生物工程专业实践总结范文

时间:2024-01-11 17:39:36

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生物工程专业实践总结

篇1

关键词:生物工程专业分析;教学内容;教学方法

“生物工程专业分析”是生物工程专业大学生必须学习和掌握的一门专业工具课,也是一门实践性很强的专业基础课,并且是学生将来从事科学研究或生产技术工作必须掌握和具备的技能。湖北工业大学生物工程专业为国家特色和湖北省品牌专业,如何根据湖北工业大学生物工程专业特色合理构筑理论和实践知识结构,为学生今后继续深造或走上工作岗位奠定坚实的基础是本课程的重难点。笔者对“生物工程专业分析”的理论与实践教学体系、教学手段与方法等方面进行了一些改革尝试,希望能与同行老师进行有益的交流探讨,提高教学质量。

一、精选教学内容,构建合理的课程体系

生物工程专业分析内容繁杂,包括各种分析方法和分析仪器的原理及应用。根据生物工程专业分析课程特点及我校多年教学科研经验,将生物工程专业分析大纲分为13个章节:第一章,生物工程专业分析概述,包括物理化学分析及仪器分析方法的概述,样品的采集、制备、保存和预处理,样品分析的误差与数据处理等内容,讲解力求深入浅出,联系实际,以激发学生的学习兴趣。第二章,物理检测法,包括密度与相对密度法、折光法与旋光法原理介绍,讲解旋光检测法时利用动画效果能使学生更快更直接地理解旋光检测原理。第三章,水分的测定方法,包括干燥法、蒸馏法、卡尔费休法,讲解时注意比较三种方法的适用范围。第四章,酸类物质的测定,内容包括总酸度的测定、挥发酸的测定、pH的测定,其中有机酸的分离与测定做简单讲解引导学生自学。第五章,碳水化合物的测定,重点讲解还原糖的测定,比较碱性铜盐法、高锰酸钾滴定法、萨氏法三种方法原理及适用范围的异同。总糖、淀粉、纤维、果胶物质的测定做简单讲解。第六章,蛋白质与氨基酸的测定,本章重点讲解凯氏定氮法的原理及应用,介绍蛋白质快速测定法(双缩脲法、紫外分光光度法、染料结合法、水杨酸比色法)的原理,简单介绍氨基酸分离与测定的原理。第七章,脂类的测定,内容包括索氏提取法、酸水解法、氯仿—甲醇提取法、罗紫-哥特里法、巴布科克法和盖勃法,讲解时注意比较各种方法的适用范围及应用原理[1,2]。第八章,紫外吸收光谱分析法,重点讲解紫外吸收光谱基本原理,介绍紫外可见分光光度计与紫外吸收光谱的应用。第九章,原子吸收光谱分析法,内容包括原子吸收光谱分析基本原理,原子吸收分光光度仪,原子吸收光谱定量分析方法,原子吸收光谱操作条件选择与应用。第十章,红外吸收光谱分析法,内容包括红外光谱基本原理,红外光谱与分子结构,红外光谱仪,红外图谱解析,激光拉曼光谱,其中红外图谱解析及激光拉曼光谱做简单介绍引导学生自学。第十一章,质谱分析法,本章重点讲解质谱分析法的基本原理与质谱仪,介绍离子峰的主要类型与有机分子裂解类型,引导学生自学质谱图与结构解析,色谱与质谱联用技术。第十二章,气相色谱分析法,内容包括气相色谱的基本原理,气相色谱固定相及其选择,气相色谱检测器,分离与操作条件选择,气相色谱分析法的应用与毛细管色谱法,重点讲解气相色谱原理及应用,毛细管色谱法引导学生自学。第十三章,高效液相色谱法,内容包括高效液相色谱的原理及特点,主要分离类型,固定相与流动相,影响分离的因素与操作条件选择,离子色谱法,超临界流体色谱,其中离子色谱法与超临界流体色谱做简单介绍[3]。通过这些内容的学习,使学生系统掌握生物工程分析中各种分析方法的原理及应用。某种成分的检测往往有多种方法,因此分析方法的选择是本课程贯穿始终的内容,教学中应注意比较各种方法的异同,通过大量实例让学生掌握各种分析方法的应用[4]。

二、充分利用多媒体教学

大部分高校目前虽已广泛采用多媒体教学,但教师们多利用多媒体展示图片与文字。在生物工程专业分析课件中,可充分利用动画教学。如在讲解旋光法的原理时,利用动画教学,可以形象直观地展示偏振光的产生以及光活性物质使偏振光发生偏转的现象。与小型分析仪器(pH计、折光仪、旋光仪等)相比大型分析仪器(质谱分析仪、原子吸收分析仪、红外分析仪、气相色谱分析仪、液相色谱分析仪等)的工作原理理解起来更为抽象,充分利用动画效果可使抽象的原理形象化。如质谱分析法中,利用四级杆质谱仪原理的动画效果能使学生直观感受到质谱仪的工作原理;原子吸收分析法中,管式石墨炉原子化器、火焰原子化器、空心阴极灯、雾化器、原子吸收分光光度计的工作原理均可由动画效果展示;气相色谱分析法中,传质阻力项、两项分配、氢火焰离子化检测器、热导检测器、色谱分离、色谱流出曲线、分子扩散、涡流扩散的原理可利用动画效果展示等。笔者发现在理论讲解中融入动画效果会让学生经历豁然开朗的顿悟体验,使学生能更深入理解各种分析仪器的工作原理。

三、总结讨论式教学

生物工程专业分析课程涉及各种分析方法及仪器的原理与使用,如还原糖含量测定碱性铜盐法分为直接滴定法、高锰酸钾法、萨氏法,这三种方法的异同如果由老师总结好直接在课件中呈现给学生,学生不一定印象深刻。但是以作业的形式布置给同学们,让学生自己总结,能收到更好的教学效果。在讲解样品分析的误差与数据处理内容时,关于格鲁布斯法、Q值检测法可结合实例讲述,辅以具体案例让学生亲自计算。相对密度测定方法中,关于校正值的加减讲解完原理后以实例让学生现学现用加深印象。水蒸气蒸馏法测总挥发酸原理,有些学生听完老师讲解后不能完全理解,可让学生下课后自行查找资料,等下次课时提问并让学生回答,最后老师再进行总结。引导学生对每节课的重点内容进行归纳总结。这样安排不仅可以督促同学们查阅更多资料将不清楚的知识点弄明白,也锻炼了学生的表达沟通能力。

四、生物工程专业分析课程网站建设

积极建立生物工程专业分析课程网站,课程网站内容包括教学大纲、理论及实验教学课件、资料习题、下载专区、友情链接等模块。学生在上课前下载教学课件预习,可有效提高学习效率。资料与习题模块提供了与课程相关资料与习题下载,学生通过学习课外资料可拓宽知识面,习题下载不仅节省了课堂教学时间而且习题训练能巩固课堂知识、加深学生对课堂知识的理解。友情链接模块提供了国内外其他高校生物工程专业分析精品课程,国内外生物学知名网站、期刊链接,学生可根据自身需要浏览各大网站拓宽视野。

五、加强实践教学环节

生物工程专业分析实验教学环节与理论教学相呼应安排八个实验,分别是:实验一,甘露醇注射液中甘露醇含量的测定,味精成品纯度的测定;实验二,白酒总酸度及pH的测定;实验三,利用直接滴定法测定还原糖的含量;实验四,考马斯亮蓝法测定蛋白质含量;实验五,红外光谱分析法测定有机化合物的结构;实验六,白酒芳香成分气相色谱分析;实验七,黄曲霉毒素降解率检测;实验八,利用原子吸收色谱测定铜离子浓度。这八个实验分别涉及折光计与旋光计、pH计、直接滴定法、紫外分光光度计、红外色谱分析法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收色谱法的应用。生物工程专业分析实验基本囊括了生物工程专业主要分析方法及仪器的使用,通过实验教学环节使学生理解与掌握主要分析方法及大型分析仪器的工作原理及应用。生物工程专业分析实验课程的教学目的是让学生掌握合理设计实验、操作仪器、科学分析实验结果的方法,因此实验教学应鼓励学生独立设计完成实验,实验课前不要将实验讲义直接呈现给学生,而应让学生在预习实验报告中亲自设计实验方案,实验课上老师讲解实验方案时学生可收获更多。实验过程中为学生们创造独立操作空间,不干涉学生的实验安排及操作,对实验中的各种问题仅作引导与答疑,尽可能让学生自己发现问题、解决问题,培养学生勤于思考积极动手的习惯。实验课后认真批改实验报告并及时将实验中的各种问题反馈给学生。鼓励学生走进实验室,跟随导师做课题研究,参与导师课题,让学生学以致用,不仅巩固了教学效果,也锻炼了学生的实践动手能力。

六、考核方法的改革

生物工程专业分析课程学习,以笔试作为主要考核方式不能真实反映学生对教学内容掌握程度。课堂表现、实验表现及作业完成情况都应作为最终成绩的一部分,本课程成绩组成为:平时成绩20%,卷面成绩50%,实验成绩30%,通过合理的考核方式,使学生重视课堂表现与实践环节。对于跟随导师做课题并取得成绩(发表文章、申请专利等)的学生,给予一定精神及物质上的奖励。

七、结语

湖北工业大学在生物工程专业分析课程教学内容优化,教学方法改进,实践教学能力培养,课程网站建设、考核方式改进等方面做了一些教学改革的尝试,加深了学生对专业知识的理解,培养了学生良好的思考与动手能力,并得到了学生的好评。但是课程教学改革是一项系统工程,任重而道远,必须不断探索实践创新总结,才能将生物工程专业分析教学开展得更有生气,为国家培养更多的高层次应用型人才。

参考文献:

[1]董文宾.生物工程分析[M].北京:化学工业出版社,2009.

[2]王永华.食品分析[M].北京:中国轻工出版社,2010.

[3]朱明华.仪器分析[M].北京:高等教育出版社,2008.

