食品毒理學(xué)課程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)探析

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食品毒理學(xué)是農(nóng)業(yè)院校食品專業(yè)的基礎(chǔ)課程，它與化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、生理學(xué)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)，統(tǒng)計(jì)分析等專業(yè)課程都有密切的聯(lián)系。同時(shí)，它也是一門理論與應(yīng)用密切結(jié)合的課程。要培養(yǎng)出合格的食品安全專業(yè)技能型人才，必須使學(xué)生通過毒理實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)習(xí)、了解毒理學(xué)理論知識(shí)，并掌握必要的實(shí)驗(yàn)技能。

一、綜合性毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思

目前，在大部分農(nóng)業(yè)院校的食品專業(yè)中，食品毒理學(xué)的實(shí)踐教學(xué)并沒有得到足夠的重視。很多農(nóng)業(yè)院校并沒有開設(shè)相應(yīng)的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)課。即使有少部分學(xué)校開設(shè)了實(shí)驗(yàn)課，這些實(shí)驗(yàn)課往往從屬于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性內(nèi)容，缺乏探索性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。教學(xué)方式以教師講授為主，學(xué)生缺乏動(dòng)手的機(jī)會(huì)，這種教學(xué)模式無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性、提高學(xué)生的創(chuàng)新性，更無法讓學(xué)生掌握必要的毒理學(xué)實(shí)踐技能。因此，模擬毒理學(xué)評(píng)價(jià)程序與實(shí)驗(yàn)環(huán)境，設(shè)計(jì)并開展食品毒理學(xué)評(píng)價(jià)的綜合實(shí)驗(yàn)，既能讓學(xué)生掌握必要的毒理學(xué)技能，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣與創(chuàng)新能力，同時(shí)又節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，并能有效地整合相關(guān)課程的理論知識(shí)和技能。

二、綜合性實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目設(shè)置

綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的確定原則上參照《食品毒理學(xué)安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)程序》(2002)（以下簡(jiǎn)稱程序），但要結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件及教學(xué)環(huán)境，選取亞急性毒性實(shí)驗(yàn)用以教學(xué)。長(zhǎng)期的慢性實(shí)驗(yàn)雖然更貼近實(shí)際應(yīng)用，但不利于組織教學(xué)，也容易出現(xiàn)安全隱患。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的確定應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況及實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施確定。此外，《程序》中的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)用于毒理學(xué)評(píng)價(jià)，雖接近食品毒理學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)際應(yīng)用，但不利于學(xué)生科研創(chuàng)新及科研素質(zhì)的提高。綜上所述，本次綜合實(shí)驗(yàn)按照《程序》及亞急性毒理學(xué)科研實(shí)驗(yàn)一般過程，將整個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)過程分解成了7個(gè)試驗(yàn)（見表1）。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)是根據(jù)天津農(nóng)學(xué)院具備的實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的，具有較強(qiáng)的科學(xué)意義及實(shí)踐意義。如，血清SOD及MDA反應(yīng)了機(jī)體的抗氧化作用，是許多毒理學(xué)科研實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)常選用的指標(biāo)，用以解釋毒物的毒性機(jī)制。其中SOD采用羥胺法，MDA采用TBA法，都是經(jīng)典的生化實(shí)驗(yàn)，通過這兩個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)，可以鍛煉及強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力；AST及ALT反應(yīng)機(jī)體的肝功，而尿素和肌酐則反映機(jī)體的腎功。這兩類指標(biāo)都可采用全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)，檢測(cè)方法既方便又快捷。學(xué)生不僅可以掌握這兩類指標(biāo)的意義，還可以通過測(cè)定這兩類指標(biāo)接觸全自動(dòng)生化分析儀等精密儀器，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，拓寬知識(shí)面。

三、綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)施

（一）實(shí)驗(yàn)分組

以天津農(nóng)學(xué)院2011級(jí)食品質(zhì)量與安全專業(yè)為對(duì)象，該專業(yè)分為1班和2班，每個(gè)自然班為30人，兩班以60人計(jì)，共分為4個(gè)大組，每大組保持在15人左右比較合適，當(dāng)教學(xué)人數(shù)過多時(shí)，應(yīng)增加分組，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。實(shí)踐證明，人數(shù)太多會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。每大組分4小組，3～4人/小組；大組及小組各指派組長(zhǎng)一名；每小組分配實(shí)驗(yàn)動(dòng)物4只，根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，考慮到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的敏感性和意外死亡等狀況，可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)束后沒有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，應(yīng)適當(dāng)增加每個(gè)小組的受試動(dòng)物，盡量多安排一些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì)。

