前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的生物工程课程设计主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
1依托医学院校背景,实验项目“量身定制”。课程设计中题目的选取很重要,需要结合生物医学工程专业的特点,医学院学生医学知识比较扎实;同时又要结合学生的培养目标,需要对医疗仪器的设计有一定的了解。设计的题目与常见的医学信号,如心电、脑电、心音、心动图、脉搏波等有关;可以设计电路对医学信号进行采集处理;同时所选的课题应尽量覆盖电子技术的主要知识点。既提高学生的兴趣和热情,又能达到生物医学工程专业复合型人才培养的目标———“医为工用,工为医服务”。
2采用TBL(Team-basedLearning)教学法。TBL教学法以团队为中心,将教师讲授和学生讨论相结合,既保证学生基础理论知识的掌握又能更好地培养学生自主学习能力。我院生物医学工程专业学生人数在30人左右,TBL教学法非常适合小班实验教学。具体过程是:将学生按4~5人分组,每组选定不同的题目,老师下达项目任务书;学生查阅文献资料进行课前的预习,课堂讨论小组发言,确定设计电路方案,老师总结;学生独立完成实验,撰写实验报告。实验过程使学生掌握现代信息资料获取的方法,培养了电子系统的设计与调试能力,学会撰写设计报告。
3促进开放式实验室管理模式的建立完善。开放实验教学目前是高校实验教学改革的重要内容之一,这点对电子技术课程设计教学改革也很重要,采取以组为单位对学生开放实验室管理,可以充分有效地利用实验室资源。
4教师队伍的建设。一方面通过加派青年教师去医院进修,了解医院对人才能力的要求,并将进修学习的内容应用到教学中,两年时间已有3名教师到昆明总医院医学工程科学习。另一方面加强科研能力培养,以科研来促进教学工作,青年教师返回学校再深造。
小结
【关键词】粮食深加工 生物 教学 课程建设
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)22-0005-02
粮食深加工专业,是以发酵工程和酶工程等生物技术为专业知识基础,以淀粉水解制品及其衍生物、氨基酸等淀粉发酵制品、变性淀粉等加工技术方面的知识和能力培养为主的学科。生物基础课程教学始终着眼于专业发展的前沿性和应用性,把培养高素质应用型人才作为教学目标。
一 创新教学理念,明确教学目标
教学理念是人们对教学和学习活动内在规律的认识的集中体现,同时也是人们对教学活动持有的基本态度和观念,是人们从事教学活动的信念。教学理念对教学活动有着极其重要的指导意义。
我校坚持把提高人才培养质量作为教学工作的核心内容,目标是根据吉林省粮食经济的特色与发展对人才的客观需求,培养具备所从事专业的基本理论知识,能在生物技术与工程领域从事设计、生产管理和新技术研究、新产品开发的技术应用型专门人才。在重视学生的智力品质的同时还强调学生良好的非智力品质的培养,重视学生的创新精神以及在实践中解决问题的能力。在教学中注重内容的基础性与先进性的有机结合,把该领域的最新成果和亟待解决的现实问题融化到教学内容中,充分体现学科教学内容的先进性,紧跟学科发展的步伐,增强学生对课程的学习兴趣。
二 调整课程结构,优化教学内容
第一,粮食深加工专业有生物化学、细胞生物学、微生物学等多门重要的专业基础课,内容互有交叉、重复。如何处理好它们之间的逻辑关系,搞好教学衔接是教学实践中的一个难题。为了更好地体现相关课程核心内容,我院进行大胆取舍,使课程内容更加精简、重点更加突出。如蛋白质合成,细胞生物学、生物化学、分子生物学都有涉及;再如对有关淀粉知识,生化教材和淀粉工艺教材等都做了审慎合理的处理。根据学生和学校的实际,坚持基础实、起点高、内容新、知识活的原则,注意处理好基础、前沿和能力三方面的关系。
第二,围绕课程的教学理念,将基础理论知识与学科前沿发展相结合。在理论课中适当地引入一些科技前沿知识,重视相关的科学发展史的介绍,包括学科的研究历史、科学家的成长经历,相关的最新科研成果,如生化课程中在讲授糖化学时,补充介绍相关的诺贝尔奖内容、科学家生平及所做的贡献,从中学习前辈的科学态度、思维方式,拓展学生视野,提高学生的学习兴趣和积极性, 改善教学效果。
三 尊重教育规律,重视教学法研究
好的教学方法是生物教学的有力保障。在教学过程中可以采取启发式、互动式、研讨式的教学方法,充分调动学生的学习主动性,引导学生积极思考,主动参与教学活动。过去许多教师的教学只是单纯以传授学科知识为主,把教材上的全部内容“兜给”学生,学生们疲于被动地接受一大堆结论,而不知道这些结论是如何获取的,这种教学模式不利于学生科学思维能力的提升,因而在重视传授基础知识的同时更要重视教给学生获得科学结论的思路和方法。
在教学中可以组织课堂讨论,安排学生选择某个专题制作PPT,进行课堂小讲座,促进了学生之间及学生与教师之间的专业交流,培养了学生查阅文献、阅读文献的能力,学生自学能力、演讲交流能力明显提高。教学中积累的这些素材和经验,还促进了整个专业基础课程的教学,使更多的学生从中受益。
四 理论与实验并重,提高学生动手能力
生物学是实验性很强的学科,实验课对学习生物基础十分重要。我们十分注重理论教学与实验教学有机结合。教学中既有传统的验证性实验,用于帮助学生理解、巩固所学的生物知识,更多的是探究性实验,即只给出课题研究的要求,在教师指导下,由学生自己思考实验原理、选择实验仪器、制订实验方案,其目的重在培养学生的科学态度、严谨的作风和团结协作的精神,促进学生创新能力的提升。我们还通过开放实验室,创造条件让学生多动手,培养学生的实践能力。今年,生化实验教师指导的学生在吉林省高校生化技能竞赛中荣获一等奖。
五 搞好教学评价,促进教学质量提高
教学评价作为教学系统的重要组成部分,它的内容和形式对教学活动的开展起着重要的促进作用。通过学校、学院、教研室和授课班级的教学管理体系,开展教学质量监控,对任课教师的教学质量做出相应的评价,建立健全教学质量监控体系。一是教师评学,教师通过考勤、课堂讨论、作业等对学生学习过程进行评价,通过期中、期末考试进行终结性评价;二是学生评学,学生通过网络评教对教学过程提供反馈意见,了解教师教学活动的效果;三是督导评学,通过学院各级督导对教师的课堂教学和学生的课堂学习情况进行检查指导,以此评价教师和学生的表现;四是实践评学,注重将理论知识和实践相结合,通过实验参与和操作过程,对教师和学生能力进行评价。
专业基础课教学是一项系统工程,需要持续不断的探索,努力开拓创新,以培养更多基础扎实、素质高、能力强、能为我国的经济建设和社会发展做出贡献的人才。
参考文献
[1]张晶、华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学报,2011(6):71
[2]康洁、马丽.细胞生物学课程体系和教学模式的改革与探讨[J].读与写,2011(11)
关键词: 湖南省高校 生物工程专业 本科毕业论文(设计) 改进建议
为了促进高等学校加强教学管理,重视毕业论文(设计)指导,提高教学质量,湖南省教育厅高等教育处2010年底组织了对全省普通高校2010届本科毕业生毕业论文(设计)的抽查工作,抽查对象包括来自湖南省19所高校(含二级学院)的普通全日制生物工程专业。我作为评审专家之一,参加了这次毕业论文(设计)的抽查工作。从各高校提交的10名学生的毕业论文(设计)原件和反映教师对论文写作的指导及评阅、评分等情况的相关材料,以及学校关于毕业论文(设计)教学环节的相关规定等各方面总体来看,各高校对学生的毕业环节工作非常重视,对毕业论文(设计)都制定了较为完整的工作手册或规范要求,毕业生文档材料齐全,成绩评定基本合理;部分学校还有详细的指导老师指导记录;有的学校除毕业论文正式稿以外,还留有教师批改痕迹的修改稿;有的学校还备有学生毕业论文(设计)的光盘电子稿;中南大学的送检材料中甚至有英文撰写的毕业论文,等等。但是,通过抽查也发现了一些在今后工作中需要认真加以解决的问题,对此我进行了一定的总结,并且提出了一些改进建议,供同行参考。
