生物技術專業以應用為導向的《酶工程》教學改革探索

摘 要： “酶工程”是生物技術專業的主干課，其教學內容涵蓋酶的生產、改性和應用。為了突出以應用為導向，強化學生的創新及應用能力、調動學生的積極性和創造性，教師可通過精選課程教學內容，改變實踐教學方法和手段，完善實踐教學環節，拓寬實踐技能教學平臺，完善考核手段等措施，有效地提高《酶工程》課堂教學效率。

關鍵詞： 生物技術專業 “以應用為導向” 《酶工程》教學改革

“酶工程”作為生物技術專業的少之又少的應用性課程，在生物技術專業人才培養中的地位和重要性是不言而喻的。為了進一步提高“酶工程”的課程教學質量，提高學生的學習興趣和生物技術專業人才的培養質量，我們對“酶工程”的課程建設和教學作了探討和研究。

1.精心挑選教材，優化課堂教學內容

在教學實踐中，為了進一步突出以應用為導向，我們選擇了郭勇教授主編的《酶工程》教材，整個教材內容圍繞“酶的生產、改性和應用”來講解。“酶的生產”的部分內容在《生物化學》中有所涉及，其實簡單點就是“酶蛋白的合成（蛋白類酶）或者部分合成（核酶）”，所以該部分內容就以復習鞏固的形式一帶而過。在講“酶的改性”的內容時，采用互動式教學能充分調動學習情緒。在未講授內容之前，先設計一些問題，如：（1）酶作為生物催化劑，在生產應用中有哪些優勢和劣勢？（2）如何改變已經生產出的現成的酶的特性？（3）如何從基因水平上改變酶的特性，等等。對問題（2）的回答可以引出酶的固定化、酶分子修飾、酶的非水相催化等內容，對問題（3）的回答可以引出酶的定向進化等內容。理論研究固然重要，但最終還是要回到應用上來，自然而然地把內容引到“酶的應用”上來。為了保持教學內容的先進性和前沿性，我們在“酶的應用”內容講授過程中加強關于“酶的應用”的學術前沿或先進技術成果介紹的內容。

2.重視課堂教學，完善教學手段和方法

2.1從緒論開始，借助提問和課堂實驗引發學生對“酶工程”的興趣。

良好的開端是成功的一半，緒論部分如吸引學生的興趣，在后面內容的講解過程中則能達到事半功倍的效果。“同學們坐在課堂上，每秒鐘體內都會發生數千萬個化學反應，為什么我們感覺不到這些化學反應的進行？”一個簡單的提問引發了學生的思考，“一個根本的原因是這些反應都是酶促反應，跟酶的催化活性有關。”通過這種自問自答的形式，激發起學生對“酶”的強烈的求知欲。如果借助一個簡單的實驗，就能化“抽象”為“具體”，對提高學生對“酶工程”的興趣具有重要的意義。比如，在講緒論時，我在課堂上做了一個演示實驗：在玻璃杯子里放一點粘稠狀的淀粉糊，同時加了幾滴碘液，然后把少許“淀粉液化酶”加入淀粉糊中，輕輕攪拌幾下，結果“淀粉糊”很快就由藍色變成淺藍色，最后變成了無色。此外，在“緒論”部分，我們又著重強調“酶工程”與“微生物工程”、“細胞工程”和“基因工程”的聯系，在生物工程的分支中，“酶工程”把上述幾個分支串聯了起來。學生通過對酶工程的學習，實現了前面所學內容和后面知識的融會貫通，提高了學習效率，同時拓展了以后的就業前景。

2.2充分利用現代教育技術教學，增強課堂授課效果。

充分發揮多媒體教學的優勢，將視頻、音頻、動畫、圖片等多媒體信息合理運用到授課過程中。如在講到酶的應用時，我在講課之余，給學生放北京電視臺BTV在線的“酶好人生”系列講座。通過視頻，學生了解“酶工程”其實就在我們的日常生活中，比如如何使用“嫩肉粉”、“加酶洗衣粉”，都需要用“酶工程”的知識來引導。當然，利用多媒體的同時，教師還應該作提綱挈領式的板書，增加形體語言，利用聲音的抑揚頓挫進一步突出重點和非重點內容，增強授課效果。

