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关键词 动物生物技术;课程建设;教学改革
中图分类号 G642;G420 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)01-0326-02
21世纪是生命科学的世纪。生物技术是人类科学技术发展历史中最悠久、对人类社会具有重大贡献的学科之一。随着分子生物学前沿学科的不断进步,生物技术也得到了突飞猛进的发展。动物生物技术是一门现代生物科学理论和技术相结合的综合性学科,主要涉及动物基因工程、动物细胞工程、动物胚胎工程等几大领域,在诸多行业都得到了广泛的应用,如农业、食品业、医学行业等[1]。生物技术这门学科在各大高校中都占有很重要的地位,可见该门学科的重要性,因此学好生物技术这门学科对今后的就业至关重要。笔者在介绍生物技术的概念的基础上,总结了动物生物技术课程的建设与改革措施,以期为学生的就业打下坚实的基础[1]。
1 生物技术的概念
生物技术是指在现代生命科学的基础上,利用各种先进的技术手段和其他类科学的原理和技术来对生物体或生物原料等进行加工或改造等,目的是生产出人类所需的产品。先进的工程技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等新技术。对生物体的改造是指按照人类的需要,改造或加工生物包括植物、动物、微生物等,使其能够生产出对人类有利的产品[1-2]。
2 教学现状与分析
内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业自1996年开始招生,2006年成为品牌专业,经过了16年的专业建设,首先于2003级生物技术专业学生中开设36学时的动物胚胎工程课程(专业选修课),随着现代生物技术的迅猛发展,36学时的理论讲授明显不足,于2005级学生中更改教学大纲,内容上增加了动物组织、细胞的培养技术、基因工程技术等,理论教学增加到54学时,并增加18学时实验教学,课程性质首次转为专业必修课,并创新性地更名为动物生物技术,当时整个生物领域还未出现命名为动物生物技术的课程,直到2009年5月1日,科学出版社出版了普通高等教育十一五规划教材《动物生物技术》,至此这一新课程有了正式出版的教材可参考。笔者调查了部分农林院校生物技术专业开设的主干课程,主要有11门(动物学,植物学,微生物学,生物化学,遗传学,细胞生物学,分子生物学,基因工程,细胞工程,发酵工程和酶工程),在调查的农林院校中(安徽农业大学,西北农林科技大学,山东农业大学,湖南农业大学,吉林农业大学,东北林业大学,青岛农业大学,江西农业大学,福建农业大学,华中农业大学,华南农业大学,云南农业大学),都开设《细胞工程》课程,目前只有内蒙古农业大学生命科学学院生物技术专业开设与《细胞工程》相近课程《动物生物技术》和《植物生物技术》课程。
3 动物生物技术课程建设与改革
3.1 教学思想与目标改革
落实科学发展观,逐步树立“以学生为中心”、“一切为了学生”的意识。教师要改变传统的教学观念[3],正确处理传授知识与提高学生学习能力之间的关系,使学生在学习一些课程基础知识的情况下,掌握一种主动学习课程相关知识的能力,成为富有知识和具有学习知识能力的复合型人才。
3.2 师资队伍建设
组建教学团队,将教学内容分为不同的教学模块,打破传统的一人一课的教学模式,每一模块由具有相应专业背景的教师承担,业务上要精益求精,力争紧跟各教学内容的学科前沿。定期开展教学研讨,督导组专家听课、评课,同时不定期开展自评和互评及学生评教,以促进整体教学水平的提高。
3.3 教材建设与改革
根据调研,笔者选用了科学出版社出版的普通高等教育十一五规划教材――蒋思文教授主编的《动物生物技术》作为教材,该书比较全面系统地介绍了动物生物技术的概况、基本原理、技术方法和最新发展。同时,由于课时的限制,在教学过程中,不可能做到面面俱到,且课程知识更新速度较快,一些最新热点在教材中没有体现的,自行编写部分讲义,以文本形式拷贝给学生,并推荐其阅读中外文的优秀参考书。
3.4 课程内容改革
动物生物技术属于多学科交叉课程,也是各国科研工作者研究的热点领域,大量的研究成果层出不穷,也在不断地更新和充实着这一新兴学科的知识。无论是教师的教,还是学生的学都具有一定的难度,这就要求在授课内容的选择上,既要注意授课内容的完整性,又要保证实用性和先进性,同时做好与其他课程交叉内容的增、减和衔接。在课程内容上,首先介绍绪论,动物胚胎工程技术概述,体外受精,胚胎移植,性别控制,胚胎分割,嵌合体;其次,介绍分子生物学及基因工程基础;最后重点介绍细胞核移植技术、干细胞技术、转基因技术、动物生物反应器、动物细胞培养技术,动物细胞融合技术,杂交瘤技术和单克隆抗体技术。通过精心的安排,使学生能在有限的时间内,全面系统地了解动物生物技术课程体系的基本内容。
