以提高應用能力為目標的酶工程及發酵工程實驗教學改革探析

郭艾英 蔡愛軍 齊艷玲

摘要? ? 酶工程及發酵工程實驗是河北科技師范學院生物技術專業的一門核心課程。課題組近幾年對該實驗課程的教學內容、教學方法和考核方式進行改革，提高了學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題的能力，取得了良好的授課效果。

關鍵詞? ? 酶工程及發酵工程實驗;生物技術;實驗教學;應用能力;教學改革

中圖分類號? ? G642? ? ? ? ?文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）21-0237-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

生物技術專業是一個新專業，該專業就業面比較廣，注重學生實踐能力和創新能力的培養[1]。酶工程及發酵工程是河北科技師范學院生物技術專業的一門重要專業核心課程，該課程實踐性和應用性強，而與課程配套的酶工程及發酵工程實驗課程起著理論向實踐轉化的橋梁作用。因此，酶工程及發酵工程實驗課程教學的合理編排和設置對培養與生物技術相關的專業人才至關重要。在以專業人才培養目標和崗位技能需求為導向的前提下，為了使學生更好地理解并掌握酶工程、發酵工程的相關知識，為今后從事與生物技術相關的科學研究、技術開發和應用打下良好的基礎，筆者對酶工程及發酵工程實驗課程的教學內容、教學方法和考核手段進行了改革。

1? ? 教學內容改革

河北科技師范學院生物技術專業于2003年成立，當時由于實驗室和教師資源問題，該課程只設置了30學時理論課，學生沒有機會進行實踐操作，導致學生動手能力和實踐創新能力較差;隨著學校實驗室建設和師資力量的擴充，該課程增加至64學時，其中實驗部分為24學時;從2016年開始，酶工程及發酵工程實驗單獨設課，學時也增加為28學時。由于學校實驗室條件落后，實驗設備數量較少和教師經驗不足等原因，在實驗開設之初，只選擇了一些傳統的驗證性實驗項目，例如培養基優化方法、菌株的誘變及選育、淀粉酶產生菌的篩選及酶活力比較等。這些實驗項目基本包含了與發酵操作相關的多項技能，但是每項實驗內容都是相對獨立的，學生并不能很好地將這些技能串聯成酶工程及發酵工程的基本實驗操作技能，這也使得學生對實際生產上發酵工藝流程認識模糊，因而在完成實驗時學習積極性、主動性不高。

自2016年開始，借鑒了其他院校的一些成功經驗，并根據河北科技師范學院生物技術實驗室現有的實驗條件，對學生的實驗項目進行了部分修訂。考慮到此課程與生產實踐聯系緊密，設計了綜合性實驗，要求學生從實驗設計、樣品采集、菌種選育開始，自主完成一系列的發酵實驗。為了兼顧酶工程及發酵工程教學內容，將實驗內容設定為淀粉酶產生菌的篩選及酶活力測定、蛋白酶產生菌的篩選及活力測定、纖維分解菌的篩選及活力測定。學生可以從上述內容中選擇感興趣的課題進行實驗，也可選擇他們感興趣的研究方向，這種自由選擇實驗內容的方式增加了學生學習興趣，調動了學生的積極性。

2? ? 教學方法的改革

傳統的實驗教學均遵循教師講解實驗目的、原理、材料和方法，并演示操作要點，學生按照教師的要求完成相應的教學任務[2]。這種以教師為主體、學生為客體的教學方式，在教學中暴露出的問題非常多，如學生只是在教師督促和監督下機械地完成實驗;學生對實驗原理把握不透，實驗過程即使出現問題自己都渾然不知;寫完實驗報告就忘掉實驗內容等。傳統的教學方法不利于調動學生學習興趣，因而決定開設以提高學生應用能力為目標的實驗課程，課程以學生自主設計實驗、獨立完成實驗內容為主，教師指導為輔，以此調動學生學習的積極性和主動性，培養學生的創新能力。

該實驗由學生自由分成小組，每組4～5人，各小組推舉1名組長，全面負責本小組實驗的選題、實驗設計、實驗實施、小組使用儀器、借用藥品及值日等各項工作，實驗實施按以下順序進行：①選擇課題，各小組通過中國知網、百度或圖書館查閱資料，整理實驗方案;②第1次與任課教師確定實驗方案，商討實驗存在的問題和實驗的可行性，并對實驗方法進行修訂;③第2次與任課教師商定實驗方案，準備進行實驗;④實驗實施，各小組根據實驗微生物生長特性安排實驗進度，記錄實驗結果，實驗過程中遇到問題及時與任課教師溝通，確保實驗順利進行。這種教學模式下，學生并非簡單機械地完成教師安排的實驗任務，而是以學生為主體，自行設計、實施實驗，這為學生創造力的發揮提供了良好的錘煉空間。實驗時不再是教師反復地強調“應該怎么做，為什么這樣做”，而是學生主動與教師溝通為什么出現這樣的結果，應該怎樣改進，或者是學生自行查閱資料尋求解決問題的方法。這種教學模式更大限度地調動學生學習的自主性和主動性，有利于對知識的把握。

3? ? 改革考核方式，完善考核機制

傳統實驗課程的考核方式一般以實驗報告為主、平時考勤為輔，但這樣的評分標準并不能真正地反映學生實際的學習情況，因為多數學生的實驗報告內容雷同，導致學生的實驗成績差異不大[3]。為了調動學生學習的積極性和主動性，提高其分析問題、解決問題的能力，本課程考核方式不再是提交實驗報告，而是提交實驗論文，內容包括題目、中英文摘要、關鍵詞、前言、材料與方法、結果與分析、討論和結論以及實驗心得（意見與建議）;論文提交后各小組再進行PPT匯報，接受教師和其他學生的提問。由此，本實驗課程成績由平時成績（30%）（包括實驗出勤情況和實驗藥品器材的管理情況等）、實驗完成情況（20%）、論文成績（40%）和PPT匯報成績（10%）四部分組成。這種考核方式從整體上考察了學生的綜合能力，整個實驗過程需要學生全身心地投入，只有自己真正動手操作，論文內容才會充實，報告才會精彩，學生才能有收獲。

4? ? 結語

課題組嘗試的以提高學生應用能力為目標的實驗教學方式，摒棄了傳統實驗教學的弊端，讓學生成為實驗室的主人，自主設計并完成實驗。這種授課方法在一定程度上避免了學生做實驗的“等”“靠”現象，充分發揮了學生的自主能動性，提高了學生的動手能力以及獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，也培養了學生的團隊合作意識和團隊精神。自課程教學改革以來，取得了良好的效果，這種授課方式也得到了生物技術專業學生的高度認可。

5? ? 參考文獻

[1] 田華.生物技術專業發酵工程課程教學改革與探索[J].輕工科技，2015（1）：161-162.

[2] 張大為，張潔，王能強. 以學生自主設計為主體的發酵工程實驗教學改革與實踐[J].廣東化工，2018（8）：258-259.

[3] 陳偉國，鄧銘，李鴻鑫，等.發酵工程實驗課程教學的改革與探索[J].畜牧與飼料科學，2018（6）：93-95.

[4] 王訓博，熊路，黃海兵，等.現代生物技術在農業領域的應用及發展趨勢[J].現代農業科技，2012（19）：307.