食品毒理學課程綜合實驗教學設計探析
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食品毒理學是農業(yè)院校食品專業(yè)的基礎課程，它與化學、生物化學、微生物學、生理學、實驗動物學，統(tǒng)計分析等專業(yè)課程都有密切的聯(lián)系。同時，它也是一門理論與應用密切結合的課程。要培養(yǎng)出合格的食品安全專業(yè)技能型人才，必須使學生通過毒理實踐活動，學習、了解毒理學理論知識，并掌握必要的實驗技能。
目前，在大部分農業(yè)院校的食品專業(yè)中，食品毒理學的實踐教學并沒有得到足夠的重視。很多農業(yè)院校并沒有開設相應的毒理學實驗課。即使有少部分學校開設了實驗課，這些實驗課往往從屬于理論教學，實驗均為驗證性內容，缺乏探索性和創(chuàng)新性實驗。教學方式以教師講授為主，學生缺乏動手的機會，這種教學模式無法調動學生的主觀能動性、提高學生的創(chuàng)新性，更無法讓學生掌握必要的毒理學實踐技能。因此，模擬毒理學評價程序與實驗環(huán)境，設計并開展食品毒理學評價的綜合實驗，既能讓學生掌握必要的毒理學技能，又能調動學生的興趣與創(chuàng)新能力，同時又節(jié)約了實驗成本，并能有效地整合相關課程的理論知識和技能。
二、綜合性實驗的項目設置
綜合性實驗項目的確定原則上參照《食品毒理學安全性評價試驗程序》(2002)（以下簡稱程序），但要結合實際實驗條件及教學環(huán)境，選取亞急性毒性實驗用以教學。長期的慢性實驗雖然更貼近實際應用，但不利于組織教學，也容易出現(xiàn)安全隱患。實驗內容的確定應根據(jù)學生的實際情況及實驗室硬件設施確定。此外，《程序》中的毒理學實驗用于毒理學評價，雖接近食品毒理學評價的實際應用，但不利于學生科研創(chuàng)新及科研素質的提高。綜上所述，本次綜合實驗按照《程序》及亞急性毒理學科研實驗一般過程，將整個綜合實驗過程分解成了7個試驗（見表1）。實驗項目的設計是根據(jù)天津農學院具備的實驗條件設計的，具有較強的科學意義及實踐意義。如，血清SOD及MDA反應了機體的抗氧化作用，是許多毒理學科研實驗及動物實驗常選用的指標，用以解釋毒物的毒性機制。其中SOD采用羥胺法，MDA采用TBA法，都是經典的生化實驗，通過這兩個指標的檢測，可以鍛煉及強化學生科學實驗的能力；AST及ALT反應機體的肝功，而尿素和肌酐則反映機體的腎功。這兩類指標都可采用全自動生化分析儀檢測，檢測方法既方便又快捷。學生不僅可以掌握這兩類指標的意義，還可以通過測定這兩類指標接觸全自動生化分析儀等精密儀器，增強學生學習的興趣，拓寬知識面。
三、綜合性實驗實施
（一）實驗分組
以天津農學院2011級食品質量與安全專業(yè)為對象，該專業(yè)分為1班和2班，每個自然班為30人，兩班以60人計，共分為4個大組，每大組保持在15人左右比較合適，當教學人數(shù)過多時，應增加分組，保證實驗教學效果。實踐證明，人數(shù)太多會影響到實驗教學效果。每大組分4小組，3～4人/小組；大組及小組各指派組長一名；每小組分配實驗動物4只，根據(jù)設計實驗的特點，考慮到實驗動物的敏感性和意外死亡等狀況，可能導致實驗結束后沒有實驗動物，應適當增加每個小組的受試動物，盡量多安排一些實驗動物，增加學生的動手機會。
（二）受試物選擇
各綜合毒性實驗項目均設計為亞急性（2周），應根據(jù)專業(yè)特點選取代表性的食品或食品源性毒物。受試對象的確定可在教師的指導下，由本組成員通過查閱相關文獻確定。教師在設計過程中不能直接為學生指定受試毒物，而是應該通過引導的方式指導學生選定受試毒物。一般毒物的來源應該選擇水產食品源性的毒物。在學生制定毒物的過程中，對毒物選擇、劑量分組及染毒方式進行指導，使學生在制定毒物的過程中，掌握文獻檢索的方法，培養(yǎng)學術討論的習慣及掌握科研思維，最重要的是培養(yǎng)學生養(yǎng)成獨立自主的科研習慣。
（三）染毒實施
