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一、我校生物技术专业的制药方向专业课的设置
作为我国高等学校生物工程类专业的专业课模块之一的制药模块,是培养生物工程产业化应用性人才的重要内容,其相关课程的课堂教学是加强学生素质教育、培养学生理论联系实践的有效手段,是培养学生创新意识、培育创新人才的重要途径,也是当前生物医药领域技术应用型人才培养的重要模式。
我校开设生物工程类专业时间较长,专业教学的硬件和软件条件较好,专业模块课程的设置和课程内容的设计上,体现出我校培养生物医药领域技术应用型人才的培养目标和教学特色,适应生物技术与生物工程产业发展的需要,尽可能扩大了学生毕业进入社会后的择业面。在此背景下,我校从2002级生物技术专业开始,在制药模块中重点开设了《天然药物化学》《生物制药工艺学》《分离纯化工艺原理》和《生物制品》等课程,采用了国内生物制药相关专业的经典教材。
二、综合运用多种教学方法,优势互补。提高课堂教学效果
教无定法,教要得法,内容决定形式。在制药模块专业课程的课堂教学过程中,针对不同的教学内容设计与之相适应的教学方法是教师在教学改革中所要遵循的基本原则之一。我们对专业课教材进行认真分析,选用合适的教学方法。多种教学方法的灵活运用,不仅降低了课程的学习难度,而且激发了学生主动学习的兴趣,取得了良好的教学效果。
1 案例教学法
案例教学法是教师根据教学内容的不同要求,采用案例展示的方式组织学生学习、研讨、探究,从而培养和提高学生学习能力的一种方法。专业课作为以综合性应用知识为内容的课程,可通过以下几种途径实现案例教学:一是从各种传媒报道的案例中选择。如在讲解生化药物的临床应用时,如果只是依照书本上的几条来讲,不但枯燥,而且学生对各种类型的生化药物的重要应用不会有切身的体会。德国教育家第斯多惠说得好:教学的艺术不在传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。尤其是专业课教师,更应该用自己对专业课高昂的情绪去激励学生。采用传媒报道的案例,如牛黄解毒丸成功挽救东方卫视的女主播刘海若的真实报道,引入牛黄解毒丸方药成分之一,脂类药物人工牛黄具有清除氧自由基功能,用于消炎的临床应用。又如山东正大福瑞达制药有限公司研制的透明质酸眼药水系列产品一上市,就为企业赢得了上亿元的销售业绩。这些例子既通俗易懂又紧贴实际,不仅能帮助学生更好地理解书本中的知识,而且能引导他们对书本知识做更深的思考与讨论。二是结合教学内容,贴近生活。如在讲解核酸药物时特意引入炒作的“核酸基因营养素”的概念展开讨论,让同学们针对争议问题自己得出科学结论,并在此基础上讲解核酸药物的药理活性。三是从科学发展史的角度,引入经典科学案例。如在讲解新药研发的一般规律时,以青霉素的发现之旅为例,以生动有趣的科学故事告诉学生科学发展过程中的一些经典故事,以科学家严谨的工作态度和创新的工作方法来教育学生树立正确的世界观和人生观。
2 多媒体教学法
制药模块专业课某些章节联系实际紧密,但制药原理及制药机械抽象枯燥,只凭教材中的文字描述和简单的原理图很难使学生真正理解,而另一方面是这些制药机械在实际应用中则非常简单直观。如采用多媒体教学,运用图片、动画以及录像,既能激发学生的学习热情,同时直观生动的学习又可使学生一目了然,降低了学习难度,掌握的基础知识也较扎实。在做好信息技术与本学科的整合时,专业课教师需要组建自己的多媒体素材库。素材库是教学素材的集合,它以知识点为基础,按照学科检索和分类规则组织素材资料,包括文本、图形和图像、动画、视频、音频等多种资源。我们通过网上搜集、日常积累以及自己制作,通过扫描仪或数码相机输入,采集视频素材或抓取计算机操作界面等方法,动态演示生产车间、制药设备、操作工艺等过程。如在讲解抗生素发酵工艺内容时,发酵罐是一个非常重要的生产设备,我们用从互联网上下载的一段录像,动态地演示了发酵罐的工作情况,不仅使学生清楚地看到发酵罐的形状,而且对于与抗生素生产工艺相关的内容也能得到很好的理解。在备课过程中,教师要结合教学目标、教材内容及学生实际,选取相应的素材,以小专题或单元为基本模块进行组织和链接,使之成为目标明确、条理清晰、程序合理、易于操作的多媒体课件,既可以用于课堂教学,也便于学生课后自学和复习。专业课课程内容丰富,多媒体素材的收集与制作是繁杂而细致的系统工程,需要不断地积累,并与其他教师协作,只有通过几轮的课程讲解后,方可形成较为系统完整的多媒体资源库。
3 实践教学法
