基于项目实践优化生物制药专业模块化的学习工作站建设探索

李振梅 王莹 牛其东

摘 要：随着技师学院一体化课程教学改革的深化，一体化教学工作页的开发逐步成熟，而配套的学习工作站建设滞后，阻碍了一体化课程教学发展。本文以某技师学院发酵生产蛋白类药物学习为例，就如何基于项目实践优化生物制药专业模块化的学习工作站建设进行探索。

关键词：项目实践    生物制药专业    模块化学习工作站

课    题：本文系山东省技工教育和职业培训科研课题（项目编号：RSJY2017-058）研究成果。

一、模块化学习工作站改造和布局原则

第一，依照工作流程对学习工作站进行模块化改造。本套学习工作站适用于发酵工程制药和生化药物制药的一体化课程学习。发酵生产蛋白类药物流程为菌种的筛选、培养和保存，菌种的鉴定（分子生物学方法），药物的分离纯化，药物的生物活性检测等，依流程设菌种培养模块学习工作站、分子生物模块学习工作站、分离纯化模块学习工作站、生物功能测定模块学习工作站，另根据需要设置洗涮间和灭菌间。

第二，学习工作站内部设计遵循以下原则：有消防安全通道空间;有生物安全等级要求的实训室设缓冲区;学习区与工作区分离;学习工作站内的清洁区、半污染区和污染区分离;干湿操作区分开;设备尽可能靠墙摆放，留出中间空间利于实验员活动;同等用途仪器集中放置，利于实验员记住区域功能和位置，便于使用。

第三，学习工作站区域功能和设备位置通过代表性工作任务实施，检测其适用性和合理性：通过能否完成代表性工作任务检测其适用性;通过微任务能否在相关模块学习工作站中顺利完成检测其合理性。

二、模块化学习工作站设计布局及主要功能

本系统建设的四个学习工作站都是学习区和工作区分隔开，南部安窗，北部安门（亦可根据实情设置），学习区的区域中央布置六边形桌，靠墙安装黑板、多媒体幕布，学习工作站的功能和工作区的具体布局详情如下（洗涮间和灭菌间不设学习区）。

（一）菌种培养模块学习工作站

菌种培养模块学习工作站是学习接种、纯化菌种等无菌操作的学习和工作场所，其特点是保证纯种，防止杂菌污染，达到生物安全P2级实验室要求。

学习工作站设缓冲区，工作人员通过缓冲区进入学习工作站。工作区沿东墙放生化培养箱、-80℃冰箱、-20℃冰箱、4℃冰箱、超净工作台，西墙放置微波炉、离心机、全温振荡器、空气浴振荡器、水浴振荡器和垃圾桶。

（二）分子生物模块学习工作站

分子生物模块学习工作站工作区分为分子生物学实验室主区、DNA电泳室和称量室三个相通但隔开的区域，DNA電泳室和称量室有门通往主工作区。主区放两排操作台，东台放微量分光光度计、漩涡器和离心机;西台放水浴锅、金属浴和离心机。主区沿西墙放置三台冰箱;沿北墙设水池，放制冰机，沿南墙放无菌操作台、PCR仪。DNA电泳室门在西墙，沿北墙放凝胶成像系统，沿东墙放EB染缸、EB垃圾桶和紫外分析仪，沿南墙放PCR电泳仪。称量室门在西墙，沿东侧放置药品柜和垃圾桶，沿西墙放电子天平。

（三）分离纯化模块学习工作站

分离纯化模块学习工作站工作区沿东墙放脱色摇床、电转仪、蛋白电泳槽和水池，沿西墙放蛋白纯化系统、冰箱和垃圾桶。

（四）生物功能测定模块学习工作站

生物功能测定模块学习工作站工作区沿东墙放生物显微成像系统、离心机、酶标仪、Nanodrop 2000分光光度计和紫外可见分光光度计，沿西墙放双色红外激光成像系统、细胞破碎器、水浴锅和冰箱，沿北墙安水池，放垃圾桶，南墙放置操作台。

（五）洗涮间和灭菌间

根据实际工作任务需要，添加了洗涮间和灭菌间。

三、模块化学习工作站的实验验收

（一）代表性工作任务高产壳聚糖酶菌株酶基因的表达和酶的制备的多项微任务实施

通过在合作院校的类似实训室模拟实施工作任务，笔者对学习工作站的功能和合理性进行模拟测试。菌种培养模块学习工作站用于菌种的筛选、保藏和培养;分子生物模块学习工作站用于产壳聚糖酶菌株的基因鉴定、重组质粒的建立;分离纯化模块学习工作站用于酶表达量的测定、酶的分离和纯化、纯化过程中表达产物的回收;生物功能测定模块学习工作站用于菌种特性的鉴定、表达产物的酶活力检测、重组壳聚糖酶的性质分析。洗涮间和灭菌室用于配套完成工作任务。

（二）代表性工作任务中各微任务在未系统改造实训室和模块学习工作站中的实施比较

对比代表性工作任务在未改造和改造后的工作站的模拟实施，分析微任务实施时学生使用场所情况，笔者发现，表达载体的构建、分离与纯化酶产品、测定酶产品活性、优化酶产品发酵条件等微任务环节，学生在改造后各模块工作站间的穿梭频次低于未改造实训室，除了优化酶产品发酵条件外，其他各微任务只在一个模块化学习工作站即可完成，达到了减少污染、节约时间、提高工作效率的目的。

四、小结

经模拟实施工作任务，分析模拟实施的适用性和合理性，我们发现各模块学习工作站均能够完成相关的微任务。改造后工作站独立可完成更多微任务，节约工作者体力和时间，提升了工作效率。整套学习工作站依生物制药典型工作任务的工作流程设计和分区，符合学生认知发展规律，能有效促进学生技能的培养。该套学习工作站适于任务驱动教学方法，有利于学生在学中做、做中学，为激发学生学习主动性和积极性，有效实施工学结合一体化教学奠定了必备的教学硬件基础。

参考文献：

[1]李木杰，张利芳，汤伟群等.技工院校一体化课程体系的构建与实施[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2012.

[2]易绍兴，薛孝磊.一体化学习工作站教学管理的几点心得[J].职业，2019（4）.

（作者单位：山东技师学院）