“酶工程”优质课程的建设与研究

发布时间：2019-11-12

　　摘要：“酶工程”优质课程的建设是提高课程教学效果的有效手段。结合自身教学实际，阐述了“酶工程”课程理论教学方法的创新，实践教学体系的建立，现代化教学辅助模式的应用。目的在于进一步提高“酶工程”课程教学质量，满足社会对生物工程专业人才培养的需求。

　　关键词：酶工程;优质课程建设;教学方法;教学辅助模式

　　“酶工程”是生物工程的专业核心必修课，是研究酶的生产和应用的重要学科[1]。由于“酶工程”所涉及的学科内容发展迅速，“00 后”大学生个性的凸显，新时期创新创业人才的需要，“酶工程”优质课程的建设无疑是提高教学效果的有效手段，是酶学与酶技术研究效率的重要手段，可以提高学生的学习效率，激发学习的热情，并为学生创造了巩固知识、探究问题、答疑解惑的便利平台。

　　1 创新理论教学方法

　　国家教育部曾提出过精品课程 5 个“一流”含义，即具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程[2]。其中，对于二批应用型本科院校来说，一流的教学方法对课程效果的影响尤为重大，而且是精品课程特点中最容易优化的参数之一。为了实现一流的教学方法，针对学校实际情况，在 10 年的“酶工程” 教学探索中，形成了自己独特的理论教学法。

　　1.1 打比方教学法使抽象的概念具体化

　　对于工科难于理解的抽象知识点采用“打比方教学法”。“酶工程”中经常会出现陌生的专业术语和易混淆的概念，可以将这些知识难点和生活中的某个熟悉的事物建立一个联系，用打比方的手段让新知识熟悉化，让复杂问题简单化。生动恰当的比方有时能将抽象化的语言变得具体明了，让人茅塞顿开。在“酶工程”课程教学中，引入这样的方法，比如酶的固定化是个比较抽象、不好理解的知识点。在讲到固定化酶的时候，把固定化酶比作卤料包，固定化载体就好比是调料包上的纱布，酶就好比是卤料，固定化酶在生物反应器中发挥的酶促反应过程就像是卤料在汤锅中让食品入味的过程。固定化酶在生物催化反应中没有损失，而且便于收集的特点就好比卤料颗粒在卤制食品过程中也容易取出，不影响口感。

　　1.2 灵活在课程中应用双语教学，推动专业知识开放化

　　教育部曾在 2001 年就明确指出要支持高校生物等专业积极开展双语教学。但由于相关配套课程教材的缺乏，教师英语水平的限制，学生全英文理解专业知识的能力参差不齐，导致“酶工程”专业英语教学的推广受限。在学校“酶工程”优质课程建设的过程中，根据自身实际情况，在课程中灵活地运用了双语教学，取得了一些经验。

　　对于简单的和连续性的内容，采用“双语教学法”。这种专业课的双语教学不仅是酶工程内容的英语表达化，而是要用英语表达酶工程的内容时，使学生既能掌握专业知识，又能提高学生的专业英语水平，为培养具有国际化背景的高层次应用型人才打下坚实的外语和专业基础。理想的双语教学应当全英文教学，然而，针对二本院校任课教师和学生的英语水平有限的实际情况，采用了循序渐进的教学方式。即在介绍专业术语为主的简单内容时，通过对常用的专业英语词汇进行构词分析、对词根前缀和后缀的反复练习，强化学生对专业词汇的理解和记忆。在讲解酶的动力学、酶的分子改造、化学改造时，由于本身专业知识难度较大，化学方程式，分子酶切过程图解多，基本采用中文教学，适当提示强调重要专业词汇。在讲到酶的应用等简单易懂的章节时，尝试全英文教学，提高学生语感。而对 SCI 专业外文文献的讲解，则采用了翻译式教学。适当灵活地在“酶工程”教学中使用双语教学，既加强了专业英语水平，又提高了学生学习兴趣，开放了专业知识与国际的接轨。

