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1、生物分离工程课程教学案例库建设探索1引入生物分别领域的新技术和新工艺来构建生物分别工程的教学案例库生物分别工程是一门多学科交叉如化工、物理化学、计算机科学等产生的新兴学科，主要涉及将生物活性物质从反应体系中提取和纯化的各种单元操作，例如萃取、吸附与离子交换、膜分别等，因此相关学科的进展总能为生物分别技术的进展提供新技术9。例如，随着膜化工讨论领域的进展，涌现出一系列新材料、新介质和新型膜，这就为进展新型生物分别技术和工艺带了极大地便利。所以在构建本课程教学案例库的时候要时刻关注化工、物理化学等相关领域的最新讨论进展和讨论成果，在教育实践中注重激发学生追踪学科前沿、开拓创新讨论思路的兴趣。例如，
2、我们在教学过程中让学生利用在线学术资源查阅相关文献，追踪生物分别技术领域的最新讨论进展，并以小论文的形式对新技术与新工艺的基本原理、具体流程和适用范围进行系统总结，并与课程中的相应学问进行优缺点对比分析，并以此作为考核成果的标准，最终将评分最高的案例编入教学案例库。这样极大地调动了学生参加的主动性，学生参加性很强，也取得了很好的教学效果。此外，还应当注重借助于一些新技术为提高生物分别工程教学效果服务。例如本课程中涉及诸多单元操作，这些单元操作过程冗杂，涉及到的学问点多，学生缺乏直观的认知体验，且对这些冗杂的单元操作难以理解，因此造成学习兴趣不高和教学效果低下等问题。针对上述问题，可以借助虚拟现
3、实VirtualReality，VR技术的可视化、直观性等特点，利用“互联网技术将虚拟仿真单元操作融入到真实的生物分别试验过程中，最大程度地还原真实的生物分别过程10。例如我们教学团队结合课程学问，开发了L-苹果酸、L-丙氨酸等生物发酵产品的分别仿真软件，通过计算机模拟让学生直观地体验整个分别流程，同时对过程中所涉及的单元操作进行具体剖析和说明，整套软件被编入生物分别工程的教学案例库图111-12。这一措施不仅消除了他们对于试验中的大型试验设备操作的生疏感、恐惧感；也使其对分别过程中的单元操作有了更为直观的认识，加深了学生对课程学问的理解。2通过引入校企合作课题或技术服务项目来充实生物分别工程
4、的教学案例库生物分别工程试验是一门应用性很强的课程，通过对这门课的学习，使得学生能够系统把握生物活性物质的提取、分别、纯化和加工的整个流程，从而针对特定的分别目标物质结合所学的多种生物分别技术来设计合理的提取和纯化工艺，进而培育学生“学以致用的创新能力和创新素养，以适应新工科教育背景下经济与社会进展对复合型创新人才的需求13。为了实现这一培育目标，我们尝试利用学校的校企合作课题来开展生物分别工程试验中的综合型试验课程，以充实生物分别工程的教学案例库如表1。例如，我们尝试将企业托付的技术项目“利那洛肽的纯化制备技术作为试验课程的案例，首先引导学生查阅相关文献，找一些与目标物结构与性质类似的分别文
5、献，采纳分组商量并拟定不同分别工艺的初步试验方案，在此基础上进行试验验证，并结合课程中所讲授的离子交换与色谱分别方法等学问对纯化工艺进行进一步的优化。最终，讨论生通过反复试验验证获得了一种利那洛肽的高效分别方法，即采纳离子交换与高效液相色谱相结合的方法，以阴离子交换柱为固定相，以Tris-HCl缓冲液为流淌相A，以含有肯定浓度NaCl的Tris-HCl为流淌相B，采纳梯度洗脱方法对利那洛肽粗品进行处理，然后进一步使用高效液相色谱对上述洗脱液进行脱盐处理，以C18柱为分别介质，以乙酸水溶液为流淌相A，以乙腈为流淌相B进行梯度洗脱，最终获得了纯度为99.8%的利那洛肽纯品，获胜利申请发明专利一项专