3.5 教学方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激发学生学习的兴趣,提高其学习的主动性。如美国科学家马里奥・卡佩基、奥利弗・史密斯和英国科学家马丁・埃文斯,利用“基因靶向”技术让小鼠体内的特定基因失去活性,培养出研究价值极高的“基因敲除”小鼠,为人类遗传病研究提供了药物试验的动物模型。有了这些动物模型后,人类就能更有效地找到治疗各种遗传病的新疗法,彻底攻克遗传病就为时不远了,这一成果使得他们一起获得2007年诺贝尔生理学或医学奖。罗伯特・杰弗里・爱德华兹爵士,英国生理学家,生殖医学的先驱者,因创建了“体外受精技术”,被授予2010年诺贝尔生理学或医学奖。一门课程的讲授,不但要使学生掌握和了解课程相关的一些基础知识,更重要的是要教会学生如何通过有效途径尽可能的获取更多的、更丰富的相关知识,特别是对于像动物生物技术这样一门新兴的学科领域,许多知识都处于动态更新和完善的过程中[1]。
3.5.2 跟踪学科科研动态,开拓学生视野,培养创新思维。本科生的课堂教学过程不仅仅是传授书本知识,更重要的是启发学生的开拓性思维能力和创新意识,培养和提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力[3-5]。因此,在应用范围广、知识更新快的动物生物技术教学过程中,介绍学科研究的新动态和新进展,有意识地拓宽学生视野,打开学生思路,培养学生创新性思维是十分必要的。例如诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科学家于2006年发表于世界顶级杂志《Cell》上。通俗地讲,就是通过某种方法,把高度分化的成体细胞去分化,使之成为多能干细胞,重新获得分化成多种细胞的能力。IPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破,它回避了历来已久的伦理争议,解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题,使干细胞向临床应用又迈进了一大步,该成果的研究者获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。随着IPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新,它在生命科学基础研究和医学领域的优势也已日趋明显[6]。
3.5.3 创新教学形式,提高教学效果。在课堂教学过程中,要认真倾听学生意见,像朋友一样对待学生,拉进教师与学生的距离,让学生感受课堂文化,使其融入其中,积极思考,成为课堂的主体。同时可适当增加专题讨论会,通过学生准备ppt演讲等形式,一改以往整节课教师讲、学生记,缺乏沟通的模式,使学生处于主动学习的状态[7]。
3.5.4 优化多媒体教学,引入现代信息技术。利用有限的课时,着重讲授课程的重点、难点、关键点、知识点间的联系,引导学生自觉地去思考,对于容易掌握的部分课程内容可安排学生自学。利用计算机和Internet等手段,从国外引进和下载原版图书和动感图像,进行多媒体教学,可以有效提高教学组织效率,充实教学内容。不仅可以多层次、多角度地向学生提供丰富多彩的教学信息,还可以提供更加生动形象的人机交互界面,充分调动学生学习的积极性[8]。例如,细胞融合,精卵受精,细胞核移植等内容。在多媒体教学中,坚持适度运用原则和有机结合原则,留出足够的时间给学生理解、思考,且结合使用板书、实物等各种教学媒体,取长补短,将教学内容化繁为简,增强教学的生动性和创造性,使学生喜欢学习[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改变以往的考核方法,将重视课本上的知识转变成重视实践、将重视成绩转变成重视课堂教学,今后不以单一的考试成绩为总成绩,而要加上一定比例的实践考核成绩,让教师、学生都能重视实践;其次,增减考核方式的多样性,以平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末考试等作为综合考查学生学习成绩的考核体系,即20%平时成绩、20%实验成绩、20%期中成绩和40%期末成绩[9]。
4 结语
随着科学技术的快速发展,动物生物技术方面的研究也会更加深入,因此各个高校要建设好动物生物技术专业已迫在眉睫。课程组立足于内蒙古农业大学生命科学学院自身特色,通过分析生物工程、生物技术、制药工程3个专业之间的内在联系,准确把握动物生物技术课程的教学地位,注重该门课程特点,围绕课程内容,加强教学建设,创新教学形式及考核体系,逐步完善优化动物生物技术多媒体教学,提高教学质量,达到人才培养的目的和要求[10]。
5 参考文献
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[3] 蒋思文.动物生物技术[M].北京:科学出版社,2009.
