“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”在食品專業(yè)講授中教學(xué)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(diǎn)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(shí)點(diǎn)零散，且需要學(xué)生具有扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)，食品專業(yè)學(xué)生要想完全掌握難度很大。因此，在給食品專業(yè)學(xué)生教學(xué)的過程中，要不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使該課程能夠被食品專業(yè)學(xué)生掌握并應(yīng)用到科研實(shí)踐中，取得良好的教學(xué)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(dòng)物體內(nèi)提取的內(nèi)源性的化學(xué)成分，包括黃酮類、有機(jī)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(xué)、生物、藥學(xué)等多個(gè)學(xué)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(xué)科交叉性強(qiáng)且與科研和生產(chǎn)實(shí)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(diǎn)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(qiáng)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(shí)例，實(shí)用性很強(qiáng)，與科學(xué)研究和社會(huì)進(jìn)步緊密相關(guān)[3-4]。

該門課程的最大特點(diǎn)是需要扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)，但食品專業(yè)學(xué)生化學(xué)知識(shí)欠缺，如果給食品專業(yè)學(xué)生按常規(guī)授課方式去教授這門課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)難度較大且學(xué)習(xí)效果不理想。如何讓學(xué)生在有限的課程教學(xué)過程中，通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)掌握扎實(shí)的理論知識(shí)和熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到功能食品的研究及開發(fā)中，同時(shí)提高學(xué)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(xué)現(xiàn)狀與目標(biāo)

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

食品專業(yè)是學(xué)生求學(xué)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(gè)重要的研究專題，也是多數(shù)導(dǎo)師的研究方向。隨著時(shí)代發(fā)展、社會(huì)進(jìn)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(fēng)險(xiǎn)需要（功能性增加）。隨著人們對功能性成分認(rèn)識(shí)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(diǎn)。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(xué)、物理化學(xué)、食品化學(xué)、食品微生物學(xué)、食品保藏原理、食品工程原理、生物統(tǒng)計(jì)與試驗(yàn)設(shè)計(jì)、營養(yǎng)學(xué)、食品分析、農(nóng)產(chǎn)品加工工藝學(xué)、農(nóng)產(chǎn)品加工工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)、食品安全與質(zhì)量控制、食品機(jī)械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計(jì)等。大部分高校食品專業(yè)不開設(shè)天然產(chǎn)物化學(xué)，有的高校開設(shè)有機(jī)化學(xué)，但是作為選修課，且所學(xué)內(nèi)容較淺，學(xué)生即使學(xué)過到后期應(yīng)用也會(huì)忘記，教學(xué)效果并不理想。所以，由于本專業(yè)開設(shè)課程和側(cè)重點(diǎn)不同，導(dǎo)致本專業(yè)學(xué)生化學(xué)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(diǎn)等方面各不相同，教學(xué)內(nèi)容比較分散，如果只是單純地講授則顯得十分枯燥，學(xué)生也難以理解，教學(xué)效果不理想，教學(xué)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(xué)模式進(jìn)行調(diào)整，針對食品專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，進(jìn)行一些探索與改革，講授內(nèi)容以科研實(shí)用為主，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提高本門課程的應(yīng)用范圍。

二、教學(xué)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(xué)食品專業(yè)的特色專業(yè)方向課程之一，是食品專業(yè)學(xué)生的選修課程。該課程在教學(xué)實(shí)踐中，總結(jié)了常用的分離技術(shù)，綜合運(yùn)用各種教學(xué)手段，將分離技術(shù)在科研和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用與課堂教學(xué)結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、積極探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。針對目前本專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)缺乏及動(dòng)手能力較差的普遍現(xiàn)狀，本課程教學(xué)內(nèi)容及模式均需進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與優(yōu)化。主要從以下三個(gè)方面進(jìn)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(xué)食品科學(xué)與工程一級學(xué)科圍繞生物活性物質(zhì)與功能食品北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)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(shí)際問題中所用到的一門理論與實(shí)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(xué)生授課時(shí)，首先要了解學(xué)生的專業(yè)背景，刨開前面的天然產(chǎn)物化學(xué)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(xué)生教授實(shí)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(xiàn)資料的實(shí)列分析，以便更好地加深并強(qiáng)化對專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用;課后學(xué)生在掌握理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，充分利用課外時(shí)間大量查找與課堂學(xué)習(xí)相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，針對課堂內(nèi)容完成老師所要求的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。教師根據(jù)前一節(jié)課學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案作業(yè)中出現(xiàn)的問題，有針對性地啟發(fā)學(xué)生學(xué)會(huì)如何去思考、提出問題、解決問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路并優(yōu)選出最佳的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(xué)生課堂反轉(zhuǎn)，把課堂交給學(xué)生。學(xué)生應(yīng)用所學(xué)基本理論，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)查找、篩選和閱讀文獻(xiàn)的思路方法，并在每一章節(jié)結(jié)束后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)方案的講解。每一單元結(jié)束后，學(xué)生分組做PPT進(jìn)行所學(xué)單元的實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)的演講，4～5人一組，最多6組，每組15分鐘進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的匯報(bào)，臺(tái)下老師和學(xué)生提問，并對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修正。這樣，既可以鍛煉學(xué)生的獨(dú)立思考和查閱文獻(xiàn)的能力，又可以通過PPT講授了解學(xué)生課堂的掌握情況。實(shí)踐證明，這種教學(xué)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(gè)課程結(jié)束時(shí)，學(xué)生能將所學(xué)理論與參考文獻(xiàn)報(bào)道中所獲得的有效信息進(jìn)行整合，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最后形成一個(gè)具有完整實(shí)驗(yàn)思路的設(shè)計(jì)方案，并有能力發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)報(bào)道中出現(xiàn)的不合理、不科學(xué)的問題，同時(shí)加以改進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)為：無故曠課五節(jié)課或請假累計(jì)缺勤達(dá)到本課程的1/3學(xué)時(shí)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(dòng)）：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(jìn)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?jǐn)?shù)者在課堂及PPT上臺(tái)演講時(shí)再進(jìn)行提問，根據(jù)回答問題的正確程度獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

