酶工程教學(xué)實(shí)踐與探討

1、酶工程教學(xué)理論與討論摘要：如何使酶工程的教學(xué)合適時(shí)代開(kāi)展的需要，培養(yǎng)合格的從事酶工程研究及消費(fèi)的技術(shù)人才,是從事酶工程教學(xué)環(huán)節(jié)中不容無(wú)視的問(wèn)題。本文討論的問(wèn)題有：教學(xué)內(nèi)容的合理化；教學(xué)方法和手段的改進(jìn)；以科研促進(jìn)教學(xué)，加強(qiáng)理論。關(guān)鍵詞：酶工程教學(xué)內(nèi)容科研理論21世紀(jì)是生命科學(xué)和生物技術(shù)世紀(jì)。生命科學(xué)和生物技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和重大打破，是新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)開(kāi)展的重要標(biāo)志，由其引領(lǐng)和孕育的生物經(jīng)濟(jì)將引起全球經(jīng)濟(jì)格局的深化變化和利益構(gòu)造的重大調(diào)整。生物技術(shù)將會(huì)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)格局和國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生重要影響，并促使人類(lèi)的觀念、生活方式等產(chǎn)生深化變革。酶工程是生物技術(shù)的一個(gè)重要組成局部。其應(yīng)用范圍已普及工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、

2、化學(xué)分析、環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)和生命科學(xué)理論研究等各個(gè)方面。如何使酶工程的教學(xué)合適時(shí)代開(kāi)展的需要，培養(yǎng)合格的從事酶工程研究及消費(fèi)的技術(shù)人才,是從事酶工程教學(xué)環(huán)節(jié)中不容無(wú)視的問(wèn)題。筆者將工作中的教學(xué)體會(huì)介紹如下。1.教學(xué)內(nèi)容的合理化1.1注重緒論的講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣緒論是一部書(shū)的開(kāi)篇，主要起到介紹和導(dǎo)讀的作用。在緒論局部老師向?qū)W生展示本門(mén)課程學(xué)習(xí)的思路、主要內(nèi)容、重點(diǎn)內(nèi)容、主要觀點(diǎn)與其它學(xué)科領(lǐng)域的聯(lián)絡(luò)等，讓學(xué)生對(duì)該課程有一個(gè)充分的理解。同時(shí),在緒論中老師還可利用生動(dòng)、鮮明的例子使學(xué)生們理解酶工程在生物技術(shù)領(lǐng)域中的重要地位；酶工程開(kāi)展的歷史、現(xiàn)狀和開(kāi)展前景,以及在經(jīng)濟(jì)開(kāi)展中的地位；主要的工業(yè)產(chǎn)

3、品、研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)等。生動(dòng)、精彩的開(kāi)頭既能調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣,也能使學(xué)生在后繼課程的學(xué)習(xí)中理清思路、明確目的，并利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的深化理解。1.2講授內(nèi)容主干明晰、條理清楚圖1：酶催化反響示意圖酶工程的狹義概念是指在一定的生物反響器內(nèi)，利用酶的催化作用，進(jìn)展物質(zhì)轉(zhuǎn)化的技術(shù)。為了便于學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的理解，我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的工藝道路將課程內(nèi)容進(jìn)展歸納。見(jiàn)圖1：完成物質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程的核心物質(zhì)就是作為生物催化劑的“酶。因此歸納出本門(mén)課程所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：首先圍繞“酶問(wèn)題要學(xué)習(xí)，酶學(xué)根本知識(shí)，主要復(fù)習(xí)酶作為生物催化劑特性；酶的來(lái)源以及酶的消費(fèi)；來(lái)源問(wèn)題解決后為便于酶制劑的研究和應(yīng)用，要使酶制劑到

