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生物分離工程課程是在生物學、微生物學、生物化學、化學、化學工程學、物理化學、機械和電子等學科的基礎上發展而來,其具有明顯的工程性和科學性的雙重特點。通過該課程的學習,能使學生針對不同的生化產品的特性,獨立運用所學的有關生化技術方面的知識,設計合理的提取或精制的工藝路線和改造現有工藝,并能從理論上解釋生產實際中的各種現象,提高學生分析和解決問題的能力,對學生在生化產品的生產、質量控制、檢驗等綜合職業能力的培養上,是必不可缺的[1-2]。
1生物分離工程課程主要內容和特點
生物分離工程課程主要包括細胞的分離與破碎、初級分離、膜分離、萃取、吸附分離技術和理論、液相色譜、親和色譜、電泳、結晶、干燥等,有些內容對學生來說是初次涉及,如分離技術、吸附技術、結晶、干燥;而有些內容被涵蓋在其他課程之中,如液相色譜和親和色譜在儀器分析中有重要講解,電泳在生物化學中有重要講述。
生物分離工程課程是一門多學科交叉、發展性和比較前沿的學科,是一門含有現代生物科學和工程的科學技術。生物分離技術不同于傳統的化工分離過程,近年來在國內外大受重視,發展非常迅速,許多適合生物活性物質的新型分離純化技術也不斷產生,被廣泛地應用到工業、農業、醫藥等各個領域[3-5]。它所涉及的相關課程和知識較多,如物理、化學、微生物、高等數學、計算機等,基礎性和實踐性都很強。它所涉及的基礎理論、基本知識較多、較散,各知識點間相互聯系不是很緊密,內容相對比較抽象,若單純地講授理論知識學生很難理解。
2教學改革
2.1拓展教學內容,激發學習興趣
一是生物分離工程課程的教學,應與該領域的前沿科技與時俱進,及時、快速、準確地更新地教學內容,將最新的科技新聞傳播給學生們,以自由討論的形式,在課堂上與學生進行廣泛的交流與溝通,與學生們產生共鳴,從而提高學生學習生物分離工程的興趣。二是針對目前在生物分離技術領域研究熱點的新型分離技術,尤其是該課程課本上涉及較少的生物分離技術,從發展背景、產生過程、基本原理、工藝過程以及應用領域等方面,多角度地將這些新型分離技術引入該課程中,激發學生們的科研與創新意識[6];三是從數據對比為出發點,闡明國內外生物分離技術領域發展的現狀與差距,指出現階段我國在生物分離技術領域所面臨的機遇與挑戰,進而以工業化生產中的一些熱點及代表性產品的案例,描述生物分離技術在其制備過程中起到的重要作用。這種將感性與理性相結合的教學方式,可避免空泛地談理論,讓學生能夠快速地掌握該課程的基本理論。
2.2改革實驗教學方法
實驗課程的目的是使學生較好地掌握相應的實驗技能,實驗課要讓每個學生盡可能多動手,這樣才能達到較熟練的程度。該課程可采取分組輪流的方法讓學生參與實驗準備工作,這樣他們在實驗前就需要自己考慮需要什么、怎樣準備等,這對學生以后從事科學研究和教學等很有幫助。同時,可進行開放式實驗教學嘗試的教學形式,學生根據自己的情況進行實驗,因材施教,鼓勵他們參加科技創新大賽,自立課題,自己設計實驗,自己作可行性分析。以學生做,教師指導為主。充分體現學生的主體作用,使學生能積極主動地走進實驗課堂。在指導實驗方面,其不同于理論課講授,要求在較短的時間內,發揮教師主導作用,通過精講突出重點,在課前布置教學預習內容,課上通過提問啟發思維,介紹新技術進展,擴大知識面,將教師示范和學生自己實驗相結合,活躍課堂氣氛,充分調動學生的積極性。
2.3改革考核方式,建立多樣化考核模式
成績考核是教學過程中的一個重要環節,是促進學生學習和教師評定學生成績、進行教學評價,取得教學反饋信息的主要方法[7]??刹捎枚鄻邮降脑u價體系來對學生進行考核,提高平日成績所占比重,從而綜合體現學生對知識的掌握,達到能力培養的目的[8]。最終考核成績由平時成績和期末考試共同組成,即包括課堂小測驗成績、平時作業成績、小論文成績和期末卷面成績。課堂小測驗占15%,主要針對近期所學的重點內容,在課堂上布置一些小題目,以檢測學生對近期講課內容的理解程度;平時作業占15%,主要設置一些思考性較強的問題,考查學生對當堂課內容的掌握程度;小論文占30%,課題自由選擇,以體現所學的生物分離技術為目的,多角度考查學生文獻檢索、歸納總結、應用知識以及分析問題與解決問題的能力。期末考試占40%,主要考查學生對該門課程知識框架的掌握與理解程度。
3教學體會
3.1不斷改進多媒體課件,采用板書加多媒體的形式授課
多媒體集文字、圖形、聲音、動畫等各種信息于一體,能提供理想的教學環境。多媒體課件可使課堂講授形象生動,提高學生學習生物分離工程的興趣,激發學習的積極性和主動性[9]。目前,湖南農業大學在授課上,多采用多媒體方式,但若單純地采用課件的形式,速度過快,不利于學生對知識的理解和滲透,可盡量采用板書加多媒體的形式。多媒體不僅限于文字,要盡可能多采用動畫,如flash、avi等;另外,多媒體形式不僅局限于powerpoint,要豐富多媒體形式,激發學生的學習興趣。板書的書寫和講解過程可以增加學生的理解時間,不致于出現“滿堂灌”的現象。
3.2采用靈活多樣的教學方式
在有效的上課時間內,要讓學生理解所學的基礎理論和分離技術并非易事。在教授的過程中,要盡量采用啟發式教學,從傳統的教師傳道授業解惑,到現在的雙向交流、師生互動,使學生和教師的思維同步,要在設問、思考、學生回答以及教師解答和進一步講述中完成講解,這樣就可針對學生的難點疑問進行重點講解,還能夠活躍課堂氣氛,增加學生的學習興趣??傊?,教師要走出只從書本上單純的以自我為中心的講解,要與學生進行互動,以提高教學效果。
3.3培養學生的自學能力
本科生的教育,遠不同于中學教育,學生主要是學會學習方法,獲得知識的途徑,這就要求學生能利用各種有效的方式和途徑去獲取知識,查閱文獻就是其中很重要的一點。當今學校圖書館的發展非常迅速,不僅可以到圖書館去索尋書籍、期刊,而且在圖書館網站上還購買了許多數據庫,如中國期刊網、中國碩博士論文庫、超星圖書館,還有西文資源,如SpringerLink、Elsevier等,學生可以借助強大的網絡去尋找各種資料,查閱前沿知識,以開闊學生的視野。
4結語
在多年的生物分離工程課程教學中,筆者不斷進行課程改革,力求培養學生的綜合實踐能力,取得了一些成績,但還存在一些問題,如:實驗所需低耗材料如藥品等消耗多、用量大;指導教師和實驗室人員工作量大;實驗室開放程度不夠等。這些問題在一定程度上影響了教學質量的提高,需要在今后的課程建設與教學改革中,進一步豐富實驗內容,提高實驗結果的直觀性,促使教學改革進一步得到深化??傊?,要不斷總結經驗,改革創新,選擇合適的方法和手段,利用各種途徑激發學生的學習積極性,為其將來從事相關專業打下良好的基礎。
5參考文獻
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優良的微生物菌種是發酵工業大規模高效生產的基礎,而工業生產中所應用的優良菌種只有通過不斷的微生物菌種選育來獲得〔1〕。微生物育種學是生物工程專業一門專業必修課,為適應應用型大學培養既有足夠的理論基礎和專業素養、又能夠將知識應用于生產實踐的人才的辦學目標,更好地體現課程專業特色,我們對教學內容與教學方法進行了改革與探索,以期提高課程教學質量,培養應用型高素質人才?,F將教學實踐體會總結如下:
1優化教學內容,突出實用特色
1.1精簡理論知識內容,增加實用性強的內容
微生物育種學專用教材較少,目前我們以施巧琴、吳松剛主編科學出版社出版的《工業微生物育種學》和盛祖嘉主編科學出版社出版的《微生物遺傳學》為基礎,精選教學內容,刪除在生物化學、遺傳學等基礎課程中包含的相同內容。主要講述微生物的基因突變,細菌和真菌的基因重組,誘變劑,微生物菌種的分離篩選,微生物菌種的誘變育種和代謝控制育種技術等基礎內容。在課堂上講授微生物育種的基本理論,并通過一些微生物育種實例介紹育種的技術路線和選育的具體方法,適應培養應用型人才的目標要求。
1.2增加實驗課時,開設綜合性實驗
微生物育種學實驗是培養學生實踐能力、創新思維及團隊合作精神的重要途徑。微生物育種學是一門應用性很強的學科,開設實驗教學特別重要,因此我們把教學學時進行調整,由原先的30學時理論教學和24學時實驗教學調整為24學時理論教學和30學時實驗教學,增加了6個學時的實驗教學。實驗內容修改為“高產淀粉酶產生菌的選育”和“大腸桿菌營養缺陷型的篩選”2個綜合性實驗項目,并通過開放實驗室給學生提供更多鍛煉實驗技能的機會。
2改進教學方法,提高教學質量
傳統的授課方式采用“填鴨式”教學,教師在講臺上口若懸河的講授,一些學生在講臺下昏昏沉沉的聽講。整個教學過程學生懶于思考,缺乏主觀能動性。而采用啟發式教學,并結合現代互聯網技術,鼓勵學生開展課堂討論,培養學生自主學習能力,激發學生的學習興趣,調動學生的積極性,培養學生的獨立思考、分析問題和解決問題的能力,有利于學生理解和掌握教學內容。為了保證全體學生都能夠參與課題討論,我們提前4周將“脂肪酶產生菌高產菌株的選育”、“蛋白酶產生菌高產菌株的選育”、“植酸酶產生菌高產菌株的選育”、“纖維素酶產生菌高產菌株的選育”、“耐高溫脂肪酶產生菌高產菌株的選育”等多個題目布置給學生,每個學生實驗小組自由選擇題目。要求學生通過文獻的查閱,自己設計實驗方案,制作成PPT課件,派出代表在課堂上進行闡述,對班級其他學生提出的問題進行答辯。最后,教師在學生討論的基礎上根據發現的問題及時補充、完善。學生通過參與活動,將自己設計的實驗和小組進行對比,對知識掌握得更牢固,同時也培養了學生的科研實踐能力、理論聯系實際能力和團結合作的團隊精神〔1-2〕。
