎn)的生物化學(xué)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

陳力宏，熊治渝，姜 松，董 英

（江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013）

基于食品專業(yè)特點(diǎn)的生物化學(xué)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

陳力宏，熊治渝，姜 松，董 英

（江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013）

生物化學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)學(xué)科。針對食品專業(yè)特色和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)特點(diǎn)，采用團(tuán)隊(duì)教學(xué)法（TBL），以食品專業(yè)任務(wù)為導(dǎo)向，對生物化學(xué)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)改革與探索。綜合實(shí)驗(yàn)分3個(gè)階段進(jìn)行：第一階段結(jié)合食品專業(yè)特點(diǎn)確定實(shí)驗(yàn)任務(wù)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；第二階段根據(jù)食品專業(yè)任務(wù)將學(xué)生分成若干團(tuán)隊(duì)開展實(shí)驗(yàn)；第三階段考核評價(jià)階段。

生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)；食品科學(xué)與工程；綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；團(tuán)隊(duì)教學(xué)法

生物化學(xué)是介于生物與化學(xué)之間的一門邊緣學(xué)科，是用化學(xué)語言來揭示生命科學(xué)的內(nèi)在規(guī)律［1］，是食品專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課之一?！吧锘瘜W(xué)”課程的開設(shè)，是基于學(xué)生已經(jīng)掌握“有機(jī)化學(xué)”“分析化學(xué)”等相關(guān)知識的前提；通過“生物化學(xué)”課程的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生更好地掌握“食品化學(xué)”“食品工藝學(xué)”“食品分析與檢驗(yàn)”等專業(yè)課程知識?！吧锘瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)”是食品科學(xué)專業(yè)的重要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，一般輕工院校將該課程的開設(shè)安排在大一、大二學(xué)期，而食品專業(yè)所涉及的專業(yè)應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)，如“果蔬加工實(shí)驗(yàn)”“糧油加工實(shí)驗(yàn)”等，都安排在大四開課，應(yīng)用課程實(shí)驗(yàn)的順利開展需要基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)，反過來一次成功的實(shí)踐可用以驗(yàn)證理論。但由于2門課程實(shí)驗(yàn)的開課時(shí)間間隔較長，目前大多數(shù)院校開設(shè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，多參照生物技術(shù)和生物工程類的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，缺乏整體性和連貫性，不利于本專業(yè)學(xué)生將生物化學(xué)理論與食品專業(yè)實(shí)踐的結(jié)合。筆者針對“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的自身特點(diǎn)與食品專業(yè)的實(shí)際要求，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索。

1 確定基于食品專業(yè)特點(diǎn)的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

針對食品專業(yè)所開設(shè)的“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程要基于以下2點(diǎn)考慮：一是有助于“生物化學(xué)”理論知識的理解和消化吸收；二是通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的課程，為今后熟練運(yùn)用生物化學(xué)原理，采用生物化學(xué)技術(shù)方法研究食品專業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)問題，為食品工程提供理論依據(jù)和技術(shù)工藝，開發(fā)食品生物技術(shù)奠定基礎(chǔ)［2］。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)主要包括電泳技術(shù)、離心技術(shù)、層析技術(shù)以及比色分析技術(shù)等，結(jié)合食品專業(yè)特點(diǎn)將該課程的內(nèi)容進(jìn)行篩選分類。

（1）基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生基本操作技能。在前一階段“普通化學(xué)”和“分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)熟練掌握了實(shí)驗(yàn)的基本操作要領(lǐng)。生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是基于以下的考慮：幫助同學(xué)重溫以前的操作規(guī)范，重新把握操作要領(lǐng)，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與重現(xiàn)性，以確保生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)后續(xù)的驗(yàn)證性和綜合性實(shí)驗(yàn)的順利開展。例如，選擇脂肪酸價(jià)的測定和蛋黃膽固醇的定量測定等作為必做實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)雖然簡單，但可以考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)基本操作的掌握程度，如電子分析天平的使用、KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定、滴定操作、分光光度計(jì)的使用等。

