时间:2023-09-01 16:35:15
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇化学工程与生物工程专业,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。
中图分类号 G420 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)21-83-02
《生化工程与设备》是安徽工程大学生物工程专业的一门主干专业课,对于未来将从事生物工程产业生产和研究的学生来说,相关的生物工程设备是他们将会实际面对的工作对象,对于设备的理解与掌握体现了使用者的素质,也决定了企业的生产水平。因此对该课程的学习效果的好坏直接影响到学生未来的工作能力。在前期化工原理、微生物、生物化学、生物工艺学等专业知识学习的基础上,学习与研究生物反应工程及生物工程设备的相关问题,使学生获得独立解决工业生产、试验研究及技术开发方面的知识是本课程的首要任务[1]。为了教好这门课程,我们结合生物工程产业以及课程的实际情况,对教学方法和教学手段进行了改革,并且取得了良好的效果。
1 优化教学内容,突出实际需要
相比较生物工程专业的其它课程,本课程的教材更新较慢,许多设备还停留在传统的工业发酵设备的基础上,例如酒精以及啤酒酿造等设备占据了教材较大的篇幅,而在实际的学生就业中,很少有学生从事这方面的工作。随着生物技术的发展,新的设备也越来越多。通过调查研究,我们精选了教材内容,删减一些工艺陈旧、不适应当前科技发展的内容,将最新的设备介绍给学生。另外,通过广泛查阅资料,收集了大量新技术、新设备的相关知识作为本课程的补充内容。授课时,对于一些比较传统的设备只是一带而过,或者让学生自学。而对于一些现代生物工程中的常用设备,则加大教授的力度。例如,基因工程药物蛋白分离纯化等在生物工程产业中占有越来越重要的地位,为了使学生适应未来工作的需要,我们加大了这方面相关设备的讲授,结合学校已有的设备,将美国GE公司的AKTA分离纯化全套装置介绍给学生,使其不仅了解设备的原理,而且初步具有操作使用的能力,极大地提高了学生的学习兴趣。相比较其它的设备,进口设备具有全套的英文说明书,对于其中的关键点,我们也以英文讲授,适应了未来发展的需要。
2 运用多种教学方法与手段,激发和培养学生的学习兴趣,提高教学质量
本课程相比较其它课程,计算公式以及结构原理图较多,传统的“填鸭式”教学方法使学生感到枯燥乏味,授课效果较差。同时随着教学改革的深入,专业课学时又不断被压缩,本课程关联的专业课程较多,所涉及的生产工艺流程和主要设备达230多个,若采用传统的教学方法,在有限的学时内要完成相对较重的教学任务,则势必要大大降低教学质量。为了解决这一问题,我们对教学方法和手段进行了必要的改革。
2.1 案例教学法引入课堂教学 本课程传统的教学方法是老师介绍基本理论和操作原理、主要计算公式、重点设备流程、设备原理图和结构图、设备主要技术参数及经验值等。由于多数情况下,学生难以看到实物,在学习的过程中感受不深,不能深刻理解设备在生产中的地位与作用。案例教学法作为一种互动式的教学,将传授知识从单向的灌输转为双向的交流,使学生变由被动听讲转为主动参与,理论与实践相结合,易懂易记、印象深刻,有利于提高教学效果,促进学生综合能力的培养提高。目前,在国内多门学科的教学中已成功地应用[2-4]。安徽工程大学生物工程专业在《酶工程》的教学中采用案例教学法,取得了良好的教学效果[5]。在《生化工程与设备》教学中,我们以设备为主体,结合工艺过程进行教学,让学生学习了解设备在生物工程产业化中作用。例如,在发酵过程中染菌是最容易发生的事情,以柠檬酸生产为例,让学生从设备的角度出发,探讨哪些设备和部件可能引发染菌。通过分组讨论,罗列出所有可能出现问题的设备以及部位,然后通过老师综合总结,将相关的、原先孤立的设备通过染菌这一线索串联了起来。采用案例教学法,使原先枯燥的设备流程以及设备结构图变得形象具体起来,激发了学生学习的兴趣,学习热情较高,普遍反映查阅资料能力得到提高,增强了学习的主动性,锻炼了表达能力,也为以后的毕业环节奠定了基础。
2.2 充分发挥多媒体教学的优势,保留传统教学的特色 《生化工程与设备》课程教学中既包括设备基本原理的讲授,又涉及到设备的结构图以及在实际中的应用,内容覆盖面广,难度较大,还包括很多公式的推导。采用传统的教学手段势必使学生感到枯燥乏味,难以理解。多媒体课件是利用多媒体形式来展现教学内容,它具有很好的可视性,一改传统教学中形象不够直观等缺点,提高了教学效率,增强了教学效果,为学生提供了大量的感性资料,使学生更容易理解与接受[6]。为此,我们制作了《生化工程与设备》多媒体课件,把设备具体化,以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式,大大提高了学生学习该课程的兴趣。合理运用多媒体教学手段,不仅减少了教师的板书时间,而且增大了课堂教学的容量。同时教师可以利用多媒体技术进行大信息量的传输,高密度知识的传授。特别是设备的原理图,由于采用不同的颜色显示物料流向,立体感很强,在教师的讲解下,学生很容易就理解了设备的工作过程,学习兴趣和积极性都高,课堂收效很大。同时,在关键的公式推导过程中,依然利用板书,循序渐进,诱导学生,使学生在老师的帮助下,相对自主的完成公式的推导,提高了学生的推理与计算的能力,加深了学生的印象。
3 发挥工科特色,虚实结合,提高实践能力
生物工程专业是世界优先发展的高科技领域之一,生物工程技术人员的任务是实现生物技术的产业化。而我国的生物工程发展和国际先进水平相比仍有较大的差距,这和我们专业课程的实践教学有很大关系。为此对于一所工科院校生物工程专业来说,搞好《生化工程与设备》专业必修课的实践教学改革,对于培养生命科学的复合型人才、创新人才是非常重要的。针对本课程的特点,从两个方面,加强学生在设备的设计和选型方面的实践能力。一方面加强学生对设备的模拟设计。例如,在发酵罐的设计方面,以醋酸杆菌氧化乙醇产乙酸为例,让学生根据不同的情况设计机械搅拌式、自吸式等形式的发酵罐,对每一种发酵罐,通过改变径高比,从而又可以设计出不同型号的发酵罐。另一方面,加强生产实习,加强现场教学。本专业拥有小型啤酒生产线,学生通过啤酒生产实训,自己动手制作啤酒,掌握设备的使用技术以及相关的计算。同时,利用本地制药企业较多的优势,组织学生到企业现场学习。例如,在讲授GMP车间的流程及设备时,我们带领学生到张恒春制药厂参观,请厂里有关技术人员进行现场教学,讲授GMP车间在现代生物工程产业中的地位和作用。学生在现代化的设备前,感受与体验到生物工程专业的巨大的发展前景,极大地提高了学生学习的积极性和主动性。
4 结束语
《生化工程与设备》是理论联系实践极为紧密的课程,其主要内容包含了现代生物科学和工程技术设备基本原理及应用,搞好本课程的理论和实践教学,对于培养工程应用创新型人才具有重要的意义。通过对《生化工程与设备》课程教学手段和教学方法等改革探索,摸索出一种新的专业课教学模式,基本上解决了现用教科书与生物技术及生物工程发展不相适应的矛盾,扩大了课堂信息量,锻炼了学生独立分析问题和解决问题的能力。
在教学工作中,教师与学生的关系是“师生互补,教学相长”,要求教师在理论上和实践上都具有丰富的积累,不仅懂理论,还要熟悉科研实例乃至生产过程,这就要求教师在平常的工作中,多到企业进行调研,一定要把科研放在重要的地位,以科研促进教学,以教学带动科研,这样讲课才不至于空洞而无味,为国家培养更多高素质的生物工程应用型创新人才。
参考文献
[1]马歌丽,彭新榜,高建奇,等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报,2005,32(5):160-164.
[2] 史美兰. 体会哈佛案例教学[J].国家教育行政学院学报,2005,2:84-86.
[3] 胡彦武,王红梅. 案例教学法在高校药理学教学中的运用[J].通化师范学院学报,2009,30(10):90-91.
[4] 袁子民,程岚,吕佳,等.案例教学法在中药药剂学理论教学中的应用[J].卫生职业教育,2010,28(2):45-46.
