《酶工程》理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

胡洪 戴四發(fā) 白晰 聞愛友

（1.安徽科技學(xué)院，安徽鳳陽233100；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇南京210095）

《酶工程》理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

胡洪1戴四發(fā)1白晰2聞愛友1

（1.安徽科技學(xué)院，安徽鳳陽233100；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇南京210095）

《酶工程》是動物生物技術(shù)專業(yè)重要的主干課程。根據(jù)《酶工程》教學(xué)實(shí)際中存在的問題，提出了該門課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法的改革措施，對動物生物技術(shù)本科專業(yè)課程《酶工程》教學(xué)與實(shí)踐等進(jìn)行了有益的探索，從而培養(yǎng)合格的酶工程技術(shù)人才。

酶工程；課程教學(xué)；教學(xué)方法；教學(xué)實(shí)踐

生物技術(shù)是當(dāng)今世界各國高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容，它包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程四大技術(shù)體系，它們相互依存、相互促進(jìn)?！睹腹こ獭肥钦麄€(gè)生物技術(shù)的基礎(chǔ)，而且現(xiàn)代生物學(xué)的不斷前進(jìn)促進(jìn)了酶工程技術(shù)的突破，使其廣泛應(yīng)用于農(nóng)學(xué)、畜牧學(xué)、醫(yī)學(xué)、能源開發(fā)等領(lǐng)域[1-2]。由此可見，酶工程是一門不可或缺的專業(yè)課程，對于研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用是十分重要的。為此，安徽科技學(xué)院動物科技專業(yè)根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢，更好地培養(yǎng)酶工程人才，以滿足社會的需求，從2011年起，開設(shè)了《酶工程》課程。因?yàn)樵撜n程才開設(shè)不久，教師對該課程的研究和經(jīng)驗(yàn)尚淺，為更好地教授這門課程，筆者聯(lián)系教學(xué)過程中的實(shí)際情況，淺談酶工程教學(xué)的幾點(diǎn)體會。

1.教學(xué)中存在的問題

（1）《酶工程》教學(xué)所包含的內(nèi)容龐雜，牽連到的信息量大，知識面廣，然而相對較少的教學(xué)課時(shí)，使得學(xué)生與課堂教學(xué)中需要接受大量信息和眾多內(nèi)容相沖突。此外，《酶工程》的新理論和技術(shù)更新發(fā)展較快，容易導(dǎo)致教師在酶工程教學(xué)內(nèi)容的選擇上跟不上時(shí)代發(fā)展，這些因素的存在，使教學(xué)質(zhì)量受到影響。

（2）《酶工程》的課堂教學(xué)中，常見以老師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，學(xué)生往往被動接受，而且《酶工程》教學(xué)內(nèi)容較為抽象化，需要學(xué)生結(jié)合想象，這使得學(xué)生對知識點(diǎn)看得懂，卻不能深入理解，也記不牢，教學(xué)效果較差。原因主要在于教師與學(xué)生之間溝通交流較少，課后學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容不能及時(shí)復(fù)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容缺乏連貫和系統(tǒng)性記憶，而影響課堂教學(xué)效果和對知識的理解掌握。

（3）在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些學(xué)校因?yàn)橘Y金限制，使得實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃不正規(guī)，建設(shè)不完善，實(shí)驗(yàn)過程中使用的儀器和設(shè)備較老舊，更新不及時(shí)或?qū)嶒?yàn)儀器較少，使很多學(xué)生只能在邊上看，不能直接動手操作，這些都會是實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。

（4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告如出一轍。對于教學(xué)來說，實(shí)驗(yàn)效果的檢驗(yàn)主要從實(shí)驗(yàn)報(bào)告中體現(xiàn)，但實(shí)驗(yàn)報(bào)告也不能完全將實(shí)驗(yàn)效果檢驗(yàn)出來。實(shí)驗(yàn)過程中大多數(shù)學(xué)生并沒有自己動手做實(shí)驗(yàn)，而只是在旁觀看，對實(shí)驗(yàn)報(bào)告也就只能是紙上談兵。拷貝他人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)付了事，實(shí)驗(yàn)鍛煉無法達(dá)到預(yù)期的效果。

就此，對于《酶工程》教學(xué)中出現(xiàn)的一系列問題，教師應(yīng)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及方法，激發(fā)學(xué)生對此門課程的興趣，是《酶工程》教學(xué)過程中需要特別注意的事情。