1?郾湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)文档中存在的主要问题
1.1毕业论文(设计)的选题方面
生物工程专业隶属工科办学专业,属于以工为主、以理为辅、工理管结合的复合型专业,培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。因此,学校应该安排一定比例的生物工程专业学生开展毕业设计工作,然而,在检查中我们发现19所学校中仅有中南大学等3所提交的材料中显示有进行毕业设计的学生。同时,生物工程专业在办学的学科定位上,应该既有别于生物科学专业,又不同于生物技术专业。然而,在提交的毕业论文中,我们发现部分地方院校存在对上述3个专业定位认识不清的现象,论文选题除了存在过于简单的一般性问题以外,甚至存在脱离生物工程专业培养要求的原则性问题,例如某校学生的毕业论文内容竟然是教学实验室保存的蛙类标本的比较研究,又如某校学生的毕业论文内容是关于该校学生膳食结构的问卷调查分析,等等。
1.2指导老师对毕业论文(设计)指导工作方面
上述毕业论文选题方面存在的一些问题与指导老师的素质及工作态度有着直接的关系。指导老师应当在学生开展毕业环节工作的整个过程中都对学生起到重要的引导和教育作用。一些地方院校教师由于承担的各类科研项目少,科研和教学经费不足,再加上招生规模大,未能做到一人一题,某高校甚至出现了同一名教师指导的三名学生同题的现象,更为恶劣的是三名学生论文中仅有的一张凝胶电泳实验结果图也是相同的。指导老师对学生毕业论文(设计)的指导不仅仅体现在选题方面,还体现在对学生开展毕业论文(设计)工作的全程监控方面。尽管有些学校非常重视学生毕业环节的质量监控,专门绘制了教师指导学生的记录表格,要求教师对于每次的指导情况进行包括时间、地点、内容等方面的详细记录,但是,从材料中我们也发现存在少数教师在毕业论文(设计)前期和中期对学生无指导、在毕业答辩前突击多次指导的现象,实际上没有实现对学生毕业环节全程指导和监控。
1.3学生毕业论文(设计)的质量方面
学生毕业论文(设计)的质量,是本次抽查的重点之一。学生是做好毕业论文(设计)工作的主体,因此学生对待毕业环节的态度是影响毕业设计(论文)质量的决定性因素。虽然各高校对于毕业设计(论文)的内容及规范都有具体要求,但是在抽查的毕业论文(设计)材料中仍然存在一些不合学校规范的地方,除了前面提到的论文选题不恰当以外,还有论文中研究背景介绍(即综述部分)篇幅大而正文部分篇幅小、内容空洞、存在东拼西凑的现象、论文字数未能达到学校规定的要求、设计图纸绘制及标注不规范等问题。
1.4毕业论文(设计)的成绩评定方面
毕业论文(设计)答辩与成绩评定是毕业论文(设计)工作的一个重要环节,各院校均制定了一套评定标准,并且大多数院校都实行指导老师评阅、评阅老师审阅和论文(设计)答辩三重打分评定,一般采用五级记分制(优、良、中、及格和不及格),成绩要求呈正态分布,优秀比例一般控制在10%―15%。但是,在抽查中我们发现各高校评分普遍存在偏高的现象。另外,在评语撰写方面,许多学校的评语均采用通用性语句对学生毕业论文(设计)完成过程、论文撰写质量及答辩效果等方面进行描述,如该生实验工作积极主动、论文书写规范、答辩中回答问题思路清晰等,缺乏对学生具体工作的个性化评价。
2?郾改进毕业论文(设计)工作的建议
2.1加强毕业论文(设计)的选题工作
选题是开展本科毕业设计(论文)工作的第一个重要环节。原则上,选题应避免过大或过小、过易或过难。学生进入毕业环节前,各院校应根据生物工程专业人才培养的要求、教学实验室规模及师资队伍情况,确定分别开展毕业论文和毕业设计的学生人数,公开征集专业教师甚至学生自己的论文(设计)题目并进行认真审查和可行性分析。然后将获得批准的题目及相关指导老师情况向学生公布,让学生根据自己将来的发展方向选择要做的题目及相关指导老师,并在师生双向选择的基础上进行适当微调。这样既可以避免选题不符合生物工程专业培养目标的情况发生,又可以兼顾学生的兴趣和志向,保证毕业设计(论文)后续工作的顺利开展。
2.2加强指导老师队伍的建设
指导老师在本科毕业论文(设计)工作中的作用是多方面的,其中包括选题和拟定毕业设计任务书、对学生开展毕业论文(设计)工作进行指导和监督、对学生撰写的毕业论文(设计)材料进行修改及成绩评定等,因此,对指导老师的综合素质要求是比较高的。指导老师对学生毕业论文(设计)质量的影响存在主客观因素。客观因素是部分院校的生物工程专业师资队伍结构不合理,缺乏具有工程方面知识背景的教师,造成无法开展毕业设计,只能开展毕业论文工作。主观因素则是有些指导老师对本科毕业论文(设计)不够重视,认为在短短几个月时间里学生做不出什么成果,不愿意花费精力对本科生进行认真指导。因此,各院校一方面应当根据自身师资队伍结构现状,适当引进能够指导毕业设计的工程技术人才,适应生物工程专业本科生的培养要求,另一方面应当强化制度管理,明确指导老师的职责,杜绝毕业环节教学事故的发生,同时制定适当的奖励措施,调动指导老师的积极性。
2.3引导学生正确对待毕业论文(设计)工作
毕业论文(设计)一般都安排在大学四年的最后一个学期,不仅时间较短,而且往往受到学生考研复试、求职应聘等诸多因素的影响。从抽查的结果来看,大多数学生都能以端正的学习态度对待毕业论文(设计)工作,但也有一定数量的学生对毕业论文(设计)不够重视或不太负责任。指导老师应当加强对学生的教育和引导,提高学生对于毕业论文(设计)的主观能动性,使他们意识到本科毕业论文(设计)可能是他们当中的大多数人走上工作岗位前最后一项标志性作业,也是对自己四年所学知识进行总结和提高的一次难得机会。另外,还应当鼓励学生到生物工程相关企业或者科研院所完成毕业论文(设计)工作,通过真题真做,促进学生学以致用,增强他们的事业心和成就感,同时也为学生开辟就业的绿色通道。
2.4完善成绩评定机制
毕业论文(设计)的成绩评定应当做到全面、客观、公开和公正,一般应由以下三部分组成,即指导老师从学生开展毕业工作中的表现等方面给予的考核成绩,论文(设计)评阅教师从学生的毕业论文(设计)材料的撰写质量方面给予的书面材料成绩,以及答辩委员会教师对学生毕业现场答辩表现给予的打分成绩。只有这样,才能从众多毕业论文(设计)中评定出真正优秀的代表作品,在使应届毕业生心悦诚服的同时,对于下一届毕业生以积极的态度面对即将到来的毕业环节也有辐射示范作用。另外,教师在撰写评审意见时应当注意:既然学生的毕业论文(设计)是一人一题,毕业答辩时回答的问题也各有不同,对学生的评语当然应该具有针对性,切忌使用过多俗话、套话等没有实质性内容的通用性语句,这也是对学生历经数月完成毕业论文(设计)工作的一种尊重与肯定。
3?郾结语
湖南省许多高校的生物工程专业属于新办专业,都处于积累办学经验的起步阶段,正因如此,湖南省教育厅高等教育处选择了生物工程专业作为2010年的重点抽查对象,对毕业论文(设计)开展了抽查工作。虽然评审专家的评审意见已由省教育厅高等教育处反馈给了各高校,但我觉得毕业环节当中发现的这些问题可能具有普遍性,因此将参加抽查工作的心得体会撰写成文,供国内其他兄弟院校生物工程专业的教学同行参考,希望共同促进我国生物工程专业人才培养质量的提高,满足新时期的生物工程产业对人才的需求。
参考文献:
[1]潘勋,周海梦.生物工程专业的办学现状与建议[J].高等工程教育研究,2003,(2):27-29.
