生物工程課程改革思考(8篇)

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第一篇：生物工程專業藥物分析實驗改革思考

生物工程專業（制藥方向）涉及的知識面廣、內容多，不僅包括與生物技術相關的一些基本理論，還包括與制劑、質量控制等生物制藥相關藥學知識[1]。《藥物分析實驗》是生物工程專業（制藥方向）的核心實驗課程，為提高學生主動學習能力，課程組采用課內外研討模式，一種引導學生由被動學習變為主動學習，充分調動學生自主學習的積極性，提高獨立分析解決問題能力的開放性教學[2]，近三年實施該模式后，取得了顯著的教學效果，但也有不足之處。Moodle平臺是一種教學管理與評價軟件，是由澳大利亞教育學博士MartinDougiamas所帶領的研究團隊開發的開放源碼網絡教育平臺[3]。Moodle軟件體現了“引領式在線學習”的教育思想，在這種先進教育思想的指導下，教師可以參與和指導學習者的自主性學習。這種教育者和學習者相互溝通的教育方式比傳統的學生自主式學習的學習效率更高，學習效果更好。從2014年起，本課程組在生物工程專業開展了基于Moodle平臺的《藥物分析實驗》研討模式改革（圖1），設計出三大模塊為內容、互動反饋為特色的新型研討方式。本文對2014-2015學年所取得的教學效果進行總結，旨在為進一步提高研討式實驗教學效果奠定基礎，為相關學科實驗教學改革提供一定的理論參考。

一、目前研討存在的問題

（一）研討內容相關資源、素材無法共享

討論前教師查閱的最新素材和學生收集的相關資料，及討論過程中的反饋意見和總結報告，都需要保存。但討論之后，很多研討資料都沒有及時的整理保存，沒有達到資源共享的目的。

（二）課時有限導致討論不夠深入

在某個話題的研討過程中，要引起聽者的思考并參與討論需要一定時間才能達到高潮，產生思想碰撞。由于課時的限制，傳統的形式下不能深入展開討論，學生需要一個能夠延續課堂討論的平臺，將課內進行的討論延續至課外。

（三）學生參與研討的積極主動性不夠

在討論班上有時會出現教師提出了問題，學生鴉雀無聲，或是學生沒有積極地思考；或是老師過分限制討論的范圍，造成學生很難發揮主動性；還有的學生能夠積極主動思考，但不善于表達。

（四）評價體系不完善

在討論班中教師扮演著主持人的角色，既對學生進行引導，又要對學生作評價。單純地以課內研討表現來評價，而忽視學生在課外的努力，會扼制學生自主學習的積極性，故需要有個平臺來多元化評價學生的學習行為，多加以引導、鼓勵和肯定。

二、Moodle平臺在研討中的應用

（一）利用資源庫模塊實現資料共享

學校為每個班每門課都開設了Moodle平臺，教師可以通過“資源”和“活動”兩大學習模塊來添加課程內容，把研討主題相關的文件、網頁、圖書、課件等資料分類上傳至平臺中。比如在開展“氯霉素眼藥水的高效液相色譜分析”實驗研討前，將高效液相色譜儀的設備圖片、設備結構圖、設備工作原理動畫等內容轉化為word、gif、swf等格式連接到Moodle軟件平臺的模塊上，提供高效液相色譜儀的虛擬仿真軟件至平臺上供學生自學；藥物制劑在藥典中相關分析項目及具體步驟等內容也在平臺中進行更新和管理，學生課前完全能夠在Moodle平臺上開展自主學習，為下一步的課內研討作好充足的準備。每次研討時，在專門的實驗錄播室里，錄制每個班學生的現場研討視頻，建立起視頻庫，可供學生相互觀摩學習。經過逐漸積累，形成了本門課程的專業資源庫，極大地方便了教師的教學和學習的自主學習，為研討順利開展提供了良好的保障。

（二）利用討論區和聊天模塊實現課外交流

Moodle平臺討論區模塊可以實現異步討論，教師將研討主題后，學生可以在課外跟貼交流互動，將研討延伸至課外，并且調動了不善于言語表達學生的積極性。據平臺的自動統計功能，學生參與Moodle平臺討論某一天的最高點擊率達到2500多人次，92.3%學生在平臺上發貼談自己的看法，參與率大大提高。教師還可在平臺上為學生的發言打分，并計入課程最后總分，以此鼓勵學生的研討積極性。Moodle平臺聊天模塊可以實現同步的文本交互，供師生、生生之間進行及時交流。平臺系統會將討論內容記入后續討論中，且內容公開，方便學生及時查閱。討論區和聊天模塊彌補了傳統討論班教學中的時空限制等不足，加強與學生溝通以更好地了解學生對課程的掌握。

（三）利用作業和互動評價模塊建立完善的評價體系

教學評價是衡量教學效果非常重要的一個方面。僅僅通過課內表現來評價學生的研討成績存在很多弊端，不能全面反映學生對課程的掌握情況，更不能分析其根源，而Moodle軟件很好的解決了這一弊端。軟件的考核系統功能非常強大，首先該軟件具有跟蹤功能，可以實時查看課程成員的活動日志，掌握學生登陸次數和在線活動時間，這樣，教師對每位學生的學習情況了如指掌，根據在線時間長短給予不同計分。其次，利用作業模塊，學生將作業上傳至平臺，系統自動記錄上傳時間；教師批改后的評價打分在線反饋給學生，學生作業晚交的將酌情扣分，作業分也作為學生考核的一個內容。再次，在有些研討內容中，可以應用互動評價模塊。每位學生提交相關文檔或者電子表格，并根據教師定制的多準則標準來評估其他同學的提交內容，學生有一個或多個對其他同學的提交做出評價的機會。在互相評價中學生獲得兩種分數———一個是他們的提交分數，另一個是他們對其他學生的提交的評估分數，兩種分數都會在成績冊中登記作為總成績的一部分。

三、結束語

“依托信息技術，完善教學手段建設”是提升教學質量，培養應用型人才的有效方法。近兩年，基于建構主義教育理論開發的課程管理系統———Moodle交互平臺作為一個具有先進教學理念的、功能強大的課程管理平臺，已不斷完善并被廣泛應用。《藥物分析實驗》研討以Moodle為網絡環境下的交互平臺，充分應用現代化手段進行教學，這種模式不僅打破學生學習和師生互動交流的時空限制，促進溝通交流，且加大信息量，拓寬學生的專業視野，有效的將課堂與網絡教育結合起來，彌補目前研討教學中存在的問題，提高了研討教學的質量和效率，是一種很有意義及效果的嘗試。

作者：俞超 張凱龍 張捷 譚志文 劉利萍 汪財生 單位：浙江萬里學院生物與環境學院

第二篇：生物工程專業實驗課程教學改革分析

生物工程是20世紀70年代初開始興起的一門綜合性應用學科，是以生物學的理論和技術為基礎，結合化學工程、信息工程、機械工程、控制工程和環境工程等工程科學，是實踐性很強的應用型專業，主要培養生物工程領域的高級工程技術人才［1-5］。生物工程專業是一門工科專業，作為生物工程的一門主要必修課程，《生物工程專業實驗》具有很強的理論性和實踐性。專業實驗環節對于培養學生的實驗動手能力，以及分析問題、解決實際問題的能力，具有重要作用，是培養創新能力和綜合素質新型人才的重要途徑。

