現代生物技術背景下酶工程課程體系改革實踐

李秀涼+孟利

摘要：酶工程是高校生物技術、生物工程及食品科學與工程專業的基礎課，隨著生物技術的發展其內涵發生了明顯的改變。從課程體系、教學方式、教學手段、考核方式、雙語課程建設五個方面，探索了酶工程課程體系改革的路徑，以體現現代生物技術背景下酶工程科學技術內容。

關鍵詞：酶工程；課程體系；生物技術

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）06-0033-02

為適應經濟全球化的要求，更好地應對國際金融危機的沖擊，中國政府大力推動經濟增長由主要依靠增加物質資源消耗向主要依靠科技進步、勞動者素質提高和管理創新轉變。這也對高層次人才培養模式改變和結構調整提出了更高要求，部分高校應用學科結構體系仍與行業產業發展需求存在較大差距[1]。進入21世紀，生物技術飛速發展，技術研究手段不斷更新，酶工程作為生物技術、生物工程、食品科學與工程專業的專業基礎課，是聯系基礎課與專業課的重要橋梁。為滿足生物產業行業產業發展需求，酶工程教學結構體系亟待調整，以培養掌握現代生物技術體系下酶工程的理論知識和應用技術，具備研究創新能力及相關領域自主學習能力的應用型本科人才，體現教學與科研相結合的人才培養模式。

一、構建現代生物技術背景下的酶工程課程體系

應用型本科人才的規格特點要求必須圍繞應用型本科人才知識、能力、素質和諧發展的目標要求，以能力培養為重心，構建相對獨立、內在統一的人才培養體系。通過改革和探索，構建起能敏銳地反映社會需求，實基礎、強能力、高素質、多樣化的人才培養模式[2]。

酶工程學科發展迅速，需要不斷地更新所使用的教材，才能讓學生掌握新的、前沿的酶學知識。傳統的酶工程教學主要圍繞酶的生產、分離純化和應用等進行，酶的修飾、酶的人工模擬、酶的固定化等內容只做概略介紹。本次教改后，選用了普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《酶工程》作為主要參考教材，同時參考國內外其他優秀教材，如《Fundamentals of Enzymology》、《酶學》（陳石根）、《酶工程》（羅貴民）等，對酶的修飾、人工模擬、固定化等詳細地介紹了具體的方法、實例；引入酶的非水相催化、酶分子定向進化及核酶的研究及應用等新內容。在教學中融入一些文獻資料補充擴展教學內容，使教學內容更加豐富，關注酶學的應用與研究前沿。

二、運用理論聯系實踐的酶工程教學方式

酶工程是一門理論聯系實踐很強，又很抽象的學科。根據這一特點，在教學方法改革中，充分體現理論聯系實踐，調動學生的積極性。突出教與學的密切結合、教學與研究的密切結合、課內與課外的密切結合[3]。

（一）理論課增加互動

在介紹理論知識時，從身邊教師科研中的一些酶學案例開始或先提出學生感興趣的問題，例如在介紹酶分子修飾前，先讓學生查閱哪些酶作為藥物使用具有較好的療效，同時天然的藥用酶在臨床使用時有哪些不良反應、如何解決等。引導學生積極思考，調動學生的積極性，使學生由“被動地學”變成“主動地要學”；同時啟發他們多提問題，多查閱相關文獻，并組織分組討論等。這樣的授課方式不僅能增強師生之間的“互動”，還能培養學生獨立思考、分析解決問題的能力。

（二）實驗課與理論課密切配合

整合、更新酶工程實驗課內容，充分體現酶工程現有技術手段，如卷心菜中過氧化物酶熱穩定性測定的實驗涵蓋了細胞的破碎、酶的分離提取、酶活力測定的原理、酶殘余活力測定、熱穩定性測定等多個知識點及相關實驗技術，進一步鞏固基本理論知識，訓練學生基本操作技能。通過開設綜合性、設計性實驗，讓學生熟悉酶學研究的基本思路、方法和手段，鍛煉學生開展酶學研究的能力。

（三）增設開放實驗室項目與創新創業課題

傳統觀念中，只有研究生階段才能進入實驗室，參加科研活動。在黑龍江大學面向全體探索以創新意識培養為主旨的創業教育模式的背景下[4]，積極申報開放實驗室項目酶學研究課題，鼓勵學生申報酶技術相關的創新創業項目，吸納學有余力或有志于科研的學生進入到實驗室，將酶工程專業實踐教學與創新創業教育相對接，縮短學生學習理論知識與實踐的距離，形成了良好的專業知識指導實踐，實踐促進專業知識學習的良性循環，學生逐步完成“我應該學”到“我要學”的這一轉變過程。同時鍛煉了學生獨立設計實驗方案、實施等從事科研的基本能力，激發其科研熱情及學習潛力，培養其創新意識，鍛造其堅忍不拔的科研精神。

三、注重多媒體輔助教學手段的應用

生物技術飛速發展，面對日新月異的新技術、新成果，如何提高有限的教學時間效率，增大課堂容量，是酶工程課程的重大挑戰之一。

（一）采用多媒體輔助教學

酶工程內容具有抽象性、復雜性。在教學中，借助文字、圖像、動畫和聲音相結合的方法來傳遞信息，是解決授課抽象難懂的一種快捷、有效的教學手段。在課件制作中，精心策劃和組織文本，做到層次分明，重點突出，文字精練。合理使用圖片、動畫等資料，適時、適度，使教學內容直觀、形象，學生能夠愉快地接受知識，增強對知識的理解和記憶。在課堂上，也邀請學生作5-10min的幻燈片匯報，內容可以是其開放實驗室的研究成果、綜合設計試驗結果，也可以是國外酶學研究論文。引導學生積極參與學習，而非被動接受知識。

