醫(yī)學(xué)院校酶工程課程的教學(xué)實踐與改革

摘 要：酶工程是生物技術(shù)與生物工程專業(yè)核心課程之一。作者在根據(jù)醫(yī)學(xué)院校特色優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程、課堂中導(dǎo)入“職業(yè)角色”意識、嘗試雙語教學(xué)、改革實驗教學(xué)等實踐環(huán)節(jié)中，在問卷調(diào)查、師生互動的基礎(chǔ)上，就教學(xué)改革的必要性、內(nèi)容與方式展開論述，并積極尋找教學(xué)改革新突破點。

關(guān)鍵詞：酶工程 醫(yī)學(xué)院校 教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）02（a）-0073-02

《酶工程》是一門研究生物催化、生物轉(zhuǎn)化過程中共性科學(xué)問題及工程技術(shù)問題的專業(yè)核心課程。它建立在生物學(xué)（尤其是酶學(xué)）、化學(xué)、工程學(xué)等多學(xué)科基礎(chǔ)之上，將生物催化的原理、酶的生產(chǎn)、酶的化學(xué)修飾及固定化酶技術(shù)、酶的生物學(xué)方法改造、酶反應(yīng)器等方面的知識相結(jié)合，并闡明酶在多行業(yè)中的應(yīng)用。本課程教授對象為生物技術(shù)及生物工程專業(yè)（分別屬于理科及工科）的全日制本科生。目前，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院每學(xué)年開設(shè)酶工程理論課48學(xué)時，實驗課36學(xué)時，另開設(shè)有雙學(xué)位理論課48學(xué)時。前期教學(xué)改革專項使酶工程教學(xué)效果得到明顯改善[1]。但是，由于本課程的重要性、學(xué)科知識更新的迅速性以及“生物經(jīng)濟”時代對優(yōu)質(zhì)酶工程人才的高要求，因而有必要不斷推進(jìn)教學(xué)改革。通過對本校生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、三全學(xué)院生物技術(shù)、生物工程專業(yè)學(xué)生的抽樣調(diào)查，結(jié)果表明，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為該課程有繼續(xù)改革的必要性。通過學(xué)生座談會、師生互動、教師集體備課，取得共識：深度教學(xué)改革的關(guān)鍵在于尋找若干“突破點”，例如，發(fā)揮醫(yī)學(xué)院校獨特優(yōu)勢、在課堂中導(dǎo)入“職業(yè)角色”意識、嘗試雙語教學(xué)和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程等。

1 根據(jù)醫(yī)學(xué)院校特色優(yōu)化教學(xué)重點

國內(nèi)很少有醫(yī)學(xué)院校開設(shè)《酶工程》，而新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院是河南省最早開設(shè)《酶工程》課程的醫(yī)學(xué)院校。為發(fā)揮醫(yī)學(xué)院校的優(yōu)勢，我們在教學(xué)重點取舍、示例講解、課件制作等方面充分體現(xiàn)醫(yī)藥特色。

我們選用陳守文（2008年第一版）和郭勇主編（2009年第三版）的教材（均屬普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材）。這兩套教材雖使用普遍、質(zhì)量較高，但教材編著者為工科、農(nóng)科背景，在農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)保等領(lǐng)域的示例較多，而醫(yī)藥領(lǐng)域的示例偏少。例如，在“酶的抑制劑”一章，教材大量列舉有機磷殺蟲劑、脲酶等例子；在“酶的應(yīng)用”一章，環(huán)保、輕工、化工等方面的篇幅較多。為此，我們在講解過程中，既注重課程的體系完整性，又著力體現(xiàn)醫(yī)藥特色，補充醫(yī)藥方面的教學(xué)示例進(jìn)行詳細(xì)講解。我們相應(yīng)增加了微生物來源的抗糖尿病藥物α-葡萄糖苷酶抑制劑、心血管系統(tǒng)藥物HMG-CoA還原酶抑制劑等醫(yī)藥應(yīng)用的例子。在講述中，注意結(jié)合相關(guān)學(xué)科，既闡述酶抑制劑篩選、改造方法、又聯(lián)系酶工程上游課程——發(fā)酵工程、生物分離工程和微生物學(xué)。注重對某些熱點話題（例如酶在食品安全中的應(yīng)用）進(jìn)行專題總結(jié)，在課堂中與學(xué)生討論。此外，我們非常關(guān)注學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)，例如，對于“酶反應(yīng)器”一章，我們重點闡述不同類型反應(yīng)器的特點，而不詳細(xì)講述有關(guān)反應(yīng)動力學(xué)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程。另外，在教學(xué)中緊密聯(lián)系與醫(yī)藥相關(guān)的熱點話題，例如，在蜱蟲導(dǎo)致十余人死亡的新聞發(fā)生后，我們由蜱蟲講到農(nóng)藥毒死蜱是一種酶抑制劑；豬流感爆發(fā)后，我們補充了神經(jīng)氨酸酶抑制劑的例子，極大地調(diào)動了學(xué)生興趣，活躍了課堂氣氛。同時，將社會上普遍關(guān)注的相關(guān)重大問題與課程相聯(lián)系，讓學(xué)生認(rèn)識到這門課程的重要性。例如，生物煉制“綠色”技術(shù)；采用酶傳感器對某些恐怖襲擊（如沙林毒氣）預(yù)警。

