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Abstract: The Fermentation Engineering course is the specialized subject of students majoring in biotechnology. Combined with our classroom instruction effect of Fermentation Engineering in recent years, its teaching system reformation is discussed from teaching model, educating way and checking method about theory, experiment and practice teaching, which gives reference for the further improvement of course teaching system.
關(guān)鍵詞: 發(fā)酵工程;課程教學(xué)體系;改革
Key words: fermentation engineering;course teaching system;reformation
中圖分類號(hào):G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)18-0205-02
0引言
發(fā)酵工程是發(fā)酵原理與工程學(xué)的結(jié)合,是研究由生物細(xì)胞(包括微生物、動(dòng)植物細(xì)胞)參與的工藝過(guò)程原理和科學(xué),是研究利用生物材料生產(chǎn)有用物質(zhì),服務(wù)于人類的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理,依靠生物催化劑(微生物、動(dòng)植物細(xì)胞或細(xì)胞中的酶)的作用,將物料進(jìn)行加工以提品或?yàn)樯鐣?huì)服務(wù)的技術(shù)[1]。通過(guò)上述的發(fā)酵工程和生物技術(shù)的定義分析可知,生物技術(shù)最后的目的就是建立工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或進(jìn)行社會(huì)服務(wù),而生物技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域往往就是發(fā)酵工程的應(yīng)用和研究或生產(chǎn)的對(duì)象,絕大多數(shù)生物技術(shù)的目標(biāo)都是通過(guò)發(fā)酵工程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,可見現(xiàn)代的發(fā)酵工程技術(shù)處于生物技術(shù)的中心地位。因此對(duì)于生物技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),將《發(fā)酵工程》作為專業(yè)必修課開設(shè)是極其重要的,如何設(shè)置課程教學(xué)體系,把這門實(shí)踐性極強(qiáng)的專業(yè)課有效的與發(fā)酵原理結(jié)合呢?本文以高教出版社出版、李艷主編的《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》為指導(dǎo)教材,從教學(xué)模式、教學(xué)方式和考核方法三個(gè)方面說(shuō)明我校生物技術(shù)專業(yè)幾年來(lái)課程教學(xué)體系的改革。
1教學(xué)模式
教學(xué)模式定義為3面2主1線,從宏觀上把握教學(xué)體系,使得3面,2主和1線相互交錯(cuò),構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。
3面指《發(fā)酵工程》課程分為理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)3個(gè)方面,均單獨(dú)開設(shè)課程。理論教學(xué)涉及上游和下游的基本理論知識(shí)以及產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn);實(shí)驗(yàn)教學(xué)框架分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)3個(gè)部分,形成基礎(chǔ)―綜合―創(chuàng)新的梯級(jí)實(shí)驗(yàn)體系;實(shí)習(xí)教學(xué)以具體發(fā)酵產(chǎn)品為操作對(duì)象,詮釋理論知識(shí)與工程的關(guān)系。這3個(gè)方面關(guān)系密切,理論教學(xué)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論知識(shí)到實(shí)習(xí)實(shí)踐的銜接與過(guò)渡,實(shí)習(xí)教學(xué)是理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)思維的實(shí)踐應(yīng)用以及對(duì)理論知識(shí)的總結(jié)和體會(huì),從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
2主指在3面的教學(xué)過(guò)程中,始終貫徹以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的思想,發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性的同時(shí)又能有效提高教學(xué)效果。每一節(jié)課的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)都要有內(nèi)在的教學(xué)思路在里面,這個(gè)教學(xué)思路就是教師的主導(dǎo)思想。教師在授課過(guò)程中將教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目的蘊(yùn)含于教學(xué)思維中,引導(dǎo)學(xué)生思考和解決問題,激發(fā)學(xué)生的求知欲,讓其成為問題的發(fā)現(xiàn)者和解決者,從而達(dá)到雙贏的目的。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)不是學(xué)生笨或者沒有興趣學(xué)習(xí),往往是教師沒有有效的引導(dǎo)和啟發(fā)。有時(shí)候注重了以學(xué)生為主體,而忘卻了教師的引導(dǎo)作用。
1線是指以發(fā)酵原料的選擇及預(yù)處理微生物菌種的選育及擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵設(shè)備選擇及工藝條件控制發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取方法和設(shè)備發(fā)酵廢物的回收和利用為主線。任何一個(gè)發(fā)酵產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程都是這條主線所包含內(nèi)容的優(yōu)化與整合,在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)始終執(zhí)行這條主線,使得教師在授課過(guò)程中有線可教,學(xué)生在聽課過(guò)程中有線可學(xué),從而從整體上把握該課程的知識(shí)和內(nèi)容。
在《發(fā)酵工程》教學(xué)過(guò)程中,實(shí)行3面2主1線的教學(xué)模式,可實(shí)現(xiàn)在理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)習(xí)教學(xué)過(guò)程中,均以發(fā)酵原料的選擇及預(yù)處理微生物菌種的選育及擴(kuò)大培養(yǎng)發(fā)酵設(shè)備選擇及工藝條件控制發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取方法和設(shè)備發(fā)酵廢物的回收和利用為主線,在各個(gè)內(nèi)容講授過(guò)程中以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)的相互交錯(cuò)的教學(xué)網(wǎng)絡(luò),從而提高教學(xué)效果。
2教學(xué)方式
教學(xué)模式?jīng)Q定了教學(xué)方式的選擇及其方法的綜合運(yùn)用,教學(xué)方法包括以語(yǔ)言形式獲得間接經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)方法,以直觀形式獲得直接經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)方法,以實(shí)際訓(xùn)練形式形成技能、技巧的教學(xué)方法以及與現(xiàn)代教育技術(shù)的結(jié)合等,與教學(xué)過(guò)程有機(jī)整合。