1存在的主要問題

1.1學生實驗時間有限

生物工程專業實驗項目涉及微生物實驗中的培養基配制、滅菌、菌種活化、接種和培養等步驟。這些基礎操作的訓練早在學生三年級的時候就已經學過，時隔1年之后又要從這基礎步驟做起，從時間上講是不允許的。將專業實驗安排在大四第1學期，學生除了理論課的學習，還要為找工作、考研及考公務員做準備，所以很多實驗很難按正常進度進行，如酒精發酵、細菌生長曲線的測定等。在學生實驗時間受限的條件下，適當的安排實驗項目和時間是必要的。

1.2動手能力較差

在安排學生生產實習或生產實踐環節，僅僅依靠老師帶著學生在工廠參觀，學生們很難對發酵罐、糖化鍋、糊化鍋等設備及工藝流程有全面的認識，因此無法熟練并獨立完成生物工程專業實驗。

1.3學生的積極性不高

一般情況下，學生實驗多以老師講授、指導為中心，學生多處在被動，按照老師說的實驗步驟進行操作，其創新性沒有得到鍛煉。

1.4實驗分組問題

以往微生物實驗、生化實驗都是兩人一組進行，但生物工程專業實驗，多以大型設備為主，不可能按照兩人一組進行實驗臺數的配套，并且所需測定項目較多，如果還是按兩人一組，又很難全部完成，因此一般分組都是5～6人組。

1.5考核成績不完善

實驗成績一般按照平時操作和實驗報告，很難全面考核學生。

2解決方案

2.1合理安排實驗時間

在課程設置上，將生物工程專業實驗定在大四第1學期，這是根據學生對理論知識基本掌握后而安排的。雖然這個時候學生對理論知識有了一定的了解，但與此同時仍然有一部分理論課也在學習，專業實驗當中的實驗項目就必須根據學生空余時間來進行靈活安排，如將時間較短的實驗安排在學期的前面，等到理論課結束后，將時間較長的實驗統一安排，這樣就能避免學生在上實驗課的時候，還要想著下一節理論課的上課時間，而對學生系統的掌握實驗操作也是較好的。在以后的課程設置上也可以考慮將專業實驗課的時間提前到大三下學期。

2.2構建全面的實驗項目，提高學生動手能力

以往開設的實驗項目，多以基礎性實驗為主。根據教育部2012年的《國家教育事業發展第十二個五年規劃》精神，從現代化建設的要求看，經濟社會發展對人才的需求發生了深刻的變化，迫切需要進一步提高應用型、復合型人才的供給。按照這個要求，單純的基礎性實驗不能滿足培養應用型人才的要求，因此要對實驗項目進行改革和拓展，增開設計性和綜合性實驗，精簡基礎性實驗，這樣能改變以往學生一進實驗室就只是一味地按照老師的步驟進行操作，上交的實驗報告也幾乎是同一個版本。增開設計性實驗和綜合性實驗后，學生能根據自己對實驗的理解，設計實驗方案，安排實驗進度，這樣學生能從中學到更多的實驗操作，加深對實驗的理解，將理論知識與實踐更加緊密地結合，有利于學生動手能力的提高，更激發學生對于實驗學習的積極性。

2.3合理進行實驗分組，完善考核制度

單純的基礎性實驗，可以按照較少人次來分組，如2～3人組，這樣分組可以讓每一個學生都參與到實驗當中，培養動手能力。對于設計性和綜合性實驗來說，可將人數適當增加，如5～6人組，人數雖然增多，但每一組的實驗內容不太一致，可避免抄襲，同時設計性和綜合性實驗相比基礎性實驗，算是大型實驗，里面需要用到大型的儀器設備，測定指標也相對較多，所以也能滿足每一個學生都能動手的要求。實驗成績方面，增加平時成績的組成單元，可以分為課前預習、課堂提問及動手操作等。課前預習可要求學生寫預習報告，將實驗中有可能出現的問題或者說對實驗方案的優化寫在報告中，到上課的時候可以與老師一同探討，這樣也能提高學生的積極性。教師根據學生的預習報告，設計的實驗方案是否合理，實驗操作是否規范來給予學生平時成績，這樣能更全面、更公平的考核學生。

3結束語

深化專業實驗課的改革，是培養高素質、創新型人才的重要保障，而專業實驗的教學質量又直接影響學生的專業素質。本文在分析實驗課中存在問題的同時，結合四川理工學院實際又提出一些教改方案。這些改革對于以后培養應用型、復合型人才大有幫助。

作者：李麗 單位：四川理工學院生物工程學院

第三篇：生物工程無機及分析化學課程考試改革與實踐分析

無機及分析化學是高等院校化工類、食品類、生物類、制藥技術類等近化學專業開設的一門重要基礎課程，對學生專業素質和綜合素質的培養起著重要的作用［1］。其教學任務是使學生了解近代物質結構理論的基本知識，熟悉常見元素及化合物的性質與作用，掌握化學反應的基本原理及水溶液中四大平衡的基本規律，掌握滴定分析的基本原理與方法，養成良好的實驗習慣和嚴謹求實的科學作風，會選擇分析方法和正確表達分析結果，初步具備解決無機及分析化學實際問題的能力，為學生進一步學習相關專業基礎課和專業課打下基礎［2］。由于無機及分析化學課程的知識點較多且分散，而規律隱藏在方法和性質之中，要真正地教好、學好這門課程，需采用合理的教學方法和學習方法。考試方式是學習方法的導向，是學習效果的體現，要提高教學效果，必須進行考試方法的改革。

1無機及分析化學課程考試現狀

目前，無機及分析化學考試仍采取“平時成績+期末閉卷成績”相結合的考察方式，平時成績主要由課堂考勤、課堂表現和課后作業三部分組成，占30%。而在實際操作過程中，由于科任教師并沒有對課堂考勤和課堂表現進行量化，平時與學生的接觸不多、對學生的了解不夠，且學校沒有明確規定平時成績的具體操作辦法，因此操作起來比較混亂。一部分教師根據期末考試成績來推斷學生的平時成績，認為期末成績不好，平時表現也不好;一部分教師單純利用課后作業成績代替平時成績，以偏概全，頗失公平。還有一些教師搞平均主義，不管平時表現如何，平時成績都是在80分到90分之間。平時成績評定上的這些缺點給教師帶來了麻煩，給學生造成了不公平。期末閉卷考試占較大比重(70%)，主要通過選擇題、填空題、判斷題、簡答題和計算題進行考試評定。由于閉卷考試的題量通常較大，對知識記憶能力的要求較高，而對應用能力的要求降低，這種單一的閉卷考試方法會誘導學生讀死書、死讀書，在死記硬背上花過多的功夫，造成學生“平時不努力，考前下苦功”的普遍現象，產生“押考題、背重點”的錯誤導向，造成“重理論、輕應用，重記憶、輕能力”的不良后果，這種應試教育的考試方法會使學生缺乏學習興趣，片面追求分數，不注重分析和解決問題能力以及創造性思維等多方面能力的提高，不利于培養學生探索知識的精神和開拓性精神。同時，單一的閉卷考試模式，只注重學生對理論知識的理解和記憶，并沒有聯系學生的專業特色，沒有檢驗到學生將基礎課中學到的知識和原理運用到如何去解決實際專業問題中，這勢必會影響到學生的實踐能力。另外，一門課程只有期末一次考試，而期末考試分數所占比重過大，基本上決定了學生的最終成績，這種考試存在較大偶然性，一旦學生發揮失常，成績將很不理想。因此，這種考試很難真實地反映學生的學習情況。同時，還會導致一些平時不努力、不刻苦的學生，在期末考試中舞弊，影響了學風和校風。目前，無機及分析化學這門課程的教學改革已經取得了一定的進展［3－6］，但考試改革明顯滯后［7－8］，這將直接影響教育教學質量的提高。