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.10.044
Teaching Exploration and Practice of Biochemistry Course in
Food Science and Engineering Specialty
ZHOU Wei, HU Liangbin, LI Hongbo, MO Haizhen
(College of Food Sciences, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, He'nan 453003)
Abstract Biochemistry is an important professional course of Food Science and Engineering. As for its wide range of content, strong theoretical, abstract and difficult to understand, it has brought great pressure to the education and teaching work. Teaching methods and modes were explored and discussed in this paper. The exploration and practice of biochemistry will definitely develop students’ scientific literacy and help teachers to improve the teaching quality of biochemistry.
Keywords biochemistry; teaching exploration; food science and engineering; practice
近年来,世界粮食危机不断加剧,人们对食品质量与安全的关注也逐年加深,食品科学与工程专业培养的学生在食品营养健康领域、安全检测领域和监督管理领域发挥着越来越重要的职责与作用。作为与农学、化工、医学等同属一级学科的食品科学与工程专业,面向学生的培养目标不仅是要培养熟练掌握食品营养和加工工艺的技术人员,更应该是能够适应经济建设与社会发展需要、理想远大、品质优良并富有科学与创新精神的复合型高级专门人才。
食品科学与工程专业的课程设置以化学知识为背景,涉及无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、食品化学和生物化学等。生物化学在对于食品科学与工程这个专业来说是却之不可的重要专业课程,其具有承前启后的重要作用。通过对生物化学这个专业的学习,可以让学生在掌握有机化学、分析化学的基础之上,同时对后续的食品化学、食品生物等相关课程的学习打下坚实的基础和知识储备,其基本理论也可与食品生产、加工、保藏以及食品安全检测等技术相互联系。①②因此,生物化学课程在食品科学与工程专业学生的理论学习体系中起到了至关重要的作用,学生对该门课程理论知识的理解将有助于培养学生在本专业后续学习中分析解决实际问题的能力。
生物化学课程是一门集教学与实践相结合的综合性课程,其涉及的范围广、知识面大、既包括阐述核酸、蛋白质、糖类、脂类等生物大分子物质的结构与功能的静态部分,也包括阐述糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、核酸代谢等的动态部分,还有涉及中心法则的分子生物学部分的理论和知识等,加上工科院校安排的课时量又极其有限,因此学生普遍反映生化课的概念多、理论多、知识抽象、难以记忆、实验操作困难等。③结合生物化学这个专业的自身特点以及兼顾食品专业的教学要求和模式,要求我们教师在开展教学的过程中,需要与时俱进的创新教学方法,改革教学模式,优化教学内容,加强实验教学等方面做出探索和尝试,在此基础上去探索出一条有效的教学路径。
1 多种方法结合,培养学生学习兴趣
俗话说“兴趣是最好的老师”,良好的教学效果与学生的兴趣是分不开的。在生物化学的教学过程中,只有激发学生的学习兴趣和积极性,才能够让学生在学习的过程中变被动为主动,达到良好的教学效果。
1.1 上好第一节课,树立信心、激发好奇心
通常第一节课均为课程的绪论课,这节课的目的不仅要让学生对课程的设置和知识体系有个清晰的认识,更重要的是能够抛砖引玉,激发学生的学习兴趣。④生化课需要学生掌握的内容很多,学生容易产生畏难情绪和恐惧心理,所以教师的首要任务就是帮助学生树立学好生化课掌握好生化知识的信心,要让学生积极地参与进来,充分地信任教师,积极引导学生主动地培养自己的学习能力,要让学生相信在自己的努力和老师以及同学们的帮助下没有学不会的知识点,没有解决不了的难题。
笔者是一名青年教师,在与学生的互动和交流中更多地是以一位学长的身份去带动和激励学生去探索未知的生化世界。为了引起学生的好奇心并激发学生的学习兴趣,笔者通常会结合一些生物学现象和学生们感兴趣的话题与学生们展开讨论,比如怎样让“火树荧花”成为现实?如何健康减肥?多吃蛋白质好不好?让学生意识到生化专业知识与日常生活具有相通性。同时,深入剖析与人们生存和生活相关的生化领域国际最新的研究前沿和新闻报道,让学生们充分认识到学习生化知识的重要性和必要性,让学生对生物化学产生浓厚的兴趣,提高学习的动力。
3 重视实验设计与操作,培养学生创新意识
生化实验是整个生化教学的重要组成部分,它不仅是培养、锻炼学生的实验操作能力的重要环节,更是培养学会创新能力的重要途径。传统的验证性实验教学方式由教师负责降解原理和步骤乃至注意事项,学生仅仅是照着实验流程进行操作,这种方式仅能帮助学生对生化实验留下简单的印象,甚至有厌烦情绪,严重制约着学生的创新思维和主观能动性。⑧为了适宜新世纪食品科学与工程专业人才培养的需要,我们一方面精选基础实验内容帮助学生理解和记忆所学理论,掌握生物化学基本的实验技能,另一方面为了增强学生的动手能力和分析问题及解决问题的能力,我们合理地整合并设计了一些实验内容,将多个小实验整合成一个综合性实验,给出既定的目标,让学生自己设计实验方案,来探索实验,验证原理。我们在开设生化课的学期会给学生一周的时间专门用来进行生化实践,比如让学生从培养的蓝藻细胞里提取藻蓝蛋白并进行分离纯化和含量测定,这个实验涉及生化分离技术的多个方面,从提取、分离、纯化到纯度和含量的鉴定,均需要学生去自己思考,查找资料,动手验证,这对学生的动手能力和动脑能力都起到了很好的培养作用。
食品科学与工程专业是生命科学与工程学的重要组成部分,也是衔接生命科学与工程科学之间的重要桥梁,肩负着为社会培养具有食品科学和工程能力人才的责任。核心竞争力的培养关系到学生未来的发展,基础课程的教学必须围绕个人核心竞争力的形成进行。⑨在生物化学的教学过程中,要把握学科发展动向,优化教学内容,灵活运用各种教学方法,调动学生的自主学习积极性,培养学生的科学素养、实践能力、创新能力、团队合作能力等多种能力,提升学生的核心竞争力。我们采用多种教学方法激发学生的学习兴趣,引导学生变被动学习为主动思考,提高了学生的逻辑思维能力和综合素质,重视理论与实践相结合,培养了学生的创新意识。为了新时代食品学科的发展,在教学改革的探索过程中,我们还将进一步巩固和改善。
*通讯作者:莫海珍
资助项目:河南科技学院2016年度教育教学改革研究重点项目,河南科技学院研究生教育教学改革研究项目(YJG 2014YB03)
注释
① 张劲,裴高峰,梁N鸿,赵惠贤.“生物化学”课程教学改革的探索.中国林业教育,2015.33(3):56-59.
② 闫景坤.高等学校食品专业生物化学教学的改革探讨.农产品加工(学刊),2011.12:137-139.
③ 赵敏,徐安莉,周艳艳,陈会敏.《生物化学》教学现状及改革方向探讨.湖北中医药大学学报,2014.16(5):119-120.
④ 孙海丽,丁位华,徐海娟.怎样提高学生学习生物化学的兴趣.科技资讯,2015.33:140,141,143.
⑤ 郑君芳,贺俊崎.“微课”与“翻转课堂”应用于生物化学教学的初步探析.继续医学教育,2014.28(11):71-73.
⑥ 孔祥珍.食品专业生物化学课程教学的探索与实践.教育教学论坛,2015.14:143-144.