篇2

关键词:生物工程;科研实践导师制;必要性;可行性

生物工程专业是一门由化学、微生物学、生物化学、化学工程和计算机科学等相互交叉结合而成长起来的新兴复合学科。它被视为人类21世纪三大前沿学科之一,是生命科学通向应用领域的桥梁学科。为了适应生物技术产业迅速崛起对人才的需求,教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业,它包括了原来的生物化工(部分)、微生物制药、生物化学工程(部分)、发酵工程等四个专业。经过短短几年的发展,到2008年国内设立生物工程专业的高校就已达200多所,生物工程取得的成绩也是有目共睹的,它已是当今世界发展最快的专业之一。

由于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。因此各高校本专业的教学资源背景和专业方向有较大的差异,各校在学科定位、人才培养规格、课程体系等方面还处于探索阶段。尽管生物工程与生物技术专业教学指导委员会在2002年首届全国高等学校生物工程专业课程体系与人才培养研讨会上就生物工程专业的学科定位、培养目标、质量标准、课程体系、教材建设等方面达成了高度共识,但由于历史及学科特色的不同,及专业调整后专业口径的拓宽,各校很难在短时间内在课程设置上做出相应的调整或改革。本文从中国计量学院生物工程专业的特色出发对实行科研实践导师制培养模式的必要性和可行性进行了分析和探讨。

一、实行科研实践导师制培养模式的必要性

“三鹿奶粉”事件之后,我国废止了食品类生产企业的国家质量免检制度。这无疑增加了企业的负担,需要有更多的质量检验人员对产品质量进行检查把关。联合国生物多样性公约组织发表的报告表明,全球因生物入侵造成的经济损失高达数千亿美元。目前入侵我国的外来生物有400多种,其中危害较大的有100余种,在世界自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来物种中,我国就有50余种,每年造成的经济损失至少有1000亿元人民币。外来生物入侵预防策略之一就是检验检疫、海关、农林、畜牧、水产等主管部门加强防范措施,投入更多的人力、财力和物力。

中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,是一所以工为主,计量、质量、检测、标准、检验检疫特色鲜明的浙江省重点建设大学。我校的生物工程专业的课程体系设置体现了生物检验检疫特色,培养的学生可以输入到出入境检验检疫局、质检部门以及企业的产品质量检测部门等等工作。本校生物工程专业实行科研实践导师制培养模式,培养出动手操作能力强、立足于社会的专业人才。

二、科研实践导师制培养模式的优点

国内的本科学生培养年限一般都是4年,有些医学类专业的学生培养年限为5年,但各学校不尽相同,大部分学校采取“3.5+0.5”的模式,指的是大学本科阶段3.5年时间用于课程知识的学习,0.5年时间进入实验室完成毕业论文或毕业设计。我校生物工程专业试行科研实践导师制培养模式采取“3+1”管理模式,也就是在师生双向选择的基础上学生在大二的暑假就进入实验室跟随导师进行科研工作。学生的所有课程在3年时间内完成,大四这一学年全身心投入到毕业环节中。笔者认为实行科研实践导师制培养模式具有以下优点。

1.有利于加强学生对“科研”的认识。学生在进入大学后往往对自己所学的专业处于“陌生和迷茫”的状态,这种状况具有普遍性,也属正常。由于学生在此之前从未接触过科研工作,因而对科研工作没有任何的认识,用他们自己的话讲就是“不清楚科研是怎么回事”。实行科研实践导师制培养模式可以让学生尽早明白什么是“科研”,科研工作怎样去做,让学生对科研工作具有一个基本的认识和了解,使他们能从“书本知识的单纯学习”阶段转到“研究型的学习阶段”,并且通过参与导师的科研项目对生物工程这一专业有切身的理解。

2.有利于提高学生的思维和动手能力。需要指出的一点是,学习生物工程不是一件简单的事情,因为这门专业要求知识范围广;生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合;理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进行独立课题实验。选择本专业的学生通常需要付出比别人更多的精力和时间。实行科研实践导师制培养模式,比普通的“3.5+0.5”的培养模式更有利于学生动手能力和创新能力的培养。因为学生有更多的时间投入到实验中,通过自己参与科研培养实际动手能力、分析问题和解决问题的能力以及创新思维能力等,以后一旦走上工作岗位马上就能适应与专业相关的工作环境和工作性质。

3.为学生再深造奠定坚实的基础。生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注意其发展,所以出国深造机会很大,也会有更大的发展空间。同时生物工程专业读研比例很大,若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研。在本科期间通过科研实践导师制的培养,能够充分结合理论知识和实践知识,加强思维能力和动手能力的培养,为学生进一步深造奠定坚实的基础。

三、生物工程专业实行科研实践导师制培养模式的可行性分析

1.生物工程专业教学和实验条件优越。我校生命科学学院生物工程专业建立于2002年,为校级重点专业。学院拥有1个校级研究所:生物安全与食品科学研究所;1个省级重点实验室(培育):生物计量及检验检疫技术重点实验室。学院建有1个省级基础课实验教学示范中心:生物测试实验教学示范中心;1个省级人才培养模式创新实验区:生物检验检疫类专业人才实践能力培养创新实验区;6个中央与地方共建实验室:基因工程检测实验室、出入境动植物检验检疫实验室、生物产制品安全检测实验室、食品安全快速检测实验室、药品与药妆品安全评价实验室、入侵生物安全与控制实验室;4个省级专项实验室:植物化学综合实验室、农产品精深加工与品质控制实验室、药品质量综合检测实验室、生化分离及检测技术实验室。仪器设备投入总值近3000万元。建有近3000平方米的温室、网室,使整个实验教学从单纯的实验室工作走向生产。学校学院图书资料丰富,教学和实验条件能够充分满足教师和学生的需要。

2.生物工程专业学生起点高。我校生物工程专业面向全国招生,学生入学时报考单位全部是以我校为第一志愿,而且学生分数较高,整体英语成绩优异。总结前几届的教学和学生管理经验,发现生物工程专业的学生英语四、六级通过率、考取研究生比率和获得学生课外科技竞赛等都名列学校前茅。所以生物工业专业学生优异的素质为实行科研实践导师制培养模式提供了坚实的基础。

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关键词:地方本科院校 生物工程 教学改革

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(c)-0200-02

生物工程是以细胞工程、基因工程、生物分离工程、蛋白质工程、微生物工程为核心,借助于现代工程技术,以先进生物技术研究成果为对象,以产业化为目标,进行科学研究开发为其基本任务的工学学科,是生命科学从实验室研究成果通向工业生产的桥梁生物工程技术,现已广泛应用于医药、农业、能源、环境、食品等行业,发展速度突飞猛进。

1 我校生物工程专业发展现状

湖南科技学院是位于湖南永州市,集文学、理学、工学、法学、经济学、管理学、教育学等学科于一体的地方本科院校。我校生物工程专业创办于2004年,已培养了学生609人,目前有在校学生253人,2008年生物工程专业批准确定为国家教育部第1类特色专业,2009年获批第二批湖南省普通高学特色专业,2010年获批教育部、财政部第六批高等学校特色专业,2012年获批教育部综合改革试点专业项目,现有中央与地方共建特色优势学科“生物质能利用生物技术实验室”1个,湖南省高校产学研合作示范基地1个,湖南省级精品课程1门。

2 我校生物工程专业教学过程中存在的问题

经过近10年的发展,生物工程已成为我校优势发展学科,但不可避免地存在许多问题,主要表现在:(1)长期以来我们照搬重点院校教育模式,制订一系列培养方案与教学计划,各门课程之间的教学内容相对独立,基本上采用的是研究型人才的培养模式,与高级应用型人才培养思路不相协调,未能真正体现地方经济发展特色,本专业课程设置偏重基本知识、基本原理的掌握,大部分专业课未能突出体现工程系统的背景。(2)以前,我们往往注重学科化、学术化的发展道路,甚至沿袭了部分师专的师范化的发展模式,只重视理论知识研究和各门学科的独立性,大都忽视了工程学科之间综合性以及工程实践的作用,导致我们的毕业生的视野长期被局限在科学技术的范围之内,其工科技能未得到提升,培养出来的毕业生倾向于“工程科学家”而不是适应现代企业发展需要的工程师。(3)本专业部分教师自身缺乏工程背景和有效系统的专门训练,大部分教师没有实际的工程学习或者工作经验,教师的教学手段只在传统教学模式的基础上作了稍许调整,大多重视理论灌输、轻实践技能的培养,未能及时把工程实例充实到课堂上来,没有真正体现“面向工程”的办学理念和培养目标。(4)本专业未永州地方相关企业形成互相依存、互利互惠、协调发展的有效机制。加上专业办学经费不足、仪器设备陈旧、专业教师人数奇缺等因素,导致学生的工程训练大多只局限在课堂和实验室,培养出来的毕业生缺乏对工程背景、真实工程情况的了解,更谈不上得到综合、系统的工程实践技能训练。

3 生物工程专业专业教学改革与探索

面对迅速发展飞速的当今世界,工程不再是狭窄的科学与技术涵义,它不仅仅靠一种知识就能支撑,而是要建立在科学与技术之上的包括社会、经济、文化、道德、环境等多因素的大工程涵义,工程师职业与其他职业的区别就在于高度的实践性和综合性,学生在工程观的背景下经过综合知识和系统思维的培养、训练,才能做出对企业发展急需工程项目。针对教育部评估专家提的建议和意见,经过我们系部领导和教研室讨论,借鉴一些示范院校的经验,结合永州地方经济发展的实际需要,我们拟对生物工程专业教学内容进行改革与探索,主要设置以生物制药、生物化工、农林种植、农产品加工为特色的生物工程专业人才培养目标及相应的课程体系,用工程观、实践观理念来培养学生,要求专业教师树立工程系统性和整体性观念,凸显本专业“以工为主”的办学思路,强化人才培养的“工程观”教育教学理念,大力提升学生的实践与创新能力。主要做法如下。

3.1 逐步推行本科生导师制

我们拟逐步在本科生一年级下学期开始中在推行导师制,一直持续到学生毕业,针对不同学生的特点,划分不同专业方向的导师,导师的遴选除了本专业的老师外,还积极遴选一些企业资深工程师作为校外导师,导师对学生从学习、思想、生活各个方面进行全方位的指导。要求导师在课堂教学内外都与学生密切联系,鼓励学生创造性发展,鼓励学生多带着问题学习,多带着探索精神去发现学习中遇到的问题和解决学习中遇到的问题。通过教师与学生的双结对,引导学生尽早接触科研活动,参与专业文献查阅、科研论文写作、科研实验、工程设计、工厂技术疑难攻关等,完成学生的毕业论文或设计,逐步培养学生的创新能力、动手能力、自主学习能力。

