“食品毒理学”课程教学探讨

杨怡姝，胡 秦，肖向茜，王小利，沈思嗣，盛 望

（北京工业大学生命科学与生物工程学院，北京 100124）

随着化学合成技术、基因重组技术等现代科学技术的迅猛发展，在加速工农业发展的同时，环境污染亦加剧，食品中各种化学性、物理性、生物性危害的风险不同程度地增大，各种与食品相关的慢性疾病不断增加，人们对食品的质量与安全也越来越重视。2001年教育部将“食品质量与安全”专业设置为目录外本科专业（081407W），并于2012年调整为普通本科专业（082702）。北京工业大学自2010年起，依托生命科学与生物工程学院开设食品质量与安全专业。经过几年的教学实践，对“食品毒理学”课程的地位与特点、教学内容、教学目标、教学方法、考核方式等方面进行了思考与探索。

1 “食品毒理学”的课程地位与特点

“食品毒理学”是食品安全评价的理论基础和方法学，它借用基础毒理学的基本原理和方法，研究食品中有毒有害物质的性质、来源及对人体的损害作用及作用机制，评价其安全性，并确定安全限值，以及提出预防管理措施的一门学科，从而达到确保人类健康的目的[1]。2017年食品科学与工程类教学指导委员会颁布的《食品质量与安全专业教学质量国家标准》中建议将“食品毒理学”纳入食品质量与安全专业知识体系和核心课程体系。在北京工业大学的食品质量与安全专业中，“食品毒理学”为学科基础选修课，于第5个学期开设，48个学时，计3个学分。

“食品毒理学”课程与其他相关课程先修关系拓扑见图1。

图1 “食品毒理学”课程与其他相关课程先修关系拓扑

“食品毒理学”这门学科应用实验研究、临床研究和现场调查等方法，研究和认识食品中可能含有的外源化学物对食用者的毒作用及评价方法，为确定食品外源化学物合理的安全接触限值，制定有效的防治方法、预防化学物对人类的危害提供理论依据。该课程与化学类课程（如“无机化学”“有机化学”“分析化学”“仪器分析”等）、生物医学类课程（如“生理学”“病理学”“遗传学”“免疫学”“生物化学”“分子生物学”“细胞生物学”“生物统计学”“流行病学”等）、食品科学类课程（如“食品工艺学”“食品原料学”“食品添加剂”“食品微生物学”“食品理化分析检验”“食品安全学”等）都密切相关，是一门综合性边缘学科。在北京工业大学，前期开设了部分相关课程，有助于对该课程的学习（见图1）；但是尚未能面向食品质量与安全专业的学生开设“病理学”“免疫学”“分子生物学”“细胞生物学”“流行病学”等课程，学生缺乏相关的理论知识，造成学生在一定程度上认为该门课程难学、难懂。

2 选用精品教材合理安排教学内容

综合比较各出版社发行的“食品毒理学”教材[1-7]，内容大多涵盖食品毒理学基础知识、外源化学物的生物转运和生物转化、食品毒理学实验基础、化学物质毒作用的影响因素、食品中化学物质的一般毒作用及特殊毒作用（“三性三致”） 及其评价、食品中各类化学物质毒理学等章节。不同的教材侧重点有所不同，有的侧重于一般毒作用及特殊毒作用的评价方法，有的侧重于食品中各类化学物质毒理学安全性。但是，目前许多“食品毒理学”教材仍以“基础毒理学”为蓝本，教学内容体现不出食品专业的特色和时代特色。笔者在教学过程中先后选用了由中国农业大学出版社出版的普通高等教育“十一五”（2009版）、“十三五”（2016版） 精品课程建设教材，后者在沿袭第一版教材基本框架的基础上，根据食品毒理学的发展进行了内容的更新完善，并新增了“食品中化学物质的免疫毒性及评价”章节。此外，该教材还在纸质的基础上引入了数字化元素[2]，利用二维码技术推送推荐阅读文字、图片及微视频等，使教材的内容更加丰富、信息量更大，更加贴近学生“碎片化”学习模式。

