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生物医学工程学是一个新兴的、发展迅速的专业,除了具有很好的社会效益外,还有很好的经济效益,前景非常广阔,是目前各国争相发展的高新技术之一。以1984年为例,美国生物医学工程和系统的市场规模约为110亿美元,到2000年其产值已达400~1000亿美元。然而我们对这个专业的了解却少之又少,似乎提到它我们就只想到推销医疗器械的人,我们的思维和潜意识中已经把这个专业和推销医疗器械画上了等号。其实不然,本期我们将把这个专业简单介绍给大家,供考生参考。
名词解释・生物医学工程
生物医学工程兴起于20世纪50年代,它与医学工程和生物技术有着十分密切的关系,而且发展非常迅速,已经成为世界各国竞争的主要领域之一。生物医学工程学与其他学科一样,其发展也是由科技、社会、经济诸多因素所决定的。这个名词最早出现在美国。1958年在美国成立了国际医学电子学联合会,1965年该组织改称国际医学和生物工程联合会,后来成为国际生物医学工程学会。
生物医学工程是一门理、工、医相结合的边缘学科,是多种工程学科向生物医学渗透的产物。它是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法,从工程学的角度,在多层次上研究人体的结构、功能及其相互关系,揭示其生命现象,为防病、治病提供新的技术手段的一门综合性、高技术的学科。其目的是为了解决医学中的有关问题,保障人类健康,为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务。
有识之士认为,在新世纪,随着自然科学的不断发展,生物医学工程的发展前景不可估量。生物医学工程学科是一门高度综合的交叉学科,这是它最大的特点。
生物医学工程的主要课程:现代生物学导论、生理学、定量生理学、生物学专题、生物医学工程概论、电路原理、数字电子技术基础、模拟电子技术基础、电磁测量、计算机文化基础、高级语言程序设计、微机原理与应用、计算机图形学、信号与系统、数字信号处理、自动控制原理、人体运动信息检测与处理、生物医学电子学、医用电子仪器、医学仪器设计、医学图像处理、医学模式识别等。
毕业生具备以下基本能力:
1.掌握电子技术的基本原理及设计方法;
2.掌握信号检测和信号处理及分析的基本理论;
3.具有生物医学的基础知识;
4.具有微处理器和计算机应用能力;
5.具有生物医学工程研究与开发的初步能力;
6.具有一定的人文社会科学基础知识;
7.了解生物医学工程的发展动态;
8.掌握文献检索、资料查询的基本方法。
名校盘点・国内外排名靠前的学校
国内生物医学工程一级学科排名靠前的学校是:
东南大学、清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学、华中科技大学、四川大学、北京航空航天大学、浙江大学、重庆大学、西安交通大学、天津大学。其中东南大学在多次评估中蝉联第一。
美国生物医学工程排名前十位的学校是:
约翰・霍普金斯大学、佐治亚理工学院、杜克大学、麻省理工学院、加利福尼亚大学圣地亚哥分校、莱斯大学、斯坦福大学、宾夕法尼亚大学、华盛顿大学、加州大学伯克利分校。
重点推荐・天津大学生物科学与医学工程学院
天津大学环境科学与工程学院是环境、能源、市政等方面的人才培养基地和科学研究中心。学院定位和建设目标为“国内一流,世界知名”,按照“高起点、新机制、办特色、创一流、持续发展”的建院方针,不断招揽国内外高级优秀人才,在学科建设、人才培养、科研开发和应用推广等方面协调发展,快速实现重点突破。
学院下设环境科学与生态系、环境工程系、建筑环境与设备工程系三个教学单位和中澳能源合作中心、建筑节能研究中心、座舱空气革新性环境研究中心、建造环境研究室、中心实验室、环评中心、遗传工程研究所及植物生物技术研究所。拥有环境科学与工程一级学科,环境工程、环境科学、市政工程、热能工程和供热供燃气、通风与空调工程5个二级学科。拥有覆盖全部二级学科的博士点和硕士点,并与建筑学院联合培养建筑技术专业博士研究生,建有环境科学与工程博士后流动站。
学院科研实力雄厚,先后承担或参加“863”
“973”、国家“十五”“十一五”重大攻关项目、国家自然科学基金项目、博士点基金项目、天津市重点攻关和基层研究项目。
学院积极开展对外交流,与国际上著名大学、研究机构和企业开展合作,建立定期和不定期的互访交流。通过国外企业资助,为学生建立了科技创新基金和创新奖,鼓励学生积极创新,提高学习积极性。学院40%左右的本科毕业生继续研究生的学习,其中有近一半的学生是经考核合格免试进入硕士研究生学习,一部分学生还能进入硕博连读学习。学院还有一部分优秀学生可以选择攻读院内或校内其他专业第二学位,获得双学士学位证书。50多年来,学院已经为国家输送了大量本科生、硕士生和博士生等高层次专业人才,为中国环境保护、能源利用和市政工程领域的发展作出了重要贡献。
有问必答・关于报考
问题1:生物医学工程有哪些著名企业?
通用公司、飞利浦、东芝、西门子、强生、日立、 中国迈瑞。
问题2:生物医学工程相关产业发展前景?
生物医学工程发展非常迅速,除了具有很好的社会效益外,还有很好的经济效益,前景非常广阔,是目前各国争相发展的高新技术之一,已经成为世界各国竞争的主要领域之一。以医疗器械为例:
2005年开始,中国已成为仅次于美国和日本的世界第三大医疗器械市场。
2006年,中国医疗器械进出口额首次突破百亿美元大关,进出口总值为105.52亿美元,同比增长17.57%。
2010年,中国医疗器械总产值达1000亿美元,在世界医疗器械市场上的份额达到5%,到2050年这一份额将达到25%。
问题3:我国生物医学工程的创始人是谁?
我国生物医学工程的创始人是韦钰院士。她1940年出生,1965年南京工学院电子工程学研究生毕业,1981年获西德亚琛工业大学工学博士学位,是第一位获得博歇尔奖章的中国人,1994年当选为中国工程院首批院士。
问题4:生物医学工程专业有何特点?
生物医学工程是一门交叉学科,以理工科为基础,学习各种相关技术在医学诊断与治疗中的运用。如影像技术,CT、B超的原理与应用;各种医用传感器;典型仪器的原理等。它最突出的特点是:交叉复合、知识融合。比如它融合了工程科学(信息、电子、材料)、医学(生理、解剖)、生命科学(生物学、分子生物学)、理学(数学、化学、物理)、人文社科(文史哲)等学科知识。
问题5:毕业生有怎样的出路?
关键词:生物工程;三轮驱动;导向式;培养模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)38-0007-05
“十三五”是我国产业结构重要调整和升级时期,改革过去以大量耗用生态资源的粗放型增长方式,转变为以科技为先导优化产业结构[1]。目前生物产业成为世界各国竞相抢占的战略性位点,但现阶段我国该产业层次低、技术创新不够、高层人才缺乏,成为限制产业调整和升级发展的瓶颈,培养高层次复合技术型创新人才迫在眉睫[2]。生物工程应用领域广泛,该学科专业主要培养在生物技术和工程领域能进行产业化工程设计、生产、管理及新技术研究、新产品开发的工程技术人才[3]。作为人才培养摇篮的高校,理应紧跟市场需求,调整人才培养方案,培养行业所需人才。湖北民族学院地处武陵山区腹地――恩施,是湖北少数民族地区唯一一所高校。恩施气候适宜,良好的生态环境使其具有丰富的硒和中草药等资源,被誉为世界硒都和华中药库,但工业经济薄弱,工科人才严重缺乏,严重制约当地资源的合理开发利用及经济发展。地方高校办学的宗旨应服务地方经济发展,为行业发展提供技术支撑。本研究以湖北民族学院生物工程专业为实例,以国家产业结构调整为契机,结合学校和地方实际,以校企“双轨”联合培养为基础,重点探索民族院校生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式的建设目标和方案,改革调整专业发展思路和定位,整合利用地方和企业的各种优势资源,为民族地区的经济和社会发展输送竞争力过硬的应用型、复合型、技能型优秀工程技术人才。
一、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设目标
按照“终身教育”的大框架,紧密结合“卓越计划”和“校企双轨”培养计划来设计和发展。改革基本思路:以“三轮驱动”人才培养为主线,让本专业学生真正能够实现“进校有门、毕业有岗”,最终形成“职业对接、能力本位”的复合实用型人才培养模式。“三轮驱动”即为:根据学科特征,在生物工程学科整体框架内,因材施教、分流培养,依据学生个性发展需求的实际情况,将学生分流成三轮驱动方向培养。第一轮驱动为“卓越计划”,旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量生物工程技术人才。掌握生物科学和工程技术基本理论,具有生物技术及其产业化的科学原理、生物工艺技术过程和工程设计等方面的知识,能在生物技术与工程领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理和新技术研究、新产品开发的应用型工程技术专门人才[4],使其在今后的生物工程领域起骨干和引领作用,为国家走新型产业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用;第二轮驱动为“攀登计划”,以培养大学毕业后进入更高层次继续学习深造的学术研究人才为核心,注重生物工程专业知识的深厚、学生自学能力、科学研究能力及创新能力的培养,为成为高层次生物工程精英人才奠定坚实的基础。第三轮驱动为“阳光计划”,以培养生物产业职业技能“胜任型”的应用性人才为核心,可承担生物工程领域的广谱类技术和管理人才,培养适应社会经济发展需要。
二、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设方案
生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式总体建设思路是:以突出“校企双轨联合培养”、“地方性”为特色,与时俱进,坚持以产业结构重要调整和升级对新型工程人才的要求为市场需求导向,深入落实科学发展观,整体设计、分步实施、强化能力地稳步推进改革进程。注重学生的全面发展,强调理论与实践并重,突出创新创业精神与能力培养,倡导以学生为本,充分尊重、重视学生个性,坚持三轮驱动导向,培养学生工程素质、工程意识、工程实践能力[5]。
(一)基于“三轮驱动”培养模式,修订人才培养方案,定制“菜单式”培养规格
1.构建“校-企、校-地对接、能力本位”的人才培养方案。依据“三轮驱动”培养模式,坚持以服务为宗旨、就业为导向的质量观,通过与地方相关行政管理机构和企业达成共识,以恩施地区的硒产业和生物制药产业为实践应用特色,全面修订培养方案。突出生物工程的“工科应用性”,紧紧围绕提高学生的工程意识、专业技能、专业基础知识等工程素质和工程能力的实效性,以“卓越计划”为核心,将学生培养成能在生物产业从事工程设计、生产、管理和新技术研究及产品开发的“重实践、强能力、高素质”的复合应用型高级工程技术人才。