[2]杨宇,柳建设,周洪波等.生物工程新专业建设的思考与实践[J].考试周刊,2007,14:8-9.
[3]惠明.高校毕业论文教学中存在的问题及分析――以河南工业大学生物工程专业为例[J].河南工业大学学报(社会科学版),2009,5,(3):147-149.
【摘 要】应用任务驱动教学过程中的任务设计精彩与否决定了授课效果的好坏,为了提高学生的学习效率,增强学习过程中的动力和趣味性,因此,农林高职院校农业推广课程在任务驱动教学过程中由教师与学生根据专业需要、课程性质、学生兴趣特长等共同设计学习任务,体现了学生价值和学习兴趣的学习任务使得学生在完成学习任务的过程呈现出较强的学习自主性,学习气氛更为轻松愉快,教师授课效果良好。本文主要对任务驱动教学的任务设计过程等进行探讨,希望可以对农林高职院校的教师和学生的学习过程带来一些启发。
关键词 农业推广;任务驱动;设计;学习任务
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)08-0095-01
作者简介:杨文秀,女,讲师,主要从事农业专业课程教学模式改革研究。赵维峰,男,博士,副教授,主要从事专业课程教学模式改革研究。邓大华,男,讲师,主要从事专业课程教学模式改革研究。
一、任务驱动教学概述
“任务驱动”教学法是一种以“学生为中心、教师为主导”的教学方法,它打破了传统填鸭式教学方法中注重知识循序渐进和积累的老套路,不再按照教学内容从易到难的顺序,而是以具体的任务为学习动力和动机,以完成任务的过程为学习过程,以展示任务成果的方式来体现教学成就,即通过在专项职业技能训练的基础上以任务为驱动力使学生在完成任务的过程中熟练掌握职业技能的教学方法。任务驱动教学的方法增加了学生学习的主动性、积极性,增强了学生的创新能力和实践能力,学生在完成任务之后获得的满足感以及成就感,也会提高学生学习的效果。
二、任务驱动教学过程中任务设计的原则
一直以来,许多教师认为“任务驱动”教学过程中的“任务”应该由任课教师根据当前教学主题或目标设计提出,并针对所提出的任务,采取演示或讲解等方式,分析任务并给出完成任务的思路、方法、步骤和结果。其实,这种理解不全面,在“任务驱动”教学过程中,任务设计的质量直接关系到教学效果。教师在教学任务的设计过程中应该转变思维方式,以学生为主体进行教学任务的设计。在教学开始前可以与学生代表进行探讨,综合考虑专业教学的需要、课程本身的需要、社会职业岗位技能培养的需要,了解学生知识结构层次现状及学生的学习兴趣,同时要使任务具有探究性、创造性和生活性。
三、农业推广课上师生共同设计任务
1.农业推广课程性质。农业推广学是一门建立在心理学、行为学、经济学、营销学、传播学、管理学和社会学等基础之上的一门边缘性、交叉性、应用性学科,主要研究农业推广人员如何对农民进行组织、教育、咨询、服务,使其改变行业,促进农业科技创新成果传播扩散转化为现实生产力的学科。农业推广对于我国农业生产现代化的实现,提高我国农业发展水平,增加农民收入,保障社会稳定和谐发展具有重要意义。
2.高等职业院校开设农业推广课程的专业。目前,高等职业院校的农学、茶叶栽培、设施农业、作物栽培、园艺等多个专业均开设农业推广课程。
3.职业院校开设农业推广课程的目的。农业推广课程主要包括农业推广的涵义、发展史,以及农业推广的原理和方法、组织管理等。高等职业院校开设该课程旨在培养农业推广机构基层推广及管理工作的高等技能应用型专门人才,可以使得农业院校的学生可以把所学到的知识应用在实际农业生产中,促进我国农业生产力的发展。因此,教学目的是通过系统的多种教学活动和手段,使学生正确地掌握农业推广的基本理论、方法和技能,加深对我国农业推广理论和实践的理解,学会灵活改变思维方式和工作方法,提高基层实际推广工作水平和分析问题、处理问题的工作能力。
4.农业推广课上师生共同设计学习任务。
(1)教师设计部分。综合考虑农业推广学科性质、高等职业院校开设此课程的目的、学生所在专业、任务驱动教学方法的特点及教学任务设计的原则,笔者在农业推广课程授课过程中采取了师生共同对教学任务进行设计的方法。
即教师将整门课程的知识点设计为一个符合课程需求的、规定了教学范围但不指定具体名称的综合性较强的教学任务(×××地×××项目的推广),这一综合任务又下设若干子任务:①农业推广人员角色认识;②×××地农业推广项目的选择与确定;③×××农业推广项目的实施;④×××农业推广项目的总结评价;⑤×××农业推广项目成果报奖。整个学科的知识点分别穿插于若干个子任务中。
(2)学生具体设计任务及实施。不同专业的学生在教师的引导下明确农业推广人员角色扮演的身份及工作性质与程序;然后结合社会岗位需要、个人兴趣爱好、农业专业知识掌握情况、本课程知识点、当地自然与社会条件等综合分析选择确定农业推广项目,并撰写推广项目可行性分析报告;确定了具体推广项目后的工作实施过程中,学生需要结合自选项目的复杂程度、当地农民素质条件,以及硬件设施等选择确定项目的推广模式与方法,并撰写推广项目实施方案,模拟推广过程中学生需要根据农民的采纳情况随时应变使用多种方法,并锻炼学习人际交往及演讲的沟通、交流、语言技巧;项目推广演练结束后,学生需要进行双重总结与评价,一重总结为对自身所选项目及推广情况进行专业的经济效益、社会效益、生态效益等综合总结评价,并撰写总结报告,二重总结为学生之间相互对课堂学习情况进行评价总结,总结在评价过程中相互取长补短;最后,学生们需要撰写推广项目成果请奖申请书,学习推广项目的报奖流程。
5.师生共同设计学习任务的学习效果。教师依据课程需要设计了整体学习任务,学生则根据兴趣爱好设计了具体的学习任务,这样设计的任务集结了教师与学生的智慧,学生探究未知及价值创造充分得以展现,颇有成就感。
自我价值得以充分肯定的学生们在整个学习过程中愿意通过多种途径查找相关资料知识,愿意自己认真思考分析解决问题,愿意与同学之间相互讨论协作来圆满完成任务,从而极大程度上提高了学生学习的积极性和自觉性,使学生在学习专业知识、掌握专业技能的同时提高了写作、语言、心理等综合素质。
任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为“教师”。因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。整门课程在师生共同设计学习任务并实施的过程中呈现出轻松、愉快、活力四射的气氛。
参考文献:
[1]刘增厚,谈任务驱动教学模式[J].北京广播电视大学学报,2001,8,(3).
