发布时间:2023-11-20 09:56:27
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇生物工程专业知识点,期待它们能激发您的灵感。
关键词:生物工程;实验;教学;科研;模式
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.228
1 引言
生物工程专业的抽象、枯燥性使得一些学生在学习过程中出现了畏难情绪。专业实验可以将抽象的生物工程知识点进行有效形象化,具体化,使得学生对其产生准确的认识。然而在传统的生物工程专业实验教学中,教师将实验做一遍,学生跟着也做一遍,这种学习方法难以实现学生对生物工程专业知识的认识。与科研相结合的生物实验的拓展可以帮助学生进行有效的自我思考。这种教学模式需要教师进行因材施教,分类教学,才能实现最好的教学效果。
2 与科研相结合等教学理念分析
与科研相结合教学模式是一种基于学生自我探索、讨论的学习方式。在这种方式中,教师扮演的是一种指导的角色,在学生进行自我探索、相互讨论的过程中进一步实现知识能力的提升。这种学习方式重点放在学生的自主探索方面,实现自我知识网络的构建。生物工程实验学习需要学生参与的主动性较高,这样才能有效实现学生对专业知识点、动手技能等方面的提升。与科研相结合的教学模式可以帮助学生进一步提升生物工程专业实验练习的这些能力和素养。这种教学理念具有以下几个方面的特征:
首先,研究性。问题研究具有研究性的特征,学习过程中以科研问题为导向,进行相关研究性学习能力的培养,最终实现相关问题的解决。其次,应用性。在理论学习的过程中,需要将相关的知识点应用到实际之中。最后,过程性。学生对生物工程知识点需要一个学习过程,从感性认识到理性认识,再从理性认识到实践过程。因此这一学习方法具有一定的过程性。
3 与科研相结合教学模式的具体应用措施
3.1 学生生物工程实验研究能力的分层
生物工程实验练习中,学生之间是存在相互差异的[1]。这与他们的学习兴趣、学习方法有着直接或者间接的联系。学习能力的不同造成学生在接受生物新知识的过程中存在差异性。教师需要进一步了解班级中不同学生的基本情况,多与学生进行交流沟通,这样才能有效提升对学生情况的有效了解。然后根据学生的基本情况,教师需要将其进行有效分类,分析每一个学生学习能力的优势,这种分层为后期的科研相结合的学习分组提供依据。
3.2 组建科研性小M
在生物工程实验科研型学习的过程中,学生需要被有效的分组,这样才能实现更加有效的研究和讨论。教师需要将不同学习能力和水平的学生分在一组,这样可以有效提升一个组内学生的研究性,不同能力的学生在不同方面有着各自得特点。例如:一个研究性小组需要包含生物不同学习优势学生,这样可以实现学生之间的相互帮助,同时学困生在实验练习方面可能存在一定的问题,但是他们一定具备其他的能力和素养,可以实现研究性小组的有效互助。在组建研究性小组之后,教师需要培养学生的团队精神,让学生知道研究性小组员之间需要团结合作的,按照不同的分工,进行相互配合,最终实现有效学习。例如:重组大肠杆菌产L-色氨酸补料分批发酵的实验中,教师在实验之前让学生归纳相关的材料,一个小组的学生收集的资料就会很多,收集不同的实验方法,帮助学生进行这一方面的主动思考。
3.3 设计研究性的课题
研究性学习在生物教学中的应用,可以更多集中在生物工程多层次实验的练习上。学习小组中的不同学生针对教师设计的开放性实验课题,收集相关的资料,应用生物知识原理进行相互交流,学生对生物知识点的认识得到有效提升。例如:在大肠杆菌DNA的转化实验设计中,学生对于这个问题的认识存在差异,教师允许学生在这一问题上的讨论,学生需要进行相关问题资料的查找[2]。这类问题都是属于开放性的实验。方法可能不存在具体的对与错,学生之间辩论的目的就是提升对这一生物工程知识点的认识。这些问题的设计不仅需要兼顾开放性,还需要对其生活性有所要求,这样可以有效提升他们对生物实验学习的有效性提升。
3.4 开展讨论会及教师点评
不同的研究小组之间在观点上存在差异性。教师可以组织一场讨论会。这一讨论会的主要目的在于学生对生物现象的认识。教师可以运用这样的讨论会不断提升学生的生物知识的认知和勇敢精神。最终教师需要根据学生的表现进行点评,教师点评一方面需要对讨论的实验方法进行点评,另一方面还需要重点放在学生创新性和运用知识的准确性的点评上。在点评的过程中,教师需要兼顾鼓励式的评价和问题的指出。这样就需要教师进一步对其进行鼓励,实现他们自信心的提升。因此教师需要在指出问题的同时兼顾鼓励和表扬。
4 结语
生物工程专业教师需要提供学生研究性学习的空间,让学生具备这样一个学习环境,学习意识和能力,不断提升他们对生物实验的有效性理解。借助话题资料的收集,讨论等过程中,实现对生物知识、科研创新思路等方面的有效提升。同时学生在进行讨论的过程中,需要勇气和胆量,因此教师的点评需要兼顾鼓励和表扬,这样才能实现学生对专业学习自信心的提升。
参考文献:
关键词 生物化学 课程设置 教学模式
中图分类号:G424 文献标识码:A
Biochemistry Curriculum and Teaching Mode in Biological Engineering
WU Yuangen, WANG Xiao, TAO Han, ZHOU Hongxiang, QIU Shuyi
(School of Liquor and Food Engineering, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025)
Abstract According to our college biological engineering services at the local school and social development needs of the economy, the author analyzes of the basic course biochemistry courses from the curriculum materials selection, in the teaching content highlights the theoretical knowledge of traditional brewing industry, and made use of multimedia teaching, online teaching and innovative teaching practice, supplemented by teaching model, in order to improve students' knowledge of the course to master skills.
Key words biochemistry; curriculum; teaching mode
生物化学(Biochemistry)是用化学的原理和方法,从分子水平来研究生物体的化学组成及其在体内的代谢转变规律,从而阐明生命现象本质的一门科学。①生物化学课程是我院生物工程、酿酒工程、食品科学与工程等专业必修的一门专业基础课程,其内容基本覆盖了我院各个专业所需的基础理论知识,是我院学生掌握专业知识的最重要纽带,因而其教学地位十分重要。然而生物化学知识体系庞大,理论性和逻辑性强,内容抽象复杂且相互关联,这对刚开始接触专业课的学生比较难以掌握。特别是近年来高等院校课程改革的实施,实践教学环节的加强使得生物化学教学课时进一步减少,给生物化学课程教学工作带来挑战。笔者从事多年的生物化学教学经历发现,大多数学生都采用死记硬背的方式来应付期末考试,他们并没有对知识点进行很好的联系和掌握,缺少学习的动力和深入研究精神,在后续专业课学习和毕业论文(设计)中表现出知识点掌握不够等问题。随着生物技术的不断发展和应用,生物化学在生物工程专业中的地位和作用则更加突出,这就要求将生物化学教学内容与后续课程紧密联系,尤其是要结合专业定位和服务于地方经济社会发展要求来开展教学。笔者从贵州大学生物工程特色专业建设出发,探讨生物化学的课程设置及教学模式,以期提高学生对该门课程知识的掌握能力。
1 生物化学课程设置
笔者所在学院开设生物工程专业已有二十余年,办学依据立足本省、面向行业人才需求,服务于地方经济社会发展和国家现代化建设的专业培养要求,根据贵州产业发展和生物工程专业的沿革,在课程体系的设置上突出生物工程中下游课程,内容上突出传统酿造业的理论实践学习。生物化学课程作为生物工程专业最核心的基础课,在课程教学内容设置上应该符合本专业的办学定位。经过多次课程改革后,生物化学课程教学课时被进一步压缩到64学时(理论教学48学时,实验教学16学时),这给教学工作带来极大挑战。为了提高学生对该门课程知识的掌握能力,满足本专业服务地方产业发展需求,笔者认为有必要对目前使用的教材和已有的课程内容进行调整。
1.1 教材的选用
我院生物化学课程使用的教材主要是张洪渊先生主编的《生物化学》(第二版),由化学工业出版社出版发行。该书内容精简,比较适合生物工程、食品工程等工科专业学生使用。但使用该教材存在的主要问题是,由于知识点比较抽象和精简,学生课后缺少扩展学习的空间,所以很难深入掌握各个知识点及它们相互间的联系。特别是近年来不少考研的同学反映,该书不是考研专业指定的教材,建议在教材使用上重新考虑。笔者后来在教材选用上进行了尝试,选用了王镜岩先生主编的《生物化学》(第三版),由高等教育出版社出版发行。该书内容详实、知识点丰富,对各个知识点的扩展解释很充分,是国内很多985和211高校首选指定教材。然而使用该教材也面临诸多困难,主要问题是在有限的教学课时内很难把握各个知识点的讲解,同时学生面对该教材有较大的学习压力。最近笔者尝试了郑集先生主编的《普通生物化学》(第四版),由高等教育出版社出版发行。该教材章节编排合理、知识点及其展开解释说明均比较合适,是国内很多综合性大学和其他院校生物相关专业的本科生教材。该教材在我院生物工程和酿酒工程专业使用,学生普遍反映比较好,同时任课教师感觉比较容易把握教学,因而是我院今后生物化学课程的首选教材。
1.2 教学课程设置
我院生物工程专业的办学要满足服务于地方经济社会发展要求,在课程体系的设置上突出生物工程中下游课程,内容上突出传统酿造业的理论实践学习。因此,生物化学课程在教学内容上也要根据办学需求进行调整。笔者依据生物化学课程理论教学48学时,再结合生物工程专业特点和传统酿造业的知识体系,认为该课程教学内容应从以下几个方面开展。
糖类化学部分是传统酿造业重要的理论基础知识。在该部分教学过程中,应当要求学生重点掌握典型单糖(葡萄糖和果糖)的结构和性质,再从单糖的基础上去理解二糖和多糖的结构和性质,最好再结合某些酿造相关的实例来理解多糖等性质。脂质化学部分要求学生理解单脂和复脂的组成、结构和性质,了解固醇类物质的结构和基本特点。蛋白质化学部分不仅仅是酿造行业,同时也是整个生物相关专业最为基础的知识体系。该部分教学应该要求学生重点掌握氨基酸的分类及其结构和性质,在此基础上掌握肽和蛋白质的结构、性质和相互间的依存关系。重点讲解氨基酸的溶解度、旋光性、光吸收、酸碱性质和重要的化学通性,并结合氨基酸的性质讲解氨基酸分析方法。注重讲解蛋白质的一级结构及测定方法,要求学生掌握蛋白质二级结构种类及特点,在此基础上理解蛋白质的三级结构和四级结构及功能,并结合实验讲解蛋白质的分离纯化方法。核酸化学部分是现代生物技术,特别是生物上游技术的基础,虽然与传统酿造业知识体系关联不大,但对生物相关专业本科生至关重要。该部分教学应该重点讲解碱基及种类、核苷和核苷酸的结构、性质以及核酸的结构、性质和生物功能,要求学生掌握碱基、核苷、核苷酸和核酸之间的相互关系,彻底弄清核酸的化学结构和化学性质,并掌握核酸一级、二级和三级结构及碱基配对规律,深入理解核酸的酸碱性质、吸收光谱、变性、复性与杂交,以及核酸的分离纯化、合成和鉴定原理。酶化学和维生素化学内容与传统酿造业知识体系关联比较大,应当重点讲解酶的化学本质和结构以及分类,特别是要注重讲解维生素与酶辅基间的关联。要求学生理解酶的作用特点、作用机制和酶的分离纯化,重点掌握酶活单位定义及测定,理解调节酶、同工酶、诱导酶和多酶复合物的特点。激素化学、生物膜与细胞器内容与细胞工程、生物医学等专业关联度大,考虑到本专业学时的限制,该内容可由学习课后自学,重点了解激素的化学本质和生理功能,以及细胞的组成和各细胞器结构的功能。
