食品毒理学课程信息化教学研究与探索.docx

食品毒理学课程信息化教学研究与探索 杨俊峰 胡炜东 张美枝 苏杰摘 要 食品毒理学是食品营养与检测、食品营养与检验教育和食品质量与安全等涉及食品安全性评价方面的相关专业重要专业技术课之一。本文分析讨论了在非医学类院校中食品毒理學课程教学过程中存在的交叉学科背景基础知识缺乏、实验设施和实验动物等实践教学条件投入建设有限等的教学现状和困难；研究探索从信息化与课程教学融合角度，围绕教育改革发展方向，以应用为导向，探索尝试从课程知识点信息化和实验实训操作技能点信息化数据建设，慕课、微课、等信息化教学手段综合使用和数字课堂、虚拟教室等信息化师生交流平台搭建等信息化教学途径尝试解决现阶段食品毒理学教学中的困难，从而提高食品毒理学在非医学类院校中的教学效果等方面，以及在食品毒理学课程信息化教学探索建设过程中所做的工作和体会。关键词 食品毒理学 信息化教学 课程建设：G434 ：A食品安全关系到消费者的食用健康、生命财产安全和食品产业的健康发展，近年来食品安全事件的屡屡发生，如农产品中的农药残留、畜产品中的兽药残留、工业污染物和重金属等的污染，严重影响消费信心。食品安全成为影响食品产业发展速度的重要因素，食品专业纷纷设置食品毒理学课程，为进行食品安全性毒理学评价提供支持，该课程是一门综合性交叉性学科，需要化学、物理、现代生物学、生物化学、生理学、药理学、卫生毒理学、动物学、病理学、遗传学、医学、免疫学流行病学及管理学等学科知识与技能，应用科学分析、描述性动物毒性试验和调查统计等研究方法，从各个方面深入研究和认识各种毒作用的本质、规律，从而做出食品的安全性评价，保障食品的使用健康和安全。对于专业的医学类院校的学生来说，在讲授食品毒理学课程前，这些相关交叉基础课程已经开设学习过，所以能够满足毒理学教学的要求；但是对于其他非专业医学院校的食品专业学生来说，其基础课程设置多与食品加工、检测等有关，而上述这些与学习理解食品毒理学的相关交叉学科的背景基础知识缺乏，因此，食品毒理学课程由于学生所属院校专业的不同而导致了课程所需的基础背景知识存在很大的差异。在后者的大量非专业医学院校，食品毒理学讲授过程中，存在多学科渗透、交叉学科多的问题，在有限教学学时内很难充分讲授的教学困难。但是在食品安全性毒理学评价过程中，又需要具备这些知识的理解来用于食品安全性评价，例如实验过程设计、实验动物选择，实验指标选择和毒理损伤判定等等方面。我们探索研究在有限的软硬件条件基础上，通过信息化教学的手段将相关学科的知识点以合适恰当的方式让学生理解学习；在实验操作技能教学中，通过信息化教学手段辅助教学，提高对实验对象、设备的利用率、提高学生学习效果和节约院校实验投入。当前教学信息化模式改革的发展很快，相比之下，食品毒理学课程信息化教学探索现状却滞后信息化教学的发展，我们研究探索食品毒理学的信息化教学模式，以满足课程教学的需求，解决教学中存在的困难，尝试通过合适的信息化教学手段来辅助课程教学达到较理想的授课学习效果，从而提高食品毒理学课程的教学效果，更好的促进课程建设和专业发展，以满足食品行业发展对保障食品安全专业人员的需求。1食品毒理学课程信息化教学的背景1.1国家教育政策的引导当前，许多国家教育部门都把教育信息化作为教育进一步发展的方向。当前信息化技术方式的快速变化，引起整个教育领域的教学方式方法的连锁变化。包括教学思想观念的转变、教学方式方法的革新，教学效果评价方式的改变和教学管理手段的调整等方面，尤其是对于专业基础知识教育、专业素质能力教育，培养适应教学信息化要求的创新人才更具意义。2010年7月29日颁布了国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）。2012年5月4日教育部颁布了教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见。进一步加快了教育信息化建设的速度、促进了数字化教学资源的建设、探索和应用。1.2信息化教学方式的发展计算机网络等信息化技术的软硬件的飞速发展，不仅仅是单纯的新技术手段的革新，也同时作为新的形式方法手段对学校教育教学产生了根本的影响，它的产生引起了教育信息化建设的广泛变化。比较传统的教学形式，信息化教学方式方法的广泛应用对教学提出了更高更多的要求，教学信息化是教育教学改革的重要方面之一。多媒体教学课程借助网络平台的应用、多媒体虚拟仿真辅助教学手段在实践教学中应用、实践模拟操作过程的软件开发、教学资源素材库（包括实践操作技能教学资源库、教学案例资源库、考核评价试题库、比赛竞赛资源库等）、名师网上讲堂、课程的微课、慕课等等信息化课堂、专业技术服务网站等多种多样教育形式的建设开发。