梁 猛，毛颖基，王文锐，席 珺

（蚌埠医学院 生命科学学院，安徽 蚌埠 233030）

现代生物技术是最具潜力和对人类影响最为深远的前沿学科技术，生物技术经济也即将成为IT产业之后新的经济增长点[1，2]。生物工程下游技术对现代生物技术的发展具有极为关键的现实意义，其在生物技术产品的生产成本中占据70%的比重[3，4]，其不但是生物技术产业化进程中的经济环节，还是其中必不可少的技术内容，能够直接影响生物工业制品的品质与产量[5]。在生物技术理论及其生产实践不断进步的时代背景下，生物工程下游技术获得明显的发展，众多高校也陆续开设《生物工程下游技术》课程，但由于开设时间较短，该课程的设置大多尚未健全，相比于二十一世纪的生物技术专业人才的需求依旧存在较大差距。

通过加强《生物工程下游技术》的剖析、验证、实践与改革，从根本上提升该专业学生的实践能力，将为促进现代生物技术产业化发挥重要作用。

1 课程教学的现状分析

《生物工程下游技术》作为生物技术专业的主干课程，不仅具有较强的实践性，也具备一定的综合性，该课程的基础理论与实践性息息相关，教学活动是否成功甚至会对该专业学生的专业技能带来直接影响。因此，在实际教学中，要以理论知识为先导，研究理论教学与实践教学之间存在的关系，有针对性地培养学生分析问题和解决问题的能力[6]。

1.1 《生物工程下游技术》教学范围

生物工程下游技术一般指动植物与微生物细胞的大量培养、产品的分离提纯、成型加工以及质量监测等多种操作过程中需要采用的关键技术，而狭义的生物工程下游技术则主要是指分离纯化技术[7]。由于生物技术专业的工程菌或工程细胞的大规模培养主要在发酵工程课程中进行学习，所以生物工程下游技术主要是针对狭义上的分离纯化技术进行教学,把经过各种生物工业生产过程的生物原料，进行分离与提纯，深加工后，精制目的成分，最后使之成为产品[8]。

1.2 《生物工程下游技术》理论教学

教材不仅是知识的载体，更是师生教与学的桥梁。选用最新的且能体现本学科领域最高研究成果的优秀教材，是保证教学质量的核心步骤。理论教学可选用高校生物工程系列规划教材《生物工程下游技术》（科学出版社，主编：毛忠贵，2013 年），对于生物工程下游技术原理及其实际应用做了详尽介绍，符合培养应用型人才的教材标准[9]。该课程的理论教学涉及的内容有现代发酵工业、新兴生物产品的生产过程及其中的技术原理、规则、本质及今后的发展方向，其生产工艺主要有：首先是发酵液的预处理，其次是进行细胞分离，之后再对其进行提取与精炼，最后是产品的制作。在教学过程中要做到以点带面，牢牢抓住主线，选择具有代表性的操作技术，结合实践能力培养特点进行精简[10]。

1.3 《生物工程下游技术》实验教学

实验教学选用高校实验系列规划教材《生物工程技术实验指导》，把生物工程下游技术中分散的实验内容有机融合，进行系统化的集成处理，从而创建出综合性的实验教学模块：血清γ-球蛋白的分离、纯化及鉴定，如图1,学生参与实验设计和结果讨论，并做工作汇报，以此来培养学生的科研素质及理论联系实际的能力，强化其核心竞争力[11]。

图1 血清γ-球蛋白的分离、纯化及鉴定

2 《生物工程下游技术》课程教学研究与实践

根据《生物工程下游技术》课程的实践特性，明确生物技术专业的人才培养目标及模式，并根据课程存在的问题，主要从以下几个方面进行课程教学研究与实践。

2.1 教学方式多样化

该课程内容丰富，其中包括了许多生物工程学的理论知识，而生物技术专业学生普遍工科背景较弱，对本课程知识点的理解和掌握难度很大，通过多种教学方法协调配合，如图2，提高学生的学习兴趣、参与度，提升教学效果。

图2 教学方式多样化

2.1.1 信息化教学

通过多媒体教学增强视觉直观性，能够对课堂教学内容进行延伸。以信息化多媒体方式进行课堂教学，不仅可以让学生理解并掌握所学的知识内容，还能与实践进行有效结合，提高教学质量，推动生物工程下游技术的应用与实践。

2.1.2 讨论式教学

讨论式教学可有效地拓展学生的思维，激发学习热情，提高课堂气氛，督促缺乏自觉性的学生进行自主学习。积累每次实践教学中出现的实际问题，作为素材与平时的教学过程进行融合，在课堂上引导学生进行探讨，从而找出实际可行的应对方案，既能让学生更好地掌握所学的相关理论知识，更能使其养成独立思考、集体讨论的良好习惯。

2.1.3 案例教学

该教学方式需要学生熟练掌握生物工程下游技术的分离纯化原理及特点，但大部分学生都缺乏深入的理性认识，当面临实际问题，往往很难将其所学的理论知识与实践进行有效的衔接，缺乏对生物工程技术的灵活运用，所以进行案例教学可以培养学生对课程知识的理解与应用，使其在有限的时间内，通过分析典型案例，提升其实践技能。

