報文短期大学栄養士養成課程における生化学と生化学実験の科学的リテラシーに関する一考平田孝治 1, 松田佐智子 2, 乗富香奈恵 2 ( 1 西九州大学子ども学部子ども学科, 2 西九州大学短期大学部食物栄養学科 ) ( 平成 24 年 12 月 20 日受理 ) Efforts to

Size: px

Start display at page:

Download "報文短期大学栄養士養成課程における生化学と生化学実験の科学的リテラシーに関する一考平田孝治 1, 松田佐智子 2, 乗富香奈恵 2 ( 1 西九州大学子ども学部子ども学科, 2 西九州大学短期大学部食物栄養学科 ) ( 平成 24 年 12 月 20 日受理 ) Efforts to"

れんまおとべ
4 years ago
Views:

1 報文短期大学栄養士養成課程における生化学と生化学実験の科学的リテラシーに関する一考平田孝治 1, 松田佐智子 2, 乗富香奈恵 2 ( 1 西九州大学子ども学部子ども学科, 2 西九州大学短期大学部食物栄養学科 ) ( 平成 24 年 12 月 20 日受理 ) Efforts to Strengthen Biochemistry Education in a Nutritionist Training Course of Junior College ~ Consideration of biochemical literacy in a case investigation ~ Koji HIRATA 1, Sachiko MATSUDA 2, Kanae NORIDOMI 2 ( 1 Department of Children's Studies, Faculty of Children's Studies, Nishikyushu University 2 Department of Food and Nutrition, Nishikyushu University Junior College ) (Accepted December 20, 2012) Abstract As a factor of educational improvement and strengthening, mindset of the educational system, educational contents and skills, and readiness of the students are mentioned. In a case, Biochemistry and the Experiment for Dietitian training program in our junior college, the subjects was considered about the educational contents and skills relating to the scientific literacy based on the syllabus and the student evaluation system. As a result, the lecture requires the development of teaching-materials, e.g. a supplementary note, and the necessity of developing some concrete experimental programs that strengthen educational contents were found out in which it is required to take educational cooperation of the lecture and the experiment. Key word : Biochemistry 生化学 Nutritionist Training Course of Junior College 短期大学栄養士養成課程 35

2 1. はじめに短期大学は学校教育法の一部改正 ( 平成 17 年 10 月 ) によりこれまで卒業時に準学士の称号が与えられてきたものから短期大学士の学位の制度が創設された短期大学士は博士修士学士そして専門職学位とある学位に新たに設けられた学位であり学術を基盤とする大学が一定水準の知識能力を身に付けた者に与える国際的にも通用するものとされている海外の短期高等教育機関においては foundation degree ( 英国 ) associate ( 米国 ) といった名称で学位が与えられており日本も国際的に通用するものとして短期大学士の学位に値するより質の高い教育が短期大学に求められている中央教育審議会による我が国の高等教育の将来像 1) では短期大学に対して従来から求められている実務職業教育とこれに係る技能資格等の修得取得のための教育などのいわゆる専門的職業人養成の質の向上に加えて米国のコミュニティカレッジのような地域に学習機会を提供する身近な高等教育機関として生涯学習的な位置づけの大学の教養教育が求められている短期大学は大学の一類型として他の高等教育機関と異なる個性特色の明確化に一層努める必要があり短期大学関係者には 4 年制の学士課程に準ずる実質を備えた短期大学の課程の教育上の特徴を一層明確化にし教育の充実に不断の努力を傾注するよう求めているまた近年大学に求められる様々な新しい能力 2) 即ち実社会への様々な適応能力の育成についても必要性が議論されておりそれぞれの大学の独自性を活かしたかたちで実践されるなか学位というものが大学教育の課程を修了した知識能力の証明として授与されるものであることはどの短期大学においても共通するものであるこれを念頭に我々は教育の実質的向上を図らなければならない短期大学の高等教育は高等専門学校や専修学校専門課程の教育と並んで就職に直接結びつく実践的技術的及び職業技能に焦点を絞ったプログラムで通算教育年数がフルタイム換算で最低 2 年間とする非大学型高等教育と言われており高等専門学校や専門学校との違いについても明確にしなければならいこの概念図を図 1に示す以上の社会的要請のなかにおいて教育の質を向上させる為には実際に学生が学習する個々の教育内容を十分に検討し改善を図ることが不可欠となってくる本学食物栄養学科は栄養士資格を中心に食に係る専門職業人の養成を行っており卒業後は主に病院福祉施設食品給食学校保育所幼稚園ホテル等へ就職している OECD による高等教育のプログラム類型 3) では, 我が国の短期大学の殆どは一般的に就職に直接結び付く実践的技術的および就職技能に特化したもの ( タイプ5B) であり大学のプログラム ( タイプ5A) と区別されているこの一方で短期大学から大学への進学 ( 編入学を含む ) は他国と比べて非常に少ないが短期大学士という学位が国際的に一定水準の知識能力を身につけた者に与えられるという観点においては短期大学と大学間において教育内容に大きな隔たりがあるべきではない学士課程 ( 学士 ) に準じたものとして短期大学の課程 ( 短期大学士 ) のなかで実質の授図 1 高等教育の枠組み概念図