根據(jù)教學(xué)模式,理論教學(xué)過(guò)程中采用總-分-合的教學(xué)思路,即總論-分述-綜合的方式,具體教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)在緒論(引導(dǎo)與激發(fā))、與發(fā)酵工藝相關(guān)各方面內(nèi)容的詳述和現(xiàn)酵工業(yè)(各方面內(nèi)容的綜合應(yīng)用)。緒論的講授很重要,它是第一節(jié)課,很多程度上決定了學(xué)生對(duì)你所教授課程學(xué)習(xí)的興趣,其內(nèi)容涉及課程的定義、歷史、研究?jī)?nèi)容和意義以及發(fā)展趨勢(shì)等,我們認(rèn)為講授緒論的目的是激發(fā)學(xué)生的興趣并告知課程學(xué)習(xí)的主線,讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)該課程的重大意義并建構(gòu)學(xué)習(xí)框架,做到這一點(diǎn),自然而然就有了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。因此,應(yīng)當(dāng)重視緒論課堂內(nèi)容的選擇與教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)。同時(shí)講解教材的目錄,告知所要學(xué)習(xí)的章節(jié)和目錄進(jìn)一步明確學(xué)習(xí)的內(nèi)容。理論教學(xué)過(guò)程中,雖然多媒體能拓展時(shí)空界限,具有直觀性,抽象與具體的轉(zhuǎn)化性,通過(guò)文字、圖像、聲音、色彩等信息的有效傳遞,刺激學(xué)生的感官,激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力并擴(kuò)大教學(xué)信息量,但我們要明白多媒體是輔助教學(xué)的,在多媒體放映過(guò)程中注重邏輯思維的應(yīng)用,而不是文字的羅列、圖片的堆砌和幻燈片的切換,所設(shè)計(jì)和選用的材料能夠真正解釋和說(shuō)明發(fā)酵工程所涉及的問題,而且精簡(jiǎn)。我們認(rèn)為將多媒體和板書相結(jié)合,以板書為課堂框架,多媒體輔助講解,教師語(yǔ)言引導(dǎo),課堂快要結(jié)束時(shí),依據(jù)板書回顧多媒體和教師所講內(nèi)容,進(jìn)行課堂總結(jié),收效甚佳。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用的教學(xué)方式為預(yù)習(xí)-教師講解-學(xué)生試驗(yàn)-教師指導(dǎo)-提問-教師答疑和總結(jié),這個(gè)過(guò)程中的預(yù)習(xí)已是老生常談了,但是極其重要,而這往往被教師和學(xué)生忽視。預(yù)習(xí)后學(xué)生會(huì)帶著問題走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室并了解了實(shí)驗(yàn)過(guò)程,在教師簡(jiǎn)要的講解過(guò)程中學(xué)生就會(huì)尋找答案,如果學(xué)生還有疑問就會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中尋找,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容向同學(xué)們提出問題,然后解答同學(xué)們的疑問以及驗(yàn)證同學(xué)們自己的答案。整個(gè)過(guò)程中,在教師逐步的引導(dǎo)過(guò)程中,學(xué)生積極思考并解決問題。這個(gè)順序可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型進(jìn)行改變,但預(yù)習(xí)是第一位的,而教師對(duì)課堂重點(diǎn)內(nèi)容的最后歸納可提高學(xué)生的感性認(rèn)知和理性總結(jié)。
實(shí)習(xí)教學(xué)依據(jù)校內(nèi)和校外的資源為學(xué)生提供可進(jìn)行實(shí)習(xí)的條件和設(shè)備,一方面由學(xué)生根據(jù)自己所掌握的知識(shí)以及興趣擬定實(shí)習(xí)題目和內(nèi)容,一方面教師提供一些實(shí)習(xí)內(nèi)容,然后教師根據(jù)經(jīng)費(fèi)、條件和設(shè)備以及學(xué)生的主要研究?jī)?nèi)容從中選取合適的教學(xué)內(nèi)容,這種方式稱為談話法,可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行師生互動(dòng)交流。選定教學(xué)內(nèi)容后,學(xué)生根據(jù)實(shí)習(xí)要求,查閱文獻(xiàn)和書籍,構(gòu)建實(shí)習(xí)的具體實(shí)施過(guò)程,同時(shí)教師加以引導(dǎo),這種方式為讀書指導(dǎo)法。具體實(shí)施時(shí),把一個(gè)自然班分成4個(gè)小組,將具體的實(shí)習(xí)題目和內(nèi)容分配到各個(gè)小組,每個(gè)小組至少分配到2項(xiàng)任務(wù),各項(xiàng)任務(wù)由各個(gè)組組員完成并選舉代表負(fù)責(zé)與教師溝通和交流,教師進(jìn)行指導(dǎo)和修正以保證正常教學(xué)的有序進(jìn)行。通過(guò)談話-讀書指導(dǎo)的方式可發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合,同時(shí)培養(yǎng)了社交能力。
3考核方法
教學(xué)的目的是提高學(xué)生的能力,即認(rèn)知能力、操作能力和社交能力,考核就是對(duì)學(xué)生能力的檢驗(yàn),因此考核方法注重這3方面的檢驗(yàn)和進(jìn)一步提高。理論教學(xué)的考核分?jǐn)?shù)中,平時(shí)成績(jī)占有40%的比例,通過(guò)課堂測(cè)驗(yàn)和學(xué)生授課的方式考核,主要檢驗(yàn)和提高認(rèn)知能力和社交能力。學(xué)生授課的分組方式采用宿舍制,一個(gè)班級(jí)的學(xué)生主要分別住在4個(gè)宿舍,一個(gè)宿舍的同學(xué)可以相互協(xié)調(diào)、商討以及分工,題目由教師擬定,課件由學(xué)生自己制作,授課前交由教師審核;授課題目主要是針對(duì)現(xiàn)酵工業(yè)而定的,這些內(nèi)容在使用的教材中沒有涉及,需要學(xué)生自己閱讀書籍,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)積累素材,這個(gè)過(guò)程既培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)精神和積極性又考驗(yàn)同學(xué)們對(duì)發(fā)酵工程的理解程度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也采用平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)相結(jié)合的方式,期末考試不是理論教學(xué)的試卷,而是把實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能相結(jié)合一對(duì)一(一個(gè)教師一個(gè)學(xué)生)的方式考核,共設(shè)置5項(xiàng)實(shí)驗(yàn),每位學(xué)生輪流進(jìn)行,主要檢驗(yàn)和提高認(rèn)知能力和操作能力;實(shí)習(xí)教學(xué)成績(jī)由3部分組成,即參與和認(rèn)真程度占實(shí)成績(jī)的20%,任務(wù)完成情況占實(shí)成績(jī)的40%,實(shí)習(xí)報(bào)告是對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)期間學(xué)習(xí)、工作的總結(jié),占實(shí)成績(jī)的40%,考核認(rèn)知能力、操作能力和社交能力。
生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)中極富有活力的先導(dǎo)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是21世紀(jì)高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容,而發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分,具有廣闊的應(yīng)用前景。時(shí)代的發(fā)展需要我們除了加大自身投入、認(rèn)真?zhèn)湔n、不斷提高自己的業(yè)務(wù)水平外,還須轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,勇于探索適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的教育規(guī)律和方法,要求我們圍繞知識(shí)、實(shí)踐能力、素質(zhì)三者之間的關(guān)系,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的優(yōu)秀學(xué)生為社會(huì)服務(wù),因此積極開展教學(xué)改革的探討有很重要的意義。本文從教學(xué)模式、教學(xué)方式和考核方法3個(gè)方面說(shuō)明了我校生物技術(shù)專業(yè)《發(fā)酵工程》課程體系的改革與探索,教學(xué)效果比以往大幅度提高,為進(jìn)一步完善該課程體系提供了參考,但仍需加強(qiáng)與提高甚至轉(zhuǎn)變,希望與各位教育戰(zhàn)線的教師相互合作,共同提高。
關(guān)鍵詞: 微生物發(fā)酵工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 研究型 趣味性
對(duì)于生物工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),學(xué)好發(fā)酵工程顯得尤為重要。發(fā)酵工程是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在發(fā)酵工程教學(xué)活動(dòng)中非常關(guān)鍵。為了在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、提出問題、思考和分析問題、解決問題的能力,以滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型、綜合型人才與日俱增的需求,近年來(lái)發(fā)酵工程教研室在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面進(jìn)行了一些探索性工作。