物质代谢与调控内容与传统酿造业密切相关,也是整个生物中下游最为重要的知识体系,应当重点讲解糖代谢、脂质代谢、蛋白质和氨基酸代谢,以及这些代谢之间的相互联系和调控。糖代谢方面重点讲解糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖等代谢途径和生理意义,要求学生掌握糖酵解和三羧酸循环的各个代谢途径、参与的酶系和ATP产生过程,重点理解戊糖磷酸途径和参与的酶系,了解各种单糖、二糖和多糖进入糖代谢途径,掌握糖代谢的调控及关键调控酶。脂质代谢方面以三酰甘油为例,侧重讲解甘油的分解代谢途径和脂酸的-氧化过程,分析脂酸在何种情况下产生大量酮体及其后果,并注意比较脂酸 -氧化过程同线粒体酶系合成饱和脂肪酸过程的关系。蛋白质和氨基酸代谢方面要求学生掌握蛋白质在细胞内的降解,然后根据氨基酸的主要代谢途径,掌握氨基酸分解代谢和合成代谢的共同反应,重点讲解鸟氨酸循环及其生理功能,注重理解氨基酸代谢与糖代谢和脂质代谢的关联。核酸代谢方面简明扼要讲解核酸的降解以及生物体内嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的分解途径和生物合成。生物氧化方面涉及物质代谢的共同基本原理,重点讲解NADH和FADH2两条呼吸链中的电子传递及所需的辅基或辅酶,要求学生理解氧化磷酸化作用机制及其抑制和解偶联。最后再讲解物质代谢的相互联系,要求学生掌握糖代谢、脂质代谢和蛋白代谢之间的相互关系,了解整个代谢的调节调控方式。关于遗传信息的传递和表达内容,由于受学时的限制只能简单介绍,该部分可以纳入分子生物学课程进行讲授。
2 生物化学教学模式
生物化学课程知识体系庞大,内容抽象复杂且相互关联,采用传统教学方式很难取得良好的教学效果。笔者根据多年的教学经验,认为应当结合多媒体教学、网络教学和创新实践教学相结合的教学模式。
2.1 多媒体教学
传统的教学模式要花费较多的时间用于板书,教学时间不能充分利用,教学内容信息量较少。而采用多媒体教学后,课件都是在课前准备好的,课堂上很少写字,这样就节省了板书时间,为增加教学信息量提供了条件,特别适用于生物化学这种知识体系庞大的课程。另一方面,多媒体教学将文字、图片、动画等整合,可为学生提供大量的感性材料,教学形象、直观、形式多样、趣味性强,可有效激发学生的学习兴趣。②在生物化学课程中,生物大分子的立体结构及其代谢过程都是教与学的难点。在传统的教学中,借助板书、挂图或模型可有效讲授这些难点,但对于学生而言,内容还是比较抽象,不容易理解。利用多媒体教学可轻易的解决这一问题。如在讲生物大分子多糖、蛋白质、核酸等的结构时,学生通过观看三维结构的图片或动画,就可以轻易地理解有关的复杂问题,自然地掌握了这些生物大分子的三维结构等有关的概念。
虽然采用多媒体教学存在诸多优点,但也要清醒意识到过分依赖多媒体教学的弊端。过分依赖多媒体教学,会极大地限制师生的主动性发挥。③在课堂教学上,教师切忌把自己当成课件机械式解说员。目前多媒体教学的一个常见现象是教师灌输知识、学生被动学习的填鸭式教育,这种教学模式缺乏师生互动,不利于提高学生的学习积极性。采用多媒体教学的另一个弊端是课堂节奏快,学生很难及时消化所学知识,长时间后学生在学习上会出现消极的一面。笔者认为采用多媒体进行生物化学教学,在讲授重点和难点知识时,课堂上应该及时与学生加强沟通,让学生能充分理解和掌握相关知识;同时插入一些紧扣教学内容的时事图片或研究进展,有效结合专业领域内的社会热点问题,这对吸引学生的注意力和激发学生的兴趣均有很大帮助。
2.2 网络教学
目前本科教学工作存在的一个最主要问题是缺少师生互动,这与课堂教学课时被严重压缩有很大关系。为了加强与学生间的交流和互动,笔者借助生物工艺学精品课程网站,开辟了生物化学学习和交流平台。在该平台上,学生可以提出课堂教学未懂的知识,也可以给课堂教学提出建议和意见,我们针对这些问题都进行了一一答复,这些交流手段也得到不少学生的积极参与。另外,笔者还在该平台上提供了生物化学的学习材料,包括习题集和考研资料等,受到学生的欢迎。通过网络教学上生物化学教学讨论平台,进一步巩固了课堂教学,同时也加强了师生间的交流互动。
2.3 创新实践教学
本科质量教学提升计划的改革方向是加强实践教学,提高学生的实际动手操作能力。目前一般院校都开办了专业相关的实验课程,但受到课时限制或经费短缺等因素,实验课程学时一般比较少。我院生物化学实验课时为16学时,这相对课程庞大的知识体系是明显不够的。针对这些问题,笔者近几年一直鼓励本科生参与科研工作,加强自身的理论知识和实践动手能力。笔者近几年带领本科生参与了国家大学生创新性实验计划以及自己科研项目的研究,这些学生一般从大二上生物化学课程后就参与进来,利用空闲时间做实验,直到最后完成毕业论文,他们中基本上每人都著有研究论文,毕业后这些同学大部分都继续进行深造。通过创新实践教学,学生可以结合生物化学所学知识,进一步在研究中得到应用和更深入的理解。一般学校很多老师的科研项目与生物化学专业知识体系密切相关,所以学生有很大的参与创新实践教学空间。
3 结语
生物化学是生物工程专业最为基础的课程,其教学地位十分重要。根据我院生物工程专业的办学理念以及有限的教学课时,本课程在教学内容上应该做出适当调整,突出传统酿造业知识体系,同时也要兼顾现代生物技术和本专业的历史沿革。本课程教学手段上应该采用多媒体教学为主,网络教学为辅的策略,加强师生间的互动和交流,在此基础上改善教学质量,同时让更多的学生参与到创新实践教学,进一步提高该课程的教学效果。
基金项目:贵州省高等院校特色专业项目(SJG 2011 004);贵州大学品牌特色专业培育项目(PTPY201303)
*通讯作者:邱树毅
注释
① 郑昌学.生物化学教学之我见―2012年全国生物化学与分子生物学学术大会发言[J].生命的化学,2013.33(1):101-104.
【关键词】生物工程专业 学科建设 工科
我国生物工程专业正式设立于1998年,它包含了原来的生物化工、微生物制药、生物化学工程、发酵工程等4个专业。自设立以来,发展迅速,全国办学点数从1997年的57个发展到2010年的284个,招生人数从1997年的约2250人达到2010年的30多万人,培养了大量的专业人才。随着科技发展,生物工程产业对从业人员的实验技能、工程问题解决能力和实践经验都提出更高层的要求,形成了高素质人才稀缺的局面。本文重点探讨目前生物工程专业的现状,分五个部分详细分析面临的问题,在此基础上提出专业改革的合理方案。
一、课程设置
多数生物工程专业是由原来分属于化工、轻工、医药等学科的生物化工、发酵工程、微生物制药等专业调整而来,部分是在师范、农林及其他综合性院校的生物学、生物技术专业的基础上成立的,各高校生物工程专业的教学背景和专业方向上存在较大差异,在学科定位、人才培养、课程体系等方面大相径庭,各有偏颇。如师范、农林及其他理科院校和部分综合性大学,背景偏理,工科基础薄弱,多存在重理轻工现象:专业课程如细胞生物学、分子生物学、遗传学等课程所占课时比例较大,工程类课程如生化反应工程、分离工程、生物工程设备等课程所占课时较少。而工科院校专业课程设置则相反,偏重于生化反应工程、生化分离工程等工科课程的教学,不重视生物学基础,大纲很少涉及细胞生物学等理论基础内容。这些致使各高校生物工程专业在课程体系上普遍存在上下游技术结合不够紧密、学研产环节薄弱甚至脱节的情况,影响了生物工程专业教学目标的实现和结合型人才的培养。
再有,现行课程体系中,基础类课程占据学生课程学习的3/4以上,致使专业课程的时间和空间严重受限,与人才培养的多元化目标背道而驰。此外,随着科技进步产生交叉学科、边缘学科,学科越分越细,内容庞杂,与此同时,新一轮的教改进一步缩减了理论教学课时,尤其专业课程学时,从而导致学科的新思想、新成果难以及时进入课堂,知识更新速度慢。
因此,迫切需要整改课程体系,切实推进课程建设的改革,全面分析专业的基础知识和实践部分,统一规划授课内容,通过每周的教师例会,将各课程体系中重复的环节适当删减,在保证学生知识体系完整的基础上,使课堂内容精简有致。
二、教材建设
许多学校都对教材选用严格管理,主干课程全部选用教育部“十一五”规划教材或面向21世纪课程教材。在教学过程中,存在下列问题①教材编写面面俱到:各教材为了强调它的理论性和系统性,知识点覆盖面不断加宽,例如生物化学教材从原来的十七个大章节增加到现在的四十大章节,内容增加一倍多,教师把握教材的难度明显加大。②知识点重复与漏洞现象并存:专业课程知识分割过细,没有从课程体系整体考虑,例如“氧化磷酸化与形成”这个知识点在主干专业课程中有七门课的任课教师都讲授、“代谢调控”有七门课重复讲授;而“包涵体”“热源”“蛋白质的修饰”等重要概念,却鲜有课程涉及。③工程实践类教材奇缺:如生物工厂设计,全国出版的教材只有“发酵工厂工艺设计”(1992年出版)和“生物工程设计概论”(原为发酵工厂工艺设计概论,1995年出版),内容陈旧,不能反映学科发展动态和专业科技发展的趋势。
针对这种现象,高校在教材选择和授课内容上需要适应学科的发展动态,在教学大纲的编写环节明确学科教学内容,全面梳理专业知识点,并在此基础上编写适合专业特色的教材体系,避免教材间的过多重复,提升教学质量。
三、观念影响下的实践教学
受传统教育观念影响,我国各级教育历来重理论、轻实践。而工科的显著特点就在于其有很强的工程性、技术性、实践性,其忽视实践教学的后果会严重制约人才素质。欧美发达国家不但在工科本专科教育阶段有充分的实践教学环节,而且在这之后还必须接受几乎全部为实践技能训练的继续工程教育。而我国的生物工程专业普遍存在实践教学内容不足、执行困难的问题。
切实改变观念,提升对实践教学的重视程度,深刻理解实践教学对工程类学科的重要意义,在教学设置中增加实践教学的比例,是解决现有问题的必经之路。
四、实践教学方法和手段
实践教学方法和手段落后,也是影响实践教学质量的主要问题。原因有两个方面:一是传统教学模式中,涉及的实验多为演示性、验证性实验,学生的参与性、创新性得不到体现。二是教育经费的紧张与逐年扩大招生的现实矛盾使高校本科实验室硬件建设落实困难,教育手段、教学方式难以突破革新。
我院的专业实验安排为专业理论课程的附属部分,实践中发现有几点明显不足:①实验时间短而分散;②实验内容及容量受到局限;③综合实践性差。实验多安排为一周两次,每次3~4学时,连贯性差,只能开设一些验证性或经验性实验,无法实施设计性、创新性实验,严重影响了学生综合能力的培养。
改革实践教学模式和手段,增加综合性,设计类实验,不仅提高了学生们的动手能力,对其创新意识和科研能力的培养也不无裨益。另外,积极利用多媒体教学对学生感观的强烈刺激,录制实验步骤,形象演示,并增加学术报告丰富教学内容,都能够以新颖的方式提升教学质量。
五、校外实习基地建设
受市场经济的影响,很多企业担心学生短期的实践会影响到有序的正常生产,影响经济收益,拒接学生实习,校外实习走马观花,变成了“参观式”学习,学生无法接触一线生产,没有亲自动手实践机会,专业技能得不到训练。
另外,教师自身的实践水平也是左右实践教学质量的关键因素。就生物工程专业来说,由于近年博士招生规模同比扩大,大量刚刚离开校门的年轻博士纷纷走上讲台,他们的成长背景决定了其在专业小领域具有比较深入的了解,但对学生多方面知识的渴求往往显得力不从心,指导学生动手能力训练时难免底气不足,影响学生的学习效果。
针对上述问题,一方面需要重视实习基地建设,设置学校自己的校内中试规模基地,另外,对师资队伍尤其是新进教员进行及时的实践培训也是提升实践教学水平的必要措施。
结语
综上,我们将继续研究分析国内外生物工程技术发展的趋势,加强素质教育,为全国生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持。
【参考文献】
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[2]刘桂萍. 依托化工学科优势构建具有特色的生物工程专业人才培养方案[J]. 化工高等教育,2008(1):11-14.
[3]陶玉贵等. 生物工程专业课程结构体系构建和课程整合的研究[J]. 经济研究导刊,2009(9):228-229.
[4]蒋盛岩,赵良忠,余有贵. 生物工程专业课程体系与教学内容改革探讨[J]. 科教文汇,2009(1):72-75.
