生物技術專業《酶工程》教學方法改革的探索與實踐

黨琳 鄧勖 魏敏惠

摘 要：“酶工程”課程是生物技術專業的專業核心課程之一，本文總結了我校生物技術專業開設“酶工程”課程中合理安排教學內容，引入思維導圖，加強實驗教學，開展雙語教學的實踐與經驗，提出了一些教學改革思路和方法。旨在為提高本課程的教學質量和學習效果提供教學參考。

關鍵詞：生物技術專業；酶工程；教學方法改革

中圖分類號：G620 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2016）05-0125-02

生物技術作為當前世界各國優先發展的高新技術領域之一，正以前所未有的深度和廣度迅速發展。酶工程是生物技術的重要組成部分，是生物技術領域五大工程（基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和蛋白質工程）的基礎和核心，它是酶學、微生物學的基本原理與工程學相互交叉、滲透發展而形成的新型技術學科。隨著生物技術的迅猛發展，酶工程在理論上和應用上都取得了很大的成效，在世界科技與經濟的發展中起支柱和骨干作用[1] 。陜西中醫藥大學于2010年開設生物技術專業，《酶工程》課程是該專業必修的專業核心課程之一，講授32學時，實驗8學時，為使學生能在有限的課時內掌握理論性強且內容豐富的基礎知識，全面提升實驗技能，培養學生綜合素質，為學生今后走上工作崗位或繼續深造奠定堅實的基礎，筆者在《酶工程》教學方面中進行了一些探索，以期最大限度地提高《酶工程》教學的實效性，幫助學生更好更快地掌握該課程。

1.合理安排教學內容，突出課程重點

1.1優化教學內容、理論聯系實際

目前國內酶工程教材雖然編寫體系有所差異，但重要內容大同小異，且教材內容落后于學科的發展?！睹腹こ獭肥敲笇W、微生物學的基本原理與工程學相互交叉滲透發展而形成的新型技術學科，其發展速度很快，內容覆蓋面廣，涉及酶制劑的生產、改性與應用，為適應創新人才的培養，在教學過程中首先有針對性地以郭勇主編的《酶工程》第三版為藍本，并穿插一些國內外最新的學術動態，介紹一些國內外最新研究成果，適度地超越教材，激發學生的學習積極性，讓學生置身于酶工程研究的最前沿。比如講解完生物傳感器后，教師引導學生查閱資料，了解生物傳感器的出現為環境監測的連續化和自動化提供了可能，降低了環境監測的成本，加強了環境監督的力度，并鼓勵學生在所學理論的基礎上，集思廣益，在班級開展設計環境監測點子大賽，取得了很好的效果。

1.2課程內容合理整合，突出教學重點

我校《酶工程》是在大三第二學期開設，前期學生已經完成了細胞生物學、微生物學、生物化學與分子生物學等課程的學習，且與酶工程同時開設有細胞工程、基因工程、發酵工程、蛋白質工程等課程，為此，我們進行課程內容整合，既要避免不必要的重復，突出重點、難點，又反映各學科間知識廣泛的滲透性，課程的綜合性和前沿性。如“酶的分子修飾”一章，在《酶工程》和《蛋白質工程》教材中都有相關內容，我們與并行開設的有關課程任課教師進行溝通和交流，在《酶工程》中引導學生復習學生已在生物化學課程中學習有關酶作用基本原理的內容，重點講授核酶的修飾，在《蛋白質工程》中重點講授蛋白酶的修飾。

2.引入思維導圖，增強教學效果

2.1運用思維導圖，構建知識網絡

思維導圖（Mind Mapping）是英國記憶之父、腦力開發專家托尼？博贊（Tony Buzan）于20世紀70年代發明的一種有效使用人腦的方法。托尼？博贊認為“大腦進行思考的語言是圖形和聯想”[2]，他主張在作圖時使用線條、顏色、符號、詞匯和圖像，以充分開發人的“全腦”，培養人們的創新思維[3]?，F階段的教學中，多媒體的運用節省了教師的板書時間，從而有更多時間進行相關知識的講授，但知識量增加與教學節奏的加快也讓學生難以應對；利用思維導圖可以有效的提高學生對教學內容的理解，特別是知識的整體把握力，從而明確學習的目標和方向，準確把握教學內容的核心和要點。

