固定化技术及应用一节说课稿

“固定化技术及应用”一节说课稿
生物工程系高大响
一、说教材
（一）教材的地位、特点和作用
固定化技术起步较晚，20世纪50年代开始了酶的固定化，60年代固定化技术迅速发展，70年代固定化细胞取得重要进展，80年代又发展了固定化原生质体；从固定化的内容看，从酶的固定化微生物细胞的固定化植物细胞的固定化原生质体的固定化。

可以这么说，固定化技术不仅是酶工程的一个核心领域之一，而且该技术已经广泛用于食品、发酵和三废处理等方面，经济效益十分显著。

在发酵领域，固定化技术是对传统发酵工艺的深化和技术革命。

因此，我们在讲清前面有关发酵设备及过程控制的基础上，有必要学习固定化细胞的知识；同时，也为下面学习有关酿酒工业中运用固定化酵母细胞发酵生产啤酒和酒精奠定基础。

（二）教学目标
1、知识目标：固定化技术涉及固定化酶和固定化细胞这两部分内容，这两部分内容虽有一些区别，但有一部分是重复的内容，根据教学大纲的要求，对于高职专科生来说，只需要了解固定化酶的知识，而后面有关细胞的固定化知识是要求学生重点掌握的，具体如下：了解：固定化技术的概念，液体酶使用的局限性。

理解并掌握:固定化细胞、包埋法、搅拌反应器、固定床反应器、流化床反应器。

熟悉：固定化细胞的应用，如抗生素工业、有机酸工业、酶制剂生产、废水处理等方面的应用。

2、能力目标（能力本位原则，强调能力培养，是高等职业技术教育的重要特征）。

（1）阅读能力；
（2）通过对图形、图表的观察和分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；
（3）通过对课外知识的查询和了解，培养学生自主获取知识的能力。

（三）教学重点、难点
1、重点
（1）一个概念：固定化细胞（固定化细胞是本章的关键词，因而是本章的重点概念）；（2）二种方法：包埋法和吸附法（包埋法是目前使用最常用的固定化方法，而包埋法又包括凝胶包埋法和微胶囊法）。

（3）三类反应器：搅拌罐反应器、固定床反应器、流化床反应器（固定化细胞一般离不开生物反应器，而搅拌罐反应器、固定床反应器及流化床反应器是普遍使用的）。

（4）四方面应用：抗生素工业、酶制剂生产、有机酸生产、废水处理（固定化技术在这四方面的应用已经进入工业化生产）。

2、难点
凝胶包埋法的具体操作和注意事项（海藻酸钠的浓度和溶化是操作中重要的环节，涉及到实验的成败）。

二、说教法
1、讲授法，发挥教师在教学过程中的主导作用。

2、多媒体辅助教学（CAI），配有多种插图。

3、多提问，少启发，不回答（本课程所授班级为高职专科生，有别于高中生，因此，在教学过程中，可以提出很多的问题，尽量在少启发的情况下，给学生一个相对独立的思维空间，以培养学生的创新意识）。

三、说学法
高职学生的学习能力比普通本科学生较差，部分学生学习习惯（观察力、思维力、意志力等）有明显差异。

因此，要针对其特点，因材施教，在教授知识的同时，更应注重教会学生学习方法，培养学生的学习兴趣，养成良好的学习习惯，逐步提高其学习能力。

1、学会记笔记，学会听课
要记要点和知识点，“以听为主，边听边记”，而不是“以记为主，边记边听”。

避免出现“上课记笔记，下课看笔记，考试背笔记，考后全忘记”的现象。

2、学会阅读（阅读法）、学会观察（观察法）
3、学会自学及主动获取知识
堂上多留一些问题（悬念）、教师提供相应的参考资料和期刊，课外学生主动查询、收集和整理资料，拓展知识面，及时捕捉最新知识。

