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摘要：“酶工程”是生物工程和生物技术专业专业核心课。针对酶工程课程教学中存在的普遍问题，我们从“概念可视化”、“方法可动化”、“应用实践化”、“重点难点头脑风暴化”四个方面建立了“四化立体”教学模式。不仅增强学生课堂上对知识的学习兴趣，而且能够提高学生的实践应用能力以及综合思维能力，适应现代社会发展的需求，具有重要的探索和研究意义。
关键词：酶工程，“四化立体”教学模式，探索
本文引用格式：韩瑞枝,张泽南.《酶工程》课程“四化立体”教学模式的改革与探索[J].教育现代化,2019,6(20):23-24.
“酶工程”的概念最早出现于20世纪70年代，是酶学、微生物学的基本原理与工程学有机结合而产生的边缘学科。它是将酶、细胞或细胞器等置于特定的生物反应器中，利用酶所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术[1]。经历半个世纪的发展后，酶工程与基因工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程一起构成了完整的现代生物技术体系，酶工程应用已遍及医药、食品、工业、农业、环保、能源和生物技术等领域[2]。《酶工程》课程作为江南大学生物工程、生物技术、发酵工程等专业教学计划中一门非常重要的专业课，主要包括酶学基本理论、酶工程技术和酶的应用现状三部分内容[3]。本课程内容丰富，涉及面广，其教学体系的合理安排和设置对生物工程专业的人才培养起着至关重要的作用。由于这门课程包含了许多枯燥抽象的概念术语，以及复杂多样的工程学应用方法，再加上课时量有限（例如江南大学仅有32个学时），导致教学过程中普遍存在一些不足之处。
一《酶工程》教学中主要存在的问题
（一）教师教学方法单一，学生学习积极性差
虽然目前大部分高校已经将多媒体教学工具引入《酶工程》的教学过程中，但是多数教师仍然只是局限于通过文字和简单图片传递信息，没有充分发挥多媒体教学的功效。再加上这门课程中涉及到大量的概念和方法，且受教学课时的限制。许多老师为了在有限课时内将内容讲完，经常芝麻西瓜一把抓，囫囵吞枣似的将大量文字形式的PPT强行灌输给学生，要求学生死记硬背。这就导致学生听的云里雾里，感官印象不深刻，课堂上积极性不高，产生听课犯困现象。
（二）教学内容陈旧，脱离科技前沿
许多教师使用的教材陈旧，多年来从未改变。并且仅局限于教材里内容照本宣科地讲解，所列举的例子也大多是上世纪八九十年代的例子。学生无法感受到新意，认为学的东西自己都了解，学习兴趣不强。另一方面学生无法了解最新的前沿技术，与时代脱轨，这对开发学生的创新思维和能力是十分不利的。
（三）理论与实践脱轨，不能学以致用
多数教师由于是直接从高校毕业后从教，没有实际生产应用经验，因此授课时也是纯理论讲授方式，将课本中概念等原封不动复制粘贴在PPT上。而学生们也是纯粹为了应付考试，对理论知识死记硬背，缺乏真正的认识和理解。例如“酶反应器”这一章，很多学生连各种反应器的样子都没见过，更不用说去理解如何应用了。这就导致学生成为只会学“死知识”的书呆子，而无法把自己学到的东西与实际生产应用联系在一起，也难以有效支持其毕业后对工作中解决专业问题的需要。
针对《酶工程》的教学方法，国内一些教师也做了一些新的尝试，如“鱼渔兼得、师生同行”[4]、“案例教学法”[5]等等。但是，这些方法只是针对酶工程教学过程中个别环节，虽然能够取得一些阶段性的成果，但效果甚微，仍有许多问题亟待解决。如何培养和造就高素质、创造性人才，如何在有限的课时内培养学生的学习兴趣，使学生不仅掌握酶工程最基本的内容，而且提高他们在实践中分析问题、解决问题的能力，并为今后的发展打下坚实的基础，是我们需要认真思考的问题。
针对本科生《酶工程》课程教学过程中存在的一些普遍问题，本文将“概念可视化”、“方法可动化”、“应用实践化”、“重点难点头脑风暴化”引入《酶工程》教学过程中，建立“四化立体”教学模式，进而对传统课堂教学模式进行改革和优化。
二《酶工程》课程教学改革内容
（一）概念“可视化”
