基于應用型人才培養需求的教學課程整合與優化

于豪冰 張建鵬 胡波 廖俊 盧小玲 劉小宇 焦炳華

摘要：“生物反應器與發酵工程”與“生物制藥設備與分離純化技術”是我校生物技術專業學開設的兩門應用型專業課程。這兩門課的理論教學內容與前期基礎課程存在諸多交叉重疊，導致實驗課時不足和實驗課教學內容連貫性差等問題，嚴重影響教學效果。根據近年來對這兩門課程的教學實踐與體會，結合兩門課程所存在的問題和應用型人才培養的需求，將兩門課整合為一，對理論教學內容、實驗教學內容、實踐教學環節以及考核方式等方面進行整合優化，提高教學質量和教學效率。

關鍵詞：發酵工程；分離純化技術；課程整合；課程優化

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）26-0163-02

“生物反應器與發酵工程”是一門結合工科知識的專業基礎課程，主要內容包括：生物反應器原理以及發酵工程原理、操作以及關鍵技術等[1]。“生物制藥設備與分離純化技術”作為“生物反應器與發酵工程”后續課程，以基礎化學、微生物學、生物化學與分子生物學以及現代藥學為基礎，是一門重點介紹現代分離方法、技術在生物藥品生產中應用的理論基礎、技能方法的綜合性課程[2]。兩門課程皆以我校的醫學院校為背景，旨在培養具備扎實理論基礎以及較強動手能力的應用型生物技術專業人才[3]。根據近年來的學科發展要求以及現實教學中存在問題的分析，我們通過不斷的改革與探索，結合醫學院校的辦學特色，對這兩門課程進行了改革、整合與優化，兩門課程合并為一門新的課程《發酵工程與分離純化》，增強了教學的目的性，服務于培養高素質應用型生物技術專業人才。

一、兩門課程教學中存在的問題

1.實驗課教學內容陳舊。諸多理論知識點與前期基礎課程出現大量的交叉重復，由于重復的理論課教學內容占據教學學時，導致兩門課程可以安排的實驗課時減少，再加上實驗條件簡陋、實驗設備欠缺等因素的限制，導致實驗課程只能開設一些傳統實驗項目，多為驗證性小實驗，缺乏綜合性、設計性以及探索性，而且兩門課程的實驗教學內容相對孤立，內在聯系不夠緊密，缺乏全鏈條的實驗過程，造成學生不能系統地掌握從菌種培養到發酵，再到單體分子的分離純化的基本實驗技能，學生對生物制藥體系工藝流程的整體認知不夠全面，學習主動性不高。

2.缺乏見習實踐教學。實踐教學是課堂理論知識聯系實際生產的重要環節，是提高學生對抽象理論知識理解和消化的重要教學方法，讓學生對課程既有觀感也有見感，對培養學生理論聯系實際的能力和綜合素質的提高具有重要作用[4]。然而兩門課程存在的實踐教學環節缺乏的問題，致使許多學生對于實際生產過程中使用多種發酵設備以及大型分離純化設備的基本認知都停留在課堂上，嚴重影響了生物技術專業學生實踐能力的培養。

3.教學模式與考試模式單一。兩門課程的實驗課教學過程中，教師逐一講解實驗目的原理、實驗內容、實驗操作步驟以及實驗注意事項，學生被動地進行實驗操作，在模仿照搬的基礎上完成實驗。這種教學模式缺少師生互動，學生在整個實驗過程中缺乏主動思考，只能機械地進行實驗操作，容易形成思維定式，不利于培養學生在實驗過程中發現問題、分析問題和解決問題的能力。而且傳統單一的閉卷筆試的考核模式，加劇了死記硬背、應付考試現象的產生，嚴重影響了教學效果。

二、教學內容的整合優化與實施

1.調整和重組理論教學內容，突出課堂教學重點。課程整合優化的關鍵是科學合理的教學內容和知識體系的構建。根據生物技術專業本科生前期課程體系中理論課知識點重復的現狀，結合重新構建的《發酵工程與分離純化》系列實驗涉及的知識與技能體系，重組和調整原有兩門課程的教學章節和內容，課堂理論教學以前期課程中沒有涉及的知識為重點講授內容，重復理論知識則在理論教學中弱化，但是弱化并不等于徹底放棄，應圍繞學生需要掌握的知識點和能力發展要求，放到后期的實驗教學以及實踐教學中進行鞏固、拓展與應用，形成條理清晰、重點突出的知識體系，有利于鞏固交叉學科的學習，突出整合后學科的特色。比如教材中與前期課程中重復并且具有較強實用性和可操作性的知識內容，通過增加大綜合實驗，將教學內容融入到實驗課程的教學中，通過實驗對前期知識進行回顧、理解、拓展以及應用，在“學中做、做中學”中獲得知識和技能強化。通過這樣的教學內容調整，縮短理論教學的學時，并且涵蓋教學大綱所有的知識點，突出了課堂教學的重點，達到了良好的教學效果。

