浅谈前沿科技成果融入食品分析课程的几点建议
作者: 王银珠 刘彦 李孟丽 张玉琪 胡永红
食品分析是研究和评定食品品质及其变化的一门课程,是食品专业学生都需要学习的重要理论课。通过将前沿科研成果融入该课程,可以使枯燥的专业知识变得生动、有趣,激发学生的好奇心,引导他们了解最新的科学发展动态。这不仅有助于学生更好地理解和记忆课程内容,还能提升他们的科研思维能力,促进其综合素质的提升。本文论述了如何更好地将前沿科技成果融入食品分析课程,从而顺利地完成教学目标,培养全面发展的复合型优质人才。
一、前沿科研成果融入食品分析课程的意义
随着现代生产力的持续提高,社会对于人才的需求也发生了变化,因此,高等教育机构的课程内容和教学方法也需要随之调整,从而更有效地培育出满足新生产力发展需求的高质量人才。其中,将科研成果整合到课程教学中,可以促进学科知识的更新和深化,丰富教学内容和案例,从而培养学生的批判性思维和解决问题的能力,激发他们的创新意识、实践能力,提高学生的综合素质和竞争力,满足社会对人才的期望和需求。具体来看,将前沿科技成果融入食品分析课程具有三方面的意义。
(一)形成教研相长的良性循环
食品分析领域知识的更新速度很快,将前沿科研成果及时融入课程教学,不仅能帮助学生掌握前沿的理论与技术,紧跟行业发展趋势,还能让他们更好地了解行业的最新科技动态,使学习更贴近实际需求。在教学过程中,教师可以将国内外最新的科研成果,如新技术、新理论和新方法引入课程,实现科研与教学的有机结合,形成教研相长的良性循环。
(二)激发学生兴趣,提高学习效果
科学研究的成果往往包含复杂的理论探讨、数据解析、实验性研究等多个环节,将这些研究成果整合到教学过程中,不仅可以为学生提供更多的实践机会,还能激发他们的探索热情和求知欲,从而提高他们的学习积极性。同时,学生还可以在课堂上深入了解这些成果背后的故事、科研人员的努力历程,从而树立榜样,激发他们对知识的渴求,激励他们不断学好专业知识,在未来创造新的技术以及解决现实中的问题。
(三)培养创新意识,提升科学素养
食品分析课程的理论性和实践性均较强,教学团队不仅需要积极参与教学活动,还应该在自己的学术领域深入探索,并通过这些研究改善教学,提高教学质量。在教育过程中,教师可以融入国内外科学家在这一领域的最新研究成果,并以此为教学资源,让学生深入体验科学研究的全过程,从而拓宽他们的视野,并鼓励他们采用创新的思维方式和方法,从多个视角去分析和解决问题,最终推动他们在理论和方法上做出创新。
二、前沿科研成果融入
食品分析课程的教学方法
(一)案例教学法
案例教学法是一种以学生为主体,通过分析具体案例,深入理解理论知识并增强实际应用能力的教学方式。在这种教学方法中,教师承担设计、引导、评估的重要角色,需要精心挑选案例、策划教学活动、引导学生讨论和分析,并对学生的学习过程和成果进行评估。例如,教师可以让学生分析“染色馒头”“毒豆芽”“可燃面条”“化学火锅”等案例,并学会如何检测食品中的防腐剂、染色剂等添加剂。再如,教师可以让学生以分析“糖醇异构体”为前提,引入南京大学黄硕教授课题组构建的苯硼酸内嵌纳米孔传感器。此传感器包含了15种单醛糖被还原所对应的13种糖醇结构,组成13对差向异构体。由于MspA-PBA纳米孔内唯一的苯硼酸基团与顺式二醇间可逆形成硼酸酯键,丙三醇和两种丁糖醇(赤藓醇、苏糖醇)、三种戊糖醇(阿拉伯糖醇、木糖醇、核糖醇)、七种己糖醇(塔罗糖醇、甘露醇、古罗糖醇、半乳糖醇、山梨醇、艾杜糖醇和阿洛糖醇)通过扩散作用进入纳米孔即可产生特异性相互作用,报告特征性的电流阻塞信号,且在任意组合的混合传感中高度可区分,因此可实现食品药品中糖醇的自动鉴定。
(二)问题导向法
