化学工程与生物工程专业
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化学工程与生物工程专业范文第1篇
关键词 生物化学 课程设置 教学模式
中图分类号：G424 文献标识码：A
Biochemistry Curriculum and Teaching Mode in Biological Engineering
WU Yuangen， WANG Xiao， TAO Han， ZHOU Hongxiang， QIU Shuyi
（School of Liquor and Food Engineering， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025）
Abstract According to our college biological engineering services at the local school and social development needs of the economy， the author analyzes of the basic course biochemistry courses from the curriculum materials selection， in the teaching content highlights the theoretical knowledge of traditional brewing industry， and made use of multimedia teaching， online teaching and innovative teaching practice， supplemented by teaching model， in order to improve students' knowledge of the course to master skills.
Key words biochemistry； curriculum； teaching mode
生物化学（Biochemistry）是用化学的原理和方法，从分子水平来研究生物体的化学组成及其在体内的代谢转变规律，从而阐明生命现象本质的一门科学。①生物化学课程是我院生物工程、酿酒工程、食品科学与工程等专业必修的一门专业基础课程，其内容基本覆盖了我院各个专业所需的基础理论知识，是我院学生掌握专业知识的最重要纽带，因而其教学地位十分重要。然而生物化学知识体系庞大，理论性和逻辑性强，内容抽象复杂且相互关联，这对刚开始接触专业课的学生比较难以掌握。特别是近年来高等院校课程改革的实施，实践教学环节的加强使得生物化学教学课时进一步减少，给生物化学课程教学工作带来挑战。笔者从事多年的生物化学教学经历发现，大多数学生都采用死记硬背的方式来应付期末考试，他们并没有对知识点进行很好的联系和掌握，缺少学习的动力和深入研究精神，在后续专业课学习和毕业论文（设计）中表现出知识点掌握不够等问题。随着生物技术的不断发展和应用，生物化学在生物工程专业中的地位和作用则更加突出，这就要求将生物化学教学内容与后续课程紧密联系，尤其是要结合专业定位和服务于地方经济社会发展要求来开展教学。笔者从贵州大学生物工程特色专业建设出发，探讨生物化学的课程设置及教学模式，以期提高学生对该门课程知识的掌握能力。
1 生物化学课程设置
笔者所在学院开设生物工程专业已有二十余年，办学依据立足本省、面向行业人才需求，服务于地方经济社会发展和国家现代化建设的专业培养要求，根据贵州产业发展和生物工程专业的沿革，在课程体系的设置上突出生物工程中下游课程，内容上突出传统酿造业的理论实践学习。生物化学课程作为生物工程专业最核心的基础课，在课程教学内容设置上应该符合本专业的办学定位。经过多次课程改革后，生物化学课程教学课时被进一步压缩到64学时（理论教学48学时，实验教学16学时），这给教学工作带来极大挑战。为了提高学生对该门课程知识的掌握能力，满足本专业服务地方产业发展需求，笔者认为有必要对目前使用的教材和已有的课程内容进行调整。
1.1 教材的选用
