新工科背景下《生化工程》教學改革初探

宋勝杰，陶娟

（江西科技師范大學，南昌330013）

在知識經濟、新興科技產業蓬勃發展的新形勢下，現有高等教育培養的人才質量并不能有效滿足經濟發展的需求。新工科的提出，實質上是高等教育理念的探索與創新，高等教育更加強調多學科交叉型人才的培養，更加注重學生的實踐能力及創新創業能力，以提高工科學生的就業力，適應當今勞動力市場的需求[1]。大學應跟隨時代的變化和求變求新，打破學科界限、加強產教融合、從根本上改變課程教學模式，以培養應用型人才為主要教學目標。

《生化工程》是生物工程專業的一門專業主干課程，它是應用化學工程的原理和方法，解決有生物體參與生產過程的基礎理論及工程技術問題，內容涉及了發酵工程、動植物細胞的大規模培養、酶工程、生化反應工程、生物分離工程以及生物工程設備的放大等，因此《生化工程》是將近代生物學的成果轉變成生產力所必不可少的重要組成部分，學好該門課程可以培養學生綜合運用多學科知識、創造性地解決現實復雜生物工程問題的能力。

1 《生化工程》教學現狀

目前《生化工程》教學依然以多媒體與板書相結合的單一模式為主，學生對教材內容僅有淺顯認識，由于本課程存在理論公式具有較高的邏輯性及抽象性等問題，并且對高等數學要求較高，同時也包括對數學要求很高的《化工原理》、《物理化學》等前修課程，導致學生對知識的掌握有一定的困難，畏難情緒高漲，學習積極性不高，課堂缺乏互動；同時《生化工程》作為一門工程性很強的課程，培養學生將所學知識用于分析解決實際工程問題的能力，幾乎難以通過單純理論教學達到目的，傳統的以理論講授為主，弱化實踐能力的培養的教學方式，學生即便掌握了良好的理論基礎，但缺乏實踐經驗，也難以實現人才培養與企業用人的無縫銜接[2]。

在新工科背景下，結合《生化工程》的工程應用特點，著重培養學生實驗實踐能力，將學生理論學習與生產實踐、科學研究緊密結合起來，更要貼近產業需求來培養應用型、復合型、創新型人才是非常有必要的。

2 《生化工程》教學改革的著力點

2.1 案例教學的引入

眾所周知青霉素工業化生產的歷史本身就是《生化工程》誕生的歷史，典型的生產案例作為該門課程的開篇，因此案例教學也應貫穿其中，在理論知識講授完畢后，引入相應的工程案例，讓學生分成若干小組，通過課下查找資料，課上討論計算，對老師提出的案例進行分析，發現并解決案例中存在的問題[3]。通過工程案例的分析，可提高學生自主思考能力、溝通能力和協作精神，同時加大學生參與課堂教學的積極性與主動性。另外在案例的選擇上，一定要緊跟科技發展的步伐，積極跟蹤行業最新動態，將焦點熱點穿插到授課內容中[4]。2020年核酸檢測試劑盒的研發使得生物醫藥領域在抗擊新冠肺炎疫情中大放異彩，該案例的引用必將提高學生的學習興趣，同時還可增強學生學習的使命感。

2.2 設計課內實驗

課內實驗不僅鍛煉學生的動手能力，更重要的是讓學生建立起完整的科研思路，以及分析問題解決問題的能力?！渡こ獭?中培養基的流動、空氣除菌中的傳熱、氧氣溶解中的傳質、酶促反應的動力學、生物反應器的攪拌功率等均可作為課內實驗內容，老師可結合學校實驗條件，提出實驗目的，然后學生根據所學知識，設計出實驗方案，準備試劑耗材、設備儀器并親自動手實施，最后對實驗結果進行分析評價。另外還可增加選擇性實驗項目，學生可選擇傳統方法與新型技術同時完成實驗，最終通過比較新老技術的優缺點，揚長避短，創新性地設計出最佳實驗方案[5]。

2.3 設置實踐環節

實踐是培養創新性人才的重要環節。也是學生理論聯系實際的重要平臺，但很多高校配套用于實踐的設備和場地不足，難以滿足教學要求，因而應當充分利用企業優勢，加強校企合作，為學生提供更多的實踐平臺，讓學生真正深入企業生產、研發一線，用以擴大學生的視野，培養學生工程理念，并提升運用相關理論和方法解決實際問題的能力[6]。實踐應區別于實驗，其教學目標不能僅限于驗證理論知識，訓練動手能力，更重要的是要培養學生的工程思維、創新能力及協作精神，提高學生的責任感。

2.4 開設課程設計

課程設計可以培養學生的工程設計能力，初步建立工程+效益的理念，以及運用現代化的設計手段和方法優化過程參數及設備參數。然而與生物專業相關的課程設計比較少，專業適用性較弱，開設《生化工程》的課程設計，以生化反應為基礎，用于強化學生理論聯系實際的能力，老師可以設置引導型課程設計，以學生感興趣的生產工藝為主，自行查閱文獻，制定設計方案，進行工藝計算，選擇設備尺寸，繪制圖紙，并考慮技術可行性及經濟的合理性，最終撰寫設計報告[7]。

3 結論

《生化工程》作為一門工程類課程，應充分利用其課程特點，通過實時案例引入、自主選擇實驗、設置生物制品企業實踐、開設生化工程課程設計等方式，積極發展多學科交叉，推進產教融合，從而提高學生的交互學習興趣、自主創新和實踐能力，為國家培養出優秀的復合型新工科人才。