工程教育专业认证下食品酶学教学改革

工程教育专业认证下食品酶学教学改革

【摘要】食品酶学是一门综合生物化学、食品工艺学和微生物学等学科的新兴课程,是食品科学应用研究领域的基本研究内容,也是食品科学与工程专业必不可少的一门重要课程,随着生物技术和食品科学的发展,食品酶学在食品专业中扮演者越来越重要的学科地位,如何科学有效的进行食品酶学这门课程的教学已成为一个急需解决的问题。在工程教育专业认证的背景下,本文从调动学生兴趣、掌握核心知识、理论与实践结合、培养科研能力四个方面对食品酶学课程教学改革进行探索,以期达到培养学生实践能力、科研能力和创新能力的目的。

【关键词】食品酶学;工程教育专业认证;教学改革

工程教育专业认证的开展对我国高等学校工科教育具有重要意义,不仅使各专业明确了教学的目的和方式,也从根本上提高了教学的质量。以学生为中心的教育理念,以成果导向的教育取向和持续改进的质量文化是工程教育专业认证的核心理念。在这种核心理念的引导下,使得高校能够培养出更优秀的大学生,高校毕业生具有较强的工程能力,不仅能够快速适应社会岗位的要求,同时具备一定的科研和创新能力。工程教育专业认证的开展也得到了国际社会的认可,2016年6月2日,我国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员[1],这标志着我国的工程教育专业认证工作进入了新的阶段。食品酶学是基于生物化学、微生物学、化学工程、食品工艺学等学科发展起来的一门新兴学科,和生物学、化学具有密切的联系。国内外高校的食品科学与工程专业都很重视食品酶学,加利福尼亚大学在上世纪六十年代首先开设了食品酶学的课程,江南大学在八十年代在国内首先开设了食品酶学课程。随着现代生命科学和食品工业的迅猛发展,酶工程对食品科学与工程产生的影响程度与日俱增,食品酶学的学科重要性越来越突出。食品酶学涵盖了生物酶学的基础理论,酶的种类繁多,酶具有高效的催化功能,每一种酶都具有独特的性质,一个关键的酶在生产上可以创造无穷的价值[2]。发现具有更高活性、更符合食品生产需要的酶并将其应用于生产一直都是食品酶学专家的目标。食品酶学是一门理论和实践联系密切的学科,在现实生活中食品酶学无处不在,酶的相关知识和产品从生活中来,也应该广泛地应用到生活中去。该课程可以充分调动学生学习的积极性和创造性,食品酶学对科研人员和专业技术人员都具有重要的作用。而在工程教育专业认证的背景下,我们鼓励学生并着重培养学生解决复杂工程问题的能力,因此,在食品酶学这门课程中,学生可以根据自己的兴趣选择一种酶,通过自己查找资料或与同组成员讨论等方式更深入地进行酶学性质和应用的研究。郑州轻工业学院食品科学与工程专业是国家特色专业建设点和河南省重点建设一级重点学科,并于2013年、2016年两次通过了工程教育专业认证。在工程教育认证思想指导下,如何科学有效的进行食品酶学这门课程的教学已成为一个急需解决的问题。本文从调动学生兴趣、掌握核心知识、理论与实践结合、培养科研能力四个方面对食品酶学课程教学改革进行探索,构建兴趣-核心知识-理论实践相结合-科研探索的新教学模式,逐步提高学生的知识水平,增加学生的知识储备,增强学生的实践能力、科研能力和创新能力。教学目标清晰明确,各教学环节紧密联系,在工程教育专业认证的指导思想中,逐步提高教学水平。

1课程引入,培养学生学习的主动性

传统的理论教学比较枯燥乏味,很难调动学生的学习积极性,也很难实现以学生为中心的教学理念。食品酶学和生活息息相关,以生活实例可以调动学生学习的兴趣,教案中应尽量总结和教材内容相关的生活现象,用常见的生活实例调动学生的求知欲。比如一个鸡蛋,拿起来摇一摇,过不久这个鸡蛋就变坏了,明明蛋壳没有破,东西也是同样都在里面,为什么被摇过的鸡蛋就容易坏呢?类似的生活实例有很多,苹果吃了几口放在桌子上,苹果的颜色为什么会发生变化?超高温消毒的奶会产生蒸煮味,如何才能取消这种味道?水果蔬菜在压榨和澄清的过程中,怎么样做能够既省时又省力?如何用酶提高烘烤食品及肉制品的品质和口感呢?如何对鱼类进行脱腥,如何通过酶处理提高衰老动物的肉的口感等等。根据每个章节的内容,寻找和课程内容相关的生活实例,兴趣是学习最好的老师,通过生活中的疑问进行课程的引入可以增加学生的学习兴趣,学生也愿意主动的去了解和学习,从而提高教学的效果。