[2]郭绍青.任务驱动教学法的内涵[J].中国电化教育,2006,(7).
[3]刘晓慧.适应现代农业发展需要开设农业推广学[J]. 黑龙江农业,2003,(1):36-37.
[4]王贵彦,陶佩君,王慧军等.用灵活多样的教学方法培养学生创造性思维能力[J].河北农业大学学报(农林教育版),2001,3(3).
关键词:工程实践能力;生物工程;校内实践基地
一、生物工程校内实践基地的建设背景与建设理念
1,建设背景
随着高等教育大众化时代的到来,社会各界对高质量的人才需求越来越迫切,尤其对工科院校学生的实践动手能力培养提出了更高要求。生物工程既是公认的阳光产业,更是实践动手能力极强的学科领域,必须加强生物工程类专业学生的工程实践能力培养和训练。同时,由于生物工程产业发展的滞后,加上相关的药品、食品企业一般对卫生安全要求较高,直接导致可供生物工程类专业的学生进行实习教学的企事业单位较少,客观上造成了当前学生实习单位联系困难、实习教学走过场的现状,严重影响了生物工程类专业学生的工程实践能力的培养。故建设符合生物工程人才培养需要的校内实践基地显得十分必要。
2,建设理念
同时,为满足培养能适应时展的生物工程人才,对于实践教学基地的建设提出了“工程设计和生产实际结合、生产设备通用性和先进性结合、经典模拟过程和真实产品制造过程结合”的建设理念,给学生营造一个装备先进、设施齐全、多功能的真实工厂环境,使学生通过亲手操作,接受工程实践的真正训练。
二、生物工程校内实践教学基地的建设内容
生物工程实践教学基地位于南京工业大学江浦校区,目前占地面积3000平方米,拥有工程设计中心300平方米,中试厂房2幢,中试设备总值达1600余万元。实践教学基地现有实践教师20余人。
1,工程设计中心的建设
为满足学生认识实习和课程设计的需要,专门另辟300平方米建设了工程设计中心,包括60平方米的工程设计室、60平方米的计算机绘图和典型发酵流程仿真室及180平方米的大型产品流程展示室。购置了丰富的工程设计资料、初步建成了工程设计图纸资料库、购买并安装了青霉素发酵仿真培训系统,以及订制了酶法制备手性氨基酸生产线、符合GMP规范的药品生产线和牛奶生产线的大型流程模型。满足了学生通过认识实习了解熟悉典型生产过程和常用设备的需求,也为学生进一步提高工程设计能力奠定了基础。
2,生物工程示范功能区的建设
为满足学生认识实习和毕业实习的需要,结合国家生化工程中心中试基地的建设,投资建设了发酵与酶工程、生物分离提取、产品精制干燥、符合GMP规范的药剂工程和公用工程五个示范装置。介绍如下:
(1)发酵与酶工程示范装置。主要由气升式发酵罐、机械搅拌式发酵罐及控制系统、配料罐、补料罐等附属设施、酶转化反应系统组成。所配置的设备设计新颖、流程连接灵活,能够实现从中试规模到生产规模的操作。学生通过在本功能区内的实习,能够掌握发酵工程、酶工程常用设备和附属设施的组成与配置,熟悉发酵和酶转化过程的分析检测仪器,了解菌种培养和选育工作的流程。
(2)生物分离提取示范装置。主要由固液分离装置、连续式离子交换系统和膜分离装置组成,既保留了板框、离心机等传统的固液分离设备,又结合生化工程发展趋势,自行设计并组装了新型连续式离子交换分离设备、新型的微滤、超滤和纳滤等膜分离设备,加强了学生对生化产品的分离纯化手段的基本认识。
(3)产品精制干燥示范装置。主要由真空浓缩系统、结晶装置和干燥装置组成。通过本功能区的教学实习,学生能够掌握真空浓缩和结晶系统的工作原理与操作规程,了解新型干燥设备的工作原理及其实际运用。
(4)符合GMP规范的药剂工程示范装置。主要由药品原料混合粉碎、运输设备、药品灌装和成型设备组成,涵盖了药品生产的所有装置设备。通过本功能区的教学实习,使学生直接接触药品生产的典型流程,熟悉不同剂型药品的成型特点及其操作规程,加深学生对药品生产管理规范的理解。
(5)公用工程示范装置。主要由真空、空压、冷冻、蒸汽、溶剂回收装置构成,基本包含了生物工程工厂公用系统所需的流程设备。通过本功能区的实习,使学生能够掌握真空、空压系统工作原理与操作规程,熟悉冷冻、纯水装置工作原理与操作规程,了解锅炉、溶剂回收装置工作原理与操作规程。
三、生物工程实践教学基地能承担的实践教学任务
经过两年多的建设,生物工程校内实践教学基地已经基本建成,承担的实践教学任务如下:
1,认识实习
学生在完成公共基础课及部分专业基础课学习的基础上,由教师指导,通过对典型产品流程模型的参观、仿真软件仿真训练、示范装置工艺流程参观,了解熟悉产品制造的一般工艺流程、常用设备和车间设备布置,旨在强化学生对设备、产品流程等工程全局观方面的意识,使学生获得对后继专业理论课程的感性认识。
2,课程设计
课程设计是一个重要的实践教学环节。学生在规定的时间内按照设计任务书要求,独立完成课程设计任务,使学生受到工艺设备及工厂设计的初步训练,为毕业设计和今后从事技术工作打下一定的基础。
3,毕业实习
学生在完成基础课程及专业课程学习的基础上,通过直接参与实际科研项目的设计、中试或研究开放,结合相关产品和项目,对生产工艺流程和各功能区设备进行全面深入的了解,打下扎实的基础。通过毕业实习,不仅要使学生的专业技能得到培养和锻炼,而且要使学生的综合素质得到全面提高,使学生的学习能力、实践能力和创新能力得到进一步提高。
四、生物工程实践教学基地的建设特色成果
1,实践教学理念的创新
实践教学基地以立足工业生物技术,面向“大化工”,以高级工程技术人才培养为理念,以提高学生综合工程素质为主线,从工程设计训练、实践环节教育到产学研实践,构建工程训练体系中开放型实践教学平台,探索人才培养的新模式和新体系。实现实践教学训练和教学科研创新的互动,形成产学研相结合的综合知识能力培养体系。
2,实践教学内容的创新
为了切实提高大学生工程实践能力和综合素质,以市场导向的产品全流程为主线、以自我创新多项关键技术为重点、以企业整体的运行理念为基础,对实践教学模式、实践教学内容不断进行改进和创新。每次实习都让学生在中心各功能区亲身感受、亲自动手,加深学生对企业管理和技术开发工作的认识和体会。