一、現(xiàn)狀分析
發(fā)酵工程又稱微生物工程,是生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程,含有現(xiàn)代生物科學(xué)和工程的科學(xué)技術(shù),包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、化工原理、工程學(xué)等理論知識(shí),是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,也是實(shí)現(xiàn)基因工程、酶工程和細(xì)胞工程等其他生物技術(shù)的最終方法和手段。
1996年高等學(xué)校專業(yè)設(shè)置和課程調(diào)整后,發(fā)酵工程成為生物工程專業(yè)的一門核心課程。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)是以操作為主的技能課程,隨著目前生物技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展,發(fā)酵工程、基因工程、酶工程和細(xì)胞工程構(gòu)成了現(xiàn)代生物技術(shù)的主體。然而,不管是基因工程、酶工程還是細(xì)胞工程,其產(chǎn)物要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化或轉(zhuǎn)化生產(chǎn),都必須利用發(fā)酵工程的生產(chǎn)原理與技術(shù)。作為一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科,理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合是使學(xué)生牢固掌握發(fā)酵工程基本知識(shí)的關(guān)鍵,因此,發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)是實(shí)施全面發(fā)酵工程教育的一種最有效的教學(xué)形式。傳統(tǒng)的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)由相對(duì)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)構(gòu)成,內(nèi)容孤立、不系統(tǒng)且多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以教師為主體,學(xué)生在教師的逐步指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn),并不完全理解實(shí)驗(yàn)的原理、結(jié)果及其意義,因此難以將學(xué)到的實(shí)驗(yàn)原理和方法應(yīng)用于實(shí)際。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中較為被動(dòng),學(xué)習(xí)興趣不高,積極主動(dòng)性較低,沒有達(dá)到很好的教學(xué)效果,很難適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的需求。同時(shí),發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)具有微生物發(fā)酵周期長(zhǎng)的特殊性,且實(shí)驗(yàn)需要連續(xù)進(jìn)行,發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課時(shí)短,按每周開設(shè)實(shí)驗(yàn)課的常規(guī)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行,很難實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性。
早在1934年,戴安邦就指出:科學(xué)教學(xué)不但要傳授知識(shí),而且要進(jìn)行全面的教學(xué),包括人的科學(xué)思想和品德的培養(yǎng)。為了在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、思考和分析問題、解決問題、提出問題的能力,不斷滿足社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型、綜合型人才與日俱增的需求,在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考核方式等方面需要進(jìn)行一系列的改革,建立新的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程體系顯得尤為重要。
二、實(shí)施方案和實(shí)施方法
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革的實(shí)施
根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)生實(shí)際情況,我們?cè)黾恿颂囟óa(chǎn)物工業(yè)生產(chǎn)菌種的篩選、發(fā)酵及應(yīng)用性質(zhì)研究這一綜合性實(shí)驗(yàn)。在此實(shí)驗(yàn)中,同時(shí)涉及微生物學(xué)、發(fā)酵工程、生物下游技術(shù)、酶工程、生物檢驗(yàn)與分析三門課程,并用到微生物的分離純化、發(fā)酵條件優(yōu)化和酶活的分光光度法測(cè)定等方法和技術(shù)。通過(guò)從自然界中篩選一株能產(chǎn)生特定產(chǎn)物的菌株出發(fā),直到最終利用該菌株所產(chǎn)生的特定產(chǎn)物進(jìn)行應(yīng)用的整個(gè)過(guò)程,培養(yǎng)了學(xué)生從事發(fā)酵工程研究的基本思路和方法;通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以全面了解某一發(fā)酵工程產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用的特點(diǎn)與關(guān)鍵環(huán)節(jié),加深對(duì)發(fā)酵工程原理與技術(shù)的理解。
通過(guò)調(diào)整和修改,最終確定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系共分6部分:根霉曲的制備和甜酒釀的制作,食醋的釀制,中西式泡菜的制作,乳酸菌的分離和酸奶的制作,特定產(chǎn)物工業(yè)生產(chǎn)菌種的篩選、發(fā)酵及應(yīng)用性質(zhì)研究。其中第5部分為綜合性實(shí)驗(yàn),整個(gè)實(shí)驗(yàn)圍繞特定的產(chǎn)物淀粉酶,從產(chǎn)酶菌的篩選、發(fā)酵條件優(yōu)化直到獲得發(fā)酵產(chǎn)物并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用,前一階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就是下一階段實(shí)驗(yàn)的原料,各階段實(shí)驗(yàn)之間具有很強(qiáng)的邏輯連貫性。第6部分為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生初步完成研究?jī)?nèi)容―查閱資料―設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)―總結(jié)四部曲,也就是要求學(xué)生根據(jù)已定方向進(jìn)行文獻(xiàn)查閱、擬訂實(shí)驗(yàn)方案、選擇和組裝所需儀器設(shè)備、寫出論文式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,再由老師進(jìn)行總結(jié)和提高。首先讓學(xué)生們通過(guò)查閱資料,列出實(shí)驗(yàn)方案;接著師生一起討論,確定實(shí)驗(yàn)方案;然后讓他們?cè)谙薅〞r(shí)間內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,整個(gè)過(guò)程充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性與創(chuàng)造性。學(xué)生在查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過(guò)程中,進(jìn)一步加深了對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解,并通過(guò)靈活的實(shí)踐性操作技能的訓(xùn)練,開發(fā)了創(chuàng)造性思維,提高了科學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合素質(zhì)。
2.教學(xué)組織形式的改革的實(shí)施