1构建生物工程专业课程体系
在生物工程专业教学中为实现专业课程体系的构建,要结合本专业自身特征和优势,实现整体课程结构的完善,优化教学资源。针对生物工程专业教学课程体系的构建,要从其理论教学与实践教学两个方面展开:
1.1构建生物工程专业理论教学体系
结合现代化市场发展形势来看,主要以多元化、综合发展为主要趋势,为适应此市场发展需求,要实践教育的多元化与综合化。以高等院校生物工程专业教学来讲,要将基础教学与专业教学相结合,并实现不同学科之间的渗透教学,培养学生的综合发展能力,以适应现阶段社会人才需求。从生物工程专业自身课程特点来看,其涉及范围广泛,涵盖诸多学科概念。就目前高校学分制管理体系来看,要在其深度教学理念基础上实现宽度拓展,即实现专业的外延发展,从专业本身内涵出发,不断拓宽其教学范围。要结合本专业特色与优势,对原有的人才培养计划进行修订,制定相对完善、符合人才发展需求的培养计划。理论教学体系的构建应包括专业基础教育、专业教育、英语、计算机教育、思想政治教育、高等数学教育等。另外,除了必修课程设置意外还应设置选修课程,以辅助学生全方面学习,促进综合知识与综合能力水平的提升。
1.2构建生物工程专业实践教学体系
在课程体构建中要充分考虑学生的今后实践工作,因此应构建相对完善的实践教学体系,以提升学生实践能力以及开发创新能力等,这对学生走上社会有着重要作用。实践体系的构建主要包括试验课程与课外实习等,具体实践课程体系内容包括实验室试验、实践实习、毕业设计以及生产实习等。在实践体系构建中,要使学生明白实践的目的,准确把握每次实践以及实习机会,通过对实践内容的完成加强自身能力训练。在体系构建中要独立开设实验课,结合新时期的新技术开发,对生物工程专业技术进行创新研究,只有对内容的不断补充创新,才能提高实验技术能力,完善生物实验技术内容。要对先进现代化设备准确把握,并对最新的科研成果进行试验探究,通过实践训练以及课程内容的创新激发学生对生物技术探究的积极性,既有利于教学目标的实现,也有利于帮助学生培养学习兴趣,促进综合技能的提升。根据学校实际条件允许情况可开设课外实验室,学生可自主通过实验室进行综合试验练习,对综合试验更准确把握,进而挖掘学生内在创新能力。同时将学生的实践练习和试验操作等统一划入到最终的学生成绩考核中,促进学生综合能力提升,完善教学体系。
2改革生物工程专业教学内容
就目前生物工程专业教学现状来看,教学内容缺乏一定创新性。在综合教学中教学内容对优化教学资源,整合学科知识以及实现人才培养都有着直接影响作用,因此,针对目前生物工程专业教学内容实现改革创新十分必要。
2.1生物工程专业主要教学内容
微生物学、生物化学、现代生化技术、细胞生物学、普通生物学、分子生物学、遗传学、生物工艺学、生物制药学、生物技术产品分析、基因工程、细胞工程、酶工程、生物分离工程等。
2.2教学内容改革分析
现阶段高校使用的生物工程专业教材主要侧重系统性与理论性,教材编写注重面面俱到,对知识点逐渐细化,如从原有的十七章增加到四十章。在内容不断增长的同时教学难度不断增加。由于内容过细,且个课程强调自身独立完整性,使教学内容出现教学重复等问题,直接影响了教学效率的提升。针对此类问题,实现教学内容改革至关重要,以提升整体教学效率。通过教研部门详细规划研究,对教学内容重新规划编排,在此过程中要明确一个原则,即要注重课程内容教学的实用性,在课程教学与人才培养中合理处理课程之间的边界问题,实现学科之间知识整合,促进教学资源优化,避免出现教学内容以及资源重复问题,提升教学效率。另外,在改革教学内容过程中要注重学科之间的渗透教学,尽量克服课程教学的重叠现象,实现内容优化应用,提高教学内容整体实效性。
3结束语
关键词:毕业要求;课程设计;化学基础课程
《国家教育事业发展“十三五”规划》提出,加快培养战略性新兴产业急需人才,显著提高创新型、复合型、应用型和技术技能型人才培养比例。化学作为创造性的中心学科,它的方法,它对结构和反应性的集中重视使其正活跃的支配着其他科学领域。化学在研究对象的交叉性、研究方法的通融性、研究目的上的相似性,使得其进入基础科学和应用科学的各个领域成为一个不可逆转的趋势[1]。三峡大学目前在制药工程专业、生物工程专业、生态与生物学专业开设了《有机化学》、《无机及分析化学》、《物理化学》等化学基础课程;在土木工程、水利工程、地质工程、环境工程、工业工程等专业开设了《大学化学》、《工程化学》、《普通化学》等化学基础课程。上述诸多课程均有化学专业的一线教师承担,在化学知识储备方面,任课教师都是非常优秀的。非化学专业的化学基础课程有别于化学专业,任课教师也有基本的认识。但在化学基础课程教学内容设计方面,尚有诸多改进的地方。非化学专业的化学基础课程不是简化的、拼凑的化学知识片段,而应该是依据各个专业毕业要求规划和制定的详略得当、有机组合的个性化课程。化学专业也应吸取其他学科专业教学素材资源,丰富化学基础课程自身内涵;厚积薄发,对其他专业输出更加优质的课程资源,提升化学专业影响力,更好支持其他工程学科的发展。如何使化学基础课程的教学课程内容更加合理,本文结合实践操作,浅谈一些见解。
1明确课程定位
化学基础课程分布于各个专业的课程体系中,每个课程体系里的课程一般分为通识核心课程、素质拓展课程、专业基础课程、专业核心课程、专业拓展课程。不同专业对化学基础课程的定位在培养方案中都有明确界定。对于化学专业,化学基础课程主要定位为专业核心课程,专业基础课程。但由于人为因素的影响,可能使一些重要课程偏离毕业要求的导向。例如,《物理化学》在化学专业课程体系中备受重视,但《结构化学》部分却由于知识难度较大,往往被定位为素质拓展课程,列为选修课程,远不符合化学专业的毕业要求。降低了学生的培养质量。无法保证毕业学生有系统的量子化学知识储备,不利于学生继续深造和从事相关工作。因此课程负责老师应该对化学专业的培养方案有整体的认识,明确所负责课程对毕业要求的支撑强度,找准课程定位,坚持不动摇。对于非化学专业的理工专业的课程体系,化学基础课程一般定位为专业基础课程,且是必修。和数学一样,化学也逐渐成为学生学习专业知识,进行科学研究的有力工具。化学基础课程所占的学时和学分,不同专业间差异较大,由各专业对化学基础知识的需求度决定[2-3]。生物、医药、化工等专业的化学基础课程学时一般较多,以便有足够的化学基础知识的容量满足毕业要求;土木工程、水利工程、地质工程、环境工程、工业工程等专业的化学基础课程学时一般较少。学时分配是制定教学大纲的重要依据之一,决定了化学基础课程的知识容量。毕业要求中对化学基础知识的要求一般比较概括,以《有机化学》在生物工程专业课程体系为例,毕业要求:“掌握解决食品发酵与生物医药生产复杂工程问题所需的数学、物理、化学等自然科学知识,并能够将其用于工程问题的识别和表述;能够应用数学、自然科学和生物工程的基本原理,对食品发酵与生物医药生产中的复杂工程问题进行识别和判断,并认识问题的本质”。毕业要求中只提到了化学等自然科学,对教学内容的导向不够明确,这就需要课程负责人对该专业进行深入了解,对毕业要求的解读准确到位,制定教学内容合理的个性化的教学大纲。
2明确课程目标
化学基础课程的教学目标要以所在专业的毕业要求为依据,对毕业要求形成有力支撑。首先,对知识范围有明确要求,以生物工程专业的《有机化学》教学目标为例:“掌握有机化合物的命名、结构与理化性质的关系、各类化合物的典型反应及其历程、诱导效应、共轭效应、有机化合物异构及立体构型等静态立体化学的基本内容、亲电加成、亲核取代、消除反应的立体化学和化学特征反应鉴别方法等有机化学基础知识。”而化学专业的《有机化学》教学目标在知识范围方面有了很大拓展,在掌握有机化学基础知识的基础上,还要求了解化学的前沿理论、应用前景、最新发展动态以及化学相关产业发展状况。其次,对知识的掌握程度和运用水平要求,同样以生物工程专业的《有机化学》为例:“能够用于解决食品发酵与生物医药生产复杂工程相关有机化学问题的识别和表述;能够根据有机化学的基本原理和方法,对食品发酵与生物医药生产中的复杂工程出现的有机化学相关问题进行识别和判断,并认识其本质。”而化学专业的《有机化学》教学目标在对知识的掌握程度和运用水平要求侧重于具有提出、分析和解决问题的能力,具有从事化学研究、开发和其它实际工作的能力。以毕业要求为导向的化学基础课程教学目标,与该专业课程体系内的其他课程目标相向而行,形成合力,对该专业的毕业要求形成更全面的支撑。
3优化教学内容
教学内容与毕业要求处于不同的层次,一方面毕业要求的导向作用可以通过课程目标传导给教学内容;另一方面在做教学内容设计时将毕业要求作为指导性纲领。首先将教学内容划分章节或知识模块;依据教材的章节划分教学内容一般较为合理,但有时很难满足课程目标个性化的要求,因此需要对教材的章节做适当的调整或自编教材。其次是将划分好的知识模块内容细化。每条知识链都能与课程目标紧密相扣,比较重要的课程往往有多个课程目标,一条知识链可能支撑多个课程目标,一个课程目标也可能被多条知识链支撑,因此知识链与课程目标就会呈现交错的支撑关系。再其次是知识点在知识链中的重要性、难易度确认。知识点的重要性是随毕业要求和课程目标的不同而有变化。例如生物工程专业,有机化学中的氨基酸、多肽与蛋白质是重点,而在地质工程专业将硅酸盐列为重点,氨基酸、多肽与蛋白质基本不要求。知识点的难易度和知识点本身有很大关系,也和学生的专业背景有关系。生物相关专业课程体系内包涵《生物化学》这门课,有助于学生理解化学相关知识,而水利工程专业课程体系无相关课程,因此知识难点的范围要大一些。确定知识的重要性和难度,有助于在教学中把握教学重点和教学难点,以便采用不同的教学方法。结合知识模块的知识容量、难易度和重要性,完成学时分配。毕业要求中普遍要求了解前沿理论、应用前景、最新发展动态以及专业相关产业发展状况。化学专业应增加对化学学科发展前沿知识的介绍,并进行有机整合,使新的教学体系更具系统性和完整性;其次注重开发丰富的优质教学资源;引入非化学学科应用化学理论解决科学研究或工程问题成功范例,有助于化学基础理论的阐释。非化学专业的化学基础课程教前沿教学内容主要涉及两方面,一是化学前沿知识在相关专业中的应用,二是相关专业中前沿知识涉及的化学原理。,以地质工程专业为例,其开设的《普通化学》中有关胶体的知识内容,能很好的解释河流入海口三角洲的形成。一般认为河流入海口流速降低导致泥沙沉降形成三角洲,这只是其中一个因素。颗粒较小的泥沙在河水中形成胶体时,一般不易沉降,只有遇到含有强电解质的海水时,才迅速沉降,形成河口三角洲。在化学中胶体遇到强电解质发生沉降机理应在地质工程和水利工程专业中列为重点内容。毕业要求的最终实现要体现在学生对知识掌握的情况。每个知识模块都对应学生的任务,包括课堂要求、课后要求和作业要求。明确课堂要求掌握具体知识点,课后补充拓展补充材料,作业要求的具体的题目。
4课程考核、成绩评定依据与对课程目标的支撑
培养方案中的毕业要求的达成,需要合理的课程考核和成绩评定[4-5]。传统课程考核的平时成绩与考试对课程目标支撑不足,课程考核依据需要细化。课程的考核可分为:平时作业,课堂笔记,教学活动,期末闭卷考试。平时作业:作业完整,准确率>90%,字迹工整,思路清晰,提交及时。笔记,笔记完整详细,能在笔记本或教材上将重要知识点记录和标注,并有自己的注释。教学活动,积极参与教学活动,积极举手发言,踊跃发起和参与讨论,翻转课堂内容组织全面,能掌握相关的知识点,准确率>90%。期末考试,合理分配各课程目标的分值,根据考察知识的特点,选择合适的题型。课程考核对课程目标的支撑形成明确的量化关系,以有两个课程目标的课程举例列表,见表1。
5优选参考教材
参考教材的选择应尽量弱化教师的偏好,而应该有客观的依据。培养方案中的毕业要求是重要的指导性纲领,选择最能支撑课程目标的教材。参考教材要能博采众长,教师需要研读多个教材版本,以便整理出较为合理的教案和课件
关键词:酿酒工艺学;实践教学;教学质量
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0037-02
《酿造酒工艺学》是生物工程专业必修课,在工业发酵专业中占有重要的地位。本课程以探讨酿造酒的生产技术为主要内容,主要对啤酒、葡萄酒酿造进行重点讲授。教学中着重讲述啤酒、葡萄酒的工艺学原理、工艺流程、工艺过程控制和产品质量管理等,同时,对其他酿造酒产品生产的特殊性也将做一些简单介绍。本课程旨在通过学习,使学生能较好的系统了解和掌握各类酿造酒生产中的基本理论、基本原理、特点、生产工艺以及整个生产过程,培养学生成为能够指导生产、正确分析和解决生产中具体问题,并具有初步研究能力的工程技术人员。
一、酿酒工艺学课程的特点
酿酒工艺学是生物工程专业、发酵工程专业的核心理论与实践课程之一。该课程主要讲授啤酒、葡萄酒及黄酒的生产原理、原料处理、生产工艺、生产设备及后处理过程。归纳起来,酿酒工艺学课程具有如下的特点。
1.知识点多。酿酒工艺学涉及啤酒的原料、麦芽制造、糖化工艺、发酵工艺、啤酒包装、啤酒设备、工艺计算、水电汽用量计算、成本核算及啤酒品评等内容,葡萄酒涵盖了葡萄品种分类、酿造工艺、设备选型、品评等内容。总体上看,课程内容相互之间的系统性、连贯性强、涉及面广、理论与实践结合紧密。这样对教学内容的组织显得尤为重要。
2.实践性强。本课程教学的最终目的,是要求学生掌握并学会酿酒工艺的基本原理、工艺设计与实现、生产问题的解决、质量检测分析等内容。学习的目的就是为企业培养合格的工程师,为提高教学效果增加实践教学环节,使学生掌握酿酒工艺学的最有效途径。因而,必须深入探讨、合理安排本课程实践教学的内容与方法,达到理论与实际的结合,又要做到锻炼学生分析和解决问题能力的目的。
3.与相关课程的关系密切。酿酒工艺学与基础课程、其他专业课程如“生物化学”、“微生物学”、“分析化学”、“化工原理”、“生物工程反应设备”、“工厂设计”等课程衔接紧密,熟练掌握相关专业知识是学习本门课程的前提。例如,在生物工程反应设备课程中学到多种传输设备,针对原料的特点、工艺的不同、整体布局的多样性,如何从不同的传输设备中选择合适的输送方式及设备等内容,需要学生灵活地掌握和运用设备课中所学知识。酿酒工艺学涵盖化学、生物、机械、化工等领域的内容,对教师和学生提出了较高的专业理论与实践要求。
二、传统教学模式的弊端
传统模式的教学有以下问题:①教学方法单一。虽然经过近几年的发展,引入了多媒体教学的形式,但没有改变单向交流的课堂教学模式,教师讲、学生听,强调知识的记忆和重复练习;②考试仍然是最终、甚至唯一的教学评价方法。成绩的高低多取决于固定知识点的死记硬背,对于知识的联系与应用很难考察,成绩作为评价学生的标准,不能很好地体现学生对于专业知识的灵活掌握和运用,易出现培养的学生“高分低能”,不受企业的欢迎;③讲课内容更新速度慢,滞后于技术在企业中的普及速度。教师满足于经典的教学内容,有些内容甚至已经淘汰,满足现状,教师提高和改进教学方法的动力不足,学生“拉回”课堂困难较大。
三、酿酒工艺学课程的教学改革
1.教学改革的宗旨。长期以来,由于理论与实践脱节,生物工程专业的就业在各大网站就业排行榜上总在最后几位,严重地影响了学生学习的积极性和主动性。培养具有创新型、创业型的学生,首先就是要激发学生对专业的爱好和兴趣,课堂作为学生学习的第一场所,教师的课堂教学效果及引导力就显得尤为重要。酿酒工艺学教学改革的宗旨是改变传统教学模式,以共享优质资源、培养综合素质高、富有创新能力和社会适应能力强的复合型人才为培养目标,利用优秀的教学资源,使学生能够根据自己的兴趣、时间进行主动自主的学习[1]。将单一授课形式转变为课堂与实践结合、教师教学与指导,学生设计、生产产品,试验过程分析、总结,各实验小组互相评价为一体的综合性训练模式。
