发酵工程论文范文

时间:2023-03-31 18:57:26

导语:如何才能写好一篇发酵工程论文,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

发酵工程论文

篇1

1.1改革实验教学形式

改革后的发酵工程实验将传统两周一次课的频率改为每周一次课,将全学期实验压缩到半学期进行,同时采用“一条龙”式实验教学形式,即在规定8周教学时间内,学生根据课程要求和微生物培养需要,系统且连续地安排实验时间,实验环环相扣、同学分工协作,共同完成实验方案的任务。这种教学形式改变以往只遵循上课周期而不顾微生物培养特点的弊端,培养学生合作意识和团队精神,增强学生实验积极性和主动性,增强实验教学效果。

1.2优化实验教学体系

以往发酵工程实验开设的项目主要针对发酵工程基本操作及菌种筛选等,实验内容相对孤立,学生对发酵过程的整体认知不够全面。改革后结合我校特点,采用“一条龙”式实验体系(自然界中产酶微生物的选育、发酵条件优化、发酵产酶及酶的提取、酶学性质研究及改性、酶的应用等),在此实验中,涉及微生物、发酵工程、生化分离工程、酶工程等实验方法和技术,形成连续而系统的实验,实现从验证性实验到综合性、设计性实验的转变。系统化的实验教学体系有利于培养学生发酵工程研究基本思路和方法,使学生全面了解某一发酵产品生产和应用的特点与关键环节,整体掌握发酵工程的系统实验知识。

1.3整合实验教学内容

按照我校生物工程和生物技术专业的培养方案,改革后我们在教学内容的选择上力求具有系统性、科学性、实用性和先进性,结合生产实际,以学生熟悉的典型发酵产品、酶制剂产品生产为主,将发酵实验设为发酵产酶模块、红曲米固态发酵模块和自酿自饮(风味酸乳及糯米甜酒的酿制)模块,共八个实验项目,包含液态发酵和固体发酵、好氧发酵和厌氧发酵,按照基础、综合、设计三个层次编制实验内容,将整个发酵实验内容,优化后的实验教学内容更为丰富,更有利于培养动手能力、综合运用知识的能力和创新能力。

2.结语

篇2

(一)调查对象

给水排水专业11级29名本科学生为调查对象,所有学生均参与了此次调查。

(二)调查内容

本次调查我们拟定了10项调查内容,主要包括项目教学法成效、项目教学对能力培养情况两方面内容进行了调查分析。

(三)调查方法

本次调查采用匿名调查的形式,共发放问卷29份,收回问卷29份,回收率100%,每项调查内容均根据其选项人数采用百分制进行统计分析。

二、调查结果与分析

(一)项目教学法的成效

针对“你认为‘项目教学’能够让你对课程知识与技能更感兴趣和更好地掌握吗?”进行提问。问题的调查结果。由图1可知,项目教学实施后,有72.2%的学生选择能够“对课程知识与技能更感兴趣”,16.7%的学生选择基本能够。说明通过项目教学法的实践,近90%的学生认为该教学方法可以激发学生学习供热工程的兴趣,这也就为其学好该课程打下坚实基础。实施后7.4%的学生选择了“说不清楚”,说明通过实践,有极少部分学生没有积极参与到项目实施过程中,说明还需要改进项目教学,力争让全部学生积极参与其中,从而达到提高兴趣,增强其学习动力的目的。对“对课程知识与技能更好的掌握”问题,由图1可知,选择“能够”的学生在项目教学实施后占75.9%,选择“基本能够”的占11.1%。说明通过项目教学的实践,有超过5/6的学生认为实施项目教学有利于“对课程知识与技能更好地掌握”。但也应该看到,虽然选择“说不清楚”的学生占13.0%,也说明项目教学实施过程有待于改进,力争让这部分学生切实感受到该教学方法有利于对课程知识与技能更好地掌握。对项目教学“是否能够激发你对行业的兴趣”问题,63.0%的学生选择了“能够”、22.2%的人选择了“基本能够”,说明该教学方法可以使超过3/4的学生对供热行业产生兴趣,这进一步说明项目教学有助于其对该课程的学习及对供热行业的关注,这对提高其学习质量意义重大。

(二)项目教学对职业综合能力培养情况

针对“项目教学”是否能够有助于理论联系实际问题的调查结果见附图2。图2显示:近95%的学生认为项目教学能够或基本能够有助于理论联系实际,说明本次项目教学实践,绝大部分学生都接受并认可了,这进一步说明该教学方法有助于教学质量的提高,而只有不到5%的学生不认可项目教学,这需要教师进一步改进其实施过程,加强实施过程的监控,努力使学生参与到项目设计过程中。同时显示:有90%以上学生认为项目教学能够或基本能够有助于端正学习和工作态度,但也有近8%的学生选择了“说不清楚”或“不能”。这充分说明项目教学确实有助于培养学生具有刻苦努力,积极思考、勤于动手等良好的科学设计工作态度的工程师职业素养。在回答项目教学“是否能够能增加未来的就业竞争力”时,79.6%的学生选择了“能”,13.0%的学生选择选择了“基本能够”,近8%的学生选择了“说不清楚”或“不能”。这充分说明项目教学确实有助于培养学生的思维能力、反思能力、合作能力、信息搜集能力、综合应用知识和技能,独立发现问题、分析问题及解决问题能力、创造及创新能力、设计能力、计算能力、设计软件应用能力等工程师的职业能力及职业素养,有助于学生实现与工作岗位的“零对接”,真正做到学生“毕业即就业、就业即上岗、上岗即顶岗”。在回答项目教学“是否能够有助于提高人际关系和协调能力”时,64.8%的学生选择了“能”,20.4%的选择选择了“基本能够”,近15%的学生选择了“说不清楚”或“不能”。这一方面说明项目教学确实有助于培养学生合作能力,另一方面也说明少部分学生还没有体会到项目教学过程中“小组合作”的重要性,这需要教师进一步改进项目教学实施过程,加强实施过程的监控,明确每位学生任务,努力使每一位学生都参与到项目设计过程中,共同完成设计项目。在回答“通过项目的学习,你的自学能力能否有提高”问题时,13.0%的学生选择了“很大提高”,81.2%的学生选择就“有一些提高”,3.7%的学生选择了“没有提高”。这一方面说明项目教学确实有助于培养学生独立发现问题、分析问题及解决问题能力,另一方面也说明大部分学生在项目教学实施过程中对“自学能力”的培养还没有深刻认识。这说明教师需要反省项目教学实施过程,真正做到引导学生自己发现问题,寻找各种解决对策,在探究中建构自己的知识,在项目教学开展过程中,让学生正在体会到项目教学是“从做中学”,学生围绕项目这个载体,积极探索、锻炼和培养学习能力、职业能力。针对项目教学组织实施过程中,我们对“小组成员合作精神是否重要”进行了调查,其结果如附图3所示。表3显示:55.4%的学生认为“在完成项目过程中,小组成员合作精神”很重要,37.1%的学生认为较重要,只有3.7%的学生认为一般,1.8%的学生认为很不重要。这说明项目教学其实让学生体会到了小组成员合作精神的重要性,但也有超过5%的学生选择了“一般”或“很不重要”,这进一步说明需要教师进一步改进项目教学实施过程,加强实施过程的监控,明确每位学生任务,努力使每一位学生都参与到项目设计过程中,共同完成设计项目。

