构建现代生物技术背景下的酶工程课程体系

　　为适应经济全球化的要求，更好地应对国际金融危机的冲击，中国政府大力推动经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高和管理创新转变。这也对高层次人才培养模式改变和结构调整提出了更高要求，部分高校应用学科结构体系仍与行业产业发展需求存在较大差距。进入 21 世纪，生物技术飞速发展，技术研究手段不断更新，酶工程作为生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的专业基础课，是联系基础课与专业课的重要桥梁。为满足生物产业行业产业发展需求，酶工程教学结构体系亟待调整，以培养掌握现代生物技术体系下酶工程的理论知识和应用技术，具备研究创新能力及相关领域自主学习能力的应用型本科人才，体现教学与科研相结合的人才培养模式。　　　　一、构建现代生物技术背景下的酶工程课程体系　　　　应用型本科人才的规格特点要求必须围绕应用型本科人才知识、能力、素质和谐发展的目标要求，以能力培养为重心，构建相对独立、内在统一的人才培养体系。　　　　通过改革和探索，构建起能敏锐地反映社会需求，实基础、强能力、高素质、多样化的人才培养模式。　　　　酶工程学科发展迅速，需要不断地更新所使用的教材，才能让学生掌握新的、前沿的酶学知识。传统的酶工程教学主要围绕酶的生产、分离纯化和应用等进行，酶的修饰、酶的人工模拟、酶的固定化等内容只做概略介绍。本次教改后，选用了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《酶工程》作为主要参考教材，同时参考国内外其他优秀教材，如《Fundamentals of Enzymology》、《酶学》（陈石根）、《酶工程》（罗贵民）等，对酶的修饰、人工模拟、固定化等详细地介绍了具体的方法、实例；引入酶的非水相催化、酶分子定向进化及核酶的研究及应用等新内容。在教学中融入一些文献资料补充扩展教学内容，使教学内容更加丰富，关注酶学的应用与研究前沿。　　　　二、运用理论联系实践的酶工程教学方式　　　　酶工程是一门理论联系实践很强，又很抽象的学科。根据这一特点，在教学方法改革中，充分体现理论联系实践，调动学生的积极性。突出教与学的密切结合、教学与研究的密切结合、课内与课外的密切结合。　　　　（一）理论课增加互动　　　　在介绍理论知识时，从身边教师科研中的一些酶学案例开始或先提出学生感兴趣的问题，例如在介绍酶分子修饰前，先让学生查阅哪些酶作为药物使用具有较好的疗效，同时天然的药用酶在临床使用时有哪些不良反应、如何解决等。引导学生积极思考，调动学生的积极性，使学生由“被动地学”变成“主动地要学”；同时启发他们多提问题，多查阅相关文献，并组织分组讨论等。这样的授课方式不仅能增强师生之间的“互动”，还能培养学生独立思考、分析解决问题的能力。　　　　（二）实验课与理论课密切配合　　　　整合、更新酶工程实验课内容，充分体现酶工程现有技术手段，如卷心菜中过氧化物酶热稳定性测定的实验涵盖了细胞的破碎、酶的分离提取、酶活力测定的原理、酶残余活力测定、热稳定性测定等多个知识点及相关实验技术，进一步巩固基本理论知识，训练学生基本操作技能。通过开设综合性、设计性实验，让学生熟悉酶学研究的基本思路、方法和手段，锻炼学生开展酶学研究的能力。　　　　（三）增设开放实验室项目与创新创业课题　　　　传统观念中，只有研究生阶段才能进入实验室，参加科研活动。在黑龙江大学面向全体探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式的背景下，积极申报开放实验室项目酶学研究课题，鼓励学生申报酶技术相关的创新创业项目，吸纳学有余力或有志于科研的学生进入到实验室，将酶工程专业实践教学与创新创业教育相对接，缩短学生学习理论知识与实践的距离，形成了良好的专业知识指导实践，实践促进专业知识学习的良性循环，学生逐步完成“我应该学”到“我要学”的这一转变过程。同时锻炼了学生独立设计实验方案、实施等从事科研的基本能力，激发其科研热情及学习潜力，培养其创新意识，锻造其坚忍不拔的科研精神。　　　　三、注重多媒体辅助教学手段的应用　　　　生物技术飞速发展，面对日新月异的新技术、新成果，如何提高有限的教学时间效率，增大课堂容量，是酶工程课程的重大挑战之一。　　　　（一）采用多媒体辅助教学　　　　酶工程内容具有抽象性、复杂性。在教学中，借助文字、图像、动画和声音相结合的方法来传递信息，是解决授课抽象难懂的一种快捷、有效的教学手段。在课件制作中，精心策划和组织文本，做到层次分明，重点突出，文字精练。