3.2 重视实习实训教学

实习是提高工科学生感性认识和工程能力的主要环节,计划安排6周时间(其中1周实习准备、4周集中实习、1周为实结),按20人/组的标准分别配备校内外指导老师各一名,校内外指导老师对学生的实习进行全程指导。以前生物工程专业的实习,实习基地不稳定,专业方向不十分合适,影响实习效果,我们将根据永州地方经济特色,到相关永州相关企业(如农业示范园、啤酒厂医药公司、永州特色经济种植基地、食品公司、农产品加工公司等)走访、沟通,通过签订协议、挂牌等方式,建立起7~10个稳定的实习基地,同时我们将逐步开展校内实习基地的建设,拟建设如生物发酵中试基地、生态农业示范基地、特色观赏园林示范基地等,使学生能够更好的在专业对口的企业或基地实习,培养动手能力,为学生今后从事科研开发、工程设计奠定基础,同时我们还将积极鼓励学生开展专业社会实践活动,配备校内外专业指导老师进行跟踪指导。

3.3 突出抓好课程设计

以前,生物工程专业的大部分学生毕业环节内容都以参与教师科研课题为主,他们在完成论文的过程中缺少工程设计的训练。但绘制工艺流程图、物料、能量衡算、工艺设备选型等工作是工程应用型人才所必备的基本能力。为此在生物工程专业的课程设置上,在第4、5学期相关的专业课学完后,我们都设置了对应的课程设计,积极与校内外实训基地合作,课程设计来源于永州当地企业(如啤酒厂医药公司、食品公司、农产品加工公司等)在生产过程中遇到的设计问题,使学生在校内外导师的指导下完成工程设计的训练。

3.4 做实毕业环节

无论是毕业论文还是毕业设计都是学生实践性和创新性能力培养最重要的环节。本专业要求在第六学期导师就必须考虑课题,下达毕业论文(设计)任务书,让学生先进行文献查阅、外文翻译等前期准备工作,争取在暑假期间就进入课题工作阶段,学生课题必须与解决永州当地企业(如农业示范园、啤酒厂医药公司、永州特色经济种植基地、食品公司、农产品加工公司等)在生产过程中遇到的问题相关,充分调动学生的积极性,使学生的毕业设计与永州地方经济紧密结合。学生通过大半年毕业环节的锻炼,其动手能力、独立思考能力、团队协作能力、理论联系实际能力、工程实践创新能力均能大幅度提高。做实了毕业环节,就会使学生通过半年的历练使前三年积累的知识得到升华。

3.5 加强教师队伍建设

我们将坚持引进与培养相结合的教师队伍建设思路,加强青年教师的培养,通过听课、研讨、交流等方式进行传帮带促进青年教师的成长,同时依托生物工程教育部特色专业,教育部综合改革试点专业,湖南省高校产学研合作示范基地等融教学和科研为一体,积极倡导专业教师形成特色学科团队,课题攻关。每年将选送部分教师到永州当地企业生产一线锻炼学习,针对性的开展专业技能训练学习时间不少于2个月,在校的专业教师在承担理论教学任务的同时必须到校内实训基地参与实训指导,鼓励专业教师参与项目研究、技术开发、技术应用推广和提高学历层次,培养“双师型”教师,同时聘请一些经验丰富的专家、企业工程师给学生授课、讲学,进行毕业论文或实习实训指导等。

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[关键词]生物工程专业;生物反应工程;教学改革

1《生物分离工程》教学存在的问题

《生物分离工程》是生物工程专业开设的一门重要的课程,下游技术是生物产品商业化和产业化的关键,但是在一些高校这门课程不受重视,主要表现在课程设置不合理,实验设施不够完善。《生物分离工程》需要一些其他学科的支撑,例如在固液分离技术中讲到的离心技术,沉析技术中讲到的大规模沉析,萃取技术中萃取率的计算都涉及到《高等数学》的相关计算方法,但是笔者发现在对计算进行讲解的时候,很多同学不能理解,在与学生交流的时候,了解到一些学生的《高等数学》基础薄弱,亟待提高。生物分离工程是一门与实践联系比较紧密的课程,一些高校在开设《生物分离工程》课程的时候,只有理论课,而没有开设实验课,这样就造成了学生只是学习理论而没有进行实践,会使学生感到非常抽象,实验课对培养学生的动手能力和兴趣非常重要。没有开设《生物分离工程实验》的原因也有很多,实验设施不完善,学校重视不够,实验资源有限是最主要的几个原因。在《生物分离工程》教学过程中,学生的学习积极性不高,如何使枯燥的工科课程生动有趣是关键,在教学过程中,不要一味的把知识灌输给学生,要启发学生独立思考,例如在开始这门课程之前,笔者会先把相关的参考书告诉学生,例如毛忠贵主编的《生物工程下游技术》、刘国权主编的《生物工程下游技术》、刘叶清主编的《生物分离工程试验》等,让学生自己去图书馆借阅相关的参考书,这样他们通过自己的努力去获得相关知识,不仅知识掌握的更加深刻,而且在获得知识的同时有一种成就感,同时,在发现问题解决问题的过程中,也会激发学生对这门课程的兴趣,这样老师在讲述课程知识点的时候就相对容易,课堂氛围也会很活跃。在进行章节学习的时候,可以先抛出一个问题,让学生自己思考,或者是分成小组进行讨论,集思广益,这样掌握知识更加牢固。教学方法也要有新的形式,目前智能教学系统已经在各大高校广泛应用[5],例如雨课堂,雨课堂由学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发,旨在连接师生的智能终端,将课前-课上-课后的每一个环节都赋予全新的体验,最大限度地释放教与学的能量,推动教学改革。雨课堂具有多种功能,例如随机点名,布置作业,课堂练习,随堂测验等。可以节约大量的时间,但是由于一些教师接受新事物的能力较差,雨课堂在年轻教师中应用的比较多。上课的形式也要推陈出新,要有一些激发学生兴趣的方法,例如在讲到萃取技术的时候,萃取的方法有多种,包括有机溶剂萃取、双液相萃取、超临界萃取等,可将学生分成几个小组,以辩论会的形式进行教学,教学之前先将学习任务布置下去,各小组收集相关资料,各种萃取方法的优点缺点,以及适用情况等。课上的时候就可以展开辩论,最后由老师进行总结,评价每种萃取技术的优点、缺点及适用情况,最后根据每个小组的表现裁定胜负。这样不仅使枯燥的工科课程充满乐趣,更调动了学生的积极性,加深学生对知识的理解。

2《生物分离工程》改革的具体方法

2.1加强对《生物分离工程》的重视

首先应该加强对《生物分离工程》这门课程的重视。《生物分离工程》是生物工程、生物技术、食品与工程、制药工程等专业开设的重要的专业课程,也是理论联系实践的重要课程。由于《生物分离工程》涉及的内容很多,基本包括所有工业上和实验室的分离技术,有固液分离技术、沉析技术、萃取技术、膜分离技术、吸附与离子交换技术、色谱分离技术、电泳技术、亲和分离技术和精制。内容多但课时量少,仅48课时,这其中还包括实验课。如果每种分离方法都讲述,就会造成每种分离方法都讲的不够深入;如果详细讲述,如此之多的内容很难讲完,针对上述情况,应该增加本门课程的课时量,可以分成两个学期进行授课,每学期讲述几种分离方法,为了加深学生对知识的理解,可以与专业的见习相结合,学生在企业见习的过程中加深对《生物分离工程》理论知识的理解。对于生物工程的专业,见习企业一般是酒厂、药厂等与生物产业联系紧密的企业,药厂中的抗生素的生产就涉及到《生物分离工程》的内容,例如,一般抗生素都是由微生物发酵生产,发酵周期结束后就要进行固液分离,将发酵液与微生物菌种进行分离,涉及的内容有,凝集、絮凝、过滤和离心;如果发酵产物是在细胞内,还要增加细胞破碎的步骤,细胞破碎分为机械破碎和非机械破碎,涉及的破碎方法主要有超声波破碎、撞击破碎等。然后进行产物的初步纯化,这一步主要去除与目标产物差异显著的杂质,涉及的分离方法包括沉淀、吸附、膜分离等。接着是高度纯化,应用到的纯化方法有柱层析、薄层层析、离子交换、亲和色谱和吸附色谱等。最后是成品的加工处理,包括浓缩、结晶与干燥。学生在见习的同时,加深对《生物分离工程》理论知识的理解。另外,院校应该开设《生物分离工程试验》,这样不仅可以节约理论课的时间,而且学生掌握的知识更加深刻。学校还需加大对生物《分离工程试验》学科的投入,众所周知,生物分离工程试验材料价格昂贵,尤其是色谱层析的时候,层析介质价格较高,例如离子交换介质,柱层析时使用的预装柱,价格在万元以上,因此生物分离工程试验的成本较高。《生物分离工程实验》可以和《生物工程综合实验》或《生物技术综合实验》相结合,综合实验包括上游、中游和下游的内容,这样可以节省《生物分离工程》的课时量,也有利于各学科之间的联系。

2.2加强与其它学科间的联系

《生物分离工程》是一门综合性的学科,在学习过程中需要其它公共课和专业课的支撑。在教学过程中,笔者发现,在进行过程的推导,例题的讲解应用大量高等数学的知识,例如萃取率的计算,萃取平衡的推导。但是在讲解到这些知识的时候,有些学生不知所云,这样久而久之,就会越来越差,甚至失去对这门课程的的兴趣,究其原因就是相关知识掌握的不牢固,没有打好基础,因此要求相关学科在考核的时候,根据不同的专业,制定不同的标准。相关学科教学过程中,针对不同的专业,也要侧重不同的知识点。同时相关的专业课也要加强联系,例如在间接固液分离内容的时候,就要扩展讲解发酵过程,发酵系统成分复杂,在发酵过程中会产生多种成分,在这些成分中有哪些比较容易的去除,那些需要进一步纯化等。

