生物技术专业《酶工程》教学方法改革的探索与实践
摘 要：“酶工程”课程是生物技术专业的专业核心课程之一，本文总结了我校生物技术专业开设“酶工程”课程中合理安排教学内容，引入思维导图，加强实验教学，开展双语教学的实践与经验，提出了一些教学改革思路和方法。旨在为提高本课程的教学质量和学习效果提供教学参考。
关键词：生物技术专业；酶工程；教学方法改革
中图分类号：G620 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2016）05-0125-02
生物技术作为当前世界各国优先发展的高新技术领域之一，正以前所未有的深度和广度迅速发展。酶工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术领域五大工程（基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程）的基础和核心，它是酶学、微生物学的基本原理与工程学相互交叉、渗透发展而形成的新型技术学科。随着生物技术的迅猛发展，酶工程在理论上和应用上都取得了很大的成效，在世界科技与经济的发展中起支柱和骨干作用[1] 。陕西中医药大学于2010年开设生物技术专业，《酶工程》课程是该专业必修的专业核心课程之一，讲授32学时，实验8学时，为使学生能在有限的课时内掌握理论性强且内容丰富的基础知识，全面提升实验技能，培养学生综合素质，为学生今后走上工作岗位或继续深造奠定坚实的基础，笔者在《酶工程》教学方面中进行了一些探索，以期最大限度地提高《酶工程》教学的实效性，帮助学生更好更快地掌握该课程。
1.合理安排教学内容，突出课程重点
1.1优化教学内容、理论联系实际
目前国内酶工程教材虽然编写体系有所差异，但重要内容大同小异，且教材内容落后于学科的发展。《酶工程》是酶学、微生物学的基本原理与工程学相互交叉渗透发展而形成的新型技术学科，其发展速度很快，内容覆盖面广，涉及酶制剂的生产、改性与应用，为适应创新人才的培养，在教学过程中首先有针对性地以郭勇主编的《酶工程》第三版为蓝本，并穿插一些国内外最新的学术动态，介绍一些国内外最新研究成果，适度地超越教材，激发学生的学习积极性，让学生置身于酶工程研究的最前沿。比如讲解完生物传感器后，教师引导学生查阅资料，了解生物传感器的出现为环境监测的连续化和自动化提供了可能，降低了环境监测的成本，加强了环境监督的力度，并鼓励学生在所学理论的基础上，集思广益，在班级开展设计环境监测点子大赛，取得了很好的效果。
1.2课程内容合理整合，突出教学重点
我校《酶工程》是在大三第二学期开设，前期学生已经完成了细胞生物学、微生物学、生物化学与分子生物学等课程的学习，且与酶工程同时开设有细胞工程、基因工程、发酵工程、蛋白质工程等课程，为此，我们进行课程内容整合，既要避免不必要的重复，突出重点、难点，又反映各学科间知识广泛的渗透性，课程的综合性和前沿性。如“酶的分子修饰”一章，在《酶工程》和《蛋白质工程》教材中都有相关内容，我们与并行开设的有关课程任课教师进行沟通和交流，在《酶工程》中引导学生复习学生已在生物化学课程中学习有关酶作用基本原理的内容，重点讲授核酶的修饰，在《蛋白质工程》中重点讲授蛋白酶的修饰。
2.引入思维导图，增强教学效果
2.1运用思维导图，构建知识网络
思维导图（Mind Mapping）是英国记忆之父、脑力开发专家托尼？博赞（Tony Buzan）于20世纪70年代发明的一种有效使用人脑的方法。托尼？博赞认为“大脑进行思考的语言是图形和联想”[2]，他主张在作图时使用线条、颜色、符号、词汇和图像，以充分开发人的“全脑”，培养人们的创新思维[3]。现阶段的教学中，多媒体的运用节省了教师的板书时间，从而有更多时间进行相关知识的讲授，但知识量增加与教学节奏的加快也让学生难以应对；利用思维导图可以有效的提高学生对教学内容的理解，特别是知识的整体把握力，从而明确学习的目标和方向，准确把握教学内容的核心和要点。
