生化分離工程課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

張占軍，王富花，馬冷冷，董大鵬

（1.揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

高等職業(yè)教育作為高等教育發(fā)展中的一個(gè)類型，其肩負(fù)的使命是培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的高素質(zhì)技能型專門(mén)人才，在我國(guó)推進(jìn)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設(shè)中具有不可替代的作用。其培養(yǎng)目標(biāo)是生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)、管理一線的高技能人才。高技能人才處于技能型人才的高端，故又被稱為高端技能型人才。21世紀(jì)是生物技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，生化分離工程是高職生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)主要職業(yè)技能課程之一，在全國(guó)各大院校的生物工程專業(yè)教學(xué)體系中占有舉足輕重的地位。其課程內(nèi)容綜合性強(qiáng)，涉及物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、機(jī)械學(xué)、工程學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域背景知識(shí)，是一門(mén)綜合性的重點(diǎn)學(xué)科；同時(shí)教學(xué)對(duì)象特殊，是面臨學(xué)習(xí)壓力和就業(yè)壓力的三年級(jí)生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生；此外教學(xué)內(nèi)容特殊，課程內(nèi)容涉及生化藥物生產(chǎn)中下游加工技術(shù)，所培養(yǎng)的能力是學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)工作直接需要的，因此，其教學(xué)體系的合理編排和設(shè)置對(duì)生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。

如何使生化分離工程課程適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，培養(yǎng)和造就高素質(zhì)、創(chuàng)造性人才；如何在有限的課時(shí)內(nèi)使學(xué)生掌握生化分離工程最基本的內(nèi)容，提高他們?cè)趯?shí)踐中分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，并為今后的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是教師需要認(rèn)真思考的問(wèn)題［1］。我校自生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)開(kāi)設(shè)以來(lái)，一直立足于工作能力的培養(yǎng)，打破傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)模式，在深入行業(yè)調(diào)查的基礎(chǔ)上，以生產(chǎn)過(guò)程為依據(jù)，選擇生產(chǎn)過(guò)程典型工作技能為培養(yǎng)內(nèi)容，按照生化產(chǎn)品生產(chǎn)固有的流程順序，結(jié)合職業(yè)教育規(guī)律，循序漸進(jìn)安排教學(xué)進(jìn)程。以零距離接觸車(chē)間為指導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)真實(shí)工作環(huán)境，構(gòu)建講練結(jié)合的立體化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生成為高素質(zhì)高技能應(yīng)用型人才。通過(guò)對(duì)生化分離工程課程的教學(xué)體系不斷進(jìn)行改革和完善，現(xiàn)具有我校辦學(xué)特色的生化分離工程課程教學(xué)體系正在逐步形成。

一、明確課程改革目標(biāo)，完善課程教學(xué)體系建設(shè)

首先，通過(guò)專業(yè)調(diào)研和剖析，不斷優(yōu)化課程內(nèi)容。由于生化分離工程課程內(nèi)容涉及的知識(shí)面廣、內(nèi)容多，因此，建立課程內(nèi)容知識(shí)主線，對(duì)于把握課程精髓內(nèi)容，以點(diǎn)牽線，便于讓學(xué)生提綱挈領(lǐng)，快速把握學(xué)習(xí)脈絡(luò)。在教學(xué)過(guò)程中主要以下游加工處理流程為主線，揭示從發(fā)酵液預(yù)處理，再到初步分離、高度精制以及成品加工的整個(gè)過(guò)程。從產(chǎn)品生產(chǎn)流程的角度為學(xué)生建立工廠中分離工段的整體概念，為就業(yè)后相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用建立基礎(chǔ)。通過(guò)這條主線的建立，可以讓學(xué)生與之前實(shí)習(xí)過(guò)的相關(guān)企業(yè)的分離工段產(chǎn)生聯(lián)系，從感官的角度出發(fā)讓學(xué)生更好地建立分離工段的立體工藝［2］。

此外，選擇具有行業(yè)特點(diǎn)，具有高職特色的教材。通過(guò)選派課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教師到制藥企業(yè)頂崗學(xué)習(xí)鍛煉，或進(jìn)行藥企調(diào)研，深入制藥企業(yè)一線學(xué)習(xí)、了解制藥一線操作崗位的技能要求及藥企的企業(yè)文化、最新動(dòng)態(tài)和前沿技術(shù)、為選用注重職業(yè)能力培養(yǎng)的教材積累鮮活的第一手素材。同時(shí)也聘請(qǐng)企業(yè)、行業(yè)的專家將寶貴的企業(yè)經(jīng)驗(yàn)帶到學(xué)校。根據(jù)實(shí)際教學(xué)的要求，目前選用的是高職高?！笆濉币?guī)劃教材，由張愛(ài)華、王云慶主編的《生化分離技術(shù)》，該教材主要根據(jù)生物制藥技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，以生產(chǎn)實(shí)際中典型藥物的分離純化任務(wù)為載體，采用教學(xué)做一體化模式分項(xiàng)目編寫(xiě)，較好地體現(xiàn)了“以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為核心”的目標(biāo)。