2.定制、推行“菜单式”人才培养模式。生物工程是21世纪极具影响力和竞争力的专业,同时也是技术更新快、具有复合性和跨学科性的高科技行业。结合地方、学校特色,顺应目前中国产业改革发展趋势,以校企联合培养为基准,按“三轮驱动”人才培养目标,定制各驱动人才所必须达到的知识、素质和能力等结构的“菜单式”培养规格,实施照单管理,分类分流培养和评价。“卓越”计划菜单:知识结构:在掌握宽厚的生物学基础理论基础上,进一步掌握生物工程技术相关理论与技能,包括数理化、工程、电子技术等的基础知识,生化、分子、细胞、遗传、微生物等生物学的基础专业知识,发酵、酶、细胞、基因、生物分离、工程设备、生物工艺等生物工程的专业知识,除此外学习经济、企管、法律等的行业所需的专业能力发展知识;素质结构:业务素质、身心素质、工程素质和科研素质、正确的价值取向、团队精神、现代信息素养等;能力结构:知识能力和专业能力,工程实践能力,强化企业学习和国际交流过程,重点培养学生的工程实践能力、工程创新思维及工程管理能力。即:生物工程与技术领域从事生产、管理、设计和新技术、新产品开发等专业基础能力,正确的价值判断能力、交流沟通管理能力、信息处理能力,了解当代生物工程发展动态和应用前景,具有较强的专业综合能力和专业拓展能力;能独立进行生物技术产业化项目可行性论证、生物工程上游技术研究、生物工程工艺和设备设计、生物制品分离纯化工艺和设备的设计、生产工艺运行管理与监察、生物制品质量监控等专业发展能力。
“攀登”计划菜单:培养规格上强化生物工程专业知识结构和科学研究能力结构两个模块,强调生物工程知识的学习掌握、生物工程实验能力、科学研究能力、自学能力和创新思维的培养。
“阳光”计划菜单:培养广谱应用性人才,能胜任生物工程领域或其他相关职业的工作,以“广基础,宽口径”为基本原则,强化“基础性、实践应用性”。在专业知识技能、开发创新能力等多方位的训练要求上,相对于前两份菜单主要体现在降低规格的要求,为职业奠定广泛的基础。
(二)基于“三轮驱动”培养模式,优化课程体系和教学内容
1.优化课程模块设置。生物工程是以基因工程、细胞工程、蛋白质工程和发酵工程等生物技术为基础,化工技术为手段,生物技术研究成果为对象,产业化为目标,进行科研开发为基本任务的工科。“三轮驱动”培养模式的课程体系打破传统的单一性,实施多元化,突出“因材施教、分流培养”的三轮驱动功能,以模块化课程体系为基本模型,以全面实施学分制和弹性学制作为运作载体,推进课程改革,构建“专业知识平台+专业技能平台+职业素养平台+职业技能平台+综合能力及素质平台”的课程教学体系。
专业知识平台:主要是基础平台知识、生物学基础知识、生物工程专业知识、专业能力发展知识体系。参照国家教育部的规划,设置生物工程专业主干课程模块、适当的专业基础课程以及专业方向的基础课程模块。为“卓越”工程师计划人才,增设工程素养的主干课程、基础课程、方向课程模块,同时为“攀登”人才,加设生物工程专业知识的高级课程模块。
专业技能平台:三驱动人才所需的生物工程实验技能、信息技术和计算机应用技能。
职业素养平台:生物工程产业所需的良好道德风范。
职业技能平台――卓越工程师所需技能;综合能力及素质平台――职业生存必要的能力和素质。学科专业课程系列主干课程模块体现宽口径、厚基础,突出培养学生自学能力的功能;基础课程模块体现“高、精、新”,突出培养学生思考探究能力的功能;选修课程模块要有足够的广度与深度,要融入前沿知识,体现学科的综合交叉,突出其提高学生科学素质、培养学生初步科研能力的功能。
专业选修课程模块化。在加强双基的同时,为增强专业的适应性,增加适应地方经济发展需要的植物硒资源开发利用和生物制药方向的相关选修课程专业课同时开设任果蔬加工与保鲜、食用菌栽培、特色植物开发与利用等农学类课程以及市场营销学、质量管理学等经管类的任意选修课程,拓宽学生的专业知识面和就业渠道。
2.优化课程教学内容。对于学科专业和拓展课程系列中的课程模块,按课程群对教学内容进行优化整合,注重科学性与系统的完整性,同时又要避免单科教学周期长和课程间的交叉与重复;内容分层次,以实用够用为度,根据培养目标的要求,对专业基础课程进行科学合理的有机综合,突出教师精讲的“核心内容”,“一般内容”则在教师指导下让学生自学钻研,使知识成为培养学生科学素质和探索学习的能力的载体;在教学内容整合的基础上修定教学大纲,并附课程考纲。充分依托行业和企业优势,不断深化教学改革,积极拓展产教结合、校企结合的培养模式,实践一条校企全程合作进行人才培养的全新途径和方式。
(三)基于“三轮驱动”培养模式,加强师资队伍建设
师资队伍建设为专业建设之根本。生物工程专业将按照“稳定、培养、引进”的建设思路,稳定、培养现有教师、适当引进高学历人才,借智企业卓越工程师等措施,走内涵发展道路,采用“内引外联”、“请进来,走出去”的方式,一方面,聘请企业优秀人才担任本专业兼职教师或产业教授[6],另一方面,鼓励学校教师通过博士服务团、青年教师进企业等湖北省教师培养项目,选派教师深入企业、政府管理部门等实践锻炼,与企业、行业接轨,打造“双师型”教师队伍。以教学团队建设为推动力,以活动为载体,鼓励、扶持团队教师,特别是青年教师积极参加团队研讨课、学科带头人和骨干教师示范课等活动,促使普通教师向优秀教师转变,优秀教师向名师转变;强化对青年教师培养的各种措施,不断完善青年教师汇报课、说课、课件制作等一系列教育教学技能竞赛,促使其快速成长;积极开展教学研究,组织团队成员努力申报各类教研项目,以研究促发展,鼓励教师参加国内外教学研讨会;以学科责任教授、教学责任教授及课程责任教师为骨干,抓好业务建设,鼓励教师采用双语教学,设计制作适宜自身课程特色的教学电子资源,积极投入到微课、慕课教学模式探索,按学科群组织科研与教学结合的教师学术梯队,开展学术研究与教学研究,使集体智慧与个人特长得到充分发挥,形成本专业特色的学术风格,搭建教师快速成长的平台,提高整体教学水平。
(四)基于“三轮驱动”培养模式,改革教学方式方法,强化教学资源建设
1.建立差异化教学方式和手段,促进学生自主学习。根据现代人才观、质量教学观,生物工程专业必须打破传统单纯知识传授式的教学方法,教师应当用各种方法调动学生的学习积极性,激发学生的潜能和钻研兴趣,留出足够的知识空间与学习时空让学生自主思考、探索,发展个性、智能和综合能力。而教师则应组织学生充分讨论、交流,起指导者和引领者作用。因此,教师应灵活选用多种教学方法和手段,重视分层次教学,开放教学时空,打破完全的45分钟课堂制,堂内外、校内外结合,传统媒体和新媒体手段的结合,将教师主讲、学生研讨、学生、启发、程序教法等有机结合,积极尝试启发讨论式、案例式、虚拟式、研究式、总结式等教学方法,完成教学目标。对于双基类课程主要采用差异化教学方式和手段。差异化主要体现为:根据课程性质的不同教法的差异化和三驱动人才培养规格的不同对学生学习要求的差异化。生物工程专业课,内容基本是集理论、方法与技术于一体的综合性课程,根据“三轮驱动”培养目标及不同课程的特点,选用不同的最优教法,如与制药相关的课程采用案例教学、生物化学与分子生物学采用启发式教学或混合法。在专业选修课教学时,结合学生个体能力水平、兴趣风格等的差异,综合运用差异化教法,区别调整教学内容,灵活采用班级、小组、课外、个别和兴趣教学等多种组织形式,教学形式多样化,时空开放化,重视不同个体的个性特征和认识特性,分层次教学,实现学生整体发展基础上的个体优化。
对于专业技能和实践技能类课程,以“任务驱动法”作为教改重点。任务驱动法教学,能为学生提供体验实践和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,以任务的完成结果检验、总结学习过程,改变学生的学习状态,充分调动学生学习的主动性。在教学过程中以学生为主体、教师为主导、任务为主线、如何确定任务为核心,解决任务为关键。以三轮驱动人才培养规格的菜单为依据,以“任务驱动法”进行技能类课程的教学。该教学分四个阶段实施。第一个阶段为“照单配药”。即创设情境、研究论证确定任务阶段,由专业技术骨干和课程责任教师组成团组,参照三菜单的人才培养规格,确定三个层面各自具体的教学任务,形成可行性任务报告。第二阶段为“服药”,即教学实施阶段,学生首先按自身实际情况,选择确定自己的学习任务,然后以明确的任务为驱动,进行自主学习、协作学习。第三阶段为“药效”。即教学效果评价阶段,以学生自评、互评、师评三方共评的方式验证任务的完成情况,3方评价为基准,确定学生的成绩。第四阶段为“调药”。即修正、完善阶段,对前三阶段的教学实践进行全面评估,修正、完善该教学模式。
2.进一步加强教学资源建设。充分利用校企资源互补,用两种教育教学资源优化教学,特别是实践教学,共建技能培养基地,改革教学内容,减少验证性、单元性实验,增加综合性、设计性和反映现代科技成果内容的研究型、自主式实验,突出学生中心地位,形成以自主式、合作式、研究式为主的学生学习方式,加大开放实验力度,激发学生实验兴趣,在建设好已有的实习实训、创新基地的基础上,进一步与联合培养单位、大中型生产企业等单位的合作,建设多层次的顶岗实习和创新基地。加强毕业论文的规范化管理,进一步加大实验类和基础教育研究类论文选题比例。强化毕业论文与创新性实验相结合,让学生尽早进入毕业论文工作,提升学生的创新能力。针对大学生的就业意向,结合教师的科研课题、企业的产业发展项目以及大学生创新基金项目等,有计划地组织学生进行创新实践。通过在实地顶岗实习和实践的过程中,培养学生的实际操作能力。
(五)基于“三轮驱动”培养模式,打造“阶梯式”实验实践教学模式
阶梯式实验实践教学模式具体从教学内容和质量要求二方面展开,教学内容的阶梯式指将学生的技能以数字台阶来量化训练,规划好每一台阶学生应达到的标准,由低到高,逐级达标,逐级上升,直至到达目标层,完成培养目标。质量的阶梯式指“三轮驱动”人才在每台阶教学成绩的要求规格各异,实现真正意义上的分类教学管理。
生物工程专业实践教学遵循由浅入深、循序渐进的教育规律,构建一体化多层次的实验教学体系,形成循序渐进、前后衔接、交叉渗透,由单一到综合,自主设计至研究开发四个层次的实验教学课程体系。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。生物工程专业实践内容包括工程基本技能(细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程、生物分离工程、生物反应工程)、化工设备设计基础(工程制图)、然或人工构建的分子、细胞或组织实现产品化的中、下游过程技术和工程技能等[7]。
精心设计实验项目,强化学生的实践动手能力:保留经典实验项目,淡化课程界限,整合相关实验教学内容,夯实基础实验技能。经典实验项目有利于学生学习基本实验技能,有些经典项目大多会设置在不同的实验课程中,如“分光光度计的使用”这一经典实验项目在“生物化学”、“发酵产品分析”等实验课程中都会设置,为避免资源浪费,按照课程的先后,将其整合到生物化学实验中,通过强化练习,学生的这一基本实验技能得到了巩固,为后续实验内容的选择拓展了空间;结合恩施药物和硒资源的生物工程产业发展动态,将科研成果融入到教学中,如将天然产物的提取、分离、纯化、改性、应用等课题研究成果应用于生物化学等课程的实验教学中,不仅使学生掌握了基本实验技术,而且对学生专业操作技能进行全面训练,加深了专业理论与实践的联系,有助于培养学生综合性、系统性地应用所学知识和技能解决实际问题的能力。特别是对于“攀登”人才的培养,强化科研和创新能力,不仅在教学质量的要求规格上高于另两类人才,而且应积极引导他们尽早跟着相关导师作参与课题的研究。
质量的阶梯式即:按照三驱动人才培养目标,制定每一台阶各类人才不同的达标规格,实现真正意义上的分流管理培育。
(六)基于“三轮驱动”培养模式,改善相应的评价体系和教学管理制度
