论文部分内容阅读
摘要：“生物反应器与发酵工程”与“生物制药设备与分离纯化技术”是我校生物技术专业学开设的两门应用型专业课程。这两门课的理论教学内容与前期基础课程存在诸多交叉重叠，导致实验课时不足和实验课教学内容连贯性差等问题，严重影响教学效果。根据近年来对这两门课程的教学实践与体会，结合两门课程所存在的问题和应用型人才培养的需求，将两门课整合为一，对理论教学内容、实验教学内容、实践教学环节以及考核方式等方面进行整合优化，提高教学质量和教学效率。
关键词：发酵工程；分离纯化技术；课程整合；课程优化
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）26-0163-02
“生物反应器与发酵工程”是一门结合工科知识的专业基础课程，主要内容包括：生物反应器原理以及发酵工程原理、操作以及关键技术等[1]。“生物制药设备与分离纯化技术”作为“生物反应器与发酵工程”后续课程，以基础化学、微生物学、生物化学与分子生物学以及现代药学为基础，是一门重点介绍现代分离方法、技术在生物药品生产中应用的理论基础、技能方法的综合性课程[2]。两门课程皆以我校的医学院校为背景，旨在培养具备扎实理论基础以及较强动手能力的应用型生物技术专业人才[3]。根据近年来的学科发展要求以及现实教学中存在问题的分析，我们通过不断的改革与探索，结合医学院校的办学特色，对这两门课程进行了改革、整合与优化，两门课程合并为一门新的课程《发酵工程与分离纯化》，增强了教学的目的性，服务于培养高素质应用型生物技术专业人才。
一、两门课程教学中存在的问题
1.实验课教学内容陈旧。诸多理论知识点与前期基础课程出现大量的交叉重复，由于重复的理论课教学内容占据教学学时，导致两门课程可以安排的实验课时减少，再加上实验条件简陋、实验设备欠缺等因素的限制，导致实验课程只能开设一些传统实验项目，多为验证性小实验，缺乏综合性、设计性以及探索性，而且两门课程的实验教学内容相对孤立，内在联系不够紧密，缺乏全链条的实验过程，造成学生不能系统地掌握从菌种培养到发酵，再到单体分子的分离纯化的基本实验技能，学生对生物制药体系工艺流程的整体认知不够全面，学习主动性不高。
2.缺乏见习实践教学。实践教学是课堂理论知识联系实际生产的重要环节，是提高学生对抽象理论知识理解和消化的重要教学方法，让学生对课程既有观感也有见感，对培养学生理论联系实际的能力和综合素质的提高具有重要作用[4]。然而两门课程存在的实践教学环节缺乏的问题，致使许多学生对于实际生产过程中使用多种发酵设备以及大型分离纯化设备的基本认知都停留在课堂上，严重影响了生物技术专业学生实践能力的培养。
3.教学模式与考试模式单一。两门课程的实验课教学过程中，教师逐一讲解实验目的原理、实验内容、实验操作步骤以及实验注意事项，学生被动地进行实验操作，在模仿照搬的基础上完成实验。这种教学模式缺少师生互动，学生在整个实验过程中缺乏主动思考，只能机械地进行实验操作，容易形成思维定式，不利于培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。而且传统单一的闭卷笔试的考核模式，加剧了死记硬背、应付考试现象的产生，严重影响了教学效果。
二、教学内容的整合优化与实施
1.调整和重组理论教学内容，突出课堂教学重点。课程整合优化的关键是科学合理的教學内容和知识体系的构建。根据生物技术专业本科生前期课程体系中理论课知识点重复的现状，结合重新构建的《发酵工程与分离纯化》系列实验涉及的知识与技能体系，重组和调整原有两门课程的教学章节和内容，课堂理论教学以前期课程中没有涉及的知识为重点讲授内容，重复理论知识则在理论教学中弱化，但是弱化并不等于彻底放弃，应围绕学生需要掌握的知识点和能力发展要求，放到后期的实验教学以及实践教学中进行巩固、拓展与应用，形成条理清晰、重点突出的知识体系，有利于巩固交叉学科的学习，突出整合后学科的特色。比如教材中与前期课程中重复并且具有较强实用性和可操作性的知识内容，通过增加大综合实验，将教学内容融入到实验课程的教学中，通过实验对前期知识进行回顾、理解、拓展以及应用，在“学中做、做中学”中获得知识和技能强化。通过这样的教学内容调整，缩短理论教学的学时，并且涵盖教学大纲所有的知识点，突出了课堂教学的重点，达到了良好的教学效果。
