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摘 要:酶工程是生物技术与生物工程专业核心课程之一。作者在根据医学院校特色优化教学内容、建设网络课程、课堂中导入“职业角色”意识、尝试双语教学、改革实验教学等实践环节中,在问卷调查、师生互动的基础上,就教学改革的必要性、内容与方式展开论述,并积极寻找教学改革新突破点。
关键词:酶工程 医学院校 教学
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0073-02
《酶工程》是一门研究生物催化、生物转化过程中共性科学问题及工程技术问题的专业核心课程。它建立在生物学(尤其是酶学)、化学、工程学等多学科基础之上,将生物催化的原理、酶的生产、酶的化学修饰及固定化酶技术、酶的生物学方法改造、酶反应器等方面的知识相结合,并阐明酶在多行业中的应用。本课程教授对象为生物技术及生物工程专业(分别属于理科及工科)的全日制本科生。目前,新乡医学院每学年开设酶工程理论课48学时,实验课36学时,另开设有双学位理论课48学时。前期教学改革专项使酶工程教学效果得到明显改善[1]。但是,由于本课程的重要性、学科知识更新的迅速性以及“生物经济”时代对优质酶工程人才的高要求,因而有必要不断推进教学改革。通过对本校生命科学技术学院、三全学院生物技术、生物工程专业学生的抽样调查,结果表明,绝大多数学生认为该课程有继续改革的必要性。通过学生座谈会、师生互动、教师集体备课,取得共识:深度教学改革的关键在于寻找若干“突破点”,例如,发挥医学院校独特优势、在课堂中导入“职业角色”意识、尝试双语教学和建设网络课程等。
1 根据医学院校特色优化教学重点
国内很少有医学院校开设《酶工程》,而新乡医学院是河南省最早开设《酶工程》课程的医学院校。为发挥医学院校的优势,我们在教学重点取舍、示例讲解、课件制作等方面充分体现医药特色。
我们选用陈守文(2008年第一版)和郭勇主编(2009年第三版)的教材(均属普通高等教育“十一五”国家级规划教材)。这两套教材虽使用普遍、质量较高,但教材编著者为工科、农科背景,在农业、食品、环保等领域的示例较多,而医药领域的示例偏少。例如,在“酶的抑制剂”一章,教材大量列举有机磷杀虫剂、脲酶等例子;在“酶的应用”一章,环保、轻工、化工等方面的篇幅较多。为此,我们在讲解过程中,既注重课程的体系完整性,又着力体现医药特色,补充医药方面的教学示例进行详细讲解。我们相应增加了微生物来源的抗糖尿病药物α-葡萄糖苷酶抑制剂、心血管系统药物HMG-CoA还原酶抑制剂等医药应用的例子。在讲述中,注意结合相关学科,既阐述酶抑制剂筛选、改造方法、又联系酶工程上游课程——发酵工程、生物分离工程和微生物学。注重对某些热点话题(例如酶在食品安全中的应用)进行专题总结,在课堂中与学生讨论。此外,我们非常关注学生的学科基础,例如,对于“酶反应器”一章,我们重点阐述不同类型反应器的特点,而不详细讲述有关反应动力学的数学推导过程。另外,在教学中紧密联系与医药相关的热点话题,例如,在蜱虫导致十余人死亡的新闻发生后,我们由蜱虫讲到农药毒死蜱是一种酶抑制剂;猪流感爆发后,我们补充了神经氨酸酶抑制剂的例子,极大地调动了学生兴趣,活跃了课堂气氛。同时,将社会上普遍关注的相关重大问题与课程相联系,让学生认识到这门课程的重要性。例如,生物炼制“绿色”技术;采用酶传感器对某些恐怖袭击(如沙林毒气)预警。
2 将“职业角色”意识引入课堂
教师结合工作经验和对职业生涯的理解,在“酶的应用”等章节引入实例,引导学生进入“职业角色”,丰富其感性认识,既有助于学生的职业生涯规划,又有利于主要教学目标的达成。目前,众多学生对选择哪个领域发展、如何适应工作岗位、如何提升自我的竞争力等方面表示迷茫,非常渴望结合专业课的讲解获得职业发展或考取研究生等方面的指导。教师在课堂中潜移默化地引入“职业”理念,能让学生更加适应市场经济时代的要求,发挥医药背景的优势,更好地与医生及药厂的客户或同行进行沟通。我们在教学过程中采取能够融入“角色转变”的思考题等教学手段,例如,“假如你是一名酶制剂销售员,你应该掌握并向客户重点介绍该酶的哪些特性和产品优势”、“假如你是一名工程师,根据客户要求,你将选择哪条技术路线,低成本、高效率地改进酶的专一性及稳定性”。此外,为适应我国科研及市场对人才的需求,我们要求学生能够紧跟国家政策,了解“973”和“863”项目、国家自然科学基金动态、国内酶制剂领导型企业对酶工程相关专业人才的招聘要求。在答疑环节,则尽可能满足学生对有关酶的考研题讲a解要求。
