代謝控制發(fā)酵課程教學(xué)改革探索

摘要：代謝控制發(fā)酵是生物工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要內(nèi)容是研究微生物的代謝調(diào)節(jié)和發(fā)酵規(guī)律。為了提高代謝控制發(fā)酵課程的教學(xué)質(zhì)量，本文從更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、完善考核方式等方面進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞：代謝控制發(fā)酵；教學(xué)改革；課堂討論

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）46-0055-02

代謝控制發(fā)酵課程是生物工程、生物制藥、微生物、食品等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，也是煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物工程專業(yè)繼生物化學(xué)、微生物學(xué)和基因工程之后的一門重要的專業(yè)理論課。課程內(nèi)容包括微生物的代謝調(diào)控，側(cè)重于微生物的生長(zhǎng)及代謝、代謝調(diào)控以及多種重要代謝產(chǎn)物的發(fā)酵控制育種等內(nèi)容。代謝控制發(fā)酵始終與生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系，在生物科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。代謝控制發(fā)酵課程可以將生產(chǎn)實(shí)踐和工業(yè)微生物育種緊密聯(lián)系，因此其教學(xué)改革一直是各高校相關(guān)專業(yè)關(guān)注的問題。代謝控制發(fā)酵課程作為我校精品課程建設(shè)的一部分，有必要進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高生物工程專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量，我們對(duì)該課程教學(xué)做了一定的探討和研究。

一、更新優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)教學(xué)的科學(xué)性

首先，更新教學(xué)大綱。教學(xué)大綱對(duì)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能進(jìn)行了規(guī)范，以此為基礎(chǔ)可以更好的培養(yǎng)人才。隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，用人單位對(duì)人才的要求也不斷提高，因此要及時(shí)對(duì)原有的教學(xué)大綱進(jìn)行修改及添加。在我們重新修訂的代謝控制發(fā)酵教學(xué)大綱中，明確了講授內(nèi)容，將各章節(jié)內(nèi)容按照理解、熟悉、掌握三個(gè)層次進(jìn)行了分配，重點(diǎn)突出，避免了教師授課內(nèi)容的隨意性。特別增加了重組DNA技術(shù)及基因工程技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容的章節(jié)。與此同時(shí)，為了使教學(xué)內(nèi)容與本研究方向保持同步，還在每一章中增加了“最新科研動(dòng)態(tài)”部分。在該部分中向?qū)W生介紹一些國(guó)內(nèi)外最新的代謝工程科研成果，加大課堂信息量，同時(shí)注意刪減陳舊過時(shí)的內(nèi)容。在授課過程中，還要努力追蹤學(xué)術(shù)前沿，并力求將新的、已為學(xué)術(shù)界所普遍認(rèn)可的研究成果轉(zhuǎn)化為課堂講授的內(nèi)容。其次，選擇適合學(xué)生理解的教材。教材是做好課堂教學(xué)的前提，它涵蓋了教學(xué)內(nèi)容，也是學(xué)校教學(xué)活動(dòng)最重要的工具。為此，選擇適合的教材是保障一門課程順利教授的重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)在有2種教材使用較廣，一種是化學(xué)工業(yè)出版社的儲(chǔ)炬編著的《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》，此書以工業(yè)發(fā)酵過程的調(diào)控作為主線，內(nèi)容全面，系統(tǒng)性強(qiáng)，但部分內(nèi)容難度較高。二是中國(guó)輕工業(yè)出版社出版的張克旭主編的《代謝控制發(fā)酵》[1]，此書主要介紹代謝控制發(fā)酵的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)又介紹了代謝工程中常用的科研方法和實(shí)驗(yàn)手段，尤其是育種方法章節(jié)，介紹非常詳細(xì)；但內(nèi)容較多且有些章節(jié)過于繁復(fù)，與課時(shí)量不符。因此建議不給學(xué)生硬性規(guī)定教材，而作為參考教材供學(xué)生自由選擇，并且將重點(diǎn)章節(jié)編成講義，派發(fā)給學(xué)生，便于學(xué)生有的放矢，更好掌握。另外，注重融合其他參考資料對(duì)教學(xué)內(nèi)容加以擴(kuò)展補(bǔ)充。第三，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有目的的增減，讓學(xué)生的知識(shí)體系更完整更系統(tǒng)。代謝控制發(fā)酵課程一般安排在第三學(xué)年，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過生物化學(xué)、微生物學(xué)等相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程。考慮到學(xué)生已經(jīng)掌握了微生物生長(zhǎng)和代謝的一些基礎(chǔ)知識(shí)，因此在進(jìn)行“代謝控制發(fā)酵”教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)提前熟悉基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)于重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)以復(fù)習(xí)的形式進(jìn)行回顧，避免課程之間不必要的重復(fù)。另外，由于代謝控制發(fā)酵中越來越多的涉及重組DNA技術(shù)及基因工程技術(shù)[2]，因此應(yīng)對(duì)生物工程專業(yè)的學(xué)生加強(qiáng)重組DNA技術(shù)、基因工程等相關(guān)章節(jié)的教學(xué)力度。如添加重組DNA育種新技術(shù)章節(jié)的課時(shí)量，可以向?qū)W生詳細(xì)講述2～3種常用實(shí)驗(yàn)技術(shù)，如質(zhì)粒提取，原核表達(dá)載體構(gòu)建等，拓寬學(xué)生的知識(shí)。

