一.《生物工程設備》教學反思
1.教學過程中遇到的問題
1.1.教師隊伍對工科專業的認知存在差異
湖南科技學院於2002年創建生物工程專業，經過對具備工科背景人才的大力引進，以及歷屆教學管理者和專業教學團隊的規劃建設，已建成國家級、省級特色專業，但仍存在工科專業教師比例相對偏低，專業教學培養效果難以保證等問題。如2016級、2017級生工專業，制定培養計劃僅36學時，導致許多工程設計基礎類的知識無法實施，在教學過程中只能觀其大略，作一下設備類型、流程、特徵、結構等方面的介紹；與本課程相關的一些理論基礎知識點，如氣液雙膜理論、福田秀雄的軸功率計算公式等知識並未對學生實施講解教學，導致本課程的教學內容十分繁重，在具體實施教學過程中只能退而求其次、降低標準，以完成整體課程內容涵蓋範圍為要。要培養出應用型的專業人才，離不開對學生工程意識的培養，而要使學生具備工程意識，首先需要相關專業教師具備工科背景，以及足夠的工廠實踐經驗，讓這些有工程意識的教師積極參與到課程體系的制定與規劃過程中來，提高專業課程設置的科學性與合理性。
1.2.學生觀念的變化導致工程應用類課程興趣減弱
伴隨着網絡經營模式的興起，以及傳統制造行業的長期不景氣，與生物工程專業相關的高新技術企業正方興未艾，高端技術型企業對人才的需求也在發生變化。經8年以上的學生跟蹤訪談結果顯示，學生對未來從事工作的期望已經有了微妙的變化，當下我校生工專業大學生更願意從事一些相對輕鬆、智力依賴型的技術性、服務性工作或研究任務，對工程技術性質的工種興趣不大，即使已明確告知學生技術人員的提升高度後，學生對相關課程知識點的興趣仍然不足。相對於高精儀器而言，學生對生產設備的親和度明顯偏弱，認為這是工人才需要掌握的知識，對工程類知識及技能存在一定偏見。
1.3.教學條件仍有待提高
作為一門專業性極強的應用性課程，所學習的對象皆是本行業內常見的專業生產設備，而學生實踐經驗普遍十分薄弱，對專業設備更是接觸不多，常規的教學手段容易使學生產生枯燥乏味之感，學生對所學知識的應用範疇感觸不強，教師教的過程中也倍感壓力，導致學習效果大打折扣。這其中固然與本課程內容密切相關，但作為一個教學單位，適當增加教學投入，積極引進一些教學模型或仿真軟件，將有助於學生學習效果的提高。
除了以上幾點，在教學過程中，《生物工程設備》還存在教學內容多、教學難度大，學生學習熱情不高等問題。為改進上述不足，加強學生工程意識能力的培養，結合我校實際情況，通過以下幾個方面對《生物工程設備》教學方法進行了改革和實踐，並取得了理想效果。
2.提高課堂教學質量的對策
2.1緒論講解前沿化
緒論是一門課程的開始，緒論質量的高低，可以反映出主講教師對該課程的認識深度與廣度，也決定了學生對該課程學習興趣的高低。根據大一大二打下的基礎，學生基本瞭解一個典型的生物產業實現技術過程，即以“原料→前處理→微生物擴培→規模化懸浮培養（發酵）→分離、純化→乾燥→混料→成品”流程為主線，採用互動問答的形式使學生了解各個環節所涉及的技術種類與要點；再進一步引出與採用該技術生產的主體—設備，然後從整體上介紹設備的分類、選型標準、設計要求等，包括新型設備的應用情況；最後拋出問題，如“如果你來興辦一個生物企業，需要考慮哪些因素？”或“如何保證產品質量不下降的前提下提高生物企業競爭優勢？”等問題，引導學生如何從實際出發去考慮技術問題，培養學生的工程意識。
2.2.知識結構模塊化
本課程內容體系分為三大知識模塊:第一模塊:生物反應器,此模塊下又包含三個小模塊:1)通風發酵設備；2)嫌氣發酵設備；3)動植物細胞培養反應器；其中以第一小模塊的教學內容為主，第二小模塊次之，第三小模塊再次之的順序分層次逐級講解，且通風發酵設備模塊中又以機械攪拌式通風發酵罐為重點核心內容。第二模塊:生物反應物料處理及產物分離純化設備,此模塊內容包括：1)物料處理與培養基製備；2)過濾、離心與膜分離設備；3)萃取與色譜分離設備；4)蒸發與結晶設備；5)乾燥設備；6)蒸餾設備，共6個小模塊，每個模塊分4-6學時完成，共計30學時。第三模塊:輔助系統設備,此模塊包含3個小模塊:1)空氣淨化除菌與空氣調節；2)物料輸送系統設備；3)生物工程工廠製冷系統設備及管道的清洗殺菌。此三大模塊中，以第一、第二大模塊為主，第三模塊為輔，分步驟、有序地實施教學，在教學過程中，實時向學生介紹一些國內外專業設備生產與應用現狀，以及相關零部件或設備的國家/行業標準，並在實例講解的過程中引導學生如何查閲和選擇國標，使學生充分認識到國標及行標在工業設計與應用中的重要作用。