二、以培養(yǎng)高素質(zhì)技能人才為目標(biāo)，加強(qiáng)教學(xué)模式與教學(xué)方法改革

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)模式

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法。建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)原則強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)必須與多個(gè)任務(wù)或問(wèn)題相結(jié)合，以探索問(wèn)題來(lái)引發(fā)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)［3］。在教學(xué)過(guò)程中，我們將教學(xué)內(nèi)容依據(jù)生化產(chǎn)品分離流程分為發(fā)酵液的預(yù)處理、有機(jī)物質(zhì)的萃取、生物大分子的沉淀與結(jié)晶、膜分離、藥物的高度純化、藥物的干燥以及生化藥物的提取分離七個(gè)項(xiàng)目，共計(jì)22個(gè)任務(wù)。該方法始終把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，以任務(wù)作為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)主動(dòng)學(xué)習(xí)，將書(shū)本上抽象的理論變成實(shí)際的應(yīng)用。教師的引導(dǎo)、點(diǎn)撥更多的是把知識(shí)加以引伸，使學(xué)生能夠觸類旁通。

2.采用交互式教學(xué)策略

“交互式教學(xué)”是一種教學(xué)探索，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，這種教學(xué)方法體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，提倡真正的人才素質(zhì)培養(yǎng)［4］。在具體教學(xué)過(guò)程中，采用“預(yù)測(cè)、提問(wèn)、澄清和小結(jié)”策略的綜合運(yùn)用［1］。以色譜法知識(shí)模塊為例。首先是預(yù)測(cè)，主要是讓學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)預(yù)測(cè)所講內(nèi)容，比如在課堂教學(xué)之前，給學(xué)生布置預(yù)習(xí)提綱，并指定色譜分離技術(shù)的參考書(shū)和相關(guān)網(wǎng)站，要求學(xué)生在業(yè)余時(shí)間預(yù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，并預(yù)測(cè)教師課堂講授內(nèi)容，通過(guò)這一策略可以增強(qiáng)學(xué)生的閱讀理解能力和自學(xué)能力；然后是提問(wèn)，當(dāng)教師在課堂上講授知識(shí)點(diǎn)之后，由學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題或課堂講授中遇到的疑問(wèn)向教師提出問(wèn)題，或者是教師根據(jù)學(xué)生的問(wèn)題，結(jié)合教材的知識(shí)點(diǎn)提出設(shè)問(wèn)，比如裝柱過(guò)程中為何不能產(chǎn)生氣泡，不能干柱等。學(xué)生從教師的提示中去尋找解決問(wèn)題的辦法，通過(guò)這一策略可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；接著是澄清，澄清是師生進(jìn)行交互活動(dòng)的具體表現(xiàn)，也是課堂教學(xué)的核心，教師有針對(duì)性地對(duì)典型問(wèn)題進(jìn)行講解，并和學(xué)生進(jìn)行探討，以解決學(xué)生的疑惑，通過(guò)這一策略可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性的思維能力；最后是小結(jié)，在課堂教學(xué)即將結(jié)束時(shí)，由教師總結(jié)授課內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)，通過(guò)這一策略可以培養(yǎng)學(xué)生的復(fù)習(xí)能力和總結(jié)歸納能力。綜上所述，在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)、提問(wèn)、澄清和小結(jié)四個(gè)策略的綜合運(yùn)用，來(lái)達(dá)到培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的目的。

3.實(shí)施多元教學(xué)方法

多元教學(xué)方法是指教師在教學(xué)活動(dòng)中運(yùn)用多種教學(xué)方法、多種教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、開(kāi)發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，使教學(xué)活動(dòng)達(dá)到最佳效果的教學(xué)模式。如課堂上采用“提問(wèn)式、啟發(fā)式、討論式”教學(xué)，使用現(xiàn)代化教學(xué)手段，建立素材庫(kù)等一系列方式，來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂積極性。為此，我們還專門(mén)購(gòu)買(mǎi)了北京東方仿真控制技術(shù)有限公司的生化分離工程素材庫(kù)2.0以及青霉素生產(chǎn)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主式、探究式學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)完生化分離基本單元操作及生化分離工藝過(guò)程之后，通過(guò)對(duì)具體的氨基酸類藥物、多肽和蛋白質(zhì)、核酸類、酶類、糖類、脂類及抗生素與維生素類藥物的提取分離等具體案例進(jìn)行分析講解，從而使學(xué)生更好地理解預(yù)處理、細(xì)胞破碎、固液分離、萃取、固相析出、膜分離、色譜分離及干燥等概念，關(guān)鍵是體會(huì)到如何在實(shí)踐中靈活運(yùn)用理論知識(shí)。