2.教学改革的方法。①课堂教学改革。重新制作CAI课件,原有的课件内容以知识点的介绍为主,和学生的互动性差,多以教师讲解的单边交流形式出现。新的课件缩小了展示教学内容,在每个重要知识点后大量增加了案例教学、问题分析等内容,时间安排上知识点的讲解仅占1/3的教学时间,案例教学、问题分析占2/3的时间,学生可以广泛地参与到问题的分析过程,提高学生的积极性和主动性。②重视学生的实践动手能力。首先,课时从32学时增加到42学时,即增加了10学时的课内设计性实验,针对生产过程的问题设计解决方案,讨论并实施。对专业教师进行专业培训,开设了20学时的白酒品评试验,按照严格的白酒品评程序对市售的主要类型白酒进行品评打分。同时,开设啤酒工艺生产实训,2013年申请100万建设经费建设了一条啤酒中试生产线,包含微生物菌种选育、啤酒中试生产、分析检测实验室,学生在课堂教学的课外时间进行为期2月的生产实践。通过这种方式,保持良好的学习动机,合理安排学习时间及进度、根据实际情况制定生产方案[2],才能使学生更加深入地掌握和理解该课程的内容,培养了学生的创新意识和创新能力,收效甚好,达到了预期的目的。③课程设计环节的改革。课程设计的目的主要是让学生综合运用所学的知识,是加强本课程学习的另一个关键措施。为此将课程设计规范为以下几个步骤:选择设计主题,以前的设计无确定的方向,学生依靠短暂参观实习的印象盲目设计。啤酒中试生产线建立后,依靠啤酒中试生产线,有的放矢,选择糖化设备、发酵设备、包装设备、动力设备、生产工艺流程、整体设计等内容,就生产中遇到的问题进行重新设计并改进,一方面更加具体直观,另一方面也为科研积攒了素材;AutoCAD的绘图,将较好的设计方案存档,可作为教学案例使用;同行评价,充分发挥学生的主观能动性,挖掘学生潜能,增加学习的自由度,使学生有自由的学习和思维空间,培养学生学习专业知识、发现问题和解决问题的能力。学生分组设计后,公开汇报,邀请专业教师与企业的工程师参与答辩、评比,最终经各方面讨论,并给出意见及相应的评价返回设计小组加以改进,得出设计结论。
通过几年酿酒工艺学课程的教学工作,我们完成了从内容到形式课程CAI课件的更新,建立了相应的探究式教学问题题库,开设课程设计性实验,建成了啤酒中生产线并运用到学生的生产实训过程,取得了较好的教学成果,学生对教学评价高、学习兴趣极大增加。以上仅是我们在教学改革道路上取得的一些成果和体会,我们深刻认识到要全面提高教学质量,教师必须深入研究教育思想和教育观念、教学内容和课程体系、教学方法和教学手段等方面的内容,整合、调整课程结构和教学内容,优化培养过程,联系相关专业知识,不断发现并解决问题,懂得运用,使学生真正掌握课程的内容并能应用于实践。
参考文献:
[关键词] 生物工程 专业建设 人才培养
生物工程是生物学和工程学交叉融合的一门边缘学科,其基本任务是实现生物技术的产业化,即运用化学工程学原理将生物技术的实验室成果进行工业开发,从而实现生产的大规模化。生物工程不仅与基因工程、细胞工程、生化反应工程、工程制图、生物工程设备等诸多领域密切相关,而且具有较强的应用性,它强调以应用学研究为中心,注重生物产品的开发。因此,与其它学科相比,生物工程专业需要具备更高、更全面的知识、能力和专业素养。我校生物工程专业于2004年开始正式招生,目前属于省级重点建设、重点资助专业。为社会培养“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、具有创新和创业意识”的生物工程专业高素质应用型人才,是我校生物工程专业建设的指导思想。多年来,我们结合学校的优势和特色,并借鉴兄弟院校的经验,在生物工程专业建设上进行了积极的探索。
1 生物工程专业的人才培养目标与专业特色
1.1 人才培养目标
生物工程专业属工科专业,以培养应用型人才为主,要求学生既具有一定的科学素养,又具有一定的工程技术。当今生物学及相关学科进展日新月异,许多新技术、新仪器、新设备相继出现,但是它们出现的背后离不开生物工程基础理论知识,所以学生需要熟练掌握生物学、理工学、信息科学等各学科基础理论,并将各学科知识相辅相成,融会贯通。生物工程是一门应用性学科,学生在学习理论知识的同时,须学会应用创新性思维,独立发现并解决化学工程技术中存在的实际问题。在教学过程中,应努力结合工程学技术要求和实际需要进行人才培养,将理论知识与实践结合起来,知行合一,用理论指导实践,用实践验证理论,才能确保毕业生毕业后能迅速适应工作需要。因此,本专业的人才培养目标旨在培养德、智、体全面发展,掌握现代生物技术基本科学理论、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,具备在生物工程、食品、生物制药等领域从事产业化工程设计、生产、管理、产品质量与安全检测控制以及新技术研究、新产品开发的能力;熟悉与生物工程有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程发展动态和应用前景;掌握资料查询和科技写作的基本方法;具有从事科学研究、技术创新和实际工作能力的应用型生物工程技术人才[1,2]。
1.2 专业特色
我校是一所地方性本科院校,办学宗旨是为地方经济发展培养应用型、复合型专业人才。因此,我们将生物工程专业定位为:立足湘中南地区经济发展,根据服务地区生物工程、食品、医药工业和农业的指导思想,以农产品深加工和精加工、生物活性成分提取为教学主线,在充分利用本地区自然资源上寻找突破口,结合生物工程专业的科学内涵,发挥我校生物工程专业人才和设备优势,为地方经济建设培养懂管理、会经营、精业务的生物工程专业高级人才。根据社会对生物工程专业人才的需求,围绕生物工程专业培养目标,探索适合于生物工程专业应用型人才成长的产学研结合的培养模式,对人才培养方案进行优化,对教学内容进行整合,形成以微生物发酵(优良菌种选育和改造、发酵代谢过程优化与控制)、功能成份提取、与食品生物技术相互交叉的生物工程专业特色[2]。
2 课程体系建设
参考国内部分学校生物工程专业的课程设置,结合我校自身的学科优势与特色,在走访和调研企业与市场对生物工程人才的需求的基础上,我们先后多次修订培养计划。在培养计划的修订中,明确了应拓宽学生的专业口径,增加新的教学内容,加强综合性实验技能的培养,并强化工程能力的训练,以确保教学质量的提高;对原课程体系进行调整和完
* 基金项目:邵阳学院教改项目(2011JG09)。
善,从人文素质和科学素养综合培养的思路出发,构建由理论课程体系、实践课程体系和素质拓展体系三部分组成的人才培养模式,课程结构主要包括通识和基础课平台,专业核心课模块、专业选修课模块和实践教学环节[3-4]。
2.1 改革培养模式,造就应用型人才
课程体系结构设置按照“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、重实践”的原则,着力培养学生综合素质;体现创新教育理念,突出实践能力培养,注重系统性、前沿性和适应性,体现“促进人的全面发展”的大学人才培养目标,构建“平台+ 模块+ 课程群”的新型人才培养课程体系。
2.1.1 平台课体现厚基础、宽口径。平台包括公共基础平台和学科基础平台,公共基础平台注重能力培养和素质提高,体现厚基础。公共基础平台包括:思想政治课、哲学理论、时政与社会等课程组;创新意识与学习能力课程群包括英语、体育、计算机、数学、物理等基础课程,促进大学生综合素质的全面提高。学科基础平台包括学科基础课和跨学科基础课,体现宽口径。在保证课程内容的理论、方向相对稳定的基础上,对课程内容进行整合,保持课程之间的有机衔接,精选课程内容,优化课程内涵结构。
2.1.2 模块课体现“重实践”和专业能力培养。模块课主要由专业基础课、专业课和实践教学环节构成,体现专业基本素养和能力的培养。专业基础课是专业能力培养的基础,在保证教学内容不减少的情况下,解决好课程容量和含量之间的矛盾,重点在于提高其教学质量、效率和效益。
2.1.3 课程群。专业知识与专业能力课程群包括生物工程和生物技术领域的终端课程、以能力培养为核心的综合训练课,强调训练学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养其学习能力与创新意识[4]。
2.2 优化课程体系设置,加强基础课教学
为尽可能地优化课程设置,我们组织开展了几次大型的教学工作研讨会和课程体系论证专家会议,在充分征求教师和专家意见的基础上进行了以下调整。
2.2.1 课程设置顺序调整。生物工程专业的主要特点是涉及领域多、专业基础课多、系统性强、课程链条长等。在课程设置时,先开设化学类(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学) 和数学类基础课,然后是普通生物学、生物化学、微生物学等专业基础课,接着开设细胞生物学、生物工艺学等专业课,最后是生命科学类的终端课程,如生物分离工程、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程综合实验等大实验,并将课程前压,尽量腾出大四两个学期的时间,以保证毕业论文撰写和创新能力培养的时间。
2.2.2 知识体系重叠部分前移讲授。生物工程专业基础课多,部分课程有重叠。为了解决这个问题,在专门课程体系论证会上充分征求教师和专家意见,进行知识点的重新梳理、衔接,合理排布各门课程开课顺序,使课程之间重叠部分前移讲授,即重叠部分由开设较早的课来讲,后面开的课不再讲授。
2.2.3 课程的增加与拓展。考虑学生后期专业方向的分化,增设专业英语、文献查阅与科技写作、生物工程前沿专题讲座等选修课程。同时,为拓展学生知识面、培养应用型人才、增加学生就业渠道,设立了生物试验设计与统计学、食品生物技术、酿酒工艺及企业管理学和市场营销学方向课程,学生可以根据个人兴趣和职业规划进行选修。另外,将大学生创新实验项目、学科竞赛及参加老师科研项目等第二课堂纳入课程体系,以完善学生知识结构、培养学生创新能力。
3 师资队伍建设
在专业建设过程中,始终坚持以人为本,努力打造一支素质精良的师资队伍。精心构建师资队伍建设,制订切实可行的师资培训计划。通过重点培养、引进优秀人才、实施“青年教师导师制”、组织教师到生物工程相关产业和领域一线学习、兼职;以生物化工重点学科为依托,以微生物发酵、功能成分提取和食品生物技术作为生物工程专业开展科研工作的三个主方向为中心,充分利用学校的科技和人才资源,通过校、市共建生物化工研究所、食品技术研究中心,提供面向区域经济进行产品研发和成果转化的支撑平台,提升教师的科研水平和服务地方经济建设的能力。现已建立了一支年龄、学历、学位、职称、发展前景好的专业教师队伍,教师的知识结构、年龄结构、学历学位结构合理,完全能满足教学的要求。
3.1 加强教学改革与科学研究,提高教师学术水平与教学水平。推进青年教师培养导师制,赋予老教师指导青年教师的义务和责任,通过课堂教学观摩、教学督导听课、课程教学质量评价等措施,不断提高教师的教学水平和教学质量。同时积极鼓励教师进行教学改革实践,不断更新教学内容和改进教学方法,对获得教学改革课题和发表教改论文进行奖励;另一方面,所有教师都参与科学研究,不但加强了教师业务素质的锻炼,还使教师深化对学科知识的理解,了解学科前沿,清楚生物工程产业所需,开阔专业思维,授课有的放矢,以实践来丰富、深化教学内容,更好地贯彻特色专业培养要求。
3.2 加强校企合作,提高实践教学水平。积极支持中青年教师深入企业一线实习和锻炼,参与企业“特派员”工作,从实践中寻找科研课题,丰富实践经验和掌握社会实际需求;同时聘请企业的一线技术专家担任兼职教授,定期回学校授课或开展讲座。
3.3 深入推进教师培训和交流。通过多种形式和途径,鼓励中青年教师到国内外著名高校或重点实验室去访问研究、进修或攻读学位,进一步提高专业知识和专业技能,掌握学科的发展动态。同时也邀请国内外同行前来学校开展学术交流,以拓宽和提高教师和学生的知识视野。
3.4 加强教学与科研团队建设。生物工程专业牵涉课程面广,知识跨度大,既有生命科学的知识,又有工程技术的内容。我们根据学科领域组建科研与教学团队,集中力量建设教学与科研平台,如生物化工教学与科研团队等。通过组建梯队合理的团队,更有利于安排中青年教师进修学习、访问及深入企业实践,全方位提高教学队伍的教学水平、学术水平和实践水平,从而构建一支了解社会需求、掌握学科动态、年龄结构合理、综合素质优良、充满教学激情的师资队伍。
4 重视实践教学环节,构建科学合理的实践教学体系
4.1 单独构建实践教学体系,加强学生应用能力培养
构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习(工厂实习)、毕业设计(论文)组成的递进式实践教学新体系。
主要的课程实验(如生物化学、微生物学等) 均单独排课,且实验内容不断改进、更新和补充,增加时效性,充分调动学生学习的兴趣。
根据教学进程和生物产品开发、生产程序,按照理论与实践相结合、课内教学与课外教学相结合等原则,构建包含“基本技能训练—综合技能训练—创新能力培养—工程技术应用”四级模块的实习教学体系。基本技能训练模块由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作等子模块构成,采取精选实习内容、提高实习项目的综合性,让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容,达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的,加强学生基本技能和素质的培养;综合技能训练模块由专业基础课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习等子模块构成,通过单独开设的一系列由综合项目及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、生产实习、毕业实习的训练,提升学生的工程素质,培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力;创新能力培养模块由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计(论文)等子模块构成,通过学生科研立项、参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计(论文)等实践教学环节,激发学生的创新兴趣和激情,提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力;工程技术应用模块主要对学生进行微生物检验师、食品检验师、ISO22000(食品质量安全)内审员、外审员等资格培训与考核,为学生就业奠定坚实基础。
4.2 建立校内实习教学基地,加强学生专业技能培养
充分开发和利用食品工程实习工厂、生物制品分离工程实验室、分析检测中心和市食品研究所、市生物研究所等原有实践教学资源,按生物专业大类组建工程模式的多功能校内实习教学基地。通过集中师资、设备力量,加大投入等措施,建成了集人才培养、科学研究和服务社会三大功能为一体的校内实习基地。基地模拟工厂产品生产过程,围绕“产品研究、开发、加工、检测”进行合理分工,形成了可承担技能训练、产品试制、产物分离、产品检测四大任务的工程实习基地,每年承担11门课、38周课程实习和12周毕业论文(设计)任务。
4.3 建立校外实习基地,实现高水平毕业实习
校外实习基地是培养学生动手能力和培养应用型人才必不可少的场所,建立一批稳定的实践实习基地,可以促进学校与企事业单位优势互补,为学生实习创造良好条件,锻炼和培养学生的实践能力。现已与国内多家生物工程相关企业建立联系,确保教学实习目标的完成。学生的毕业论文除了大部分在校内完成外,还有一部分在校外实习基地完成。学生可结合校外实习基地的实验情况,经与校外导师协商确定选题完成毕业论文。在校外完成毕业论文的学生,校内和校外实习基地均有指导教师,确保毕业论文( 设计) 质量。学生通过直接参与企业研发与生产,了解企业运行机制,熟练使用科研设备,掌握基本生产流程,提高了实践动手能力和科研创新能力。
5 结语
21 世纪是生物学世纪,生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展,生物工程产业被誉为“朝阳产业”,产业的快速发展,带动了人才的大量需求。作为一个理、工相结合的新兴工科专业,生物工程专业的创办,在改造传统专业和促进学科交叉方面具有重要意义,但也存在许多不可忽视的问题[5]。作为新办地方高等学校,目前我们从人才培养目标、专业特色、课程体系、师资队伍、实践教学环节等方面对生物工程专业建设进行了探索与实践,体现出较好的专业特色、课程特色以及培养方法特色,但要办好生物工程专业,还要在很多方面进一步摸索,我们将继续研究分析国内外生物工程发展的趋势,结合我校实际,不断改善和优化人才培养方案,优化知识结构、提高综合素质,不断更新并改革生物工程专业的教学内容和教学方法,培养高水平的专业技术人才,更好地为地方经济建设服务。
参考文献:
[1]钟青萍,杨幼慧,王丽,等.生物工程省级特色专业建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊,2012(11):60-61.