2.优化和丰富实验教学内容，提高学生专业综合素质。剔除内容单调、技术陈旧、与现代生物技术的发展脱节等验证性内容居多的实验教学内容，增设大综合实验，这样既让学生掌握生物制药的基本操作，又对生物制药的全过程有一个全面的认识；同时，结合本校的“第二课堂”活动，鼓励学生参与到教研室教师的实际科研项目中，与最新的科研成果接轨，比如让学生参与到本教研室极地海洋微生物次级代谢产物分离纯化等一些国家级课题中，可以使学生参与整个实验流程，了解从微生物发酵到分离纯化的整个实验流程。这样构建的一体化和多层次的实验教学内容新体系，使学生在实验过程中巩固了理论知识，提高了发酵工程与分离纯化实验的基本技能，熟悉科学研究的基本流程，对学生毕业实习以及未来独立开展科研工作具有积极的意义。
3.构建见习实践教学体系，提升学生学习积极性。见习实践教学是应用型人才培养目标的重要环节，它是实现知识从抽象到具象的重要环节，对提高学生的学习热情和综合素质具有重要意义。参考兄弟院校相关专业的见习实践要求，在课程中期设置第一次见习教学，前往华东理工大学发酵工程国家重点实验室实地观摩实习，对各种中大型发酵和分离设备有一个基本的认识，便于在日后的学习中能理论联系实际，使枯燥的内容具象化。在课程后期，安排学生进入市内的生物制药企业，参观见习企业生产一线，通过实地参观和技术人员的现场讲解，详细了解发酵工艺和分离纯化流程中各个操作工艺单元的注意事项，紧密地结合了理论教学的相关内容。通过这种校内外相结合的“双教师”团队合作的授课方式，大幅提高学生的学习兴趣和理论联系实际的能力。
4.改进考核方式，提高学生学习热情。课程整合后，原有传统单一的闭卷考核方式已经无法满足课程的考核需求，要求整合后的成绩考核降低了理论考核成绩的权重，提升实验考核的权重：（1）理论考核成绩占40%，考核内容主要为发酵工程和分离纯化技术方面的一些重点知识点；（2）实验课成绩占40%，考核内容主要为学生综合实验的出勤率、实验操作的正确性与规范性、实验记录的完整性、实验各阶段进程的及时性、实验出现问题的分析与讨论以及最终实验结果等；（3）见习实践论文成绩占20%，主要评价学生在见习过程中的表现以及见习报告的中对发酵工程理念以及分离纯化技术运用方面知识的归纳、总结与讨论等。通过改进考核方式，不再以单纯的理论知识考核成绩评定学生，使学生之间以及学生老师之间能够深入地交流，对于知识的掌握及运用更加全面和自如，对于培养学生之间的团队合作意识具有促进作用，提高学生学习积极性与热情。
三、课程整合的效果评价
通过对两门课程的整合与改革，使原先比较分散独立的两门课程转变为内容紧凑连贯、结构性好、整体协调性高的全新课程体系。通过二者的整合能够使讲授的理论课内容更加精炼，使学生更加容易地把握知识的脉络，从而提高学习效率；同时，也明显地减少了相关实验试剂耗材的重复采购以及实验室的重复建设，节约了教学资源和经费，其次这种基于应用型人才培养的课程整合，也让学生的积极性和动手能力有了很大提升，教学效率更高，更能适应新形势下应用型教育的特点；最后，也对一线教师提出要求，教师在长期教学实践过程中，要不断地发现和思考教学中所出现的问题，勇于进行教学改革，才能把教学工作做得更好，从而达到更好的教学效果。
参考文献：
[1]明红，刘涌涛，聂国兴，等.发酵工程教学体系的改革实践与探索[J].基础医学教育，2012，14（10）：761-763.