2.2 切实加强实践教学

2.2.1 精选实验教学内容，提高学生综合素质

生物工程下游技术作为一门技术性学科，应用性很强，对实验课的要求很高，需要基于基础的实验技能训练，进行综合性的实验设计，深化学生对实验流程及概念的认识，进而有针对性地提高实验技能。如血清γ-球蛋白分离、纯化及鉴定的综合实验，学生通过盐析获得球蛋白、凝胶层析脱盐、离子交换层析得到较纯的γ-球蛋白和SDS-PAGE 电泳鉴定。在综合性的实验教学过程中，以小组为单位，引导学生结合实验室条件，自行选择合适的实验方法、设计相应的实验流程，撰写开题报告，最后独立完成实验操作，进行结果讨论和工作汇报，更加有效地提高学生的创新意识与实验积极性。

2.2.2 根据实际情况，组织参观或生产实习

以参观实践的方式，帮助学生了解真正的生产过程，在参观期间更好地将所学知识与实际生产进行联系，体会科技就是第一生产力的意义。除此之外，认真遴选生物工程相关企业作为部分实习单位，结合学生意愿安排实习工作并完成相关毕业论文，在次期间更加系统地接触到整个生产的工艺及流程，在专业技术人员的有效指导下完成相应的工作，提高专业技能，实习企业中存在的技术难题能够激发学生不断进取的决心。

2.3 追踪学科前沿研究

现代生物技术的发展日新月异，课程团队教师需要密切关注生物工程下游技术的最新发展及变化，积极主动地钻研最新的技术。借助相关的研究理论，对现有的教学内容予以适当的改革与创新。阅读国内外生物工程下游技术的学术文章，搜集并整合最新的科研成果及技术理论，完善教学内容并融入课堂。在实践时必须充分根据最新科研成果，确保所教授的内容既实用又符合当代发展需求。

2.4 网络平台自主学习

为培养学生学习的主动性、积极性，增加学习的深度和广度，进行《生物工程下游技术》在网络自主学习平台建设，支持并鼓励学生上网自主学习，不定期地公布学生上网学习情况，如进入平台次数和参与讨论程度等。除去课堂教学资料以外，还有课堂练习、课后作业、错题纠正及其他共性问题，也可将其上传至网上以供学生进行自主参考与复习巩固。另外，学生们自己制作的PPT或者Word文档等也可提交至网络学习平台。该教学模式不仅能最大限度发挥网络优势，强化该课程的理论教学、课外辅导，还能有助于学生全面发展。

2.5 构建全新的学生成绩考核体制

完善的考核方式不仅可以防止学生死记硬背及缺乏实际动手操作能力，还能针对性监督学生对基础理论知识的掌握情况，激发学生自主学习潜能，提高学生创新意识，增强逻辑思维能力。全新的考核内容除了要包括基础理论知识，还要涉及实践能力考核，并且重点考察学生整体素质及创新能力。在对学生成绩考核中，要结合平时课堂参与、平时作业、文献阅读、实验开题报告、实践能力及报告总结等多个层面，有效地强化学生实践技能，如图3。

图3 学生成绩的考核分配

3 《生物工程下游技术》教学效果

完成《生物工程下游技术》教学目标是培养生物工程应用型人才的关键，我们通过一系列措施全面提高生物技术专业学生的工程意识和实践能力，主要取得了如下教学效果。

3.1 课堂教学气氛活跃。

通过让学生对具体生物工程技术问题积极进行课内讨论，极大提高了学生参与度，学生的自主学习意识明显加强，进而促使整个课堂教学气氛活跃。

3.2 生物工程素养显著提高。

本课程选择的血清γ-球蛋白分离、纯化及鉴定是一个综合性实验，学生通过前期实验设计，再进行盐析、凝胶层析、离子交换层析和SDS-PAGE 电泳等一系列工程实验，显著加强学生的生物工程素养，提升将来的就业能力。

3.3 合作交流能力明显增强

网络平台的自主学习以及科学前沿知识的追踪都需要学生之间相互配合、合理分工、讨论汇报和整合观点，在这些持续性沟通过程中，学生的合作交流能力明显增强。

3.4 综合成绩较好

综合成绩考核主要体现在学生的基础理论知识、课堂参与、平时作业、文献阅读、实验开题及结题报告和实践能力等方面，着重过程性考核。学生能一直高度重视，并最终取得较好的成绩。本课程顺利完成课程教学大纲的教学目标，达到了生物技术专业学生培养方案的要求，显著提高学生的生物技术实践能力。

4 结语

如今，生物技术产业高速发展，相应的人才培养标准也提升到新的高度。生物工程下游技术作为该专业领域内的实践性学科，其相比于传统的生物课程而言，所要面临的挑战更为艰巨。生物工程下游技术实践教学不仅是培养学生实践能力的有效途径，更是提高其创新能力的关键学科。学生不仅应对生物工程下游技术的分离纯化方式、原理及特征有较好的理解与掌握，且在面对实践性问题的时候，能把所学的理论知识与实践问题进行关联与应用。另外，如何利用网络自主学习平台来获得更好的教学效果，提高学生自主学习能力及积极性，进而实现高效的师生互动与同学之间的学习交流，这对提升生物工程下游技术的本科教学质量和健全人才实践能力培养模式具有极大的现实意义及应用价值。