酶工程教學(xué)思考

酶工程是生物技術(shù)專業(yè)的主干課，其教學(xué)的好壞在一定程度上影響到學(xué)生的專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到畢業(yè)生的質(zhì)量。因此，做好酶工程課程的教學(xué)工作，是培養(yǎng)合格本科生物技術(shù)人員的重要環(huán)節(jié)。以下筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)談?wù)勅绾巫龊妹腹こ痰慕虒W(xué)工作。

課程內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性

酶工程課程從整體上可分為三部分內(nèi)容：酶學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)部分、酶工程部分和酶的應(yīng)用部分。

1.鞏固酶學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。就筆者所知很多高校生物技術(shù)專業(yè)并未在酶工程課程之前開設(shè)酶學(xué)，學(xué)生的酶學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)主要由生物化學(xué)中酶這一章所得，且該內(nèi)容所學(xué)時(shí)間與酶工程開設(shè)時(shí)間相隔較長(zhǎng)，在歷年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的遺忘較多。因此，有必要將酶學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的回顧作為酶工程教學(xué)內(nèi)容的一部分，同時(shí)根據(jù)教學(xué)需要拓寬學(xué)生的酶學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，如不可逆抑制中的鄒氏作圖法等。

2.突出課程重點(diǎn)內(nèi)容。酶工程部分的內(nèi)容是課程的重點(diǎn)。主要包括酶的分離純化、酶分子修飾、酶和細(xì)胞固定化、非水介質(zhì)中酶的催化反應(yīng)、抗體酶、模擬酶、印跡酶、酶的定向進(jìn)化[1][2]等。

3.強(qiáng)調(diào)應(yīng)用實(shí)例。酶工程是酶在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用而誕生的一門學(xué)科，因此在講解過程中離不開酶的應(yīng)用實(shí)例。依據(jù)筆者的教學(xué)體會(huì)酶的應(yīng)用在講解過程中采用分散與集中講解相結(jié)合的方法效果較好。在講解課程重點(diǎn)內(nèi)容時(shí)穿插應(yīng)用實(shí)例不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。課程主要內(nèi)容結(jié)束后再將酶在各行業(yè)中的應(yīng)用作為單獨(dú)的教學(xué)內(nèi)容，一方面通過酶制劑在醫(yī)療、食品、化工等方面的應(yīng)用使學(xué)生認(rèn)識(shí)到酶對(duì)現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)生活的巨大影響，另一方面讓學(xué)生了解當(dāng)今酶制劑生產(chǎn)市場(chǎng)格局，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。

改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段

1.結(jié)合實(shí)例引導(dǎo)教學(xué)。教學(xué)過程中對(duì)酶分離純化方法的講解采用原理分析與實(shí)例相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的同時(shí)提高對(duì)知識(shí)的應(yīng)用分析能力。在以往的教學(xué)過程中教師只注重理論部分的分析而忽略了學(xué)生是否能在實(shí)際中應(yīng)用這一知識(shí)。如鹽析法中學(xué)生可以清楚地說出鹽析沉淀的原理，而對(duì)一種給定的酶用鹽析法如何使其沉淀，該酶在硫酸銨的何種飽和度下沉淀析出，在使酶發(fā)生沉淀的硫酸銨飽和度下又如何來提高沉淀的分辨率等實(shí)際問題時(shí)學(xué)生卻不知如何解決。在此基礎(chǔ)上提出共生沉淀現(xiàn)象，并通過鹽析公式說明鹽析的分類及兩種這兩種方法的異同點(diǎn)，在對(duì)兩種方法的比較分析過程中使學(xué)生自然理解如何來提高鹽析沉淀的分辨率。

2.引用研究論文拓寬教學(xué)。在講解酶的固定化、非水介質(zhì)中的酶促反應(yīng)、抗體酶、印跡酶等時(shí)引用一些相關(guān)內(nèi)容的研究論文來進(jìn)行教學(xué)，實(shí)踐證明這種方法教學(xué)效果較好。對(duì)固定化酶、非水介質(zhì)中的酶促反應(yīng)等內(nèi)容，教材中講到操作方法、性質(zhì)及與天然酶相比性質(zhì)發(fā)生改變的原因等，如果完全按照教材形式來講解學(xué)生普遍覺得比較枯燥，而選擇幾篇研究某種固定化酶或非水酶的文章，沿著作者的研究思路逐步深入，與此同時(shí)以設(shè)問、反問的方式使學(xué)生注意固定化酶、非水酶的相應(yīng)性質(zhì)。這種方式離開教材同時(shí)又緊扣教材內(nèi)容，使學(xué)生在掌握基本知識(shí)的同時(shí)養(yǎng)成一種良好的研究問題的思路。

3.采用多媒體教學(xué)。采用多媒體投影教學(xué)，不僅節(jié)省板書時(shí)間，還可將靜態(tài)的變?yōu)閯?dòng)態(tài)的，將平面的變?yōu)榱Ⅲw的，使課堂教學(xué)變得生動(dòng)形象，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解[3]。例如:對(duì)酶分離純化各種方法的原理進(jìn)行講解時(shí)，采用圖片直觀展示如離子交換層析、凝膠層析等的原理，使學(xué)生更容易理解。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)

酶工程是一門應(yīng)用科學(xué)，學(xué)好酶工程除了要求具有良好的理論知識(shí)外還要求有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作能力。酶工程實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)通常占總學(xué)時(shí)數(shù)的30%，為了通過實(shí)驗(yàn)課提高學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑧?yīng)該在基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上增加開設(shè)綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力[4]。

減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增開綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。在以往的教學(xué)過程中通常將實(shí)驗(yàn)作為理論部分的補(bǔ)充，因此開設(shè)的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在教師做好大量的實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作后，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下完成簡(jiǎn)單的一到兩步操作結(jié)束實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手少，對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過程不了解。長(zhǎng)期做這類實(shí)驗(yàn)不但扼殺了學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索性，而且大大降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作，從而使學(xué)生建立一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)概念，并且通過實(shí)驗(yàn)過程中加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)試劑配制和儀器使用等基本的實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)也能加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)涉及到的理論知識(shí)的理解。如從豬胰臟中提取胰蛋白酶的實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過含激活劑的溶液浸提后收集浸提液，采用兩次分步鹽析后離心得到酶沉淀，再經(jīng)有機(jī)溶劑處理后得到胰蛋白酶。簡(jiǎn)單操作步驟的實(shí)施得到一種酶，極大地激發(fā)學(xué)生的興趣。雖然綜合性實(shí)驗(yàn)克服了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的局限性，但是學(xué)生仍然是在固定的思路下操作實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中嘗試著給定材料讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件自己選擇實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，以小組為單位獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果有些并不理想，但卻大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)驗(yàn)熱情[5]。

參考文獻(xiàn):

[1]羅貴民.酶工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]袁勤生、趙健.酶與酶工程[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2005.

[3]謝琦.酶工程教學(xué)方法探討[J].華夏醫(yī)學(xué)，2004（6）：1017-1018.

[4]林淦，劉科.酶工程專業(yè)課程的教學(xué)與思考[J].化工高等教育，2007（3）：27-28.

[5][2]歐陽(yáng)嘉.關(guān)于高校《酶工程》教學(xué)改革的思考[J].引進(jìn)與咨詢，2006，(4):74275.

作者單位：湛江師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院