我院生物化学课程使用的教材主要是张洪渊先生主编的《生物化学》（第二版），由化学工业出版社出版发行。该书内容精简，比较适合生物工程、食品工程等工科专业学生使用。但使用该教材存在的主要问题是，由于知识点比较抽象和精简，学生课后缺少扩展学习的空间，所以很难深入掌握各个知识点及它们相互间的联系。特别是近年来不少考研的同学反映，该书不是考研专业指定的教材，建议在教材使用上重新考虑。笔者后来在教材选用上进行了尝试，选用了王镜岩先生主编的《生物化学》（第三版），由高等教育出版社出版发行。该书内容详实、知识点丰富，对各个知识点的扩展解释很充分，是国内很多985和211高校首选指定教材。然而使用该教材也面临诸多困难，主要问题是在有限的教学课时内很难把握各个知识点的讲解，同时学生面对该教材有较大的学习压力。最近笔者尝试了郑集先生主编的《普通生物化学》（第四版），由高等教育出版社出版发行。该教材章节编排合理、知识点及其展开解释说明均比较合适，是国内很多综合性大学和其他院校生物相关专业的本科生教材。该教材在我院生物工程和酿酒工程专业使用，学生普遍反映比较好，同时任课教师感觉比较容易把握教学，因而是我院今后生物化学课程的首选教材。
1.2 教学课程设置
我院生物工程专业的办学要满足服务于地方经济社会发展要求，在课程体系的设置上突出生物工程中下游课程，内容上突出传统酿造业的理论实践学习。因此，生物化学课程在教学内容上也要根据办学需求进行调整。笔者依据生物化学课程理论教学48学时，再结合生物工程专业特点和传统酿造业的知识体系，认为该课程教学内容应从以下几个方面开展。
糖类化学部分是传统酿造业重要的理论基础知识。在该部分教学过程中，应当要求学生重点掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构和性质，再从单糖的基础上去理解二糖和多糖的结构和性质，最好再结合某些酿造相关的实例来理解多糖等性质。脂质化学部分要求学生理解单脂和复脂的组成、结构和性质，了解固醇类物质的结构和基本特点。蛋白质化学部分不仅仅是酿造行业，同时也是整个生物相关专业最为基础的知识体系。该部分教学应该要求学生重点掌握氨基酸的分类及其结构和性质，在此基础上掌握肽和蛋白质的结构、性质和相互间的依存关系。重点讲解氨基酸的溶解度、旋光性、光吸收、酸碱性质和重要的化学通性，并结合氨基酸的性质讲解氨基酸分析方法。注重讲解蛋白质的一级结构及测定方法，要求学生掌握蛋白质二级结构种类及特点，在此基础上理解蛋白质的三级结构和四级结构及功能，并结合实验讲解蛋白质的分离纯化方法。核酸化学部分是现代生物技术，特别是生物上游技术的基础，虽然与传统酿造业知识体系关联不大，但对生物相关专业本科生至关重要。该部分教学应该重点讲解碱基及种类、核苷和核苷酸的结构、性质以及核酸的结构、性质和生物功能，要求学生掌握碱基、核苷、核苷酸和核酸之间的相互关系，彻底弄清核酸的化学结构和化学性质，并掌握核酸一级、二级和三级结构及碱基配对规律，深入理解核酸的酸碱性质、吸收光谱、变性、复性与杂交，以及核酸的分离纯化、合成和鉴定原理。酶化学和维生素化学内容与传统酿造业知识体系关联比较大，应当重点讲解酶的化学本质和结构以及分类，特别是要注重讲解维生素与酶辅基间的关联。要求学生理解酶的作用特点、作用机制和酶的分离纯化，重点掌握酶活单位定义及测定，理解调节酶、同工酶、诱导酶和多酶复合物的特点。激素化学、生物膜与细胞器内容与细胞工程、生物医学等专业关联度大，考虑到本专业学时的限制，该内容可由学习课后自学，重点了解激素的化学本质和生理功能，以及细胞的组成和各细胞器结构的功能。
物质代谢与调控内容与传统酿造业密切相关，也是整个生物中下游最为重要的知识体系，应当重点讲解糖代谢、脂质代谢、蛋白质和氨基酸代谢，以及这些代谢之间的相互联系和调控。糖代谢方面重点讲解糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖等代谢途径和生理意义，要求学生掌握糖酵解和三羧酸循环的各个代谢途径、参与的酶系和ATP产生过程，重点理解戊糖磷酸途径和参与的酶系，了解各种单糖、二糖和多糖进入糖代谢途径，掌握糖代谢的调控及关键调控酶。脂质代谢方面以三酰甘油为例，侧重讲解甘油的分解代谢途径和脂酸的-氧化过程，分析脂酸在何种情况下产生大量酮体及其后果，并注意比较脂酸 -氧化过程同线粒体酶系合成饱和脂肪酸过程的关系。蛋白质和氨基酸代谢方面要求学生掌握蛋白质在细胞内的降解，然后根据氨基酸的主要代谢途径，掌握氨基酸分解代谢和合成代谢的共同反应，重点讲解鸟氨酸循环及其生理功能，注重理解氨基酸代谢与糖代谢和脂质代谢的关联。核酸代谢方面简明扼要讲解核酸的降解以及生物体内嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的分解途径和生物合成。生物氧化方面涉及物质代谢的共同基本原理，重点讲解NADH和FADH2两条呼吸链中的电子传递及所需的辅基或辅酶，要求学生理解氧化磷酸化作用机制及其抑制和解偶联。最后再讲解物质代谢的相互联系，要求学生掌握糖代谢、脂质代谢和蛋白代谢之间的相互关系，了解整个代谢的调节调控方式。关于遗传信息的传递和表达内容，由于受学时的限制只能简单介绍，该部分可以纳入分子生物学课程进行讲授。