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[5] 李淑芳,徐春厚,雍艳红.动物免疫学理论课教学改革的探索与实践[J].高等农业教育,2009(7):65-67.
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[7] 代建丽.植物细胞工程教学改革初探[J].科教文汇,2011(6):23,37.
[8] 张一春.现代教育技术实用教程[M].南京:南京师范大学出版社,2005.
Exploration on Teaching Reform of
Molecular Biology Course in Biotechnology
ZHANG Tiejun, CHEN Xinmei, OUYANG Yongchang*
(School of Life Science, Guangzhou Medical University, Guangzhou, Guangdong 511436)
Abstract Molecular biology is an important basic course for students majoring in biotechnology. Due to update the theory of molecular biology knowledge quickly, the development of experimental technology, fast, and the content is more abstract, from the rational use of teaching methods, to promote discussion, to carry out small class teaching, the use of cyber source, enhance the ability of autonomous learning, establish evaluation system, and optimize the experimental teaching system and other aspects of teaching reform, in order to improve the specialty of biological technology molecular biology teaching effect, cultivate unity of knowledge, ability and quality, application of compound bio technology professionals.
Keywords biotechnology; molecular biology; teaching reform
生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,具有良好科学素养及创业精神,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在科研机构、高等学院和相关企业等单位中从事科学研究、教学、管理及商业服务的高级专门人才。
分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]
1 分子生物学教学现状
(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。
(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。
(3)分子生物学课程所涉及的知识?c以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。
(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。
2 分子生物学教学改革的主要措施
2.1 PBL教学法的合理运用
PBL(problem-based learning,问题式学习)教学法于1969 年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。
在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]
在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6 名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。
