酶工程課程改革探索

夏文靜 張亮 周惠 李飛

摘要 為了使該課程符合應用型人才的培養目標，培養能從事酶工程相關工作的技術人才，從課程定位、課程內容設置、教學方法和教學手段等方面進行改革，探索合適的教學方法，進一步提高教學效果和人才質量。

關鍵詞 酶工程；教學改革；教學方法；應用型人才

中圖分類號 Q814 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）29-0255-02

Exploration on Curriculum Reform of Enzyme Engineering

XIA Wenjing， ZHANG Liang， ZHOU Hui， LI Fei*

（Technology Chemistry & Bioengineering College， Nanjing Normal University Taizhou College，Taizhou，Jiangsu 225300）

Abstract In order to make the course meet the training target of applied talents， it is necessary to cultivate technical personnel who can engage in enzyme engineering. This paper reformed the curriculum orientation， curriculum content， teaching methods and teaching methods， and explored appropriate teaching methods to further improve teaching effectiveness and quality of personnel.

Key words Enzyme engineering；Teaching reform；Teaching method；Practical personnel

基金項目 南京師范大學泰州學院第二批精品課程酶工程；江蘇省高校自然科學研究面上項目（15KJB220004）；泰州市社會發展項目（TS201516）。

作者簡介 夏文靜（1982—），女，山東青島人，講師，碩士，從事酶工程、天然產物研究。*通訊作者，講師，博士，從事天然產物的開發、酶工程、基因工程研究。

收稿日期 2017-08-09

酶工程的概念最早出現于20世紀70年代，隨著學科不斷發展，酶工程被認為是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。

酶工程是生物學等學科的專業課、生物技術專業的核心課程，是以微生物學、生物化學、分子生物學為基礎課程的專業課，涉及這些課程的基礎理論和生產實踐。鑒于酶工程在專業知識中的重要性，教師十分重視酶工程課程的發展，無論在師資隊伍建設還是實驗室建設上都給予大力扶持。如何提高酶工程課程的教學質量，探討更加有效的教學模式，直接關系到學生的專業素質和創新能力提升[1]。該課程由5名教師承擔，其中2名教授、3名講師。現從課程的定位和目標、課程內容、教學手段、教學條件等方面進行改革，以提高酶工程教學質量，滿足社會對生物技術專業人才培養的要求[2]。

1 專業培養目標定位與課程目標

南京師范大學泰州學院為適應江蘇地區生物、制藥等產業對大量生物專業人才的需求，成立了生物技術專業。本專業的人才培養目標：以培養具生物技術專業的基本理論、基本知識、基本技能，能在生物、醫藥等行業的企事業單位從事相關的生產、管理、分析檢驗等工作的應用型人才為目標。在酶工程的講授過程中，強調課程理論與實踐相結合，要求學生掌握酶生產、改性及應用的相關知識，體現應用型人才的培養目標。在課堂中理論聯系實際，即學習酶工程的基本原理，同時掌握酶的生產方法，以及酶在發酵（酒的生產）、食品（蛋白酶）、醫療（血糖檢測）、造紙（纖維素酶）、紡織（纖維素酶）、化工（SOD酶）等方面的應用現狀。通過實驗教學，使學生掌握和運用酶工程的知識與原理，鼓勵學生以酶為研究課題申請大學生創新項目以及參加創業計劃大賽。

2 精選教材

教材是科學概念或程序的權威性記錄，是學校教學活動最重要的工具，是保證教學質量的基本前提[3]。酶工程是一門應用性比較強的學科，應選擇內容詳實、應用性突出的教材。該課程組的教師經過認真比較，選用郭勇主編的《酶工程》教材。

2011年選擇了由科學出版社出版的“名師點撥”系列教材《酶工程》（郭勇主編，2009年4月，第一版）為教材[4]，其系統性強、內容豐富，具有理論深度和廣度，能反映與課程有關的科研新成果，符合學生實際情況。2013年選用的郭勇主編的《酶工程》（第三版）屬于普通高等教育“十一五”國家級規劃教材[5]；2016年選用的郭勇主編的《酶工程》（第四版）屬于普通高等教育“十一五”國家級規劃教材[6]。《酶與酶工程及其應用》[7]、《現代酶學》[8]等書籍作為該課程的參考書。

目前國內尚無完整、實用性強的酶工程實驗教材，在實驗課程的講授過程中，任課教師根據學生先修課程中的實驗情況以及實驗室條件，設計了一些實驗參考書上沒有的應用性強的實驗，根據每章內容編寫實驗講義。實踐證明，經過系列實驗單元操作，加深了學生對酶工程內容的理解與認識。

3 加強實踐，注重應用

3.1 在教學計劃方面

該課程是生物技術專業的專業核心課程，在本專業課程中占有非常重要的地位。在對江蘇地區尤其是泰州地區生物醫藥產業經濟發展狀況進行調研的基礎上，結合學院應用型人才的培養特色，在酶工程這門課程中加強了實驗比重，實驗課時占50%。

3.2 實驗教學方面

該課程的實驗內容設計6個基礎實驗和1個綜合大實驗，并且強調應用（表1）。

3.3 校外實踐方面

該課程開設在大三上學期，在教學過程中帶領學生去企業參觀學習。課程相關工廠見習見表2。通過見習加深了學生對課堂知識的理解，讓學生將學到的知識與今后的就業相聯系，增加了學習課程的興趣。