3 建设网络课程
网络课程具备互联网的开放性、互动性、共享性和高效性。为适应互联网时代教学模式的变革要求,我们借助学校网络教学综合平台建设了网络课程。目前,正根据学校要求对网络课程升级到“精品资源共享课程”平台。我们的网络课程含有“教学大纲、学习纲要、课程录像、网上交互、自测、评价、课程资源”等十个栏目,共享的理论课和实验课录像达2040min。这种课堂外的教学资源补充,不受时间、地点限制,有助于学生清晰掌握学科体系、教学重点和难点,理解课堂上未完全消化的内容。网络课程大大促进了师生互动,扩展了课程资源,提高了学生自学能力,也十分有利于教学资源积累。
4 尝试双语教学
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。酶工程内容更新十分迅速,而新进展绝大多数发表在英文文献上。虽然开设《专业外语》,但是该课程选材基本上出自基础课,很少涉及专业课。将酶工程通过双语教学手段来进行有效地教和学,达到双语教学的目的,是教师和学生共同面临的挑战和机遇。双语教学在讲授专业知识的同时,为培养具有国际化背景的高层次应用型人才打下坚实的外语和专业基础[2]。
我们不断探索学生学习的规律及双语教学的规律,认识酶工程双语教学与一般专业英语课程的区别,既注意与双语教学的《生物化学》等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,并适当补充学科前沿。出于循序渐进的原则,我们只对专业术语的理解与记忆有考试要求。对于专业文献的阅读,我们则在部分章节后面列出“reading list”,补充荷兰Science Direct和德国Wiley等数据库的文章作为课外阅读材料,让学有余力的学生自行安排时间学习。此外,为及时跟踪学生掌握情况,我们逐步引入课堂小测验、文献翻译、专题综述等多种考核形式,并在期末考题中增加适当英语考题量。
5 培养创新能力与改革实验教学
酶工程是一门应用性很强的课程。但是,当前的实验教学现状很难提升学生的创新能力。存在的问题有:实验教材建设落后于理论教材;实验设计体现学生思考的空间少,不能满足学生求知探索需要;经费有限;教学模式单一;学生应付实验和抄袭实验报告的现象时有发生。
为解决这些问题,我们采用学生自行设计实验的教学方法,通过小组选题、班级讨论、教师参与的方式,确立一个综合性、设计性实验方案,在实验中减少验证性、增加探索性。通过让学生自己查阅文献、准备实验用品(例如粗酶液)、分析讨论实验结果,使学生认识到准备过程的重要性,实验过程的严谨性,培养其独立从事科学研究的能力、发现和解决问题的能力、表达交流能力、协调组织能力、知识应用能力、实际动手能力等。这样,既能提高学生的创新能力,又可实现应用型学科教学的主要目的[3]。通过改进实验课程成绩的评定比例,根据方案可行性、答辩情况、实验报告、项目准备情况、实验态度及团队合作进行成绩评定,加强了实验报告的规范性。
6 结语
经过多年教学实践与改革,我们积累了一些有益经验,取得了良好效果[1]。但是在问卷调查和师生互动中也发现一些问题。针对这些问题,我们拟采取以下举措作为教学改革突破点:自编校内讲义、通过校企合作建设实践教学基地、增加实践和实习机会、积极引导学生参加“挑战杯”等科技活动、在课件中增加自己设计的动画元素、改革考卷形式并增加题目的知识应用性和灵活性。总之,作为酶工程主讲教师,只有不断提高自身教学科研水平,才有可能在“厚基础、宽口径”的原则下坚持医药特色,培养出高素质、创新型、应用型酶工程专业人才。
参考文献
[1] 高启禹,张文博,李小英,等.酶工程课程教学模式改革的探索与实践[J].新乡医学院学报,2012,29(1):77-78.
[2] 胡伟莲,戴德慧.酶工程双语教学实践探讨[J].浙江科技学院学报,2010,22(5):464-466.