2無機及分析化學課程考試改革方案

科學合理的課程考試對教學不僅具有反饋、調節、評價、促進作用，而且能轉變學生的學習方式，調動學生學習的積極性和主動性，培養學生的創新精神和實踐能力［9］，結合本課程的教學任務和學生的專業特色，按照“強化基礎、提高能力、聯系專業、突出素質、培養創新”的改革思路，新的考試方案是建立考評體系，制訂合理的考評指標，對教學效果進行考評，在內容上以“能力考評”為主，在方法上以“靈活多元”為主，在時間上以“邊學邊考”為主，在方式上以“學生自測為輔，教師考評為主”的考試模式，達到培養學生自主學習的能力。堅持以素質教育為目標，摒棄“為應試而學，應試而教”的傳統應試教育考試方法。本次課程考試改革學生考試成績由四部分組成，具體方案如下。

2．1平時考試(20%)

平時考試主要是為了測評學生在學習態度方面的表現。以課堂考勤、課堂表現和課后作業為主，分為優(≥90～＜100分)、良(≥70～＜90分)、中(≥50～＜70分)、差(≥50分)四等。在設置授課計劃時，根據16周、每周4學時的教學安排進行10次課堂隨機點名，每缺課1次扣2分。缺課總額超過5次，平時成績直接評為差。課堂點名主要督促學生認真學習，提高課堂教學出勤率，考察學生的求學態度;課堂上鼓勵學生在對理論知識融會貫通的基礎上大膽質疑、探索、表達自己的意見，真正促進學生和教師之間的相互交流，形成良好的師生互動，改進教學質量，從而避免教師照本宣科，學生死記硬背。對于課堂表現活躍、積極主動提出問題和回答問題的學生，可適當給予加分，最多可加5分，最少加1分;而對于那些上課玩手機、睡覺、講小話的學生進行扣分，每次扣1分，最多可扣5分。課后作業主要以每章節的課后習題為主，以課外習題為輔，考察學生對知識點的掌握情況，同時將所學知識與學生專業結合起來，將理論知識直接應用在專業問題中，從而調動學生的學習積極性。如在學習了第一章“分散體系”第二小節“稀溶液的依數性”之后，要求學生根據所學的依數性原理結合生物專業的專業特點，解釋動植物的生命現象，如植物為什么具有耐寒性和抗旱性?施肥過多植物為什么會燒死?淡水魚游到海水中為什么不能存活?通過這樣的考試形式，不僅調動了學生學習的積極性，還促進了學生運用所學知識解決專業問題的能力。作業采取教師抽查、學生之間互相批改、教師講評等形式進行。根據教學內容布置8次課后作業，每次作業批改后記錄成績，期末取平均值。缺交一次作業扣2分，累計4次未交作業，平時成績直接評為差。

2．2階段考試(20%)

按章節進行基本概念、基本理論、基本計算的小測試，一方面督促學生及時復習，另一方面可以讓教師及時了解學生的學習情況，及時調整教學進度，根據教學安排，在第5周、第10周各安排1次課堂閉卷筆試，階段考試的成績取2次平均值。考試題目來自于學生，在此之前，要求每5個學生出一套試卷，試卷設計盡可能覆蓋到所講的知識點，教師綜合學生的題目作為階段考試的題目。這樣既能轉變學生的學習觀念，又能調動學生學習的積極性和主動性，提高學生的綜合素質。

2．3課程小論文(10%)

為了培養學生的創新能力、自學能力、應變能力、資料查閱能力以及知識應用能力，要求學生將所學知識與學生專業聯系起來，運用所學知識來論述專業問題，這樣不僅開闊了學生的眼界，拓展了知識，同時使學生由接受性學習轉變為研究性學習和創新性學習。如在學習了第六章“酸堿平衡和酸堿滴定法”之后，要求學生根據所學的化學分析原理和方法結合生物專業的專業特點查資料，于2周后提交論文《酸堿滴定在動植物體內氮含量測定中的應用》。又如，在學習了第八章“配位平衡和配位滴定法”之后，要求學生查閱資料，提交小論文《配合物在生命機體正常代謝過程中的應用》。論文以小組形式分工合作完成，4～5人一組，論文評分主要以論文的撰寫、答辯PPT的制作、查閱資料情況、協同合作能力、回答問題的表現等作為考試指標，分為優(90～100分)、良(70～90分)、中(50～70分)、差(50分以下)4等。每個學生一學期至少撰寫1篇課程小論文，否則記為零分。

2．4期末考試(50%)

期末考試采用“開卷、閉卷相結合”的考試形式，其中閉卷占70%，開卷占30%。考試總時長120min，其中前30min完成開卷考試，待開卷試卷收上來之后，再開始閉卷考試，閉卷考試時間為90min。閉卷進行水平考試，考查學生對基本概念和基本原理的掌握程度，主要以選擇題、填空題、判斷題和計算題為主。開卷進行能力考試，考查學生的思維能力和解決問題的能力，主要以簡答題和論述題為主。開卷考試在書本上無法找到現成的答案，需要學生對所學的知識進行歸納總結來解決問題。例如，可以出這樣的題目［8］，反應:C6H6(L)+HNO3(L)+3H2(g)=C6H5NH2(L)+3H2O(L)，在298K、標準狀態下能夠自發進行，運用所學的原理綜合分析，在298K、標準狀態下用這個反應來制備苯胺的可行性。這道題實際上涉及了兩個方面的內容:1)分析反應物的氧化還原性;2)用化學熱力學原理解釋反應的可能性。因此，最后分析結果是這個反應盡管可以自發進行，但是如果將3種反應物混合在一起，實際上發生了氧化劑HNO3(L)和還原劑H2(g)的氧化還原反應，這種題目不僅能真實地反映出學生對所學知識的掌握程度和實際綜合運用能力，而且對學生的素質培養起到促進作用。這四個部分每部分的滿分是100分，按比例組成本課程的總成績。

3無機及分析化學課程改革效果

選擇生工工程專業2014級學生作為考試對象，通過采用這種靈活多樣的考試方式進行了課程考試改革，達到了以下的效果。

3．1學生的學習興趣明顯增強

新的考試模式強調學習過程，注重學生平時的努力和知識的積累，也將基礎知識與專業知識真正掛鉤，啟發和鼓勵學生發現問題、提出問題，引導學生思考和討論。平時考試中，增加課題答疑環節，能活躍課題氣氛，真正達到師生互動;課后作業不再單純是書本上的習題，增加了課外探索性、思考性習題，并且將所學知識與學生專業結合起來，將理論知識直接應用在專業問題中，這樣極大地調動了學生的學習積極性。階段考試由學生自主命題，能轉變學生傳統的“接受式”學習觀念，促使學生自覺主動地去理解課程內容。

3．2學生的綜合素質明顯提高

讓學生查閱文獻，通過小組合作撰寫課程小論文，培養了學生的創新能力、團隊協作能力、表達能力、應變能力、查閱資料能力和知識應用能力，使學生解決問題和分析問題的能力得到了提高。同時，這種考試模式也提高了學生撰寫科技論文的能力，為以后撰寫畢業論文打下基礎。通過采取開卷、閉卷相結合的模式，學生不僅需要掌握基礎知識和基本理論，還要學會更好地利用基本理論來解決實際問題，改善了以往學生“為考而學，為考而考”的應試教育觀念。

3．3教師的教學水平和科研水平明顯提高

對學生進行綜合量化考試，全面客觀地反映學生的學習效果，對任課教師提出了更高的要求，要求教師設計出更加科學合理的考試方法，在實際教學中不斷地改進教學方法，提高教學水平，也能督促教師在教書的同時，也要不斷地學習，擁有深厚的理論功底和豐富的科研實踐經驗，真正做到言傳身教。