2 生物化学教学模式
生物化学课程知识体系庞大，内容抽象复杂且相互关联，采用传统教学方式很难取得良好的教学效果。笔者根据多年的教学经验，认为应当结合多媒体教学、网络教学和创新实践教学相结合的教学模式。
2.1 多媒体教学
传统的教学模式要花费较多的时间用于板书，教学时间不能充分利用，教学内容信息量较少。而采用多媒体教学后，课件都是在课前准备好的，课堂上很少写字，这样就节省了板书时间，为增加教学信息量提供了条件，特别适用于生物化学这种知识体系庞大的课程。另一方面，多媒体教学将文字、图片、动画等整合，可为学生提供大量的感性材料，教学形象、直观、形式多样、趣味性强，可有效激发学生的学习兴趣。②在生物化学课程中，生物大分子的立体结构及其代谢过程都是教与学的难点。在传统的教学中，借助板书、挂图或模型可有效讲授这些难点，但对于学生而言，内容还是比较抽象，不容易理解。利用多媒体教学可轻易的解决这一问题。如在讲生物大分子多糖、蛋白质、核酸等的结构时，学生通过观看三维结构的图片或动画，就可以轻易地理解有关的复杂问题，自然地掌握了这些生物大分子的三维结构等有关的概念。
虽然采用多媒体教学存在诸多优点，但也要清醒意识到过分依赖多媒体教学的弊端。过分依赖多媒体教学，会极大地限制师生的主动性发挥。③在课堂教学上，教师切忌把自己当成课件机械式解说员。目前多媒体教学的一个常见现象是教师灌输知识、学生被动学习的填鸭式教育，这种教学模式缺乏师生互动，不利于提高学生的学习积极性。采用多媒体教学的另一个弊端是课堂节奏快，学生很难及时消化所学知识，长时间后学生在学习上会出现消极的一面。笔者认为采用多媒体进行生物化学教学，在讲授重点和难点知识时，课堂上应该及时与学生加强沟通，让学生能充分理解和掌握相关知识；同时插入一些紧扣教学内容的时事图片或研究进展，有效结合专业领域内的社会热点问题，这对吸引学生的注意力和激发学生的兴趣均有很大帮助。
2.2 网络教学
目前本科教学工作存在的一个最主要问题是缺少师生互动，这与课堂教学课时被严重压缩有很大关系。为了加强与学生间的交流和互动，笔者借助生物工艺学精品课程网站，开辟了生物化学学习和交流平台。在该平台上，学生可以提出课堂教学未懂的知识，也可以给课堂教学提出建议和意见，我们针对这些问题都进行了一一答复，这些交流手段也得到不少学生的积极参与。另外，笔者还在该平台上提供了生物化学的学习材料，包括习题集和考研资料等，受到学生的欢迎。通过网络教学上生物化学教学讨论平台，进一步巩固了课堂教学，同时也加强了师生间的交流互动。
2.3 创新实践教学
本科质量教学提升计划的改革方向是加强实践教学，提高学生的实际动手操作能力。目前一般院校都开办了专业相关的实验课程，但受到课时限制或经费短缺等因素，实验课程学时一般比较少。我院生物化学实验课时为16学时，这相对课程庞大的知识体系是明显不够的。针对这些问题，笔者近几年一直鼓励本科生参与科研工作，加强自身的理论知识和实践动手能力。笔者近几年带领本科生参与了国家大学生创新性实验计划以及自己科研项目的研究，这些学生一般从大二上生物化学课程后就参与进来，利用空闲时间做实验，直到最后完成毕业论文，他们中基本上每人都著有研究论文，毕业后这些同学大部分都继续进行深造。通过创新实践教学，学生可以结合生物化学所学知识，进一步在研究中得到应用和更深入的理解。一般学校很多老师的科研项目与生物化学专业知识体系密切相关，所以学生有很大的参与创新实践教学空间。
3 结语
生物化学是生物工程专业最为基础的课程，其教学地位十分重要。根据我院生物工程专业的办学理念以及有限的教学课时，本课程在教学内容上应该做出适当调整，突出传统酿造业知识体系，同时也要兼顾现代生物技术和本专业的历史沿革。本课程教学手段上应该采用多媒体教学为主，网络教学为辅的策略，加强师生间的互动和交流，在此基础上改善教学质量，同时让更多的学生参与到创新实践教学，进一步提高该课程的教学效果。
基金项目：贵州省高等院校特色专业项目（SJG 2011 004）；贵州大学品牌特色专业培育项目（PTPY201303）
*通讯作者：邱树毅
注释
① 郑昌学.生物化学教学之我见―2012年全国生物化学与分子生物学学术大会发言[J].生命的化学，2013.33（1）：101-104.
