酶工程教学改革初探

刘远　张辉　王光利

摘 要：酶工程是高校生物工程专业的专业课。该文根据学科建设和专业发展的需要，结合酶工程课程的教学实践，从优化教学内容和改进教学方法等方面，对如何提高该课程的教学质量进行了探索和实践，以期不断提高教学效果和培养高素质人才。

关键词：酶工程；生物技术；人才培养；教学改进

中图分类号 Q93-42 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）07-136-02

Abstract：Enzyme engineering is one of the major courses of bioengineering major at university.According to the needs of the discipline construction and professional development，combined with the teaching practice of enzyme engineering course，we have explored and practiced on how to improve the teaching quality of this course，in order to improve the teaching effect and cultivating high-quality talents.

Key words：Enzyme engineering；Biotechnology；Talent training；Teaching improvement

生物技术在20世纪初崛起并迅速发展，已经在众多领域取得了举世瞩目的成果。酶工程是生物技术的主要课程，是研究酶的生产和应用的学科，并且是一门交叉性学科，内容涉及微生物学、生物化学、遗传学、工程学、生物发酵等多学科的知识，在医药、食品、化工、农业和环保等领域都发挥着重要作用。作为生物工程专业的一门重要的专业课程，如何让学生通过课堂教学掌握学科前沿知识并具有解决实际问题的能力，已成为酶工程教学工作所面临的一大问题[1]。为了提高教学质量，培养学生的学习兴趣，以适应新形势下市场发展对酶工程技术人才的需求，笔者对酶工程的课程教学进行了一定的探讨和研究，以期通过优化课程教学内容和改进教学方法等措施，提高课堂教学质量，培养学生学习的兴趣，提高学生的知识运用能力及分析解决实际问题的能力。

1 优化教学内容，提高教学效果

酶工程是一门综合性学科，内容覆盖面广，主要涉及酶制剂的生产、改性和应用，主要内容包括：微生物发酵产酶、动植物细胞培养产酶、酶的提取与分离纯化、酶分子修饰、固定化技术、酶非水相催化、酶定向进化、酶反应器、酶的应用等。在课程教学过程中，依据课程内容的主线——酶的生产、改性和应用，结合学生的实际情况，突出重难点，优化理论教学内容[2]。酶的生产方法主要有提取分离法、生物合成法和化学合成法等。其中生物合成法是当今酶生产的主要方法之一，是指在人工控制条件下的生物反应器中，通过微生物细胞、植物或动物细胞的生长代谢合成所需的酶的方法。在保持酶的催化效率高、专一性强和作用条件温和等优点同时，通过酶分子修饰、酶非水相催化和固定化技术等措施来改良不同酶的特性，这些技术对酶的优化生产和高效应用具有明显地促进作用[3]。酶的应用是该课程的主要内容之一，人们通过酶的催化作用，获得所需要的酶制剂。因此，围绕酶的生产到应用这一体系，讲述了从酶工程的上游分子内容到下游发酵的整个流程。这样系统地、有条理地课程归纳，为学生理清思路，势必会起到事半功倍的教学效果。另外，随着酶工程的迅速发展，新技术和理论的不断涌现，为了确保教学内容的前沿性，使学生了解酶工程的最新发展动向，老师应及时了解国内外酶工程及其相关领域里的科研动态和科技成果[4]，具有一定科研实践的教师，能随时查阅国内外相关的资料文献，使自己的教学内容更具前沿性和启发性。学生通过参与一些科研项目，掌握了相关实验分析方法和先进仪器的使用，其创新思维能力得到了培养。

2 采用多媒体教学，激发学生的学习兴趣

多媒体教学是在授课过程中利用投影仪、网络、电脑等多种现代媒体，在教室进行授课的一种新的教学方式。多媒体教学在有限的课堂时间里极大的丰富了教学内容，利用动画、图像、音效等多方面效果，可以形象生动地展示基础理论知识。例如：利用动画可直观想学生展示酶工程发酵的工艺流程和操作，学生更容易理解和掌握；利用图画特性可以将理论的知识形象化，将平面的物体立体化，讲述酶反应器、酶传感器时，给学生展示不同设备的实物图片和结构图，加深了学生对相关知识的理解。与传统的教学方式相比，多媒体教学能激发学生的学习兴趣，强化学习效果。当然，多媒体教学并不能完全取代传统的教学，适当的板书可让学生明确该堂课讲述内容的框架，帮助学生课后复习[1]。教师还可通过板书时的身体语言的表达，有利于师生间互动，有时在课堂上，教师的一个动作、一个眼神都会吸引学生，并对学生反馈回来的信息及时作出回应，从而提高了课堂教学效果。因此，在教学工作中要坚持教师的主导作用，并结合多媒体教学作为辅助手段，适当、适时地运用科学的教育方法去教书育人[5]。