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們將2名學(xué)生編為一個(gè)小組,4個(gè)小組編為1個(gè)大組。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以小組為單位進(jìn)行,而綜合性實(shí)驗(yàn)考慮到時(shí)間和實(shí)驗(yàn)設(shè)備材料的限制,則以大組為單位。例如在進(jìn)行淀粉酶產(chǎn)生菌發(fā)酵條件優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)時(shí),每個(gè)小組優(yōu)化1種條件,這樣既節(jié)省了時(shí)間,培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神,又通過(guò)一個(gè)發(fā)酵條件的優(yōu)化研究掌握了其他條件優(yōu)化的基本方法和操作,將大組中其他小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來(lái)就可以獲得最終的優(yōu)化條件。
在教師的總體指導(dǎo)下,在給定的實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上,通過(guò)學(xué)生獨(dú)立思考、自行規(guī)劃實(shí)驗(yàn)流程、制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、動(dòng)手操作、分析和討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果并最后寫出實(shí)驗(yàn)論文。這種科研式教學(xué)的設(shè)計(jì)突出了研究性的特點(diǎn),學(xué)生以研究者的身份進(jìn)行工作,教師則以導(dǎo)師的身份對(duì)學(xué)生的研究工作進(jìn)行指導(dǎo)、回答學(xué)生的疑問并對(duì)學(xué)生的每一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和把關(guān)。實(shí)驗(yàn)室隨時(shí)對(duì)學(xué)生開放,學(xué)生可以根據(jù)自己的情況合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和時(shí)間,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生研究性思維和獨(dú)立動(dòng)手能力的目的。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的改革的實(shí)施
重視實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:在實(shí)驗(yàn)前,指導(dǎo)教師只給出實(shí)驗(yàn)題目和要求,讓學(xué)生充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,查閱有關(guān)資料,開拓思路,發(fā)揮自主性和創(chuàng)造性,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程,并寫出包括實(shí)驗(yàn)操作程序、實(shí)驗(yàn)材料及預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)習(xí)報(bào)告。教師認(rèn)真批閱修改預(yù)習(xí)報(bào)告后,讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前的全部準(zhǔn)備工作,這樣不僅解除了學(xué)生的依賴心理,而且增加了實(shí)際操作鍛煉的機(jī)會(huì),使他們進(jìn)一步了解了實(shí)驗(yàn)的原理、方法和步驟,做到了心中有數(shù),從而降低了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的操作錯(cuò)誤。
學(xué)生獨(dú)立操作,教師適時(shí)啟發(fā):學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中必須成為一個(gè)實(shí)踐者和探索者,是實(shí)驗(yàn)的主體,所以在實(shí)驗(yàn)中必須增強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí),學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)結(jié)果,自己設(shè)計(jì)和安排達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,教師必須糾正學(xué)生不規(guī)范的操作,使學(xué)生正確熟練地掌握各種常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù),為以后學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。
認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告:實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié),也是對(duì)實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量的檢驗(yàn),通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改,可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析問題能力。
4.考核制度的改革
由于是短學(xué)期實(shí)習(xí)課程,重在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng),考核中不含有筆試,以減少“高分低能”現(xiàn)象的出現(xiàn)。采用平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、考試成績(jī)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考核方式。平時(shí)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、平時(shí)操作、安全衛(wèi)生等內(nèi)容,占40,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30,考試成績(jī)?yōu)閷?shí)驗(yàn)操作考試成績(jī),同時(shí)制定考核細(xì)則,占30。其中,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)并不由實(shí)驗(yàn)老師個(gè)人評(píng)定,而是進(jìn)行報(bào)告的展示,各組以PPT形式匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,由各組長(zhǎng)及實(shí)驗(yàn)老師共同打分,所有學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀摩。在此答辯環(huán)節(jié),既鞏固了發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程的相關(guān)知識(shí),又鍛煉了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的表達(dá)能力。此實(shí)驗(yàn)考核方式的改革,有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)。
5.重視實(shí)踐教學(xué)元素
實(shí)驗(yàn)考核結(jié)束之后,帶領(lǐng)學(xué)生參觀一些不同類型的發(fā)酵工廠,如啤酒廠、制藥廠,分組到車間比較詳細(xì)地熟悉各個(gè)工藝單元的操作,以鞏固實(shí)驗(yàn)室所學(xué)的理論和操作技術(shù),同時(shí)解決在實(shí)驗(yàn)中碰到的部分疑慮。
結(jié)語(yǔ)
生物化學(xué)工程是生物化學(xué)反應(yīng)的工程應(yīng)用,主要包括代謝工程、發(fā)酵工程和生物化學(xué)傳感器等。
生物化學(xué)工程和生物醫(yī)學(xué)工程是最初的生物工程學(xué)概念,基因重組、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、生化工程等在21世紀(jì)整合而形成了系統(tǒng)生物工程。 全書共分十章,主要介紹了培養(yǎng)基滅菌,空氣除菌,通氣與攪拌,發(fā)酵罐的比擬放大,固定化酶、固定化細(xì)胞,典型發(fā)酵過(guò)程動(dòng)力學(xué)及模型,發(fā)酵過(guò)程參數(shù)的在線測(cè)量及儀表,微生物生化反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量和能量衡算,發(fā)酵過(guò)程的計(jì)算機(jī)在線控制以及發(fā)酵工程下游技術(shù)。
生化工程的定義:將生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室成果經(jīng)工藝及工程開發(fā),成為可供工業(yè)生產(chǎn)的工藝過(guò)程,常稱為生化工程 。 生物工程的重要組成部分,包括底物或營(yíng)養(yǎng)液的準(zhǔn)備、預(yù)處理、轉(zhuǎn)化以及產(chǎn)品的分離、精制等工程和工藝問題。一般把發(fā)酵工程、動(dòng)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)、酶工程、生化反應(yīng)工程、生物分離工程、生物功能元件以及生物過(guò)程中的控制和優(yōu)化都包括在生化工程之內(nèi)。
(來(lái)源:文章屋網(wǎng) )
摘要:根據(jù)地方應(yīng)用型本科院校的發(fā)展要求,對(duì)目前發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)管理、成績(jī)考核等方面進(jìn)行了改革,普遍提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力等,學(xué)生滿意度大為提升。