3.4 在學生創新方面

針對一些學有余力的學生成立“科技創新興趣小組”，分別由該課程的5位教師指導。該創新小組在近5年內獲得6項江蘇省大學生創新項目。

4 畢業論文開展注重與課程相結合

在畢業論文的選題過程中，結合教師的科研方向，選擇跟酶工程相關的畢業論文。例如2017屆生物技術專業畢業論文選題有“重組漆酶同工酶B6對酚類化合物的降解特性研究”“三種重組漆酶同工酶酶學特性比較研究”“杏鮑菇漆酶基因在畢赤酵母中的異源表達”“杏鮑菇菌體對染料的吸附與脫色”“不同誘導物對杏鮑菇漆酶同工酶的誘導”等。

5 在教學方法與教學手段上進行探索

在教學中一直堅持以學生為主體的教育思想，注重應用型人才培養。在教學過程中采用了4種模式：重基礎、強應用、個性化、模塊化；教學方法上采用了3種教學方法：演示教學、啟發式教學、互動式教學。具體方法如下。

首先在緒論教學中，強調酶工程在整個生物工程中的重要性和中心性，使學生首先重視該課程的學習。在講授過程中，盡量多引入跟生活相關的酶的應用實例，激發學生興趣。例如：在講酶的應用的時候，以大寶SOD蜜中的SOD酶為例進行介紹，以復旦大學的FE酶牙膏為例進行延伸。

在教學方法中，比較成功的教學方法是演示教學法。酶工程是一門實用性非常強的學科，例如酶的生產、改性、分離純化以及應用在很多生物企業都有涉及，因此在上課過程中更加注重學生應用能力的培養。在教學過程中會通過實物演示、動畫演示以及圖片演示來呈現相應的教學內容。這樣一來讓學生以更形象的方式、更深刻的印象來加深對課堂內容的理解和掌握。例如在講酶的固定化的時候，以圖片形式呈現不同的固定化方法；在講酶的分離純化的時候，以動畫的形式來演示酶分離純化的4種方法。以演示的方式呈現，在教學過程中取得了良好的效果。

啟發式教學是在講每一章內容以前設置一兩個小問題，讓學生思考，從而引出這節課的學習內容。例如在講酶的固定化的時候，引導式地提問學生游離酶在應用過程中的優缺點，并針對缺點，思考如何去改善。教學中以實驗加問題為切入點，達到探索為本的目的。

互動式教學是在上課過程中以師生互換角色的方式進行備課，讓學生提前預習下次課的內容，在教師講解課堂內容以前，給學生10 min左右講解對這一章內容的理解和概括。

6 注重信息技術手段在教學中的應用及效果

如何開發和應用現代化教學手段，讓抽象原理注入形象元素，實現教學效率和質量的雙提高，成為教學改革成功與否的關鍵環節。針對酶工程教學中的重點和難點，自行制備課件，從實際生產中收集錄像、 圖片、投影片等多媒體信息供學生學習，明顯提高學習興趣和質量；從網上查找一些專題資料，豐富學生的課外資料；向學生介紹一些優秀的生物資源網站，拓展視野，例如http：//www.bioon.com/生物谷、http：//emuch.net/小木蟲、http：//bbs.bbioo.com/生物秀。

該課程是學校的精品課程，課程將相關教學信息，如大綱、教案、復習思考題、實驗指導、參考文獻等逐步傳上網并免費開放，方便學生自主學習。

7 作業、考試教改舉措

學生在傳統作業的基礎上開展專題匯報，并相互交流。例如在講酶的應用時，讓學生做PPT進行酶應用的介紹，學生積極性高，課堂氣氛活躍，取得了良好的教學效果。

采用閉卷考試在試卷分數的基礎上，加入實驗成績和平時成績。其中試卷分40%，平時成績25%，實驗成績35%。

8 教學效果

經過對該課程進行改革的探索，在教學質量和教學效果上取得了一定成效。5名教師的教學質量高，學生課堂教學評估都在90分以上。通過加強實驗教學，學生的實踐能力得到提升。通過對教學方法進行探索，采用演示教學法和互動教學法相結合的方式，在提高學生學習興趣方面取得較好效果。在課程考核方式方面，通過卷面成績、實驗成績、平時成績3方面來進行考核，使考核方式更合理全面。通過課程改革，該專業學生在酶的生產、改性、純化方面的實驗技能得到強化，在從事生物方面相關工作時更占優勢。

參考文獻

[1] 高啟禹，張文博，李小英，等.酶工程課程教學模式改革的探索與實踐[J].新鄉醫學院學報，2012，29（1）：77-78.

[2] 黃九九，劉娥娥，龔慧，等.酶工程精品資源課程建設的探索與實踐[J].教育教學論壇，2017（3）：138-140.

[3] 張庭廷，施媚.《酶工程》教學與課程建設的探討[J].生物學雜志，2009，26（3）：91-92.

[4] 郭勇.酶工程[M].北京：科學出版社，2009.

[5] 郭勇.酶工程[M].3版.北京：科學出版社，2013.

[6] 郭勇.酶工程[M].4版.北京：科學出版社，2013.

[7] 孫君社.酶與酶工程及其應用[M].北京：化學工業出版社，2006.

[8] 袁勤生.現代酶學[M].上海：華東化工學院出版社，2007.