应用型人才就是把成熟的技术和理论直接应用到实际的生产过程中去,工程实践能力是应用型高级技术人才的一项重要素质,是学生能否适应社会需要的一项重要能力。实践技能是工程实践能力和创新能力的基础。特别是生物工程学科,作为一门实践性很强的学科,与企业结合紧密的实践教学在应用型人才培养过程中显得尤为重要。
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。
2.改革专业实验技能考核方式。重视毕业论文(设计)环节在提高学生的实验技能方面的重要性,建立较完善的毕业论文设计)质量保障与评价体系。
【关键词】生物工程;培养方案;分类;人才培养模式
生物工程专业是教育部于1998年正式成立的专业,包括生物化学工程、微生物制药、发酵工程、生物化工等专业,并且首次将生物工程列为本科专业目录中工学门类中的一种,与化学工程、轻工等并列,对生物技术领域产业化发展以及人才培养都具有极其重要意义[1,2]。随着时展生物工程已经逐渐发展成主导性产业,在国家产业结构调整和经济增长中扮演不可或缺的角色,必将成为国家大力发展生产力,实现跨越式发展极大的推动力。生物工程专业发展迅速,但近年大规模扩招和许多学校现有办学条件的限制,致使生物工程专业建设主要存在以下问题:(1)教学资源紧张且师资薄弱,教学质量方面出现较多问题,更为重要的是经费严重不足导致办学力不从心;(2)由于目前生物工程没有形成大规模的产业化,许多高校又增设了生物工程专业,导致毕业生就业出现困境;(3)生物工程本科专业为一级学科,但却没有生物工程硕士和博士点,从而导致本科和研究生教育出现脱勾现象,对于生物工程领域高素质、高水平人才培养非常不利,为此应加快生物工程硕士和博士点建设,切实制定相应的质量标准,加强专业建设和人才培养模式的研究,培养满足社会需求的各种规格的生物工程专业人才是当务之急。目前部分高校也实行创新型、复合型或应用型人才培养模式,但是同一个专业只实行一种培养模式,一种培养方案,学生入校后,只能按照事先设计好的培养方案和课程体系去学习,学生却没有选择余地,结果导致同一专业培养出来的学生规格全国差不多[3-5]。而社会同一行业用人单位对同一专业的学生要求却不同,即虽然来自同一专业毕业生,其工作岗位性质要求是不同的,然而学生在学校培养规格基本一样,这样的毕业生就不能满足社会同一行业不同性质岗位的需要。比如现行生物工程专业按照教育部教学指导委员会制定的规范要求,生物工程专业按照应用型人才培养模式进行培养,而学生毕业后有的出国、有的考研、有的到研究性质的单位、有的到技术岗位、有的到本专业管理岗位工作等等。如果按照应用型人才培养模式和与之配套的培养方案和课程体系进行培养,这样的毕业生是无法满足上述这些不同岗位工作的要求。所以说现实社会中,需要各种培养规格的生物工程专业人才,如研发型人才、技术型人员、专业管理人才、教学型人才等不同规格的各类人才。因此,必须对人才培养模式加大研究力度,培养不同规格的人才,以满足社会和学生本人的需求,从而培养出高质量的人才,进而适应日益激烈的人才市场竞争。为此,我们确定了以就业为导向、以工科为背景、以化工学科为优势、以生物学科为基础,制定满足社会需求的生物工程专业培养方案,并根据社会需求、生源质量和未来就业方向提出一种新型的人才培养模式——分类人才培养模式(研究型、应用型、复合型),在学生个性化下功夫,培养满足社会同一行业不同单位对不同规格的生物工程专业人才需求。我院围绕学校的办学定位和特色专业建设目标,认真总结专业办学经验,深入开展本专业人才需求调查和分析,进一步明确新形势下本专业在人才培养中对于创新能力和自身素质要求,对人才培养方案不断进行优化,突出专业特色。以增强人才创新性、实践性、前瞻性和适应性作为根本原则,构建合理的课程体系和教学计划,并做到持续改进,以保证课程体系和教学计划适应企业、行业、社会对人才需求的变化。着重建设实践教学环节,重点培养学生的实践能力,强化学生独立获取知识、终身学习的能力和综合素质的培养,真正为企业提供高素质的对口人才。
1拓宽专业口径,制定生物工程专业创新型人才培养方案
1.1准确定位生物工程专业创新型人才培养目标
紧密追随社会经济发展需要,按照企业和市场需要不断调整和重组现有专业,使生物工程专业更好的适应国家产业结构调整和经济发展。另外要不断拓宽就业基础,着重增强创新能力和高素质的人才培养,改变过去专业意识强和“填鸭式”的知识传授,按照社会发展需要使人才的知识能力和素质结构更加合理。从而提高学生的综合知识结构体系。遵循“横向拓宽,纵向理顺,加强基础,调整结构,更新内容,精简学时,突出实践”的原则,并根据吉林化工学院本科专业培养方案修订的原则和意见,重新构建培养方案,使其更加符合人才培养需要,其主要特点是:(1)注重知识能力和素质的协调发展,培养目标更加明确;特别是增加了本科生在读期间,必须修满4个创新教育学分,否则不能毕业;(2)明确主干课程的同时重点建设实践教学环节;(3)拓宽专业口径,把注意力放在创新能力的培养;(4)采用3+1模式,即大一到大三学年主要学习理论知识,大四学年重点进行实践环节教学。新培养方案更加符合人才培养目标,有利于提高人文素养和科学素质,符合新时代对于学生德智体美全面发展要求,对于学生实践和创新能力的培养打下坚实基础。由此,我们确定了生物工程专业创新型人才的培养目标:培养具有正确世界观、人生观和价值观德智体美全面发展的高素质创新型人才;具有扎实的理化知识、社科知识和人文素养;具有较高的外语水平和计算机应用能力,具有学会学习和较强的实践能力;能够掌握生物工程与技术领域的基本理论和技能,从而成为在该领域从事技术研究和产品开发以及生产管理等方面的应用型人才。
1.2明确生物工程专业分类人才(研究型、应用型、复合型)培养要求
以“注重素质、强化基础、拓宽口径、增强能力、开拓创新”为教学指导思想,融业务培养与素质教育为一体,融知识传授与能力培养为一体,融教学与科研为一体,培养素质高、基础厚、知识宽、能力强和具有创新精神的生物工程技术人才,并对素质结构、能力结构和知识结构均做了明确的要求。对于素质结构要求具备较高的思想道德素质、较高的文化素质、良好的专业素质和良好的身心素质,只有具备健全人格、人文素养、创新意识和创新精神以及良好的心理素质才能发展成为高素质的人才。对于能力结构要求具备获取知识的能力、应用知识能力和创新能力。只有具备这些能力才能在相关领域进行独立研发和生产设计,才能运用创造性思维进行科研开发。对于知识结构要求具备自然科学知识、人文社会科学知识、工具性知识、专业基础知识、生物工程专业知识、工程技术知识和管理知识。只有掌握这些基本的理论和知识才能熟练解决生产实践中遇到的问题,才能成长为社会发展需要的研究型、应用型、复合型人才。
