现代分离技术与方法论文

现代分离技术与方法论文关键词：高职；生物分离与纯化技术；课程改革；难点近年来，随着生物技术突飞猛进的发展，生物技术产品对其下游过程技术中的分离纯化技术提出了更高更迫切的要求。生物分离过程是生物工程中必不可少的也是极为专业的环节，因此，分离技术是生物高新技术能否实现产业化的关键，也是制约生物工程产品生产及可持续发展的“瓶颈”。为了更好地适应生物工程产业化发展需要，必须开展生物工程下游技术、原理及装备的教学工作，培养真正实用型、专业型和创造型人才，因此，就必须改变实验课程原有的设置模式。本科院校的教学在教材建设、教学内容和方式上更加侧重分离中的工程问题，强调培养学生从实践中归纳出分离学科的科学和技术难点问题，因此对基础理论的讲解较为深入、透彻。而作为高等职业院校，其教学目的、课程标准的设计等与本科院校均有很大不同。笔者拟就高职课程改革的总体趋势并结合本校开展生物分离与纯化技术课程教学改革的实践，探讨高职生物分离与纯化技术课程教学改革的难点与关键点问题。高职课程改革的总体趋势以社会需求为导向，注重实践的课程体系和课程标准开发模式成为改革主流课程体系设计是否科学合理，关系到专业培养目标是否能实现，也会影响到其后续的教材开发。高等职业院校以培养应用型人才为目标定位，课程体系应以社会职业需求为起点，将职业群中有关岗位对学生专业知识和技能的要求转化为相应的课程设计，培养学生与之对应的能力。课程开发设计是课程体系设计的细化，它解决了课程体系的设计如何实现的问题。目前，以实际工作过程、情境为导向的课程开发设计模式被广泛应用于课程改革实践。该模式的特点是通过深入调查行业的典型工作过程、归纳出实际工作任务，从而转化为教学任务。这样，教学的内容和生产实际结合紧密，更有利于学生把理论和实践知识整合，提高学习的兴趣和主动性，达到培养学生职业能力的目的。在课程设计的基础上开发的课程标准，同样要突出体现实践工作过程。课程标准是对课程内容及教学效果进行检查、鉴定的质量评价标准，它应是教学大纲的具体体现。目前，利用课程标准替代教学大纲，对于建立现代高等职业教育的课程评价质量标准而言，是十分必要的。目前的教学评价已经克服了单一的闭卷考核模式，呈现出多样性的考核形式，更加注重于实践过程的评价并具有激励性。教学新模式、新方法和新手段组合应用并逐步推广随着现代计算机技术的普及和发展，现代教育技术也逐步采用了多媒体等新手段，教学方式更为多样化，新技术、新手段的组合运用也成为今后课程改革的新热点。在教学模式上，传统的以教为中心的教学模式，过渡为以“学生为主体，教师为主导”的教学模式。高等职业教育必须让学生承担更多的学习责任、学会学习并培养其分析解决问题的能力。为适应这一要求，就应在课程教材、教学模式、教学方法上深化改革，以新的教学评价手段促进教学改革。如将问题、情境、工作过程导向模式的启发式教学应用到高职教学当中，目的是培养学生自主学习、分析和解决实践问题的素质和能力。生物分离与纯化技术课程教学改革的难点分析与对策教材和教学内容的选定目前，生物分离与纯化技术的教材同质化现象比较严重，影响到课程教学内容的取舍与选定，若单选某本教材进行教学，教学效果并不理想。因此在选择教学内容时，应与教学目标定位、课程体系相匹配，并据此进行教材选定。对高职院校而言，其专业设置和教学应首先考虑服务于地方产业经济的发展和建设需要，理论和实训内容也必然要求与之匹配。我校针对华南热带和亚热带农业产业的发展需求，设置了生物技术与应用专业。在生物技术专业课程体系中，先后开设了微生物学、生物化学、生物技术导论等基础课程以及发酵工程等应用性课程，为生物分离与纯化技术课程开设打下了基础。在教材选定方面，本课程现在使用教材为《生物分离与纯化技术》（邱玉华，化学工业出版社，2007年）。为提高学生知识的广度，又指定了六本参考教材：（1）辛秀兰，《生物分离与纯化技术》，科学出版社，2005年；（2）欧阳平凯，等，《生物分离原理及技术》，化学工业出版社，2001年；（3）孙彦，《生物分离工程》，化学工业出版社，2002年；（4）刘国诠，等，《生物工程下游技术》（第二版），化学工业出版社，2003年；（5）顾觉奋，《分离纯化工艺原理》，中国医药科技出版社，2000年；（6）李津，等，《生物制药设备和分离纯化技术》，化学工业出版社，2003年。在理论教学中，精选了“讨论生物物质的生产过程，明确生物分离纯化技术的地位和作用”、“生物样品的预处理”、“固相析出分离技术”、“色谱分离技术”、“萃取技术”、“过滤与膜分离技术”“浓缩和干燥技术”等7个教学情境模块，并分成22个子项目进行教学，包含了生物分离过程中常见的单元操作；在实训内容的选择上，主要突出农产品的生物分离技术的训练，如蛋白成分分离提取，糖类的提取分离和测定，氨基酸的层析分离和纯化等模块。