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[摘要] 酶工程是一门理论和实践性都很强的学科，结合教学实践，采用模块教学法把其分为5个模块：酶学基本知识、酶的发酵生产、酶的分离提取和精制、工程酶与酶反应器、综合实验设计。通过模块教学法把理论和实践有机结合起来，使学生的理论知识和实践技能都得到了提高。
[关键词] 模块教学法；酶工程；教学；理论；实践
[中图分类号] R-05 [文献标识码] C[文章编号] 1674-4721（2011）03（b）-130-02
酶工程是生物工程、生物技术和食品等专业的必修课，与生物化学、微生物学、生物技术等学科相互关联、 相互渗透、 相互促进。酶工程还是一门实践性极强、与生产实际联系非常紧密的重要课程，在工业、农业、生物工程、医药、环保等领域发挥着重要作用[1-4]。在有限的课时内，为了让学生很好地理解、掌握酶工程的理论和技术，笔者根据在酶工程领域的的实践和教学经验，设计了模块教学方法。把酶工程课程分为5个模块：酶学基本知识、酶发酵生产、酶的分离提取和精制、工程酶与酶反应器、综合实验设计。每个模块包括理论知识和实践技能两个方面，具体到每个模块，根据实际情况，实施合适的教学形式和教学方法。
1 酶学基本知识模块
这部分内容包括酶学基础知识和酶的应用。把酶学基础知识和酶在各行业的应用放在一个模块，一方面在学完酶学基础知识后学习酶的应用更有利于学生理解酶在各行业的应用特点和注意事项，另一方面因为酶的应用与生活联系紧密，把其放在第1个模块可以激发学生对该学科的学习兴趣。酶学基础知识理论性强，知识点比较多，涉及生物化学的许多内容，如：酶的定义、酶的命名、同工酶等，为节约课时、提高学生的学习兴趣，在讲解这部分内容时用课堂提问方式，了解学生对相关知识的掌握程度，有针对性地讲解，在教学方法上运用练习法，巩固已学过的知识，突出课程重点内容。学完酶学基础知识之后，介绍酶在各个领域的应用和酶制剂的发展现状，使学生认识到在自己的身边就有酶的应用，从而对酶的认识更直观。
此模块的实验内容，大部分在生化实验中已经做过，为避免重复，不再进行实验操作，而是通过问题探究式教学法加强学生对实验操作注意事项和对酶学基本知识的理解，如提出问题：温度、pH对酶促反应速度有什么影响？怎样通过实验验证温度、pH、激活剂和抑制剂对唾液淀粉酶酶促反应速度的影响？引导学生探究出问题的答案，培养学生独立思考问题的能力和运用相关知识解决问题的能力。通过课堂测验验证了这种教学效果较好。
2 酶的发酵生产模块
酶的发酵生产模块重点内容包括菌种的筛选、遗传改良、培养基的配制和发酵条件的控制，与微生物学、生物技术、分子生物学交叉、联系紧密。在教学过程中运用问题探究式教学方法，如对于菌种的筛选提出问题：怎样从自然界分离和筛选产酶细胞、怎样进行富集培养、怎样进行初筛和复筛，通过筛选产淀粉酶菌株的实例，思考解决这些问题，从而掌握这部分知识和技能，进而培养学生自己发现问题、解决问题的能力。
为了加强学生对酶发酵生产模块重点知识的理解，加强实验技能训练，设计了“枯草杆菌摇瓶发酵生产α-淀粉酶” 实验[5]。通过实验学生可以掌握菌种扩大培养的方法、步骤和注意事项；掌握培养基的配制、发酵条件的控制，并初步掌握发酵条件优化方法。
3 酶的分离提取和精制模块
酶的分离提取和精制模块涉及生物化学和生物工程下游技术的相关内容，知识点和名词较多，在教学过程中运用练习法，通过例题使学生掌握比活力、纯化倍数等的计算方法。酶分离提纯的方法和先后顺序是学习的重点和难点，在讲解该模块之后对各纯化方法的特点进行总结，通过举例，针对某一种酶讲解其纯化顺序。理论结束之后利用前一模块实验得到的α-淀粉酶进行实验“分离纯化α-淀粉酶”[5]，一方面学生可以把理论和实践结合起来，另一方面可以把酶的分离提取和精制模块与酶的发酵生产模块联系起来。
4 工程酶与酶反应器模块
该模块内容包括固定化酶、修饰酶和酶反应器，这三部分的部分内容相互渗透，联系紧密，如共价键结合法固定化酶与化学修饰酶，固定化酶反应器等，所以把这三部分内容放在一个模块。该模块与化学、分子生物学、生化工程设备等相关学科联系紧密，但学生是第一次接触这部分内容，在教学过程中可以借助多媒体让学生直观地认识各种固定化酶方法中酶与载体的结合方式，认识各种反应器的结构和特点等。实验技能训练是“α-淀粉酶的固定化和淀粉水解”[6]，利用第3模块实验中提纯的淀粉酶进行固定化并利用其水解淀粉。
5 综合实验设计模块
为了使学生系统地掌握各模块的知识，熟悉各模块之间的联系，掌握酶从生产到应用的各个环节，开设了综合实验设计模块。综合实验设计模块运用任务驱动教学法，首先布置任务：以“漆酶”为研究对象设计实验方案，内容包括怎样从自然界分离筛选漆酶高产菌株、菌种诱变、液体发酵生产（优化培养基和培养条件）、漆酶分离纯化及酶学性质研究、分子修饰及固定化。整个实验设计过程完全以学生为主体，教师进行简单的辅导，并在实验设计结束后进行总结和评价。学生反馈的信息表明，综合实验设计极大地调动了学生学习的积极性，巩固了已经学过的知识，通过大量查阅资料和实验探究, 学会了探讨、研究问题的方法和思路, 增强了创新意识, 培养了发现问题、综合分析问题与解决问题的能力。
6 结语
在学习第1个模块之前，把从动植物细胞和微生物细胞生产酶的全过程以流程图的形式给学生讲解一遍，让学生对酶的生产过程有一个总体认识和整体把握，对这门课程的内容有一个清晰的印象，便于以后学习和理解各模块的知识。
第2、3、4模块实验课的设置如果相对独立起来，则系统性不强，不利于学生全面、系统地掌握实验内容。所以这些模块的实验围绕着α-淀粉酶的生产和应用展开，不仅培养了学生的宏观思维能力，也可以在进行综合实验设计模块时减少这部分的实践内容，只用文字论述实验设计方案，节约课时。
在酶工程教学中，采用模块教学法把理论和实践有机结合起来，并引入综合实验设计模块，提高了学生学习的积极性、主动性，锻炼了学生综合分析问题解决问题的能力，从而加强了学生对理论知识的掌握，提高了实践技能。
[参考文献]
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[5]禹邦超,胡耀星.酶工程[M].武汉:华中师范大学出版社,2007:214-228.
[6]王爱丽,窦向梅.“α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”的实验改进[J].生物学通报,2009,44(7):52-54.
（收稿日期：2010-12-24）