三、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，建立多層次的實(shí)踐教學(xué)體系

1.基礎(chǔ)實(shí)踐訓(xùn)練（基本技能及素質(zhì)訓(xùn)練）

基本能力的培養(yǎng)是通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和基本技能的培養(yǎng)，以基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)踐為主，提高學(xué)生的整體素質(zhì)，主要安排在大學(xué)第1、2學(xué)年完成。主要包括物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能和進(jìn)行規(guī)范化的訓(xùn)練，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

2.專業(yè)技能訓(xùn)練

如大容量冷凍離心機(jī)操作、萃取分離技術(shù)、沉析分離技術(shù)、過(guò)濾與膜分離、靜態(tài)吸附與色譜分離技術(shù)、各種生化藥物分離提取等技術(shù)等，此類技能訓(xùn)練通過(guò)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課完成。正是基于平時(shí)對(duì)學(xué)生專業(yè)技能的嚴(yán)格要求和不斷強(qiáng)化，使得該專業(yè)學(xué)生綜合技能有了較大提高，如2012年該專業(yè)學(xué)生參加全國(guó)職業(yè)院校技能大賽高職組農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)大賽榮獲一等獎(jiǎng)。

3.頂崗實(shí)訓(xùn)和校外實(shí)習(xí)

如利用校內(nèi)、校外實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生熟悉并掌握生化產(chǎn)品生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作、配料與投料技術(shù)，常規(guī)儀器、設(shè)備的使用與維護(hù)，工藝參數(shù)的優(yōu)化與控制，產(chǎn)品包裝與入庫(kù)，物料的采購(gòu)與使用管理，生物產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程管理，成品質(zhì)量管理，物料與成品的檢驗(yàn)，生物產(chǎn)品銷(xiāo)售、銷(xiāo)售檔案的建立與管理等主要工作過(guò)程。通過(guò)與相關(guān)企業(yè)簽訂校外實(shí)習(xí)協(xié)議，通過(guò)為期半年的實(shí)習(xí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)能力，使其能理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立地分析與解決問(wèn)題，培養(yǎng)專業(yè)拓展和創(chuàng)新潛能，同時(shí)培養(yǎng)其“科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是”的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)習(xí)慣。

4.科研實(shí)踐訓(xùn)練

科研實(shí)踐訓(xùn)練是提高學(xué)生綜合能力的又一重要途徑。隨著國(guó)家、省市、校、企業(yè)等對(duì)科研經(jīng)費(fèi)的投入增加，積極鼓勵(lì)學(xué)生參加教師課題助研實(shí)踐，申報(bào)省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目，參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及論文的撰寫(xiě)；讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與科技論文寫(xiě)作方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和學(xué)術(shù)論文的總結(jié)匯報(bào)能力，鍛煉學(xué)生科研思維和創(chuàng)新能力，解決實(shí)際問(wèn)題［5］。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，在此方面已取得較好成果。如2012年生技專業(yè)鄭倩倩等同學(xué)主持的省級(jí)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“基于Design-Expert軟件設(shè)計(jì)優(yōu)化啤酒花多糖提取工藝條件的研究”已順利結(jié)題；2011年王宇靜同學(xué)撰寫(xiě)的畢業(yè)論文“響應(yīng)面優(yōu)化法對(duì)小根蒜多糖超聲輔助提取工藝的研究”，獲江蘇省普通高校本?？苾?yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二等獎(jiǎng)。

四、小 結(jié)

發(fā)展高等職業(yè)教育是促進(jìn)轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)和民生改善的戰(zhàn)略舉措，主要培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才，對(duì)理論學(xué)習(xí)的要求是“必需、夠用”，重點(diǎn)培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手操作能力。生化分離工程課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式存在許多不足，教學(xué)改革對(duì)于目前飛速發(fā)展的職業(yè)教育來(lái)說(shuō)勢(shì)在必行。我們針對(duì)生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)生化分離工程課程教學(xué)中的部分環(huán)節(jié)，進(jìn)行了初步的改革嘗試，今后還將繼續(xù)調(diào)整、改進(jìn)和完善，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的合理配置，教學(xué)體系的合理優(yōu)化，使生化分離工程教學(xué)真正適應(yīng)高職生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需要。從根本上改善教學(xué)質(zhì)量與效果，為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)出更優(yōu)秀的技能應(yīng)用型人才。

［1］薛鋒，高健.酶工程課程教學(xué)改革探索［J］.職業(yè)時(shí)空，2011，7（12）：115-116.

［2］徐永斌.生化分離工程課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析及改革新思路［J］.科技視界，2013，（30）.

［3］張占軍，王富花.高職《發(fā)酵工程》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［J］.職業(yè)時(shí)空，2009，（10）：41-42.

［4］任曉莉，趙潤(rùn)柱，梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2011，38（1）：127-130.

［5］雷生姣，劉士平，龔大春.以發(fā)酵食品行業(yè)需求為導(dǎo)向的生物工程實(shí)踐課程體系的構(gòu)建［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（2）：642-643，645.