?酶工程?課程“四化立體〞教學形式的改革與探究〔〕:

摘要："酶工程";是生物工程和生物技術專業(yè)專業(yè)核心課。針對酶工程課程教學中存在的普遍問題，我們從"概念可視化";、"方法可動化";、"應用理論化";、"重點難點頭腦風暴化";四個方面建立了"四化立體";教學形式。不僅增強學生課堂上對知識的學習興趣，而且可以進步學生的理論應用才能以及綜合思維才能，適應現(xiàn)代社會開展的需求，具有重要的探究和研究意義。

關鍵詞：酶工程，"四化立體";教學形式，探究

本文引用格式：韓瑞枝,張澤南.?酶工程?課程"四化立體";教學形式的改革與探究[J].教育現(xiàn)代化,2022,6(20):23-24.

"酶工程";的概念最早出現(xiàn)于20世紀70年代，是酶學、微生物學的根本原理與工程學有機結合而產生的邊緣學科。它是將酶、細胞或細胞器等置于特定的生物反響器中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質并應用于社會生活的一門科學技術【1】。經歷半個世紀的開展后，酶工程與基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和蛋白質工程一起構成了完好的現(xiàn)代生物技術體系，酶工程應用已普及醫(yī)藥、食品、工業(yè)、農業(yè)、環(huán)保、能源和生物技術等領域【2】。?酶工程?課程作為江南大學生物工程、生物技術、發(fā)酵工程等專業(yè)教學方案中一門非常重要的專業(yè)課，主要包括酶學根本理論、酶工程技術和酶的應用現(xiàn)狀三局部內容【3】。本課程內容豐富，涉及面廣，其教學體系的合理安排和設置對生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)起著至關重要的作用。由于這門課程包含了許多枯燥抽象的概念術語，以及復雜多樣的工程學應用方法，再加上課時量有限〔例如江南大學僅有32個學時〕，導致教學過程中普遍存在一些缺乏之處。

一?酶工程?教學中主要存在的問題

〔一〕教師教學方法單一，學生學習積極性差

雖然目前大局部高校已經將多媒體教學工具引入?酶工程?的教學過程中，但是多數(shù)教師仍然只是局限于通過文字和簡單圖片傳遞信息，沒有充分發(fā)揮多媒體教學的成效。再加上這門課程中涉及到大量的概念和方法，且受教學課時的限制。許多教師為了在有限課時內將內容講完，經常芝麻西瓜一把抓，囫圇吞棗似的將大量文字形式的PPT強行灌輸給學生，要求學生死記硬背。這就導致學生聽的云里霧里，感官印象不深化，課堂上積極性不高，產生聽課犯困現(xiàn)象。

〔二〕教學內容陳舊，脫離科技前沿

許多教師使用的教材陳舊，多年來從未改變。并且僅局限于教材里內容照本宣科地講解，所列舉的例子也大多是上世紀八九十年代的例子。學生無法感受到新意，認為學的東西自己都理解，學習興趣不強。另一方面學生無法理解最新的前沿技術，與時代脫軌，這對開發(fā)學生的創(chuàng)新思維和才能是非常不利的。

〔三〕理論與理論脫軌，不能學以致用

多數(shù)教師由于是直接從高校畢業(yè)后從教，沒有實際消費應用經歷，因此授課時也是純理論講授方式，將課本中概念等原封不動復制粘貼在PPT上。而學生們也是純粹為了應付考試，對理論知識死記硬背，缺乏真正的認識和理解。例如"酶反響器";這一章，很多學生連各種反響器的樣子都沒見過，更不用說去理解如何應用了。這就導致學生成為只會學"死知識";的書呆子，而無法把自己學到的東西與實際消費應用聯(lián)絡在一起，也難以有效支持其畢業(yè)后對工作中解決專業(yè)問題的需要。

針對?酶工程?的教學方法，國內一些教師也做了一些新的嘗試，如"魚漁兼得、師生同行";【4】、"案例教學法";【5】等等。但是，這些方法只是針對酶工程教學過程中個別環(huán)節(jié)，雖然可以獲得一些階段性的成果，但效果甚微，仍有許多問題亟待解決。如何培養(yǎng)和造就高素質、創(chuàng)造性人才，如何在有限的課時內培養(yǎng)學生的學習興趣，使學生不僅掌握酶工程最根本的內容，而且進步他們在理論中分析問題、解決問題的才能，并為今后的開展打下堅實的根底，是我們需要認真考慮的問題。

針對本科生?酶工程?課程教學過程中存在的一些普遍問題，本文將"概念可視化";、"方法可動化";、"應用理論化";、"重點難點頭腦風暴化";引入?酶工程?教學過程中，建立"四化立體";教學形式，進而對傳統(tǒng)課堂教學形式進展改革和優(yōu)化。

二?酶工程?課程教學改革內容

〔一〕概念"可視化";