4、達(dá)一定的濃度和純度，學(xué)習(xí)酶的別離純化。其次，不管酶的消費(fèi)以及酶作為生物催化實(shí)現(xiàn)生物轉(zhuǎn)化都需要“硬件和“軟件的幫助，才能實(shí)現(xiàn)酶的高效消費(fèi)和產(chǎn)物的高效轉(zhuǎn)化。硬件即酶反響器，在此學(xué)習(xí)酶反響器的類(lèi)型以及類(lèi)型選擇和酶反響的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。軟件包括：發(fā)酵動(dòng)力學(xué)和發(fā)酵條件及其控制等內(nèi)容。再次，酶是具有生物活性的催化劑，因此在應(yīng)用的過(guò)程會(huì)出現(xiàn)一些弊端，例如，穩(wěn)定性差，酶活力較低，產(chǎn)生抗原性以及游離酶的一次性使用等，這些給酶制劑的研究和應(yīng)用帶來(lái)困難。為了改善缺乏，充分利用酶優(yōu)點(diǎn)，需要對(duì)酶分子進(jìn)展修飾和改進(jìn)，即“酶分子修飾和“酶的固定化。最后，獲得優(yōu)良酶制劑的目的即為酶的應(yīng)用。通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝流程圖不僅可以概述出本門(mén)課

5、程所學(xué)的內(nèi)容，而且提煉出酶工程的定義，酶的消費(fèi)和應(yīng)用的技術(shù)過(guò)程。1.3適時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容21世紀(jì)的今天，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)不斷、迅速的開(kāi)展。酶工程作為生物工程的重要組成局部，每時(shí)每刻都會(huì)有新的技術(shù)、新的產(chǎn)品出現(xiàn)。酶制劑工業(yè)給社會(huì)帶來(lái)的效益額以約18%的速度不斷增加。預(yù)計(jì)今年將到達(dá)30億美元。因此，對(duì)生物工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生講授酶工程的課程更要注重內(nèi)容的安排，以教材為主的同時(shí)，輔助其他的參考資料。例如，我們將郭勇編著的?酶工程?作為指定的教材，同時(shí)交融熊振平等編著?酶工程?，梅樂(lè)和等編著?現(xiàn)代酶工程?，孫君社等編著?酶與酶工程及其應(yīng)用?，孫俊良編著?酶制劑消費(fèi)技術(shù)?，沃爾夫?qū)?埃拉lfgangAehle主編?

6、工業(yè)酶制備與應(yīng)用?等參考書(shū)籍，以及和在線資料的內(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容隨時(shí)加以補(bǔ)充和更新。在講授根本知識(shí)的同時(shí)，給學(xué)生介紹酶工程方面的最近的科學(xué)動(dòng)態(tài)、一些新技術(shù)和新方法。比方，介紹模擬酶、人工酶、極端微生物酶、非水介質(zhì)催化、酶的定向進(jìn)化等新知識(shí)點(diǎn)，使酶工程授課內(nèi)容跟上科技開(kāi)展，同時(shí)使學(xué)生進(jìn)步學(xué)習(xí)興趣并認(rèn)識(shí)到酶工程是一門(mén)隨著時(shí)代脈搏跳動(dòng)的新學(xué)科。初次講授時(shí)，只講授概況，然后同學(xué)們自己查閱相關(guān)資料，再進(jìn)展匯報(bào)式詳細(xì)討論，便于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的深化理解和展望。2教學(xué)方法和教學(xué)手段的改進(jìn)2.1以多媒體教學(xué)為主，傳統(tǒng)教學(xué)為輔綜合授課傳統(tǒng)的教學(xué)手段主要是板書(shū)。板書(shū)也是考核老師教學(xué)根本功的重要方面，要求老師可以合理布局

7、板面，字跡、圖表標(biāo)準(zhǔn)明晰、內(nèi)容安排條理整齊。對(duì)于酶工程來(lái)講，板書(shū)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是可以讓學(xué)生緊跟老師的教學(xué)思維，在老師板書(shū)的同時(shí)給學(xué)生充分的時(shí)機(jī)去考慮、領(lǐng)會(huì)教學(xué)內(nèi)容，也更有利于老師去啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)；板書(shū)教學(xué)的缺點(diǎn)是信息量不能太大，在有限的時(shí)間和空間下老師無(wú)法做到大量信息的呈現(xiàn)，此外，對(duì)于一些工藝流程或者圖片式的知識(shí)不容易表達(dá)。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及和進(jìn)步，再加上對(duì)教學(xué)手段改革以及教學(xué)手段考核要求的變化，在課堂教學(xué)理論中，多媒體教學(xué)逐漸占據(jù)了重要地位。多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是信息量大，可以充分地利用圖像、聲音、色彩和動(dòng)畫(huà)等多媒體技術(shù)，使得教學(xué)過(guò)程圖文并茂、生動(dòng)形象，也非常有利于演示統(tǒng)計(jì)

