工程教育專業認證下食品酶學教學改革

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工程教育專業認證下食品酶學教學改革

【摘要】食品酶學是一門綜合生物化學、食品工藝學和微生物學等學科的新興課程,是食品科學應用研究領域的基本研究內容,也是食品科學與工程專業必不可少的一門重要課程,隨著生物技術和食品科學的發展,食品酶學在食品專業中扮演者越來越重要的學科地位,如何科學有效的進行食品酶學這門課程的教學已成為一個急需解決的問題。在工程教育專業認證的背景下,本文從調動學生興趣、掌握核心知識、理論與實踐結合、培養科研能力四個方面對食品酶學課程教學改革進行探索,以期達到培養學生實踐能力、科研能力和創新能力的目的。

【關鍵詞】食品酶學;工程教育專業認證;教學改革

工程教育專業認證的開展對我國高等學校工科教育具有重要意義,不僅使各專業明確了教學的目的和方式,也從根本上提高了教學的質量。以學生為中心的教育理念,以成果導向的教育取向和持續改進的質量文化是工程教育專業認證的核心理念。在這種核心理念的引導下,使得高校能夠培養出更優秀的大學生,高校畢業生具有較強的工程能力,不僅能夠快速適應社會崗位的要求,同時具備一定的科研和創新能力。工程教育專業認證的開展也得到了國際社會的認可,2016年6月2日,我國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員[1],這標志著我國的工程教育專業認證工作進入了新的階段。食品酶學是基于生物化學、微生物學、化學工程、食品工藝學等學科發展起來的一門新興學科,和生物學、化學具有密切的聯系。國內外高校的食品科學與工程專業都很重視食品酶學,加利福尼亞大學在上世紀六十年代首先開設了食品酶學的課程,江南大學在八十年代在國內首先開設了食品酶學課程。隨著現代生命科學和食品工業的迅猛發展,酶工程對食品科學與工程產生的影響程度與日俱增,食品酶學的學科重要性越來越突出。食品酶學涵蓋了生物酶學的基礎理論,酶的種類繁多,酶具有高效的催化功能,每一種酶都具有獨特的性質,一個關鍵的酶在生產上可以創造無窮的價值[2]。發現具有更高活性、更符合食品生產需要的酶并將其應用于生產一直都是食品酶學專家的目標。食品酶學是一門理論和實踐聯系密切的學科,在現實生活中食品酶學無處不在,酶的相關知識和產品從生活中來,也應該廣泛地應用到生活中去。該課程可以充分調動學生學習的積極性和創造性,食品酶學對科研人員和專業技術人員都具有重要的作用。而在工程教育專業認證的背景下,我們鼓勵學生并著重培養學生解決復雜工程問題的能力,因此,在食品酶學這門課程中,學生可以根據自己的興趣選擇一種酶,通過自己查找資料或與同組成員討論等方式更深入地進行酶學性質和應用的研究。鄭州輕工業學院食品科學與工程專業是國家特色專業建設點和河南省重點建設一級重點學科,并于2013年、2016年兩次通過了工程教育專業認證。在工程教育認證思想指導下,如何科學有效的進行食品酶學這門課程的教學已成為一個急需解決的問題。本文從調動學生興趣、掌握核心知識、理論與實踐結合、培養科研能力四個方面對食品酶學課程教學改革進行探索,構建興趣-核心知識-理論實踐相結合-科研探索的新教學模式,逐步提高學生的知識水平,增加學生的知識儲備,增強學生的實踐能力、科研能力和創新能力。教學目標清晰明確,各教學環節緊密聯系,在工程教育專業認證的指導思想中,逐步提高教學水平。

1課程引入,培養學生學習的主動性

傳統的理論教學比較枯燥乏味,很難調動學生的學習積極性,也很難實現以學生為中心的教學理念。食品酶學和生活息息相關,以生活實例可以調動學生學習的興趣,教案中應盡量總結和教材內容相關的生活現象,用常見的生活實例調動學生的求知欲。比如一個雞蛋,拿起來搖一搖,過不久這個雞蛋就變壞了,明明蛋殼沒有破,東西也是同樣都在里面,為什么被搖過的雞蛋就容易壞呢?類似的生活實例有很多,蘋果吃了幾口放在桌子上,蘋果的顏色為什么會發生變化?超高溫消毒的奶會產生蒸煮味,如何才能取消這種味道?水果蔬菜在壓榨和澄清的過程中,怎么樣做能夠既省時又省力?如何用酶提高烘烤食品及肉制品的品質和口感呢?如何對魚類進行脫腥,如何通過酶處理提高衰老動物的肉的口感等等。根據每個章節的內容,尋找和課程內容相關的生活實例,興趣是學習最好的老師,通過生活中的疑問進行課程的引入可以增加學生的學習興趣,學生也愿意主動的去了解和學習,從而提高教學的效果。