[3] 王杰.酶工程设计型实验教学方法的探索与应用[J].河北农业科学,2009,13(6):153-154.
关键词:酶工程 医学院校 教学
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0073-02
《酶工程》是一门研究生物催化、生物转化过程中共性科学问题及工程技术问题的专业核心课程。它建立在生物学(尤其是酶学)、化学、工程学等多学科基础之上,将生物催化的原理、酶的生产、酶的化学修饰及固定化酶技术、酶的生物学方法改造、酶反应器等方面的知识相结合,并阐明酶在多行业中的应用。本课程教授对象为生物技术及生物工程专业(分别属于理科及工科)的全日制本科生。目前,新乡医学院每学年开设酶工程理论课48学时,实验课36学时,另开设有双学位理论课48学时。前期教学改革专项使酶工程教学效果得到明显改善[1]。但是,由于本课程的重要性、学科知识更新的迅速性以及“生物经济”时代对优质酶工程人才的高要求,因而有必要不断推进教学改革。通过对本校生命科学技术学院、三全学院生物技术、生物工程专业学生的抽样调查,结果表明,绝大多数学生认为该课程有继续改革的必要性。通过学生座谈会、师生互动、教师集体备课,取得共识:深度教学改革的关键在于寻找若干“突破点”,例如,发挥医学院校独特优势、在课堂中导入“职业角色”意识、尝试双语教学和建设网络课程等。
1 根据医学院校特色优化教学重点
国内很少有医学院校开设《酶工程》,而新乡医学院是河南省最早开设《酶工程》课程的医学院校。为发挥医学院校的优势,我们在教学重点取舍、示例讲解、课件制作等方面充分体现医药特色。
我们选用陈守文(2008年第一版)和郭勇主编(2009年第三版)的教材(均属普通高等教育“十一五”国家级规划教材)。这两套教材虽使用普遍、质量较高,但教材编著者为工科、农科背景,在农业、食品、环保等领域的示例较多,而医药领域的示例偏少。例如,在“酶的抑制剂”一章,教材大量列举有机磷杀虫剂、脲酶等例子;在“酶的应用”一章,环保、轻工、化工等方面的篇幅较多。为此,我们在讲解过程中,既注重课程的体系完整性,又着力体现医药特色,补充医药方面的教学示例进行详细讲解。我们相应增加了微生物来源的抗糖尿病药物α-葡萄糖苷酶抑制剂、心血管系统药物HMG-CoA还原酶抑制剂等医药应用的例子。在讲述中,注意结合相关学科,既阐述酶抑制剂筛选、改造方法、又联系酶工程上游课程——发酵工程、生物分离工程和微生物学。注重对某些热点话题(例如酶在食品安全中的应用)进行专题总结,在课堂中与学生讨论。此外,我们非常关注学生的学科基础,例如,对于“酶反应器”一章,我们重点阐述不同类型反应器的特点,而不详细讲述有关反应动力学的数学推导过程。另外,在教学中紧密联系与医药相关的热点话题,例如,在蜱虫导致十余人死亡的新闻发生后,我们由蜱虫讲到农药毒死蜱是一种酶抑制剂;猪流感爆发后,我们补充了神经氨酸酶抑制剂的例子,极大地调动了学生兴趣,活跃了课堂气氛。同时,将社会上普遍关注的相关重大问题与课程相联系,让学生认识到这门课程的重要性。例如,生物炼制“绿色”技术;采用酶传感器对某些恐怖袭击(如沙林毒气)预警。
2 将“职业角色”意识引入课堂
教师结合工作经验和对职业生涯的理解,在“酶的应用”等章节引入实例,引导学生进入“职业角色”,丰富其感性认识,既有助于学生的职业生涯规划,又有利于主要教学目标的达成。目前,众多学生对选择哪个领域发展、如何适应工作岗位、如何提升自我的竞争力等方面表示迷茫,非常渴望结合专业课的讲解获得职业发展或考取研究生等方面的指导。教师在课堂中潜移默化地引入“职业”理念,能让学生更加适应市场经济时代的要求,发挥医药背景的优势,更好地与医生及药厂的客户或同行进行沟通。我们在教学过程中采取能够融入“角色转变”的思考题等教学手段,例如,“假如你是一名酶制剂销售员,你应该掌握并向客户重点介绍该酶的哪些特性和产品优势”、“假如你是一名工程师,根据客户要求,你将选择哪条技术路线,低成本、高效率地改进酶的专一性及稳定性”。此外,为适应我国科研及市场对人才的需求,我们要求学生能够紧跟国家政策,了解“973”和“863”项目、国家自然科学基金动态、国内酶制剂领导型企业对酶工程相关专业人才的招聘要求。在答疑环节,则尽可能满足学生对有关酶的考研题讲a解要求。