化学工程与生物工程专业范文第2篇
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合7.5亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术方法、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。人才培养必须与产业发展相结合,生物质能源转化利用途径如图1所示,生物质资源(以植物为例)转化生成化学品的利用路线如图2所示。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的报告,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
化学工程与生物工程专业范文第3篇
关键词：化学工程实验技术课程；改革；创新能力；策略
在量子力学的建立发展下，现代化学理论得到了快速发展，但实验在化学研究和化学教学中仍占据非常重要的地位，高等化学教学中的实验教学作用也日益突出。化学教学中的实验教学在培养学生化学学习认知、研究能力和应用化学能力等方面发挥了重要的作用。在新课改的深入发展下，高等化学教学在讲授了化学基本原理和化学实验技能基础上，开始着重培养学生独立化学实验设计的能力，注重对学生展开实验技术和化学知识综合应用能力的训练[1-5]。高等化学实验课程体系改革成为高等化学教育发展的重要内容，得到了越来越多人的关注。完整化的高等化学实验教学改革内容包括化学实验课程体系和课程内容的优化、化学实验基地的建设、化学实验具体实践操作方法、化学实验组织管理等，其中最为重要的是化学实验课程体系。
1高等学校化学工程实验技术课程发展现状
在高校的扩招发展下，化学工程实验技术课程实验基地建设质量参差不齐，同时在学生毕业就业竞争的日益激烈下，在化学实验教学中很多学生过度重视理论，轻视了实验教学。现阶段高等学校化学实验教学存在的问题具体体现在以下几个方面:（1）在化学工程技术实验课程内容上存在“三多三少”的现象，从总体上看，依赖课堂理论教学的验证性实验课程较多，设计性的实验课程少；独立性的单元操作课程多，综合性的实验课程少；经典类型的实验课程多，能反映最新科学研究成果的内容少。（2）化学工程技术实验课程是根据化学理论课程体系设置的，在实验课程的安排上过于强调对化学课堂教学的补充，忽视了化学实验课程开设的本身特点，无法发挥出化学实验课程的本身作用。（3）化学工程技术实验课程教学模式单一，注重按照教师事先安排好的内容开展教学，无法发挥出学生学习的主观能动性。
2化学工程技术实验课程内容的设置
2.1精选基础性、理论性强的化学实验
化学工程技术实验课程内容改革的指导思想是要加强学生动手操作能力的训练，注重提升学生综合素质的培养，通过化学实验教学进一步巩固学生在课堂上掌握的化学理论知识。为此，教师可以在有限的教学学时中，精选化学基础理论实验教学内容，如可以为城市土木工程建设专业的学生开设胶体溶液性质类实验课程，在实际教学中要注重引导学生进行实验教学方案的设计，具体包括实验流程设计、胶体溶液的配制、实验仪器的安装和实验操作等[6]。
2.2注重精简重组验证性化学实验
化学工程技术实验课程要减少验证性实验在总体实验中的比重，验证性实验中繁多的验证内容不利于激发学生的学习兴趣，也不利于培养学生化学学习的综合素质，浪费了有效的课堂教学时间。在原有的化学实验教学中，“氧化还原反应与电化学”及“电解质溶液”是常见的验证性实验，实验验证过程简单，方便学生的观察，但在实验操作过于简单的情况下不利于调动学生学习积极性。为了解决这个问题，教师可以将这两个实验进行精简处理，在两个实验的重组中以“氧化还原反应与电化学”实验为主体内容，将“电解质溶液”的实验内容融入到原来电池的组成和电动势的测定中，让学生在原有电池的电解质溶液中加入适当的物质，如氨水、硫化钠等，之后应用精密的微安表对电池电动的情况进行观察，从而了解物质浓度变化对电极电势产生的影响[7-9]。这种精简重组之后实验的开展能够提升学生学习的积极主动性，实现学生自主化学习。
