生物工程下的生物分离工程实验教学

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【摘要】为满足社会对应用型人才的需求，对生物工程专业《生物分离工程实验》课程的教学改革进行探索。通过改革课程内容、改革实验教学手段、改革实验教学模式和以科研促教学等方面的改革，培养学生的创新应用能力，调动学生学习的主观能动性，提高教学效果。

【关键词】生物分离工程；应用型人才；教学改革

地方高校的办学宗旨是服务地方，服务社会，要达到这一目标，应用型人才培养是其保障。因此我们在日常教学中应不断总结经验，努力提高教学的效果。在高等教育过程中，实验教学不仅仅只作为理论教学的补充，在应用型人才培养模式下，作为训练学生实践动手能力的实验教学显得更加突出、更加重要，应该受到更多的重视。而生物工程专业作为新型交叉学科，加强学生的实践创新能力的培养更是迫在眉睫[1，2]。生物分离工程通常也称为生物工业下游技术,现阶段已成为整个生物产业技术中的瓶颈技术，其加工过程主要针对生物工业上游生产过程获得的生物原料，对其中某种有效成分进行分离提取、加工并精制，最终使其成为成型产品的应用型技术。生物分离工程课程作为生物工程专业的必修课程，课程的目的是让学生了解并掌握生物物质分离所依赖的原理、常用的生物物质分离技术、生物分离的各种过程，以及这些分离技术操作过程的关键点和如何保证实验所采用分离工艺水平的先进性，因此该课程实践性强，应用性强，且与生产结合紧密，但从以往的教学效果看，传统方式培养的学生缺乏创新意识和创新能力，这显然不符合应用型人才的培养目标，对生物分离工程课程进行工程实践应用的教学改革势在必行[3，4]。进行生物分离工程实验教学改革对于培养具有扎实理论知识和实际应用能力的应用型人才具有重要的意义。经过对现行的生物分离工程实验课存在的问题进行总结，并通过认真细致的思考，尝试提出以下几点建议，作为普通地方高校生物分离实验课程教学的参考。

1改革课程内容，加强应用能力的培养

任何一门课程，其教学内容的设置都尤为重要，实验课程的教学也如此。一般实验教学为把实验课程项目分为3块，分别是基础性实验、设计性实验和综合性实验。基础性实验强调掌握实验操作步骤与规范，培养学生基本实验素质。选择此类型的实验项目时要在专业需求的指导下进行精选，同时实验项目不能脱离教学大纲、培养目标，要使学生能获得本课程所要求的基本实验技能。综合性实验侧重于实验方法和技能的综合训练，实验会涉及多领域、多因素，注重知识的关联，它着重培养学生的综合分析能力、实验动手能力[5，6]。设计性实验指给定实验目的、要求和实验条件，由学生通过查找文献和应用所学知识自行设计实验路线、方法并进行实施，是对综合实验的进一步提升，对实验技能要求更高，它侧重于科学研究的训练，可激发学生的创新意识、培养创新能力[5，6]。因此从培养应用型人才出发。笔者在以往的基础上增加设计性、综合性实验项目，认为基础性、综合性、设计性实验的比例设置为1∶4∶1比较合适。

2改革实验教学手段

传统的实验教学主要通过教师的教授和板书形式进行，由于教学课时的限制，教师没有足够时间在课堂上演示整个实验操作的全部过程，使学生无法整体把握实验全局，出现实验操作不够规范，最终导致实验效果降低。随着互联网技术的普及，多媒体网络教学目前已被广泛应用，多媒体网络教学是结合网络技术和多媒体技术，利用多媒体计算机，把那些信息传播的载体按实际教学的要求进行合理有效的组合，最后通过计算机显示出来，并且可以让使用者与计算机之间进行人机交互操作，完成教学培训过程。在生物分离工程实验教学中可以采用现代化的多媒体教学方式，这样可以将生物大分子的分离过程变的可视，视频的演示效果使学生的注意力集中，使学生的学习兴趣和能动性提高，使学生的学习自由和空间得到扩展,教学效果更明显。因此，可以通过建立网络实验教学平台，让学生在实验前通过平台观看预先设置好的实验教学录像来提前预习相关知识，学生看视频预习，比看文字形象，能更好地理解实验原理和内容，大大提高学习效率，对实验操作做到心中有数，还可通过视频的演示纠正不规范操作，避免实验盲目，提高教学效果，而且还可避免因操作不当引起的实验试剂的浪费和实验事故发生。因此在生物分离工程实验教学中以多媒体网络教学代替传统的实验教学手段势在必行。