3 業内容を検討しなければ 4 年制大学高等専門学校や専門学校との差別化は図れない諸外国の多くは非大学型高等教育機関においては大学で学位を取るときの初歩にあたるような進んだ内容を教えている短期大学栄養士養成課程における教育研究の多くは就職に直接結び付く実務的あるいは実践的なものが殆どである教育の質の保証は本来非研究型の教育機関では特に重要と言われているが養成課程の基礎となる学術基盤となる教育内容自体について報告されているものは多くない栄養士の養成は管理栄養士制度が導入されて以来その質の向上が問われているこの様な状況のなか社団法人全国栄養士養成施設協会が栄養士養成課程のコアカリキュラム ( 試案 ) 4) を特定非営利活動法人日本栄養改善学会理事会が管理栄養士養成課程のモデルコアカリキュラム 5) を作成し養成課程の教育内容の指標を提案している栄養士養成課程のコアカリキュラムは7~8 割程度を想定しており残り3~2 割は各大学の独自性に委ねているコアカリキュラムのうち生化学の教育内容を表 1-1に示す教育内容については既に当該協会等で議論し尽くされたものと言えるがコアカリキュラムを踏まえたその後の事例となる教育研究上の論文は多くは示されていない本稿では本学短期大学部食物栄養学科で開講している生化学並びに生化学実験を取り上げそのシラバスと学習評価の事例をもとに科学的リテラシーに関する考察を行い今後の教育改善強化の課題を見出したい教育改善強化の要因としては教員教育内容教育方法そして学生のレディネスが挙げられる本稿では教育内容と教育方法について本学の事例をもとに改善強化を検討した表 1 栄養士養成課程コアカリキュラム ( 試案 ) の生化学並びに関連科目の内容 ( 抜粋 ) 1 人体の構造と機能 - 生化学大項目中項目内容 1 人体の構造 ( 主に解剖生理学で学習のこと ) 人体の構造細胞と細胞小器官 a 核ミトコンドリア ( マトリックスクリステ ) リボソーム小胞体ゴルジ体リソソーム細胞膜 [c 細胞質基質 ] 組織と器官 a 上皮組織結合組織軟骨組織骨組織筋組織神経組織細胞間質生体膜 a 膜の構成 ( リン脂質の二重層 ( 疎水性親水性 ) ホスファチジルコリンコレステロールたんぱく質 ) 膜輸送 ( 受動輸送単純拡散促通拡散 ( 促進拡散 ) 能動輸送担体チャネルナトリウムカリウムポンプ) ホルモン受容体エンドサイトシスエキソサイトーシス生体成分 ( 解剖生理学生理学で学習 ) 2 たんぱく質酵素の構造と機能 ( アミノ酸ペプチドの項目は栄養学等との分担を調節のこと ) 3 糖質と脂質 ( 食品学等との分担を調節のこと ) アミノ酸種類と構造 a L- α - アミノ酸アミノ基カルボキシル基側鎖必須アミノ酸可欠アミノ酸たんぱく質非構成アミノ酸性質 a 両性電解質側鎖の特徴 ( 酸性塩基性脂肪族芳香族 SH 基 ) ペプチドペプチド結合の性質 a ペプチド結合ペプチド ( ジペプチドオリゴペプチドポリペプチド ) 生理活性ペプチド a ペプチドホルモンたんぱく質分類 a 形態 ( 繊維状球状 ) 機能( 酵素筋肉運搬免疫等 ) 溶解性構造一次構造と高次構造 a アミノ酸配列側鎖間の相互作用サブユニット [b α - へリックス (2 次 3 次 4 次構造 ) β - シート ] 酵素酵素の分類 a 酸化還元酵素転移酵素加水分解酵素脱離酵素 ( リアーゼ ) 異性化酵素合成酵素一般的性質 a 触媒作用活性化エネルギー反応速度の温度依存性 ph 依存性アイソザイム b Km 特異的作用 a 基質特異性活性中心 ( 活性部位 ) 基質 - 酵素複合体補酵素金属イオン活性の調節 a 酵素たんぱく質合成リン酸化脱リン酸化による活性調節酵素前駆体アロステリック酵素糖質の化学単糖類 a ペントースヘキソースケトースアルドースグルコースガラクトースフルクトース不斉炭素原子 α 型 β 型 [c エピマーヘミアセタールアノマー ] 二糖類 a マルトーススクロースラクトースイソマルトースグリコシド結合 (α 1,4 結合 α 1,6 結合 ) 多糖類 a でんぷん ( アミロースアミロペクチン ) グリコーゲンセルロースペクチングルコマンナン食物繊維複合糖質 c ムコ多糖類脂質の化学