我们在制药模块专业课程教学过程中,有机地安排了生产实习,这为专业课课堂教学作了有效的补充。我们在课堂教学时有针对性的结合了生产实习进行部分专业知识的教学工作。制药业是生物技术领域的支柱产业,制药企业数量众多,产品各具特色。参观不同的药厂对学生把书本知识转化为直接经验,与生产实践结合起到了重要的推动作用。为此,学院积极与制药企业联系,目前江苏七七药业和恒顺集团生物工程有限公司已成为学院定点的实习基地。学生在参观药厂前,先准备一些与该药厂相关的专业问题,通过参观药厂,听取介绍,亲身体验并收集相关资料加以整理,解决问题,这样可以加深理解,使学生真正领会生物制药的操作原理及操作流程,从而对制药有一个比较直观的认识。如在安排去七七药业和恒顺集团生物工程有限公司实习前,我们布置了相应的专题,如“中药新药的一般研发原则、方法及过程”“天然药物有效成分提取的常用方法”“生物药物发酵工艺的设计原理和方法”“软胶囊制剂的工艺过程”等,使得学生在实习之前复习相关的基础知识,检索相关的科技文献,然后带着这些问题走进工厂车间,亲身体验并收集相
关资料加以整理,从而理解专业知识。同时,还有助于学生积累生产实践的经验,为自己毕业后走进工厂车间独立开展工作奠定必要的工作基础。
4 互动教学法
随着生物制药的理论和技术日新月异、层出不穷,专业课程的教学、研究内容也更加广泛和深入,要想在课堂上做得面面俱到是不切实际的。但如果教师纯粹为了赶进度泛泛而谈,学生很容易感到枯燥乏味,不知所学。为了扭转以往单纯由教师在台上照本宣科,学生在台下奋笔疾书的沉闷局面,我们采用了“互动式”教学方式,以个人自愿为原则,个人报名,让学生走上讲台,自授自学。对于每一个走上讲台的学生来说,这无疑都是一次挑战与锻炼。学生授课最大的意义并不在于通过这次课能学到什么具体的专业知识,而在于增加一次宝贵的实践机会。让学生感受到要把头脑中预想的一切付诸实施,确实要花一定的功夫,而这点恰恰是我们将要在今后的面试、答辩等环节中要求学生所必须具备的能力。
关键词:生物有机化学;生物工程专业;高等教育
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)30-0131-02
生物有机化学作为我校生物工程专业学生的一门专业基础课,有着举足轻重的地位,它承接了学生从中学学习模式到正式进入专业学习的过渡,这就决定了这门课程的教学重点既不能是所有内容的泛泛教授,也不能是专而精的实验及操作注意事项,而是要全面提高学生的综合能力,掌握专业课程学习的特点,为后面学习专业课程打下基础。另外,生物有机化学是一门发展迅速的学科,充分融合了有机化学及生物化学,为两者的交叉领域,该课程的综合性较强。生物化学是在生物体中研究化学进程,有机化学研究的主要内容为有机化合物的结构、性质及制备,而生物有机化学则是用有机化学研究的理论和方法研究生命科学的学科,偏重于在分子水平上研究生物过程的化学本质。对于生物工程专业的学生而言,学好生物有机化学,将会对专业课分子生物学、细胞生物学等学科的理解和掌握打下很好的基础并起到十分积极的作用。鉴于生物有机化学课程的重要性,我们在这里结合上课实践经验,探讨生物有机化学课程的教学方法,解决教学过程中出现的一些问题,以期进一步提高该课程的教学质量。
一、注重专业特征,增强学生的兴趣
“因材施教”是宋代教育学家朱熹总结孔子的教学实践经验而得出的教育原则,这也是我国教育史上一直重视和提倡的,在教学实践中,我们也一直以这一原则为基础。开设生物有机化学课程的专业类型有很多,化学、农业类专业,医学、药学类专业以及生物、生命科学类专业都会开设该门课程,而生物有机化学内容繁杂,对于生物大分子结构、功能、特点的理解需要较强的空间想象能力,反应条件、机制等较为复杂,难于掌握,所以我们在教授这门课程的时候,应该因专业而异,调整课程的内容,突出重点,契合专业方向,这样才能够激发学生的学习热情,提高学生的学习兴趣[1]。以生物工程专业为例,在学习氨基酸和多肽的生物有机化学这一章时,对于氨基酸和肽段合成,要在学生理解了基础原理的水平上,重点突出各种合成方法的特点及在生活中应用的优缺点,使理论知识与实际生产相联系,提高学生的兴趣。在学习酶促有机反应时,要让学生在掌握天然酶促有机反应的高效性、专一性、条件温和、无污染等特点后,重点讲授人工修饰后的酶在实际生产生活中的应用空间更大,另外,有机介质中的酶促反应在医药、化工、食品、能源、环保等领域的应用空间也很大,然后可以以食品添加剂的生产、生物柴油的生产等来举例说明,这样就能使学生加深对知识点的记忆,也能提高对其专业的理解。
二、增强教学方法的灵活性,提高学生的学习效率
