生化分離工程課程教學改革的探索與實踐

摘要：生化分離工程是高職生物技術及應用專業主要的職業技能課程之一，文章對該課程在完善課程教學體系、加強教學模式與教學方法改革及建立多層次的實踐教學體系等方面進行了初步探索與實踐，旨在提高該課程的教學質量，增強學生的職業素養，培養出社會急需的技能應用型人才。

關鍵詞：生化分離工程；教學改革；實踐

高等職業教育作為高等教育發展中的一個類型，其肩負的使命是培養面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高素質技能型專門人才，在我國推進工業化、城鎮化和新農村建設中具有不可替代的作用。其培養目標是生產、建設、服務、管理一線的高技能人才。高技能人才處于技能型人才的高端，故又被稱為高端技能型人才。21世紀是生物技術飛速發展的時代，生化分離工程是高職生物技術及應用專業主要職業技能課程之一，在全國各大院校的生物工程專業教學體系中占有舉足輕重的地位。其課程內容綜合性強，涉及物理學、化學、數學、生物學、機械學、工程學等相關領域背景知識，是一門綜合性的重點學科；同時教學對象特殊，是面臨學習壓力和就業壓力的三年級生物技術及應用專業的學生；此外教學內容特殊，課程內容涉及生化藥物生產中下游加工技術，所培養的能力是學生畢業后從事專業工作直接需要的，因此，其教學體系的合理編排和設置對生物工程專業的人才培養起著至關重要的作用。

如何使生化分離工程課程適應時代發展的需要，培養和造就高素質、創造性人才；如何在有限的課時內使學生掌握生化分離工程最基本的內容，提高他們在實踐中分析問題、解決問題的能力，并為今后的發展打下堅實的基礎，是教師需要認真思考的問題[1]。我校自生物技術及應用專業開設以來，一直立足于工作能力的培養，打破傳統學科教學模式，在深入行業調查的基礎上，以生產過程為依據，選擇生產過程典型工作技能為培養內容，按照生化產品生產固有的流程順序，結合職業教育規律，循序漸進安排教學進程。以零距離接觸車間為指導思想，設計真實工作環境，構建講練結合的立體化教學內容，培養學生成為高素質高技能應用型人才。通過對生化分離工程課程的教學體系不斷進行改革和完善，現具有我校辦學特色的生化分離工程課程教學體系正在逐步形成。

一、明確課程改革目標，完善課程教學體系建設

首先，通過專業調研和剖析，不斷優化課程內容。由于生化分離工程課程內容涉及的知識面廣、內容多，因此，建立課程內容知識主線，對于把握課程精髓內容，以點牽線，便于讓學生提綱挈領，快速把握學習脈絡。在教學過程中主要以下游加工處理流程為主線，揭示從發酵液預處理，再到初步分離、高度精制以及成品加工的整個過程。從產品生產流程的角度為學生建立工廠中分離工段的整體概念，為就業后相關知識的應用建立基礎。通過這條主線的建立，可以讓學生與之前實習過的相關企業的分離工段產生聯系，從感官的角度出發讓學生更好地建立分離工段的立體工藝[2]。

此外，選擇具有行業特點，具有高職特色的教材。通過選派課程教學團隊的教師到制藥企業頂崗學習鍛煉，或進行藥企調研，深入制藥企業一線學習、了解制藥一線操作崗位的技能要求及藥企的企業文化、最新動態和前沿技術、為選用注重職業能力培養的教材積累鮮活的第一手素材。同時也聘請企業、行業的專家將寶貴的企業經驗帶到學校。根據實際教學的要求，目前選用的是高職高專“十二五”規劃教材，由張愛華、王云慶主編的《生化分離技術》，該教材主要根據生物制藥技術專業的培養目標，以生產實際中典型藥物的分離純化任務為載體，采用教學做一體化模式分項目編寫，較好地體現了“以就業為導向，以能力為核心”的目標。

二、以培養高素質技能人才為目標，加強教學模式與教學方法改革

1.任務驅動、項目導向的教學模式

“任務驅動、項目導向”教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法。建構主義教學設計原則強調學生的學習活動必須與多個任務或問題相結合，以探索問題來引發和維持學生的學習興趣和動機[3]。在教學過程中，我們將教學內容依據生化產品分離流程分為發酵液的預處理、有機物質的萃取、生物大分子的沉淀與結晶、膜分離、藥物的高度純化、藥物的干燥以及生化藥物的提取分離七個項目，共計22個任務。該方法始終把學生作為學習的主體，以任務作為驅動，讓學生通過主動學習，將書本上抽象的理論變成實際的應用。教師的引導、點撥更多的是把知識加以引伸，使學生能夠觸類旁通。

2.采用交互式教學策略

“交互式教學”是一種教學探索，與傳統的教學方法相比，這種教學方法體現以學生為主體的教學思想，提倡真正的人才素質培養[4]。在具體教學過程中，采用“預測、提問、澄清和小結”策略的綜合運用[1]。以色譜法知識模塊為例。首先是預測，主要是讓學生通過預習預測所講內容，比如在課堂教學之前，給學生布置預習提綱，并指定色譜分離技術的參考書和相關網站，要求學生在業余時間預習相關內容，并預測教師課堂講授內容，通過這一策略可以增強學生的閱讀理解能力和自學能力；然后是提問，當教師在課堂上講授知識點之后，由學生根據預習中遇到的問題或課堂講授中遇到的疑問向教師提出問題，或者是教師根據學生的問題，結合教材的知識點提出設問，比如裝柱過程中為何不能產生氣泡，不能干柱等。學生從教師的提示中去尋找解決問題的辦法，通過這一策略可以培養學生分析問題和解決問題的能力；接著是澄清，澄清是師生進行交互活動的具體表現，也是課堂教學的核心，教師有針對性地對典型問題進行講解，并和學生進行探討，以解決學生的疑惑，通過這一策略可以培養學生創造性的思維能力；最后是小結，在課堂教學即將結束時，由教師總結授課內容的重點和難點，鞏固學生所學知識，通過這一策略可以培養學生的復習能力和總結歸納能力。綜上所述，在教學過程中，通過預測、提問、澄清和小結四個策略的綜合運用，來達到培養高素質技能型人才的目的。