2.3课堂教学形式的改革

对于工科课程,大部分学生感到枯燥无味,这样学生接受知识的效果大大折扣,如何让枯燥的课堂生动起来一直是困扰工科教师的难题。笔者通过对《生物分离工程》教学总结了一些经验。《生物分离工程》主要分为不容物的去除,产物的初步纯化,产物的高度纯化和产品的加工处理,其中重点讲解产物的初步纯化和高度纯化,涉及的分离方法有沉淀、吸附、萃取、膜分离、柱层析、薄层层析、离子交换、亲和色谱和吸附色谱等。可以将学生分为若干个小组,每个小组负责收集一种或几种分离方法的信息,然后让学生自己上台讲解,由于要讲解给其他同学听,肯定自己查阅资料的时候会更加认真仔细,掌握大量的知识,等学生讲解完成后,根据学生讲解的内容进行补充和总结。这样是学生自己参与到课程的教学过程中,学生自己很有成就感,同时,新的课堂形式,有利于激发学生的学习兴趣。在教学过程中可以采取辩论会的形式,例如,在讲解萃取相关知识点的时候,可以提前将任务布置下去,收集物理萃取和化学萃取的知识,课上就哪种萃取更具有应用价值展开辩论。这样的形式肯定会激发学生的学习兴趣,在辩论的过程总掌握相关知识。

2.4教材的甄选

《生物分离工程》课程的教材琳琅满目,有毛忠贵主编的《生物工程下游技术》、刘国权主编的《生物工程下游技术》、刘叶清主编的《生物分离工程试验》、胡永杏主编的《生物分离工程》等[6]。作为地方高校,要注重知识和能力的应用性,我们选择胡永杏主编的《生物分离工程》作为教材,同时选择毛忠贵主编的《生物工程下游技术》、刘国权主编的《生物工程下游技术》作为参考教材。由于课时量有限,笔者将知识内容分类简化,根据生物分离的流程将本课程分为预处理、初步分离、纯化和精制四个部分。预处理包括细胞破碎、杂质去除,初步分离包括固液分离、沉淀、双水相分离,纯化包括萃取、电泳、色谱、膜分离;制成品包括干燥和蒸发。其中以前三个方面为主,制成品作为学生自学内容。

篇5

关键词 生物工程;综合性实验;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)10-0130-02

1 前言

生物工程是一门新兴的综合性应用学科,是以生物学的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,定向地改造生物或其功能,创造出具有超远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能的新兴技术,包括发酵工程、酶与蛋白质工程、细胞工程、基因工程四大工程。生物工程理论和技术突飞猛进地发展,在农业、食品、医药、化工、环境等行业的应用也越来越广泛。

生物工程也是一门实验性和应用性很强的学科,以培养应用型人才为主,要求学生除了掌握基础的生物工程实验方法外,还要具有整体实验的综合安排能力[1]。实验教学环节不仅是培养学生综合素质的重要方面,也是培养学生动手能力和创新能力的重要环节,在实验中加深学生对理论知识的认识和理解。目前,许多高校生物工程专业实验大多是依附于各门理论课,而且实验内容相对分散,以验证性实验为主,学生在教师的指导下按照规定内容完成实验,处在被动学习地位,抑制了学习的积极性和主动性,影响生物工程专业实验的教学效果[2]。因此,笔者对河南中医药大学药学院生物工程专业学生(2013级)的生物工程综合实验课程进行了一些改革和探索。

2 开展生物工程综合性大实验

制定生物工程实验课程教学大纲 根据本专业人才培养定位和实验开展情况,参考兄弟院校生物工程专业实验的开展项目内容,组织教师制定了详细的实验大纲,通过了教务处组织的实验项目论证,同时组织学科教师编写了《生物工程专业实验》教材。制定教学大纲遵循的原则包括:减少重复性实验,体现专业实验的整体性、连贯性;减少验证性、演示性实验,多开设设计性、综合性实验。

在课程安排上,生物工程实验开设在大三第二学期。在前5个学期,学生已经学习过生物工程基础课和专业课,包括细胞生物学、生物化学、工业微生物、分子生物学、基因工程、细胞工程和蛋白质工程等课程,所以在实验项目设置上,避免开设与细胞生物学、分子生物学、基因工程等课程重复的实验,注重综合性实验的连续性。最终确定的生物工程实验教学大纲包括10个小的实验单元:1)碱裂解法小量制备质粒DNA;2)DNA琼脂糖凝胶电泳;3)聚合酶链式反应(PCR);4)DNA的限制性酶切及纯化;5)质粒载体与外源DN段的链接;6)连接产物转化大肠杆菌;7)抗生素平板筛选重组转化子;8)原核表达载体的诱导表达和检测;9)大肠杆菌发酵培养及表达产物的纯化;10)纯化蛋白的细胞学活性检测。

开展综合性实验 在传统的实验教学中,以验证性实验为主,学生只要根据实验教材,按教师制定好的实验步骤,利用实验教师已经准备好的实验试剂和实验器材,在教师的指导下即可完成。这种机械式完成实验的方式,实验教学效果很差,无法引起学生的兴趣,更加难以培养学生的动手能力和操作能力。在这种情况下,制定生物工程综合性大实验。如“丹参病程相关蛋白的原核表达及纯化”,实验设计依托学科教师的科研课题“丹参病程相关蛋白基因SmPR10的克隆及功能研究”,通过对丹参病程相关蛋白(Pathogenesis-Related Protein,PR Protein)为研究对象,通过SmPR10蛋白在大肠杆菌中的原核表达、纯化以及活性检测进行实验,深入了解生物工程表达异源蛋白的原理,掌握生物工程的实验操作,巩固和检验已学的理论知识,为毕业论文和走向工作岗位打下基础。

该实验综合了分子生物学、基因工程、蛋白质工程、发酵工程、生物分离技术和生物反应器的基本知识,要求学生通过病程相关蛋白的制备了解生物工程的相关基本操作,掌握DNA重组、载体构建、微生物菌种保存与培养、目标蛋白的分离提取等专业实验技能。在综合性实验过程中,培养学生的科学思维, 提高学生综合运用所学知识解决实验中遇到的实际问题的能力。

在实验操作过程中,允许学生的实验结果不尽如人意甚至失败,但是一定要注重强调学生对自己实验过程中所得结果进行分析和解释[3],找出实验问题所在,然后修订实验方案,进行下一步实验。综合性实验有利于拓宽学生思路,培养学生整体安排实验的能力,打破过去传统的实验教学方法,改变在传统实验教学过程中由教师领着学生走的现象。

集中时间安排实验环节 因为生物实验周期长,同时生物工程综合性大实验对实验的连续性要求较高,将学校安排的每周4个实验学时改为4个学时为一个实验单元,每次完成综合性大实验的一个实验项目,而且集中在每天下午开设实验课,体现了综合性大实验的连贯性、完整性和科学性。

改革实验成绩评定办法 以往的实验课成绩完全由形成性成绩构成,主要有考勤、提问、实验报告和最终测试3部分组成。实验报告在最终实验成绩中所占比重较大。有些学生在实验过程中不认真做实验,最后为了写出好的实验报告,就会出现编撰数据甚至抄袭其他学生实验报告的不良行为。

为了体现以学生为中心的教学理念,调动学生实验的积极性,计划在以往实验课成绩评定的基础上建立新的实验成绩评定办法。平时成绩除了考勤、提问外,还重点考核学生对实验资料的收集和对实验文献的查阅情况,以及实验数据的记录、团队合作能力、实验中的操作规范、独立思考能力等。同时引入学生自评、互评和科研小论文的书写,通过每次实验结束时的总结讨论和学生自评、互评,使学生参与到实验结果和实验问题的分析与讨论,加强学生和教师之间的交流,整个生物工程综合性大实验完成后,要求学生以学术论文的形式写作科研小论文。

科研小论文的写作要求完全按照正规学术论文的写作要求。正文之前部分包括题目、作者、作者单位、摘要、关键词(3~5个);正文部分包括前言、实验方法、结果与分析、讨论4部分,要求层次分明;标题层次不得多于3层,采用1、1.1、1.1.1方式。前言部分包括研究背景、国内外研究进展和实验意义。结果与分析是对实验过程中所记录的实验数据和实验现象进行科学的处理,客观地对实验结果进行分析和描述。讨论部分则是对整个实验的分析讨论,如果得到预期的实验结果,对实验过程中的关键步骤进行分析;如果没有获得预期的实验结果,则要分析实验过程中失败的原因,找出问题所在。科研小论文最后要求列出参考文献(不得少于3篇)。

通过科研小论文的写作,锻炼学生写作科学论文的能力,为最终毕业论文的写作奠定基础。

引入先进工程设备 在以往生物工程实验室中,发酵实验都是在摇床上用不同规格的三角瓶来完成,与实际工厂生产过程相差较大。为了培养合格的应用型的生物工程专业人才,购置了6台10 L小型全自动生物发酵罐、1台30 L种子罐和1台300 L的全自动生物发酵罐,可以开展从小试到中试的发酵实验,使得发酵工程实验中的啤酒发酵实验和红霉素发酵实验如同在缩小的工厂进行,整个发酵过程的参数一目了然,使学生了解生物发酵的全过程,掌握发酵接种技术以及发酵过程中温度和pH控制、氧气的供应、添加补料、发酵液的后处理等生产工艺,学习到现酵车间的先进生产技术。

在生物工程综合性大实验开展过程中,采用先进的实验技术培养学生。如在质粒DNA提取过程中,采用试剂盒提取质粒DNA,这是国内外分子生物学实验室的主流方法(而不采用配制试剂、最后酚氯仿抽提的方法提取质粒DNA),同时给学生讲解质粒提取的原理。在PCR实验单元,采用进口的Takara所产的DNA Taq酶和dNTP试剂,让学生手动加入每样试剂,同时讲解每样试剂的作用,复习PCR的实验原理。

3 结语

通过开设生物工程综合性实验,不但巩固了学生以往所学的理论知识,也培养了学生动手操作的能力,给予学生在一个综合性实验中整理安排实验的训练,为学生走向工作岗位打下坚实的基础。生物工程专业实验教学的改革还需更多的探索和实践,改革实验课程的教学方法和教学内容,培养学生动手操作的能力、发现问题和解决问题的能力,最终培养出合格的应用型生物工程专业人才[4]。

新的生物工程综合性实验对教师也提出更高的要求,所以教师也要不断学习新知识、新技术,提高自身的知识水平和业务能力,保证实验改革的顺利进行。生物工程综合性实验改革的探索虽然取得一定的效果,但还有许多不完善的地方和需要解决的问题,如整个实验体系的设计中工科部分所占比例相对较弱,主要受限于学校、学院和学科的特点,这一部分还需要进一步加强和改进。

参考文献

[1]肖连冬.生物工程综合性专业实验的教学改革与实践[J].广东化工,2009,36(8):311-317.