高分子化学和高分子物理是高分子科学相关专业的专业基础课。在专业课程设计中,一般两门课程独立设置,其中各占有48到72学时不等。我校的生物功能材料专业开设了高分子方面的课程,其中高分子化学与物理是该专业的专业基础课。根据该专业特点,生物功能材料涉及领域较广,从无机陶瓷材料到有机高分子材料都有涉及。该专业学生只需掌握有关高分子化学和高分子物理的基本理论知识和应用技能,因此我们开设了高分子化学与物理课程,所设学时为56学时,开设时间安排在二年级下学期,为三年级开设《高分子材料化学》等课程打下一定基础。该课程内容涉及高分子材料的合成与实施方法,高分子材料的结构、性能、成型加工及其应用,是一门多学科交叉、实用性很强的学科。根据该课程具有涵盖内容广,物理化学和有机化学知识运用较多等特点,这样有限的课时设置就给授课带来了一定困难,导致学生在理解和应用本课程知识方面具有一定难度。另外,我校该专业物理化学课程设置在二年级下学期和三年级上学期,其中物理化学反应动力学部分讲授时间较晚,这也给高分子化学与物理的授课带来了一定困难。那么如何在有限的学时内系统地讲授高分子学科基础知识,是本文需要重点探讨的问题。
1.选择教材,合理安排教学内容
受授课学时的限制,我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》,由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法,教材内容全面,难度适中,比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状,我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分,重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容,自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解,聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应,又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容,例如聚合动力学的推导,在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下,我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式,仅提出聚合动力学基本知识,引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分,我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变,简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节,对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排,重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握;简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握;自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法,突出了本课程重点、拓宽了学生知识面,克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。
2.理论联系实际,提高学生学习兴趣
高分子化合物广泛存在于日常生活中,如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等,食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素,建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃,行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用,其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学,单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣,教学效果不显著。为提高学生学习兴趣,我们在讲解基本知识的同时,注重理论和实际相结合,列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时,对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解,对聚乳酸生物材料进行了系列概述,包括其生产方法、原理和应用等;自由基共聚合部分,讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丁苯橡胶(SBR橡胶)等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯(PTFE)用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层,聚氯乙烯(PVC)用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中,讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故,例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展,以增强课堂的趣味性;讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外,让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称,指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成,并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理;通过举例讲解方式,激发学生自主学习兴趣。
3.多媒体与板书教学方法相结合,提高教学质量
高分子化学与物理基础课程知识面广,其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强,学生理解相对比较困难。因此,我们在教学过程中注意多种教学形式相结合,提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式,同时辅以板书讲解,取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来,又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来,这样可以使学生更容易理解所学内容。例如,在讲解配位聚合时,利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程;自由基聚合实施方法中,利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程,高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型,等等。通过多媒体的运用,可以使抽象的教学内容具体化,有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷,比如讲课节奏过快,学生难以吸收;教师过于关注幻灯片屏幕,减少了和学生的交流互动,等等。在实际教学过程中,还应注意和板书的有效结合,对重点知识内容采用板书的形式进行讲解,取得了不错的效果。
4.网络教学方法的运用
针对多媒体教学存在讲课节奏过快,学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点,对重要章节,我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上,对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境,提供多媒体录播室进行教学视频的录制,最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点,例如学生学习自主性增强,真正发挥学习的主观能动性,学生学习在时间和空间上少了许多限制,学习的探究性更加深入。另外,网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较,相互之间取长补短,知识面更广。随着现在网络技术的发展,学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用,大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足,大大提高了教学效率。
5.开展互动式教学,发挥学生的学习主动性
教学是教师和学生的共同行为,学生是课堂的主体,教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主,忽视了学生“学习”的主动性,学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”,导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状,我们采取课堂互动的教学方式,包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动,取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容,提出一些讨论问题,例如在讲述缩聚反应时,提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料,自己寻找答案,并在下次课堂上让学生进行讨论,然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力,又增强了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。另外,我校为农业院校,虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业,但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况,我们在授课内容安排上,对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论,给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时,我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景,主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述,对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论,我们锻炼了学生分析思考问题的能力,这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础,提高了学生的学习积极性和学习兴趣,加深了对本课程的理解。
6.结语
通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课,但其理论性强、概念抽象难懂,如何让学生在掌握该课程基本理论的同时,调动学生的学习积极性,培养学生的自主学习能力和创新意识,是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上,继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索,以提高该课程的教学质量。
参考文献:
[1]魏无际,俞强,崔益华.高分子化学与物理基础(第二版).北京:化学工业出版社,2011.
本科生毕业设计(论文)是工科高等院校教学计划中最后也是最重要的教学环节,占用一个学期,达大学教育阶段的八分之一。这一教学环节能培养学生查阅文献资料、使用各种工具书、应用计算机、外文翻译、工程设计与科技论文写作等方面的能力,提高学生的调研能力、实践能力、动手能力、社交能力,同时通过毕业答辩培养和强化学生的材料组织能力、讲演与口头表达能力、反应敏捷能力。东北电力大学生物工程专业的教师经过多年的教研总结出:这些培养目标仅靠在校园里苦读书本、纸上谈兵是根本不可能实现的,要提高毕业设计(论文)的质量,提高学生的综合素质,增加学生就业的机会,只有到社会实践中去,走学科交叉、产学研合作办学之路。
一、改革的措施
1.采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养
将参与毕业设计(论文)的学生分为考取研究生进一步深造型、签约就业型和自主创业型三类。根据不同类型学生特点,进行个性化培养,指导教师有针对性开题,学生根据自己的特长并结合自己的毕业去向选择合适的毕业设计(论文)题目;也可以让学生根据自己的兴趣提出新颖创新的毕业设计(论文)题目,由专业教师把关审题;也可支持学生到就业单位或实习实训基地做毕业设计(论文),可使学生受到正规的科技开发训练,熟悉未来工作单位的环境和要求,提前完成由学生向工程技术人员的角色转换;支持学生参与大学生"综合性、设计性、研究性、自主开放型"实验项目的研究,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛,为日后的就业、创业和研究生学习打下良好的基础;支持考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究。这些措施能极大地激发学习的积极性,对增强我校学生的社会竞争力具有非常重要的意义。
2.建立和完善独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地
积极探索与企业联合开展科学研究、产品开发、共建研究等产、学、研合作模式,企业借学校人力资源进行研发工作,学校利用企业条件培养人才,互利互惠,建设一批工程实践基地,形成长期稳定的合作关系;学生作为生力军,直接参与工艺设计、产品研制、科技开发工作,锻炼了学生的工程能力,形成了特色。我校地处各大类企业门类齐全的东北老工业基地的吉林省,有优越的校企联合优势和校企合作传统,同时,各企业中的工程技术人员和管理人员很多是我专业的毕业生,因此可依托本地建立多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地,在培养一批校外兼职指导教师同时,也解决了教学设施和工程训练场地不足及到企业实习只能以参观形式进行的困难,为学生工程能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障。
3.建立和完善实效显著的校内工程训练基地
利用校内资源条件,发挥学科优势,依托我院学生科技园、应用化学特色专业、省水处理实验中心组建了培养学生工程能力的校内工程训练基地,为毕业设计(论文)的顺利进行提供了有力保障。
4.对校内指导教师进行工程实际能力再培训,增强题目的工程实用性
近几年,我专业引进了一批青年教师,他们的学历高、综合素质高,但没有工厂企业工作的经历,缺乏深入的工程背景。因此,每年安排青年教师在学生到单位进行毕业设计(论文)过程中也下到企业锻炼,亲身体验工程实际和生产管理运行过程,积累工程经验,既可提高他们的理论教学水平和科学研究水平,同时,也能提高毕业设计(论文)的指导水平。
5.建立可操作性强的质量保证和评价体系
针对不同方式的毕业设计(论文)情况,制定相应的工作计划要求及联合指导协议书等教学文件,以保证毕业设计(论文)的有序进行。为考核学生的培养效果,制定了学生毕业设计(论文)质量评价内容和指标体系,提出了评价的操作及过程控制方法。在毕业设计(论文)中实行10~15%的末位复审制,保证了毕业设计(论文)的质量。
二、改革的可行性
"学科交叉、产学研结合"毕业设计(论文)新模式的研究与实践是一种有益的尝试,它是教师的一种自觉需求,教师既可以寻找科研立项课题,也可为企事业单位解决一些实际问题;同时在为社会服务的过程中,学习生产新技术,反过来又促进教育质量的提高,最终为教师提供了一个施展才华的更加广阔的空间,有利于高校双师型师资队伍的形成。
这种模式也是学生渴望的,学以致用,用才是学习的终极目标。一方面考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究,激发学习的积极性,也提高了我专业研究生的综合素质;同时有计划地指导学生在毕业设计(论文)过程中申请校级、市级、省级乃至全国的自主创新科研项目,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛。另一方面企事业单位委托的课题具有很强的实用性,学生真题真做感兴趣,更易激发他们的创新潜能,培养合作和团队精神,提高综合素质;同时,企业在这个过程中也能了解到学生的真实情况,及时与优秀学生签订就业协议,在一定程度上防范人才流失,增加了引进人才的可靠性,节省了培训费用。
通过这种模式的实践有效地缓解了我们专业实验资源不足的问题,充分利用企业或科研院所的实验设备作为学生毕业设计(论文)实验的有益补充,能有效地缓解学校因扩招而造成的资源紧缺的状况,提高了企业与科研院所实验设备的使用价值。
三、结束语
这种新模式的研究与实践有利于造就优秀的应用型本科人才,可全面提高我专业的教学质量,是我专业教学改革的方向,符合高等教育综合化的发展趋势。
参考文献
[1]冀满祥.本科毕业设计(论文)质量控制的实践与思考[J].山西农业大学学报(社会科学版),2005,2(4):142-143.