2.2 提倡分组讨论,开展小班教学
在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。
分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。
2.3 利用网络资源,提升自主学习能力
自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]
2.4 建立形成性评价体系
“形成性评价”的概念是由斯克里文 1967 年所著《评价方法论》 中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。
2.5 优化实验教学体系
分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事?进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。
3 结语
生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。
1.1补充生物技术理论知识,加强与药学相关学科的联系
制药工程专业学生的生物技术理论相对薄弱,所以在讲授过程中需增加此内容的讲解。例如,在讲授抗体工程制药时,需要增加抗体产生的机制及抗体的结构与功能等内容,这些知识将是单克隆抗体的制备及基因工程抗体等内容学习的基础。同时,为了将基因工程理论与药学相关学科联系起来,在讲授基因工程药物稳定性时,可对比药剂学中药物常用的稳定性考察方法,结合基因工程药物自身是蛋白质的特点,引出基因工程药物稳定性需从其纯度、生物活性等多方面综合考察等内容。
1.2教学内容突出前沿性和应用性
生物制药技术发展快速,新理论、新技术层出不穷,课本无法体现学科前沿,所以在教学过程中需要不断学习、及时更新课件。例如,在讲授抗体工程制药部分时,一方面抗体可以直接作为药物与毒素结合,中和毒素的毒性或与病原结合阻止其对细胞的黏附和感染;另一方面,抗体可与药物偶联为靶向药物。在这里又可引出靶向药物、靶点及靶向载体的选择等内容。靶向药物是目前抗癌药物的研究热点,先让学生对靶向药物产生兴趣,然后讲授靶向药物研究的关键技术环节,最后以我院郑秀文教授主导的“具有靶向诊断和治疗双功能FePt/GO-FA纳米复合材料”课题展开学习和讨论,让学生在掌握抗体药物的同时熟悉靶向药物。
2教学方法
2.1变灌输式教学为问题式和启发式,激发学生科学思维
通过改革课堂教学模式,变督促为引导,变灌输式教学为问题式和启发式,激活学生学习的积极性与参与性,让教与学紧密地结合起来,最大程度地激发了学生的创新思维,使课堂充满活力,最终创造高效的课堂[2]。例如,在讲授蛋白质药物的化学修饰部分时,可结合基因工程药物、抗体、酶等都是蛋白质,而蛋白质作为药物进入机体,很快会被蛋白酶水解或被肾小球滤过的特性,引出药物在血液中存在的时间与药效关系的问题;此外,还可通过化学修饰引出修饰机制等内容主题。
2.2利用多媒体辅助教学,丰富教学内容,建立教学网站
多媒体能集声音、视频、动画、文字于一体,使学习内容变得生动有趣。利用多媒体辅助教学,可激发教学气氛,有助于学生对知识的理解和掌握。尤其针对生物技术制药的工艺,如单克隆抗体的制备及酶联免疫吸附(ELISA)过程、微生物发酵过程的控制等均用图或者动画展现出来,不仅营造了动态情境和想象空间,亦能让学生更容易理解和掌握。在此基础上,还应进一步丰富课程资料,进行课程网站的建设,将课程的教学从课内延伸至课外,方便学生自学、答疑及信息反馈,进一步加深其对课程内容的理解[3]。
2.3优化课内,强化课外
本着“优化课内、强化课外,教师引导、学生自学”的原则,笔者构建了课前自主学习、课堂研讨、课后拓展和创新的“三段式”教学模式。例如,我院建立了完善的学习体系,方便学生课前预习;正式课堂则主要为精讲和研讨,精讲突出重点内容,研讨则重在人人参与,培养学生主动获得知识的能力,提高课堂教学效果;课后拓展和创新则体现在密切联系企业需求,关注学科最新动态与最新成果,将课堂知识与制药领域的应用紧密结合,让同学进行发散性学习和应用性学习。
3课堂教学与实验教学相结合
3.1加强实践教学,优化实验内容
