《生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)》課程教學(xué)改革初探

趙 靖

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津市 300402）

二十一世紀(jì)是生命科學(xué)時(shí)代，生物工程技術(shù)是一顆最耀眼的明珠，生物化工是生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化形式之一，是生物技術(shù)應(yīng)用的主要形式。高職類生物化工工藝專業(yè)旨在培養(yǎng)既掌握生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝控制、工藝改進(jìn)的核心能力，又能勝任生物化工產(chǎn)品檢測(cè)與分析以及行業(yè)其它相關(guān)就業(yè)崗位的高技能人才。在生物化工工藝專業(yè)課程設(shè)置中，生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)是一門核心課程。課程通過探討生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)的共性，使學(xué)生熟悉生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)的一般過程，掌握生產(chǎn)過程的一般性操作技能，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問題的能力，鍛煉學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。

一、課程發(fā)展及教學(xué)目標(biāo)

生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)課程是在生物工藝學(xué)課程基礎(chǔ)上發(fā)展而來。早期的高職課程體系是本科教學(xué)體系的模型，生物工藝學(xué)課程教學(xué)沿用了理論教學(xué)體系，整門課程以理論知識(shí)講授為主線，內(nèi)容涉及工業(yè)微生物基礎(chǔ)、培養(yǎng)基設(shè)計(jì)及淀粉制糖工藝、培養(yǎng)基及空氣滅菌、供氧、生物反應(yīng)器、雜菌防治、工藝控制、動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)、生物物質(zhì)分離及純化等內(nèi)容，課程中配置實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)以輔助理論教學(xué)需要，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為理論教學(xué)服務(wù)的。

隨著高職辦學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的明確，課程教學(xué)的重點(diǎn)發(fā)生了轉(zhuǎn)移，課程設(shè)置中的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比例不斷增加，課程的目的轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生的操作技能為目的，理論知識(shí)服務(wù)于技能培養(yǎng)、以夠用為度［1］。因此，課程的教學(xué)目標(biāo)主要強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)，通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉生產(chǎn)中相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，掌握相關(guān)的生產(chǎn)操作技能，包括菌種的傳代保藏和選育操作、微生物發(fā)酵生產(chǎn)中的基本操作和過程控制（如發(fā)酵罐接種操作，生產(chǎn)中p H、溫度、溶解氧、泡沫、二氧化碳與呼吸商等過程參數(shù)的控制）、生物酶轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的一般操作以及產(chǎn)物分離純化的常見操作，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生形成較好的獨(dú)立思考、分析問題、解決問題的能力，能夠處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的一般性問題。

二、課程教學(xué)改革設(shè)計(jì)

（一）課程設(shè)計(jì)思路

課程設(shè)計(jì)中，從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，以典型的生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)為載體設(shè)計(jì)教學(xué)情境；每個(gè)學(xué)習(xí)情境又根據(jù)工藝特點(diǎn)，選擇具有代表性的典型工作任務(wù)，按照生產(chǎn)過程系統(tǒng)化的原則設(shè)計(jì)逐層遞進(jìn)的教學(xué)任務(wù)；同時(shí)以企業(yè)生產(chǎn)過程要求為依據(jù)，按照能力本位要求進(jìn)行課程考核。

經(jīng)過幾年的教改探索，我們把生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)課程按照生產(chǎn)階段設(shè)計(jì)為三個(gè)教學(xué)情境，分別為菌種選育、生產(chǎn)過程工藝控制和產(chǎn)品分離純化，這是生產(chǎn)中的三個(gè)階段，通常被稱為上游、中游和下游過程。在每個(gè)教學(xué)情境下，選擇不同的工作任務(wù)，工作任務(wù)的選擇和設(shè)計(jì)以典型產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝為依托，按照由易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)行設(shè)計(jì)［2］。打破原有的理論考核體系，課程實(shí)施過程性考核。

（二）教學(xué)內(nèi)容的選取

課程教學(xué)內(nèi)容的選取應(yīng)該具有針對(duì)性、典型性、實(shí)用性和職業(yè)性。在生物化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)課程改革探索中，按照產(chǎn)品生產(chǎn)過程將課程設(shè)計(jì)為三個(gè)教學(xué)情境，分別為菌種保藏與選育、生產(chǎn)過程工藝控制和產(chǎn)物分離純化，針對(duì)三個(gè)教學(xué)情境分別選取了與之相適的能力訓(xùn)練項(xiàng)目［3］。教學(xué)內(nèi)容的選取考慮了生產(chǎn)的一般性、可實(shí)施性，且在最大程度上接近企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際。同時(shí)在課程教學(xué)中，充分利用校內(nèi)和校外實(shí)訓(xùn)基地加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)企業(yè)實(shí)際情況的認(rèn)識(shí)，有效地提高了學(xué)生的生產(chǎn)操作能力。