（二）受試物選擇

各綜合毒性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均設(shè)計(jì)為亞急性（2周），應(yīng)根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)選取代表性的食品或食品源性毒物。受試對(duì)象的確定可在教師的指導(dǎo)下，由本組成員通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)確定。教師在設(shè)計(jì)過程中不能直接為學(xué)生指定受試毒物，而是應(yīng)該通過引導(dǎo)的方式指導(dǎo)學(xué)生選定受試毒物。一般毒物的來源應(yīng)該選擇水產(chǎn)食品源性的毒物。在學(xué)生制定毒物的過程中，對(duì)毒物選擇、劑量分組及染毒方式進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生在制定毒物的過程中，掌握文獻(xiàn)檢索的方法，培養(yǎng)學(xué)術(shù)討論的習(xí)慣及掌握科研思維，最重要的是培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立自主的科研習(xí)慣。

（三）染毒實(shí)施

選定化學(xué)物后，要在模擬的動(dòng)物房中進(jìn)行染毒操作。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，要組織好學(xué)生進(jìn)行染毒操作，既要保證每一個(gè)學(xué)生都有操作的機(jī)會(huì)，又要維護(hù)實(shí)驗(yàn)室的秩序，還要考慮到在較長(zhǎng)的染毒過程中學(xué)生的安全問題，預(yù)防學(xué)生被實(shí)驗(yàn)動(dòng)物咬傷。本實(shí)驗(yàn)染毒過程中采用的辦法是：每天在固定的時(shí)間由大組長(zhǎng)帶一名學(xué)生，在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成每天的染毒操作。

（四）指標(biāo)選擇

綜合實(shí)驗(yàn)重要環(huán)節(jié)是測(cè)定染毒后的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的指標(biāo)。經(jīng)過查閱大量文獻(xiàn)，本次設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)選取了四類指標(biāo)。一是一般指標(biāo)：包括動(dòng)物行為及一般狀態(tài)、攝食量、攝水量、動(dòng)物增重、臟器重量級(jí)臟器系數(shù)等、二是肝功指標(biāo)：谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、三是抗氧化指標(biāo)：T-SOD、MDA；四是腎毒指標(biāo)：尿素、肌酐；具體綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置見25頁(yè)表1。本次設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的選擇既參考了《程序》的規(guī)定，也查閱了大量的中英文文獻(xiàn)，是目前相關(guān)科研中常用的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。

（五）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及結(jié)果報(bào)告

數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，甚至是科研實(shí)驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析是整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程的中心環(huán)節(jié)，只有熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才能正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，往往忽略了這個(gè)環(huán)節(jié)，或者數(shù)據(jù)處理與實(shí)驗(yàn)割裂開來。如，天津農(nóng)學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè)本科生設(shè)置了食品實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析理論課程，該課程雖然講述了數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計(jì)方法，但學(xué)生缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此，本次綜合實(shí)驗(yàn)的最后，設(shè)置了2課時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析的能力。雖然現(xiàn)在有較多的統(tǒng)計(jì)處理及分析軟件，如，SPSS、SAS等軟件，但為了讓學(xué)生熟悉整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及熟練掌握相關(guān)統(tǒng)計(jì)方法，本次實(shí)驗(yàn)沒有采用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而是讓學(xué)生通過運(yùn)算的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型，本次綜合實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考察了學(xué)生對(duì)統(tǒng)計(jì)描述，如，均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算；統(tǒng)計(jì)推斷，如，完全隨機(jī)設(shè)計(jì)資料的方差分析及SNK法進(jìn)行多重比較；統(tǒng)計(jì)結(jié)論的正確表達(dá)；這些內(nèi)容也是科研實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的知識(shí)。通過這次綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生科研實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析能力。

四、綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)

對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的考核采用綜合評(píng)價(jià)法。將整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程分解成若干個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)都確定了考核項(xiàng)目和比重，從學(xué)生的出勤、態(tài)度、實(shí)驗(yàn)技巧、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性等幾個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果見表2。五、結(jié)語(yǔ)本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不僅以實(shí)際毒理評(píng)價(jià)工作為目的，還有意培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。通過本項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生不僅提高了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技能，還熟悉和掌握了科研設(shè)計(jì)的方法和關(guān)鍵內(nèi)容，如，毒物的選擇與論證、劑量分組、染毒的時(shí)間及方法、數(shù)據(jù)的分析與統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程中往往重技能培訓(xùn)而輕科研設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目的實(shí)施將實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)與科研設(shè)計(jì)進(jìn)行了有機(jī)的整合，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和綜合素質(zhì)。

作者：李燕杰 何慶峰 尉曉慶 張愛琳 單位：天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院