酶工程課程教學改革探索

薛 鋒 高 健

（鹽城工學院，江蘇 鹽城 224051）

酶工程的概念最早出現(xiàn)于20世紀70年代，隨著該學科的不斷發(fā)展，被認為是組成現(xiàn)代生物工程四大技術(shù)體系（基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程）之一。它是酶學、微生物學的基本原理與工程學有機結(jié)合而產(chǎn)生的邊緣學科，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、保健、環(huán)保等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用［1-2］。酶工程是生物工程、生物技術(shù)、發(fā)酵工程等專業(yè)教學計劃中一門非常重要的專業(yè)課，本課程內(nèi)容豐富，涉及面廣，其教學體系的合理安排和設(shè)置對生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。如何使酶工程適合時代發(fā)展的需要，培養(yǎng)和造就高素質(zhì)、創(chuàng)造性人才，如何在有限的課時內(nèi)使學生掌握酶工程最基本的內(nèi)容，提高他們在實踐中分析問題、解決問題的能力，并為今后的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)，是我們需要認真思考的問題。筆者結(jié)合在課堂教學中的切身感受，談幾點體會。

一、教學內(nèi)容改革

1.上好緒論課，激發(fā)學生的學習興趣

緒論課是高校每一門課程教學時教師面對學生的第一次課，上好緒論課具有非常重要的意義。緒論是教材的發(fā)端之言，是總攬教材的綱領(lǐng)，是教材的先導(dǎo)與靈魂。緒論課是學生學習的一個指南，是建立新課程整體觀念的起步。是培養(yǎng)新課程良好興趣的重要環(huán)節(jié)［3］。緒論課內(nèi)容豐富，但教學時數(shù)有限，所以在講授酶工程緒論時一定要注意。第一，要在教學中讓學生明確知道酶工程這門課程的內(nèi)涵、特點。第二，必須要讓學生了解學習該門課程的意義。要結(jié)合生動的例子介紹酶工程在生物技術(shù)領(lǐng)域中的重要地位，酶工程發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向，在經(jīng)濟發(fā)展中的地位，主要產(chǎn)品、研究熱點與難點等，激發(fā)學生的學習興趣。第三，要讓學生了解該門課是如何實施教學的。讓學生從總體上了解教師如何“教”，自己應(yīng)該如何“學”。

2.結(jié)合生產(chǎn)實際，突出課程教學重點，避免重復(fù)

教學內(nèi)容是人才培養(yǎng)的主要落腳點，是教學改革的關(guān)鍵，21世紀人才的知識結(jié)構(gòu)需要既具有系統(tǒng)性又具有開拓性，既具有扎實的理論基礎(chǔ)又具有一定的實踐技能。因此，教學內(nèi)容的選擇就必須兼顧系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性、科學性、實用性和先進性。酶工程可劃分為三部分內(nèi)容：酶學基礎(chǔ)知識、酶工程及酶的應(yīng)用。酶工程部分的內(nèi)容包括酶的發(fā)酵生產(chǎn)、酶的提取與分離純化、酶的分子修飾、酶、細胞、原生質(zhì)體固定化、酶的非水相催化、定向進化和酶反應(yīng)器等。酶的基礎(chǔ)部分在生物化學中有詳細的講解，本課程只做一些回顧。所以在課程內(nèi)容安排上酶工程和應(yīng)用為教學主線。在講課時注重強調(diào)各學科的知識與教學的主線的聯(lián)系，另外，在課程講解中引入應(yīng)用實例，通過設(shè)疑、引導(dǎo)學生思維并概括其原理，不僅可以提高學生的學習興趣，還能增強學生對知識點的理解。課程將酶的應(yīng)用放在最后一章，能進一步讓學生認識酶對現(xiàn)代社會生活的影響。

在學習酶工程之前，學生已完成了基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和部分專業(yè)課的學習，系統(tǒng)學習了很多與本課程相關(guān)的知識，如微生物學、生物化學、細胞工程、基因工程等。我們在組織教學內(nèi)容時，對學生已掌握和了解的內(nèi)容不再重復(fù)講授，如酶的基礎(chǔ)知識、酶的生物合成的調(diào)節(jié)等已詳細講解過，本課程只要復(fù)習相關(guān)的章節(jié)，避免不必要的重復(fù)。

3.更新教學內(nèi)容與學科發(fā)展接軌

在酶工程課堂教學中，教師應(yīng)注重以教材為主，并參閱其他相關(guān)的書籍和國內(nèi)外專業(yè)期刊，對教學內(nèi)容加以補充擴展，同時適當向?qū)W生介紹本學科國內(nèi)外最新的科研成果及新理論、新技術(shù)和新方法，使教學內(nèi)容更加豐富，加大課堂的信息量，同時可以擴大學生的知識面。比如在講產(chǎn)酶微生物發(fā)酵條件研究的時候，可以介紹試驗設(shè)計的原理和方法、響應(yīng)面分析及其應(yīng)用，使學生掌握酶發(fā)酵時如何確定最佳培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件。另外在講酶的應(yīng)用時，要介紹酶在醫(yī)藥和工業(yè)中最新的研究進展，這樣不僅能吸引學生的注意力，提高學生的學習興趣，還使學生對酶工程的最新發(fā)展有所了解，為學生今后在酶工程及相關(guān)領(lǐng)域進一步探索和研究起到一個指引方向的作用。