柏拉图的“回忆说”认为,人获得知识的过程就是“回忆”或者再现头脑中固有的理念知识,我们虽然不认同“回忆说”,但是我们认为教学过程中具体事物的感性启发可以引起学生的回忆,经过思索、映射,可以调动其记忆中的教学内容,从而掌握课堂知识。所以我们的教学不能是单调的注入式教学,可以通过多种方式提高教学的灵活性,从而提高学生的学习效率。①采用多媒体教学。多媒体教学的优点是能够将复杂的分子结果和反应机理以简洁、美观的幻灯片形式展现给学生,而且可以配以声音、动画等,相对传统的板书教学模式,更能够集中学生的注意力。但是应该注意的是,多媒体教学的缺点是课堂信息量大,学生在课堂的独立思维的时间就大大减少,而且对相似的分子结构和机理也容易混淆。所以在实践教学中要充分利用现代科技手段,继承传统教学的精华,综合并恰当地运用多媒体及板书,讲授课程内容。②采用双语教学[2]。生物有机化学是生命科学的一个分支,在生命科学研究日新月异的今天,生物有机化学的发展也十分迅速,所以,与世界接轨、与最前沿的科学研究成果接轨是十分必要的。在教学过程中采用双语教学必将极大地丰富教学内容,并有利于学生对于该学科产生兴趣,加深了解,从而能够使学生精通外语,并能够提高专业水平,进而提高学生的综合能力。③教学内容多样化,避免课堂单调。由于生物有机化学内容繁杂,如果仅照本宣科,会导致学生不能集中注意力,而且单纯的课本理论知识,如分子的机构特点、反应机理等,会让学生感觉脱离实际生活,从而产生厌学情绪,影响教学质量。所以,教学的内容,应该以课本内容为基础,适当加入与实际生活紧密联系的知识,从而丰富课堂内容,扩展学生的知识范围。例如,在讲胰岛素分子结构及特点时,可以加入胰岛素发现的过程,以及其现代生产的过程和市场使用的情况,从而能够加深学生对该知识点的印象,促进其掌握该知识点。④采用启发式教学,引导、培养学生的独立思维能力。启发式教学也是我国教育史上一直遵循的原则,它要求我们在教学模式上不能是填鸭式的教学,因为,教学的意义并不是课堂上教授给学生多少知识,而是教会学生有独立的思考能力,即所谓的“授人以渔”。而生物有机化学在内容上虽然复杂,但知识点之间的相互联系也算紧密,所以我们在教学时就更应该采用启发、引导的方式使学生能够独立发现问题的本质、内在联系及规律,从而准确解决问题。
三、增强教学内容的横向对比,便于学生的全面掌握
由于生物有机化学中各个知识点间是相互联系和区别的,所以可以通过对相似知识点间的横向对比来加深学生的印象,促进学生更好更快更全地掌握相关知识。通过知识点的对比[3],可以激发学生的学习热情,拓宽学生的知识范围;可以将零散的知识点化零为整,便于学生深刻把握其本质原理,全面掌握知识脉络,记忆更加深刻。举一个概念对比的例子:生物有机化学中有一些概念是要求学生必须掌握的,我们可以将这些概念对比起来记忆就不容易混淆。①氨基酸组成多肽和蛋白质,核苷酸组装成核酸(DNA和RNA),酶大部分是蛋白质,也有小部分为核酸。将这些概念作对比就可以明确它们之间的相互关系和结构特点,可以更好地学习它们的生物功能。②合成类型的对比。氨基端、多肽及核酸的合成均不只有一种方法,可以将这些方法的特点、条件和优劣要求学生列表对比和记忆,这样既可以使学生快速把握几种物质的合成反应特点,又能够从整体上对课本内容进行把握和理解,能起到事半功倍的效果。③酶促有机反应类型的对比。酶促反应有很多类型,包括水解反应、氧化还原反应、加成反应、卤化反应等等,水解反应又包括酯、肽键、糖苷键、环氧化物、腈的水解反应,氧化还原反应又包括醇脱氢反应、羟基脱氢反应、醛和酮还原反应等等。对于这些酶促反应的学习可以采用对比的方法进行总结归纳,方便学生的理解和记忆。
四、增强教学内容的纵向深入,便于学生深入了解
由于生物有机化学是一个有机统一的整体,其各个知识点之间存在着千丝万缕的联系,所以在教学的过程中可以深入地介绍课本的内容,让学生能够深入了解化学专业知识。例如,在讲到多肽的合成时,在介绍完人工的化学合成的方法的类型、特点后,可以紧接着简要介绍在生物体内多肽是怎样通过成熟的mRNA完成氨基酸组装成多肽和蛋白质的,也可以进一步介绍,在科研研究中也可以通过基因工程的方法,通过蛋白质的基因片段,来得出我们想要得到的多肽和蛋白质。这样既可以丰富学生的知识,又可以对分子生物学、基因工程等专业课程有一个初步的了解,增强了学生的学习兴趣和激情,增强了教学效果。
生物有机化学作为生物工程专业的一门重要的专业基础课,其概念繁多,机理复杂,作为教师,我们一定要采取多样有效的教学方法[4],以提高我们的教学质量。我们不仅要教给学生知识,更重要的是通过教学教会学生怎样去学习新的知识。“纸上得来终觉浅”,我们在教学中应将理论知识与实验课程相结合,优化实验课程的安排,这样才能使学生更好地理解知识,增强学生的求知欲,提高他们的自学能力和创新思维。
参考文献:
[1]蔡丽华,封孝华.独立学院生物工程专业有机化学教学方法探讨与实践[J].河北化工,2010,33(12):68-70.
[2]潘长江,张兵兵,唐丽灵.生物有机化学双语教学实践与探讨[J].时代教育(教育教学版),2010,(12):9-10.