三、结论

篇3

1案例教学法和项目教学法

所谓案例教学,就是在教师的指导下,根据教学目的要求,组织学生对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动,教给他们分析问题和解决问题的方法或道理,进而提高分析问题和解决问题的能力,加深学生对基本原理和概念的理解的一种特定的教学方法咱员原猿暂。文献咱源暂论述了软件工程教学中应用案例教学法的可行性和必要性,提出一种案例教学模式院教师事先组织、编写好案例曰然后将案例在上课前发给学生,让学生分组讨论、分析曰在课堂上教师和学生进行互动,一起对案例进行解剖、分析、总结。项目驱动式教学法源于圆园世纪愿园年代的德国,是一种建立在建构主义学习理论基础上的新型教学方法。项目式教学法是行动导向教学法的一种体现,它区别于学科体系的教学方法。从形式上看,项目教学法是把学习任务编成一个个项目和任务,通过完成项目和任务达到学习知识、掌握技能的目的。文献咱远暂讨论了项目式教学法在软件工程教学中的实施,作者从课程实践内容的选取、实践教学方法与考核手段的制定三个方面尝试对课程项目教学进行思考和尝试。案例式教学与项目化教学即有密切联系又有本质区别。案例式教学法引入的案例只是为了说明某个功能的应用,教师在教学过程中为了吸引学生的注意力而选择学生熟悉或感兴趣的案例引入课程讲解。而项目教学法是工作过程的再现,学生通过完成项目中的任务可以掌握整个软件开发过程,因此它起到衔接真实工作的作用。在实际的教学活动中可以综合使用这两种教学方法,如文献咱缘,苑暂提出项目导向案例驱动的教学模式,结合案例的讲解分析进行理论教学,然后通过模拟项目演练来进行实践教学。本人在实践中发现,将传统的案例教学和项目化教学模式应用于野软件工程冶课程教学时会出现以下不足院员冤教学案例和实践项目的复杂度受到限制,只能采用一些简化的项目。圆冤教学案例与实践项目是分开的,缺乏连续性。教学案例和学生的实践项目往往来自不同的领域,不利于学生的理解和实践。

2基于案例项目的迭代式教学法

当前,迭代已成为砸哉孕咱愿原怨暂、敏捷式开发咱员园暂等大多数现代软件开发方法的关键实践。在迭代式开发中,开发过程被组织成一系列短期小项目渊称为迭代冤,每次迭代都具有各自的需求分析、设计、实现、测试和部署等活动,产生一个可执行的局部系统。每次迭代都是对系统的持续扩展和精化,随着时间和一次又一次迭代的递进,系统增量式地发展完善,最终成为完整的系统。这种迭代进化式的完成任务的思路对改进软件工程的教学有很好的指导意义。首先,它符合学生的学习规律。人们对知识的掌握并不是一步到位的,往往有一个从认知到掌握到熟练应用的逐步深化的过程。可以按此规律来组织教学内容,先讲解基本知识,使学生对软件工程理论和实践有初步认知,然后逐步增加知识深广度,同时培养应用能力,最终使学生具有按需要自己获取理论知识和独立实践的能力。其次,这种进化式的软件开发思想使得我们可以将大规模的有实用意义的软件开发项目作为教学案例和学生实践项目引入教学中。软件工程课程的特点决定了以简化的小项目作为教学案例或学生练习项目不能很好地说明软件工程原理,难以训练学生应用软件工程原理的能力,教学项目必须有一定的复杂度才能展示软件工程这门课程内容对软件开发活动的指导意义。但由于教学时间和高职学生的学习习惯及学习能力的限制,使用传统项目教学或案例教学方法时,教学项目复杂度的增加使得教学内容难以组织和实施。以迭代进化的方式组织教学案例可以很好地解决这个问题院通过将实际的大项目划分成一个个相互有联系的短期小项目,可以先选择其中一个作为教学案例来完成软件全生命周期的理论讲解,而将余下的作为学生实践项目。由于这些小项目之间是密切联系的,每次迭代开发需要的时间不长,使学生容易看到自己的学习成果,因此既有利于教学组织,又可提高学生的学习兴趣。基于项目的迭代教学方法将教学过程与案例的迭代式开发过程协同起来,以迭代的方式组织教学内容,实现学生能力进化式增长的目标。整个教学过程的由三次迭代来完成,在这三次迭代中通过教师、学生、案例项目在教学活动中的角色不断演化渊教师的角色由传授者逐步过渡为指导者到评判者,学生的角色完成从知识的学习者到实践者到项目完成者的转变,项目的角色也由教学案例转变为实践项目最终成为学生的开发成果冤,分别完成基本原理与方法的传授、教师指导下的学生实践和学生自主学习、独立完成案例项目三种不同的教学任务,达到软件工程理论知识的传授与学生实践能力培养的教学目标。在实施迭代教学时,首先要选择好教学采用的项目。选择的项目应该是学生熟悉的领域,具有一定的实际意义和价值,还要有相当的规模。项目选好后,教师应首先对项目的功能需求进行初步调研,确定一至两个功能作为案例教学的素材,结合该功能的实现过程向学生讲解将软件工程原理应用于软件开发的全过程。然后再挑选一至两个功能指导学生完成,余下的功能实现由学生独立进行从需求调研到实现、测试的全部工作。具体实施过程如下院员冤结合案例项目的第一轮迭代进行软件工程基本理论的案例教学。本课程教学的第一阶段主要结合具体案例进行软件工程基本理论和方法的讲解。教学案例是软件项目的一个核心功能的实现。本轮教学要完成以下教学内容院首先,介绍软件工程的基本概念、软件生命周期模型及软件开发过程等,在此基础上探讨软件需求分析技术,然后对所选案例进行详细的需求分析,写出需求文档。其次,软件的分析和设计技术,包括概要设计、详细设计、哉酝蕴建模技术等。本轮教学的难点是面向对象的分析和设计方法,这部分内容比较抽象,因此教学时要紧密结合教学案例,向学生展示从需求文档得到软件模型的详细过程。第三,软件的实现技术,包括软件编码、单元测试、数据库设计等。第四,讲解软件的综合测试技术,包括测试计划的制定、测试环境的搭建、测试的策略选择、测试用例的设计、测试工具的选择和使用、测试报告的书写等。在教学中,通过结合精心选择的项目用例,以软件过程中不同阶段的知识需求来安排教学内容,将复杂抽象的概念、原理用具体生动的案例进行诠释,给学生以直观、可见的操作演示,从而激发学生的求知欲,调动学习的积极性和主动性,使学生通过案例的学习,掌握软件工程核心要素渊方法、工具和过程冤的深刻内涵。通过本轮教学,学生基本掌握了软件工程的基本理论,对软件工程知识在软件开发过程中的意义及软件开发过程有了一定的理解,为下一轮教学打下了基础。圆冤教师指导学生对案例项目进行第二轮迭代开发垣理论知识的深化讲解。通过第一阶段的学习活动,学生已有了软件工程的基本知识,对软件开发过程有了直观的认识。本轮教学的目的是加深学生对软件工程原理的理解,培养其应用软件工程原理的能力。教学的主体由教师转移到学生,所采用的教学方式是教师指导学生完成本次迭代开发任务,教学过程可概括为野所用知识提示和补充垣学生练习垣集中点评冶。首先,将班级学生分为若干个小组,每个小组成员为四到五人。分组的时候要兼顾以下原则院学习主动的同学与学习被动的同学搭配曰同宿舍的同学搭配曰不同特长的同学搭配曰男女生搭配咱员员暂。对学生进行分组后,教师从案例项目中选出一到两个功能,指导学生按照前面讲的方法进行实现。本次迭代开始前,教师对本阶段所要用到的知识进行简要的回顾,布置本阶段要完成的目标曰规定每个开发阶段的完成时间点。然后各小组在规定的时间内完成本阶段的开发任务。各小组提交工作成果后,由教师进行集中点评,以使各小组之间能互相比较,共同提高。本阶段教学中,教师结合项目进展,补充软件项目管理、配置管理、设计模式等知识,以扩展学生视野,加深学生对现代软件技术的理解。猿冤学生独立完成案例项目的第三轮迭代开发垣理论知识的自主式学习。通过前二轮的教学,学生掌握了软件工程基本原理的基础,具备了一定的应用软件工程原理和方法进行软件开发的能力。因此,本轮教学要求学生独立完成对案例项目的第三次迭代开发,最终提交一个完整的项目。本轮教学任务由各小组自行完成,教师主要起到督促检查作用。学生开发中遇到的困难由他们自己通过查阅资料或互相交流来解决。本轮教学是学生自主学习和实践的过程,培养其独立开发和解决实际问题的能力以及团队协作精神。学生最后提交的系统将作为评定学生本门课程成绩的主要依据。

