科研項(xiàng)目融入生物分離純化技術(shù)教育的探索與實(shí)踐

摘要：生物分離純化技術(shù)是生物制藥技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課，與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系緊密，為提高高職生物制藥技術(shù)專業(yè)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能人才，將科研項(xiàng)目融入課堂教學(xué)，采用混合式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，解決課崗對(duì)接難題，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及提升培養(yǎng)質(zhì)量和促進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有重要作用。

關(guān)鍵詞：科研項(xiàng)目；生物分離純化技術(shù)；課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)：TB文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2024.08.087

全國(guó)職業(yè)教育大會(huì)指出：職業(yè)教育要堅(jiān)持立德樹人，深化“三教”改革，“崗課賽證”綜合育人，提升教育質(zhì)量。黨的二十大報(bào)告明確地把大國(guó)工匠和高技能人才作為人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要組成部分。“中國(guó)制造 2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”“健康中國(guó)2030”“雙碳戰(zhàn)略”等重大國(guó)家戰(zhàn)略，醫(yī)藥健康行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，醫(yī)藥“智”造新業(yè)態(tài)新模式，為高職生物制藥技術(shù)專業(yè)培育高素質(zhì)技術(shù)技能人才提出了新的要求。

生物分離純化技術(shù)是高職生物制藥技術(shù)專業(yè)的核心課程，面向藥物分離純化崗位，旨在精準(zhǔn)培養(yǎng)熟練掌握提取分離純化、質(zhì)量控制等工作的有責(zé)任、懂原理、明規(guī)程、精操作的制藥工匠。由于制藥企業(yè)特殊生產(chǎn)環(huán)境的限制，學(xué)生對(duì)生產(chǎn)崗位認(rèn)識(shí)較少，大多數(shù)學(xué)生并不清楚理論知識(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，很難理解并掌握課程的知識(shí)和相關(guān)技能。

1生物分離純化技術(shù)融入科研項(xiàng)目的意義

傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)崗位要求脫節(jié)嚴(yán)重，難以跟上產(chǎn)業(yè)升級(jí)和數(shù)字化改造對(duì)從業(yè)人員的知識(shí)、技能、素質(zhì)提出的新要求，使得高職生物制藥技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)的人才無(wú)法滿足企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型需求。

將分離純化科研項(xiàng)目融入生物分離純化技術(shù)課程教學(xué)中，項(xiàng)目源于實(shí)際又高于實(shí)際，課崗對(duì)接，保證了項(xiàng)目的真實(shí)性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)性，學(xué)生在實(shí)施項(xiàng)目中，自主查閱資料獲取知識(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施，應(yīng)用軟件分析數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、精益求精的工匠精神及科學(xué)家的素養(yǎng)，利于學(xué)生深入理解理論知識(shí)，并將其運(yùn)用于實(shí)際工作中。

2科研項(xiàng)目融入生物分離純化技術(shù)的課程設(shè)計(jì)

2.1緊跟制藥數(shù)智化轉(zhuǎn)型新趨勢(shì)，“崗課賽證”融合，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)面向的崗位需求，線上線下結(jié)合，生物技術(shù)技能大賽、“1+X”藥物制劑生產(chǎn)等“崗課賽證”融合，緊跟制藥數(shù)智化轉(zhuǎn)型新趨勢(shì)，將原課程進(jìn)行數(shù)字化改造，升級(jí)重構(gòu)為酶類藥物分離純化、原料藥分離純化、天然藥物分離純化3個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，結(jié)合作者主持的山東省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目“姜油樹脂提取新工藝開發(fā)”及學(xué)院科研項(xiàng)目“抗皮炎用姜油樹脂膏劑研究”、市高新區(qū)項(xiàng)目“檸檬酸分離純化”，立足當(dāng)?shù)仄髽I(yè)，助力地方鄉(xiāng)村振興，增設(shè)了姜油樹脂分離純化、檸檬酸分離純化等2個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目。

2.2圍繞立德樹人，對(duì)課程進(jìn)行思政教育系統(tǒng)設(shè)計(jì)

依據(jù)人才培養(yǎng)方案及企業(yè)調(diào)研結(jié)果，以“職業(yè)道德（做人）、工匠精神（做事）、家國(guó)情懷（責(zé)任與擔(dān)當(dāng)）”為思政主線，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀，“雙碳”戰(zhàn)略，民族自信、藥品法律法規(guī)、勞動(dòng)精神，安全生產(chǎn)與創(chuàng)新，分層次、有計(jì)劃、潛移默化地融入課程體系設(shè)計(jì)、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)資源建設(shè)、考核評(píng)價(jià)中，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)物無(wú)聲的效果，培養(yǎng)學(xué)生“德法兼修、法技兼?zhèn)洹薄?/p>