2.教學(xué)改革措施及建議

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

2.1.1 講好緒論，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

作為“開場白”的緒論，引導(dǎo)學(xué)生開啟這門課的學(xué)習(xí)，具有重要作用，生動的緒論課能增強(qiáng)學(xué)生的求知欲[3]。酶工程這門課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，將酶工程發(fā)展的歷史、課程學(xué)習(xí)主線及與其它生物技術(shù)工程之間的聯(lián)系向?qū)W生介紹的過程中，可結(jié)合實(shí)例，比如酶制劑生產(chǎn)企業(yè)，飼料公司對酶制劑的使用等。讓學(xué)生了解酶工程在現(xiàn)代社會中的重要性、研究的現(xiàn)狀、方向、熱點(diǎn)和難點(diǎn)等。從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)酶工程的興趣，也使學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)課程中能夠思路清晰，目標(biāo)明確。

2.1.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)學(xué)科發(fā)展

《酶工程》分為基礎(chǔ)酶學(xué)知識、酶工程和酶的應(yīng)用三部分。之前動物科技學(xué)院沒有教授酶工程，學(xué)生酶學(xué)方面的基礎(chǔ)知識大多都來自生物化學(xué)課程的學(xué)習(xí)，由于學(xué)習(xí)時(shí)間較長，遺忘較多，因此在課堂上將酶學(xué)方面的基礎(chǔ)知識進(jìn)行回顧是很有必要的。另外，可以把理論與實(shí)例進(jìn)行結(jié)合，重點(diǎn)降解酶工程部分（產(chǎn)酶微生物的篩選、酶的分離純化、固定化技術(shù)、酶分子修飾、酶反應(yīng)器、酶的異源表達(dá)、酶的工業(yè)化生產(chǎn)等），激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能幫助學(xué)生理解知識點(diǎn)，通過設(shè)疑、引導(dǎo)學(xué)生思維并概括其原理。教師把酶的應(yīng)用放在最后一章講解，能更好地使學(xué)生認(rèn)識酶在當(dāng)今社會的影響。教師在以教材為主的同時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性不被影響的情況下，適時(shí)地調(diào)整優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容可增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]，適時(shí)的對酶工程進(jìn)展的新信息進(jìn)行擴(kuò)展講述，豐富教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大學(xué)生的知識面。比如酶分子定向進(jìn)化、定點(diǎn)突變技術(shù)、基因工程菌的設(shè)計(jì)和應(yīng)用等。

隨著各生物學(xué)科的不斷發(fā)展，《酶工程》并不是孤立的，而是與其他生物工程知識密切聯(lián)系、相互促進(jìn)。因此講課過程中可將酶的生產(chǎn)和應(yīng)用作為課程主要內(nèi)容，注重強(qiáng)調(diào)各學(xué)科知識與教學(xué)的主線之間的聯(lián)系。能夠建立起較完善的課程體系，也可使學(xué)生對各學(xué)科的知識融合貫穿起來，從而得到系統(tǒng)透徹的理解，也有利于對酶工程課程重點(diǎn)和難點(diǎn)的掌握。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法

2.2.1 多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合

多媒體輔助教學(xué)方式是在授課過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、投影顯示系統(tǒng)、影音系統(tǒng)、環(huán)境設(shè)備和集中控制等幾個(gè)系統(tǒng)等教學(xué)的一種新方式。教師可以通過操作計(jì)算機(jī)，隨心所欲地運(yùn)用畫、文字、投影、錄音、錄像等現(xiàn)代教學(xué)媒體將課前制成的多媒體教學(xué)課件展現(xiàn)出來，有效地節(jié)省了板書和擦黑板的教學(xué)時(shí)間，使原來枯燥抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容通過圖形、動畫等形式表現(xiàn)，而變得直觀易懂。如“微生物發(fā)酵產(chǎn)酶，酶的分離純化”其原理和涉及的儀器使用較抽象不直觀，利用多媒體教學(xué)結(jié)合動畫進(jìn)行演示，展示設(shè)備和儀器的實(shí)物圖，使企業(yè)的實(shí)際設(shè)備直觀地展示在學(xué)生面前，加深了學(xué)生對這些知識的理解掌握，大幅度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，有利于他們畢業(yè)后能盡快地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，多媒體教學(xué)雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是又不能過分依賴現(xiàn)代教學(xué)媒體[5]，應(yīng)在教學(xué)過程中有機(jī)結(jié)合多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)，發(fā)揮二者的最大優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最優(yōu)的教學(xué)效果。板書可對教學(xué)主線進(jìn)行梳理，有利于學(xué)生課后對課堂內(nèi)容進(jìn)行溫習(xí)。教師在板書時(shí)也可向?qū)W生提問，這樣既增加了身體語言的表達(dá)，又增強(qiáng)了老師與學(xué)生的互動。因此，課堂上應(yīng)以多媒體輔助教學(xué)，同時(shí)加強(qiáng)師生之間的交流與互動也是很有必要的。