選定化學物后，要在模擬的動物房中進行染毒操作。在這個環(huán)節(jié)中，要組織好學生進行染毒操作，既要保證每一個學生都有操作的機會，又要維護實驗室的秩序，還要考慮到在較長的染毒過程中學生的安全問題，預防學生被實驗動物咬傷。本實驗染毒過程中采用的辦法是：每天在固定的時間由大組長帶一名學生，在老師的指導下，獨立完成每天的染毒操作。
（四）指標選擇
綜合實驗重要環(huán)節(jié)是測定染毒后的實驗動物的指標。經過查閱大量文獻，本次設計的綜合實驗選取了四類指標。一是一般指標：包括動物行為及一般狀態(tài)、攝食量、攝水量、動物增重、臟器重量級臟器系數(shù)等、二是肝功指標：谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶、三是抗氧化指標：T-SOD、MDA；四是腎毒指標：尿素、肌酐；具體綜合實驗項目設置見25頁表1。本次設計的綜合實驗指標的選擇既參考了《程序》的規(guī)定，也查閱了大量的中英文文獻，是目前相關科研中常用的毒理學實驗指標。
（五）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及結果報告
數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析是動物實驗，甚至是科研實驗中的重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析是整個實驗設計過程的中心環(huán)節(jié)，只有熟悉整個實驗設計才能正確分析實驗結果，而現(xiàn)在的實驗教學過程中，往往忽略了這個環(huán)節(jié)，或者數(shù)據(jù)處理與實驗割裂開來。如，天津農學院食品質量與安全專業(yè)本科生設置了食品實驗設計與統(tǒng)計分析理論課程，該課程雖然講述了數(shù)據(jù)的處理及統(tǒng)計方法，但學生缺乏實踐環(huán)節(jié)。因此，本次綜合實驗的最后，設置了2課時，培養(yǎng)學生對取得的數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析的能力。雖然現(xiàn)在有較多的統(tǒng)計處理及分析軟件，如，SPSS、SAS等軟件，但為了讓學生熟悉整個實驗設計及熟練掌握相關統(tǒng)計方法，本次實驗沒有采用統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理，而是讓學生通過運算的方式對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。根據(jù)綜合實驗設計的類型，本次綜合實驗重點考察了學生對統(tǒng)計描述，如，均數(shù)及標準差的計算；統(tǒng)計推斷，如，完全隨機設計資料的方差分析及SNK法進行多重比較；統(tǒng)計結論的正確表達；這些內容也是科研實驗中經常使用的知識。通過這次綜合實驗，培養(yǎng)了學生科研實驗的數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析能力。
四、綜合性實驗教學評價
對綜合實驗教學效果的考核采用綜合評價法。將整個實驗過程分解成若干個實驗，對每個實驗都確定了考核項目和比重，從學生的出勤、態(tài)度、實驗技巧、實驗報告、數(shù)據(jù)的準確性等幾個方面對學生進行綜合評價。結果見表2。五、結語本次項目設計的綜合實驗內容，不僅以實際毒理評價工作為目的，還有意培養(yǎng)學生的科研素質。通過本項目的實施，學生不僅提高了動物實驗技能，還熟悉和掌握了科研設計的方法和關鍵內容，如，毒物的選擇與論證、劑量分組、染毒的時間及方法、數(shù)據(jù)的分析與統(tǒng)計等內容。在傳統(tǒng)的實驗課程中往往重技能培訓而輕科研設計。本項目的實施將實驗技能的培訓與科研設計進行了有機的整合，提高了學生的實驗技能和綜合素質。
作者：李燕杰 何慶峰 尉曉慶 張愛琳 單位：天津農學院食品科學與生物工程學院
