《生物分離工程》課程教學大綱

《生物分離工程》課程教學大綱一、課程信息課程代碼319B3305課程名稱生物分離工程課程性質(zhì)專業(yè)必修學分2.5學時40先修課程生物化學、微生物學、無機及分析化學、化工原理適用專業(yè)生物工程課程簡介：主要講述生物活性物質(zhì)的各種分離純化技術(shù)，是生物工程中不可缺少的組成部分，通過對本課程的學習，能使學生針對不同產(chǎn)品的特性，較好運用各種分離技術(shù)來設(shè)計合理的提取和純化工藝路線或改進現(xiàn)有工藝，并能從理論上解釋各種實際問題，提高分析問題和解決問題的能力，是一門理論和實踐密切結(jié)合的課程。二、課程目標通過本課程的學習，學生應具備以下幾方面的目標：1.掌握生物活性物質(zhì)分離工程中主要單元操作的定義、分類、特點、基本定理和公式；2.熟練運用各種分離技術(shù)來設(shè)計合理的提取、精制的工藝路線，并能從理論上解釋各種現(xiàn)象；3.能把所學的基本理論應用到指導生產(chǎn)和科學研究實踐。培養(yǎng)學生在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力等,并考慮社會、經(jīng)濟以及環(huán)境等因素。課程目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系表課程目標畢業(yè)要求指標點1.3：能將工程和專業(yè)知識用于推演、分析復雜生物工程問題。2.3：能認識到復雜工程問題有多種方案可選擇，會通過文獻研究尋求可替代的解決方案。3.1：掌握生物工程工藝設(shè)計及產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)和方法，并了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。課程目標1.L課程目標2.H課程目標3.M三、教學內(nèi)容與預期學習成效知識單元對應課程目標知識點預期學習成效實現(xiàn)環(huán)節(jié)學時1.緒論課程目標11）生物分離工程的歷史及應用2）生物分離過程的特點知識目標：掌握生物分離工程在生物工程領(lǐng)域的地位，生物分離過程的特點以及生物分離過程的分類；準確理解生物分離過程的特點，正確理解生物分離過程與普通化工產(chǎn)品分離的區(qū)別。能力目標：能根據(jù)生物分離工程的特點去分析生物分離相關(guān)問題。教學方法：課堂講授、課堂討論；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。2課程思政元素：科技報國的家國情懷和使命擔當課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過生物分離工程概述和生物工程產(chǎn)品以質(zhì)量求生存的講解，培養(yǎng)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。2.細胞分離與破碎課程目標1、2、31)細胞分離2）細胞破碎知識目標：了解細胞壁的結(jié)構(gòu)、各種細胞破碎方法的原理和特點；掌握原核細胞的細胞壁結(jié)構(gòu)，化學破碎法，各種破碎方法的比較，滲透壓的計算。能力目標：能選擇合適的細胞分離與破碎方法去解決細胞破壁等問題。教學方法：課堂講授、課堂討論；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對各種細胞破碎技術(shù)的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。3.初級分離課程目標1、2、31)沉淀分級2）泡沫分離知識目標：掌握蛋白質(zhì)的表面特性,鹽析沉淀,等電點沉,淀泡沫分離原理,泡沫分離設(shè)備和過程；掌握鹽析,等電點概念。能力目標：能選用合適的沉淀分級方法和泡沫分離方法進行生物分子的初級分離，并能使用相關(guān)的分離設(shè)備。教學方法：講授、例題分析；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對各種沉淀分離技術(shù)的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。4.膜分離課程目標1、2、31）各種膜分離法及原理2）摸材料及其特性3）摸組件4）影響膜分離速度的主要因素知識目標：了解膜分離的有關(guān)概念、各種膜分離裝置；掌握各種膜分離法及原理，影響膜分離速度的主要因素；掌握超濾和電泳的傳質(zhì)方程和相關(guān)計算，超濾膜的選擇，超濾過程分析。能力目標：能利用傳質(zhì)方程以及膜分離原理去解決膜分離過程的實際問題。教學方法：講授、例題分析；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論。