时间:2023-03-07 15:21:29
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇生物化学工程论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
其次,在纺织和皮革加工领域,应用的原材料有很多是生物质材料,因此对于生物质材料的了解对轻化工程学生来讲非常重要,所以我们将生物化学中糖类、脂类和蛋白质类等生物大分子的结构、性质和功能列为轻化工程学生的学习重点,大约占到16学时左右。让学生对生物大分子结构和性质有全面的认识,帮助学生在对这些生物质原料进行处理时能够做到有的放矢。
再次,原有生物质材料都有各种各样的优点和弊端,如何保留其优点而避免其缺点,是一个全新的课题。比如天然彩棉,具有良好的天然色彩,可以避免后续染料加工过程,节省能源和成本,降低污染等优点,但同时,天然彩棉的棉纤维纤丝较短,不如白棉,另外产量比白棉低。针对这些特点,应用生物技术中的基因工程操作可以帮助我们既能保留优点,又能改善缺点,基因工程技术可以从根本上按照人们的意愿改变原材料的特性,所以,生物化学中的分子生物学以及基因工程我们也向同学们做细致的阐述。其余学时我们安排了绪论、对生物小分子的认识以及简单的代谢内容,让学生了解生物化学的全貌以及了解为什么学习生物化学以及如何才能学好。
2教学方法
采用“以问题为中心的教学模式”,利用多媒体教学和板书教学相结合的手段。目前,作为国内普通本科院校,吉林化工学院的学生自主学习能力不强,学习状态不佳成为了一种普遍现象。传统的教学模式不能激起学生的学习兴趣,学生学习非常被动。“以问题为中心的教学模式”(ProblemBasedLearning,PBL),1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大多伦多的McMasterUniversity首创,目前已成为国际上流行的一种教学方法。其特点是:以学生为中心,老师为引导者,以自我指导学习及小组讨论为教学形式的课程模式,能有效地培养学生发现问题、解决问题的能力,有助于提高学生的创造力、人际交往及协作能力。在课堂上我们会先提出一个轻化工程范围内能遇到的问题,比如真丝织物的脱胶处理问题,在这个工艺过程中,首先涉及的生物化学知识是丝素和丝胶的生物化学本质是什么?引入蛋白质分子结构组成、化学性质专题;进一步酶法处理脱胶环节应注意哪些问题?引入酶促反应的影响因素专题。将学生分成若干小组,进行讨论,并设计出工艺方案,这样的方法,不但激起了学生的学习兴趣,还取得了良好的教学效果。
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国化工学会
出版周期:半月
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:0438-1157
国内刊号:11-1946/TQ
邮发代号:2-370
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1923
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
一、现状分析
生物工程专业于1998年经教育部批准在高校开设,在本科专业目录中明确隶属于工学的生物工程类,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4个专业,从而大大拓宽了专业口径。郑州大学于2008年开办生物工程本科专业。此前该校开设有生物技术、制药工程2个相近专业,分别归口于生物工程系和化工与能源学院。两专业办学规模稳定,已经形成较完善的教学和实践(实验)体系。而生物工程专业在实验体系(实验课程、实验教学内容、实验室建设)、实习环节(实习类型、实习方式和实习基地建设)等方面则面临着软硬条件不够、办学经验不足等重大挑战。这些因素严重制约着学生实践技能的提高和专业人才培养质量的提升。办学近4年来,我们发现在学生工程素质和实验技能培养方面存在以下几个主要问题:
1.生物工程实验模块体系尚未完全建立,部分课程缺少实验,不但影响教学效果,还易导致学生产生“重理论,轻实验”倾向,这对培养高级应用型人才极为不利。
根据教育部教学指导委员会“生物工程专业规范”,为提高学生的实践能力和创新精神,生物工程专业必须加强实性践环节的教学,构建实践性环节教学体系,着重培养以下能力:实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实践能力等。实践教学应包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、社会实践、科技训练、综合论文训练等多种形式。此外,也明确规定了该专业的主干学科应该包括生物学、化学、工程技术学三个领域。相应的实验课程也应该在这些方面得到体现。然而在实际办学过程中,涉及到生物学领域的生物分离工程、发酵工程、生物工艺学的相关实验,以及涉及工程技术领域的工程制图和生物工程设备的相关实验,却因受限于实验室设备、师资队伍条件等原因未能正常开设、或开设课程内容简单肤浅,没能达到提高培养应用型人才的实践创新能力的要求。因此,现有的专业实验构成现状,难以给学生提供独立思考、探索与发挥的空间,难以发挥专业基础实验对学生实验技能和操作技能培养的作用,难以适应企业用人单位的需要。
2.专业涉及到的三个主干学科的实验课程模块,缺少相互衔接和重要知识点的相互补充。作为主干学科之一的“生物学”课程模块,没有脱离原有“生物技术”专业的影子,多数实验课程在实验项目、教学内容上与之没有区别,更没有体现“生物工程”的“工程”教育特点。生物学基础实验、验证实验开设比例过大。阻碍了三大学科之间的渗透,特别是未能强调“工程创新能力”的培养。
3.实践实习体系没有真正建立,缺少稳定、有效的专业实习基地,“双师型”、“复合型”师资缺乏,严重制约了学生专业实践能力的培养。首先,缺乏稳定、针对性强的实习基地。由于专业方向及特色不明显,实习单位选择盲目,实习地点不固定,实习内容变化快、深入不够;其次,现有的专业师资队伍主要是以生物学背景的教师为骨干,而双师型教师、不同学科交叉融合的复合型师资严重缺乏,这种状况根本不利于生物工程专业的发展与工程类人才培养的要求。
4.办学就业导向教育不够,学生考研“趋向”严重影响实验教学效果。一般来说,学生考研对于改善学风、为国家培养更高层次人才非常重要。受“生物技术”专业影响,我校“生物工程”专业2012届毕业生中有60%以上的学生参加考研。但这种现象在一定程度上放松了课程学习,特别是实验、实习环节。同时,多数学生以考研为主要追求目标,实践、实习环节重视程度不够、投入时间不足,使得实践教学效果大打折扣。
二、改革内容与目标
1.对实验体系进行模块划分,明确各模块的教学内容和侧重点。建立“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块课程组,加强课程建设。
将实验课程体系划分为“生物学实验”、“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”三个模块,三个模块的教学内容和侧重点各不相同,修改实验课大纲,整合实验项目与教学内容,重视三类课程相互之间的衔接、重要知识点的互补。
