本站原创摘 要：农林高校在开设生物工程专业教学中有着独特的教学环境与优势.依托农林高校的大生物背景,利用优势资源,丰富教学内容并进行教学改革,探索适合农林高校生物分离工程课程教育教学的模式,以适应农林产业化发展的需要.
关 键 词 ：农林高校 生物分离工程 教育 教学
随着现代农业的兴起与发展,农业产业化进程不断推进,农产品深加工技术日新月异,生物工程下游的生物分离技术也越来越受到人们的重视,所有这些变化对农林高校教授生物分离工程课程的教师提出了新的要求,因此,我们有责任在新形势下,依托农林高校的优势资源和大农科生物背景的支撑,通过不懈努力,为国家培养一批生物工程领域的创新型应用人才.
1.以农林高校资源为平台,教育教学同时抓
长期以来,受传统观念和社会习俗偏见的影响,人们总爱将农林高校专业与综合性大学或工科大学同专业作比较.以我校开设的生物工程专业为例,即便我们使用的教材、设置的专业课程与学时、所授的学位与综合性大学或工科性大学完全一样,也很难让学生在思想上产生认同感.一些学生在学习专业课时信心不足,兴趣不浓,缺乏学习热情,上课时不认真听讲,不做笔记,课后不交作业.针对这些现象,学院组织学生参观了学校农博园、农业高新技术产业示范园、设施农业工程园以及教师的科研成果.学校还邀请了国内知名校友和国外杰出校友来校讲学作报告.通过参观学习和分享校友的经验体会,学生逐渐感悟到农林高校的学生同样可以大有作为.在了解了学校办学特色后,学生深感我们农林高校就像一个生物大磁场,在这个磁场中不仅有传统的农业、林业、园艺、植物保护、农化、畜牧、兽医等国家一级学科,而且还有很多的二级学科.各个生物类学科与专业不仅齐全,而且各生物类专业的实验室、科研条件、师资力量都具有相对的优势,这对农林高校开设生物工程专业提供了有利的条件和保障,也为生物分离工程课程的教学与实验搭建了一个良好的平台.在认识了农林高校办学特色和优势后,学生转变了观念,热爱学校、热爱专业、认真学习的风气在学生中悄然兴起.
2.以农林高校资源为支撑,教好学生教师需先行
2.1 不断学习,完善自我
教师是教育之本.对于毕业于综合大学,有着工科教育背景的青年教师来说,要想站好农林高校的讲台,就得不断学习,提高自己的文化素质,完善自我.依托大农科生物背景,有意识地补充相关学科的知识,并将这些知识与本专业知识有机整合,融会贯通,只有这样才能在讲课时游刃有余,得心应手[1].当然这个过程也是教师教学能力的体现和自我展现与提高的过程.常言道“给学生一碗水,自己就要有一桶水”.因此只有不断充实自己,才能站稳讲台,在教育教学实践中探索一种适合农林高校学生发展的生物分离工程课程教学模式.另外,教师应该用自己的创新能力和爱岗敬业精神去影响学生,起到潜移默化的作用.
2.2 努力钻研,认真备课
生物分离工程是一门理论和实践结合比较强的课程.要教好这门课,教师应对所讲内容十分熟悉,为此,笔者除了选定孙彦主编的《生物分离工程》为该课程教材外,还选了一些相关的参考书籍,如普通高等教育“十一五”国家级规划教材《现代生物分离工程》《生化分离技术》,俞俊棠等主编的《生物工艺学》,严希康主编的《生化分离工程》以及我校教师编写的《生物分离工程》（普通高等学校“十一五”规划教材）.对以上每部分内容认真钻研,从各书中取长补短,使教学内容更为充实和完善.对遇到的疑问和难点一方面查阅相关文献资料,一方面与学院在该领域有实践经验的教师探讨,同时积极参与学院教师在生物分离方面的相关课题研究,通过实验加深对书本知识的理解,在讲课时做到言之有据,论之有理,句句经得起推敲,堂堂讲得精彩.
3.依托农林高校优势,优化教材内容,改革教学方法
3.1 加强兴趣培养,注意互动教学
歌德有句名言“哪里没有兴趣,哪里就没有记忆”.兴趣是学习的最大动力,起着举足轻重的作用[2].为了培养学生对该门课程的兴趣,在讲《绪论》时,首先,指出生物分离过程贯穿于人们的日常生活以及社会的生产实践,在化学工业、生物工业、资源开发和环境保护等领域发挥着重要的作用,是生化产品能否产业化的关键.自然界中很多生物是可以被人们所利用的,而有用物质的最终产品需要较高的纯度,而有害物质需要充分净化和妥善处理,这些都必须借助各种分离技术加以实现[3].我校植保学院张兴教授等人研制开发并投入生产的生物农药,就是利用植物或微生物为原料（如雷公藤、放线菌）,采用生物分离的方法（如有机溶剂沉淀、柱层析等）得到的.生物农药的成功研制产生了极大的经济效益与社会效益.借助我们身边的人和事很快调动了学生的学习兴趣,他们认识到该门课程并非是空泛的理论,而是具有很强的实践意义[4].其次,选择得当的教学手段,做到与学生互动,在传授知识的同时,引导学生积极思考,如讲固液分离这一部分内容时,设置问题：“为什么要先进行发酵液的预处理?”通过提问的形式,鼓励学生大胆发言,给予肯定或纠正.这样学生在讨论中学到了许多知识,也锻炼了思考的能力.
