1、    酶工程精品資源課程建設(shè)的探索與實踐    黃九九+劉娥娥+龔慧+侯學(xué)文摘要：酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)四大核心工程之一，作為生物技術(shù)專業(yè)的主干課程，在學(xué)生的專業(yè)知識構(gòu)建中具有重要的地位。本文介紹了華南農(nóng)業(yè)大學(xué)在酶工程課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，教學(xué)方法和教學(xué)手段的改進(jìn)，考核評價體系的完善等方面進(jìn)行的探索與實踐，旨在進(jìn)一步提高酶工程教學(xué)質(zhì)量，滿足社會對生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。關(guān)鍵詞：酶工程；課程建設(shè)；教學(xué)改革：g642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a ：1674-9324（2017）03-0138-03酶工程興起于20世紀(jì)70年代，是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化及產(chǎn)業(yè)化方面利用酶

2、高效、專一的催化性能的應(yīng)用工程技術(shù)，與基因工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程并稱為現(xiàn)代生物技術(shù)四大工程1。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著酶學(xué)研究迅速發(fā)展，特別是酶制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用推廣，酶工程已成為高等院校生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)及農(nóng)學(xué)等專業(yè)的一門重要專業(yè)課，是對學(xué)生完整了解生物學(xué)科及提高學(xué)生就業(yè)競爭力十分重要課程2-4。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)酶工程為生物技術(shù)專業(yè)的主干課程，2013年立項作為精品資源課重點建設(shè)。三年多來，課程建設(shè)團隊在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)手段、考核模式等方面進(jìn)行了積極探索與改革，力求增強教學(xué)內(nèi)容的豐富性和系統(tǒng)性，調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的主動性和積極性，增加考核的公平性和多樣性，提高酶工程課堂教學(xué)質(zhì)量。一、教學(xué)內(nèi)容的改革與

3、建設(shè)21世紀(jì)生命科學(xué)飛速發(fā)展，酶工程理論知識不斷更新，實驗技術(shù)不斷改進(jìn)5。原有的教案不能滿足教學(xué)需要，豐富教學(xué)內(nèi)容，加強課程的系統(tǒng)化、模塊化建設(shè)勢在必行。1.加強課程的系統(tǒng)化、模塊化建設(shè)。圍繞著“產(chǎn)酶分離酶改造酶用酶”主線，配合學(xué)院學(xué)分制改革，對課程教學(xué)大綱進(jìn)行了修訂，重點處理好經(jīng)典與現(xiàn)代、理論與實踐的關(guān)系，重新對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合，進(jìn)一步明確了課程性質(zhì)與任務(wù)、課程內(nèi)容與基本要求、實踐教學(xué)與要求、學(xué)時安排、參考教材、課程類別、學(xué)分、考核方式。理論課實施模塊教學(xué)，以酶制劑的生產(chǎn)與應(yīng)用為教學(xué)主軸，循序漸進(jìn)，不斷擴展與深入，構(gòu)架起酶工程的理論體系。所有的教學(xué)章節(jié)調(diào)整為四大模塊：一是“產(chǎn)酶”模塊，包括

4、微生物發(fā)酵產(chǎn)酶、細(xì)胞工程產(chǎn)酶和現(xiàn)代分子技術(shù)產(chǎn)酶等；二是“分離酶”模塊，包括酶的酶學(xué)性質(zhì)、酶的分離純化等；三是“改造酶”模塊，包括酶的分子修飾、酶的固定化和酶的有機催化等；四是“用酶”模塊，包括酶反應(yīng)器和酶傳感器，酶在醫(yī)藥、食品、輕化工、環(huán)境保護和生物技術(shù)等方面的應(yīng)用。實驗課結(jié)合任課教師的科研，由產(chǎn)酶菌株的快速篩選、雞蛋清溶菌酶的磁性親和分離、雞蛋清溶菌酶的純度分析、雞蛋清溶菌酶的熱穩(wěn)定性分析、木瓜蛋白酶的制備、殼聚糖顆粒固定化木瓜蛋白酶、酶反應(yīng)器設(shè)計及酪蛋白水解物的制備、酶試紙法檢測消毒液中過氧化氫含量、鄰苯二酚雙加氧酶基因在大腸桿菌中的高效重組表達(dá)等九個實驗組成，形成完整的“酶源的選取酶的分