2 將“職業(yè)角色”意識引入課堂

教師結(jié)合工作經(jīng)驗和對職業(yè)生涯的理解，在“酶的應(yīng)用”等章節(jié)引入實例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“職業(yè)角色”，豐富其感性認(rèn)識，既有助于學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃，又有利于主要教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。目前，眾多學(xué)生對選擇哪個領(lǐng)域發(fā)展、如何適應(yīng)工作崗位、如何提升自我的競爭力等方面表示迷茫，非?？释Y(jié)合專業(yè)課的講解獲得職業(yè)發(fā)展或考取研究生等方面的指導(dǎo)。教師在課堂中潛移默化地引入“職業(yè)”理念，能讓學(xué)生更加適應(yīng)市場經(jīng)濟時代的要求，發(fā)揮醫(yī)藥背景的優(yōu)勢，更好地與醫(yī)生及藥廠的客戶或同行進(jìn)行溝通。我們在教學(xué)過程中采取能夠融入“角色轉(zhuǎn)變”的思考題等教學(xué)手段，例如，“假如你是一名酶制劑銷售員，你應(yīng)該掌握并向客戶重點介紹該酶的哪些特性和產(chǎn)品優(yōu)勢”、“假如你是一名工程師，根據(jù)客戶要求，你將選擇哪條技術(shù)路線，低成本、高效率地改進(jìn)酶的專一性及穩(wěn)定性”。此外，為適應(yīng)我國科研及市場對人才的需求，我們要求學(xué)生能夠緊跟國家政策，了解“973”和“863”項目、國家自然科學(xué)基金動態(tài)、國內(nèi)酶制劑領(lǐng)導(dǎo)型企業(yè)對酶工程相關(guān)專業(yè)人才的招聘要求。在答疑環(huán)節(jié)，則盡可能滿足學(xué)生對有關(guān)酶的考研題講a解要求。

3 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程

網(wǎng)絡(luò)課程具備互聯(lián)網(wǎng)的開放性、互動性、共享性和高效性。為適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代教學(xué)模式的變革要求，我們借助學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程。目前，正根據(jù)學(xué)校要求對網(wǎng)絡(luò)課程升級到“精品資源共享課程”平臺。我們的網(wǎng)絡(luò)課程含有“教學(xué)大綱、學(xué)習(xí)綱要、課程錄像、網(wǎng)上交互、自測、評價、課程資源”等十個欄目，共享的理論課和實驗課錄像達(dá)2040min。這種課堂外的教學(xué)資源補充，不受時間、地點限制，有助于學(xué)生清晰掌握學(xué)科體系、教學(xué)重點和難點，理解課堂上未完全消化的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)課程大大促進(jìn)了師生互動，擴展了課程資源，提高了學(xué)生自學(xué)能力，也十分有利于教學(xué)資源積累。

4 嘗試雙語教學(xué)

