“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)與研究

羅 璇，石 慧

（武漢設(shè)計(jì)工程學(xué)院食品與生物科技學(xué)院，湖北武漢 430205）

“酶工程”是生物工程的專業(yè)核心必修課，是研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的重要學(xué)科[1]。由于“酶工程”所涉及的學(xué)科內(nèi)容發(fā)展迅速，“00后”大學(xué)生個(gè)性的凸顯，新時(shí)期創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的需要，“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)無疑是提高教學(xué)效果的有效手段，是酶學(xué)與酶技術(shù)研究效率的重要手段，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情，并為學(xué)生創(chuàng)造了鞏固知識(shí)、探究問題、答疑解惑的便利平臺(tái)。

1 創(chuàng)新理論教學(xué)方法

國家教育部曾提出過精品課程5個(gè)“一流”含義，即具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程[2]。其中，對(duì)于二批應(yīng)用型本科院校來說，一流的教學(xué)方法對(duì)課程效果的影響尤為重大，而且是精品課程特點(diǎn)中最容易優(yōu)化的參數(shù)之一。為了實(shí)現(xiàn)一流的教學(xué)方法，針對(duì)學(xué)校實(shí)際情況，在10年的“酶工程”教學(xué)探索中，形成了自己獨(dú)特的理論教學(xué)法。

1.1 打比方教學(xué)法使抽象的概念具體化

對(duì)于工科難于理解的抽象知識(shí)點(diǎn)采用“打比方教學(xué)法”?！懊腹こ獭敝薪?jīng)常會(huì)出現(xiàn)陌生的專業(yè)術(shù)語和易混淆的概念，可以將這些知識(shí)難點(diǎn)和生活中的某個(gè)熟悉的事物建立一個(gè)聯(lián)系，用打比方的手段讓新知識(shí)熟悉化，讓復(fù)雜問題簡單化。生動(dòng)恰當(dāng)?shù)谋确接袝r(shí)能將抽象化的語言變得具體明了，讓人茅塞頓開。在“酶工程”課程教學(xué)中，引入這樣的方法，比如酶的固定化是個(gè)比較抽象、不好理解的知識(shí)點(diǎn)。在講到固定化酶的時(shí)候，把固定化酶比作鹵料包，固定化載體就好比是調(diào)料包上的紗布，酶就好比是鹵料，固定化酶在生物反應(yīng)器中發(fā)揮的酶促反應(yīng)過程就像是鹵料在湯鍋中讓食品入味的過程。固定化酶在生物催化反應(yīng)中沒有損失，而且便于收集的特點(diǎn)就好比鹵料顆粒在鹵制食品過程中也容易取出，不影響口感。

1.2 靈活在課程中應(yīng)用雙語教學(xué)，推動(dòng)專業(yè)知識(shí)開放化

教育部曾在2001年就明確指出要支持高校生物等專業(yè)積極開展雙語教學(xué)。但由于相關(guān)配套課程教材的缺乏，教師英語水平的限制，學(xué)生全英文理解專業(yè)知識(shí)的能力參差不齊，導(dǎo)致“酶工程”專業(yè)英語教學(xué)的推廣受限。在學(xué)校“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的過程中，根據(jù)自身實(shí)際情況，在課程中靈活地運(yùn)用了雙語教學(xué)，取得了一些經(jīng)驗(yàn)。