搭建方便的信息化教学资源网络平台、数字信息资源库等开放式信息化资源平台为教学提供更多样化更丰富的方式途径。2食品毒理学课程传统教学的现状2.1食品毒理学的课程设置食品安全备受关注，食品安全影响着我国食品产业的健康发展，食品毒理学在食品风险评估、功能性食品产业的开发和食品安全性毒理学评价、危险度评估等方面的应用增强，促使了各相关院校食品专业食品毒理学课程的开设。食品毒理学作为食品营养与检测和食品质量与安全等食品安全检测专业方面有关食品安全性评价方向的专业技术课，也常常作为食品科学与工程、食品加工技术、食品生物技术等食品加工专业方面食品质量控制方向的专业技术拓展课程。2.2食品毒理学的课程性质毒理学是一门研究外源性化学物对生物体有害效应的学科，是由古代毒物学衍化并经多学科渗透形成的科学，与治疗学、医学、生物学、生物化学、分子生物学、物理、生理学、药理学、营养学、卫生学、环境学和管理学等学科相互渗透、交织和促进，从研究外源性化学物对生物体的有害影响扩展到以毒物为工具来研究其他学科、以及危险度评定和安全性评价等方面。食品毒理学作为毒理学的一个分支，主要学习毒理学的基本概念、术语、原理和方法，食品中有毒物质与机体的相互作用，食品中有毒物质的毒性效应和评价方法，食品中常见的动植物源性有害物质、工业污染物等的毒性作用，食品安全性评价等内容。2.3食品毒理学课程教学过程中存在的困难2.3.1交叉学科多，背景基础知识多而杂食品毒理学课程在讲授过程中，学生对内容的学习理解中需要动物学、解剖学、生理学、药理学、病理学、医学、卫生学、统计学、物理学等学科的相关背景知识。食品毒理学中外源化学物的生物转运部分，如毒物接触特征，讲解剂量-效应关系中，接触途径对效应影响时，不同接触途径对毒物毒性效应表达的差异中，不同接触途径的学习理解，涉及动物学、解剖学、生理学如胃肠道吸收中消化道粘膜吸收的特点、规律、生理结构、门静脉相关的肝脏首过消除作用等等，肺循环、体循环、生物膜渗透压、脂/水分配、血/气分配等等物理、生理学知识；排泄中，肝肠循环、肝胆排泄、经呼吸道排泄、经皮肤排泄等等对于生理和解剖学的涉及；有害物质对机体损伤效应的判断，涉及生理学、病理学、诊断学、病理解剖学、流行病学等学科。食品安全性毒理学评价中的实验项目也需要多学科的基础背景知识才能更好的设计、实施、判断、评价。如实验动物的剖解、生化、生理、病理指标的观察鉴定、显著指标的选取、异常动物症状的观察等等都需要上面各学科的系统完整知识点的理解和应用才能准确科学的做出判断和评估。2.3.2食品质量安全的一个分支，学时有限食品毒理学课程在讲授过程中，学生对内容的学习理解中需要动物学、解剖学、生理学、药理学、病理学、医学、卫生学等学科的相关背景基础知识。在传统的食品类专业课程学时设置中，食品毒理学存在教学学时有限，而涉及的背景知识点又庞杂费时的教学困难。相关背景基础知识不介绍的话，学生容易在学习中感觉枯燥、乏味、难懂、没有兴趣或无法理解、难于进行具体操作等问题；而简单介绍，学生容易理解不完整，不能很好应用；详尽介绍又会占用有限的课时；增加课时，也不太合适，因为专业总的教学学时是固定的，增加食品毒理学课时，就会减少其他专业课程的课时，毕竟主要用于食品安全性评价的食品毒理学课程也只是食品专业有关食品质量安全控制的一个方面，而食品安全则需要食品质量控制各个方面来共同保障的。所以如何在有限的学时中，提高学生学习兴趣、并且把课程知识理解，系统完整掌握，从而更好的应用于食品安全性评价、风险评估等食品质量安全控制方面是食品毒理学教学信息化建设探索主要欲解决的问题。2.3.3实验实训设备材料投入有限食品安全性毒理学评价中的实验项目需要大量的实验动物操作來支持。但有相当数量开设食品毒理学课程的院校，并不是专门的毒理学、医学或卫生学类院校，所以在相关交叉学科的资源、基础投入、场所、设施设备、有限的实验动物等软硬件条件先天有限基础上，很难进行大量、完整、系统的相关描述性动物毒性实验实训项目操作。很难让学生大量反复的操作实验动物，从而熟悉实验动物的习性状态，进而分析评价出接触有害物质后的变化，较好的比较判断出效应的生物学特征等等从而做出较理想的风险评估、危险度评估和安全性评估等等；也会由于缺乏大量实验动物的操作来提高实践操作的娴熟程度，而使得实验操作误差增大进而影响到待测效应的显著性分析判断等等等课程教学上的困难，使得食品安全性毒理学评价、风险评估等的相关知识主要停留在理论讲授和学习的层面，使得该课程的教学现状与当下食品产业对食品毒理学的需求存在较大差距，比较枯燥、乏味、学习兴趣不高、教学效果不好的情况。