教学中引入新技术、新内容生物技术产业发展迅猛，分离也随之发生很大的进步。教材建设内容确定之后，教师在授课时就有了基本框架。但我们的教学内容并不应局限于教材，因为与科学技术的飞速发展相比，教材内容总是滞后的。因此，教师对学科发展前沿的技术与交叉领域的发展要有清楚的了解，要经常查找文献，关注热点研究的进展，及时介绍给学生。课堂教学时间有限，如何适当地引入新技术，激发学生学习的兴趣，值得探讨。大学生的学习独立性、自主性和探索性不断增强，如何激发和培养学生主动学习的兴趣和能力，也是本课程改革中必须面对的问题。联合国教科文组织编写的《学会生存》中曾提到“学会学习是一个人成才的标志”，高等教育的一项重要任务就是培养学生的自学能力。对于分离科学涉及的丰富内容，仅仅依靠课堂教学是不够的。因此，教师应积极鼓励、指导学生自学，同时，教学中应注重向学生推荐学校图书馆、有关网站，以及与本课程有关的教学参考图书和国内外专业期刊杂志，开阔学生视野，促进学生主动学习。在本校的课程教学改革中，我们尝试采用了启发式教学方式，“两步走”引入新技术和新内容。在课堂上，简要介绍技术发展方向，指出现有技术中存在的问题以及新技术的核心；在课后，就课程中提到的新技术、新问题，要求学生自由组合，一般4～5人为一组，分组选题查阅资料、讨论、撰写论文，在期中安排一周时间进行讲解。每组安排10分钟，对全班同学进行讲解，台下同学提问，教师作综合点评。学生反馈表明，这种问题导向的学习方式，不仅锻炼了自身的文献检索、写作能力，而且学生的表达交流能力也得到了提高，主动学习和分析解决问题的能力也得到培养。在课程教学中培养和渗透分离工程思想目前的教材编写方式，多数是把各个单元的操作逐一介绍，然后在实训试验中也是按照单元操作试验并附上一两个综合实训内容进行编排。对于本课程的教学来说，条理相对清晰，但是学生将来工作面对的是完整的分离过程，因此在教学过程中应逐步培养从单元操作到过程操作的工程思想，否则学生将难以适应将来的工作。我们在课堂上尝试采用了播放生物产品分离的全过程视频，课后安排学生参观认识实习啤酒厂、味精生产厂等单位，要求学生撰写认识实习报告，逐步建立分离工艺流程、分离设备的感性认识。在综合实训课程中，把单元操作之间的联系讲解清楚，引导学生分析影响某一过程的各种因素，分清主次，注意各因素之间的关系。要求学生就整个实训过程中存在的问题一一进行分析，并撰写总结报告。根据实训报告和综合反馈，学生的分离过程思想也得到初步建立。工程思想的培养不是一门课程可以奏效的，因此，在整个课程体系中要不断强化，同时要求学生要实践中不断总结，这作为课堂教学中的渗透性培养必不可少。课堂互动教学中提问的处理现代教学理论认为，学生是学习的主体，在课堂教学中与学生保持一定的互动则能明显提高教学效果，因此，现代教育技术中引入了多媒体教学，并已成为当前十分流行的教学手段。多媒体教学具有图文并茂、情境生动、知识点条理性强、信息量也比板书要大等特点，学生要充分适应这种教学模式，在课堂上就必须提高参与性。课堂提问就是其中一个很重要的方式。提什么问题、提几个、何时提、如何控制时间、如何解答等构成提问的处理环节。一般课堂教学时间40分钟，我们尝试采用将近四分之一的时间用于提问，时间分布在课前、课中和课后。课前一般用3～5分钟就上一节课的某个重要知识点做一提问，课中则就某个知识点进行提问，如不同单元操作的比较、单元操作的影响因素等等；当教师讲完后留5分钟左右给学生做课堂总结，教师加以点评，这种互动方式，不仅可明显提高课堂的气氛，还能帮助学生回忆学过的知识，使学生逐步体会到如何做归纳总结，如何发现新问题，极大提高了学生参与教学的积极性。课程考核方式的多样化处理目前的考核方式较为单一，多数采用平时成绩、期末考试成绩和实训成绩进行加权平均计算考核成绩的方式。平时成绩，如布置小论文、专题讨论、课堂提问等形式所占比例一般不超过50%，这种考核方式在操作上改变了以期末考试定成绩的传统，使评价更能有效地发挥导向功能和激励功能，但是也存在一些问题，平时成绩的评分标准尺度难以掌握，量化较为困难。以提问为例，本课程的理论性较强，学习难度较大，由于提问环节的量化打分较为困难，因此，主动回答问题只能把它当做加分环节来处理。结合我校生物分离与纯化技术课程的教学改革实践，笔者认为，生物分离与纯化技术是一门基础性和应用性非常强的课程，在教学模式上应以学生为主体，采取问题导向启发式教学，利用多媒体等新手段组合，建立科学的考核体系，以培养学生自主学习和