食品毒理学课程综合实验教学设计探析

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食品毒理学是农业院校食品专业的基础课程，它与化学、生物化学、微生物学、生理学、实验动物学，统计分析等专业课程都有密切的联系。同时，它也是一门理论与应用密切结合的课程。要培养出合格的食品安全专业技能型人才，必须使学生通过毒理实践活动，学习、了解毒理学理论知识，并掌握必要的实验技能。

一、综合性毒理学实验的构思

目前，在大部分农业院校的食品专业中，食品毒理学的实践教学并没有得到足够的重视。很多农业院校并没有开设相应的毒理学实验课。即使有少部分学校开设了实验课，这些实验课往往从属于理论教学，实验均为验证性内容，缺乏探索性和创新性实验。教学方式以教师讲授为主，学生缺乏动手的机会，这种教学模式无法调动学生的主观能动性、提高学生的创新性，更无法让学生掌握必要的毒理学实践技能。因此，模拟毒理学评价程序与实验环境，设计并开展食品毒理学评价的综合实验，既能让学生掌握必要的毒理学技能，又能调动学生的兴趣与创新能力，同时又节约了实验成本，并能有效地整合相关课程的理论知识和技能。

二、综合性实验的项目设置

综合性实验项目的确定原则上参照《食品毒理学安全性评价试验程序》(2002)（以下简称程序），但要结合实际实验条件及教学环境，选取亚急性毒性实验用以教学。长期的慢性实验虽然更贴近实际应用，但不利于组织教学，也容易出现安全隐患。实验内容的确定应根据学生的实际情况及实验室硬件设施确定。此外，《程序》中的毒理学实验用于毒理学评价，虽接近食品毒理学评价的实际应用，但不利于学生科研创新及科研素质的提高。综上所述，本次综合实验按照《程序》及亚急性毒理学科研实验一般过程，将整个综合实验过程分解成了7个试验（见表1）。实验项目的设计是根据天津农学院具备的实验条件设计的，具有较强的科学意义及实践意义。如，血清SOD及MDA反应了机体的抗氧化作用，是许多毒理学科研实验及动物实验常选用的指标，用以解释毒物的毒性机制。其中SOD采用羟胺法，MDA采用TBA法，都是经典的生化实验，通过这两个指标的检测，可以锻炼及强化学生科学实验的能力；AST及ALT反应机体的肝功，而尿素和肌酐则反映机体的肾功。这两类指标都可采用全自动生化分析仪检测，检测方法既方便又快捷。学生不仅可以掌握这两类指标的意义，还可以通过测定这两类指标接触全自动生化分析仪等精密仪器，增强学生学习的兴趣，拓宽知识面。

三、综合性实验实施

（一）实验分组

以天津农学院2011级食品质量与安全专业为对象，该专业分为1班和2班，每个自然班为30人，两班以60人计，共分为4个大组，每大组保持在15人左右比较合适，当教学人数过多时，应增加分组，保证实验教学效果。实践证明，人数太多会影响到实验教学效果。每大组分4小组，3～4人/小组；大组及小组各指派组长一名；每小组分配实验动物4只，根据设计实验的特点，考虑到实验动物的敏感性和意外死亡等状况，可能导致实验结束后没有实验动物，应适当增加每个小组的受试动物，尽量多安排一些实验动物，增加学生的动手机会。

（二）受试物选择

各综合毒性实验项目均设计为亚急性（2周），应根据专业特点选取代表性的食品或食品源性毒物。受试对象的确定可在教师的指导下，由本组成员通过查阅相关文献确定。教师在设计过程中不能直接为学生指定受试毒物，而是应该通过引导的方式指导学生选定受试毒物。一般毒物的来源应该选择水产食品源性的毒物。在学生制定毒物的过程中，对毒物选择、剂量分组及染毒方式进行指导，使学生在制定毒物的过程中，掌握文献检索的方法，培养学术讨论的习惯及掌握科研思维，最重要的是培养学生养成独立自主的科研习惯。

（三）染毒实施

选定化学物后，要在模拟的动物房中进行染毒操作。在这个环节中，要组织好学生进行染毒操作，既要保证每一个学生都有操作的机会，又要维护实验室的秩序，还要考虑到在较长的染毒过程中学生的安全问题，预防学生被实验动物咬伤。本实验染毒过程中采用的办法是：每天在固定的时间由大组长带一名学生，在老师的指导下，独立完成每天的染毒操作。

（四）指标选择

综合实验重要环节是测定染毒后的实验动物的指标。经过查阅大量文献，本次设计的综合实验选取了四类指标。一是一般指标：包括动物行为及一般状态、摄食量、摄水量、动物增重、脏器重量级脏器系数等、二是肝功指标：谷草转氨酶、谷丙转氨酶、三是抗氧化指标：T-SOD、MDA；四是肾毒指标：尿素、肌酐；具体综合实验项目设置见25页表1。本次设计的综合实验指标的选择既参考了《程序》的规定，也查阅了大量的中英文文献，是目前相关科研中常用的毒理学实验指标。

（五）数据统计分析及结果报告

数据整理和统计分析是动物实验，甚至是科研实验中的重要环节，数据整理和统计分析是整个实验设计过程的中心环节，只有熟悉整个实验设计才能正确分析实验结果，而现在的实验教学过程中，往往忽略了这个环节，或者数据处理与实验割裂开来。如，天津农学院食品质量与安全专业本科生设置了食品实验设计与统计分析理论课程，该课程虽然讲述了数据的处理及统计方法，但学生缺乏实践环节。因此，本次综合实验的最后，设置了2课时，培养学生对取得的数据进行整理和统计分析的能力。虽然现在有较多的统计处理及分析软件，如，SPSS、SAS等软件，但为了让学生熟悉整个实验设计及熟练掌握相关统计方法，本次实验没有采用统计软件对数据进行处理，而是让学生通过运算的方式对数据进行统计分析。根据综合实验设计的类型，本次综合实验重点考察了学生对统计描述，如，均数及标准差的计算；统计推断，如，完全随机设计资料的方差分析及SNK法进行多重比较；统计结论的正确表达；这些内容也是科研实验中经常使用的知识。通过这次综合实验，培养了学生科研实验的数据处理及统计分析能力。

四、综合性实验教学评价

对综合实验教学效果的考核采用综合评价法。将整个实验过程分解成若干个实验，对每个实验都确定了考核项目和比重，从学生的出勤、态度、实验技巧、实验报告、数据的准确性等几个方面对学生进行综合评价。结果见表2。五、结语本次项目设计的综合实验内容，不仅以实际毒理评价工作为目的，还有意培养学生的科研素质。通过本项目的实施，学生不仅提高了动物实验技能，还熟悉和掌握了科研设计的方法和关键内容，如，毒物的选择与论证、剂量分组、染毒的时间及方法、数据的分析与统计等内容。在传统的实验课程中往往重技能培训而轻科研设计。本项目的实施将实验技能的培训与科研设计进行了有机的整合，提高了学生的实验技能和综合素质。

作者：李燕杰 何庆峰 尉晓庆 张爱琳 单位：天津农学院食品科学与生物工程学院