关键词:生物工程专业分析;教学内容;教学方法
“生物工程专业分析”是生物工程专业大学生必须学习和掌握的一门专业工具课,也是一门实践性很强的专业基础课,并且是学生将来从事科学研究或生产技术工作必须掌握和具备的技能。湖北工业大学生物工程专业为国家特色和湖北省品牌专业,如何根据湖北工业大学生物工程专业特色合理构筑理论和实践知识结构,为学生今后继续深造或走上工作岗位奠定坚实的基础是本课程的重难点。笔者对“生物工程专业分析”的理论与实践教学体系、教学手段与方法等方面进行了一些改革尝试,希望能与同行老师进行有益的交流探讨,提高教学质量。
一、精选教学内容,构建合理的课程体系
生物工程专业分析内容繁杂,包括各种分析方法和分析仪器的原理及应用。根据生物工程专业分析课程特点及我校多年教学科研经验,将生物工程专业分析大纲分为13个章节:第一章,生物工程专业分析概述,包括物理化学分析及仪器分析方法的概述,样品的采集、制备、保存和预处理,样品分析的误差与数据处理等内容,讲解力求深入浅出,联系实际,以激发学生的学习兴趣。第二章,物理检测法,包括密度与相对密度法、折光法与旋光法原理介绍,讲解旋光检测法时利用动画效果能使学生更快更直接地理解旋光检测原理。第三章,水分的测定方法,包括干燥法、蒸馏法、卡尔费休法,讲解时注意比较三种方法的适用范围。第四章,酸类物质的测定,内容包括总酸度的测定、挥发酸的测定、pH的测定,其中有机酸的分离与测定做简单讲解引导学生自学。第五章,碳水化合物的测定,重点讲解还原糖的测定,比较碱性铜盐法、高锰酸钾滴定法、萨氏法三种方法原理及适用范围的异同。总糖、淀粉、纤维、果胶物质的测定做简单讲解。第六章,蛋白质与氨基酸的测定,本章重点讲解凯氏定氮法的原理及应用,介绍蛋白质快速测定法(双缩脲法、紫外分光光度法、染料结合法、水杨酸比色法)的原理,简单介绍氨基酸分离与测定的原理。第七章,脂类的测定,内容包括索氏提取法、酸水解法、氯仿—甲醇提取法、罗紫-哥特里法、巴布科克法和盖勃法,讲解时注意比较各种方法的适用范围及应用原理[1,2]。第八章,紫外吸收光谱分析法,重点讲解紫外吸收光谱基本原理,介绍紫外可见分光光度计与紫外吸收光谱的应用。第九章,原子吸收光谱分析法,内容包括原子吸收光谱分析基本原理,原子吸收分光光度仪,原子吸收光谱定量分析方法,原子吸收光谱操作条件选择与应用。第十章,红外吸收光谱分析法,内容包括红外光谱基本原理,红外光谱与分子结构,红外光谱仪,红外图谱解析,激光拉曼光谱,其中红外图谱解析及激光拉曼光谱做简单介绍引导学生自学。第十一章,质谱分析法,本章重点讲解质谱分析法的基本原理与质谱仪,介绍离子峰的主要类型与有机分子裂解类型,引导学生自学质谱图与结构解析,色谱与质谱联用技术。第十二章,气相色谱分析法,内容包括气相色谱的基本原理,气相色谱固定相及其选择,气相色谱检测器,分离与操作条件选择,气相色谱分析法的应用与毛细管色谱法,重点讲解气相色谱原理及应用,毛细管色谱法引导学生自学。第十三章,高效液相色谱法,内容包括高效液相色谱的原理及特点,主要分离类型,固定相与流动相,影响分离的因素与操作条件选择,离子色谱法,超临界流体色谱,其中离子色谱法与超临界流体色谱做简单介绍[3]。通过这些内容的学习,使学生系统掌握生物工程分析中各种分析方法的原理及应用。某种成分的检测往往有多种方法,因此分析方法的选择是本课程贯穿始终的内容,教学中应注意比较各种方法的异同,通过大量实例让学生掌握各种分析方法的应用[4]。
二、充分利用多媒体教学
大部分高校目前虽已广泛采用多媒体教学,但教师们多利用多媒体展示图片与文字。在生物工程专业分析课件中,可充分利用动画教学。如在讲解旋光法的原理时,利用动画教学,可以形象直观地展示偏振光的产生以及光活性物质使偏振光发生偏转的现象。与小型分析仪器(pH计、折光仪、旋光仪等)相比大型分析仪器(质谱分析仪、原子吸收分析仪、红外分析仪、气相色谱分析仪、液相色谱分析仪等)的工作原理理解起来更为抽象,充分利用动画效果可使抽象的原理形象化。如质谱分析法中,利用四级杆质谱仪原理的动画效果能使学生直观感受到质谱仪的工作原理;原子吸收分析法中,管式石墨炉原子化器、火焰原子化器、空心阴极灯、雾化器、原子吸收分光光度计的工作原理均可由动画效果展示;气相色谱分析法中,传质阻力项、两项分配、氢火焰离子化检测器、热导检测器、色谱分离、色谱流出曲线、分子扩散、涡流扩散的原理可利用动画效果展示等。笔者发现在理论讲解中融入动画效果会让学生经历豁然开朗的顿悟体验,使学生能更深入理解各种分析仪器的工作原理。