[2]刘胜贵,付明,张俭.生物工程大实验教学模式探索[J].实验技术与管理,2007,24(2):126-128.

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关键词:生物工;课堂教学;教学内容;教学方式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)15-0031-03

本科教育是高等学校生存和运行的主旋律,没有了本科教育,也许高校就不复存在了。时下有不少人认为成功的教育等于中国的基础教育加上美国的高等教育。此语看似过于偏颇,但是也从另一个侧面反映了我国的高等学校教育确实存在着严重的问题。从不同的角度我们都可以发现,现在的高校教育中,教学质量存在下滑的问题:本科的教学内容陈旧,无法适应人才的培养和社会的需要;教学方法落后,课堂教学模式比较单一;教师教学过程照本宣科,教学方式死板等。这些问题很大程度上影响了学生学习的主动性和创造性。当前,许多高校都提出改革的口号,推进教育产业化和市场化,从课程设置以及专业设置的角度对教育体制进行改革,也有不少学校在改革中取得了一些成绩。但是,在教学方法特别是课堂教学改革上进展不大[1]。

一、教学改革的指导思想

随着社会的发展和改革的深化,对于高校毕业生来说,就业的压力越来越大。对于生物工程专业来说,现在的高校毕业生普遍存在着动手能力弱、基础知识不扎实、缺乏创新意识、综合能力不强等问题,如何通过高校教育培养学生的创新意识,提高学生的综合能力摆在了每位高校教育工作者的面前。一方面,教师本身的素质高低决定了其是否能够更好地培养学生自主学习的能力,帮助提高学生的实践能力。另一方面,改变陈旧的教学方法,以提高学生的参与度,使更多的学生能够参与到课堂教育中来也是高校教育改革的迫切任务。生物工程专业要求学生有非常强的工程能力和工程意识,如何提高学生的工程创新能力,是值得我们思考的问题。它要寻求一种行之有效的教学方法或教学模式,从微观的角度找到一个突破口,即进行课堂教学改革。通过课堂教学的改革,使教学方式多样化,教学内容更丰富,使所学知识和本学科研究的最新发展以及社会需要紧密结合。作为教学的对象,接受知识的主体,学生能够在课堂中得到更多的发言和思考实践机会,有利于培养学生的学习兴趣和学习实践能力。研究型教学的根本目的在于创新的教学和学习模式为学生的成才和发展服务。因此,通过改革,学生能够切实地参与本学科研究前沿的某一个课题、某一项研究,增强了自我学习能力,提高自身素质,使学生在毕业后能够更快地融入工作环境。

二、课堂教学改革

1.教学内容实用且紧跟学科前沿。科学研究要求科研人员有非常高的创新意识和创新能力,对于生物工程专业这个与创新紧密结合的专业,每一时每一刻都有新的发现、新的方法出现。如何能够将当前学科的发展前沿与基础理论知识有机地结合到一起是我们基于研究型的课堂教学改革的首要任务。跟据目前教学内容进行全面提升,我们采取了注重新和精的原则,及时将本学科的最新研究成果、前沿发展动态引入到课程教学中,提出一些尚未解决的新问题给学生供其思考,借以激发学生的创新思维和创造性学习的能力。作为一名高校的教师,教学是教师的本业也是基础,当今许多高校存在两种不同体制,将科研与教学分开,这是不正确的。高校教师决不能脱离科研而单纯搞教学,单纯搞科研而不参加教学的教师无法将他的研究成果授予学生,而单纯搞教学的教师无法及时地接收该学科发展的前沿动态,无法给学生提供学科前沿进展,只有长期参加科研实践的教师,才能使自己讲课的内容更加贴近实际,更具有前沿性,更加生动,具有独创性和启发性。生物工程是一个与科学研究联系非常紧密的学科,科研不仅可以激发教师的想象力和创造力,还可使教师掌握国内外相关领域的研究动态和研究热点,掌握多种研究方法和先进仪器的使用,培养科学探索精神,从而极大地丰富自己的教学内容。这样学生就可以潜意识地掌握科学研究的方法,养成科学研究的习惯,培养学生科学研究的精神。教师要经常深入工厂,了解生产实际问题,设立研究课题帮助企业提高生产效率。这样,教师在教学中就能够利用生产实践中生动的例子来授课,可大大激发学生的学习兴趣,培养学生解决实际问题的能力[2]。随着现代科学技术的迅猛发展,科学知识是几何级数增长的,这对学生来说压力越来越大。近年来学校在教学的学时上不断地减少,但是课堂的教学内容却与日俱增,因此矛盾越来越突出。尤其是实验性学科,实验课要求有理论课作为支撑。针对理论课教学学时减少、教学内容多的矛盾,我们在教学内容上进行了调整。以加强通识教育、强化基础课程教育为基础,拓宽学生的专业口径,在专业基础课程如生物化学、分子生物学等课程中融入学科前沿理论知识,使学生掌握最前沿的专业基础理论及工程基础理论知识,提高学生的适应能力,增强学生就业的灵活性。通过加强学生的专业基础、工程学基础和基本技能训练,培养基础扎实,可在生物工程、轻工技术与工程、食品科学与工程、生物医药工程、环境工程等众多工程学科专业领域一展身手的创新型生物工程人才。生物工程专业课程中存在许多交叉课程,如生物化学课程中会涵盖部分分子生物学课程内容,发酵工程课程中涵盖微生物课程内容,这就要求教师在教学中注意避免与相关学科课程的重复,节约学时,同时也要注意突出重点,保持知识的系统性和连贯性。一位优秀的教师首先要懂得如何对教学内容进行合理的取舍。另一方面,正是由于各个专业基础课程之间存在不同程度的交叉,要求教师在授课时,注意与不同学科之间知识点的联系,帮助学生将不同课程之间的知识点进行有效地联系,提高学生的学习效率。这样不仅逐渐培养了学生对一门课程知识点的提炼、分析,而且也培养了学生对不同课程之间知识点的归纳、综合能力,也有助于学生对后续课程的学习。

2.课堂教学提倡理论与实践结合。21世纪生物技术迅猛发展,增加了对应用型人才和工程技术人员的大量需求,特别是对生物技术上下游结合、产学研结合的高水平人才的需求。因此,这就要求高校为社会和经济建设发展培养应用型的生物工程专业人才。但是至今为止,大多数生物工程专业毕业的本科生只有理论知识,没有生产实践经验,需要很长一段时间的实践才有真正投入生产。虽然目前我国科学家已经在国际先进技术及生物工程领域有了一席之地,也取得了一系列令人瞩目的成绩,但谈到直接产业化相关的生物技术、生物工程下游技术,中国现阶段的发展水平与国际先进水平相比仍存在很大差距[3]。这一方面与我国的许多科研工作者缺乏工程意识有很大关系,另一方面是因为国内各高等院校生物工程学科的教学和科研条件良莠不齐,教学理念比较落后,教学方式方法无法国际接轨,培养出来的大学生普遍缺乏创新意识,使得我国生物工程产业缺少自主开发核心技术的高端专业人才。根据课程教学改革问卷调查结果显示,95.5%以上的学生倾向于理论与实践相结合的教学方法,希望能走出课堂,走进企业,增加实践动手能力的机会。通过在教学过程中设计不同的层次实践教学以加强学生动手能力,提高学生创新素质。第一层次以验证性实验为主;第二层次以综合性实验为主;第三层次以开放性和创新性实验为主。通过鼓励学生自己申请立项进行实验,侧重培养学生的创新能力,使他们获得从事本学科科学研究的初步能力。通过我校大学生创新计划等各项培养学生创新实践能力的项目,给予学生独立完成或以小团队形式完成某项科学研究项目的机会,锻炼学生实际操作能力和实践能力4]。为培养生物工程基本理论、基础知识扎实,工程意识强、有较强实验技能,能在科研机构、企业以及学校从事科学研究和工作的生物工程高级专门人才,我们不断加强与行业内龙头企业联系,建立校外实践教学基础与实习基地。我校发酵工程优势学科与青岛啤酒集团、百威英博啤酒集团、江苏大富豪啤酒有限公司等共建学生企业实习基地,这些实习基地不仅为学生提供了很好的企业工作环境,而且由于企业本身也有良好的科研环境,如青岛啤酒集团建有国家唯一的啤酒研究国家重点实验室,为学生提供高水平的科研平台,帮助学生将理论与实践很好地结合起来。我院生物工程专业学生尤其是发酵工程专业的学生都有机会到对口企业进行一段时间的实习,得到感性认识,进一步深化其理论知识的学习。学生通过实习,把理论与实践相结合,丰富了专业知识,提高了分析问题和解决问题的能力,积累了工作经验,增强了适应社会的能力,为毕业后从事本专业工作打下了基础。生产实习基地也与学校实现了双赢。同样,教师的理论与实践相结合的能力直接决定了课堂教学质量的高低,应当根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下,对年轻教师特别是非生物背景或非工科背景的教师进行了全方位的培养,学院先后派出年轻教师50余人次到相关的食品厂、啤酒厂、酶制剂厂等进行实习锻炼和学习。通过这种方式,显著地提高了教师的实践能力,在课堂教学的过程中这些能够非常自然地将理论与实践结合到一起,同时兼顾了本学科的发展前沿和动态,显著地提高了课堂教学的效果。