2.3增设应用型和综合应用型化学实验
在化学工程技术实验课程改革思想的指导下，教师要根据学生专业学习的特点增设应用型和综合应用型化学实验。例如，可以增设水硬度测定、金属材料腐蚀和防护测定实验、金属材料老化等综合型化学实验。在水硬度测定实验中，教师应用离子交换法和蒸馏法演示净化水的过程，通过实验向学生展示应用导电率来衡量和评价水纯度的重要意义。学生对实验兴趣很高，为了获得更精确的实验数据，一次次反复验证自己的实验，改进自己实验操作方式，对促进学生的化学学习具有重要意义。
3化学工程技术实验课程教学过程
3.1教学方式的选择
教师可以采用交互式的教学模式向学生具体介绍化学实验技术原理和重难点问题，通过交互式实验教学研究设计让学生能够有效解决化学实验学习中遇到的难点问题。化学教师要根据化学工程技术实验课程教学指导思想制定科学合理的教学方案。定期安排教师互相听课，从而促进教师之间的教学交流，提升彼此教学水平[10]。应用多媒体技术开展化学工程技术实验课程教学，通过多媒体的引入弥补传统化学实验教学视野狭窄的问题，缓解实验教学经费和学生人数之间的矛盾问题。
3.2培养学生良好的化学实验习惯
（1）教师要引导学生形成严谨、科学的实验研究作风。这种作风在化学实验操作中的表现是，学生能够仔细观察化学实验操作出现的各种现象，在发现实验现象和预期实验构想存在出入时，学生要能够从各方面查找误差的原因，和其他学生进行讨论，从而及时解决实验操作中出现的问题。
（2）原始性实验记录对于学生实验思路的形成、实验规律的把握等具有重要意义。为此，在实验开始阶段，需要学生仔细、规范的记录化学实验现象和实验操作获得的结果。
（3）学生要养成良好的卫生习惯，在化学工程技术实验课程过程中教师要监督学生注意做好实验器具回收工作，不能随意丢放实验器材以及实验产生的各种杂物。
3.3完善教学评价体系
在化学工程技术实验课程教和学习的过程中建立相应的激励评价机制，对提升学生的化学实验能力，促进化学实验教学发展具有重要的意义。为此，高等院校可以从化学工程技术实验课程教学内容、教学方式、教学管理和教学评价等方面建立相应的实验教学管理和评价考核机制[11]。在学生化学学习方面，学校要建立学生成绩和学分结合的学习评价方法，具体包括学生能否按时到达实验室、能否在实验之间做好了充足的准备以及学生是否如实记录了实验操作过程和做好实验总结。
4化学工程技术实验课程师资队伍建设
化学工程技术实验课程教师队伍的素质和能力对整个化学实验体系运行发展具有重要的作用。为此，高校需要加快打造一支结构合理、人员素质高、掌握多种化学实验教学技巧的教师队伍[12]。为了充分发挥高素质化学实验教师队伍在化学工程技术实验课程教学中的优势，学校可以制定一系列能够提升化学实验教学质量、促进实验化学有效运行的政策，充分发挥出教师在化学工程技术实验课程教学中的优势力量，培养学生化学学习综合能力。
5完善化学工程技术实验课程保障体系建设
高校需要从制度上进一步保障化学工程技术实验课程教学的开展，通过化学工程技术实验课程制度的建设，加强化学实验指导教师对化学课程教学各个环节的重视，具体包括化学实验教学方案、化学教学实验过程和化学实验结果的验收管理等，充分发挥出化学实验教学的重要地位和作用。
6结语
化学工程技术实验课程的开展不仅仅是为了加强学生对所学化学理论的理解、提升学生化学基技能训练和应用能力，更重要的是培养学生在生活实际中应用化学知识的能力。结合不同专业学生所学专业特点，进一步拓展学生化学知识面，提升学生化学学习兴趣，实现学生对所学化学知识的灵活运用。学生化学工程技术能力和他们综合能力的提升密切相关，科学合理的化学实验内容和规范化的化学实验技能训练，对培养学生的自我创新艺术，提升学生的科学研究能力，增强学生在社会主义经济市场中的竞争力具有重要作用。为此，需要有关教育人员根据不同专业学生化学学习的需要进一步完善化学实验教学体系。
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化学工程与生物工程专业范文第4篇
[关键词]生物工程专业；综合实验课程教学；改革；实用型人才培养
