◎ 王曉龍
(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西 西安 710119)
食品酶工程是將酶工程的理論與技術(shù)應(yīng)用于食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的科學(xué)。在食品工業(yè)領(lǐng)域,酶制劑的生產(chǎn)、分離純化與應(yīng)用,食品原料的貯藏、運(yùn)輸、保鮮與改性,食品加工與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改良等都與食品酶工程密切相關(guān)[1]。近年來,隨著消費(fèi)者食品營(yíng)養(yǎng)與安全意識(shí)的不斷提高,酶制劑因其綠色、安全、高效的特點(diǎn),在食品加工過程中扮演著越來越重要的角色。因此,對(duì)于食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生來說,學(xué)習(xí)掌握食品酶工程的基本理論與技術(shù),對(duì)其在食品工業(yè)領(lǐng)域就業(yè)或深造具有十分重要的意義。做好食品酶工程課程的教學(xué)工作,培育符合食品行業(yè)發(fā)展需要的優(yōu)秀人才,是食品酶工程課程教學(xué)工作的首要任務(wù)。筆者從事食品工程專業(yè)食品酶工程課程的教學(xué)工作,在教學(xué)內(nèi)容的選擇,教學(xué)方法的改進(jìn),考核方式的優(yōu)化等方面提出以下改革建議。
目前,食品酶工程課程一般為2學(xué)分,36個(gè)學(xué)時(shí),授課內(nèi)容主要包括:緒論、酶學(xué)基本理論、食品工業(yè)中應(yīng)用的水解酶、食品工業(yè)中應(yīng)用的氧化酶、酶的生產(chǎn)、酶的分離純化、酶分子修飾與改造、酶與細(xì)胞的固定化、酶反應(yīng)器與酶?jìng)鞲衅?、酶的非水相催化和酶工程技術(shù)及其研究應(yīng)用進(jìn)展。從授課內(nèi)容來看,緒論主要是對(duì)酶工程歷史、食品酶學(xué)的研究?jī)?nèi)容與技術(shù)等內(nèi)容進(jìn)行概述;酶學(xué)基本理論主要是對(duì)酶的分類、命名、酶的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)和酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)介紹;其余章節(jié)則是重點(diǎn)介紹酶工程中涉及的主要技術(shù)方法及食品工業(yè)中常見的酶,側(cè)重于生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。鑒于課程內(nèi)容的特點(diǎn),實(shí)際授課過程中可從以下方面進(jìn)行改革。
《食品酶工程》課程的教學(xué)內(nèi)容與食品微生物、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、食工原理等課程存在交叉內(nèi)容,而課程安排在大四上學(xué)期,因此,應(yīng)在開始授課前通過與相關(guān)課程授課教師和學(xué)生的交流,提前了解學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握情況,對(duì)內(nèi)容的講解進(jìn)行取舍,有重點(diǎn)地進(jìn)行講授。如在生物化學(xué)課程的講授過程中就有酶學(xué)基本理論的講授,鑒于此,在本課程的講授中對(duì)該部分內(nèi)容進(jìn)行回顧,重點(diǎn)講授學(xué)生未掌握的內(nèi)容。而在食品微生物課程中,學(xué)生對(duì)微生物培養(yǎng)、發(fā)酵等知識(shí)已有所了解,可針對(duì)性地重點(diǎn)介紹酶的生產(chǎn)中常用的微生物。
酶工程的核心內(nèi)容主要包括酶的生產(chǎn)與分離純化、酶的改性、酶固定化和酶反應(yīng)器。上述技術(shù)是酶制劑的產(chǎn)生和酶在食品工業(yè)中得以大規(guī)模利用的技術(shù)基礎(chǔ)。在實(shí)際教學(xué)中,在夯實(shí)酶工程理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn),重點(diǎn)闡述其應(yīng)用[2]。如對(duì)比微生物發(fā)酵的酶和從動(dòng)植物中分離的酶的差異;介紹固定化酶在糖漿生產(chǎn)中的應(yīng)用;分析生產(chǎn)中不同酶反應(yīng)器的特點(diǎn),讓學(xué)生討論酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與改進(jìn)等。使學(xué)生在理解酶工程基本理論的基礎(chǔ)上,學(xué)會(huì)如何將酶工程技術(shù)應(yīng)用于食品生產(chǎn)中。