3實行過程性考核方式,科學評價學生
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)31-0271-02
分子生物學與基因工程實驗技術發展非常迅速,作為一門通用的工具已經滲透到生命科學各個研究領域,該門課程一直是生命科學相關院校的核心實驗課程。但不同院校設置的分子生物學與基因工程實驗課程基本上存在以下問題:(1)把分子生物學實驗和基因工程實驗分開,內容體系不連貫;某些實驗設計重復,浪費資源。(2)實驗內容的設置常常是按照教學大綱的要求機械設定的,忽略實驗內容之間的有機結合性和連貫性,存在實驗內容之間相對孤立、缺乏內在聯系的缺陷。(3)實驗大多數為驗證性實驗,對學生的培養目標不夠明確。因此,本文提出基于學生就業競爭能力培養為目標,根據師范院校實際情況,通過調查研究對分子生物學與基因工程實驗課程內容進行模塊化設計,擬解決上述問題,并大大提高學生的競爭就業能力,同時對其他院校的課程設置也可以提供一定的借鑒。
一、明確培養目標――對分子生物學與基因工程實驗進行模塊化設計
普通高等師范院校一般開設生物科學師范專業和生物技術非師專業,分子生物學與基因工程實驗課程是這兩個專業的必修課,考研和就業是這兩個專業大部分學生畢業面臨的問題。為了滿足不同專業學生考研和就業的需要,通過調研,我們明確了分子生物學與基因工程實驗課程培養目標:(1)滿足學生考研深造的需要。(2)滿足學生到中學進行生物學教學的需要。(3)滿足學生到生物醫藥公司工作的需要。因此,我們把分子生物學與基因工程實驗設計為三大模塊(共計75學時):①基礎性實驗模塊,共計23學時。包括大腸桿菌質粒DNA的提?。?學時)、植物基因組DNA的提?。?學時)、動物組織總DNA的提?。?學時)、瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA(3學時)、核酸的濃度及純度測定(2學時)、大腸桿菌感受態細胞的制備(2學時)、目的基因的PCR擴增(6學時)。②綜合性實驗模塊,共計35學時。包括:載體構建(10學時)、農桿菌介導的煙草遺傳轉化(15學時)、轉基因植物的分子檢測(10學時)。③開放性實驗模塊,共計17學時。包括植物總RNA的提取及檢測(6學時)、RT-PCR(時)、分子生物學常用軟件介紹(2學時)。其中,基礎性實驗模塊部分隨理論課按周次完成;綜合性實驗和開放性實驗模塊在理論課結束后統一安排時間開設。
二、分子生物學與基因工程實驗模塊內容的課堂教學實踐及體會
生物科學(師范)和生物技術(非師范)兩個專業的學生通過學習《分子生物學與基因工程模塊實驗》,基本具備了以下能力:(1)通過基礎性實驗模塊的學習,學生掌握了分子生物學和基因工程實驗的基本理論和操作技術,完全可以勝任中學關于分子生物學和基因工程實驗的教學任務。(2)通過綜合性實驗模塊的學習,不同專業學生具備了對實驗進行綜合設計和整體把握的能力,這些能力使他們在考研復習和考研復試實驗操作技能方面具備很大的優勢。(3)通過開放性實驗模塊的學習,使學生形成完整的科研思路,具備了自主思考、自主設計等實驗能力;培養了學生科研創新能力,為他們今后的研究生學習和生物公司的面試奠定了基礎。總之,通過對分子生物學和基因工程實驗進行模塊化設計,基本能夠達到以下三個目標:①滿足學生考研深造的需要。②滿足學生到中學進行生物學教學的需要。③滿足學生到生物醫藥公司工作的需要。
三、關于分子生物學與基因工程實驗課程模塊化設計的一些建議
1.分子生物學與基因工程實驗基本上都是耗時比較長的大實驗,傳統實驗教學安排都是按照教學大綱隨理論課后開設,一般實驗時間為4學時,這樣安排導致某些綜合性實驗無法完成,影響實驗結果的觀察和記錄,因此建議耗時較短的基礎性模塊實驗可以隨理論課開設,一周一個實驗內容;耗時較長的綜合性和開放性模塊實驗可以在一學期課程結束后統一安排1~2周時間完成,這樣可以保證實驗效果,提高學生綜合能力。
2.建議學校加大對分子生物學與基因工程實驗室的經費投入和建設,保證儀器的先進性和數量,開闊學生的眼界;授課講師也應結合自己的科研課題,保證實驗內容合理,實驗成功率較高,實驗結果比較穩定,學生每次實驗都能觀察到實驗結果,增加學生的學習興趣。
3.構建科學的實驗課程考核和評價體制。傳統實驗教學評分體系以實驗報告加平時表現為主。實驗報告占用了學生大量的時間,并且在內容上有明顯雷同的嫌疑,并不能夠真實反映學生的實驗能力。這樣容易造成學生的學習壓力,降低了學生對實驗教學的認可程度。因此建議基礎性模塊實驗可以按照傳統實驗報告形式考核;綜合性和開放性模塊實驗可以按照4~5人為小組,以實驗設計、實驗實施、實驗問題思考和解決方案,實驗操作技能考核等綜合過程材料作為考核依據,主要目的在于鍛煉學生的科研和創新能力。
四、結語
通過對分子生物學與基因工程實驗課程內容進行模塊化設計和實施,不同專業學生在考研和就業方面取得了不錯的成績,學生的就業競爭能力得到了很大提高。關于分子生物學與基因工程實驗課程的改革是一項長期系統工程,需要學校和授課教師根據本校實際條件不斷努力,才能培養出適應社會發展的高素質復合型人才。
參考文獻:
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作為我國高等學校生物工程類專業的專業課模塊之一的制藥模塊,是培養生物工程產業化應用性人才的重要內容,其相關課程的課堂教學是加強學生素質教育、培養學生理論聯系實踐的有效手段,是培養學生創新意識、培育創新人才的重要途徑,也是當前生物醫藥領域技術應用型人才培養的重要模式。
我校開設生物工程類專業時間較長,專業教學的硬件和軟件條件較好,專業模塊課程的設置和課程內容的設計上,體現出我校培養生物醫藥領域技術應用型人才的培養目標和教學特色,適應生物技術與生物工程產業發展的需要,盡可能擴大了學生畢業進入社會后的擇業面。在此背景下,我校從2002級生物技術專業開始,在制藥模塊中重點開設了《天然藥物化學》《生物制藥工藝學》《分離純化工藝原理》和《生物制品》等課程,采用了國內生物制藥相關專業的經典教材。
二、綜合運用多種教學方法,優勢互補。提高課堂教學效果
教無定法,教要得法,內容決定形式。在制藥模塊專業課程的課堂教學過程中,針對不同的教學內容設計與之相適應的教學方法是教師在教學改革中所要遵循的基本原則之一。我們對專業課教材進行認真分析,選用合適的教學方法。多種教學方法的靈活運用,不僅降低了課程的學習難度,而且激發了學生主動學習的興趣,取得了良好的教學效果。
1 案例教學法
案例教學法是教師根據教學內容的不同要求,采用案例展示的方式組織學生學習、研討、探究,從而培養和提高學生學習能力的一種方法。專業課作為以綜合性應用知識為內容的課程,可通過以下幾種途徑實現案例教學:一是從各種傳媒報道的案例中選擇。如在講解生化藥物的臨床應用時,如果只是依照書本上的幾條來講,不但枯燥,而且學生對各種類型的生化藥物的重要應用不會有切身的體會。德國教育家第斯多惠說得好:教學的藝術不在傳授本領,而在于激勵、喚醒、鼓舞。尤其是專業課教師,更應該用自己對專業課高昂的情緒去激勵學生。采用傳媒報道的案例,如牛黃解毒丸成功挽救東方衛視的女主播劉海若的真實報道,引入牛黃解毒丸方藥成分之一,脂類藥物人工牛黃具有清除氧自由基功能,用于消炎的臨床應用。又如山東正大福瑞達制藥有限公司研制的透明質酸眼藥水系列產品一上市,就為企業贏得了上億元的銷售業績。這些例子既通俗易懂又緊貼實際,不僅能幫助學生更好地理解書本中的知識,而且能引導他們對書本知識做更深的思考與討論。二是結合教學內容,貼近生活。如在講解核酸藥物時特意引入炒作的“核酸基因營養素”的概念展開討論,讓同學們針對爭議問題自己得出科學結論,并在此基礎上講解核酸藥物的藥理活性。三是從科學發展史的角度,引入經典科學案例。如在講解新藥研發的一般規律時,以青霉素的發現之旅為例,以生動有趣的科學故事告訴學生科學發展過程中的一些經典故事,以科學家嚴謹的工作態度和創新的工作方法來教育學生樹立正確的世界觀和人生觀。
2 多媒體教學法
制藥模塊專業課某些章節聯系實際緊密,但制藥原理及制藥機械抽象枯燥,只憑教材中的文字描述和簡單的原理圖很難使學生真正理解,而另一方面是這些制藥機械在實際應用中則非常簡單直觀。如采用多媒體教學,運用圖片、動畫以及錄像,既能激發學生的學習熱情,同時直觀生動的學習又可使學生一目了然,降低了學習難度,掌握的基礎知識也較扎實。在做好信息技術與本學科的整合時,專業課教師需要組建自己的多媒體素材庫。素材庫是教學素材的集合,它以知識點為基礎,按照學科檢索和分類規則組織素材資料,包括文本、圖形和圖像、動畫、視頻、音頻等多種資源。我們通過網上搜集、日常積累以及自己制作,通過掃描儀或數碼相機輸入,采集視頻素材或抓取計算機操作界面等方法,動態演示生產車間、制藥設備、操作工藝等過程。如在講解抗生素發酵工藝內容時,發酵罐是一個非常重要的生產設備,我們用從互聯網上下載的一段錄像,動態地演示了發酵罐的工作情況,不僅使學生清楚地看到發酵罐的形狀,而且對于與抗生素生產工藝相關的內容也能得到很好的理解。在備課過程中,教師要結合教學目標、教材內容及學生實際,選取相應的素材,以小專題或單元為基本模塊進行組織和鏈接,使之成為目標明確、條理清晰、程序合理、易于操作的多媒體課件,既可以用于課堂教學,也便于學生課后自學和復習。專業課課程內容豐富,多媒體素材的收集與制作是繁雜而細致的系統工程,需要不斷地積累,并與其他教師協作,只有通過幾輪的課程講解后,方可形成較為系統完整的多媒體資源庫。