生物工程专业是集多门学科和技术于一体的、实验性和应用性都很强的综合性工程性学科。“生物工程专业综合实验”课程是生物工程专业教学核心内容的重要组成部分，培养学生在生物领域综合运用工程技术、操作相关仪器设备，进行生产的活动的能力。在地方普通本科高校在向应用型转变的过程中，工科专业能否实现产教融合、协同育人的培养模式，能否培养出活用技术技能的创新应用型人才，是决定高校转型成功与否的关键。“生物工程专业综合实验”课程教学模式的改革是积极推进高校生物工程专业“向应用型转变”的重要环节[1]。围绕生物工程专业人才培养的目标，结合高校转型时期提出的要求，我们对专业综合实验课程教学模式进行一系列的改革探索，旨在捕捉和发现学生对专业问题的探求欲，使学生获得更有效的专业技能训练，进一步提升进入企业从事生产实践的能力和产品研发的能力。
1专业综合实验教学模式现状
生物工程专业综合实验涉及的知识点较多，实际技能性操作性强，是锻炼学生综合性运用专业相关知识，锻炼专业操作技能和生产控制能力的重要途径。一直以来，生物工程专业综合实验课程是在大三下学期至大四上学期开设，主要内容包括菌种活化培养、种子扩大培养、发酵条件优化、发酵过程监测与控制、发酵产品分离纯化及生物活性物质的分离纯化、鉴定检验。该环节通过实验教师指导学生查阅文献资料、论证实验方案、实施实验操作、进行数据与结果分析，最后由学生独立完成实验报告。但是在传统的教学模式下，所开实验局限在固定实验室，内容多为理论知识相关的验证性实验简单整合，不能与生物工程行业的实际生产过程有机结合，而且选题较为单一。一些旧的实验项目所涉及的技术方法或工艺流程或许早就被生产企业淘汰，但在课堂实验室里，却被当做是经典实验项目被实施很多年。因循守旧的教学模式在一定程度上束缚了学生的个性和创新能力的发挥。学生对实验的选题缺乏主动性，依赖教师给出选题和具体方案，按部就班的执行实验步骤，不去探索应用新技术来拓展知识面和能力，这种情况不能充分体现现有的实验教学资源的价值。其次，生物工程专业综合实验课程强调从实际应用角度出发，并且兼具“理论”和“工艺技术”两方面的特点。在实验过程不仅需要学生对基本理论较深入的理解，并且活学活用，还需要学生了解并掌握典型仪器的构造、操作特性以及分析处理的过程。在课堂教学时间有限的情况下，师生缺乏充分的交流探讨过程，学生抓不住理论在真正工艺上的实现方式，造成遇到问题时有为难情绪，回避问题，其参与积极性大大降低。再者，实践教学考核评分体系不完善，考核评分项目较为单一，缺乏科学性，难以真实反映出学生对实践技能的掌握程度，影响了实践教学的效果。专业综合实验的层次不易推进，学生实用性的专业技能得不到锻炼。为了达到生物工程专业应用型、复合型人才培养目标，地方应用型本科院校必须针对目前专业综合型实验课程教学模式中不合理的现状，适当做出改革，提高教学水平，才能激发学生的学习积极性，开动脑筋，不再是机械地做实验，各方面能力才能得到真正的锻炼。
2优化实验项目，使之紧跟当前应用技术
生物工程行业是处于蓬勃发展中的新兴行业，不断有新技术的突破并快速渗透到生产企业中广泛利用，企业更加倾向于引进新技术来提高生产效益。为了保证学生专业能力的培养与实际生产应用性不脱节，生物专业综合实验课程的设置和实施也要紧跟当前热点应用技术，及时对实验项目进行更新和优化。选择实验项目时，不仅要强调“精”，而且要突出“新”。“精”在于认真选择一些理论含量高，并且能够深刻锻炼学生动手能力，引起学生浓厚探究兴趣的实验项目，减少重复性、验证性实验。“新”在于时刻跟踪企业技术前沿状态，把新理念、新技术、新的生产工艺引入实验教学中，加以提炼，设置能体现生物行业当前主流技术的实验项目。当实验遇到难点时，鼓励学生有针对性的扩充学习资源，查阅前沿资料，用新视点、新思路研究问题，找到解决问题的办法。对实验项目进行优化，能充分利用教学资源，给学生提供开拓性的平台，有助于提升学生专业技能和创新意识，适应应用型本科高校转型发展的需要。
3重视实验情景设定，与生产实践挂钩
