《生物化工产品生产技术》课程教学改革初探

赵 靖

（天津渤海职业技术学院，天津市 300402）

二十一世纪是生命科学时代，生物工程技术是一颗最耀眼的明珠，生物化工是生物技术的产业化形式之一，是生物技术应用的主要形式。高职类生物化工工艺专业旨在培养既掌握生物化工产品生产的工艺控制、工艺改进的核心能力，又能胜任生物化工产品检测与分析以及行业其它相关就业岗位的高技能人才。在生物化工工艺专业课程设置中，生物化工产品生产技术是一门核心课程。课程通过探讨生物化工产品生产的共性，使学生熟悉生物化工产品生产的一般过程，掌握生产过程的一般性操作技能，同时培养学生独立思考、解决问题的能力，锻炼学生的职业素质。

一、课程发展及教学目标

生物化工产品生产技术课程是在生物工艺学课程基础上发展而来。早期的高职课程体系是本科教学体系的模型，生物工艺学课程教学沿用了理论教学体系，整门课程以理论知识讲授为主线，内容涉及工业微生物基础、培养基设计及淀粉制糖工艺、培养基及空气灭菌、供氧、生物反应器、杂菌防治、工艺控制、动植物细胞培养、生物物质分离及纯化等内容，课程中配置实验学时以辅助理论教学需要，实验教学是为理论教学服务的。

随着高职办学培养目标的明确，课程教学的重点发生了转移，课程设置中的实验学时比例不断增加，课程的目的转变为培养学生的操作技能为目的，理论知识服务于技能培养、以够用为度［1］。因此，课程的教学目标主要强调能力培养，通过课程学习，使学生熟悉生产中相关的专业知识，掌握相关的生产操作技能，包括菌种的传代保藏和选育操作、微生物发酵生产中的基本操作和过程控制（如发酵罐接种操作，生产中p H、温度、溶解氧、泡沫、二氧化碳与呼吸商等过程参数的控制）、生物酶转化生产的一般操作以及产物分离纯化的常见操作，同时训练学生形成较好的独立思考、分析问题、解决问题的能力，能够处理生产中出现的一般性问题。

二、课程教学改革设计

（一）课程设计思路

课程设计中，从企业生产实际出发，以典型的生物化工产品生产技术为载体设计教学情境；每个学习情境又根据工艺特点，选择具有代表性的典型工作任务，按照生产过程系统化的原则设计逐层递进的教学任务；同时以企业生产过程要求为依据，按照能力本位要求进行课程考核。

经过几年的教改探索，我们把生物化工产品生产技术课程按照生产阶段设计为三个教学情境，分别为菌种选育、生产过程工艺控制和产品分离纯化，这是生产中的三个阶段，通常被称为上游、中游和下游过程。在每个教学情境下，选择不同的工作任务，工作任务的选择和设计以典型产品的生产工艺为依托，按照由易到难，由简单到复杂进行设计［2］。打破原有的理论考核体系，课程实施过程性考核。

（二）教学内容的选取

课程教学内容的选取应该具有针对性、典型性、实用性和职业性。在生物化工产品生产技术课程改革探索中，按照产品生产过程将课程设计为三个教学情境，分别为菌种保藏与选育、生产过程工艺控制和产物分离纯化，针对三个教学情境分别选取了与之相适的能力训练项目［3］。教学内容的选取考虑了生产的一般性、可实施性，且在最大程度上接近企业生产实际。同时在课程教学中，充分利用校内和校外实训基地加强了学生对企业实际情况的认识，有效地提高了学生的生产操作能力。

能力训练项目的选择是以乳酸发酵生产、氨基酸发酵生产和皮质激素的转化生产三类产品作为教学背景进行的。氨基酸生产是典型的生物好氧发酵过程，具有微生物发酵生产的一般性，也是重点建设的生物化工产品；皮质激素是原料药生产项目，多采用微生物转化生产，通过相关训练，可以使学生掌握生物转化生产的一般过程；而乳酸是具有较大开发潜力的有机酸产品，其生产菌种可以从自然界分离得到，相关训练项目可以使学生了解如何从自然界筛选菌种。以此三个产品为背景，按照教学情境，选取的能力训练项目如表1所示，每个情境下选取的训练项目由易到难，体现了能力培养的递进性。

表1 教学情境设计及能力训练项目的选取

三、教学内容的组织与安排

在教学组织中，按照能力本位的要求，强调学生操作能力的培养，在每个情境下按照由易到难、由简入繁的顺序进行能力训练，同时获取相关理论知识。在训练过程中，教师在训练中的作用逐渐弱化，学生的独立操作能力逐渐增强，学生素质得以提高。

以菌种保藏与选育教学情境为例，项目1使学生首先掌握基本的菌种保藏技术，用已有的纯菌种进行训练，保证过程的无菌操作及接种方法正确就能达到训练要求，此环节教师演示操作方法，指导学生练习操作；项目2在项目1的基础上提高难度，要求学生从混杂的菌种中分离纯化出需要的目的菌株，教师在教学中的作用主要表现为引导和纠错；而项目3是在前两项工作能够顺利完成的基础上进行的难度更大的训练项目即对菌种的改造，也就是育种工作，此环节要求学生独立完成，教师在学生工作中起到指导作用。三个环节是循序渐进的，并且在实践技能的学习过程中，学生也学到了必备的理论知识。在三个训练项目的学习过程中，学生的独立工作能力逐渐增强，而教师在学习过程中的作用逐渐淡化。

四、教学方法和手段

根据实际生产中常出现的问题，如菌种退化问题、发酵染菌问题、产品质量问题等，结合本课程特色，教学中根据不同的项目和工作任务采用不同的教学方法，如：示范教学法、案例分析、分组讨论、虚拟训练等方法，引导学生积极思考、乐于实践。

（一）示范教学法

在学生进行具体操作训练的过程中，指导教师首先将各项操作的要领逐一传授给学生，学生则通过操作训练，提高自己的操作技能。如微生物的接种技术，首先由教师演示接种过程，然后学生按照操作要点进行训练，掌握操作要领，提高学习效率。

（二）分组讨论教学

如菌种改造环节，对于菌种改造的实施方案的制定，可以通过分组讨论来实现。对学生进行分组，分别制定实施方案，集中讨论确定最终路线再加以实施。通过这种训练，加强了学生的文献查阅和组织能力，同时也训练了学生工作的主动性和连贯性。

（三）案例分析教学

对于一些生产中的非一般过程，比如发酵过程的染菌现象，可以通过案例分析教学来实现，在教学过程中引导学生多方位思考，提高教学效果。

（四）虚拟训练教学

对一些操作过程比较复杂、操作难度较大、使用大型设备的实训，如工业灭菌过程等，可通过虚拟软件进行虚拟训练，再到校外实训基地进行实际操作训练。

总之，课程改革是一个循序渐进的过程，是在新的发展要求下对高职教学提出的新要求，我们应该在教学过程中不断更新观念，提高认识，摸索出更加适应社会需求，符合人才培养要求的教学模式，真正意义上提高学生的职业技能。

［1］赵志群．对高等职业教育培养目标、课程模式和课程开发方法的一些思考［J］．武汉职业技术学院学报，2008，（02）．

［2］姜大源．论高等职业教育课程的系统化设计—关于工作过程系统化课程开发的解读［J］．中国高教研究，2009．

［3］姜大源．论高职教育工作过程系统化课程开发［J］．徐州建筑职业技术学院学报，2010，（03）．