3 實踐教學法
我們在制藥模塊專業課程教學過程中,有機地安排了生產實習,這為專業課課堂教學作了有效的補充。我們在課堂教學時有針對性的結合了生產實習進行部分專業知識的教學工作。制藥業是生物技術領域的支柱產業,制藥企業數量眾多,產品各具特色。參觀不同的藥廠對學生把書本知識轉化為直接經驗,與生產實踐結合起到了重要的推動作用。為此,學院積極與制藥企業聯系,目前江蘇七七藥業和恒順集團生物工程有限公司已成為學院定點的實習基地。學生在參觀藥廠前,先準備一些與該藥廠相關的專業問題,通過參觀藥廠,聽取介紹,親身體驗并收集相關資料加以整理,解決問題,這樣可以加深理解,使學生真正領會生物制藥的操作原理及操作流程,從而對制藥有一個比較直觀的認識。如在安排去七七藥業和恒順集團生物工程有限公司實習前,我們布置了相應的專題,如“中藥新藥的一般研發原則、方法及過程”“天然藥物有效成分提取的常用方法”“生物藥物發酵工藝的設計原理和方法”“軟膠囊制劑的工藝過程”等,使得學生在實習之前復習相關的基礎知識,檢索相關的科技文獻,然后帶著這些問題走進工廠車間,親身體驗并收集相
關資料加以整理,從而理解專業知識。同時,還有助于學生積累生產實踐的經驗,為自己畢業后走進工廠車間獨立開展工作奠定必要的工作基礎。
4 互動教學法
1 問題的提出
生物技術是“應用自然科學及工程學的原理,依靠生物催化劑(酶或活細胞)的作用將物料進行加工,以提品或為社會服務”的技術。
生物技術是一門實驗學科,作為世界三大高新技術之一,其飛速發展使其日益滲透到各學科領域及人類生活的各個層面。隨著生物技術在食品工業應用中的日益廣泛和深入,它已逐漸成為提升我國食品工業技術含量、參與市場競爭的重要核心技術。因此,培養既掌握食品工程技術,又能將生物技術熟練應用于食品加工中的復合型高級專業人才,是食品工業發展對專業人才的基本要求。
然而,生物技術在食品科學與工程學科的教學領域中并不是傳統的學科,關于它的教學,我們沒有多少經驗可循。因此,調查食品科學與工程學科生物技術教學現狀對食品學科的發展具有重要的意義;對研究生物技術在食品科學與工程學科的滲透具有一定的學術價值;對了解兄弟院校的教學情況,相互取長補短以指導本專業的教學具有重要的實用價值。
2 食品科學與工程學科生物技術的教學現狀
為了充分調查食品科學與工程學科生物技術的教學現狀,并進一步為本學科課程的設置提供依據,我們以問卷調查的方式收集了全國多所院校本科教學和研究生教學兩個層面的相關資料,進行了較深入的分析研究。
2.1 本科教學
在食品科學與工程學科本科教學課程設置方面,我們調查了江南大學、中國農業大學、中國海洋大學、浙江大學、福州大學、天津科技大學、河南農業大學、西北農林科技大學、常熟理工學院、暨南大學、廣東海洋大學、山東農業大學、山東輕工業學院13所高等院校,統計發現,少數高校除生物化學和微生物學兩門專業基礎課外,沒有設置相關的生物技術課程,如江南大學、山東農業大學等。多數高校設置了相關的生物技術課程,如食品生物技術、食品生物技術導論、食品酶學、發酵食品工藝學等,有的作為選修課,有的作為限選課或必選課。
2.2 研究生教學
在食品科學與工程學科研究生教學課程設置方面,我們調查了江南大學、中國農業大學、東北農業大學、華南理工大學、中國海洋大學、浙江大學、福州大學、天津科技大學、西北農林科技大學、暨南大學、廣東海洋大學、陜西科技大學、山東師范大學、山東農業大學、山東輕工業學院15所高等院校,經調查發現,與本科教育相比,在研究生教育階段,各高校不同程度地加強了學生生物技術知識的學習和技能培養。其中,中國農業大學尤為突出,它將食品生物技術作為一個專業設置在食品科學與工程的一級學科下,分設食品基因工程、食品蛋白質和酶工程、發酵工程、食品微生物學、果蔬生理與分子生物學、葡萄栽培與葡萄酒釀造6個研究方向,所設置的生物技術類課程主要有食品生物技術、高級生物化學、食品生物技術專業Seminar、分子生物學專題等學位課,以及基因工程專題、細胞工程進展、發酵工程專題、食品酶學、高級食品微生物學、發酵食品研究進展、高級葡萄生理與分子生物學(葡萄酒方向必選)、葡萄酒化學進展(葡萄酒方向必選)、果蔬采后生理研究進展(果蔬貯藏方向必選)、蛋白質化學、生化技術、活性酶蛋白凝膠電泳技術、食品微生物實驗新技術等選修課。多數院校在食品科學專業設置了食品生物技術研究方向,如江南大學、華南理工大學、天津科技大學、福州大學、山東師范大學、山東輕工業學院等。多數高校的食品科學專業將食品酶學或食品生物技術(中國農業大學選擇的是食品生物技術研究方法與進展)作為必修課,其他專業或必修或選修,也都設置了食品酶學或食品生物技術課程。也有部分學校設置了其他生物技術課程,如陜西科技大學食品科學專業將現代食品微生物學和現代分子生物學作為學位課。
從學分要求上看,各高校對碩士研究生總學分的要求在30~35分,其中生物技術類課程的學分為4~12分,占總學分的12%~35%。
2.3 理論學習與實驗學時的分配
在同一門生物技術類課程理論學習與實驗課時的學時分配上,各高校之間也存在著很大差別。在本科學習階段,多數院校未設置實驗內容,只有少數院校例外,如浙江大學和山東輕工業學院,兩者都為本科生開設了食品生物技術選修課,共40學時,其中實驗16學時。
在碩士研究生階段,各院校的情況也不盡相同。有的學校只有理論課的學習,而沒有設置實驗環節,如山東農業大學,設置了食品酶學和生物技術在食品工業中的應用兩門生物技術課程,作為專業選修課均為純理論課,各40學時;天津科技大學的食品生物技術為純理論課,共64學時。但多數院校設置了實驗學時,如江南大學設置了4門相關課程,食品酶學學位課63學時,其中實驗27學時;生化分離技術學位課44學時,無實驗內容;食品生物技術選修課30學時,無實驗;細胞與分子生物學實驗技術選修課60學時,其中實驗20學時。還有些院校設置了專門的生物技術實驗課程,如中國海洋大學有專門的食品生物技術實驗課程,34學時,暨南大學有高達72學時的食品生物技術綜合實驗課程。
2.4 實驗內容的設計
各院校對實驗內容的設計差別很大。有些院校在實驗內容的設計上不考慮與食品專業的直接相關性,如中國海洋大學和西北農林科技大學的食品生物技術實驗課,只涉及細胞工程和基因工程兩大實驗內容。有的院校只涉及與食品工程密切相關的生物技術實驗內容,如山東輕工業學院設置與食品工業密切相關的酶工程與發酵工程核心技術作為主要的實驗內容。也有些院校比較全面,如江南大學既涉及作為生物技術本身核心的基因工程實驗內容,又涉及與食品工業密切相關的酶工程內容。而暨南大學食品生物技術綜合實驗則最為全面,既涉及基因工程、細胞工程等生物技術本身的核心實驗內容,又涉及與食品工業密切相關的如α-淀粉酶、果膠酶、過氧化物酶的活力測定等酶工程的內容,以及如腐乳毛坯的制備等發酵工程的實驗內容。
3 結束語
通過對相關高校食品科學與工程學科生物技術教學現狀進行分析和歸納總結,我們可得出以下結論和啟示。
3.1 總體對生物技術重視
近些年來,由于生物技術的發展深刻影響著食品工業技術水平的提升,因此,各高校的食品科學與工程學科普遍重視生物技術的教學,無論在本科學習階段還是在碩士研究生階段都有除生物化學與微生物學兩門專業基礎課以外的生物技術相關課程,這與十幾年前相比有著本質的區別。
3.2 各高校之間的嚴重不平衡性
各高校之間在生物技術課程的設置上,存在著嚴重的不平衡性,這包括所開設的課程、總學時數、實驗學時數以及實驗內容的設計等多個方面。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)26-0220-02
江南大學生物工程學院是我國工業生物技術領域特別是發酵工程學科最具品牌影響力和競爭力的高等學府之一,建立了我國第一個發酵工程國家重點學科。學院歷來重視本科專業課程的教學質量和對學生專業素質的培養,但在實際教學中還存在一些不盡完善的地方,影響了專業課程教學質量和學生專業素質的進一步提高?!栋l酵食品工藝學》是生物工程學院針對具有一定生物學和生物技術理論知識的本科生開設的綜合性特色課程。該課程以傳授專業技術知識和培養學生動手能力為主要目的。本人結合自身的教學經驗,針對目前該學科教學中存在的問題提出改革措施,以期能夠進一步提高該課程的教學質量。
一、當前該課程中存在的主要問題
1.部分學生對專業課的重要性認識不足、興趣不濃。專業課程往往講授的是具體的產品生產原理、工藝及該行業存在的問題及研究熱點等,這與抽象理論知識的學習存在較大差異,導致部分學生在學習“意愿”上有抵觸情緒,甚至有些學生認為這些知識應該是職業技術學院學生的學習內容,而認識不到基礎理論課是為將來專業課學習服務的,專業知識和技能是大多數畢業生在社會上安身立命的看家本領。這說明部分學生對專業課的重要性上認識不足,也是部分學生對專業的學習興趣不濃的重要原因。
2.課堂教學與“重能力培養”目標不協調。目前該課程純理論講授比重較大,學生被動接受知識,對知識僅停留在膚淺認識和反復的強化記憶中。傳統的教學方法導致學生對專業基礎知識無法較好地理解,對于以后的進一步學習和創新發展尤為不利,這違背了工科背景和高校教學改革“重能力培養”的目標。