三、总结讨论式教学
生物工程专业分析课程涉及各种分析方法及仪器的原理与使用,如还原糖含量测定碱性铜盐法分为直接滴定法、高锰酸钾法、萨氏法,这三种方法的异同如果由老师总结好直接在课件中呈现给学生,学生不一定印象深刻。但是以作业的形式布置给同学们,让学生自己总结,能收到更好的教学效果。在讲解样品分析的误差与数据处理内容时,关于格鲁布斯法、Q值检测法可结合实例讲述,辅以具体案例让学生亲自计算。相对密度测定方法中,关于校正值的加减讲解完原理后以实例让学生现学现用加深印象。水蒸气蒸馏法测总挥发酸原理,有些学生听完老师讲解后不能完全理解,可让学生下课后自行查找资料,等下次课时提问并让学生回答,最后老师再进行总结。引导学生对每节课的重点内容进行归纳总结。这样安排不仅可以督促同学们查阅更多资料将不清楚的知识点弄明白,也锻炼了学生的表达沟通能力。
四、生物工程专业分析课程网站建设
积极建立生物工程专业分析课程网站,课程网站内容包括教学大纲、理论及实验教学课件、资料习题、下载专区、友情链接等模块。学生在上课前下载教学课件预习,可有效提高学习效率。资料与习题模块提供了与课程相关资料与习题下载,学生通过学习课外资料可拓宽知识面,习题下载不仅节省了课堂教学时间而且习题训练能巩固课堂知识、加深学生对课堂知识的理解。友情链接模块提供了国内外其他高校生物工程专业分析精品课程,国内外生物学知名网站、期刊链接,学生可根据自身需要浏览各大网站拓宽视野。
五、加强实践教学环节
生物工程专业分析实验教学环节与理论教学相呼应安排八个实验,分别是:实验一,甘露醇注射液中甘露醇含量的测定,味精成品纯度的测定;实验二,白酒总酸度及pH的测定;实验三,利用直接滴定法测定还原糖的含量;实验四,考马斯亮蓝法测定蛋白质含量;实验五,红外光谱分析法测定有机化合物的结构;实验六,白酒芳香成分气相色谱分析;实验七,黄曲霉毒素降解率检测;实验八,利用原子吸收色谱测定铜离子浓度。这八个实验分别涉及折光计与旋光计、pH计、直接滴定法、紫外分光光度计、红外色谱分析法、气相色谱法、液相色谱法、原子吸收色谱法的应用。生物工程专业分析实验基本囊括了生物工程专业主要分析方法及仪器的使用,通过实验教学环节使学生理解与掌握主要分析方法及大型分析仪器的工作原理及应用。生物工程专业分析实验课程的教学目的是让学生掌握合理设计实验、操作仪器、科学分析实验结果的方法,因此实验教学应鼓励学生独立设计完成实验,实验课前不要将实验讲义直接呈现给学生,而应让学生在预习实验报告中亲自设计实验方案,实验课上老师讲解实验方案时学生可收获更多。实验过程中为学生们创造独立操作空间,不干涉学生的实验安排及操作,对实验中的各种问题仅作引导与答疑,尽可能让学生自己发现问题、解决问题,培养学生勤于思考积极动手的习惯。实验课后认真批改实验报告并及时将实验中的各种问题反馈给学生。鼓励学生走进实验室,跟随导师做课题研究,参与导师课题,让学生学以致用,不仅巩固了教学效果,也锻炼了学生的实践动手能力。
六、考核方法的改革
生物工程专业分析课程学习,以笔试作为主要考核方式不能真实反映学生对教学内容掌握程度。课堂表现、实验表现及作业完成情况都应作为最终成绩的一部分,本课程成绩组成为:平时成绩20%,卷面成绩50%,实验成绩30%,通过合理的考核方式,使学生重视课堂表现与实践环节。对于跟随导师做课题并取得成绩(发表文章、申请专利等)的学生,给予一定精神及物质上的奖励。
七、结语
湖北工业大学在生物工程专业分析课程教学内容优化,教学方法改进,实践教学能力培养,课程网站建设、考核方式改进等方面做了一些教学改革的尝试,加深了学生对专业知识的理解,培养了学生良好的思考与动手能力,并得到了学生的好评。但是课程教学改革是一项系统工程,任重而道远,必须不断探索实践创新总结,才能将生物工程专业分析教学开展得更有生气,为国家培养更多的高层次应用型人才。
参考文献:
[1]董文宾.生物工程分析[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2]王永华.食品分析[M].北京:中国轻工出版社,2010.
[3]朱明华.仪器分析[M].北京:高等教育出版社,2008.