2.2.2 完善多樣化的考核體制

課程考核是考察學(xué)生是否完成和深化對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，是否達(dá)到課程目標(biāo)的程度，更是為了驗(yàn)證和改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的教學(xué)，改善課程設(shè)計(jì)，完善教學(xué)過程，從而有效地提高學(xué)生的酶工程知識。良好的考核方式能有效避免止對所學(xué)知識的死記硬背，還能避免實(shí)際操作能力差等問題的產(chǎn)生，能督促學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上較牢固地掌握理論知識，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高自我創(chuàng)新意識和邏輯思維能力。作為傳統(tǒng)考核方式的卷面考試，由于公平性較好、客觀性較強(qiáng)而成為首選，但卷面考試不能有效地檢驗(yàn)實(shí)際應(yīng)用知識的能力，使學(xué)生掌握知識的周期較短，較難達(dá)到人才培養(yǎng)的目標(biāo)。在考核體制中，應(yīng)將卷面考試、平時(shí)考核和實(shí)驗(yàn)成績有機(jī)結(jié)合，重點(diǎn)考察學(xué)生的總體能力和創(chuàng)新能力?？己酥衅綍r(shí)成績占20%、實(shí)驗(yàn)成績占40%、期末考試占40%。通過完善和創(chuàng)新多樣化的考核制度，促進(jìn)學(xué)生全面的進(jìn)步，將教學(xué)理論與教學(xué)實(shí)踐巧妙的結(jié)合起來。

2.3 教學(xué)理論和實(shí)踐相結(jié)合

《酶工程》課程的實(shí)踐性極強(qiáng)，理論教學(xué)之后，在結(jié)合實(shí)驗(yàn)課，能促使學(xué)生的知識體系更加系統(tǒng)化，還鍛煉了他們的實(shí)踐操作能力，因此實(shí)驗(yàn)課是將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來的重要橋梁[6]。因此在現(xiàn)有條件下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)課程的需要，增添先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，努力讓學(xué)生能更好地的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中我們以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，盡可能地讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)[7]。教師在實(shí)驗(yàn)開始前先將實(shí)驗(yàn)原理、步驟、儀器操作以及注意事項(xiàng)等進(jìn)行講解，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中教師有針對性地加以指導(dǎo)，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。從培養(yǎng)基的配制開始直至完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力、技術(shù)創(chuàng)新能力以及綜合能力，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，通過建立多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，最終達(dá)到預(yù)期教學(xué)目的[8]。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有綜合性，連續(xù)性，盡可能使學(xué)生掌握一些常用的實(shí)用性強(qiáng)的先進(jìn)，技術(shù)經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的優(yōu)化和整合，最后選取了大腸桿菌表達(dá)作為貫穿整個(gè)酶工程實(shí)驗(yàn)的主線，實(shí)驗(yàn)中包括：實(shí)驗(yàn)材料的選擇，培養(yǎng)基制備，菌株擴(kuò)繁，發(fā)酵，PCR操作流程，重組載體的構(gòu)建，到篩選微生物的蛋白質(zhì)表達(dá)、產(chǎn)物的分離純化等。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，以小組為單位進(jìn)行討論，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討及提出解決方法，完成詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的科研習(xí)慣，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，鍛煉科研寫作能力。此外可安排部分對酶工程課程內(nèi)容感興趣的學(xué)生參與教師酶工程的科研項(xiàng)目，加深學(xué)生對酶工程的認(rèn)識，提升其創(chuàng)新和綜合能力。

3.結(jié)束語

《酶工程》是整個(gè)生物技術(shù)的基礎(chǔ)，其內(nèi)容龐大、更新發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，在教學(xué)過程中，講好緒論，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合實(shí)際深入研究學(xué)科特點(diǎn)，更新教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)學(xué)科發(fā)展，教學(xué)理論和實(shí)踐相結(jié)合，完善多樣化的考核體制等一系列措施的探索，使學(xué)生能更好地學(xué)好這門課程，同時(shí)提升其創(chuàng)新和綜合能力。相信在教師的努力下，結(jié)合本院的實(shí)際情況，該課程教學(xué)體系將不斷改進(jìn)和完善，教學(xué)質(zhì)量將不斷提高，更好地培養(yǎng)酶工程人才，以滿足社會的需求。

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（責(zé)任編輯：劉忠義）

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1671-752X（2015）04-0054-03

2015-06-08

胡洪（1984-），男，江蘇溧水人，安徽科技學(xué)院動物科學(xué)學(xué)院講師，博士。

安徽科技學(xué)院校級質(zhì)量工程項(xiàng)目(編號：Xj201456)。