雙語教學(xué)是提高酶工程教學(xué)質(zhì)量和提升學(xué)生專業(yè)外語水平的有效方法。酶工程內(nèi)容更新十分迅速，而新進(jìn)展絕大多數(shù)發(fā)表在英文文獻(xiàn)上。雖然開設(shè)《專業(yè)外語》，但是該課程選材基本上出自基礎(chǔ)課，很少涉及專業(yè)課。將酶工程通過雙語教學(xué)手段來進(jìn)行有效地教和學(xué)，達(dá)到雙語教學(xué)的目的，是教師和學(xué)生共同面臨的挑戰(zhàn)和機遇。雙語教學(xué)在講授專業(yè)知識的同時，為培養(yǎng)具有國際化背景的高層次應(yīng)用型人才打下堅實的外語和專業(yè)基礎(chǔ)[2]。

我們不斷探索學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律及雙語教學(xué)的規(guī)律，認(rèn)識酶工程雙語教學(xué)與一般專業(yè)英語課程的區(qū)別，既注意與雙語教學(xué)的《生物化學(xué)》等前期課程內(nèi)容和難度的銜接，又注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異性，并適當(dāng)補充學(xué)科前沿。出于循序漸進(jìn)的原則，我們只對專業(yè)術(shù)語的理解與記憶有考試要求。對于專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀，我們則在部分章節(jié)后面列出“reading list”，補充荷蘭Science Direct和德國Wiley等數(shù)據(jù)庫的文章作為課外閱讀材料，讓學(xué)有余力的學(xué)生自行安排時間學(xué)習(xí)。此外，為及時跟蹤學(xué)生掌握情況，我們逐步引入課堂小測驗、文獻(xiàn)翻譯、專題綜述等多種考核形式，并在期末考題中增加適當(dāng)英語考題量。

5 培養(yǎng)創(chuàng)新能力與改革實驗教學(xué)

酶工程是一門應(yīng)用性很強的課程。但是，當(dāng)前的實驗教學(xué)現(xiàn)狀很難提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。存在的問題有：實驗教材建設(shè)落后于理論教材；實驗設(shè)計體現(xiàn)學(xué)生思考的空間少，不能滿足學(xué)生求知探索需要；經(jīng)費有限；教學(xué)模式單一；學(xué)生應(yīng)付實驗和抄襲實驗報告的現(xiàn)象時有發(fā)生。

為解決這些問題，我們采用學(xué)生自行設(shè)計實驗的教學(xué)方法，通過小組選題、班級討論、教師參與的方式，確立一個綜合性、設(shè)計性實驗方案，在實驗中減少驗證性、增加探索性。通過讓學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)、準(zhǔn)備實驗用品（例如粗酶液）、分析討論實驗結(jié)果，使學(xué)生認(rèn)識到準(zhǔn)備過程的重要性，實驗過程的嚴(yán)謹(jǐn)性，培養(yǎng)其獨立從事科學(xué)研究的能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力、表達(dá)交流能力、協(xié)調(diào)組織能力、知識應(yīng)用能力、實際動手能力等。這樣，既能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，又可實現(xiàn)應(yīng)用型學(xué)科教學(xué)的主要目的[3]。通過改進(jìn)實驗課程成績的評定比例，根據(jù)方案可行性、答辯情況、實驗報告、項目準(zhǔn)備情況、實驗態(tài)度及團隊合作進(jìn)行成績評定，加強了實驗報告的規(guī)范性。

6 結(jié)語

經(jīng)過多年教學(xué)實踐與改革，我們積累了一些有益經(jīng)驗，取得了良好效果[1]。但是在問卷調(diào)查和師生互動中也發(fā)現(xiàn)一些問題。針對這些問題，我們擬采取以下舉措作為教學(xué)改革突破點：自編校內(nèi)講義、通過校企合作建設(shè)實踐教學(xué)基地、增加實踐和實習(xí)機會、積極引導(dǎo)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技活動、在課件中增加自己設(shè)計的動畫元素、改革考卷形式并增加題目的知識應(yīng)用性和靈活性。總之，作為酶工程主講教師，只有不斷提高自身教學(xué)科研水平，才有可能在“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的原則下堅持醫(yī)藥特色，培養(yǎng)出高素質(zhì)、創(chuàng)新型、應(yīng)用型酶工程專業(yè)人才。

參考文獻(xiàn)

[1]高啟禹，張文博，李小英，等.酶工程課程教學(xué)模式改革的探索與實踐[J].新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2012，29（1）：77-78.

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[3]王杰.酶工程設(shè)計型實驗教學(xué)方法的探索與應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13（6）：153-154.