实验教学作为生物技术制药课程教学的重要环节,在培养学生的创新思维和科研能力方面发挥着极为关键的作用。笔者在实验教学过程中,增加了综合性实验与设计性实验的学时,使实验教学由验证实验向综合探究实验的方向发展,有效地培养了学生的创造性思维能力[4]。针对关键性制药技术设计综合试验,每个小组可以根据喜好选择一个综合试验项目,然后查阅文献、自己拟订实验方案并独立完成实验,实验结束后每小组进行汇报展示。教师负责实验方案的修改及实验过程的指导。最终,教师根据学生从设计到实施到完成报告整个过程的表现,给予综合评价。同时,针对目前国内缺少生物技术制药实验教材的现状,我院还自行编写了实验教材,为申报校级教材立项做好了准备。
3.2在综合性实验中实现“产-学-研”相结合的思想
关键词:工科院校;生物工程;生物仪器分析;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0027-02
中北大学的前身是1941年八路军总司令部在太行抗日根据地创办的我党我军第一所兵工学校――太行工业学校。中北大学生物工程专业自2003年成立以来,在强化应用型创新工科人才培养的同时,一直致力于生物工程专业课程教学模式的改革与实践。生物仪器分析是我校生物工程专业必修的专业基础课程,随着分析化学和仪器科学的发展,课程内容也日新月异,更新较快、涉及仪器种类繁多,而且连贯性较弱,学生在学习过程中有较大的困难,教学效果也不令人满意,主要表现在:①学科交叉多,课程内容多。涉及的学科包括物理学、电子学、电磁学、光学、计算机科学等,而且随着科学技术的进一步发展,新型仪器也不断涌现,进而使更多的学科融入现代仪器分析的课程中。②仪器科学发展速度较快,实验课程中现有的仪器与主流仪器有差距,学生学习掌握好实验中所用仪器往往难以胜任毕业后工作中面对的仪器,导致学生学习的积极性不高。③课程内容多而散,学生不易理解工作原理,甚至容易混淆,比如红外和紫外、原吸和原子发射光谱等。④受学校经费限制,大型精密仪器采购不足,学生都没有见过仪器,更谈不上操作,只能做到纸上谈兵。⑤教师的知识更新速度跟不上仪器科学的发展速度,讲授的课程内容与仪器发展的前沿有较大的脱节。针对这种情况,根据我校的生物工程专业的特点和培养方案的要求,我们在教学中作了一些探索,使教学内容和实验模块更加具有实用性,经过实践取得了较好的效果。
一、结合专业特色,优化教学内容
传统的仪器分析涉及的内容非常多,包括色谱分析法、光学分析法、电化学分析法、热分析法等多个领域。面对教学内容多、课时少的矛盾,针对生物工程专业的就业需要和培养创新型人才的目标,调整课程内容,使学生在有限的学时中掌握最大量的知识已成为当务之急。生物仪器分析的开课时间为三年级的第二个学期,学生已经学习了一部分专业课和全部的基础课程,对有些仪器的原理和使用已有所了解,所以根据前期课程的开设情况对教学内容进行科学的取舍。由于本校为工科学校,专业课程都以应用为主,所以在课程中我们弱化了仪器工作原理部分,增加了仪器的使用、维护和保养方面的知识,并适当地补充仪器分析的前沿性知识,如在气相色谱中补充了二维气相色谱方面的知识,拓宽学生的知识面,激发求知欲。
二、改革教学方法
生物仪器分析课程各章的内容独立性较强,理解原理困难,一些大型精密仪器的结构复杂,采用传统的教学方法难以教授,而且易使学生兴趣降低。运用多媒体教学并辅以传统的教学方法,可将仪器的结构图、构造图、使用方法、工作原理等采用图片、视频和动画的形式展示,使学生更容易理解,并且可以调节课堂气氛,一举多得。将传统的验证性实验进行改革,开设设计性实验课程。设计性实验是指在教师指导下学生独立设计实验方案的教学方式,旨在培养学生综合运用各种知识解决实际问题的能力。具体程序包括:首先,进行学生的分组,以学生自愿组对为主结合教师指导分配,教师给每组确定一个合适的题目;第二,学生通过查询文献,确定合适的分析仪器、分析方法、实验方案;第三,教师和学生共同论证可行性,并指导修订,确定最终的方案;最后,学生独立完成实验,提交实验报告,教师进行考核。这种方式,不仅对学生的综合能力提高有很大的帮助,而且有利用培养学生的团队协作意识,有助于学生将来工作中的团队合作。针对大型仪器价格昂贵,一所高校或企事业单位难以全部拥有,学生在实验中难以全部接触的现象,我们开拓了多种渠道。首先,兄弟院校建立合作机制,做到大型精密仪器共享;第二,联系具有相关大型仪器的生物类企业,带领学生深入企业的相关部门参观学习或将生产实习有机结合。这样不仅开拓了学生的视野,而且提高了学习效果,学生参观、实习的过程,也向相关的单位展现了我专业学生的风采,有利用学生的就业。
三、改进考核方法