關(guān)鍵詞:發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;實(shí)踐創(chuàng)新;本科生
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)50-0112-02
一、前言
地方應(yīng)用型本科院校是根據(jù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展,面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)一線,基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)造力和實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型專門人才。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)對(duì)高級(jí)應(yīng)用型人才的需求不斷增加,如何有效培養(yǎng)應(yīng)用型人才以滿足社會(huì)需求,是應(yīng)用型本科院校教學(xué)面臨的重要任務(wù)和教學(xué)改革的主要方向。高等院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生基本技能、動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)習(xí)慣以及科研思維等方面的強(qiáng)化訓(xùn)練尤為重要。發(fā)酵工程是我院生物技術(shù)專業(yè)修完植物生物學(xué)、動(dòng)物生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課后開設(shè)的專業(yè)核心課,是面向應(yīng)用非常重要的課程。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)是學(xué)生基于發(fā)酵工程原理開設(shè)的技能性實(shí)驗(yàn),可進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)微生物學(xué)及發(fā)酵工程基本概念和基本理論的理解,提高實(shí)際動(dòng)手能力,為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)、繼續(xù)深造或走向工作崗位打好良好基礎(chǔ)。因此,如何提高發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,更好地完成應(yīng)用型本科院校生物技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo),是當(dāng)前發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究和探索的重要課題。
二、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
1.課程內(nèi)容不緊密。現(xiàn)在的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要分成兩個(gè)部分:發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)及滅菌實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn))、發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)(探索性實(shí)驗(yàn))。這兩個(gè)大實(shí)驗(yàn)雖然具有特色,針對(duì)性很強(qiáng),但內(nèi)在聯(lián)系不夠緊密。其中發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)及滅菌實(shí)驗(yàn),目的是讓學(xué)生掌握發(fā)酵罐的相關(guān)知識(shí),并具備一定的實(shí)際操作能力,但實(shí)際上學(xué)生幾乎不能真正動(dòng)手操作,實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇蟠蛘劭?。發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)酵實(shí)驗(yàn),是任意x擇一個(gè)發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)酵,課程本來(lái)設(shè)計(jì)很好,為便于實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)老師主要選擇了傳統(tǒng)的酒精這一發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)酵,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性,且與之前的發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)幾乎沒有關(guān)聯(lián)。因此,發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)開展下來(lái),學(xué)生不能系統(tǒng)地掌握發(fā)酵工程基本實(shí)驗(yàn)技能,更談不上創(chuàng)新性的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式傳統(tǒng)。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)沿用著傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,就是在教學(xué)過(guò)程中,教師對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、注意事項(xiàng)等進(jìn)行逐一講解,然后讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式讓學(xué)生“按部就班”完成了實(shí)驗(yàn),而對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問題缺乏自己的思考,甚至實(shí)驗(yàn)失敗了也不知道原因,缺乏科研思維能力的培養(yǎng)。
3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范。雖然學(xué)生在開設(shè)本實(shí)驗(yàn)課之前已經(jīng)開設(shè)了微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)等專業(yè)實(shí)驗(yàn)課,受到了比較系統(tǒng)的訓(xùn)練,但受到實(shí)驗(yàn)條件限制,學(xué)生能親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的比例不高,導(dǎo)致學(xué)生普遍實(shí)驗(yàn)操作技能不扎實(shí),尤其是無(wú)菌操作不過(guò)關(guān)。而本實(shí)驗(yàn)在學(xué)生不規(guī)范操作基礎(chǔ)上開設(shè)發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)酵,從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗率較高。而且這些不規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作有可能會(huì)伴隨著學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)、工作中,不利于學(xué)生的職業(yè)生涯。
4.考核手段單一、不科學(xué)。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)主要根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析等內(nèi)容,無(wú)法反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)態(tài)度,尤其是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能不能量化。并且,實(shí)驗(yàn)報(bào)告多是流于形式,大部分學(xué)生都是照抄講義或相互參考。更為重要的是老師對(duì)學(xué)生報(bào)告的評(píng)價(jià)有些隨意。因此,單一的實(shí)驗(yàn)考核手段具有多重弊端,不能真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
三、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行的改革與實(shí)踐
