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【摘要】食品酶學(xué)是一門(mén)綜合生物化學(xué)、食品工藝學(xué)和微生物學(xué)等學(xué)科的新興課程,是食品科學(xué)應(yīng)用研究領(lǐng)域的基本研究?jī)?nèi)容,也是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)必不可少的一門(mén)重要課程,隨著生物技術(shù)和食品科學(xué)的發(fā)展,食品酶學(xué)在食品專(zhuān)業(yè)中扮演者越來(lái)越重要的學(xué)科地位,如何科學(xué)有效的進(jìn)行食品酶學(xué)這門(mén)課程的教學(xué)已成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的背景下,本文從調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣、掌握核心知識(shí)、理論與實(shí)踐結(jié)合、培養(yǎng)科研能力四個(gè)方面對(duì)食品酶學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行探索,以期達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力的目的。
【關(guān)鍵詞】食品酶學(xué);工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證;教學(xué)改革
工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的開(kāi)展對(duì)我國(guó)高等學(xué)校工科教育具有重要意義,不僅使各專(zhuān)業(yè)明確了教學(xué)的目的和方式,也從根本上提高了教學(xué)的質(zhì)量。以學(xué)生為中心的教育理念,以成果導(dǎo)向的教育取向和持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化是工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的核心理念。在這種核心理念的引導(dǎo)下,使得高校能夠培養(yǎng)出更優(yōu)秀的大學(xué)生,高校畢業(yè)生具有較強(qiáng)的工程能力,不僅能夠快速適應(yīng)社會(huì)崗位的要求,同時(shí)具備一定的科研和創(chuàng)新能力。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的開(kāi)展也得到了國(guó)際社會(huì)的認(rèn)可,2016年6月2日,我國(guó)成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會(huì)員[1],這標(biāo)志著我國(guó)的工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作進(jìn)入了新的階段。食品酶學(xué)是基于生物化學(xué)、微生物學(xué)、化學(xué)工程、食品工藝學(xué)等學(xué)科發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科,和生物學(xué)、化學(xué)具有密切的聯(lián)系。國(guó)內(nèi)外高校的食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)都很重視食品酶學(xué),加利福尼亞大學(xué)在上世紀(jì)六十年代首先開(kāi)設(shè)了食品酶學(xué)的課程,江南大學(xué)在八十年代在國(guó)內(nèi)首先開(kāi)設(shè)了食品酶學(xué)課程。隨著現(xiàn)代生命科學(xué)和食品工業(yè)的迅猛發(fā)展,酶工程對(duì)食品科學(xué)與工程產(chǎn)生的影響程度與日俱增,食品酶學(xué)的學(xué)科重要性越來(lái)越突出。食品酶學(xué)涵蓋了生物酶學(xué)的基礎(chǔ)理論,酶的種類(lèi)繁多,酶具有高效的催化功能,每一種酶都具有獨(dú)特的性質(zhì),一個(gè)關(guān)鍵的酶在生產(chǎn)上可以創(chuàng)造無(wú)窮的價(jià)值[2]。發(fā)現(xiàn)具有更高活性、更符合食品生產(chǎn)需要的酶并將其應(yīng)用于生產(chǎn)一直都是食品酶學(xué)專(zhuān)家的目標(biāo)。食品酶學(xué)是一門(mén)理論和實(shí)踐聯(lián)系密切的學(xué)科,在現(xiàn)實(shí)生活中食品酶學(xué)無(wú)處不在,酶的相關(guān)知識(shí)和產(chǎn)品從生活中來(lái),也應(yīng)該廣泛地應(yīng)用到生活中去。該課程可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性,食品酶學(xué)對(duì)科研人員和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員都具有重要的作用。而在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的背景下,我們鼓勵(lì)學(xué)生并著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力,因此,在食品酶學(xué)這門(mén)課程中,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇一種酶,通過(guò)自己查找資料或與同組成員討論等方式更深入地進(jìn)行酶學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用的研究。鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)是國(guó)家特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)和河南省重點(diǎn)建設(shè)一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科,并于2013年、2016年兩次通過(guò)了工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證。在工程教育認(rèn)證思想指導(dǎo)下,如何科學(xué)有效的進(jìn)行食品酶學(xué)這門(mén)課程的教學(xué)已成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。本文從調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣、掌握核心知識(shí)、理論與實(shí)踐結(jié)合、培養(yǎng)科研能力四個(gè)方面對(duì)食品酶學(xué)課程教學(xué)改革進(jìn)行探索,構(gòu)建興趣-核心知識(shí)-理論實(shí)踐相結(jié)合-科研探索的新教學(xué)模式,逐步提高學(xué)生的知識(shí)水平,增加學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、科研能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)目標(biāo)清晰明確,各教學(xué)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系,在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的指導(dǎo)思想中,逐步提高教學(xué)水平。
1課程引入,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性
傳統(tǒng)的理論教學(xué)比較枯燥乏味,很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,也很難實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念。食品酶學(xué)和生活息息相關(guān),以生活實(shí)例可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,教案中應(yīng)盡量總結(jié)和教材內(nèi)容相關(guān)的生活現(xiàn)象,用常見(jiàn)的生活實(shí)例調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲。比如一個(gè)雞蛋,拿起來(lái)?yè)u一搖,過(guò)不久這個(gè)雞蛋就變壞了,明明蛋殼沒(méi)有破,東西也是同樣都在里面,為什么被搖過(guò)的雞蛋就容易壞呢?類(lèi)似的生活實(shí)例有很多,蘋(píng)果吃了幾口放在桌子上,蘋(píng)果的顏色為什么會(huì)發(fā)生變化?超高溫消毒的奶會(huì)產(chǎn)生蒸煮味,如何才能取消這種味道?水果蔬菜在壓榨和澄清的過(guò)程中,怎么樣做能夠既省時(shí)又省力?如何用酶提高烘烤食品及肉制品的品質(zhì)和口感呢?如何對(duì)魚(yú)類(lèi)進(jìn)行脫腥,如何通過(guò)酶處理提高衰老動(dòng)物的肉的口感等等。根據(jù)每個(gè)章節(jié)的內(nèi)容,尋找和課程內(nèi)容相關(guān)的生活實(shí)例,興趣是學(xué)習(xí)最好的老師,通過(guò)生活中的疑問(wèn)進(jìn)行課程的引入可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生也愿意主動(dòng)的去了解和學(xué)習(xí),從而提高教學(xué)的效果。
2精煉核心內(nèi)容,建立知識(shí)框架
教材中的每個(gè)章節(jié)都會(huì)有重點(diǎn)和非重點(diǎn)內(nèi)容,我們應(yīng)提煉最核心的重點(diǎn)內(nèi)容。將核心知識(shí)點(diǎn)作為學(xué)生必須掌握的內(nèi)容,應(yīng)盡量精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容,減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān),讓學(xué)生在興趣的引導(dǎo)下,主動(dòng)地或選擇性地去學(xué)內(nèi)容的外延知識(shí)點(diǎn)。教師以核心知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)構(gòu)建知識(shí)體系網(wǎng)絡(luò),對(duì)核心內(nèi)容反復(fù)強(qiáng)調(diào),使學(xué)生在課堂上就能夠輕松掌握所學(xué)內(nèi)容,從而減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,幫助他們克服畏難心理,同時(shí),也能使學(xué)生有更多的時(shí)間和精力去自主查找資料尋找自己感興趣的外延知識(shí),培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的能力。以酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)這一章影響酶促反應(yīng)的因素這一節(jié)為例,首先提煉最核心的重點(diǎn)內(nèi)容:(1)影響酶促反應(yīng)的因素有哪些;(2)溫度、pH對(duì)酶作用的特征曲線;(3)高濃度底物、激活劑和抑制劑對(duì)酶促反應(yīng)有什么影響。通過(guò)概括性的分析對(duì)基本知識(shí)體系進(jìn)行解釋?zhuān)訌?qiáng)學(xué)生對(duì)基本的知識(shí)體系的理解,這對(duì)學(xué)生來(lái)講非常的容易。最后通過(guò)催化反應(yīng)模型和米氏方程對(duì)基本知識(shí)體系理論進(jìn)行推導(dǎo)驗(yàn)證,這部分內(nèi)容難度比價(jià)大,以理解為主。通過(guò)構(gòu)建知識(shí)體系網(wǎng)絡(luò),掌握核心內(nèi)容,逐步加深和理解核心內(nèi)容以外的知識(shí)點(diǎn)。