此外,由于此課程學時較少(32學時),限制了實驗動手能力的培養,影響了課程教學的完整性。由于實驗器材和課時的限制,《發酵食品工藝學》未安排實驗操作課程,所有內容只能“紙上談兵”,嚴重影響教學質量。
3.課程內容相對滯后?!栋l酵食品工藝學》涉及知識面廣、相關理論發展迅速,新理論和新技術不斷涌現。而《發酵食品工藝學》的教學內容目前無法及時補充相關的新理論、新技術。
二、課程改革的目標定位―注重專業素質和創新能力培養,激發學生的專業熱情
本課程改革定位在將教學模式與創新型人才培養有機結合,逐步引導和培養學生開展創新性學習活動。為此提出以下幾點舉措:
1.突破以理論課為主的培養模式,改為理論與實驗并重,重視實驗教學作為實施專業素質教育和培養創新能力的重要環節。
2.更新觀念,引導和鼓勵學生走上講臺,以自我講授的方式激發學生的專業熱情。
3.大膽嘗試“開放性教材”,以《發酵食品工藝學》為主,以本校數據庫為平臺,及時更新和吸收國內外最新的相關理論和技術。
三、課程內容改革
1.新課程內容的編寫。引進和借鑒西方國家最新的相關教材,根據學科發展,不斷更新內容,從而將課程的基礎知識與學科的發展相結合。突破原有的或按結構或按功能編排的舊框架,按照國家和地方專業技術人才的需要,結合學生的具體專業興趣重新組織授課內容,使授課內容更有針對性。通過多閱讀文獻,擴大知識面,盡量把所講的理論知識與應用例子聯系起來,把應用實例貫穿到講述的各章節中。
改革后的教學內容設計應注重理論知識、基本實驗技能與方法的順序性、連續性和整體性。教學過程中注重培養學生從現象入手,正確應用所學的理論知識和技術方法。
2.實驗內容的安排。《發酵食品工藝學》是以講授發酵食品生產原理和工藝為主的理論和實踐相結合的課程。目前該課程的最大問題是無實驗課程的安排,使理論和實踐嚴重脫節,不但降低了教學質量,也降低了學生的學習熱情。目前《發酵食品工藝學》課程共分15章,包括二十多種發酵產品,實驗內容應選取在生產原理和工藝上具有代表性、產品產量和影響大、學生興趣濃厚的為佳,如啤酒、黃酒、醬油、醋和乳制品等;同時應考慮本課程實驗內容是否與其他相關課程實驗內容重復。為了克服大學低年級實驗課程中重視基礎性、驗證性實驗的現狀,我們重新構建了基礎性實驗、開放性實驗和創新設計性實驗三個層次。針對本學科的內容特點,基礎性實驗主要安排醬油和酸乳工藝實驗;開放性實驗允許學生在條件和時間允許的情況下自選實驗內容;設計性實驗鼓勵學生在選定實驗內容的基礎上,依據發酵相關理論對傳統生產工藝進行改進,以達到激發學生學習熱情和創新能力的目的。實驗結束時進行總結,延伸實驗思路和方法,提高分析問題和解決問題的能力。
四、課程教學模式探索
課程教學模式改革體現的是教學方法和教學手段的多樣化。把小組合作學習和互動式教學作為課堂教學的重要環節[1],同時注重學生的實踐性和研究性學習,培養他們的實踐能力和創新能力,并且充分利用網絡技術,擴大課堂教學容量。具體有以下一些探索方案:
1.教師在講課過程中主動“設疑”。針對部分學生對專業課興趣不高,上課是為了“湊學分”這種現象。教師除了要對所講專業課程的知識點和相關背景胸有成竹之外,還要對學生上課的目的和課堂上的心理活動規律有所了解。即做到“知己知彼,百戰不殆(成功的上好一堂課)”。目前我校大二、大三學生年齡普遍在20~22歲之間,好奇心強,對周圍的事物的“疑問”多。因此,在講課的過程中宜將數個知識點包裝成按照一定邏輯順序的系列“疑問點”――即設疑,隨著講課內容的推進逐一解開。該方法能夠成功實施的關鍵點在于“疑問”難度要適中、時機要恰到好處[2];此外,疑問點須是學生的關切點。
2.小組合作學習的教學模式。小組合作學習的教學模式貫穿于《發酵食品工藝學》的理論課和實驗課教學。此模式中教師用問題來啟發小組的合作和討論,注重在課堂上小組間的合作與互助,通過與人合作及交流擴展自己的視野和思路。在實驗過程中可以小組討論,本著大膽設想、小心求證以及求實的精神進行實踐操作。討論部分主要是鍛煉學生充分將理論和實驗聯系起來,培養如何分析和設計實驗。如果實驗失敗,可以學生自己先反省,然后進行小組討論,最后教師主持在全班進行分析討論,讓學生吸取教訓、積累經驗。通過這樣的方式,激發學生在實驗課上的積極性和創造性,同時鍛煉他們的動手能力。
3.互動式的教學模式?!栋l酵食品工藝學》中包括20多種發酵食品的發酵原理和生產工藝,有些產品的生產原理和工藝較為類似,如黃酒、白酒和醬油等,為避免講授內容的重復和激發學生的學習主動性。教師根據教學目的和學生興趣,提出幾個觀點或要求,學生以小組(3~4人)的形式選擇其感興趣的內容(最好是學生家鄉或熟悉的產品),在課下充分查閱資料,自主學習后制作多媒體課件,在課堂上對該產品的歷史、生產原理和工藝進行講解(15分鐘左右)。在此過程中促使學生掌握該產品的歷史、生產原理和工藝,同時也激發學生的積極性,變學生被動的接受知識為學生主動的去掌握知識;師生互換教學角色,以互動式的教學模式提高教學質量。
4.階梯式實驗教學。構建階梯式實驗教學,具體分為基礎性實驗、開放性實驗和創新設計性實驗三個層次。具體內容見課程改革第2部分。通過一系列的階梯式實驗教學訓練,最終目標要使學生養成創新性思維能力和學以致用的能力。
5.改進和完善課程網站。課程網站可以將優秀課件、教學錄像、電子教案、文獻庫等教學資料傳到網上,并且做到及時更新網絡內容、擴大課程信息量,發揮課程網站的輻射作用。增添新的欄目和內容,如網上提交作業和批改系統等。答疑也可以通過網絡進行操作,促進教師與學生以及學生之間的自由交流和互動。網絡教學在課程教學中的優勢在于既保證了課堂教學內容的高信息含量,內容不斷更新,又使教學形式生動活潑,引導學生更加積極、主動地學習相關知識。
工科學院的教學要樹立正確的人才觀、質量觀,培養適合區域經濟和社會發展需要的應用和創新型人才,逐步構建以能力為核心、以學生為主體的教學體系。《發酵食品工藝學》以理論與實踐并重,以自我講授的方式激發學生的學習熱情,并對教學內容和模式進行改革和完善。通過上述改革能夠更好地培養學生的專業技術知識、實踐動手能力、分析解決問題的能力和創新意識,是達成教學目標的重要手段。
參考文獻:
那么如何讓預設和生成在政治課堂中和諧共舞呢?下面,結合教學實踐談談自己的幾點體會。
一、精心預設,搭建“生成”平臺
俗話說:“凡事預則立,不預則廢”?!邦A設”是教學的基本要求。在新課程關注“生成”的今天,強調“預設”也是十分必要的。
首先,要對教學目標進行精心的“預設”,做到“心中有教材”。教學目標是教學的靈魂,是教學的出發點和歸宿,它支配著教學的全過程?!墩n程標準》和教材是確定教學目標最基本的依據,教師要沉下心研讀課標,靜下心揣摩教材,明確課改要求,熟悉教學內容,理清教學思路,弄清讓學生“學會什么?”只有心中有清晰的教學目標,才能高效的開展教學活動,正確對待課堂中出現的“生成”。
其次,要對學生進行精心的“預設”,做到“心中有學生”。課堂不是完美教案的展示,它面對的是一群活生生的學生主體。世界上沒有完全相同的兩片樹葉,學生個性迥異,對事物的看法和觀點也不盡相同,因此課堂上隨時都可能出現“意外”和難以預料的結果?!叭耸巧尚缘拇嬖凇瓋和陌l展具有豐富的可能性,是不確定的、不可限量的,也是不可算度的?!被谝陨戏治?,更需要教師在“預設”時,尊重學生的個性差異,正確估量學生個體因環境不同、生活經驗不同、知識背景不同而表現出來的知識經驗、學習方法、思維方式、情感體驗等方面的“差異”,彰顯課堂教學的多樣性、豐富性和隨機性。
另外,還要對教學問題進行精心的“預設”,做到“心中有適合的問題”。問題與教學是不可分離的統一體。教學圍繞問題展開,問題在教學中得以解決,教學又發現新的問題……教師應以學生已有的知識和經驗為基點,體現學生發展的需要,設計的問題不僅要讓學生“跳一跳,就能摸得到”,還要讓學生“跳一跳,才能摸得到”,既能學生體驗成功的愉悅,又可為學生“生成”新知識發展提供空間。
二、發揮教育機智,捕捉“生成”契機
面對課堂上生成的問題,教師除了有良好的心理素質以外,還必須要發揮教育機智。執教《與誠信結伴同行》教學中,組織學生對誠信的重要性展開討論的過程中,一個同學突然冒出一句:“人如果都說實話,那么碰到壞人勒索,也不能說假話了?”課堂突然沉寂下來,另一個同學也插嘴了,說:“醫生是不是也要把病人的病情如實告訴病人呢?”課堂氣氛緊張起來,全班同學把目光投向我,好像質疑我剛才讓他們討論的問題是否在價值。這時候,我沒有按“預設”繼續對誠信的重要性進行歸納,而是立刻表揚了這兩位同學,表揚他們有個性,肯動腦子,問題提的好。我順勢讓學生就“醫生善意的謊言誠實守信嗎?”展開辯論,學生七嘴八舌,這兩位同學問題提的好,其他同學的回答是巧妙。一位同學還聲情并茂地講了一個故事:“一個得了白血病的小女孩,在她生命的后期,當醫生問她最大的心愿是什么時,她說想去天安門看看升旗儀式,對一個生命垂危的女孩的最后心愿,醫生和家長哪有不滿足的理由呢?但是因為她的家住在遙遠的新疆,如果滿足她的要求,醫生怕女孩經受不住旅途的勞累,于是一個由2000多名志愿者和醫生還有女孩的家人組織的集體編造謊言的活動開始了,從上火車到改乘旅游公車,一路上,從報站到服務員端茶倒水,甚至到旅客的交談,都是大家有意安排的,最后來到了一個學校,在軍樂隊伴奏的國歌聲中,雙目失明的女孩以為真的來到了渴望已久的天安門廣場,當看到她無力的舉起她的小手向國旗的方向敬禮時,在場的人們全都流下了熱淚?!蹦┝耍@位同學還擲地有聲?“善意的謊言不僅無礙于誠信,把握住謊言的度,我們的世界會更美好!”