5、離純化酶的純度鑒定酶學(xué)性質(zhì)分析酶的體外改造酶制劑的應(yīng)用”實驗教學(xué)體系。2.書本教材與互聯(lián)網(wǎng)資源相輔相成。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，酶的應(yīng)用已經(jīng)滲透到生產(chǎn)生活的各個方面，社會對理論和應(yīng)用相結(jié)合的復(fù)合型人才需求強烈。為了順應(yīng)這一需求，在教材選用方面，我們以王金勝主編的酶工程為核心，參考了眾多的酶工程、酶與酶工程及其應(yīng)用、酶學(xué)原理與酶工程、酶制劑的生產(chǎn)技術(shù)等教材，集眾家之長，取其精華之作，在不影響酶學(xué)與酶工程理論知識學(xué)習(xí)的同時加大了對酶的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用等技術(shù)的介紹和講解。在酶工程理論和實驗教學(xué)中，我們用教材而非單純用教材，在課程序言中，引入電子教學(xué)資源，向?qū)W生介紹酶學(xué)與酶工程相關(guān)網(wǎng)站，如www.bren

6、、.并提議學(xué)生關(guān)注“酶制劑網(wǎng)”、“酶好生活”等微信公眾號，讓學(xué)生及時了解酶工程的發(fā)展前沿與動態(tài)，激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣。同時，還建成了酶工程精品課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站（http：/3.實驗教學(xué)與理論教學(xué)相互呼應(yīng)。酶工程是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗教學(xué)在酶工程教學(xué)中具有舉足輕重的作用。而實驗教學(xué)又是鞏固理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、積極思考問題和主動解決問題能力，進(jìn)而提高學(xué)生綜合素質(zhì)的必然途徑。因此，實驗教學(xué)內(nèi)容與理論教學(xué)相互呼應(yīng)，圍繞鞏固理論知識展開，才能使學(xué)生更加系統(tǒng)地掌握酶工程的原理、實驗方法和技能，樹立創(chuàng)新意識。在課程建設(shè)過程中，我們逐步摸索，不斷完善，形成了

7、由九個實驗組成的酶工程實驗技術(shù)，課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容涵蓋了酶源篩選、酶制劑制備、酶制劑的改造、酶制劑的應(yīng)用，與理論課的“產(chǎn)酶分離酶改造酶用酶”四大模塊遙相呼應(yīng)。通過這些課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本掌握酶的生產(chǎn)方法、酶分離純化方案的設(shè)計、酶的化學(xué)修飾和固定化以及生物酶工程的操作，并能根據(jù)需要改良酶和設(shè)計酶。4.校企協(xié)同，增加酶工程課堂教學(xué)內(nèi)容的實效性。校企協(xié)同是以校企雙方各為獨立主體，基于各自或共同的目標(biāo)需求指向所進(jìn)行的信息、知識、資源及行為合作活動。它是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一種新型人才培養(yǎng)模式，為大學(xué)生了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最新態(tài)勢提供了更多機會和途徑，有利于創(chuàng)新意識的激發(fā)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。在酶工程精品課程建設(shè)過程

8、中，我們注重校企協(xié)同，創(chuàng)造條件讓主講老師主動到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，協(xié)助企業(yè)開辦“酶制劑檢測技術(shù)培訓(xùn)班”，所獲得的信息和心得在講授課程理論知識的應(yīng)用與學(xué)生分享，增強課堂教學(xué)的實效性；同時還邀請相關(guān)企業(yè)的技術(shù)負(fù)責(zé)人直接參與課堂教學(xué)，例如，在酶的應(yīng)用教學(xué)環(huán)節(jié)，我們邀請了廣州博仕奧公司技術(shù)負(fù)責(zé)人，講解了該公司在甘露聚糖酶、支鏈淀粉酶、蛋白酶、果膠酶、木聚糖酶等主要飼用和食品用酶的研發(fā)和市場拓展經(jīng)歷，以詳細(xì)的數(shù)據(jù)和具體的示例介紹了酶制劑及其固定化、化學(xué)修飾、分子改造、酶和生物反應(yīng)器等在飼料生產(chǎn)、食品加工、污水處理、資源再利用等方面的應(yīng)用，并且通過互動交流，讓學(xué)生對酶的生產(chǎn)應(yīng)用有更為感性的認(rèn)識。 二、教

