生物工程綜合性實(shí)驗(yàn)運(yùn)行模式探索

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1子項(xiàng)目的分解

貫穿的主線確立后接下來就是要有充實(shí)主線的子項(xiàng)目的設(shè)置。圍繞主線的子項(xiàng)目安排一定要科學(xué)合理，如何才能做到既豐富了主題又能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成實(shí)驗(yàn)，這就需要我們對每個(gè)子項(xiàng)目的內(nèi)容和步驟以及實(shí)驗(yàn)時(shí)間必須明確。子項(xiàng)目間的次序確定只要按工藝方向就可以進(jìn)行。比如：在確立谷氨酸發(fā)酵過程系列實(shí)驗(yàn)為主線時(shí)，我們按發(fā)酵工藝過程可以安排四個(gè)具體的子項(xiàng)目，分別為：谷氨酸菌種的制備；谷氨酸的中糖發(fā)酵及控制；谷氨酸發(fā)酵過程還原糖含量的測定；谷氨酸含量的測定與等電點(diǎn)回收。而這些子項(xiàng)目從內(nèi)容上涵蓋了從微生物培養(yǎng)及菌種分離純化；發(fā)酵工程中發(fā)酵工藝條件及控制；生化分析中的糖含量測定；谷氨酸測定及等電點(diǎn)沉淀的相關(guān)理論。這就明確了在一條主線下面連接的四個(gè)分支部分，而其中每一部分又涵蓋相關(guān)領(lǐng)域的很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，接下來就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)來選擇安排具體的內(nèi)容指標(biāo)了。

2分析測定指標(biāo)的選擇

對于子項(xiàng)目的充實(shí)就是選擇合適的分析測定指標(biāo)。什么是合適的分析測定指標(biāo)這也需要我們既要考慮到時(shí)間的允許還要考慮到實(shí)驗(yàn)的可操作性。在做菌種制備時(shí)，設(shè)置幾個(gè)指標(biāo)，分別為培養(yǎng)基成分、菌種形態(tài)學(xué)指標(biāo)和殘?zhí)呛?、OD(在生長過程中，吸光度與菌體濃度成正比)值等分析指標(biāo)。在做中糖發(fā)酵及控制時(shí)，分析測定指標(biāo)為時(shí)間、溫度、pH、DO值、通風(fēng)值、OD600等。通過這些具體指標(biāo)來控制發(fā)酵過程，在做還原糖含量測定時(shí)，指標(biāo)是明確了，就一項(xiàng)還原糖含量，最好選擇快速測定法，因?yàn)樗枪劝彼嵘a(chǎn)過程中主要的檢測控制參數(shù)。在做谷氨酸分離純化是關(guān)鍵指標(biāo)就是發(fā)酵液pH調(diào)節(jié)，因?yàn)榈入婞c(diǎn)回收就是把發(fā)酵液調(diào)至pH3.22左右，谷氨酸溶解度最小，才能沉淀出谷氨酸。上述指標(biāo)既能夠充分評價(jià)四個(gè)工藝過程運(yùn)行情況，也可以充分作為工藝生產(chǎn)過程監(jiān)控指標(biāo)，為以后實(shí)際生產(chǎn)提供可靠的分析參數(shù)。

3測定節(jié)點(diǎn)的設(shè)置

每個(gè)子項(xiàng)目的測定指標(biāo)明確了之后，在一個(gè)長達(dá)幾十小時(shí)的發(fā)酵過程中，如何設(shè)置測定節(jié)點(diǎn)也是非常重要的內(nèi)容，在谷氨酸發(fā)酵過程中，一個(gè)發(fā)酵周期約為48小時(shí)，如何合理地安排測定時(shí)間，既要使實(shí)驗(yàn)安排在正常工作時(shí)間內(nèi)，也要和發(fā)酵工藝過程相吻合，為了兼顧可以做出這樣的設(shè)置，第一天上午8點(diǎn)開始發(fā)酵，并且開始對分析指標(biāo)進(jìn)行初始測定，之后每隔四個(gè)小時(shí)測定一次，總共測13次，其中9次測定的時(shí)間均為正常工作時(shí)間，另外4次測定需要在夜間完成，可以安排部分同學(xué)去完成。如何安排多次的測定任務(wù)，主要根據(jù)現(xiàn)班級(jí)數(shù)與班容量來決定，每個(gè)班的測定任務(wù)大約為6到7次，測定小組的人員為3到4人次，這樣就可以讓所有的同學(xué)都能得動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。經(jīng)過合理的時(shí)間和任務(wù)安排，在所有同學(xué)的通力協(xié)作下，我們的實(shí)驗(yàn)任務(wù)才能順利完成，取得預(yù)期成效。以上綜合實(shí)驗(yàn)需要充分考慮的方面通過下面的匯總表可以充分說明，此外，綜合性實(shí)驗(yàn)可以在完成綜合內(nèi)容的情況下涉及很多相關(guān)的內(nèi)容，我們可以綜合安排既鞏固了分散的內(nèi)容也有明確的主線貫穿其中，是學(xué)生綜合實(shí)踐能力得到充分鍛煉，也是工廠生產(chǎn)過程的一個(gè)縮影，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力和思維，為學(xué)生步入社會(huì)進(jìn)入工廠奠定堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐技能。從效果上優(yōu)于以往分散的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，從耗時(shí)上也大大節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，在有效的時(shí)間內(nèi)充分安排了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，減少了不必要的等待過程。從實(shí)驗(yàn)量上也能夠給更多同學(xué)有參與的機(jī)會(huì)，讓每個(gè)學(xué)生都能得到實(shí)訓(xùn)。

4結(jié)語

總之，綜合性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要途徑，而整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的實(shí)施具有一定的挑戰(zhàn)性。主要是從內(nèi)容安排，時(shí)間分配，人員調(diào)整，需要做好充分的規(guī)劃，尤其是要對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中有可能發(fā)生的情況做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)從一開始就一環(huán)緊扣一環(huán)，如果在某個(gè)過程中出現(xiàn)問題，必須要及時(shí)作出應(yīng)對進(jìn)行補(bǔ)救，同時(shí)還要保證后續(xù)的實(shí)驗(yàn)過程正常運(yùn)行。還有就是要注意在把項(xiàng)目列入培養(yǎng)方案之前，需要做預(yù)實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)的可行性和可操作性；同時(shí)還要在實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的綜合能力。通過這些環(huán)節(jié)的實(shí)施，讓每個(gè)同學(xué)能把所學(xué)的零散知識(shí)綜合起來，得到進(jìn)一步的升華。并且把理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到相互促進(jìn)的效果。

作者：劉麗艷 趙金安 單位：太原工業(yè)學(xué)院