二、改革課堂教學模式

1.采用交互式教學策略

“交互式教學”是一種教學探索，與傳統(tǒng)的教學方法相比，這種教學方法體現(xiàn)以學生為主體的教學思想，提倡真正的人才素質(zhì)培養(yǎng)［4］。在酶工程教學中，我們探討了“預(yù)習、提問、討論和小結(jié)”4個策略的綜合運用。以微生物發(fā)酵產(chǎn)酶知識模塊為例。首先是預(yù)測，主要是讓學生通過預(yù)習預(yù)測所講內(nèi)容，比如在微生物發(fā)酵產(chǎn)酶課堂教學之前，給學生布置預(yù)習提綱，并指定產(chǎn)酶微生物選育的參考書和相關(guān)網(wǎng)站，要求學生在業(yè)余時間預(yù)習微生物發(fā)酵生產(chǎn)的相關(guān)內(nèi)容，并預(yù)測教師課堂講授內(nèi)容，通過這一策略可以增強學生的閱讀理解能力和自學能力；然后是提問，當教師在課堂上講授知識點之后，由學生根據(jù)預(yù)習中遇到的問題或課堂講授中遇到的疑問向教師提出問題，或者是教師根據(jù)學生的問題，結(jié)合教材的知識點提出設(shè)問，比如如何篩選出所需的產(chǎn)酶微生物？學生從教師的提示中去尋找解決問題的辦法，通過這一策略可以培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力；接著是澄清，澄清是師生進行交互活動的具體表現(xiàn)，也是課堂教學的核心，教師有針對性地對典型問題進行講解，并和學生進行探討，以解決學生的疑惑，通過這一策略可以培養(yǎng)學生創(chuàng)造性的思維能力；最后是小結(jié)，在課堂教學即將結(jié)束時，由教師總結(jié)授課內(nèi)容的重點和難點，鞏固學生所學知識，通過這一策略可以培養(yǎng)學生的復(fù)習能力和總結(jié)歸納能力。綜上所述，在酶工程教學中，我們通過預(yù)測、提問、澄清和小結(jié)4個策略的綜合運用，來達到提高學生綜合素質(zhì)的目的。

2.應(yīng)用多媒體教學，優(yōu)化教學模式

多媒體技術(shù)的應(yīng)用，給教學注入了新的活力，打破了傳統(tǒng)的一支粉筆、一張嘴、從頭講到尾的教學模式，實現(xiàn)了文字、圖像和聲音的同步輸出，提高了教學效率，增強了教學效果。為此，我們充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，制作酶工程課程的多媒體課件，在課件中體現(xiàn)重點和難點，利用不同顏色和特殊標記突出重點文字。對教學中的難點內(nèi)容通過圖表、動畫等形式進行分解，使抽象的內(nèi)容具體化、生動化、直觀化，加深理解，便于記憶。如在講酶的分離純化時，我們通過多媒體課件向?qū)W生展示凝膠過濾、親和層析等動態(tài)全過程，在講到酶傳感器、酶反應(yīng)器時，通過多媒體課件既向?qū)W生展示了相關(guān)設(shè)備的實物圖片和結(jié)構(gòu)圖，又以相對直觀的形式講授其流程、原理和操作技術(shù)，收到良好的教學效果。當然，采用多媒體教學并不表示在教學過程中教師完全沒有板書，在講到重點難點的時候，適當?shù)陌鍟鴷鰪娊虒W效果。在教學過程中堅持教師的主導(dǎo)作用，充分合理利用多媒體課件這個輔助手段，適當適時地運用科學的教育手段去教書育人。

三、采用多元考核方式，從多方面考察學生運用知識的能力

課程考核是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，它既是對學生學習效果的一種檢驗，也是對教師教學效果的一種衡量。因此，在課程考核中，我們不僅注重考核學生對知識要點的掌握程度，更注重考核學生的分析解決問題能力和創(chuàng)新能力。采用靈活多樣的考核方式，對學生的綜合素質(zhì)進行考查，建立了以基本知識、基本技能、基本操作為基礎(chǔ)，以綜合運用能力為重點，以學習態(tài)度為參照的綜合考評體系。我們將酶工程課程的成績考核分為3個部分：期末筆試50分，課程論文和PPT30分，平時成績20分。期末考試旨在考察學生對基本知識、基本概念的掌握，課程論文部分重在培養(yǎng)學生的綜合能力，如文獻查詢能力和專業(yè)英語能力。在學期初，給出酶工程領(lǐng)域的研究熱點，讓學生分組進行查閱資料，并結(jié)合相關(guān)背景知識寫出課程論文，做成PPT，每組派代表匯報。

四、結(jié)束語

通過上述辦法，克服了由于專業(yè)課時相對減少給酶工程課程帶來的不利影響，課堂氣氛活躍，學生學習的熱情和積極性明顯提高，教學效果良好。通過教改活動，筆者感悟到教育是一項系統(tǒng)工程。為此，在今后的教學工作中，我們會繼續(xù)努力，結(jié)合本校專業(yè)的實際情況，不斷加強酶工程課程教學的研究和改革，改進和完善課程教學體系，有效地提高教學質(zhì)量，逐步形成本專業(yè)特色的酶工程課程教學模式，達到本專業(yè)人才培養(yǎng)的目的和要求。

［1］呂中，戶業(yè)麗，程波.工科院校酶工程專業(yè)課程的教學與思索［J］.廣東化工，2008，35（6）：104-105.

［2］林淦，劉科.酶工程專業(yè)課程的教學與思考［J］.化工高等教育，2007，（3）：27-28.

［3］楊家余.緒論課教學策略探討［J］.浙江萬里學院學報，2010，23（1）：114-116.

［4］任曉莉，趙潤柱，梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學改革與實踐［J］.微生物學通報，2011，38（1）：127-130.