真正的生物工程企业生产是一系列技术合理组合、紧密衔接而成的工艺流程。高校对学生专业素质的培养，是为生物行业的实际生产服务。为了锻炼学生的专业实际应用技能，在专业实验安排上，尽量将真实的生产情景融入到教学中。例如，我院建有省级工业微生物资源与发酵重点实验室，在特色工业微生物菌种的筛选，发酵条件优化、发酵工艺过程控制以及发酵产品分离纯化方面有一定的技术优势。将教师科研向地方企业转化的成果，更多的带入实验教学中。把与生产实践密切相关，实验室条件具备的项目，引入专业综合实验中。设定生产情景，分派具体实验项目，用真实样品为对象，以企业生产流程为参照，把实验环节模拟成工厂车间，营造真实的生产和市场情景，让学生站在企业的角度来思考讨论实验方案，解决问题。与生产实践挂钩的实验情景设定，能够引导学生对相关生物类产品的生产工艺流程和生产工艺技术进行实践，熟悉重点生产菌种的培养特性和生产性能，学会发酵条件优化的实验方案设计，以及从企业角度来论证方案，完成指标[2]。重视实验情景设定，加强学生对企业生产的认知，有利于学生专业实用技能以及企业适应能力的锻炼。
4利用创新实验工场，拓宽专业能力培养平台
课堂实验室与实际生产还存在较大距离，高校在转型时期，以对学生进行专业技能训练为目标的实践环节，需要拓宽实验实践锻炼的平台。专业综合实验承担的任务较大，是集专业培养、技能实训、创新锻炼等于一体的综合化实践教学体系。因此仅仅依赖课堂实验室是远远不够的，还需要利用综合性的创新实验工场资源，模拟企业运行机制，在创新实验工场中锻炼提高学生的综合素质。创新实验工场作为高校的学术交流、实践实训和产品研发的重要场所，与多家企业、工厂建立合作关系，更好的搭建学生与企业的接触途径[3]。教学中的一些成果能更快的与企业接轨，使教学更具实践性。把专业综合实验的项目放在创新实验工场中实施，帮助学生转变角色，从被动学习变主动探索，多接触生产实际，熟练生产设备的操作，将专业知识转化为实际应用能力和创新能力。
5采用多元化成绩评定方式，考学考察实训效果
在生物工程专业综合实验环节主要评估的是学生面对实际生产问题的科学态度、科学思维能力、操作技能等，鼓励学生发挥自主能动性和特长[4]。单一的凭实验报告完成情况和出勤率的打分有可能忽视对最重要的操作技能和创新能力的考核。在以往的综合实验考评中，发现一些学生虽然能保证出勤率，但在实验过程中并未真正动手参与；还有一些实验报告存在抄袭现象，这些情况会影响到成绩评定的公平性，难以反映学生的动手能力。因此需要对专业综合实验的考核体系进行调整，采用多元化的成绩评定方式，不仅对出勤率，实验报告打分，并且设立文献查阅、实验设计、操作技术、实验结果分析、创新拓展能力等多环节的评分考察模块，突出考察学生的学习态度、思维能力、操作技能和实验报告表述能力。对于在实验中主动参与、态度认真负责、勇于创新的学生，给以肯定和鼓励，成绩从优。用新的实验成绩考评方法来激励学生认真参与到实训锻炼中，积极进取，并且勇于创新。
6结语
生物工程专业综合实验课程的教学模式进行积极改革，优化实验项目设置，改进教学手段和方法，加强与生产应用的联系，拓展学生实际专业能力的锻炼平台，使之更具有系统性、实用性及更能反映生物行业发展的要求，提高学生的实验技能、专业素养和创新能力，从而培养出在社会上具有竞争力的应用型人才。这在方普通本科院校在向应用型高校转型时期，对生物工程专业的建设起到重要的推动作用。
参考文献
[1]杜建国，王常高，杜馨，等．省属高校生物工程国家特色专业的建设与问题探讨[J]．高教学刊，2015，4：51-52．
[2]王陶，李文，陈宏伟．应用型本科院校生物工程专业产学研人才培养模式探索[J]．微生物学通报，2015，42(3)：591-597．
[3]张儒，张变玲．生物工程专业大学生科研素质培养模式探索[J]．广州化工，2016，44：187-189．
化学工程与生物工程专业范文第5篇
[关键词]制药工程 实践技能 人才培养
制药工程专业是药学、化学工程与技术、生物工程为主并相互交叉，且实践性很强的专业，主要目标是培养既熟悉制药工艺又熟悉工程设计的应用型技术人才[1]。实践技能培养是制药工程人才培养的关键环节，构建制药工程专业实践教学体系对培养学生实践技能具有非常重要意义，也是进行制药工程教学改革的重要内容[2]。本文就高等中医药院校制药工程专业学生实践技能的培养进行了探讨。