合理使用图片、动画等资料，适时、适度，使教学内容直观、形象，学生能够愉快地接受知识，增强对知识的理解和记忆。在课堂上，也邀请学生作 5-10min 的幻灯片汇报，内容可以是其开放实验室的研究成果、综合设计试验结果，也可以是国外酶学研究论文。引导学生积极参与学习，而非被动接受知识。　　　　（二）充分利用校园网资源，发展网络教学　　　　在网络教学资源库中，上传教师的教案、教学周历、课件、教师授课的录像等教学文件，使学生在课下仍然可以自学酶工程课程；同时链接相关网站，方便学生直接查阅酶工程的最新研究状况。　　　　四、考核方式以理论为本，突出实践及动态学习能力　　　　为了改变以往学生突击学习应付考试的状况，课程加大考试改革力度，取消“一张卷定终身”的做法。酶工程课程成绩由四部分组成：期末笔试 55 分，实践教学20 分，读书工程 15 分（开课时布置要读的科目、文献等），课堂专题讨论 10 分。笔试试卷题型多样，引入综合题、设计题，引导学生全面掌握酶学基本理论和概念，不猜题，不死记硬背。读书工程、课堂专题讨论培养学生查阅科研论文，总结归纳，得出结论的能力。实践教学体现了学生对酶学手段的掌握程度。四部分体现了学生基本理论知识掌握程度，酶技术及研究手段的掌握，酶学研究与应用领域的动态学习及动向捕捉能力，衡量了学生在从课本到理论前沿，从理论到实践的学习过程中的表现。引导学生以课本为本，理论联系实践，关注酶学前沿和知识更新。　　　　五、加强双语课程建设　　　　在全球经济一体化，酶工程学科发展迅速的背景下，学生走向工作岗位时，要面临适应日新月异技术发展的考验。学生应该熟悉酶工程专业英语，能够熟练阅读仪器的英文操作界面及说明书；具备获取国际最新酶工程技术信息内容的英文材料是学生重要的基本素质。培养受教育者形成“双语、双文、双能”的素养。　　　　为实现上述培养目标，采取以下主要措施。　　　　第一，在中文教材的基础上，选择英文教材如《Fun-damentals of Enzymology》等为参考，同时查阅国内外酶工程最新研究成果，经过整理，不断为学生提供与中文教材章节相匹配的英文参考资料，作为学生双语课程学习的阅读资料，在教学过程中逐渐完善酶工程英文教学内容。　　　　第二，在课件等辅助手段的建设上，专业术语要清晰、明了。酶工程双语课程教学课件以英文为主，针对学生的英文接受能力，课堂讲授时可以使用中文将主要知识点、概念表述清晰，以便学生能够准确把握知识点，同时介绍英文术语和英文定义，要求学生掌握英文术语，了解英文定义。　　　　第三，搜集整理国内外权威期刊、书籍上的文章，从教师搜集整理，逐步过渡到学生能够自行查阅资料，下载所需内容。从教师提纲挈领总结文献研究内容及研究意义，逐步过渡到大多数学生能够对所获得资料进行点评。整理积累能够体现酶工程技术发展趋势或先进实验室或机构的研究内容，逐步消化吸收，成为后续课堂教学内容。　　　　第四，在教学方式上，结合学生实际情况，不断调整中英文教学比例。学期初，选择难度适中的英文参考文献和教材，同时与学生在本课程双语教学方面进行沟通，明确教学目标，动员学生学习新知识，调动他们攻克难关的积极性。帮助学生逐渐适应英文教学环境，在教学过程中逐渐增加英语教学内容，调整双语教学速度，增加课件中的英文比例。　　　　通过对酶工程课程教学内容的梳理，改革后的酶工程课程体系融入新的酶学分支，以适应现代生物技术发展；通过教学方法、考核方式上的改革，使学生掌握现代酶学技术研究手段，扩展了学生国际化视野，培养学生学习国内外酶学前沿知识的能力及创新能力，体现教学和科研相结合的人才培养模式。本课程的改革与实践获得了学生普遍好评，在历届评教过程中均名列前茅。在考核、评价体系中引导学生不但学习酶工程知识和技能，同时培养学生相互学习、自我完善及追求卓越的思想、情感、意志和品质。　　　　参考文献：　　[1]袁贵仁.把提高质量作为高等教育改革发展的核心任务[J].中国高等教育，2010，（11）.　　[2]钱国英，王刚，徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教学，2005，（9）.　　[3]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学，2011，（1）.　　[4]张政文，田刚健.面向全体 探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式[J].中国高等教育，2010，（12）.　　[5]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学，2007，（2）.　　[6]陈吉宁.大学不在“大”而在“学”[J].清华大学教育研究，2012，（3）