2.3創(chuàng)新“雙鏈三融”線上線下教學(xué)模式

遵循“以學(xué)生為中心”教學(xué)理念，構(gòu)建符合項(xiàng)目任務(wù)與實(shí)際情況的理虛實(shí)一體化的“教學(xué)鏈—產(chǎn)業(yè)鏈、虛擬—實(shí)操—實(shí)習(xí)三融合”的“雙鏈三融”線上線下教學(xué)模式，虛實(shí)結(jié)合實(shí)施任務(wù)，讓學(xué)生身臨其境，體驗(yàn)制藥工作，熟悉工藝流程。借助活頁(yè)式教材、課件、動(dòng)畫、微課、視頻、虛擬仿真、課程網(wǎng)站等教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生做中學(xué)、做中練、做中評(píng)，有效保障學(xué)習(xí)目標(biāo)高度達(dá)成。

2.4依托多元平臺(tái)，設(shè)計(jì)“過(guò)程評(píng)價(jià)+結(jié)果評(píng)價(jià)+增值評(píng)價(jià)”多元評(píng)價(jià)體系

采用學(xué)生、專任教師、企業(yè)導(dǎo)師、系統(tǒng)評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)主體，結(jié)合虛擬仿真、在線課程等多個(gè)學(xué)習(xí)平臺(tái)客觀評(píng)價(jià)，構(gòu)建“過(guò)程評(píng)價(jià)+結(jié)果評(píng)價(jià)+增值評(píng)價(jià)”評(píng)價(jià)體系。其中，增值評(píng)價(jià)由成長(zhǎng)性增值評(píng)價(jià)和成果性增值評(píng)價(jià)組成。成長(zhǎng)性增值評(píng)價(jià)從課內(nèi)維度，關(guān)注學(xué)生每次課進(jìn)步程度，以評(píng)促學(xué)。成果性增值評(píng)價(jià)從課外維度，不占成績(jī)權(quán)重，為評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上的獎(jiǎng)勵(lì)附加分，激勵(lì)學(xué)生持續(xù)提升。

3科研項(xiàng)目融入生物分離純化技術(shù)教學(xué)過(guò)程的實(shí)施

以“姜油樹脂提取“為例”。

3.1課前啟化

學(xué)生在線課程平臺(tái)觀看浸取原理及操作等微課、動(dòng)畫等，自主學(xué)習(xí)，火眼金睛分析操作優(yōu)缺點(diǎn)，完成在線測(cè)試，培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、規(guī)范操作的職業(yè)道德。引入國(guó)家主席習(xí)近平第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)提出“雙碳”目標(biāo)，思考與討論制藥業(yè)對(duì)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)能做哪些貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生大國(guó)擔(dān)當(dāng)?shù)募覈?guó)情懷。小組初步制定姜油樹脂提取的方案初稿，上傳平臺(tái)，平臺(tái)討論學(xué)習(xí)中疑惑問(wèn)題。教師進(jìn)行課前輔導(dǎo)、答疑，并根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)策略。

3.2課中內(nèi)化

導(dǎo)探：播放《屠呦呦試驗(yàn)191次提取青蒿素》視頻，導(dǎo)入新課，教育學(xué)生傳承和發(fā)揚(yáng)優(yōu)質(zhì)民族文化及科學(xué)探索創(chuàng)新精神，樹立“民族自信”。

討探：小組匯報(bào)姜油樹脂提取工藝方案，學(xué)生從工藝路線可行性、創(chuàng)新性、成本等方面綜合討論，教師分享自己科研的思路、設(shè)計(jì)方法、研究成果等，小組自行修改工藝方案，教師指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新思維、創(chuàng)新應(yīng)用能力和工程思維。

析探：教師重點(diǎn)講解課前自測(cè)中的薄弱點(diǎn)（浸取原理），學(xué)生修改方案，隨堂小測(cè)檢測(cè)學(xué)習(xí)效果。

測(cè)練：仿真操作檢測(cè)方案是否合理，再次修改方案，融合“1+X”考證內(nèi)容及大賽技能點(diǎn)，仿真操作，要求滿分，培育學(xué)生嚴(yán)守操作規(guī)程、精益求精的工匠精神。

實(shí)練：以萊蕪生姜為原料，學(xué)生分組根據(jù)修改完善的工藝方案，完成姜油樹脂提取的單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)施，實(shí)事求是進(jìn)行數(shù)據(jù)及結(jié)果分析，樹立誠(chéng)實(shí)守信、 學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、 追求真理探索新知等良好的學(xué)術(shù)道德及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。由于丁烷具有毒性，丁烷罐和二氧化碳罐易爆炸，通過(guò)播放壓力容器爆炸視頻，教育學(xué)生安全生產(chǎn)。小組自行錄制視頻上傳至平臺(tái)，教師觀看視頻，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及運(yùn)用的分離純化技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格按照崗位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程規(guī)范操作意識(shí)和精益求精的工匠精神。

姜油樹脂提取實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

（1）超臨界流體二氧化碳萃取姜油樹脂將鮮姜洗凈，于50℃干燥箱中烘干至恒重．粉碎，每次取適量姜粉裝入超臨界的萃取釜中，二氧化碳為萃取劑，45℃下萃取120 min，二氧化碳的循環(huán)流量為12～18 L/min，壓力范圍為12～20 MPa，溫度范圍為30℃～60℃ ；萃取時(shí)間分別為10、20、30、40、50 min。測(cè)定萃取率及姜油樹脂含量。