在模块建设中注意对薄弱模块进行强化,特别是强化“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块教学,增设部分实验课程。同时,这些课程的教师分散到担任教学任务的专业系中,参加教研活动和专业建设工作,根据各个专业的特点和要求,适时地修改或调整实验教学内容和方式。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)16-0063-03
生物化学作为一门重要的专业基础课,不仅在生命科学相关专业作为必修课开设,也在食品科学与工程、制药工程、化学工程、环境工程等工科专业开设。生物化学是一门从分子水平上研究生物机体化学组成和生命过程中的化学变化的学科,课程内容涉及面广,既包括生物分子的化学组成、结构、性质和功能,也包括物质代谢、能量代谢及其关系,还涉及遗传信息的传递。生物化学课程的特点是需要识记的知识点多、重点难点多,表现为生物大分子结构复杂、代谢反应途径多而复杂、基本理论抽象,是一门历来被认为教师难教、学生难学的课程。有关改进教学方法,旨在提高课堂教学质量、激发学生学习兴趣和提高学生综合素质的研究探讨已有很多,如问题导入式教学法、讨论式教学法、启发和互动式教学法等。生物化学课程考核和成绩评定除了传统的期末闭卷考试外,多采用结构评分方式综合考核学生学习成绩,即期末考试成绩仅占课程总评成绩的一部分(40%-70%),而将出勤、测试、课堂答问、课外作业等纳入平时成绩考核,实验教学非独立设课的还包括实验成绩。综合评定成绩的方式既能减轻学生死记硬背过考试关的压力,又能使学生注重平时学习和知识积累,在高校这已成为必修课成绩评定的一种主要方式。然而,如何通过课外作业激发学生学习兴趣,提高学生综合能力,避免作业流于形式而成为学生新的负担,在生物化学教学研究中却少有探讨。笔者将传统统一布置课外作业方式与学生自主选择课外作业方式相结合,探讨了自主选择课外作业对学生学习效果的影响,分析了多元化课外作业方式对提高学生综合能力的作用。
一、研究背景
课外作业作为考查学生平时学习情况的一种方式,从基础课、专业基础课到专业课都很普遍,作业类型包括完成教材所附习题、课程论文或教师布置的思考题等,因不同课程或教师在布置作业数量和类型上差异较大。就生物化学课程来说,课外作业除了必要的生化习题外,大多要求学生完成课程综述论文。但近年来随着电脑的普及,在普通本科院校,除了少数学生能认真对待课外作业外,学生作业普遍存在抄袭现象,一类是同学之间互相抄,另一类更常见的是从网上抄,有的几乎是不加修改地照搬网上资料或别人已发表的文章。究其原因,一方面是学生认为课外作业要么太简单没有挑战性提不起兴趣(如完成教材所附习题),要么太难完成起来花时间(如撰写有一定要求的综述);二是教师在作业批改方面的原因,主要是在一些合班公共基础课或专业基础课,因选课学生人数多,教师没有或者无法全部批改作业,而是采取按比例抽改,或只要上交作业就给成绩,对作业质量没有较高的要求,这使学生认为作业完成好坏一个样,抄与不抄一个样。这种不良现象延续到后续课程,就普遍出现作业不认真的现象,有学生总结完成课外作业的方式就是“复制+粘贴”。
笔者自2002年起开始承担本校制药工程专业生物化学课程,采取了多种方式布置课外作业,发现布置生化习题或思考题类作业存在同学之间相互抄答案的现象,而综述性论文或需要查阅资料的作业,不少学生都是直接抄袭网上内容,只有少数学生能认真按要求完成。近年来,作业不认真和抄袭现象越来越明显,这反映出现代化网络虽然给学生提供了更便捷的获取信息或知识的渠道,但若学生只是依赖网络进行简单的复制加粘贴应付老师,课外作业则形同虚设,仅能满足课程成绩评定在形式上的需要,而对学生在知识掌握和能力提升上毫无助益。有感于此,笔者结合往届授课在课外作业布置上的得失,在制药工程2011级采取了课外作业传统布置与学生自主选择相结合的方式,探讨了多元化课外作业对学生学习成绩和综合能力提升的影响。
二、研究方法与内容
制药工程生物化学为专业基础必修课,理论课单独设课不含实验部分,共48学时,2011级修课学生共3个班109名。第一节课先向学生说明课程成绩考核采用结构评分法,即期末考试卷面成绩占70%,课堂测试(4次)成绩占10%,课外作业(4次)成绩占20%。
多元化课外作业方式的研究不考虑学生入学成绩和前修课程成绩,只在保持课外作业总量与往届一致的前提下,由学生自主选择课外作业方式。在学生选择前只提出对各种类型作业的基本要求,不提出任何与项目研究有关的暗示,以避免对学生自由选择的干扰。学生选择情况由班长汇总,一周内可以更改,自主选择型作业按学生自己确定的类型和完成时间提交作业。对统一布置作业,只告知学生4次作业的布置时间和完成时间,具体内容不事先说明,以免学生避重就轻进行选择。
课外作业共4次,学生可选择全部由老师统一布置,也可全部完成自主选择型作业,或选择统一布置作业与自主选择型作业相结合(表1)。自主选择型课外作业类型包括文献综述、英文翻译、提出值得研究的问题、结合实验写论文、实验设计、教材纠错、课堂讲专题以及学生自行确定的其他方式(表2)。
除统一布置作业按规定时间统一上交外,自主选择型作业按学生自己计划的时间提交(从第4周至课程结束后一周)。作业全部批改,给出成绩与评语,及时返回学生,并在课堂上分析存在的问题。对不符合要求的作业返回重做,但修改后再提交的作业予以适当扣分。
课堂测试仍与往届一样,主要考查基本知识点。一般在完成2-3个章节的教学内容后进行一次,替代出勤点名和课堂提问纳入部分平时成绩的不足,前者占用课堂时间,而后者不可能覆盖所有学生。课堂测试允许学生翻阅教材和相互讨论,目的是让学生掌握基本知识。期末闭卷考试按教学大纲要求出题,考核内容覆盖所有教学内容,题型及分值仍与往届基本一致,按统一的评分标准评分。
三、结果与讨论
(一)学生课外作业选择情况
表1列出了109名同学的课外作业选择情况,大多数同学还是习惯于接受老师的统一布置安排,敢于自我挑战的还是比较少。11人(占10.1%)选择全部按老师统一布置完成,73人(占67.0%)只选择完成1次自主型作业,选择完成2次自主型作业的有24人(占22.0%),而只有1人选择完成3次自主型作业,没有同学选择全部完成自主型作业。选择3次或4次自主型作业之所以极少,主要是这些作业都有特定的要求,比如不能有相同的题目和内容(杜绝相互抄袭),不得抄袭网上内容或剽窃他人文章,综述和英文翻译有字数和格式要求,教材纠错要有依据,实验论文要有数据、分析、讨论和参考文献,实验设计要有一定方法和具体内容,课堂讲专题要事先提交PPT并试讲等。对有些自主作业的要求而言,学生还没有掌握相应的知识,可能认为完成起来较为困难,学生选择统一布置作业次数较多,一是认为可能相对要简单一些,二是有一致的答案可以相互借鉴。
(二)学生自主课外作业与能力培养
在7种自主课外作业方式中,学生大多选择了文献综述和英文翻译,这两种作业方式在其他课程也多被采用,学生可能更为熟悉,而选择其他方式则较少(表2),教材纠错只有1人选择,表明学生课外认真阅读教材的主观意愿较差,课堂讲专题或选择自己认为合适的方式则没有学生选择,说明学生还欠缺自我挑战性,还是习惯于跟着教师的步调走。从各类型作业的成绩来看,两极分化较为明显。一般能认真按照作业要求完成的能获得较好的成绩,相反还是有少数同学不能认真对待。