幾句廉價的表揚,一場隨機的辯論,巧妙的利用了課上生成的教學資源,激發了學生主動探究的興趣,為課堂增加了生活化元素。相反,如果拘泥于靜態教案的“預設”,對學生動態的“生成”熟視無睹,束手無策,那么課堂讓的精彩就會擦肩而過。
三、耐心引導,巧用“生成”資源
一次,我曾發現一學生在課堂上看課外書《李嘉誠全傳》,就趁機組織了一節有針對性和實效性的教學。那節課,我正在上七年級上冊的有關實現“人生價值”的內容,教室里靜悄悄的,同學們一個個都正在認真地聽和作筆記。突然,有一個同學大聲叫了一聲:“好!”這一叫可讓教室里炸開了鍋,同學們此時都忙著去尋找叫好的同學,課堂原有的氣氛一下子變味了。
按照常規,應該迅速嚴厲地制止孩子們的舉動。但是,我也知道,這一節課是枯燥的,條條框框太多,對當今生活條件很對優越的學生是難以真正理解實現人生價值的主觀和客觀條件的。為什么不利用《李嘉誠全傳》來一個現身說法呢?我靈機一動,很平靜地問了一聲:“我的課都還沒有上完,哪位同學這么早就下定論?”“是李勇”“他在課堂上看《李嘉誠全傳》”旁邊的同學說道。我趁機因勢利導,“你了解李嘉誠嗎?”“他是怎么樣成功的?”“你覺得他成功的因素有哪些?”“同學們,你們愿意和李勇同學一起探討嗎?”一石激起千層浪,教室里頓時沸騰起來。一堂枯燥的課,由于生成性教學資源的參與,卻達到了我們期盼的“我要學”。
“沒有最好,只有更好”,教學永遠是一門遺憾的藝術。在教學過程中,只要我們不斷提高自己的教育智慧,課前科學的“預設”,課堂上靈活捕捉“生成”契機,善于發現有價值的生成性資源,思想品德課就一定會因充滿生命活力而更具魅力。
關鍵詞:雙語教學;生物工程專業;普通生物學;課程體系
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0193-02
一、高校生物工程專業實施雙語教學的重要性及實際意義
雙語教學(bilingual teaching)是指使用兩種語言講授非外語語言類課程和專業外語課程的一種教學方式。雙語教學在北美、亞洲、歐洲和大洋州的許多國家應用廣泛。我國教育部2002年在《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》中也將雙語教育作為重要項目內容列入“普通高等學校本科教學工作水平評估指標體系”。因此,培養雙語人才一度列入中國教育發展的重要目標之一,目前已成為教育改革的熱點。
生物工程已成為21世紀的龍頭產業,生物科技已成為衡量一個國家科技水平和核心競爭力的重要依據。而歐美國家一直以來在屬于高新技術的生物工程領域內具有領先優勢,科技優勢決定了英語的語言優勢,因此這個學科在世界一流的高校里普遍采用英語教學,同時也主要用英語、專著和進行學術交流。為了使東北大學生物工程專業的學生跟上學科發展的最新進展,培養其創新能力、國際交流與競爭能力,需要實施雙語教學。
二、“普通生物學”雙語課程體系建設內容
1.堅持雙語授課,提高學生英語水平。在教學過程中通過英語講授、漢語說明、英語專業詞匯講解以及英語提問等環節為學生提供英語學習和實踐的環境,使學生學會用英語思維,養成良好的英語學習習慣,掌握如何運用英語進行交流。并使學生在原來大學英語的基礎上不斷提高英語水平,掌握使用英語這一語言工具獲取專業知識的技能,包括能夠流利地閱讀和理解生物工程相關學科的英語文獻等。讓學生更容易地獲取國外前沿知識,提升學生國際競爭力。
2.探索“雙主體”授課方式,增加學生參與教學環節。為了鍛煉學生的自我表達能力和組織能力,培養學生的團隊合作精神,使課堂真正變成教師和學生共同的課堂,在課上安排“個人知識展示”環節。學生搜集與課程相關的專業知識,制作講解提綱和教案,為其他學生講解相應的課程內容,分析自己的觀點。或安排“小組討論”,把學生按照課程內容分成若干組,每組選派組長一名,以組為單位對課程內容進行討論和交流。在交流之后每組要向全體同學介紹本組的討論結果,供全班同學共同交流和分享。
3.編寫適合東北大學生物工程專業課程體系的雙語教材。教材的編寫立足于我校的生物工程專業,編寫既有東北大學辦學特色,又能真正適合生物工程專業及相關專業學生學習“普通生物學”雙語教學教材,從而改善傳統的同類教材中內容深淺不一、系統性不強等不足,同時填補國內“普通生物學”雙語教材的空白。
4.完成課程網絡平臺建設,方便學生課程學習。在“東北大學質量工程雙語教學示范課”建設項目實施的過程中,完成了“普通生物學(雙語)”課程的資源平臺建設。學生可以通過課程注冊后,在網上下載課程相關教案、作業、習題以及其他與課程相關的資料和網絡鏈接等。極大地方便了學生的課程學習,提高了學生的學習效率。
三、東北大學生物工程專業“普通生物學”雙語課程體系建設主要創新點
1.掌握雙語運用的合適度,形成“漸進式”英語教學模式。由于雙語課程采用原版英文教材、運用兩種教學語言授課,對“教”與“學”都帶來了一定的難度。課堂上既不能為了用外語上課而忽視專業內容的傳授效果,也不能為了專業學習而把外語當作負擔。不然,就失去了雙語教學的意義。雙語運用的合適度,成為雙語課堂教學的焦點。我們從教學語言媒介的運用切入,采取“小步引進、穩步推進、逐步滲透英語”的策略,形成了“漸進式”英語教學模式。
2.適應專業辦學實際,有效開發雙語教材資源。教材是保證教學質量的基本資源條件。選用優秀的外文原版教材是快速接近世界學術前沿的有效途徑。我們根據學生的實際情況和專業的辦學特點,在原有文本基礎上適當增刪一些內容,刪除原版教材中不適用的部分;增加符合教學大綱的內容,同時節選其他原版書中的章節,補充最新研究成果。還對某些章節進行合并歸類,使之更加符合中國學生的認知特點和知識結構需求。為了保證學生有效地掌握專業知識,還編寫了與英文教材內容相對應的中文教材,以期達到“專業知識和外語雙贏”的教學目的。
3.注重學生的主體地位,探索并實施“雙主體”教學模式?;趥鹘y的課堂教學中教師和學生的關系,“雙主體”教學是對師生關系的一種全新的界定。它對教育的價值取向、教育的目的、教育的形式、教學過程的結構和模式、新型人際關系的建立等等都將產生良好的促進效果。為了鍛煉學生的自我表達能力和組織能力,培養學生的團隊合作精神,使課堂真正變成教師和學生共同的課堂,本課程建設過程中,在課上安排“個人知識展示”環節。學生搜集與課程相關的專業知識,制作講解提綱和教案,為其他學生講解相應的課程內容,分析自己的觀點。或安排“小組討論”,把學生按照課程內容分成若干組,每組選派組長一名,以組為單位對課程內容進行討論和交流。在交流之后每組要向全體同學介紹本組的討論結果,供全班同學共同交流和分享。
4.根據專業辦學特點,完善課程體系。立足于我校的生物工程專業,編寫既有東北大學辦學特色,又能真正適合生物工程專業及相關專業學生學習“普通生物學”雙語教學教材,從而改善傳統的同類教材中內容深淺不一、系統性不強等不足,同時填補國內“普通生物學”雙語教材的空白。完成了“普通生物學(雙語)”課程的資源平臺建設。學生可以通過課程注冊后,在網上下載課程相關教案、作業、習題以及其他與課程相關的資料和網絡鏈接等。極大地方便了學生的課程學習,提高了學生的學習效率,也使課程體系日趨完善。
5.傳統授課方式與多媒體授課相結合,提高教學效果。本課程除了采用傳統的板書授課方式之外,在需要圖片演示和添加動畫效果的知識點采用多媒體演示圖片和影音資料等方法,很受學生歡迎,兩種教學方式的有機結合在很大程度上提高了采用其中任何一種單一教學方式的教學效果。
參考文獻:
中圖分類號:G424 文獻標識碼: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
生物化學(Biochemistry)是用化學的原理和方法,從分子水平來研究生物體的化學組成及其在體內的代謝轉變規律,從而闡明生命現象本質的一門科學。①生物化學課程是我院生物工程、釀酒工程、食品科學與工程等專業必修的一門專業基礎課程,其內容基本覆蓋了我院各個專業所需的基礎理論知識,是我院學生掌握專業知識的最重要紐帶,因而其教學地位十分重要。然而生物化學知識體系龐大,理論性和邏輯性強,內容抽象復雜且相互關聯,這對剛開始接觸專業課的學生比較難以掌握。特別是近年來高等院校課程改革的實施,實踐教學環節的加強使得生物化學教學課時進一步減少,給生物化學課程教學工作帶來挑戰。筆者從事多年的生物化學教學經歷發現,大多數學生都采用死記硬背的方式來應付期末考試,他們并沒有對知識點進行很好的聯系和掌握,缺少學習的動力和深入研究精神,在后續專業課學習和畢業論文(設計)中表現出知識點掌握不夠等問題。隨著生物技術的不斷發展和應用,生物化學在生物工程專業中的地位和作用則更加突出,這就要求將生物化學教學內容與后續課程緊密聯系,尤其是要結合專業定位和服務于地方經濟社會發展要求來開展教學。筆者從貴州大學生物工程特色專業建設出發,探討生物化學的課程設置及教學模式,以期提高學生對該門課程知識的掌握能力。