[2]赵良忠,蒋盛岩,余有贵.生物工程专业教学计划的修订与思考[J]. 海峡科学,2007(9):50-51.
[3]蒋盛岩,赵良忠,余有贵.生物工程专业课程体系与教学内容改革探讨[J].科教文汇,2009(1):72,75.
关键词: 生物工程专业英语 双语教学 教学改革
21世纪是生命科学发展的新世纪,生物工程专业学生要及时了解和学习世界先进技术和国外专业发展动向,必须能够熟练阅读专业文献,并要在专业领域具有一定的与国际专家进行语言交流的能力。进行专业英语教学与双语教学,是适应社会发展需求、有效提高学生英语应用能力的重要举措[1]。但目前专业英语教学的发展却很不完善,存在课程设置不太合理、教学模式落后、教学课时偏少、学生重视不够等诸多问题,而双语教学也存在学生学习困难的问题。因此,如何加强专业英语教学的教学效果,使其对生物工程专业基础课程的双语教学起到促进作用,并培养具有国际视野和学术交流能力的国际化创新人才是生物类专业英语教学的重要研究内容。
本文以南通大学生命科学学院的专业英语教学与双语教学为例,通过开展专业英语课程教学改革研究,从专业英语与双语教学的关系入手,依托生物工程教学实践,提出了以专业英语教学推进双语教学的教学模式,旨在提高专业英语教学质量,以专业英语教学改革促进双语教学,并使其成为创新性人才培养模式改革的重要内容。
一、生物工程专业英语教学改革
我院在毕业班开设专业英语课程,学生在经过基础英语和专业基础课的双语教学之后,已经初步具备了一定的专业词汇量和英文文献检索能力,但从对学生的问卷调查结果来看,学生英文文献的阅读和写作能力不足,听说能力比较差,具体表现在专业词汇量相对欠缺,检索词汇把握不准,句子结构分析和组织不当,等等。因而尽管大学生英语基础较好,但具体谈及应用,便感到无从做起。这一现象与我们培养具有国际视野和学术交流能力的国际化创新人才的教学目标是不相称的。因此,需要探寻新的教学模式。
(一)转变教学观念,调整教学内容。
目前,对于专业英语教学主要存在两个误区:一是不少人认为专业英语教学就是专业英语文献的阅读,从而忽视了专业英语文献的检索、写作和交流的问题;二是有人认为双语教学可以取代专业英语教学。
充分调动学生的学习积极性,提高学生的专业英语水平是专业英语教学的主要目标。要选择内容与难度合适的教材,所选教材能够反映生物技术的专业特点与需求,既能体现基础,又与国际上最新的前沿发展紧密联系,以实用科技英语为主,语言标准、结构严谨、分析问题角度新颖,知识点明确,难易程度符合学生实际情况。采用归类的教学方法帮助学生掌握科技词汇的构词特点、熟悉科技英文的文体结构及文法特点。通过简单构词法,即介绍生物词汇中常用的前缀、后缀和词根,扩大学生的词汇量;通过对专业英语常用句式结构的讲解,增强学生后期专业课双语教学的学习效果。另外,还可以充分利用网络上的英文素材作为专业英语的辅助教学材料。网络资源特有的广泛性、共享性和即时性,可以提供广泛素材并能及时更新。学生从互联网上查阅资料,可及时了解专业发展动态,同时能培养寻找信息、综合分析、运用各种材料的能力,使专业知识和语言技能同时得到全面的提升。
(二)教学与学生实践相结合,引导学生自主学习。
近年来,“以学习者为中心”的教学观已成为外语教学界的共识[2]。引导学生个性化地学习和提高自主学习的能力是我国教学模式改革成功的一个重要标志。为了激发学生的学习热情和主动性,应采取形式多样的教学方法,加强师生之间的沟通和交流,让学生真正参与到教学过程中来。在英语授课过程中,避免学生只是被动地听,让学生听、说、思结合才能有较好的效果。例如,可以选择一个与专业相关的比较简单的题目,让学生分组展开讨论,讨论过程中采用纯英语交流的方式,锻炼学生的听、说能力和英语思维能力。也可以经常布置一些专业问题,要求学生课后通过查阅资料、学习、总结,并做成多媒体课件在课堂上用英文进行解答和讲解,将其课堂表现作为考核的一项内容。另外,还可以采用“模拟会议发言”和“墙报制作”等教学模式,鼓励学生积极提问,并分组进行英语讨论,把重点放在培养学生的专业英语技能上。
采用实践教学法,还应将生物工程专业英语文献阅读与科技论文写作结合起来,将专业英语课的一部分课时用来开设科技英语写作课,对学生进行学术论文、摘要等写作方面的训练,为其毕业论文英文摘要写作和日后参加国际学术交流奠定良好的基础。
(三)运用多媒体教学手段,增强学生学习效果。
目前,生物工程专业英语课程设置的学时数仅为32个课时,并且专业英语词汇量大,句式复杂,许多句子晦涩难懂。现代科技手段如多媒体教学可以为解决专业英语教学内容多、学时少的问题提供帮助。多媒体技术以其集成性可为学生提供集图像、声音、文字和动画于一体的教学模式,多层次、全方位地展现教学内容,是提高专业英语教学质量的重要手段。利用多媒体技术可以较好地增大信息量,将复杂的理论演示成简单的图式,使学生更容易从英语的角度理解专业知识,克服传统教学方法不能充分讲解的缺点。
二、以专业英语教学改革推动双语教学
专业英语课是通过阅读英文专业文献来获取专业信息的一门课程,在教学中主要采用英语进行教学,所涉及的专业文献一般是学生已经了解和掌握的知识。双语教学是指除母语外,用一门外语作为课堂用语进行除该外语学科外的某门专业课程的教学,目前我国高校双语教学中采用的外语大多数情况下是英语[3]。
专业英语与双语教学都采用英语作为教学语言,虽然它们的教学内容不同――双语教学是针对专业的教学,而专业英语教学是针对英语的教学――但它们在提高学生综合运用外语能力方面却有着一个共同的目标,即提高学生利用英语等外语检索资料、撰写学术论文、进行学术交流的能力,教学的最终目的是让学生能同时使用母语和英语进行思维,能在这两种语言之间根据交际对象和工作环境的需要进行自由的切换。
我院对双语教学课程十分重视,已开设了3门双语教学课程,分别是生物化学、遗传学和分子生物学,且都是必修的,但教学效果却有些不尽如人意。我曾进行过一次有关双语教学的调查,其中有68%的学生说听不懂,70%的学生认为双语教学过于形式化,没有取得应有的效果。由于目前学生整体上英语水平不均衡,学生直接接受专业双语课程会有一定的难度,要求有一定的适应期,而且专业课本身学的就是新的知识和技能,就有一定的难度,因而学生要用相当的时间才能理解、消化授课内容,如预习英语资料,课中集中听讲,课后复习,否则既学不到英语词汇,又难以准确理解和掌握专业知识,往往会影响到专业的学习。同时专业课的教学时间毕竟有限,学生要在有限的时间内获取最大量的专业新知识,是“难上加难”。因此,学生对双语教学的接受程度与其英语水平密切相关,在目前大学生英语水平的基础上,直接进行大范围的专业课双语教学是不适宜的。
双语教学的实施,主要依赖于担任双语教学教师的专业知识水平和英语水平,学生的英语水平,以及相关配套教材的选用,这也是决定课程教学质量的关键因素。只有掌握大量的专业词汇和表达方式,学生才能更好地接受和理解教师所讲的内容。同时,教师一旦拥有了扎实的专业英语基础,就能很好地组织和表达所要讲授的内容。可见,专业英语教学可为专业课双语教学提供基础准备,大大减少全英文的双语教学过渡时间。在双语专业课程前开始专业英语具有以下优点:①为学生从基础英语的学习到双语专业学习提供了一定的适应期;②经过专业英语学习,学生具有了一定的专业英语词汇量和一定的查阅英文科技文献的能力,为后续专业双语课程的学习打下基础;③专业英语课程可根据专业双语课程适当地调整教学内容、教学重点,以更好地为后续的双语课程服务。通过专业英语课程的学习,学生基本掌握了本专业的专业词汇的英文表达,了解了本专业的科技文献的句式结构,为后续在专业课程教学中实行双语教学模式做好了铺垫,为专业课程的双语教学更好、更有效地实施奠定了坚实和必要的基础。
专业英语是双语教学开设的前提,而双语教学可以使学生深刻理解、掌握专业词汇,强化应用英语的能力。双语教学的实行要遵循循序渐进的规律,形成从专业英语教学到双语教学的发展思路。学习语言是一个漫长而艰辛的过程,仅靠专业英语的课堂学习是远远不够的。如果在其他专业基础课和专业课中多采用双语教学则会达到比较好的效果。双语教学课尽量使用国外英文原版教材,在教学中更多采用英语进行教学。这样,学生既能获得专业知识,又能加强专业英语的学习,充分解决专业英语课时少、学习时间不够的问题。只有充分地保证学习时间,才能从根本上解决专业英语教学上存在的问题。
三、结语
专业教学在许多方面不同于基础英语教学,它有自己特有的教学模式和教学方法。使用英语作为教学语言的前提条件之一就是学生必须达到一定的英语水平,因此成功地实施双语教学的条件之一就是必须加强学生的专业英语。本文通过开展专业英语课程教学改革研究,对专业英语的教学方法、手段和内容进行分析和创新,旨在提高专业英语教学质量,使其能够更好地为双语教学服务。以专业英语教学改革促进双语教学,是创新性人才培养模式改革的重要内容。
参考文献:
[1]教育部.关于加强高等院校本科教学工作提高教学质量的若干意见[G].2001.
[2]姚力之.元认知策略支撑语言学习者自主学习探讨[J].湖南科技学院学报,2006,(6):174.