對(duì)于簡單的和連續(xù)性的內(nèi)容，采用“雙語教學(xué)法”。這種專業(yè)課的雙語教學(xué)不僅是酶工程內(nèi)容的英語表達(dá)化，而是要用英語表達(dá)酶工程的內(nèi)容時(shí)，使學(xué)生既能掌握專業(yè)知識(shí)，又能提高學(xué)生的專業(yè)英語水平，為培養(yǎng)具有國際化背景的高層次應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)的外語和專業(yè)基礎(chǔ)。理想的雙語教學(xué)應(yīng)當(dāng)全英文教學(xué)，然而，針對(duì)二本院校任課教師和學(xué)生的英語水平有限的實(shí)際情況，采用了循序漸進(jìn)的教學(xué)方式。即在介紹專業(yè)術(shù)語為主的簡單內(nèi)容時(shí)，通過對(duì)常用的專業(yè)英語詞匯進(jìn)行構(gòu)詞分析、對(duì)詞根前綴和后綴的反復(fù)練習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)專業(yè)詞匯的理解和記憶。在講解酶的動(dòng)力學(xué)、酶的分子改造、化學(xué)改造時(shí)，由于本身專業(yè)知識(shí)難度較大，化學(xué)方程式，分子酶切過程圖解多，基本采用中文教學(xué)，適當(dāng)提示強(qiáng)調(diào)重要專業(yè)詞匯。在講到酶的應(yīng)用等簡單易懂的章節(jié)時(shí)，嘗試全英文教學(xué)，提高學(xué)生語感。而對(duì)SCI專業(yè)外文文獻(xiàn)的講解，則采用了翻譯式教學(xué)。適當(dāng)靈活地在“酶工程”教學(xué)中使用雙語教學(xué)，既加強(qiáng)了專業(yè)英語水平，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開放了專業(yè)知識(shí)與國際的接軌。

1.3 專題案例法的適當(dāng)使用，激發(fā)學(xué)習(xí)源動(dòng)力

對(duì)于系統(tǒng)性和專題類的課程內(nèi)容，采取了“專題案例教學(xué)法”。生物技術(shù)的發(fā)展日新月異，隨著分子生物學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展，要求教師在理論課中及時(shí)傳遞國內(nèi)外酶工程及其相關(guān)領(lǐng)域里的科研動(dòng)態(tài)和科技成果，充實(shí)課堂教學(xué)內(nèi)容，以確保教學(xué)內(nèi)容的前沿性，使學(xué)生了解酶工程的最新研究進(jìn)展。近年來，將歷年的國際酶工程會(huì)議論文整理成提綱作為一次專題課講解，讓學(xué)生了解當(dāng)今酶工程的研究方向和熱點(diǎn)。又將歷年來諾貝爾獎(jiǎng)中有關(guān)酶工程的獲獎(jiǎng)案例作為案例教學(xué)講解，繪制了一幅“酶工程諾貝爾獎(jiǎng)”歷史畫冊(cè)。查閱了最新的Nature，Science等雜志上有關(guān)酶工程內(nèi)容的重要科研論文，作為一次專題課給學(xué)生解讀酶工程領(lǐng)域的前沿研究。這樣的專題內(nèi)容由一根主線貫通，體現(xiàn)了知識(shí)的系統(tǒng)性、連續(xù)性和時(shí)代性，在理論課程中的適當(dāng)使用，會(huì)給學(xué)生留下系統(tǒng)深刻的印象，激發(fā)他們對(duì)酶工程領(lǐng)域的探究源動(dòng)力。

2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課程建立創(chuàng)新應(yīng)用型實(shí)踐教學(xué)體系

酶工程是一門理論與實(shí)踐密切聯(lián)系的應(yīng)用型學(xué)科，依靠邏輯推理的知識(shí)較少、應(yīng)用性較強(qiáng)，實(shí)踐是對(duì)課堂傳授知識(shí)的最好詮釋。實(shí)踐教學(xué)在課程建設(shè)中的作用尤為突出，通過各種實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不僅能使學(xué)生更加牢固地掌握相關(guān)理論知識(shí)，而且能非常有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和開拓創(chuàng)新精神。

2.1 優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

在“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)中，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，認(rèn)真優(yōu)化了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容?！懊腹こ獭睂?shí)驗(yàn)課既要從教學(xué)內(nèi)容的章節(jié)分布上合理考慮，也要從就業(yè)市場對(duì)畢業(yè)生的需求考慮，更要從提高學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的角度考慮。選用了酶活力的測定、酵母細(xì)胞的固定化、酶的分離純化等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為重要的單元操作；采用了分子酶切及酶的克隆化實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)了國內(nèi)本科院校酶工程分子實(shí)驗(yàn)技術(shù)缺乏的空白；結(jié)合學(xué)院生物技術(shù)研究所承擔(dān)的相關(guān)課題，開展了微生物腸道菌的篩選及產(chǎn)酶性質(zhì)研究的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

