《生物分離技術》課程教學改革的探索與實踐

王琳

摘要： 本文根據生物技術專業的特點，對生化分離技術課程的教學改革進行探索。在明確課程定位的基礎上對教學內容進行優化；通過對教學內容、實驗教學方法、考核方式等方面的改革，對生物分離技術課程的實踐教學改革進行探索，在教學實踐中取得了良好的效果。同時也為提高學生的職業崗位能力，為其將來從事相關專業打下良好的基礎。

關鍵詞： 生物分離技術教學改革實踐教學

生物分離技術課程是一門多學科交叉、發展性和比較前沿的學科，也是一門專業性、技術性和實踐性都很強的課程。作為現代生物工程領域的下游技術，生化分離是生物工程實現產業化的關鍵之一。

學生通過對該課程的學習，能針對不同的產品的特性，運用所學的相關知識，設計合理的提取或精制的工藝路線，并能從理論上解釋生產實際中的各種現象，提高學生分析和解決問題的能力。因此該課程的教學直接影響了學生的專業素質。

1.生物分離技術主要內容和課程特點

生物分離技術課程內容主要包括原材料的預處理、萃取技術、吸附與離子交換、膜分離技術、濃縮與干燥技術、細胞的分離與破碎、結晶、干燥等。因本課程開設在大二下學期，所以有些內容對學生來說是初次涉及，如細胞的分離與破碎、結晶、干燥；而有些內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，吸附技術在發酵原理也有重要講述。

生物分離技術不同于傳統的化工分離過程，近年來在國內外大受重視，發展非常迅速，許多適合生物活性物質的新型分離純化技術也不斷產生，被廣泛地應用到工業、農業、醫藥等各個領域［１－２］。它所涉及的相關課程和知識較多，包含的基礎理論、基本知識較散，各知識點間相互聯系不是很緊密，內容相對比較抽象。若單純地講授理論知識，則學生很難理解。

2.明確課程定位，改革教學內容

生物分離技術是在生物化學、發酵技術基礎、微生物學、化工原理等學科的基礎上發展而來，是生物工程專業的必修課程。鑒于生物分離技術在現代生物技術產業領域的重要作用，首先明確該課程在專業培養計劃中的定位和核心任務：培養學生理論聯系實際，提高學生將分離技術的基本原理與基礎理論應用于生物產業下游領域的能力。在教學計劃中，將其作為專業必修課安排在第4學期進行講授。此時，學生已修完了生物化學、發酵技術基礎、微生物學等相關課程，為本課程的學習奠定了扎實的基礎知識。

圍繞各專業核心能力和崗位需求，將內容進行統籌整合，形成單元模塊，使技術理論和實踐有機結合，縮短了理論與應用實踐之間的距離，有效實現學以致用的培養目標。本課程在教材內容上，將整本書的內容整合為三個項目，每一項目包含幾種分離技術知識，并在具體講解之后用具體案例讓學生自己動手實踐。例如，項目一：質粒DNA的分離純化，以質粒DNA的分離提取為背景，將分離提取過程中涉及的分離技術，如生物材料的預處理、固液分離技術、細胞破碎技術、沉淀技術、干燥技術融入到這個項目中去講解（見圖1）。在學生掌握了理論知識后再讓其動手實踐，這樣既加深了學生對知識的理解，又培養了他們動手實踐的能力。

3.改革教學手段，拓展學生知識結構

就生物技術專業的學生而言，生化分離技術這門課程涵蓋了大量基礎理論，傳統以教材為主的板書教學方式，效率較低，易使學生產生疲勞，不利于調動學生課堂學習的積極性。在講授大綱基本知識點的同時，加大授課容量以開闊學生視野。為增加教學信息量，豐富信息資源，我們除了采用多媒體技術進行輔助教學外，還借助于網絡技術的高速發展和普及，合理運用因特網等現代信息技術進行視頻教學，在講授各種分離技術原理的同時，補充相應的儀器、設備圖片等，使互聯網成為拓展學生知識面的一個有效平臺［３］。

4.強化實踐教學，培養學生動手能力

生物分離課程是一門實踐性很強的學科，有些內容較為枯燥，因此如何調動學生的積極性，使學生始終保持很高的學習熱情也至關重要。開設實驗課程的目的之一是如何在實訓環節充分鍛煉學生的動手能力和創新能力，這同時也是該課程的最終教學目標。目的之二是可以使學生較好掌握相應的實驗技能，為以后進入相關的工作崗位打下堅實基礎。在實驗課上，要讓每個學生盡可能多動手，這樣才能達到較熟練的程度。具體改革方法：一是強調預習。采取分組輪流讓學生參與實驗準備工作，使他們在實驗前考慮到需要什么，怎樣準備，這對學生以后從事科學研究和教學等工作很有幫助；二是加強實驗過程中的指導，啟發學生思考、分析并加以解決，以培養學生的探究創新意識。摒棄之前的老師做學生看的做法，突出以學生做主，教師指導為輔。充分體現學生的主體作用，使學生能積極主動地走進實驗課堂；三是規范示范操作，提高學生實驗技能。良好的科學作風和熟練而又規范的操作，是一個實驗成功的關鍵。在實驗過程課程組老師注重對學生基本技能的培養，使學生養成正規的操作習慣，有效提高了實驗課的教學質量；四是注重實驗過程與結果分析。實驗結束后，教師帶領學生針對實驗結果進行深入分析，以小組為單位進行討論，使學生每做一次實驗都有提高，有利于培養學生分析問題和解決問題的能力。實驗完成后布置相關的思考題，要求學生在實驗報告中除了對實驗數據進行處理和實驗過程與結果描述外，特別注重實驗過程與結果的分析、對思考題的回答，以及對相關理論知識的學習體會［4-5］。

