应用生物技术专业实训室设计与技术分析

摘"要：在职业教育领域，应用生物技术专业实训室建设既要考虑技能教学实践的需要，又要考虑企业实际工作的需求。本文以应用生物技术专业一体化实训的要求为主线提出了实训室的设计思路，通过对药品生物测定、微生物分离鉴别、食品安全快检、常见控制菌鉴定、分子细胞生物技术、生物制品工艺等典型工作任务对应代表性工作任务的工作过程、工作场景设计出系统一体化教学任务，结合专业学情、教学条件确定实训室及配套功能室的建设方案。方案建设后实施5年多，在全日制教学、社会化培训、职业等级评价、职业技能竞赛等场景的专业支持方面效果良好，设计效果得到肯定。

关键词：应用生物技术；实训室；设计

应用生物技术专业作为战略支柱型新兴产业的重要组成部分，一直是高等教育领域的热门选择，备受青睐，但随着产业发展对技术技能人才的需求逐年增加，近年来在职业教育领域也备受重视。高等教育的实验室偏重科研，发展完备；而职业教育的实训室偏重技能训练，在教学要求上更要兼顾企业的真实工作环境。

本文以深圳技师学院应用生物技术专业为例，为适应现代生物医药行业对从业人员安全、规范、无菌操作等职业素养的需求，确保药品无菌检查、非无菌产品微生物限度检查、中药饮片微生物限度检查、抗生素效价测定、控制菌检查、分子细胞生物检测等专业技术技能得到全面和精准的教学，按照工作过程导向的工学一体化课程需求，设置“工作场景”开展专业教学，使专业教学更能贴近工作实际，更有利于学生学习专业知识与技能，进而让学生在就业时更容易适应工作环境，同时也为建设品牌专业、精品课程和生物医药等相关行业职业技能等级评价服务。另外，教学环境虽模拟工作场景，但因学情需要又不能完全照搬行业岗位的工作模式，因此在实训室设计上要做到既符合全日制教学要求，又能模拟企业工作环境，最终达到为企业培养合适的技术技能人才的目标。

1"设计要求

专业实训室的设计，重点关注的是职业教育的培养目标，技师学院的专业实训室有多重职能，既服务于全日制学生的实训教学，又需完成社会化培训任务，同时还承担行业内专业技能竞赛及职业技能等级评价等工作。需完成以上任务的工作场景实训室建设需兼顾四个方面：（1）企业对应工作任务功能室的配置；（2）专业实训室的功能定位及比例划分；（3）教学需求、学生人数与工作场景的差异和岗位匹配度；（4）各功能室的使用频率和流转率，即实训室设计要明确，完成一个学习/工作任务在各个功能室的停留时间与实训室各功能区域划分之间的关系。

2"技术分析

2.1"企业工作岗位功能室技术分析

（1）在生物医药行业中，企业为完成与微生物及无菌检测操作相关任务时，在工作场所会进行以下功能分区：备料准备室、精密仪器室、加热室、洁净室以及洁净室辅助区、储存室和档案室等。

备料准备室的主要功能是准备各项检测项目所需的各类资源，如资料、玻璃仪器、前处理仪器及工具、试剂、菌种、标准品等。此外，有许多企业设计时，该室还可用于观察、分析、记录检测结果等工作。精密仪器室主要用于项目中需要用到各种精密仪器的工作，如物料称定、样品分析测定，通常配备显微镜、分析天平、紫外可见分光光度计、紫外光灯、生化鉴定系统等设备。加热室主要用于干燥、灭菌及菌种培养操作，常配备烘箱、灭菌锅、培养箱等设备。洁净室是进行无菌操作的核心区域，要求无菌操作所有过程所必需的洁净空间。功能区通过空气净化系统维持国家相关标准要求的洁净环境，进而确保检测结果的准确性。洁净室辅助区注重人流物流分开，人员净化程序走向必要辅助区为一更、二更、缓冲间等。物料净化必要助区常为中转间或传递窗。储存室（库房）主要用于存放试剂、菌种、标准品、样本等，根据不同物品的需求，设置不同的温度和湿度条件。档案室主要用于存档实验数据、操作记录、设备维护记录等，确保实验的可追溯性和符合法规要求。

这些功能室的设计和操作都遵循相关行业标准和法规，确保项目检验操作的准确性、可靠性和安全性。此外，不同行业和企业可能根据具体的生产流程、产品特性和法规要求有所调整或增加其他功能室。

（2）现生物医药行业，尤其是生物制药方向，对分子细胞方面的检测逐渐增多，会依企业发展需要，在备料准备室中增加超声仪、离心设备、氮吹仪、旋转蒸发仪等样品前处理仪器和各类型电泳分离检测设备；在精密仪器室增加各种功能的PCR仪、酶标仪、凝胶成像系统等。

2.2"教学场景功能室技术分析

按照职业教育改革要求，高等职业院校（高职、高专、高技等）全日制教学课程和社会化培训教学适宜采取以工作任务过程为导向的任务教学法，这就要求教学场景与工作场景承载的功能基本一致，而教学与工作过程的区别在于功能室停留的时间和人数，详见表1［4］；

关于各个功能室停留人数，企业根据生产所需人员、仪器大小、空调送风量、洁净区人员所需新鲜空气量（40m3/h/人）、洁净厂房内人员净化用室和生活用室的建筑面积要求（2～4m2/h/人）、动态粒子数要求，分配非洁净区工作人员一般在2～10人，洁净区工作人员一般在1～5人。学校实训过程中一般是一个班30～45名学生，结合各功能区停留时间比率、教学高效率和实训场地高利用率的要求，在教学过程中设计安排学生分批（约6～10人/批）进入洁净区，以达到最大限度地利用教学空间。