食品酶工程作為以應(yīng)用為主的學(xué)科,其理論知識(shí)與應(yīng)用技術(shù)研究日新月異。在實(shí)際教學(xué)中,既要以教材為主,又要將新理論、新技術(shù)和新應(yīng)用融入到教學(xué)內(nèi)容中去。在理論知識(shí)方面,要通過閱讀最新文獻(xiàn),及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外研究的理論突破,讓學(xué)生了解國(guó)際理論研究前沿。如分子酶工程方面,介紹酶的分子設(shè)計(jì)、納米技術(shù)在酶工程中的利用;在酶的反應(yīng)機(jī)理方面,介紹極端酶的結(jié)構(gòu)與其反應(yīng)特性相關(guān)性的最新研究進(jìn)展;同時(shí)關(guān)注酶的體外化學(xué)合成技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于酶工程在食品中的最新應(yīng)用進(jìn)行跟蹤介紹,如固定化酶在飲料生產(chǎn)、食品包裝與保鮮等方面的應(yīng)用;酶的非水相催化技術(shù)在酯類和多肽合成中的應(yīng)用等。在教學(xué)過程中不斷更新理論與應(yīng)用中的研究進(jìn)展,不僅可以保證教學(xué)內(nèi)容的前沿性,讓學(xué)生第一時(shí)間了解本學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向,也可以讓教師不斷更新知識(shí)儲(chǔ)備,保證教學(xué)質(zhì)量[3]。
本課程存在信息量大、部分理論內(nèi)容比較抽象、學(xué)生缺乏對(duì)食品生產(chǎn)基本工藝與設(shè)備的了解等一系列問題。因此,課堂采用單一講授方式,很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。合理利用精品課程等在線平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)音視頻資料等教學(xué)資源,將大幅提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與效率,達(dá)到事半功倍的效果。如在講授酶的發(fā)酵生產(chǎn)工藝時(shí),可以播放不同發(fā)酵工藝的視頻,使學(xué)生更直觀地了解酶生產(chǎn)所需設(shè)備及不同工藝的優(yōu)缺點(diǎn)與適用范圍;在講解酶固定化的不同方法時(shí),可以采用動(dòng)畫的方式播放固定過程,使學(xué)生更快地了解不同固定化方法在固定原理、穩(wěn)定性等方面的差異。
在授課過程中,以學(xué)生為主體,通過提出問題分組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等方式,增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié),使學(xué)生由被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。
食品酶工程是一門應(yīng)用科學(xué),除了課堂教授環(huán)節(jié)外,實(shí)踐環(huán)節(jié)也必不可少。實(shí)踐可以從課程實(shí)驗(yàn)和工廠見習(xí)兩方面著手。在實(shí)驗(yàn)安排上,減小簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,提高探索性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例,充分激發(fā)學(xué)生的求知欲,培養(yǎng)其提出問題和解決問題的能力。
學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握必須通過課程考核來反映,但考核不能僅限于卷面成績(jī)。要將考核融于教學(xué)過程中,使其不僅能全面、準(zhǔn)確地反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在課堂教學(xué)中,考核的項(xiàng)目可以從考勤、回答問題和作業(yè),延伸到在課堂分組討論中問題的提出與回答、課下資料的查閱和課堂匯報(bào)的表現(xiàn);在實(shí)踐過程中,可將考核內(nèi)容從實(shí)驗(yàn)操作與完成情況延伸到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與改進(jìn)能力、實(shí)驗(yàn)探索能力。整體而言,降低卷面考試成績(jī)的比例或者改變考試形式,提高教學(xué)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的考核分值,這樣不僅可以大幅提高教學(xué)效率與學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情,對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)也將大有裨益。