四、说教学过程
（一）知识模块简介
本课时按计划和教学大纲为2学时，包括：固定化细胞的方法、固定化细胞的特性、固定化细胞反应器和固定化细胞的应用四个板块。

（二）新课导入
以“固定化技术的发展”这一主线导入新课：
酶制剂的广泛使用液体酶局限性固定化载体出现固定化酶的发展固定化细胞的出现导入新课。

（三）新授
1、知识模块之一：固定化细胞的方法（包埋法、吸附法、共价结合法、交联法等）
教师简要介绍几种常用的方法，然后分别加以学习。

（1）包埋法：
阅读（生）提问（师）（定义？颗粒形状？包埋材料？）回答（生）总结（师）：定义；包埋类型：（网格型、微囊型）；包埋材料（海藻酸钠、聚丙
烯酰胺、淀粉、明胶；硝酸纤维素、聚苯乙烯）。

过渡：教师总结完之后，及时演示实物（预先用海藻酸钠包埋法制备的凝胶颗粒），并结合图片（右下图），以增加学生的感性认识，从而激发学生的学习兴趣，在此基础上，学生就会产生“凝胶颗粒是怎么制备的呢？”这样的疑问，然后，以一个流程图的形式讲授海藻酸钠包埋法的操作过程：
演示半透膜包埋法插图（右图），
与凝胶包埋插图比较，引入另
一种包埋法：半透膜包埋法
（微囊法）
（2）吸附法
图形演示观察思考（作用力？载体？）讲授：定义、载体材料（玻璃、陶瓷、硅藻土、多孔塑料、中空纤维等）、作用力（范德华力、离子键和氢键）。

（3）共价结合法和交联法（自学）
这两种固定化方法，由于存在很多缺点，现在使用不多，所以，课后由学有余力的同学通过自学的形式了解这些方法（基础理论教学要以应用为目的，以必需、够用为度，对知识进行合理的取舍）。

列表比较包埋法和吸附法的优缺点（（有比较，才有鉴别；有鉴别，才能提高认识）。

2、知识模块之二：固定化细胞的特性（六个特性，这些均是与游离酶和天然细胞相比较而得出来的）。

演示多媒体中的图表（师）提出问题（你能得出哪些结论？）回答问题讲解（六个特性）。

3、知识模块之三：固定化细胞的反应器（搅拌反应器、固定床反应器、流化床反应器）
演示三个反应器，后对每个反应器进行讲解，最后再比较各自的优缺点（整体部分整体）。

4、知识模块之四：固定化细胞的应用（抗生素生产、有机酸生产、酶制剂、废水处理氨基酸生产、生物转化）。

这部分内容是固定化细胞技术的应用，是重要的内容，由于涉及范围比较广，单纯依靠课堂，难以讲清所有问题，具体安排如下：
（1）课堂讲授（广泛引用新知识，丰富教学内容，满足学生求知的需要，适应不断发展变化的教育教学形式）。

如，抗生素生产可结合“固定化青霉素酰化酶或细胞生产，去除青霉素分子的侧链，得到半成品青霉素的母核6-氨基青霉烷酸（6-APA）”为例。

有机酸生产可结合固定化细胞把富马酸转变为饮料和化妆品的高档添加剂L-苹果酸。

（2）课后查询（课堂延伸，获取新知识、新技术和新信息的能力，让学生独立学习），具体安排如下：
分组：5人1组，每组一个专题
资料：微生物学通报、生物工程学报、食品科学、发酵工业、工业微生物等，中国期刊网等。

（四）课堂小结：围绕4个模块，以“边问边答”的形式回顾10个知识点，以突出教学重点。

（五）思考题
课外知识拓展（如果说课堂教学是主食，是大菜的话，那么课外阅读就是一碗丰盛的汤，起到消食的作用，起到一个激活作用），对学有余力的同学可查阅相关资料，回答如下问题：（1）什么是共固定化技术？
（2）共固定化技术的应用？
五、板书设计和时间分配
1、板书设计，由于使用了多媒体课件，板书主要写一些数据、名词和概念。

2、时间分配
新课导入：6-8分钟；
固定化细胞的方法：25-28分钟；
固定化细胞的特性：6-8分钟；
固定化细胞的反应器：15分钟；
固定化细胞的应用：15分钟；
课堂小结：5分钟；
机动4-5分钟。