4 大項目中項目内容単純脂質 a トリアシルグリセロールジアシルグリセロールモノアシルグリセロール脂肪酸 ( 飽和脂肪酸一価不飽和脂肪酸多価不飽和脂肪酸 n-3 系脂肪酸 n-6 系脂肪酸必須脂肪酸中鎖脂肪酸短鎖脂肪酸 ) エステル結合エステル複合脂質 a リン脂質疎水性領域親水性領域グリセロリン脂質ホスファチジルコリンスフィンゴリン脂質誘導脂質 a コレステロールステロイド胆汁酸エイコサノイド 4 生体エネルギー学 ATPの役割自由エネルギー a 化学エネルギー反応エネルギー異化同化 a 栄養成分の酸化分解とエネルギー生産生体成分の合成等とエネルギー消費高エネルギーリン酸化合物 a ATP ADP GTP クレアチンリン酸高エネルギー結合生体酸化酸化還元酵素 a 酸化反応還元反応酸化酵素脱水素酵素活性酸素 a 活性酸素 ( スーパーオキシドアニオン過酸化水素 ) SOD カタラーゼグルタチオンペルオキシダーゼ呼吸鎖と酸化的リン酸化呼吸鎖 a 電子伝達系酸化的リン酸化によるATP 合成 NAD FAD ミトコンドリア内膜 ATP 合成酵素 a 基質レベルのリン酸化によるATP 合成化学浸透圧説と脱共役たんぱく質 c 化学浸透説 5 中間代謝の概要代謝経路糖質代謝 a 解糖系 ( 嫌気的状態好気的条件 ) グリコーゲン合成分解五単糖リン酸回路糖新生クエン酸回路 [b グルクロン酸経路 ] 脂質代謝 a 脂肪の分解 β 酸化クエン酸回路脂肪酸の合成コレステロールの合成ケトン体の生成アミノ基転移反応 a アミノ酸 2- オキソ酸 (αケト酸) トランスアミナーゼピリドキサールリン酸代謝経路の調節平衡反応非平衡反応 c 平衡反応非平衡反応代謝系の反応方向の制御に対する非平衡反応の役割アロステリック酵素 a フィードバック阻害アロステリック酵素アロステリック ( 調節 ) 部位ホルモンの作用機構 a 受容体 ( 細胞膜表面 ) camp( セカンドメッセンジャー ) 酵素のリン酸化脱リン酸化受容体 ( 細胞内 ) タンパク質合成促進 6 糖質の代謝 ( 栄養学等との分担を調節のこと ) 7 脂質の代謝 ( 栄養学等との分担を調節のこと ) クエン酸回路有機酸と脱炭酸 a オキサロ酢酸クエン酸 2- オキソグルタル酸ピルビン酸脱水素反応等の脱炭酸反応好気性代謝と脱水素 a ピルビン酸脱水素反応等の脱水素反応電子伝達系 NAD FAD 解糖系乳酸と嫌気性代謝 a 解凍系 (ATPの消費と生産 NAD +H + の生産 ) 嫌気的条件 NA D +H + の再酸化乳酸脱水素素コリ回路解糖と呼吸の場合 c NAD +H + のミトコンドリア内への移送糖新生と糖質合成血糖の調節 a グリコーゲン合成 UDPグルコースグリコーゲン分解 ( 加リン酸分解 ) 血糖に関連するホルモン ( インスリングルカゴンなど ) 五単糖リン酸回路 a リボースの生産とその利用 NAD +H+ の生産とその利用グルクロン酸経路 b UDP-グルクロン酸解毒乳糖多糖合成 c 乳糖および多糖の合成脂肪酸の生合成 a アセチルC o A マロにルCoA [ c アセチルC o Aの細胞質への移送 ( クエン酸 )] NAD +H + 脂肪酸の酸化 a アシルC o A アシルC o Aのミトコンドリアへの移送 ( カルニチン ) β 酸化アセチルC o A 不飽和脂肪酸の代謝 a n-3 系の変換 ( リノレン酸イコサペンタエン酸 ) n-6 系の変換 (α - リノール酸アラキドン酸 ) エイコサノイドの代謝 b エイコサノイドの合成プロスタグランジンロイコトリエントロンボキサンアシルグリセロールリン酸質栄養学で学習糖脂質の代謝脂質の輸送と蓄積 a リポプロテインキロミクロン [ c キロミクロンレムナント ] VL DL LDL HDL リポプロテインリパーゼコレステロールの合成輸送蓄積 a アセチル C o A HMG-CoA コレステロールステロイドホルモン胆汁酸 VLDL,LDL,HDL

5 大項目中項目内容 8 たんぱく質アミ非必須アミノ酸の生合成 a 2- オキソ酸アミノ酸アミノ基転移反応ノ酸の代謝 ( 栄養学等との分担たんぱく質アミノ酸の異化 a 酸化的脱アミノ反応尿素サイクル脱炭酸反応糖原性アミノ酸ケト原性アミノ酸を調節のこと ) アミノ酸の特殊生成物への変換ポルフィリンの合成と分解 c ポルフィリンの合成と利用ポルフィリンの分解 ( 胆汁酸 ) クレアチンの合成と分解 c クレアチンリン酸の合成と利用クレアチンの分解 ( クレアチニン ) アミノ酸の代謝 a トリプトファン ( セロトニンメラトニンノルアドレナリンメラニン ) チロシン ( チロキシンノルアドレナリンメラニン ) ヒスチジン ( ヒスタミン ) 9 情報高分子の構造と機能 10 ビタミンの栄養 ( 栄養学等との分担を調節のこと ) 11 内分泌系 ( 主に生理学で学習のこと生化学では血糖値の調節血液中のカルシウムイオン濃度の調節を中心にホルモンの作用を学習する ) ヌクレオチド a ヌクレオチドヌクレオシド塩基プリン塩基 ( アデニングアニン ) ピリミジン塩基 ( チミンシトシンウラシル ) 糖 ( リボースデオキシリボース ) プリンピリミジンヌクレオチ a イノシン酸キサンチン尿酸ドの代謝遺伝子核酸染色体 a DNA( 二重らせん構造相補的塩基対水素結合 ) RNA(mR N A trna rrna) タンパク質生合成 a DNA 転写 RNAポリメラーゼ RNA 翻訳 mrnaのコドン trnaのアンチコドンビタミンの栄養 a 脂溶性ビタミン水溶性ビタミン ( ビタミン名化合物名生理作用 ) プロビタミン ( カロテンエルゴステロール 7-デヒドロコレステロール ) ビタミンB 群 ( 補酵素名酵素反応 ) ホルモンホルモンの分類構造作用機序 a ペプチドホルモンステロイドホルモンアミノ酸誘導体ホルモン内分泌腺血液標的器官受容体消化管ホルモンホルモン分泌の調節機構 a 交感神経副交感神経ホルモン分泌刺激ホルモン内分泌器官と分泌ホルモン視床下部下垂体とホルモン a 脳下垂体前葉 ( 甲状腺刺激ホルモン副腎皮質刺激ホルモン (ACT H) 性腺刺激ホルモンプロラクチン成長ホルモン ) 脳下垂体後葉 ( バソプレシンオキシトシン ) 甲状腺とホルモンカルシウム代謝調節ホルモン a カルシトニン ( 血中カルシウム減少骨形成促進 ) 副甲状腺ホルモン ( 血中カルシウム増加骨吸収促進ビタミン D 活性化 ) 活性型ビタミン D ( カルシフェロールカルシウム結合タンパク質骨代謝の促進 ) 副腎皮質髄質とホルモン a 副腎皮質 ( グルココルチコイド血糖値の上昇ミネラルコルチコイド Na 再吸収 ) 副腎髄質( アドレナリン血糖値上昇ノルアドレナリン ) 膵島とホルモン a ランゲルハンス島 β 細胞インスリン血糖値低下ランゲルハンス島 α 細胞グルカゴン血糖値上昇性腺ホルモン b 卵巣胎盤エストロゲン ( 卵胞ホルモン ) プロゲステロン( 黄体ホルモン ) 消化管ホルモン a 消化管ホルモン ( ガストリンコレシストキニンセクレチン ) 脂肪細胞 ( レプチン ) 12 免疫と生体防御免疫と生体防御非特異的防御機構 a マクロファージ好中球 [b リゾチーム ] 生体防御機構における免疫系の特徴 a 自己非自己抗原抗体体液性免疫 a Bリンパ球 (B 細胞 ) 形質細胞抗体免疫グロブリン IgA IgG IgE IgM 細胞性免疫 a T リンパ球 (T 細胞 ) マクロファージ免疫学的自己の確立と破綻 c 自己の確立免疫不全免疫寛容アレルギー疾患 a 即時型アレルギー (Ⅰ 型アレルギー ) 肥満細胞ヒスタミン遅延型アレルギー (Ⅳ 型アレルギー ) ツベルクリン反応臓器移植食物アレルギー a 抗原特定原材料小麦乳そば卵落花生膠原病自己免疫疾患 a 自己免疫疾患 ( 慢性関節リウマチバセドウ病 Ⅰ 型糖尿病 ) 2 栄養と健康 - 栄養学総論生化学の分担調整等が求められている項目 ( 抜粋 ) 大項目中項目内容 4 糖質の栄養糖質の体内代謝糖質の化学 a 糖質の分類種類化学的性質構造機能 ( 食品学生化学と調整 ) 糖質の消化吸収 a 糖質の消化と吸収後の動態グルコースの代謝 a 解糖系 TCA 回路 [b ペントースリン酸経路 ] ATP( 生化学と調整 ) その他の糖質 5 脂質の栄養脂質の体内代謝脂質の化学 a 脂質の分類種類化学的性質構造機能 ( 食品学生化学と調整 ) a TG リン脂質コレステロール脂肪酸脂質の消化吸収 a リンパ系輸送キロミクロン MCTとLCTの違い乳化と胆汁酸脂肪酸の代謝 a 合成と分解 (β 酸化マロニルC oa) (c すべて生化学 ) コレステロールの代謝 b 合成と分解 ( フィードバック調節 ) HMG-C oa リダクターゼ

