權(quán)春善，金黎明，張春枝，楊 君，曹成有，楊翔華

(1.大連民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連116605;2.大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，遼寧 大連116034;3.大連理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連116024;4.東北大學(xué) 生命科學(xué)與健康學(xué)院，遼寧 沈陽110819;5.遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 撫順113001)

酶工程是生物工程專業(yè)的主干課程，是研究關(guān)于酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的重要學(xué)科，它綜合了微生物學(xué)、發(fā)酵工程學(xué)、生物分離工程、生物化學(xué)等學(xué)科的知識，實踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)，因此，酶工程實驗的作用顯得非常重要。在教育部《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革、全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》文件中，也明確提出了“高度重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實踐能力”的要求［1］。本文以大連民族大學(xué)酶工程實驗教學(xué)為例，為提高教學(xué)質(zhì)量，更好地造就一批動手能力強(qiáng)、適應(yīng)社會發(fā)展需求的應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才，對酶工程實驗教學(xué)的模式改革進(jìn)行了探究。

1 傳統(tǒng)酶工程實驗教學(xué)存在的主要問題

1.1 實驗內(nèi)容單一

在原有的酶工程實驗課程設(shè)置中，一般是依照理論課教學(xué)內(nèi)容安排實驗，實驗內(nèi)容簡單，周期短，基礎(chǔ)性和驗證性實驗較多，有的實驗還與其他課程(如生物化學(xué))的實驗相重復(fù)，而且每個實驗都是相對獨(dú)立的，銜接不夠緊密，綜合性、設(shè)計性實驗較少，這樣不能保持整個實驗教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性、系統(tǒng)性和綜合性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和創(chuàng)新意識［2］。

1.2 教學(xué)內(nèi)容滯后

傳統(tǒng)的酶工程實驗教學(xué)內(nèi)容簡單，具有時代滯后性，與生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系不夠緊密，不利于培養(yǎng)學(xué)生將知識運(yùn)用于實際的能力［3］。

1.3 教學(xué)模式陳舊

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)一般采用有詳細(xì)步驟的實驗指導(dǎo)書，學(xué)生只需按照已經(jīng)設(shè)定好的實驗方案進(jìn)行操作即可，很少主動提前預(yù)習(xí)和針對實驗中的問題進(jìn)行思考。在實驗中如果遇到問題，往往也是依賴教師去解決，缺乏學(xué)習(xí)的主動性［4］。這種教學(xué)模式忽視了學(xué)生在教學(xué)過程中的主體性和主動性，達(dá)不到對學(xué)生應(yīng)用能力和探索能力培養(yǎng)的目的。

1.4 考核方式不足

以往的考核方式主要包括兩部分內(nèi)容，即實驗報告占70 %，平時考勤占30 %。這種考核方式導(dǎo)致個別動手能力較差、甚至基本不動手做實驗的學(xué)生，通過抄實驗報告就能得高分，影響學(xué)生實驗的主動性和積極性［5］。

2 酶工程實驗課教學(xué)創(chuàng)新的探索

2.1 實驗內(nèi)容改革

目前大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物工程系的酶工程實驗課內(nèi)容，基本包含了酶工程理論課的全部重點(diǎn)，包括酶學(xué)基礎(chǔ)、產(chǎn)酶微生物的分離選育、酶的發(fā)酵生產(chǎn)、酶的分離純化、酶的固定化、酶的分子修飾等章節(jié)。因此，實驗項目的選擇應(yīng)注重和其他實驗課程(如生物化學(xué)實驗)互補(bǔ)，避免沖突和重復(fù)。

針對傳統(tǒng)酶工程課程內(nèi)容簡單，基礎(chǔ)性和驗證性實驗較多，綜合性、設(shè)計性實驗較少的問題，安排了綜合性的設(shè)計實驗“蛋白酶的粗提及活力測定”。整個實驗包括三大部分內(nèi)容:(1)產(chǎn)酶微生物的篩選、鑒定及產(chǎn)酶微生物的液體發(fā)酵;(2)酶的提取及分離純化;(3)蛋白質(zhì)含量及蛋白酶活力的測定。實驗從產(chǎn)酶微生物的篩選、菌株鑒定，到微生物液體發(fā)酵法產(chǎn)酶、目的蛋白酶的分離純化，再到蛋白含量測定、酶活性檢測，涉及了微生物學(xué)、發(fā)酵工程、生物化學(xué)、生化分離工程等課程的理論知識和操作技能，從而激發(fā)學(xué)生對實驗課的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思考和動手能力。因為整個實驗需要設(shè)計完整、連貫，一環(huán)緊扣一環(huán)，一步操作失敗后面的實驗就無法進(jìn)行，由此提高了學(xué)生的責(zé)任心，強(qiáng)化其合作精神。

此外，針對以往酶工程實驗與生產(chǎn)、生活實際聯(lián)系不夠緊密的問題，安排了“木瓜蛋白酶消除啤酒中蛋白質(zhì)渾濁的觀察”，使學(xué)生們對木瓜蛋白酶在食品加工、果汁、啤酒生產(chǎn)過程中能夠消除蛋白質(zhì)渾濁的應(yīng)用加深認(rèn)識，加強(qiáng)了實驗與生產(chǎn)生活的聯(lián)系。