4結語

高等教育的發展離不開教師對教學方法以及考試方式的不斷探討。課程考試方式直接影響到教學效果和人才培養。筆者在客觀分析和探討本校無機及分析化學課程傳統考試模式弊端的基礎上，結合該課程的教學目標和教學任務，提出了一套新的考試改革方案和科學合理的考試體系，與傳統的考試模式相比較，新的考試體系成績構成更多元化，成績評定更科學合理。通過在本校生物工程專業2014級學生中試行，發現學生的學習興趣明顯提高，自主學習意識明顯增強，同時在這種靈活、科學、公平的考試體系下，學生和教師的綜合素質都得到了不同程度的提高。

作者：李文藝 劉婷 袁霖 單位：湖南科技學院化學與生物工程學院

第四篇：生物工程化工原理課程教學改革思路

化工原理是化工類及其相關專業的一門重要的技術基礎課。它主要研究化工生產中單元操作的基本原理及其設備的設計、操作與控制。對于生物工程專業的學生，化工原理是一門重要專業基礎課程。在生物工程專業的課程體系中，化工原理課程處在自然科學基礎課和工程科學專業課之間，起著由理及工，承前啟后的作用[1]。但是化工原理此門課程綜合了高等數學、物理、物理化學、計算技術等基礎知識，綜合起來學習負責枯燥。在教學中我們根據生物工程專業的專業特點和學院辦學特色，對化工原理課程的教學內容和教學方法進行了一些改革探索和實踐，以期增強課堂教學效果，激發學生的學習興趣，提高教學質量。本文結合作者的教學實踐經驗，對生物工程專業化工原理的理論教學進行探索和實踐。

1明確課程地位，重視第一堂課的講授

根據教育部頒布的《關于普通高等院校修訂本科生專業教學計劃的原則意見》，生物工程系對生物工程專業的教學計劃進行了修訂，明確了化工原理作為生物工程專業的專業基礎課的主導地位。研究表明，態度對人的行為有很大的影響，它影響人們的工作和學習效率[2]。通過以往的教學經驗發現，第一堂課授課老師的講解直接決定了學生對這門課程的態度。所以授課老師在第一堂課，利用淵博的知識和實際生活中的例子，來培養學生對化工原理課程的興趣。化工原理課程是學校在大學三年級針對生物工程專業開設的必修課程，授課老師強調此門課程是發酵相關專業考研參考書，也是研究生學位課的基礎，使學生明白學好化工原理的重要性；通過簡單的介紹化工產業的發展歷程，使學生對化工原理課程有一個大體的認識和了解；再利用旁征博引列舉生活中大家熟悉的實例，如冬天北方城市的供暖、用離心泵灌溉等，激發學生的學習熱情，然后結合化工原理中的單元操作知識點解答這些生活實例，消除學生的抵觸、害怕情緒，激發他們的學習興趣。此外，教材是學生學習的主要工具，教材的選擇是教學過程的一個重要環節。第一堂課中將我們使用的教材進行介紹，我們學校選擇的是夏清、陳常貴主編由天津大學出版社出版的《化工原理》，強調該教材是許多院校碩士研究生考試的參考書[2]。提高學生尤其是有考研計劃的學生的重視。但由于獨立學院的特點，學生對知識的掌握參差不齊，該教材對于學生來說相對比較難，講課的時候我們須要抓住重點的單元操作進行授課，使化工原理的教學符合生物工程專業培養目標。對于獨立學院生物工程專業，教師需要從教材和講授內容上因人施教，提高學生成績。

2多媒體教學與傳統教學相結合，生產實習和實驗結合，提高教學效果

化工原理課程需要重點論述單元操作的基本原理和計算方法，其中包含許多公式的推導和計算。教師充分利用網絡資源，制作多媒體課件進行啟發式教學，將抽象的原理以小視頻、Flash動畫等形式展示給學生，提高教學效率，增強教學效果；使學生在教室中就了解到工廠產品的生產流程和設備。如第二章流體輸送機械中，使用動畫或者Flash影片播放各種輸送機械的工作過程，如離心泵、往復泵等，第四章傳熱中列管式換熱器使用三維動畫生動地展示其工作原理，使學生直觀的理解。我們從之前的教學經驗發現，單純采用PowerPoint課件進行講解，公式在屏幕上顯示直觀感覺“亂”，造成學生視覺上的疲勞，而且許多學生往往還沒有反應過來，頁面就已經翻過去了，學生會感到枯燥無味，造成多數學生不愛聽，失去學習化工原理的興趣。此部分內容教師需要借助板書，手寫推導，隨寫隨看，誘導學生進入動態思維過程，調動學生學習的能動性，從而讓學生跟著教師的思路走。此外，課堂上理論知識的講解，只能讓學生對化工原理涉及的單元操作和設備簡單的理論了解。安排學生進入化工廠參觀實習及實驗操作，結合工廠工程師的講解，增加學生的感性認識，使知識轉化為實踐，使學生對化工原理的知識掌握不再是“紙上談兵”。

3重視預習，調動學生主動學習積極性

化工原理課程是綜合運用數學、物理、化學、計算技術等基礎知識，分析解決化工類生產過程中各種物理操作問題的技術基礎課[3]。課程學習相對于其他科目難理解、難推導、難掌握，從以往的教學經驗發現，部分學生對這門課程存在抵觸、害怕的情緒，使得學習和講授過程相對較難，互動較少，學習效果差。在第一堂課的授課過程中消除學生對本門課程的害怕抵觸情緒，之后的教學中教師提前布置預習任務，學生在課下主動學習，熟悉課堂內容，查閱資料[4]。課堂上以回答問題和分組討論的形式檢查預習情況，發現學生難理解的內容，再對其進行詳細講解和分析，使學生將課程內容理解掌握，提高學習效率。這種方式改變了傳統的學習方式，使學生從被動的接收內容轉變為主動學習知識，充分發揮學生的主觀能動性，并培養了自學能力。對于流體輸送機械、沉降與過濾、傳熱、精餾塔、干燥幾章內容，涉及到設備的結構與操作原理，采用以學生自學、查閱資料為主，自己制作多媒體課件，課堂上以講課的形式展示自己的自學成果，使學生真正成為課堂學習的主體[5]。

4習題課的重要性

課后習題是對課堂內容的應用和鞏固，每個重要知識點結束后，布置相關的習題，使學生在解題過程中加深對基本原理的理解與掌握。如布置第一章中流體流動中流體靜力學方程式、伯努利方程式的應用題，讓學生課下完成。下次講課之前，用10-15分鐘時間進行習題的解答，由學生解答習題思路，在講臺上板書講解，其余同學對其思路進行討論，這樣可以發揮學生的主動性，積極參與到課堂上。如果課時允許，可以設置專門的習題課，對習題進行集中講解和討論，加深學生對基本概念和方法、基本工藝計算的理解，從而鞏固課程的理論知識。綜上所述，結合化工原理課程和生物工程的專業特點，我們通過不懈的努力，優化教學內容，改進教學方法，調動學生學習的積極性，我們圍繞新的課程要求積極改進教學方法，提高教學質量，以培養學生綜合素質為目標，培養學生創新能力為重點，為培養具有工程概念的生命科學人才打下了堅實的基礎。