1 生物化學課程設置
筆者所在學院開設生物工程專業已有二十余年,辦學依據立足本省、面向行業人才需求,服務于地方經濟社會發展和國家現代化建設的專業培養要求,根據貴州產業發展和生物工程專業的沿革,在課程體系的設置上突出生物工程中下游課程,內容上突出傳統釀造業的理論實踐學習。生物化學課程作為生物工程專業最核心的基礎課,在課程教學內容設置上應該符合本專業的辦學定位。經過多次課程改革后,生物化學課程教學課時被進一步壓縮到64學時(理論教學48學時,實驗教學16學時),這給教學工作帶來極大挑戰。為了提高學生對該門課程知識的掌握能力,滿足本專業服務地方產業發展需求,筆者認為有必要對目前使用的教材和已有的課程內容進行調整。
1.1 教材的選用
我院生物化學課程使用的教材主要是張洪淵先生主編的《生物化學》(第二版),由化學工業出版社出版發行。該書內容精簡,比較適合生物工程、食品工程等工科專業學生使用。但使用該教材存在的主要問題是,由于知識點比較抽象和精簡,學生課后缺少擴展學習的空間,所以很難深入掌握各個知識點及它們相互間的聯系。特別是近年來不少考研的同學反映,該書不是考研專業指定的教材,建議在教材使用上重新考慮。筆者后來在教材選用上進行了嘗試,選用了王鏡巖先生主編的《生物化學》(第三版),由高等教育出版社出版發行。該書內容詳實、知識點豐富,對各個知識點的擴展解釋很充分,是國內很多985和211高校首選指定教材。然而使用該教材也面臨諸多困難,主要問題是在有限的教學課時內很難把握各個知識點的講解,同時學生面對該教材有較大的學習壓力。最近筆者嘗試了鄭集先生主編的《普通生物化學》(第四版),由高等教育出版社出版發行。該教材章節編排合理、知識點及其展開解釋說明均比較合適,是國內很多綜合性大學和其他院校生物相關專業的本科生教材。該教材在我院生物工程和釀酒工程專業使用,學生普遍反映比較好,同時任課教師感覺比較容易把握教學,因而是我院今后生物化學課程的首選教材。
1.2 教學課程設置
我院生物工程專業的辦學要滿足服務于地方經濟社會發展要求,在課程體系的設置上突出生物工程中下游課程,內容上突出傳統釀造業的理論實踐學習。因此,生物化學課程在教學內容上也要根據辦學需求進行調整。筆者依據生物化學課程理論教學48學時,再結合生物工程專業特點和傳統釀造業的知識體系,認為該課程教學內容應從以下幾個方面開展。
糖類化學部分是傳統釀造業重要的理論基礎知識。在該部分教學過程中,應當要求學生重點掌握典型單糖(葡萄糖和果糖)的結構和性質,再從單糖的基礎上去理解二糖和多糖的結構和性質,最好再結合某些釀造相關的實例來理解多糖等性質。脂質化學部分要求學生理解單脂和復脂的組成、結構和性質,了解固醇類物質的結構和基本特點。蛋白質化學部分不僅僅是釀造行業,同時也是整個生物相關專業最為基礎的知識體系。該部分教學應該要求學生重點掌握氨基酸的分類及其結構和性質,在此基礎上掌握肽和蛋白質的結構、性質和相互間的依存關系。重點講解氨基酸的溶解度、旋光性、光吸收、酸堿性質和重要的化學通性,并結合氨基酸的性質講解氨基酸分析方法。注重講解蛋白質的一級結構及測定方法,要求學生掌握蛋白質二級結構種類及特點,在此基礎上理解蛋白質的三級結構和四級結構及功能,并結合實驗講解蛋白質的分離純化方法。核酸化學部分是現代生物技術,特別是生物上游技術的基礎,雖然與傳統釀造業知識體系關聯不大,但對生物相關專業本科生至關重要。該部分教學應該重點講解堿基及種類、核苷和核苷酸的結構、性質以及核酸的結構、性質和生物功能,要求學生掌握堿基、核苷、核苷酸和核酸之間的相互關系,徹底弄清核酸的化學結構和化學性質,并掌握核酸一級、二級和三級結構及堿基配對規律,深入理解核酸的酸堿性質、吸收光譜、變性、復性與雜交,以及核酸的分離純化、合成和鑒定原理。酶化學和維生素化學內容與傳統釀造業知識體系關聯比較大,應當重點講解酶的化學本質和結構以及分類,特別是要注重講解維生素與酶輔基間的關聯。要求學生理解酶的作用特點、作用機制和酶的分離純化,重點掌握酶活單位定義及測定,理解調節酶、同工酶、誘導酶和多酶復合物的特點。激素化學、生物膜與細胞器內容與細胞工程、生物醫學等專業關聯度大,考慮到本專業學時的限制,該內容可由學習課后自學,重點了解激素的化學本質和生理功能,以及細胞的組成和各細胞器結構的功能。
物質代謝與調控內容與傳統釀造業密切相關,也是整個生物中下游最為重要的知識體系,應當重點講解糖代謝、脂質代謝、蛋白質和氨基酸代謝,以及這些代謝之間的相互聯系和調控。糖代謝方面重點講解糖酵解、三羧酸循環、磷酸戊糖等代謝途徑和生理意義,要求學生掌握糖酵解和三羧酸循環的各個代謝途徑、參與的酶系和ATP產生過程,重點理解戊糖磷酸途徑和參與的酶系,了解各種單糖、二糖和多糖進入糖代謝途徑,掌握糖代謝的調控及關鍵調控酶。脂質代謝方面以三酰甘油為例,側重講解甘油的分解代謝途徑和脂酸的-氧化過程,分析脂酸在何種情況下產生大量酮體及其后果,并注意比較脂酸 -氧化過程同線粒體酶系合成飽和脂肪酸過程的關系。蛋白質和氨基酸代謝方面要求學生掌握蛋白質在細胞內的降解,然后根據氨基酸的主要代謝途徑,掌握氨基酸分解代謝和合成代謝的共同反應,重點講解鳥氨酸循環及其生理功能,注重理解氨基酸代謝與糖代謝和脂質代謝的關聯。核酸代謝方面簡明扼要講解核酸的降解以及生物體內嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的分解途徑和生物合成。生物氧化方面涉及物質代謝的共同基本原理,重點講解NADH和FADH2兩條呼吸鏈中的電子傳遞及所需的輔基或輔酶,要求學生理解氧化磷酸化作用機制及其抑制和解偶聯。最后再講解物質代謝的相互聯系,要求學生掌握糖代謝、脂質代謝和蛋白代謝之間的相互關系,了解整個代謝的調節調控方式。關于遺傳信息的傳遞和表達內容,由于受學時的限制只能簡單介紹,該部分可以納入分子生物學課程進行講授。
2 生物化學教學模式
生物化學課程知識體系龐大,內容抽象復雜且相互關聯,采用傳統教學方式很難取得良好的教學效果。筆者根據多年的教學經驗,認為應當結合多媒體教學、網絡教學和創新實踐教學相結合的教學模式。
2.1 多媒體教學
傳統的教學模式要花費較多的時間用于板書,教學時間不能充分利用,教學內容信息量較少。而采用多媒體教學后,課件都是在課前準備好的,課堂上很少寫字,這樣就節省了板書時間,為增加教學信息量提供了條件,特別適用于生物化學這種知識體系龐大的課程。另一方面,多媒體教學將文字、圖片、動畫等整合,可為學生提供大量的感性材料,教學形象、直觀、形式多樣、趣味性強,可有效激發學生的學習興趣。②在生物化學課程中,生物大分子的立體結構及其代謝過程都是教與學的難點。在傳統的教學中,借助板書、掛圖或模型可有效講授這些難點,但對于學生而言,內容還是比較抽象,不容易理解。利用多媒體教學可輕易的解決這一問題。如在講生物大分子多糖、蛋白質、核酸等的結構時,學生通過觀看三維結構的圖片或動畫,就可以輕易地理解有關的復雜問題,自然地掌握了這些生物大分子的三維結構等有關的概念。
雖然采用多媒體教學存在諸多優點,但也要清醒意識到過分依賴多媒體教學的弊端。過分依賴多媒體教學,會極大地限制師生的主動性發揮。③在課堂教學上,教師切忌把自己當成課件機械式解說員。目前多媒體教學的一個常見現象是教師灌輸知識、學生被動學習的填鴨式教育,這種教學模式缺乏師生互動,不利于提高學生的學習積極性。采用多媒體教學的另一個弊端是課堂節奏快,學生很難及時消化所學知識,長時間后學生在學習上會出現消極的一面。筆者認為采用多媒體進行生物化學教學,在講授重點和難點知識時,課堂上應該及時與學生加強溝通,讓學生能充分理解和掌握相關知識;同時插入一些緊扣教學內容的時事圖片或研究進展,有效結合專業領域內的社會熱點問題,這對吸引學生的注意力和激發學生的興趣均有很大幫助。
2.2 網絡教學
目前本科教學工作存在的一個最主要問題是缺少師生互動,這與課堂教學課時被嚴重壓縮有很大關系。為了加強與學生間的交流和互動,筆者借助生物工藝學精品課程網站,開辟了生物化學學習和交流平臺。在該平臺上,學生可以提出課堂教學未懂的知識,也可以給課堂教學提出建議和意見,我們針對這些問題都進行了一一答復,這些交流手段也得到不少學生的積極參與。另外,筆者還在該平臺上提供了生物化學的學習材料,包括習題集和考研資料等,受到學生的歡迎。通過網絡教學上生物化學教學討論平臺,進一步鞏固了課堂教學,同時也加強了師生間的交流互動。
2.3 創新實踐教學