设计多元化课外作业的目的在于从不同方面提升学生的能力和素质,主要包括五个方面。一是培养独立完成作业的能力:如对“文献综述”、“提出值得研究的问题”和“英文文献翻译”,都要求学生围绕生物化学教学内容自行拟定综述题目或选择英文文献,经老师检查无重复及符合要求后按作业规定完成;二是培养诚实做人、不抄袭剽窃的科学素养:如学生提交综述论文时还必须提交主要参考文献的PDF电子件,英文翻译也必须提交原文及出处,发现存在抄袭内容时及时指出并返回重做;三是培养科学客观的求实精神:要求结合独立设课的《生物化学实验》课程,完成“结合实验写论文”或“实验设计”作业,前者要求客观记录实验结果并进行统计处理,然后按照论文格式而不是实验报告进行总结和分析讨论,后者要求针对实验项目选择多种实验方法并进行设计,不能仅仅按照实验指导书上的要求抄写;四是培养严谨细致的科学作风:对各类作业均在语言文字、标点符号、排版格式、参考文献格式、英文大小写和正斜体等方面严格要求;五是培养勇于探索、敢于质疑的探究精神:鼓励学生提出与生化内容有关但目前尚不能解决的问题,或者对某些存在争论的假说或问题提出自己的观点,或者对所用教材及其他同类教材中存在的各类错漏予以指正。
通过不同类型的课外作业和老师的严格要求,对每位同学而言,都能或多或少地在上述一个方面或多个方面有所获益。笔者相信,通过这些点滴的积累学生会逐渐养成一些作为当代大学生应当具备的基本素养。
高等学校培养高素质的综合性创新人才体现在大学教育的各个方面,教师不能仅仅将课堂教学当作传授某一方面知识的平台,更重要的是要将其作为学生能力培养的渠道。只有通过所有任课教师的共同努力,通过理论教学、实验实习教学、社会实践等多个环节的共同教育,才能培养出善于思考、能独立工作、有一定创造性思维的大学毕业生,才能增强他们在自主择业时的竞争力和社会适应性。
(三)学生自主课外作业与课程成绩
从表3可见,除选择3次自主课外作业只有1人而不具比较意义外,学生选择自主课外作业的次数越多,其期末考试平均成绩、课堂测试平均成绩和课程总评成绩均呈增加趋势,课外作业平均成绩则差异不大(这与允许作业重做有关,重做后缩小了成绩差距)。从课程总评成绩分布来看(表4),选择2次或1次自主课外作业的同学在高分段(90分及以上)的比例较高,分别为16.7%和15.1%,虽然选择全部完成统一布置作业的同学在81-89分值段的比例达到27.3%,但没有同学达到90分以上成绩。这表明学生自主选择课外作业次数多少与其主动学习的动机有关,一般愿意在课外作业上多花时间的学生,在课堂学习和课外学习都更努力和认真一些。
结构评分方式在高校课程考核上具有一定普遍性,平时成绩所占比例从20%到60%不等。虽然在生物化学教学实践中大家更关注课堂教学或实验教学研究,如应用多种教学手段、激发学生的创新意识、培养学生的学习兴趣等,但对学生课外学习的方法和效果研究也值得重视。平时成绩中除了课堂测试、课堂提问、小组讨论和实验成绩评定外,值得教师探讨的是如何有效地将课外作业这个方式利用好,使其既能充分反映学生课外自主学习的实际效果,又能作为培养学生能力的手段,而不是作为让学生课程考核过关的工具。采用多元化课外作业可改变传统作业的单一性和缺乏变化,有利于减少学生被动应付和抄袭现象,有利于调动学生的学习热情和提高学习效果,更有利于培养学生研究性学习能力。
四、结语
生物化学教学研究除了探讨如何在理论和实验教学上提高教学质量外,学生课外学习的方式方法和学习效果也值得重视。生物化学课程考核多采用结构评分方式,平时成绩中课外作业占有一定比例,布置课外作业也被多数教师所采用。然而,传统作业方式较为单一,不易激发学生兴趣,作业抄袭现象也较普遍存在。采用多元化课外作业方式,有助于激发学生自主学习的兴趣,有助于提高课程学习效果,更能将培养学生诚实守信、科学客观、严谨细致、自主思考、探索求真等方面的能力与素质贯穿于教学过程中。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 赵玉萍.多种教学模式在医学生物化学教学中的应用[J].中国医学教育技术,2011,25(1):98-101.
1.引言
生物化学是利用化学的理论和方法研究生物的一门科学。生物化学内容涉及氨基酸和蛋白质化学、核酸和核苷酸、酶化学、维生素与辅酶、激素及其作用机理、糖类及其代谢、脂类代谢、氨基酸代谢、DNA的复制与修复、RNA的代谢、蛋白质的生物合成与修饰、DNA重组技术、基因表达的调节控制等,教学内容庞杂、抽象、晦涩、难度较大。随着人们借助现代分子生物学的理论和手段,从基因水平全面了解生物大分子的结构和作用,使生物化学发展更加快速,更加多元化。基于上述因素,生物化学教师在教学中要不断改进,构建以课堂、实验室和社会实践多元化的立体教育教学体系,在传授知识的同时,加强实践能力锻炼,提高学生的动手能力和创新能力。
2.教学内容和课程体系的改革
传统的生物化学教学内容庞杂,学生负担过重,学到的只是死的书本知识。我们将教学内容进行彻底的整合和更新,增加了生物化学研究的新成果,新进展,新的研究手段和方法,如人类基因组计划与DNA测序,基因工程技术,生物芯片,转基因动物及其产品的安全性,基因组信息研究方法与成果,基因组学及蛋白质组学的研究方法与研究内容等。此外针对生物化学是我校生物制药专业的一门基础课程,我们增加了医药生物技术及其产品的生物安全,蛋白质药物,基因药物,细胞药物等内容,以达到拓宽基础,开阔视野,加强对学生的科学素养和能力培养。
3.教学方法和教学手段的改革
教师应改灌输式教学为启发式教学,注重教育多样化,不再单一地使用语言、课本、板书、挂图等教学手段。例如在讲解糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸的β氧化及生物合成、核苷酸代谢等代谢过程时,一些教师常常将整个化学反应式罗列在黑板上,这样学生会感到枯燥无味,致使上课注意力不集中。在教学蛋白质结构、核酸结构、蛋白质生物合成、DNA半不连续复制这部分内容时,为让学生有生动形象的感性认识,教师应充分利用现代多媒体教学手段,让学生眼、耳、脑多渠道接受,使这部分抽象的理论变得直观具体,从而激发学生的学习兴趣,使学生积极思考,容易记忆。另外对于条件不允许的实验,教师可以通过多媒体的形式使学生了解实验过程,例如证明DNA是生命遗传物质的噬菌体实验和肺炎球菌实验。但教师应注意控制课堂节奏,不要连续播放文字和图片,而不及时了解学生的反馈,否则会造成走马观花,欲速则不达的后果。
演示教学可以增强教学的直观性、形象性、生动性、吸引力和感染力,寓教于乐,有效地提高教学效果。例如测定酪蛋白等电点,学生通过观察不同pH值溶液中酪蛋白的溶解度,很容易观察出沉淀最多的缓冲液的pH值即为酪蛋白的等电点。此外如紫外分光光度法测定核酸的含量,离子交换拄层析法分离氨基酸等,通过现场演示,都可取得较好的教学效果,学生记忆深刻。
教师应改单向接受式的教学为双向互动式教学。教师在课堂教学中应组织学生参加课堂教学实践,让他们从事教学工作,引导学生主动学习,以锻炼和提高学生的综合素质。教师还可以通过创设问题情境,发挥教材的情趣性因素。
运用新颖多样的教学手段,可激发学生好奇求知欲望,形成主动学习的课堂气氛。组织学生开展研讨活动,活跃课堂气氛。教师可布置一些例如人类基因组计划对人类疾病基因研究有着哪些重要贡献等的题目,让学生借助Internet、多媒体、文献检索等进行自主学习。此外,教师还应注意学生在学习能力、学习习惯、学习方法、学习效率的个体差异,采取个别辅导、小组活动、有指导的个人学习等。