一、中医药院校制药工程本科专业实践技能培养现状
目前国内开设有制药工程本科专业的高等院校较多，培养的侧重点各不相同，课程体系也各有特点，药学专门院校多侧重化学药物原料药及制剂生产相关的工艺、工程等，综合性院校多侧重化学工艺、化学工程等在制药生产中的应用，中医药院校多具有中医药特点。大部分中医药院校均开设有制药工程专业，一般设置在药学院或中药学院[3]，多数以中药学专业、中药制药或中药制剂专业为基础建立起来的，如我院的制药工程专业是以中药学专业为基础建产起来的，原名为中药制药专业，按照教育部的相关要求，2000年起更名为制药工程专业。经过10余年的发展，中医药院校的制药工程专业在实践技能上取得了长足进步，改进了课程体系，加大了实践技能训练比重，部分院校建立了校企业合作平台或校内的模拟训练中心，尽管如此，各校在实践技能培养上还是存在以下一些主要问题：
（1）各校虽然培养方案、课程设置等各不相同，但有一点则基本一致，把本应属于应用型人才培养的制药工程当作科研型人才培养，制订培养方案与教学计划时，大多只重视理论知识培养，而忽视实践技能培养，如缺乏阶段实习或时间过短，针对性不强，毕业实习对实践技能没有明确考核指标，部分学生缺乏制药大生产实习机会等。
（2）实践技能的培养缺乏系统性，没有遵循由浅入深、循序渐进的教育规律。中医药院校在工程设计能力的培养上明显不足。
（3）办学经费不足，实验场地有限，加上连年扩招，学生人数增加，消耗大、耗时长的专业实验被压缩；部分实验以“教、看”为主，学生缺乏动手机会，制约了学生实践能力的发展和综合素质的提高。
（4）由于高校人事制度等方面的原因，各校“双师型”（既具有理论根底又具有实践经验）教师明显不足，导致部分课程的理论教学与实践脱节，甚至部分实践教学无法开展。
（5）一些学校缺乏实训场地、设备、设施、药品GMP文件等，导致学生对制药大生产缺乏感性认识，对药品生产质量管理没有GMP意识，对生产各岗位及设备的操作相当陌生，进而导致相关课程的理论教学时过于抽象。
（6）一些专业课程的教材与生产实际联系不紧密，缺乏实用性，针对性较强的实训教材很少。
二、加强中医药院校制药工程本科专业实践技能培养的对策
（一）优化课程设置，构建实践技能培养体系[4]。参照教育部“卓越工程师教育培养计划”的相关要求进行课程设置，遵循“厚基础、宽口径、重能力、求创新”的教学与产业相结合的教学理念，确立“夯实基础、拓宽知识、增强能力、提高素质”的人才培养目标，坚持树立以学生为本、知识传承和能力培养并重、实践教学和理论教学并重的人才培养思路，建立“基础教育、专业基础教育、专业教育、综合教育”层层递进的课程体系和注重个性发展的培养模式。构建以实验、实习、实训、创新（简称“三实一创”）四个模块为核心的实践教学新体系，使实践技能的培养具有系统性。中医药院校的制药工程专业药学（中药学）理论基础相对较好，工程设计能力相对不足，应加强制药工程设计教学，压缩部分理论教学，在大二学年或利用寒暑假增加阶段实习，并使阶段实习与制药大生产、制药工程设计紧密结合，增加学生对生产工艺，生产过程管理与控制、岗位与设备操作、药品研发等的感性认识。
（二）改革实践教学模式。探索将一些课程的实验课从单一分散的完成转变为系统进行等一系列实验的改革，形成有机结合的几大实验教学模块：第一模块为基础实践模块，主要包括基础课程实验课、社会调查、认知实习等；第二模块为专业实践模块，包括专业课程实验教学、科研训练等；第三模块为科研创新模块，包括学生参加教师科研项目，本科生创新基金项目等，第四模块为毕业设计与工作体验，包括学生进入企业参与课题设计与生产实践等。
（三）增大实验比例和实验成绩的份量。课程设置时，应提高实验课时比例，将部分理论课内容直接放在实验课上讲解。实验课尽量单独设课，成绩单独计分，使学生重视实验教学环节，促进了学生实验学习的积极性，增加学生的实践机会，提高其动手能力。这样可以缩短学生从理性认识到感性认识的过程，利于有效地克服学生死记硬背的习惯，使实验课真正成为学生学习理论、培养能力的课堂。