而激发学习兴趣和创新意识的实践操作环节严重滞后，影响了食品毒理学的教学效果和课程发展建设，不能很好的满足食品产业对于食品安全性评价专业人才的需求。3食品毒理学信息化教学积极探索的措施3.1食品毒理学课程知识点的信息化数据积累建设食品毒理学课程各交叉学科背景知识点的信息化数据收集、积累和建设，如各个知识点的文档、图表、图片、视频等的收集，建立资源数据库。学生对食品毒理学内容的学习理解中需要动物学、解剖学、生理学、药理学、病理学、医学、卫生学、统计学、物理学等学科的相关背景知识，这些学科的基础知识对于课程的学习、理解和应用很重要，但课程教学学时有限，很难逐一详尽讲解的内容逐一建设相应的信息化资源方便学生学习。通过对食品毒理学相关知识点的信息化数据收集积累，例如描述毒物作用特征中的剂量-效应关系讲授中，对于适合的效应特征指标选择涉及动物学实验动物差别，解剖学组织结构特征，生理学、病理学及诊断学的指标准确判定，流行病调查中的科学全面设计和统计分析等等知识作为基础，及基础探索针对于这些庞杂繁多相关知识点的教学特点，应用方便快捷高效的信息化方式，建设多样化丰富教学资源库，方便学生学习、理解和掌握，提高学生学习兴趣和课程教学效果，满足食品行业对于食品安全性评价类人员的需求。3.2食品毒理学实验实训操作的信息化数据积累建设食品安全性毒理学评价中的实验项目需要大量实验动物来描述外源化学物引起的机体损伤效应。尝试探索，利用信息化方式的形象、直观、全面、生动的特征，通过收集积累学生实验实训过程中常见的不规范操作的图片、视频等等，如实验动物的接触、观察、剖解、生化、生理、病理指标的观察鉴定、显著指标的选取、异常动物症状的观察等等，以及对应规范操作的图片、视频等的建设示范，建立技能点实践操作数据库；学生可以通过对比学生在课程学习中和实验实训实践教学中的自身操作情况等等，达到相应好的教学要求。探索配合课程实践教学的需求，通过合适的信息化教学手段来达到类似、近似的授课学习过程，例如实践操作的虚拟课堂、信息化方式的体感设施、开发虚拟操作类的软硬件等等，使得在有限的教学条件下，提高对实验室设施设备和实验动物的利用率，从而提高课程的教学效果，提高学生的实践操作技能，满足食品行业对人才的需求。3.3食品毒理学多种信息化教学手段的共同使用在信息化数据收集的基础上整合、设计，采取慕课、微课、动画、模拟操作等等多样化形式。将庞杂费时的课程所需知识点技能点通过信息化教学手段颗粒化、单元化、便捷化、立体化、直观化和高效化，方便学生在课下学习、自主学习，辅助教师课堂上的条理化和系统化教学，最终在有限教学课时内，有限的实践设施和实验动物条件下完成学习，达到合格的教学要求。相对于传统的教学手段，教学信息化建设后的教学手段数量更丰富、过程更灵活和考核更便捷。配合进一步深化课程教学的改革。3.4数字课堂、虚拟教室等互联网+教学形式的探索尝试尝试利用信息化网络平台，将前面通过信息化手段所建设各知识点和技能点的数字资源通过建设数字课堂、虚拟教室和电子图书馆等互联网+形式呈现出来，这样辅助教学途径灵活、便捷、不受时间地点限制，充分利用学生课下分散时间自主学习，也方便师生互动交流，及时解决课程学习过程中的疑点难点，方便学生学习。通过多种信息化互联网+教学形式的探索尝试，积累教学经验，完善不足，提高教学效果。逐步通过长期收集积累建设信息化教学资源，随着资源建设增加，丰富更多的教学手段，应用多样化的教学形式，通过学生课下自学、综合作业、分组讨论达到较好的教学效果。4食品毒理学课程信息化教学建设的体会在食品安全被广泛关注的情况下，食品安全成为影响食品行业快速发展的重要因素，从而需要更多保障食品安全的專业人员。各相关院校食品专业根据行业发展的需要，从食品安全评价角度设置食品毒理学课程，为进行食品安全性毒理学评价、风险评估、危险度评估等提供知识。但是该课程本身属于综合性边缘学科，需要多门交叉学科知识的基础。对于非医学卫生专业院校的学生，上述这些相关课程开设不足，其基础课程设置多与食品加工检测有关，因此，食品毒理学课程对于单纯食品专业学生，存在相关基础知识缺乏、教学学时有限、实践设施设备不足的教学困难，难以满足食品行业快速发展对食品安全的需要。我们积极研究探索如何在现有的教学条件下，通过信息化教学手段克服现有的不足、从而保证相应的课程学习效果。我们探索利用信息化教学的优势，通过不断长期积累建设知识点和技能点的信息化教学资源，不断探索尝试不同的信息化教学手段，充分利用信息化教学便捷高效的优势拓展多样化的教学形式等多种信息化教学的途径方式，克服现有教学条件的局限，激发学生的学习兴趣，提高教学效果，满足食品行业对食品安全的人才需求。 -全文完-