作者：杜曉娜1 關海燕1 周晨妍2 單位：1.新鄉醫學院三全學院生命科學技術學院發酵工程教研室 2.新鄉醫學院生命科學技術學院

第五篇：生物工程實驗教學的改革分析

生物工程實驗是當前全國高等院校中生物工程、生物技術及生命科學等熱門專業開設的一門綜合性和專業性強的實驗課程。它不但綜合了微生物學、分子生物學、基因工程、酶工程、發酵工程、細胞工程等多學科的實驗內容，而且還涉及專業發展前沿的很多新思路、新方法和新成果。生物工程實驗教學注重通過實驗過程提升學生的研究能力、創新能力及實踐能力等綜合素質，其教學質量是影響學生綜合專業技能及專業素質的關鍵[1-2]。

1生物工程實驗課程的現狀

我校的生物工程實驗課程主要授課于生物工程專業的大四學生，為生物工程專業的專業必修課，是一門專業性、系統性、綜合性強的專業實驗課程。但我校目前的生物工程實驗教學存在著幾方面問題：(1)生物工程實驗教學安排的課時太少。作為一門專業必修的實驗課程，每班只安排了32課時的實驗時間，共5次實驗，總實驗課時和實驗次數過少。課時比例過少的實驗教學就會成為理論教學的補充甚至只是理論教學的一部分[3]。(2)本校的生物工程實驗課程于2003年正式開設，所沿用的教學大綱至今已有十余年，實驗教材非正式出版，為自編的校內使用教材。教材中的部分實驗內容和實驗方法過于陳舊，有些實驗不能體現生物工程的專業特色，因此這類實驗應該進行調整或者去除。(3)我校用于生物工程實驗教學的實驗室占地面積僅為120平方米，每學期有130多位學生學習生物工程實驗課程，且所配套的實驗儀器數量和套數有限，因此每次實驗需要安排4到6人組成一小組共同進行實驗。在實驗教學中形成多個學生組成一小組共同參與到同一實驗的安排往往會出現只是個別學生動手操作或思考問題而有些同學只是簡單地記錄數據甚至偷懶不參與到實驗中的現象，最終導致學生積極性的下降和實踐能力的缺乏，這與實驗教學的目的及全面提升學生專業綜合素質的目標相距甚遠[1]。

2課程改革的方法探索

2.1增加生物工程實驗教學課時

實驗教學使理論學習與實踐應用有機地結合得以實現，實驗教學應納為教學任務的重要部分[4]。對于系統性強的生物工程實驗課程的學習，學生需要具備充足的時間在上課之時理解、探索與實踐，在掌握基本理論知識的基礎上與實踐操作充分結合起來，以此加深對專業知識的理解與應用。比如“以玉米芯為原料從里氏木霉分泌的纖維素酶中分離純化β-葡萄糖苷酶”實驗，內容涉及了微生物培養、發酵工程、酶工程、生物分離工程、儀器分析等多學科知識，實驗過程應用到無菌操作臺、搖床、離心機、分光光度計、超濾儀、蛋白質層析系統、冷凍干燥機、電泳儀等多種儀器設備，實驗涉及的知識面廣，學科之間形成交叉，只有具備充足的時間學生才能加深對交叉學科知識的理解與綜合使用，學生對實驗中所用到的儀器設備才能通曉實驗原理，掌握使用技巧，熟練操作過程。因此有必要將實驗教學課時增加，可以調整為80課時共10次實驗。

2.2修訂生物工程實驗教學大綱，編寫實用性和指導性強的生物工程實驗教材

首先，更新教材中的部分實驗方法。比如，以往對生物原料進行全分析(包括纖維素、半纖維素、木質素含量的測定)需要4~5天時間，分析過程耗時長，重復性欠佳，現今可以采用國際通用的NREL(美國國家能源部可再生能源實驗室)方法對生物原料進行全分析，只需2天就可以得到纖維素、半纖維素、木質素含量的所有數據，分析過程耗時短，檢測手段先進，所用設備自動化程度高，數據精確可靠，結果重復性好。因此可將“NREL法測定生物原料中的物質含量”、“高效液相色譜測定啤酒發酵中乙醇及葡萄糖的含量”、“酶標儀測定纖維素酶活”等這類先進、簡便且常用的生物工程測定方法加入實驗教材中。其次，增加具有前沿性與創新性的實驗內容。本人所在的生物工程教研組在生物工程領域從事科研近三十年，可將教研組多年取得的具有代表性的研究成果列入實驗教材中。一方面，結合實際，選題新穎，成果可見，創新性強，具有時代前沿性；另一方面，通過前人積累的實驗經驗和取得的研究成果，在實驗教材中提出影響實驗成敗的關鍵步驟并強調實驗過程的重點內容，增加實驗過程中的注意事項及實驗操作技巧，同時列出針對性強的思考題加深對實驗的理解與認識。如“釀酒酵母以稻草為原料制取燃料乙醇”、“添加木聚糖酶降低制漿造紙漂白工藝中漂白劑的用量”等已顯現成果的實驗可以加入實驗教材中。另外，選取體現林業院校特色的實驗內容加入教材中。如“玉米秸稈為原料產纖維素酶”、“木聚糖酶降解玉米秸稈生產低聚木糖”及“釀酒酵母以稻草為原料制取燃料乙醇”等實驗，這些實驗原料來源于農林作物，甚至很多為農林廢棄物，通過生物工程的處理手段將這部分物料轉變為高價值的商業產品，如纖維素酶、低聚木糖、燃料乙醇等，這將更能體現實驗內容的意義所在。這類實驗體現林業院校特色，選材來源于實際，同時專業知識能夠很好地運用到實際中，因此這類實驗能夠大大增加學生的專業興趣，激發學生的積極性和主動性，提高學生的創造性，同時強化學生的實踐創新能力、探索問題和解決問題的能力。

2.3打破傳統實驗模式，設計綜合性實驗

傳統的實驗模式是實驗之前試劑的配制、儀器的安裝等準備工作都由老師來完成，到上課之時，學生只是按照操作步驟按部就班地進行實驗，大四學生如果還以這種模式進行實驗，學生的積極性與探索新知的能力勢必會降低[5]。采取設計綜合性實驗的方式，由老師給出不同的實驗題目，提出實驗任務及實驗目的，由學生選擇感興趣的其中一個題目，自己查閱相關文獻資料，找尋實驗方案，設計實驗路線，在探索實驗的過程中遇到問題學生可以在老師的指引下分析問題并解決問題，自主完成整個實驗過程。比如設計“以玉米芯為原料從里氏木霉分泌的纖維素酶中分離純化β-葡萄糖苷酶”的實驗，學生需要查找微生物學、發酵工程、酶工程、生物分離工程等學科的相關理論知識與文獻資料，設計實驗步驟，擬出所需實驗儀器設備，設計整個實驗的方法路線，擬定出來的實驗方案交由老師審核，確定具有可行性并能達到預期實驗結果之后，即可展開進一步的實驗。在進行這個綜合性實驗的過程中，需要掌握“里氏木霉菌種的培養”、“里氏木霉產纖維素酶”、“色譜儀分離純化β-葡萄糖苷酶”及“電泳鑒定蛋白質純度”等幾部分實驗，這幾部分實驗前后緊密聯系，環環相扣，創造性地構成一個系統性強的綜合性大實驗。這類綜合性實驗形成多學科的交叉應用，將會使學生融會貫通地運用所學專業知識，且眾多實驗設備的使用讓學生了解到如何對一個陌生的實驗設備從認識、學習開始，到熟悉、掌握至最終的熟練操作。整個實驗過程使理論知識與實踐應用得到更好的聯系與結合。通過自主學習，激發了學生的積極性與主動性，鍛煉了學生實際操作的技能，培養了學生合理性和系統性完成實驗的能力，強化了學生實踐創新能力和分析問題與解決問題的能力，從而提高學生的專業綜合素質。