课堂教学过程中的师生关系不单纯是知识的传递,更重要的是情感的交流,教师上课时精神焕发,情绪饱满,学生也会以高度的注意力、热烈而紧张的情绪投入学习。教师在教学中尊重学生、理解学生、循循善诱、启发指导,维持学生的学习兴趣,不挫伤学生的积极性,正确地给予肯定和鼓励,帮助学生树立信心,这样才能激发学生的学习热情,使其坚持不懈地努力学习。
4.实验教学改革
实验教学是生物化学教学的重要组成部分,是培养学生动手能力和创新精神的重要手段,使学生对所学材料有内在兴趣,培养学生的自主性、实践性、研究性和创新性,注重学生综合素质的发展。所以应加强实验教学环节,改变传统的教学模式,以免导致学生动手能力和专业技能薄弱,不符合企业对高技能人才的需要。
我们让学生自己设计实验,通过小组合作学习,让学生在宽松、和谐、合作、民主的氛围中主动学习,相互交流,想象创造。如酶特性实验,学生自己制定实验研究方案,内容包括实验目的、实验假设及依据、研究方法、实验内容与过程,利用唾液淀粉酶验证酶活性受温度,pH值,激活剂和抑制剂的影响,最后对实验结果进行讨论和分析。这样改变了过去学生只管按教师给的操作步骤做,却不知道为什么这样做,培养了学生主动学习的能力。学生亲自设计实验,从中能发现问题,提出问题,说出自己不同的观点和看法。
5.考核形式多元化
考试的主要目的是督促学习,提高教学质量。事实证明仅凭一纸卷面成绩就决定学生全部的水平和能力是不科学的,必然会产生填鸭式教学的应试主导思想,学生们形成应付式的心态,重记忆,轻思考,临考前背一背。应将考核重点转到学生的技能上来,除了常规性闭卷笔试外,教师还应利用一些测验、作业、写论文、做实验、课堂表现、口试等定期对学生的学习进展进行评估,还可以在教学过程中适当地开展各种形式的学习竞赛,将竞赛成绩列入总分,将死记硬背知识的考核分量降低,注重学生的平时成绩,让学生在平时学习的时候就引起足够的重视,这种全面考查学生得到的成绩更加公平合理,能充分调动学生的学习积极性。
6.结语
生物化学课程是一门发展较快的学科,在诸多方面需要进行改革探索,教师应多听取学生的反馈意见,在教学中不断总结经验,多学习,以适应学科发展并满足学生汲取新知识的需要。
参考文献:
[1]黄熙泰,于自然,李翠凤.现代生物化学,2005.
[2]阎隆飞,张玉麟.分子生物学.中国农业大学出版社,2002.
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[7]袁运开.现代自然科学概论.华东师范大学出版社,2004.
[8]吴庆余.基础生命科学.高等教育出版社,2003.
传统的生物化工工程教学模式以《生化工程》课本为基础,仿照生物工艺流程的线性关系,主要描述从培养基灭菌到生物反应器及生物反应动力学直至发酵工程下游技术。从生物工程专业整个专业人才培养计划的学科教学大纲来看,其中的许多基础理论和《微生物工程工艺原理》、《酶工程》以及《生物工程设备》等课程都有不同程度的重复。这种重复知识点的讲授很容易让学生产生轻视情绪,降低学习热情。另外,生化工程涉及许多枯燥的公式推导,有时整堂课都是“公式复公式,公式何其多”,导致课堂氛围枯燥,学生思想疲惫,注意力涣散,经常无法达到预期的教学效果。
二、生物化工工程在生物工程专业课程体系中的位置
在整个专业课程体系中,生化工程的主要前修课程有微生物学、生物化学、物理化学、化工原理以及微生物工程工艺原理,生化工程本身又对后面的酶工程、生物工厂设计等专业课的学习起到铺垫的作用,可谓承上启下,至关重要。
三、生物化工工程课程教学改革
根据上述的分析,笔者对生物化工工程课程改革提出了以下见解:
1.教学内容的承流与革新
在实际教学过程中应时刻把握好教学核心问题:注重对工程意识的强化,并适当对教学内容做些调整,如弱化培养基灭菌的基础理论讲解,强化其中的动力学衡算过程,将细胞反应动力学中的基础原理并于《酶工程》与《微生物工程工艺原理》课程讲解,但对几种动力学模型的建立与应用则应当结合具体实例,加强学生对实际应用的兴趣和工程意识。另外,设立单独的生物化工工程综合实验l,让学生利用所学知识,切实感受到生物化工工程从物料准备中间发酵控制到下游处理获得发酵产品的完整过程,感受生物工程生产线的真实过程,使学生们能够巩固理论知识,增强理论联系实际的能力,并增强团队合作能力,提高专业实验设计与分析水平,并能够激发学生们的科研兴趣,增强专业信心。
2.教学方法的突破与创新
随着计算机及电子技术的进步,多媒体教学已经成为高校教育的主要方式之一,在与形形生物产品生物工艺联系紧密的生物工程类课程的授课过程中,多媒体教学更是能够发挥特长,灵活的展现生物工程高科技产品的生产过程,为学生们的视听带来新体验,激发学习积极陛。充分利用多媒体的信息再现、信息集成、交互、虚拟等多种功能,可以在授课过程中,穿插为学生播放一些生物工艺流程以及工厂的车间场景的图片;并可利用虚拟功能,虚拟工程场景,让学生自主的依据工程基本原理设计布置工厂;还可以播放一些工厂运转的视频,强化学生对工程化形成产品生产的认识。课堂教学应以学生为本,不要单一的仅仅采取讲授的填鸭式教学,可采用问题探究式教学,从Et常生活中的小问题引出专业问题,如由高压锅煲汤引出培养基灭菌,由豆豉的食用引出发酵的能量换算,努力引导学生进行探究发现的良好习惯,培养学生自发自觉的科研精神,有秩序有目的的组织教学内容,形成问题、选择问题、讨论问题、形成新的假设、实践与论证、如何获得结论,一步步启发引导学生的思维流动,带着自我探究来获得知识。
生物分离工程课程是在生物学、微生物学、生物化学、化学、化学工程学、物理化学、机械和电子等学科的基础上发展而来,其具有明显的工程性和科学性的双重特点。通过该课程的学习,能使学生针对不同的生化产品的特性,独立运用所学的有关生化技术方面的知识,设计合理的提取或精制的工艺路线和改造现有工艺,并能从理论上解释生产实际中的各种现象,提高学生分析和解决问题的能力,对学生在生化产品的生产、质量控制、检验等综合职业能力的培养上,是必不可缺的[1-2]。
1生物分离工程课程主要内容和特点
生物分离工程课程主要包括细胞的分离与破碎、初级分离、膜分离、萃取、吸附分离技术和理论、液相色谱、亲和色谱、电泳、结晶、干燥等,有些内容对学生来说是初次涉及,如分离技术、吸附技术、结晶、干燥;而有些内容被涵盖在其他课程之中,如液相色谱和亲和色谱在仪器分析中有重要讲解,电泳在生物化学中有重要讲述。
生物分离工程课程是一门多学科交叉、发展性和比较前沿的学科,是一门含有现代生物科学和工程的科学技术。生物分离技术不同于传统的化工分离过程,近年来在国内外大受重视,发展非常迅速,许多适合生物活性物质的新型分离纯化技术也不断产生,被广泛地应用到工业、农业、医药等各个领域[3-5]。它所涉及的相关课程和知识较多,如物理、化学、微生物、高等数学、计算机等,基础性和实践性都很强。它所涉及的基础理论、基本知识较多、较散,各知识点间相互联系不是很紧密,内容相对比较抽象,若单纯地讲授理论知识学生很难理解。
2教学改革
2.1拓展教学内容,激发学习兴趣
一是生物分离工程课程的教学,应与该领域的前沿科技与时俱进,及时、快速、准确地更新地教学内容,将最新的科技新闻传播给学生们,以自由讨论的形式,在课堂上与学生进行广泛的交流与沟通,与学生们产生共鸣,从而提高学生学习生物分离工程的兴趣。二是针对目前在生物分离技术领域研究热点的新型分离技术,尤其是该课程课本上涉及较少的生物分离技术,从发展背景、产生过程、基本原理、工艺过程以及应用领域等方面,多角度地将这些新型分离技术引入该课程中,激发学生们的科研与创新意识[6];三是从数据对比为出发点,阐明国内外生物分离技术领域发展的现状与差距,指出现阶段我国在生物分离技术领域所面临的机遇与挑战,进而以工业化生产中的一些热点及代表性产品的案例,描述生物分离技术在其制备过程中起到的重要作用。这种将感性与理性相结合的教学方式,可避免空泛地谈理论,让学生能够快速地掌握该课程的基本理论。