1.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提高關(guān)聯(lián)度。打亂之前的兩個(gè)大實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),將兩者結(jié)合起來(lái)形成一個(gè)體系,進(jìn)而形成一個(gè)由多個(gè)小實(shí)驗(yàn)組成的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),包括培養(yǎng)基配置及滅菌、斜面試管的制備、一級(jí)種子液的制備、發(fā)酵過(guò)程的控制、發(fā)酵產(chǎn)物的分離純化及檢測(cè)、小型發(fā)酵罐的發(fā)酵等六個(gè)實(shí)驗(yàn),而這些實(shí)驗(yàn)正好是一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)所要經(jīng)歷的所有步驟,也是企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)。這些實(shí)驗(yàn)的有機(jī)組合有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握發(fā)酵工程的內(nèi)涵,更有利于發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)操作的精髓,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的提高。
2.多媒體教學(xué)為主的課堂教學(xué),更形象生動(dòng)。隨著現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的發(fā)展,多媒體技術(shù)在教學(xué)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。發(fā)酵工程由之前的兩個(gè)大實(shí)驗(yàn)優(yōu)化形成了6個(gè)緊密關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn),而每個(gè)實(shí)驗(yàn)均涵蓋了相關(guān)的專業(yè)理論及實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn),如果僅僅通過(guò)傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以將細(xì)節(jié)講解通透。利用多媒體技術(shù)包括PPT、動(dòng)畫、視頻等融入到每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生在輕松的環(huán)節(jié)中接收知識(shí),接收規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作,利于后續(xù)的實(shí)驗(yàn)開展,尤其是在一定程度上彌補(bǔ)了條件有限的實(shí)驗(yàn)開展。
3.提倡開放實(shí)驗(yàn)教學(xué),自由探索。正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間有限、實(shí)驗(yàn)條件有限,從而讓學(xué)有余力的學(xué)生留有遺憾。將發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)在開始就實(shí)行開放教學(xué),就是在正常教學(xué)之外,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室面向?qū)W生開放,讓學(xué)生根據(jù)自己的空閑時(shí)間隨時(shí)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)訓(xùn)練自己的實(shí)驗(yàn)技能;同時(shí)提供一些開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路,以及處理數(shù)據(jù)等。這些實(shí)踐活動(dòng)間接地訓(xùn)練了學(xué)生的規(guī)范化操作和科研思維,也促進(jìn)了發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
4.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理,完善過(guò)程記錄。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,著重從課前預(yù)習(xí)、課堂操作、課外表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等四個(gè)方面加強(qiáng)管理,完善教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)的記錄。課前預(yù)習(xí)的管理主要通過(guò)提問、演示等途徑進(jìn)行評(píng)價(jià),課堂操作主要看學(xué)生的操作規(guī)范性、主動(dòng)性等方面進(jìn)行評(píng)價(jià),課外表現(xiàn)主要通過(guò)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的參與度進(jìn)行評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要通過(guò)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)分析的全面性和思考題的正確性等進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)隨時(shí)在學(xué)生中間公開,并允許學(xué)生對(duì)分?jǐn)?shù)提出質(zhì)疑。通過(guò)這些措施,學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性大為提高,極大地促進(jìn)了學(xué)生的興趣。
5.完善實(shí)驗(yàn)考核體系,科學(xué)全面。通過(guò)強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理,并在教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了評(píng)價(jià),這些評(píng)價(jià)均在實(shí)驗(yàn)成績(jī)上有所體現(xiàn)。并且在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,還要學(xué)生制作PPT進(jìn)行答辯并提交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。為真實(shí)全面反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平,將實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)分成三個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定:平時(shí)成績(jī)(30%)、答辯(20%)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告(50%),其中平時(shí)成績(jī)由課前預(yù)習(xí)、課堂操作、課外表現(xiàn)等分值組成;答辯成績(jī)由授課老師(50%)和5名學(xué)生代表(50%)組成;實(shí)驗(yàn)報(bào)告重在質(zhì)量。這樣的實(shí)驗(yàn)考核體系,既體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,也體現(xiàn)了學(xué)生總結(jié)、交流的能力,評(píng)價(jià)比較客觀、公正、合理,且操作性強(qiáng)。
四、結(jié)語(yǔ)
為適應(yīng)地方應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求,生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢(shì)在必行。根據(jù)淮陰師范學(xué)院應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)方案,我對(duì)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)管理、成績(jī)考核等方面進(jìn)行了改革。通過(guò)近3年的教學(xué)實(shí)踐和探索,學(xué)生普遍在實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力等方面均有不同程度的提升,學(xué)生滿意度達(dá)到95%以上。為更好地迎接OBE教學(xué)新理念,我將繼續(xù)努力探索,不斷推進(jìn)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的能力達(dá)成以及人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成,為學(xué)生后續(xù)深造和工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新型人才 人才培養(yǎng)方案 平臺(tái) 模塊 課程群
現(xiàn)代生物工程技術(shù)是當(dāng)今世界科學(xué)發(fā)展中極為重要、極為活躍的科學(xué)領(lǐng)域,尤其是基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程進(jìn)展迅速,連同近年來(lái)該領(lǐng)域又逐步發(fā)展形成的蛋白質(zhì)工程、生化工程技術(shù)等,已在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,與人類的生產(chǎn)、生活密不可分。