本科質量教學提升計劃的改革方向是加強實踐教學,提高學生的實際動手操作能力。目前一般院校都開辦了專業相關的實驗課程,但受到課時限制或經費短缺等因素,實驗課程學時一般比較少。我院生物化學實驗課時為16學時,這相對課程龐大的知識體系是明顯不夠的。針對這些問題,筆者近幾年一直鼓勵本科生參與科研工作,加強自身的理論知識和實踐動手能力。筆者近幾年帶領本科生參與了國家大學生創新性實驗計劃以及自己科研項目的研究,這些學生一般從大二上生物化學課程后就參與進來,利用空閑時間做實驗,直到最后完成畢業論文,他們中基本上每人都著有研究論文,畢業后這些同學大部分都繼續進行深造。通過創新實踐教學,學生可以結合生物化學所學知識,進一步在研究中得到應用和更深入的理解。一般學校很多老師的科研項目與生物化學專業知識體系密切相關,所以學生有很大的參與創新實踐教學空間。
3 結語
生物化學是生物工程專業最為基礎的課程,其教學地位十分重要。根據我院生物工程專業的辦學理念以及有限的教學課時,本課程在教學內容上應該做出適當調整,突出傳統釀造業知識體系,同時也要兼顧現代生物技術和本專業的歷史沿革。本課程教學手段上應該采用多媒體教學為主,網絡教學為輔的策略,加強師生間的互動和交流,在此基礎上改善教學質量,同時讓更多的學生參與到創新實踐教學,進一步提高該課程的教學效果。
基金項目:貴州省高等院校特色專業項目(SJG 2011 004);貴州大學品牌特色專業培育項目(PTPY201303)
*通訊作者:邱樹毅
注釋
[中圖分類號] F250 [文獻標識碼] A
1 在工作過程中對《生產物流管理》課程進行教學改革的重要性
1.1 有利于為社會提供優秀人才的輸送
對于目前市場來說,在工作過程中,合理的生產物流管理對企業的發展至關重要。因此,在工作過程中對生產物流管理課程進行教學改革,就具有實用性和迫切性。以制造業為例,對于一個優秀的制造企業來說,企業的競爭力不僅體現在產品的質量上,而且也體現在產品的交貨時間。在規定的時間內,能夠更快的完成產品的制造,這本身來說,就是強有力競爭力的體現。而提高工作效率,一個最有效的辦法,就是提高生產物流管理能力。在工作中,各個環節一環緊扣一環,合理安排各個環節,在這樣緊張有序的緊扣,最終體現的就是整個工作環節的有條不紊的進行,對企業的發展起到了極大的推動作用。根據工作過程中的需要,有針對性的對生產物流管理課程進行教學改革,設計教學方案、并以此設計教學內容。在此基礎上,根據學生對課程的教學進行反饋交流,更有利于教學質量的提高和人才的培養。在工作過程中對生產物流管理課程進行教學改革,是根據社會需要進行的,因此,更加貼進社會的需求,更加有利于人才的輸送。
1.2 有利于對學生理論知識和實踐能力的培養
基于工作過程的生產物流管理課程的教學改革,主要從以下幾個方面進行了改革。一是關于生產物流管理理論方面的改革。從教學內容上來說,新穎的內容、新型的教學方式、風趣的老師、積極發言的課堂氛圍,都是身處青年時期的學生最能喜歡和最能接受的教學方式。二是關于生產物流管理實踐方面的改革。對于傳統的生產物流管理課程,更加注重的是對學生理論的培養,認為對于學生來說,只要牢牢的掌握了理論知識,就是對學生較好的培養,達到了教學目標。而改革后的生產物流管理課程,更加注重實踐方面的投入,教學時間漸漸偏向于對學生實踐能力的培養。因此,改革后的生產物流管理課程,更加提高了學生的能力。
1.3 有利于高職院校提高教學質量具有競爭優勢
對于目前各大高職院校的發展現狀來說,由于國家目前提倡綜合性大學的建立,再加上學校為了增加學生對學校專業選擇的多樣性和對教學資源的充分利用,開設了很多的專業。其中包括的專業各式各樣,有的理科性質的大學,不僅開設文科性質的專業,而且開放的有醫學、藝術、馬克思等專業。不是說開放這此專業的學校沒有良好的教學能力,持反對意見。但是不得不承認,與那些專門以此類專業為王牌專業的學校相比,不管是教學設施還是教學資源,都存在著較大的差異,教學理念和教學內容也存在著差別。對于有能力的學校來說,對于較好的專業,都是自己編寫教材,并有專門的教師隊伍對其進行教學,并對教學內容根據社會需求,進行相應的改革??梢?,基于工作過程的生產物流管理課程的教學改革,不管在教學內容還是教學方式上,都對學校的生產物流管理課程帶來較大的提高。
2 基于工作過程的《生產物流管理》課程的教學改革存在的問題
2.1 教學隊伍中教師的資歷和教學水平存在較大的差異
從目前高職院校對于師資力量的引進來看,都加大了對充滿活力和創新思維的年輕老師的引進,但是在引進力度和課程安排上都存在較大的差異。具體問題主要體現在以下幾個方面。第一,對于許多高職院校來說,雖然對年輕老師有了一定程度的引進和重視,但是與具有資深的年老教授來說,存在較大的差異。這種差異主要體現在課程安排上,年輕的老師的教學課程,主要是比較文科性質的課程,比如思想教育、馬哲等完全理論性的課程,并沒有較大的教學難度。而對于教學能力較強的年輕來說,學校可能會相對性的進行培養,但是也僅限于技術含量不怎么高的專業。比如市場營銷課程,雖然也涉及到實踐,但是含量也不是很高,其相對的課程多樣性也較高。第二,在生產物流管理課程教師隊伍中,教學資歷和教學質量存在較大的差異。對于有較高資歷的老教授來說,理論知識更加豐富,而由于思想的局限和思維的固定性,對新事物的接受并不是很高,因而在實踐方面的教育相對的較缺乏。對于較年輕的老師來說,由于時間上限制,對理論知識的吸引并不充分,在理論知識的分析上存在一定的欠缺。但是由于思維活躍和對新事物的接收性,可以在教學方式上,對實踐的教學更加注重,在教學中增加理論方面的教學。第三,教學專業老師在課程教學設計上存在較大的分歧。由于思想上存在的差異,每個教學專業老師可能在教學方式上存在著較大的差異,但是在總體的把握上,還是一致的。對于生產物流管理課程來說,理論和實踐都有同等的重要地位,對兩者的注重和結合都有較高的要求,而由于教學專業老師資歷的分歧和見解的不同,并沒有達成一致。
2.2 對于從事物流管理的畢業生來說,企業存在一定的不滿意度
從目前企業關于從事生產物流管理的員工進行調查中發現,在此類員工中,專科院校的學生比例高于本科院校的學生。出現此類情況,并不是由于企業對本科院校的關于生產物流管理專業學生的偏見。企業也希望有較高學歷的學生來公司就業,以此來提高員工的整體學歷素質,成為一個擁有較高學歷的企業。但是,對于企業在應聘過程中,還是把機會給有較強吃苦精神和團隊合作精神的高職院校的學生。
即使是這樣,企業對物流管理的畢業生仍存在一定的不滿意度,這種就業現象出現的原因主要有以下兩個方面。一方面,對于求職者來說,畢業的學生并不能放低身段來從事較基層的工作。夢想著一出社會,就能找到一個管理崗位的工作,從事物流管理崗。但是以于企業來說,把一個毫無經驗可言的學生放在物流管理崗,并不是實際,出于對公司負責的態度,人資部在招員工的時候,既使求職中有較高學歷的本科生,人資部也選擇較務實的??圃盒5膶W生。另一方面,對于生產物流工作來說,首先的第一步,就是先下放到基層,對每個環節都較熟悉,為以后做好本職工作打好基礎。而對于畢業生求職來說,下放到基層與他們的職業意愿相關太大。對于高職院校的求職者來說,當面對有機會時,應該緊緊抓住,并在實習中努力學習,吸引新的要求和新的內容,以此來表現自己達到公司的要求。公司在對畢業生在實習中的表現來看,更偏向于有努力表現的畢業生,而對在工作中并不努力不能吃苦,不愿意在基層工作,時刻想著換工作的畢業生較失望。
2.3 高職院校對生產物流管理課程的投入并不大
雖然目前生產物流管理課程在企業的發展中,所占的地位越來越重要,在企業的發展中也起到了較大的作用。但是,對于物流管理這一名詞的出現,以及用的頻繁程度,也就是這幾年才興起的。因此,即使高職院校對生產物流管理以后的發展前景和生產物流管理在企業中所占的地位都有較深的認識。但是由于生產物流管理出現的時間較晚,對此的研究比較注重理論上的分析。而對于生產物流管理在實際工作中的應用,普遍缺乏一個全面的,詳細的,有較高參考價值的分析。而對于高職院校來說,更不可能通過實踐以提高生產物流管理課程的改革,只能根據僅有的企業在應用生產物流管理方面得出來的結論,來對課程進行一個規范??梢?,高職院校想要投入資源對生產物流管理課程進行改革,缺乏可以借鑒的成功經驗,也相應的沒有投入渠道,投入較少。這種情況的出現,并不是能在近期能夠解決的,不僅需要目前相關學者,花費精力和時間投入到這方面的研究。國家也應該出臺相應的政策,對生產物流管理給予相應的扶持和規范。企業提高了生產物流管理水平,高校對生產物流管理課程也找到了相應的借鑒經驗,在投入上也能找到相應的渠道,更能對課程的改革帶來事半功倍的效果。高職院校的學生也因此在整體素質上得到了提高,更符合社會對生產物流管理專業畢業生的要求。
3 提高工作過程中《生產物流管理》課程教學改革的對策
3.1 在生產物流管理課程設計上更明確
