《生物分離技術(shù)》課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

王琳

摘要： 本文根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，對(duì)生化分離技術(shù)課程的教學(xué)改革進(jìn)行探索。在明確課程定位的基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化；通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、考核方式等方面的改革，對(duì)生物分離技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行探索，在教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果。同時(shí)也為提高學(xué)生的職業(yè)崗位能力，為其將來(lái)從事相關(guān)專業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 生物分離技術(shù)教學(xué)改革實(shí)踐教學(xué)

生物分離技術(shù)課程是一門多學(xué)科交叉、發(fā)展性和比較前沿的學(xué)科，也是一門專業(yè)性、技術(shù)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。作為現(xiàn)代生物工程領(lǐng)域的下游技術(shù)，生化分離是生物工程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之一。

學(xué)生通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，能針對(duì)不同的產(chǎn)品的特性，運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)合理的提取或精制的工藝路線，并能從理論上解釋生產(chǎn)實(shí)際中的各種現(xiàn)象，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。因此該課程的教學(xué)直接影響了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。

1.生物分離技術(shù)主要內(nèi)容和課程特點(diǎn)

生物分離技術(shù)課程內(nèi)容主要包括原材料的預(yù)處理、萃取技術(shù)、吸附與離子交換、膜分離技術(shù)、濃縮與干燥技術(shù)、細(xì)胞的分離與破碎、結(jié)晶、干燥等。因本課程開(kāi)設(shè)在大二下學(xué)期，所以有些內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是初次涉及，如細(xì)胞的分離與破碎、結(jié)晶、干燥；而有些內(nèi)容被涵蓋在其他課程之中，如液相色譜和親和色譜在儀器分析中已有講解，吸附技術(shù)在發(fā)酵原理也有重要講述。

生物分離技術(shù)不同于傳統(tǒng)的化工分離過(guò)程，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外大受重視，發(fā)展非常迅速，許多適合生物活性物質(zhì)的新型分離純化技術(shù)也不斷產(chǎn)生，被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域［１－２］。它所涉及的相關(guān)課程和知識(shí)較多，包含的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)較散，各知識(shí)點(diǎn)間相互聯(lián)系不是很緊密，內(nèi)容相對(duì)比較抽象。若單純地講授理論知識(shí)，則學(xué)生很難理解。

2.明確課程定位，改革教學(xué)內(nèi)容

生物分離技術(shù)是在生物化學(xué)、發(fā)酵技術(shù)基礎(chǔ)、微生物學(xué)、化工原理等學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，是生物工程專業(yè)的必修課程。鑒于生物分離技術(shù)在現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的重要作用，首先明確該課程在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的定位和核心任務(wù)：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生將分離技術(shù)的基本原理與基礎(chǔ)理論應(yīng)用于生物產(chǎn)業(yè)下游領(lǐng)域的能力。在教學(xué)計(jì)劃中，將其作為專業(yè)必修課安排在第4學(xué)期進(jìn)行講授。此時(shí)，學(xué)生已修完了生物化學(xué)、發(fā)酵技術(shù)基礎(chǔ)、微生物學(xué)等相關(guān)課程，為本課程的學(xué)習(xí)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。

圍繞各專業(yè)核心能力和崗位需求，將內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌整合，形成單元模塊，使技術(shù)理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，縮短了理論與應(yīng)用實(shí)踐之間的距離，有效實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用的培養(yǎng)目標(biāo)。本課程在教材內(nèi)容上，將整本書(shū)的內(nèi)容整合為三個(gè)項(xiàng)目，每一項(xiàng)目包含幾種分離技術(shù)知識(shí)，并在具體講解之后用具體案例讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐。例如，項(xiàng)目一：質(zhì)粒DNA的分離純化，以質(zhì)粒DNA的分離提取為背景，將分離提取過(guò)程中涉及的分離技術(shù)，如生物材料的預(yù)處理、固液分離技術(shù)、細(xì)胞破碎技術(shù)、沉淀技術(shù)、干燥技術(shù)融入到這個(gè)項(xiàng)目中去講解（見(jiàn)圖1）。在學(xué)生掌握了理論知識(shí)后再讓其動(dòng)手實(shí)踐，這樣既加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，又培養(yǎng)了他們動(dòng)手實(shí)踐的能力。

3.改革教學(xué)手段，拓展學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)

就生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生而言，生化分離技術(shù)這門課程涵蓋了大量基礎(chǔ)理論，傳統(tǒng)以教材為主的板書(shū)教學(xué)方式，效率較低，易使學(xué)生產(chǎn)生疲勞，不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性。在講授大綱基本知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，加大授課容量以開(kāi)闊學(xué)生視野。為增加教學(xué)信息量，豐富信息資源，我們除了采用多媒體技術(shù)進(jìn)行輔助教學(xué)外，還借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展和普及，合理運(yùn)用因特網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行視頻教學(xué)，在講授各種分離技術(shù)原理的同時(shí)，補(bǔ)充相應(yīng)的儀器、設(shè)備圖片等，使互聯(lián)網(wǎng)成為拓展學(xué)生知識(shí)面的一個(gè)有效平臺(tái)［３］。