以现有的教学管理队伍为基础,推行教学工作的目标管理,发挥专业团队的作用,加强对日常教学过程管理:一步完善和修订现行的教学管理制度、教学环节基本规范和要求、教学质量标准和管理体系、教学质量监督和评价体系。改革课程考试方式,依课程性质,丰富和完善课程考试形式,笔试可采取试卷、小论文、论述、调研报告等形式,口试可以演讲、口述、辩论等形式,技能类可以是动手操作、设计制作作品等等;进一步完善课程评价体系和评价办法,打破完全的课堂45分钟制度;建立开放实验室管理制度和先进的实验教学管理模式,为学生探索性、综合性、开放性实验和毕业论文搭建平台。充分调动专业团队在教学管理、教学研究中的积极性。教师按专业课程群组成教学改革与实践责任小组,负责教学内容的整合,课程教学大纲的修定,教材的评审选用,教学方法与教学手段的现代化改革等;成立专业建设指导委员会,加强专业教学标准建设。由教学责任教师组成专门责任小组,负责国内外高校教学改革信息的调研,负责师资队伍培养建设规划的制定与实施,领导小组定期检查各责任小组的工作进展,组织责任小组之间的工作交流与研讨;对于子目标任务所获得的成果,及时组织学校内专家组进行评估鉴定。特别注意提炼专业建设过程中的创新点和突破点,注重成果在教学实践中的推广应用;运行并完善学科专业学生管理的导师制,建立每个学生系统全面的大学4年成长档案,促使每位学生准确定位自己的驱动人才类型,按菜单规格完成自己的学业。
参考文献:
[1]张敏,李尊华,刘小文,等.生物工程专业课程体系构建的研究与实践[J].广州化工,2013,41(17):202-203.
[2]张超,张健,侯茂,等.生物工程专业高素质复合型应用人才培养方案初探[J].安徽农业科学,2011,39(18):11343-11345.
[3]王宗成,刘小文,张敏,等.以就业为导向的生物工程专业人才培养模式探索与实践[J].科技资讯,2014,12(20):231-233.
[4]张连营,朱新军.应用型本科院校生物工程专业人才培养模式[J].现代企业教育,2014,(18):136-137.
[5]赵世光,薛正莲,杨超英,等.应用型生物技术专业人才培养模式的改革与实践[J].高师理科学刊,2015,(2):47-48.
关键词:环境生物;交叉学科;人才培养;实践能力
Study on education of innovation and practice ability for environmental-biological interdiscipline subject students in engineering colleges
Du Qingping, Li Yanxu, Xu Yanbin, Tang Bing
Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China
Abstract: The main reasons that influenced the interdiscipline subject talents training were analyzed in this article. Then two substantial ways were proposed to personnel training for EB interdiscipline subjects in engineering colleges: improving and optimizing the distinctive teaching plan and teaching programme; developing diversity experiments practicing teaching focused on strong actual effects.
Key words: environmental biology; interdisciplinary subjects; personnel training; practical ability
环境保护已成为当前国际关系、经贸合作的一个极为重要问题,严重地影响着我国国民经济的可持续发展。如何在经济高速发展的同时控制环境污染,改善环境质量,以实现社会经济可持续发展,这是我国目前亟待解决的重要问题[1]。生物高新技术是环境保护中应用最广、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁以及可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复等各个方面发挥着极为重要的作用[2]。历年的创纪录高温、低温、干旱、冰雹等恶劣气候环境,使得人们对环保治理的质量和效益要求越来越高。化学、计算机、地理等学科领域都在参与生物学和环境保护领域的研究,甚至连传统学科中的数学、物理都悄然开始生物数学和生物物理学的研究[3]。环境生物教育的国际化、学科交叉的复杂化和科技知识更新的频繁化,对工科院校环境生物交叉学科学生的实践能力提出了新的要求。
1 环境生物交叉学科毕业生面临的困境
1.1 环境生物交叉学科毕业生五花八门,学科背景相差很大
目前,全国理、工、农、林、医和师范等各类高校基本上都设置有与环境保护相关的生物工程专业。各高校设置环境生物交叉学科的背景不同,专业基础相差较大,对环境生物类人才培养所使用的专业培养方案五花八门,对交叉学科人才培养的教学大纲和基础课程设置存在着很多不完善的问题。具体表现在以下几个方面。
1.1.1 学生基础课或者公共课程任务繁重
为了培养具有基础知识面宽、适应性强、创新意识突出的优秀人才,国家教育部将原有的环境生物专业合并到环境科学专业中,使其成为环境科学的一个分支方向[4]。而各学校都要求交叉学科学生必须完成学校公共基础课以及学院或一级学科专业基础课。以我校为例,生物工程专业(环境生物技术方向)的学生不但要完成所有的基础课程,还要具有很强的工程实践能力,所以学生的高等数学、化工原理、工程制图和物理化学、有机化学、分析化学等工程基础课程学时所占的比例也相对较大。
1.1.2 专业课程门类多,培养的人才“博”而“不专”
生物技术专业涉及细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程、发酵工程等课程,而这些知识又必须建立在细胞生物学、遗传学、分子生物学、生物化学等基础知识上;如果要培养环境生物技术人才,学生还必须掌握环境检测和分析、环境工程学、环境评价等基础知识。
从以上两点可以看出,交叉学科学生“博览”多门课程的基础知识,但是真正掌握的专业技术并不过关。要培养有特色的环境生物类技术人才,必须根据社会实际需求改革人才培养计划,对现行的教学培养方案和课程体系进行整合和完善。
1.2 环境生物交叉学科毕业生的实践能力和综合处理问题能力欠缺
美国工程与技术鉴定委员会(ABET)要求各工程专业毕业生必须达到11种能力要求:包括制订实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力;根据需要设计一个系统、一个部件或一个过程的能力;对工程问题进行识别、建立方程以及求解的能力;在工程实践中运用各种技术、技能和现代工程工具的能力等[5]。原因主要是:(1)如今很多用人单位反映毕业生普遍存在重理论轻实践、重高端技术轻基础实践能力的问题。尽管各高校人才培养方案中都设有实验、实习等实践教学环节,但实际上,实践教学资源满足不了对学生实践能力培养的要求。从实验教学分析,高校扩招,但教学设备没有大规模增加,以前20人/批次的实验资源,现在要满足50人/批次的需要,学生不能独立操作或者整体完成实验教学要求。(2)实验教学内容没有根据技术发展进行更新。学生上实验课时,只是按照教师编写的非常详细的实验指导书按部就班操作,在实验课上不能达到对学生的综合能力和创新能力进行培养的目的。(3)缺乏处理实际问题的能力。很多专业没有固定的生产实习基地,学生综合实践经验几乎为零,而且近年来就业压力增大,学生急于找工作,不能独立、高质量地完成毕业论文/毕业设计,失去了最后培养实践能力和综合解决问题能力的机会。
因此对环境生物类交叉人才培养的实验教学、实践教学的内容、方法和手段进行改革,建立稳定、有特色的实践教学模式势在必行。
2 环境生物类交叉人才培养实践教学模式初探
2.1 教学计划和教学方案的完善和优化
为了培养有特色的环境生物类技术人才,不同院校必须有适合自己专业特色的环境生物交叉的知识体系、教学计划和教学方案[6]。以我校生物工程(环境生物技术方向)专业为例。教学中一方面强调学生有扎实的工程设计和技术应用基础,另一方面要求学生掌握生物技术和环境保护领域系统的专业基础知识。这些基础知识涉及多个学科、多个领域,很多课程所使用的教材内容自成一体,缺少系统的适合工科学生所用的教材[7]。因此教学中首先根据本校学科优势和本地人才培养需求,将各门基础课和专业课所教授的知识进行优化整合,把一门课程放到满足整个专业技术人才培养目标的层次上考虑,提炼知识内容,重新设置课程内容,确定课程教学的核心内容。再根据知识点之间内在联系,将知识领域整合、聚类成环境生物技术板块。最后根据学生的兴趣和就业目标,将知识板块构成不同的层次或者技术培养方向,使知识体系结构和教学目标明确。
2.2 开展多样化实效强的实践教学
培养环境生物类交叉技术人才可以参与的实践教学环节包括课程实验、专业实习以及科研团队和自主创业等活动。
(1)实验教学是培养合格人才的基本环节,不仅能培养学生严谨的科学方法和独立进行科学实验的能力,而且培养学生的创造能力,是培养学生动手能力和综合素质的基础[8]。对实验课程进行整合,采取开放式实验教学模式,实验内容模块化,将一些技能培训的基础实验融入综合性实验,学生按照参与客体的不同分为不同小组;各组学生参与的实验内容相互支撑,却各不相同,自成一体,不但增强了学生的探索精神,而且可以引导学生进入研究性课题[9]。
(2)通过多种途径,加强实习基地的建设。充分利用教师的科研实力,以“互惠互利、优势互补”为原则,多途径、多形式地与相关企事业单位共建校外实践教学基地,并鼓励理论功底扎实、实践能力较强的中青年教师带着学生与大型企事业单位的中高级专业技术人员从事校内外的合作研究,使教学和科研工作获得“双赢”。
(3)建立本科生科研平台,鼓励学生参加创新科研团队。除了加强课堂实践能力的培养,积极引导学生参与特色的课外科研创新课题,努力申报针对本科生而设立的科研项目。鼓励参加前期科研团队的学生,在毕业论文/毕业设计期间继续参与自己的项目完成毕业论文/设计。该措施在我校环境生物系取得良好的效
果,近年来毕业生的就业率和企业反馈信息良好。
3 结束语
随着生命科学与环境科学的发展与应用,环境生物学知识的高等教育,很可能延伸为一项重要的社会普及教育[10]。从一个较全面、系统、科学的角度,认识和分析环境生物交叉技术人才培养中所遇到的问题,强化技术储备人才实践能力的培养是非常必要的。从完善、优化教学计划和教学方案做起,采取不同的途径加强实验和实践能力训练,采用本科生导师制、纵性科研小组等措施,在教学中实施以实践教学改革为突破口的整体教学改革,力求取得更为显著的成效。
参考文献
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[2] Abuja SK, Ferreira GM, Moravia, AR. Utilization of Enzymes for Environmental Applications [J].Crit Rev Biotechnol.2004,24(2/3):125-154.