二、積極改進(jìn)教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

1.從緒論開始，激發(fā)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣。為了引發(fā)學(xué)生對(duì)本門課程的興趣，講好緒論就顯得格外重要。在緒論章節(jié)中，我們介紹了包括代謝工程在內(nèi)的三代基因工程的發(fā)展，人類對(duì)發(fā)酵認(rèn)識(shí)和利用的發(fā)展史，還介紹了目前一些熱門發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值及其在市場(chǎng)上的需求，這些都讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到代謝工程的重要性，有利于學(xué)生將代謝控制發(fā)酵課程的知識(shí)和學(xué)過的單科知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來，也為日后工作拓寬了科研思路。

2.在該課程的教學(xué)中引入課堂討論，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。課堂討論是基于合作學(xué)習(xí)的一種教學(xué)策略。合作學(xué)習(xí)是2O世紀(jì)7O年代興起于美國(guó)的一種新型教學(xué)策略[3]，具體內(nèi)容是由老師設(shè)定任務(wù)，學(xué)生自由組成課題小組，合作完成該任務(wù)，達(dá)到個(gè)體及合作搭檔學(xué)習(xí)效果的優(yōu)化。我們由此發(fā)展成為課堂討論，讓學(xué)生們自由組合，每組5～7人，自由選題，選題規(guī)定在代謝控制發(fā)酵專業(yè)方向范圍內(nèi)。每個(gè)組員都必須承擔(dān)一定的學(xué)習(xí)任務(wù)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)后，由組長(zhǎng)進(jìn)行總結(jié)，向教師及全體同學(xué)提交書面報(bào)告，即制成幻燈片，在課堂上演講10～15分鐘。報(bào)告的內(nèi)容主要包括選題目的及意義、解決問題的策略等。然后教師和學(xué)生一起參與討論和提問，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生在此項(xiàng)學(xué)習(xí)過程中，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，組間互相學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，拓寬知識(shí)面，因此表現(xiàn)出了極大地積極性和主動(dòng)性，選題的范圍涉及了酒類發(fā)酵及改良、新型抗生素的發(fā)酵控制育種、鮮味劑（核苷酸類）發(fā)酵控制育種等等，對(duì)課程教學(xué)做了很好的補(bǔ)充作用。

3.充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)教學(xué)?，F(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展迅速，能將視頻、音頻、動(dòng)畫、圖片等多媒體信息綜合到課件中。因此我們?cè)谡n程教學(xué)中可以多多發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，課程內(nèi)容更易理解，提高了課堂教學(xué)效率。此外，煙臺(tái)大學(xué)建立了成熟的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師可以將代謝控制發(fā)酵課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、思考題和參考文獻(xiàn)等通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供給學(xué)生。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的使用不受時(shí)間地點(diǎn)限制，是對(duì)課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也受到了學(xué)生的歡迎。

三、完善改革課程考核方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)

在課程改革前，該課程的考試方式為上交課程論文，雖然在一定程度上開闊了學(xué)生的知識(shí)面，但也造成一部分學(xué)生對(duì)課程的漠視。因此要想真正提高“代謝控制發(fā)酵”課程的教學(xué)效果，突出能力培養(yǎng)，在考核內(nèi)容和考核形式上也需要進(jìn)行相應(yīng)的變動(dòng)。我們將課程的考核方式分為平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)。平時(shí)成績(jī)占40%，包括課堂表現(xiàn)與課堂討論等。其中課堂表現(xiàn)占15%，以督促學(xué)生積極參與課堂互動(dòng)；課堂討論成績(jī)占25%，如前文所述，根據(jù)學(xué)生在小組中的表現(xiàn)、分工及報(bào)告演講效果給予分?jǐn)?shù)。考試成績(jī)占總成績(jī)的60%，在卷面考試試卷題目設(shè)計(jì)上，去除一些客觀題目，增加了英譯漢的名詞解釋，增加了一定的設(shè)計(jì)題型，實(shí)踐表明，通過考核方式的改變，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，訓(xùn)練了學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力，尤其突顯出一部分優(yōu)異學(xué)生在專業(yè)水平上的進(jìn)步，也從側(cè)面促進(jìn)了學(xué)生綜合表達(dá)能力。在近三年的代謝控制發(fā)酵課程實(shí)踐教學(xué)中，我們?nèi)〉昧艘欢ǖ慕谈某尚?。特別是讓很多學(xué)生從新的角度認(rèn)識(shí)了生物工程這個(gè)專業(yè)，間接帶動(dòng)了學(xué)生參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的積極性，學(xué)生不再將課程視為一個(gè)負(fù)擔(dān)，而是主動(dòng)參與并從中有所收獲，考研時(shí)更多關(guān)注并選擇與代謝工程相關(guān)的專業(yè)，做畢業(yè)論文時(shí)也更多的選擇與代謝工程相關(guān)的研究課題。當(dāng)然，由于我們代謝控制發(fā)酵教學(xué)改革進(jìn)行的時(shí)間尚短，而該課程所涉及的內(nèi)容發(fā)展非常迅速，因此還需要我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中多加探索，積極與學(xué)生互動(dòng)，并且多關(guān)注學(xué)科發(fā)展，力爭(zhēng)將該課程的教學(xué)水平保持在一個(gè)較高的水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]高年發(fā)，張健.“代謝控制發(fā)酵”精品課程的建設(shè)思路[J].中國(guó)輕工教育，2006，（2）：51-52.

[2]鐘莉，邱樂泉，吳石金，鐘衛(wèi)鴻，李烜楨.強(qiáng)化學(xué)術(shù)研究和創(chuàng)新能力的代謝工程課程教學(xué)模式研究和實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào)，2012，39（10）.

[3]陳飛雪，劉曉光.代謝控制發(fā)酵課程教學(xué)中合作學(xué)習(xí)初探[J].新西部，2008，（22）：199.

通訊作者：鞠寶。

基金項(xiàng)目：煙臺(tái)大學(xué)教學(xué)改革與研究立項(xiàng)項(xiàng)目（No.2011 C041）