3本教学法的实施情况

我校采用野圆垣员冶教学模式,野软件工程冶课程被安排在第四学期,十八周,每周四学时,共七十二学时。教学选取野图书管理系统冶作为案例和实践项目。第一轮教学所用时间为八周左右,选择该系统的核心功能野借阅图书冶的实现作为本轮教学的教学案例,讲解需求分析技术、设计和实现技术和工具,以及创建数据库,部署和测试等软件开发全过程的关键技术。除此之外,还简要介绍了软件项目管理的知识。第二轮教学所用时间为四周,本次迭代中,让学生在教师指导下完成野归还图书冶功能的开发和部署。第三轮教学需时四周左右,各小组作为独立的开发团队完成图书管理系统中其余的功能模块,最后提交出功能完善、性能较好的系统。学生的总成绩由学期末理论考试成绩和第二、三轮教学中实践成绩两部分组成,理论成绩占源园豫,第二、三轮教学中的实践成绩各占猿园豫,第二、三轮教学中的成绩评定根据学生的实践态度、小组项目完成情况、小组成员互评成绩综合评定。以上教学模式在圆园员圆和圆园员猿两届学生软件工程课程的教学进行了实践。通过和采用迭代式教学法之前的两届学生的对比发现,采用迭代式教学方法教出的学生的期末考试渊笔试冤的及格率和良好率有了明显的提高,这反映采用迭代式教学法可以促进学生对理论知识的掌握。另外,由于迭代教学时,理论教学到项目实践之间有了平滑的过渡以及教学案例与实践项目的连续性,降低了学生的学习曲线,以及项目被划分成了短期内可以完成的小项目,使得学生容易看到自己的实践成果等原因,学生对软件工程这门课程的学习兴趣较之前的学生有了明显的提升。我校近四届学生对野软件工程冶课程的教学满意度测评结果渊见图员冤也反映了这种迭代式的教学方法已得到学生们的认可。图1学生对叶软件工程曳课程教学满意度调查

4总结

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1课程建设目标及拟解决的主要问题

1.1课程建设目标以软件生命周期为主线,围绕来源于企业的实践项目,按照软件工程的不同阶段,解决项目中的若干问题.整个课程围绕两个企业项目展开,各个阶段解决的问题要相互衔接,最终通过完整的软件开发过程实现软件功能.课程建设目标如下:(1)引入企业实际软件项目,改革传统以理论为主的软件工程授课体系和课程内容,建立以项目实践为主线,理论指导实践的课程体系.(2)与企业密切合作,充分发挥双方优势,既注重专业知识结构的扩展,又突出职业核心技能的培养,使学生的培养目标更加符合IT企业的人才需求.(3)以企业实际项目为素材,建设软件工程特色实践教材.(4)在企业帮助下进行师资培训,建立与新的课程体系相适应的教学团队.(5)增强学生团队合作意识,促进项目团队建设,让学生充分认识到技术和工具固然重要,但最终解决问题的是人,是大家的协作.

1.2拟解决的主要问题企业项目驱动下软件工程案例式教学法模式需要解决以下几个问题:(1)企业实践项目往往问题规模庞大,复杂性较高,并不适合直接用于教学,必须经过提炼和抽象后形成适合课堂教学和实训的教学素材.(2)制定能够符合企业项目案例式教学法的课程教学大纲和教学计划.(3)在新的教学模式下,探索高水平的教学团队建设.(4)传统以理论为主的软件工程教材已不能满足教学要求,必须着手建设本专业的特色实践教材.

2实施方案

2.1案例选择与制作案例来源于企业项目,又不同于企业项目.真实的企业项目规模大、复杂性高,而且企业追求有效地解决问题,个别功能模块实现过程逻辑不严谨,理论性不强.这使得企业项目不能直接用于教学,而应该对其进行适当改造,缩小问题规模,按照软件工程方法规范开发流程,完善开发文档,提炼教学素材.项目驱动下的案例式教学过程中,案例设计要突出待解决的实际问题,围绕如何解决关键问题引出软件工程的相关知识点,然后在软件工程相关理论的指导下,使用具体的技术工具解决问题.另外,案例设计还要覆盖软件生命周期的各个阶段,并且各个阶段的案例要具有连续性,让学生更好地理解软件开发周期的各个阶段之间的衔接关系.

2.2课程教学大纲修订传统的软件工程教学大纲一般侧重理论教学,教学内容主要围绕比较流行的两种软件工程方法学,按照软件生命周期的步骤逐次展开,主要讲授理论,并穿插一些小示例.但是软件工程是一门理论性、抽象性都很强的课程,作为指导人们如何合理开发软件产品的方法论,其主要目的就是如何降低问题规模的复杂性.其次,在传统的教学过程中,学生由于缺少目的性而被动地学习,学习效率非常低.引入企业项目后,学生为了解决真实的现场问题而组成项目小组并主动发现问题和解决问题,既培养了团队合作意识,又提高了学习效率.所以,软件工程教学大纲应做如下修改:(1)将以理论为主的授课体系改为以实践为主的授课体系,把“提出问题——寻找理论——解决问题”的思路贯穿整个教学过程.(2)围绕企业项目开发过程,合理安排项目案例,最终覆盖主要理论知识点.(3)增加2周的软件工程课程设计,学生可以组成5~6人的项目小组,自拟或在教师引导下确定题目,通过项目实践锻炼学生团队合作解决问题的能力.

2.3教学团队建设教学大纲的制订只是完成了课程体系的基本设计,最终教学效果如何还是要靠任课教师来完成.目前,高校软件相关专业教学内容及人才培养目标与快速发展的软件产业人才需求存在一定的差距.教师软件项目开发经验与企业实际要求存在很大差距是急待解决的主要瓶颈之一.因此,建设产学合作的教学团队是解决当前问题的最终出路.引入企业资深项目经理和工程师参与到课程设计和授课,解决学生项目开发中遇到的实际问题,是解决问题的有效手段[4-6].但是企业人员的差旅费、课时费和授课时间等都是大问题,尤其是外聘专家的费用问题,目前无法解决.另外,外聘企业人员参与到课堂教学毕竟不是长远之计,尽快提高教师队伍的实践能力,缩小与企业的差距,建立一支高水平的稳定的课程团队才是最终目标.因此,充分利用学校提供的企业挂职锻炼机会,选派骨干教师深入到企业研发一线,利用1年的时间参与到企业项目的研发工作中,从而达到提高教师实践能力的目的.这样做不仅密切了校企合作的关系,而且为优秀学生提供了更好的就业选择.这种“教师走出去,成果拿回来,学生送出去”的校企合作创造了合作共赢的软件人才培养新模式.

2.4特色实践教材建设特色实践教材建设是企业项目驱动下的软件工程案例式教学法改革中的一项重要任务,是改革成果的重要体现[7].传统的本科软件工程教材突出培养学生的专业理论知识能力,而实践证明,这样的内容设置教学效果并不好,学生学完课本后面对实际问题时还是无从下手.从“学以致用,以用导学”的角度出发,建设理论联系实际的特色实践教材,增加技术应用动手能力的培养,不但不会降低学生的培养层次,反而更有利于学生在实践中对理论的深入理解,提高理论指导实践的能力.

2.5课堂组织和管理为配合企业项目案例教学法过程的有效进行,避免传统的教师讲授学生被动接受的方式,将学生和教师置于教学过程中的平等地位,让学生积极地研究和解决项目问题是关注的重点问题.采取的主要措施:(1)按照自由组合和自愿的原则,学生分成几个5~6人的项目小组,每个小组内部分工协作,小组成员通过讨论发现问题和解决问题.(2)教师要按照“理论上讲解,实践上指导”的原则,锻炼学生发现问题及解决问题的能力.(3)围绕待解决的具体问题安排课前预习内容,鼓励学生主动研究问题,锻炼自主学习能力.(4)学生在课堂上以项目小组为单位针对具体问题积极讨论,深入理解问题,寻求问题解决途径,增强团队合作意识.