[3] 刘国忠,王秀华.一个关于害虫管理的时滞脉冲生态传染病模型[J].生物数学学报,2009,24(2):222-230.
[4] 程树培,孔志明,尹大强.环境生物学高等教育改革研究[J].高等理科教育,2004,54(2):69-71.
[5] 毕家驹.美国ABET的工程专业鉴定新进展[J].高教发展与评估,2005,21(5):44-50.
[6] 赵建华.大学生实践能力的概念、结构与影响因素分析[J].中国大学教育,2009,7:67-69.
[7] 陈德人.创新创业型交叉学科专业的知识化探索与社会化实践[J].中国大学教育,2010,1:43-45.
[8] 孙连鹏,曾令初,张再利.构建新型实践教学体系培养环境工程专业的应用型人才[J].中国建设教育,2008,10(10):43-46.
“特色985”指的是“985工程优势学科创新平台”,“32”指的是这个平台内的高校数量为32所。2011年年末,教育部表示“985工程”和“211工程”的院校规模已经稳定,将不会再新增高校。于是引入动态竞争机制,在非“985工程”高校且是部属“211工程”的高校中设立“985工程优势学科创新平台”,官方称“特色985工程”,民间俗称“小985工程”。此“工程”由教育部和财政部共同负责。
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“985工程优势学科创新平台”项目高校从属于“211工程”建设的学校但不在“985工程”建设的学校中选择。她是为建设创新型国冢、加快推进社会主义现代化建设提出来的,平台主要任务是以国家和行业发展急需的重点领域和重大需求为导向,围绕国家科技发展战略和学科前沿,提升行业特色型大学全国顶尖的优势学科实力,打造一批世界一流学科群。
纵观这32所院校,她们基本上是没有经历过合并重组的行业特色型大学,学科精度高,拥有一至两个全国顶尖的学科。在行业内认可度高,具有深厚的行业底蕴和学科积淀。只有国家中央部委直属的“211工程”高校才有资格进入此“平台”。
就目前的“985工程优势学科创新平台”建设高校来看,这些高校均在学科建设上各有特色,且有不俗的实力。依托学科建设,高校的整体实力也得到提升,如江南大学的设计学院在国际IF设计高校排名中名列全球第五位,西南交通大学的牵引动力实验室在世界交通领域有着重大影响,中国传媒大学在数字广播技术领域处于国际先进水平,华中农业大学的分子育种生物技术排名世界第5位等等。就在前不久教育部公布的首批“2011计划”名录中,就有西南交通大学、北京交通大学、中国政法大学等“985工程优势学科创新平台”高校晋级,这项计划被誊是中国高等教育系统又一项体现国家意志的重大战略举措。由此可见这些高校的实力和国家的高度重视程度。
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西南交通大学
院校速评:西南交通大学创建于1896年,时称山海关北洋铁路官学堂,是我国最早创办的现代大学之一。1905年迁校河北盾山,后更名唐山交通大学。1972年内迁四川,改为现名。长期以来,该校隶属于铁道部,2000年正式划归教育部管理。西南交大也是中国近代土木工程、矿冶工程教育的发祥地,为中国的近现代化建设培养了大批的人才。民国著名学者、政治家、教育家吴稚晖先生曾经评论过:“中国真正能注重科学工程的学校,寥寥可数,而其中就有北洋,南洋和唐山(即指今西南交通大学的前身——编者注),尤其是后者,才可算得纯粹的工程学校,较前两者也‘尤专精’”。清华大学校史也载清华工学院初创时,国内已有南洋、唐山及北洋诸校,工科教育已十分成功”。
而今她坐落在天府之国——成都,是国家首批“211工程”“特色985工程”(承担建设轨道交通运输工程优势学科创新平台)建设高校,以及正式设有研究生院的全国重点大学,是教育部“卓越工程师教育培养计划”首批试点高校和“专业学位研究生教育综合改革”试点高校。西南交大建有轨道交通国家实验室、牵引动力国家重点实验室等5个在轨道交通领域影响重大的国家级重大科技创新平台,其中的牵引动力实验室在世界交通领域有着重大影响。在学科建设上,西南交大更是实力非凡,交通运输工程学科排名一直稳居全国第一,测绘工程与技术、电气工程、机械工程、土木工程、管理科学与工程等学科也名列全国前茅。值得一说的是,茅以升学院、詹天佑学院两个拔尖创新人才培养品牌学院更是聚集了交大的特色、优势学科及其专业。
西南交大因铁路而诞生,因铁路而发展壮大,她创造了我国第一条自主设计、自主施工的京张铁路等多个举世公认的第一,从中积淀的许多宝贵经验极大地推动了以“轨道”为特色的专业发展:交通运输工程专业在全国排名第一,电气工程及其自动化、车辆工程、土木工程等专业全国排名前十,机械设计制造及其自动化专业全国排名前15位等。
国家级特色专业:交通运输、车辆工程、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、土木工程、工程力学、通信工程、建筑学、交通工程、地质工程、电子信息工程、计算机科学与技术等。
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招办电话:028-66366373,66366386,66367386
中国地质大学(武汉)
院校速评:中国地质大学创建于1952年,是教育部直属的全国重点大学,是国家“211工程”“985优势学科创新平台”建设项目的大学。该校分北京和武汉两地办学,其中武汉校区位于东湖之畔,苍翠的南望山下,毗邻国家级高新技术开发区和“武汉·中国光谷”,校园内有国家4A级旅游景区逸夫地质博物馆,还有贯通西、北校区长约380米的“地大隧道”,这些都是学子们引以为傲的。
地大以地球科学为主要特色,地学类专业约占全校专业总和的1/4,拥有8个国家级重点学科和17个省部级重点学科,其中“地质资源与地质工程”与“地质学”2个一级学科全国排名第一。地大实力最强的三个学院是地球科学学院、资源学院和工程学院,其下设的地质学、资源勘查工程、勘查技术与工程、水利工程、测绘科学与技术、地球化学、地球物理、地下水工程、水文地质等个个都是强势专业,在业界认可度很高。在这里,地学类专业的学生如果够优秀,还有机会进入地球科学“菁英班”、理科基地班、工科基地班。
由于地质类专业因对口工作的特殊性,比较适合男生报考,女生报考时应慎重考虑。建议女生可以报考地大的文科类专业,虽然与理工科类专业相比实力相对较弱,但有些专业还是很不错的,比如说珠宝鉴定专业,从近些年的珠宝行情来看,该专业在就业方面还是不错的。英语、工商管理、会计等专业也是不错的选择。
国家级特色专业:地质学、煤及煤层气工程、安全工程、资源勘查工程、地球物理学、勘查技术与工程、宝石及材料工艺学、水文与水资源工程、地球化学、环境工程等。
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招办电话:027—67883304
中国药科大学
院校速评:中国药科大学始建于1936年,是中国历史上第一所由国家创办的高等药学学府,目前已发展成为在药学界享有盛誉的教育部直属、国家“211工程”“985优势学科创新平台”重点建设的大学。
中国药科大学被公认为是药类专业的国内权威,有“药界清华”之称,药学、药物制剂、中药学在国内堪称一流,药物化学、制药工程、临床药学、生物技术、生物工程也都是非常好的专业,每年录取分数都很高,就业前景不错。另外,为顺应战略性新兴产业形势,该校在原“生化制药专门化专业”的基础上,设立了“生物制药专业”和“微生物制药专业”,并配备了生物制药教研室、生物制药工艺学实验室,软硬件条件都相当过硬,就业前景广阔。设立的基础药学基地班、生命科学与技术基地班,在全国基地班中排名靠前,两个基地班的保研率都很高,基础药学基地班偏向培养创新研究型人才,生命科学与技术基地班培养创业型人才,同学们入学后学习一年会有滚动分流选拔考试,通过选拔可进入基地班学习。
需提醒同学们注意的是,药学类专业虽优势明显,但是如果存在色盲、色弱等视觉问题,那么很遗憾不能报考药学相关专业,因为这些专业化学实验较多,对于视觉要求较高。如果学的是文科,那么国际经济与贸易、英语等省级特色专业是不错的选择,药事管理、工商管理等专业也值得报考。
国家级特色专业:药学、中药学、药物制剂、生物制药、药物化学等。
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招办电话:025—83271319
河海大学
院校速评:河海大学始建于1915年,在南京、常州均有校区,是以水利为特色,工科为主,多学科协调发展的教育部直属全国重点大学,是实施国家“211工程”“985优势学科创新平台”重点建设的高校之一。
河海大学在江苏地区口碑甚好,在全国也有很强的影响力,这与其在学科上颇有建树是分不开的,该校的水利工程、土木工程两学科综合实力处于全国领先位置,尤其是水利工程学科总体实力最强,支撑的相关学科门类较多,水利水科支撑下学科人才梯队的综合实力处于国内一流地位。在教育部一级学科评估中,水利工程学科位居全国第一,电气工程、环境工程、测绘科学与技术、地质资源与地质工程、农业工程、公共管理、管理科学与工程、工商管理、力学、应用经济学等学科进入全国前20名。值得称道的是,该校的水利水电工程专业堪称镇校之宝,就业面非常广,此专业培养的学生是设计、施工、监理单位抢手的人才。港口与航道建设、水文水资源、土木工程等专业也是学校的顶梁柱。