（2）亞臨界流體丁烷萃取姜油樹脂將鮮姜洗凈，于50℃真空干燥箱中烘干至恒重，粉碎，取適量的姜粉放入亞臨界裝置中的萃取釜中，選用丁烷為亞臨界萃取劑進(jìn)行萃取，壓力范圍為0.2～0.5 MPa，溫度范圍為30℃～60℃；萃取時(shí)間分別為20、30、40、50、60 min。

（3）亞臨界流體丁烷萃取姜油樹脂+超臨界流體二氧化碳精制姜油樹脂微波真空干燥干姜8 min，粉碎，取適量的姜粉放入亞臨界裝置中的萃取釜中，選用丁烷為亞臨界萃取劑進(jìn)行萃取，壓力范圍為0.2～0.5 MPa，溫度范圍為30℃～60℃ ；萃取時(shí)間分別為20、30、40、50、60 min。以生姜油樹脂為原料，加入超臨界的萃取釜中。45℃下萃取精制120 min，二氧化碳的循環(huán)流量為12～18 L/min，壓力范圍為12～20 MPa。測(cè)定萃取率及姜油樹脂含量。

評(píng)練：師生復(fù)盤視頻，學(xué)生互相查錯(cuò)糾偏，培養(yǎng)規(guī)范操作意識(shí)；評(píng)價(jià)學(xué)生操作及結(jié)果，找出最優(yōu)提取方案，分析學(xué)生提取創(chuàng)新點(diǎn)及操作中出現(xiàn)的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神，嚴(yán)格按崗位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程規(guī)范操作、實(shí)事求是的職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神及環(huán)保意識(shí)。

雙師分析操作中出現(xiàn)的問(wèn)題，觀看上海華聯(lián)制藥由于操作人員清場(chǎng)疏漏，將硫酸長(zhǎng)春新堿尾液混于注射用甲氨蝶呤及鹽酸阿糖胞苷等批號(hào)的藥品中，導(dǎo)致了多個(gè)批次的藥品被污染，造成藥品生產(chǎn)質(zhì)量責(zé)任事故案例，教育學(xué)生嚴(yán)格按操作規(guī)程，恪盡職守、認(rèn)真負(fù)責(zé)、質(zhì)量安全第一的職業(yè)素養(yǎng)。

固練：通過(guò)姜油樹脂提取崗位操作規(guī)范及工藝參數(shù)等基本素質(zhì)趣味闖關(guān)游戲再次檢測(cè)學(xué)生掌握情況，完善方案，觀看制藥工匠事跡，鞏固培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、誠(chéng)信、遵紀(jì)守法、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)。

學(xué)生思維導(dǎo)圖總結(jié)本次任務(wù)（崗位、操作步驟、職業(yè)素質(zhì)等），應(yīng)用“知識(shí)圖譜”查缺補(bǔ)漏。搜集“數(shù)智”制藥新技術(shù)及碳捕集新技術(shù)在制藥中的應(yīng)用，以提取的姜油樹脂為基礎(chǔ)，查閱資料設(shè)計(jì)姜油樹脂抗真菌研究方案并實(shí)施，整理姜油樹脂提取純化及應(yīng)用的研究報(bào)告上傳平臺(tái)。強(qiáng)化學(xué)生依規(guī)操作意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

4教學(xué)效果與反思

4.1融入科研項(xiàng)目，學(xué)生職業(yè)認(rèn)同感與獲得感增強(qiáng)

引入真實(shí)的企業(yè)項(xiàng)目，植入思政教育，把企業(yè)文化等諸多要素滲透到技能培養(yǎng)的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用綠色環(huán)保理念對(duì)原料、工藝路線等進(jìn)行合理選擇，對(duì)廢水、廢渣進(jìn)行妥善處理，培養(yǎng)學(xué)生以人為本的責(zé)任意識(shí)，踐行綠水青山就是金山銀山的環(huán)保理念。學(xué)生愛崗敬業(yè)、精益求精、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作等工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)明顯提高，獲山東省大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，校一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)；校“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽中獲一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，學(xué)生增值明顯，增強(qiáng)了學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和獲得感。

4.2融入科研項(xiàng)目，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及職業(yè)素養(yǎng)提高，學(xué)習(xí)目標(biāo)及時(shí)達(dá)成

利用優(yōu)慕課，線上線下結(jié)合，考核評(píng)價(jià)及素質(zhì)培養(yǎng)貫穿始終，與真實(shí)的職業(yè)場(chǎng)景有效對(duì)接，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，任務(wù)前后平臺(tái)數(shù)據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比，增值效果明顯，知識(shí)目標(biāo)達(dá)成；操作中涉及到“1+X”證書、生物技術(shù)大賽的技能點(diǎn)的考核全部合格，按照崗位標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范完成操作，能力目標(biāo)達(dá)成；90%學(xué)生增強(qiáng)了工匠精神、勞動(dòng)創(chuàng)新、守法誠(chéng)信等職業(yè)素養(yǎng)，素質(zhì)目標(biāo)達(dá)成。

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