2.2 教學(xué)方法改革

針對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)基本以教師主動教授為主，學(xué)生被動接受，盲目按照實驗指導(dǎo)操作的問題，對于個別實驗(如“蛋白酶的粗提及活力測定”)采用啟發(fā)式、自主設(shè)計型實驗教學(xué)方式，將4 ～5 個學(xué)生分為一個小組，以組為單位，學(xué)生自己根據(jù)教師課前提出的實驗題目查閱文獻(xiàn)資料，整理出一個可行的實驗方案，然后自己配制實驗試劑，完成所有實驗。實驗結(jié)束后，每組學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)討論、匯報，總結(jié)實驗結(jié)果。實驗期間如遇到問題，在教師的幫助下自己查找原因并分析問題，獨(dú)立解決，最后寫出實驗報告。這樣的教學(xué)方式激發(fā)了學(xué)生實驗的興趣和潛在的創(chuàng)新能力，也為學(xué)生大四時的畢業(yè)論文(設(shè)計)工作的開展打下了良好的基礎(chǔ)［6］。

2.3 考核方式改革

改革后的酶工程實驗課考核標(biāo)準(zhǔn)主要以學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)為參考指標(biāo)，包括三個部分:(1)實驗報告質(zhì)量，占總成績的50 %，主要考察實驗方案及步驟的設(shè)計，實驗結(jié)果分析及討論部分嚴(yán)禁出現(xiàn)實驗報告抄襲現(xiàn)象，否則均為0 分;(2)實驗具體操作，占總成績的30 %，主要考察學(xué)生對實驗的參與程度、對儀器設(shè)備的操作規(guī)范與否、完成時間等;(3)其他部分，占總成績的20 %，主要考察學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況、組間合作情況及衛(wèi)生打掃等。此外，對于實驗過程有獨(dú)特見解的學(xué)生可以給予額外加分獎勵。

3 存在的問題與對策

通過幾年的酶工程實驗教學(xué)改革，實踐表明，新的教學(xué)方式鍛煉了學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)、設(shè)計實驗方案的能力，提高了學(xué)生對實驗課的興趣和重視程度，有益于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神。95 %以上的學(xué)生對這種教學(xué)模式表示歡迎和肯定。但仍存在著一些問題:(1)學(xué)生之間自學(xué)能力和動手能力差別較大。雖然大部分學(xué)生表現(xiàn)很好，但仍有些學(xué)生的主動性不高，自學(xué)能力不夠，不能獨(dú)立完成實驗的設(shè)計和操作。這就要求教師不能完全放手，對基礎(chǔ)較差的學(xué)生應(yīng)及時鼓勵，親自指導(dǎo)，幫助他們完成實驗。(2)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力不足。一部分學(xué)生只是把實驗數(shù)據(jù)簡單的羅列出來，沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果討論，而分析和討論恰恰是最重要的部分。因此，教師應(yīng)加強(qiáng)指導(dǎo)學(xué)生對數(shù)據(jù)分析、結(jié)果討論方面的練習(xí)，學(xué)會總結(jié)實驗成敗的關(guān)鍵因素。(3)由于改革后的酶工程實驗時間連貫性較強(qiáng)，每一大組學(xué)生都是連著上實驗課，因此在時間安排上，盡可能避免與其他實驗課程發(fā)生沖突［7］。

總之，通過對酶工程實驗教學(xué)的一系列改革措施，培養(yǎng)了學(xué)生實事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力，并進(jìn)一步提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，從而達(dá)到了培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的目的。

［1］康靜，劉玉青，關(guān)建義，等. 加強(qiáng)生物工程專業(yè)酶工程實驗教學(xué)改革［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(23):14434 －14435.

［2］韓鴻鵬，成慶利，王丁，等.“實驗助教”模式在酶工程實驗教學(xué)中的應(yīng)用［J］.高師理科學(xué)刊，2013，33(2):103 －106.

［3］周念波，李軼群，涂紹勇，等. 酶工程實驗項目化教學(xué)改革探索［J］.廣東化工，2014，41(2):147 －148.

［4］黃時海，韋春葵，楊洋，等. 酶工程實驗教學(xué)的改革與實踐［J］.中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2011，25:122，124.

［5］石陸娥，章志量，沈波，等. 酶工程實驗教學(xué)模式創(chuàng)新初探［J］.健康研究，2011，31(3):234 －235.

［6］吳士筠，魏艷芬，樂薇.生物工程專業(yè)酶工程技術(shù)實驗教學(xué)模式改革探索與實踐［J］.科教導(dǎo)刊，2014，3:122－123.

［7］陳文偉，劉明啟，申屠旭萍.酶工程原理課程中實驗教學(xué)模式改革的探索［J］. 高等函授學(xué)報:(自然科學(xué)版)，2012，25(1):39 －40.