【关键词】生物工艺学 双语教学 体会
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)06-0069-02
生物工程技术是21世纪发展最快的技术之一,在国计民生中起着越来越重要的作用,尤其在发酵、食品、医药及环保等领域的作用更是举足轻重。生物工艺原理作为我院生物工程专业的一门专业必修课,其主要内容包含了现代生物科学和工程技术的基本原理及应用,主要培养目标是使学生具有扎实的理论知识及灵活的应用能力。怎样将生物工艺学的核心知识、理论以及最新技术传授给学生,是培养面向现代化,面向世界,具备国际交流能力的高新技术人才的关键。2001年教育部曾发文明确提出:“本科教育要创造条件,使用英语等外语进行公共课和专业课教学。”同时要求各高校在3年内开设5%~10%的双语课程,且教育部本科教学评估方案中也规定,评估指标优秀的高校,双语教学课程的开设率须达到8%以上。由此可见,双语教学是我国高等教育与国际接轨、迎接新世纪挑战和教育改革发展的必然趋势,也是当前教学改革的重点和热点。[1]双语教学也成为教育部本科教学评估体系的一项重要指标。[2]随着我国加入WTO,如何培养具有深厚的专业知识并能够熟练使用英语,及时了解世界前沿科技和经济发展动态的人才是教育界广泛重视的事情。近年来,我院始终在大力开展双语教学,号召各系根据各自的师资条件和学生的英语水平制订合理的方案,落实双语教学,在生物工程系等很多系中进行了一系列的双语试点教学,笔者有幸进行了双语教学的尝试。下面笔者根据几年来的双语教学经验,谈一下切身体会。
一、双语教学的概念
双语教学(bilingual education)是指在课堂上能够熟练运用汉语、外语(现阶段主要是英语)两门语言进行学科的教与学,师生共同进入一种真实的汉语和外语语境,并熟练地运用汉语和外语进行学科知识上的教学与交流,最终达到师生均能运用两种思维方式进行学科学习、思考和研究。[3]因此,双语教学在某种程度上可以理解为用外语进行专业授课方式并以“双边互动”为主流传授知识的过程。
二、推行生物工艺学双语教学的意义
1.有助于学生对生物工艺学课程的全面准确地了解和最新信息获取
生物工艺学是一门前沿学科,其理论和相关技术已渗入到各个领域,作为生物工程专业的必修课,它有着举足轻重的作用。生物工程技术发展极为迅速,尤其是基因工程技术等,发展迅速,日新月异。科技的发展要求我们与世界进行频繁交流,而英语是一种必需的交流工具之一。培养面向现代化、面向未来的生物技术人才,必需最准确地理解和触摸到该学科的核心理论和最新信息,而这些信息多数储存在英文中。对生物工艺学未知领域的探索,使这门学科不断出现一些新的专业术语,把这些概念译成中文,意义可能会变得模糊。如果按英文原著上的表达,学生反而能更准确的把握其含义,这些优势是只用母语教学所无法比拟的。
2.双语教学是培养复合型人才的需要
现代社会是国际化的社会,世界正成为一个“地球村”,知识更新的速度越来越快,竞争日趋激烈,未来社会的竞争说到底是人才的竞争,未来社会需要“复合型的人才”。“复合型的人才”是指懂外语,会使用电脑,具有专业知识,具有开拓创新精神的人。学校是培养复合型人才的基地,因此加强双语教学势在必行。对学生而言,用英语授课,他们必须有接受能力,如果英语过不了关,或者学的是聋哑英语,听起来会很吃力,理解就很困难了。双语教学给学生提供了压力和动力,使他们主动、被动地必须把英语学好,促进了其公共英语和专业英语水平的提高。
3.双语教学有助于教师素质的提高
双语教学要求课堂上部分信息量用英语传授,如讲授基本概念、定义等要求用英语,讲完之后,还要用汉语对某些环节进行进一步的解释。这就要求教师不但需要掌握生物工艺学的专业知识,同时还得掌握英语知识,能够自如地用英语讲授专业知识。双语教学给教师施加了压力,使他们必须把英语学好。在备课的过程中,教师的英文写作能力会得到很大的提高。另一方面,教师在阅读英文原版教材的过程中,不仅可以了解国外最新的教学与科研内容,而且会掌握大量专业名词,教师专业英语水平的提高,为培养我国高水平的、掌握专业英语的生物技术人才奠定了基础。
三、双语教学的体会
在双语教学中,学科知识的获得是主要目的,同时也给学生创造了学习和使用第二种语言的空间,使学生在掌握学科知识的同时能够尽量多地使用需要他们掌握的第二种语言,这是双语教学的标志。
双语教学的成功与否教师至关重要,教师不仅要有扎实的专业基础知识,更要有较高的英语水平和比较纯正的英语表达能力,能将两种语言、两种文化有机地整合。因此,教师在课前要认真备课,针对专业英语内容提高自己的素质,这对于上好一节双语教学课至关重要。教师要不断补充知识量,完善自己的知识结构。
双语教学必须使用英文教材,这样使学生在学习学科知识的同时既培养了英语阅读的理解能力,又能及时了解到国外科技发展的最新动态。课后要求学生利用互联网去搜索外文信息,作为学科知识的课外补充。
四、存在的问题及建议
1.存在的问题
(1)学生存在的问题
由于学生自身水平的参差不齐导致对教学方式的意见不统一,一定程度上影响了教学效果。大部分学生上课比较认真,课内外与教师交流积极,对课程掌握较好;部分学生英文基础和专业知识两者缺其一,学习起来不是英文看不懂,就是相关专业知识缺乏,导致新知识点理解困难;少部分学生不仅英文较差,相关专业知识也不好,因此从一开始就对该课程的学习有抵触情绪。这与生物工艺学本身有关。生物工艺学内容多,大部分内容既抽象又很微观,学习起来有一定难度,加上英语不是母语,很大程度上增加了学习的难度。
(2)师资水平
双语教学要求教师不仅要精通本学科内容,而且还要精通英语,而我们的现实是,大部分专业教师的外语水平距离双语教学还有一段距离,因此师资问题是阻碍双语教学实施的一个关键问题。
(3)教材问题
目前真正具有本专业学科特色,适应进行双语教学的教材仍然比较缺乏。现阶段主要使用英文原著教材。部分学生对采用英文教材学习觉得较困难。由于国外大部分英文教材比较厚,内容繁多,当学生看到如此厚的全英文教材时就有畏惧情绪,感觉压力很大,觉得不适合初学者掌握。此外,国外教材的价格较国内教材贵,部分学生难以接受。
2.建 议
通过试行双语教学,笔者认为要更好地实施双语教学应加强和改善五个方面:①通过思想教育引导学生接受双语教学,努力营造双语教学氛围,激发学生学习英语的兴趣,这是成功实施双语教学的前提;②加快双语教学教师的培养,这是实施双语教学的当务之急和质量保证;③购买或编写合适的双语教材,这是顺利开展双语教学的必要环节;④提高学生实际英语应用能力,这是双语教学的根本目的;⑤建立教学质量管理新模式,这是双语教学顺利进行的有力支持。
五、结 语
双语教育的出现是与国际接轨,也是教育改革发展的必然趋势,教师通过双语教学带动了自身的专业学习,在完成教学工作过程中使自身的专业英语水平大大提高。学生通过生物工艺学双语教学的学习,在不同程度上提高了他们的专业英语水平。对生物工艺学课程实施双语教学,不但有利于培养学生对各前沿生命科学的关注和学习,而且对后续学科双语教学的开展奠定了有利基础。要将双语教学的探索顺利、成功地进行下去,教师必须具有良好的素质教育观、人生质量观、终身学习观和忘我的敬业精神,树立强烈的责任感和使命感,只有这样才能在教学事业上不断进取、开拓创新,为培养高素质的创新型人才做出贡献。
参考文献
1 李 萍、夏新娟.大学双语教学探讨[J].重庆交通学院学报(社科版),2002.2(3):77~79
关键词:分层教学;制药工程;创新能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0158-02
《制药工程》是一门实践性强,需要在学生掌握较多的基础知识、专业知识的基础上,结合当前的中医药工业发展趋势,解决实际的工程问题,通过分层教学方案实施完善各个教学环节,使不同水平的学生均取得了较好的学习效果,能使不同层次的学生都能在一定程度上得到发展和提高,享受到成功的喜悦,并能较好地适应专业工作岗位,开展创新研究工作,促进我国制药工业的发展。
一、《制药工程》开展分层教学的意义
分层教学又称分组教学,是根据学生的现有知识、能力水平和潜力倾向相对地把学生科学地分成几组各自水平相近的群体,并加以有区别的对待,采用恰当的分层教学策略进行分层次教学,使每一个学生均得到最好的发展和提高。
《制药工程》是在药学、化学、化学工程学等的基础上形成的一门学科,是与药学、工程学和经济学等学科密切结合的综合性应用学科。涉及的内容有制药工程项目设计的所有内容,包括工艺、安全、经济等。教学目标是通过本课程的学习,使学生掌握制药工程项目的设计程序、方法、各项技术,把握制药工程的前沿,使学生能将所学理论知识与工程实际衔接起来,从工程和经济的角度去考虑技术问题,具有药品新产品、新工艺研究、开发和设计的初步能力,提高综合分析能力和自主创新能力,并逐步实现由学生向制药工程师的转变。
大学教学是培养学生素质和能力为目的,《制药工程》是一门实践性强,与当前的中医药工业发展密切相关的课程,需要前期学习药剂学、制药工艺学、工程制图等大量基础课、专业课的基础上,开展综合运用,并且要与制药工业发展趋势紧密结合,需要学生在前期打下扎实的基础,然而在实际上学生的基础、领悟力、理解能力、综合概括能力、创新能力等参差不齐,造成学习制药工程的效果具有明显的差别,而且受到课时数、实践条件等各方面限制,采用一般的教学方法很能达到较好的教学效果。
因此《制药工程》采用分层教学方法,根据制药工程的各项内容、要求等,结合专业目标、方向,实施分层教学策略,可以使从不同层次、不同角度使每一位学生均得到提高和发展。
二、分层教学的教学对象、分析
本校《制药工程》面向的专业主要是制药工程、生物工程专业(四年制),均为工科专业,本课程分别安排在第7、6学期。
专业不同,知识结构、培养目标不同。制药工程专业学生已学习药物化学、药物合成反应、药物分析、生化工程、化工原理、药剂学、生物工艺学、生化制药学、制药工艺学等方面的基本理论和基本知识,要求培养学生具有对医药产品的生产、工程设计、新药的研制与开发的基本能力。生物工程专业学生已学习基础生物学、生物化学、工业微生物学、工程制图、电工技术基础、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工艺学、生化工程、生物工程设备等方面的基础理论和基本知识,要求培养学生能在生物技术与工程及中医药领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。
同专业班内学生的个体情况不同,个性差异现象明显,学习层次也截然不同。新课程改革强调教学必须面向全体学生,同时,要正视学生的个别差异。根据《制药工程》不同的授课专业、班内不同水平、个性差异,从学生的实际情况出发,从学生的个别差异出发,开展有差别的教学,采用分层教学,倡导“因材施教”,使全体学生共同进步。
三、分层教学的实施方案
如何开展分层教学,主要从调研、分层(分组)、备课分层、授课分层、作业分层、评价分层、及结合辅导、网络等多方面开展实施。
1.认真调研分析,实施科学分组。首先分析不同专业,根据专业的培养目标,制定本课程的教学目标、基本教学方法和手段,确定需要掌握最基本内容。然后开展调研,通过问卷调查表、交谈沟通等手段,掌握每个学生的学习现状、基础、能力等,认真分析全班学生的共同特点和个别差异,根据学生的成绩、智力情况、自主学习能力、综合能力、个性特点等因素,结合教材、教学目标将学生相对地分为ABC三个层次[1]:A组(平时成绩优秀,基础扎实,接受能力强,学习方法正确、综合素质相对较高)、B组(成绩中等,基础和智力一般,有一定的上进心,学习相对比较自觉)、C组(学习积极性不高,基础、智力较差,接受能力不强,学习上有一定困难)。建立学习小组[2](每个学习小组由4~5位同学构成,并任命一名同学担任小组长)。教学过程中并可根据学生的情况或请求可做调整。
2.落实教学思想,优化分层教学环节。(1)备课分层。备课时根据学生分组和学生的实际情况进行分层备课,认真钻研课程标准和教材,从教学目标、教学内容、教学时间、教学步骤、教学方法等多个教学设计环节中,体现共同的目标外,对A、B、C三个层次的同学分别提出不同的教学要求。如A组要求在掌握基本知识外,重点培养其创新意识;B组要求熟练掌握基础知识,并能灵活运用基本方法和技术,解决实际工程问题;C组要求掌握课程的基础知识,学会基本方法,初步建立工程的理念。(2)授课分层。分层教学中最重要的一个环节是课堂实行分层授课。限于大学教学的客观条件,不可能在同一堂课里将不同层次的学生分开授课,因此在实际的课堂教学活动过程中,既要有统一要求,又应有区别对待,既有主攻基本目标,面向全体学生的环节,又有分层次目标,兼顾优秀、困难生的环节,主要通过把握课堂提问的层次,让各层次学生都学有所得。对A组以鼓励创新为主,给予思路点拨;对B组以激发兴趣为主,开拓思路;对C组以增强信心为主,灌输工程理念。可以在讲授知识时提问B组,利用他们在认识上的不完善,把问题展开,提供思路,开展知识点相关研究;也可采用设计不同梯度的问题,让不同层次的学生都参与到教学活动中来,以满足不同层次学生的学习需要,都能体验到成功的喜悦。(3)作业分层。作业分层应考虑学生的心理承受能力和知识实际水平,减少差生的作业量,使其在不抄袭的前提下能够回答,逐步培养继续学习的兴趣和信心;适当增加优秀学生的作业量,让其有机会体验到挑战成功的愉,循序渐进地训练,使学生不断得到进步,在建立制药工程理念的基础上,逐步建立知识框架,提高相关解决制药工程设计的相关技术、方法。作业分必做、选做两类。必做作业根据教学大纲、教材、教学目标的基本要求,设计比较基础的题目,全班统一标准,统一要求;选做作业根据优等和中等水平学生的学习水平设计,要求优等生必做,通过平时成绩的考核加分鼓励中等生都能去做,如一个简单的制药工程设计项目。(4)辅导分层。辅导是课堂教学的延伸和补充,同时制药工程课时数有限,作为一门与制药工程实际密切联系的课程,课外辅导是重要的补充环节。具体根据学生的个性差异、学习能力、自觉性,安排有针对性的辅导,主要通过督促检查制药工程设计项目完成过程中的疑难和困惑。对优生的辅导注重各知识点之间的联系和区别,注重创新思维的培养,并通过提供制药工程设计的实际问题,充分开发其学习的潜能;对中等生重在分析和解决问题能力的培养,辅导如何将教材的各知识点综合利用、融合,以解决基本的工程设计问题;对困难生,降低问题的切入点,重点在最基本的知识点的掌握,制药工程知识框架的构建和工程理念的树立。在辅导形式上,除采用个别辅导外,通过成立课外兴趣小组,团队合作,共同完成一个制药工程设计项目,使学生整体优化。同时积极结合网络技术、方法,开展多途径、多形式的辅导方式,以便获得积极、有效的教学效果。(5)评价分层。学期总评时对不同层次的学生要采用不同的评价标准进行分层评价,分别采用严格性评价,激励性评价和赏识性评价,最后综合评估。对困难生主要采用赏识评价法,发现其闪光点,肯定他们的点滴进步,调动他们学习的积极性;对中等生采用激励性评价,既揭示学习中的不足又指明需要努力的方向;对优秀生采用竞争性、严格性评价,坚持高标准、严要求,促使他们更加严谨、谦虚,不断超越自己,提高其创新能力。