2.2改革实验教学方法
实验课程的目的是使学生较好地掌握相应的实验技能,实验课要让每个学生尽可能多动手,这样才能达到较熟练的程度。该课程可采取分组轮流的方法让学生参与实验准备工作,这样他们在实验前就需要自己考虑需要什么、怎样准备等,这对学生以后从事科学研究和教学等很有帮助。同时,可进行开放式实验教学尝试的教学形式,学生根据自己的情况进行实验,因材施教,鼓励他们参加科技创新大赛,自立课题,自己设计实验,自己作可行性分析。以学生做,教师指导为主。充分体现学生的主体作用,使学生能积极主动地走进实验课堂。在指导实验方面,其不同于理论课讲授,要求在较短的时间内,发挥教师主导作用,通过精讲突出重点,在课前布置教学预习内容,课上通过提问启发思维,介绍新技术进展,扩大知识面,将教师示范和学生自己实验相结合,活跃课堂气氛,充分调动学生的积极性。
2.3改革考核方式,建立多样化考核模式
成绩考核是教学过程中的一个重要环节,是促进学生学习和教师评定学生成绩、进行教学评价,取得教学反馈信息的主要方法[7]。可采用多样式的评价体系来对学生进行考核,提高平日成绩所占比重,从而综合体现学生对知识的掌握,达到能力培养的目的[8]。最终考核成绩由平时成绩和期末考试共同组成,即包括课堂小测验成绩、平时作业成绩、小论文成绩和期末卷面成绩。课堂小测验占15%,主要针对近期所学的重点内容,在课堂上布置一些小题目,以检测学生对近期讲课内容的理解程度;平时作业占15%,主要设置一些思考性较强的问题,考查学生对当堂课内容的掌握程度;小论文占30%,课题自由选择,以体现所学的生物分离技术为目的,多角度考查学生文献检索、归纳总结、应用知识以及分析问题与解决问题的能力。期末考试占40%,主要考查学生对该门课程知识框架的掌握与理解程度。
3教学体会
3.1不断改进多媒体课件,采用板书加多媒体的形式授课
多媒体集文字、图形、声音、动画等各种信息于一体,能提供理想的教学环境。多媒体课件可使课堂讲授形象生动,提高学生学习生物分离工程的兴趣,激发学习的积极性和主动性[9]。目前,湖南农业大学在授课上,多采用多媒体方式,但若单纯地采用课件的形式,速度过快,不利于学生对知识的理解和渗透,可尽量采用板书加多媒体的形式。多媒体不仅限于文字,要尽可能多采用动画,如flash、avi等;另外,多媒体形式不仅局限于powerpoint,要丰富多媒体形式,激发学生的学习兴趣。板书的书写和讲解过程可以增加学生的理解时间,不致于出现“满堂灌”的现象。
3.2采用灵活多样的教学方式
在有效的上课时间内,要让学生理解所学的基础理论和分离技术并非易事。在教授的过程中,要尽量采用启发式教学,从传统的教师传道授业解惑,到现在的双向交流、师生互动,使学生和教师的思维同步,要在设问、思考、学生回答以及教师解答和进一步讲述中完成讲解,这样就可针对学生的难点疑问进行重点讲解,还能够活跃课堂气氛,增加学生的学习兴趣。总之,教师要走出只从书本上单纯的以自我为中心的讲解,要与学生进行互动,以提高教学效果。
3.3培养学生的自学能力
本科生的教育,远不同于中学教育,学生主要是学会学习方法,获得知识的途径,这就要求学生能利用各种有效的方式和途径去获取知识,查阅文献就是其中很重要的一点。当今学校图书馆的发展非常迅速,不仅可以到图书馆去索寻书籍、期刊,而且在图书馆网站上还购买了许多数据库,如中国期刊网、中国硕博士论文库、超星图书馆,还有西文资源,如SpringerLink、Elsevier等,学生可以借助强大的网络去寻找各种资料,查阅前沿知识,以开阔学生的视野。
4结语
在多年的生物分离工程课程教学中,笔者不断进行课程改革,力求培养学生的综合实践能力,取得了一些成绩,但还存在一些问题,如:实验所需低耗材料如药品等消耗多、用量大;指导教师和实验室人员工作量大;实验室开放程度不够等。这些问题在一定程度上影响了教学质量的提高,需要在今后的课程建设与教学改革中,进一步丰富实验内容,提高实验结果的直观性,促使教学改革进一步得到深化。总之,要不断总结经验,改革创新,选择合适的方法和手段,利用各种途径激发学生的学习积极性,为其将来从事相关专业打下良好的基础。
5参考文献
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[中图分类号]G640 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2012)10-0214-02
在探讨我国制药工程专业本科教育之前,先回顾国内外药品生产质量管理规范(GMP)的发展和制药工程专业的发展历史。
一、国内外GMP简介
制药工业起源于18世纪末,随着化学合成药和抗生素的出现和广泛使用,制药工业发展迅速,同时药品安全问题也随之增多。1935年发现磺胺类药物后,一家公司将二甘醇用于口服的磺胺醑剂中,导致107人死亡,其中多数为儿童。上个世纪五六十年代的沙利度胺事件引起全世界对用药安全的高度关注。此后有关药品安全问题的事件仍大量出现。正是基于保护消费者,严格控制药品生产过程,保证药品质量,美国坦普尔大学6名教授编写制订GMP,并于1963年由美国国会第一次颁布实施。1977年第28届世界卫生大会,WHO向其成员国推荐GMP,并确定其为WHO的法规之一。此后世界各国陆续出台GMP,一些国家也制定了兽药的GMP规范。
我国在1982年由中国医药工业公司制定《药品生产质量管理规范(试行稿)》,1985年编写《药品生产质量管理规范实施指南》,1992年卫生部颁布《药品生产质量管理规范》。1998年国家药品监督管理局对《药品生产质量管理规范》进行修订,并以法令形式颁布实施,要求国内企业必须遵守。2001年出版《药品生产质量管理规范实施指南》,2011年3月1日,经过大幅修订的新版GMP颁布实施。
二、早期国内外制药工程专业的设立
按照GMP规范设计并建造制药车间、厂房,是件非常复杂的事情,对于工程设计人员要求非常高。原有的化工设计者由于缺乏药品生产的专业知识,如洁净车间的设计,药品生产过程中的无菌控制等,而难以胜任。[1]因此,1995年在新泽西州立大学Rutgers分校化学与生物化学工程学院设立第一个制药工程专业,为研究生教育。此后美国、英国等其他大学也相继设立制药工程专业。早期的制药工程以研究生教育为主。1998年,加州大学Fullerton分校工程与计算机学院设立第一个本科制药工程专业。[2]
改革开放后我国制药工业快速发展,但行业标准参差不齐,产品质量良莠不一,为配合我国制药工业的调整,适应制药行业在GMP下的人才需求,教育部在1998年全国高等学校本科招生目录中增设制药工程专业,同时取消了一批与制药相关的专业名称,包括生物制药、中药制药、微生物制药等。
三、制药工程专业本科教育目前存在的一些问题
制药工程专业设立到现在已经过了14个年头,各学校在本科生培养过程中遇到许多问题,其中具有普遍意义的有以下四个方面:
(一)课程改革(包括理论课和实验课)
