生化分离工程课程教学改革的探索与实践

张占军，王富花，马冷冷，董大鹏

（1.扬州市职业大学，江苏 扬州 225009；2.扬州工业职业技术学院，江苏 扬州 225127）

高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型，其肩负的使命是培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高素质技能型专门人才，在我国推进工业化、城镇化和新农村建设中具有不可替代的作用。其培养目标是生产、建设、服务、管理一线的高技能人才。高技能人才处于技能型人才的高端，故又被称为高端技能型人才。21世纪是生物技术飞速发展的时代，生化分离工程是高职生物技术及应用专业主要职业技能课程之一，在全国各大院校的生物工程专业教学体系中占有举足轻重的地位。其课程内容综合性强，涉及物理学、化学、数学、生物学、机械学、工程学等相关领域背景知识，是一门综合性的重点学科；同时教学对象特殊，是面临学习压力和就业压力的三年级生物技术及应用专业的学生；此外教学内容特殊，课程内容涉及生化药物生产中下游加工技术，所培养的能力是学生毕业后从事专业工作直接需要的，因此，其教学体系的合理编排和设置对生物工程专业的人才培养起着至关重要的作用。

如何使生化分离工程课程适应时代发展的需要，培养和造就高素质、创造性人才；如何在有限的课时内使学生掌握生化分离工程最基本的内容，提高他们在实践中分析问题、解决问题的能力，并为今后的发展打下坚实的基础，是教师需要认真思考的问题［1］。我校自生物技术及应用专业开设以来，一直立足于工作能力的培养，打破传统学科教学模式，在深入行业调查的基础上，以生产过程为依据，选择生产过程典型工作技能为培养内容，按照生化产品生产固有的流程顺序，结合职业教育规律，循序渐进安排教学进程。以零距离接触车间为指导思想，设计真实工作环境，构建讲练结合的立体化教学内容，培养学生成为高素质高技能应用型人才。通过对生化分离工程课程的教学体系不断进行改革和完善，现具有我校办学特色的生化分离工程课程教学体系正在逐步形成。

一、明确课程改革目标，完善课程教学体系建设

首先，通过专业调研和剖析，不断优化课程内容。由于生化分离工程课程内容涉及的知识面广、内容多，因此，建立课程内容知识主线，对于把握课程精髓内容，以点牵线，便于让学生提纲挈领，快速把握学习脉络。在教学过程中主要以下游加工处理流程为主线，揭示从发酵液预处理，再到初步分离、高度精制以及成品加工的整个过程。从产品生产流程的角度为学生建立工厂中分离工段的整体概念，为就业后相关知识的应用建立基础。通过这条主线的建立，可以让学生与之前实习过的相关企业的分离工段产生联系，从感官的角度出发让学生更好地建立分离工段的立体工艺［2］。

此外，选择具有行业特点，具有高职特色的教材。通过选派课程教学团队的教师到制药企业顶岗学习锻炼，或进行药企调研，深入制药企业一线学习、了解制药一线操作岗位的技能要求及药企的企业文化、最新动态和前沿技术、为选用注重职业能力培养的教材积累鲜活的第一手素材。同时也聘请企业、行业的专家将宝贵的企业经验带到学校。根据实际教学的要求，目前选用的是高职高专“十二五”规划教材，由张爱华、王云庆主编的《生化分离技术》，该教材主要根据生物制药技术专业的培养目标，以生产实际中典型药物的分离纯化任务为载体，采用教学做一体化模式分项目编写，较好地体现了“以就业为导向，以能力为核心”的目标。

二、以培养高素质技能人才为目标，加强教学模式与教学方法改革

1.任务驱动、项目导向的教学模式

“任务驱动、项目导向”教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学方法。建构主义教学设计原则强调学生的学习活动必须与多个任务或问题相结合，以探索问题来引发和维持学生的学习兴趣和动机［3］。在教学过程中，我们将教学内容依据生化产品分离流程分为发酵液的预处理、有机物质的萃取、生物大分子的沉淀与结晶、膜分离、药物的高度纯化、药物的干燥以及生化药物的提取分离七个项目，共计22个任务。该方法始终把学生作为学习的主体，以任务作为驱动，让学生通过主动学习，将书本上抽象的理论变成实际的应用。教师的引导、点拨更多的是把知识加以引伸，使学生能够触类旁通。

2.采用交互式教学策略

“交互式教学”是一种教学探索，与传统的教学方法相比，这种教学方法体现以学生为主体的教学思想，提倡真正的人才素质培养［4］。在具体教学过程中，采用“预测、提问、澄清和小结”策略的综合运用［1］。以色谱法知识模块为例。首先是预测，主要是让学生通过预习预测所讲内容，比如在课堂教学之前，给学生布置预习提纲，并指定色谱分离技术的参考书和相关网站，要求学生在业余时间预习相关内容，并预测教师课堂讲授内容，通过这一策略可以增强学生的阅读理解能力和自学能力；然后是提问，当教师在课堂上讲授知识点之后，由学生根据预习中遇到的问题或课堂讲授中遇到的疑问向教师提出问题，或者是教师根据学生的问题，结合教材的知识点提出设问，比如装柱过程中为何不能产生气泡，不能干柱等。学生从教师的提示中去寻找解决问题的办法，通过这一策略可以培养学生分析问题和解决问题的能力；接着是澄清，澄清是师生进行交互活动的具体表现，也是课堂教学的核心，教师有针对性地对典型问题进行讲解，并和学生进行探讨，以解决学生的疑惑，通过这一策略可以培养学生创造性的思维能力；最后是小结，在课堂教学即将结束时，由教师总结授课内容的重点和难点，巩固学生所学知识，通过这一策略可以培养学生的复习能力和总结归纳能力。综上所述，在教学过程中，通过预测、提问、澄清和小结四个策略的综合运用，来达到培养高素质技能型人才的目的。

