生物工程设备课程在教学内容、手段及师资上教学改革

　　生物工程设备是口前许多学校生物工程专业学生必修的一门主十课程，发酵工程技术和下游生物分离加工过程的产业化都离不开生物工程设备。因此，培养熟练掌握生物工程设备的构造原理、选型策略，以及设备的设计和操作技巧，对培养符合“卓越计划”要求的生物工程人才极其重要。

　　生物工程设备是现代生物技术产品产业化的关键。因此，生物工程设备课程本身也是生物工程技术与化学工程技术的交叉结合体，是理论性和实践性都很强的综合性课程。由于授课过程中要涉及许多设备的构造原理、选型规则及相关的设计计算力一法等，如果学生本身没有扎实的生物化学、微生物学、生物分离工程、发酵工程，以及化工原理和高等数学等相关基础知识，那么在课程的学习过程中势必感觉难以理解，甚至会觉得枯燥乏味，从而产生仄学的情绪。口前，针对如何提高生物工程设备课程的教学质量，很多学者在教学改革力一面做了大量的尝试，获得了较好的教学效果。如华东理工大学张嗣良教授对该校生物工程设备课程的建设做了很详细的探讨，对其中的课堂教学环节、实践环节和师资队伍建设都提出了较好的想法。浙江工业大学郑裕国教授团队在国家精品课程建设项口的资助下，对生物工程设备的教学改革进行了系统研究，提出可以通过实践教学环节来提升该课程的教学质量。此外，淮北师范大学盛玮等对于多媒体技术在生物工程设备教学中的应用也做了系统的总结。困然而，虽然口前对于生物工程设备课程的教学己经有许多学者提出了不同的教学措施，但对于没有接触实际工程设备的学生来说，要灵活地理解和掌握本课程的内容依然是有相当的难度。苏州地区继电子产业之后，对生物医药产业的支持也日益增加。为服务地区经济的需求，苏州科技学院自2004年开始开设生物技术本科专业，2010年又新增本科物工程专业。

　　为了培养符合“卓越计划”要求的生物工程人才，两个专业的课程体系设置中都有本课程。

　　为了授课过程中更好地培养学生的工程能力，我们除在教材的选用、教学团队的建设及教学内容和教学体系的优化等力一面大量借鉴了其他兄弟院校的成功经验之外，在教学实践力一面也做了大量新的探索。鉴于涉及生物工程设备课程建设和教学改革力一面己有不少论文的发表，本文重点介绍苏州科技学院生物工程设备教学团队在提高教学效果力一面所作的新举措，以期通过教学交流，增进本课程的教学水平。

　　一、工程实例鲜活教学内容。

　　讲授各类生物工程设备的结构和性能时，因为涉及设备部件和图片较多，学生对于课堂讲授的内容很难记住，而且普遍感觉内容枯燥乏味。

　　即便有的时候采用多媒体动画进行教学，学生课后依旧有很多记不住的东西。学生学完课程之后，到工厂也表现不出具有较好的工程能力。如果将授课地点搬到专业实验室或工厂一线的话，因为场地和学生人数的限制，也不利于相关设备知识的讲授。基于“卓越计划”的要求和学生迫切希望学有所用的心理，我们在采用多媒体课件对设备的结构组成、工作原理及相关的设计计算内容等进行讲授之后，引入实际工程实例，让学生参与讨论和思考，学生直接感觉到自己是在作为-个“工程师”给企业做项口，学习的积极主动性会因此大大提高，创新思维能力也被激发出来，相关基础知识也明显掌握得理想了。例如，讲授完通用的机械搅拌发酵罐构造和设计之后，我们让学生按要求给一个单位配置一些发酵中试系统，因为发酵罐本身是一个“非标准产品”，各个部件都是组装的，学生在配置发酵罐时会涉及很多问题，不仅仅要熟悉发酵罐的基本构造，还要懂得各个部件具体如何选型。在讲授过程中，我们将多个实际的工程招标文件拿出来供学生进行讨论学习，如以某研究所配置的100I二发酵罐为例。下表1为通气系统的相关配置，通过对表1的讲解，同学们对100I,发酵罐的通气系统配置了解得更加清楚，也直接体会到书本知识在实际工程运用的乐趣!教学效果和学生的工程能力也得到了明显提高。