2.6考核方法如何提高学生学习兴趣,调动学习积极性,提高实践动手能力和团队协作能力,是课程教学改革的重点工作[8].为此,制定了组间与组内考评相结合、过程与结果考评相结合的分阶段考核体系,具体措施为:(1)考核由三部分构成:理论知识考核占30%,案例开发过程(分析、演讨和团队合作)占30%,开发成果(文档、程序)占40%.(2)个人最终成绩由个人所在小组成绩(40%)和个人成绩(60%)两部分组成.小组成绩是小组成员开发过程和开发结果的考核成绩.个人成绩是小组成员在开发过程中个人表现取得的成绩.(3)理论成绩采用闭卷笔试考核方式.小组成绩由项目开发各阶段成绩的平均成绩构成,由教师根据需求规格说明的完成情况评定.个人成绩由教师根据小组成员在项目开发中承担的任务和完成情况来评定,同时考查其在团队协作中的综合能力.

3结论

篇5

(青岛农业大学生命科学学院,青岛 266109)

摘要:本研究以发酵工程理论课程为例,从平时成绩和期末考试成绩2个方面对以主动学习为导向的应用型人才培养理论课程评价方法进行改革。实践效果表明,本研究采用的模块化考核、学生授课、教授他人的平时成绩评价方式和注重基础知识综合运用、实践案例分析相结合的期末考试成绩评价方式在一定程度上能够调动学生学习的主动性,提高了学生分析问题和解决问题的能力,因此本研究为应用型人才培养理论课程评价方法的建立提供了参考。

关键词 :主动学习;理论课程;评价方法;改革与实践;发酵工程

中图分类号:G642.47 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)24-0185-03

基金项目:山东省本科高效精品课程发酵工程项目(2013BK208);青岛农业大学应用性人才培养特色名校建设工程教学研究项目(XJG2013133)。

作者简介:李树文(1978-),男,吉林梅河口人,副教授,博士,从事发酵工程教学与科研;咸洪泉(1967-),男,吉林四平人,教授,博士,从事应用真菌工程教学与科研;郭立忠(通讯作者)(1964-),男,山东莱阳人,教授,教学院长,从事应用真菌工程教学与科研。

0 引言

大学理论课程的教授过程主要是通过教师的讲解、多媒体的运用、学生回答问题、课堂测验和课程论文等形式完成的。目前的状况一般是课堂上的教学在一定程度上调动了学生学习的兴趣并且能够主动性的思考问题,但在课前和课后时大多数同学都不会认真地进行预习和复习;对于课程论文的撰写一般是出于被迫而消极地进行不同文献的摘抄和拼凑;针对课程考试采取的方式往往是考试前进行突击性的复习,形成暂时性记忆应付考试,考试结束后对所学科目知识点能够理解和运用的寥寥无几。如果不对理论课程教学进行改革,学生长此采取这样的方式学习和应对课程评价,学生学习能力不但没有得到培养,学校和教师未达到教书育人的基本要求,而却形成投机取巧、急功近利和一蹴而就的恶习。大学生基本都是一群具有独立行为能力和自我价值观判断的青年人,如何使他们在课堂上、课前和课后对所学习的理论课程进行积极地主动性的学习是值得我们深入研究的一个课题。本研究以发酵工程理论课为研究对象,从理论课程成绩评价方法角度进行改革与实践以引导学生主动学习,从而为应用型人才培养理论课程的成绩评价方式提供参考。

1 改革内容

评价方式是引导学生主动学习的重要手段之一,是评价教学效果、实现教学目标、规范教学方法的重要依据,进行与教学内容配套的针对学生的评价方法进行深化改革对全面实施素质教育和培养应用型人才具有重要意义。发酵工程为生物技术专业的核心课程和专业必修课程,为引导学生进行主动性学习,对该课程的评价方法进行了变革。课程总成绩的评定方法采取平时成绩和期末闭卷考试成绩相结合的方式,所占成绩比例分别为60%和40%,提高平时成绩的比例,实现重过程重应用,使学生在课前、课堂和课后均能积极主动学习,具体内容如下。

1.1 平时成绩评价方法

平时成绩评价方法建立的目的是学生自主学习和学生分析问题和解决问题能力的提高,因此需要评价方法的多样化,考核方式的灵活性,既注重基本理论知识的掌握,又不能忽略知识运用能力的培养,因此本研究中将多种考核方式进行结合和实践,最终形成平时成绩的评价体系,分为3个方面。

1.1.1 发酵工程理论课程内容模块化考核与信息反馈

如图1所示,将发酵工程理论课程的基础理论部分依据发酵产品的发酵工艺流程分为5个模块,即分别为菌种、原材料、发酵培养、产物分离和发酵废物5个部分[1],每个模块授课结束后进行网络教学平台的试卷考核,考核学生理论基础知识以及运用能力。模块化的总评成绩占平时成绩的20%,这种评价方式依据教学内容和发酵工程体系设置,使学生明确了各个模块在发酵工程体系中的地位和作用,同时多次(5次)的考核有利于学生对知识的掌握和运用,使学生自觉建立发酵工艺框架并根据课堂所学知识进行课后问题的分析和解决。另外对考核结果进行综合分析,得到的信息反馈更加有利于教师掌握学生对知识的理解程度,使教师对难点和重点知识进行辅导和讲解,从而调动学生的求知欲和学习的主动性,避免现实教学过程中的出现的“不会不理解也无所谓”的自我逃避现象。

1.1.2 一次大作业,即学生授课并回答老师和同学提出问题的评价方法

发酵工程理论课程的实践应用部分即现酵工业采用学生授课的形式[2],讲授的内容均为已经实现工业化生产的发酵产品的发酵工艺,例如:蒸馏酒生产、啤酒生产和酱油生产等。该授课是在前面模块化内容教学结束后进行的,学生在掌握发酵工程基础理论知识的基础上,通过文献调研和团队合作,以小组形式进行讲解和回答问题,教师给予引导。实施过程是每个小组一个题目,教师随机抽取小组内一名成员讲解,讲解后要求该组成员需要回答其他组成员和教师的问题,该组其它成员可对所题问题进行补充和替答。教师依据该组成员讲解授课和回答问题情况给予分数,分数占平时成绩的30%。实现该过程需要进行课前的学习与小组成员的通力合作与明确分工,进而自觉地参与到整理知识点、学习知识、理解知识、讲解知识和运用知识的过程,该过程是对知识体系的整合过程,授课后对问题的回答是知识运用能力的体现。该种方法达到了学生课前自主学习、课堂中积极参与、课后积极讨论的主动性学习的目的和培养了团队作战的精神。

1.1.3 教授他人主动学习方法的评价方法

图2为美国国家培训实验室对学习金字塔的研究结果[3]。如图所示,在所有的教学方法中,教授他人的主动学习方法能够使学生的学习内容平均残留率达到90%。1次大作业过程中,每个小组对自己课题组的讲授内容能够理解和掌握,对其他组内容存在着了解而未能掌握的情况,可采取相互讲解教授他人的方法解决。教师将一个班级分为4个小组,即ABCD,如图3所示,一个小组分别将自己的内容分别讲解给其它3个小组,相互请教,使教者和被教者都能够主动的学习,最后每个组都学到了其他组的学习内容。教师任意选择小组的学生讲授其他三组的任意课程内容并回答问题,教师根据授课思路、知识掌握程度、回答问题情况,分别给予授课学生和其团队分数,该成绩占平时成绩的30%。教授他人的方法既能使教者主动性地掌握知识并运用知识,而听者主动性的学习知识和理解知识,同时又能培养乐于助人的品质,达到了教书育人的目的。

1.2 期末封闭式考试

通过前期模块化考核、学生授课和教授他人的手段,学生对于发酵工程理论课程的知识点能够理解和掌握,而期末试卷应该注重知识归纳总结综合能力和运用知识能力的培养。考题类型的设计分为2个部分,第一部分考核基础理论知识的综合应用,分数占60%,第二部分为实践案例分析,注重知识应用能力的考核,培养分析问题和解决问题能力,分数占40%。具体的形式为2道大题,即一罐一线,一罐指的是与发酵设备有关的菌种、物料、灭菌和发酵条件等相关知识点的综合应用;一线指的是以某种具体产品的发酵生产、分离纯化和废物处理等知识点进行案例分析,这些问题的回答需要前期文献阅读和理论知识综合运用才能够解决。因此一罐一线的考试方式使学生必须平时进行积极主动的调研文献和阅读相关书籍并将基础理论知识加以运用才能够完成的。