大禹学院是河海大学培养本科拔尖人才的专门学院,它是在原有的土木水利综合改革试点班、水利、土木大类基地强化班的基础上成立的,定位是以国家重点学科为依托,培养水利、土木方面的拔尖人才,实行的是本硕一体化的人才培养模式,推行小班化教学,实行导师制,并注重国际化交流和培养,每年面向全国招生人数仅为百余人,竞争非常激烈。
国家级特色专业:新能源科学与工程、物联网工程、通信工程、农业水利工程、热能与动力工程、工程力学、计算机科学与技术、电气工程及其自动化、土木工程,环境工程、水利水电工程、水文与水资源工程、港口航道与海岸工程等。
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招办电话:025-58099483
西南财经大学
院校速评:西南财经大学创建于1925年,坐落于西南第一大城市成都,是教育部直属的国家“211工程”和“985优势学科创新平台”建设的全国重点大学,也是国家教育体制改革试点高校,素有“中国金融人才库”之美誉,是中国唯一有着深厚金融背景的财经大学。
西财一直致力于金融学科群与中国金融创新发展优势学科创新平台的建设,拥有教育部人文社会科学重点研究基地、国内唯一以“中国”冠名的国家级金融研究机构。目前学校着力打造“国内一流、国际知名”的大金融学科群,现有金融学、政治经济学、会计学和统计学4个国家重点学科,其中金融学科综合实力处于全国的领先位置。根据《2012年中国大学及学科专业评价报告》显示,西财的经济学门类竞争力名列全国第二,三大核心主干学科(应用经济学、理论经济学、工商管理学)均进入全国前15位,综合实力排名稳居全国财经院校第二。
西财的特色专业以财经管理类为主,会计学、金融学、工程造价等专业是该校的强势专业,每年报考以上三个专业的考生很多,竞争非常激烈。2012年,西财又新增了人力资源管理专业(本科),该专业是四川省特色专业,人才培养理念先进,教学质量优秀,《人力资源管理学》是国家精品课程。
西财开辟了国际化办学特色,与全球第五、英国第一的大保险集团英杰华合作培养国际保险会计硕士生,填补了我国保险财务领域与国际接轨的空白,为此在财经界有了“精算在南开,保会在西财”的美誉。西财与全球第一大企业软件及服务提供商——甲骨文公司的合作,堪称高等教育与业界合作的范本。
国家级特色专业:金融学、财务管理、经济学、市场营销、统计学、保险、法学、人力资源管理等。
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招办电话:028-87092355,87092898
西安电子科技大学
院校速评:西安电子科技大学建于1931年,是国家“985优势学科创新平台”“211工程”重点建设高校,也是建设示范性软件学院和设立集成电路人才培养基地的高校。
西电现有2个国家一级重点学科、1个国家二级重点学科、28个省部级重点学科,在全国一级学科评估结果中,“信息与通信工程”学科全国排名第二,“电子科学与技术”学科全国排名第四。西电还依托鲜明的电子与信息学科特色与优势,致力于电子信息技术领域的系统研制、科技攻关、工程研发等,创造了我国第一台气象雷达、第一套流星余迹通讯系统、第一台可编程雷达信号处理机等电子与信息技术领域的多项第一。
西电开设的电子类专业都十分强势,信息与通信工程、电子科学与技术通信工程两大王牌专业均可独当一面。西电还是国内最早建立信息论、信息系统工程、雷达、微波天线、电子机械、电子对抗等专业的高校之一,这些老牌专业的实力自不用说。另外,物理学、机械工程、计算机科学与技术等专业在全国排名30以内。求学于此,不仅有好的专业可学,还有3个国家人才培养及教学基地、5个国家级实验教学示范中心,以及3个国家级人才培养模式创新实验区,3个国家“高等学校学科创新引智计划”引智基地等助同学们成才一臂之力。
国家级特色专业:电磁场与无线技术、电子信息科学与技术、电子科学与技术、机械设计制造及其自动化、计算机科学与技术、智能科学与技术、电子信息工程、微电子学、信息安全、通信工程、软件工程等。
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招办电话:029-88202335
西南大学
院校速评:西南大学成立于2005年7月,由原西南师范大学、原西南农业大学合并而成。学校位于重庆市国家级社会发展综合试验区、著名风景旅游区——北碚区,虽然从成立时间来看西南大学尚为。“年轻一代”,但这并不妨碍她具备107年的悠久办学底蕴。在师范院校与农业学府强强联合的局面下,成就了其更为多元的学科发展特色。学校实施创新人才培养“光炯”计划和文化素质教育“雨僧”计划,设立“创新人才培养实验班”“本科学生科技创新基金”,这些具有显著特色的培养计划为西南大学的学生成长提供良好平台,亦成为国内其他高校的学习典范。学校的教育学科发展积淀深厚,并在全国范围内率先尝试实施师范生“顶岗实习支教”模式,为西南贫困山区的支教事业开辟新的方向,同时积极探索学生海外教学实习,为师范生的发展创造更广阔的舞台。
西南大学现有课程与教学论、基础心理学、特种经济动物饲养、生态学、果树学5个国家重点学科,有教育学、心理学、地理学等37个省部(市)一级重点学科。在学科中,心理学在全国排名第三,水产在全国排名第五,教育学、农业资源与环境全国排名第六,畜牧学全国排名第八,农林经济管理、民族学全国排名第九,植物保护全国排名第十。此外,生命科学、管理科学优势明显,教育学、社会科学、文学、理学实力雄厚,依托学科优势,家蚕基因组研究居世界领先水平。农学是西南大学的王牌专业之一,在全国享有盛誉,我国的杂交水稻之父、中国工程院院士袁隆平先生就是该校农学专业培养出来的优秀学生的杰出代表。心理学专业名气不亚于北师大的心理学,全国闻名,被誉为心理学的“巴蜀巨擘”和“西部巨擘”。西南大学是国家免费师范教育试点的六所高校之一,师范类专业总体实力都比较强,如教育学、英语、化学等均是国家级特色专业,就业前景看好。
国家级特色专业:教育学、生物科学、植物保护、蚕学、数学与应用数学、心理学、园艺、历史学、化学,食品科学与工程、农学、农林经济管理、思想政治教育、英语、农业资源与环境、汉语言文学、物理学、动物医学,音乐表演等。
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招办电话:023—68252513,68250942
合肥工业大学
院校速评:合肥工业大学创建于1945年,是国家“211工程”重点建设高校和“985工程优势学科创新平台”建设高校。
该校在工科方面见长,现有3个国家重点学科,其中管理科学与工程为一级重点学科,在全国排名第六位,机械设计及理论、电力电子与电力传动是二级重点学科,此外,农产品加工及贮藏工程是国家重点培育学科。总的来说,合工大机械类专业都很好,车辆工程专业是代表,在国内汽车行业很有名气,其隶属的机械与汽车工程学院也是最有实力。机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器、建筑学、土木工程、电气工程及其自动化等专业也有很好的声誉,广受学生好评。对于合工大这样一所工科类大学而言,文科类专业相对工科要逊色不少,目前合工大只有学院、外国语学院、建筑与艺术学院开设的专业招收文科生,法学、广告学、英语等专业值得一报。而经济学院、管理学院虽开设了偏文科的专业,但只招收理科生。
国家级特色专业:新能源材料与器件、物联网工程、材料成型及控制工程、建筑学、土木工程、机械设计制造及其自动化、制药工程、食品科学与工程、资源勘查工程、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、信息管理与信息系统、车辆工程等。
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招办电话:0551-62901096
华中农业大学
院校速评:华中农业大学创建于1898年,位于湖北省武汉市武昌南湖狮子山,是一所教育部直属、国家“211工程”和“985工程优势学科创新平台”建设高校。
华农以农科为优势,以生命科学为特色,现有国家一级重点学科作物学。目前作物学科在全国排名第一位,另有作物遗传育种、作物栽培学与耕作学、微生物学等8个国家二级重点学科,有园林植物与观赏园艺、生物化学与分子生物学等4个部级重点学科。根据中科院《农业生物技术国际发展态势分析》报告显示,华农分子育种生物技术排名世界第五位,植物染色体工程排名第十位,转基因粮食作物、植物基因组研究、动物基因组研究等排名进入前二十位。
农学、生物学是华农的老牌优势专业,其中生物学建有国家生物学理科基地,每年的录取分数很高。生物技术和应用生物技术是强势专业,建有国家生命科学与技术人才培养基地,是学子们乐于竞争的专业。据华农的一项考研数据显示,该校生物类专业和农科优势专业均是考研大户,每年的录取率超过50%。此外,华农的广告学、机械设计制造及其自动化、园林、农林经济管理等专业实力也很雄厚,华农现任校长就是园林专业毕业的,就读该专业的学生有机会领略校长的教学风范。华农还是湖北省开设土地规划专业的三所高校之一,该专业虽然学习比较辛苦,但是就业前景很不错,测量规划,在公路、铁路工程建设中都少不了,就目前的大环境来看,这个专业只要学好了,前途是光明的。
