新工科背景下《生化工程》教学改革初探

宋胜杰，陶娟

（江西科技师范大学，南昌330013）

在知识经济、新兴科技产业蓬勃发展的新形势下，现有高等教育培养的人才质量并不能有效满足经济发展的需求。新工科的提出，实质上是高等教育理念的探索与创新，高等教育更加强调多学科交叉型人才的培养，更加注重学生的实践能力及创新创业能力，以提高工科学生的就业力，适应当今劳动力市场的需求[1]。大学应跟随时代的变化和求变求新，打破学科界限、加强产教融合、从根本上改变课程教学模式，以培养应用型人才为主要教学目标。

《生化工程》是生物工程专业的一门专业主干课程，它是应用化学工程的原理和方法，解决有生物体参与生产过程的基础理论及工程技术问题，内容涉及了发酵工程、动植物细胞的大规模培养、酶工程、生化反应工程、生物分离工程以及生物工程设备的放大等，因此《生化工程》是将近代生物学的成果转变成生产力所必不可少的重要组成部分，学好该门课程可以培养学生综合运用多学科知识、创造性地解决现实复杂生物工程问题的能力。

1 《生化工程》教学现状

目前《生化工程》教学依然以多媒体与板书相结合的单一模式为主，学生对教材内容仅有浅显认识，由于本课程存在理论公式具有较高的逻辑性及抽象性等问题，并且对高等数学要求较高，同时也包括对数学要求很高的《化工原理》、《物理化学》等前修课程，导致学生对知识的掌握有一定的困难，畏难情绪高涨，学习积极性不高，课堂缺乏互动；同时《生化工程》作为一门工程性很强的课程，培养学生将所学知识用于分析解决实际工程问题的能力，几乎难以通过单纯理论教学达到目的，传统的以理论讲授为主，弱化实践能力的培养的教学方式，学生即便掌握了良好的理论基础，但缺乏实践经验，也难以实现人才培养与企业用人的无缝衔接[2]。

在新工科背景下，结合《生化工程》的工程应用特点，着重培养学生实验实践能力，将学生理论学习与生产实践、科学研究紧密结合起来，更要贴近产业需求来培养应用型、复合型、创新型人才是非常有必要的。

2 《生化工程》教学改革的着力点

2.1 案例教学的引入

众所周知青霉素工业化生产的历史本身就是《生化工程》诞生的历史，典型的生产案例作为该门课程的开篇，因此案例教学也应贯穿其中，在理论知识讲授完毕后，引入相应的工程案例，让学生分成若干小组，通过课下查找资料，课上讨论计算，对老师提出的案例进行分析，发现并解决案例中存在的问题[3]。通过工程案例的分析，可提高学生自主思考能力、沟通能力和协作精神，同时加大学生参与课堂教学的积极性与主动性。另外在案例的选择上，一定要紧跟科技发展的步伐，积极跟踪行业最新动态，将焦点热点穿插到授课内容中[4]。2020年核酸检测试剂盒的研发使得生物医药领域在抗击新冠肺炎疫情中大放异彩，该案例的引用必将提高学生的学习兴趣，同时还可增强学生学习的使命感。

2.2 设计课内实验

课内实验不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是让学生建立起完整的科研思路，以及分析问题解决问题的能力。《生化工程》 中培养基的流动、空气除菌中的传热、氧气溶解中的传质、酶促反应的动力学、生物反应器的搅拌功率等均可作为课内实验内容，老师可结合学校实验条件，提出实验目的，然后学生根据所学知识，设计出实验方案，准备试剂耗材、设备仪器并亲自动手实施，最后对实验结果进行分析评价。另外还可增加选择性实验项目，学生可选择传统方法与新型技术同时完成实验，最终通过比较新老技术的优缺点，扬长避短，创新性地设计出最佳实验方案[5]。

2.3 设置实践环节

实践是培养创新性人才的重要环节。也是学生理论联系实际的重要平台，但很多高校配套用于实践的设备和场地不足，难以满足教学要求，因而应当充分利用企业优势，加强校企合作，为学生提供更多的实践平台，让学生真正深入企业生产、研发一线，用以扩大学生的视野，培养学生工程理念，并提升运用相关理论和方法解决实际问题的能力[6]。实践应区别于实验，其教学目标不能仅限于验证理论知识，训练动手能力，更重要的是要培养学生的工程思维、创新能力及协作精神，提高学生的责任感。

2.4 开设课程设计

课程设计可以培养学生的工程设计能力，初步建立工程+效益的理念，以及运用现代化的设计手段和方法优化过程参数及设备参数。然而与生物专业相关的课程设计比较少，专业适用性较弱，开设《生化工程》的课程设计，以生化反应为基础，用于强化学生理论联系实际的能力，老师可以设置引导型课程设计，以学生感兴趣的生产工艺为主，自行查阅文献，制定设计方案，进行工艺计算，选择设备尺寸，绘制图纸，并考虑技术可行性及经济的合理性，最终撰写设计报告[7]。

3 结论

《生化工程》作为一门工程类课程，应充分利用其课程特点，通过实时案例引入、自主选择实验、设置生物制品企业实践、开设生化工程课程设计等方式，积极发展多学科交叉，推进产教融合，从而提高学生的交互学习兴趣、自主创新和实践能力，为国家培养出优秀的复合型新工科人才。