鄭州大學(xué)在原有“生物技術(shù)”本科專業(yè)開設(shè)及建設(shè)的基礎(chǔ)上,于2007年起設(shè)立“生物工程”本科專業(yè)。該專業(yè)的設(shè)立不但將對(duì)河南省生物工程與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用,而且對(duì)學(xué)校的學(xué)科建設(shè)也非常重要,直接影響到鄭州大學(xué)工程學(xué)科的綜合實(shí)力。2008年鄭州大學(xué)將“生物工程”專業(yè)列為全?!敖虒W(xué)內(nèi)容與課程體系改革與建設(shè)”試點(diǎn)專業(yè),要求在原有人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上,對(duì)“生物工程”專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂完善,并將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)體系進(jìn)一步進(jìn)行整合,制定出新的培養(yǎng)方案。生物工程專業(yè)舊的人才培養(yǎng)方案是在專業(yè)開辦申請(qǐng)時(shí)參考教育部生物科學(xué)與生物工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)擬定的“生物工程專業(yè)規(guī)范”的基礎(chǔ)上制定的,為此我們根據(jù)學(xué)校課程體系改革的精神及要求,結(jié)合學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外生物工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì),以及鄭州大學(xué)生物與工程技術(shù)學(xué)科的實(shí)際,對(duì)該專業(yè)的課程體系框架及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合建設(shè),以期滿足生物工程學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。
一、認(rèn)真組織調(diào)研,學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)相關(guān)高校開展課程體系改革與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)
在明確課程體系改革與建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)的基礎(chǔ)上,我們對(duì)國(guó)內(nèi)教育部直屬重點(diǎn)大學(xué)及部分地方特色高校開展課程體系改革的經(jīng)驗(yàn)與做法進(jìn)行了認(rèn)真地調(diào)研和分析,重點(diǎn)圍繞生物工程學(xué)科發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步對(duì)專業(yè)教育帶來(lái)的影響、生物工程專業(yè)課程體系的優(yōu)化與教學(xué)內(nèi)容的整合重建、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與教學(xué)模式探索、生物工程與技術(shù)學(xué)科教學(xué)方法改革等進(jìn)行深入的研究和分析總結(jié)。通過(guò)調(diào)研,負(fù)責(zé)“課程體系改革與建設(shè)”的老師及教學(xué)委員成員深受啟發(fā),對(duì)充分學(xué)習(xí)和借鑒各高校課程體系改革與建設(shè)過(guò)程中所取得的各項(xiàng)成果、經(jīng)驗(yàn),以及進(jìn)一步明確專業(yè)辦學(xué)方向、理請(qǐng)辦學(xué)思路,明確生物工程專業(yè)模塊設(shè)置方向等具有積極意義。
二、瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿及國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,明確專業(yè)發(fā)展方向
隨著生物工程與技術(shù)學(xué)科的迅速發(fā)展,其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中越來(lái)越發(fā)揮著重要作用。生物工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境等行業(yè),發(fā)展日新月異。2007年2月28日,國(guó)務(wù)院召開“十一五”期間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題研究會(huì)議,強(qiáng)調(diào)“十一五”期間,要把加快發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)放在突出重要的戰(zhàn)略位置。加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造、生物環(huán)保等行業(yè),加強(qiáng)生物資源的保護(hù)和開發(fā)利用,強(qiáng)化生物安全管理體系建設(shè)。形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)產(chǎn)品,培育一批大型生物企業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)基地,使生物產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成為增長(zhǎng)速度快、質(zhì)量效益好、帶動(dòng)效益強(qiáng)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
三、整合教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn),確定新的人才培養(yǎng)方案體系框架
基于生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)在于,掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過(guò)程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論,基本技能,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。在充分借鑒國(guó)內(nèi)其他高校經(jīng)驗(yàn)與做法的同時(shí),我們對(duì)原有課程的教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)體系進(jìn)行了認(rèn)真整合。
1.原有教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)體系存在的問題
問題主要反映在實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)及課程體系結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。前者有:(1)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)形式單一。主要是分散的課程實(shí)驗(yàn),缺乏集中安排的課程及專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)及各種實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等;(2)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)基地?cái)?shù)量嚴(yán)重不足,急需加強(qiáng)建設(shè)以滿足實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué);(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例偏少,需要進(jìn)一步增加。(4)沒有完全建立獨(dú)立于理論教學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。尤其是與生物技術(shù)專業(yè)相比,生物工程專業(yè)辦學(xué)需要進(jìn)一步與企業(yè)密切聯(lián)合。
在課程體系結(jié)構(gòu)方面,傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案包含有必修課(含公共、學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)必修課)、限選課(學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)限選課)和選修課,總學(xué)時(shí)和學(xué)分分別達(dá)到3410學(xué)時(shí)和182分。必修課過(guò)多(尤其是大平臺(tái)課),選修課較少。必修課學(xué)分比例甚至達(dá)到60%以上,擠占了學(xué)生對(duì)專業(yè)及其它課程的自主選修學(xué)分。同時(shí),大量的課堂教學(xué)也同樣擠占了學(xué)生對(duì)其它課程自主選修,不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性的調(diào)動(dòng)和發(fā)揮,不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。
2.采取有效措施,推進(jìn)知識(shí)點(diǎn)整合
