酶工程課程教學改革探索

　　摘要：酶工程課程是高校生物技術和生物工程專業的專業課。在教學質量工程的背景下，根據學科建設及專業發展的需要，結合酶工程課程的教學實踐，對該課程的教學內容、教學方法以及考核方式等方面進行了改革和探索，取得了較好的效果。
　　關鍵詞：酶工程；教學方法；探索
　　
　　酶工程的概念最早出現于20世紀70年代，隨著該學科的不斷發展，被認為是組成現代生物工程四大技術體系（基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程）之一。它是酶學、微生物學的基本原理與工程學有機結合而產生的邊緣學科，在工業、農業、醫藥、保健、環保等領域發揮著重要作用［1-2］。酶工程是生物工程、生物技術、發酵工程等專業教學計劃中一門非常重要的專業課，本課程內容豐富，涉及面廣，其教學體系的合理安排和設置對生物工程專業的人才培養起著至關重要的作用。如何使酶工程適合時代發展的需要，培養和造就高素質、創造性人才，如何在有限的課時內使學生掌握酶工程最基本的內容，提高他們在實踐中分析問題、解決問題的能力，并為今后的發展打下堅實的基礎，是我們需要認真思考的問題。筆者結合在課堂教學中的切身感受，談幾點體會。
　　一、教學內容改革
　　1.上好緒論課，激發學生的學習興趣
　　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。緒論是教材的發端之言，是總攬教材的綱領，是教材的先導與靈魂。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。是培養新課程良好興趣的重要環節［3］。緒論課內容豐富，但教學時數有限，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涵、特點。第二，必須要讓學生了解學習該門課程的意義。要結合生動的例子介紹酶工程在生物技術領域中的重要地位，酶工程發展歷史、現狀和發展方向，在經濟發展中的地位，主要產品、研究熱點與難點等，激發學生的學習興趣。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”，自己應該如何“學”。
　　2.結合生產實際，突出課程教學重點，避免重復
　　教學內容是人才培養的主要落腳點，是教學改革的關鍵，21世紀人才的知識結構需要既具有系統性又具有開拓性，既具有扎實的理論基礎又具有一定的實踐技能。因此，教學內容的選擇就必須兼顧系統性、基礎性、科學性、實用性和先進性。酶工程可劃分為三部分內容：酶學基礎知識、酶工程及酶的應用。酶工程部分的內容包括酶的發酵生產、酶的提取與分離純化、酶的分子修飾、酶、細胞、原生質體固定化、酶的非水相催化、定向進化和酶反應器等。酶的基礎部分在生物化學中有詳細的講解，本課程只做一些回顧。所以在課程內容安排上酶工程和應用為教學主線。在講課時注重強調各學科的知識與教學的主線的聯系，另外，在課程講解中引入應用實例，通過設疑、引導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。課程將酶的應用放在最后一章，能進一步讓學生認識酶對現代社會生活的影響。
　　在學習酶工程之前，學生已完成了基礎課、專業基礎課和部分專業課的學習，系統學習了很多與本課程相關的知識，如微生物學、生物化學、細胞工程、基因工程等。我們在組織教學內容時，對學生已掌握和了解的內容不再重復講授，如酶的基礎知識、酶的生物合成的調節等已詳細講解過，本課程只要復習相關的章節，避免不必要的重復。
　　3.更新教學內容與學科發展接軌
　　在酶工程課堂教學中，教師應注重以教材為主，并參閱其他相關的書籍和國內外專業期刊，對教學內容加以補充擴展，同時適當向學生介紹本學科國內外最新的科研成果及新理論、新技術和新方法，使教學內容更加豐富，加大課堂的信息量，同時可以擴大學生的知識面。比如在講產酶微生物發酵條件研究的時候，可以介紹試驗設計的原理和方法、響應面分析及其應用，使學生掌握酶發酵時如何確定最佳培養基和培養條件。另外在講酶的應用時，要介紹酶在醫藥和工業中最新的研究進展，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展有所了解，為學生今后在酶工程及相關領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，與傳統的教學方法相比，這種教學方法體現以學生為主體的教學思想，提倡真正的人才素質培養［4］。在酶工程教學中，我們探討了“預習、提問、討論和小結”4個策略的綜合運用。以微生物發酵產酶知識模塊為例。首先是預測，主要是讓學生通過預習預測所講內容，比如在微生物發酵產酶課堂教學之前，給學生布置預習提綱，并指定產酶微生物選育的參考書和相關網站，要求學生在業余時間預習微生物發酵生產的相關內容，并預測教師課堂講授內容，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，由學生根據預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，或者是教師根據學生的問題，結合教材的知識點提出設問，比如如何篩選出所需的產酶微生物？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，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學生創造性的思維能力；最后是小結，在課堂教學即將結束時，由教師總結授課內容的重點和難點，鞏固學生所學知識，通過這一策略可以培養學生的復習能力和總結歸納能力。綜上所述，在酶工程教學中，我們通過預測、提問、澄清和小結4個策略的綜合運用，來達到提高學生綜合素質的目的。
　　2.應用多媒體教學，優化教學模式
　　多媒體技術的應用，給教學注入了新的活力，打破了傳統的一支粉筆、一張嘴、從頭講到尾的教學模式，實現了文字、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，我們充分利用網絡資源，制作酶工程課程的多媒體課件，在課件中體現重點和難點，利用不同顏色和特殊標記突出重點文字。對教學中的難點內容通過圖表、動畫等形式進行分解，使抽象的內容具體化、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學生展示凝膠過濾、親和層析等動態全過程，在講到酶傳感器、酶反應器時，通過多媒體課件既向學生展示了相關設備的實物圖片和結構圖，又以相對直觀的形式講授其流程、原理和操作技術，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，適當的板書會增強教學效果。在教學過程中堅持教師的主導作用，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節，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新能力。采用靈活多樣的考核方式，對學生的綜合素質進行考查，建立了以基本知識、基本技能、基本操作為基礎，以綜合運用能力為重點，以學習態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學生的綜合能力，如文獻查詢能力和專業英語能力。在學期初，給出酶工程領域的研究熱點，讓學生分組進行查閱資料，并結合相關背景知識寫出課程論文，做成PPT，每組派代表匯報。
　　四、結束語
　　通過上述辦法，克服了由于專業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工程。為此，在今后的教學工作中，我們會繼續努力，結合本校專業的實際情況，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，有效地提高教學質量，逐步形成本專業特色的酶工程課程教學模式，達到本專業人才培養的目的和要求。
　　參考文獻：
　　［1］ 呂中，戶業麗，程波.工科院校酶工程專業課程的教學與思索［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.