　　1.3 专题案例法的适当使用，激发学习源动力

　　对于系统性和专题类的课程内容，采取了“专题案例教学法”。生物技术的发展日新月异，随着分子生物学检测技术的发展，要求教师在理论课中及时传递国内外酶工程及其相关领域里的科研动态和科技成果，充实课堂教学内容，以确保教学内容的前沿性，使学生了解酶工程的最新研究进展。近年来，将历年的国际酶工程会议论文整理成提纲作为一次专题课讲解，让学生了解当今酶工程的研究方向和热点。又将历年来诺贝尔奖中有关酶工程的获奖案例作为案例教学讲解，绘制了一幅“酶工程诺贝尔奖”历史画册。查阅了最新的 Nature，Science 等杂志上有关酶工程内容的重要科研论文，作为一次专题课给学生解读酶工程领域的前沿研究。这样的专题内容由一根主线贯通，体现了知识的系统性、连续性和时代性，在理论课程中的适当使用，会给学生留下系统深刻的印象，激发他们对酶工程领域的探究源动力。

　　2 优化实验课程 建立创新应用型实践教学体系

　　酶工程是一门理论与实践密切联系的应用型学科，依靠逻辑推理的知识较少、应用性较强，实践是对课堂传授知识的最好诠释。实践教学在课程建设中的作用尤为突出，通过各种实验操作和实验设计，不仅能使学生更加牢固地掌握相关理论知识，而且能非常有效地调动学生的学习兴趣和开拓创新精神。

　　2.1 优化实践教学内容

　　在“酶工程”优质课程的建设中，结合学校实际情况，认真优化了实践教学内容。“酶工程”实验课既要从教学内容的章节分布上合理考虑，也要从就业市场对毕业生的需求考虑，更要从提高学生创新应用能力的角度考虑。选用了酶活力的测定、酵母细胞的固定化、酶的分离纯化等实验内容作为重要的单元操作;采用了分子酶切及酶的克隆化实验，弥补了国内本科院校酶工程分子实验技术缺乏的空白;结合学院生物技术研究所承担的相关课题，开展了微生物肠道菌的筛选及产酶性质研究的综合设计性实验。

　　2.2 完善实践教学体系

　　实验课仅仅只是实践教学环节中一个基础的部分，为了完善实践教学环节，以教师指导大学生科技创新项目为抓手，以学校对开放实验室各项科研项目的支助建设为契机，将酶工程方向的科研项目在全体生物工程专业的学生中铺开，让学生在科研中“摸爬滚打”，让理论知识更好地转化为生产价值。实践课程建设过程中，学校还积极创造良好的校企联合环境，为生物工程专业学生的酶工程课程安排了武汉生物技术研究所的参观见习，武汉华美生物工程有限公司、武汉新华扬生物股份有限公司酶工程的毕业实习，使学生能在毕业之后尽早适应企业生产的要求。

　　3 建立立体化的教学监管模式

　　立体化教学监管模式给平面的书本教材附以各种形象生动的教学要素，从而变得立体化，让知识更容易被人接受，它的主要特点为教学资源多样化、教学方式多元化和知识结构立体化[3]。

　　高校专业课课堂常常会出现这样几种情况：每次上课，教师都需要时间统计缺课学生;针对教师的上课提问，学生积极性不高;学生课后作业存在抄袭和质量不高的现象。究其原因，主要是因为学生对枯燥难懂的专业课程的兴趣不够，教学监管的方法落后。

　　鉴于这种情况，结合“00 后”大学生都用智能手机的现状，“酶工程”课程第一次开课时就建好了“酶工程”课程微信学习群、QQ 交流群，每次上课前，教师都会把本次课的课件上传，供学生提前预习，预习过程中，学生对疑惑的知识点可以评论留言。每次的课程作业要求学生在线完成，提交作业到群文件并签到打卡，教师能最快地发现没有完成作业的学生。这种方法尤其适用于课题讨论式作业，大家可以充分利用网络，分享国内外优秀的文献资料，多人共同探讨发言，教师也会在群里及时在线点评作业，学生为了面子会努力将作业做得更好，作业抄袭现象也得到抑制，专业课教师和个性凸显的学生也能更好地交流和增进师生感情。