4.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

生物分離課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，有些內(nèi)容較為枯燥，因此如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生始終保持很高的學(xué)習(xí)熱情也至關(guān)重要。開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的目的之一是如何在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)充分鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，這同時(shí)也是該課程的最終教學(xué)目標(biāo)。目的之二是可以使學(xué)生較好掌握相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能，為以后進(jìn)入相關(guān)的工作崗位打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)課上，要讓每個(gè)學(xué)生盡可能多動(dòng)手，這樣才能達(dá)到較熟練的程度。具體改革方法：一是強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)。采取分組輪流讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，使他們?cè)趯?shí)驗(yàn)前考慮到需要什么，怎樣準(zhǔn)備，這對(duì)學(xué)生以后從事科學(xué)研究和教學(xué)等工作很有幫助；二是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的指導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生思考、分析并加以解決，以培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)新意識(shí)。摒棄之前的老師做學(xué)生看的做法，突出以學(xué)生做主，教師指導(dǎo)為輔。充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用，使學(xué)生能積極主動(dòng)地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)課堂；三是規(guī)范示范操作，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能。良好的科學(xué)作風(fēng)和熟練而又規(guī)范的操作，是一個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程課程組老師注重對(duì)學(xué)生基本技能的培養(yǎng)，使學(xué)生養(yǎng)成正規(guī)的操作習(xí)慣，有效提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量；四是注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師帶領(lǐng)學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入分析，以小組為單位進(jìn)行討論，使學(xué)生每做一次實(shí)驗(yàn)都有提高，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)完成后布置相關(guān)的思考題，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中除了對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果描述外，特別注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果的分析、對(duì)思考題的回答，以及對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)體會(huì)［4-5］。

5.改革考核方式，建立多樣化考核模式

成績(jī)考核是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和教師評(píng)定學(xué)生成績(jī)、進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，取得教學(xué)反饋信息的主要方法?？刹捎枚鄻邮降脑u(píng)價(jià)體系來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，提高平時(shí)成績(jī)所占比重，從而綜合體現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，達(dá)到能力培養(yǎng)的目的［6-7］。最終考核成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試共同組成，即包括課堂小測(cè)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)作業(yè)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)和期末卷面成績(jī)。課堂小測(cè)驗(yàn)占10％，主要針對(duì)近期所學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，在課堂上布置一些小題目，以檢測(cè)學(xué)生對(duì)近期講課內(nèi)容的理解程度；平時(shí)作業(yè)占20％，主要設(shè)置一些思考性較強(qiáng)的問(wèn)題，考查學(xué)生對(duì)當(dāng)堂課內(nèi)容的掌握程度；實(shí)驗(yàn)成績(jī)30％，以實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)的完成為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。期末考試占40％，主要考查學(xué)生對(duì)該門課程知識(shí)框架的掌握與理解程度。

6.教學(xué)體會(huì)

6.1培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

初上這門課程時(shí)，由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，注重詳細(xì)地講解教材內(nèi)容，教材中的內(nèi)容絕不遺漏，但發(fā)現(xiàn)滿堂灌的教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，上課易疲勞，課堂教學(xué)效果差。通過(guò)幾輪教學(xué)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，是學(xué)生能否學(xué)好這門課程的關(guān)鍵。因此在該課程的緒論中首先說(shuō)明生物分離技術(shù)在生物技術(shù)中的重要地位，講述國(guó)內(nèi)外生物分離技術(shù)的差別，目前我國(guó)生物分離技術(shù)的現(xiàn)狀，以及我國(guó)目前生物分離技術(shù)所面臨的巨大商機(jī)等，并列舉生活中的實(shí)例說(shuō)明。這樣學(xué)生很快認(rèn)識(shí)到這門課程并非空泛的理論，而是一門實(shí)踐性及實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的課程［8］。

6.2采用靈活多樣的教學(xué)方式

在有效的上課時(shí)間內(nèi)，要讓學(xué)生理解所學(xué)的基礎(chǔ)理論和分離技術(shù)并非易事。在教授的過(guò)程中，要盡量采用啟發(fā)式教學(xué)，師生互動(dòng)，使學(xué)生和教師的思維同步，要在設(shè)問(wèn)、思考、學(xué)生回答以及教師解答和進(jìn)一步講述中完成講解。這樣就可針對(duì)學(xué)生的難點(diǎn)疑問(wèn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，還能夠活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？傊處熞叱鲋粡臅?shū)本上單純的以自我為中心的講解，要與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，以增強(qiáng)教學(xué)效果［5］。

6.3加強(qiáng)與培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

在當(dāng)今的信息社會(huì)里，由于知識(shí)的快速更新，因此培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力至關(guān)重要。在大學(xué)階段，學(xué)生主要是學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)方法，獲得知識(shí)的途徑，這就要求學(xué)生能利用各種有效的方式和途徑去獲取知識(shí)，查閱文獻(xiàn)就是其中很重要的一點(diǎn)。當(dāng)今時(shí)代是信息高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，同時(shí)也帶動(dòng)了學(xué)校圖書(shū)館的發(fā)展，現(xiàn)在不僅可以到圖書(shū)館去索尋書(shū)籍、期刊，而且在圖書(shū)館網(wǎng)站上還購(gòu)買了許多數(shù)據(jù)庫(kù)，如中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)期刊網(wǎng)、中國(guó)碩博士論文庫(kù)等。學(xué)生可以借助強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)去尋找各種資料，查閱前沿知識(shí)，以開(kāi)闊學(xué)生的視野［7］。

7.結(jié)語(yǔ)

本課程通過(guò)合理安排教學(xué)內(nèi)容、精心選擇教材、多媒體技術(shù)應(yīng)用，多層次實(shí)訓(xùn)教學(xué)等環(huán)節(jié)的積極探索，豐富了教學(xué)手段，優(yōu)化了教學(xué)質(zhì)量，鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果。同時(shí)，我們也不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，改革創(chuàng)新，利用各種途徑調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，選擇更合適的方法和手段，為其將來(lái)從事相關(guān)專業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

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