2.2 完善實(shí)踐教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)課僅僅只是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中一個(gè)基礎(chǔ)的部分，為了完善實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以教師指導(dǎo)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目為抓手，以學(xué)校對(duì)開放實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)科研項(xiàng)目的支助建設(shè)為契機(jī)，將酶工程方向的科研項(xiàng)目在全體生物工程專業(yè)的學(xué)生中鋪開，讓學(xué)生在科研中“摸爬滾打”，讓理論知識(shí)更好地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)價(jià)值。實(shí)踐課程建設(shè)過程中，學(xué)校還積極創(chuàng)造良好的校企聯(lián)合環(huán)境，為生物工程專業(yè)學(xué)生的酶工程課程安排了武漢生物技術(shù)研究所的參觀見習(xí)，武漢華美生物工程有限公司、武漢新華揚(yáng)生物股份有限公司酶工程的畢業(yè)實(shí)習(xí)，使學(xué)生能在畢業(yè)之后盡早適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的要求。

3 建立立體化的教學(xué)監(jiān)管模式

立體化教學(xué)監(jiān)管模式給平面的書本教材附以各種形象生動(dòng)的教學(xué)要素，從而變得立體化，讓知識(shí)更容易被人接受，它的主要特點(diǎn)為教學(xué)資源多樣化、教學(xué)方式多元化和知識(shí)結(jié)構(gòu)立體化[3]。

高校專業(yè)課課堂常常會(huì)出現(xiàn)這樣幾種情況：每次上課，教師都需要時(shí)間統(tǒng)計(jì)缺課學(xué)生；針對(duì)教師的上課提問，學(xué)生積極性不高；學(xué)生課后作業(yè)存在抄襲和質(zhì)量不高的現(xiàn)象。究其原因，主要是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)枯燥難懂的專業(yè)課程的興趣不夠，教學(xué)監(jiān)管的方法落后。

鑒于這種情況，結(jié)合“00后”大學(xué)生都用智能手機(jī)的現(xiàn)狀，“酶工程”課程第一次開課時(shí)就建好了“酶工程”課程微信學(xué)習(xí)群、QQ交流群，每次上課前，教師都會(huì)把本次課的課件上傳，供學(xué)生提前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)過程中，學(xué)生對(duì)疑惑的知識(shí)點(diǎn)可以評(píng)論留言。每次的課程作業(yè)要求學(xué)生在線完成，提交作業(yè)到群文件并簽到打卡，教師能最快地發(fā)現(xiàn)沒有完成作業(yè)的學(xué)生。這種方法尤其適用于課題討論式作業(yè)，大家可以充分利用網(wǎng)絡(luò)，分享國內(nèi)外優(yōu)秀的文獻(xiàn)資料，多人共同探討發(fā)言，教師也會(huì)在群里及時(shí)在線點(diǎn)評(píng)作業(yè)，學(xué)生為了面子會(huì)努力將作業(yè)做得更好，作業(yè)抄襲現(xiàn)象也得到抑制，專業(yè)課教師和個(gè)性凸顯的學(xué)生也能更好地交流和增進(jìn)師生感情。

充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立完善的“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程網(wǎng)站，將教學(xué)大綱、教案、講義、多媒體課件、參考書籍、習(xí)題和相關(guān)期刊雜志的鏈接網(wǎng)址等提供給學(xué)生；開設(shè)BBS討論專欄，使學(xué)生之間、師生之間可隨時(shí)對(duì)課程學(xué)習(xí)的疑問或感興趣的方面進(jìn)行討論和解答。這種課外教學(xué)資源的補(bǔ)充，不僅有助于學(xué)生梳理教學(xué)內(nèi)容的主線、及時(shí)查漏補(bǔ)缺，更鍛煉了大學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自我解決問題的能力。