不同版本“食品毒理学”教材教学内容比较见表1，设置教学问题串联教学内容见图2。

表1 不同版本“食品毒理学”教材教学内容比较

图2 设置教学问题串联教学内容

由表1可知，“食品毒理学”课程的教学内容比较繁杂，为了便于学生对该课程有较清晰的认识，在教学内容设置上围绕如下几个问题展开：①食品中外源化学物是如何进入到机体内，在机体内发生了何种化学变化，如何离开机体？②外源化学物对机体可能造成什么样的毒性作用？③如何评价这些毒性作用？④如何确保对人体的健康？利用这些问题将教学内容有机地串联起来。

考虑到“食品毒理学”作为食品安全评价的方法学和理论基础，在有限的学时条件下，面对食品中不断涌现的众多外源化学物，让学生掌握毒理学的基本思维方法和研究方法，锻炼学生分析评价食品中外源化学物毒作用的能力更为重要，因此在教学过程中将食品中化学物质的一般毒作用及特殊毒作用试验设计及毒性作用评价作为授课的重点内容，以便为学生在以后的工作中打下基础。

随着基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等新理论、新技术的发展，也逐步渗透到“食品毒理学”学科中，因此在参照教材的基础上，还要及时补充新的教学内容，使学生了解现代食品毒理学的新方法、新热点和发展趋势。在探索新方法的同时，对于经典的方法，尤其是现行的《食品安全国家标准》予以高度重视。例如，最近几年国家对原有21项食品安全性毒理学评价程序和方法，进行了修订、新增或废止，出台了26项新标准。在教学内容设置上，将最新的国标引入到教学中，为学生今后作为食品安全评价者，科学、全面评价食品中外源化学物的毒作用，保证公众的食品安全奠定基础。

3 制定基于布鲁姆分类法的教学目标

传统教学大纲撰写时要求按照“掌握”“理解”“了解”和“自学”4个层次注明教学应达到的要求，但是这种分类比较模糊，学生难以确切领会其含义。根据美国教育心理学家布鲁姆的教育目标分类法，认知领域的教育目标从低到高可依次分为知识（knowledge）、理解 （comprehension）、应用 （application）、分析（analysis）、综合（synthesis） 和评价 （evaluation）6个层次。因此，在制定教学大纲时，将教学目标划分为不同的层次和水平，从低层次的简单记忆到高层次的分析综合，促进学生从浅层学习向深度学习转变，贯彻从知识培养到能力培养这一高等教育的人才培养目标。例如，在经典的致突变实验（Ames实验）的教学过程中依次设定6个层次的目标。

布鲁姆教育目标分类在Ames实验教学中的应用见图3。

图3 布鲁姆教育目标分类在Ames实验教学中的应用

4 运用混合式教学手段实现能力与素质教育

现代教育理念强调以学生为中心，教师起引领的作用。在教学过程中，发挥多媒体教学和新媒体平台的优势，针对不同的教学内容选用恰当的教学方式，激发学生的学习兴趣，巩固学生的学习效果。例如，在毒理学基础知识章节，采用传统讲授的方法，重点讲解毒理学的一些基本概念。针对热点食品安全问题时，则采用以问题为基础的学习（Problem-based learning，PBL） 模式。例如，针对2014年由某品牌面包在中国市场使用欧盟禁止的偶氮甲酰胺所引发巨大争议的事件，通过设置一系列问题，如为什么向面粉中添加偶氮甲酰胺，它的毒作用有哪些，是否可以将其添加到面粉中，可以添加的最大使用量是多少？在中国、美国、加拿大或欧盟、澳大利亚、日本等国家和地区将其用于食物是否违法？通过这些问题逐步引导学生进行思考，从而科学地、理性地对待该事件。

俄克拉荷马大学的Larry K Michaelssen教授提出了以团队为基础的学习（Tteam-based learning，TBL）模式，强调在教学中突出学生的主体地位，以团队的方式让学生参与教学、主动学习、主动探究，通过小组解决实际问题的方式来巩固科学知识并在分析问题的过程中培养学生的团队合作精神，提高学生自身的创造性、灵活性和实践性[8]。在“食品中各类化学物质毒理学”章节的教学过程中，结合当前食品安全的热点问题设置讨论专题，由学生组队选题，自主分工，通过查阅资料，整理、分析、讨论，运用食品毒理学知识制作相应的交流材料（如PPT/微视频/海报），进行宣讲交流。通过这种学习方式，一方面提高了学生正确处理个人和团队关系的能力；另一方面可以锻炼学生利用文献研究分析食品质量与安全领域中复杂问题的能力，并能就该问题与同行或社会公众进行有效沟通和交流的能力。