3 加强实验教学，培养学生的创新能力

酶工程是一门与生产应用密切相关的学科，应用性较强，实验是对课堂理论知识的最好诠释。实验教学可以培养学生的动手操作能力和创新思维能力，而且可以帮助学生对理论知识的理解，激发学生主动学习的积极性[6]。“千学不如一看，千看不如一练。”实验教学的内容应该跟随理论课的教学内容，包括一些设计性的实验内容。围绕酶的生产、改性和应用，笔者设计了相应的实验内容，包括：产蛋白酶菌株的分离、蛋白酶菌株的诱变和筛选、蛋白酶的提取分离、蛋白酶的活性测定、酵母细胞的固定化及乙醇发酵、淀粉的糖化及DE值得测定。实验顺序的选择也会对学生们的实验产生影响，老师可以把基础性实验安排在前面，这样巩固理论知识的同时增强基本操作技能，这是做好一切实验的基础，基础打不好，一切都是徒劳。

在传统的实验教学中，每个实验都是由实验教师来完成实验准备的，应该让学生自己准备试验材料，不仅能让学生熟悉实验内容，还能提高学生的积极性和探索性。在每次实验课之前，让学生去查阅相关的资料文献，来比较不同试验方法的优缺点，从而选择适当的方法进行试验。试验结束后，客观地记录实验结果，进行小组讨论。假如试验结果和预期的有所不同，学生应该查阅资料分析原因并重新设计试验；如果试验结果正确可靠，再完成实验报告，实验报告需要就实验中出现的问题进行综合分析并提出解决方法，以此培养学生严谨的科研态度和良好的科研习惯。为了使学生对发酵工程有更直观的了解，老师可以联系一些酿酒酿醋工厂和生化制药公司，带领学生到发酵车间进行实地参观，使学生熟悉相关酶制剂产品的生产工艺和设备等专业知识，从而加深了对生物技术行业领域的了解。通过参观学习，使学生深切了解自己所学知识对社会发展的贡献，明白自己所学专业是社会所需，能够学有所用。

4 结语

生物技术的飞速发展为酶工程的发展开辟了广阔的前景，极大地推动了酶制剂的研发速度。随着21世纪分子生物技术的快速发展，国内外有关基因工程的信息层出不穷，这既给酶工程的发展提供了机遇，也给该课程的教学提出了更高的要求。在教学工作中，围绕优化教学内容和改进教学方法进行，并注重充实学科前沿发展动态，一定会去的较好的教学效果。近年来，国家不断加大生物医药科学研究与相关产业的投资力度，本院根据社会需求和人才发展要求，为生物工程专业学生制定了一套切实可行的人才培养方针，借助我院的科研教学平台，使教学改革适应时代发展的需要，使生物工程专业的学生掌握扎实的基础理论知识，综合能力也将得到进一步提高。

参考文献

[1]郭俣，陈昌杰，杨清玲，等.高校《酶工程》课程教学的探索与实践[J].蚌埠医学院学报，2010，35（7）：721-725.

[2]黄爱缨，胡奎，王三根.“酶工程”课程教学改革的探索[J].西南师范大学学报（自然科学版），2014（2）：170-173.

[3]曹小艳，吴桂英.提高“酶工程”课程教学质量的几点思考[J].湖北理工学院学报，2013，28（6）：64-66.

[4]牛莉莉，华子义.“酶工程”教学的实践与体会[J].教育教学论坛，2015（3）：178-180.

[5]薛锋，高健.酶工程课程教学改革探索[J].职业时空，2011，7（12）：115-116.

[6]张庭廷，施媚.《酶工程》教学与课程建设的探讨[J].生物学杂志，2009，3：91-92.

（责编：张宏民）