近年來思維導圖已在國內教育領域開始應用，在提高教學效果方面已取得了顯著的成效。陳冬冬等[4]討論了思維導圖在高等醫學教育中的應用。我們在生物技術專業2011級《酶工程》教學中，通過引導學生使用思維導圖，梳理思路，弄清概念，明確重點，不僅極大地提高學生的學習、理解和記憶能力，更有助于學生邏輯思維能力的培養、建立學科之間的聯系、構建知識網絡。在同學們分享學習成果中，對有些問題激發更深層的思考。

3.加強實驗教學，培養科研理念與科研能力

3.1翻轉課堂運用于實驗教學

《酶工程》是一門實驗性和應用性很強的學科，實驗和實習是酶工程課程的重要組成部分。實驗教學是創新人才培養的有效方式，是培養學生理論聯系實際，提高創新能力的重要環節。且學生經過兩年多的實驗訓練，掌握了生物技術的基本實驗技能，所以酶工程實驗課程改變傳統實驗課的教師詳細講解實驗原理及操作過程，學生按實驗操作步驟進行的模式。將8學時實驗課分兩次完成，其中第一次實驗，提前一周安排學生自主學習實驗目的、原理和方法，然后分組用PPT講解，教師補充完善。讓學生成為課堂的主人，做到每個學生進入實驗室前對實驗步驟、方法、預期結果了然于心，這樣在實驗過程中，學生可將注意力集中在實驗操作、現象觀察和結果討論上，而且有些同學們在實驗過程中，設計多組平行實驗，增大實驗操作難度，取得了很好的效果。

3.2運用思維導圖設計實驗

第二次實驗在實驗課提前兩周給出題目，學生分組準備，通過查閱資料，運用思維導圖設計實驗流程，然后教師批閱，最后完善、確認最佳實驗方案方案，進行實驗。實驗結束后每組學生進行組內討論，最后提交完整的實驗報告。

4.加強雙語教學課程建設

實施雙語教學是實現高等教育國際化，培養面向現代化、面向未來、面向世界的復合型人才的有效途徑[5]。《酶工程》涉及國際通用的專業術語、概念較多，內容更新十分迅速，且大多發表在英文文獻上，非常適合開展雙語教學。雙語教學是提高酶工程教學質量和提升學生專業外語水平的有效方法。

4.1教材選擇

我?！睹腹こ獭肥窃谏锛夹g專業大學三年級第二學期開設的課程 ，許多學生已通過了大學四級、六級考試，學生的英語水平，特別是閱讀能力大大提高。且在大二開設的《生物化學》課程中的部分章節也采用了雙語教學，所以在已選中文教材的基礎上，選擇英文教材《Enzyme Engineering》中的部分章節作為參考資料，在選擇過程中既注意與前期課程內容和難度的銜接，又注重學生學習能力的差異性，同時在不同章節中，教師查閱國內外較新研究成果，作為學生課后閱讀資料，增加學生閱讀量，在教學過程中逐漸完善教學內容。

4.2多媒體課件

雙語教學采取循序漸進的教學方式，在雙語教學初期，專業名詞較少的內容如第一章《緒論》采用英文課件，中文講授為主的方法；重點和難點如《酶非水相催化》、《酶反應器》等章節，用中文課件、中文講解；學生逐步適應了雙語的課堂教學模式后，再根據學生英語水平的提高而適度提高英語講授的比例，整個教學過程不拘泥于漢語、英語所占教學的比重，讓雙語教學成為學生的期待而不是負擔。為提高學習的積極性，鼓勵學生搜集與課程相關的圖像、動畫，如在講授《酶分子修飾》時，運用蛋白質結構的動畫，學生不僅可以看到文字說明，觀察到圖像，還可以聽到標準的英語解說，生動逼真，寓教于樂，培養和激發學生的學習興趣，使教學過程變得直觀、形象，把復雜的過程簡單、形象化，是傳統的板書和講解無法比擬的。

參考資料：

[1]郭勇.酶工程研究進展與發展前景[J].華南理工大學學報（自然科學版），2002，30（11）：130-133.

[2]T BuzenB Buzen.The Mind Map book：How to use radiant thinking to maximize your brain's Untapped potential[M].NewYork：Plume，1993.

[3]東尼？博贊.思維導圖大腦使用說明書[M].北京：外語教學與研究出版社，2005.

[4]陳冬冬，李東輝，李玉見等.思維導圖在高等醫學教育中的應用探索[J]中國醫藥科學2014年9月第4卷第 1 7期：129-130.

[5]董宇欣.我國高校開展雙語教學的實踐與思考[J].北京大學學報（哲學社會科學版）2007（5）