食品质量与安全专业“食品生物检测技术”课程教学改革的探索

刘金玉，陈金桂，李武燕

（长江大学生命科学学院，湖北荆州 434025）

食品安全关系到每一个人的健康，历来备受人民群众的关心和国家的关注。然而近年来食品安全事故频繁发生，特别是全球多国爆发的“新冠肺炎突发事件”，被世界卫生组织认为是国际公共卫生紧急事件，使得食品安全形势极其严峻。消除食品安全隐患，让人民吃得健康，吃得放心，迫在眉睫。在食品安全工作中，无论是食品原料把关，还是食品包装问题或生产加工、运输、储存过程等环节的监督和监管，都需要食品质量与安全专业的优秀人才。

“食品生物检测技术”是食品质量与安全专业中理论与实践紧密结合的专业必修课程。该课程的教学目标是培养出适应新时代要求的高素质食品专业人才[1]，所以该课程对于学生更全面地掌握食品专业知识、更好地胜任食品安全检验、监管和质量检测相关的工作岗位起着十分重要的作用。根据“食品生物检测技术”课程特点的分析，结合新冠肺炎疫情对食品专业工科应用型人才的需求，对该课程教学内容、教学方法及师资队伍进行改革探索。

1 “食品生物检测技术”课程特点

食品生物检测技术越来越广泛地应用于食品检测，不断补充和完善食品检测的方法。该课程作为食品检测技术的一个分支，为长江大学本科食品质量与安全专业的大三学生而开设，存在以下显著性的特点。

1.1 基础性

该课程是根据市场经济和科技的发展需要而设置的专业基础课程，主要阐述食品生物检测中的基础技术体系，是分析解决食品营养、食品安全中的相关检测问题，以及指导研究性检测业务的理论基础。通过透彻地掌握该课程的原理，使学生可以为后续专业课程打下坚实的食品检测理论基础。

1.2 实践性

该课程是一门实践性较强的综合课程，通过课程教学，使学生具备运用生物技术解决食品质量与安全实际问题的实践操作能力。即根据食品中关键危害物质的特性，灵活地选用适宜的检测方法，及时、准确地衡量食品的安全质量。

1.3 学科交叉性

该课程是多学科交叉融合背景的应用学科，涉及到“生物化学”“食品微生物学”“食品化学”“无机及分析化学”“食品分析”“仪器分析”和“食品工程原理”等多个课程的背景知识。特别是近年来不断涌现的核酸探针检测技术、环介导基因恒温扩增（LAMP） 技术、生物芯片技术和食品微生物自动化仪器检测等先进技术，对学生的背景知识提出更高的要求。如果学生对“食品生物检测技术”的背景知识缺乏相应的了解，则无法灵活地选择恰当的生物检测技术，如此一来，很可能出现检验方法不正确、仪器操作方法错误的情况，导致检测准确度不高，甚至假阳性。因此，对于食品质量与安全专业的学生而言，充分了解相关的学科背景知识相当重要。

2 精选教学内容紧跟学术前沿

食品生物检测技术是应用生物学、化学和物理学的基本原理，利用部分生物材料在特定条件下产生特异的性状改变，将这种特性应用在食品检测中，能够对有毒有害物质的残留情况进行有效监测的技术。该课程内容主要包括分离培养方法、免疫学方法、酶检测技术、多聚酶链式反应（PCR） 技术、核酸分子杂交和基因芯片等，此外，涉及检测的食品种类极其丰富，新的仪器设备和新的生物检测技术日益增多，食品安全检测的国家标准和行业标准也在不断更新完善，这就要求经典的食品生物检测技术知识点与科技前沿领域相结合。但是，该课程检测技术内容范围较广泛，课时量少，理论课仅16 个课时，所以，在教学过程中，需要合理地取舍与精细地选编食品生物检测技术内容，注意突出重难点，侧重讲解PCR 基因扩增、LAMP 技术和ELISA（酶联免疫吸附技术） 等。同时，引导学生关注学科发展的前沿动态。例如，北京出入境检疫检验局在国内第一次在植物病毒早害检疫中应用早害基因芯片检测方法。

3 课程改革的不同教学方法

在新冠肺炎疫情期间，课堂的教学形式由线下转到线上，打破了之前主要采用板书与多媒体课件相结合的线下面授形式。疫情期间实现了线下教学到线上教学的迁移和融合。为了在新冠疫情下有更好的教学效果，不同教学方法的深入改革和创新迫在眉睫。

3.1 在线课堂教学法

随着现代科技技术和信息技术的发展，多种移动学习平台即在线教学工具应运而生，在线课堂教学法正逐渐广泛应用于高校学科教学中。教师根据课程性质、自身教学特点等灵活选用雨课堂、腾讯会议、腾讯课堂等在线教学工具。微信长江雨课堂公众号作为长江大学本科生教学的主体学习平台，支持在线视频或语音教学。疫情期间，以上在线教学工具可以免费使用，选用长江雨课堂嵌套腾讯会议进行直播教学，教学效果良好[2]。