5 注重过程考核

在高等学校的教学中，学业成绩评定在教学中除发挥评价、诊断、预测等功能外，还具有导向功能，即学业成绩评定的内容与方法对教与学的内容、方法和态度都有一定的影响和制约[9]。在本课程的考核中，除了采用期末考试的方式外，还采用课后作业、课堂讨论、课堂测验、团队项目等方式对教学和学习过程进行全程评价，并尝试将其中团队项目（占总成绩的15%）的打分权交给学生。以一个班级25名同学为例，设置5个团队项目（5人/队），设定各团队的平均分数为80分，则各团队的总分为400分。根据团队项目成果，如项目报告质量及交流宣讲效果，由每个团队给自己团队和其余的4个团队打分，总分不超过400分。汇总5个团队的评分，去掉最高及最低分，取平均分作为该队的评分。再乘以队员人数，得到该团队成员总分。根据团队成员在该项目中的表现，如参与的任务工作量、工作态度等，由本团队成员协商分配各成员的最终分数。由于在团队项目中，教师难以从简单的任务分工名单上判定成员对项目的贡献程度，进而公平合理地对每个学生进行成绩评定。而学生通过这种在学习过程中的成绩自我评价，可以更客观、更公平地体现个体成员的贡献，从而激励成员更积极地参与到团队任务中，避免了以往在团队中出现的“浑水摸鱼”的现象。

6 问题与反思

针对工科院校学生缺乏生物学及医学知识背景的情况，利用新媒体资源的优势，课前向学生推荐一些网上公开课视频或微视频，让学生有针对性地熟悉相应的知识。对于难懂的食品毒理学知识，如复杂的毒性作用评价体系，则通过制作动画等多媒体课件，动态地显示原理与评价过程，在教学过程中，让学生的思路跟着课件动起来，把复杂问题拆分简化。针对现有的教材不能体现食品专业特色和时代特色的问题，在教学准备阶段，通过查阅大量文献及关注当前食品安全的热点问题，整理分析与食品中外源化学物相关的生物转运、生物转化及毒作用素材，用这些实例取代教科书中列举的来源于工业或环境中的毒物，加强教学内容与食品专业的密切联系，并及时向学生介绍更新的《食品安全国家标准》和毒理学新技术。

“食品毒理学”是一门理论教学和实验技术并重的专业课，兼有基础学科和应用学科的双重特性，但是受到学时数和实验室条件的限制，目前学院尚不具备开设“食品毒理学实验”的条件。为此，在课堂中引入一些实验教学的视频，让学生对食品毒理学实验有更为直观和感性的认识。另外，可以考虑在今后将食品检验实验、食品理化分析实验与食品毒理学实验等多种实验结合起来，开设综合性的创新实验，进一步提高学生的实践能力。

7 结语

“食品毒理学”与食品质量和安全密切相关，掌握食品毒理学的基本理论知识和评价毒物毒作用的方法与能力，可以为学生从事食品安全性评价工作奠定基础。作为任课教师，要掌握该课程的特点，突出重点教学内容，采用灵活多样的教学手段，实现分层次的教学目标，培养合格的食品质量与安全专业人才。

[1]严卫星，丁晓雯.食品毒理学 [M]．第1版．北京：中国农业大学出版社，2009：8．

[2]李宁，马良．食品毒理学 [M]．第2版．北京：中国农业大学出版社，2016：8．

[3]王向东．食品毒理学 [M]．第1版．南京：东南大学出版社，2007：9．

[4]刘宁，沈明浩．食品毒理学 [M]．第1版．北京：中国轻工业出版社，2007：1．

[5]孙震．简明食品毒理学 [M]．第1版．北京：化学工业出版社，2009：9．

[6]李建科．食品毒理学 [M]．第1版．北京：中国计量出版社，2011：8．

[7]沈明浩，易有金，王雅玲．食品毒理学 [M]．第1版．北京：科学出版社，2014：3．

[8]刁春英，闫洪波，刘月英，等．Blackboard网络课堂辅助下食品毒理学实验教学范式改革研究 [J]．安徽农业科学，2015，43 （5）：365-366，368．

[9]杨西强，王国祥，孙海健，等．一种学业成绩评定综合体系的结构模型 [J]．高等理科教育，2006（5）：122-125．◇