3 建设网络课程
网络课程具备互联网的开放性、互动性、共享性和高效性。为适应互联网时代教学模式的变革要求,我们借助学校网络教学综合平台建设了网络课程。目前,正根据学校要求对网络课程升级到“精品资源共享课程”平台。我们的网络课程含有“教学大纲、学习纲要、课程录像、网上交互、自测、评价、课程资源”等十个栏目,共享的理论课和实验课录像达2040min。这种课堂外的教学资源补充,不受时间、地点限制,有助于学生清晰掌握学科体系、教学重点和难点,理解课堂上未完全消化的内容。网络课程大大促进了师生互动,扩展了课程资源,提高了学生自学能力,也十分有利于教学资源积累。
4 尝试双语教学
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。酶工程内容更新十分迅速,而新进展绝大多数发表在英文文献上。虽然开设《专业外语》,但是该课程选材基本上出自基础课,很少涉及专业课。将酶工程通过双语教学手段来进行有效地教和学,达到双语教学的目的,是教师和学生共同面临的挑战和机遇。双语教学在讲授专业知识的同时,为培养具有国际化背景的高层次应用型人才打下坚实的外语和专业基础[2]。
我们不断探索学生学习的规律及双语教学的规律,认识酶工程双语教学与一般专业英语课程的区别,既注意与双语教学的《生物化学》等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,并适当补充学科前沿。出于循序渐进的原则,我们只对专业术语的理解与记忆有考试要求。对于专业文献的阅读,我们则在部分章节后面列出“reading list”,补充荷兰Science Direct和德国Wiley等数据库的文章作为课外阅读材料,让学有余力的学生自行安排时间学习。此外,为及时跟踪学生掌握情况,我们逐步引入课堂小测验、文献翻译、专题综述等多种考核形式,并在期末考题中增加适当英语考题量。
5 培养创新能力与改革实验教学
酶工程是一门应用性很强的课程。但是,当前的实验教学现状很难提升学生的创新能力。存在的问题有:实验教材建设落后于理论教材;实验设计体现学生思考的空间少,不能满足学生求知探索需要;经费有限;教学模式单一;学生应付实验和抄袭实验报告的现象时有发生。
为解决这些问题,我们采用学生自行设计实验的教学方法,通过小组选题、班级讨论、教师参与的方式,确立一个综合性、设计性实验方案,在实验中减少验证性、增加探索性。通过让学生自己查阅文献、准备实验用品(例如粗酶液)、分析讨论实验结果,使学生认识到准备过程的重要性,实验过程的严谨性,培养其独立从事科学研究的能力、发现和解决问题的能力、表达交流能力、协调组织能力、知识应用能力、实际动手能力等。这样,既能提高学生的创新能力,又可实现应用型学科教学的主要目的[3]。通过改进实验课程成绩的评定比例,根据方案可行性、答辩情况、实验报告、项目准备情况、实验态度及团队合作进行成绩评定,加强了实验报告的规范性。
6 结语
经过多年教学实践与改革,我们积累了一些有益经验,取得了良好效果[1]。但是在问卷调查和师生互动中也发现一些问题。针对这些问题,我们拟采取以下举措作为教学改革突破点:自编校内讲义、通过校企合作建设实践教学基地、增加实践和实习机会、积极引导学生参加“挑战杯”等科技活动、在课件中增加自己设计的动画元素、改革考卷形式并增加题目的知识应用性和灵活性。总之,作为酶工程主讲教师,只有不断提高自身教学科研水平,才有可能在“厚基础、宽口径”的原则下坚持医药特色,培养出高素质、创新型、应用型酶工程专业人才。
参考文献
[1] 高启禹,张文博,李小英,等.酶工程课程教学模式改革的探索与实践[J].新乡医学院学报,2012,29(1):77-78.
[2] 胡伟莲,戴德慧.酶工程双语教学实践探讨[J].浙江科技学院学报,2010,22(5):464-466.
[3] 王杰.酶工程设计型实验教学方法的探索与应用[J].河北农业科学,2009,13(6):153-154.