当前随着经济社会的发展,人民对优质教育资源的要求越来越强烈,办人民满意的教育,需要优质的教育资源,拥有一支优秀骨干教师团队是基本前提,而骨干教师的可持续发展还需要专业引领,需要为骨干教师成为特级教师,成为名师搭建平台。
湖北省武汉市长期重视骨干教师的培养工作,开展名师工作室,通过授徒的方式,集中一批有发展潜力的中青年骨干教师人室学习,从而促进其可持续发展。笔者近期参加武汉市关于名师建设的项目研究,为了解和把握武汉市目前中小学骨干教师发展现状,有针对性地开展对骨干教师培养,我们课题组对其中推荐参加名师工作室人室弟子—中学骨干教师做了一份调查,对他们目前发展水平,发展需求做了一个了解,为制定下一步培养工作方案和实施效果考评提供了基础。
一、骨千教师发展现状值得关注
1.骨干教师正处在一个新的发展期。在对62名骨干教师所做的调查中,男教师46人,女教师16人。他们的年龄主要集中在30 - 49岁之间,占被调查对象的98%0(如表这是一批年富力强的骨干教师团队。
在对职称状况的调查研究中,62名受调教师高级职称占到了79%0(如表2)
从对目前所取得的荣誉称号中调查所得,市级学科带头人和市级优秀青年教师占到了62%0(如表6所示)上述三项调查说明这是一支处在成熟期的教师,发展的潜力很大,但也容易产生职业倦怠。正处在专业发展关键时期。
2.关注各学科骨干教师协调发展。从所调研的对象看,语文学科占到31%,是第一大学科,集中了很大一部分优质资源,骨干教师相对集中,而在美术、政治、体育、历史学科只有3%-5%0(如表3)
在中学骨干教师颁调查中了解到,主要集中在高中阶段,占到68%,初中骨干教师培养是一个值得重视和关注的问题。(如表4)
上述表明在骨干教师培养问题上,各学科各学段骨干教师发展不均衡值得重视,应采取有效措施解决。
3.关注农村骨干教师的培养。从表5可以看到,在所人室的弟子中,从农村选派进人名师工作室学习研究的已占到60%,这对推动农村教师队伍建设和骨干教师的成长大有好处,但进一步具体分析还是存在这些对象主要集中在农村的城区和重点学校,对偏远农村教师还有待进一步关注的问题。这也是促进教育均衡发展的必然要求。
4.关注骨干教师的可持续发展。在调查2008年以来参加过的各类研修学习情况时,结果表明:被调查的62人中多数人参加过市级半月以上的高级研修班,一部分人参加过大型学术交流或考察的,但还有一部分人什么也没参加过。制订分类具有个性化的培养方案就显得很重要了。
在调查2008年以来骨干教师展示教学及研究成果情况时,有}8%只在区内交流,少数在省、市里交流。骨干教师要走出学校、走出武汉、走出湖北,成为名师还有一段路程。在调查2008年以来参加课题研究情况时,只有少数人主持了省级课题,多数人参加省级或主持和参加市、区级课题,也有相当部分人还没参加任何课题研究。在调查2008年以来公开发表的教学科研成果时,有27人没有发表成果,也就是在教育教学研究过程中能物化为成果的能力还显得不足。
现状调查研究表明,我们骨干教师发展后劲不足,成员之间的差距较大。因此,研究骨干教师发展现状,探讨骨干教师发展规律,为骨干教师专业能力的提升,学术能力的提升制订针对性的培养方案是十分紧迫的任务。
二、组建名师工作室,有效引领骨千教师专业化发展
在调查对参加名师工作室的学习看法时,十分渴望和感到荣幸的超过100%。虽然有人是从服从组织安排角度上来考量,他们没有去考量事实上的大,但希望参加学习则是共同的愿望。通过调查,不少骨干教师认为,骨干教师团队的发展离不开专业的引领。
在目前工学矛盾依然突出的情况下,依托名师工作室无疑是解决骨干教师可持续发展的最佳路径之一。名师工作室可以使其成为优秀教师培养的发源地、优秀青年教师的集聚地、未来名师的孵化地。向名师学习,这种直接的学习是大家梦寐以求的;有展示交流的平台这是名师工作室独特优势;能向同行学习,也是他们的渴望之一。总之,对参加名师工作室学习是深得骨干教师欢迎的。
构建具有地域特色的化学工程人才培养方案
人才培养方案是实施人才培养工作的根本性指导文件,是开展各项教学活动的基础,是组织实施教育教学活动的依据,反映了学校人才培养的思想方针和教育理念,对提高人才培养质量具有重要的导向作用。石河子大学化学与化工学院化学工程专业是依托化工原理、传质与分离工程和化学反应工程等重点学科设立的工程类专业,专业人才培养方案分为第一课堂和第二课堂,第一课堂作为培养学生的主渠道,主要培养学生的基本素质,使学生掌握基本知识、基本技能和学习方法,保证培养的基本规格;第二课堂教学作为第一课堂的延伸和拓展,二者相互作用,构成培养体系。方案具有如下特点:
第一,体现国家教育方针,实现工科专业培养目标;
第二,遵循人才培养和学科发展规律,体现学院重点专业的办学特色;
第三,拓宽专业口径,加强基础教育和通识教育;
第四,坚持化学工程科学教育与工程实践训练并重,突出创新意识和实践能力;
第五,培养能把握化工技术发展方向和前沿目标,具有地域特色的化学工程应用型高级专门人才。
凸显化工和生物基础融合的课程体系
课程体系是实现专业培养目标,构建学生知识结构的中心环节,建立适应社会主义市场经济发展需要,体现化工学科内在规律和学校学科特色,科学合理的课程体系极为重要。我校化学工程专业的课程体系分为公共基础课、学科基础课、专业必修课、专业选修课、实践性教学、全校任选课等六大模块。课程体系凸显出化工与生物基础课程的融合。
第一,公共基础课重视人文、法律基础和外语、计算机综合素质培养,以适应现代社会对人才素质的要求。公共基础课包括数学、物理、外语、计算机、法律等。其中计算机、外语教学贯穿人才培养全过程。公共基础课共3分,816学时。
第二,学科基础课以基础化学为平台,凸显化工和生物基础,实现化工理论与地方特色化工生产的有机结合。学科基础课包括数理基础板块、工程技术基础板块、化工基础板块。数理基础板块包括概率论与数理统计、工程力学;工程技术基础板块包括工程制图、机械设计基础、电工与电子基础等;化工基础板块包括无机与分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、分离工程、化工过程模拟等;地方特色的化工板块包括石油加工工艺学、天然气加工工艺技术、煤化工、酶工程、生物反应工程等基础学科。学科基础课共38.5学分,846学时。
第三,专业必修课把握地区特色化工行业科学的发展方向与前沿,强化学生化工工程专业的背景与特色。专业必修课包括微生物工程、催化作用原理、绿色化学、分子生物学,化工分离过程等。专业必修课共38学分,720学时。
第四,专业选修课以地区优势化工产业为依托,形成化学工程与工艺和生物工程两个专业方向,专业选修课包括环境生物技术、高分子化工、聚氯乙烯工艺学、精细化工工艺学、材料化学导论、现代生物技术、环境工程等。专业方向选修课共41.5学分,756学时。
第五,实践性教学强化学生化工学科实验动手能力、实践能力和创新能力。实践性教学共35学分,计划35周完成。
第六,全院任选课要求学生至少选修4个学分72个学时的化学工程专业以外的其他学科课程,以培养综合素质。
完善化工双基础的实践教学和以实习基地为平台的实践环节教学体系
实践教学是巩固理论知识的有效途径,是培养具有创新意识、创新能力的高素质人才的重要环节。现代素质教育要求高等教育通过各种教育实践活动,大力加强学生动手能力、实践能力和创新能力的培养。化学工程是一门实践性极强的科学,实践环节教学体系由实验课程、实习课程、毕业论文(设计)组成。
1.实验课程教学体系
实验课程立足两个方面,即强化化工基础和专业实验学生综合动手能力培养。在化工基础实验方面,以基础化学为平台,强化基础化学实验课程建设,同时,开设化工原理课程设计,加强对学生工程实践能力的训练,使学生具有明显化工知识优势。在化工专业实验方面,增加设计型、综合型及自主实验型教学内容,以加强培养学生的实践能力。通过实验教学对学生进行实验思路、实验技术、实验设计、数据处理、观察能力、分析能力、表达能力的全面训练。
2.实习课程教学体系
实习课程包括化工过程状态仿真模拟实习、CAD上机实习、认识实习、生产实习和毕业实习。由于受条件和经费限制,校内实验室不可能完全满足学生的实习要求,因此必须以校内实践教学基地建设为核心,稳定和扩展校外实践基地,全面提升实习教学质量,提高学生的实践能力和创新能力。现在专业院系已经和新疆天业集团公司、新疆化肥厂、独山子炼油厂等疆内8家化工企业签订了定期实习合约,能够满足学生实践教学的需要。