近年来思维导图已在国内教育领域开始应用，在提高教学效果方面已取得了显著的成效。陈冬冬等[4]讨论了思维导图在高等医学教育中的应用。我们在生物技术专业2011级《酶工程》教学中，通过引导学生使用思维导图，梳理思路，弄清概念，明确重点，不仅极大地提高学生的学习、理解和记忆能力，更有助于学生逻辑思维能力的培养、建立学科之间的联系、构建知识网络。在同学们分享学习成果中，对有些问题激发更深层的思考。
3.加强实验教学，培养科研理念与科研能力
3.1翻转课堂运用于实验教学
《酶工程》是一门实验性和应用性很强的学科，实验和实习是酶工程课程的重要组成部分。实验教学是创新人才培养的有效方式，是培养学生理论联系实际，提高创新能力的重要环节。且学生经过两年多的实验训练，掌握了生物技术的基本实验技能，所以酶工程实验课程改变传统实验课的教师详细讲解实验原理及操作过程，学生按实验操作步骤进行的模式。将8学时实验课分两次完成，其中第一次实验，提前一周安排学生自主学习实验目的、原理和方法，然后分组用PPT讲解，教师补充完善。让学生成为课堂的主人，做到每个学生进入实验室前对实验步骤、方法、预期结果了然于心，这样在实验过程中，学生可将注意力集中在实验操作、现象观察和结果讨论上，而且有些同学们在实验过程中，设计多组平行实验，增大实验操作难度，取得了很好的效果。
3.2运用思维导图设计实验
第二次实验在实验课提前两周给出题目，学生分组准备，通过查阅资料，运用思维导图设计实验流程，然后教师批阅，最后完善、确认最佳实验方案方案，进行实验。实验结束后每组学生进行组内讨论，最后提交完整的实验报告。
4.加强双语教学课程建设
实施双语教学是实现高等教育国际化，培养面向现代化、面向未来、面向世界的复合型人才的有效途径[5]。《酶工程》涉及国际通用的专业术语、概念较多，内容更新十分迅速，且大多发表在英文文献上，非常适合开展双语教学。双语教学是提高酶工程教学质量和提升学生专业外语水平的有效方法。
4.1教材选择
我校《酶工程》是在生物技术专业大学三年级第二学期开设的课程 ，许多学生已通过了大学四级、六级考试，学生的英语水平，特别是阅读能力大大提高。且在大二开设的《生物化学》课程中的部分章节也采用了双语教学，所以在已选中文教材的基础上，选择英文教材《Enzyme Engineering》中的部分章节作为参考资料，在选择过程中既注意与前期课程内容和难度的衔接，又注重学生学习能力的差异性，同时在不同章节中，教师查阅国内外较新研究成果，作为学生课后阅读资料，增加学生阅读量，在教学过程中逐渐完善教学内容。
4.2多媒体课件
双语教学采取循序渐进的教学方式，在双语教学初期，专业名词较少的内容如第一章《绪论》采用英文课件，中文讲授为主的方法；重点和难点如《酶非水相催化》、《酶反应器》等章节，用中文课件、中文讲解；学生逐步适应了双语的课堂教学模式后，再根据学生英语水平的提高而适度提高英语讲授的比例，整个教学过程不拘泥于汉语、英语所占教学的比重，让双语教学成为学生的期待而不是负担。为提高学习的积极性，鼓励学生搜集与课程相关的图像、动画，如在讲授《酶分子修饰》时，运用蛋白质结构的动画，学生不仅可以看到文字说明，观察到图像，还可以听到标准的英语解说，生动逼真，寓教于乐，培养和激发学生的学习兴趣，使教学过程变得直观、形象，把复杂的过程简单、形象化，是传统的板书和讲解无法比拟的。
参考资料：
[1]郭勇.酶工程研究进展与发展前景[J].华南理工大学学报（自然科学版），2002，30（11）：130-133.
[2]T BuzenB Buzen.The Mind Map book：How to use radiant thinking to maximize your brain"s Untapped potential[M].NewYork：Plume，1993.
[3]东尼？博赞.思维导图大脑使用说明书[M].北京：外语教学与研究出版社，2005.
[4]陈冬冬，李东辉，李玉见等.思维导图在高等医学教育中的应用探索[J]中国医药科学2014年9月第4卷第 1 7期：129-130.
[5]董宇欣.我国高校开展双语教学的实践与思考[J].北京大学学报（哲学社会科学版）2007（5）