《教育教学论坛》杂志社_编辑部【投稿】

 联系我们

点击这里给我发消息 韩编辑 984958817 点击这里给我发消息 韩编辑 984958817
联系电话:0311-80820729
 论文鉴赏
《天然产物分离技术》在食品专业讲授中教学内容优化探索
发布时间:2021-01-18 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
《天然产物分离技术》在食品专业讲授中教学内容优化探索
 
         李金杰   
(北京联合大学生物化学工程学院食品科学系,北京  100191)
 
【摘 要】天然产物分离技术本是生物技术、医药等专业的一门重要的必修课。近年来,随着天然产物产业迅速发展,天然产物分离技术的发展和应用,成为新技术开发的热点之一,如今已作为食品专业的一门重要的专业选修课。该课程知识点零散,且需要学生具有扎实的化学基础,食品专业学生要想完全掌握难度很大。因此,在给食品专业学生教学过程中,要不断优化教学内容,使该课程能够被食品专业学生掌握并应用到科研实践中,取得良好的教学效果。
【关键词】天然产物分离技术;食品专业;优化;探索;教育教学论坛
【基金项目】北京联合大学人才强校-百优计划(BPHR2019DZ03)
【作者简介】李金杰(1985-),女,北京人,博士,助理研究员,从事天然产物分离技术教学、科研工作。
Exploration on the Optimization of Teaching content in the Teaching of Food Specialty "Natural Product Separation Technology"
 
Li Jinjie (
 
(Department of Food Science, School of Biochemistry Engineering, Beijing Union University, Beijing 100191)
 
Summary: natural product separation technology is an important compulsory course in biotechnology, medicine and other majors. In recent years, with the rapid development of natural product industry, the development and application of natural product separation technology has become one of the hotspots in the development of new technology, and has now become an important elective course for food majors. The knowledge points of this course are scattered, and the students need to have a solid chemical foundation. It is very difficult for food majors to master them completely. Therefore, in the process of teaching food students, we should constantly optimize the teaching content, so that the course can be mastered by food students and applied to scientific research practice, and obtain good teaching. Learn the effect.
 