3.毕业论文(设计)教学体系
中图分类号:Q5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-09-0230-1
项目资助:计量特色生物类专业就业竞争力提升研究(HE20041)
21世纪是生命科学的世纪,生物化学是生命科学相关专业的一门重要专业基础课程。生物化学知识已经渗透到了生命科学的各个学科[1]。中国计量学院生命学院的《生物化学》为校平台课程,课程组自建院以来,承担本校生物技术、生物工程、食品科学与检验、药学及生物医学工程等专业的《生物化学》课程的教学工作。随着中国计量学院生命学科的发展及形势的变化,为体现相关专业的“计量”特色,我们积极采取了一系列方法和措施,收到了显著的成效并积累了相当的经验。
1 “计量”特色的《生物化学》教学实践中存在的问题
1.1 生物化学课程的内容难度大而且复杂
众所周知,《生物化学》属于生命科学相关专业基础课程中较难的课程,本课程各种分解与合成等生化反应途径十分复杂,如许多酶(包括发挥酶的催化活性所需要的辅酶和辅基)的结构非常复杂。生物分子的合成与分解途径十分复杂,有些生化反应途径甚至多达数十步,如核苷酸的合成与分解[1]。
1.2 学科发展快、课程内容多,与学时相对较少的矛盾日益突出
随着学科的交叉和不断深入,在生物物质代谢及代谢组学等方面的研究更是取得了前所未有的进展[2][3]。然而,现实情况是,课程组成立近7年来,《生物化学》课程的学时数却未有增长,事实上还有轻微的下降(从2009年起,中国计量学院由每个学分的17个学时改为16个学时,总学时由原来的120减少到112个)。因此,上述问题尤其显得突出。
1.3 课程内容与生产实践脱节严重
掌握《生物化学》的基本知识对发展有“计量”特色的生物技术、生物工程、食品检验和药学等专业,对理解生命的基本规律具有极为重要且不可替代的作用[4],同时,掌握《生物化学》的基本知识对生命科学相关专业的其他相关课程的学习也十分必要[5]。因此中国计量学院的《生物化学》课程既具有基础性,也具有互通性。酶的结构、DNA的复制、转录、蛋白质的生物合成、氧化磷酸化的机理等在《生物化学》课程中十分重要的内容。但是,在目前的生物相关产业的生产实践上鲜有应用。
综上所述,作为一门重要的基础课,中国计量学院的《生物化学》在把握学科发展前沿的同时,适应培养、体现“计量”特色以及新的专业教育形势的需要,将创新意识融入教学的全过程,对我们《生物化学》课程组来说也是一个全新的挑战。
2 生物化学教学改革实践
为解决上述问题,我们《生物化学》课程组通过组内讨论,并汲取同行的宝贵经验,采取了以下几项措施:
2.1 针对现存的问题,修订新的《生物化学》教学大纲
修订新的教学大纲,调整教学内容,编写了新的《生物化学》实验教材(目前正在编写理论课程的教材),自制了《生物化学》教学多媒体课件。我们删减了和其他课程如遗传学、分子生物学和基因工程、蛋白质工程等课程重复的内容,增加了生物分子信息传递、物质代谢调控等近年来发展迅猛的学科前沿内容。
2.2 鼓励学生提高自学能力
由于我校《生物化学》开在二年级的第一个学期,许多学生对大学的学习方法还没有完全适应,有的学生仍然像在中学时那样,遇到有不懂的地方缺乏正确的方法。因此我们强调区分内容,提倡预习与复习,鼓励学生提高自学能力。
2.3 注重生物化学理论与生产实践的联系
在教学中我们尽可能地理论联系实际,如蛋白质的分离与纯化技术与现代生物工程中蛋白质药物的分离纯化的联系、酶抑制剂与食品、外来检疫性害虫的防治及科学研究中的广泛应用、基因调节系统研究与基因工程技术的密切关系以及新技术如基因芯片,RNA干扰等在研究基因的结构与功能中的应用等等。既提高了学生对《生物化学》的兴趣,又可以教育学生克服应试习惯,争取能够比较全面系统地掌握《生物化学》的基本知识。
2.4 加强《生物化学》教学过程中学生创新意识的培养
我们通过在讲授生物化学发展中的重大发现时将所涉及到科学家及他们的研究思路和方法作为一项重要内容来介绍,从而使学生不仅获得知识,同时受到解决问题方法论上的启迪,这样十分有利于对学生的创新思维的培养;我们还在总学时不变的情况下增加实验课时,提高学生的动手能力和对《生物化学》的兴趣。
参考文献
[1] David L.Nelson,Michael M. Cox.Lehninger's Principles of Biochemistry,5th Edition [M].New York:W. H. Freeman,2008.1-21.
[2] 朱龙华.生物化学工程研究进展[J].中国计量学院学报,
2002(3):225-228.
生物工程是生物学和工程学交叉融合的一门边缘学科,其基本任务是实现生物技术的产业化,即运用化学工程学原理将生物技术的实验室成果进行工业开发,从而实现生产的大规模化。生物工程不仅与基因工程、细胞工程、生化反应工程、工程制图、生物工程设备等诸多领域密切相关,而且具有较强的应用性,它强调以应用学研究为中心,注重生物产品的开发。因此,与其它学科相比,生物工程专业需要具备更高、更全面的知识、能力和专业素养。我校生物工程专业于2004年开始正式招生,目前属于省级重点建设、重点资助专业。为社会培养“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、具有创新和创业意识”的生物工程专业高素质应用型人才,是我校生物工程专业建设的指导思想。多年来,我们结合学校的优势和特色,并借鉴兄弟院校的经验,在生物工程专业建设上进行了积极的探索。
1 生物工程专业的人才培养目标与专业特色
1.1 人才培养目标
生物工程专业属工科专业,以培养应用型人才为主,要求学生既具有一定的科学素养,又具有一定的工程技术。当今生物学及相关学科进展日新月异,许多新技术、新仪器、新设备相继出现,但是它们出现的背后离不开生物工程基础理论知识,所以学生需要熟练掌握生物学、理工学、信息科学等各学科基础理论,并将各学科知识相辅相成,融会贯通。生物工程是一门应用性学科,学生在学习理论知识的同时,须学会应用创新性思维,独立发现并解决化学工程技术中存在的实际问题。在教学过程中,应努力结合工程学技术要求和实际需要进行人才培养,将理论知识与实践结合起来,知行合一,用理论指导实践,用实践验证理论,才能确保毕业生毕业后能迅速适应工作需要。因此,本专业的人才培养目标旨在培养德、智、体全面发展,掌握现代生物技术基本科学理论、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,具备在生物工程、食品、生物制药等领域从事产业化工程设计、生产、管理、产品质量与安全检测控制以及新技术研究、新产品开发的能力;熟悉与生物工程有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程发展动态和应用前景;掌握资料查询和科技写作的基本方法;具有从事科学研究、技术创新和实际工作能力的应用型生物工程技术人才[1,2]。
1.2 专业特色
我校是一所地方性本科院校,办学宗旨是为地方经济发展培养应用型、复合型专业人才。因此,我们将生物工程专业定位为:立足湘中南地区经济发展,根据服务地区生物工程、食品、医药工业和农业的指导思想,以农产品深加工和精加工、生物活性成分提取为教学主线,在充分利用本地区自然资源上寻找突破口,结合生物工程专业的科学内涵,发挥我校生物工程专业人才和设备优势,为地方经济建设培养懂管理、会经营、精业务的生物工程专业高级人才。根据社会对生物工程专业人才的需求,围绕生物工程专业培养目标,探索适合于生物工程专业应用型人才成长的产学研结合的培养模式,对人才培养方案进行优化,对教学内容进行整合,形成以微生物发酵(优良菌种选育和改造、发酵代谢过程优化与控制)、功能成份提取、与食品生物技术相互交叉的生物工程专业特色[2]。
2 课程体系建设
参考国内部分学校生物工程专业的课程设置,结合我校自身的学科优势与特色,在走访和调研企业与市场对生物工程人才的需求的基础上,我们先后多次修订培养计划。在培养计划的修订中,明确了应拓宽学生的专业口径,增加新的教学内容,加强综合性实验技能的培养,并强化工程能力的训练,以确保教学质量的提高;对原课程体系进行调整和完