在教學(xué)計(jì)劃制定過(guò)程中,我們考慮了學(xué)校有關(guān)文件精神要求、其它高校改革的成功經(jīng)驗(yàn)和做法以及學(xué)科本身特點(diǎn)。具體措施有:(1)知識(shí)體系重疊部分前移講授。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn),召開課程體系論證專家會(huì)議,充分征求教師和專家意見進(jìn)行調(diào)整。(2)公共基礎(chǔ)平臺(tái)課進(jìn)行嘗試性改革。壓縮部分課程學(xué)時(shí)、學(xué)分等;(3)對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)課程進(jìn)行整合。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn),將植物生物學(xué)、動(dòng)物生物學(xué)整合為普通生物學(xué)開設(shè),增加專業(yè)選修課比例,學(xué)科群課程增加前沿性、應(yīng)用性課程比例,多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)重新梳理、銜接,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),以及將課堂教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合等。(4)明確各門課程在培養(yǎng)計(jì)劃中的地位與邊界,界定各門課程的講授范圍,避免課程之間的重復(fù)和脫節(jié),注重學(xué)科知識(shí)的綜合性與實(shí)用性,注意學(xué)科間知識(shí)的銜接、推進(jìn)、滲透及有機(jī)聯(lián)系,克服課程之間的松散性,壓縮、刪減課程重復(fù)和內(nèi)容陳舊的部分,將新的理論、方法和先進(jìn)的科技成果引入課程教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)課程教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)設(shè)計(jì)與合理編排,培養(yǎng)專業(yè)范圍寬、基礎(chǔ)知識(shí)厚、綜合素質(zhì)高、工作能力強(qiáng)的復(fù)合型人才。
3.教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)及人才培養(yǎng)方案體系框架的確定
參照教育部專業(yè)規(guī)范重新梳理知識(shí)體系及知識(shí)點(diǎn),明確生物工程專業(yè)共有的100多個(gè)知識(shí)單元。這些知識(shí)單元分屬于不同的專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域,同時(shí)開設(shè)理論課并配備相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新、動(dòng)手能力培養(yǎng)。這些知識(shí)領(lǐng)域包括基礎(chǔ)生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、工程制圖、發(fā)酵工程、化工原理、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程與分子生物學(xué)、生物分離工程、生物工程設(shè)備、生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論等。
四、按照培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)科發(fā)展特點(diǎn),制定新的人才培養(yǎng)方案
生物工程學(xué)科發(fā)展迅速,其中生物制藥、發(fā)酵工程領(lǐng)域在整個(gè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值及行業(yè)規(guī)模較大,從就業(yè)和學(xué)科前景來(lái)看,我們計(jì)劃設(shè)置上述兩個(gè)專業(yè)模塊,即生物制藥模塊(服務(wù)于制藥領(lǐng)域)和發(fā)酵工程模塊(技術(shù)服務(wù)于多農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、制造等多個(gè)領(lǐng)域)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)校新的培養(yǎng)方案設(shè)置要求,我們按照“平臺(tái)+模塊+課程群”的體系制定出了新的人才培養(yǎng)方案。
(一)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位于,培養(yǎng)掌握生物工程技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、掌握生物制藥或發(fā)酵工藝技術(shù)過(guò)程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論、基本技能,能在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。
(二)專業(yè)培養(yǎng)基本要求
專業(yè)培養(yǎng)要求本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)微生物學(xué)、生物化學(xué)、生化工程原理、生物工程等方面的基本理論和基本知識(shí),受到生物技術(shù)與工程等方面的基本訓(xùn)練,具備在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力。
畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力:具有寬泛的文化知識(shí)、較高的文化素養(yǎng),不僅具備從事本專業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)工作的基本能力和素質(zhì),而且有一定的人文社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)基本理論知識(shí);掌握現(xiàn)代生物學(xué)、生化工程原理、生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域核心課程的基本理論、基本知識(shí)和基本技能;具備在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力,具有獨(dú)立獲取知識(shí)、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力及開拓創(chuàng)新精神;熟悉生物工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)的方針、政策和法規(guī);了解當(dāng)代生物工程技術(shù)的理論前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài);掌握生物工程技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力。
(三)專業(yè)模塊方向設(shè)置及主要課程
1.生物制藥模塊
主要課程包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、免疫學(xué)與抗體工程、生物反應(yīng)工程原理、生物技術(shù)制藥、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、藥學(xué)概論、生物化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、生物信息學(xué)、生物工程設(shè)備、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)、工程制圖。
2.發(fā)酵工程模塊
主要課程包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、環(huán)境微生物學(xué)、生物反應(yīng)工程原理、微生物生理學(xué)、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、儀器分析、生物化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、生物信息學(xué)、生物工程設(shè)備、微生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、工程制圖。
“生物工程”專業(yè)新的人才培養(yǎng)方案除包括上述模塊設(shè)立外,特別注重減少課堂教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù),通過(guò)精選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法等推動(dòng)創(chuàng)新型教學(xué)及人才培養(yǎng)。規(guī)定本專業(yè)須修滿指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定課程學(xué)分173學(xué)分,其中平臺(tái)課95學(xué)分(比例54.5%),模塊課5分(34.0%),課程群1分(比例11.0%)。使得課程體系結(jié)構(gòu)更為合理,更加有利于將學(xué)生從填鴨式的課堂教育中解放出來(lái),對(duì)培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神的生物工程類人才具有積極意義。
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