构建生物工程专业综合实验体系,提高学生的实践与创新能力

作者:马美范;刘纪文;房海燕;张大伟; 刊名:教育教学论坛 上传者:陶红霞

【摘要】构建了生物工程"三层次、四模块"的综合实验体系,把专业综合实验内容分为啤酒工艺实验、果酒工艺实验、酶工程实验、柠檬酸发酵实验四个模块。结果表明:多模块、多层次的综合实验教学体系,有利于激发学生实验学习的兴趣,从而提高了学生的实践与创新能力。

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我校生物工程专业设立之初,开设了生物工程设备实验、生物分离实验等实验课程,由于每门课的实验学时较少,只能从事简单的单元操作实验。随着我们实验条件的完善,把相关课程的实验内容整合到专业综合实验,作为一门独立的必修课程,形成了生物工程“三层次、四模块”的综合实验体系。通过专业综合实验的模块化实验,不仅使学生得到了以产品为目标的系统化的实验操作技能的提高,而且培养了他们的独立动手能力和创新思维能力。一、构建生物工程专业综合实验体系的方法《生物工艺综合实验》作为一门独立课程,2012年批准为校级精品课程,通过专业综合实验课程结构的优化,建立了以学生为主体的创新、研究和设计的生物工程创新实验教学新体系,通过加强学生对生物工程知识的理解和综合运用,既提高了学生的综合实验能力,又培养了复合型生物工程专业知识的专业人才。在建立了新的实验教学体系的同时,又制定了新的生物工程综合实验教学大纲,并增设了开放实验、编写了综合实验指导书。本课程注重理论与实践紧密结合,以工程实践教育和创新能力培养为核心,进行实验教学内容的设计与改革,将工程实践能力教育和创新能力培养贯穿于整个实验教学活动中。(一)构建了充分体现实验课程先进性、典型性和创新性的知识结构体系我校生物工程专业是国家级特色专业、山东省卓越工程师培养计划。该专业的教学充分利用学院的山东省生物工程实验教学示范中心、中德啤酒技术中心、葡萄酒工程训练中心,并依托山东微生物工程重点实验室等科研平台。在生物工程综合实验教学中,我们构建了四个实验模块,每个模块均有三个层次;并把课内基础技能培养与大学生课外创新创业项目训练相结合、理论课和实验课相结合、实验教学内容与教师科研项目相结合[1]。我们以实验产品作为一个模块,且每个模块含多个丰富内容,既增加了综合性、设计性在生物工程实验中的主体地位,又提高了生物工程专业学生的综合实验创新能力。本课程组不断优化整合理论教学与实践教学内容,结合教师的科研成果,突出课程的先进性、典型性、创新性,使学生能够通过实验全面掌握生物工程相关知识的基本原理、基本方法和创新思路。实验教学中,及时将行业及相关领域的新技术、新方法、新知识介绍给学生,使教学内容始终处于本学科的前沿水平,以保证课程基础性、前沿性和典型性。通过学生创新实验和实践式教学模式相结合,提高了学生的自学能力和创新能力。(二)形成了“三层次、四模块”的实验教学体系,建立了模块式授课的机制根据课程性质,把实验课设立了“啤酒工艺实验、果酒工艺实验、酶工程实验、柠檬酸发酵实验”等四个模块。每个模块分别有基础验证性、综合设计性、研究创新性三个层次。结果表明:多模块、多层次的实验教学体系,有利于激发学生实验学习的兴趣,从而提高了学生的实践创新能力。在近年的教学改革、教学研究中,我们根据团队成员各自的研究方向,讲授一个模块的一部分。近年来把教师的科研成果纳入实验教学中,开设了“IPA啤酒工艺实验、青稞啤酒实验”等工程训练实验项目,增加了综合性、设计性实验的比例。提高了学生对综合实验的兴趣,调动了学生综合实验的积极性与主动性,教学效果显著提高。(三)基础性与综合性相结合以啤酒为例,精酿啤酒以其用料好、工艺精、品种多样、营养丰富,越来越受到消费者欢迎。1992年,中国第一条用于教学和科研的精酿啤酒生产线在我校投入使用,生物工程专业始终把啤酒相关内容作为重点,以啤酒工艺实验为例,该实验涉及到麦芽汁的制备、酵母的扩大培养与发酵、分析检测、感官品评等过程,理论涉及生物化学、生物分离工程、微生物学、啤酒工艺学、生物工程与设备、品评科学、酿酒分析等课程。通过该实验,

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