* 基金项目:邵阳学院教改项目(2011JG09)。
善,从人文素质和科学素养综合培养的思路出发,构建由理论课程体系、实践课程体系和素质拓展体系三部分组成的人才培养模式,课程结构主要包括通识和基础课平台,专业核心课模块、专业选修课模块和实践教学环节[3-4]。
2.1 改革培养模式,造就应用型人才
课程体系结构设置按照“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、重实践”的原则,着力培养学生综合素质;体现创新教育理念,突出实践能力培养,注重系统性、前沿性和适应性,体现“促进人的全面发展”的大学人才培养目标,构建“平台+ 模块+ 课程群”的新型人才培养课程体系。
2.1.1 平台课体现厚基础、宽口径。平台包括公共基础平台和学科基础平台,公共基础平台注重能力培养和素质提高,体现厚基础。公共基础平台包括:思想政治课、哲学理论、时政与社会等课程组;创新意识与学习能力课程群包括英语、体育、计算机、数学、物理等基础课程,促进大学生综合素质的全面提高。学科基础平台包括学科基础课和跨学科基础课,体现宽口径。在保证课程内容的理论、方向相对稳定的基础上,对课程内容进行整合,保持课程之间的有机衔接,精选课程内容,优化课程内涵结构。
2.1.2 模块课体现“重实践”和专业能力培养。模块课主要由专业基础课、专业课和实践教学环节构成,体现专业基本素养和能力的培养。专业基础课是专业能力培养的基础,在保证教学内容不减少的情况下,解决好课程容量和含量之间的矛盾,重点在于提高其教学质量、效率和效益。
2.1.3 课程群。专业知识与专业能力课程群包括生物工程和生物技术领域的终端课程、以能力培养为核心的综合训练课,强调训练学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养其学习能力与创新意识[4]。
2.2 优化课程体系设置,加强基础课教学
为尽可能地优化课程设置,我们组织开展了几次大型的教学工作研讨会和课程体系论证专家会议,在充分征求教师和专家意见的基础上进行了以下调整。
2.2.1 课程设置顺序调整。生物工程专业的主要特点是涉及领域多、专业基础课多、系统性强、课程链条长等。在课程设置时,先开设化学类(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学) 和数学类基础课,然后是普通生物学、生物化学、微生物学等专业基础课,接着开设细胞生物学、生物工艺学等专业课,最后是生命科学类的终端课程,如生物分离工程、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程综合实验等大实验,并将课程前压,尽量腾出大四两个学期的时间,以保证毕业论文撰写和创新能力培养的时间。
2.2.2 知识体系重叠部分前移讲授。生物工程专业基础课多,部分课程有重叠。为了解决这个问题,在专门课程体系论证会上充分征求教师和专家意见,进行知识点的重新梳理、衔接,合理排布各门课程开课顺序,使课程之间重叠部分前移讲授,即重叠部分由开设较早的课来讲,后面开的课不再讲授。
2.2.3 课程的增加与拓展。考虑学生后期专业方向的分化,增设专业英语、文献查阅与科技写作、生物工程前沿专题讲座等选修课程。同时,为拓展学生知识面、培养应用型人才、增加学生就业渠道,设立了生物试验设计与统计学、食品生物技术、酿酒工艺及企业管理学和市场营销学方向课程,学生可以根据个人兴趣和职业规划进行选修。另外,将大学生创新实验项目、学科竞赛及参加老师科研项目等第二课堂纳入课程体系,以完善学生知识结构、培养学生创新能力。
3 师资队伍建设
在专业建设过程中,始终坚持以人为本,努力打造一支素质精良的师资队伍。精心构建师资队伍建设,制订切实可行的师资培训计划。通过重点培养、引进优秀人才、实施“青年教师导师制”、组织教师到生物工程相关产业和领域一线学习、兼职;以生物化工重点学科为依托,以微生物发酵、功能成分提取和食品生物技术作为生物工程专业开展科研工作的三个主方向为中心,充分利用学校的科技和人才资源,通过校、市共建生物化工研究所、食品技术研究中心,提供面向区域经济进行产品研发和成果转化的支撑平台,提升教师的科研水平和服务地方经济建设的能力。现已建立了一支年龄、学历、学位、职称、发展前景好的专业教师队伍,教师的知识结构、年龄结构、学历学位结构合理,完全能满足教学的要求。
3.1 加强教学改革与科学研究,提高教师学术水平与教学水平。推进青年教师培养导师制,赋予老教师指导青年教师的义务和责任,通过课堂教学观摩、教学督导听课、课程教学质量评价等措施,不断提高教师的教学水平和教学质量。同时积极鼓励教师进行教学改革实践,不断更新教学内容和改进教学方法,对获得教学改革课题和发表教改论文进行奖励;另一方面,所有教师都参与科学研究,不但加强了教师业务素质的锻炼,还使教师深化对学科知识的理解,了解学科前沿,清楚生物工程产业所需,开阔专业思维,授课有的放矢,以实践来丰富、深化教学内容,更好地贯彻特色专业培养要求。
3.2 加强校企合作,提高实践教学水平。积极支持中青年教师深入企业一线实习和锻炼,参与企业“特派员”工作,从实践中寻找科研课题,丰富实践经验和掌握社会实际需求;同时聘请企业的一线技术专家担任兼职教授,定期回学校授课或开展讲座。
3.3 深入推进教师培训和交流。通过多种形式和途径,鼓励中青年教师到国内外著名高校或重点实验室去访问研究、进修或攻读学位,进一步提高专业知识和专业技能,掌握学科的发展动态。同时也邀请国内外同行前来学校开展学术交流,以拓宽和提高教师和学生的知识视野。
3.4 加强教学与科研团队建设。生物工程专业牵涉课程面广,知识跨度大,既有生命科学的知识,又有工程技术的内容。我们根据学科领域组建科研与教学团队,集中力量建设教学与科研平台,如生物化工教学与科研团队等。通过组建梯队合理的团队,更有利于安排中青年教师进修学习、访问及深入企业实践,全方位提高教学队伍的教学水平、学术水平和实践水平,从而构建一支了解社会需求、掌握学科动态、年龄结构合理、综合素质优良、充满教学激情的师资队伍。
4 重视实践教学环节,构建科学合理的实践教学体系
4.1 单独构建实践教学体系,加强学生应用能力培养
构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习(工厂实习)、毕业设计(论文)组成的递进式实践教学新体系。
主要的课程实验(如生物化学、微生物学等) 均单独排课,且实验内容不断改进、更新和补充,增加时效性,充分调动学生学习的兴趣。
根据教学进程和生物产品开发、生产程序,按照理论与实践相结合、课内教学与课外教学相结合等原则,构建包含“基本技能训练—综合技能训练—创新能力培养—工程技术应用”四级模块的实习教学体系。基本技能训练模块由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作等子模块构成,采取精选实习内容、提高实习项目的综合性,让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容,达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的,加强学生基本技能和素质的培养;综合技能训练模块由专业基础课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习等子模块构成,通过单独开设的一系列由综合项目及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、生产实习、毕业实习的训练,提升学生的工程素质,培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力;创新能力培养模块由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计(论文)等子模块构成,通过学生科研立项、参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计(论文)等实践教学环节,激发学生的创新兴趣和激情,提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力;工程技术应用模块主要对学生进行微生物检验师、食品检验师、ISO22000(食品质量安全)内审员、外审员等资格培训与考核,为学生就业奠定坚实基础。