3理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系,增加學(xué)習(xí)的實(shí)用性
人才是發(fā)展的第一要素,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)人才,經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際也是人才的競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)于人才的培養(yǎng),高校發(fā)揮著巨大的作用,具體到高校的教學(xué)和課程設(shè)計(jì),教師應(yīng)注重學(xué)生所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用,一方面知識(shí)的應(yīng)用可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,另一方面,也可以培養(yǎng)學(xué)生更快更好的適應(yīng)社會(huì)需求。很多學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用都感到比較困惑,也比較懷疑所學(xué)知識(shí)是否真的可以應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn),如何用理論去解決實(shí)際問(wèn)題也是目前課程設(shè)計(jì)比較欠缺的部分,而也是工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證非常關(guān)注和力求解決的問(wèn)題。食品酶學(xué)理論的實(shí)際應(yīng)用比比皆是,比如乳清的處理,乳清的世界年產(chǎn)量達(dá)9000多噸,乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品,其中含4-4.5%的乳糖,因乳糖難于消化,因此乳清歷年常作為廢水排放,嚴(yán)重污染環(huán)境。用乳糖酶處理乳清,可以水解乳清中的乳糖,當(dāng)乳糖水解率達(dá)一定程度時(shí)即可食用。再比如青梅汁的加工過(guò)程,正常的生產(chǎn)過(guò)程中很難生產(chǎn)出高透光率的青梅濃縮汁,果膠酶雖然可以分解果膠提高透光率,但青梅的高酸性使得果膠酶的活性很低,因此,企業(yè)生產(chǎn)時(shí)必須使用經(jīng)過(guò)修飾處理的果膠酶,生產(chǎn)出符合國(guó)際要求的高透光率的青梅濃縮汁[3]。
4培養(yǎng)學(xué)生的科研能力
世界很大,未知的理論很多,食品領(lǐng)域的很多科研理論需要我們?nèi)ヌ剿鳌T诮虒W(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行探討,比如喝牛奶為什么會(huì)經(jīng)常拉肚子,是否存在一種酶可以解決這個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題想起來(lái)其實(shí)很簡(jiǎn)單,但是怎么樣才能找到這種酶,即使找到了這種酶,酶的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)需要研究,酶在何種條件下才能發(fā)揮最大的活性,如何大規(guī)模生產(chǎn),如何保持酶的活性,如何應(yīng)用到企業(yè)的生產(chǎn),會(huì)不會(huì)對(duì)牛奶的其他品質(zhì)造成影響等等,其實(shí)看似簡(jiǎn)單的一項(xiàng)工作其實(shí)涵蓋了很多內(nèi)容,這就是工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中被重點(diǎn)關(guān)注的學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力,所以在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科研動(dòng)態(tài),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和創(chuàng)新能力,我們應(yīng)該有創(chuàng)新的想法、實(shí)干的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。食品酶學(xué)是食品科學(xué)方向一門(mén)重要的學(xué)科,在教學(xué)上,教師應(yīng)注重教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,以工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的理念,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注食品酶學(xué)的科學(xué)前沿動(dòng)態(tài),采用靈活多樣的教學(xué)方法[4],激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拓寬學(xué)生的知識(shí)面,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力,適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)高素質(zhì)技能型人才的迫切需求。
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作者:翟婭菲 禹曉 相啟森 申瑞玲 董吉林 單位:鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院