5.改革考核方式，建立多樣化考核模式

成績考核是教學過程中的一個重要環節，是促進學生學習和教師評定學生成績、進行教學評價，取得教學反饋信息的主要方法。可采用多樣式的評價體系來對學生進行考核，提高平時成績所占比重，從而綜合體現學生對知識的掌握，達到能力培養的目的［6-7］。最終考核成績由平時成績、實驗成績和期末考試共同組成，即包括課堂小測驗成績、平時作業成績、實驗報告成績和期末卷面成績。課堂小測驗占10％，主要針對近期所學的重點內容，在課堂上布置一些小題目，以檢測學生對近期講課內容的理解程度；平時作業占20％，主要設置一些思考性較強的問題，考查學生對當堂課內容的掌握程度；實驗成績30％，以實驗的結果、實驗中的表現，以及實驗報告冊的完成為評定標準，培養學生動手能力、分析問題與解決問題的能力。期末考試占40％，主要考查學生對該門課程知識框架的掌握與理解程度。

6.教學體會

6.1培養和激發學生的學習興趣

初上這門課程時，由于教學經驗不足，注重詳細地講解教材內容，教材中的內容絕不遺漏，但發現滿堂灌的教學，學生學習被動，上課易疲勞，課堂教學效果差。通過幾輪教學，總結經驗后發現培養學生對課程的學習興趣，是學生能否學好這門課程的關鍵。因此在該課程的緒論中首先說明生物分離技術在生物技術中的重要地位，講述國內外生物分離技術的差別，目前我國生物分離技術的現狀，以及我國目前生物分離技術所面臨的巨大商機等，并列舉生活中的實例說明。這樣學生很快認識到這門課程并非空泛的理論，而是一門實踐性及實驗性很強的課程［8］。

6.2采用靈活多樣的教學方式

在有效的上課時間內，要讓學生理解所學的基礎理論和分離技術并非易事。在教授的過程中，要盡量采用啟發式教學，師生互動，使學生和教師的思維同步，要在設問、思考、學生回答以及教師解答和進一步講述中完成講解。這樣就可針對學生的難點疑問進行重點講解，還能夠活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣。總之，教師要走出只從書本上單純的以自我為中心的講解，要與學生進行互動，以增強教學效果［5］。

6.3加強與培養學生的自學能力

在當今的信息社會里，由于知識的快速更新，因此培養學生自學能力至關重要。在大學階段，學生主要是學會學習方法，獲得知識的途徑，這就要求學生能利用各種有效的方式和途徑去獲取知識，查閱文獻就是其中很重要的一點。當今時代是信息高速發展的網絡時代，同時也帶動了學校圖書館的發展，現在不僅可以到圖書館去索尋書籍、期刊，而且在圖書館網站上還購買了許多數據庫，如中國知網、萬方數據庫、中國期刊網、中國碩博士論文庫等。學生可以借助強大的網絡去尋找各種資料，查閱前沿知識，以開闊學生的視野［7］。

7.結語

本課程通過合理安排教學內容、精心選擇教材、多媒體技術應用，多層次實訓教學等環節的積極探索，豐富了教學手段，優化了教學質量，鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力，教學實踐中取得了良好的效果。同時，我們也不斷總結經驗，改革創新，利用各種途徑調動學生的學習積極性，選擇更合適的方法和手段，為其將來從事相關專業打下良好的基礎。

參考文獻：

［1］鄒玉紅，呂英海，李桂江，等.生物工程專業產學研一體化實踐基地的構建［J］.陜西教育，2009（7）：7-15.

［2］曹學君，趙延斌，童望字，等.生物分離工程精品課程建設推動教學質量躍上新臺階.化工高等教育，2006，88（2）：32-34.

［3］趙世光，楊超英，薛正蓮，等.生化分離技術課程教學改革的探索與實踐［J］.安徽農學通報，2009，15（23），181-182.

［4］任平國，徐啟紅.《生物分離純化技術》課程教學改革與實踐［J］.科技博覽，2009，20-22.

［5］丁新麗.生物分離與純化技術課程的實踐教學改革初探［J］.安徽農業科學，2012，40（8）：5061-5062.

［6］周紅梅，張茂潤.教學方法及手段的改進對培養學生工程設計能力影響的探討［J］.淮南師范學院學報，2006，8（3）：107-108.

［7］劉愛玲，粟挺.生物分離工程課程的教學改革與體會［J］.現代農業科學，2010，17：29-30.

［8］李夏蘭，翁連進.《生物分離技術》課程教革的體會［J］微生物學通報，2002，29（5）:108-110.