4.2 建立校内实习教学基地,加强学生专业技能培养
充分开发和利用食品工程实习工厂、生物制品分离工程实验室、分析检测中心和市食品研究所、市生物研究所等原有实践教学资源,按生物专业大类组建工程模式的多功能校内实习教学基地。通过集中师资、设备力量,加大投入等措施,建成了集人才培养、科学研究和服务社会三大功能为一体的校内实习基地。基地模拟工厂产品生产过程,围绕“产品研究、开发、加工、检测”进行合理分工,形成了可承担技能训练、产品试制、产物分离、产品检测四大任务的工程实习基地,每年承担11门课、38周课程实习和12周毕业论文(设计)任务。
4.3 建立校外实习基地,实现高水平毕业实习
校外实习基地是培养学生动手能力和培养应用型人才必不可少的场所,建立一批稳定的实践实习基地,可以促进学校与企事业单位优势互补,为学生实习创造良好条件,锻炼和培养学生的实践能力。现已与国内多家生物工程相关企业建立联系,确保教学实习目标的完成。学生的毕业论文除了大部分在校内完成外,还有一部分在校外实习基地完成。学生可结合校外实习基地的实验情况,经与校外导师协商确定选题完成毕业论文。在校外完成毕业论文的学生,校内和校外实习基地均有指导教师,确保毕业论文( 设计) 质量。学生通过直接参与企业研发与生产,了解企业运行机制,熟练使用科研设备,掌握基本生产流程,提高了实践动手能力和科研创新能力。
5 结语
21 世纪是生物学世纪,生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展,生物工程产业被誉为“朝阳产业”,产业的快速发展,带动了人才的大量需求。作为一个理、工相结合的新兴工科专业,生物工程专业的创办,在改造传统专业和促进学科交叉方面具有重要意义,但也存在许多不可忽视的问题[5]。作为新办地方高等学校,目前我们从人才培养目标、专业特色、课程体系、师资队伍、实践教学环节等方面对生物工程专业建设进行了探索与实践,体现出较好的专业特色、课程特色以及培养方法特色,但要办好生物工程专业,还要在很多方面进一步摸索,我们将继续研究分析国内外生物工程发展的趋势,结合我校实际,不断改善和优化人才培养方案,优化知识结构、提高综合素质,不断更新并改革生物工程专业的教学内容和教学方法,培养高水平的专业技术人才,更好地为地方经济建设服务。
参考文献:
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1.1制药领域的先驱的道路,引领先进技术,制药工程,生物制药,药物化学,制药工业,药物制剂从最初的发展,在多个领域的一般工程相结合的现在当然由可以看出走制药工程的社会和经济进步,体现出制药工程的改革和创新。从成立之初的制药技术的空白区域,到化工原料的发展和中国改革开放到申请国际专利,中国的制药工程发生了重大变化,近半个世纪,制药工程产业在中国,生产水平是原料的主要生产国。这样的市场需求和持续快速发展,与人们一直密切相关。
1.2制药创新,对药物治疗的需求,并继续扩大主要以推动改革国际制药工程中国地位进行改善生活标准和卫生用于治疗人的关注组,这个市场在面对个性化,促进医药行业的蓬勃发展,有可能继续增长。目前,国内任何的需求,不能满足需要进行改革和创新,通过技术完全克服这种情况。医药行业,让我们走上国际化发展的道路上。制药厂有着较强的经济实力,一些国际,人均消费在中国医学还是比较低的,但是,从这个数据可以看出,仍然是在中国市场的发展空间。铺设制药工程在国际市场上的地位,因为缺乏技术,不能在国际市场上获得一个立足点,在中国医药行业的相对落后,新医药的制药工程技术,能够提高人们的综合实力只有不断创新发展。
二、制药工程要改革与生产优化的办法
2.1在工程领域,进行制药工程的技术开发,是本世纪一个新的觉醒,为中国制药工程,通过在这一领域的专业知识,研究人员用正确方法和手段来解决问题,就需要探索目前的经验可资借鉴的创新型人才不断探索问题。专家的培训,已成为一个优先考虑的事情。制药工程人才在该领域相当广泛,并通过设置技术熟练的专业人员的参与,高等教育与生产基地的交流,加强制药工程生产产家的技术创新响应,在有限的员工中,吸取无限的技术优化创新。面对这种情况,需要做的是为了准备未来制药工程,在这方面,人们能够加大人力资源开发。这些人才,应该是制药工程指导发展的未来方向。高级人力资源的培训,在相同的时间来了解制药工程管理的能力,充分反映制药工程领域的优势,应该是非常不错的,而且具有较高的要求。
2.2理论实验与制药工程的反复实践的基础上,工程体现的是绝对独特的产品开发,必须是有效的,因为它是人类,危害人体有没有作用的对象。一种生产工艺显得较为单调,但是,必须遵循一步一步的流程来总结这些工作的步骤,因此,重复的基本药物工程实验会有很多。结果和实验数据,因为许多连续实验,总结,以更好的借鉴。证实了这一结果,有必要通过技术处理不同的方案,以确保已满足功能要求,更好的确认对人体的影响是否有害。它允许工作人员必须为每个参与的人的身体在安全这一系列的流程步骤实验,是非常慎重的,任何错误和疏忽。技术上,重复实验中,需要不断更新的概念和实验程序,只有技术专家进行技术和创新的积极整个优化改革医药生产技术,更好的总结学习更新生产工艺。
2.3这些领域的创新都依赖于生物技术和化学工程技术,科研和制药工程,国外先进技术的相互渗透,会影响改革结合的创新药物工程技术联合开发的方向。通过其自身的特点,国外的先进技术,能够有效地扩大,加上扩张的基础上,面对新世纪的创新,有利于创新思维和研究人员的概念扩展。今天为了促进医药行业的发展整体生物工程和成功案例化学工程前,确定要推动仅学习的总结和新的信息,并相互关联的,在使用时,有一些类似的地方。在这些地区,这是必须承认的主项目和关键技术,有利于交联等科学,新技术的诞生人均和现在比较空完全准备面对国内市场的努力促进国际制药工程中国田径有越来越多的每一个需求,必须执行创新优化后的技术。
三、制药实验的合理设计
3.1选择毒性低的原料和医药产品,尽量减少有害物质的使用的要求,同时实现目标的实验中,试图使用毒性较低的替代方案,以减少对环境的污染实验。
3.2合理优化教学大纲实验,实验内容进行调整,实验产品的有效使用,回收实验的产品,可以减少产生的废物和试剂的使用。需要制药工程专业分析化学实验,通常是人工合成和鉴定,需要学习的基本实验技能,是非常实用。以更合理的实验成为实验材料接着,尝试对合成的产品的组合实验,所以我们教育过程中通过产生大量的废物,以降低常规实验,实现提高试剂的利用效率。
3.3尽量减少的微型实验的试剂,以满足实验的目的,其特征是指不良的实验室设备在本实验条件下,实验的跟踪实验室设备的小型化和药物,有效地降低成本的实验,以减少试剂消耗,减少的量放电实验的废物,减少对环境的污染,减少实验时间。另一方面,重点实验改革和发展中的固定和预防化学污染的焦点为了进行思想的指导下,采用微型绿色化学实验,一定要仔细和认真的方式。为了使学生更好地理解实验装置,改变传统教育模式灌输,可以让实验设计更加自主。
四、结语
生活新世纪的时代,健康的主题是,以得到人们的重视,带来的人对药品的需求的关注,中国医药工程的结果,为制作的产品是合格的,目前国内市场与国际市场上仍存有一定的差距,必须更好的促进创新需要,全面改革的成就,从而促进医药产品的开发。按国家标准创新和深入的研究和开发的健康和生命的概念,通过扩大思想与国外先进技术相结合,通过不懈努力以提高制药生产水平,中国在制药行业中,联合工程创新化学,增加生物制药的发展目标。
参考文献
