食品安全学实验教学探讨

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一、前言

随着科学的进步、社会的发展和生活水平的不断提高，食品、食品科技及食品文化也在发生着巨大的变化，人们对食品的品质也提出了更高的要求。食品安全不仅仅关系到人们的健康和生命安全，更事关国家经济发展与社会和谐。在联合国粮农组织和世界卫生组织的推动下，从2002年起国家级的食品安全管理机构也在不断的重组和加强，食品安全的专业研究机构和学科专业相继产生，短短几年已有百余所高校设立了该专业[1]，国内食品安全科技支撑能力建设也取得了长足的发展[2]。上海海洋大学自从2004年开设食品质量与安全本科专业，为国家培养了大批食品安全方面的人才。食品质量与安全是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的学科，涉及许多学科领域，其中《食品安全学》课程是上海海洋大学食品质量与安全专业本科生的核心学科。《食品安全学》是食品质量与安全专业最重要的核心课程，具有多元性、综合性和应用性等特点，通过学习，学生可以了解食品中可能存在的各种危害及对人体造成的影响。然而，《食品安全学》课程知识点的庞杂与繁复性使得课程内容的传授较为困难，学生对课程内容的理解停留在对试验操作步骤的机械记忆上，并不能真正提升教学质量，因而对《食品安全学实验》课程教学方法的探索具有重要的现实意义。

二、《食品安全学实验》教学中存在的问题

1.学生学习兴趣不高。进入大学以来，专业课课程数量增多，且大部分教学方式以教师单方面传授知识为主，学生与教师交流环节较少，当学生遇到困难时无法及时解决。这使得大多数学生对学习到的知识囫囵吞枣不加消化，只注重学习的结果，不注重学习过程，不利于学生将学习到的理论知识同实践相结合。2.学生接触试验仪器设备的机会较少。考虑到学校试验室建设现状，对于价值较高的气相色谱仪、高效液相色谱仪、质谱仪等仪器，学生无法做到亲手实际操作，比如气相色谱—质谱仪的使用只能由教师进行教学演示，学生只能进行现场参观学习。对于学生可进行操作的仪器，比如农残快速检测中的SL-N6高智能农药残留速测仪，学生也无法全面了解仪器性能，在试验进行过程中也缺乏处理和排除故障的能力。

三、《食品安全学实验》教学内容的设置

在《食品安全学实验》开设之前，本专业已经开设了食品微生物实验，食品理化检验实验课[3]，这为后开设的食品安全学实验课程打下了基础，学生不必再从最基本的操作技术做起，可以通过试验操作更深入地了解食品中可能存在的危害及这些危害对人体造成的影响。食品安全试验课程主要参考上海海洋大学《食品安全学实验指导》[4]，由病原微生物检测和农药残留的理化检测两个部分组成。为了让学生掌握基本的试验技能，病原微生物检测包括食品中金黄色葡萄球菌的检验、沙门氏菌的检验、酶联免疫吸附试验（双抗夹心ELISA）、利用PCR技术检测副溶血性弧菌和3M大肠杆菌快速检验，理化检测包括农残的快速检测、SPE（SolidPhaseExtraction）-GC/MS法测定饮用水中毒死蜱、BHC农药残留[5]。1.食品中金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的检验。根据GB4789.10-2016和GB4789.4-2016中规定的方法可分别检验食品中的金黄色葡萄球菌和沙门氏菌。学生可深入了解国家食品安全国家标准中细菌的检测方法和步骤，巩固从食品微生物实验中学习到的微生物无菌操作技术、纯培养技术，掌握菌落在不同选择平板中生长的典型菌落特征，从而进一步串联整个试验过程，了解常规生理生化检测方法的重要性。2.酶联免疫吸附试验（双抗夹心ELISA）检测和利用PCR技术检测副溶血性弧菌。常规的生理生化检测方法虽然准确，但是操作过程烦琐且时间周期比较长，目前应用最广的病原菌微生物快速检测技术是分子生物学和免疫学技术。酶联免疫吸附（ELISA）检测技术是免疫学技术中经典的技术，而PCR技术是分子生物学中应用最广、最具有代表性的检测技术。运用这两种方法来检测沙门氏菌和副溶血性弧菌，可让学生掌握这两种技术的原理及相应仪器的使用方法，学会应用这两种技术来检测食品中其他的病原微生物。3.3M大肠杆菌快速检验。国内外学者开始研制一些先进的技术与方法应用于食品中病原微生物的检测，比一般的常规检测及分子免疫学检测要迅速得多，其中新兴的3M纸片法就得到了广泛的应用。本课程选择具有代表性的大肠杆菌与大肠菌群的检测，在快速测试片上大肠杆菌可以呈现鲜明的蓝色，大肠菌群则为红色，且菌群周围有大的气泡，结果直观、计数方便。4.农残的快速检测、SPE（SolidPhaseExtraction）-GC/MS法测定饮用水中毒死蜱、BHC农药残留。《食品安全学实验》包括微生物检测和理化检测两大部分，农药残留检测是理化检测中具有代表意义的重要部分。试验采用气相色谱与质谱联用仪分析的方法检测水果和蔬菜中对硫磷的残留量，大大提高了试验技术的现代化水平，这对于拓宽学生的知识面，促进学生积极思维，培养学生的创新精神具有良好的促进作用，为学生毕业后快速适应社会的需要奠定了良好的基础。

