生物化工工程教學改革與思索
時間:2022-04-28 08:57:00
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生物化工工程簡稱生化工程,是生物工程、發酵工程和生物化工專業的專業基礎課必修課,涉及生物學、化學、工程學等多個學科。目前,生物化工工程已廣泛滲透到生物工程、制藥工程、發酵工程、食品工程、油脂化工、環境工程、化學工程等諸多學科中去,成為這些學科專業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理論知識,又包含了對理論聯系實際的許多實驗設備、工藝流程以及工藝原理等的介紹,內容龐雜,知識點繁多,概念抽象,一些反應動力學的公式與推導更是枯燥,即便是生物工程本專業的同學亦感到難記憶難掌握。那么,如何在短暫有限的課堂教學時間內,提高生物化工工程課程教學的質量,使同學們對學科知識的掌握既有深度又有廣度,激發學生對生物工程專業的學習興趣,能夠真正為進一步的專業課學習打下堅實基礎,已成為必須要思考的問題。因此生物化工工程課程教學的教學改革已越來越顯示出其重要性。
一、生物化工工程的教學現狀分析
傳統的生物化工工程教學模式以《生化工程》課本為基礎,仿照生物工藝流程的線性關系,主要描述從培養基滅菌到生物反應器及生物反應動力學直至發酵工程下游技術。從生物工程專業整個專業人才培養計劃的學科教學大綱來看,其中的許多基礎理論和《微生物工程工藝原理》、《酶工程》以及《生物工程設備》等課程都有不同程度的重復。這種重復知識點的講授很容易讓學生產生輕視情緒,降低學習熱情。另外,生化工程涉及許多枯燥的公式推導,有時整堂課都是“公式復公式,公式何其多”,導致課堂氛圍枯燥,學生思想疲憊,注意力渙散,經常無法達到預期的教學效果。
二、生物化工工程在生物工程專業課程體系中的位置
在整個專業課程體系中,生化工程的主要前修課程有微生物學、生物化學、物理化學、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、生物工廠設計等專業課的學習起到鋪墊的作用,可謂承上啟下,至關重要。
三、生物化工工程課程教學改革
根據上述的分析,筆者對生物化工工程課程改革提出了以下見解:
1.教學內容的承流與革新
在實際教學過程中應時刻把握好教學核心問題:注重對工程意識的強化,并適當對教學內容做些調整,如弱化培養基滅菌的基礎理論講解,強化其中的動力學衡算過程,將細胞反應動力學中的基礎原理并于《酶工程》與《微生物工程工藝原理》課程講解,但對幾種動力學模型的建立與應用則應當結合具體實例,加強學生對實際應用的興趣和工程意識。另外,設立單獨的生物化工工程綜合實驗l,讓學生利用所學知識,切實感受到生物化工工程從物料準備中間發酵控制到下游處理獲得發酵產品的完整過程,感受生物工程生產線的真實過程,使學生們能夠鞏固理論知識,增強理論聯系實際的能力,并增強團隊合作能力,提高專業實驗設計與分析水平,并能夠激發學生們的科研興趣,增強專業信心。
2.教學方法的突破與創新
隨著計算機及電子技術的進步,多媒體教學已經成為高校教育的主要方式之一,在與形形色色生物產品生物工藝聯系緊密的生物工程類課程的授課過程中,多媒體教學更是能夠發揮特長,靈活的展現生物工程高科技產品的生產過程,為學生們的視聽帶來新體驗,激發學習積極陛。充分利用多媒體的信息再現、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,讓學生自主的依據工程基本原理設計布置工廠;還可以播放一些工廠運轉的視頻,強化學生對工程化形成產品生產的認識。課堂教學應以學生為本,不要單一的僅僅采取講授的填鴨式教學,可采用問題探究式教學,從Et常生活中的小問題引出專業問題,如由高壓鍋煲湯引出培養基滅菌,由豆豉的食用引出發酵的能量換算,努力引導學生進行探究發現的良好習慣,培養學生自發自覺的科研精神,有秩序有目的的組織教學內容,形成問題、選擇問題、討論問題、形成新的假設、實踐與論證、如何獲得結論,一步步啟發引導學生的思維流動,帶著自我探究來獲得知識。
3.完善教學評價方法,改變考核方式
傳統的生化工程課程考試,以考卷分數決定學習成績,用填空選擇問答等方式考核學生對相關知識點的掌握,這種考核方式能考核出學生對知識點的記憶和理解,但是對于該學科工科本質來說,更為重要的實際解決工程問題的能力是體現不出來的,因而,在考試中增加一些課程設計和綜合實驗的成分,以論文形式衡量學生對專業技能的掌握程度,將彌補傳統卷面考試的不足,有助于學生綜合素質的培養與提高。
最后,在生物化工工程課程的改革過程中,取得了一些成績,也發現了一些新問題,例如,大型綜合性實驗很難保證每個學生獨立完成一套實驗,只能分組進行,對一些論文的深度和學生從實驗過程中體驗到的工程思想很難形成客觀標準,當然,所有的革新與進步都離不開發現問題解決問題的循環往復,只要趨勢是進步的,就應堅持改革道路,不斷推陳出新,為提高教學品質盡最大努力。
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