3生物工程實驗教學改革的意義

生物工程實驗作為一門重要的專業課程在教學體系和培養學生綜合素質等方面越來越突顯其重要意義：(1)更新生物工程實驗教材，內容緊跟時展前沿，突出林業院校及專業特色，可以加強理論知識與專業實踐的聯系，更好地發揮實驗教學在培養學生專業綜合素質方面的作用，為社會輸送具有創新意識和實踐能力的高素質人才做充足的準備。(2)設計綜合性實驗可以減少實驗室在設備套數上的投入量，提高學生對實驗室各種設備的了解和使用熟練程度，將專業理論知識與實驗室資源充分結合，加強應用，更好地培養應用型專業創新人才。(3)生物工程實驗教學體系的成功改革可以為其它專業的實驗教學提供改革參考依據，推進本校實驗教學的新模式，全面提高學校的教學質量和教學水平。

作者：連之娜 陳牧 徐勇 勇強 單位：南京林業大學化學工程學院

第六篇：生物工程本科專業實驗教學改革研究

生物工程專業主要是培養掌握現代生物工程及產業化科學原理，具有扎實的基礎生物學、發酵工程、分離工程、基因工程、生化工程等知識與技能，能夠進行生物工程產品生產、研制與開發以及工藝流程與工程設計等的高級工程技術人才。內蒙古科技大學生物工程專業成立于2000年，至今已經發展了十余年，目前為內蒙古自治區品牌專業。作為立足于內蒙古的工科專業，從專業成立之初就以為企業培養高素質、動手能力強的專業人才為目標，因此作為培養學生動手能力的生物工程專業實驗在整個培養體系中有著十分重要的意義。生物工程專業實驗從2004年開設以來建立，結合企業的實際用人需求數次調整教學體系，使得人才培養和企業需求能夠很好的結合，但是在實際課程教學中仍然有一些問題，本文就內蒙古科技大學生物工程本科專業實驗教學中的改革做一些介紹。

1調整實驗內容

在傳統的實驗教學中驗證性實驗較多而具有創新性的綜合性設計性實驗較少［1］。實驗內容要與科學的發展保持同步，實驗內容的現代化要特別注意實驗內容的基礎性、實用性、綜合性與現代性［2］。生物工程專業實驗大綱自課程設置以來已經進行了3次大調整。特別是2008年本科教學評估之后，生物工程實驗室加大了實驗室建設，購置了新的設備，增加了實驗器材的數量，實驗條件得到了很大改善。近幾年針對生物工程專業學生考研人數逐年增加，考研率逐年升高的特點為了滿足學生在研究生階段的實驗技術要求的特點，本課程將原有的實驗進行了重新組合，增加了實驗的連貫性、綜合性，同時結合教師的科研項目，在原有實驗的基礎之上又增開了選做實驗和演示實驗。

2實驗教學的精細化

實驗教學是工科學生重要的實踐性教學環節，也是理論課教學的進一步延伸［3］。以往實驗教學中，學生實驗分組是4名一組，在實驗過程中“人數大于工作量”導致有些學生沒有動手參與實驗的機會。有些實驗操作如培養基的配制、滅菌，微生物接種等，學生雖然在大學二年級的時候在微生物實驗中學習過，但是經過兩年后，在大學四年級的專業實驗中已經忘記了。這些都會影響實驗的教學效果。針對這些問題我們在實驗教學中做了一些改革。(1)減少每組實驗人數，將原來的4名一組減為2名一組;減少一次課程中的實驗組數，而且每次實驗課程中實驗組數不大于15組。這樣的小班講授雖然增加了實驗教師的工作量，但能夠確保教師能夠兼顧到每個學生，而每個學生也能夠獲得足夠的動手機會，確保了實驗教學質量。(2)要求學生在實驗課前復習以前學過的實驗操作。在每次實驗前針對相關的實驗操作組織學生觀看實驗教學片，例如，復習培養基配制、分光光度計的使用等實驗基本操作，這樣能有效減少學生在實驗過程中由于不熟悉基本操作造成的實驗錯誤，大大提高了實驗效率和教學效果。

3改革實驗考核方式

以往生物工程專業實驗成績評定一般都采用實驗報告成績和平時成績相結合的方法，但隨著課程教學的開展，我們發現這種方法有一定的缺陷，首先，學生的平時成績評定標準只以出勤率作為標準，在以往的教學過程中經常會發現有學生雖然出勤，但在整個實驗過程中不動手，甚至出現中途離開點名時再返回的情況;其次，在實驗報告評分中我們發現有抄襲的情況存在。這些都會影響成績評定的公平性。針對這些問題我們對生物工程專業實驗的考核方式做了一些改革。(1)增加考核方式，增加實驗操作考核，不再單以出勤情況作為唯一的考核指標。實驗操作考核可以以多種形式進行，如實際操作或卷面答題形式。使得教師可以真正了解學生的實際動手能力和實驗知識的掌握情況，用以評價教學效果。(2)對實驗報告的形式進行改革，增加實驗后的思考設計部分在整個實驗報告中的比重，鍛煉學生獨立思考能力以及對所學知識的綜合掌握能力;同時，著重關注對實驗結果的分析能力，使得認真、勤奮的學生在最終的實驗成績上能夠被認可，從而調動學生的積極性。

4結束語

生物工程作為21世紀的三大前沿學科之一，是當今世界發展最快的專業之一［4］。作為一門實踐性及應用性較強的學科，加強實驗教學不僅能加深學生對專業理論知識的理解，而且能全面地培養學生的實驗能力、工程應用能力及分析問題和解決問題的能力，從而提高學生的創新能力和科研能力［5］，進行的這一系列教學改革措施已經在實際教學中產生了良好的效果，學生的課堂積極性提高了，綜合實驗能力也有了很大的進步，從已經畢業的參加工作和讀研的學生中也收到了較好的反饋。實驗教學改革的空間還很大，我們還要根據實際要求不斷的進行教學手段的調整，以更好的為整個專業建設和學生服務。

作者：王蕾 趙宏宇 季祥 單位：內蒙古科技大學數理與生物工程學院

第七篇：高等農業院校生物工程實驗課程改革研究

21世紀是生命科學和信息科學的時代，高等農業院校作為培養生物工程專業人才的搖籃，應該培養復合型生物工程人才，重視學生的創新能力和團隊精神培養，讓學生掌握生物工程及其產業化的科學原理，掌握生物化學、分子生物學、微生物學、天然產物提取、發酵工程和酶工程等學科的基本理論知識；掌握微生物育種、微生物細胞大規模培養、微生物發酵產品及其分離純化的基本技術，具備在農業生物技術領域從事生產管理和產品研發的能力。然而在傳統生物工程實驗課程體系中，由于缺乏多媒體教學環節，對實驗技術和原理的講解比較困難；各門實驗課程相對獨立，實驗內容往往互不銜接，上課時間不集中，難以形成完整的課程體系；教學以被動的灌輸式為主，學生缺乏主動探索精神；課程實驗室相對獨立，設備重復低端現象嚴重,浪費了寶貴的實驗資源。因此，開展生物工程專業實驗課程體系的改革勢在必行。

