纺织生物化学课程教学探索张颖

第28卷第1期2008年3月江南大学学报(教育科学版)JournalofJinagnnaUniveirsty(EdueationaSleienecs)Vol.28Mar.No.l2008【教学研究】《纺织生物化学》课程教学探索张颖(江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡江苏214122)[摘要」随着纺织清洁生产的发展,纺织工业与生物工程呈现出越来越多的交又性。纺织生物化学是江南大学纺织工程专业轻化方向硕士研究生新开设的一门专业基础课程,主要介绍酶制剂在纺织加工过程中应用的共性问题、纺织废水的生化处理,以及纺织材料生物改性方面的知识。围绕该门课程的教学进行了一些探索和思考。【关键词〕纺织生物化学;生物技术;纺织工业;课程教学[中图分类号]G642.0[文献标识码〕A[文章编号]1008一6641(2008)01一0024一03ADiscussionontheTeachingofTextileBiochemistryZHANGYing(KeyLaboratoryofEeologiealTextilesofMinistryofEdueation,JiangnanUniverslty,Wuxi214122,China)Abstraet:Withthedevelopmentofeleanproduetionintextileindustry,therearemoreandmoreinterseetionsbetweentextileindustryandbioteehnologyindustry.TextilebioehemistryisanewlybpenedprofessionalbasieeourseforpostgrduatesmaioringinlightehemiealindustryinJiangnanUniversity.Thiseoursedealsmainlywithenzymeusageintextileindustry,bioehemiealdisposalofprintinganddyeingwastewater,andbio一modifieationoftextilematerials,ete.ThispaperdiseussessomeproblemsaPpearedduringtheteaehingpraetieeandearriesoutafurtherexplorationaboutthem.Keywords:TextileBioehemistry;bioteehnology;textileindustry;teaehingpraetiee植物源纤维(如棉、麻)与动物源纤维(如毛、丝)在纺织工业中占有举足轻重的地位,现代生物技术不但在这些纤维材料的生产和品质改良中扮演越来越重要的角色,在纺织材料处理和纺织加工过程中的应用也越来越广泛。特别是近年随着纺织清洁生产的发展,酶制剂开始在纺织工业中大量使用,纺织工业与生物工程呈现出越来越多的交叉性。基于此,江南大学纺织工程专业轻化方向硕士研究生新开设了一门专业基础课程《纺织生物化学》。纺织生物化学旨在讲授有关酶制剂在纺织加工过程中应用的共性问题、纺织废水的生化处理,以及上述生物纺织材料生物改性方面的知识。通过学习有关纺织生物化学方面的知识将拓展纺织工程专业硕士研究生的眼界和思路,为将来的科研和工作打下良好的基础。本文拟围绕该门课程的教学作一些探索和思考。一、教学目的和主要内容随着人们环保意识的逐渐增强,纺织印染技术已围绕生态平衡和清洁化生产的主题展开。要从根本上改变纺织工业高消耗、高污染的传统粗放型生产方式,必须大力推动和发展纺织工业清洁生产[收稿日期]2007一09一27〔基金项目」江南大学青年博士启动基金(005126);江南大学生态纺织教育部重点实验室2006年开放课题(KLE0T616).[作者简介」张颖(1974一),女,贵州贵阳人,讲师,博士,研究方向:纺织生物技术.技术,实现纺织工业污染防治由“末端治理”向“源头预防”的转变。用高效生物催化剂参与的酶处理工艺替代传统的化学处理工艺,可以显著降低水耗、能耗,废水量显著减少并且容易处理,是纺织工业清洁生产技术的未来发展方向之一。通过这门课程的学习,旨在使纺织工程专业硕士研究生了解纺织清洁生产的必要性,重点掌握酶对纺织材料的作用原理、在纺织生产过程中的具体应用情况和最新发展研究,并了解纺织废水的生化处理特征及生物技术在纺织其它方面的应用。本课程的目的在于进一步扩展纺织工程专业硕士研究生的知识面,为今后进行相关研究打下良好的基础。二、教学实施过程中的若干要点1.教学内容的安排本门课程没有专门的教材,主要参考书为《酶在纺织中的应用户〕,《生物化学户〕,《纺织材料学户〕等,要求学生先行修过有机化学和纤维化学。纺织专业学生生物知识基础薄弱,为了使同学能更好的理解授课内容,教学初期有必要介绍一些生物技术方面的基本知识。主要内容有以下几方面:第一章导论。介绍生物技术与纺织工程的关系及纺织清洁生产的必要性。第二章酶对纺织材料的作用原理。介绍酶的作用原理、纺织用酶制剂的配制与性能、纺织酶催化反应的特点及其动力学模型、纤维素酶对纤维素纤维的作用原理、酶对蛋白纤维的作用机理、淀粉酶在退浆中的作用机理、果胶酶在纤维精练中的作用机理及基因工程在纺织用酶制剂生产中的应用。