2注重课程建设,建立科学、可行的创新人才培养的课程体系和教学内容体系,修订与之适应的教学大纲
按照拓宽就业基础和增强创新能力和高素质人才培养的思路重新设计教学计划,综合考虑学生知识能力和素质结构的协调发展,改变过去专业意识强和各门课程相互独立现象,增强不同学科间的交叉融合,积极推进教学内容和手段的改革。新的课程体系既体现了学科交叉融合和文理工渗透也体现了上下游技术结合。设置的课程选择性更强,专业任意选修课由原来的14门增加至20门,并且强化实践教学环节,突出各专业主干课程综合大实验的重要性,设置了《基因工程综合实验》、《细胞工程综合实验》、《生物分离工程综合实验》等综合大实验课程,并增加了《发酵工程课程设计》。增设文献检索与科技论文写作、英语听力课。同时修订生物工程专业课程教学大纲。并确定重点建设《基因工程》、《生物化学》、《微生物学》、《生物分离工程》等课程,每门课程均设课程负责人,由课程负责人制定本门课程的教学大纲及组织课堂教学。另外,加强教材建设,制订“生物工程专业教材选用原则”,优先选用教育部获奖教材、优秀教材、规划教材、面向21世纪课程教材、引进国外优秀教材的中文译本、高等教育出版社和科学出版社近3年出版的教材。同时学院编写了生物类优秀教材推荐目录,供任课教师在征订教材时参考。
3更新实践教学内容,构建培养创新精神和实践能力的实践教学体系
生物学是一门实验科学,而生物工程专业是生命科学从实验室研究通向工业生产的桥梁。所以,我们高度重视实践教学环节的建设,充分发挥科研的支撑作用,合理安排实验课程、课程设计、专业实习和毕业论文等教学环节,建立一定的研发训练体系;而全程导师制的实施,进一步提高了大学生课外创新实践活动的质量,贯彻了“全人教育”的思想,保证了本专业培养目标的实现。
3.1结合生物学科特点,统筹安排实验教学
生物工程专业原来专业基础实验课大多为验证性实验,这样不利于交叉学科、前沿学科内容的引入,更不利于学生分析和解决问题能力的提高。为此,重新构建了实验课程教学内容,优化了实验教学体系内容,增加了综合和设计性实验。将所有实验课分为专业基础实验和生物工程综合大实验两大类,按照由易到难、由简单到复杂的特点组织教学,突出实验教学的综合性和创新性。按照新思路,我们将生物学基础实验课程内容按基本技术、宏观水平、细胞水平和分子水平四个层次重新组合,优化课程体系,打破课程界限,内容合理衔接,由易到难,避免重复;将实验课程分为学科基础实验、专业基础实验和专业综合实验三大类,使本专业的实验教学具有基础性、系统性、综合性和先进性。另外重视学生的求知欲和探究精神,鼓励学生进行独立研究并营造一个宽松的环境,着重培养学生的创新能力。引领学生积极参与到导师的科研课题以及各种学术讲座和Semi-nar形式的学术活动,这样学生才能充分了解本领域的发展前沿,从而使其明了自己的研究方向,增强了他们的创新意识和实践能力,最终成为具有创新能力的应用型人才。
3.2建立“四个三”实践教学体系,符合学生认知规律
实行“四个三”实践教学体系,即三个实验层次:宏观水平、细胞水平、分子水平;三种实验类型:基本验证实验、专业综合实验、研究设计实验;三种教学途径:必修实验、开放实验、创新实验;三种考核方式:实验习惯养成和基本仪器使用、实验报告、实验操作考核。通过“四个三”实践教学实施使学生充分认识了各门课程的内在联系,极大地培养了学生的创新思维,推动了学生进行独立研究从而培养了他们的创新意识和实践能力,实现了知识能力和素质的协调发展。
3.3尊重教师科研背景,理论实验同步建设
我们充分尊重教师的科研背景,使课程或部分教学内容与教师科研方向一致,使之能将科研成果及时融入理论与实验教学。由主讲理论课程的教师总体负责对应实验课程的建设,使之合理衔接,内容融汇贯通,从而促进了课程的整合和理论、实验教学内容的更新。3.4技术方法合理综合,内容与科研、生产有机结合根据实验内容的内在联系,科学综合实验技术和实验方法,基本技术不计学时学分,实行实验室开放性训练,合格者方可进入实验环节。结合“本科生创新教育基金项目”引入科研成果和社会应用项目,为学生开出设计创新性实验。另外导师将个人的科研成果进行重新设计转化为学生能够操作的综合性大实验,通过学生再现科研成果可使学生明白科研成果必须能够复现并且经得起推敲,从而大大增强了学生的科研兴趣。逐步实现了与教师科研课题相结合的基础实验技能化、实验平台多元化、实验思维科研化、培养过程个性化的实验教学体系。
4结束语
教育是社会进步和经济发展的奠基工程。教育的产品——人才已经成为未来社会的焦点,为此,如何培养出一专多能、几专多能的高质量的人才来满足形势发展的需要,已是摆在高等教育面前十分突出的重要课题。目前部分高校也实行创新型、复合型或应用型人才培养模式,但是同一个专业只实行一种培养模式,一种培养方案,学生入校后,只能按照事先设计好的培养方案和课程体系去学习,学生却没有选择余地,结果导致同一专业培养出来的学生规格全国差不多。而社会同一行业用人单位对同一专业的学生要求却不同,即虽然来自同一专业毕业生,其工作岗位性质要求是不同的,然而学生在学校培养规格基本一样,这样的毕业生就不能满足社会同一行业不同性质岗位的需要。现实社会中,需要各种培养规格的生物工程专业人才,如研发型人才、技术型人员、专业管理人才、教学型人才等不同规格的各类人才。因此,必须对人才培养模式加大研究力度,培养不同规格的人才,以满足社会和学生本人的需求,从而培养出高质量的人才,进而适应日益激烈的人才市场竞争。因此生物工程专业建设应抓住机遇创新发展,不断地探索改革培养方案,最终实现培养生物工程领域研究型、应用型、复合型人才的目的。
参考文献
[1]崔凤杰,孙文敬,黄达明,钱静亚.生物工程专业培养方案的修订与实践[J].轻工科技,2013,29(4):142-144.
[2]潘志明,孙林,周福才,等.生物工程专业卓越工程师培养方案的实施研究[J].教育教学论坛,2015,51:268-269.