2.3.教學內容生動化
由於生物工程設備課程的特殊性質，在教學過程中不可避免地會穿插運用到多門專業基礎課的知識，學生必須面對大量的方程式、公式以及各種設備結構模型，若仍採用傳統的數學教學方式，必定使學生產生枯燥、乏味之感。為改善這種狀況，主講教師須力求使課件內容生動有吸引力，在不影響主體教學任務的情況下，我們作了如下改進：1）.積極引入各類型的仿真視頻，如“啤酒的釀造”、“味精的生產”等，可使學生更加直觀地理解本行業生產工藝流程，以及各個設備在不同生產要求中的應用；2）.適時啟用虛擬實驗室，讓學生通過模擬軟件控制整個啤酒釀造生產過程，不僅使學生掌握了實際生產設備操作流程和要點，而且進一步強化了學生對相關設備結構及工作原理的理解；3）.採用動靜結合的方式搭配圖片，如罐或鍋，可先放仿真模擬三維圖和實物圖，再放工作動態圖，最後再放平面佈置圖及截面圖。如此，豐富了課堂信息量，可在一定程度上提高學生的感性認知效果。
2.4.教學形式多元化
踐行“以學生為主體”的教學理念，對於一些難點兼重點的理論知識及實例教學部分，自然以教師講解為主，而對於那些其它課程已涉及或部分學習過的內容，如動物/植物細胞培養生物反應器、膜分離設備、萃取與色譜分離設備，其分離原理與技術已在專業課程《細胞工程》和《生物分離工程》中涉及；而蒸餾設備的分離原理部分則已在專業基礎課程《化工原理》中進行了系統性學習，這些內容可採用啟發式、研討式[5]或學生直接上台講解的形式展開教學。另外如“生物反應器的檢測控制”部分則可完全採用學生自學的方式進行，如“培養基製備”、“空氣淨化除菌及計算”等部分內容還可採用探究式教學模式，在實施講解之前，根據這些章節部分的內容，提前佈置一些諸如“糖化的最終目的是什麼？”、“空氣介質過濾模型厚度計算中為何不考慮介質厚度對氣體膨脹的影響？”、“如何看待糖化鍋與糊化鍋在結構上的相似性？”等問題，以及“還有哪些可改進的措施或更加理想的計算模擬模型？”這一類拓展性問題，鍛鍊學生思考工程技術問題的全面性和實用性，提高學生對工程技術類知識的提出問題的能力，以及探索研究、解決問題的能力。在開展這類教學形式之前，要求學生在課餘查閲相關資料，課堂上給予充分的機會加以討論，最後由教師歸納總結，使學生學有所用、學有所獲。
3. 教學方式方法調整成效
通過上述教學對策的探索與實施，學生對《生物工程設備》的學習興趣、學習熱情有了明顯的改善，學生尤其對教學形式和教學內容的調整反應最為積極，在一定程度上改變了大部分學生對於這類課程的“枯燥”、“機械”的看法。通過對《生物工程設備》的教學改革，拓展了學生的專業知識、鍛鍊了學生看待工程問題、提出問題、解決問題的能力，培養了學生專業綜合知識的運用能力，提高了本課程的教學質量，較好地完成了本課程在我校生工專業人才培養目標中應達到的效果。
二.《微生物代謝調控》教學反思
1.課程教學過程中遇到的問題
1.1.課程偏理論，學生普遍存在畏難情緒
《微生物代謝調控》理論性強，單純的理論教學難以培養學生綜合運用知識的實踐能力。在嚴格限定教學大綱的制約下，任課教師只能按照教材按部就班地施教。再加之學生整體素質確實與國內一流大學存在一定的差別，大部分學生對理論性較強的知識掌握不夠牢固、理解不夠深入透徹，學生一旦在大一大二掌握的相關基礎知識不夠紮實的話，學習的困難程度是比較大的。在這種情況下，教師要想調動學生學習積極性是比較困難的，創造性學習就更無從談起。
1.2.教學方式難以突破，學生難以激發學習興趣
對於理論課程的學習，尤其是涉及到基礎知識的部分，一般採用的方法無外乎“記”和“背”，然而若在教學過程也採用這種方式的話，非常容易使學生產生疲勞、厭倦之感，甚至會嚴重挫傷學生的學習興趣。