四、分层教学的实施效果
通过对《制药工程》开展分层教学以来,生物工程、制药工程不同专业、不同水平的学生均得到了大幅的提高,课堂反映良好,不同层次的学生体现不同层次的提高,困难生在掌握制药工程基本概念的基础上,基本树立了制药工程的工程理念;中等生学会如何综合贯穿教材中各个知识点,并基本能通过学到的技术、方法完成基本的设计方案;优秀生能密切联系工程实际问题,完成完整的项目设计,并能结合目前的发展趋势思考、突破创新,优化项目设计内容。结合课外辅导、网络交流,创造较好的学习环境,锻炼其团队合作的能力,每一个学生都享受到成功的喜悦。
五、总结与反思
在制药工程教学中开展分层教学取得了较好的教学效果,各层次学生反映也较好,但仍有个别学生因为辅导不足、参与性不足、自觉性不足等原因,未能达到预期的教学目标,因此在以后的分层教学实施中仍要进一步完善教学环节,及时调整学生层次,以最大程度地提高学生学习积极性,继续完善分层评价方法,如合理设置小组,培养团队合作精神,多渠道获得学生反馈,调整方案及调整相关策略。
参考文献:
关键词:蛋白质工程;理论;实验;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2014)14-0029-02
蛋白质工程是随着生物化学、分子生物学、结构生物学、晶体学和计算机等技术的迅猛发展而诞生的,也与基因组学、蛋白质组学、生物信息学等的发展密切相关,是融合了蛋白质晶体学、蛋白质动力学、蛋白质化学和计算机辅助设计等多学科而发展起来的新兴研究领域,它一出现其广阔的应用前景就受到了学术界和产业界的高度重视。自从开设本门课程以来,遵义医学院生物工程教研室就蛋白质工程理论与实验课程教学进行了一系列的改革。
一、原蛋白质工程课程设置
由于蛋白质工程课程成立较晚以及其本身与酶工程的发展存在着密切的联系等原因,遵义医学院珠海校区一开始把蛋白质工程和酶工程融为一体,列为《蛋白质工程与酶工程》课程,共计118学时,其中,理论66学时,实验52学时。经多年教师课堂观察总结以及课后学生调查,发现这种课程安排不能使学生很好地接受掌握蛋白质工程的理论与实践。
二、蛋白质工程课程改革
为了使蛋白质工程课程教学更好地适应时代的发展,我校进行了相应的理论课与实验课教学改革,突出教学目标,同时,使教学内容与教学手段更加科学合理,便于学生更好地接受掌握,提高教学效果。
1.蛋白质工程理论课程设置。蛋白质工程是通过物理、化学、生物和基因重组等技术改造蛋白质或设计合成具有特定功能的新蛋白质。而酶工程则是酶的生产与应用的技术过程。两者之间虽有紧密的联系,但侧重点不同。当然随着蛋白质工程的发展,经蛋白质改造或全新合成的蛋白质,会应用到酶工程,但笼统地将两者合二为一的作法,在教学工作中已经显示出其不合理性。因此,鉴于蛋白质工程与酶工程本身的差别,以及教学内容与侧重点不同,特将《蛋白质工程》作为一门独立的学科(36学时)向生物工程专业的本科生传授。
2.蛋白质工程课程教材的选择。教学工作中,教材的选择至关重要。由于蛋白质工程是一门新兴的课程,并且发展速度很快,与其他科目相比,存在可选择范围小,更新速度不够快等问题。我校原蛋白质工程教材选用王大成主编的《蛋白质工程(化学工业出版社,2002年出版)》,该教材出版早,内容简洁,对前沿技术讲解比较少,改革后的教材选用汪世华教授主编的《蛋白质工程(科学出版社,2008年出版)》,该教材知识覆盖面较广、内容难度适中,比较适合于本科生教学使用。但就本门课程的教材而言,加强教材建设迫在眉睫。
3.蛋白质工程实验课程设置。长期以来,我们一直将蛋白质工程与酶工程的实验放在一起,多设计为验证型实验。限制了学生的自主性与创造性,鉴于此种情况以及蛋白质工程实验课本身的特点和要求,我们把蛋白质工程的实验设立为一个综合性实验,时间为1周(28学时),紧跟在理论课之后进行。为了保证实验课程教学质量,特别进行蛋白质工程专业实验室建设,进行仪器设备的添置及规范化管理,保证所开设综合性、设计性实验的效果。
4.开展形成性评价,培养学生自主学习能力。在蛋白质工程教学改革的实践中,我们充分体现以学生为主体的教学思想,通过课堂内外教学相结合的方式,增加授课老师和学生之间的互动,积极了解学生学习情况,对专业知识的自我要求以及所希望的主讲老师的授课重点,对学生的反馈积极回应,调整授课策略,激发同学的学习兴趣,矫正部分同学学习的盲区。在授课中,根据教学进程的安排,尽可能地向同学们介绍蛋白质工程研究的最新进展和研究趋势,并积极向同学们阐述本校相关学科的研究方向和学科优势,开阔同学的学习视野,鼓励同学主动学习。鼓励学生参与授课,蛋白质工程课程授课对象是三年级的学生,经过大一大二的学习与积累,他们已经掌握了很好的学习方法,具有很好的主动学习能力。因此通过内容选择,安排学生分组,制作多媒体课件进行授课,教师总结,开展课堂讨论等,课堂气氛活泼,大家积极发言,进行讨论,取得了良好的教学效果。在理论授课中,增加由学生自主选择感兴趣的专题环节。独立完成专题论文的撰写。在这一教学环节中,实现以学生为主、老师为辅的教学模式,培养学生自主学习的能力,同时可以极大地拓宽学生对有关蛋白质工程技术与应用等专业知识的理解和掌握,把握蛋白质工程在生物技术领域的动态发展,拓宽学习的知识面。
5.合理利用多媒体教学。充分利用多媒体教学,可以使有限的课堂教学时间与丰富的教学内容相统一,扩大了教学内容的信息量,图文并茂、形象逼真地展示了所教授的知识点。但笔者在教学实践中也注意到,整堂课都采用多媒体效果并不好,而将多媒体教学与传统板书教学适当结合效果会好很多。如在教学中对于概念、原理等,加强语言描述,结合适当板书,有助于学生从整体上把握课堂的知识结构和教学重点。
6.探索双语教学模式。蛋白质工程作为一门综合叉型学科,融合了多门学科的发展成果,要想充分理解掌握教材中相关的知识,课本上的内容远远不够,因此,学生必须具备一定的专业英语阅读能力。笔者尝试在课堂上对一些专业词汇、知识点进行双语教学,虽然目前尚处于探索阶段,但经过两年的实践,很多同学反映常用专业词汇量有了增加,对相关文献的理解力有了提高。
7.实践教学安排。蛋白质工程是一门应用性很强的学科,近年来,教研室不断进行实验平台建设,从蛋白质表达、提取、纯化、鉴定以及定性定量分析等方面,学生们都可以自主设计实验方案,对不同实验结果进行比较分析。当然,前期的条件是学生必须先熟练掌握本学科基本的实验技能,熟悉相关的仪器设备和注意事项等。具体来讲,学生只有熟练掌握无菌操作、菌体培养、诱导表达,蛋白纯化、SDS-PAGE及WesternBlot等基本的实验技能,才可以参加开放性实验。我们实验室尽可能地为学生提供一个自主创新的空间和平台,这样既可以加深学生对方法的学习,还锻炼了学生独立科研工作的能力。
8.建立完善的课程考核标准。提高教学效果,加强能力培养,除了教学内容与方法的改革,更离不开考核内容与考核形式的改进。在蛋白质工程课程考核中,我们将课堂表现、专题论文的写作、实验操作动手能力、综合性设计作业按一定的比例纳入最终的蛋白质工程课程的总成绩。在闭卷笔试环节中,增加设计型考题,考察学生对知识点综合运用的能力,从而提高学生在今后的学习工作中能具备综合分析问题、解决问题的能力。
课程教学是一项系统工程,课程教学的改革是教学研究永恒的主题,如何提高教学质量,鼓励创新精神,培养适应时展的合格人才是老师永无止境的目标。两年来的教学实践活动证明,蛋白质工程课程改革取得了较好的效果,开拓了同学的学习视野,调动了学生学习的积极性,激发了学生对科研问题的关注及探索,提高了学生的专业素养。但这些还远远不够,在蛋白质工程教学改革体系中仍需不断探索、大胆实践、积累经验,总结出一套适用于生物工程专业学生的教学模式,为专业人才的培养作出积极的努力。
参考文献:
关键词:独立学院;物理实验;人才培养;教学改革
高等教育高度发达的今天,独立学院如雨后春笋般异军突起,旨在培养本科应用型人才,办大众教育而非精英教育。培养社会广泛需要的、有专长的、较高层次的应用型人才则成为独立学院的首要任务。大学物理实验是高等学校教育体系的重要组成部分,对提高学生的实验动手能力,培养学生独立思考,发现问题解决问题能力,创新能力和实践能力有着其他课程的不可替代性。对于以培养应用型人才为主要目标的独立学院的大学生来说,大学物理实验课对工科学生无疑是一门重要的、必修的基础实验课。然而由于各工科专业方向不同,大学物理实验项目繁多,涉及面广,基础实验课的学时有限,全面的学学物理实验课程实验内容就比较困难。
1.针对不同专业知识点的需要选择不同的实验项目,使大学物理实验课和后续的专业技术基础课、专业课的实践教学环节有机的结合
我院是一所以应用型人才培养为主的独立学院,工科专业按大的方向可分为:计算机与生物工程两大类。具体专业有计算机应用、电子信息工程、信息与计算机科学、计算机科学与技术、电子科学与技术、生物工程、化学工程与工艺、食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与检测、食品加工技术、食品生物技术和生物技术与应用。目前,我院的大学物理实验只考虑实验课轮次循环方便,教学内容和模式是:工科各专业学生学完误差理论后,统一从力学、热学、电磁学、光学实验各选几个实验项目,然后按实验项目的难易分成基本物理量的测量与仪器使用性实验、综合性物理量测量、简单设计性实验三个模块,分三级梯度授课。在实验课的过程中我们发现不同专业的学生对不同的实验项目反应不同,电子信息工程专业、电子科学与技术专业的学生对电磁学实验兴趣很浓,实验也很认真,而对力、热学的一些实验项目如:拉伸法测金属丝杨氏弹性模量、刚体转动惯量的测定等则不太感兴趣,实验也常常敷衍了事。反之,生物工程、食品科学与工程专业的学生则对电磁学的一些实验项目如:静电场描绘、磁场强度的测定等表示不可理解。并且经常有学生问这个实验和他们学的专业有什么联系。
面对这种情况,笔者认为我们应对各专业的知识结构,包括专业技术基础课、专业课设置情况以及实践教学环节的内容进行研究,在学院物理实验室现有的实验装备条件下,同时能够保持物理课程的特点的基础上筛选尽可能与专业方向靠拢的必修实验项目,对物理实验教学内容进行改革。具体做法是针对不同专业知识点的需要,选择不同的实验项目。生物工程类专业后续课程需要的力、热学、光学的知识较多,从基本物理量的测量与仪器使用性实验开始就尽可能的选择力、热学、光学的实验项目如:杨氏弹性模量测定、物体密度测定、等厚干涉、分光计的调整与三棱镜折射率测量、偏振光的观察与应用等。而计算机类专业实验项目的选择则紧紧围绕电磁学、近代物理实验项目展开,如:电桥测电阻、示波器的使用、静电场描绘、普朗克常数测定等,然后再把所选实验项目分成基本物理量的测量与基本仪器使用性实验、基本实验技能训练性实验、综合和设计性实验,实施三级物理实验教学模式。
2.同一实验项目不同专业选择不同的实验方法,使大学物理实验课既结合专业应用又满足物理学的基本需要
大学物理实验课作为工科学校大学生进校的第一门科学实验课程不仅肩负着让学生受到严格的、系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧,培养学生严谨的科学思维能力和创新精神、培养学生理论联系实际、分析和解决实际问题的能力的使命,同时也是使学生通过大学物理实验对物理概念理解的深化,了解物理概念和规律产生的科学技术背景及其历史性的贡献的必要手段。因此仅仅从后续的专业技术基础课、专业课及其实践教学环节应用角度去设置大学物理实验的教学内容和实验项目显然是不够的,为了使学生既能够比较全面的掌握大学物理实验所涉及的物理学概念和教学内容,达到系统的实验技能训练,掌握科学实验的基本知识、方法和技巧的要求,又能够和学生自己所学专业有机结合,我们应采取同一实验项目对不同专业选择不同的实验方法。例如:金属扬氏弹性模量测定对于生物工程类专业的学生直接选用传统的光杠杆尺读望远镜法进行测量,而对于需要熟练掌握示波器、函数信号发生器计算机类专业的学生采用金属动态扬氏模量实验仪进行实验。
3.引入高新技术,赋予大学物理实验课以现代气息
高新技术的发展,科技信息的激增和知识更新的加快促使高等教育向更加重视素质教育的方向发展,独立学院的目标是培养高级应用型人才,要培养高级应用型人才,就必须使工程技术人才培养的第一个环节――大学物理实验课和现代科学技术接轨。大学物理实验只有和现代科学技术接轨才能激发学生的学习积极性和热情,也才能使现代科技进步的成果渗透到传统的经典课程内容之中,例如计算机技术、光学信息处理技术、传感器技术、仿真技术、光谱技术等在大学物理实验课程内容中都已经涉及,把这些先进的技术引入到大学物理实验课教学中,不仅能激发学生的学习积极性和热情,同时,从物理实验的设计思想、物理实验方法、仪器的设计原理、结构及其应用等方面拓宽了学生的知识面,培养了他们的综合实验能力。这就要求我们必须改变和调整传统的教学方法和手段,同时有先进的仪器设备和较为充足的经费保障。