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(二)工程技术实践教学环节方面在我国,一些高校生物工程教育往往重书本、轻实践,重知识、轻能力,重科研、轻教学,导致学生的理论知识与实践脱节。目前国内部分高校的生物工程专业学生大多数对运用综合知识解决问题的重要性以及工程设计缺少理解,觉得科学比技术更重要,这也正是这些生物工程专业工科教育不重视实验教学和工程设计的误区,导致学生缺少综合实验设计和工程设计的经历。此外,实验教学内容基本以验证性实验为主,教师把实验的内容、操作方法与步骤、报告格式甚至每一步得到什么结果等都写得清清楚楚,学生依葫芦画瓢,机械地完成操作,缺少主动积极的思考。综合性实验也由于学生人数偏多、设备台套数不足,动手操作的少,旁观的多,教学质量大受折扣。而设计性实验更是凤毛麟角。生物工程专业工程实习教学则包含认识实习、生产实习、毕业实习等环节,一般以校外为主,校外实习基地是工程训练最好的场所,是工程教育必不可少的前提条件。一些学校由于经费紧张,实习经费偏少,实习基地的建设经费往往由企业单方面提供。由于国家经济体制改革等外部环境的变化,尽管不少高校与多家企业签订了校外实习基地的合作协议,但仍然存在很多问题。绝大多数企业接收学生实习没有制度约束和政策支持,对学生实习热情不高,而生物工程专业相关企业又相对偏少,导致一些新增生物工程专业实习单位不对口,实习内容能减则减,实习过程流于形式,质量难以保证,常常是走马观花,草草结束,难以发挥实习应有的作用。
(三)实践教学过程控制及考核方式方面高等学校生物工程专业一般都建立严格系统的理论课程教学过程监控措施和考核评价办法,而一些高校对实践教学却往往缺乏有效的全过程监督和健全的考核评价制度,或没有认真落实和执行。构建行之有效的实践教学过程控制体系是生物工程专业实践教学质量得以保证的前体也是实践教学环节的难点,由于实践教学流动性强、机动性明显,不易对学生实践过程进行实时监控并给出准确评价,因此,少数地方高校生物工程专业实习指导教师往往采取点名制方式进行过程控制,对于实践效果则依赖于最后的实践理论考试,考试内容通常属于死记硬背的知识点,极少有学生不及格。通过考试的方式考核学生的实践效果仍旧属于应试教育,导致学生对实践教学没有产生足够的重视,抹杀了学生兴趣,阻碍了个性发展,确实难以真实反映学生的工程技术实践能力和水平。因此,有必要强化生物工程专业实践教学过程控制,建立完善的监控方案,并不断改进实践教学考核办法,高质量的实践教学才能得到保证。
(四)师资队伍建设方面近年来,虽然新增生物工程专业教师队伍中引进了大量的具有生物专业背景的博士人才,有效解决了多年来教师队伍整体学历学位偏低的问题。通过问卷调查和统计发现,这些新增专业新进教师相当数量属于学术型的,擅长科研学问研究,很少在企业工作过,从学校到学校,大多数缺乏工程技术学习和研究经历。由于缺乏工程实践环节的专门训练,自身尚不能成为行家能手,因此难以胜任相关的实践指导工作,况且一些高校为这些教师创造培训、进修、企业锻炼的机会也有一定的限制。在教学过程中,导致这些高校部分生物专业教师宁愿多上些理论课,也不肯指导学生进行生产实践。即使在举足轻重的毕业(论文)设计教学环节中,选择毕业论文的多,采用毕业设计教学方式的则寥寥无几,极少数高校新增生物工程专业甚至清一色的采取毕业论文形式。这些现象严重制约了生物工程专业学生工程技术创新能力的培养,有悖于专业培养目标。目前,特别是新增生物工程专业教师队伍仍然存在结构不合理、缺乏具有“双师型”教师、师资专业背景比例失衡、专业教师缺乏工程实践经历等问题。(五)工程师培养体系方面近年来,教育部联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),该计划就是要培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。经审核,教育部最终批准61所高校成为首批批准的“卓越计划”实施高校,一批涉及工程与工艺的工科专业成为试点专业。相比而言,属于朝阳产业的生物行业尚在培育、壮大过程中,虽然许多从事生物工程教育的人士已经意识到“卓越计划”对生物产业发展的重要性,但是部分相关企业并未深度参与到一些高校生物专业工程技术人才培养过程中,产学研合作教育的空间依然广阔,职业资格制度有待进一步完善,工程师培养体系尚不够健全。为了适应国家工程教育发展新趋势,必须进一步加强生物工程专业工程教育与其相关产业的合作,使得人才培养和技术创新这两条驱动生物行业经济可持续高速发展的主要链条灵活运转。
二、生物工程专业教学体系改革措施及途径
(一)规范专业教学质量标准,明确工科办学思路我国生物工程专业正式设立时,对本科专业培养目标作了明确规定:通过各种教育教学活动培养学生德、智、体、美全面发展,具有健全的人格、正确的世界观、人生观和价值观,适应市场经济体制和改革开放需要,具备良好的人文社科基础知识和人文修养,具备生物技术基本知识、掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、产品技术研究开发、质量检测和企业管理的适应社会主义现代化建设和地方经济社会发展需要应用型高级技术人才。在构筑生物工程人才培养体系时,要重视生物基础、化学、生物化学工程等基本知识单元的设计,以此组成专业核心知识体系,体现专业的本质、交叉与融合。高校专业教学计划的制订要兼顾个性差异,留有足够的个性化发展的空间。具体专业基础课程和专业课程按各校的特色和条件设定,特别是选修课程更要体现不同学校的基础和专业定位,如生物制药、环境生物工程、发酵工艺、能源生物工程、生物材料等,以适应不同学校的学生来源、教育资源的差异以及培养目标的行业方向和特色。
(二)强化实践性环节教学,确保工程技术教学质量在实验教学方面,逐步减少认识性、验证性实验内容,增加综合性、设计性实验的比例以及研究性实验。根据实验内容的内在联系,科学地综合实验技术和实验方法,积极引用生物技术与工程领域的科研新成果和社会应用新项目,引入国内外方法成熟、适合本科实验教学的先进的实验项目,激发学生实验的兴趣,培养学生的科学思维和创新能力。生物工程专业实验课程应当有体现工程技术训练的内容,不应仅限于生物工艺技能,而应有所拓展。为了保证实验教学质量,应逐步加强实验仪器设备投入和加快实验室建设,扩大实验室开放力度,提高实验室综合利用率;利用省级科技创新平台和省级实验教学示范中心平台,搭建具有生物工程技术环境的实践教学平台;引进企业的资源和设备,与企业合作共建实验室,模拟现场工程环境。在工程实践教学方面,分层次构建完整的“生物工程专业工程实践与工程应用教学体系”。通过课程设计、毕业设计等环节培养学生综合应用工程能力与初步设计能力,利用生物工程仿真技术、校内外工程实践等环节培养学生的工程实践与工程应用能力。为保证工程实践教学质量,应着重加强校内外实训基地建设,为顺利完成工程实践教学提供必备的条件和环境。通过与企业联合投资生物产品中试生产设备、购置生物工程仿真装置等方式构建校内工程训练中心。工程训练中心是拥有或模拟一个真实的生产系统,完成一个具体的生产过程,可以实现或模拟真实的产品生产,给学生提供一个系统而真实的工程实践环境,学生可以按教学要求逐个环节进行安装、调试、运行和生产,这个训练过程在企业的实习过程是根本无法做到的。生物产业属于朝阳行业,新产品、新技术不断涌现,通过引导、扶持、政策倾斜等方式鼓励教师和学生创办生物工程企业。同时积极寻求一种校企共赢的产学合作模式,提高企业与高校合作的积极性,这是校企合作实践基地能够顺利建设和良好运行的关键。积极推进工程实践教学内容改革,整合实践教学环节,使校内实践和企业综合实践相辅相成,从而确保并不断提高生物工程专业学生的工程技术能力。
(三)改进实践教学方法和方式,健全教学考核评价体系改革传统的生物工程专业实践教学方法,着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于产品的学习等多种实践学习方法,采取产品带动,设备配套,工艺优化,动手操作与学习思考相结合,基本原理和现场实际相结合,现场教学、双向交流式教学和研讨式教学为主,紧密结合工程技术实际情况,不断培养学生的动手能力并开发学生的思维,调动学生的工程技术学习兴趣和学习热情。生物工程专业实践教学过程往往是连续的多过程,基于工段分批轮换方式进行实践教学安排是一种高效可控的途径,化整为零,既可减少相关企业的人员增加压力,又能提高学生的实践效果,学生可以接触并了解全部生产工艺,并能掌握整套设备的调试和操作方法,同时有利于对教学过程进行实时监控,分阶段对学生进行考核,并作为能否顺利进入下一生产环节的依据。在考核环节上,改变传统单一笔试考核和标准答案的评价方式,采取现场答辩、实践总结、不同产品工程工艺设计等灵活多变的方法,并结合实习单位提供的完整的考勤考核记录、企业指导工程师开出的实习个人评价等辅助考核方式,重在考核学生的工程技术知识掌握水平和应用能力以及创造性思维,为实习顺利开展构筑坚实的平台与保障。