2 实践效果

2.1 教学质量评价分数

教学质量评价分数是由学校教务处发起,由学生对教师所教授课程的总体质量进行分数的网上不记名评定。发酵工程课程改革前,即2010年对教师教学质量评价分为92.743分,低于当年全校平均教学质量分数;改革后,即2014年对教师教学质量评价分为94.875分,高于当年全校平均教学质量分数(具体分数可登陆学校网站查询:10.10.3.18/;2011-2013年未授课)。同时,对该课程的评价均是良好和优秀,没有了不及格、及格和中等的选项。从学生评教的分数看,我们的教学改革取得了一定程度的进步。

2.2 学生期末总评成绩

2010年改革前课程的期末总评成绩由考勤成绩,平时成绩和期末考试成绩三部分构成,分数比例分为10%,20%和70%,其中平时成绩由学生上交一份课程论文评定,学生人数147人。2014年改革后课程的期末总评由平时成绩和期末考试成绩组成,分数比例分别为60%和40%,学生人数为149人(各年度学生成绩和学生人数可登陆网站查询:10.10.3.18/)。2个年度学生期末总评成绩比较如图4所示。改革后不及格学生人数为0,60-69分人数骤减,而80-100分的人数骤增。可见,该理论课程评价方法的改革使学生运用知识的能力得到提高。

3 总结

本课题采取平时成绩和期末考试成绩相结合的方式,提高平时成绩比例至60%,平时成绩多角度的从模块化考核、学生授课和教授他人等方式进行考核,期末考试从基础知识综合运用和实践案例分析角度设计题型,通过以上方式开展理论课程的评价考核,实践结果表明理论课程评价方法的改革能够调动学生学习的主动性并培养学生分析问题、解决问题的能力以及乐于助人和团队协作精神,本研究的评价方法在一定程度上使学生在课堂上、课前和课后对所学习的理论课程进行了积极地主动性的学习,同时达到了教书育人的目的,为应用型人才培养理论课程的成绩评价方式提供了参考。诚然,我们还需要进行深化改革,总结经验和教训,听取课堂内外的意见,争取教学质量评价分数达到95%以上,全部优秀,学生期末考试总评成绩均为良好(80-100分)以上。

参考文献:

[1]李树文,咸洪泉.生物技术专业《发酵工程》课程教学体系改革的探索[J].价值工程,2011,242:205-206.

篇6

关键词: 发酵工程 实践教学 开放实验室

生物技术产业是当今世界经济中极富活力的先导性、战略性产业,迅猛快速发展的生物工业领域给高等院校提出了与之同步的各项新的指导性技术要求。生物技术专业是医学院校为适应我国中长期发展战略及整个生命科学领域发展要求而设立的新兴专业。发酵工程课程是生物技术专业最重要的专业核心课程之一,根据医学院校生物技术专业的特点,如何使发酵工程的教学既适应时展的需要,又满足培养合格从事医学发酵工程研究及生产的技术人才的要求,是专业教师必须思考的问题。其教学方法与模式直接关系生物技术专业的人才培养质量。

一、结合学校和专业特点,安排教学内容

医学院校的生物技术专业与一般生物学专业不同,是医学和生物学相结合的新型专业。作为医学院校生物技术专业的专业课程,发酵工程教学应该结合自身实际情况,在符合总体框架的前提下,不仅从生物学角度,更从医药学角度展开。本校在本科三年级学习本门课程,要求学生具备一定的生物学基础,尤其是生物化学、分子生物学、细胞生物学和微生物学等相关专业基础课的学习。从开设发酵工程课程之日起,授课教师就非常注重追踪学科发展的最新趋势和研究手段,注意结合相关生物化学及微生物学的知识及医学院校学生培养特点,培养学生独立思考和科研创新能力,力争形成符合我校医学背景下具有较强办学特色的发酵工程课程教学体系,并不断发展使之完善。我们对课程内容进行分类和归纳,并选择有代表性的内容进行讲解。结合我校生物技术专业的医学背景及专业特色,适当增加医药相关内容的讲授学时,如重点讲解抗生素、氨基酸、核酸类药物的生产工艺过程。并以组成课外科研活动小组等形式,带学生去相关医药企业参观实习,使学生全面系统地掌握发酵工程领域的新技术、新方法和新思维,这会让他们受益匪浅。

二、充分认识实践教学的地位和作用

知识经济时代,社会要求高校提高教学质量,强化教学效果,用人单位需要高校培养更多高素质、复合型、创新型人才,而教学质量的提高、教学效果的增强和高素质人才的培养不是只靠理论教学就可以达到的,它们同样离不开与理论教学同等重要的实践教学。因此,在教学过程中,要加强理论教学与实践教学的有机联系,把二者放在同等重要的地位。如在发酵产品的生产原理一章,在教学过程中让学生动手参与酸奶、抗生素等发酵产品的制作,加深学生对发酵机理的认识和了解。加强实践教学会强化专业氛围,激发学习兴趣,从根本上理顺理论与实践的关系;实践教学的加强,可进一步发掘与丰富理论教学内容,做到学以致用、学以会用。

三、改革实践教学内容和方法

实验教学方法改革是实践教学改革的一个重要组成部分。要改革传统实验课教学中“实验员准备实验―教师讲解―学生照做”的单一模式,尽量多给学生留下思考的时间和创新的机会。改变“重理论、轻实践”的传统观念,加大发酵工程课程实践教学学时比例,降低单纯验证性实验比例,增加综合性、设计性实验的比重,增加与医药相关实验的比重。

如在酸奶制作实验中,实验老师不给学生准备实验用的各种器材,而是提前一周把实验内容及相关材料告诉学生,让学生自己选择发酵所需的菌种及原材料。上课时学生可以自由组合成实验小组,制订实验方案,在指导教师的帮助下一起完成本次实验的操作。通过一次简单的实验课,既巩固微生物学的理论知识和实践操作,又使学生掌握发酵工程菌种分离、培养的基本原理和操作方法,大大提高学生的科研能力和水平。

四、设立开放实验室

设立开放实验室,鼓励学生参加课外科技活动,在学生掌握了一定基本实验方法、技能和实验理论的基础上,充分利用实验室资源,设立开放实验室。通过一些设计性实验的设立,鼓励学生独立完成实验方案的设计,经指导教师审核后再实验。学生通过设计性、综合性实验训练,熟练掌握各项实验技术与方法,不断提高实验技术水平、独立分析问题和解决问题的能力。学生可以自行拟定科技活动课题,开展小制作、小发明、小创造、小论文等科技活动和各类实验竞赛活动,根据课题研究方向,联系相关实验室和指导教师,开展实验工作。学生科技活动型实验室开放为基础好、能力强的优秀学生提供了实践锻炼和提高的机会,提高了学生的科研能力。创造条件开放实验室,给学生创造更宽松的学习环境,让学生主动驾驭整个实验过程,充分发挥自觉性、独立性、积极性、主动性和创造性,实现分层次、多元化教学。

培养学生的实践能力,是教育的要求,也是时代的要求。从培养学生动手能力、思维能力、综合能力和创新能力出发,积极创造条件,进行发酵工程实践教学的一系列改革,从而提高学生的素养。

参考文献:

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专业建设初期,我们一直思考农业院校生物工程应办出怎样的特色?我们认为只有因地制宜,利用现有的学科优势,根据全省的实际需求,才能有效地确定专业特点。我校是农业部与地方共建的农业院校,有传统的优势学科,例如,作物学、植物学是湖南省重点建设学科。生物学基础强,是生物学博士点一级学科。但工科基础弱,贮备的工科背景老师少,如何体现农业院校的生物工程特色,确实需要动脑筋,利用已有资源学科优势,丰满教师的工科知识,并结合湖南农业经济特点才能办出农业生物工程专业特色,办好生物工程专业。首先,根据湖南经济发展特点分析,湖南是农业大省,正在向新型产业转变,要发展成农业强省;其次,湖南农产品如水稻、茶叶、柑桔、苎麻等产量居全国前列;植物资源丰富,特别是药用植物资源在湘西、湘南地带分布广泛;农副产品和废弃物很多没得到增值利用,或直接排到环境或直接燃烧,严重影响了生态环境,农民增产不增收。如果利用生物技术加工、改造农副产品,不但增加农副产品的附加值,节能环保,还能促进新型产业的快速发展,加速农业大省农业强省的跨越。农业生物工程培养的人才应该既掌握生物技术又具有良好的工程技能,有能力将生物技术的成果转变为生产力。那么,落实到我校生物工程人才掌握的知识点上,我们确定以发酵工程和天然功能产物提取和制药应用为核心的知识群为抓手,建设我校生物工程专业特色。

