实验教学是大学教育的重要组成部分，是现代化大学的“心脏”^[1]。国内外学者围绕着实验教学中存在的问题展开了大量的研究，其中包括专业实验体系的构建^{[2, 3]}、实验教学改革项目管理平台建设^[4]和实验教学改革理论与实践探讨^[5]等各个方面。针对于生物工程专业实验的教学改革也开展了一系列有针对性的理论研究和改革实施案例，取得了可喜的教学效果^{[6, 7, 8]}。在生物分离工程实验方面，赵东旭等^[9]以天花粉蛋白为模型，提出了其提取、分离和纯度检测的操作单元及相应的实验内容，并应用于研究生的实验教学，强化了学生系统性认知能力和工程能力；胡永红等^[10]对“生物分离工程实验”教学课程体系进行了改革，构建了递进式新型实验教学模式，形成了生物分离工程综合性设计实验教学课程体。但是，由于各个学校专业结构和培养方案的不同，使得在一些高校比较成功的课程改革案例并不适用于我校生物工程专业的具体情况。我校生物工程专业是由原来的发酵工程发展而来的，侧重于黄酒的酿制，从2001年才有生物工程本科专业，仍然处于教学改革实践的初级阶段，还没有形成完备的教师梯度和教学团队。因此我们必须要根据自己专业的特点以及教师现有的科研成果，科学合理地进行生物分离工程实验的课程改革，建立具有自己特色的生物分离工程实验教学体系。

纵观国务院于2015年5月印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》、浙江省教育厅2014年9月印发的《高校课堂教学创新三年行动计划(2014—2016年)》，以及笔者所在嘉兴学院实施的《嘉兴学院“十二五”教育事业发展规划》、《嘉兴学院创新能力提升计划实施方案(试行)》等相关文件，其中心思想都是要不断优化课程体系，加强课程建设，深化教学改革，提高教育教学质量。

“生物分离工程实验”课程是在生物分离工程理论课程学习过程中不可或缺的实践创新部分。它所涉及的相关课程和知识较多，如物理、化学、微生物、计算机等，其具有明显的实践性和科学性的双重特点，在嘉兴学院生物工程专业的人才培养方案中，始终将其列为重点课程，包括40学时理论学时和32学时实验学时。但在2009版以前的实验教学大纲中，其实验项目的设定主要侧重于知识与技能的培养，如酵母蔗糖酶的提取、双水相系统中蛋白质分配系数的测定、pH值对反胶束萃取胰蛋白酶的影响以及离子交换法制备纯水4个实验项目，每个实验项目安排8学时，16组32人的实验规模。在实验教学过程中发现存在很多缺陷，如实验项目所需学时均等，各知识点间相互联系不紧密，实验内容相对较散，学生实践热情不高，缺乏系统性和创新性等。因此，学生大多预习后机械地验证课堂教学中所学理论，初步加深了对理论知识的理解，全然忽略了过程与方法的掌握和情感态度与价值观的形成，同时所使用实验材料和制备出来的样品也没有得到回收利用，导致大量废弃物的产生，并花费可观的实验运行费用。

自2009年以来，生物工程研究所一直从事灵菌红素系列产品的研究工作，从土壤中筛选出一株高产灵菌红素的菌株jx1 (CGMCC 4074)，并进行了培养基的优化以及灵菌红素的分离纯化和鉴定，形成了一套完整的灵菌红素实验技术。在生物分离工程的理论教学中，也常以灵菌红素系列产品作为案例进行讲解，学生理解比较容易，因为在“生物工艺学实验”的课程改革中，将灵菌红素的发酵工艺作为一个实验项目进行了尝试，学生对其已经有了初步的了解。因此，在生物分离工程实验教学中构建了如下的改革体系：利用生物工艺学实验所获得的发酵液进行灵菌红素的分离纯化和纯度鉴定，首先通过教师科研经验，形成一条可行的对照组实验方案，其次学生查阅相关文献论证形成一条自主设计实验方案，以灵菌红素的回收率和纯度为考察指标，评价两条实验方案的优劣，培养学生未来从事研究探索活动的一种思维品质和习惯。

以前驱课程“生物工艺学实验”所产生的废料——粘性沙雷氏菌jx1的发酵液为原材料，灵菌红素的提取分离以及纯度鉴定为实验项目，以灵菌红素的回收率与纯度为考察指标，建立生物分离工程实验教学体系如图 1所示。在该教学体系构架中，包括基础理论部分(单元操作及影响因素)和创新实践部分(单元操作及影响因素的优化组合)。

图 1　生物分离工程实验教学体系基本构架图 Fig. 1　Experimental teaching system of Bio-separation Engineering