表1中，教学过程中在备料准备间停留时间占比大于工作过程，主要原因是教学环节中执行学习工作任务前需完成咨询、计划、结果分析（如翻转课堂学习情况检查、执行标准、操作程序及相关知识分析讨论）三个阶段，所需时间较长。

精密仪器室、洁净区（含辅助功能室）在整门课程中，采取分组分批方式进入训练。加热室按教学计划分组，每次由一小组负责全班的加热、灭菌任务，可见在以上区域人员停留的总体比例相对较小。

另外，储存室（库房）和档案室是教学耗材和教学资料的存放管理区域，主要由实训教师负责管理使用。一般只有经批准的学生才能进入，这些区域是教学过程中必不可少的辅助设施，应在设计时予以考虑。

2.3"教学场景功能室工位和面积划分

结合应用生物技术专业对应的无菌操作岗位的实际工作流程，力求确保各功能室能够最大程度地反映实际环境，以满足工作任务为导向的一体化教学需求；充分考虑实际操作中各功能室的使用频率、停留时间比例以及参与人数等因素；另外，考虑最大限度地利用空间，设计方案详见表2。

3"设计效果

3.1"平面布局

综合考虑实训室功能划分模拟企业工作场景、各个功能室面积，结合教学场景在各处停留时间和停留人数与企业工作场景的区别，将应用生物技术专业实训室布局考虑如下：（1）将各课程使用独立的准备间、洁净区辅助房、洁净区合为一个主要功能室，并结合工作任务进行命名；另外，结合GMP［1］对洁净区辅助房的设计要求，将洁净区辅助房分为更衣室和缓冲室两个空间。（2）仪器室依据仪器特点、教学安排和教学空间安排，将仪器功能室分为两个精密仪器室，分别放置称量仪器、使用气体的精密仪器、液相色谱及其他检测仪器。（3）教学过程中少量加热可在课程实训室进行，对于需烘箱、培养箱等加热设备，按要求需单独的空间摆放，结合教学停留时间，可合并为一间，这样可使教学空间得到更好利用，具体布局详见图1、图2、图3。

3.2"装修要求

实训室一般区中精密仪器室、加热室（培养室）［1］等，按普通生物医药类教学实训室要求采用实心砖质墙刷环保白乳胶、瓷砖地面（使用时限长），空调采用普通分体式空调，方便单独控制。实训室洁净区（含辅助区）和实训室准备室（为一般区），为了确保装修过程的便利性以及实训室在功能性和美观性上的统一，按GMP洁净区要求地面使用PVC卷材地面，墙壁和顶棚采用彩钢板，空调净化系统按C级洁净区要求［4］，建设完成后对洁净区洁净度进行检测，并达到设计要求。

3.3"设备定置

应用生物技术专业实训室经工作情景要求布局规划，并达到装修标准，除多媒体设备以外，仪器设备成为实现实训室教学功能的关键要素。因此，我们依据目前国内生物医药及相关行业的发展状况，特别是深圳生物医药行业的实际情况，配备了与行业发展同步或更先进且适用于教学的仪器设备，并在保证任务实际和教学效率的前提下，实施按实训安排的课程进行定置管理，详见表3。

依不同课程功能分区，另增加定置不同设备：

（1）微生物检定类课程（准备间）：2台浮游菌采样器（狭缝式）；5台尘埃粒子计数器；20台光学显微镜;8台纯化水机

（2）生物制品、分子细胞等（准备间）：40支移液枪；10台电泳仪；2台细胞破碎仪；2台小型离心机；1台旋转蒸发仪；1台高速冷冻离心机

（3）食品安全相关（准备间）：40支移液枪（各种规格）；2台高通量组织研磨器；2台超声波破碎仪；1台数控线性摇床；1台自动农残检测仪；1台旋转蒸发仪；1台胶体金分析仪

4"实践成果

在全日制和社会化培训教学过程中，我们采取2～4人一组，学生（学员）分工负责、互相协作的形式进行。近年来，我们已经成功培养了近700名农产品食品检验员（高级工），超过1200名基因检测实验中级工程师（华大基因），为我国生物医药相关行业输送了一批高素质的技术技能人才。近两年，相关专业全日制毕业生的优质就业率达到了24%，大部分社会化学员已成长为相关技术岗位的骨干力量。第三方调查显示，用人单位满意率和毕业生满意率均为100%。培训学员及毕业生认为，我们的实训室设计与企业真实岗位要求高度一致，在国内同类院校中处于领先地位。

实践证明，应用生物技术专业实训室的设计能高效利用实训场地，适合职业教育教学对工学一体化实训场地的要求且社会效益明显。但是，由于场地和经费等条件的限制，还存在一些教学和企业真实工作环境不完全一致的地方，这个问题将在下一步技术更新迭代后新实训室的建设中加以考虑。

总之，应用生物技术实训室的设计建设在现阶段不论在满足相关专业全日制教学，还是在社会化培训和职业技能等级评价方面，都达到了预期的效果。

参考文献：

［1］药品生产质量管理规范［EB/OL］.（20110212）.http：//www.nhc.gov.cn/wjw/bmgz/201102/e1783dd3c9684"f0cb875d71170a96d17.shtml.

［2］教育部.关于印发《高等职业学校物流管理专业实训教学条件建设标准》等21项职业教育教学标准的通知（高等职业学校化工生物技术专业实训教学条件建设标准）［EB/OL］.（20190611）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/moe_953/201906/t20190611_385274.html.

［3］农产品食品检验员（2019）：GZB4080501［S］.

［4］任茜.微生物检定实训室设计和技术分析［J］.价值工程，2011（34）：189190.

作者简介：彭莺（1976—"），女，汉族，上海人，硕士，高级讲师，研究方向：职业教育。