《生物分离技术》课程教学改革探索及实践

《生物分离技术》课程教学改革探索及实践摘要：本文根据生物技术专业的特点，对生化分离技术课程的教学改革进行探索。在明确课程定位的基础上对教学内容进行优化；通过对教学内容、实验教学方法、考核方式等方面的改革，对生物分离技术课程的实践教学改革进行探索，在教学实践中取得了良好的效果。同时也为提高学生的职业岗位能力，为其将来从事相关专业打下良好的基础。关键词：生物分离技术教学改革实践教学生物分离技术课程是一门多学科交叉、发展性和比较前沿的学科，也是一门专业性、技术性和实践性都很强的课程。作为现代生物工程领域的下游技术，生化分离是生物工程实现产业化的关键之一。学生通过对该课程的学习，能针对不同的产品的特性，运用所学的相关知识，设计合理的提取或精制的工艺路线，并能从理论上解释生产实际中的各种现象，提高学生分析和解决问题的能力。因此该课程的教学直接影响了学生的专业素质。1.生物分离技术主要内容和课程特点5 《生物分离技术》课程教学改革探索及实践摘要：本文根据生物技术专业的特点，对生化分离技术课程的教学改革进行探索。在明确课程定位的基础上对教学内容进行优化；通过对教学内容、实验教学方法、考核方式等方面的改革，对生物分离技术课程的实践教学改革进行探索，在教学实践中取得了良好的效果。同时也为提高学生的职业岗位能力，为其将来从事相关专业打下良好的基础。关键词：生物分离技术教学改革实践教学生物分离技术课程是一门多学科交叉、发展性和比较前沿的学科，也是一门专业性、技术性和实践性都很强的课程。作为现代生物工程领域的下游技术，生化分离是生物工程实现产业化的关键之一。学生通过对该课程的学习，能针对不同的产品的特性，运用所学的相关知识，设计合理的提取或精制的工艺路线，并能从理论上解释生产实际中的各种现象，提高学生分析和解决问题的能力。因此该课程的教学直接影响了学生的专业素质。1.生物分离技术主要内容和课程特点5 生物分离技术课程内容主要包括原材料的预处理、萃取技术、吸附与离子交换、膜分离技术、浓缩与干燥技术、细胞的分离与破碎、结晶、干燥等。因本课程开设在大二下学期，所以有些内容对学生来说是初次涉及，如细胞的分离与破碎、结晶、干燥；而有些内容被涵盖在其他课程之中，如液相色谱和亲和色谱在仪器分析中已有讲解，吸附技术在发酵原理也有重要讲述。生物分离技术不同于传统的化工分离过程，近年来在国内外大受重视，发展非常迅速，许多适合生物活性物质的新型分离纯化技术也不断产生，被广泛地应用到工业、农业、医药等各个领域［１－２］。它所涉及的相关课程和知识较多，包含的基础理论、基本知识较散，各知识点间相互联系不是很紧密，内容相对比较抽象。若单纯地讲授理论知识，则学生很难理解。2.明确课程定位，改革教学内容生物分离技术是在生物化学、发酵技术基础、微生物学、化工原理等学科的基础上发展而来，是生物工程专业的必修课程。鉴于生物分离技术在现代生物技术产业领域的重要作用，首先明确该课程在专业培养计划中的定位和核心任务：培养学生理论联系实际，提高学生将分离技术的基本原理与基础理论应用于生物产业下游领域的能力。在教学计划中，将其作为专业必修课安排在第4学期进行讲授。此时，学生已修完了生物化学、发酵技术基础、微生物学等相关课程，为本课程的学习奠定了扎实的基础知识。5 围绕各专业核心能力和岗位需求，将内容进行统筹整合，形成单元模块，使技术理论和实践有机结合，缩短了理论与应用实践之间的距离，有效实现学以致用的培养目标。本课程在教材内容上，将整本书的内容整合为三个项目，每一项目包含几种分离技术知识，并在具体讲解之后用具体案例让学生自己动手实践。例如，项目一：质粒DNA的分离纯化，以质粒DNA的分离提取为背景，将分离提取过程中涉及的分离技术，如生物材料的预处理、固液分离技术、细胞破碎技术、沉淀技术、干燥技术融入到这个项目中去讲解（见图1）。在学生掌握了理论知识后再让其动手实践，这样既加深了学生对知识的理解，又培养了他们动手实践的能力。3.改革教学手段，拓展学生知识结构就生物技术专业的学生而言，生化分离技术这门课程涵盖了大量基础理论，传统以教材为主的板书教学方式，效率较低，易使学生产生疲劳，不利于调动学生课堂学习的积极性。在讲授大纲基本知识点的同时，加大授课容量以开阔学生视野。为增加教学信息量，丰富信息资源，我们除了采用多媒体技术进行辅助教学外，还借助于网络技术的高速发展和普及，合理运用因特网等现代信息技术进行视频教学，在讲授各种分离技术原理的同时，补充相应的仪器、设备图片等，使互联网成为拓展学生知识面的一个有效平台［３］。4.强化实践教学，培养学生动手能力5 生物分离课程是一门实践性很强的学科，有些内容较为枯燥，因此如何调动学生的积极性，使学生始终保持很高的学习热情也至关重要。开设实验课程的目的之一是如何在实训环节充分锻炼学生的动手能力和创新能力，这同时也是该课程的最终教学目标。目的之二是可以使学生较好掌握相应的实验技能，为以后进入相关的工作岗位打下坚实基础。在实验课上，要让每个学生尽可能多动手，这样才能达到较熟练的程度。具体改革方法：一是强调预习。采取分组轮流让学生参与实验准备工作，使他们在实验前考虑到需要什么，怎样准备，这对学生以后从事科学研究和教学等工作很有帮助；二是加强实验过程中的指导，启发学生思考、分析并加以解决，以培养学生的探究创新意识。摒弃之前的老师做学生看的做法，突出以学生做主，教师指导为辅。充分体现学生的主体作用，使学生能积极主动地走进实验课堂；三是规范示范操作，提高学生实验技能。良好的科学作风和熟练而又规范的操作，是一个实验成功的关键。在实验过程课程组老师注重对学生基本技能的培养，使学生养成正规的操作习惯，有效提高了实验课的教学质量；四是注重实验过程与结果分析。实验结束后，教师带领学生针对实验结果进行深入分析，以小组为单位进行讨论，使学生每做一次实验都有提高，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。实验完成后布置相关的思考题，要求学生在实验报告中除了对实验数据进行处理和实验过程与结果描述外，特别注重实验过程与结果的分析、对思考题的回答，以及对相关理论知识的学习体会［4-5］。5.改革考核方式，建立多样化考核模式成绩考核是教学过程中的一个重要环节，是促进学生学习和教师评定学生成绩、进行教学评价，取得教学反馈信息的主要方法。可采用多样式的评价体系来对学生进行考核，提高平时成绩所占比重，从而综合体现学生对知识的掌握，达到能力培养的目的［6-7］。最终考核成绩由平时成绩、实验成绩和期末考试共同组成，即包括课堂小测验成绩、平时作业成绩、实验报告成绩和期末卷面成绩。课堂小测验占10％，主要针对近期所学的重点内容，在课堂上布置一些小题目，以检测学生对近期讲课内容的理解程度；平时作业占20％，主要设置一些思考性较强的问题，考查学生对当堂课内容的掌握程度；实验成绩30％，以实验的结果、实验中的表现，以及实验报告册的完成为评定标准，培养学生动手能力、分析问题与解决问题的能力。期末考试占40％，主要考查学生对该门课程知识框架的掌握与理解程度。5