[关键词] 普通生物学 双语教学 教学探索
普通生物学是生物工程专业一门十分重要的综合性基础课程,全面系统介绍各种类型生物的基本特征、生命活动规律、生态系统进化等各个方面的基本知识及基础理论[1]。虽然内容涉及广泛,但知识点相对浅显易懂,因此将其设置为双语教学既符合培养“复合型”人才的要求,又有其现实可行性。
普通生物学双语教学在实施过程中会遇到很多困难,如何使学生通过这门课程既全面、系统的掌握生物学的基本原理、基本方法,了解生物学专业领域的新动态和新成果,同时又很好的和专业英语相融合,实现专业英语水平和专业知识的同步提高,是一个亟待解决的问题。为此,本人对普通生物学双语课程教学的多个环节进行了改革探索,寻找适合生物工程专业的普通生物学课程双语教学模式,达到全面提高学生综合素质的课程目的。
一、精心做好教学准备,努力做到因材施教
1.了解学生的英文水平
学生是教学活动的中心,在课程开始之前,首先很有必要对学生的英语水平进行全面的了解,通过了解学生的四六级英语考试通过率,与学生近距离的交谈了解他们对自己英文水平的判断等这些都能使教师迅速准确的掌握教学对象的大体英文水平,以便于更好的开展双语教学。这些可以在第一节绪论课完成,也可以在以后利用课后与学生接触的机会延续这种沟通,始终能清楚学生想要什么,学生真实的学习体会,对于我们及时进行教学改进,真正做到因材施教、提升教学效率十分重要。
2.选定适合的双语教材
教材是教学的基础、根本,选择了教材就基本限定了教学内容。普通生物学双语课程的教材选择却一直是个难题,一方面双语教学严格来说需要用原版的英文教材,这对于学生掌握原汁原味的英语以及正确的专业词汇是非常重要的[2]。另一方面能与教学大纲、授课学时配合的原版教材几乎没有,而且原版英文教材往往价格较高,内容也过多,加上不一定能适合学生们的英语基础。而国内目前也尚无合适的普通生物学双语教材可供选择。
目前本课程暂时采用的是国内经典的中文教材陈阅增的《普通生物学》(第三版),此书选为双语课的教材也实属无奈。结合教学实际,本人认为最优的普通生物学双语课程教材应该是英文原版教材和国家统编教材的结合,既有地道的英语,又有科学的知识体系;既能提高专业英语水平,又兼顾了学科的思维性和新颖性,还能与课程的教学大纲和教学进度配合。因此,本课程自编教材就显得十分必要,本人也正在努力筹备编写中。
3.优化课程的教学内容
本课程的学时为32学时,相对于普通生物学庞大的内容体系,32学时数显得十分的少。如果想要面面俱到,全盘通讲,既不科学,也不现实。这就需要优化教学内容,使得教学内容系统全面,同时注意与学生将要学习的专业课程内容不重复,真正做到不漏不重。本人在教学过程中将生物化学、细胞生物学、分子生物学、微生物部分内容省去,这些内容会在今后由专门的课程详细、系统的讲述,没有必要硬加入本课程中。因此将课程内容分为四个模块,重点集中在动物学、植物学模块,加上两个简单的生物多样性和生态学知识模块,在每个模块的教学中都注重引入生物学最新成果和发展前景,激发学生投身生物学学习的兴趣。
二、改进教学模式,提高教学效率
1.灵活运用多样的教学模式,激发学生兴趣
传统普通生物学多采用填鸭式教学,且内容陈旧,造成学生学习兴趣不足,教学效果不理想[3]。因此,在教学过程中一定要注重教学模式的多样和灵活,比如在讲授内分泌和激素章节时,可采取情景教学加启发、讨论式教学,先给学生一个情景,联系最近社会上热议的某品牌奶粉造成婴儿性早熟事件,提问学生此事件的可能性,是否是奶粉惹得祸,如何造成的,然后进一步启发学生可以去动脑筋寻找解决问题的方法,为食品安全问题出谋划策,这样就既能激起学生的学习兴趣,又能引导学生更主动的参与到现实问题的解决中,可适时的给学生提供寻找问题答案的一些资料和工具。
2.精心设计教学过程,强化专业英语的学习
作为一门双语课程兼顾学生的英文水平,本课程多媒体课件以英文为主导,在重点知识或难度较大的知识点上,辅以中文,再配合学生手头的中文教材,使学生在掌握基本原理和规律上没有困难。在学科新成果和引申知识上以英文教学,充分利用英文资料的前沿性和创新性。
双语教学中始终明确英文只是我们学习知识的手段,不是以学习语言本身为目的。对学生提出较高的英文要求,不现实也没必要,强调以专业英语词汇为学习重点是比较合适的,每节课上都引导学生体会生物专业词汇的构词法,熟悉基本的生物英文词汇的词根词缀,培养在不查英文词典的情况下也能通过构词法认识新的词汇,这对于学生将来阅读英文文献,完成毕业设计十分重要。
3.充分利用多媒体教学资源,确保教学质量
根据普通生物学课程和学生们的特点,单凭口头讲授,即使讲述很生动,学生也不能在大脑中产生具体鲜明的形象,常会使学生感到枯燥、抽象,理解和掌握均有一定的困难,易产生厌学情绪[4]。在教学过程中如果能充分利用现代教育技术,将抽象枯燥的知识点直观化生动化,比如在讲授动作电位知识点时,可以给学生展示一些动画影像资料,还有一些可操作性的检测学习成果的flas软件,学生不但能看到,还能亲自参与其中,实现人机互动,极大的激发了他们的学习兴趣,也提高了学习效率。