2.課后練習(xí)：滿分10分。老師根據(jù)課堂所學(xué)的知識(shí)，會(huì)留實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課后練習(xí)，老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的思路和條理是否清晰、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性如何等，分別按：條理清楚、思路清晰、設(shè)計(jì)正確者給10分，條理思路清晰，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性不好或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的某些因素有問題，根據(jù)問題的大小、錯(cuò)誤的多少分別給8分或6分，不交作業(yè)者計(jì)0分。

3.集體PPT制作演講：滿分40分。每次PPT演講由4～5位學(xué)生一起進(jìn)行，其中一位主講，另外3～4位同學(xué)同時(shí)站在講臺(tái)前面，當(dāng)主講演講結(jié)束后，老師和其他同學(xué)對其團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方案進(jìn)行提問，回答問題由主講以外的其他隊(duì)友來一一作答，回答不上來再由主講者回答。老師和其他臺(tái)下同學(xué)對演講小組進(jìn)行共同評判（根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的條理清晰、正確性及演講的流利程度），每個(gè)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(gè)小組的所有同學(xué)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?jǐn)?shù)依次累計(jì);沒有準(zhǔn)備PPT的小組得0分。

4.期末開卷考試。期末實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：滿分40分。每個(gè)學(xué)生以正式發(fā)表的文獻(xiàn)格式，獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)從植物中提取、分離純化和檢測目標(biāo)活性成分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。內(nèi)容包括：題目、摘要、引言、正文、參考文獻(xiàn)等，其中正文必須含有：提取、分離純化和檢測三大部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體與前期PPT制作的內(nèi)容相似。老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的思路、條理是否清晰、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確性如何、文獻(xiàn)引用是否規(guī)范等來進(jìn)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(xiàn)引用規(guī)范，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有任何問題者給40分，條理、思路清晰，但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性不夠好或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的某些因素有問題，根據(jù)問題的大小、錯(cuò)誤的多少分別減分，抄襲者得0分，不交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者得0分。

三、結(jié)語

傳統(tǒng)的以教師為中心的傳遞式教學(xué)方法，教師在講臺(tái)上講述、示范、演示，學(xué)生相應(yīng)地吸收、記憶、存儲(chǔ)，課堂上圈劃重點(diǎn)，課后反復(fù)抄寫、背誦。事實(shí)證明，這種以應(yīng)試能力為目標(biāo)的教學(xué)方式，最大的弊端是扼殺了學(xué)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(xué)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(xué)方式，可從教學(xué)內(nèi)容、課堂主體及考核方式等方面進(jìn)行優(yōu)化。這種優(yōu)化需要授課教師根據(jù)授課時(shí)間合理安排授課內(nèi)容，多下功夫去準(zhǔn)備與授課內(nèi)容相關(guān)的案例，多思考在授課時(shí)采用哪些教學(xué)方法，不斷充實(shí)與更新教學(xué)內(nèi)容，積極探索，不斷進(jìn)取。但每門課的教學(xué)優(yōu)化改革不是一蹴而就的，我們要不斷總結(jié)學(xué)生的接收效果，在今后的實(shí)踐中不斷改進(jìn)和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]王聰慧，任娜，魏微，等.天然產(chǎn)物分離純化新技術(shù)[J].應(yīng)用化工，2019（8）：1940-1943.

[2]李音，蓋希坤，楊瑞芹，等.天然產(chǎn)物新型分離技術(shù)課程的教學(xué)改革[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（6）：531-534.

[3]嚴(yán)春艷，孔繁晟，呂華沖，等.“天然產(chǎn)物分離技術(shù)”教學(xué)改革中的體會(huì)[J].中醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2008（7）：129-133.

[4]楊艷紅.“天然產(chǎn)物分析檢測技術(shù)”教學(xué)改革與探索[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011（4）：170-175.