国家级特色专业:农学、园艺、动物科学、水产养殖学、农林经济管理、食品科学与工程、生物工程、农业资源与环境、动物医学、园林等。
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招办电话:027—87280707,87395964
中国传媒大学
院校速评:中国传媒大学创建于1954年,位于北京市,是教育部直属的国家“211工程”重点建设大学,也是国家“985优势学科创新平台”项目重点建设高校,被誉为“中国广播电视及传媒人才摇篮”“信息传播领域知名学府”。
中国传媒大学致力于打造以传媒为特色的综合性大学,目前在数字广播技术领域处于国内领先、国际先进水平,现拥有新闻学、广播电视艺术学2个国家重点学科,传播学国家重点培育学科。2012年教育部学科评估结果显示,该校的新闻传播学、戏剧与影视学2个学科排名全国第一,设计学、艺术学理论2个学科排名前十,信息与通信工程、中国语言文学、政治学等4个学科排名前三十五位。
在专业建设上,播音与主持艺术、动画、广播电视工程、新闻学等优势专业均达到国内顶尖水平,其中播音与主持艺术该专业每年招生计划60余人,而报考人数是招生人数的100多倍,要求男生身高不得低于1.75米,音质要好。广告学院的广告学专业位列全国三甲,通信工程、电子信息工程2个专业是该校的优势与主干专业。为服务信息等战略性新兴产业,学校的数字游戏设计专业面向全国招生,该专业在软硬件方面都具备很好的条件,因对口的是朝阳产业,就业前景看好。
国家级特色专业:传播学,文化产业管理、广告学、录音艺术、广播电视编导、广播电视工程、新闻学、播音与主持艺术、非通用语种群、广播电视新闻学、动画等。
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招办电话:010-65779370,65779256
长安大学
院校速评:长安大学创建于1951年是教育部和交通运输部、国土资源部、住房和城乡建设部、陕西省人民政府共建的国家“211工程”重点建设大学,是国家“985工程优势学科创新平台”建设高校,被誉为中国公路交通行业的“黄埔军校”。
长安大学现有1个国家级重点学科交通运输工程,有道路与铁道工程、载运工具运用工程、地质工程等5个国家二级重点学科,有车辆工程、环境工程等26个省部级重点学科。交通运输工程、地质工程、土木工程、机械工程、建筑工程等学科在全国具有较强实力。2012年教育部第三轮全国高校学科评估结果显示,交通运输工程排名全国第五位,地质资源与地质工程排名全国第八位,地质学、土木工程、机械工程、工商管理等排名全国前五十位。
长安大学始终保持着在公路交通、国土资源与环境和建筑等方面的专业特色,专业设置覆盖了当今这三个行业的绝大部分领域。其中公路交通特色最为显著,实力也最为雄厚,如道路桥梁与渡河工程是该校的招牌专业,在全国首屈一指,交通工程、交通运输、车辆工程等优势专业也独具特色,此外还拥有全国高校惟一的包括汽车高速试验环道在内的综合测试场。地球物理专业是该校的老牌专业,有50多年历史,属研究型专业,就读这个专业以后若想要发展好,最好是能本硕连读,或者读完博士再就业比较好。
国家级特色专业:地质工程、道路桥梁与渡河工程、交通运输、机械电子工程、资源勘查工程、土木工程、水文与水资源工程、交通工程、机械设计制造及其自动化、车辆工程、自动化、环境科学、热能与动力工程等。
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中国矿业大学
院校速评:中国矿业大学始建于1909年,位于华东地区的门户城市——徐州,其前身是焦作路矿学堂,是教育部直属全国重点大学,国家“211工程”和“985优势学科创新平台项目”重点建设高校之一。经过上百年的发展沉淀如今已形成以工科为主、矿业为特色,理工文管法等学科全面协调发展的学科体系。
矿大并没有去炫耀自己悠久的办学历史,相较而言更加注重国际交流与合作,学校始终积极为学生开辟接受国际化教育的绿色通道,全方位加强与国外知名大学协同培养优秀学生,同德国杜伊斯堡大学、英国诺丁汉大学、澳大利亚斯韵伯恩科技大学、美国肯塔基大学等近五十所高校和科研机构建立学术交流合作关系。每年都将选送品学兼优的学生赴国外学习,同时也接收国外学子来校学习,这种国际上的人才交流对开阔学生视野、提升其发展高度颇为有益。为了更好地因材施教,实行通识教育、创造教育以及个性教育,学校特设孙越崎学院,每年从入学新生中挑选部分高考成绩优秀的理科生进入学院学习,学院专业涵盖丰富的各类教学资源,学生在学习期满之后有望直接推荐攻读硕士或博士学位,使之成为许多优秀学子的梦想摇篮。中国矿业大学,顾名思义其特色专业与矿业紧密相连,采矿工程、安全工程、矿物加工工程、测绘工程等均是使得矿大名声在外的“王牌专业”。在人口不断增多、资源日渐稀缺的时代,更好地发展矿业更是成为国际瞩目的话题,如此便使得其就业发展前景良好,成为经济发展的“弄潮儿”。
国家级特色专业:采矿工程、安全工程、矿物加工工程、地质工程、电气工程与自动化、机械工程及自动化、土木工程、测绘工程、工程力学、环境工程、会计学、信息工程、化学工程与工艺,材料科学与工程等。
大学网址:http://cumt.edu.on
招办电话:0516-83591555,83591666
北京科技大学
院校速评:北京科技大学始建于1952年,由天津大学、清华大学等六所国内知名学府的矿冶系科组建而成,经过几十载的发展沉淀,现已成为工科领头诸多学科协调发展的教育部直属全国重点大学,是首批进入国家“211工程”建设高校行列的院校之一,并于2006年成为首批“985工程优势学科创新平台”建设项目的试点高校。
冶金工程是北科大引以为傲的优势特色专业,包含冶金工程、冶金物理化学和能源与环境工程三个专业方向,学校配备有激光测速、红外成像、数字显微图像、超高温差热分析、高温X射线衍射分析以及多功能真空熔炼等先进实验室,为学校的研究工作以及本科生更有效掌握理工基础知识提供平台。这些专业的学生毕业后多数成为从事钢铁与有色金属冶金工艺过程控制、产品设计开发、技术管理和科学研究的优秀人才,就业以及继续学习深造均是良好选择。材料科学与工程亦是北科大的品牌学科,强大的师资力量以及完备的硬件设施成为学科发展的助力器,学校拥有固体电解质冶金测试技术国家专业实验室、教育部环境断裂重点实验室等多个国家级重点实验基地,科学研发能力可见一斑。软件力量与硬件实力并行发展的策略使得北科大成为工科院校中的佼佼者,更是享誉四方的“钢铁摇篮”,有34名校友当选为中国科学院或中国工程院院士从事专业研究,一大批校友担任鞍钢等国家大型企业以及北大方正等大型高新技术企业的董事长和总经理,成为历代北科大学子们的奋斗目标。
国家级特色专业:矿业工程、冶金工程、材料科学与工程、科学技术史、采矿工程、矿物加工工程、安全技术工程、钢铁冶金、有色金属冶金、冶金物理化学、材料物理与化学、材料加工工程、材料学、机械设计及理论、热能工程等。
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关键词 单元操作;实验;教学平台
中图分类号:G482 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2010)18-0108-03
Research on Experiment Platform Construction of Process Engineering//Liu Changhai, Deng Kaiye, Liu Xiaoyan
Abstract On the basis of the characteristics of popular process and the realization of college education purposes such as integrated stuff, practice ability and creativity, it was proposed and discussed that involves the functions, experiments contents, teaching methods, laboratory construction, plan layout and management of process engineering laboratory. Then, it was assumed that the high level unit operation laboratory would be built as a common practice teaching platform used by the whole college, but its necessity and advantages were also discussed in the paper.