2课程设置与课程建设要体现培养目标

生物工程课程设置分为公共必修课,专业基础课,专业主干课,选修课(必选课和自修课)。公共课程英语、体育、计算机、数学等外。生物工程专业基础课程群包括生物化学、分子生物学、生化与分子生物学实验技术、微生物学、化工原理、机械制图、基因工程等专业基础课。生物学师资力量雄厚,依托生物化学与分子生物学学位点进行课程建设。生物工程专业主干课程群包括发酵工程、酶工程、生物制药工程、生物分离工程和相应的实践教学等课程。依托生物工程与技术硕士学位点进行课程建设。生物工程专业基础课有深厚的生物学学科作为建设后盾。“生物化学、分子生物学”已建成湖南省精品课程,“细胞工程”以及“基因工程”已建设成校级精品课程;“微生物学”得到学校教学改革课题和多媒体制作经费资助,多媒体制作获得“优秀奖”。

“分子生物学概论”和“生物化学与分子生物学实验技术”已分别成为全校本科生和硕士研究生的热门公选课。生物工程专业主干课程设置我们体现两个模块:以发酵工程为技术核心课程模块和以生物制药为核心的课程模块,以两个模块方向的理论知识要求和技能实践要求制定其他课程,并依托学科建设课程。该课程群是生物工程专业重点建设内容,也是最能体现专业特色的课程群。虽然师资年青,但力量较强、思维活跃,充满创造力,教师大多来自外校,学缘丰富。课程建设卓有成效,专业特色明显。为加强专业特点,专业发挥教师学术特长,根据发酵工程技术和天然产物开发与综合利用两个科学研究分向,建设了专业发酵工程与生物制药工程两个专业方向的课程体系,进行专业实验内容和生产实践内容的建设,将两个方向的理论课程进行整理和更新。以发酵工程为核心的课程群包括发酵工程、酶工程、微生物育种与变异、氨基酸发酵等;以天然产物开发与利用的课程群包括生物工程制药实验技术、药理学、药物分析和天然产物化学。现在发酵工程、酶工程、生物制药工程、微生物实验技术已建成校极精品课程,生物分离工程、药理学同样得到院级的课题资助。围绕发酵工程和生物制药的课程群体系的相应建立,其目的是扩展学生的在微生物应用和药学方面基本知识和技能,扩大其就业范围。延伸功能已扩展到研究生与自考生的教学和实践活动。在选修课的设定中,结合农业学科专业拓展知识面,培养学生的创新能力,主动适应人才市场的需要,鼓励学生选修其他相关专业的选修课。如食品科学院开设的食品营养学、农产品加工与贮藏;资源与环境学院开设的环境工程等课程都添置在生物工程专业选修课内;为了适应部分学生考研要求,我们也将遗传学、细胞生物学、免疫学等设置在选修课内。学生通过自己就业或学业定位,可以有多门课程选择。

3重视实践教学,并围绕两模块课程群实践课程体系建设

我们采用理论教学实习教学生物工程设计教学“三段式”教学模式组织实施实践教学。在此模式中,特别注重后两个环节,按小试验大试验生产实习工程设计教学的循序渐进的办法培养学生的实践能力。小试验设计针对性强,每个试验都有考核技能的重点,旨在规范学生的操作技能培养模式,对学生实践能力和创新能力的培养,取得了实效。通过理论——实践——理论——实践的反复学习过程,可使学生理论掌握扎实,实验操作规范,分析问题和解决问题能力增强。对于综合大实验,根据学科的内在联系,将专业主干课程综合大实验重新组合,将原来零散实践环节组合成相对独立于理论教学体系又与之相衔接的实践教学体系。例如,我们把原来的发酵工程、酶工程、生物制药工程和分离工程四门课程的综合技术课合并在一门生物工程实践课中,集中在4周进行实践训练,例如,发酵工程环节学生自己利用菌种优化条件生产酶制剂,在酶工程环节利用酶制剂催化反应,并同时研究酶的催化特性。分离工程环节通过提取植物功能产物,在生物制药工程环节利用包埋技术等制成药胶囊并研究药理作用。这样,使同学们对实践工艺有直观的感受,同时也综合运用了理论知识。对于一些重要的选修课,适当设计10个小时左右的实验课,例如,把药理学、药物分析实验纳入在生物制药实验中开设。生产实习教学中,以熟悉大规模生产流程和设备为主,将理论与生产实际结合,在实际生产中发现问题和思考解决问题。

2010年,我校生物工程专业得到国家支持,建设生物工程实训基地,基地建设的的模拟生产线仍然根据发酵工程和天然产物提取和药物制造两条工艺路线设计。这样,从课程群到实验基本培顺再到生产实习都可归纳在这两条主线上。专业建立了稳定的校内外实习基地,湖南红鹰翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技术有限公司、株洲千金制药有限公司等为校外教学实习提供了良好的条件。毕业实习是学生专业实践的重要环节,根据学生考研要求和就业去向,分别进行毕业论文和毕业设计。专业充分利用校内外良好的科研平台提供毕业生实习机会。除开一些生物技术公司外,湖南作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地、作物生理与分子生物学省部共建教育部重点实验室、食品科学与生物工程重点实验室、烟草工程技术实验室、国家柑橘改良中心长沙分中心、中国烟草中南农业试验站、湖南省农业生物工程研究所、湖南省棉花科学研究所、湖南省畜牧研究所等研究机构每年提供生物工程专业毕业实习岗位。北京大学生命科学院、华南农业大学生命科学学院、中国科学院亚热带农业研究所、国家杂交水稻工程中心都接纳过我专业学生的毕业实习。

4积极推进“产学研”联合开发,大力提升生物工程本科教学创新平台,促进教学质量的提高

本专业在本校建立了与企业合作的产学研型“湖南农业生物工程研究所”,还与科研单位合作联合培养研究生,这些措施为培养学生专业能力、提高实践水平、优化人才培养环境提供了良好的条件。通过“产学研”合作,有大批的企业横向课题与生物工程本科教学直接相连,在专业教师指导下,在大三学生中成立了“酶制剂研究小组、抗生素研究小组、天然产物研究小组、酿酒小组”等课外兴趣小组。另外,专业建设还通过湖南农业大学校级平台、以及生物科学技术学院院级平台资助生物工程专业学生广泛进行创新项目研究;从2006级以来,每年立项6~10项创新项目。学生都有机会参加工程实践训练和工程项目课题研究,提高了实践教学水平和科研能力,根据学生在科研活动中的表现,从根据创新能力、实验技术、书写研究报告或情况,给与学生以学选修课学分。

5以学科建设带动专业建设

我校生物工程所依托的学科为生物学一级学科博士点下自主设置的生物技术与工程博士点和硕士点。根据国内外该学科现状和发展趋势,结合我校多年来建设生物技术、生物工程专业的经验以及生物工程技术领域相关产业发展对人才的需求,我校生物技术与工程博士点设置三个研究方向:(1)转基因与生物反应器工程方向;(2)细胞培养、酶与发酵工程方向;(3)生物转化与生物分离工程方向。科学研究从师资队伍、教材建设、教学模式、教学内容改革和教学实践等多层面带动了专业建设。专业建设水平提高,学生质量优秀,也促进了学科研究的进步和教师从事科学研究的积极性。

6师资队伍的建设

篇8

皖西学院生物工程专业的培养方案规定,本专业培养学生具有合理的知识结构、良好的人文素质、较强的实践能力和创新精神,能够在植物细胞工程与技术、生物质能源工程、植物天然产物开发与应用技术、蛋白质与酶工程、微生物发酵工程以及其它生物技术与生物工程类企业的管理、生产、质检、销售岗位就业的应用型人才。为了使该培养方案得到实施,相应的课程体系组成为:公共基础课程、高等数学、大学物理、大学物理实验。学科基础课程:专业概论(导论)、无机及分析化学、有机化学、物理化学、基础化学实验、仪器分析、工程制图、化工原理、化工原理实验、普通生物学(分动植物部分和细胞分子遗传部分)、普通生物学实验、微生物学、微生物学实验、生物化学、生物化学实验、生物统计与实验设计、文献检索与科技论文写作。专业核心课程:植物生物技术、植物天然产物开发、微生物发酵工程、蛋白质与酶工程、生物质能源工程、生物工程综合实验。