2精炼核心内容,建立知识框架

教材中的每个章节都会有重点和非重点内容,我们应提炼最核心的重点内容。将核心知识点作为学生必须掌握的内容,应尽量精简教学内容,减轻学生学习的负担,让学生在兴趣的引导下,主动地或选择性地去学内容的外延知识点。教师以核心知识点为基础构建知识体系网络,对核心内容反复强调,使学生在课堂上就能够轻松掌握所学内容,从而减轻学生学习的难度,帮助他们克服畏难心理,同时,也能使学生有更多的时间和精力去自主查找资料寻找自己感兴趣的外延知识,培养自主学习和终生学习的能力。以酶反应动力学这一章影响酶促反应的因素这一节为例,首先提炼最核心的重点内容:(1)影响酶促反应的因素有哪些;(2)温度、pH对酶作用的特征曲线;(3)高浓度底物、激活剂和抑制剂对酶促反应有什么影响。通过概括性的分析对基本知识体系进行解释,加强学生对基本的知识体系的理解,这对学生来讲非常的容易。最后通过催化反应模型和米氏方程对基本知识体系理论进行推导验证,这部分内容难度比价大,以理解为主。通过构建知识体系网络,掌握核心内容,逐步加深和理解核心内容以外的知识点。

3理论知识和实际应用相联系,增加学习的实用性

人才是发展的第一要素,经济的发展离不开人才,经济的竞争实际也是人才的竞争。对于人才的培养,高校发挥着巨大的作用,具体到高校的教学和课程设计,教师应注重学生所学知识的应用,一方面知识的应用可以增加学生的学习兴趣,另一方面,也可以培养学生更快更好的适应社会需求。很多学生对所学知识的应用都感到比较困惑,也比较怀疑所学知识是否真的可以应用到企业生产,如何用理论去解决实际问题也是目前课程设计比较欠缺的部分,而也是工程教育专业认证非常关注和力求解决的问题。食品酶学理论的实际应用比比皆是,比如乳清的处理,乳清的世界年产量达9000多吨,乳清是干酪生产的副产品,其中含4-4.5%的乳糖,因乳糖难于消化,因此乳清历年常作为废水排放,严重污染环境。用乳糖酶处理乳清,可以水解乳清中的乳糖,当乳糖水解率达一定程度时即可食用。再比如青梅汁的加工过程,正常的生产过程中很难生产出高透光率的青梅浓缩汁,果胶酶虽然可以分解果胶提高透光率,但青梅的高酸性使得果胶酶的活性很低,因此,企业生产时必须使用经过修饰处理的果胶酶,生产出符合国际要求的高透光率的青梅浓缩汁[3]。

4培养学生的科研能力

世界很大,未知的理论很多,食品领域的很多科研理论需要我们去探索。在教学过程中,教师应该引导学生对科学问题进行探讨,比如喝牛奶为什么会经常拉肚子,是否存在一种酶可以解决这个问题。问题想起来其实很简单,但是怎么样才能找到这种酶,即使找到了这种酶,酶的性质和结构需要研究,酶在何种条件下才能发挥最大的活性,如何大规模生产,如何保持酶的活性,如何应用到企业的生产,会不会对牛奶的其他品质造成影响等等,其实看似简单的一项工作其实涵盖了很多内容,这就是工程教育专业认证中被重点关注的学生解决复杂工程问题的能力,所以在教学过程中应多引导学生关注科研动态,培养学生严谨的科研态度和创新能力,我们应该有创新的想法、实干的精神和严谨的科学态度。食品酶学是食品科学方向一门重要的学科,在教学上,教师应注重教学质量和教学效果,以工程教育专业认证的理念,引导学生关注食品酶学的科学前沿动态,采用灵活多样的教学方法[4],激发学生的学习兴趣,拓宽学生的知识面,增强学生的动手能力,适应现代社会对高素质技能型人才的迫切需求。

参考文献

[1]我国工程教育实现国际多边互认[N].中国教育报,2016-06-03.

[2]谭树华.现代生物工程课程教学实践及其建设[J].药学教育,2003,19(1):20-21.

[3]孟鹏,郑宝东.酶法高透光率青梅汁生产工艺的研究[J].农产品加工,2006(4):43-45.

[4]田洪磊,詹萍.《食品酶学》课程教学体系改革与实践探讨[J].江西农业学报,2012,24(9):188-190.

作者:翟娅菲 禹晓 相启森 申瑞玲 董吉林 单位:郑州轻工业学院食品与生物工程学院