Key words unit operation; experiment; teaching platform
Author’s address Zhongkai University of Agrotechnical, Guangzhou, China 510225
过程工程实验以研究制造业共有的单元操作过程与设备为特点,在不同的学校有不同的称谓,如化工原理实验、食品工程原理实验,环境工程原理实验等。仲恺农业工程学院过程工程实验室承担食品科学与工程专业的食品工程原理实验、生物化工与生物工程等专业的化工原理实验、机电工程学院热能与动力工程专业流体力学实验及传热学实验、环境工程专业的环境工程原理实验等课程实验,是一个重要的专业基础平台。随着高等教育大众化的进展及教育改革的不断深入,办学规模进一步扩大,新的专业不断增加,目前的实验室在规模以及设备状况等方面已经不能满足教学的需要,建设高水平以单元操作为特点的实验教学平台成为学校基本建设的重要任务。本文将根据21世纪人才需求特点,结合学校实际情况,探讨过程工程实验室建设问题,为高等院校过程工程实验平台建设提供参考。
1 过程工程实验室的功能
近年来,高等教育的观念和培养目标发生很大的变化,主要表现:以专业为主的技术教育转向以学科为主的综合教育;教育目标从单纯业务教育培养“专”才,向综合素质教育培养通才转变;在教学内容方面从以讲授当代水平为主转为讲授当代水平与启发未来创造并重;毕业生的素质从过去只适合本专业转变为不仅能适应本专业,而且可以适应不断变化的专业与技术。随着高等教育的大众化和教育观念的转变,社会对高等教育培养学生规格的要求与过去也不同。进入21世纪,教育更加重视学生全面素质的提高及适应能力和创造能力的培养,在教学内容上宽基础、重实践成为主流方向[1-3]。
过程工程实验室是工科类学生重要的实践教学基地之一,功能上应该把过去单一验证型实验的实验室逐渐建设成集验证性实验、综合性实验、设计性实验及过程研究与开发为一体的综合型实验教学平台。通过开展设计性、综合性的实践教学环节,培养学生的综合实验能力和独立工作能力,增强创新意识和创新能力。在实验教学手段上通过引进电子教案和计算机仿真实验系统等现代教学手段,加大教学信息量,在多方面培养学生的实践能力,提高教学质量[4-5]。
综上所述,过程工程实验室建设的功能定位应该是多功能实践教学平台。这个平台应能适应多种专业方向本科学生进行流体力学、传热学、传递工程等方面的验证性、设计性、综合性的实验;并具有一定的化工过程、食品加工过程、生物转化过程、环境治理过程等方面的开发与优化能力及产品分离纯化的能力。近年来,学校新开办生物化工、生物工程、环境工程等新专业,及时建设多功能单元操作实验平台,不但可以提高教学质量,而且有利于学科间相互渗透与学科互补,避免重复建设,提高实验室和设备的利用率。
把过程工程实验室建设成多专业公用的实验平台,是因为单元操作为特点的课程(尽管名称有区别)是多种专业都开设的重要技术基础课程,课程研究各单元操作过程及设备原理与操作,实验内容丰富。这些实验教学对培养学生的工程观念,提高学生分析与解决工程实际问题能力具有重要的作用。国内很多高校都把过程工程实验室作为重点实验室建设,并获得很好的教学效果[5-6]。
2 过程工程实验室的实验内容与结构
结构设计是发挥实验室功能和建立良好教学秩序的基础。结构设计包括两方面的内容,首先是根据学校的实际情况分析确定实验的内容,然后根据学生的数量与教学计划确定实验室设备的台套数与实验室的面积,并进行实验室平面布置设计。下面介绍过程工程实验室承担的实验教学内容和建设的基本要求。
1)完善基本实验,使其开出率达100%。演示实验基本实验内容包括:流体流型的观测与测定;流体机械能的转换;干燥设备;塔设备及附件;管件、阀门、支座、法兰等。验证性实验基本实验内容包括:流体流动阻力测定;离心泵特性曲线的测定;传热实验;过滤实验;板式精馏塔实验;填料吸收塔实验;干燥速率曲线测定实验;压力表、流量计及热电偶的校验;显示仪表的校验;电动温度变送器、控制器性能测试及调校。
按照本科教学评估优秀水平的标准和化工原理课程指导委员会的要求,化工基础实验为每4人一组共用一套装置。可以考虑将所有的验证实验台套数建设为8套,单项实验一次可以接纳1个标准班进行实验。
2)在通用验证性实验设备上配套测试仪器设备,以适应现代化工、食品工程、生物工程、环境工程等专业人才培养需要。
3)实验室具备开设综合性和设计性实验的基本条件。综合性实验内容可以考虑:离心泵的计算机自动采集与控制;计算机自动采集与控制板式精馏塔实验等。设计性实验内容包括:膜分离实验;离子交换与脱色;蒸发与结晶联合实验;化工单元设备的设计、安装与性能测试;喷雾干燥与产品回收实验;反应―分离集成中试实验集与控制;全数字化板式精馏塔实验装置安装调试实验(含气相色谱仪及计算机数据处理系统)。
把综合性和设计性实验内容设计成开放性实验,指派责任心强的教师管理;对各相关专业的本科生、硕士研究生实行预约开放。
3 过程工程原理实验室的布局
过程工程原理实验室的合理布置,对于有效利用资金,提高建筑面积的利用率和土地利用率都是十分重要的,同时也是组织有序教学工作的基础。平面布置不合理不但占据大量无效面积,而且会给组织实验教学带来很多不便。目前我国各院校的单元操作实验室的布置基本上是按单项实验独立设置的,这样的实验室每项单元操作实验需要一个独立的空间,加上实验的设备较其他学科实验设备体积大,占地面积较大。建设一个功能齐全的实验室至少需要2 500平方米,通常需要较大的投入。若各专业都建设相对独立的实验室,资金投入分散,不但会造成大量的重复建设,水平也难以提高。
参考现代建筑的特点,结合专业结构以及过程工程实验的实际特点,可以把验证性实验分成3个大类,即流体力学基础及流体输送相关实验;传热学基础及蒸发、结晶类单元实验;传递过程相关实验,如精馏、吸收、萃取、干燥等。3类实验室相对独立,每个实验室设计成实验平台式,实验设备设计成移动式,需要进行哪个实验就把相应的设备移上平台,其余暂时不用的设备相对集中放置。采用这样的设计完成相同实验所需的实验室面积至少可以减少一半,省出来的建筑面积足以用来建设设计性、综合性实验及清洁生产过程开发实验室。这样的实验室不但可以供本科生教学用,研究生实验也可以使用。
4 过程工程实验室及实践教学管理系统
把过程工程实验室建设成相对独立的工程实验中心,可以强化实验室管理和设备管理,使其成为多专业共用的实验教学平台。实验室除了安排本科生正常教学实验外,其他时间对全校师生开放,通过预约有效安排时间,最大效率利用实验设备,使实验室成为开发学生创造潜力,提高学生实践动手能力,集教学与技术开发于一体的教学基地。单元操作实验可以单独开设实验课,列入教学计划。教师通过讲述实验设计、数据处理、单元操作规程和组织实验等系列教学活动,培养学生的工程观点,提高学生分析解决工程问题的能力,增强创新意识和创新能力。
根据本科学生培养目标要求,为了保证教学质量,实现高校优质教学管理,可以考虑如下安排。
1)实验指导教师的确定。学生创新能力的培养是一个非常复杂的问题,涉及许多方面,但教师的作用是非常重要的[6]。教学问题,首先是教师问题,良师出高徒。应选择责任心强,具有较高理论水平、丰富实践经验的教师担任实验指导教师。根据学校实际情况,建议每个实验安排2名指导教师,其中1名是青年教师。2名教师指导实验有利于新老教师优点互补,保证实验效果,同时有利于青年教师的快速成长。
2)基础实验学生小组的规模。实验小组人数减少,学生可以获得更多动手操作的机会,有利于学生操作能力的提高。工程设备的实际操作通常是由一组人共同完成的,所以几个人共同承担实验工作,相互配合完成预定的实验任务,可以培养学生的合作精神和团队意识。因此,实验小组人数确定为4人。这个分组方案与教育部本科教学水平评估方案中优秀水平的标准及化工原理课程指导委员会的要求是一致的。
3)设计性、综合性实验的安排。尽量多安排一些设计性和综合性实验内容,通过开设设计性和综合性实验,扩大学生的知识面,启发创新思维,培养创新能力。通过开放实验室,保证学有余力的学生获得更多实验机会。
如:通过实验设备管道安装与组合,可以使学生了解更多化工单元操作的实际操作知识,缩短学生毕业后对新工作的适应期;在膜分离实验中,针对不同的专业学生提出不同的处理体系和分离要求,而具体的工艺流程参数、操作方案、测试方法等则可根据实际物系,由学生查阅文献资料拟定,教师审查通过后再实施;在反应―分离集成中试实验中,对学生实验的要求是得到某种产品,具体的反应条件、后续的分离纯化、产品成形、质量检测等一系列的工艺流程方案均由学生自行设计,这样的实验过程能给学生完全工程化的锻炼,使学生分析和解决实际工程问题能力得到极大的提高。
4)采用先进的教学手段。由于化工单元操作种类及设备类型较多,新的设备不断涌现,学校不可能把所有的设备搬入校园。因此,采用如投影、幻灯、录像、计算机仿真等现代教学手段,增大教学信息量,使学生了解更多当代单元操作过程与设备知识,加深对理论教学内容的理解是必要的。过程工程综合实验室应配备较先进的现代教学设备,实验教师应充分利用先进的教学手段扩大信息量,提高教学质量。
5)学生实验成绩的评定。学生实验成绩应该根据学生在实验中的表现、实验报告的质量来决定。注重考查学生出勤情况和预习情况、动手操作情况、数据处理的方法与准确情况、分析问题与解决问题的能力、有无创新思维等。教师要及时进行实验报告批改与实验情况总结,及时解决学生实验中的问题,鼓励学生采用创新方法,把学生对知识的理解引向深入。
6)实验室开放与管理系统。过程工程类实验室建设成相对独立教学单位,国内已经有很多成功的经验。如清华大学、北京化工大学的化工原理实验室是相对独立的教学单位,是学校的一级实验室,实验室有稳定的教师队伍,由二级学院管理。天津大学的化工基础实验中心、郑州轻工业学院的化学与化工基础实验中心管理方式也可以参考。上海大学的化工实验中心包括化工原理实验室、化学工程实验室、化学工艺实验室和化工仿真实践基地等,可以满足多专业的技术基础课与专业课的教学和实训。北京化工大学实验室改革的经验表明,学校的过程工程实验室在管理上相对独立有利于发挥实验室的作用,有利于实验室建设和开放实验室的管理。在实验室建立实验操作监控系统,是实验室全面开放的基础建设之一。单元操作实验课程独立开课,建立实验教学多媒体教室和开放实验室等一系列实验室建设与改革,有利于学生动手能力的提高,加深对化工单元操作过程的认识,培养学生的计算机应用能力。
5 结束语
综上所述,过程工程实验室建设的目标是把实验室建设成多学科教学需要的、可以为多专业共用的实践教学基地,建设成培养学生分析问题、解决问题能力,提高学生实践动手能力,强化创新意识和培养创新能力的专业基础实验教学平台。
建设高水平过程工程实验室是大学扩大招生后很多学校急需解决的办学条件问题。为了保证实验教学的质量,充分发挥过程工程实验室的作用,对实验室进行准确的功能定位,合理设计实验室结构是必要的。新建设的过程工程实验室应根据学校教学的具体情况安排设备的数量和实验室面积,根据当前社会对各种专业人才的要求设计实验类型和实验内容。通过配备现代教学手段,扩大信息量。通过多样化的实验装置、开放式的教学过程、分层次的教学模式以及动态化、综合式的成绩评定方式,强化学生的主体作用、教师的主导作用。整体教育与个性化教育相互配合,调动学生学习的主动性、积极性,强化创新意识和创新能力的培养。
把过程工程实验室建设成多专业共用的高水平实验平台,可以避免各专业的重复建设,节约资金;有利于开放实验室的管理;也有利于集中高水平教师,提高教学质量;方便实验教师间的交流与提高,从而把我国高等教育实践教学质量提高到一个新的水平。
参考文献
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关键词动物细胞工程;开放实验教学;教学模式;西南科技大学
AbstractThe opening experiment teaching mode in animal cell engineering experiment of bioengineering specialty was discussed in this paper. Five teaching links such as experiment project design,project discussion,experiment operation,experiment report andexperiment summary were actualized. The teaching effect was turned out fine. While,existing problems and improvement measures about this teaching mode were pointed out to provide reference for better opening experiment teaching.