2生物工程综合实验课程模块化设置

生物工程综合实验根据专业核心课程的设置分为5个模块,即植物生物技术实验模块、植物天然产物开发实验模块、微生物发酵工程实验模块、蛋白质与酶工程实验模块、生物质炼制实验模块。根据上述5个模块,遴选相应实验项目,编写特色明显的实验指导教材。

2.1植物生物技术实验模块

植物生物技术实验具体安排如下6个项目:(1)植物组培实验室设计和实验设备、实验用品认知;(2)MS培养基母液的配制;(3)MS培养基配制、灭菌与分装;(4)外植体分化生长的诱导培养;(5)外植体脱分化生长的诱导培养(6)组培苗的炼苗。教学目的:掌握母液的配制方法;掌握培养基配制的步骤和灭菌方法;掌握不同材料(外植体)的消毒和接种方法;掌握获取愈伤组织的方法;通过本实验加深对几个基本概念(植物细胞全能性、分化、脱分化、再分化、愈伤组织、炼苗等)的理解。可执行性分析:依托“植物细胞工程安徽省工程技术研究中心”和“安徽省植物生物技术实训中心”两个平台,借助一整套成熟的植物组培技术和实践经验丰富的指导教师团队以及诸多的产学研合作基地,能够很好地将植物组织培养技术传授给学生,并付诸于实践。

2.2微生物发酵工程实验模块

微生物发酵工程实验具体安排如下4个项目:(1)固定化酵母细胞的制备;(2)固定化酵母细胞发酵制酒及其影响因素分析;(3)蜡状杆菌液体发酵产果胶酶;(4)啤酒生产。教学目的:学会制备固定化酵母细胞,并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵;了解菌种的制备及其质量检测,学会使用二联发酵系统并进行规模发酵;学会使用圆柱露天锥形发酵罐发酵生产啤酒。可执行性分析:项目(1)、(2)属于研究性实验,根据实验指导书和文献资料的查阅,学生们能独立完成;项目(3)、(4)属于综合性实验,应用性极强,能激发同学们的兴趣,学生们通过课前查阅资料,带着问题进入实验室,在老师的指导下,自己动手操作,以期达到预期目标。

2.3蛋白质与酶工程实验模块

蛋白质与酶工程实验具体安排如下5个项目:(1)SDS-PAGE;(2)5-12%SDS-PAGE;(3)抗血清制备;(4)Westernblot;(5)猪血中超氧化物歧化酶(SOD)的分离纯化及活力测定。教学目的:学习SDS-PAGE测定蛋白质分子量的原理;掌握SDS-PAGE电泳的操作方法;了解抗血清制备的基本原理;掌握抗血清制备的操作步骤及方法;掌握应用Westernblot检测抗原及蛋白水平表达等;掌握SOD的分离纯化及活力测定。可执行性分析:5个实验的开设不仅让学生们掌握了基本的实验操作技能,而且为学生们更高层次的深造打下了坚实的基础,同时也推动了“皖西学院抗体制备及其质量检测中心”的可持续发展,加强了产学研项目的深入合作,师生共赢,校企共赢。

2.4植物天然产物开发实验模块

植物天然产物开发实验具体安排如下4个项目:(1)植物色素的提取、性质及稳定性:(2)黄酮类物质的提取、分离和性质;(3)植物多糖的提取、分离和性质;(4)油料作物中油脂的提取、精制和有关性质。教学目的:了解植物色素、黄酮类物质、植物多糖和油料作物中油脂等物质的提取方法、提取过程,学会运用单因素实验、正交实验等实验方法优化目标物质提取的最优条件,并通过提纯目标物质,研究其理化性质或生物活性。可执行性分析:植物天然产物开发涉及的范围较广,生物工程教研组根据实际情况开设了以上4个项目,其中第1个项目是我们开设的传统项目,后3个项目与我们教师的科研课题密切相关,是我校研究的优势项目,实验条件优越,仪器设备齐全,能够达到教学和科研的优势互补,教学相长。

2.5生物质炼制实验模块

生物质炼制实验具体安排如下4个项目:(1)了解生物工程企业生产环境及生产技术原理;(2)比较不同生物工程行业废水检测方法;(3)熟练掌握废水BOD和COD的检测原理与方法;(4)利用农林废弃物进行生物质炼制提取木质素。教学目的:使学生了解相关生物工程企业的生产流程、生产技术原理、下游废水排放达标要求以及最重要的排放物生产过程检测方法,加强对生物生产和管理的达标排放的认识,同时学习相关检测方法。可执行性分析:我校生物工程专业在第五学期有2个月的企业实习,学生们根据兴趣进入相关企业,结合专业特点,学生们有选择的进行实习、实训,了解生物工程行业的进展和前景;另外借助校级“生物质炼制科技创新平台”,学生们能掌握废水BOD和COD的检测原理与方法,初步利用农林废弃物进行生物质炼制提取木质素等实验技能。

3生物工程综合实验课程的实施

3.1开设开放式实验

改大班集中实验为小组分散循环实验教学,由于发酵罐、啤酒发酵系统、气质联用仪、液相色谱仪、原子吸收光谱仪等实验设备台套数少以及组培室等实验场地的限制,又由于实验内容的需要,在操作上要求连续,在实际教学时就必须改变原来大班上课状况,只有将学生分散,以小组的形式进行训练,采取学生循环而实验项目固定的循环实验教学方式,才能最大限度地提高实验设备和实验场所的利用率。同时,建立生物工程专业综合实验操作训练的音视频、试题库等,完善实验用多媒体教室以及仿真实验室的建设。

3.2开设自主设计性实验

高等教育的目标是培养素质高、能力强的创新人才,如何实现“能力为重”的战略主题对高校创新人才培养提出新的要求。提高本科生的动手能力和创新意识一直是实验教学改革的主题。在自主设计性实验中,老师给出实验项目名称,学生们查阅资料,设计实验方案,然后与指导老师讨论实验方案的可行性,对无法实施的方案,老师给予适当的指导后重新设计,对可行方案进行讨论修改。在实验方案设计可行的情况下,学生们进行实验操作,观察现象,记录实验数据和实验结果,并对结果给予分析,撰写实验报告,准备ppt进行实验汇报。经过近3a的自主设计性实验的开设,学生们独立动手能力和创新思维能力得到了培养和提高,也大大激发了同学们自主学习的兴趣。

3.3开设研究性实验

充分发挥我院教师科研能力强的优势,将教师的科研成果引入教学,将科研课题转化为实验教学内容,把科研成果转化为实验项目,将科研设备开放于实验教学。既能让学生参与到教师的科研中去,培养学生科研的兴趣,又能在教师的带动下培养科研的思维。

3.4走进工厂,实地参观学习

篇9

英文名称:Chinese Journal of Bioprocess Engineering

主管单位:江苏省教育厅

主办单位:南京工业大学

出版周期:双月刊

出版地址:江苏省南京市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1672-3678

国内刊号:32-1706/Q

邮发代号:2003

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:2010

期刊收录:

CA 化学文摘(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

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期刊简介

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关键词:高校;生物工程;生产实习

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)06-160-03

Exploration on the Mode of Production Practice of Bioengineering Specialty in Colleges and Universities

Zhao Hui et al.

(College of Life Science,Heilongjiang University,Harbin 150080,China)

Abstract:Production practice is an important part of the cultivation of biological engineering talents in colleges and universities. The production practice mode of higher grade students of bioengineering specialty in Heilongjiang University was explored to cultivate innovative talents with innovative ability and entrepreneurial quality in engineering applications.