在线课堂教学在“食品生物检测技术”教学中的应用见图1。

图1 在线课堂教学在“食品生物检测技术”教学中的应用

由图1 可知，在线课堂教学引入到“食品生物检测技术”课程教学中。课前，教师利用移动学习平台发布预习课件。例如，2020 年，我国个别省份校园发生食物中毒事件，引导学生自主预习食源性疾病相关知识点，并将课前预习题作答情况及时反馈给任课教师，教师针对学生预习时遇到的问题，进行汇总分析。课中，教师根据食源性病原微生物致病机理，精讲在食源性疾病检测中应用的多种分析和检测方法，如常规PCR 法、多重PCR 法、实时荧光定量PCR 法、基因芯片等。在讲授过程中，通过线上签到、随机点名、弹幕、音视频讨论、闯关式测验等方法，提高课堂互动有效性。课后，通过微信群、QQ 群等社交平台给学生进行在线辅导答疑，实现沟通“零距离”，并鼓励学生积极地进行自主性学习。除了查阅传统的学习教材，还可以利用ABooK 新形态教材数字课程平台、“优课联盟”网站、“中国知网”网站、“中国大学MOOC（慕课）”网站等网络资源，进行线上自主学习。在线课堂教学法避免了疫情期间教学时可能引发地学生聚集性感染风险，同时增强了学生参与教学互动的积极性，提高了学生自主学习和终身学习的意识，培养了学生不断学习和适应技术发展的能力。

3.2 案例教学法

在“食品生物检测技术”课程教学中采用了案例教学法，以具有影响力和警示作用的有毒有害食品案例，引出各种涉及食品生物检验技术的基本原理和实验方法。同时，尽可能地把讲授的各个食品安全问题经典事件所运用的多个食品生物检测方法有机地结合起来，并对不同的检验检测方法进行异同点总结归纳。首先，针对课程的各个章节的生物检测技术知识点发掘相关的食品安全热点案例。例如，国内新型冠状病毒肆虐“进口冷链食品”事件[3]，接着围绕新型冠状病毒传播案例产生的背景、原因及课程内容的检测方法等进行整理分析，总结出PCR- 荧光探针法、胶体金法、恒温扩增芯片法等手段可用于快速检测新型冠状病毒。又如，餐饮公司“大肠杆菌门”事件，通过呈现该事件发生的图片、视频、实物等素材，让抽象的事件变得具体、鲜活，以及创设形象的情境，使学生加强了对食品安全问题的认识。整理分析“大肠杆菌门”发生的原因，以及PCR 法和基因芯片检测技术的应用范围，总结出这2 个检测技术共性问题的经验教训，从而达到理论与实际相结合。通过这些案例材料的教学，不仅增加了学生对该课程内容的研究兴趣，加深了学生对食品安全的责任意识，还有利于培养学生求真求实、探索创新的科学精神。

3.3 LBL 结合PBL 的教学法

LBL（Lecture-Based Learning） 教学法是以教师为主体，以授课为导向的传统教学方法，而PBL（Problem-Based Learning） 教学法是以学生为中心，以问题为导向，探究式讨论的新型教学方法。将LBL 教学法与PBL 教学法相融合在一起，应用于“食品生物检测技术”的教学中。在PBL 教学法中，教师课前提出与食品检测方法相关的问题，如讲述蛋白质组学技术，可以提出问题：市面上冬虫夏草如何辨别真假，怎样选择性价比较高的冬虫夏草？菜场里的“假牛肉”都是什么做的？这些带有悬念性的问题可以激发学生的求知欲，促使学生主动地去思考冬虫夏草或牛肉的真伪识别。教师在课堂上讲授了蛋白质组学相关技术，即蛋白质组分分离技术、蛋白质组分鉴定技术和蛋白质信息学。则学生知道可以根据冬虫夏草或牛肉品种所特有的特征性蛋白质作为检验指标性成分，选择蛋白质组分分离技术又称电泳技术检测鉴定真伪。然后教师对相关技术知识点进行延伸，学生分小组围绕“在食品真实属性检测中的应用”开展互动讨论，并进行分组小结，教师对小组逐一点评。教师采用LBL 教学法讲解“食品生物检测技术”的原理和示范其技术操作，利用PBL 教学法让学生带着一些引人深思的问题，主动地学习食品生物检测相关章节内容。LBL结合PBL 的教学法既有利于学生培养观察问题、分析问题、解决问题、团队合作、查阅资料等方面能力，又有利于学生形成扎实的食品检测专业知识体系。

4 加强师资力量

高校师资队伍教学质量的高低直接关系到本科教育质量的强弱。为了加强高校师资力量，教师需要持续的丰富个人的专业知识，增强理论及实验教学的实践能力，适应新时代高等院校的发展需要。要求教师每学期参加不少于1 次食品相关专业的能力培训；安排有合作关系的客座教授或者优秀青年教师为教师们进行每学期不低于1 次的教学报告和教学示范课；鼓励中青年教师参与高校课程的教学会议和教学比赛。教师还需要提高职业实践能力，组织教师到食品行业、企业及检测机构进行顶岗实践，鼓励教师考取食品类职业资格证书。大力引进高素质的复合型人才，如国家级名师、楚天学者、企业高管等，不断优化和完善教师队伍结构。

5 结语

经过“食品生物检测技术”课程教学的改革实践，食品质量与安全专业教学效果得到一定程度的提高，今后将继续探索适应新冠肺炎疫情背景下的高等教育的教学目标、教学内容和教学方法。为了培育符合地方经济发展需要的，具有能运用所学知识和技能解决食品安全问题的实践能力及求实、创新的科学精神的高素质食品专业人才，要求教师需要不断地提升自己的专业素养，学校持续加强师资队伍建设。