[2]卢小玲，刘小宇，高云，等.生物制药设备与分离纯化实验教学初探[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2011，13（4）：355-356.
关键词：发酵工程；分离纯化技术；课程整合；课程优化
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）26-0163-02
“生物反应器与发酵工程”是一门结合工科知识的专业基础课程，主要内容包括：生物反应器原理以及发酵工程原理、操作以及关键技术等[1]。“生物制药设备与分离纯化技术”作为“生物反应器与发酵工程”后续课程，以基础化学、微生物学、生物化学与分子生物学以及现代药学为基础，是一门重点介绍现代分离方法、技术在生物药品生产中应用的理论基础、技能方法的综合性课程[2]。两门课程皆以我校的医学院校为背景，旨在培养具备扎实理论基础以及较强动手能力的应用型生物技术专业人才[3]。根据近年来的学科发展要求以及现实教学中存在问题的分析，我们通过不断的改革与探索，结合医学院校的办学特色，对这两门课程进行了改革、整合与优化，两门课程合并为一门新的课程《发酵工程与分离纯化》，增强了教学的目的性，服务于培养高素质应用型生物技术专业人才。
一、两门课程教学中存在的问题
1.实验课教学内容陈旧。诸多理论知识点与前期基础课程出现大量的交叉重复，由于重复的理论课教学内容占据教学学时，导致两门课程可以安排的实验课时减少，再加上实验条件简陋、实验设备欠缺等因素的限制，导致实验课程只能开设一些传统实验项目，多为验证性小实验，缺乏综合性、设计性以及探索性，而且两门课程的实验教学内容相对孤立，内在联系不够紧密，缺乏全链条的实验过程，造成学生不能系统地掌握从菌种培养到发酵，再到单体分子的分离纯化的基本实验技能，学生对生物制药体系工艺流程的整体认知不够全面，学习主动性不高。
2.缺乏见习实践教学。实践教学是课堂理论知识联系实际生产的重要环节，是提高学生对抽象理论知识理解和消化的重要教学方法，让学生对课程既有观感也有见感，对培养学生理论联系实际的能力和综合素质的提高具有重要作用[4]。然而两门课程存在的实践教学环节缺乏的问题，致使许多学生对于实际生产过程中使用多种发酵设备以及大型分离纯化设备的基本认知都停留在课堂上，严重影响了生物技术专业学生实践能力的培养。
3.教学模式与考试模式单一。两门课程的实验课教学过程中，教师逐一讲解实验目的原理、实验内容、实验操作步骤以及实验注意事项，学生被动地进行实验操作，在模仿照搬的基础上完成实验。这种教学模式缺少师生互动，学生在整个实验过程中缺乏主动思考，只能机械地进行实验操作，容易形成思维定式，不利于培养学生在实验过程中发现问题、分析问题和解决问题的能力。而且传统单一的闭卷笔试的考核模式，加剧了死记硬背、应付考试现象的产生，严重影响了教学效果。
二、教学内容的整合优化与实施
1.调整和重组理论教学内容，突出课堂教学重点。课程整合优化的关键是科学合理的教學内容和知识体系的构建。根据生物技术专业本科生前期课程体系中理论课知识点重复的现状，结合重新构建的《发酵工程与分离纯化》系列实验涉及的知识与技能体系，重组和调整原有两门课程的教学章节和内容，课堂理论教学以前期课程中没有涉及的知识为重点讲授内容，重复理论知识则在理论教学中弱化，但是弱化并不等于彻底放弃，应围绕学生需要掌握的知识点和能力发展要求，放到后期的实验教学以及实践教学中进行巩固、拓展与应用，形成条理清晰、重点突出的知识体系，有利于巩固交叉学科的学习，突出整合后学科的特色。比如教材中与前期课程中重复并且具有较强实用性和可操作性的知识内容，通过增加大综合实验，将教学内容融入到实验课程的教学中，通过实验对前期知识进行回顾、理解、拓展以及应用，在“学中做、做中学”中获得知识和技能强化。通过这样的教学内容调整，缩短理论教学的学时，并且涵盖教学大纲所有的知识点，突出了课堂教学的重点，达到了良好的教学效果。