3.实施多元教学方法

多元教学方法是指教师在教学活动中运用多种教学方法、多种教学资源进行教学，从而充分调动学生学习积极性、开发学生学习潜能，使教学活动达到最佳效果的教学模式。如课堂上采用“提问式、启发式、讨论式”教学，使用现代化教学手段，建立素材库等一系列方式，来提高学生的学习兴趣和课堂积极性。为此，我们还专门购买了北京东方仿真控制技术有限公司的生化分离工程素材库2.0以及青霉素生产仿真实训系统，引导学生进行自主式、探究式学习。在学习完生化分离基本单元操作及生化分离工艺过程之后，通过对具体的氨基酸类药物、多肽和蛋白质、核酸类、酶类、糖类、脂类及抗生素与维生素类药物的提取分离等具体案例进行分析讲解，从而使学生更好地理解预处理、细胞破碎、固液分离、萃取、固相析出、膜分离、色谱分离及干燥等概念，关键是体会到如何在实践中灵活运用理论知识。

三、注重实践环节，建立多层次的实践教学体系

1.基础实践训练（基本技能及素质训练）

基本能力的培养是通过加强基础理论知识的学习和基本技能的培养，以基础训练实践为主，提高学生的整体素质，主要安排在大学第1、2学年完成。主要包括物理化学实验、无机与分析化学实验、有机化学实验和生物化学实验等，重点培养学生的基本操作技能和进行规范化的训练，培养严谨的科学态度和实事求是的实验素质。

2.专业技能训练

如大容量冷冻离心机操作、萃取分离技术、沉析分离技术、过滤与膜分离、静态吸附与色谱分离技术、各种生化药物分离提取等技术等，此类技能训练通过专业实训课完成。正是基于平时对学生专业技能的严格要求和不断强化，使得该专业学生综合技能有了较大提高，如2012年该专业学生参加全国职业院校技能大赛高职组农产品质量安全检测大赛荣获一等奖。

3.顶岗实训和校外实习

如利用校内、校外实训基地，让学生熟悉并掌握生化产品生产前的准备工作、配料与投料技术，常规仪器、设备的使用与维护，工艺参数的优化与控制，产品包装与入库，物料的采购与使用管理，生物产品生产过程管理，成品质量管理，物料与成品的检验，生物产品销售、销售档案的建立与管理等主要工作过程。通过与相关企业签订校外实习协议，通过为期半年的实习，进一步培养学生的独立思考和自主学习能力，使其能理论联系实际，独立地分析与解决问题，培养专业拓展和创新潜能，同时培养其“科学严谨、实事求是”的职业素养和职业习惯。

4.科研实践训练

科研实践训练是提高学生综合能力的又一重要途径。随着国家、省市、校、企业等对科研经费的投入增加，积极鼓励学生参加教师课题助研实践，申报省级大学生创新项目，参与实验过程以及论文的撰写；让学生在实践中掌握实验设计与科技论文写作方法，培养实验动手能力和学术论文的总结汇报能力，锻炼学生科研思维和创新能力，解决实际问题［5］。经过多年实践，在此方面已取得较好成果。如2012年生技专业郑倩倩等同学主持的省级大学生实践创新训练计划项目“基于Design-Expert软件设计优化啤酒花多糖提取工艺条件的研究”已顺利结题；2011年王宇静同学撰写的毕业论文“响应面优化法对小根蒜多糖超声辅助提取工艺的研究”，获江苏省普通高校本专科优秀毕业设计（论文）二等奖。

四、小 结

发展高等职业教育是促进转方式、调结构和民生改善的战略举措，主要培养高技能应用型人才，对理论学习的要求是“必需、够用”，重点培养实际动手操作能力。生化分离工程课程的传统教学模式存在许多不足，教学改革对于目前飞速发展的职业教育来说势在必行。我们针对生物技术及应用专业生化分离工程课程教学中的部分环节，进行了初步的改革尝试，今后还将继续调整、改进和完善，以实现教学资源的合理配置，教学体系的合理优化，使生化分离工程教学真正适应高职生物技术专业培养目标的需要。从根本上改善教学质量与效果，为社会发展培养出更优秀的技能应用型人才。

［1］薛锋，高健.酶工程课程教学改革探索［J］.职业时空，2011，7（12）：115-116.

［2］徐永斌.生化分离工程课程的教学现状分析及改革新思路［J］.科技视界，2013，（30）.

［3］张占军，王富花.高职《发酵工程》教学改革的探索与实践［J］.职业时空，2009，（10）：41-42.

［4］任晓莉，赵润柱，梁保红.发酵工程课程的教学改革与实践［J］.微生物学通报，2011，38（1）：127-130.

［5］雷生姣，刘士平，龚大春.以发酵食品行业需求为导向的生物工程实践课程体系的构建［J］.安徽农业科学，2014，42（2）：642-643，645.