4 借鑒微課慕課形式加強(qiáng)課程探索性建設(shè)

4.1 微課在重難點(diǎn)知識(shí)中的恰當(dāng)應(yīng)用

微課自2008年提出以來已逐步引入國內(nèi)各種類型的教育[4]。微課突出了關(guān)鍵的概念和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生利用教師建立的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教育資源，通過自我鉆研，進(jìn)一步鞏固重點(diǎn)知識(shí)、掌握難點(diǎn)知識(shí)，從而激發(fā)探索學(xué)習(xí)的興趣。目前，國內(nèi)高校主要是以教學(xué)視頻為主要載體，反映教師在課堂教學(xué)過程中針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而開展教與學(xué)活動(dòng)的各種教學(xué)資源有機(jī)組合[5]。在“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)中，嘗試將酶的固定化、酶抑制作用的分類、酶的動(dòng)力學(xué)這些重難點(diǎn)知識(shí)做成動(dòng)畫視頻微課；將酶的定向進(jìn)化、離子液介質(zhì)中的酶催化、酶的克隆等不易開展的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由教師錄制示范實(shí)驗(yàn)錄像微課，再插入教師的講解，放在校園網(wǎng)上，供學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后強(qiáng)化理解。這種方式的開展可以強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)的理解，使學(xué)生變得更加主動(dòng)充分地利用課后的零碎時(shí)間自由快樂地完成對(duì)枯燥知識(shí)課程的學(xué)習(xí)。

4.2 慕課的嘗試引用

慕課是一種以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)為介質(zhì)，通過免費(fèi)教程為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，被認(rèn)為是信息技術(shù)所催生的教育革命[6]。對(duì)于主題性內(nèi)容，如腫瘤與分子免疫治療、新酶的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用、酶的歷史沿革等大眾性課題，可以采用邀請(qǐng)國內(nèi)外酶學(xué)專家和在校學(xué)生做在線論壇討論或進(jìn)行同步在線的方式學(xué)習(xí)，還可以購買部分國家精品課程中優(yōu)秀的話題討論類慕課內(nèi)容，供學(xué)生們學(xué)習(xí)。

地方高校選擇課堂教學(xué)與慕課、微課教學(xué)相結(jié)合的模式是一個(gè)明智之舉，既有利于改革傳統(tǒng)教學(xué)模式、兼顧課堂教學(xué)和個(gè)性化教學(xué)，又能節(jié)約資源，建設(shè)符合自身特色的應(yīng)用型教學(xué)模式。

5 結(jié)語

通過對(duì)學(xué)校生物工程本科專業(yè)“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè),“酶工程”課程的教學(xué)質(zhì)量明顯提高。形成了一套適合二批本科生物工程專業(yè)的“酶工程”課程體系。課程的建設(shè)充分利用了多種創(chuàng)新可行的教學(xué)方法，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，完善了實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)信息化、網(wǎng)絡(luò)化，大大提高了酶工程課程的教學(xué)效果，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生在課余時(shí)間更加主動(dòng)更加快樂地學(xué)習(xí)。然而，生物技術(shù)的發(fā)展日新月異，酶工程技術(shù)也是日益更新,優(yōu)質(zhì)課程的建設(shè)要長期維護(hù)才能成為真正的“優(yōu)質(zhì)課程”。專業(yè)教師要不斷將新知識(shí)、新技術(shù)融入到課堂教學(xué)中去。同時(shí)，不斷探索新的更為合適的教學(xué)方法、繼續(xù)優(yōu)化“酶工程”的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源中的動(dòng)畫，音視頻內(nèi)容，努力達(dá)到省級(jí)乃至國家級(jí)“酶工程”優(yōu)質(zhì)課程的水平，從而培養(yǎng)出新世紀(jì)創(chuàng)新型人才。