一、生物工程專業實驗課程改革的基本內容

農業院校生物工程專業開設的實驗課程主要有：生物化學與分子生物學實驗技術、微生物學實驗技術、天然產物提取、發酵工程和酶工程實驗技術、基因工程實驗技術、細胞工程實驗技術等，大多以農作物、發酵微生物和中草藥作為實驗材料。在教學內容上將不同相關實驗課程整合。從專業培養層面統一開設系統的實驗項目，將各門課程的實驗內容和時間盡量銜接。通過對酶工程、生化及分子生物學實驗技術、微生物實驗和天然產物提取學等實驗課程的調整，統一整合為生物工程專業綜合實驗，更新實驗教學內容，完善實驗體系。在教學方法上加入多媒體教學。傳統的實驗課程教學主要沿襲黑板講解、學生操作的模式。這種教學方式信息量小，不夠形象生動。通過拍攝實驗教學視頻，制作多媒體課件教學，能夠透徹的講解實驗原理和操作過程，使學生較容易地掌握實驗技能。同時將課程內容網絡化，以微博、微信、博客、校內網站為主要平臺，使課程上網，便于學生隨時預習復習、答疑解惑。在教學資源上盡量共享實驗平臺資源。將課程實驗室統籌安排,常用設備安排在公共開放房間，方便師生使用，嚴格避免設備重復采購,將實驗資源主要用于教學效果好的綜合實驗項目。在實驗能力上重視培養學生的創新能力和團隊精神。教師在實驗前將全班同學分成若干小組，確定實驗目標，共同設計實驗方案，開展實驗準備工作，合理分工完成實驗任務。實驗報告書寫時要求闡明實驗意義，掌握所涉實驗技術的原理、分類、適用范圍和同類比較，深入展開數據現象分析、實驗方法分析和操作技能分析。

二、生物工程專業實驗課程改革的基本程序

涉及到專業人才培養層面的實驗課程改革事關重大，應由專門團隊在上級主管部門和專家組的指導下開展工作。首先召開專門的教學研討會，根據生物工程專業人才培養來確立實驗課程改革目標，以團隊方式完成課程改革方案；實驗課程改革方案由系里報送實驗中心審核通過，獲得上級有關部門的資金、硬件等支持；團隊對改革方案進行執行，新實驗項目應進行1年左右的班級試運行，檢驗實施效果和運行環境是否良好；待新實驗項目試運行良好后，課程負責人修改教學大綱和實驗指導，經教學研討會通過；改革后的實驗課程教學大綱和實驗指導報上級主管部門批準后，正式實施運行。

三、生物工程專業實驗課程改革的討論

生物工程專業實驗課程改革中遇到的常見困難是經費緊張、設備不足等，而且課程涉及面廣，相關團隊和人員較多，協調難度較大。另外教學改革不宜影響正常教學計劃和學生培養，新修訂的實驗內容在學生方面也存在難以進行大班試行的問題。建議校、院兩級加大專業實驗課程改革的投入力度，給一線教學團隊以更大的試驗自主權限，精簡審批程序，對新的實驗課程方案挑選試驗班試行，用實踐來檢驗教改內容的科學性、可行性。生物工程專業實驗課程改革的直接執行者是各課程負責人、任課老師和實驗員，上級部門應當配套相應政策和條件，鼓勵改革工作的進行，以更好的培養創新復合型生物工程人才。

作者：周曉明 田云 盧向陽 藺萬煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 單位：湖南農業大學生物科學技術學院

第八篇：生物工程與設備課程教學改革及實踐

“生物工程與設備”作為食品科學與工程專業發酵方向的專業基礎課，兼有生物工程和食品科學與工程2個專業方向的理論體系，教師在講授過程中如何把握好結合點，使其具有對食品科學與工程專業的適應性和針對性，是該課程教學的一個難點。本文通過對“生物工程與設備”課程內容、教學方法及教學手段的改革和實踐探索，應用現代教學技術手段，構建了食品科學與工程專業“生物工程與設備”課程的獨特教學模式，來提升學生興趣，提高學習效率和教學效果，以適應培養高素質的現代化工程技術人才的國家需求。

1“生物工程與設備”課程的教學內涵

食品科學與工程專業開設“生物工程與設備”課程，其教學是按照食品科學與工程專業發酵方向人才培養的要求和目標對學生進行設備原理、結構等專業知識傳授及實驗操作訓練的教學過程。該課程的講授不應僅局限于相關設備理論、設備結構及控制過程等理論知識的傳授，而應該緊扣食品科學與工程專業課程特點對學生進行綜合能力的強化訓練。要求學生在掌握該專業基礎課程知識的同時，通過課程理論及實驗、實習教學過程的實施，具備分析生物工程與設備相關問題及解決問題的綜合應用能力，增強創新能力，使學生能夠根據工藝流程配套選型生物工程設備，具備操作生物工程設備的能力。由于該課程的前沿技術發展較快，筆者每年對所講授的緒論部分進行知識更新，并與所承擔科研課題結合起來，在講授內容中融入當前最新的科技成果。筆者在教學實踐過程中，通過每年知識的更新及完善，逐漸積累并形成漸進的、動態的教學內容。通過教師的講授和操作演示，讓學生置身于科研與實踐的充分結合中，教師針對講授的相關內容，不斷提出問題，讓學生回答并釋疑，達到啟發學生求知欲，逐步培養學生分析問題、解決問題的能力。因此，“生物工程與設備”課程內容教學內涵在于教師運用多媒體、三維動畫、錄像、工廠參觀及實驗等多種教學手段，使學生將所學理論知識和工廠實習相互結合，將所學知識進行激活、融合，然后去思考分析問題，解決問題。

2構建與專業發展方向相適應的專業課程內容體系

“生物工程與設備”作為食品科學與工程專業發酵方向的重要專業基礎課，與生物工程專業授課時間長、內容覆蓋面廣[1]的課程內容相比，存在計劃課時少（食品科學與工程專業課程的計劃學時為32學時，包含實驗實習8學時）、課程信息量大的矛盾。為了解決這個矛盾，必須對原有教材內容進行重新調整，構架適合食品科學與工程專業發酵方向的課程內容教學體系。該課程教學內容體系應該銜接食品科學與工程專業涉及到的所有與發酵有關的內容，同時應該避免與其他課程講授內容的重復，例如在“食品工廠機械與設備”的講授內容中涉及一部分生物工程設備及水處理方面的內容。在建立“生物工程與設備”課程內容體系之前，教師首先必須明確教學目標是講授食品科學與工程專業中涉及到與發酵產物相關的工程設備內容，即生物工程設備的原理、控制方法、設備結構、性能、安裝及選型配套等內容，并做一些生物工程方面的綜合實驗，增強學生的動手操作能力，培養學生的生物工程素養。其次，熟知食品科學與工程專業開設與該課程相關的專業課，即“工程力學”“食品機械設計基礎”“食品工廠機械與設備”“生物化學”“食品微生物學”“食品化學”“食品工程原理”“微生物工程工藝原理”及“天然產物提取工藝學”等課程。只有學習理解了這些課程的講授內容，明確該課程的講授學時、實驗學時以及開設該課程的教學要求，才能為構建系統的食品科學與工程專業發酵方向的“生物工程與設備”課程內容教學體系奠定基礎。在教學過程中，筆者按照發酵工藝流程來安排“生物工程與設備”課程的教學內容與實驗，即將生物工程中所涉及到的共性規律提煉出來，按照發酵工藝過程的主線（菌種培養→培養基制備→空氣除菌→厭氧發酵罐/通風發酵罐→發酵過程的智能化控制→發酵產物的提取與精制）來組建課程的課程內容體系。在第一堂課上，筆者先講授該課程的內容體系，使學生了解授課意圖及思路，便于更好地與教師進行溝通。通過近4年的教學實踐證明，該課程的內容教學體系主線清晰、邏輯嚴密、教學直觀易懂，學生通過32課時的學習實踐，不僅能夠系統地掌握課程規定的所有內容，而且對講授重點認識深刻，教學效果明顯。