6 大項目中項目内容 a コレステロール関連物質 HDL LDLコレステロールの機能 (c すべて生化学 ) a リポタンパク質 ( 役割と中心成分 ) リポタンパク質リパーゼ b コレステロール ( 腸肝循環動脈壁と酸化型 LDL)(c すべて生化学 ) 必須脂肪酸の機能 a n-6 系 n-3 系脂肪酸の機能 ( エ ) イコサノイド ( プロスタグランジン ) とその機能 6タンパク質の栄養タンパク質の体内代謝アミノ酸タンパク質の化学 a アミノ酸タンパク質の分類種類化学的性質構造機能 ( 食品学生化学と調整 ) タンパク質の消化吸収 b チモーゲン ( プロ酵素 ) 内在性酵素タンパク質アミノ酸の代謝 a タンパク質の合成分解アミノ酸代謝反応 ( アミノ基転移脱アミノ脱炭酸 ) 窒素出納動的平衡状態代謝回転( 速度 ) 尿素サイクル b アミノ酸から生成する生理活性物質分岐鎖アミノ酸の代謝グルコースアラニン回路 7ビタミンの栄養ビタミンの構造と機能ビタミンの化学 a ビタミンの分類種類化学名生理作用欠乏症過剰症 ( 食品学生化学と調整 ) 1 脂溶性ビタミンの構造と働き a ビタミン A D K の機能 2 水溶性ビタミンの構造と働き a ビタミン B 群 C の機能 8 無機質 ( ミネラル ) の栄養無機質の分類と栄養学的機能分類 ( 生化学と調整 ) 1 主要ミネラル a Ca P K Mg Na Cl など生理作用および欠乏症と過剰症 2 微量ミネラル a Fe Mo Zn Cu Co Mn Se など生理作用および欠乏症と過剰症ミネラルの栄養と機能 1 硬組織とミネラル a ヒドロキシアパタイト運動と骨塩量活性型 VD と骨粗しょう症 b フッ素とう蝕予防効果 2 生体調節機能とミネラル a 貧血 (Fe) 味覚異常 (Zn) 血圧調節 (Na と K) 神経筋肉機能維持 b ミネラル含有酵素酵素の活性化ミネラルの消化吸収 a Ca の吸収 Fe の吸収 9 水電解質の代謝水およびミネラルの代謝と栄養 ( 生化学と調整 ) 1 水の出納 a 水分代謝 ( 水分摂取ー食品水分飲料水代謝水水分排泄ー尿不感蒸泄糞便中の水 ) 2 水と電解質 a 体液分布性年齢別の影響細胞内液ミネラル細胞外液ミネラル酸塩基平衡浸透圧 2. 生化学及び生化学実験の位置づけと教育内容について生化学と生化学実験は栄養士必修科目であり生化学は卒業必修要件となっているそのため例外を除いて食物栄養学科の学生は両科目を必然的に履修するものである厚生労働省が示した栄養士養成施設のカリキュラム 6) において生化学は教育内容の人体の構造と機能に含まれておりこの内容に対して生化学が解剖学や生理学と並んで学術基盤として重要な要素となっている一方管理栄養士のカリキュラムでは専門基礎分野として教育内容人体の構造と機能及び疾病の成り立ちが挙げられている栄養士法上管理栄養士の免許は栄養士免許の取得を前提としているため管理栄養士養成の課程では栄養士としての養成をあわせて行うことになっているこのため大学における管理栄養士課程の学術的基盤は基本的に疾病の成り立ちを除いては栄養士養成課程と基本的には変わりがないものと言える実験実習科目は必要な技能を修得することをねらいとするものであるが当該講義科目の内容と合わせて教育効果を高めることが重要とあり相乗効果的に教育内容を教育目標に応じて設定しなければならないことが示されている 2.1 生化学について栄養士法施行規則では短期大学の栄養士養成課程における生化学は解剖学や生理学と並んで専門基礎分野の人体の構造と機能の教育内容に含まれており講義又は演習の履修単位数は8 単位であるこれは専門分野の栄養と健康の講義又は演習の履修単位数 8 単位と同単位数となっている栄養と健康の教育内容には栄養学や臨床栄養学概論などの科目が含まれており表 1-2に示すように生化学の分担調整が求められる教育内容が含まれている一方大学の管理栄養士養成課程の生化学は専門基礎分野の人体の構造と機能及び疾病の成り立ちの教育内容に含まれこの講義又は演習の修得単位数は 14 単位と最も多いものとなっているこれに加えて生物学入門化学入門の入門科目や専門分野の基礎栄養学応用栄養学において生化学の教育内容に触れる機会が多く設定されて