制药工业发展日新月异,许多课程授课内容需要跟上时代步伐,近年来围绕 《药物化学》《药物分析》《生物化学》《微生物学》《工程制图》《专业英语》等十多门课程的理论和实验教学方面的课程改革发表了大量文章。除了授课内容进行优化之外,也有对一些课程进行优化和组合,比如有些学校开设《微生物与发酵》《生药学与天然药物化学》《中药制剂与分析》等。此外也有一些新课出现,如《制药工程导论》《药品生产质量管理工程》等。课程改革主要目的是为了满足社会需求和本科生培养的要求。
(二)实践教学环节困难比较大
随着GMP的实施,尤其是GMP(2010版)近乎于苛刻的要求,以往制药及相关企业为制药工程等专业本科生提供各种参观和实习的机会,现在逐渐成为一种奢求。许多有能力有条件的学校都大力建设校内实习基地,有些院校按照GMP要求建造中试车间,甚至是生产车间。
(三)课程体系构建上问题多,学生学习压力过大
制药工程是一个综合性很强、涉及面很广的学科,既涉及化工与制药的工程设计、制药过程中的工程技术,也包含药品生产过程中的各个环节,如分离、工艺、制剂、设备、分析、质检等,按照我国药品分类,又包括生物制品、化学药和中药。除专业课程外,公共课程的门数和深度要求也很高,如数学、化学、经济学、计算机、CAD辅助设计等,学分普遍达到80分以上。所以,纵观全国各制药工程专业的培养方案和课程体系,本科生毕业所需最低学分一般在190分以上,学生毕业实际所修学分普遍在200学分左右,低于180学分的寥寥无几。早年这个问题更为突出,除了一些老牌学校在制药工程专业下只设置一个方向,近年来许多学校在制药工程专业下设置2~3方向,如生物制药、化学制药、中药制药等,通过分流缓解课程设置难、学生学习压力大的问题。[3-5]
(四)各学校在制药工程专业本科培养的目标定位上各有侧重
改革开放以来,我国高等学校本科教育到底应当怎么做一直是一个热点问题,从能力教育到素质教育、创新教育,从专才教育到通才教育,从专业教育到通识教育,口号一个比一个响,但结果却不尽如人意。比如公共课方面,哲学、心理学等课程早已成为美国大学本科教育的基本课程,是国内许多专业的素质拓展课;我校许多一线教师反映应当在大学一二年级开设大学语文课,相对的,像英语、政治等一些课程的学时应当相对调整。近日走访了修正集团通化产业基地和东宝药业,反馈出来的信息是,企业招聘时需要学生在某一方面突出,然后选择性地针对一些员工进行培养。换句话说,毕业生到企业要经过一个从专才到通才的过程。在这个过程中大多数本科生接受的通识教育要达到的效果并没有展现出来。
制药工程专业的专业基础课也是界定不明,作为工科专业,它的专业基础课程到底是工程课程,还是药学课程?如果是药学课程,那与药学专业有何区别?进一步,是化学药、中药,还是生物药?当下确实是到了创新教育时期,理应深思如何平衡通识教育与专业教育,如何体现厚基础、宽口径的目标。
1998年教育部一刀切,取消十多个老专业名称,统一名称改为制药工程,专业培养目标涵盖了制药行业的每一个角落,从研发到工程设计,到生产,到管理,到销售,面面俱到,这让许多学校在制定培养方案时无所适从。既不能违背国家大的方针政策,又要满足制药行业对本科生的要求,矛盾重重。
近年来许多学校在制定培养目标时不再一味追求高大全,结合自身特点,从不同层面确立自己制药工程专业本科生的培养目标。
四、浅析制药工程及相关专业的设置
经过十多年的发展,当初制药相关专业调整时遗留下来的一些问题日益展现出来。随着GMP(2010版)的颁布实施,和2015年12月31日全部制药企业均需通过新版GMP认证这一大限的临近,制药行业对人才的需求与高校对制药工程人才培养的实际情况的矛盾越来越明显。
2008年全国制药工程教育委员会对制药工程专业本科生培养的目标和业务要求分别为,培养目标:具备制药工程方面的知识,能在医药、农药、精细化工和生物化工等部门从事医药产品的生产、科技开发、应用研究和经营管理等方面的高级工程技术人才。从培养目标看,无论是生产、研发、还是管理,这都需经四年制本科才能达到一定水平的,让制药工程专业本科生在四年时间里达到上述要求,对于大多数学生来说是不可能的。业务要求:主要学习有机化学、物理化学、化工原理、药物化学、生物化学、毒理学、药理学、制药工艺学和制药专业设备等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练,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。面面俱到的培养模式,能否让本科生具备这些基本能力实在是值得商榷。
目前全国近两百所高校设有制药工程本科专业,各有侧重。在1998年专业调整,以及此后大批高校设置制药工程本科专业时,多数学校对制药工程专业本科生毕业后应该去做什么,没有达成一个明确的共识。许多制药工程专业在设置之初,就是换个名。一些制药工程专业是仿照其他兄弟院校的情况,进行培养方案制订。从1998年到2012年,在中国知网上以“制药工程”为关键词,在篇名检索中,检索到与制药工程相关的论文,30%与人才培养方案的制订与修改有关。除了少数学校确立明确的目标外,多数情况还是中药、化药、生物药大杂烩,工程设计与工程技术,以及研发、生产、质检等一锅端。正是这些少数明确其本科生培养方向,放弃高大全培养模式的学校,在众多高校制药工程专业本科生培养中突出了自己的特色,得到了社会的认可。如天津大学化工学院制药工程专业,在其学校网站上介绍:全国第一,其特点就是培养方案围绕制药工程设计和制药工程中关键技术进行设定。再如中国药科大学近年特别设置生物制药专业,围绕生物药的研发、生产等环节开展课程,凸显其生物制药的特点。还有江南大学制药工程专业,其核心是围绕发酵工程在制药行业中的应用制订培养方案,突出学校老牌专业的特色。上述三个专业均入选教育部卓越工程师培养计划(教高厅函(2011)40号,(2012)7号)。此外还有天津中医药大学特别设置的中药制药专业,结合自身中医院校的特点,突出中药制药环节。再如西北农林科技大学,其制药工程专业本科生培养计划就是围绕农药展开。2012年4月,东北农业大学召开制药工程专业培养研讨会,确立其生物制药方向。此外,许多地方院校采用订单式培养。这些兄弟院校的举措正是对这十多年来制药工程专业到底应当怎么做的一个深度反思。
综上,制药工程应当是与一些相关专业互补的,而不是笼统放在一起。制药工程专业及相关专业的设置应当相互配合,各有特点,并且特色突出。有选择性地适当恢复几个专业应当是现在比较合适的做法。
【参考文献】
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中图分类号:G642.4 ?摇文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)19-0217-02
提高工科学生的综合素质、实践能力和创新能力是目前高等学校教育改革中最根本的指导思想,实验教学是高校实践教学中最重要的环节之一,是对理论教学内容的验证,加深学生对理论知识的理解。有机化学是一门实践性和应用性很强的学科,是化学、化学工程与工艺、材料科学等众多学科的非常重要的基础理论课程,由于有机化合物种类多和有机反应变化多的原因,有机化学实验的实验教学显得尤为重要,而且化合物的结构直接影响和决定有机反应方向。常州大学每年工科专业招生的本科生和研究生(如化学工程和技术、高分子材料、环境工程、轻化工、制药工程、生物工程和应用化学等)达一千多人,人数和班级多,而实验学时相对较少,如何充分使用现有学时培养学生的实验动手操作能力和应用创新能力等问题逐一突显,为了解决这一难题,常州大学基础化学实验中心依托江苏省首批基础课实验教学示范中心和省高校优势学科的建设,对有机化学实验的设置、安排和管理进行了相应的改革,实施开设综合性实验,为培养具卓越工程技术人才打下坚实的基础。