4.建立开放实验室,营造多元化教学环境,实行以综合能力判定学生成绩的考核方法
分子生物学(molecular biology)是在分子水平上研究生命现象的科学,通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。分子生物学的兴起是自然科学的一件大事,它使整个生命科学的研究上升到一个全新的阶段。在实际应用方面,它是培养造就生命科学类高级专门人才所需基本素质的重要课程。该课程在我校生物工程、生物技术等本科专业中开设,为专业核心课程。在实际教学中,因分子生物学课程体系知识点多,抽象复杂,逻辑性强,而新理论、新技术更新快,学生学习有困难,在短时间内很难掌握。针对上述课程教学中存在的突出问题,也为贯彻落实我校应用型人才培养目标,激发学生学习兴趣,提高学习效率,使其全面系统地掌握分子生物学理论和技术,近几年来本教研室从该课程师资队伍建设、教学内容、教学方法与手段、教学网站建设、实验教学、学生科研训练等方面进行了积极的改革与探索。
1引进培养优秀青年博士,推动教师队伍建设
教师队伍建设是课程建设的重要内容,关系到课程教学的质量和人才培养的水平。近几年间,分子生物学课程团队先后引进了来自中科院、“985”、“211”等全国知名科研院所的多名优秀博士。通过“传帮带”,教学指导委员会随机听课、学评教信息反馈,组织讲课竞赛,安排青年教师参加全国性高校生物教学改革研讨会等措施帮助青年教师成长,提高教学水平。
此外,每年课程团队选派1-2位青年教师出国访学,选派1-2位教师在国内外知名高校开展博士后研究。通过人才引进及培养,分子生物学课程主讲教师达8人,现有教授1人、副教授3人、讲师4人,全部具有博士学位。课程团队教师本着以科研带教研、以教研促科研、全员参与,注重实效的原则,积极申报科研项目和教研项目,目前本课程团队教师均承担多项国家级、省市级、校级研究课题和教研课题,为教学工作的不断更新和充实奠定了坚实的基础。
2加强教学内容改革、丰富教学方法和手段,提高教学质量
教材是教学思想与教学内容的重要载体,普通班选用目前生物类应用较为广泛的朱玉贤等主编的第四版《现代分子生物学》作为教学教材,“钱学森实验班”实行双语教学选用Turner等主编教材《Instant notes molecular biology》。因分子生物学章节、知识点多,将教学内容进行了模块划分,围绕中心法则,重点讲解染色体与DNA、转录、翻译、基因表达调控,将分子生物学研究技术与基因工程操作技术有机结合,此外以学术报告的形式结合授课教师的研究方向讲解分子生物学进展及重大事件。
普通本科班的教学,我们主要采用以核心知识为抓手,运用研讨式、思维导图等教学手段设计课堂教学。授课之前教师根据每章节核心知识点设计问题,布置学生预习,课堂上启发学生运用所学知识讨论解决问题的方式方法,教师在研讨过程中只起到调动、协助及课堂控制的作用。“钱学森实验班”采用渗透式混语及计算机多媒体辅助相结合的教学方法进行授课。渗透式混语即先用英文表达,然后用中文讲解、阐述,使学生听懂英文,并理解英文表达的专业知识,最后重复一遍英文表达。计算机多媒体辅助教学能将文字、图形、声音、动画、视频等多种信息加工组合在一起,把抽象难懂的书本知识转换成图文并茂、情景交融的直观形象,降低学习的难度,提高学生的理解程度和能力。
3整合资源,建立优化教学网络平台
教学团队自2012年建立校级分子生物学精品课程网站,使传统教学方式和现代化教学手段相结合,尝试开展网络教学。随着近几年的建设,精品课程网站设立课程介绍、教学大纲、教学课程录像、多媒体课件PPT、习题册、动画视频专区以及网上答疑服务区等自助学习项目,便于学生选择自己喜爱的方式进行预习、自学及复习。现代信息技术的应用,有效地实现多样化的教学互动,扩展教学的时空和教学信息量,实现因材施教的个性化教育,从而显著增强教学效果,提高教学效率。
4建立探究式的实验教学方法,培养学生创新精神
以验证性、综合性和设计性实验整合分子生物学实验课程内容,从DNA、RNA、蛋白三个水平介绍分子生物学常用实验操作技术,使学生较全面和深入理解分子生物学以DNA复制、RNA转录和蛋白质合成为核心的中心法则。此外,为学生创设一种科学研究的情境和途径,以类似科学研究的方式,指导学生查阅文献,设计实验方案,实施实验流程,分析实验结果,撰写实验报告,并整理成实验课程论文。探究式的实验教学方法使整个实验从头至尾大部分工作均由学生完成,明确突出学生的主体地位,培养学生的团队合作精神和创新精神。
5搭建专家讲座平台,提供学生科研助理岗位,培养学生科研能力
关键词:酶工程;课程体系;生物技术
中图分类号:G642.3文献标识码:A文章编号:1002-4107(2014)06-0033-02
为适应经济全球化的要求,更好地应对国际金融危机的冲击,中国政府大力推动经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高和管理创新转变。这也对高层次人才培养模式改变和结构调整提出了更高要求,部分高校应用学科结构体系仍与行业产业发展需求存在较大差距[1]。进入21世纪,生物技术飞速发展,技术研究手段不断更新,酶工程作为生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的专业基础课,是联系基础课与专业课的重要桥梁。为满足生物产业行业产业发展需求,酶工程教学结构体系亟待调整,以培养掌握现代生物技术体系下酶工程的理论知识和应用技术,具备研究创新能力及相关领域自主学习能力的应用型本科人才,体现教学与科研相结合的人才培养模式。
一、构建现代生物技术背景下的酶工程课程体系
应用型本科人才的规格特点要求必须围绕应用型本科人才知识、能力、素质和谐发展的目标要求,以能力培养为重心,构建相对独立、内在统一的人才培养体系。通过改革和探索,构建起能敏锐地反映社会需求,实基础、强能力、高素质、多样化的人才培养模式[2]。
酶工程学科发展迅速,需要不断地更新所使用的教材,才能让学生掌握新的、前沿的酶学知识。传统的酶工程教学主要围绕酶的生产、分离纯化和应用等进行,酶的修饰、酶的人工模拟、酶的固定化等内容只做概略介绍。本次教改后,选用了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《酶工程》作为主要参考教材,同时参考国内外其他优秀教材,如《Fundamentals of Enzymology》、《酶学》(陈石根)、《酶工程》(罗贵民)等,对酶的修饰、人工模拟、固定化等详细地介绍了具体的方法、实例;引入酶的非水相催化、酶分子定向进化及核酶的研究及应用等新内容。在教学中融入一些文献资料补充扩展教学内容,使教学内容更加丰富,关注酶学的应用与研究前沿。
二、运用理论联系实践的酶工程教学方式
酶工程是一门理论联系实践很强,又很抽象的学科。根据这一特点,在教学方法改革中,充分体现理论联系实践,调动学生的积极性。突出教与学的密切结合、教学与研究的密切结合、课内与课外的密切结合[3]。
(一)理论课增加互动
在介绍理论知识时,从身边教师科研中的一些酶学案例开始或先提出学生感兴趣的问题,例如在介绍酶分子修饰前,先让学生查阅哪些酶作为药物使用具有较好的疗效,同时天然的药用酶在临床使用时有哪些不良反应、如何解决等。引导学生积极思考,调动学生的积极性,使学生由“被动地学”变成“主动地要学”;同时启发他们多提问题,多查阅相关文献,并组织分组讨论等。这样的授课方式不仅能增强师生之间的“互动”,还能培养学生独立思考、分析解决问题的能力。
(二)实验课与理论课密切配合
整合、更新酶工程实验课内容,充分体现酶工程现有技术手段,如卷心菜中过氧化物酶热稳定性测定的实验涵盖了细胞的破碎、酶的分离提取、酶活力测定的原理、酶残余活力测定、热稳定性测定等多个知识点及相关实验技术,进一步巩固基本理论知识,训练学生基本操作技能。通过开设综合性、设计性实验,让学生熟悉酶学研究的基本思路、方法和手段,锻炼学生开展酶学研究的能力。
(三)增设开放实验室项目与创新创业课题
传统观念中,只有研究生阶段才能进入实验室,参加科研活动。在黑龙江大学面向全体探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式的背景下[4],积极申报开放实验室项目酶学研究课题,鼓励学生申报酶技术相关的创新创业项目,吸纳学有余力或有志于科研的学生进入到实验室,将酶工程专业实践教学与创新创业教育相对接,缩短学生学习理论知识与实践的距离,形成了良好的专业知识指导实践,实践促进专业知识学习的良性循环,学生逐步完成“我应该学”到“我要学”的这一转变过程。同时锻炼了学生独立设计实验方案、实施等从事科研的基本能力,激发其科研热情及学习潜力,培养其创新意识,锻造其坚忍不拔的科研精神。
三、注重多媒体辅助教学手段的应用
生物技术飞速发展,面对日新月异的新技术、新成果,如何提高有限的教学时间效率,增大课堂容量,是酶工程课程的重大挑战之一。
(一)采用多媒体辅助教学
酶工程内容具有抽象性、复杂性。在教学中,借助文字、图像、动画和声音相结合的方法来传递信息,是解决授课抽象难懂的一种快捷、有效的教学手段。在课件制作中,精心策划和组织文本,做到层次分明,重点突出,文字精练。合理使用图片、动画等资料,适时、适度,使教学内容直观、形象,学生能够愉快地接受知识,增强对知识的理解和记忆。在课堂上,也邀请学生作5-10min的幻灯片汇报,内容可以是其开放实验室的研究成果、综合设计试验结果,也可以是国外酶学研究论文。引导学生积极参与学习,而非被动接受知识。
(二)充分利用校园网资源,发展网络教学
在网络教学资源库中,上传教师的教案、教学周历、课件、教师授课的录像等教学文件,使学生在课下仍然可以自学酶工程课程;同时链接相关网站,方便学生直接查阅酶工程的最新研究状况。
四、考核方式以理论为本,突出实践及动态学习能力
为了改变以往学生突击学习应付考试的状况,课程加大考试改革力度,取消“一张卷定终身”的做法。酶工程课程成绩由四部分组成:期末笔试55分,实践教学20分,读书工程15分(开课时布置要读的科目、文献等),课堂专题讨论10分。笔试试卷题型多样,引入综合题、设计题,引导学生全面掌握酶学基本理论和概念,不猜题,不死记硬背。读书工程、课堂专题讨论培养学生查阅科研论文,总结归纳,得出结论的能力。实践教学体现了学生对酶学手段的掌握程度。四部分体现了学生基本理论知识掌握程度,酶技术及研究手段的掌握,酶学研究与应用领域的动态学习及动向捕捉能力,衡量了学生在从课本到理论前沿,从理论到实践的学习过程中的表现。引导学生以课本为本,理论联系实践,关注酶学前沿和知识更新。
五、加强双语课程建设
在全球经济一体化,酶工程学科发展迅速的背景下,学生走向工作岗位时,要面临适应日新月异技术发展的考验。学生应该熟悉酶工程专业英语,能够熟练阅读仪器的英文操作界面及说明书;具备获取国际最新酶工程技术信息内容的英文材料是学生重要的基本素质。培养受教育者形成“双语、双文、双能”的素养[5]。
为实现上述培养目标,采取以下主要措施。
第一,在中文教材的基础上,选择英文教材如《Fundamentals of Enzymology》等为参考,同时查阅国内外酶工程最新研究成果,经过整理,不断为学生提供与中文教材章节相匹配的英文参考资料,作为学生双语课程学习的阅读资料,在教学过程中逐渐完善酶工程英文教学内容。
第二,在课件等辅助手段的建设上,专业术语要清晰、明了。酶工程双语课程教学课件以英文为主,针对学生的英文接受能力,课堂讲授时可以使用中文将主要知识点、概念表述清晰,以便学生能够准确把握知识点,同时介绍英文术语和英文定义,要求学生掌握英文术语,了解英文定义。
第三,搜集整理国内外权威期刊、书籍上的文章,从教师搜集整理,逐步过渡到学生能够自行查阅资料,下载所需内容。从教师提纲挈领总结文献研究内容及研究意义,逐步过渡到大多数学生能够对所获得资料进行点评。整理积累能够体现酶工程技术发展趋势或先进实验室或机构的研究内容,逐步消化吸收,成为后续课堂教学内容。
第四,在教学方式上,结合学生实际情况,不断调整中英文教学比例。学期初,选择难度适中的英文参考文献和教材,同时与学生在本课程双语教学方面进行沟通,明确教学目标,动员学生学习新知识,调动他们攻克难关的积极性。帮助学生逐渐适应英文教学环境,在教学过程中逐渐增加英语教学内容,调整双语教学速度,增加课件中的英文比例。
通过对酶工程课程教学内容的梳理,改革后的酶工程课程体系融入新的酶学分支,以适应现代生物技术发展;通过教学方法、考核方式上的改革,使学生掌握现代酶学技术研究手段,扩展了学生国际化视野,培养学生学习国内外酶学前沿知识的能力及创新能力,体现教学和科研相结合的人才培养模式。本课程的改革与实践获得了学生普遍好评,在历届评教过程中均名列前茅。在考核、评价体系中引导学生不但学习酶工程知识和技能,同时培养学生相互学习、自我完善及追求卓越的思想、情感、意志和品质[6]。
参考文献:
[1]袁贵仁.把提高质量作为高等教育改革发展的核心任务[J].中国高等教育,2010,(11).
[2]钱国英,王刚,徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教学,2005,(9).
[3]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学,2011,(1).
[4]张政文,田刚健.面向全体 探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式[J].中国高等教育,2010,(12).
[5]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学,2007,(2).
[6]陈吉宁.大学不在“大”而在“学”[J].清华大学教育研究,2012,(3).
收稿日期:2013-09-17