7 いるこのように生化学が専門分野として栄養士又は管理栄養士養成の教育課程の学術基盤の一つとなっていることがうかがえる教育内容人体の構造と機能の教育目標は人体の仕組みについて構造や機能を理解し食事運動休養などの基本的生活活動や環境変化に対する人体の適応について修得するとある一方管理栄養士養成課程の人体の構造と機能及び疾病の成り立ちの教育目標は 1) 人体の構造や機能を系統的に理解する 2) 主要疾患の成因病態診断治療等を理解するとある 6) 管理栄養士課程では教育目標が2つ挙げられているがその教育内容は基本的には諸疾患の成因病態診断治療に関する内容が主となっており 7) 2) の疾病の成り立ちに傾倒した生理学的内容が主なものとなっているが生化学的内容はその前提知識として理解されなければならない管理栄養士課程においては専門科目教育以前の基礎教育科目のなかで生物学や化学等の入門科目の充実により生化学教育が担保されている生化学は人体の構造と機能の分子基盤の知識理解の側面を基本的には担保するものと考えられ管理栄養士栄養士のいずれにおいても生化学で取り扱われる教育内容は基本的に共通のものと考えられるしかしながらそれぞれの課程で生化学分野に触れる時間数は大きく異なることから短期大学の養成課程ではより教育効果の高い講義実験が求められる 2.2 生化学実験について実験科目は各教科内容において必要な技能修得をねらいとするものであるが生化学実験は栄養士の職業人として必要とされる主な技能に直接関わる要素は少ない技能修得の観点から言えば単位の意味や取り扱い測定値の取り扱いや読み取られる意味ピペットやメスシリンダー等器具の取り扱いなどの一般的手技手法が挙げられる測定機器や実験装置等は近年の技術革新により多種類化特殊化とオートメーション化をもたらしており各種生体成分の取り扱いにおいては基本的操作技能の習得や測定原理の習得はあっても分析等の実験技能を広く習得するものとしては設備等の問題を含め対応が難しいそのため生体成分の分析手法等の実験技能においては主にその成分の化学的性質及び生理生化学的意義などについて知識理解を深める学習の機会として捉えられる 3. 生化学及び生化学実験の教育の検討 ( 実践事例からの今後の課題 ) 3.1 講義と実験の教育内容について概ね一単元に対して生化学で1 回生化学実験で2 回と繰り返し学習する機会を設けている生化学と生化学実験のシラバスを表 2に示す 1 生化学表 2 生化学と生化学実験の授業計画 ( 平成 24 年度 ) 人間は食事により生きていくために必要な栄養素を摂取している食事から摂取した三大栄養素が消化吸収された後どのように代謝されエネルギーに変化していくの授業の概要及びねらいかあるいは生体成分に作りかえられていくのかを化学的に理解するさらに生体の恒常性の維持に関わる酵素の働き免疫システム無機質やビタミンについても学ぶグルコースからエネルギー産生までの流れを説明できる解糖経路 TCA 回路の特徴を説明できる糖新生について説明できるケトン体について説明できる脂肪酸授業の到達目標の合成と分解について説明できるリポタンパク質の種類と役割について説明できるアミノ酸の分解について説明できる酵素の機能について説明できる抗原抗体について説明できる免疫担当細胞を述べそれぞれの役割について説明できる無機質やビタミンの種類と働きについて述べることができる単元項目主な学習内容 1. 人体の仕組み授業計画の説明人体の仕組み 2. 細胞の構造器官組織細胞細胞小器官リン脂質二重層 3. 糖質の構造糖質の構造と性質エネルギー ATP 解糖経路 4. 糖質のはたらき糖質代謝グリコーゲン糖新生ペントースリン酸経路ウロン酸回路 5. エネルギー代謝解糖系 TCA 回路 ATP 酸化的リン酸化電子伝達系 6. 脂質の構造脂質の構造と性質 7. 脂質のはたらきコレステロール代謝ベータ酸化ケトン体の産生脂肪酸合成リポタンパク質 8. タンパク質の構造アミノ酸ペプチド結合 αヘリックス β 構造変性 9. タンパク質酵素のはたらき酵素生体触媒活性化エネルギー至適条件ミハエリス定数阻害様式 10. アミノ酸の代謝アミノ酸の代謝経路尿素回路アミノ酸プールアミノ基転移反応脱アミノ反応炭素骨格 11. 核酸の構造核酸の構造と機能 ( 核酸とは DNA RNA ヌクレオチドヌクレオシド) 12. 核酸のはたらき核酸塩基の分解と合成 ( セントラルドグマゲノム遺伝子翻訳転写複製 ) 13. ホルモンとシグナル伝達恒常性の維持, 神経系とホルモン系生体膜情報伝達リガンドレセプターアゴニスト 14. 免疫免疫系 ( 体液性免疫細胞性免疫抗原抗体 B 細胞 T 細胞アレルギー ) 15. 水無機質, ビタミンの種類とはたらき脂溶性ビタミン水溶性ビタミン