9、學(xué)方法與教學(xué)手段的改革與建設(shè)1.啟發(fā)講解與學(xué)生討論相結(jié)合，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。教學(xué)強調(diào)以學(xué)為中心，要為學(xué)習(xí)者的主動性發(fā)揮創(chuàng)造條件。在酶工程理論教學(xué)部分，包括理論課教學(xué)和實驗指導(dǎo)的原理講解部分，任課教師通過設(shè)計和安排思考題、綜合題、小論文等方式，從之前的課堂“灌輸”知識，轉(zhuǎn)變?yōu)樽寣W(xué)生帶著問題想和學(xué)，加強師生、生生互動，堅持啟發(fā)講解與學(xué)生討論相結(jié)合。首先，老師的“講”要有藝術(shù)，是啟發(fā)式的講解，而不是“填鴨式”的“灌”；其次，要引導(dǎo)學(xué)生積極思考，參與討論，鼓勵學(xué)生結(jié)合老師的講解發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題；最后，通過學(xué)生的討論，老師要有針對性地進(jìn)行總結(jié)，幫助學(xué)生更好地理解知識、掌握知識，并

10、且根據(jù)學(xué)生的討論發(fā)言情況有目的地對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，使學(xué)生不再是知識的被動接受者，而成為課程發(fā)展的積極參與者，學(xué)習(xí)從“被動接受”變成“主動學(xué)習(xí)”。2.靈活運用現(xiàn)代教育技術(shù)，實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。使用現(xiàn)代教育技術(shù)手段開展教學(xué)活動是現(xiàn)實趨勢，主要從三個方面著手。首先是多媒體課件的制作，提煉和深加工課程內(nèi)容，使課件版面設(shè)計簡潔并能與豐富的講授內(nèi)容有機結(jié)合，圖文并茂，減少視覺疲勞，直觀形象生動地解釋教學(xué)難點；其次是制作采用多媒體動畫教學(xué)軟件，形象直觀地展現(xiàn)酶的結(jié)構(gòu)特征以及運用這些結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分離純化酶的原理和操作過程；最后，結(jié)合移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，建設(shè)酶工程知識題庫，利用“掃碼”答題復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識，摸查

11、學(xué)生對知識的掌握程度，實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。3.實驗教學(xué)引入導(dǎo)生制，實現(xiàn)個性化的及時指導(dǎo)。伴隨著高校擴招，學(xué)校儀器設(shè)備、師資等實驗教學(xué)資源日趨緊缺。儀器設(shè)備等硬件可以通過加大教育投入逐步緩解，但師資受制于人才的招錄和人事制度的制約，很難短時間內(nèi)解決。導(dǎo)生制作為一種新生的教學(xué)模式引入實驗教學(xué)，可以在一定程度上彌補實驗教學(xué)過程中師資不足，而擴招情境下的在讀研究生具有熱情高、知識面廣、發(fā)現(xiàn)力和創(chuàng)造力強等優(yōu)勢，是“導(dǎo)生”的首選來源。在酶工程精品課程建設(shè)中，我們在實驗課堂教學(xué)中引入了導(dǎo)生制。借助導(dǎo)生，實驗課教師從原來的講解員、輔導(dǎo)員、紀(jì)管員等多重任務(wù)中解脫出來，專心于實驗內(nèi)容的更新、教學(xué)方法的改善；學(xué)生

12、在實驗教學(xué)動手環(huán)節(jié)產(chǎn)生的疑問能夠得到及時解答，并且得到針對性的指導(dǎo)和個性化的評價。此外，導(dǎo)生還能組織學(xué)生進(jìn)行有效討論，督促學(xué)生在實驗中主動思考，變盲目照搬實驗指導(dǎo)書為積極有意義的實驗學(xué)習(xí)、探索，使學(xué)生知識、能力與素質(zhì)均得以提高6。三、考核與評價方式的改革與建設(shè)1.增加理論課的平時考核比例，構(gòu)建多樣化的考核形式。課程考核在教學(xué)過程中具有考核評定、質(zhì)量區(qū)分、教學(xué)預(yù)測、教學(xué)反饋、激勵導(dǎo)向等功能。期末考試在課程終結(jié)時給予結(jié)論性的評價，僅能發(fā)揮考核評定和質(zhì)量區(qū)分的功能，而教學(xué)預(yù)測、教學(xué)反饋和激勵導(dǎo)向的功能得不到體現(xiàn)。因此，在酶工程課程考核中，我們增加了平時考核的權(quán)重，將平時考核由原來占總評成績的30%提