6、利名称：一种利那洛肽的纯化方法，CN107266535A14。在此案例中，我们需要围绕生物分别工程的核心分别方法离子交换与色谱分别，对分别过程进行优化组合和设计，其中的关键环节是离子交换介质，引导学生以课程讲授学问与文献资料相结合的方式设计可行的试验方案，选择合适的分别介质，提高学生参加生产实践的主动性，可取得良好的教学效果。3以讨论生科研与实践创新打算相结合来丰富生物分别工程的教学案例库讨论生是科研创新的主力军，讨论生科研与实践创新打算是新工科教育背景下实践教学的重要组成部分，也是提高讨论生教学质量和培育学生创新思维和创新能力的重要举措。生工学科主动响应江苏省教育厅关于实施江苏省讨论生科研与
7、实践创新打算等文件的号召，结合自身专业特点，开展并实施江苏省讨论生科研与实践创新打算以及南京工业大学讨论生科技论坛等项目，旨在提高讨论生的科技创新能力15-16。同时，在课程教学中将自主探究型课题与此类项目进行有机结合，让讨论生结合所选课题进入相关教授试验室并参加相关的科研项目中，以此来丰富生物分别工程的教学案例库表2。例如，我们让学生依据导师讨论方向及讨论生论文课题等因素，综合考虑试验室设备状况，自主选择创新讨论课题，并自主查阅文献和拟定具体的试验方案，由指导教师进行审核评分，选取可行性好、讨论基础扎实和方案具体的项目去申报江苏省讨论生科研与实践创新打算，如表2所示，近三年有“冬凌草多组分提
8、取新工艺、“孔径小于10nm均孔膜的讨论、“高效稳定分别纳滤膜的精密构筑和“纤维素/壳聚糖/GO气凝胶复合材料制备及吸附性能讨论等4项自主创新课题入选了江苏省讨论生科研与实践创新打算，由学生担任课题负责人，实行包干制度，锻炼了学生分析和解决问题的能力及独立开展科研工作的能力，项目结题后的相关资料由学生负责人进行整理，编入生物分别工程的教学案例库中，具有鲜亮的自主创新特色，也提高了学生的参加探究的主动性，取得了良好的效果。同时，我们煽动学生利用讨论生科研与实践创新打算所取得讨论成果主动开展讨论生科技论坛等学术沙龙活动，让学生共享自己的科研经受与心得体会，通过学生的现身说法提高低年级学生对本门课程
9、的认识，而且也邀请生物分别相关领域的专家来校做学术报告，与学生面对面沟通自己的科研体会和心得，在沟通中学生反响强烈，主动与专家进行互动，取得了良好的课外教学效果，培育了学生的创新思维和创新能力等科研素养，全方位锻炼学生的综合科研与应用创新能力。4结语案例式教学最早起源于20世纪的美国哈佛商学院，是指在教学中通过引入案例和引导学生进行问题分析，锻炼学生运用所学学问解决实际问题的综合能力。目前，生物分别工程教改工作中案例式或类似的教学方法已有试验教学方面的报道，但在课堂教学中的应用较少。主要缘由是案例教学易通过实际操作实施，在课堂教学中则较难模拟实际操作。笔者及教学团队在从事生物分别工程的讨论生教
10、学中通过引入多个本学科已胜利实现的案例，引导学生将课程学问应用到生产实践中去。综上所述，生物分别工程试验是一门理论与实践亲密结合的课程，对创新型专业人才的培育发挥着重要的作用，尤其在新工科教育背景下，通过教学模式改革等手段来培育和提升学生的创新能力及科研素养以满足经济与社会进展的需要成为了工科专业教学要求的重要目标17-18。笔者所在教学团队总结了近几年的教学实践阅历，对本门课程的教学模式进行了一些有益的探究与尝试，取得了肯定的教学效果，盼望在以后的教学实践中不断总结阅历与教训，遵循学生的认知规律，加强对学生动手能力和创新能力的定向培育，突出应用型创新型人才需求，强化技能培育和提倡工匠精神，为新工科教育背景下的实践教学改革和探究提供一些思路和启示。作者:朱本伟 倪芳 熊强 姚忠 孙芸 单位:南京工业大学食品与轻工学院本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页