2.3盡可能加強《酶工程》和其他專業課的融會貫通。

在其他專業課程內容的安排上，也考慮以酶的應用為主線，不斷向四周拓展，強調各學科的知識和發展與主線之間的聯系，使學生在學習過程中能夠比較完整地建立起學習該課程的體系。如在《文獻檢索》課程中，要求學會查文獻，并學會寫文獻綜述，我們就找幾種比較常見的酶（如淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶等），讓學生查文獻，寫綜述；如在《微生物學大實驗》課程中，我們可以安排篩選產酶微生物的實驗，讓同學們真正認識酶的生產是怎樣開始的。通過這樣的親自查閱文獻和實踐，學生走近“酶工程”，理解“酶工程”，從而不自覺地應用“酶工程”。

2.4通過瀏覽國內外最新研究論文和網站拓展教學，增加學生自主授課的機會。

在授課的開始我們就給學生布置了作業，要求每個學生在授課的過程中用3～5分鐘的時間給我們講一種酶及其應用，而且每個學生所講的內容不能跟前面的學生的內容重復（每節課，我們講35～40分鐘，剩下的時間留給學生講）。結果每次課，學生激情都很高，準備的課件也很豐富，師生都受益匪淺。在2012年上半年酶工程的教學中，我們搜集到2011年10月在廣州舉行的第八屆中國酶工程學術研討會的論文集，在班級中傳閱。同學們通過對該論文集的閱讀，追隨學術前沿，了解酶工程的最新研究動態，激發對酶工程研究的興趣。

3.完善實踐教學環節，拓寬實踐技能教學平臺

在生物技術專業中，我們強調酶工程以應用為導向，所以我們應盡可能地完善實踐教學環節，拓寬實踐技能教學平臺。目前，我們所在的教學單位暫時沒有開設《酶工程實驗》課程，鑒于此，我經常讓學生利用課余時間到酶工程研究室親自動手操作。為了強化酶工程技術在實踐中的應用，教學團隊組織學生走進酶制劑企業，把教材、多媒體動畫中的酶制劑生產工藝變成現實。

4.改變單一考核形式，多方面鞏固所學知識

要突出應用導向，必須改變考核內容和考核形式。在考核中平時成績占70%，期末考試成績占30%。平時成績由三部分組成：課堂表現（出勤、課堂回答問題及課程論文成績，占20%，其中課程論文成績占10%）、課后作業（10%）和綜述論文（40%）。在課程快要結束的時候安排學生按照科技論文格式寫一篇綜述論文（選擇日常生活中的一種酶，按照其如何生產、分離純化的方法、應用及酶的改性等內容寫一篇文獻綜述），要求學生查閱資料，參考文獻都是近十年的文獻，而且至少有一篇英文文獻。實踐表明，采用這一做法大大激發了學生自主學習的積極性，拓展了學生的知識面，加強了學生對該學科前沿知識的了解，培養了學生獨立思考和解決問題的能力，提高了學生的文字綜合能力及表達能力。

期末考試在考核基本知識點的基礎上，注重考查學生的綜合能力，如有考題“殼聚糖酶在應用的過程中發現穩定性不高，最適反應溫度偏高，試列舉你能想到的酶的改性方法，并簡單說明其改性的原理”。設計該類題型，在培養學生綜合運用知識能力方面起著導向作用，促使學生平時自己強化鍛煉綜合運用知識分析問題、解決問題的能力。

綜上所述，我們在《酶工程》課堂教學中，進一步突出了“以應用為導向”，達到了良好的教學效果。當然，由于“酶工程”所涉及的學科內容發展迅速，就要求課程主講教師“與時俱進”，精益求精，不斷增強《酶工程》課程教學效果。

參考文獻：

[1]金黎明，權春善，劉寶全，等.酶工程課程教學改革探索[J].微生物學通報，2012，39（1）：121-124.

[2]陳紅漫，闞國仕，馬鏑，等.生物工程專業酶工程課程教學研究與實踐[J].吉林農業，2012，3：245-246.

[3]陳葉福，肖冬光，陳寧.酶工程教學改革與實踐[J].教學改革與實踐，2008，1：63-64.

[4]郭勇.酶工程[M].北京：中國輕工業出版社，2009.

[6]王永澤，劉棗，鐘曉凌，等.以應用為導向的酶工程教學改革探討[J].創新教育導報，2009，4：163-164.

基金項目：淮海工學院教改項目（No.XJG2012-3-14）。

通訊作者：孫玉英