[3]江成英,刘晓兰,邹东恢,等.生物工程专业应用型人才培养方案的优化[J].高师理科学刊,2013,33(6):118-120.
[4]张德华,江瑜,陈存武,等.应用型本科院校生物工程专业人才培养框架结构与教改探索[J].皖西学院学报,2011,27(5):53-56.
关键词:酿酒工艺学;实践教学;教学质量
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0037-02
《酿造酒工艺学》是生物工程专业必修课,在工业发酵专业中占有重要的地位。本课程以探讨酿造酒的生产技术为主要内容,主要对啤酒、葡萄酒酿造进行重点讲授。教学中着重讲述啤酒、葡萄酒的工艺学原理、工艺流程、工艺过程控制和产品质量管理等,同时,对其他酿造酒产品生产的特殊性也将做一些简单介绍。本课程旨在通过学习,使学生能较好的系统了解和掌握各类酿造酒生产中的基本理论、基本原理、特点、生产工艺以及整个生产过程,培养学生成为能够指导生产、正确分析和解决生产中具体问题,并具有初步研究能力的工程技术人员。
一、酿酒工艺学课程的特点
酿酒工艺学是生物工程专业、发酵工程专业的核心理论与实践课程之一。该课程主要讲授啤酒、葡萄酒及黄酒的生产原理、原料处理、生产工艺、生产设备及后处理过程。归纳起来,酿酒工艺学课程具有如下的特点。
1.知识点多。酿酒工艺学涉及啤酒的原料、麦芽制造、糖化工艺、发酵工艺、啤酒包装、啤酒设备、工艺计算、水电汽用量计算、成本核算及啤酒品评等内容,葡萄酒涵盖了葡萄品种分类、酿造工艺、设备选型、品评等内容。总体上看,课程内容相互之间的系统性、连贯性强、涉及面广、理论与实践结合紧密。这样对教学内容的组织显得尤为重要。
2.实践性强。本课程教学的最终目的,是要求学生掌握并学会酿酒工艺的基本原理、工艺设计与实现、生产问题的解决、质量检测分析等内容。学习的目的就是为企业培养合格的工程师,为提高教学效果增加实践教学环节,使学生掌握酿酒工艺学的最有效途径。因而,必须深入探讨、合理安排本课程实践教学的内容与方法,达到理论与实际的结合,又要做到锻炼学生分析和解决问题能力的目的。
3.与相关课程的关系密切。酿酒工艺学与基础课程、其他专业课程如“生物化学”、“微生物学”、“分析化学”、“化工原理”、“生物工程反应设备”、“工厂设计”等课程衔接紧密,熟练掌握相关专业知识是学习本门课程的前提。例如,在生物工程反应设备课程中学到多种传输设备,针对原料的特点、工艺的不同、整体布局的多样性,如何从不同的传输设备中选择合适的输送方式及设备等内容,需要学生灵活地掌握和运用设备课中所学知识。酿酒工艺学涵盖化学、生物、机械、化工等领域的内容,对教师和学生提出了较高的专业理论与实践要求。
二、传统教学模式的弊端
传统模式的教学有以下问题:①教学方法单一。虽然经过近几年的发展,引入了多媒体教学的形式,但没有改变单向交流的课堂教学模式,教师讲、学生听,强调知识的记忆和重复练习;②考试仍然是最终、甚至唯一的教学评价方法。成绩的高低多取决于固定知识点的死记硬背,对于知识的联系与应用很难考察,成绩作为评价学生的标准,不能很好地体现学生对于专业知识的灵活掌握和运用,易出现培养的学生“高分低能”,不受企业的欢迎;③讲课内容更新速度慢,滞后于技术在企业中的普及速度。教师满足于经典的教学内容,有些内容甚至已经淘汰,满足现状,教师提高和改进教学方法的动力不足,学生“拉回”课堂困难较大。
三、酿酒工艺学课程的教学改革
1.教学改革的宗旨。长期以来,由于理论与实践脱节,生物工程专业的就业在各大网站就业排行榜上总在最后几位,严重地影响了学生学习的积极性和主动性。培养具有创新型、创业型的学生,首先就是要激发学生对专业的爱好和兴趣,课堂作为学生学习的第一场所,教师的课堂教学效果及引导力就显得尤为重要。酿酒工艺学教学改革的宗旨是改变传统教学模式,以共享优质资源、培养综合素质高、富有创新能力和社会适应能力强的复合型人才为培养目标,利用优秀的教学资源,使学生能够根据自己的兴趣、时间进行主动自主的学习[1]。将单一授课形式转变为课堂与实践结合、教师教学与指导,学生设计、生产产品,试验过程分析、总结,各实验小组互相评价为一体的综合性训练模式。
2.教学改革的方法。①课堂教学改革。重新制作CAI课件,原有的课件内容以知识点的介绍为主,和学生的互动性差,多以教师讲解的单边交流形式出现。新的课件缩小了展示教学内容,在每个重要知识点后大量增加了案例教学、问题分析等内容,时间安排上知识点的讲解仅占1/3的教学时间,案例教学、问题分析占2/3的时间,学生可以广泛地参与到问题的分析过程,提高学生的积极性和主动性。②重视学生的实践动手能力。首先,课时从32学时增加到42学时,即增加了10学时的课内设计性实验,针对生产过程的问题设计解决方案,讨论并实施。对专业教师进行专业培训,开设了20学时的白酒品评试验,按照严格的白酒品评程序对市售的主要类型白酒进行品评打分。同时,开设啤酒工艺生产实训,2013年申请100万建设经费建设了一条啤酒中试生产线,包含微生物菌种选育、啤酒中试生产、分析检测实验室,学生在课堂教学的课外时间进行为期2月的生产实践。通过这种方式,保持良好的学习动机,合理安排学习时间及进度、根据实际情况制定生产方案[2],才能使学生更加深入地掌握和理解该课程的内容,培养了学生的创新意识和创新能力,收效甚好,达到了预期的目的。③课程设计环节的改革。课程设计的目的主要是让学生综合运用所学的知识,是加强本课程学习的另一个关键措施。为此将课程设计规范为以下几个步骤:选择设计主题,以前的设计无确定的方向,学生依靠短暂参观实习的印象盲目设计。啤酒中试生产线建立后,依靠啤酒中试生产线,有的放矢,选择糖化设备、发酵设备、包装设备、动力设备、生产工艺流程、整体设计等内容,就生产中遇到的问题进行重新设计并改进,一方面更加具体直观,另一方面也为科研积攒了素材;AutoCAD的绘图,将较好的设计方案存档,可作为教学案例使用;同行评价,充分发挥学生的主观能动性,挖掘学生潜能,增加学习的自由度,使学生有自由的学习和思维空间,培养学生学习专业知识、发现问题和解决问题的能力。学生分组设计后,公开汇报,邀请专业教师与企业的工程师参与答辩、评比,最终经各方面讨论,并给出意见及相应的评价返回设计小组加以改进,得出设计结论。
通过几年酿酒工艺学课程的教学工作,我们完成了从内容到形式课程CAI课件的更新,建立了相应的探究式教学问题题库,开设课程设计性实验,建成了啤酒中生产线并运用到学生的生产实训过程,取得了较好的教学成果,学生对教学评价高、学习兴趣极大增加。以上仅是我们在教学改革道路上取得的一些成果和体会,我们深刻认识到要全面提高教学质量,教师必须深入研究教育思想和教育观念、教学内容和课程体系、教学方法和教学手段等方面的内容,整合、调整课程结构和教学内容,优化培养过程,联系相关专业知识,不断发现并解决问题,懂得运用,使学生真正掌握课程的内容并能应用于实践。