（2）驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟練基本操作，同時(shí)結(jié)合“生物化學(xué)”理論課的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模才旁O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，為下一步進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。理論課的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)課的開展是相輔相成的，理論課為實(shí)驗(yàn)課指明方向、提供理論依據(jù)；反之，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象印證課堂知識，幫助學(xué)生盡快掌握書本知識?？紤]到食品學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)，主要選擇了一些與食品專業(yè)密切相關(guān)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，如蛋黃中卵磷脂的提取和鑒定、奶粉中蛋白質(zhì)濃度測定（凱氏定氮法）、果蔬中VC的定量測定、正交法測定幾種因素對酶活力的影響等。

（3） 綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)［2-3］。前述基礎(chǔ)型、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中占主體部分，每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕⒌臅r(shí)候都圍繞一個(gè)知識點(diǎn)展開，目的明確，造成了知識結(jié)構(gòu)過于單一、實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系不夠緊密，融會貫通性不夠，不利于學(xué)生對理論知識的全面把握；另外，基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是已知的，各組試驗(yàn)結(jié)果相似，不易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，結(jié)合食品專業(yè)課程的目標(biāo)任務(wù)，嘗試將“生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程中部分單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)融合在一個(gè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，以點(diǎn)成線、以線帶面，使學(xué)生結(jié)合食品專業(yè)的特點(diǎn)，建立起生物化學(xué)與食品專業(yè)的邏輯關(guān)系，從而在夯實(shí)學(xué)生理論基礎(chǔ)的同時(shí)，提高他們的實(shí)踐應(yīng)用能力。

2 TBL教學(xué)法融入綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

2.1 任務(wù)前階段，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

①組織相關(guān)教師，尤其是以后的專業(yè)任課教師，系統(tǒng)地制定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模P統(tǒng)籌構(gòu)思出綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的計(jì)劃、步驟，以食品專業(yè)任務(wù)為導(dǎo)向制定實(shí)驗(yàn)方案。②預(yù)先安排學(xué)生查找資料，預(yù)設(shè)實(shí)驗(yàn)方案。例如，給定任務(wù)“解決油炸食品易氧化的問題，選擇安全高效經(jīng)濟(jì)的抗氧化劑”，提示學(xué)生抗氧化劑普遍存在市售食品中，可分為天然與合成兩大類，目標(biāo)應(yīng)努力尋找天然高效的產(chǎn)品，如黃酮、茶多酚以及原花青素等。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案要盡量詳細(xì)，要寫出圍繞任務(wù)展開的所有思路和實(shí)驗(yàn)步驟。③教師要詳細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，指出方案中不適當(dāng)?shù)挠?jì)劃與步驟，予以糾正。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)非常重要，是保證學(xué)生真正獲得創(chuàng)造思維培訓(xùn)的重要環(huán)節(jié)。

2.2 任務(wù)中階段，引入TBL教學(xué)法

團(tuán)隊(duì)教學(xué)法（TBL）是2002年由美國Okalahoma大學(xué)的Larry Michaelsen等教授［4］正式提出，在歐美發(fā)達(dá)國家，TBL教學(xué)模式已經(jīng)廣泛采用。本課程引入TBL教學(xué)模式是首次嘗試，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)以個(gè)體為單位進(jìn)行，此種教學(xué)模式與傳統(tǒng)以講授為主的LBL教學(xué)模式存在較大差異，改變了傳統(tǒng)教學(xué)以教師為主體的模式。TBL教學(xué)模式明顯提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和團(tuán)隊(duì)合作精神，以及運(yùn)用和駕馭知識的能力。在該階段，按實(shí)驗(yàn)方案需要，隨機(jī)抽取學(xué)生分成若干任務(wù)組。例如，選定綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為食品中不同抗氧化劑抗氧化效果的比較，按照抗氧化劑的來源可分為天然組、化學(xué)組和對照組等；各小組按照設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)方案制備不同來源的抗氧化劑。