除了课堂上的师生互动,在课后还可以利用网络教学平台实现互动,除了将多媒体课件上传到网络平台以外,每章节还辅以一系列相关的学习资料,有帮助课堂知识点理解掌握的影像动画资料,也有与课堂知识以外的引申知识点配套的中英文文献和学习网站链接,多层次多方位的培养学生主动探索未知,获取信息的自学能力。另外在课程网络平台上还建立了与期末考试试题形式一致的英文练习题可供学生检测自己的学习效果,也可以让学生尽早熟悉和适应将要面对的全英文考试。
三、改革考核机制,调动学生学习积极性
考核的目的是为了更好地培养学生的创新意识、自学能力、实践运用能力[5]。普通生物学双语课程的成绩评价手段、评价内容和评价方法也需要有不同与传统课程的改革。改以往以期末考试一卷定成绩的方式,加入30%的平时成绩,主要依据学生在网络平台上的参与情况,习题库的完成情况,课堂发言和讨论的积极程度等定分,这种将结论性评价与过程性评价有机地结合起来的课程考核机制,鼓励学生向多元化发展,调动学生学习积极性,而不仅仅是到期末临时死记硬背一阵子应付考试。
总之,普通生物学双语课程想要达到理想的教学效果需要任课教师付出更多的心血,从教学准备、教学过程和教学评价等方面精心设计,积极完善,同时不断提高自身素质,不断更新自己的知识,接触生物学前沿动态和发展方向。
参考文献:
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关键词:高职;生物分离与纯化技术;课程改革;难点
近年来,随着生物技术突飞猛进的发展,生物技术产品对其下游过程技术中的分离纯化技术提出了更高更迫切的要求。生物分离过程是生物工程中必不可少的也是极为专业的环节,因此,分离技术是生物高新技术能否实现产业化的关键,也是制约生物工程产品生产及可持续发展的“瓶颈”。为了更好地适应生物工程产业化发展需要,必须开展生物工程下游技术、原理及装备的教学工作,培养真正实用型、专业型和创造型人才,因此,就必须改变实验课程原有的设置模式。
本科院校的教学在教材建设、教学内容和方式上更加侧重分离中的工程问题,强调培养学生从实践中归纳出分离学科的科学和技术难点问题,因此对基础理论的讲解较为深入、透彻。而作为高等职业院校,其教学目的、课程标准的设计等与本科院校均有很大不同。笔者拟就高职课程改革的总体趋势并结合本校开展生物分离与纯化技术课程教学改革的实践,探讨高职生物分离与纯化技术课程教学改革的难点与关键点问题。
高职课程改革的总体趋势
以社会需求为导向,注重实践的课程体系和课程标准开发模式成为改革主流课程体系设计是否科学合理,关系到专业培养目标是否能实现,也会影响到其后续的教材开发。高等职业院校以培养应用型人才为目标定位,课程体系应以社会职业需求为起点,将职业群中有关岗位对学生专业知识和技能的要求转化为相应的课程设计,培养学生与之对应的能力。课程开发设计是课程体系设计的细化,它解决了课程体系的设计如何实现的问题。目前,以实际工作过程、情境为导向的课程开发设计模式被广泛应用于课程改革实践。该模式的特点是通过深入调查行业的典型工作过程、归纳出实际工作任务,从而转化为教学任务。这样,教学的内容和生产实际结合紧密,更有利于学生把理论和实践知识整合,提高学习的兴趣和主动性,达到培养学生职业能力的目的。在课程设计的基础上开发的课程标准,同样要突出体现实践工作过程。课程标准是对课程内容及教学效果进行检查、鉴定的质量评价标准,它应是教学大纲的具体体现。目前,利用课程标准替代教学大纲,对于建立现代高等职业教育的课程评价质量标准而言,是十分必要的。目前的教学评价已经克服了单一的闭卷考核模式,呈现出多样性的考核形式,更加注重于实践过程的评价并具有激励性。
教学新模式、新方法和新手段组合应用并逐步推广随着现代计算机技术的普及和发展,现代教育技术也逐步采用了多媒体等新手段,教学方式更为多样化,新技术、新手段的组合运用也成为今后课程改革的新热点。在教学模式上,传统的以教为中心的教学模式,过渡为以“学生为主体,教师为主导”的教学模式。高等职业教育必须让学生承担更多的学习责任、学会学习并培养其分析解决问题的能力。为适应这一要求,就应在课程教材、教学模式、教学方法上深化改革,以新的教学评价手段促进教学改革。如将问题、情境、工作过程导向模式的启发式教学应用到高职教学当中,目的是培养学生自主学习、分析和解决实践问题的素质和能力。
生物分离与纯化技术课程教学改革的难点分析与对策
教材和教学内容的选定目前,生物分离与纯化技术的教材同质化现象比较严重,影响到课程教学内容的取舍与选定,若单选某本教材进行教学,教学效果并不理想。因此在选择教学内容时,应与教学目标定位、课程体系相匹配,并据此进行教材选定。对高职院校而言,其专业设置和教学应首先考虑服务于地方产业经济的发展和建设需要,理论和实训内容也必然要求与之匹配。我校针对华南热带和亚热带农业产业的发展需求,设置了生物技术与应用专业。在生物技术专业课程体系中,先后开设了微生物学、生物化学、生物技术导论等基础课程以及发酵工程等应用性课程,为生物分离与纯化技术课程开设打下了基础。在教材选定方面,本课程现在使用教材为《生物分离与纯化技术》(邱玉华,化学工业出版社,2007年)。为提高学生知识的广度,又指定了六本参考教材:(1)辛秀兰,《生物分离与纯化技术》,科学出版社,2005年;(2)欧阳平凯,等,《生物分离原理及技术》,化学工业出版社,2001年;(3)孙彦,《生物分离工程》,化学工业出版社,2002年;(4)刘国诠,等,《生物工程下游技术》(第二版),化学工业出版社,2003年;(5)顾觉奋,《分离纯化工艺原理》,中国医药科技出版社,2000年;(6)李津,等,《生物制药设备和分离纯化技术》,化学工业出版社,2003年。在理论教学中,精选了“讨论生物物质的生产过程,明确生物分离纯化技术的地位和作用”、“生物样品的预处理”、“固相析出分离技术”、“色谱分离技术”、“萃取技术”、“过滤与膜分离技术”“浓缩和干燥技术”等7个教学情境模块,并分成22个子项目进行教学,包含了生物分离过程中常见的单元操作;在实训内容的选择上,主要突出农产品的生物分离技术的训练,如蛋白成分分离提取,糖类的提取分离和测定,氨基酸的层析分离和纯化等模块。