问题导向法是一种以学生为核心的教学方式,通过提出与专业领域相关的问题,让学生围绕问题寻找解决方案,教师则是引导者和评估者,这种教学方法可以激发学生的学习兴趣和主动性,增强参与度、激发求知欲。比如,量子点发光体系常用于构建光化学传感器并进行食品分析。教师便可以向学生提问:什么是量子点?量子点是一种非常微小的纳米颗粒,其尺寸决定了其特性,这一领域的研究成果获得了2023年诺贝尔化学奖。在实际的教学过程中,教师要让学生学习诺贝尔奖获得者的化学家精神,他们几十年来不为名利,艰苦卓绝地投身科研,在经历无数次失败后依然不气馁、不放弃,展现了锲而不舍的科研精神。在条件简陋、缺乏重要科学仪器的情况下,他们依靠人的力量,团结奋斗,体现了乐观主义和集体主义精神,为社会发展做出了巨大的贡献。然后,教师可以接着提问:三位研究量子点的科学家获奖,他们的研究成果到底具有哪些意义?这一问题旨在激励学生在课程结束后主动研究文献、查找相关信息,有针对性地深入学习,深刻理解自己所学专业的社会价值。
(三)小组讨论法
小组讨论法也称为小组案例讨论式教学法,是以教师设计的案例为先导,学生以小组形式展开互动讨论的一种方法。此方法将学生与案例有效结合,可充分激发学生的主动性。比如,教师可以设计一个问题:如何定量分析食品中的蛋白质含量?通过分组讨论,小组成员共同解决复杂问题,并提出新的研究方向。在这一过程中,教师要鼓励学生运用前沿科技成果进行具体分析。比如,在检测食品中的磷蛋白时,引入荧光探针触发靶致猝灭电化学发光传感器对食品中磷蛋白的超快检测案例。磷蛋白具有可逆性且丰度低,如果没有特定的富集程序,很难从复杂的蛋白质组中直接分析,电化学发光法不需要额外的富集步骤和任何其他昂贵的仪器,只利用纳米颗粒的ECL特性,便可以直接、超快速(5分钟)地测定磷酸化蛋白,体现了食品检测领域的创新能力。
三、前沿科研成果融入食品分析课程的建议
(一)提升学生的专业英语水平
随着分析学科领域的快速发展,各种创新性的研究成果层出不穷,但其中大部分以英文发布,学生必须熟练掌握专业英语的阅读能力,才能读懂前沿研究成果,为之后的科研创新奠定基础。因此,教师应通过让学生大量阅读英文文献、创建专门的词汇手册、布置英文作业等方式,激励学生提高自己的英语能力。
(二)合理设计教学方案
在将科研成果与食品分析课程教学相结合时,教师应根据学生的知识水平等合理设计教学方案,关注培养学生的科研思维和能力。教师应先查询合适的科研成果,再通过“设计食品定量分析课题”“PPT汇报文献”“视频播放前沿科研成果”等方式让学生详细了解科研成果的原理和价值,然后组织学生利用所学进行实验操作,最后进行课后总结与分析,慢慢帮助学生建立科研思维。
(三)将科研成果编入教材
教师在编写教材时,除了要体现知识的系统性与逻辑严谨性,还需精心设计教学内容,确保科研成果能有效融入教学实践。首先,要筛选、整理合适的科研成果,确保其可以帮助学生理解和掌握相关学科的基础知识、前沿进展。其次,要将专业术语转化为学生易于理解的语言,确保学生能够理解和掌握最新的科学知识和技术。最后,要调整教学方法,以便更好地传授新的教学内容,比如使用案例研究、实验演示、互动讨论等教学方法。
此外,为了激发教师在教学中的积极性,学校和学院应在经费、政策等多个方面提供支持,比如建立校内实习基地、提高教师福利待遇等。学校还应积极与企业合作,将师生的科研成果转化为实际产品,提高师生的科研热情。
综上,将前沿科研融入课程教学中具有多重意义,教师可以通过提升学生的专业英语水平、合理设计教学方案、将科研成果编入教材等方式,并结合案例教学法、问题导向法、小组讨论法等教学方法,不断提高学生的科研意识,助力学生成长为科研型人才。
课题项目:南京工业大学2023年校级教改立项建设重点课题(20230033);2024年江苏省学位与研究生教育教学改革课题(JGKT24_B020);新质生产力视域下生物制造领域卓越工程人才研究生培养体系的构建与实践重点课题。
作者简介:王银珠(1987-),女,汉族,江苏盐城人,副教授,博士,研究方向为电致化学发光技术用于核酸、蛋白质、细胞、微生物、益生菌等生物分子的传感检测。