参考文献:
关键词:生物工程;实验教学体系;创新能力培养
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)08-0273-02
引言
在深化高等教育改革中,培养学生综合素质和创新能力是一个根本性的指导思想,实验教学是高等学校整个教学活动中的重要环节,它包含实验、实践、课程设计实习等一系列实训性教学环节,具有很强的直观性和操作性,是对理论教学的补充和拓展,是为学生提供一个将书本知识转化为行为能力的重要场所。实验是培养学生创新的基础,因此,实验教学是实施创新教育的最重要环节,也是创新能力培养的关键环节。而传统的“重理论、轻实践”的教学理念培养出来的人才专业理论知识较扎实,但动手能力、适应能力、创新能力较差,特别在生物工程领域对人才的创新能力和实验能力要求较强的行业,尤其需要学生在有稳固的专业理论知识的同时,强化创新精神和实践能力的培养。
当前生物工程专业实验课程设置存在以下几个方面的不足:各门实验课自成体系,为了各自的系统性和完整性,实验内容重复庞杂;验证性实验占的比例大,综合性、设计性实验少;内容陈旧,经典验证性实验多,研究、探讨型实验少,不利于学生的创新精神和创新能力的培养;教学方法单一,抑制了思维和创造能力的发挥。为此,我校生物工程专业进一步深化课程改革,构建新型的实践课程体系,进一步提高教学质量。
一、构建一体化多层次实训课程体系
一体化的实验教学体系,是整合各实验教学环节,把培养学生综合实践能力的实训教学作为一个整体考虑,制定实验教学计划与大纲,构建综合实践能力整体培养目标体系,培养学生创新意识、创新思维、创造能力和分析解决问题能力,遵循由浅入深,循序渐进的教育规律,加强基础与专业实验的内在联系、相互渗透和整体设计,减少验证性实验,增加综合性、设计性实验,开设自主性、研究性实验。依据学生不同阶段的学习要求和学习能力,设置了由两类课程、三个阶段、四个层次构成的实验教学课程体系,形成循序渐进、前后衔接,交叉渗透,由单一到综合到自主设计至研究开发,贯穿整个本科教育过程的纵向教学体系。可以从四个层次来构建:
第一层次:
对低年级学生首先通过理论教学建立学科的系统概念,在实验教学体系中以过程认知教学为主,通过大量的基础实验(以演示性实验、验证性实验为主),使学生对学科有初步的感知、掌握基本仪器的使用及基本实验方法,训练其基本技能,培养学生科学、规范的研究习惯与方法。
第二层次:
在第一层次的基础上增加专业课程的学习,逐步减少实验教学体系中演示性、验证性实验的比例,同时加大综合性、设计性实验的比例。
此时,学生在掌握了一定基础知识和专业知识的基础上,加上实验课程对学生的综合能力、创新能力的训练力度加大,作为进一步的措施和发挥,一方面学校向学生开放实验室,鼓励学生自主创新,逐步接触科学研究;另一方面,学校可以组织学生到校外的教学基地去见习,让学生熟悉专业学科在实际生产中的应用及整个生产流程。
第三层次:
主要针对高年级学生,这类学生对专业知识有相当程度的掌握,主要教学目标为在基本实验技能、方法的基础上,促进科学思维和创新能力的提高,强调基础性、综合性、设计性实验相结合,全面培养学生的综合能力,因此在实验教学当中可以适当穿插跨课程甚至是跨学科的综合性大实验,促使不同课程间的知识融合;同时,进一步增加设计性实验的比例,培养的学生的创新精神和创新能力。
学生在有一定科研基础训练的情况下,专业导师进一步引导学生学习科研论文的写作方法,鼓励学生在课余时间广泛涉猎相关专业的科研论文,关注学科的发展,完成综述,尝试将设计性实验或实验室开放所完成的实验课题形成论文,并鼓励学生积极发表,完成从基础、专业知识积累到专业实践训练的过渡。
第四层次:
此时,学生进入实习阶段,通过校内校外、专业实习毕业实习等多层次的实习,毕业论文(设计)等综合实验环节,充分培养学生分析、解决问题的能力和实验能力。此阶段,学校各级实验室向学生开放、充分利用教学基地的资源来完成毕业论文(设计)将是工作的重点。通过该层次的训练,学生不但能体会自身知识、能力如何在科学研究和生产实践中得到应用与发挥,而且完成了学以致用的过渡,也了解了学科的技术进步与发展动向、科研论文的研究和写作方法等。
以上四个层次的一体化实验教学体系构建过程中,从基础教学逐步过渡到专业实验教学以及最后的毕业实习阶段,理论教学与实验教学贯穿整个教学阶段,必须树立培养创新型、应用型人才的带教意识;无论是理论教学还是实验教学,都必须坚持启发式、问题式的教学方法,以教师为主导、学生为主体,促进学生自主学习、鼓励学生自主实验。
二、基于创新能力培养的实验课程体系构建
构建一体化多层次的实验教学体系,坚持理论教学、实验教学与科学研究三位一体(横向渗透),分层次全程培养学生的能力(纵向渗透),逐步推进体系内各个模块的实施和完善,注重实验教学体系各层次教学质量的保证,全面推进创新型、应用型人才的培养。
结束语
安徽工程科技学院生物工程专业是省示范专业,对如何培养具有创新能力的高素质人才进行了积极的探索。该专业通过对实验教学环节改革,探讨了提高生物工程专业学生工程实践能力和综合素质、强化工程设计等教学理念。通过几年的教学尝试和改革实践,显著提高了学生在实验中的动手能力、创新能力。2006年,生物工程专业构建了两个学生实验平台和一个生物参数检测中心。其中,一个是耗氧发酵平台,学生利用三联发酵罐模拟生产天然色素、酶制剂、氨基酸、抗生物等生物工程产物,掌握耗氧生物反应过程控制、产品提取整套生产技术;另一个是利用厌氧平台发即啤酒实训系统模拟生产啤酒、功能性发酵食品。通过校内模式生化产品生产装置实习基地的建立,学生克服了现场实习缺乏动手操作的局限。在实验基础上进行工程设计,能够强化学生设计能力和工程意识,也对学生思维能力、分析判断能力和综合运用知识能力起到了良好的促进作用。
参考文献:
[1] 陶玉贵,汤斌,伊长文,朱龙宝,葛飞.生物工程专业课程结构体系构建和课程整合的研究[J],经济研究导刊,2009,(9):228-229.
[2] 李江华,房峻,郑飞云,孙军勇,张梁,丁重阳. 生物工程综合实验教学创新体系的构建[J].实验室研究与探索,2009,28(4):222-224.
[3] 刘立明. 生物工程专业实践教学体系构建与实践[J]. 广东化工,2010,37(1):179-180.