Key words: natural product separation technology; food specialty; optimization; exploration
天然产物是指从植物、动物体内提取的内源性的化学成分,包括黄酮类、有机酸类、酚类、蛋白质等对人体具有多种功效的成分[1]。天然产物的研究与开发是化学、生物、药学等多个学科共同专注的重要领域,分离技术是天然产物得以获得和应用的前提。天然产物分离技术包括活性物质的提取、分离、纯化、精制等技术,是一门学科交叉性强且与科研和生产实践结合紧密的课程[2]。因此,天然产物分离技术课程适用于医药、食品、农业和环境等专业,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门非常重要的专业选修课之一。该课程内容丰富,分为上下两篇,共十一章,上篇介绍了萜类、多酚类、甾体类、脂肪酸类、生物碱、多糖等天然产物的性质、分类和生理功能;下篇重点阐述了天然产物的分离技术,包括超声波萃取、微波萃取、强电场萃取、超临界流体萃取、反胶束萃取离心分离、层析技术、膜分离技术、液膜分离、分子蒸馏分离技术的基本原理、工艺技术、设备参数和应用实例,实用性很强,与科学研究和社会的进步紧密相关[3-4]
该门课程的最大特点就是需要扎实的化学基础,但是食品专业学生化学知识欠缺,如果给食品专业学生按常规授课方式去教授这门课程,学生学习难度较大且学习效果不理想。如何让学生在有限的课程教学过程中,通过各种教学环节掌握扎实的理论知识和熟练的实验操作技能,将所学知识运用到功能食品的研究及开发中,同时提高学生分析问题和解决问题的能力,是摆在我们面前的重要课题。
1 《天然产物分离技术》在食品专业的教学现状与目标
《天然产物分离技术》课程的理论性及实践性较强,适用于培养学生的创新性思维模式、科研可持续创造力及实验操作动手能力,主要面向生物工程、 医药工程等专业的大学本科及硕士研究生进行开设。 目前,国内大部分高校开设本门课程都是学生在学习了天然产物化学和有机化学后,再来学习本门课程的,因此,对于化学基础较好的专业学习这门课程较轻松,且又有很强的实用性。
食品专业是学生求学的热门专业,与人们的生活息息相关。所谓民以食为天,目前,食品安全与保健食品的开发是本专业两个重要的研究专题,也是多数导师的研究方向。随着时代发展、社会进步,人们对食品的要求越来越高,食品的主题也发生了变化:我们从早期满足人类饥饿的需要,到现在的满足人类健康食品安全(降低有毒物,增加有益成分),乃至未来满足降低疾病风险需要(功能性增加)。随着人们对功能性成分认识的加深,如何从天然无毒无害的食物中获得功能性成分是我们食品专业关注的重点。因此,天然产物分离技术在食品专业中显得越来越重要。
目前,我国食品专业开设的课程主要有生物化学、物理化学、食品化学、食品微生物学、食品保藏原理、食品工程原理、生物统计与试验设计、营养学、食品分析、农产品加工工艺学、农产品加工工艺学课程设计、食品安全与质量控制、食品机械与设备、食品工厂设计等。大部分高校食品专业不开设天然产物化学,有的高校开设有机化学,但是作为选修课,且所学内容较浅,学生即使学过到后期应用也都忘记,教学效果并不理想。所以,由于本专业开设课程和侧重点不同,导致本专业学生化学基础比较薄弱。
天然产物分离技术这门课程所讲授内容多而庞杂,不同的分离技术在原理、特点等方面各不相同,教学内容比较分散,如果只是单纯的讲授则显得十分枯燥,学生也难以理解,教学效果不理想,教学质量也难以保证。因此,有必要对天然产物分离技术这门课程的教学模式进行调整,针对食品专业学生的特点,进行一些探索与改革,讲授内容以科研实用为主,充分调动学生积极性,提高本门课程的应用范围。
2 教学内容改革与优化
天然产物分离技术是北京联合大学食品专业的特色专业方向课程之一,是食品专业学生的选修课程。该课程在教学实践中,总结了常用的分离技术,综合运用各种教学手段,将分离技术在科研和生产实践中的应用与课堂教学结合起来,引导学生理论联系实际、积极探索、主动发现,培养学生解决实际问题的能力,进而达到培养应用型人才培养的目的。针对目前本专业学生化学基础缺乏及动手能力较差的普遍现状,本课程教学内容及模式均需进行适当调整与优化。主要从以下3个方面进行改革探索。
2.1 课程内容向简单化、通俗化、应用化发现改革
    本课程为专业选修课程,是北京联合大学食品科学与工程一级学科围绕生物活性物质与功能食品北京市重点实验室的重点研究方向而开设的一门特色专业课,是解决食品质量与安全实际问题中所用到的一门理论与实践联系比较密切的专业特色课。我们在面向食品专业学生授课时,首先要了解学生的专业背景,剖开前面的天然产物化学结构部分内容,我们将理论课主要分为三大部分,主要为学生教授实际科研中能应用到的活性物质提取、分离纯化及检测的基本理论、方法和手段,并借助大量文献资料的实列分析,以便能更好地加深并强化对专业知识的理解和应用;课后学生在掌握理论学习的基础上,充分利用课外时间大量查找与课堂学习相关的文献报道,针对课堂内容完成老师所要求的实验设计方案。教师根据前一节课学生实验设计方案作业中出现的问题,有针对性的启发学生学会如何去思考、提出问题、解决问题、设计实验思路并优选出最佳的实验设计方案。
2.2 课堂主体由教师向学生课堂反转改革
    我们在讲授每章后,教师与学生课堂反转,把课堂交给学生。学生应用所学基本理论,在老师的指导下,学会查找、筛选和阅读文献的思路方法,并在每一章节结束后进行实验思路设计方案的讲解。每一单元结束后,学生分组做PPT进行所学单元的实验思路设计的演讲,4-5个人一组,最多6组,每组15分钟进行实验设计方案的汇报,台下老师和学生提问,并对实验设计方案进行修正。这样,既可以锻炼学生的独立思考和查阅文献的能力,又可以通过PPT讲授了解学生课堂掌握情况。实践证明,这种教学方式比单纯的教授讲授效果好很多。
2.3 考核内容的改革
在整个课程结束时,学生能将所学理论与参考文献报道中所获得的有效信息进行整合,自行设计实验、最后形成一个完整实验思路的设计方案,并有能力发现文献报道中出现的不合理、不科学的问题加以改进和修正。本课程各种考核方式的具体成绩评定方式改革如下:
2.3.1 出勤与课堂问题的回答  
出勤:满分6分。对于旷课、迟到早退、病事假等缺勤情况的成绩评定标准为:无故旷课五节课或者有请假但累计缺勤达到本课程的1/3学时的,取消本课程的考试资格。迟到早退在15分钟以内的,三次视同缺勤1节课,迟到早退超过15分钟的视同缺勤1节课。每缺勤1节课,将在出勤成绩中扣减2分。
课堂问题的回答(互动):满分4分。老师对随堂所讲的内容或前面所讲过的关键内容进行提问,抢答或老师提问回答正确者得4分,基本正确3分,不太正确2分,回答不正确者得0分,得0分数者在课堂及PPT上台演讲时再进行提问,根据回答问题的正确程度得相应的分数。
2.3.2 课后练习  
课后练习: 满分10分。老师根据课堂所学的知识,会留实验设计课后练习,老师根据实验设计方案的思路、条理是否清楚、实验设计的正确性如何等,分别按:条理清楚、思路清晰正确给10分,条理思路清晰,但实验设计的合理性不好或实验设计的某些因素有问题,根据问题的大小、错误的多少分别给8分和6分,不交作业计0分。
2.3.3 集体PPT制作演讲
集体PPT制作演讲: 满分40分。每次PPT演讲由4-5位学生一起进行,其中一位主讲,另外3-4位同学同时站在讲台前面,当主讲演讲结束后,老师和其他同学对其团队的实验设计思路和方案进行提问,回答问题由主讲以外的其他队友来一一作答,回答不上来再由主讲者回答。老师和其他台下同学对演讲小组进行共同评判(根据实验设计方案的条理清晰正确性及演讲的流利程度),每个单元讲完所有组一起排名,第一名的小组得40分,后面依次减5分;每个小组的所有同学成绩一样,对每组其中一人不参与PPT制作者扣整体小组总分的5分,不参与人数增多分数依次累计;没有准备PPT的小组得0分。
2.3.4 期末开卷考试
期末实验设计:满分40分。每个学生以正式发表的文献格式,独立设计一个从植物中提取、分离纯化和检测目标活性成分的实验设计方案。内容包括:题目、摘要、引言、正文、参考文献等,其中正文必须含有:提取、分离纯化和检测三大部分的实验设计,具体与前期PPT制作的内容相似。老师根据实验设计方案的思路、条理是否清楚、实验设计的正确性如何、文献引用是否规范等来进行评判,分别按:按发表文章的格式来写,条理清楚、思路清晰正确、文献引用规范,实验设计没有任何问题给40分,条理思路清晰,但实验设计的合理性不好或实验设计的某些因素有问题,根据问题的大小、错误的多少分别减分,抄袭得0分,不交实验设计得0分。
3 结语
 