　　充分利用网络资源，建立完善的“酶工程”优质课程网站，将教学大纲、教案、讲义、多媒体课件、参考书籍、习题和相关期刊杂志的链接网址等提供给学生;开设 BBS 讨论专栏，使学生之间、师生之间可随时对课程学习的疑问或感兴趣的方面进行讨论和解答。这种课外教学资源的补充，不仅有助于学生梳理教学内容的主线、及时查漏补缺，更锻炼了大学生自主学习，自我解决问题的能力。

　　4 借鉴微课 慕课形式 加强课程探索性建设

　　4.1 微课在重难点知识中的恰当应用

　　微课自 2008 年提出以来已逐步引入国内各种类型的教育[4]。微课突出了关键的概念和内容，引导学生利用教师建立的网络平台教育资源，通过自我钻研，进一步巩固重点知识、掌握难点知识，从而激发探索学习的兴趣。目前，国内高校主要是以教学视频为主要载体，反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源有机组合[5]。在“酶工程”优质课程建设中，尝试将酶的固定化、酶抑制作用的分类、酶的动力学这些重难点知识做成动画视频微课;将酶的定向进化、离子液介质中的酶催化、酶的克隆等不易开展的实验内容由教师录制示范实验录像微课，再插入教师的讲解，放在校园网上，供学生课前预习和课后强化理解。这种方式的开展可以强化知识点的理解，使学生变得更加主动充分地利用课后的零碎时间自由快乐地完成对枯燥知识课程的学习。

　　4.2 慕课的尝试引用

　　慕课是一种以网络学习平台为介质，通过免费教程为学生提供学习的机会，被认为是信息技术所催生的教育革命[6]。对于主题性内容，如肿瘤与分子免疫治疗、新酶的发现及应用、酶的历史沿革等大众性课题，可以采用邀请国内外酶学专家和在校学生做在线论坛讨论或进行同步在线的方式学习，还可以购买部分国家精品课程中优秀的话题讨论类慕课内容，供学生们学习。

　　地方高校选择课堂教学与慕课、微课教学相结合的模式是一个明智之举，既有利于改革传统教学模式、兼顾课堂教学和个性化教学，又能节约资源，建设符合自身特色的应用型教学模式。

　　5 结语

　　通过对学校生物工程本科专业“酶工程”优质课程的建设,“酶工程”课程的教学质量明显提高。形成了一套适合二批本科生物工程专业的“酶工程” 课程体系。课程的建设充分利用了多种创新可行的教学方法，优化了实验内容，完善了实践教学体系，实现了课程教学信息化、网络化，大大提高了酶工程课程的教学效果，提高了学生的学习积极性，让学生在课余时间更加主动更加快乐地学习。然而，生物技术的发展日新月异，酶工程技术也是日益更新, 优质课程的建设要长期维护才能成为真正的“优质课程”。专业教师要不断将新知识、新技术融入到课堂教学中去。同时，不断探索新的更为合适的教学方法、继续优化“酶工程”的教学内容，强化实验教学，不断优化网络资源中的动画，音视频内容，努力达到省级乃至国家级“酶工程”优质课程的水平，从而培养出新世纪创新型人才。

　　“酶工程”优质课程的建设与研究相关期刊推荐：《科学大众(科学教育)》(月刊)杂志社于1937年在上海创刊。主要刊登：教海探航、科学教育研究、课堂经纬、国外科学教育动态、教师成长与专业生涯发展、科学教育课堂、科学探究园地、高等教育在线、中职教育、幼教天地、热点关注等方面的信息。有投稿需求的作者，可以直接与在线编辑联系。