教学中引入新技术、新内容生物技术产业发展迅猛,分离也随之发生很大的进步。教材建设内容确定之后,教师在授课时就有了基本框架。但我们的教学内容并不应局限于教材,因为与科学技术的飞速发展相比,教材内容总是滞后的。因此,教师对学科发展前沿的技术与交叉领域的发展要有清楚的了解,要经常查找文献,关注热点研究的进展,及时介绍给学生。课堂教学时间有限,如何适当地引入新技术,激发学生学习的兴趣,值得探讨。大学生的学习独立性、自主性和探索性不断增强,如何激发和培养学生主动学习的兴趣和能力,也是本课程改革中必须面对的问题。联合国教科文组织编写的《学会生存》中曾提到“学会学习是一个人成才的标志”,高等教育的一项重要任务就是培养学生的自学能力。对于分离科学涉及的丰富内容,仅仅依靠课堂教学是不够的。因此,教师应积极鼓励、指导学生自学,同时,教学中应注重向学生推荐学校图书馆、有关网站,以及与本课程有关的教学参考图书和国内外专业期刊杂志,开阔学生视野,促进学生主动学习。在本校的课程教学改革中,我们尝试采用了启发式教学方式,“两步走”引入新技术和新内容。在课堂上,简要介绍技术发展方向,指出现有技术中存在的问题以及新技术的核心;在课后,就课程中提到的新技术、新问题,要求学生自由组合,一般4~5人为一组,分组选题查阅资料、讨论、撰写论文,在期中安排一周时间进行讲解。每组安排10分钟,对全班同学进行讲解,台下同学提问,教师作综合点评。学生反馈表明,这种问题导向的学习方式,不仅锻炼了自身的文献检索、写作能力,而且学生的表达交流能力也得到了提高,主动学习和分析解决问题的能力也得到培养。
在课程教学中培养和渗透分离工程思想目前的教材编写方式,多数是把各个单元的操作逐一介绍,然后在实训试验中也是按照单元操作试验并附上一两个综合实训内容进行编排。对于本课程的教学来说,条理相对清晰,但是学生将来工作面对的是完整的分离过程,因此在教学过程中应逐步培养从单元操作到过程操作的工程思想,否则学生将难以适应将来的工作。我们在课堂上尝试采用了播放生物产品分离的全过程视频,课后安排学生参观认识实习啤酒厂、味精生产厂等单位,要求学生撰写认识实习报告,逐步建立分离工艺流程、分离设备的感性认识。在综合实训课程中,把单元操作之间的联系讲解清楚,引导学生分析影响某一过程的各种因素,分清主次,注意各因素之间的关系。要求学生就整个实训过程中存在的问题一一进行分析,并撰写总结报告。根据实训报告和综合反馈,学生的分离过程思想也得到初步建立。工程思想的培养不是一门课程可以奏效的,因此,在整个课程体系中要不断强化,同时要求学生要实践中不断总结,这作为课堂教学中的渗透性培养必不可少。
课堂互动教学中提问的处理现代教学理论认为,学生是学习的主体,在课堂教学中与学生保持一定的互动则能明显提高教学效果,因此,现代教育技术中引入了多媒体教学,并已成为当前十分流行的教学手段。多媒体教学具有图文并茂、情境生动、知识点条理性强、信息量也比板书要大等特点,学生要充分适应这种教学模式,在课堂上就必须提高参与性。课堂提问就是其中一个很重要的方式。提什么问题、提几个、何时提、如何控制时间、如何解答等构成提问的处理环节。一般课堂教学时间40分钟,我们尝试采用将近四分之一的时间用于提问,时间分布在课前、课中和课后。课前一般用3~5分钟就上一节课的某个重要知识点做一提问,课中则就某个知识点进行提问,如不同单元操作的比较、单元操作的影响因素等等;当教师讲完后留5分钟左右给学生做课堂总结,教师加以点评,这种互动方式,不仅可明显提高课堂的气氛,还能帮助学生回忆学过的知识,使学生逐步体会到如何做归纳总结,如何发现新问题,极大提高了学生参与教学的积极性。
课程考核方式的多样化处理目前的考核方式较为单一,多数采用平时成绩、期末考试成绩和实训成绩进行加权平均计算考核成绩的方式。平时成绩,如布置小论文、专题讨论、课堂提问等形式所占比例一般不超过50%,这种考核方式在操作上改变了以期末考试定成绩的传统,使评价更能有效地发挥导向功能和激励功能,但是也存在一些问题,平时成绩的评分标准尺度难以掌握,量化较为困难。以提问为例,本课程的理论性较强,学习难度较大,由于提问环节的量化打分较为困难,因此,主动回答问题只能把它当做加分环节来处理。
结合我校生物分离与纯化技术课程的教学改革实践,笔者认为,生物分离与纯化技术是一门基础性和应用性非常强的课程,在教学模式上应以学生为主体,采取问题导向启发式教学,利用多媒体等新手段组合,建立科学的考核体系,以培养学生自主学习和创新能力为目标定位,明确课程教学改革的方向。
参考文献
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