3.双向交流式课堂教学模式。多年来我国的高校教育基本上都是采用单向型的教学模式,学生“填鸭式”地被动接受知识,虽然有过许多的改革,但都没有从根本上解决这种“灌输式”的课堂教学模式,这与信息化的时代背景下科学技术迅猛发展的趋势极不相称。学生在学校学习的时间是非常短暂的,获得的知识是非常有限的,更多的是要在今后的实际工作中学,到社会大课堂中去学。因此,大学教育中教师一方面要将知识传授给学生,更重要的是培养学生如何主动获取知识的能力。不仅要授之以鱼,更重要的是授之以渔。现在的大学课堂普遍还是采用传统的教学方法,教师讲学生听,同时,由于教学资源的短缺,大多数专业基础课的讲授都采用大班上课的形式,在这种大班上课的课程中,这样灌输式的教学方式会导致绝大部分的学生打瞌睡、上网玩手机。一方面,我们减少了大班上课的课程,将大班分解成小班,在可能的情况下做到小班上课,提高学生的课堂注意力。另一方面,在课堂教学中,采取互动式、研究式的教学模式,教师在课堂上设置提问环节,或是专题讨论等教学手段,有效地调动学生学习的积极性,使学生能够跟随教师的教学思路,引导学生主动思考和学习。教学中,将教师的以教为主转移到学生的以学为主的轨道上来,促进学生学习方式的转变。即变被动接受式学习为主动探究式学习,把学习的主动权交给学生,充分挖掘学生的学习潜能。在教学方式的改革上,我们主要是在一些专业基础课(细胞生物学、生物化学、微生物学、分子生物学)和专业课(发酵工程、生化分离)中大量引入讨论和研究等方式,欢迎学生随时打断教师讲课来提问,活跃课堂气氛,使教学方法生动活泼。充分调动学生学习积极性,精简课程内容,改变在以往教学中唯恐讲不完、讲不全的做法,课堂中尽量讲得少、讲得精,留更多时间给学生课外去学习、研究。改革教学方法,采用学生自学辅导、提问、讨论等方式,将传统的单一灌输式教学改变为灵活多样、注重培养学生自学能力的教学方式,调动学生学习主动性,以取得更好的教学效果。课堂时间有限,因此,根据本学科的特点,在课堂结束之前可先把下一次课要讨论的科学问题在课件上展示,学生分组进行准备,带着问题自主学习教材,查阅文献等相关资料,了解并总结该专题的国内外研究进展、新成果、新热点和发展趋势等,撰写报告,通过电子邮件与教师进行交流。在下一次课堂上,每个小组的学生分别展示本小组学习讨论的结果,并进行各组之间的讨论,培养学生自主学习的能力。当然,这些科学问题需要教师事先精心设计,能够充分体现学习目标,同时锻炼学生的创新能力。通过这种方式使学生从被动学习转变为主动求知,扩大学生的知识面,培养学生的综合能力和自学能力,提高学生的文献检索能力和专业外语水平[5]。在信息技术飞速发展的今天,基本上所有学校都采用了多媒体教学的方式,但这也只能满足有限的课堂教学的需求。网络课堂成为了一种新型的课堂教学方式。借助于网络,学生与教师的交流更方便、更流畅。尤其是在一些需要实际操作的课程中,例如科技文献阅读课程,该课程是生物工程专业学生非常重要一门的专业课,也是学生以后从事科学研究的必要工具。采用网络教学的方式,教师可以给学生实时展示如何利用网络数据库来查找所需要的文献,同时也能够使学生在课堂中集中精力,提高学习兴趣。另外,网络课程也是网络教学的重要组成部分。网络课程内容非常丰富,涵盖了教学信息展示板块、课程展示板块、课外学习板块、师生互动板块、教学质量评价板块等。通过网络教学、网络讨论、网上答疑、师生信箱、教学评价等手段,增加师生之间的互动,增加了大量的新技术、新成果等资料,弥补课堂教学时间有限的缺点,扩大学生的知识面,大大地提高了教学的效果和质量。

21世纪的生物工程要求高校学生有较高的综合工程能力,在生物技术高速发展的背景下,新技术、新方法和新设备层出不穷,新的研究热点和学科不断涌现。为适应21世纪培养科技型、创新型、应用型生物工程专业人才的要求,在课堂教学中应更多地注重培养学生的理论与实践结合能力,培养学生的科学研究思维,提高学生的实际操作能力以及创新能力。改进教学内容,改革教学模式,推进人才培养与社会生产实践相结合。

参考文献:

[1]吴康宁.教育改革成功的基础[J].教育研究,2012,(1):25-31.

[2]王正加,斯金平,夏强强,黄华宏.“生物技术概论”通识课程教学方法改革探索与实践[J].中国林业教育,2012,(2):61-63.

[3]张艺,路福平,骆健美.生物工程特色专业课程建设改革的探索[J].中国轻工教育,2011,(3):57-58.

[4]黄进勇,王爱萍.以课程体系建设推进“生物工程”专业创新人才培养[J].中国校外教育,2010,(16):49-50.

[5]刘志强,张大为,李会东,向育君,周建红.生物工程专业建设中教学体系的构建、改革与实践[J].当代教育理论与实践,2010,(2):66-68.

篇7

关键词:生物工程;专业外语;教学改革

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)26-0027-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.26.016

当前,大学本科生物工程专业就业较为困难,反映出学生专业学习过程与社会需求之间的矛盾,课程设置、教学内容、教学模式、考核方式等均不同程度地与社会发展不相适应。其中尤其需要对生物工程专业外语课程的教学模式和内容进行改革,以契合一般市属高校应用型人才培养目标的要求,切实体现有区别的、个性化的教学理念。

一、生物工程专业外语的教学目的

生物专业英语是面向生物工程专业高年级本科生开设的限选课程,本课程教学内容主要涉及普通生物、微生物学、遗传学、分子生物学等领域的专业基础知识。通过本课程,向学生介绍如何撰写科技论文、投稿等方面的知识,帮助已有一定英语基础的学生提高其阅读、翻译专业英语的能力,目的是扩大学生专业英语的词汇量和阅读量,让学生掌握专业英语书刊的阅读技巧,了解文献检索及科技论文的文体特点和写作方法,从而为学术论文的阅读写作打下坚实的基础。

二、常规生物工程专业外语的教学模式

(一)课程设置

多数高校生物工程专业在大三第二学期或大四第一学期开设专业外语课程,一般为每周2学时。贵阳学院生物与环境工程学院生物工程专业该门课程安排在第四学年的第一学期,学时数36学时,属于专业选修课。这时学生已经完成基础外语和所有生物工程专业基础课以及基因工程、分子生物学、遗传学、发酵工程等专业课的学习,其实已经学习了很多生物学的专业外语词。此时,开设生物工程专业外语课可以帮助学生强化和复习以前其他专业课中接触过的专业词汇,进一步加深理解。

(二)教材

各高校生物工程专业外语的教材也各不相同,有的高校采用了姜巨全主编、化学工业出版社出版的高等教育“十二五”国家级规划教材――《生物专业英语》作为教材,有的农林高校采用了萧浪涛主编、中国农业出版社出版的《生物学专业英语》,该书是全国高等农林院校十二五规划教材。目前,最新的教材是科学出版社出版的《农业与生物科学专业英语》,该书是谭万忠、王进军教授对专业英语课程长期教学经验与教学成果的总结,其内容和编排都比较新颖。由于生物学发展迅猛,日新月异,教材的更新远远滞后于新技术、新方法、新理念和新词汇的产生速度。有的学校采用任课教师自编讲义作为教材,如选用SCI期刊中发表的重要学术论文,或者摘录和提炼英文生物学相关专业书籍的内容等。这些教学内容往往比较生僻,通用性弱,尤其是基础较差的学生学习起来比较困难,不好掌握。因此,亟待编写实用性、可读性和通用性强的生物学专业外语教程,以适应新的教学要求。

(三)课程考核

多数高校专业外语课程属于专业选修课的范畴,通常以考查形成完全课程考核,因此很多学生对这门课程不够重视,甚至完全不当回事。不同高校生物学专业外语的考查方式不尽相同,有的采用开卷答题,有的课程论文翻译,有的还以PPT回报的方式考查,相对随意和简单的考查方式,使得很多学生忽略了该门课程的学习。因此,很有必要研究一套系统的有针对性的生物学专业外语教学内容,并制订出适用于不同基础、不同层次学生的考核标准,逐步规范生物学专业外语的教学和考核过程,实现因材施教,科学考评。

三、生物工程专业外语教学模式的创新

教学模式的创新关键是要根据教学对象的特点,基于学生的学习基础,认识能力以及可接受的教学方式,进行有针对性的启发和引导。大学的教育重点不是知识本身,而是如何获取知识、甄别知识以及运用知识进行创新、创造。因此,笔者认为生物工程专业外语教学模式创新应该从教学手段以及课程内容两方面入手。

(一)灵活多样的教学手段

随着手机APP应用时代的到来,学生成为“低头族”的主要群体,因此开发具有一定趣味性和探索性的生物学专业外语学习的手机应用软件,适应新时代学生的学习特质,将有助于提高学生的学习兴趣,吸引学生主动学习专业外语。在网络时代,各种微课程教学资源越来越丰富,但如何根据每个学生的特点进行个性化教学依然比较困难,学校可以尝试建立由生物专业教师与基础英语教师联合教学的在线平台,让生物学专业教师发挥生物专业教学的优势,基础英语教师发挥英语语言教学的优势,相互配合,互为补充。这样,不仅学生的选择面更广,也可以兼顾到不同学生的特点,实现了网络平台的差异化教学。通过灵活多样的教学手段和方式提高学生对专业外语的学习兴趣,扩展学生学习的时间和空间,在潜移默化中逐步提高了他们的专业外语水平。

(二)专业外语与其他相关课程的整合

大学生物工程专业通常都开设有文献阅读与检索、科技论文写作、生物信息学等课程,这些课程一般学时较短,教学内容比较单一,重点培养学生查阅专业文献、专业数据库,运用数据或模型分析软件,撰写学位论文的基本知识和技能。其实这些课程之间并非孤立,它们之间有着紧密的联系。学生只有具备一定的专业外语知识和查阅文献及运用生物信息学软件的能力,能够在做好实验后完成学术论文撰写才算合格,才不枉费大学四年的学习。基于此,笔者建议将文献阅读与检索、科技论文写作、生物信息学等课程与专业外语课程相整合,即在教授文献检索的方法、科技论文写作的技巧、生物信息学软件应用当中渗透专业外语教学,让专业外语的教学不再孤立和抽象,从而与具体的知识运用和技能培养相结合,提炼和精简其他课程的教学内容,使其更好地与专业外语教学相关结合。

实践证明,通过整合相关课程,精简学习内容,突出重点,压缩专业综合学时,能给学生更多自由空间,实现自主学习,同时还可以增强学生对这些知识的综合认知力和理解力。

四、展望

当前有关生物专业英语教学改革与探讨的论文虽然较多,但多数关注教学技巧提高①、教学内容革新②、教学手段创新③等方面,少有关注教学内容与生产实践相脱节,知识水平与应用不相适应等问题。教学的目的是培养社会所需要的人才,人才培养的目标是运用所学知识进行创新、创造,并解决实际问题。今后在生物工程专业外语教学中,我们应更多关注如何培养和提高学生综合运用知识的能力和水平,提高他们的综合素养,让他们真正学有所用,用之有道。

注释:

① 王娟. 生物科学专业生物专业英语课程教学改革探讨[J].安徽农业科学, 2011,39(18):11339-11340.

