生物化工工程教學(xué)改革與思索

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生物化工工程簡稱生化工程，是生物工程、發(fā)酵工程和生物化工專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課必修課，涉及生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多個(gè)學(xué)科。目前，生物化工工程已廣泛滲透到生物工程、制藥工程、發(fā)酵工程、食品工程、油脂化工、環(huán)境工程、化學(xué)工程等諸多學(xué)科中去，成為這些學(xué)科專業(yè)課程體系中不可或缺的支撐課程。作為工程類課程，其中既包含了許多生物工程方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)，又包含了對理論聯(lián)系實(shí)際的許多實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工藝流程以及工藝原理等的介紹，內(nèi)容龐雜，知識(shí)點(diǎn)繁多，概念抽象，一些反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的公式與推導(dǎo)更是枯燥，即便是生物工程本專業(yè)的同學(xué)亦感到難記憶難掌握。那么，如何在短暫有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，提高生物化工工程課程教學(xué)的質(zhì)量，使同學(xué)們對學(xué)科知識(shí)的掌握既有深度又有廣度，激發(fā)學(xué)生對生物工程專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，能夠真正為進(jìn)一步的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，已成為必須要思考的問題。因此生物化工工程課程教學(xué)的教學(xué)改革已越來越顯示出其重要性。

一、生物化工工程的教學(xué)現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的生物化工工程教學(xué)模式以《生化工程》課本為基礎(chǔ)，仿照生物工藝流程的線性關(guān)系，主要描述從培養(yǎng)基滅菌到生物反應(yīng)器及生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)直至發(fā)酵工程下游技術(shù)。從生物工程專業(yè)整個(gè)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃的學(xué)科教學(xué)大綱來看，其中的許多基礎(chǔ)理論和《微生物工程工藝原理》、《酶工程》以及《生物工程設(shè)備》等課程都有不同程度的重復(fù)。這種重復(fù)知識(shí)點(diǎn)的講授很容易讓學(xué)生產(chǎn)生輕視情緒，降低學(xué)習(xí)熱情。另外，生化工程涉及許多枯燥的公式推導(dǎo)，有時(shí)整堂課都是“公式復(fù)公式，公式何其多”，導(dǎo)致課堂氛圍枯燥，學(xué)生思想疲憊，注意力渙散，經(jīng)常無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

二、生物化工工程在生物工程專業(yè)課程體系中的位置

在整個(gè)專業(yè)課程體系中，生化工程的主要前修課程有微生物學(xué)、生物化學(xué)、物理化學(xué)、化工原理以及微生物工程工藝原理，生化工程本身又對后面的酶工程、生物工廠設(shè)計(jì)等專業(yè)課的學(xué)習(xí)起到鋪墊的作用，可謂承上啟下，至關(guān)重要。

三、生物化工工程課程教學(xué)改革

根據(jù)上述的分析，筆者對生物化工工程課程改革提出了以下見解：

1．教學(xué)內(nèi)容的承流與革新

在實(shí)際教學(xué)過程中應(yīng)時(shí)刻把握好教學(xué)核心問題：注重對工程意識(shí)的強(qiáng)化，并適當(dāng)對教學(xué)內(nèi)容做些調(diào)整，如弱化培養(yǎng)基滅菌的基礎(chǔ)理論講解，強(qiáng)化其中的動(dòng)力學(xué)衡算過程，將細(xì)胞反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中的基礎(chǔ)原理并于《酶工程》與《微生物工程工藝原理》課程講解，但對幾種動(dòng)力學(xué)模型的建立與應(yīng)用則應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體實(shí)例，加強(qiáng)學(xué)生對實(shí)際應(yīng)用的興趣和工程意識(shí)。另外，設(shè)立單獨(dú)的生物化工工程綜合實(shí)驗(yàn)l，讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，切實(shí)感受到生物化工工程從物料準(zhǔn)備中間發(fā)酵控制到下游處理獲得發(fā)酵產(chǎn)品的完整過程，感受生物工程生產(chǎn)線的真實(shí)過程，使學(xué)生們能夠鞏固理論知識(shí)，增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，并增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力，提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析水平，并能夠激發(fā)學(xué)生們的科研興趣，增強(qiáng)專業(yè)信心。

2．教學(xué)方法的突破與創(chuàng)新

隨著計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)的進(jìn)步，多媒體教學(xué)已經(jīng)成為高校教育的主要方式之一，在與形形色色生物產(chǎn)品生物工藝聯(lián)系緊密的生物工程類課程的授課過程中，多媒體教學(xué)更是能夠發(fā)揮特長，靈活的展現(xiàn)生物工程高科技產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，為學(xué)生們的視聽帶來新體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)積極陛。充分利用多媒體的信息再現(xiàn)、信息集成、交互、虛擬等多種功能，可以在授課過程中，穿插為學(xué)生播放一些生物工藝流程以及工廠的車間場景的圖片；并可利用虛擬功能，虛擬工程場景，讓學(xué)生自主的依據(jù)工程基本原理設(shè)計(jì)布置工廠；還可以播放一些工廠運(yùn)轉(zhuǎn)的視頻，強(qiáng)化學(xué)生對工程化形成產(chǎn)品生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)。課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生為本，不要單一的僅僅采取講授的填鴨式教學(xué)，可采用問題探究式教學(xué)，從Et常生活中的小問題引出專業(yè)問題，如由高壓鍋煲湯引出培養(yǎng)基滅菌，由豆豉的食用引出發(fā)酵的能量換算，努力引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn)的良好習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生自發(fā)自覺的科研精神，有秩序有目的的組織教學(xué)內(nèi)容，形成問題、選擇問題、討論問題、形成新的假設(shè)、實(shí)踐與論證、如何獲得結(jié)論，一步步啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生的思維流動(dòng)，帶著自我探究來獲得知識(shí)。

3．完善教學(xué)評(píng)價(jià)方法，改變考核方式

傳統(tǒng)的生化工程課程考試，以考卷分?jǐn)?shù)決定學(xué)習(xí)成績，用填空選擇問答等方式考核學(xué)生對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握，這種考核方式能考核出學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的記憶和理解，但是對于該學(xué)科工科本質(zhì)來說，更為重要的實(shí)際解決工程問題的能力是體現(xiàn)不出來的，因而，在考試中增加一些課程設(shè)計(jì)和綜合實(shí)驗(yàn)的成分，以論文形式衡量學(xué)生對專業(yè)技能的掌握程度，將彌補(bǔ)傳統(tǒng)卷面考試的不足，有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與提高。

最后，在生物化工工程課程的改革過程中，取得了一些成績，也發(fā)現(xiàn)了一些新問題，例如，大型綜合性實(shí)驗(yàn)很難保證每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成一套實(shí)驗(yàn)，只能分組進(jìn)行，對一些論文的深度和學(xué)生從實(shí)驗(yàn)過程中體驗(yàn)到的工程思想很難形成客觀標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然，所有的革新與進(jìn)步都離不開發(fā)現(xiàn)問題解決問題的循環(huán)往復(fù)，只要趨勢是進(jìn)步的，就應(yīng)堅(jiān)持改革道路，不斷推陳出新，為提高教學(xué)品質(zhì)盡最大努力。