Key words:Colleges and universities;Bioengineering;Production practice

随着市场经济的发展,生物工程专业毕业生适应工程应用的继续教育问题成为了一个社会性矛盾,因而也逐渐显露出生物工程专业学生培养的一些问题。由于有关工程实际的课程在培养方案中不容易安排,而且工程应用也难以通过讲课的形式来传授,在传统模式下培养出的生物工程专业的大学生,虽然专业基础知识较为全面,但由于实践应用能力差,缺乏与实际工作结合的锻炼,在工作中即使遇到一般性的工程应用问题,也不知如何解决,不能很快适应工程企业的岗位,然而增加了企业岗前培训的负担,这与当前社会的需要是不相适应的。因此,探索生物工程专业一种新的生产实习的模式,使学生将所学到的理论知识运用到工程实践中,将极大地提高学生的就业竞争能力。

1 生物工程专业生产实习的必要性

我校高年级学生在校期间已经完成了相关的专业课程的学习,包括化工原理、工程制图、微生物学、生物化学、发酵工程、生物反应工程、生物分离工程、仪器分析、生物工艺学等,同时在学校实验室进行了相关的实验,但是他们对工程的认识还仅停留在理论及实验室的实验上,对于不同类型大型发酵罐、发酵罐与管线的连接、生产动力系统、计算机控制系统等需要认识的工程和工艺还没有一个清晰地思路[1]。因此,这就需要一个生产实习的平台,借助这个平台,可以强化学生对工程知识的理解以及促进学生将基础理论知识与工程实际相结合,更深入地理解生物工程产品,如酒类、氨基酸、抗生素、柠檬酸等的生产工艺,掌握这些发酵产品的原料预处理、糖化、发酵及后处理设备的基本操作。

2 传统生产实习存在的问题

2.1 实习基地资源不足 由于教育部有6周生产实习的要求,而且实习资源越来越紧张,联系专业对口的实习单位进行6周的生产实习非常困难。现代企业均建立起了规范的管理制度,再加上市场竞争的加剧,企业更多地重视自己的生产管理和经济效益,很多企业不愿接受高校的实习任务[2],即使有接受生产实习的企业,也很难按照学校的培养方案进行有条不紊的实习。同时,生产实习过程中的安全责任问题,也是制约企业接纳学生的一个关键因素,学生在实习过程中一旦发生人身安全问题,企业要负主要责任,这是所有企业所不愿意接受的,所以很多企业不让学生直接参与实习,只是在确保安全的前提下,让学生进行参观实习,不能发挥生产实习的真正作用。

2.2 指导教师实验经验缺乏 高校教师大多具有高学位,从事基础科学的研究,而且现代高校对教师的成果要求较高,教师几乎把自己所有的精力都用于基金的申请和高水平论文的撰写,因此缺乏实习指导的经验,对工程工艺了解较少,不能对生产实习进行有效的指导。

3 对策措施

面对实习基地资源不足和指导教师经验缺乏的双重困难,有必要对作为生物工程专业重要教学环节的生产实习的模式进行新的探索,以期培养出具有创新能力和创业素质的能够适应工程应用的生物工程专业的创新型人才。

3.1 以产学研相结合为突破口,大力加强实习基地建设 基地是实习教学环节的重要平台,是完成实习教学、保证教学质量的基本要求,同时也是一直困扰各开办生物工程专业的学校的难题。根据生物工程专业生产实习的要求和学校有关实习基地建设的文件精神以及产学研办学的基本原则,本着明确职责、互惠互利、积极建设、精心培育的原则,充分调动各种资源,选择专业对口、规模适当、管理规范的企业[2],我校已经与富裕老窖酒业有限公司、成福生物技术有限公司、丰源食品有限公司等企业合作建立了校级实习基地,在此基础上将继续加强实习基地的建设。在与企业产、学、研合作的基础上,与企业具有相关研究方向的教师,可以与企业建立一种科研合作的模式,教师承担企业需要解决的应用型横向科研课题,企业也为教师提供了熟悉其工艺、设备的机会,这样高校不仅可以更好地为企业服务,同时也提高了教师自身对工程、工艺的理解,为指导学生成产实习奠定了基础。

3.2 生产实习与开放性实验相结合 开放式实验与传统实验课程相比,在实验项目的选择及试验内容的安排上都有很大的自由度和灵活性,可以最大限度地发挥实验室综合资源,使教与学有机结合,从而在更大程度上激发学生的创造性思维和实践能力[3],加强锻炼学生运用所学知识综合应用的能力,实现教学互动,激发学生的学习的主动精神。将生产实习和开放性实验相结合,将会更好地将学生的专业理论知识和工程实践相结合,如学生要到酿酒企业去实习,笔者就在实习前安排了高产乙酸乙酯酿酒酵母的筛选、耐高温酒精酵母产乙醇条件的研究、耐高温酒精酵母的选育、浓醪酒精发酵的研究、乳酸啤酒的发酵等开放性实验,让学生自由选择,学生在开放实验的过程中通过查文献、设计实验以及进行实验操作,在进入实习基地后,生产实习将更有针对性,会极大提高实习效果。

3.3 生产实习与毕业论文相结合 对于毕业后有意到实习企业工作的学生,可以安排企业研发需求的毕业题目,如在生产氨基酸企业实习的学生,笔者为其安排了高产谷氨酸北京棒杆菌的诱变育种、谷氨酸发酵条件的研究等课题,在生产乳酸企业实习的学生,为其安排了乳酸发酵条件的研究、乳酸发酵蔬菜的研究等课题,这为学生进入企业相关岗位研发工作提供了入门条件。

3.4 生产实习与案例式教学相结合 案例教学是指教育者本着理论与实际有机整合的宗旨,遵循教学目的要求,以案例为基本素材,将学习者引入一个特定的真实工艺中,通过师生之间的双向互动,促使学生充分理解问题的复杂性、变化性、多样性等属性的重要教学形式。应用案例教学可以使学生运用所学到基本理论知识和分析方法更好地联系实际,增强独立分析解决问题的能力。如学生要进入某大型酒精企业进行实习,为使学生对酒精企业的多塔蒸馏体系能够更好地理解,笔者特意为学生安排了奥地利奥高布殊(Vogelbusch)公司六塔差压蒸馏系统[4],如图1所示。该蒸馏系统的特点为精馏塔为加压蒸馏,醪塔、水萃取塔、脱甲醇塔、工业酒精塔为负压操作,杂醇油塔为常压操作。系统设两塔用直接蒸气作为热源,热能利用较为合理,物料流入塔前都做预热处理,这对于节能和稳定蒸馏系统很重要。通过对这个蒸馏体系的讲解,使学生能够更好地理解多塔蒸馏的特点,可以使学生在生产实习过程中更好地掌握工艺复杂的多塔蒸馏体系。

3.5 对生产实习内容、教学方法和考核方法进行改革 首先,在生产实习过程也应进行启发式教学,教师要有意识地针对实习企业的设备、管线、工艺流程等引导学生利用自己学过的专业知识提出问题、分析问题以及解决问题,然后指导教师再根据实际案例和学生一起进行讨论式教学,最终确定问题的答案,与课堂教学一样,启发式教学效果明显优于一步一步的灌输式讲解。其次,可要求实习单位的工程技术人员举办有关实习内容的专题讲座,同时解答学生在生产实习过程中遇到的专业问题,企业工程技术人员对专业问题的解答要比学校老师的解答更有说服力。同时,还要做好实习考核工作,改变传统实习成绩由实习报告、实习记录和实习表现相结合的方法,把学生在实习过程中的探索精神、主动实践能力以及企业工程人员对学生的评价结合起来,而降低传统的实习报告和实习记录决定实习成绩的模式。

4 结语

在生物工程专业人才培养过程中,充分利用生产实习的综合性和实践性的特点,加强学生的工程应用能力,提高学生的综合素质,这样不仅学生的实践能力会得到充分的训练和提高,更重要的是激发了学生的主观能动性和创造性,从而为培养出有创新能力和创业素质的生物工程专业的创新型人才奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]赵东旭,罗爱芹.提高生物工程专业本科生专业实习质量的思考[J].北京理工大学学报(社会科学版),2007,9(4):48-52.

[2]朱显,峰张洪.加强生物工程专业生产实习质量的实践和思考[J].科技信息,2012(5):13-17.