2.3 任務(wù)后階段，考核各任務(wù)組目標(biāo)完成情況

通過考核各任務(wù)組目標(biāo)完成情況，比較各實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的合理性與可行性。該階段，不僅要求學(xué)生分析自己的數(shù)據(jù)，還要與其他各組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，并解釋數(shù)據(jù)的差異。在具體教學(xué)案例中，各實(shí)驗(yàn)組選擇不同的食物原料（山楂、荷葉、葡萄籽等）提取天然抗氧化劑，另選擇化學(xué)合成抗氧化劑（BHA、BHT）作為化學(xué)組，最后一組為空白對照組。結(jié)合食品專業(yè)特點(diǎn)，將各組制備的抗氧化劑作為食品添加劑加入，成品經(jīng)過相同的高溫處理后，通過測定脂肪氧化程度來甄選優(yōu)質(zhì)的抗氧化劑；同時(shí)通過測定不同抗氧化劑體外對小鼠肝臟自發(fā)誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化的抑制效果作為評價(jià)指標(biāo)。

3 結(jié)語

通過持續(xù)2個(gè)學(xué)期對食品專業(yè)本科實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了修改，考慮食品專業(yè)的特點(diǎn)，減少了部分驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，大幅增加了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以食品專業(yè)任務(wù)為指導(dǎo)并融入TBL教學(xué)法，安排設(shè)計(jì)了教師輔助、團(tuán)隊(duì)合作完成專業(yè)任務(wù)的教學(xué)模式，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性。同時(shí)，有助于教師的角色與職責(zé)轉(zhuǎn)換。一直以來，教師對學(xué)生的培養(yǎng)是以課堂講授為主，學(xué)生對繁多的知識只會被動接受，這種教育模式下，學(xué)生對每個(gè)系統(tǒng)的知識點(diǎn)只有記憶和復(fù)述能力，在以后的工作實(shí)踐中無法應(yīng)對繁雜的實(shí)際問題。因此，教師在以學(xué)生自學(xué)為中心的教學(xué)模式下，必須擯棄固有觀念，實(shí)現(xiàn)由“主導(dǎo)者”向“引導(dǎo)者”的角色轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生在“由淺入深”的討論和學(xué)習(xí)中解決問題。TBL教學(xué)法有助于增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，提高溝通與執(zhí)行能力，為學(xué)生以后解決工作實(shí)際問題奠定基礎(chǔ)。

［1］ 鄭集，陳鈞輝.普通生物化學(xué) ［M］.第4版.北京：高等教育出版社，2007：38-47.

［2］ 霍學(xué)慧，郭風(fēng)法.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)主動性 ［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2008，6（5）：114-115，153.

［3］ 張建麗，范蕾.生物工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究與實(shí)踐 ［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（5）：144-146.

［4］Larry Michaelsen，Michael Sweet，Dean X.Parmelee teambased learning：small croup learning's next big step［M］. New York：John Wiley&Sons Inc，2008：1-99.◇

Teaching Reform on the Biochemistry Type Comprehensive Design Experiment Based on Food Professional Characteristics

CHEN Lihong，XIONG Zhiyu，JIANG Song，DONG Ying
（School of Food and Biological Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang，Jiangsu 212013，China）

Biochemistry is an important basic subject in food science and engineering.For food specialty and the characteristics of the biochemistry experiment teaching，the biochemistry type comprehensive design experiment teaching oriented food professional task is reformed and explored.Put forward to optimize the teaching content，using team based learning（TBL）. Comprehensive experiment task is divided into three phases.The first stage combining with the characteristics of food professional to determine the experiment task and design experiment plan.The second phase according to the food professional task students are divided into several teams to carry out the experiments.The third stage is the evaluation phase.

biochemistry experiment；food science and engineering；comprehensive design experiment；team based learning

G642

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.04.028

1671-9646（2016）04a-0084-02

2016-03-10

陳力宏（1978— ），女，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物的研究與開發(fā)。