3改革实验教学模式

现行的实验教学模式大多是教师进行保姆式的教学，由实验员配置好实验所用的溶液试剂，老师详细讲解实验步骤，学生按部就班完成实验。这种模式的教学忽略了学生的主体地位，学生缺乏主动性，整个实验缺乏主动思考，这样导致学生不能深入理解的前因后果，也就不能全面掌握实验技能，更不能将学校学到的技能应用到生产实践中，缺乏独立工作的能力，这样培养的学生就无法达到应用型人才培养的标准。提高学生掌握基础理论、基本技能、科学思维及动手能力的重要而有效的方法之一是寻找科学合理的实验教学模式。为了达到培养人才的目的，同时考虑学校的实验条件，针对基础性实验、综合性实验和设计性实验，采取不同的教学形式。基础性实验仍采用以教师为主的实验教学模式，实验员准备好各种试剂、调试好仪器设备，任课老师详述实验步骤，操作要领，注意事项等，并做到亲手示范，全面指导。这种方法的优点是能为学习该门课程的学生打好基础，得到基本实验技能的训练，为后续实验打好基础。综合性实验教学先由老师设计备选方案，学生主动成立实验小组，选择感兴趣的项目，任课老师不进行具体的示范，只集中讲实验原理，注意事项等；学生根据掌握的基本实验技能，自主完成溶液配制、仪器调试和实验各项工作，教师在课堂上转变为配角，主要负责处理紧急情况、答疑和监督，这将会大大提高学生学习的热情，提高动手能力和综合分析能力。设计性实验应采取开放式教学，教师给出题目、学生自行查阅资料、设计方案、实施操作，教师只负责项目的指导审核，结果的评价，这可以激发学生的创新意识、培养创新能力。

4以科研促教学

高校科研除了服务于生产，其另外一个重要作用是通过科研促进教学质量的提高。科学研究可以通过增强知识的深度、延展知识的广度，更新完善教师知识结构和体系来提高教学效果。高校教师通常既要进行教学工作，也要从事科学研究，我们教育部门一直提倡教授授课，其实就是鼓励将二者有机结合，以科研促进教学，这一点在实验教学中显得更为重要。在生物分离工程实验教学中可以从两个方面来考虑科研促进教学。一方面可以根据将教师的相关科研成果来设计实验，以科研反哺教学，营造浓厚的科研氛围,即采用科研团队已完成的科研项目为切入点，在实验教学中进行生物产品的整个下游过程，形成一个有序完整的生物分离工程知识体系。同时让学生自行设计各个实验单元的工艺，通过实验小组内讨论和与授课教师的交流来细化实验操作要点，得到完善实验方案。这样可以培养学生自主学习能力，通过团队协作和相互交流来完成实验，可以增强他们日后在科研岗位和工作上的竞争力。为了完成这些工作，这也要求教学团队日常的科研中要注重整理与课程相关的科研项目，不断扩大项目的可选范围，可让学生根据兴趣自由选题。另一方面可以让一些学有余力的同学参与教师的日常科研工作，这样可以让学生更加清楚自己学习的目的，明确责任和职业使命，激发学生对学习的兴趣和对科学研究的向往。

5优化考核体系

以往的实验考核多采用重结果、轻过程的方式进行，即只根据实验报告来评分，对于实验过程中学生的表现很少关注，这样容易使学生做实验走过场，导致实验做完并没有达到预期目标。在应用型人才培养模式下，教学改革要以学生为本，考核方式的改革也应以学生为本，制定合适的考核指标，为适应生物分离工程实验的教学改革，这些考核指标应该包括实验操作过程是否规范的考查、实验方案设计的合理性、创新性的考查、结果分析是否透彻的考查、实验小组研讨积极性的考查、实验过程团队协作情况考查，最后还应包括学生对实验技能的掌握情况的考查，至于每个部分所占考核比例，笔者认为可根据学生在以上各个方面的具体表现的优劣灵活掌握。另外对实验报告本身来说也不能忽视，目前学生的实验报告的书写存在诸多问题，具体表现在照抄照搬，没有条理，没有重点，字迹潦草等。实验报告的书写类似与科研论文写作，实验报告可以看做是1篇小论文，如果实验报告书写不过关就会影响以后科研论文的写作，因此，为培养学生科研论文的写作能力，应严抓实验报告的书写，让学生把每一个实验报告当成一个科研论文来写,培养学生写作表述能力、逻辑能力、对实验结果的分析挖掘能力及概括总结能力。实验教学是应用型创新人才培养的重要环节。生物分离工程实验是生物工程专业重要的实验课程之一，为达到培养目标，要积极探索从课程内容、教学手段、教学模式以及科研促教学、优化考核体系等方面的改革，突出学生的主体地位，让学生主动参与学习活动，提高学生的实践能力和创新能力，结合专业需求提高课程得教学质量和效果，确保生物工程专业应用型人才培养的需要。

参考文献

[1]庄苏星,丁益,沈萍萍,等.生物技术实验教学的改革与创新[J].实验技术与管理,2007,24(5):15-17.

[2]钱国英,汪财生,朱秋华.生物技术实验教学体系的改革与实践[J].实验室研究与探索,2004,23(5):60-61．

[3]胡永红,姚忠,刘洋,等.本科《生物分离工程》教学改革与实践[J].理工高教研究,2006(25):124-126.

[4]苏海佳,刘长霞,谭天伟.生物工程专业“研究型”本科教学模式的探索与实践[J].化工高等教育,2008(2):56-59.

[5]张晓娟,赵辉.生物工程实验课程教学改革探讨[J].安徽农业科学,2012,40(13):8002-8004.

[6]邵兴国,狄晓明.略论综合性、设计性实验的内涵及特点[J].高校实验室工作研究,2008(4):68-70.

作者:彭凌 刘博婷 易道生 刘主 陈洁 单位:韶关学院英东生命科学学院