内蒙古科技大生物工程专业建立于 2000 年, 经过十余年的发展现在已经成为内蒙古自治区品牌专业.生物工程设备是内蒙古科技大学生物工程专业必修课和主干课程,从 2008 年起开设,目前设置课时32 学时,是整个培养体系中十分重要的一部分. 生物工程设备作为生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体,是一门专业性、理论性、实践性都很强的综合性课程.学习课程时除了要求学生具有扎实的微生物学、生物化学、生物工艺学等生物学的理论知识基础;化工原理、机械原理、工程制图等工科课程理论知识基础外,还要求学生具备一定的空间想象能力, 能够将抽象思维和形象思维有机地结合起来,因此学生普遍感到学习难度大,不易掌握.
在这些年的教学过程中我们总结了生物工程设备在课程教学中的几个难点:(1)课程内容多,学时少,知识点交错.生物工程设备讲授内容有 16 章,涉及到的设备有 200 多个,但课时只有 32 学时,因此在教学中常常出现教师忙于赶进度,学生忙于记笔记的情况,导致教学效果不理想.(2)教学形式单一影响教学效果.生物工程设备主要讲授生物工程工厂中使用的工艺流程;原料预处理设备、生物反应设备、生物分离设备的设备结构和设计计算,在讲授过程中有大量的设备结构图纸,以往讲授时主要靠教师的语言描述结合板书和图纸. 这要求学生具有较好的空间想象能力和对图纸的读识能力.对于没有接触过设备实体、空间想象能力差的学生来说,学习本课程有比较大的难度,影响整体的教学效果. (3)缺乏实践教学支持. 学生没有见过真正地工厂,没有接触过真实的设备,往往对于设备、工艺的理解只停留在理论和图纸上,不能真正掌握知识点. 这导致不少学生完成课程设计和毕业设计时,出现了许多错误.
因此,为了提高学生的综合运用知识能力,提高生物工程专业课程教学效果,针对在课程教学中发现的问题,我们从该课程的特点出发结合当前具备的条件,采取了一系列的教学改革措施,取得了一定的效果.
1根据专业特色,合理安排课堂教学内容
内蒙古科技大学生物工程设备课程内容分为 3 部分: 生物反应器、生物反应物料处理和产物分离纯化设备、辅助系统设备,涉及讲授内容有 16 章. 课程内容多,学时少,知识点交错. 如果全部教授,每章内容平均只有 2 个学时,使得教师上课时往往很难同时兼顾教学进度和教学效果. 针对这一问题,我们在课堂教学中结合本校生物工程专业就业偏重制药、酿酒企业特点,对课程内容进行重新整合,采用将内容按专业侧重程度重新划分学时,将部分内容设置成为课外自学等方法,对重要的知识点着重讲解,对一般知识点一般讲解,对与其他课程重合讲授的部分不再进行重复讲解, 增加了重点内容的课堂讲授时间,保证了教学效果.
2运用多种教学手段,提高课堂活跃度
作为一门实践性和应用性很强的课程,课程使用图片数量大、方程式多涉及专业知识面较广. 面对大量的设备结构,教师往往只能使用语言描述讲解,使得不少学生因为听不懂、缺乏对实际工厂的了解而产生了厌学情绪,认为这门课程枯燥,难学.如何在教学中如何调动学生的学习积极性,使课程变的有趣味是我们长期探索的一个重要课题.
为了调动学生的学习积极性,我们利用多媒体教学灵活生动的特点,依托学校多媒体教学建设,将整个课程内容制作成多媒体课程课件进行讲授,除了传统的讲授外还通过大量设备图片、演示动画等多种媒体手段使枯燥的理论变得形象和直观, 同时在讲解如抗生素发酵、啤酒发酵设备时,在课堂上播放相关工艺短片,从而增强学生的感性认识、激发学生的学习兴趣,调动课堂气氛.例如我们在讲解物料输送系统设备这一章中的液体输送泵时,为了弥补学生没有见过真实设备的不足,利用演示动画对不同的泵进行工作时的动画演示,收到了良好的课堂效果.
3实践教学支持,进一步巩固教学效果
生物工程设备主要讲授生物工程生产使用的设备,与工厂工程实际的联系非常紧密. 如果没有实践教学的支持,所学的知识不过是纸上谈兵,缺乏实际操作性.
为了解决这一问题,近年来我们分别在大二、大三、大四均安排了实践教学环节,同时积极与企业联系增加校企联合培养的力度,目前已经与例如金河生物技术有限公司(金霉素)、燕京雪鹿啤酒厂等近十家企业签订了建立教学基地的协议,丰富了课外实践教学内容. 在实践教学过程中聘请企业专业技术人员为课外讲师, 直接向学生讲授,大大提高了学生的学习兴趣和参与的积极性高,收到了非常理想的学习效果.
此外,我们还大力加强实验室硬件建设,先后购置了 15L 通风搅拌发酵罐、超临界萃取仪等一系列设备. 这样可以使教师不出校园就可以结合课堂教学安排学生到实验室对设备进行现场观摩讲解,学生也可以更近距离的细致观察理解设备结构, 从而进一步拓展课堂教学,也取得了不错的效果.
4结语
通过对生物工程设备课程进行了一系列教学改革的探索与实践,通过对课程内容的重新安排使得课程内容更加层次清晰;利用多媒体教学使得教学形式更加活泼生动;实践教学的支持使得课程内容不在单调、难以理解,这都大大激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的知识面,培养了学生综合素质,提高了教学质量和教学效果.
【参考文献】
[1]王远山,胡忠策,徐建妙,等.生物工程设备精品课程建设实践与探索[J].微生物学通报,2008,35(11):1817-1820.
[2]陈必链,郑毅,陈建平,等.提高《生物工程设备》课程教学质量的探索与实践[J].微生物学通报,2007,34(4):822-825.
[3]马歌丽,彭新榜,高建奇,等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报,2005,32(5):160-164.