结合现在大学生热爱影视的特点，将当下流行的或者学生们喜爱的影视作品中关键片段进行剪辑，与《酶工程》课程中一些重要概念进行形象化结合讲解，既可以提高学生的课堂积极性，又可以对书本上枯燥乏味难记的概念有个生动形象化的理解。如《酶工程》中“固定化酶”的概念的理解，可以结合2016年上映的高票房电影《长城》片段进行讲解。电影中景甜扮演的林梅将军林梅率领的蓝色娘子军通过蹦极式跳跃从长城上跳下杀饕餮的片段，每个娘子军可以比喻成游离酶分子，长城可以比喻成固定化载体，蹦极式的绳索可以引出介绍固定化方法。而杀怪的过程可以比喻为催化作用。每个娘子军跳下长城用长矛杀死1-2头饕餮后又被绳索拉回重新取武器再次杀怪，可以顺势介绍固定化酶相对于游离酶的优点：易回收，可重复利用，并且酶自身损耗较少特点。通过这种“可视化”教学，加深学生们对固定化酶中一些概念的理解和记忆，并且激发了学生对这一章枯燥乏味的内容的学习兴趣。
（二）方法“可动化”
《酶工程》中设计到一些操作方法比较复杂，单靠一张嘴和一支笔是无法讲透，而且学生们也是听后一头雾水。因此，本模式要求教师根据实验方法的难易程度，对于简单的实验方法可以现场带一些简单的实验器具进行操作，对于复杂的实验方法可以在课下事先制作一些视频，将规范实验操作过程录制下来，课堂上结合多媒体视频进行形象化讲解。或者通过数字多媒体制作一些方法操作类的动画视频。例如在讲解酶的分离纯化时，通过视频向学生展示凝胶过滤，亲和层析等动态全过程。也可以通过动画形象化显示诱导性乳糖操纵子和阻遏型色氨酸操纵子原理及作用机制。这样会使学生们理解记忆更加深刻。
（三）应用“实践化”
传统课堂教学模式已无法适应时代的需求，从各个环节对整个课程教学体系系统改革也将会是未来高效教学发展的必然趋势。理论与实践相互关联，相互促进，让学生能够“学以致用，学有所用”，也是培养新时代下高素质大学生的必然趋势。
对于《酶工程》课程中一些应用性比较强的内容，如：酶的生产，酶的分离纯化，酶反应器等，单靠教师在课堂上讲解是远远达不到学生深入理解的目的的。课堂教学中，可采用讲授法，通过多媒体向学生展示一些图片及视频；课下可采用情景教学，组织学生参观酶发酵实验室、分离纯化实验室；或者组织学生到工厂车间进行实地参观，了解酶的生产程序，认识各种酶反应器。这样可以相对直观的形式讲授其操作方式和特点，实现“理论讲授+实践教学”相结合。既可以加深学生对知识的理解和掌握，又能使学生对企业实际设备和操作形成认识和了解，有利于他们毕业后尽快适应企业环境，并较好展开工作。
（四）重点难点“头脑风暴化”
美国创造学家Alex F.Osborn在1953年正式发表了一种集体开发创造性思维的方法，被称为“头脑风暴法”。“头脑风暴法”被广泛用于商业和教育领域，在许多创造性的活动中得到了运用和发展。在教育领域，头脑风暴教学法常被用来培养学生的创造性思维，其一般原则是集体中的每个成员能畅所欲言，进行合作式学习，取长补短，集思广益，使各种设想在教学活动中相互碰撞激起脑海的创造性风暴。对于《酶工程》课堂教学中一些重点难点，学生们通常很难把握。对于重点难点问题，可以引入“头脑风暴”教学。主要包括：明确问题，营造气氛，自由畅谈，收集设想及延迟评判。例如“酶的分子修饰与改造”这一章，即是《酶工程》教学中的难点，又是该领域的前沿问题。我们可以首先设计问题：如何利用现代分子生物学技术，使酶更适应现代生物工程的要求，如改造酶的稳定性活性，溶剂耐受性，底物或产物特异性等等。引导学生从理性改造和非理性改造两方面出发，用发散思维去感受这两种设计思路。这样教学模式可以充分调动学生的主动性，参与性与创造性，不仅能使学生对这部分内容快速灵活掌握，而且可以培养学生的创新能力和对该领域前沿技术的及时了解。
三 结语
综上所述，让学生们在课堂上想学、会学、爱学、自学是教师们需要通过教学达到的目的。通过对《酶工程》课程的“四化立体”教学模式建设，不仅可以提高学生课堂上对知识的掌握程度，而且能够提高学生的实践应用能力以及综合思维能力，适应现代社会发展的需求，具有重要的探索和研究意义。此外，“四化立体”教学模式不仅适用于《酶工程》一门课程，对于生物技术和生物工程专业其他专业课程，同样具有重要的指导意义及推广价值。
参考文献
[1]鞠建松，薛张伟，徐书景，等.酶工程教学经验探索[J].教育教学论坛，2012，9:139-141.
[2]郭勇.酶工程[M].2版.北京:科学出版社，2004:1-2.
[3]刘松.关于《酶工程》教学的思考[J].广东化工,2015,42(18):179.
[4]马楠,王筱平.有机化学实验教学中体现绿色化学的探索[J].实验室研究与探索，2011，30(7):141-143.
[5]娄本勇,陈祥鸿,林棋．自主学习模式下的有机化学实验教学探索[J].实验室科学，2011,14(3):25-26.
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