2精煉核心內容,建立知識框架

教材中的每個章節都會有重點和非重點內容,我們應提煉最核心的重點內容。將核心知識點作為學生必須掌握的內容,應盡量精簡教學內容,減輕學生學習的負擔,讓學生在興趣的引導下,主動地或選擇性地去學內容的外延知識點。教師以核心知識點為基礎構建知識體系網絡,對核心內容反復強調,使學生在課堂上就能夠輕松掌握所學內容,從而減輕學生學習的難度,幫助他們克服畏難心理,同時,也能使學生有更多的時間和精力去自主查找資料尋找自己感興趣的外延知識,培養自主學習和終生學習的能力。以酶反應動力學這一章影響酶促反應的因素這一節為例,首先提煉最核心的重點內容:(1)影響酶促反應的因素有哪些;(2)溫度、pH對酶作用的特征曲線;(3)高濃度底物、激活劑和抑制劑對酶促反應有什么影響。通過概括性的分析對基本知識體系進行解釋,加強學生對基本的知識體系的理解,這對學生來講非常的容易。最后通過催化反應模型和米氏方程對基本知識體系理論進行推導驗證,這部分內容難度比價大,以理解為主。通過構建知識體系網絡,掌握核心內容,逐步加深和理解核心內容以外的知識點。

3理論知識和實際應用相聯系,增加學習的實用性

人才是發展的第一要素,經濟的發展離不開人才,經濟的競爭實際也是人才的競爭。對于人才的培養,高校發揮著巨大的作用,具體到高校的教學和課程設計,教師應注重學生所學知識的應用,一方面知識的應用可以增加學生的學習興趣,另一方面,也可以培養學生更快更好的適應社會需求。很多學生對所學知識的應用都感到比較困惑,也比較懷疑所學知識是否真的可以應用到企業生產,如何用理論去解決實際問題也是目前課程設計比較欠缺的部分,而也是工程教育專業認證非常關注和力求解決的問題。食品酶學理論的實際應用比比皆是,比如乳清的處理,乳清的世界年產量達9000多噸,乳清是干酪生產的副產品,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,嚴重污染環境。用乳糖酶處理乳清,可以水解乳清中的乳糖,當乳糖水解率達一定程度時即可食用。再比如青梅汁的加工過程,正常的生產過程中很難生產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,企業生產時必須使用經過修飾處理的果膠酶,生產出符合國際要求的高透光率的青梅濃縮汁[3]。

4培養學生的科研能力

世界很大,未知的理論很多,食品領域的很多科研理論需要我們去探索。在教學過程中,教師應該引導學生對科學問題進行探討,比如喝牛奶為什么會經常拉肚子,是否存在一種酶可以解決這個問題。問題想起來其實很簡單,但是怎么樣才能找到這種酶,即使找到了這種酶,酶的性質和結構需要研究,酶在何種條件下才能發揮最大的活性,如何大規模生產,如何保持酶的活性,如何應用到企業的生產,會不會對牛奶的其他品質造成影響等等,其實看似簡單的一項工作其實涵蓋了很多內容,這就是工程教育專業認證中被重點關注的學生解決復雜工程問題的能力,所以在教學過程中應多引導學生關注科研動態,培養學生嚴謹的科研態度和創新能力,我們應該有創新的想法、實干的精神和嚴謹的科學態度。食品酶學是食品科學方向一門重要的學科,在教學上,教師應注重教學質量和教學效果,以工程教育專業認證的理念,引導學生關注食品酶學的科學前沿動態,采用靈活多樣的教學方法[4],激發學生的學習興趣,拓寬學生的知識面,增強學生的動手能力,適應現代社會對高素質技能型人才的迫切需求。

參考文獻

[1]我國工程教育實現國際多邊互認[N].中國教育報,2016-06-03.

[2]譚樹華.現代生物工程課程教學實踐及其建設[J].藥學教育,2003,19(1):20-21.

[3]孟鵬,鄭寶東.酶法高透光率青梅汁生產工藝的研究[J].農產品加工,2006(4):43-45.

[4]田洪磊,詹萍.《食品酶學》課程教學體系改革與實踐探討[J].江西農業學報,2012,24(9):188-190.

作者:翟婭菲 禹曉 相啟森 申瑞玲 董吉林 單位:鄭州輕工業學院食品與生物工程學院

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