結合如今大學生熱愛影視的特點，將當下流行的或者學生們喜歡的影視作品中關鍵片段進展剪輯，與?酶工程?課程中一些重要概念進展形象化結合講解，既可以進步學生的課堂積極性，又可以對書本上枯燥乏味難記的概念有個生動形象化的理解。如?酶工程?中"固定化酶";的概念的理解，可以結合2022年上映的高票房電影?長城?片段進展講解。電影中景甜扮演的林梅將軍林梅率領的藍色娘子軍通過蹦極式跳躍從長城上跳下殺饕餮的片段，每個娘子軍可以比喻成游離酶分子，長城可以比喻成固定化載體，蹦極式的繩索可以引出介紹固定化方法。而殺怪的過程可以比喻為催化作用。每個娘子軍跳下長城用長矛殺死1-2頭饕餮后又被繩索拉回重新取武器再次殺怪，可以順勢介紹固定化酶相對于游離酶的優(yōu)點：易回收，可重復利用，并且酶自身損耗較少特點。通過這種"可視化";教學，加深學生們對固定化酶中一些概念的理解和記憶，并且激發(fā)了學生對這一章枯燥乏味的內容的學習興趣。

〔二〕方法"可動化";

?酶工程?中設計到一些操作方法比擬復雜，單靠一張嘴和一支筆是無法講透，而且學生們也是聽后一頭霧水。因此，本形式要求教師根據(jù)實驗方法的難易程度，對于簡單的實驗方法可以現(xiàn)場帶一些簡單的實驗器具進展操作，對于復雜的實驗方法可以在課下事先制作一些視頻，將標準實驗操作過程錄制下來，課堂上結合多媒體視頻進展形象化講解?；蛘咄ㄟ^數(shù)字多媒體制作一些方法操作類的動畫視頻。例如在講解酶的別離純化時，通過視頻向學生展示凝膠過濾，親和層析等動態(tài)全過程。也可以通過動畫形象化顯示誘導性乳糖操縱子和阻遏型色氨酸操縱子原理及作用機制。這樣會使學生們理解記憶更加深化。

〔三〕應用"理論化";

傳統(tǒng)課堂教學形式已無法適應時代的需求，從各個環(huán)節(jié)對整個課程教學體系系統(tǒng)改革也將會是將來高效教學開展的必然趨勢。理論與理論互相關聯(lián)，互相促進，讓學生可以"學以致用，學有所用";，也是培養(yǎng)新時代下高素質大學生的必然趨勢。

對于?酶工程?課程中一些應用性比擬強的內容，如：酶的消費，酶的別離純化，酶反響器等，單靠教師在課堂上講解是遠遠達不到學生深化理解的目的的。課堂教學中，可采用講授法，通過多媒體向學生展示一些圖片及視頻；課下可采用情景教學，組織學生參觀酶發(fā)酵實驗室、別離純化實驗室；或者組織學生到工廠車間進展實地參觀，理解酶的消費程序，認識各種酶反響器。這樣可以相對直觀的形式講授其操作方式和特點，實現(xiàn)"理論講授+理論教學";相結合。既可以加深學生對知識的理解和掌握，又能使學生對企業(yè)實際設備和操作形成認識和理解，有利于他們畢業(yè)后盡快適應企業(yè)環(huán)境，并較好展開工作。

〔四〕重點難點"頭腦風暴化";

美國創(chuàng)造學家AlexF.Osborn在1953年正式發(fā)表了一種集體開發(fā)創(chuàng)造性思維的方法，被稱為"頭腦風暴法";。"頭腦風暴法";被廣泛用于商業(yè)和教育領域，在許多創(chuàng)造性的活動中得到了運用和開展。在教育領域，頭腦風暴教學法常被用來培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維，其一般原那么是集體中的每個成員能暢所欲言，進展合作式學習，取長補短，集思廣益，使各種設想在教學活動中互相碰撞激起腦海的創(chuàng)造性風暴。對于?酶工程?課堂教學中一些重點難點，學生們通常很難把握。對于重點難點問題，可以引入"頭腦風暴";教學。主要包括：明確問題，營造氣氛，自由暢談，搜集設想及延遲評判。例如"酶的分子修飾與改造";這一章，即是?酶工程?教學中的難點，又是該領域的前沿問題。我們可以首先設計問題：如何利用現(xiàn)代分子生物學技術，使酶更適應現(xiàn)代生物工程的要求，如改造酶的穩(wěn)定性活性，溶劑耐受性，底物或產物特異性等等。引導學生從理性改造和非理性改造兩方面出發(fā)，用發(fā)散思維去感受這兩種設計思路。這樣教學形式可以充分調動學生的主動性，參與性與創(chuàng)造性，不僅能使學生對這局部內容快速靈敏掌握，而且可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新才能和對該領域前沿技術的及時理解。

三結語

綜上所述，讓學生們在課堂上想學、會學、愛學、自學是教師們需要通過教學到達的目的。通過對?酶工程?課程的"四化立體";教學形式建立，不僅可以進步學生課堂上對知識的掌握程度，而且可以進步學生的理論應用才能以及綜合思維才能，適應現(xiàn)代社會開展的需求，具有重要的探究和研究意義。此外，"四化立體