對學生而言，“以學生為中心”教學理念的最終目的，即是讓學生自發地參與到學習中來，自願進行自主學習，以提高學習的效率和效果。作為一名合格的教師，與課程相關的專業知識儲備、拓展知識的深度和廣度固然十分重要，但如何讓學生掌握課程的基本內容和原理/技術則顯得更為重要。好的教師，更應該懂得如何激發學生的學習興趣，如何拋磚引玉，而非一味的講解知識。這就需要任課教師必須從實際出發，針對學生學習的實際效果，實時調整教學方式，使學生整體的學習興趣保持在一個較高的水平。
1.3.考核體系僵化，學生綜合能力難以提高
以往的考試大綱固然對考核的內容、範圍、形式作了詳盡的規定，對指導學生複習也有非常強的指導作用，但考核形式畢竟過於單一，學生學習效果的真實性和有效性不高，更不能反映學生知識綜合運用能力大小的差異。大部分學生往往習慣於考前突擊強行記憶以提大學聯考試成績，這種方法雖然能起到立竿見影的效果，然而壞處也十分明顯：學生學得不紮實，記得快忘記更快，能力培養根本無從談起，違背了大學人才培養的基本原則，即既注重“教得好”，更注重“學得好”實際教學信息反饋而且因為生源質量的原因，而且學校還有一條規定，即要求所考核課程卷面成績不及格率不得高於20%，導致任課教師在出卷時必須考慮大多數同學的實際接受理解的程度，致使考查的內容也不能有太大的變化，
作為一門專業性極強的理論課程，所思考的角度、看待生命單元內在規律的方式、改造細胞為人類生活生產服務的方式，與以往學生接觸的單門技術完全不一樣，《微生物代謝調控》是在基因水平上，以網絡的形式構建、解釋、闡述細胞內物質合成的規律，並且不限定育種手段，達到重構新的代謝途徑、或繞過已知代謝通路、調整/改變現有代謝網絡的結果。就學習者而言，最大的障礙恐怕還是在於如何打破已形成的思維定式，理解並接受新的看待問題的角度和思考問題、解決問題的方式方法。而且常規的教學手段容易使學生產生枯燥乏味之感，學生對所學知識的應用範疇感觸不強，教師教的過程中也倍感壓力，導致學習效果大打折扣。這其中固然與本課程內容密切相關，但作為一個教學單位，適當增加教學投入，積極引進一些教學模型或仿真軟件，將有助於學生學習效果的提高。
除了以上幾點，在教學過程中，《微生物代謝調控》還存在教學內容多、教學難度大，學生學習風氣導向影響等問題。為改進上述不足，加強學生工程意識能力的培養，結合我校實際情況，通過以下幾個方面對《微生物代謝調控》教學方法進行了改革和實踐，並取得了理想效果。
2.提高教學質量的對策
2.1優化知識結構，突出能力培養
本課程內容體系大致分為三大知識塊:第一塊: 微生物代謝調控的基本思想。第二部分:生物育種技術,此模塊內容包括：1).誘變；2).融合；3).基因重組。第三部分:代謝調控育種實例，包括糖、脂、氨基酸、核酸與抗生素的合成途徑及其代謝調節控制。此三大模塊中，第一模塊是核心，第二模塊是支撐，第三模塊是延展。其中的核心模塊，按照個人理解及總結，微生物代謝調控思想可歸納為五個字，即“切、阻、疏、通、除”。“切”指切除平行代謝支路，“阻”指阻斷進一步向下合成途徑，“疏”指疏通代謝流，“通”指提高細胞通透性，包括提高細胞膜和細胞壁的通透性，“除”指解除特殊調節機制，包括解除代謝互鎖、打破代謝平衡以及條件突變株的運用等手段。分步驟、有序地實施教學，在教學過程中，實時向學生介紹一些國內外專業設備生產與應用現狀，以及相關零部件或設備的國家/行業標準，並在實例講解的過程中引導學生如何查閲和選擇國標，使學生充分認識到國標及行標在工業設計與應用中的重要作用。
2.2 重視緒論的作用，激發學生學習的興趣
緒論是一門課程的開始，緒論質量的高低，可以反映出主講教師對該課程的認識深度與廣度，也決定了學生對該課程學習興趣的高低。先行對大學生開設的課程按生物技術實現流程作分類梳理，即哪些技術屬上游技術，哪些屬中游技術，哪些屬下游技術，哪些屬於技術的理論基礎，隨即引出《微生物代謝調控》屬上游技術的定性結論，同時強調它又不同於已學的技術，它更多地體現在思考問題、解決問題的角度的特異性，即在分子合成代謝通路或網絡水平上對基本的生命單元—細胞進行人為的、有明確目的的改造。在這裏，各種育種技術僅是一種手段而非目的，凡是從代謝通路層面上存在改造、整合、重建可能性的技術均可單獨或聯合採用。再介紹“代謝控制”概念的產生，發展歷程、基本思想以及指導技術應用概況，包括衍生技術學科的發展，如代謝組學、轉錄組學、GC/LC-MS、蛋白質組學、代謝工程等，它們是在更為精準、精細的分子水平上闡述或解決與代謝網絡相關的機理或技術應用，可看作是現代分子生物學相關技術發展結果下代謝調控的延伸與拓展。最後再結合一些實例，如在植物中過度表達萜烯合成酶以增強植物對病蟲害的抵抗力、在水稻中提高VA的合成量以增加大米的營養價值、在糧食作物中提高黃酮類的合成量以增加其抗氧化水平等，介紹代謝調控的發展現狀及在現代生活生產中的應用。