四、教学方式的改进

长期以来，在试验教学中普遍存在“路径式”教学模式，不仅收效甚微，学生对知识点的理解能力与实际动手能力也并未得到培养。本文以为，当前存在的实验教学模式较为刻板，而利用启发式和类比教学等方式可以促进学生的学习兴趣，更好地消化理解试验内容，且研究生辅助教学有利于推动实验课程的改革。下面将以食品安全学实验课程中的酶联免疫吸附试验（双抗夹心ELISA）的教学为例来简谈教学方式改进的方向。1.启发式教学方法的应用。在试验教学中以问题为导向，注重启发式教学方法的应用。在酶联免疫试验课开始前，对学生提出预习要求，如：（1）上一节试验课程利用平板菌落形态的观察检验了食品中的沙门氏菌，那么为什么还需要进行这节课内容的学习，仅仅是两种不同的检验方法么？（2）本次试验中抗原和抗体是特异性的结合，请大家发散思维，思考生活或试验中类似的组合。第一个问题的目的在于启发同学们去思考试验的目的与意义，要求思考生活中类似组合则是激发同学们学习的兴趣，促使学生思考与本次试验相关联的其他试验或生活情境。2.授课形式的改进。课程过程往往是以教师的教授为主导，因此教师在教课中可采取不同的形式。书本与教师的口授是必不可少的，除此之外也应当充分利用教学PPT、短视频或图片文件的形式让学生更为直观地接触试验内容，理解试验目的与原理。在酶联免疫吸附试验教学中，可在授课前播放一段酶联免疫发展历程及研究意义的视频，向同学们介绍本次试验的目的，并将试验原理部分以简单图形的形式展现在黑板上，向同学们具体说明。此外，授课过程中需要关注教学的重点与难点。对于酶联免疫吸附试验而言，理解试验原理和掌握试验操作同等重要，而本次试验的难点就在于如何让学生系统理解ELISA试验的原理。本试验采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接，然后通过酶与底物产生颜色反应，用于定量测定。若单从专业角度来阐述试验原理，很容易让学生产生听觉疲劳，无法理解透彻，因此本试验可将锁和钥匙的结合看作抗原抗体特异性反应，将沙门氏菌假定为钥匙，锁和拿钥匙的人分别是结合沙门氏菌抗原的两个抗体，以此具体形象地解释双抗夹心的原理。在试验操作过程中，要求同学们进行分组分工合作，每组成员一同进行试验方案的讨论，当次试验不理解的地方或遇到的问题可以现场请教教师或研究生助教。这种形式不仅改善了仪器不足的问题，更锻炼了学生自行解决问题和团队协作的能力。3.研究生在教学辅助中的作用。由研究生做助教辅助学生进行试验，研究生的加入不仅解决了师资力量不足的问题，其灵活和新颖的思路更有助于教学方法的改进。本试验室的研究生主要从事致病菌的常规检测和从分子水平研究致病菌，对ELISA检测技术已能熟练操作，因此学生若在试验操作或课后复习时遇到问题，同研究生学长学姐进行交流与沟通会更加方便快捷。4.作业与考核方式的改进。作业和考核是为了引导学生掌握知识体系和重点，激发学生积极思考和学习的热情。由多年食品安全学实验教学经验总结可知，仅仅通过期末考试来检验学生的方式不能充分反映学生实验课程的学习效果。因此，食品安全学实验教学应采取多元化的考核方式。由于每个人对知识点理解的程度不一致，不能保证实验中每个学生都能即时消化当堂内容，因此在学生课后提交的实验报告中，要求学生对本次实验进行课后总结与体悟，或者写出自己还没有完全理解的问题，这些问题将在下次实验课前统一解答。在考核一个学生的成绩时，平时成绩占30%，操作成绩占40%，试验报告占30%。平时成绩包括：出勤率、试验服的穿戴、上课的专注度与综合表现。操作成绩则侧重于试验过程中的讨论、具体操作的规范性及试验结果。这样可以保证学生上课的热情，教师也能及时了解学生的情况，同时缓解了学生期末考试的压力。五、《食品安全学实验》教学改革的效果《食品安全学实验》教学方式改革之后，学生在课前就对上课的积极性大幅提高，能够主动查阅文献与资料来预习当次试验内容，课程讨论时思维活跃。通过课堂监督以及试验报告和最后的考核结果来看，学生的微生物无菌操作技术、试验仪器设备的使用技术以及团队协作能力都大大提高。教学方法改革后，参与过《食品安全学实验》课程的学生已基本具备食品安全检测的技能。

总而言之，今后的试验教学建设依旧需要以学生为中心，进行长期的、不断的探索与实践，继续完善和提高食品安全学实验的教学体系，注重学生独立思考和解决问题的能力与综合素质的培养，让学生们能在工作中充分利用各种方法，不断提高学生的实践创新能力，培养出更多满足国家食品安全所需的相关人才。

参考文献：

[1]徐小艳.食品质量与安全专业《仪器分析实验》教学改革初探[J].中国科教创新导刊,2010,(2):49.

[2]宁喜斌,刘代新,张亚琼.食品质量与安全专业学生病原微生物检测技能培养的探讨[J].微生物学通报,2009,(8):1260-1263.

[3]沈萍,陈向东.微生物学实验[M].北京:高等教育出版社,2007.

[4]宁喜斌,贾玲华,刘征宇.食品安全学微生物实验技能教学改革探索与实践[J].教育教学论坛,2015,(5):143-144.

[5]宁喜斌,张晓艳,季爱加,等.《食品安全学实验》教学改革的探索与实践[J].安徽农学通报,2011,17(11):215-225.

作者:宁喜斌 晨 凡 单位:1.上海海洋大学食品学院 2.食品科学与工程国家级实验教学示范中心