3.2 丰富教学内容,注意教学效果
为了让学生在有限的时间里收获最多知识和技能,在讲解《萃取》一章时,我们将重点放在原理及影响因素上,对有关萃取的计算略讲,让学生课后自己推导,这样既保证了对全章内容的学习,也锻炼了学生自学的能力,同时避免与其他课程（如化工原理、物理化学等）内容重复.在讲课时不一定按教材的章节顺序,可按照生物质分离的基本工艺流程顺序讲解.将学过的一些技术方法进行比较,哪种最好,它们之间的先后顺序怎样最合理,这样,学生的思路很自然地跟着教师的讲解走,不但使学生熟悉了生物质分离的整个流程,还对每个技术方法印象深刻.讲课中还可穿插一些学科前沿知识及最新研究进展,将热点研究的新型分离手段引入课堂教学,如双水相萃取,它作为一种新型分离方法,与其他方法比较有哪些优点,目前还存在哪些问题需要解决,以后的发展方向及应用领域等,让学生了解国际一流的技术和信息.这对本科毕业班的学生很有吸引力,而且对学生考研或就业也有一定的指导意义.在教学过程中,注意将学院教师的科研工作,如发酵、分离提取具有抑菌活性的新物质,建立双水相体系等方面的工作内容带入课堂,用科研的实例加强学生对抽象理论知识的理解.鼓励学生参与科研,将国内外有关生物分离工程与设备的经典书籍与期刊推荐给学生阅读,以提高学生的兴趣和拓展学生的知识面.这种多样化、丰富的教学内容不仅活跃了课堂气氛,提高了教学质量,也提高了教师自身的教育素质和教学水平. 3.3 适当使用多媒体,培养学生自学能力
多媒体教学是当今大学课堂教学的主要方法之一.它的出现与应用使得一些在传统教学手段下很难表达的教学内容或无法观察到的现象生动、形象地显示出来,把抽象的理论具体化,从而加深学生对问题的理解,提高了学习效率[5].在简介分离操作单元时,为了防止由于学生对分离生产设备及生产工艺的感性认识不足而对大量的分离操作单元学习感到枯燥乏味.笔者用多媒体课件,将复杂的分离操作单元通过动画或视频的方式表达出来,使其简单化、实际化、生动化,让学生得到了充分的感性认识,对所学内容印象深刻.但教学中如果完全采用多媒体授课,也会让学生有时跟不上教师的速度,因此要配合适当的板书,对于重点知识可以在黑板上书写以示强调,使教师与学生的思维同步.对于一些需要重点讲解的公式推导等内容,在运用多媒体时以板书补充为佳,这样更利于学生理解掌握.另外注重培养学生的自学能力,将传授知识与能力培养两者有机结合.在教学过程中,结合课堂讲解内容,给学生布置一些课程论文,通过让学生查阅文献资料,锻炼学生检索文献以及撰写论文的能力,引导学生自主分析问题和解决问题,培养自学能力.
4.发扬农林高校的教学传统,理论教学与实践教学相结合
理论与实践相结合的教学方法是农林高校的优良教学传统.实践教学能够培养学生理论联系实际及分析和解决问题的能力.在该课程的讲授过程中,为配合理论课教学,学院多年来不断进行探索与改革,开设了一些与理论紧密结合的实验课程,亦配有发酵、生物分离等实验室,为实验课的开展提供保障.在开设的生物工程综合大实验中贯穿了从发酵到产品的分离提取的内容,在教师指导下通过让学生亲自进行菌种活化、接种、发酵以及发酵产物的后续分离与提取,使学生对生物分离工程知识有了全面的认识,提高了学生的动手能力和对各种技术的应用能力.需要注意的是,任课教师在正式实验之前,首先应做好预实验,熟悉实验流程,保证实验课的顺利进行.在实验课开始后督促学生预习实验及填写实验报告,在实验过程中帮助学生分析并解决实验中遇到的问题.实验课结束后,还应安排学生到相关企业参观实习,让学生了解和接触生产实际,将专业理论同生产实践密切结合,增加生产知识和提高操作技能,为踏入工作岗位或继续深造打下坚实的基础.从学生做实验以及去工厂实习的情况来看,学生对典型生物产品的生产原理、工艺过程、主要设备及构造等理解和掌握情况都比较好,达到了生物分离工程教育教学的目的.