8、軟件的詳細(xì)應(yīng)用過(guò)程。其缺點(diǎn)是教學(xué)節(jié)奏快，不利于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化吸收，容易造成學(xué)生課堂學(xué)習(xí)囫圇吞棗。因此，在酶工程的教學(xué)過(guò)程中，我采用以多媒體教學(xué)為主，例如在酶的別離純化章節(jié)的時(shí)候，關(guān)于各種純化方法所有儀器設(shè)備的圖片以及工藝流程，采用多媒體教學(xué)。再如，關(guān)于酶制劑應(yīng)用章節(jié)采用多媒體教學(xué)可以增大信息量的提供。一些理論性比擬強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，例如酶動(dòng)力學(xué)，采用傳統(tǒng)的方法，更利于學(xué)生跟上老師的思路，及時(shí)準(zhǔn)確的掌握新知識(shí)。2.2充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以快速、便捷的提供人們需要的信息，是現(xiàn)代人生活不可缺少的工具。信息技術(shù)的迅猛開(kāi)展，使人們獲得很多的好處。在酶工程的教學(xué)中，提供很多使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)

9、機(jī)。例如，第一堂課的時(shí)候，提供一些專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)站和論壇，便于學(xué)生及時(shí)掌握酶工程開(kāi)展的最新動(dòng)態(tài)。此外，布置一些作業(yè)，例如一種新的觀點(diǎn)，一個(gè)新的知識(shí)或者關(guān)于酶制劑在某一領(lǐng)域的應(yīng)用等，由同學(xué)進(jìn)展查閱總結(jié)，再做成PPT，進(jìn)展全班的學(xué)習(xí)。同時(shí)，為班級(jí)申請(qǐng)一個(gè)公共的信箱，將課堂的PPT和講義發(fā)送信箱內(nèi)，便于全班同學(xué)學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不僅利于同學(xué)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)于同學(xué)們踏入社會(huì)也是一種鍛煉和幫助。2.3理論與理論相結(jié)合酶工程課程是一門(mén)理論性非常強(qiáng)的學(xué)科。因此，在教學(xué)環(huán)節(jié)中有目的的在每一章都提供一些應(yīng)用的例子，并且在最后一張全面的講解酶工程的應(yīng)用。例如，在酶的消費(fèi)和別離純化這兩章，提供如今工業(yè)消費(fèi)中最常見(jiàn)的淀

10、粉酶和蛋白酶的消費(fèi)和純化的技術(shù)過(guò)程。在酶分子修飾和固定化中都涉及到相應(yīng)的應(yīng)用例子。在酶工程應(yīng)用這章就更詳細(xì)的介紹酶在食品、醫(yī)藥、工業(yè)、環(huán)保等方面的應(yīng)用實(shí)例。有助于進(jìn)步學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也提供一個(gè)理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際的平臺(tái)，不僅加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握，而且進(jìn)步發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的才能。2.3綜合才能的培養(yǎng)我校的教學(xué)理念：“先做人再做事，人人成功。因此酶工程教學(xué)不僅要注重知識(shí)的傳授,更要注重學(xué)生綜合才能的培養(yǎng)。每次課間休息的時(shí)候，給同學(xué)們觀看一些具有哲理的文章。例如，如何學(xué)習(xí)牡蠣適應(yīng)社會(huì)；學(xué)習(xí)卷柏的實(shí)打?qū)嵉木?；學(xué)習(xí)“精神枷鎖對(duì)人生的影響；同時(shí)利用業(yè)余的時(shí)間給同學(xué)觀看關(guān)于環(huán)境污染的問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)等等，教會(huì)學(xué)生做人的道理。同時(shí)，加強(qiáng)綜合素質(zhì)的進(jìn)步，例如:在課程開(kāi)場(chǎng)不僅,要求學(xué)生完成一篇課程論文,字?jǐn)?shù)在3000字左右,內(nèi)容自定,題目自擬,參考文獻(xiàn)不能少于10篇。課程論文將作為期末考試的一個(gè)重要參考。統(tǒng)一時(shí)間由同學(xué)講解。理論證明這一做法有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立考慮和解決問(wèn)題的才能,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程的主動(dòng)性和積極性,進(jìn)步了學(xué)生的文字綜合才能和表達(dá)才能。3以科研促進(jìn)教學(xué),加強(qiáng)理論教學(xué)酶工程課程是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，因此在理論