3教學方法和教學手段的改革

“生物工程與設備”是一門食品科學與工程專業發酵方向綜合性、實踐性較強的專業課[2]。該課程是在學生基本學完該專業規定的課程，掌握相關專業理論知識的基礎上開設的。筆者早期講授該課程時，采用普通的多媒體教學方式，由于該課程涉及的設備多，設備平面圖較為抽象，教師講課費力費時，學生學習被動，上課易疲勞，課堂教學效果不理想。在后期的教學實踐中，筆者通過不斷摸索總結，逐步探索出適合食品科學與工程專業發酵方向“生物工程與設備”課程教學的一套切實可行的教學方法和教學手段。

3.1多種教學方法交叉運用

筆者在教學改革中，一方面逐步改變了滿堂灌的教學方法，一改早期以講授為主的教學模式，逐步采用討論式、啟發式、互動式等多種教學形式，使單純的課堂教學傳授知識變為教師與學生共同探究的活動過程，不僅激發了學生的學習興趣及求知欲，而且活躍了課堂氣氛。另一方面，在制作多媒體課件的過程中，筆者不是把所有的內容沒有懸念地直接放在幻燈片上，而是給學生留有一定的思考余地進行互動探索研究，這樣不僅促使學生思考、拓展思維，而且充分調動了學生學習的積極性和主動性。由于在“生物工程與設備”課程的教學過程中采用了多媒體手段授課，課件中包含了大量的生物工程設備工廠的設備照片、三維動畫及生產錄像，整個講授過程生動清晰，激發了學生對生物工程設備工作原理的學習興趣，強化了學生對生物工程設備工作原理的感性認識，提高了學生對該課程專業知識的綜合運用能力和實踐操作能力，并在后期實驗實習中得到提高。實踐證明，這種教學方法直觀靈活教學效果好，很受學生歡迎。

3.2講授、復習及自學相結合

根據食品科學與工程專業“生物工程與設備”課程專業性強、課時少、課堂只能突出重點和難點的實際，筆者在教學中重點講授培養基的制備及設備、空氣除菌及設備、通風發酵罐、厭氧發酵罐、發酵產物的提取與精制的相關設備及原理。對于已經講授的“食品工廠機械與設備”課程中涉及到的水處理工程及設備、CIP清洗及設備等章節，只要求學生作為復習內容，不做講授，避免重復。筆者根據需要掌握的重點內容布置思考題，學生在完成思考題的同時復習了相關內容。另外，課程內容體系中涉及到發酵過程智能化控制這部分內容，要求學生自學。為了鞏固自學的效果，結合這部分內容設計了3學時的“中試發酵罐的使用”實驗內容，通過學生分組操作發酵罐，掌握發酵罐的智能化控制的內容。由于學生經過了親自操作設備的過程，自學的效率提高較快。

3.3實習與講授相結合

“生物工程與設備”課程涉及到的設備較多，感性認識非常重要，針對課程的教學特點，設計了一部分參觀實習，讓學生集中參觀啤酒、白酒及發酵乳制品生產廠。在參觀工廠之前，教師針對實習工廠中用到的設備再次對其原理進行詳細講授，做到有備參觀，增強學生的理性認識。參觀過程中，安排工廠技術人員對學生進行設備結構、原理及管路的講解，使學生增加感性認識。參觀之后，讓學生按教學要求寫出實習報告（實習報告重點內容包括：生產線配套及主要設備的結構及工作原理、學生對生產線配套設計的建議和改進措施2個部分的內容）。學生通過撰寫實習報告，把理性認識和感性認識結合起來，使教學內容得到鞏固強化。實踐證明，筆者運用講授與實習相結合的教學方法，使學生鞏固了專業知識，提高了學生的學習興趣，啟發其思考，使所學內容融會貫通。

3.4課堂與網絡相結合

在食品科學與工程專業教學中，“生物工程與設備”課程講授僅為24學時，要依靠課堂內的講授學生很難在較短時間內理解透徹。筆者通過多年教學發現，多媒體教學直觀，吸引力強，但是也存在一定的弊端。如果學生認真聽課，那么很難記錄筆記。雖然在課堂上，教師講授的重點難點一目了然，但是由于沒有及時記錄筆記，下課后遺忘得較快。為了克服多媒體教學的缺點，筆者要求在課堂上禁止學生記錄筆記，下課后將多媒體課件掛在網站上或拷貝給學生，使其在課外消化吸收，這種做法學生非常歡迎，教學效果良好。

3.5多種教學手段綜合使用

在教學實踐中，筆者運用現代教學技術手段對“生物工程與設備”課程教學進行了一定的改革，針對設備多的特點，采用以多媒體教學為主，多媒體課件的制作力爭做到形式新穎，實用性強，可讀性強。在多媒體課件制作過程中，做到圖文并茂，以結構圖、設備的實際照片及三維動畫為主，避免內容的堆積。結構圖使學生掌握設備的構造，設備圖片的展示使學生感性認識生物工程設備的外形；三維動畫能使學生更加直觀掌握設備的工作原理。在多種多媒體教學的同時，筆者錄制及購置了大量的工廠生產錄像，通過錄像的鏈接播放，更加直觀地演示設備的操作過程。另外，通過精品課程的申報，建立課程網站，充分利用現代教育技術手段，輔助教學過程，使整個教學充滿了樂趣。教學實踐證明，多媒體、錄像及網站等教學手段的應用，極大地增加了學生的學習興趣，提高了學習效率，加深了學生對教材內容的理解，增強了學生感性認識，提高了教學效果，受到學生歡迎。

4建立與課程內容相適應的實驗實習教學環節

“生物工程與設備”是一門應用性強的課程，主要內容包括設備結構、原理及計算等，內容較為枯燥[3]，如何在教學中調動學生學習的積極性，啟發學生的學習興趣呢？方法之一就是要設立與課程教學體系相適應的實驗實習教學環節。本課程設計了8學時的實驗時間，開設了2個普通實驗“中試發酵罐的使用、乳酸反復分批發酵實驗”，1個綜合性實驗“檸檬酸的發酵及提取精制”。筆者在近幾年的實驗及實習教學中發現，這個環節相當的重要。普通實驗的開設使學生掌握了發酵罐的具體操作及過程控制，鞏固了發酵罐的講授內容，自學了發酵過程的智能化控制內容。綜合性實驗的開設，通過學生自己設計實驗方案、工藝流程，自己動手進行實驗，鞏固了課堂教學內容，強化了學生思維，使學生對教學內容的掌握程度得到了大大的加強。從學生對教學效果的評價看，開設這樣的綜合性實驗，既提高了自己的動手操作能力，又學到了新知識，收益很大。另外，在校內實驗室實驗的基礎上，筆者在教學中針對食品科學與工程專業的特點，結合食品工廠認知實習，讓學生走出學校，直接接觸工廠，通過組織學生對啤酒廠、白酒廠及發酵乳制品加工廠生產線的參觀，使學生在實習實踐中消化吸收所學的理論知識，增強教學效果。

5結語

通過“生物工程與設備”課程的教學改革實踐，摸索探討出了適合食品科學與工程專業發酵方向教學實踐的一種切實可行的教學模式。應用該教學模式，激發了學生的學習興趣，提高了學生學習的積極性，強化了學生自身能力的培養，隨著教學改革的不斷深入，筆者將進一步探索新的教學方法，培養具有食品科學與工程專業發酵方向特色的工程技術人才，以適應我國經濟建設對復合型專業人才的需求。

作者：高振鵬 岳田利 王周利 單位：西北農林科技大學食品科學與工程學院