能力訓(xùn)練項(xiàng)目的選擇是以乳酸發(fā)酵生產(chǎn)、氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)和皮質(zhì)激素的轉(zhuǎn)化生產(chǎn)三類產(chǎn)品作為教學(xué)背景進(jìn)行的。氨基酸生產(chǎn)是典型的生物好氧發(fā)酵過程，具有微生物發(fā)酵生產(chǎn)的一般性，也是重點(diǎn)建設(shè)的生物化工產(chǎn)品；皮質(zhì)激素是原料藥生產(chǎn)項(xiàng)目，多采用微生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)，通過相關(guān)訓(xùn)練，可以使學(xué)生掌握生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的一般過程；而乳酸是具有較大開發(fā)潛力的有機(jī)酸產(chǎn)品，其生產(chǎn)菌種可以從自然界分離得到，相關(guān)訓(xùn)練項(xiàng)目可以使學(xué)生了解如何從自然界篩選菌種。以此三個(gè)產(chǎn)品為背景，按照教學(xué)情境，選取的能力訓(xùn)練項(xiàng)目如表1所示，每個(gè)情境下選取的訓(xùn)練項(xiàng)目由易到難，體現(xiàn)了能力培養(yǎng)的遞進(jìn)性。

表1 教學(xué)情境設(shè)計(jì)及能力訓(xùn)練項(xiàng)目的選取

三、教學(xué)內(nèi)容的組織與安排

在教學(xué)組織中，按照能力本位的要求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生操作能力的培養(yǎng)，在每個(gè)情境下按照由易到難、由簡(jiǎn)入繁的順序進(jìn)行能力訓(xùn)練，同時(shí)獲取相關(guān)理論知識(shí)。在訓(xùn)練過程中，教師在訓(xùn)練中的作用逐漸弱化，學(xué)生的獨(dú)立操作能力逐漸增強(qiáng)，學(xué)生素質(zhì)得以提高。

以菌種保藏與選育教學(xué)情境為例，項(xiàng)目1使學(xué)生首先掌握基本的菌種保藏技術(shù)，用已有的純菌種進(jìn)行訓(xùn)練，保證過程的無菌操作及接種方法正確就能達(dá)到訓(xùn)練要求，此環(huán)節(jié)教師演示操作方法，指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)操作；項(xiàng)目2在項(xiàng)目1的基礎(chǔ)上提高難度，要求學(xué)生從混雜的菌種中分離純化出需要的目的菌株，教師在教學(xué)中的作用主要表現(xiàn)為引導(dǎo)和糾錯(cuò)；而項(xiàng)目3是在前兩項(xiàng)工作能夠順利完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行的難度更大的訓(xùn)練項(xiàng)目即對(duì)菌種的改造，也就是育種工作，此環(huán)節(jié)要求學(xué)生獨(dú)立完成，教師在學(xué)生工作中起到指導(dǎo)作用。三個(gè)環(huán)節(jié)是循序漸進(jìn)的，并且在實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生也學(xué)到了必備的理論知識(shí)。在三個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的獨(dú)立工作能力逐漸增強(qiáng)，而教師在學(xué)習(xí)過程中的作用逐漸淡化。

四、教學(xué)方法和手段

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題，如菌種退化問題、發(fā)酵染菌問題、產(chǎn)品質(zhì)量問題等，結(jié)合本課程特色，教學(xué)中根據(jù)不同的項(xiàng)目和工作任務(wù)采用不同的教學(xué)方法，如：示范教學(xué)法、案例分析、分組討論、虛擬訓(xùn)練等方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實(shí)踐。

（一）示范教學(xué)法

在學(xué)生進(jìn)行具體操作訓(xùn)練的過程中，指導(dǎo)教師首先將各項(xiàng)操作的要領(lǐng)逐一傳授給學(xué)生，學(xué)生則通過操作訓(xùn)練，提高自己的操作技能。如微生物的接種技術(shù)，首先由教師演示接種過程，然后學(xué)生按照操作要點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練，掌握操作要領(lǐng)，提高學(xué)習(xí)效率。

（二）分組討論教學(xué)

如菌種改造環(huán)節(jié)，對(duì)于菌種改造的實(shí)施方案的制定，可以通過分組討論來實(shí)現(xiàn)。對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，分別制定實(shí)施方案，集中討論確定最終路線再加以實(shí)施。通過這種訓(xùn)練，加強(qiáng)了學(xué)生的文獻(xiàn)查閱和組織能力，同時(shí)也訓(xùn)練了學(xué)生工作的主動(dòng)性和連貫性。

（三）案例分析教學(xué)

對(duì)于一些生產(chǎn)中的非一般過程，比如發(fā)酵過程的染菌現(xiàn)象，可以通過案例分析教學(xué)來實(shí)現(xiàn)，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生多方位思考，提高教學(xué)效果。

（四）虛擬訓(xùn)練教學(xué)

對(duì)一些操作過程比較復(fù)雜、操作難度較大、使用大型設(shè)備的實(shí)訓(xùn)，如工業(yè)滅菌過程等，可通過虛擬軟件進(jìn)行虛擬訓(xùn)練，再到校外實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練。

總之，課程改革是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，是在新的發(fā)展要求下對(duì)高職教學(xué)提出的新要求，我們應(yīng)該在教學(xué)過程中不斷更新觀念，提高認(rèn)識(shí)，摸索出更加適應(yīng)社會(huì)需求，符合人才培養(yǎng)要求的教學(xué)模式，真正意義上提高學(xué)生的職業(yè)技能。

［1］趙志群．對(duì)高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)、課程模式和課程開發(fā)方法的一些思考［J］．武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，（02）．

［2］姜大源．論高等職業(yè)教育課程的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)—關(guān)于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)的解讀［J］．中國高教研究，2009．

［3］姜大源．論高職教育工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)［J］．徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（03）．