倪莉,刘志彬,张雯
(福州大学食品科学技术研究所,福建 福州 350108)
《酶学及其应用》课程的教学改革与实践*
倪莉,刘志彬,张雯
(福州大学食品科学技术研究所,福建 福州 350108)
《酶学及其应用》课程教学团队通过精心设计教学内容和采用形式多样的教学方法,提升学生掌握酶学基础知识和利用网络获取酶学研究领域的最新科研动态的能力;通过双语教学,提高学生专业英语水平;通过讨论课,培养学生自学能力、查阅资料和口头报告的能力;通过实验课,培养学生动手能力和综合分析能力;课程教学培养学生对酶学研究领域的兴趣,取得很好的教学效果。
酶学及其应用;教学;改革;实践
《酶学及其应用》自1998年开始作为福州大学生物化学与分子生物学专业研究生的选修课程,经过多年建设,已成为一门集理论与实践、授课和讨论于一体的深受研究生喜欢的课程,受益的研究生包括食品科学与工程一级学科硕士点学术型研究生、食品工程专业学位研究生、生物学一级学科硕士点研究生、发酵工程、生物工程专业学位研究生及工程硕士等。为了使食品科学专业的硕士研究生具有更广泛而扎实的跨学科知识,2003年《酶学及其应用》被确立为该专业研究生的学位课程,2005年作为福建省优质硕士学位立项建设课程,2009年获评为福州大学第一批优质研究生课程,同年“《酶学及其应用》课程的教学改革与创新”获福州大学教学成果奖一等奖。2013《酶学及其应用》课程作为福州大学研究生重点课程进行建设,课程建设目标为具有优良的教学团队、先进的教学内容、现代的教学方法、网络化教学管理、教学效果优秀等特点的优秀课程,为培养食品和生物类高素质研究生创新人才奠定坚实基础。
《酶学及其应用》课程的目的在于使硕士生掌握酶学基本理论及其在食品工业、生物工程、饲料工业等方面的应用知识,培养学生具备应用基本理论和酶法新技术的能力,同时追踪国内外酶学发展的前沿,以利于学生掌握该领域的最新发展动态,注重培养学生的自学能力和解决实际问题的能力。课程设置包括课堂教学、课堂讨论、酶学实验三部分。课堂重点介绍酶学基本理论及其最新研究进展,基础理论重点介绍酶的分离纯化、酶作用的机制、酶动力学引论;应用部分主要介绍糖酶、蛋白酶、脂酶、核酶、超氧化物歧化酶(SOD)等的应用;在掌握基本理论的基础上,学生选择与研究方向相关或自己感兴趣的酶作为专题,查阅资料,撰写学期论文,并进行专题讨论;开设酶学实验,提高学生的动手能力和综合分析能力。
根据研究生的教学特点,不固定一本教材,而是列出中外经典的《酶学及其应用》的相关教材作为参考书,如王璋教授编写的《食品酶学》,J. R.Whitaker等编写的Principles of Enzymology for the food science和Handbook of food enzymology,以及Nicholas C. Price 和 Lewis Stevens编写的Fundamentals of enzymology,Herbert A. Kirst编写的Enzyme technologies for pharmaceutical and biotechnological applications等。
课程成绩采取综合评定方式,期末考闭卷考试成绩占65%,讨论课成绩占20%,实验课成绩占15%。
《酶学及其应用》课程教学以“以科研为先导,以教学为基础,以科研带动教学,用教学促进科研,科研教学并重”为指导思想,设计研究性的教学方案,采用融启发、提问、研讨、专题报告会等多种课堂教学方法,利用图片、动画、录像等多媒体技术展现酶学理论及其应用知识,激趣引思。
第一堂课先了解学生在本科阶段学过哪些酶学知识,根据学生掌握情况动态调整授课内容,注重将教师的科研成果融入到教学中。课堂授课通过问题的呈现,激活学生先前的知识储备,激发学生解决问题的兴趣;利用图片、动画以及与酶学有关的录像片进行多媒体辅助教学,深入浅出地讲解酶学基本知识,展现酶学理论的研究过程。
结合教师的科研成果,为研究生开设专题讲座,介绍酶的最新研究进展。布置研究生结合自己的研究方向撰写专题论文,并在讨论课中发言,以此来培养研究生查阅资料、撰写论文和口头表达等综合能力。学生的学期论文内容涉及与酶相关的热门话题(如酶在食品加工中的应用、与人体健康、营养相关的酶、在医学、食品科学研究最新发现的酶等)。
课程负责人曾2次前往酶学大师J. R. Whitaker教授所在的美国加州大学戴维斯分校进修两年,旁听该校的FST123—Food Enzymology课程。回国后,根据英文经典酶学课本编写《酶学及其应用》英文讲义,主要内容包括酶学基础理论和酶的应用部分(蛋白酶、糖酶、脂酶、多酚氧化酶、溶菌酶等20多种酶);部分课件采用英语原版,用于课堂教学和实践教学;并要求学生撰写学期论文时至少参考5篇以上的近5年发表的外文文献。每年邀请2-3名国内外知名专家为本课程做相关的专题讲座,激发学生的学习兴趣和研究热情。