传统的仪器分析考核方式基本有两种,一是闭卷考试,通过试卷的方式将学生对仪器原理和使用方法做一考核;另一种为闭卷考试结合实验课成绩,而其实验课也基本为验证性实验。这两种方式都难以考察学生对仪器的掌握和操控能力,而且会降低学生对平时学习的积极性。通过几届学生的教学实践,我们将传统的闭卷考试考核方式进行了改革,生物仪器分析的课程总成绩分为三个部分,其中理论课采用开卷考试的方式,成绩占40%;实验课成绩占40%,对每次的实验都进行评分,包括实验方案设计、实验操作、原始数据测试精确度、数据处理能力、团队协作能力等;平时成绩占20%,包括课题问答、seminar等。这种考核方式,对学生的学习积极性有很大的提高,而且能够做到考核公平,使真正有能力的学生有机会获得更好的分数,更加突出实用性,而非简单的教师划重点,学生考前突击这种典型的“大学式考核方式”。
四、提高教师素质,追踪仪器发展前沿
生物仪器分析不同于传统的仪器分析,其内容涉及的仪器较为新颖而且更新较快,包括氨基酸分析仪、基因枪、核磁共振仪、生物质谱仪等传统的仪器分析所不涉及的内容,这将对教师的知识更新提出更高的要求,通过简单的书本知识而没有亲自实践,教师很难将自己对仪器的体会和感受传授给学生。基于此,我们通过选派青年骨干去“985”高校和大型企业学习和培训,并积极组织专任教师参加仪器公司举行的产品展销会或产品试用会,以期使教师能更多地接触和了解仪器发展的新动向,更好地将知识传授给学生,努力做到与社会和仪器发展的前沿不脱节。
通过以上教学改革措施,我们在实践中得到了较好的效果。提高了学生的学习兴趣和动力,加深了对生物仪器分析课程的理解,拓宽了学生的视野,使学生在将来走到工作岗位中也能胜任大型精密仪器的操作和维护。只有在教学实践中不断积累、不断创新、总结经验,才能给教学增添活力,使学生获得更多有用的知识,培养更多的能力,对学生的就业有很大的帮助。
参考文献:
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一、专业技能:
(一)本人从事临床肿瘤内科工作17年,每年从事临床工作40周以上、参加临床一线值夜班每年42次以上,每年进行专科肿瘤内科查房12次。(二)开展了肿瘤内科工作模式,熟练掌握输液港植入术、肿瘤射频消融术、肿瘤穿刺活检术、深静脉穿刺术置管术、心肺复苏术、心电监护技术等。住院总医师期间曾多次组织参与急危重症(如失血性休克、过敏性休克、输液反应、多发性复合性重型外伤等)的抢救。(三)本人有较强的科研创新能力,任职期间以第一负责人从事主持20%甘露醇注射液在提高晚期癌症生存质量的临床研究(2012年度顺德区医学科研立项课题)的研究,已顺利结题及专业核心论文2篇。以主要负责人身份从事支持性照顾对妇科恶性肿瘤患者焦虑抑郁的疗效观察(2014佛山市科技局攻关项目)课题研究,并顺利结题。以第一负责人从事主持索拉非尼联合三氧化二砷在肝癌表面耐药蛋白P-糖蛋白(P-GP)表达的影响及疗效观察(2017年佛山市医学科研立项课题)科题研究,目前阶段研究中。任现职以来先后在国家或省级发表专业论文(核心期刊2篇、普刊3篇,均为第一作者)。参与全院疑难病例会诊32人次,帮助解决较复杂疑难医疗技术问题。(四)根据病人需求及专业发展,将国内外最新技术应用于临床实践如:肿瘤消融术,超声引导下浅表淋巴结活检术、输液港置入术、超声引导下肝脏肿瘤活检术及无水酒精瘤内注射、超声引导下肾造瘘术等技术,于2016年做为科室骨干协助科室顺利通过广东省癌症“无痛“病房创建,得到患者和院领导的肯定和赞赏。(五)每年带教实习生20余人次,得到广大学生的好评。对下级医师进行核心能力培训,每年专题授课5次。 二、业绩成果:(一)认真履行岗位职责,圆满完成工作任务,曾被评为顺德区团员。多次被评为医院先进工作者、优秀带教老师、年度先进个人。(二)主持2017年佛山市卫计局科研立项,本人为项目负责人(排名第一),项目进展顺利并按计划进行。主持2015年佛山市科技局科研立项,本人为项目负责人(排名第三),项目进展顺利现已结题。主持2012年佛山市顺德区卫计局科研立项,本人为项目负责人(排名第一),项目进展顺利已结题。本人任现职以来以第一作者共发表学术论文5篇。
开拓创新,为专科建设创造价值。本人自广东省人民医院进修后,从肿瘤治疗方面得到一次跃的发展,学习到各肿瘤学CNNC指南正规治疗,从疑难疾病少见病的掌握及分析得到了进一步提高,发表各核心杂志论文多篇,发表有关肿瘤化疗,靶向治疗及并发症上有独特创新理念。
第二、 不断摸索,在晚期癌症上为减轻患者痛苦为主,提高生存质量,在我科,本人开展专业技术水平,如肺穿刺活检术,输液港置入术、经皮肺肿瘤穿刺注化疗药观察,经皮肝肿瘤穿刺无水酒精注药术,晚期癌症各内科治疗,如化疗、内分泌治疗、靶向等治疗。开展病例数的300例,并积极学习癌症疼痛正规处理,得到病人的肯定。为当地群众带来福音,为他们在本地区治疗肿瘤提供方便。