第三章纺织品的生物前处理技术。介绍纺织品前处理用酶。第四章纺织品的生物后整理技术。介绍纺织品生物后整理用酶。第五章酶在纤维改性中的应用。介绍酶在纤维素纤维、羊毛纤维、骆驼毛、晴纶及涤纶改性中的应用。第六章其它新型酶制剂及其在纺织中的应用前景。介绍漆酶、葡萄糖氧化酶、半纤维素酶与木质素酶、聚乙烯醇降解酶。第七章纺织废水的生化处理特征。介绍印染废水的生化处理机理和印染废水有机物的生化降解途径。第八章生物技术在纺织其它方面的应用。介绍纺织材料的生物合成及降解技术、纺织纤维的生物着色技术、来源于植物的生物染料等。为了使同学们能够了解国际上关于生物技术应用于纺织领域中的最新动态,经常查阅外文期刊资料和关注国际会议等以补充授课内容是必不可少的。2.充分调动学生学习积极性与本科生相比,硕士研究生具有一定的独立思考能力、理解能力,并具有一定的自学能力。作为研究生课程的教师,在教学活动中要确立以教师为主导、以学生为主体的观念,要注重学生自身能力的提高,要将简单地传授知识转变为对学生学习的指导和启发,使学生由被动的接受知识转变为主动的学习,学会如何发现问题、分析问题及解决问题。我们在授课过程中,希望更深层次的向学生解释“为什么”,以使学生在以后的课题研究过程中,在解释实验现象时,能够利用发散性思维,尽可能从不同角度进行思考,大胆假设,小公求证,力求提出独到的见解。例如在讲授如何减轻纤维素酶对靛蓝牛仔布进行返旧整理时的返沾现象问题时,我们先提出问题:为什么采用纤维素酶对靛蓝牛仔布进行返旧整理,和传统处理方法相比,使用酶处理的优势体现在哪些方面?造成靛蓝粒子返沾的原因是什么,有哪些因素会影响处理效果?已有一些什么措施可以减轻靛蓝粒子返沾现象,还存在什么不足?鼓励学生除了阅读专业书籍外,通过查阅资料得到自己的见解,再加上教师的讲解,有利于使学生了解蕴含其中的科学创造方法,做到教学与科研相结合,提高学生的科学思维能力。还可组织学生和教师共同进行讨论,学生不仅从教师这里,同时,也从其他同学那里获得有价值的信息。3.考核方式的确定本课程采取撰写学术论文的形式对学生进行考核。选题时由教师确定选题内容,一般为本学科发展前沿或与实际联系密切的内容,如生物过氧化氢酶的研究进展;仿蜘蛛丝纺丝的方法等。学生根据自己的兴趣或随后要研究的课题情况,选择一个主题。选定主题后,学生必须查阅相关文献。随着计算机检索系统和学校图书馆数据库的发展,查阅文献已非常快捷和方便。研究生经过本阶段的学习,已掌握了一定的计算机及手工检索文献的能力。研究生在查阅文献的过程中,教师应着重培养学生在接受别人研究成果基础上进行自己思考的能力,培养学生善于发现文献创新点的能力及概括能力。学生撰写的论文一般是综述性的,围绕着选定主题的研究现状、存在的问题以及需要进一步研究25的问题等内容进行撰写,要求论文字数在4000字左右,并且外文资料引用必须达到3篇以上。在写作过程中,教师要指导学生积极思考、归纳总结并大胆提出自己的见解。在有条件的情况下组织学生以报告的方式,向教师和其他同学介绍自己的论文,每位学生的报告时间为10分钟左右。在学生报告过程中,教师应仔细听讲,评价学生表达的条理性,对问题的理解程度以及是否具有独到的见解等,学生讲完之后,教师根据报告情况进行适当补充并加以讲评。三、《纺织生物化学》课堂教学思考1.幻灯片的使用目前,高校授课基本采用powerpoint(ppt)课件进行授课。准备ptP课件是一项艰苦而费时的备课工作,特别是第一次备课。认真的备课有助于教师熟悉授课内容的每一处细节,以提高课堂教学效果。幻灯片的数量并非越多越好,幻灯片内容应与课堂语言的解说内容相匹配,幻灯片在课堂教学中只是一种辅助工具,授课的主体仍应是教师的思路。2.学生积极性和主动性的调动授课过程中相关实例在课堂上的讲授有助于加深学生对教学内容的掌握。一些已经成功应用于纺织工业中酶制剂或生物处理工艺过程开发的介绍,有助于增加生动性,活跃课堂气氛,从而提高教学效果。3.学生能力的培养和提高授课过程特别是在主题讨论和撰写学术综述过程中,我们发现一些学生在查阅和阅读外语资料方面存在一定的困难,而在研究进行过程中为了了解在研课题最新国际研究动向,检索和阅读外文资料是必不可少的。在今后授课过程中,我们拟增加外文资料读书报告和教师讲评等内容,以提高学生查阅和阅读外语资料能力。4.研究经验的运用目前授课教师都具有相关学科博士学位,同时也从事着相应学科的研究与开发工作,因此大都具有这方面实验研究经验。与此相反,学生是刚刚进人研究生课程学习的研一新生,缺乏科研经验,并且大部分学生生物知识薄弱,在很多教师看来非常简单的概念,如酶的活性测定等,学生可能感到抽象。因此在讲授课程内容时,适当地加人一些相关实验方法的演示,并辅以相应的研究实例讲解,对于增加概念的掌握和理解具有重要的作用,并有利于学生在以后的课题研究中利用发散性思维去设计实验和解释实验现象,有利于激发学生大胆探索、努力创新的动机。〔参考文献〕[习周文龙.酶在纺织中的应用【M].北京:中国纺织出版社,2002.[2]魏述众.生物化学[M].北京:中国轻工业出版社,199.6[3]姚穆.纺织材料学仁M〕.北京:纺织工业出版社,1993.(责任编辑:王士中)