篇8

关键词:计算机绘图 生物工程 AutoCAD 精简教学

《生物工厂设计计算机绘图》虽非生物工程专业的主干课程,但作为必修课程,是生物工程专业的《生物工厂设计》和《生物工程专业课程设计》等主要的设计类课程的基础课程,这门课程的学习效果将直接影响对工厂设计和课程设计的学习效果和技能掌握。本课程主要对这些设计类课程所需要使用到的计算机软件进行讲解,AutoCAD作为化工机械制图领域最为通用的软件,被选作这门课程的主要讲解对象。新教学大纲(2009)的要求中,将《生物工厂设计计算机绘图》课程的教学时间缩短为18学时,课堂教学仅8学时,时间上的限制对这门课的授课提出了更高的要求,这里对于如何在有限教学时间内保证学生学习到必要的知识与技能,笔者根据教学实践总结出如下经验:

一、梳理教学内容,做到重点突出、覆盖面全

为了充分利用教学时间,需要教师提前在熟知知识框架的基础上,浓缩知识点,在实践中,使用表格梳理单元命令,以命令图标命令名称命令位置分别分类梳理,既直观清晰又方便学生记忆。尤其对于初学者,对于界面操作很不熟悉,对于课本大段的讲解又很不耐心,很需要用这样信息量大,能够直接运用的知识点总结。

二、边讲边练,有效利用上机辅导

为了提高教学效果,众多autoCAD教学都采用了现场演示的方法,这种方法能够使同学们更清楚的学习到如何在具体绘图实践中操作,但是,初学者多命令操作并不熟悉,在有限的课堂演示时间里很难达到加强记忆融会贯通的效果,课堂内容较多时,许多学生因理解吃力而表现出消极的听课情绪,尤其从图层操作开始,一部分同学表示太难,难以跟上讲课速度。这里笔者注意到,只要实践中发挥ppt幻灯和课堂演示教学各自的优点,即可突破教学瓶颈。利用幻灯的窗口演示功能,将幻灯窗口调整为屏幕一半大小,用以显示表格式的单元命令,而另外一半的屏幕用以显示AutoCAD2011的操作界面窗口,这样,即便初学者也可以完全凭借课堂上的屏幕显示,了解各命令所处的位置以及操作方法等,更好的提升了课堂教学的效果。

三、综合图形的演示操作,以问题为导向启发学生一题多解

AutoCAD教学中离不开实例演示教学,这里根据单元命令选取综合性较好的与专业相关的图形能够节省讲授时间,在实践中,还注意到以问题为导向启发学生主动参与设计绘图程序,是一种事半功倍的好方法,比如在钟表的绘制中,先启发同学们利用已经学过的复制命令,旋转命令,镜像命令进行绘制,再引入新方法使用阵列命令绘图。既复习了旧知识,又引出一题多解方案和新知识的学习。利用AutoCAD绘制微生物实验中的操作过程示意图,既锻炼了学生的软件操作能力,又复习了专业课的内容,同时提高了学生对常见仪器与设备的观察能力,对两门科目的学习都有提升。另外,这门课程本身是生物工厂设计课程的前导课程,学习的内容直接为后面生物工厂设计服务,因此有计划的将常见生物工厂设备的绘制融入到课程教学过程中,也必将有助于课程之间的衔接。

四、嵌入流行元素,提升学习兴趣

选取教学演示图形的原则,除了综合性佳、与专业相关等原则外,积极嵌入学生们喜闻乐见的流行元素也是提高教学效果和提升学生学习兴趣的好方法。实践中,笔者尝试将愤怒的小鸟、祖玛、植物大战僵尸等学生中流行的小游戏的绘制融入到作业体系中,让学生们发挥想象力设计游戏场景,同时在实践中熟练掌握块命令、图层命令、填充命令、夹点操作、缩放命令等的运用。另外一些设计类题目的例子有:自行设计手机、绘制车标、绘制电影片头字幕,这种题目适用于添加文字、艺术字、比例等相关命令的操作能力提升。

五、其他

灵活的考核方式也是引导学生学习态度,激发学习热情的常用手段,尤其对于设计类题目,有必要对融入设计元素多的学生作品给与充分的鼓励,这里每节课对上次课的优秀作品进行有选择的课堂展示,同时对一些常见的学生问题进行总结式答疑,将极大刺激学生的表现欲和探索欲,提升学习效果。另外上机练习与课堂例题和作业相结合,便于在上机过程中及时发现学生当中存在的问题,及时纠错与辅导。考核方面,提升平时作业所占的学分比例,也能改善学生对平时作业的态度,注意在实际中需要任课教师监督学生不要抄袭拷贝,对不良习惯进行正确引导。

综上,限制了时间的教学并不意味着教学效果的降低,与时俱进,以学生为本,积极在教学过程中寻找适合学生的教学方法,提升教学质量,才是本科教育以不变应万变的进步之举。

参考文献:

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[关键词]高职教育 教学改革 实践

[作者简介]张春玲(1974- ),女,吉林四平人,吉林农业工程职业技术学院生物系,副教授,研究方向为生物工程设备课程教学。(吉林 四平 136000)

[课题项目]本文系吉林省教育厅“十一五”社会科学研究项目“高职高专《生物工程设备》课程教学改革的研究与实践”的研究成果之一。(项目批准号:吉教科文合字[2010]611号)

[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)06-0135-02

“生物工程设备”是我院生物工程系生物技术及应用专业的一门重要的专业课。大多数高职院校的“生物工程设备”课程是从本科院校演变而来的,自身带着重理论轻实践、重设计轻操作的特点,与高职教育培养应用型技能型人才的要求不符。为适应教学改革和建设的需要,“生物工程设备”课程组做了大量的调查走访研究,并参加高职院校骨干教师的培训班的学习,总结过去教学过程中的弊端,全面进行了课程建设与改革。

一、教学改革方案

1.教学内容的改革。打破传统的章节模式安排教学内容,以典型生物发酵产品为载体,按照生物产品的生产加工过程中所涉及的典型设备,制定了四个学习情境,分别是:啤酒生产设备、酒精生产设备、味精生产设备、青霉素生产设备。每个情境中均包含有理论知识部分、实训部分和习题部分,理论与实训所占的学时比例达到1U2,理论内容是围绕着实训任务需要来讲解的,是为实训而服务的。

2.教学资源的建设。充分利用多种教学资源,如教材、多媒体课件、设备模型、仿真操作软件、校内外实训基地、网络平台,等等,构建了一套立体化的教学体系。(1)教材建设。由于现有的教材已不符合教学内容的要求,因此“生物工程设备”课程组成员与企业的有关专家合编教材一部,按照企业实际生产岗位需要,本着理论为实训服务的原则,教材中加入校外企业参观实习及校内实训的内容,详细介绍了产品生产过程中所需要的典型设备的结构及操作,重点放在了设备的操作与维护上。同时引入一些本课程中的当前所采用的新工艺、新方法、新设备,使教材的内容更加与时俱进。(2)多媒体课件及模型的制作。课程组成员大多具备多年的教学经验,经过大家的共同研究,开发了一套用于课堂教学的PPT课件,课件中融入了许多设备的图片及动画,还有有关工厂的设备运行的照片及录像,生动形象地再现了设备的原理及工作过程。另外,利用课余时间,组织兴趣小组,带领学生亲自动手制作一些设备的模型,模型的材料多是利用一些生活的废弃物,集思广益,变废为宝,既提高了学生的动手能力,又使得抽象的设备得以形象地展示,同时也提供了教学的素材。(3)仿真软件的操作。仿真软件是信息化时代的一大成就,它可以在电脑上模拟实际的生产操作过程,学生利用键盘和鼠标操作设备的按钮,来实现对设备的运行及维护。它摈弃了过去实践教学对时间、场地的限制,也大大节省了设备在真实环境中运行、维护的费用。(4)校内实训室利用。在校内建设有啤酒发酵设备实训室、通风发酵设备实训室,在课程讲解过程中,可以随时将学生带到相应的实训室,对着现成的设备进行讲解,也可以专门安排学生进行实训,操作设备生产啤酒、谷氨酸等产品。在实训时,将学生划分成几个小组,分组进行操作,每组负责完成一项任务,轮换进行,强化学生之间的协作意识和团结合作的精神。(5)校外实训基地实习。与周边相关企业洽谈,建立合作机制,学生通过到企业参观实习、顶岗实习,也可请企业有经验的专家来校讲学,让学生在校学习期间,就充分了解和掌握实际生产操作的本领,与企业零距离接触,为就业上岗练就过硬的本领。(6)网络资源的开发。网络上信息贮存量大、更新快,应培养学生良好的网络学习习惯,例如在学习过程中遇到一些书本上难以解决的问题,可以在网上寻求解决的答案。另外在校园网上建立一个师生互动的平台,在这个平台上进行在线的互动,帮助学生解决疑问,还可将各种学习资料上传到网上,供学生自学。进行一些网络测试,来检验学生的学习情况。