传统的以教师为中心的传递式教学方法,教师在讲台上讲述、示范、演示,学生相应地吸收、记忆、存储,课堂上圈划重点,课后反复抄写、背诵。事实证明,这种以应试能力为目标的教学方式,最大的弊端是扼杀了学生的创造能力和创新精神,尤其是对于理论很难理解的课,传统的教学方式效果并不理想。
    优化《天然产物分离技术》课程的教学方式,可从教学内容、课堂主体及考核方式等方面进行优化。这种优化需要授课教师根据授课时间合理安排授课内容,多下工夫去准备与授课内容相关的案例,多思考在授课时采用哪些教学方法,不断充实与更新教学内容,积极探索,不断进取。但每门课的教学优化改革不是一蹴而就的,我们要不断总结学生的接收效果,在今后的实践中不断改进和完善。
参考文献
[1] 王聪慧, 任娜, 魏微, 等. 天然产物分离纯化新技术[J], 应用化工, 2019, 48(8): 1940-1943.
[2] 李音, 盖希坤, 杨瑞芹, 等. 天然产物新型分离技术课程的教学改革[J], 浙江科技学院学报, 2015, 27(6): 531-534.
[3] 严春艳,孔繁晟,吕华冲,等.《天然产物分离技术》教学改革中的体会[J]. 中医药导报, 2008, 14(7): 129-133.
[4]杨艳红.《天然产物分析检测技术》教学改革与探索[J]. 中南林业科技大学学报: 社会科学版, 2011, 5(4): 170-175.