2.3.更新教學方式，踐行“以學生為主體”的理念
踐行“以學生為主體”的教學理念，堅持貫徹以學生的發展為中心的教育準則，以課程教學改革促進學習方式的改進與發展，提高學生主體地位，增強學生的自主學習意識。對於一些難點兼重點的理論知識部分，如代謝調控的核心思想，主要以教師講解為主；而對於那些其它課程已涉及或部分學習過的內容，如生物育種技術及原理、初級代謝產物的合成途徑等內容，其相關知識已在專業課程《生物化學》、《基因工程》、《微生物學》和《細胞工程》中進行過系統性的學習，這些章節的大部分內容可採用啟發式、研討式或學生直接上台講解的形式展開教學，這種教學形式可根據上課班級人數分成2-5人的小組展開，並及時予以評分備案；而對於學生掌握不牢固的部分，如DNA的合成、抗生素的合成，則仍以教師講解為主。在育種實例及具體應對策略環節，則採取案例分析式、啟發式與研討式結合的教學方式進行，即先以穀氨酸（Glu）高產菌的選育為例，詳細、系統地講解Glu在EMP和HMP途徑中的代謝調控要點，如何在代謝控制發酵基本思想的指導下，分析擬定較為具體的篩選策略，再依據每一條篩選策略，制定更為詳細、具體、可行的實驗方法，將《微生物代謝調控》的基本思想分步驟地、有序地貫徹到具體的微生物定向育種過程中去；後續章節的實例環節再依據隨堂作業、課堂問答反饋的結果，讓成績較為理想的同學們先行示範講解、其它同學陸續跟進的次序進行。最後，採取分組合作學習的模式，對學生的實際分析能力、思考能力、創新能力作進一步的強化訓練，即不限定目標菌株累積產物的種類，但避免組與組之間出現完全相同的情況，通過自行查閲文獻、分類整理，就已報道或生產用的菌株作理論上的可行性分析，重點從代謝調控方向闡述為何打上某種/多種標記後可提高目的產物的累積量，以及還可以作哪些具體的改進或改良的方式提高菌株的產率，力求使每位學生掌握如何利用代謝調控基本思想分析問題、解決問題，使代謝調控的思想成為學生專業思維習慣中的一部分。
2.4.改革考核體系，鍛鍊知識綜合運用能力
針對以往考核評定方式的不足，我們強化了學習過程管理，即結合教學方式的改進，為增設的環節給予分數獎勵，同時加大平時考核成績佔總成績的比重，由原來的20 % 平時成績+ 80 %考試成績調整為40 %平時成績+ 60 %考試成績，平時成績由平時表現、平時作業、討論與講解三大部分組成。平時課堂表現與作業佔比不超過平時總成績的40%，而討論與講解部分則佔到平時成績的60%以上，這部分在同學們分小組擬定方案、可行性論證/原理説明、文字彙報、PPT的製作與講解過程中依據具體實施教學形式予以客觀評價及打分，打分依據主要包括：方案是否合理科學、流程是否清晰、原理論述是否正確、文字表述是否規範、PPT製作是否標準、講解是否清楚明瞭、邏輯是否通順等方面，此部分分數由任課教師和熟悉本課程及其相關知識的專業老師綜合打分，力求保證公平、公正、公開。
3. 教學方式方法調整成效
通過上述教學對策的探索與實施，學生對《微生物代謝調控》的學習興趣、學習熱情和學習成效有了明顯的改善，學生尤其對教學方式和教學內容的調整反應最為積極，在一定程度上改變了大部分學生對於這類課程的“枯燥”、“乏味”、“難懂”的印象。通過對《微生物代謝調控》的教學改革，鍛鍊了學生分析微生物工程上游技術問題、提出問題、解決問題的能力、拓展了學生的專業知識，培養了學生專業綜合知識的運用能力，提高了本課程的教學質量，較好地完成了本課程在我校生工專業人才培養目標中應達到的效果，可為地方院校生物工程《微生物代謝調控》課程的教學提供借鑑與參考。