4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對各種膜分離技術(shù)的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。5.萃取課程目標1、2、31)萃取分離原理2）單級萃取和多級萃取過程3）微分萃取操作4）液-液萃取設(shè)備與流程5）固體浸取6）超臨界萃取7）雙水相萃取8）反微團萃取知識目標：了解萃取分離原理、典型萃取設(shè)備；掌握萃取分離的基本方程、各種萃取過程的相關(guān)計算、典型萃取方法的分離原理；理解萃取分離的基本方程，單級萃取和多級萃取，超臨界萃取，雙水相萃取，反微團萃?。徽莆蛰腿》蛛x的基本方程及計算，單級萃取和多級萃取的有關(guān)計算。能力目標：能正確求解萃取相關(guān)計算，并利用萃取分離原理及設(shè)備去解決萃取實際問題。教學方法：講授；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對萃取率的計算和各種萃取技術(shù)的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。6.吸附分離技術(shù)和理論基礎(chǔ)課程目標1、2、31)吸附分離介質(zhì)2）吸附平衡3）吸附過程傳質(zhì)動力學4）固定床吸附5）固定床吸附過程理論6）其他吸附操作知識目標：了解吸附劑，空間質(zhì)量作用模型；掌握吸附分離介質(zhì)，吸附平衡，固定床吸附；理解附分離介質(zhì)，吸附平衡，固定床吸附過程理論及吸附過程傳質(zhì)動力學。能力目標：能利用吸附機制及選用合適的吸附劑去解決吸附分離實際問題。教學方法：課堂講授；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對各種吸附操作的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。7.色譜課程目標1、2、31）色譜分離基本概念2）基本色譜法3）其他常用色譜法知識目標：掌握色譜分離法的分類和基本概念；了解常用色譜分離方法的基本原理及應用；掌握色譜分離的基本概念，吸附色譜法及載體的選擇，凝膠色譜法的特點；了解色譜分離產(chǎn)物回收率的計算。能力目標：能進行色譜分離產(chǎn)物回收率的計算并能利用色譜分離原理及方法解決色譜分離實際問題。教學方法：講授；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對分配系數(shù)、分離度的計算和各種色譜分離技術(shù)的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。8.親和色譜課程目標1、2、31）生物親和作用2）親和色譜原理3）親和色譜介質(zhì)4）親和吸附平衡5）親和色譜過程和應用6）親和膜色譜知識目標：掌握生物親和作用，親和配基，親和吸附等溫線；了解親和色譜的應用；理解親和膜色譜，間隔臂的作用。能力目標：能選用合適的親和色譜方法去分析和解決親和吸附相關(guān)問題。教學方法：講授、例題分析；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對親和色譜的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。9.蛋白質(zhì)復性課程目標1、2、31）包含體的形成和性質(zhì)2）包含體的純化和溶解3）蛋白質(zhì)復性知識目標：掌握包含體的純化和溶解，包含體的形成和性質(zhì)，蛋白質(zhì)復性；掌握稀釋復性，輔助因子的作用，分子伴侶和人工分子伴侶，復性色譜，荷電粒子促進同電荷蛋白質(zhì)復性。能力目標：能利用包含體技術(shù)進行蛋白質(zhì)的復性教學方法：講授、例題分析；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論4課程思政元素：工匠精神和科學精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對復性原理和各種蛋白質(zhì)復性的方法的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神和不斷探索的科學精神。10.結(jié)晶課程目標1、2、31）結(jié)晶過程的分析2）過飽和溶液的形成3）晶核形成及晶體的生長4）晶體的純度及大小分布5）間歇結(jié)晶過程分析6）提高晶體質(zhì)量的方法知識目標：了解晶體形成過程及有關(guān)機理；掌握過飽和溶液的制備方法，結(jié)晶過程的分析及提高晶體質(zhì)量的方法。了解結(jié)晶過程的影響因素，過飽和溶液的形成，成核速度及影響因素，晶體純度的有關(guān)計算，間歇與連續(xù)結(jié)晶過程分析及相關(guān)計算；理解過飽和溶解度曲線與溶解度曲線的不同；掌握晶體生長速度及相關(guān)計算，間歇與連續(xù)結(jié)晶過程的相關(guān)計算；掌握提高晶體質(zhì)量的方法。能力目標：能利用結(jié)晶的原理及方法去分析解決結(jié)晶過程問題。