張 超

（衡水學(xué)院生命科學(xué)系 河北 衡水 053000）

新工科在2017 年歷經(jīng)“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”后形成高度共識，目標為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展等一系列國家戰(zhàn)略，培養(yǎng)造就應(yīng)用型、創(chuàng)新型卓越工程科技人才[1]。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為新工科相關(guān)產(chǎn)業(yè)，因新冠疫情，備受全球各國關(guān)注，其相關(guān)支撐專業(yè)，如生物制藥、生物工程和生物技術(shù)等專業(yè)，應(yīng)根據(jù)新變革、新需求，適時優(yōu)化培養(yǎng)方案、改革教育方式?！睹腹こ獭纷鳛樯鲜鰧I(yè)培養(yǎng)方案中一門應(yīng)用性、實踐性非常強的專業(yè)必修課程，其教學(xué)水平和學(xué)習(xí)效果直接影響學(xué)生的應(yīng)用實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)。因此，本文以衡水學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)為例，以新工科教育為理念，探索《酶工程》課程教育教學(xué)改革手段，為培養(yǎng)具有應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的人才提供參考。

1 課程基本概況

該課程為衡水學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)的必修課程，課程開設(shè)于第5 學(xué)期，共36 學(xué)時，參考教材以郭勇編著的《酶工程》(第四版)為主，綜合其他教材內(nèi)容授課。主要講述緒論、微生物發(fā)酵產(chǎn)酶、動植物細胞培養(yǎng)產(chǎn)酶、酶的提取與分離純化、酶分子修飾、酶固定化、酶非水相催化、酶定向進化、酶反應(yīng)器和酶的應(yīng)用，共十章內(nèi)容。

2 教學(xué)內(nèi)容的整合和改良

《酶工程》 課程的教材偏多，如郭勇編著的《酶工程》、李珊珊與莫繼先主編的《發(fā)酵與酶工程》和梅樂和、岑沛霖主編的《現(xiàn)代酶工程》等。在多年教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，以“酶的生產(chǎn)、改造和應(yīng)用”為主軸，整合各教材相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新能力的要求，梳理、優(yōu)化后形成各章節(jié)授課內(nèi)容。比如，“酶的生產(chǎn)”相關(guān)章節(jié)已在《生物化學(xué)》、《微生物學(xué)》、《發(fā)酵工程》等課程中有所涉及，授課時可以問答、翻轉(zhuǎn)課堂[2]形式鞏固相關(guān)知識，并輔以思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生了解、熟悉和掌握相關(guān)內(nèi)容的應(yīng)用現(xiàn)狀，如淀粉酶、蛋白酶用于烘焙食品，纖維素酶、果膠酶用于果汁生產(chǎn)等。“酶的改造”部分一直是酶學(xué)研究的前沿，理論創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展很快，授課時結(jié)合當(dāng)前研究熱點，引用近2 年的綜述文獻進行講解和滲透，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。

3 教學(xué)手段和方法的提升

《酶工程》課程的教學(xué)普遍采用以老師主導(dǎo)的課堂教學(xué)模式，通過PPT 講授輔以板書講解進行授課，這使得大部分學(xué)生課前不預(yù)習(xí)、課后不復(fù)習(xí)，不思考，不能激發(fā)學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)熱情，以及對酶研究的探索精神和創(chuàng)新訴求。因此，提升現(xiàn)有教學(xué)手段和方法，引入基于團隊學(xué)習(xí)的教學(xué)模式[3]，注重調(diào)動學(xué)生個體的主動性、實踐性和創(chuàng)造性。比如酶的提取與分離純化章節(jié)，在教師講完相關(guān)概念、原理、技術(shù)手段等重難點知識后，設(shè)置不同性質(zhì)、不同來源的目標酶，各團隊隨機選擇，由隊長組織團隊成員一起對目標酶的提取和分離純化設(shè)計方案，并說明相關(guān)原理和技術(shù)手段的應(yīng)用理由。方案設(shè)計完成后，團隊間互評互問，教師給出指導(dǎo)意見，對各團隊成員進行點評。學(xué)生以教學(xué)主體的角色參與到課程教學(xué)中，可大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

4 實驗課程的拓展和革新

《酶工程》課程的應(yīng)用性很強，在理論課程授課的同時必須輔以實驗課程的開展，而《酶工程》實驗課程根據(jù)各學(xué)校硬件配套的差異，開設(shè)課程也有所不同。目前實驗課程開課內(nèi)容包括：產(chǎn)淀粉酶菌株的快速篩選、α-淀粉酶的提取與活力測定、離子交換色譜法分離蛋白、尼龍固定化木瓜蛋白酶和酶法澄清蘋果汁加工工藝優(yōu)化，涵蓋了微生物發(fā)酵產(chǎn)酶、酶的提取與分離純化、酶的固定化與分子修飾和酶的應(yīng)用等課程主干內(nèi)容。然而，上述實驗內(nèi)容只能培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的酶學(xué)試驗操作能力，缺乏應(yīng)用能力的塑造和創(chuàng)新能力的拓展。通過增加自主綜合性實驗環(huán)節(jié)和線上、線下工廠或?qū)嶒炇椅⒄n形式，實現(xiàn)《酶工程》實驗課程的拓展和革新。比如，在完成酶的定向進化這一章節(jié)知識講授后，讓學(xué)生以小組的形式開展“基于易錯PCR 技術(shù)的淀粉酶定向進化”的綜合性實驗，讓學(xué)生利用已經(jīng)掌握的《分子生物學(xué)》 《基因工程》等課程知識和實驗操作技術(shù)，獨立進行試驗方案設(shè)計、試驗材料準備、試驗內(nèi)容研究和試驗數(shù)據(jù)分析等工作，使學(xué)生真正做到學(xué)以致用，并在此過程中鍛煉學(xué)生的動手、動腦能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。與合作企業(yè)建立微課平臺，開展諸如酶分離純化、各種層析技術(shù)的線上教學(xué)、線下參觀等學(xué)習(xí)實踐活動，讓學(xué)生充分了解課堂知識在生產(chǎn)中是如何運用的，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

5 課程考核方式的調(diào)整

《酶工程》課程的考核方式目前普遍采用期末閉卷考試(占比70%) + 平時成績(占比30%)的形式，其中平時成績包括平時考核成績(課下作業(yè)、小測成績等)、考勤和課堂表現(xiàn)成績。上述考核方式不能全面反映學(xué)生對課程知識點掌握情況，更不能反映對學(xué)生能力的培養(yǎng)情況。調(diào)整課程考核方式，提高平時成績的比重，豐富平時考核的形式，如設(shè)置專題科研論文的查閱、講述等，使考核更注重學(xué)生課堂、課下的知識積累和能力養(yǎng)成；降低期末閉卷考試成績占比，試題內(nèi)容減少基本概念、原理等需死記硬背的知識點，增加一些在理解和掌握重難點知識基礎(chǔ)上需要探索和設(shè)計的綜合性考題，引導(dǎo)學(xué)生向應(yīng)用和創(chuàng)新方面發(fā)展。

綜上所述，在新工科背景下，隨著生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，培養(yǎng)適合行業(yè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的卓越工程科技人才是我國高校教學(xué)改革的動力和目標。教學(xué)改革必須與專業(yè)特點、產(chǎn)業(yè)方向相適應(yīng)，不斷探索、不斷實踐、不斷總結(jié)，為社會和地方培養(yǎng)高應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才打下良好的基礎(chǔ)。