8 2 生化学実験生化学的に重要な成分であるタンパク質糖質脂質そして無機質成分を牛乳から分授業の概要及びねらい離しその特性を実験的に把握するまた酵素作用を理解するために唾液アミラーゼを使った分解を会得するさらに生物試料から DNA を分離し遺伝子の化学的本体を垣間見ることで DNA の特性を理解する実験の心得を理解し基本的なガラス器具及び天秤や分光光度計の取り扱いを習得する食品から糖質タンパク質脂質を分離しその化学的特徴を実験結果から説明することができる酵素作用を理解するためにアミラーゼによるデンプンの加水分授業の到達目標解等を体験し実験結果を考察することができる遺伝子の本体である DNA を試料から分離しその特徴を理解することができるレポートの書き方や自ら疑問を導き解決する能力考察力課題に対する調査能力を身につけることができる各週の内容をまとめ提出期限を守る習慣を身につけるグループワークを通して協力協調性を身につける単元項目主な学習内容 1. 実験の心得実験の心得について学習する 2. 基礎知識測定値の取り扱い生化学実験の基礎知識や実験で取り扱われる化学単位や測定値について学習する 3. 各種器具機器類の取り扱い各種器具機器類の名称と取り扱い,pHメーターの使用法, 分光光度計の使用法を学習する 4. タンパク質の分離牛乳を試料に脂質糖質無機成分それぞれの成分分離の実験を通して基本的性質 5. 脂質の分離を理解する 6. 糖質の分離 7. 無機質の分離 8. タンパク質の確認ゼラチンを試料に定性分析と定量分析によりタンパク質の確認を行う 9. 糖質の確認可溶性デンプン並びにグルコースを試料に還元糖の定量分析により糖質の確認を行う 10. 脂質無機質の確認リン酸カルシウムの定性分析により無機質の確認を行う 11. ヨウ素デンプン反応ヨウ素デンプン反応によりデンプンの定量的分析を行う 12. 唾液アミラーゼの酵素反応ヨウ素デンプン反応を採り上げ酵素作用物質の定量的性質を理解する 13. 唾液アミラーゼの酵素反応唾液アミラーゼによる酵素分解を行い酵素の基本的な性質機能を理解する 14. イーストによる発酵ドライイーストと砂糖水を使って炭酸ガスの発生を確認しエネルギー代謝の一端から理解を深める 15.DNA の分離タマネギを試料に DNA の粗抽出を行いエタノール中で抽出物 (DNA) の確認を通して核酸成分の化学的性質の理解を深める生化学の教育内容を表 2-1に示すように教育単元として次のように大きく捉えている 1 人体の仕組み細胞 2 糖質の構造と機能 3 脂質の構造と機能 4タンパク質 ( アミノ酸 ) 酵素の構造と機能 5 酵素の働き 6 核酸の構造と機能 7 代謝 ( 各成分の生合成と分解, エネルギー代謝 ) 8 水ミネラル 9ビタミン 10ホルモン系と神経系 11 免疫系実際の授業においては概ね表に示す順序で学習を進めているが学生の理解に応じて7の代謝を各成分の代謝に分け各 2から6(5 は除く ) の学習直後に入れているこの他時間の範囲内で血液に触れることも想定しているコアカリキュラムを考えた場合この中項目については授業のなかで全て取り扱っているしかしながら内容の全てを各々説明していくことは時間的に不可能に近くまた後述するように学生の授業評価からは学習の進度にも限界があり理解にまで及ばないことが考えられるそのため授業では全ての内容に触れる機会を持つが各中項目の内容のなかでより基本的あるいは中心的な内容に重点を置いて授業を展開している生化学実験の内容を表 2-2に示すように主な内容としては実験の基礎知識 ( 実験レポート単位や測定値の取り扱い器具類の名称と取り扱い安全管理試薬の取り扱い ) 生体の機能成分として糖質脂質タンパク質核酸そしてミネラルを採り上げ試料から各成分の性質に基づく分離と定性分析酵素反応実験タンパク質及び糖質の定量的分析を行っている実験自体は極力簡単な操作に留め原理や法則の適用操作の習得を通して操作過程や結果から観察確認されるその性質原理や法則専門用語や事象に対する理解を深めるようにしている実際の実験においては生体試料を直接取り扱う機会はなく唯一唾液を使った酵素実験を行っており他は食材を試料としている本来の学習目標を考えた場合人体の生化学的理解として捉えやすいように教材を開発する必要があると考えるまた後述するように学生の実験操作自体の興味関心からより生化学への学習意欲を引き出す工夫も必要と考える 3.2 学生による授業評価について高校教育において生物を学んできた学生は4 割程度化学は2 割弱程度生物と化学をいずれも学んできた学生は1 割に満たないまた生物と化学を選択してこなかった学生は3 割程度であった ( 平成 24 年度調べ ) 授業に対する姿勢は個人差はあるが学習機会をあまり得てこなかった学生のほうが比較的熱心に授業に取り組む姿勢がみられまたテストの得点評価平均も僅かであるが高い授業はテキスト 8) を用い補足が必要な内容や図解によって理解を容易にする際にはプリントを配布し