一、开设有机化学综合性实验的必要性
随着经济的发展和社会的进步,现代科学技术的快速发展使得各学科相互渗透、广泛交叉,不断产生新兴学科、交叉学科和边缘学科,学科之间的界限也越来越被消除。现代科学技术综合性和整体化发展的趋势越来越强,传统的基础化学实验教学已经无法满足现代科技的快速发展,因此,一些相对陈旧的实验内容、较传统的实验教学方法等传统的实验教学已经无法满足现代学生的需要,也无法进一步提高学生的研究意识、应用能力和创新能力,因为基础化学教学方法和内容的改革迫在眉睫。而有机化学由于其本身的独特性,如化合物种类和反应多且复杂,反应机制复杂等。培养出具有综合科研能力和工程能力的高素质和应用创新型人才,如何设置有机化学的实验内容和改革实验教学方法显得尤为重要。随着目前高校素质教育和卓越工程技术人才培养的战略措施的实施,我校工科学生在保障其基本实验知识和操作技能熟练的条件下,强化学生有机化学综合性实验才能培养出具高素质和应用创新能力的学生,培养学生如何发现、分析和解决问题的能力。
二、有机综合性实验的教学内容至关重要
有机化学综合性实验与其他实验的区别在于它的综合性、应用性和相对独立性。其综合性表现在能体现出2至3个知识点,可以让学生站在较高的位置去思考和探索各个知识点之间的有机结合,有助于学生对知识的理解,有机化学反应原理能够在实验中得到印证,实验教学与理论教学相衔接,培养学生在实验中运用综合知识的能力。应用性主要表现在综合性实验内容主要来自我校教师的科研项目和工厂生产,通过有机化学的综合训练熟练掌握了含酚环己烷的提纯、1-溴丁烷的合成、正丁基苯和苯甲酸正丁酯的合成、苯甲酸的精制及熔点测定、乙酰苯胺的合成、肉桂酸的制备和阿司匹林的合成等等。通过有机化学综合性实验的开展使学生,特别是研究生掌握了基本的化学文献检索、资料查询的基本方法、掌握现代仪器分析方法(如红外、HPLC、GC、HPLC-MS和核磁共振)等,具有较高的科学素养,具备最基本的运用所学理论和实验技能进行研发和经营管理能力。国际化学界的绿色5R原则,作为有机化学绿色化和综合化实验改革的指导思想。基于上述考虑,有机化学实验教学引入了多个综合性和设计性实验,并由学生自由选择和设计,由多名有经验的教师指导学生设计实验,进行实验可行性分析。此外,每年我校还定期举行基础化学实验技能大赛、设计实验竞赛,多方面、多层次培养和引导学生以主人翁的身份参加科学研究,培养学生的创新能力和科研能力。另外为了使课堂所授有机化学反应原理能够在实验中得到印证,实验教学与理论教学相衔接,石油化工学院、基础化学验中心组织有机化学教研室教学名师和经验丰富的老教师,从实际出发,结合我校学生的特点和具体要求,结合我校石油化工大工程观和科研特色,精编实验内容,编写适合我校理工科学生使用的教材《有机化学实验指导》(化学工业出版社出版)。
三、改进教学方式和方法提高实验教学效率
传统的教学是以实验教师为核心主导实验课程的进展。有机化学综合性实验是以学生为主体,教师为辅的方式,这样可以充分发挥学生的积极主动性,又可以发挥教师的引导作用。在正式进行实验课程之前,必需考察学生所学的理论知识和对该实验的理解,让学生提前做好各方面的准备,让他们在实验过程中去思考问题、解决问题和分析问题,通过这种自主学习,极大地提高学生的实验主动性和积极性,同时又收到事半功倍的效果。综合性实验教学方式主要分两大类型:启发式教学模式和开放式教学模式。
另外,多媒体技术和网络发展十分迅速,目前已经广泛应用在实验教学上。我校自制的有机化学CAI课件和网络教学可以对有机化学反应过程进行微观的模拟,表现内容和方式不仅非常丰富,而且将有机化学课堂教学中非常抽象的原理、反应等表现更加直观、易懂,简化复杂的有机化学反应和原理,所以有机化学实验网络教学和CAI课件可以将复杂、抽象的有机化学原理和和反应、有机化学实验中难操作、有一定危险性的实验过程,以更加直观、易懂的方式呈现在学生眼前,让学生在做实验之前对这些有一定的了解,在实验过程中更加容易控制实验时间,达到预期的实验效果。另外,网络教学和多媒体课件可以在实验教学过程中增加学生的信息量,并且可以针对部分学生的需要,对部分实验内容进行动态的修改,而不是以一成不变的实验内容和方式去培训学生,根据学生的需求进行定做实验,大大提高有机化学实验教学的效果,达到培养创新型应用型理工人才的目的。
通过以上教学方法、教学内容等几方面的改革,能够最大程度上调动学生学习的兴趣,我校工科专业的毕业生受益非浅,近5年来就业率一直达100%,我校化工相关专业工科学生考研录取率稳步上升,并在历届江苏省大学生化学实验技能竞赛中均获得优秀成绩。全校多届理工科学生在毕业论文(设计)环节和在以后的社会工作岗位上的表现,毕业论文指导教师反映学生的动手能力和实验设计能力都比较好,用人单位反馈我们理工科毕业生在工作岗位上工作能力、动手操作能力都很强。由此可见开设有机化学综合性实验的必要性和重要性,我们要以江苏省化学工程与技术优势学科建设为契机,对提高有机化学综合性实验,提高学生应用和创新能力进行较全面、系统的探索与改革,有效的提高有机化学实验课堂教学效果,为培养面向21世纪高素质的具创新能力的应用型人才打下坚实的基础。
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中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0044-02
生物科学代表着21世纪自然科学的前沿,是孕育关键性突破的学科之一。生物科学是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主。海南医学院是一个地方性本科医学院校,为了适应地方经济的发展需求和学校本身的发展,我校于2009年开设了生物科学专业,学制四年,同时,为了适应就业市场的需要,将生物科学专业设定为健康教育方向。
在专业开设之初,我们通过对一些院校的调研后发现,多数学校的生物科学专业普遍存在着没有明确的学科定位,专业设置雷同,没有具体的研究方向和针对性等现象。在教学过程中仅仅以理论课教学为主,缺少实验教学和专业实践。这种不顾自身特色和条件,追求时髦,一哄而起,搞形式主义的办学,既保证不了教学质量,扩大不了办学规模,又不能办出其自身特色,也极大的浪费了教育资源。
本文在总结以上专业建设方面遇到的问题和分析国内医学院校生物科学专业建设与就业市场趋势的基础上,阐述了我校在生物科学专业建设的一些做法和体会,以期为医学类院校生物科学专业建设提供发展思路。
1 明确学科定位
在教育部2001年颁布的“高等学校本科专业目录”中与生命科学有关的专业主要有三个:生物科学,生物技术和生物工程。许多学校都设置有其中的二个或者二个以上的该类专业。因此,人才培养方案中应使这三类专业有所区别。生物科学是一门基础学科,它是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主;生物技术是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作为反应器,将物料进行加工,以提品为社会服务的技术,它是侧重理科,理工管结合的复合型专业,以培养应用性人才为主;而生物工程则是生物技术研究中侧重于后期产品处理的部分,是侧重工科,理工管结合的复合型专业,仍以培养应用性复合型人才为主。这一分类特点决定了生物科学是基础性学科,其他两门应用性学科是在其基础上,结合其他学科的研究成果发展出来的。
