酿酒工程生物分离工程课程教学探究

酿酒工程生物分离工程课程教学探究

[摘要]《生物分离工程》为我校酿酒工程专业必修课程。根据学科特点及学生专业知识储备情况,从教材的选择、教学内容的优化对教学知识体系进行了设置;以案例教学法、虚拟仿真教学法为主要教学手段,积极构建线上教学资源,拓宽学生学习途径;探索课程思政元素的导入,进行全方位的育人。课程取得了较好的教学效果。

[关键词]生物分离工程;酿酒工程;教学改革;教学知识体系;教学方法

生物制品涉及到人类生活的方方面面,由生物工程技术来实现。生物分离工程是生物工程技术的重要组成部分,为生物物质的分离与纯化环节[1]。因此设计高效、合理的生物分离方法,可大幅降低生物加工过程的成本,提高产品的市场竞争力,促进人类健康水平和生活质量的提高以及社会经济的发展[2]。《生物分离工程》已成为食品科学与工程、生物工程、酿酒工程等专业必修课程。因此,对我校酿酒工程专业《生物分离工程》课程进行了教学改革探索与实践。

1教学知识体系的选择

教学知识体系为课程教学的基础,是教学改革的关键,也是人才培养的前提。对教学知识体系的教学改革一直都是教学改革的集中领域[3]。

1.1教材的选择

目前,各高校普遍使用的教材为天津大学孙彦主编化学工业出版社出版的《生物分离工程》、南京工业大学欧阳平凯主编化学工业出版社出版的《生物分离原理及技术》或内蒙古农业大学田瑞华主编科学出版社出版的《生物分离工程》等。结合学科特点及学生知识储备情况,本校酿酒工程专业使用的教材为孙彦出版的《生物分离工程》,其它编者编著的《生物分离工程》为辅助学习参考书。

1.2教学内容的优化

《生物分离工程》课程内容条理性和逻辑性较强,根据生物产品分离的理想化单元操作为主线,可将课程内容分成四个板块:一是固液分离板块(包括细胞的破碎、重力沉降、离心沉降以及过滤分离);二是产物分离板块(包括初级分离、膜分离、萃取、吸附分离)、三是产物纯化板块(包括色谱分离);四是产物精制板块(包括结晶和干燥)。由于培养方案的修订与调整,课程学时总数也进行了压缩,因此需要在有限的学时内,把知识体系中的基本原理、基本操作及主要设备讲清楚。以2018级酿酒工程为例,总学时数为32。各部分学时分配如表1所示。第二章、第四章、第五章、第七章各分配5个学时;第一章、第三章、第九章以及期末复习各分配2个学时;第六章分配4个学时。由于结晶与干燥部分在其它课程内已有涉及,学生自学为主,课堂上不再讲解。最后期末复习,通过对几种生物产品的分离过程讲解,将课程的知识体系综合串联起来,再进行习题的练习强化。这样既可以将知识体系较好联系起来,又可以将理论知识与生产实际相结合,达到学以致用目的。

2教学方法的实施

如何将课程知识内容更好地讲授给学生,让学生牢固掌握,需要授课教师进行不断的思考与探索。因而采用的教学方法既要较大程度地激发学生的学习兴趣,又要可操作性强,易于实施[4]。

2.1案例教学法

在讲解各种生物分离技术时,首先通过多媒体讲解基本理论及操作过程,然后再以具体的生物产品分离为例进行详细分析。如,讲解萃取章节内容时,以红霉素为例,介绍如何采用萃取方法从红霉素发酵液中进行红霉素的分离纯化;再如,讲解初级分离章节内容时,以硫酸铵盐析法为例,介绍如何对血浆蛋白进行盐析沉淀。

2.2虚拟仿真法

对于生物分离相关设备原理讲解时,通常设备较大,内部结构无法展示,知识内容讲解起来较为抽象、困难。虚拟仿真技术具有虚实相结合的特点,可较好的解决这一课程难题[5]。利用虚拟仿真技术可将设备结构、生产工艺流程较好的展示给学生,既可达到知识学习的目的,又可使学生体验工程化设备场景,教学效果较好。

2.3线上教学资源

构建线上教学资源,既可提高学生学习的自由度,又可充分利用各种学习资源,拓宽学生的学习途径。特别是在肺炎疫情爆发期间,无法进行线下教学,线上教学则体现出了较大的优势。结合学科特点,我们选择了以厦门大学、四川大学、南京工业大学等国内重点高校的生物分离工程线上教学资源,并结合学生专业特点进行了内容优化;此外,我们还以雨课堂为学习工具,建设了多套了学习题库,供学生检测知识掌握程度所用。

2.4课程思政元素的导入

“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人……”这是在全国高校思想政治工作会议上对高校教师提出的育人要求[6]。因而在《生物分离工程》课程授课过程中我们积极进行了课程思政元素的导入,课程思政内容包括:(1)科学家的元素;(2)环保元素;(3)生活元素等,培养学生的爱国情怀、人文情怀、环保意识、工程伦理、工匠精神等[7]。主要思政元素导入内容和方式如表2所示。

3课程的教学反思

经过几年的探索与实践,初步构建了适合我校酿酒工程专业《生物分离工程》的课程教学内容及教学体系,在讲授知识内容的同时,我们还积极探索课程思政元素的合理融入,初步达到了知识育人与思想育人的双重目的。然而课程知识内容在不断的发展,学生知识储备情况也不尽相同,因而课程的改革不能一蹴而就、一朝一夕。授课教师应不断汲取新的知识内容,不断提升自己,不断的结合专业特点、学科特点进行调整,从而更好地达到多重育人的目的。

作者:刘晓柱 李银凤 刘晓辉 唐维媛 单位:贵州理工学院 食品药品制造工程学院