图选项

教学设计与氛围对实践教学效果会产生正向显著影响^[11]，要求教学设计目标明确、内容适度、学生可接受；教学氛围轻松互动、有一定的挑战性。因此生物分离工程实验教学设计采用对照组实验(以教师科研过程中总结的分离纯化操作，可以保证教学目标明确、内容可接受)与自主设计组实验(学生创新工艺，保证学生之间以及与教师之间的互动和挑战)来进行。具体组织方式如表 1所示。在这种组织方式下，锻炼了学生根据实验任务查找文献资料的能力，通过讨论强化了团队合作的作用。同时，根据自己的实验方案观察并分析实验过程中出现的不同实验现象和结果，并在实验结束以后，展示自己科研小组所做的实验成果。一方面可激发学生对新知识的好奇心，另一方面能更深刻地掌握实验原理，使学生真正成为实验教学的主体，而不是被动的机械操作者。

本课程考核改革方式以学生为本，从实验操作过程的规范性、实验方案考察因素的缜密性、结果分析的透彻性、小组研讨的积极性、实验技能的掌握度等为考核指标，废除过去实验报告和平时出勤的单一考核指标。具体考核指标如下：(1) 实验方案设计(15分)：考核实验设计方案的可行性、创新性等。(2) 实验小组研讨(15分)：以小组为单位对实验进行小组研讨，形成研讨成果并组织实施。(3) 实验操作过程(15分)：考察小组成员的操作规范性，如离心机的使用、过滤操作、薄层层析操作等。(4) 实验结果分析(20分)：记录实验过程中出现的现象、结果以及对实验结果的分析讨论，主要以PPT形式展示。(5) 实验技能掌握测评(20分)：确定每个单元操作的实验知识点与技能点，由学生抽取一个考题当场操作完成，当场评定打分。(6) 平时表现与出勤(15分)：出勤情况、实验前的准备、实验后的清理等给予相应的成绩。

教学目标是开展一切教学活动的出发点与归宿，是连接教育理想与教育现实的主要联结点，是教育理想在教育现实中的具体呈现^[12]。生物分离工程实验教学目标主要围绕着知识与技能的培养、过程与方法的掌握、情感态度与价值观的形成这3个方面开展了实验项目的设计并制定相应教学大纲。但在前期的教学过程中发现，生物分离工程实验大纲中所进行的实验项目设计主要侧重于知识与技能的培养，针对过程与方法的掌握和情感态度与价值观的形成这两个方面的培养比较欠缺。因此，为了进一步实现教学理想，2009版以后的生物分离工程实验大纲设定了灵菌红素的提取分离以及纯度鉴定的实验项目，并将其过程分成不同的单元操作，学生形成科研小组，可以得到各个单元操作的不同因素对产品回收率与纯度的关系。在此过程中培养学生获取知识与实验设计的能力，同时让学生体验探究的过程，在实验中渗透实验法、比较法、分析法等一系列的科学研究方法，体验科学研究的艰辛与喜悦，养成严谨治学的态度，学会与他人交流合作，具有团队意识与协作精神。在组织形式与考核方式上进行改革，全面实现生物分离工程实验的教学目标。

在上述生物分离工程实验教学体系的框架下，按照2.3的实验教学考核方式，我们制定了相应的教学质量与评估体系，主要围绕满意度开展了问卷调查，调查样表及结果分别如表 2、3所示。

通过对2009−2012级生物工程专业进行的调查问卷结果，发现83.2%的学生非常满意这种实验教学模式，认为能整体性地理解生物分离工程，实验内容设置科学合理，尤其是在自由组队和展示自己的实验结果这两个问题上，100%学生都选择愿意，可见大部分学生愿意进行自主性学习并展现自己的能力，仅16.8%的学生认为一般，并提出了很多建议。结合教学经验及实验条件，参考学生提出的意见和建议，我们从以下几方面对实验进行改善：首先，整合生物工程实验室设备，集中安排实验时间，扩大学生对单元操作条件与设备的选择面，增加实验的趣味性和创新性；其次，在实验实施之前，鼓励学生预习实验设备的操作规程和实验室安全手册，然后进入生物分离工程实验教学模块。

根据4年的实验教学改革探索，基于科研反哺教学的理念，围绕应用型创新型人才培养目标，对课程的实验教学内容、教学方法、考核方式进行初步的探索与实践，取得了一定成绩。首先，构建基于科研反哺教学的生物分离工程实验教学模式，打破了以前实验项目单元操作脱节的局面，以教师成熟的科研项目为突破口，在实验室中进行整个生物产品的下游生产与开发，形成一个有序、完整的生物分离工程知识体系。其次，要求学生自行设计不同单元操作的工艺控制点，写出具体实验操作要点，小组讨论与教师建议进一步完善实验方案。同时修订了实验教学大纲，重新调整教学方式和课程编排，不断完善实验教学考核体系与质量评估体系，提高了学生的整体素质和教师的教育教学水平，培养了学生自主学习、团队协作、相互交流敢于创新的精神。针对教学与科研的关系，希望今后注重整理完善生物工程研究所的科研项目，建立多项目化的生物分离工程实验体系，可根据学生的实验兴趣进行自主选题，实现科研是教学的前沿阵地，教学是科研的后方保障。最后，基于科研反哺教学的生物分离工程实验教学改革研究，突出应用型创新型生物工程技术人才要求，强化技能培养，增强学生在以后的科研和就业中的竞争力，为高校实践教学质量的建设提供一些启示。