（二）充分利用校園網資源，發展網絡教學

在網絡教學資源庫中，上傳教師的教案、教學周歷、課件、教師授課的錄像等教學文件，使學生在課下仍然可以自學酶工程課程；同時鏈接相關網站，方便學生直接查閱酶工程的最新研究狀況。

四、考核方式以理論為本，突出實踐及動態學習能力

為了改變以往學生突擊學習應付考試的狀況，課程加大考試改革力度，取消“一張卷定終身”的做法。酶工程課程成績由四部分組成：期末筆試55分，實踐教學20分，讀書工程15分（開課時布置要讀的科目、文獻等），課堂專題討論10分。筆試試卷題型多樣，引入綜合題、設計題，引導學生全面掌握酶學基本理論和概念，不猜題，不死記硬背。讀書工程、課堂專題討論培養學生查閱科研論文，總結歸納，得出結論的能力。實踐教學體現了學生對酶學手段的掌握程度。四部分體現了學生基本理論知識掌握程度，酶技術及研究手段的掌握，酶學研究與應用領域的動態學習及動向捕捉能力，衡量了學生在從課本到理論前沿，從理論到實踐的學習過程中的表現。引導學生以課本為本，理論聯系實踐，關注酶學前沿和知識更新。

五、加強雙語課程建設

在全球經濟一體化，酶工程學科發展迅速的背景下，學生走向工作崗位時，要面臨適應日新月異技術發展的考驗。學生應該熟悉酶工程專業英語，能夠熟練閱讀儀器的英文操作界面及說明書；具備獲取國際最新酶工程技術信息內容的英文材料是學生重要的基本素質。培養受教育者形成“雙語、雙文、雙能”的素養[5]。

為實現上述培養目標，采取以下主要措施。

第一，在中文教材的基礎上，選擇英文教材如《Fundamentals of Enzymology》等為參考，同時查閱國內外酶工程最新研究成果，經過整理，不斷為學生提供與中文教材章節相匹配的英文參考資料，作為學生雙語課程學習的閱讀資料，在教學過程中逐漸完善酶工程英文教學內容。

第二，在課件等輔助手段的建設上，專業術語要清晰、明了。酶工程雙語課程教學課件以英文為主，針對學生的英文接受能力，課堂講授時可以使用中文將主要知識點、概念表述清晰，以便學生能夠準確把握知識點，同時介紹英文術語和英文定義，要求學生掌握英文術語，了解英文定義。

第三，搜集整理國內外權威期刊、書籍上的文章，從教師搜集整理，逐步過渡到學生能夠自行查閱資料，下載所需內容。從教師提綱挈領總結文獻研究內容及研究意義，逐步過渡到大多數學生能夠對所獲得資料進行點評。整理積累能夠體現酶工程技術發展趨勢或先進實驗室或機構的研究內容，逐步消化吸收，成為后續課堂教學內容。

第四，在教學方式上，結合學生實際情況，不斷調整中英文教學比例。學期初，選擇難度適中的英文參考文獻和教材，同時與學生在本課程雙語教學方面進行溝通，明確教學目標，動員學生學習新知識，調動他們攻克難關的積極性。幫助學生逐漸適應英文教學環境，在教學過程中逐漸增加英語教學內容，調整雙語教學速度，增加課件中的英文比例。

通過對酶工程課程教學內容的梳理，改革后的酶工程課程體系融入新的酶學分支，以適應現代生物技術發展；通過教學方法、考核方式上的改革，使學生掌握現代酶學技術研究手段，擴展了學生國際化視野，培養學生學習國內外酶學前沿知識的能力及創新能力，體現教學和科研相結合的人才培養模式。本課程的改革與實踐獲得了學生普遍好評，在歷屆評教過程中均名列前茅。在考核、評價體系中引導學生不但學習酶工程知識和技能，同時培養學生相互學習、自我完善及追求卓越的思想、情感、意志和品質[6]。

參考文獻：

[1]袁貴仁.把提高質量作為高等教育改革發展的核心任務[J].中國高等教育，2010，（11）.

[2]錢國英，王剛，徐立清.本科應用型人才的特點及其培養體系的構建[J].中國大學教學，2005，（9）.

[3]劉智運.創新人才的培養目標、培養模式和實施要點[J].中國大學教學，2011，（1）.

[4]張政文，田剛健.面向全體 探索以創新意識培養為主旨的創業教育模式[J].中國高等教育，2010，（12）.

[5]吳平.五年來的雙語教學研究綜述[J].中國大學教學，2007，（2）.

[6]陳吉寧.大學不在“大”而在“學”[J].清華大學教育研究，2012，（3）.

收稿日期：2013-09-17

作者簡介：李秀涼（1970—），女，黑龍江密山人，黑龍江大學生命科學學院教學秘書，副教授，主要從事酶工程研究。

基金項目：黑龍江大學新世紀教育教學改革工程項目“酶工程課程的教學及考試的改革與實踐”（2011C041）

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