3.教学方法的改革。根据课程的需要,采用了多种教学方法,现简单介绍如下:(1)问题引导法。在讲解过程中,经常采用问题来引导学生思考,在讲解新的任务时,通常会对学生提出一个问题,这个问题往往是讲过的内容的延伸,可以通过这个问题的提出,引导学生进行新的任务的学习。例如在介绍啤酒发酵设备时,教师先提出问题,让学生回忆实习中看到的生产设备的构造,然后让学生结合专业知识分析讨论该设备的优缺点,教师对学生的回答进行总结,再介绍一些新的设备的使用情况。(2)现场讲授法。利用校内实训室现有的设备进行现场讲授。例如,当讲到通风发酵设备这部分内容时,组织学生到校内的通风发酵设备实训室现场讲解,让学生从直观上对设备的各部分结构有了深刻的认识,在现场讲解时,先由教师对设备的结构及作用进行介绍,再对设备的操作过程按流程顺序进行讲解,然后让学生自己叙述一遍设备的操作过程。(3)仿真操作法。利用仿真软件来辅助教学应该是我们课程改革的一大亮点,在进行情境四,即青霉素生产设备与实训这一部分教学过程中,利用引进的仿真软件,以理实一体化的方式进行学习。首先给学生下达学习任务书和指导书,让学生了解学习内容和任务,接着教师通过一些问题引导学生学习理论知识,再向学生介绍仿真软件的操作要点及过程,学生通过自主练习获得一些操作经验,然后教师出一套操作测试题,由学生在规定的时间内完成操作,成绩由电脑自动评分系统给出学生操作的分数,再由学生上交一份实训报告,分析在仿真操作过程中的感想体会,最终由指导教师和学生共同填写过程性考核评价表来给出学生成绩。

4.考核方式的改革。在考核方式上,打破过去传统的以期末考试来决定成绩的方式,以过程性考核和终结性考核的方式来完成。为了调动学生的学习积极性,适当提高过程性考核所占的比重。每一个情境都有各自的统计表,分别通过教师评价、学生自评和小组互评三方评价,共同给出过程性考核的成绩。将四个学习情境的成绩汇总到总的成绩评价表中,结合终结性考试成绩,按照考核权重计算出每个学生的总成绩。

二、教学改革的实施及成效

课程改革在我院生物工程系2008级的三个专业六个班中进行初步实施,选出三个实验班和三个对照班,实验班按改革后的方式进行教学,对照班按改革前的传统方式进行教学。为了体现同一性,充分说明改革的成效,实验一班和对照一班由同一名教师讲授,实验二班和对照二班由同一名教师讲授,实验三班和对照三班由同一名教师讲授。在初步实施过程中,课程组成员共同协商制定了改革后的课程标准,严格按照该课程标准所制定的教学任务来实施改革方案。通过集体备课,互相听课,互相监督,期末时通过学生成绩和教学质量调查分析初步实施结果,得出改革成效。

1.教学质量调查的比较。通过一学期课程改革的初步实施,以问卷调查的方式,对实验班和对照班的学生分别进行教学质量调查,并将三个实验班和三个对照班的平均评价结果进行比较分析。结果表明,实验班的教学质量、优秀率远远高出对照班,而中等率和及格率远远低于对照班。学生普遍认为改革后教学效果良好,学习的主动性和积极性有了很大的提高。

2.学生成绩分析对比。根据制定的过程性考核表,在完成每一个学习情境时,均对各实验班的成绩进行汇总,期末统一制定出实验班与对照班的成绩对比。结果表明,平均优秀率及平均良好率上,实验班均高于对照班,而平均中等率、平均及格率和平均不及格率上,实验班均低于对照班。由此可以看出,改革之后的学生成绩上明显好于改革之前,说明改革对于提高学生成绩也是很显著的。

三、课程改革的总结

本课程的改革,现对其亮点总结有二:一是教学手段丰富。理论讲解时采用了多媒体、模型、图片、录像、网络等多种教学资源;实训又包含了校内实训室现场讲解、动手操作、仿真实训,以及校外实训基地的参观实习、顶岗实习,充分体现了立体化的教学资源。二是教学目标的改革,从重视“设备设计”向重视“操作维护”转变。改革后的课程重视培养学生对设备的操作与维护能力,更加接近社会对高职人才的需求目标。

[参考文献]

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[关键词]发酵工程 考试模式 改革 实践

中图分类号:G620 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)34-0102-01

考试是教学工作的重要组成部分,是测定教学质量和评价教学效果最基本、最重要的手段。在教学过程中合理安排考试能有效地了解和考察教学效果,有助于加强教与学的针对性。《发酵工程》是生物工程、生物技术等专业的学科平台课和核心课,是这些专业知识架构中最重要的一环。进行《发酵工程》考试改革,对于推进教学改革和提升教学效果无疑具有重要的意义。

1 当前《发酵工程》考试存在的问题

《发酵工程》是一门理论性较强的课程,涉及到微生物学、生物化学、分子生物学、基因工程以及化工原理等多学科,同时其应用性和实践性也很强,但是目前的考试设计从认知、形式到内容都存在诸多问题,具体如下:

(1)对本课程考试作用的认识片面化,以分数高低为价值取向的人才观、教学观未能改变。近年的考试改革主要集中在考试结果分析,对某个年级、某个专业、某些课程考试情况组织分析,评价学生对知识的掌握情况。没有明确高校考试的另一重要目的―掌握教学情况,改进教学方式。在新形势下,促进大学生创新思维和创新能力培养已成为高等教育的主要目标,考试的服务和促进教学的目的显得尤为重要。通过考试促进高校课程教学改革的实施,必将成为大学生能力培养必不可少的环节。

(2)该课程考试方式单调,不能全面发挥考试的功能,影响教与学的积极性,具体表现为闭卷考试多,开卷考试少;笔试多,口试、专题讨论及其他方式少;理论知识考试多,能力、素质考察少;总结性或终结性考试多,过程性考试少;标准化考试多,综合性考试少。这种单调的考试方式,既不能准确反映教学质量和教学效果,也无法准确考查出学生的真实能力和素质,更窒息了学生主动学习的精神和创造能力。学业成绩评价单一化,缺乏过程性评价。对学生学习成绩的评定办法,基本上是“一考定终分”。强化了一次性考试的作用,造成学生对平日学习的忽视,只注重结果不注重过程,缺少对平时学习态度和学习效果评价,没有把学生在整个学习过程中的自觉能动性体现出来,助长和导致了“考前突击”,压抑了学生学习的主动性和创造性,特别是抹煞了学生在学习过程中求异思维的表现。

(3)考试内容忽视对学生创新意识、创新能力的测量和评价。考试注重对认知目标领域的前三个层次即知识、领会和运用的测查,却忽视对其后三个层次即分析、综合和评价的测查。亦即考试内容重知识,轻能力。考试内容局限于“教材所述”和“课堂所述”,多是知识导向性的,注重的是教材和课堂教授知识的再现水平,而忽视了学生应用知识能力的考查。测查目标层次低,是造成目前生物工程类大学生素质不高、工作能力不强、缺乏创新意识和创新精神的主要原因之一。

2 《发酵工程》课程考试改革与探索

2.1 考试形式的改革

改变以往《发酵工程》单一的期末闭卷考试模式,加强全程的过程性评价。根据教学知识点将教学内容分成若干知识群,如《发酵工程》可以分为发酵工程的研究现状和进展篇,菌种制备原理和技术篇、发酵过程控制和优化篇、下游分离提取篇以及特殊发酵类型专题篇等。在教学进度的不同阶段,针对上述知识群采用分组seminar展示并打分,这能加强学生的自主学习,提升学生对知识点的理解,同时能活跃课堂教学氛围,增强教学效果。除此之外,加强随堂测试和课后作业安排,课堂测试以开卷考试为主,题型多为主观题。通过合理设置出勤率、seminar表现、随堂测试、课后作业的成绩比重,能降低期末考试所占成绩比重,做到对学生进行过程化评价,更客观有效。

2.2 考试内容的改革

考试内容改革是考试改革的核心,考试的功能主要是通过考试内容来实现。要以教学大纲为依据,注重基础性、创新性和实践性考试内容的合理组合,减少客观性、记忆性考试内容,增加主观性、综合性、思辨性、实践性考试内容,重点考核学生分析、综合和应用知识的能力,获取、处理、运用信息知识的能力,激励学生独立思考、积极探索、质疑批判、标新立异,使考试能够真正地全面测试评价学生的知识、能力和素质。对于考试内容的设计,可按教材关键原理和知识点占50%、指定的课外资料占25%、综合分析能力题占25%来进行试卷命题,鼓励学生独立思考并形成批判意识。《发酵工程》对学生的自学和实践动手能力都要求较高,在考试改革内容中要逐步增加实验操作考核的比重。

2.3 考试改革实践及效果

最近几年在本校生物工程、生物技术等本科专业多个班级中进行了《发酵工程》考试改革试点,对试点情况和学生的反馈做了总结。通过加强全程性考试能避免学生在期末考试期间临时强记而考完又迅速遗忘导致学习效果差的问题,使学生能够真正领悟发酵工程学科的关键知识点及原理,同时又减轻学生在期末期间由于不同科目考试重叠带来的思想压力甚至引发作弊的问题。另外,全程性考试方式更客观地测试出学生的学习效果,充分把握学生在学习过程中的薄弱环节,为改进教学过程提供了有意义的参考。在考试内容革新方面,学生对于开放性试题表现出极大的兴趣和主动性,让学生从传统的死记硬背桎梏中解脱出来,从多方面加强了对学生学习效果的检测和能力的锻炼。鼓励那些在答题中有自己独到见解、思路开阔的学生,给予加分,使学生以批判的态度去学习发酵工程理论,从而更深刻地掌握该课程的要点,也对培养其创新思维和能力具有重要意义。

参考文献

[1] 高云,徐英黔,胡君一.生物工程专业课程考试改革与实践[J].青年与社会:中外教育研究,2012(1):10-11

[2] 于凤文,许轶,沈绍传.改革考试方法,加强素质教育--化工原理考试改革的初步尝试[J].化工高等教育,2004(3):81-83