9 ている授業自体への関心を低下させないことそして自らノートを作ることで内容を理解させることをねらいとして授業内容をまとめたような資料は配布していない授業方法は基本的にはテキストの内容に沿って説明を行い板書によって補足している本時の授業においては毎回導入として前回の学習の振り返りを行い内容につながりを持たせるように努めている一方実験は各回でプリントを配布している実験に関わる基本的内容についてクイズ形式でまとめ生化学の内容を振り返らせているそして実験を手順の説明に沿って操作していく実験では考えるヒントを与え操作過程や結果に対して疑問を導くように努めこれを考えさせ自ら答えを得ていくよう可能な限り手をさしのべないようにしている以上の状況の下学生による授業評価の結果を図 2に示す講義と実験の評価 ( 項目 14-18) は総じて教員の対応カテゴリーとして比較的肯定的評価を示しているが授業内容方法 ( 項目 6-13) そして学生の自己評価 ( 項目 1-5) のカテゴリーは順に肯定観が低下しているこれは教員の熱意は理解できるものの授業内容に対しては受け入れが難しく結果として理解が困難となっていることが考えられるこの傾向は講義に比較的強く見られ学生の総合自己評価と授業の総合評価の結果に反映しているものと考えられる講義の授業評価の自由記述において授業の内容や展開に対する否定的な感想は難し過ぎる聞いたことのない用語ばかりでついていけないといったつまづき感を表すものであり中には模式図 ( 構造や反応経路など ) や専門的用語の使用自体が受け入れられないことが分かったまたどのような工夫をすれば理解ができるかといった自由記述には主にポイントを踏まえたノートにまとめられた様な板書や授業をまとめたプリントを配布して欲しいといった内容暗記方法などが挙げられた一方ではこのままで良いという肯定的な感想もあった授業を否定的に評価する学生はおよそ生化学への学習意欲や初年次教育等におけるノートの取り方などの学習スキルを十分に備えておらず学習の内容と量をもとに評価していることが推察される実験が講義と比較して肯定的であるのは講義内容を実験内容に関連する内容に限っていることも考えられる授業評価からは講義においては如何にしてコアカリキュラムの内容を効果的に学習するかこれまで授業の方法や教育内容の順序などを試行錯誤してきたが否定的評価に対する大きな効果は見出せていないためサブノートを作成するなどの教材面から検討する必要があると考えるまた実験では比較的肯定的評価が得られることから実験による教育強化が生化学の学習意欲につながることが期待される授業評価項目あなた自身の授業参加態度について 1 授業は何回欠席しましたか 2 シラバス ( 授業計画 ) を活用しましたか 3 授業中に居眠り私語等をせず真剣に取り組みましたか 4 あなたはこの授業をりかいするために自分で何か工夫をしましたか 5 あなた自身の総合自己評価授業内容方法について 6 シラバス ( 授業計画 ) について説明がありましたか 7 教員は授業の到達目標を明確にして授業を展開していましたか 8 授業は興味関心が持てる工夫がされていましたか 9 授業は分かりやすくする工夫がされていましたか 10 視聴覚機器や板書の用い方は適切でしたか 11 教科書配布資料等は役に立ちましたか 12 声の大きさ明瞭さ話す速さは適切でしたか 13 授業の進む速さは適切でしたか教員の対応について 14 学生の質問等に誠実に対応しましたか 15 公平に学生に対応しましたか 16 教員は双方向的なやり取りをしながら授業を行っていましたか ( コメントを付したレポートの返却学生からの質問を授業で取り上げるなど ) 17 教員は熱心に授業に取り組んでいましたか授業の総合評価 18 この授業を総合評価してください図 2 授業評価

10 4. 教育改善強化の課題について教育改善強化の要因としては教員教育内容教育方法学生のレディネスが挙げられる教員については専門家研究者として最新情報を含めた知識技能を備えていることはもちろんのこと近年は教育者としての素養も強く求められている教育における学習理論や方法論などの具体的な知識理解をもって教育改善に当たる必要もあると考えられる教員は専門分野の研究者かつ教育者という二面性のなかでソクラテス的教師像などの各自が教育哲学を持つ必要があると考えられる教育内容についてはすでにコアカリキュラム ( 試案 ) が提示されておりこれに沿って大学の独自性や教養教育を如何に効果的に取り入れ実験はもとより他の関連科目と有機的に計画される必要性がある多様化する学生及び複雑化する社会に応じて栄養士養成の在り方も変化することで今後求められる知識技能や活動の場も多様化するものと考えられる学習指導要領や学習指導案のような型を設けることは教育の質を保証するために必要であり教育上の意義はあるが一方では大学本来の学術専門的色彩や多様化への対応力を失いかねない教育課程のなかには卒業研究がありそのなかにおいてはおよそ各教員の専門分野のなかでテーマを設け卒業研究を行っている短期大学の2 年間の修学期間では 4 年制大学のいわゆる研究型教育は十分とは言い難いがこのなかでの教育内容の強化も十分可能と考えられる教育方法には大きく教育内容の展開法や教材活用法が取り上げられる教育内容人体の構造と機能における生化学上の基礎知識の理解はこれ以外に関連する専門分野の内容理解を深める基礎的要素でありまた近年の科学技術の進歩に伴って教材開発も進んでおり生体反応等の分子レベルの理解に向けた教育も容易になってきているそのため生化学の教育においては実験を効果的に活用した教育の強化により効果的な学習が期待される実験自体は基本的には必要な技能を修得することをねらいとするが栄養士養成課程の生化学実験では興味関心のレベルから個々の学習内容に対する考える力及び解決する力までを具体的に教育上効果的な実験を通して養うことが重要である学生の実験に関する興味関心は講義科目と比較して高い実験自体が作業への関心にのみとらわれないように実験の学習目標を講義内容を踏まえて展開を工夫する必要がある ( 今後の課題 ) 先の事例に対する教育改善として教育強化を念頭に次の具体的方策が考えられた生化学における教育上の課題としては主に次の3つの検討事項が挙げられる 1 学生の学習レベルに対応する講義の方法論を継続的に検討すること 2 教育内容に関して検討すること西脇ら 9) による学生の入学から卒業に至る意識調査からは就学期間を通して栄養学全般食品食品衛生の知識の必要性や社会人基礎力の要素の必要性を強く感じている栄養学全般としては栄養学食品調理臨床栄養などに学習の意義を見出している生化学の知識は臨床栄養学の背景として捉えられており学習意欲を高める方策として臨床栄養などの意識が向けられる科目との関連性を強化することなどを検討する 3 生化学実験を活用すること生化学実験の教育内容自体はコアカリキュラムとしての提示はなく各大学の独自性に委ねられており教育内容の自由度は高いまた生化学の教育内容は分子レベルの構造と機能が基盤要素として挙げられるため実験を学習の場として効果的に活用する点においても意義がありまた学生の授業評価も比較的肯定的であることから実験を強化し生化学教育内容を効果的に学習できるよう検討することが比較的容易である生化学実験で取り扱われる内容についていくつかの一般テキストを参 10 - 考 13) に実験の主な項目を整理し次のように大別した実験の基礎知識実験の意義等, 実験ノート, レポート, 安全確保管理, 一般的器具類試薬の取り扱い, 単位, 濃度, 数値の取り扱い. 実験の基本操作希釈法,pH(pH メーター ), 緩衝液, 容量分析 ( 中和滴定 ), 比色定量 ( 分光光度計 ). 生体成分に関する実験細胞分画, タンパク質実験 ( タンパク質酵素の分離 ( 精製 ), カラムクロマトグラフィー, 電気泳動法など ), 酵素実験, 糖質の分離 ( 精製 ), 脂質の分離, 核酸の分離 ( 精製 ),PCR, 定性分析定量分析 ( 血糖グリコーゲンケン化コレステロール血中リン脂質中性脂肪タンパク質 DNA ビタミンミネラルなど) 成分分析検査その他血液検査, 尿検査, 動物実験 ( 飼育, 解剖 ) これらの項目のうち実験の基礎知識と基本操作は実験に共通する教育内容となっているこの他の項目は各大学が独自性を活かしたかたちで内容を取り入れているものと推察される本学では生体の機能及び分子基盤的理解に向けた個々の成分分析のほか酵素反応細胞小器官の機能遺伝子操作の実験などによる次の3つの点からの教育強化が考えられる 1 酵素活性の実験の高度利用について : 事例において採り上げた実験内容に関して阻害実験等を取り入れて高度化を図る 2 酸素消費測定の導入 : 組織や細胞細胞小器官に対し