2.優化和豐富實驗教學內容，提高學生專業綜合素質。剔除內容單調、技術陳舊、與現代生物技術的發展脫節等驗證性內容居多的實驗教學內容，增設大綜合實驗，這樣既讓學生掌握生物制藥的基本操作，又對生物制藥的全過程有一個全面的認識；同時，結合本校的“第二課堂”活動，鼓勵學生參與到教研室教師的實際科研項目中，與最新的科研成果接軌，比如讓學生參與到本教研室極地海洋微生物次級代謝產物分離純化等一些國家級課題中，可以使學生參與整個實驗流程，了解從微生物發酵到分離純化的整個實驗流程。這樣構建的一體化和多層次的實驗教學內容新體系，使學生在實驗過程中鞏固了理論知識，提高了發酵工程與分離純化實驗的基本技能，熟悉科學研究的基本流程，對學生畢業實習以及未來獨立開展科研工作具有積極的意義。

3.構建見習實踐教學體系，提升學生學習積極性。見習實踐教學是應用型人才培養目標的重要環節，它是實現知識從抽象到具象的重要環節，對提高學生的學習熱情和綜合素質具有重要意義。參考兄弟院校相關專業的見習實踐要求，在課程中期設置第一次見習教學，前往華東理工大學發酵工程國家重點實驗室實地觀摩實習，對各種中大型發酵和分離設備有一個基本的認識，便于在日后的學習中能理論聯系實際，使枯燥的內容具象化。在課程后期，安排學生進入市內的生物制藥企業，參觀見習企業生產一線，通過實地參觀和技術人員的現場講解，詳細了解發酵工藝和分離純化流程中各個操作工藝單元的注意事項，緊密地結合了理論教學的相關內容。通過這種校內外相結合的“雙教師”團隊合作的授課方式，大幅提高學生的學習興趣和理論聯系實際的能力。

4.改進考核方式，提高學生學習熱情。課程整合后，原有傳統單一的閉卷考核方式已經無法滿足課程的考核需求，要求整合后的成績考核降低了理論考核成績的權重，提升實驗考核的權重：（1）理論考核成績占40%，考核內容主要為發酵工程和分離純化技術方面的一些重點知識點；（2）實驗課成績占40%，考核內容主要為學生綜合實驗的出勤率、實驗操作的正確性與規范性、實驗記錄的完整性、實驗各階段進程的及時性、實驗出現問題的分析與討論以及最終實驗結果等；（3）見習實踐論文成績占20%，主要評價學生在見習過程中的表現以及見習報告的中對發酵工程理念以及分離純化技術運用方面知識的歸納、總結與討論等。通過改進考核方式，不再以單純的理論知識考核成績評定學生，使學生之間以及學生老師之間能夠深入地交流，對于知識的掌握及運用更加全面和自如，對于培養學生之間的團隊合作意識具有促進作用，提高學生學習積極性與熱情。

三、課程整合的效果評價

通過對兩門課程的整合與改革，使原先比較分散獨立的兩門課程轉變為內容緊湊連貫、結構性好、整體協調性高的全新課程體系。通過二者的整合能夠使講授的理論課內容更加精煉，使學生更加容易地把握知識的脈絡，從而提高學習效率；同時，也明顯地減少了相關實驗試劑耗材的重復采購以及實驗室的重復建設，節約了教學資源和經費，其次這種基于應用型人才培養的課程整合，也讓學生的積極性和動手能力有了很大提升，教學效率更高，更能適應新形勢下應用型教育的特點；最后，也對一線教師提出要求，教師在長期教學實踐過程中，要不斷地發現和思考教學中所出現的問題，勇于進行教學改革，才能把教學工作做得更好，從而達到更好的教學效果。

參考文獻：

[1]明紅，劉涌濤，聶國興，等.發酵工程教學體系的改革實踐與探索[J].基礎醫學教育，2012，14（10）：761-763.

[2]盧小玲，劉小宇，高云，等.生物制藥設備與分離純化實驗教學初探[J].山西醫科大學學報：基礎醫學教育版，2011，13（4）：355-356.