　　二、实践环节进一步强化对课程内容的理解。

　　生物工程设备课程本身是实践性很强的学科，我们在生物技术专业和生物工程专业课程体系设置中都开设了专门的“生物工程综合实验”

　　“认识实习”和“生产实习”等直接工程运用的课程。学生可以在己有知识的基础上，通过实践环节的加强，进一步巩固和掌握所学生物工程设备知识。如我校己经配置了上海国强生化公司的50I二自动控制发酵罐、空压机和蒸汽锅炉等系统，在生物工程大实验环节，每个学生都可以亲自动手操作在线灭菌的50I二发酵罐。特别地，综合实验针对生物工程的上游技术到下游分离都开设了相关的内容，我们集中8周时问，将经验丰富的师资和先进的设备(大容量高速冷冻离心机、蛋白纯化分离系统、超滤系统、冷冻十燥设备等)融入其中，这也为提高生物工程设备课程的教学质量和学生的工程能力奠定了坚实的基础。

　　此外，我们与苏州地区的多个生物工程相关企业建立了广泛的联系，在认识实习和生产时环节中，学生可以直接到企业一线认识和感受生物工程的魅力，进一步强化对生物工程设备相关内容的理解。如在华东理工大学常熟研究院，学生可以看到蛋白酶产品的发酵、冷冻十燥、板框式过滤等装备;在苏州第四制药厂，学生可以直接掌握抗生素(林可霉素)从发酵到经过板框式过滤、离子交换层析、结晶等获得产品的下游分离全过程工艺。总之，上述多个实践环节在加强学生对生物工程设备课程的进一步理解和提高工程能力力-面起到了直观有效的作用。

　　三、同行学习小组(PLG)促进对生物工程设备知识的掌握。

　　传统的教学力一法都是由老师作为教学中的执教者。在同行学习小组(Peer Learning Uroup)中，学生之问可以互相学习。也就是说，学生自己既是教师又是学生。川苏州科技学院的化学生物与材料工程学院现己组建了跨越年级的“科研人才班”，指导教师由多名教学科研经验丰富的老师组成。不同年级的“科研人才班”学生可以在同-个老师指导下进行科研活动，这也为PI,CU提供了互相教学的机会。例如，生物工程设备课程里讲过发酵罐的实罐灭菌，课堂上老师的教学仅仅是从操作步骤和操作注意事项等力一面给学生进行讲授。该班的学生可以形成一个同行学习小组，比如高年级的学生因为在老师的指导下己经熟悉了发酵罐的实罐灭菌，刚学完本科生物工程设备课程的学生，则可以由熟悉操作的学长指导，很快地掌握实罐灭菌的操作技巧。其他如生物产品分离等技术也是如此。在PIU中，很多有关生物工程设备的构造和操作技巧都可以由学生们自己进行教授而掌握。这样既减轻了老师的教学负担，又很好地提升了学生实际的工程运用能力。

　　四、富有工程经验的博士教学团队提升教学质量。

　　要培养一流的人才，首先必须要有一流的师资。苏州科技学院在生物工程设备课程的师资配备力一面，参与课程主讲的老师都是工学博士，而且几位博士教师都具有企业一线的工作经历，因此，授课过程中能够熟悉地指出工程上应当注意的问题。如在讲授蒸发设备的节能时，书本主要提到多效蒸发问题和二次蒸气的利用，我们在如何提高设备的传热效果、怎样选择合适的操作条件更有利于节能力一面都做了系统的介绍。因此，学生在学习过程中直接感受到这次知识是与企业需求“零距离”的，学习的热情也因此高涨。

　　其次，教学团队的老师还积极参与多项科研活动和参加江苏省的“教授博士柔性进企业活动”。通过科研和与企业一线的项口合作，以及参与企业的中试放大研究等，教师不但提高了业务水平，同时也积累了多个实际的工程教学案例，使得教学内容更加丰富和更加贴近工程运用的需求。这也为提高生物工程设备课程的教学质量，以及更好地培养学生工程能力奠定了坚实的基础。

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