13、高到50%，并且改變了單一的課程考核形式（表1），綜合采用隨堂對教學(xué)知識的測驗、課堂主題討論、課程小論文、課后習(xí)題作業(yè)等方式，主動引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，及時了解學(xué)生對知識理解和掌握的程度，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況適時調(diào)整優(yōu)化教學(xué)模式。2.鼓勵學(xué)生參與評價，改變單一的實驗課程考核。生物學(xué)實驗由于課時長、知識涉及面廣、師生比大，如何對學(xué)生實驗操作進(jìn)行公平合理評價一直是難題。在酶工程實驗教學(xué)過程中，我們改變傳統(tǒng)的單向考核方式，鼓勵學(xué)生參與評價，建立了更為客觀的實驗成績評價體系。學(xué)生實驗成績由知識考查、課堂表現(xiàn)、實驗報告等三部分組成。其中：知識考查占總評成績的30%，根據(jù)學(xué)生完成課后思考題以及課堂提問的回答

14、情況進(jìn)行評定；課堂表現(xiàn)占總評成績的30%，分組進(jìn)行評價，組長人選由各組推選，由組長組織實驗開展，并根據(jù)實驗實施情況對組員進(jìn)行評價，指導(dǎo)老師根據(jù)課堂情況酌情扣分；實驗報告占總評成績的40%，由指導(dǎo)老師根據(jù)實驗報告的規(guī)范情況、實驗結(jié)果分析的認(rèn)真程度評價，根據(jù)實驗難易程度各次實驗加權(quán)平均。這樣，既解決了實驗評價單純由老師進(jìn)行而導(dǎo)致的單一片面，同時增強了學(xué)生的團隊協(xié)作意識，其公平合理性得到了學(xué)生的普遍認(rèn)同。課程是育人的載體，目的是促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展。通過酶工程精品課程建設(shè)的實踐，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、責(zé)任感和參與性增強，獨立分析問題和解決問題的能力得到了提高。校內(nèi)教學(xué)督導(dǎo)對這門課程的評價是：酶工程精品課程

15、教學(xué)內(nèi)容豐富新穎，能跟蹤時代最新理論，課程教案和多媒體技術(shù)運用嫻熟，ppt質(zhì)量好，實驗教學(xué)基礎(chǔ)好，實踐教學(xué)條件成熟；在多年教學(xué)實踐中，始終突出教學(xué)重點，既重視理論知識傳播，又重視實際動手能力的培養(yǎng)，收到了良好效果。而學(xué)生及相關(guān)用人單位對該課程的評價是：酶工程及酶工程實驗技術(shù)課程設(shè)計合理，注重實用性，修讀了該課程的學(xué)生能在生產(chǎn)實踐中獨立地從事酶的開發(fā)生產(chǎn)及酶活性檢測工作。參考文獻(xiàn)：1黎高翔.中國酶工程的興旺與崛起j.微生物學(xué)通報，2015，31（6）：805-819.2馮飛，梁佳勇，張雅君.酶工程課程的教學(xué)與思考j.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2008，28（5）：154-156.3宋根娣.高校轉(zhuǎn)型發(fā)展新形勢下

16、酶工程課程教學(xué)改革的研究j.山東化工，2015，（44）：117-119.4孔維寶，楊紅，曾家豫，等.生物技術(shù)本科專業(yè)“酶工程”課程的教學(xué)實踐與思考j.生物學(xué)雜志，2015，32（5）：101-104.5竇世娟，侯春燕，侯名語，等.生命科學(xué)世紀(jì)呼喚酶工程教學(xué)改革深入發(fā)展j.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（農(nóng)林教育版），2009，11（3）：326-328.6龔慧，徐超，黃九九.生物專業(yè)本科實驗教學(xué)狀況調(diào)查與分析j.高校實驗室工作研究，2014，（3）：88-90.the exploration and practice of core course construction of enzyme engine

17、eringhuang jiu-jiu，liu e-e，gong hui，hou xue-wen*（college of life sciences，south-china of agricultural university，guangzhou，guangdong 510642，china）abstract：enzyme engineering is one of the four engineerings of biotechnology and is the main course of biotechnology major，so it plays an important role i

18、n professional knowledge formation for biotechnology students. in this paper，the exploration and practice of enzyme engineering course in south china agriculture university，such as the optimization of teaching contents，the improvement of teaching methods and assessment system etc.，were discussed. the experienc