對于傳統的生產物流管理課程,并沒有涉及到課程設計這一理念,普遍的做法就是對學習直白的灌輸。這種做法不僅沒有達到預期的目的,更讓學生產生厭煩情緒,既使來上課,也是上課自己忙自己的,看電子書、玩手機游戲、看電影、聽歌等不好的行為。這樣的做法對于老師來說,是極其不尊重的,對老師的尊嚴是一種藐視。更是對自己的求學生涯抱著一種不負責的態度,這樣任其發展下去,在學校里什么具體的知識也沒有收獲,反而養成了好逸惡勞的習氣,對踏入社會生存和以后的成長也不利。
以達到在生產物流管理課程設計上更明確的目的,可以通過以下途徑。(1)在課程教案上,明確指出,此課程在哪些方面有什么樣的用途。在課程的一開始,就提起學生的注意,并且老師也要說明白,這節課程的內容在今后的工作中哪些方面是要注意的。這種做法與以后的工作內容相結合,不僅提起了學生們的興趣,更加增加了學生的集中度。老師在教學上也相應有了回報,更加投入到生產物流管理課程的教學中去。(2)在某個階段時,就對此階段的內容做一下總結,并用演講的方式讓學生提出在些課程中,對自己最感興趣的地方進行講解,讓學生自己養成思考與總結的習慣。
3.2 在生產物流管理課程教學改革中要以學生和社會的需求為主
以學生的需求為主,就是要提起學生的學習興趣。在生產物流管理課程教學改革中,以學生在求學中的興趣和投入為主要目的。以社會需求為主,就是要在生產物流管理課程教學改革中,與社會對生產物流管理中的要求為主。把這些要求加入到課程改革中,增加學生的生產物流管理能力。在生產物流管理課程教學改革中要以學生和社會的需求為主,可以通過以下幾個方面。(1)在生產物流管理課程開始和結束時,都做一個調查,對于課程開始的調查,是以從對想從課程中學到什么為主。對于課程結束時的調查,是以課程存在哪些問題和還需要在什么地方加強為主。(2)是通過與企業的合作,可以利用寒暑假的時間,把生產物流管理的學生帶到企業參觀,把平時在課堂上所學的與工作中的實際找到一個契合點,以明白自己以后在哪方面要加強。
4 結束語
總而言之,高職院校目前對生產物流管理課程的投入并不是很大,需要在很多方面都加強。這就需要社會、企業、院校的共同努力,并且高職院校的學生也要本著對自己學習負責的態度,投入到工作過程的生產物流管理課程教學改革中來。
參考文獻:
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中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)01(c)-0200-02
生物工程是以細胞工程、基因工程、生物分離工程、蛋白質工程、微生物工程為核心,借助于現代工程技術,以先進生物技術研究成果為對象,以產業化為目標,進行科學研究開發為其基本任務的工學學科,是生命科學從實驗室研究成果通向工業生產的橋梁生物工程技術,現已廣泛應用于醫藥、農業、能源、環境、食品等行業,發展速度突飛猛進。
1 我校生物工程專業發展現狀
湖南科技學院是位于湖南永州市,集文學、理學、工學、法學、經濟學、管理學、教育學等學科于一體的地方本科院校。我校生物工程專業創辦于2004年,已培養了學生609人,目前有在校學生253人,2008年生物工程專業批準確定為國家教育部第1類特色專業,2009年獲批第二批湖南省普通高學特色專業,2010年獲批教育部、財政部第六批高等學校特色專業,2012年獲批教育部綜合改革試點專業項目,現有中央與地方共建特色優勢學科“生物質能利用生物技術實驗室”1個,湖南省高校產學研合作示范基地1個,湖南省級精品課程1門。
2 我校生物工程專業教學過程中存在的問題
經過近10年的發展,生物工程已成為我校優勢發展學科,但不可避免地存在許多問題,主要表現在:(1)長期以來我們照搬重點院校教育模式,制訂一系列培養方案與教學計劃,各門課程之間的教學內容相對獨立,基本上采用的是研究型人才的培養模式,與高級應用型人才培養思路不相協調,未能真正體現地方經濟發展特色,本專業課程設置偏重基本知識、基本原理的掌握,大部分專業課未能突出體現工程系統的背景。(2)以前,我們往往注重學科化、學術化的發展道路,甚至沿襲了部分師專的師范化的發展模式,只重視理論知識研究和各門學科的獨立性,大都忽視了工程學科之間綜合性以及工程實踐的作用,導致我們的畢業生的視野長期被局限在科學技術的范圍之內,其工科技能未得到提升,培養出來的畢業生傾向于“工程科學家”而不是適應現代企業發展需要的工程師。(3)本專業部分教師自身缺乏工程背景和有效系統的專門訓練,大部分教師沒有實際的工程學習或者工作經驗,教師的教學手段只在傳統教學模式的基礎上作了稍許調整,大多重視理論灌輸、輕實踐技能的培養,未能及時把工程實例充實到課堂上來,沒有真正體現“面向工程”的辦學理念和培養目標。(4)本專業未永州地方相關企業形成互相依存、互利互惠、協調發展的有效機制。加上專業辦學經費不足、儀器設備陳舊、專業教師人數奇缺等因素,導致學生的工程訓練大多只局限在課堂和實驗室,培養出來的畢業生缺乏對工程背景、真實工程情況的了解,更談不上得到綜合、系統的工程實踐技能訓練。
3 生物工程專業專業教學改革與探索
面對迅速發展飛速的當今世界,工程不再是狹窄的科學與技術涵義,它不僅僅靠一種知識就能支撐,而是要建立在科學與技術之上的包括社會、經濟、文化、道德、環境等多因素的大工程涵義,工程師職業與其他職業的區別就在于高度的實踐性和綜合性,學生在工程觀的背景下經過綜合知識和系統思維的培養、訓練,才能做出對企業發展急需工程項目。針對教育部評估專家提的建議和意見,經過我們系部領導和教研室討論,借鑒一些示范院校的經驗,結合永州地方經濟發展的實際需要,我們擬對生物工程專業教學內容進行改革與探索,主要設置以生物制藥、生物化工、農林種植、農產品加工為特色的生物工程專業人才培養目標及相應的課程體系,用工程觀、實踐觀理念來培養學生,要求專業教師樹立工程系統性和整體性觀念,凸顯本專業“以工為主”的辦學思路,強化人才培養的“工程觀”教育教學理念,大力提升學生的實踐與創新能力。主要做法如下。
3.1 逐步推行本科生導師制
我們擬逐步在本科生一年級下學期開始中在推行導師制,一直持續到學生畢業,針對不同學生的特點,劃分不同專業方向的導師,導師的遴選除了本專業的老師外,還積極遴選一些企業資深工程師作為校外導師,導師對學生從學習、思想、生活各個方面進行全方位的指導。要求導師在課堂教學內外都與學生密切聯系,鼓勵學生創造性發展,鼓勵學生多帶著問題學習,多帶著探索精神去發現學習中遇到的問題和解決學習中遇到的問題。通過教師與學生的雙結對,引導學生盡早接觸科研活動,參與專業文獻查閱、科研論文寫作、科研實驗、工程設計、工廠技術疑難攻關等,完成學生的畢業論文或設計,逐步培養學生的創新能力、動手能力、自主學習能力。
3.2 重視實習實訓教學
實習是提高工科學生感性認識和工程能力的主要環節,計劃安排6周時間(其中1周實習準備、4周集中實習、1周為實結),按20人/組的標準分別配備校內外指導老師各一名,校內外指導老師對學生的實習進行全程指導。以前生物工程專業的實習,實習基地不穩定,專業方向不十分合適,影響實習效果,我們將根據永州地方經濟特色,到相關永州相關企業(如農業示范園、啤酒廠醫藥公司、永州特色經濟種植基地、食品公司、農產品加工公司等)走訪、溝通,通過簽訂協議、掛牌等方式,建立起7~10個穩定的實習基地,同時我們將逐步開展校內實習基地的建設,擬建設如生物發酵中試基地、生態農業示范基地、特色觀賞園林示范基地等,使學生能夠更好的在專業對口的企業或基地實習,培養動手能力,為學生今后從事科研開發、工程設計奠定基礎,同時我們還將積極鼓勵學生開展專業社會實踐活動,配備校內外專業指導老師進行跟蹤指導。
3.3 突出抓好課程設計
以前,生物工程專業的大部分學生畢業環節內容都以參與教師科研課題為主,他們在完成論文的過程中缺少工程設計的訓練。但繪制工藝流程圖、物料、能量衡算、工藝設備選型等工作是工程應用型人才所必備的基本能力。為此在生物工程專業的課程設置上,在第4、5學期相關的專業課學完后,我們都設置了對應的課程設計,積極與校內外實訓基地合作,課程設計來源于永州當地企業(如啤酒廠醫藥公司、食品公司、農產品加工公司等)在生產過程中遇到的設計問題,使學生在校內外導師的指導下完成工程設計的訓練。
3.4 做實畢業環節
無論是畢業論文還是畢業設計都是學生實踐性和創新性能力培養最重要的環節。本專業要求在第六學期導師就必須考慮課題,下達畢業論文(設計)任務書,讓學生先進行文獻查閱、外文翻譯等前期準備工作,爭取在暑假期間就進入課題工作階段,學生課題必須與解決永州當地企業(如農業示范園、啤酒廠醫藥公司、永州特色經濟種植基地、食品公司、農產品加工公司等)在生產過程中遇到的問題相關,充分調動學生的積極性,使學生的畢業設計與永州地方經濟緊密結合。學生通過大半年畢業環節的鍛煉,其動手能力、獨立思考能力、團隊協作能力、理論聯系實際能力、工程實踐創新能力均能大幅度提高。做實了畢業環節,就會使學生通過半年的歷練使前三年積累的知識得到升華。
3.5 加強教師隊伍建設