11 て酸素消費測定を取り入れ高度化を図る 3 遺伝子増幅実験の導入 : 核酸や遺伝情報の流れに対してPCR 実験を取り入れ高度化を図る授業評価の結果が示すように学生の実験への関心は高いそのため実験機器器具類の利用等の技能習得は比較的容易である実験は技能修得に加えて当該科目の教育内容を補完するものでもあることから講義との結びつけは効果的学習に繋がるものと考える学生のレディネスから考える場合授業に対する学習意欲や準備において理解の程度を十分に考慮しなければならない近年のグローバル化が進む知識基盤社会において短期大学士としての学士レベル資質能力を備える人材育成が求められている近年の少子化社会は短期大学に多様な学生を受け入れる結果をもたらしており学生の学習意欲や目的意識は概して希薄化の傾向にあるこのような状況のなか社会が大学に求める能力の育成に対しては知識理解よりも関心意欲態度を重視した対応を行っている一般に社会が求める能力育成においてはおよそ知識技能を重視した時代から情報化の時代 ( 情報活用 ) へそして今日の知恵の時代 ( 思考力創造力 ) へと変遷していると言われるが基本的にはこれらの能力は積み上げられた構図をとるものと考えるそのため知識理解は技能と共に栄養士養成の基礎的基本的な能力の一つであることを十分に理解させる必要があると考えるコンピテンシーは概して行動技能知識の能力要素の基盤に関心意欲態度等を置くことでピラミッドを形成するそこで教養教育のなかで学習スキルや将来の専門職業人としての意識の向上から実際に展開する専門基礎科目の生化学の学習意欲につなげるよう授業改善に努める必要があると考えるラム等に関する検討会報告書 ( 平成 13 年 2 月 ). 7) 稲葉佳代子, 内山麻子, 元田由佳本学の栄養士養成教育内容に関する一考察カリキュラムの比較検討小田原女子短期大学紀要 36, (2006). 8) 相原英孝大森正英尾庭きよ子竹中晃子田村明長村洋一野澤義則イラスト生化学入門栄養素の旅東京教学社 (2000). 9) 西脇泰子, 橋本和子栄養士教育のあり方についての一考察第 1 報学生の意識からみた校外実習と関連科目岐阜聖徳学園大学紀要 43, 73-84(2011). 10) 相原英孝竹中晃子田村明長谷川昇イラスト生化学実験東京教学社 (1995). 11) 相原英孝竹中晃子田村明長谷川昇イラスト栄養生化学実験東京教学社 (2004). 12) 田代操編著生化学実験化学同人 (2004). 13) 後藤潔編著生化学実験建帛社 (2009). 参考文献 1) 文部科学省中央教育審議会 ( 答申 ) 我が国の高等教育の将来像 ( 平成 17 年 1 月 28 日 ) 2) 松下佳代編著新しい能力は教育を変えるか学力リテラシーコンピテンシーミネルヴァ書房 (2010). 3)OECD 編著世界の教育改革 4 OECD 教育政策分析 - 非大学型高等教育教育と ICT 学校教育と生涯学習租税政策と生涯学習明石書店 (2011). 4) 社団法人全国栄養士養成施設協会栄養士養成課程コアカリキュラム ( 試案 ) ( 平成 21 年 1 月発表 ) 5) 特定非営利活動法人日本栄養改善学会理事会管理栄養士養成課程におけるモデルコアカリキュラム栄養学雑誌,67(4), (2009). 6) 厚生労働省管理栄養士栄養士養成施設カリキュ

2. 看護に必要な栄養と代謝について説明できる栄養素としての糖質脂質蛋白質核酸ビタミンなどの性質と役割およびこれらの栄養素に関連する生命活動について具体例を挙げて説明できる生体内では常に物質が交代していることを説明できる代謝とはエネルギーを生み出し生体成分を作り出す反応であること

2. 看護に必要な栄養と代謝について説明できる栄養素としての糖質脂質蛋白質核酸ビタミンなどの性質と役割およびこれらの栄養素に関連する生命活動について具体例を挙げて説明できる生体内では常に物質が交代していることを説明できる代謝とはエネルギーを生み出し生体成分を作り出す反応であること生化学責任者コーディネーター看護専門基礎講座塚本恭正准教授担当講座学科 ( 分野 ) 看護専門基礎講座対象学年 1 期間後期区分時間数講義 22.5 時間単位数 2 単位学習方針 ( 講義概要等 ) 生化学反応の場となる細胞と細胞小器官の構造と機能を理解するエネルギー ATP を産生し生体成分を作り出す代謝反応が生命活動で果たす役割を理解し代謝反応での酵素の働きを学ぶからだを構成する蛋白質