教學方法：講授、例題分析；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論4課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對結(jié)晶原理及生長動力學的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。11.干燥課程目標1、2、31）基本概念2）干燥過程分析3）干燥過程基本計算4）干燥設(shè)備的分類與選擇原則知識目標：掌握干燥過程的基本概念及有關(guān)計算；了解各種干燥設(shè)備的原理、操作及應用。能力目標：能利用干燥原理去分析干燥過程實際問題。教學方法：講授；教學手段：多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合。結(jié)合課堂作業(yè)進行分析討論2課程思政元素：工匠精神課程思政教學內(nèi)容設(shè)計：通過對各種干燥技術(shù)和設(shè)備的講解，培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神。四、成績評定級考核方式知識單元對應課程目標考核方式成績評定1.緒論課程目標1出勤及課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、期末閉卷考試課程成績包括３個部分，分別為出勤及課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)和期末考試。具體要求及成績評定方法如下：（1）出勤及課堂表現(xiàn)（10%）設(shè)此考核項目，目的是控制無故缺課和課堂懶散無紀律情況，具體方案為：總分為100分，無故曠課一次扣5分，無故曠課超過學校規(guī)定次數(shù)者，按學校有關(guān)規(guī)定處理；上課睡覺、玩手機、吃零食者被老師發(fā)現(xiàn)一次扣5分。（2）課后作業(yè)（20%）若干章節(jié)布置一次課后作業(yè)（全課程不少于3次作業(yè)），作業(yè)包括課后思考題和計算題，評分以答題思路的規(guī)范性、整潔性、整體性、邏輯性、正確性為依據(jù)，每次滿分為100分，最后取平均分。作業(yè)雷同處理辦法：相互完全雷同的，作業(yè)全不予批解，返回重做新題。（3）期末考試（70%）期末進行綜合閉卷考試，總分為100分，期末考試卷面成績未達總分50%者，該門課程成績作不及格處理。2.細胞分離與破碎課程目標1課程目標2課程目標33.初級分離4.膜分離5.萃取6.吸附分離技術(shù)和理論基礎(chǔ)7.色譜8.親和色譜9.蛋白質(zhì)復性10.結(jié)晶11.干燥平時表現(xiàn)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（85%-100%）良（75%-85%）中（60%-75%）差（0%-60%）積極程度（50分）積極、踴躍老師鼓勵后積極、踴躍老師鼓勵后積極度不高消極回答正確程度（50分）回答正確無誤、分析合理，結(jié)論有效回答問題基本正確，分析比較合理，結(jié)論有效回答問題錯誤較多，經(jīng)老師提醒后仍然分析有誤，結(jié)論無效答不對題單次作業(yè)評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優(yōu)（85%-100%）良（75%-85%）中（60%-75%）差（0%-60%）作業(yè)完成進度（20分）提前完成按時完成延時完成未完成概念清晰程度（30分）85%以上概念清晰75%以上概念清晰60%以上概念清晰不清晰正確性和結(jié)論有效性（50分）分析合理，計算無誤，結(jié)論有效分析較合理，計算錯誤少，結(jié)論較有效分析基本合理，計算有較大的錯誤，結(jié)論基本有效存在嚴重錯誤五、課程目標達成度評價依據(jù)課程目標n考核環(huán)節(jié)期望值A(chǔ)平均得分B達成度Cn課程目標1出勤及課堂表現(xiàn)(10%)A11=100B11C1=(B11*0.1+B12*0.2+B13*0.87)/(A11*0.1+A12*0.2+A13*0.7)課后作業(yè)(20%)A12=100B12期末考試（70%）A13=100B13課程目標2出勤及課堂表現(xiàn)(10%)A21=100B21C2=(B21*0.1+B22*0.2+B23*0.7)/(A21*0.1+A22*0.2+A23*0.7)課后作業(yè)(20%)A22=100B22期末考試（70%）A23=100B23課程目標3出勤及課堂表現(xiàn)(10%)A31=100B31C3=(B31*0.1+B32*0.2+B33*0.7)/(A31*0.1+A32*0.2+A33*0.7)課后作業(yè)(20%)A32=100B32期末考試（70%）A33=100B33注：表中字符含義說明：A、B分別是學生在相應考核環(huán)節(jié)的期望值和實