2.优化和丰富实验教学内容，提高学生专业综合素质。剔除内容单调、技术陈旧、与现代生物技术的发展脱节等验证性内容居多的实验教学内容，增设大综合实验，这样既让学生掌握生物制药的基本操作，又对生物制药的全过程有一个全面的认识；同时，结合本校的“第二课堂”活动，鼓励学生参与到教研室教师的实际科研项目中，与最新的科研成果接轨，比如让学生参与到本教研室极地海洋微生物次级代谢产物分离纯化等一些国家级课题中，可以使学生参与整个实验流程，了解从微生物发酵到分离纯化的整个实验流程。这样构建的一体化和多层次的实验教学内容新体系，使学生在实验过程中巩固了理论知识，提高了发酵工程与分离纯化实验的基本技能，熟悉科学研究的基本流程，对学生毕业实习以及未来独立开展科研工作具有积极的意义。
3.构建见习实践教学体系，提升学生学习积极性。见习实践教学是应用型人才培养目标的重要环节，它是实现知识从抽象到具象的重要环节，对提高学生的学习热情和综合素质具有重要意义。参考兄弟院校相关专业的见习实践要求，在课程中期设置第一次见习教学，前往华东理工大学发酵工程国家重点实验室实地观摩实习，对各种中大型发酵和分离设备有一个基本的认识，便于在日后的学习中能理论联系实际，使枯燥的内容具象化。在课程后期，安排学生进入市内的生物制药企业，参观见习企业生产一线，通过实地参观和技术人员的现场讲解，详细了解发酵工艺和分离纯化流程中各个操作工艺单元的注意事项，紧密地结合了理论教学的相关内容。通过这种校内外相结合的“双教师”团队合作的授课方式，大幅提高学生的学习兴趣和理论联系实际的能力。
4.改进考核方式，提高学生学习热情。课程整合后，原有传统单一的闭卷考核方式已经无法满足课程的考核需求，要求整合后的成绩考核降低了理论考核成绩的权重，提升实验考核的权重：（1）理论考核成绩占40%，考核内容主要为发酵工程和分离纯化技术方面的一些重点知识点；（2）实验课成绩占40%，考核内容主要为学生综合实验的出勤率、实验操作的正确性与规范性、实验记录的完整性、实验各阶段进程的及时性、实验出现问题的分析与讨论以及最终实验结果等；（3）见习实践论文成绩占20%，主要评价学生在见习过程中的表现以及见习报告的中对发酵工程理念以及分离纯化技术运用方面知识的归纳、总结与讨论等。通过改进考核方式，不再以单纯的理论知识考核成绩评定学生，使学生之间以及学生老师之间能够深入地交流，对于知识的掌握及运用更加全面和自如，对于培养学生之间的团队合作意识具有促进作用，提高学生学习积极性与热情。
三、课程整合的效果评价
通过对两门课程的整合与改革，使原先比较分散独立的两门课程转变为内容紧凑连贯、结构性好、整体协调性高的全新课程体系。通过二者的整合能够使讲授的理论课内容更加精炼，使学生更加容易地把握知识的脉络，从而提高学习效率；同时，也明显地减少了相关实验试剂耗材的重复采购以及实验室的重复建设，节约了教学资源和经费，其次这种基于应用型人才培养的课程整合，也让学生的积极性和动手能力有了很大提升，教学效率更高，更能适应新形势下应用型教育的特点；最后，也对一线教师提出要求，教师在长期教学实践过程中，要不断地发现和思考教学中所出现的问题，勇于进行教学改革，才能把教学工作做得更好，从而达到更好的教学效果。
参考文献：
[1]明红，刘涌涛，聂国兴，等.发酵工程教学体系的改革实践与探索[J].基础医学教育，2012，14（10）：761-763.
[2]卢小玲，刘小宇，高云，等.生物制药设备与分离纯化实验教学初探[J].山西医科大学学报：基础医学教育版，2011，13（4）：355-356.