2015年有幸邀请Kwan Hwa Park 教授为研究生全英文讲授《酶学及其应用》中关于酶作用的机制、酶动力学引论两章内容。朴教授是韩国首尔大学教授、国际食品科学院院士,曾发表270多篇学术论文,出版两本酶工程领域专业书籍“Enzymes for carbohydrate engineering ”和"Carbohydrate active enzymes: structure, function and applications"及参编3本酶学书籍,主要研究领域为淀粉酶和葡萄糖基转移酶的作用机制及应用。此外还邀请李丹教授和唐双焱教授分别做题为“麦芽糖淀粉酶对淀粉及异黄酮的改性作用”和“High-throughput Screening of Small Molecules”的专题讲座。
朴教授采用全英文教学,同学们反馈“第一次接触英语授课,韩国朴教授认真、严谨、随和、乐观的态度极大地感染了我们。朴教授的授课,使我不仅加深了对酶的学习,更提高了专业英语和英语口语水平,以及听力水平。”“虽然听课的时候有些吃力,但是老师在重点地方会给我们专门在翻译一遍,这也一定程度上为我们减少了语言的障碍。”“在朴教授的外语授课过程中,增强了英语听力水平,从最初的不理解到接受,有很好的锻炼。”“第一次上纯英文的专业课,从最开始的完全不懂到后来慢慢的适应,感觉上课的方式很有意思。”
为弥补学时和课程实验经费的不足,课程实践环节采用传统实验教学和仿真实验相结合的方式。更新实验教学指导书,设计系统性、探索性实验,提高学生利用酶学知识的能力,改进实验教学效果。9学时的课程实验内容包括底物浓度、温度、pH、抑制剂等对酶促反应的影响,以及过氧化物酶的热稳定性研究。同时提供学生用英文FLASH设计的有关酶分离纯化、过氧化氢酶酶学性质研究、酶抑制动力学实验软件,让学生通过多次尝试,课外学习自主设计实验方案。通过实践教学,培养学生将酶学基本知识学以致用。
同学们认为:“酶学实验课使我对酶的反应有了更深入的了解,提高了实验操作水平。”“通过实验课程研究了不同条件对于酶催化反应的影响,锻炼了实验技能。尤其是在酶学实验过程中,通过酶活测定、酶的提取以及酶的温度稳定性研究过程中,真正让我迈入酶的世界,有了较为感性的认识。”
全课程采用多媒体授课。本课程为学生提供电子教案和FLASH动画,教学大纲、课件、教学材料、实验指导书和试题库等课程资源全部上载于校网络教学综合平台 “酶学及其应用”网站上;主要课程资源被http://www.foodmate.net/lesson/670/ 搜集,浏览次数6700多次。
通过课程网站,发布通知和任务,方便学生课后学习,实现对本课程的网络化管理教学;方便与国内重点大学和国外大学的同行进行交流,不断提高课程教学效果。
酶学基础和应用研究是本院重要的研究方向之一。主要包括利用微生物发酵技术生产酶;将酶工程技术应用于畜禽产品、水产品、果蔬产品及茶等农副产品及其下脚料中,进行综合开发和利用,改造传统生产工艺,提升产品品质;对生物技术产品进行二次开发,研发新的功能食品。近几年来,我院研究生的毕业论文阶段课题涉及酶技术在食品加工中的应用;利用微生物发酵制备几丁质酶、SOD等,并对这些酶的结构、性质和应用方面进行较深入的研究;开展酶在药物、食品的设计和开发中,已取得了丰硕的研究成果。因此《酶学及其应用》课程教学为学生从事与酶相关的研究起到了重要的指导作用。
学生反馈“学习了《酶学及其应用》这门课程,我收获颇丰。首先,课堂形式多样,即丰富了我们的理论知识,又将理论应用与实际实验,加深我们的了解;其次,老师所述内容与我们实验联系紧密,很多内容都是在以后的实验中能够运用到的,如酶的提取、纯化及鉴定等。然后,朴教授的加入让我也见识到韩国教授的风采及韩国的科研环境及国内外在酶学研究的进展,特别值得学习的是朴教授的科研教学态度和那一页一页的亲笔笔记。最后,每位同学对一种酶的课程讲解,丰富了我们的知识面,认识了很多以前从没有听说过的酶。”“通过看文献,做PPT的过程,学到了如何查询资料,各种翻译软件的综合应用,以及翻译文献,尤其外文文献中提到的知识点,一定要找中文资料再加以了解才能理解其含义,虽然过程不易,但对英文水平,做研究的态度有了进一步的认识。”“在老师的认真指导下,对酶的知识及应用受益匪浅,作为精品课程,做实验、上理论课、翻译交流文献以及非常有幸地能够受到朴教授的教学,机会难得。这在我研究生乃至大学期间的学习产生了深远影响。”
G642.0
A
1007-550X(2016)02-0052-03
10.3969/j.issn.1007-550X.2016.02.002
福州大学研究生重点课程《酶学及其应用》、福建省高等学校专业综合改革试点项目——食品科学与工程专业、福州大学高等教育教学改革工程——以工程教育专业认证为导向的食品科学与工程专业多维实践教学体系的构建与实践。
2016-01-12
倪莉 (1972-),女,福建龙岩人,教授,主要从事食品科学与工程的教学和科研工作。