3.實施多元教學方法

多元教學方法是指教師在教學活動中運用多種教學方法、多種教學資源進行教學，從而充分調動學生學習積極性、開發學生學習潛能，使教學活動達到最佳效果的教學模式。如課堂上采用“提問式、啟發式、討論式”教學，使用現代化教學手段，建立素材庫等一系列方式，來提高學生的學習興趣和課堂積極性。為此，我們還專門購買了北京東方仿真控制技術有限公司的生化分離工程素材庫2.0以及青霉素生產仿真實訓系統，引導學生進行自主式、探究式學習。在學習完生化分離基本單元操作及生化分離工藝過程之后，通過對具體的氨基酸類藥物、多肽和蛋白質、核酸類、酶類、糖類、脂類及抗生素與維生素類藥物的提取分離等具體案例進行分析講解，從而使學生更好地理解預處理、細胞破碎、固液分離、萃取、固相析出、膜分離、色譜分離及干燥等概念，關鍵是體會到如何在實踐中靈活運用理論知識。

三、注重實踐環節，建立多層次的實踐教學體系

1.基礎實踐訓練（基本技能及素質訓練）

基本能力的培養是通過加強基礎理論知識的學習和基本技能的培養，以基礎訓練實踐為主，提高學生的整體素質，主要安排在大學第1、2學年完成。主要包括物理化學實驗、無機與分析化學實驗、有機化學實驗和生物化學實驗等，重點培養學生的基本操作技能和進行規范化的訓練，培養嚴謹的科學態度和實事求是的實驗素質。

2.專業技能訓練

如大容量冷凍離心機操作、萃取分離技術、沉析分離技術、過濾與膜分離、靜態吸附與色譜分離技術、各種生化藥物分離提取等技術等，此類技能訓練通過專業實訓課完成。正是基于平時對學生專業技能的嚴格要求和不斷強化，使得該專業學生綜合技能有了較大提高，如2012年該專業學生參加全國職業院校技能大賽高職組農產品質量安全檢測大賽榮獲一等獎。

3.頂崗實訓和校外實習

如利用校內、校外實訓基地，讓學生熟悉并掌握生化產品生產前的準備工作、配料與投料技術，常規儀器、設備的使用與維護，工藝參數的優化與控制，產品包裝與入庫，物料的采購與使用管理，生物產品生產過程管理，成品質量管理，物料與成品的檢驗，生物產品銷售、銷售檔案的建立與管理等主要工作過程。通過與相關企業簽訂校外實習協議，通過為期半年的實習，進一步培養學生的獨立思考和自主學習能力，使其能理論聯系實際，獨立地分析與解決問題，培養專業拓展和創新潛能，同時培養其“科學嚴謹、實事求是”的職業素養和職業習慣。

4.科研實踐訓練

科研實踐訓練是提高學生綜合能力的又一重要途徑。隨著國家、省市、校、企業等對科研經費的投入增加，積極鼓勵學生參加教師課題助研實踐，申報省級大學生創新項目，參與實驗過程以及論文的撰寫；讓學生在實踐中掌握實驗設計與科技論文寫作方法，培養實驗動手能力和學術論文的總結匯報能力，鍛煉學生科研思維和創新能力，解決實際問題[5]。經過多年實踐，在此方面已取得較好成果。如2012年生技專業鄭倩倩等同學主持的省級大學生實踐創新訓練計劃項目“基于Design-Expert軟件設計優化啤酒花多糖提取工藝條件的研究”已順利結題；2011年王宇靜同學撰寫的畢業論文“響應面優化法對小根蒜多糖超聲輔助提取工藝的研究”，獲江蘇省普通高校本專科優秀畢業設計（論文）二等獎。

四、小 結

發展高等職業教育是促進轉方式、調結構和民生改善的戰略舉措，主要培養高技能應用型人才，對理論學習的要求是“必需、夠用”，重點培養實際動手操作能力。生化分離工程課程的傳統教學模式存在許多不足，教學改革對于目前飛速發展的職業教育來說勢在必行。我們針對生物技術及應用專業生化分離工程課程教學中的部分環節，進行了初步的改革嘗試，今后還將繼續調整、改進和完善，以實現教學資源的合理配置，教學體系的合理優化，使生化分離工程教學真正適應高職生物技術專業培養目標的需要。從根本上改善教學質量與效果，為社會發展培養出更優秀的技能應用型人才。

參考文獻：

[1] 薛鋒，高健.酶工程課程教學改革探索[J].職業時空，2011，7（12）：115-116.

[2] 徐永斌.生化分離工程課程的教學現狀分析及改革新思路[J].科技視界，2013，（30）.

[3] 張占軍，王富花.高職《發酵工程》教學改革的探索與實踐[J].職業時空，2009，（10）：41-42.

[4] 任曉莉，趙潤柱，梁保紅.發酵工程課程的教學改革與實踐[J].微生物學通報，2011，38（1）：127-130.

[5] 雷生姣，劉士平，龔大春.以發酵食品行業需求為導向的生物工程實踐課程體系的構建[J].安徽農業科學，2014，42（2）：642-643，645.