生物科学包括了微生物学,生物化学,细胞生物学,免疫学,育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科,同时又与化学,化学工程学,数学,微电子技术,计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科相结合,从而形成一门多科学互相渗透的综合性学科。因而作为生物科学专业的本科生经常面临哪些基本知识,基本理论应该优先掌握的困惑;而作为教师也经常需要考虑哪些基本知识,基本理论应该优先重点向学生讲授,如何培养出适应时展,紧随世界潮流的生物科学专业人才。在一般综合性大学中,这个专业的人才是以研究性的培养模式进行培养的,在一般本科医学院校生物科学专业办学总体思路是:“夯实基础,拓宽知识面,立足于现代生物科学技术改造提升传统产业,因地制宜,办出特色,面向现代生物技术产业主战场培养应用型,复合型生物科学人才”。
海南医学院是地方性医学院校,其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才,因此,生物科学专业建设不能像综合性大学一样,而应该从生物科学基础理论入手,在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向,以就业为导向,培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识,生物科学是人类对生物资源的利用,改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系,科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面:(1)生物化工与材料;(2)环境与环境生态;(3)农业生物技术;(4)生物医学医药工程;(5)食品生物技术;(6)能源生物技术;(7)生物制药;(8)基础生物技术;(9)生物工程技术仿生;(10)生物战剂及其防御;(11)生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析,适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。
综合以上分析,我校的生物科学专业的学科定位是:以培养应用型人才为主的专业,是理工管结合,以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识,掌握生物技术基本实验技能,了解学科发展前沿,能在工业,医药,食品,环保等行业的企业,事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究,技术开发,生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
2 完善课程体系设计
2.1 扩大基础课教学,增加选修课比例,优化课程体系结构
调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性,是培养和发展学生智能,增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础,专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度,我们在构建生物科学专业课程体系中,大量增设选修课,主要涉及人体解剖生理学,药理学,细胞生物学,药物化学,生物技术制药,微生物检验等。通过增设选修课,可以增加专业基础知识,加强素质教育与能力培养,拓宽专业口径,使学生更能适应市场需求。
2.2 重视教学内容的改革
在改革课程结构的同时,重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据,编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节,对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手,通过调查,研究和讨论,对每门课编制出切实可行的教学大纲,大纲强调突出重点,难点,加强了实践环节,强调实验,实习基本技能的掌握。细化各章内容,明确课程交叉内容所属,例如基本原理部分前面课程已讲授,后面应用的课程时就不再细讲,确保课程内容不重复,实验内容不雷同。
2.3 增强师资队伍建设
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,加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设,有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。
2.4 加强实习及毕业环节教学体系的建设
进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念,提高学生的素质,启迪学生的创新思维,开发学生创新潜能,锻炼学生创新能力,巩固理论知识,提高学生实践动手能力与独立工作能力,以及培养学生理论联系实际,分析问题,和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中,我们主要做了以下两方面的工作:
(1)制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础,它不仅是对生产实习进行评价的依据,而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此,一个科学的评价指标体系不仅应能客观,全面地反映实习教学的水平及其效果,而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则,我们设计了生产实习评价指标体系。修改,制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲,改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导,让学生充分明确实习的内容和要求,同时,可起到督促实习指导教师的作用。
(2)规范毕业设计(论文)开题报告,提高毕业设计(论文)质量。以表格形式,要求本科毕业论文之前,充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容,并在全院范围内进行公开的,正规的开题报告,给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会,有助于拓宽学生的专业视野,活跃学术气氛,全面提升生物科学专业的毕业设计(论文)质量。与此同时,我们还制定了毕业设计(论文)批改方案,以规范毕业设计(论文)的撰写,提高毕业设计(论文)质量。
参考文献
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