Key wordsanimal cell engineering;opening experiment teaching;teaching mode;Southwest University of Science and Technology
西南科技大学地处四川省绵阳市,是中国西部的一所重点建设学校。西南科技大学生命科学与工程学院现共有7个专业,其中包括生物工程专业。由于生物工程专业是一门实验性、实践性非常强的学科,对该专业人才培养的要求是要具有较深厚的理论基础和较宽广的知识面,较强的实验、实践能力和创造能力。因此,笔者在优化理论教学的同时,也在积极思考如何加强生物工程专业的实验教学,强化实验与实践能力的训练,培养学生的动手能力,激励学生学习兴趣和创新精神,提高学生综合素质。传统的生物科学专业实验项目大多属于单一的验证性实验,且内容多是依附于各门课程的理论授课而开设,实验方法刻板,学生上实验只是被动应付、机械操作。这种“照方抓药”的实验形式极不利于学生智力的开发,限制了创造性思维的发展,不能充分调动学生的积极性和能动性。因此,生物工程专业的实验体系改革势在必行。近年来,西南科技大学加大了对本科教育的实验建设投入,大大改善了本科生实验条件。2010年,生命学院抓住学校迎接本科教学水平评估的契机,根据实际情况,申报了一个实验室建设项目“生物工程实验室建设”,得到了学校的批准并立项。在项目的实施过程中,不仅考虑了实验室软、硬条件的改善,同时也把实验教学模式的改革放到了重要的位置[1-2]。
1课程简介
《生物工程大实验》是生物工程专业的一门必修实验课,主要包括发酵工艺学、植物细胞工程、动物细胞工程3部分,在课程的教学过程中,动物细胞工程的实验周期相对稍短一些,同学们对动物细胞工程兴趣会更浓一些,因此,在动物细胞工程实验教学上应率先进行开放教学模式摸索。
2教学形式
教学共分为5部分内容,包括实验方案设计、方案讨论、实验操作、实验论文报告、实验总结。
2.1实验方案设计
笔者在进行《动物细胞工程》理论教学中,发现学生对动物细胞培养特别感兴趣。利用学生的这种好奇心理,在课程结束时,安排学生做了一个实验方案设计——小鼠××细胞系的建立,该设计既是理论课程的一个结课报告,也是本实验的一个实验指导。为节省材料,将学生分成几个大组,每个大组8个人,然后每个大组再分成4个小组,每小组2个人。每个大组发放1只小白鼠,每个小组的学生根据自己的兴趣,可自由选择目的细胞,包括肌肉细胞、肾脏细胞、肝脏细胞、肺细胞、骨髓干细胞等。这样在一个大组内就可做不同的细胞,便于同学之间的相互交流和学习,同时也节约了材料。
该次实验方案是一个完整的有关动物细胞系建立的具体方案,包括实验准备工作、培养基的配制、原代细胞培养、细胞的纯化与传代、细胞生长曲线的测定、细胞的冻存与复苏。在方案中,要求学生详细写出实验目的、实验原理、实验材料、方法与过程及注意事项,这就要求学生认真思考自己所需要的材料,因为每组学生所做的细胞不同,采用的培养及纯化方法也不相同,所需要的材料也不相同,包括需要哪些药品、试剂怎样配制、需要多少吸管,甚至连废液缸都要考虑到。这样培养了学生的主动思考能力和积极参与性,而不再像以前一样由老师准备好所有器材,自己只需要按照老师指定的步骤,将老师已准备好的试剂一一的加进去即可。
2.2方案讨论
方案设计好以后,教师进行修改,主要指出一些原则上的错误,让学生进行改进,然后进行交流。挑选一个比较典型的小组,向大家汇报,让同学来指出其设计上的不足,再在老师的指点下,比较自己的方案,这样在讨论中让学生对自己的目的和要求更加清晰。最后,给大家播放有关动物细胞培养方面的教学录像,详细介绍在操作中的注意事项,特别是一些细节问题,让同学们事先有所了解。
2.3实验操作
大家的方案在讨论和看完录像后再一次进行修改,经老师修订同意后就可进行实验操作环节。学生按大组领用所需的器材,自己进行清洗、包装和灭菌处理,配制所需的试剂,按照设计的实验方案进行实验操作。在实验过程中,由于细胞生长的进度不同,同学们需要在不同的时间来进行处理。为解决这个矛盾,实验室采取了全天开放、学生预约登记的形式,保证学生可以在预定的时间进行实验。在实验进行过程中,要求学生每天来观察细胞生长情况。
2.4实验论文报告
该实验报告采用科技论文报告的形式代替传统的实验报告,要求学生严格按照科技论文格式写出题目、前言、材料与方法、结果与分析、讨论与建议。前言部分要求学生简单介绍实验的原理与目的,由于动物细胞原代培养与细胞纯化的方法很多,多种方法大多可以使用,学生甚至可以同时使用不同的实验方法进行,但要求必须写出选择此方法的依据。材料与方法部分要尽可能详细,以锻炼学生自己动手准备实验的能力。实验结果要实事求是地记录下来。讨论为重点部分,要求结合理论知识对实验结果进行分析、综合、归纳和推理。若结果与预期不符,应分析原因,列出改进措施。最后,要求学生对此次实验教学提出自己的看法和意见。
2.5实验总结
课程结束后要对此次实验的情况进行总结,对出现的一些典型的情况进行分析。比如染菌严重等。分析其可能的染菌环节,及操作上的一些不正确的地方,让学生明白自己的不足之处。
3教学效果
此次开放实验教学,总体来说还是取得了较为满意的效果,与以前传统的实验教学方式相比,该教学主要达到了以下目的[3-4]:
3.1真正做到了理论和实践相结合
由于《动物细胞工程》是一门理论与实践结合非常紧密的课程,在课程讲授过程中,会涉及到许多与实验操作有关的知识,而学生以前并没有相关知识的积累,讲解起来非常空洞。比如,在讲授原代细胞的制备方法中,会包括酶消化法和组织块法2种方法,这2种方法有何优缺点,应怎样根据实际情况进行选用等,这类知识教师通常在课堂讲授时只讲一些基本的理论知识,而具体情况需同学们通过自己的实践和相互交流就得到深刻的认识。
另外,由于要求学生自己动手设计实验方案,而方案的设计必须建立在踏实的理论知识基础上,这就要求学生在实验方案设计的同时,必须理清楚方案设计的理论依据,同时也培养了同学们查阅资料、阅读文献的能力。
3.2有效培养了学生的动手能力、思维能力,训练了从事科研工作的基本功
由于实验带教老师仅指出实验的名称,提供与本实验相关的实验器材、试剂、动物等,其余由学生通过阅读教材、查阅资料,明确实验目的、实验方法与步骤、注意事项等内容,并在此基础上按步骤进行操作。在教学过程中,学生始终处于主置,教师则处于主导位置。学生在实验中必须充分应用所学的理论和已掌握的技能,完成整个实验,包括实验的设计、操作的步骤、仪器和材料的选择、结果的分析等。其中每一步骤对学生来说都是全新的,充满了挑战性,试验结果不是预先知道的,学生必须对实验中出现的异常现象及时分析,并提出相应解决办法,这就要求学生要有严密的实验思路和严谨的科学态度,调动学生的主动性。比如器材的清洗、包装、灭菌等工作,平时大家都不太重视,而通过实验,就有了切身体会,有的同学在做过滤除菌制备培养基时,由于无菌工作未作好,导致培养基染菌变浑浊而只能重做。由于各小组的实验材料和结果都不相同,也进一步拓宽了学生的知识面,充分挖掘了学生的创造才能,促进学生科学素质的提高,培养学生的综合能力。
实验结束后要求学生按照论文的格式和规范撰写实验报告。对于普通高校的大多数学生来说,撰写论文是一件遥不可及的事情,现在他们具有了论文的素材,就可以模仿科技论文的写作要求去完成,使学生获得了撰写科研论文的训练,掌握了从事科研工作的基本功。
3.3加强了老师和学生之间的交流,增进了师生感情
由于学生频繁出入实验室,与老师接触的时间增多,师生之间可广泛的进行交流,可以加深学生对老师的理解、对教师行业的尊重。
3.4培养了责任心和科学态度,提高了兴趣,增强了自信心
实验分小组,做到任务到人,每个人对自己培养的细胞都爱护有加,这种负责任的心态是在做别的实验时看不到的。与以往实验不同,同学之间是用自己的劳动成果做比较,都格外努力。成功的同学根据自己的想法做设计、做实验,获到了很好的结果,会产生一种自豪感和自信心。而失败的同学虽然有一些丧气,但在认真总结教训和向成功同学取经的基础上,在第2次实验中还是会得到满意的结果。另外,由于实验过程中需要同学之间相互合作、协调进行,增进了同学的团结、互助、协调的精神。
3.5提高了师资队伍水平和实验教学质量
开放式教学中一些实验内容反映了当代科学技术的发展水平,涉及的知识面广。教师不仅要有本学科扎实的理论基础、较好的实验技能,还要加强业务学习,不断更新自己的知识,这在新实验开设和学生科技创新活动中显得尤其重要。可以说开放教学提高了师资队伍业务水平。从传统的实验教学到开放性实验教学的转变不仅对教学双方产生巨大影响,对提高实验室的建设和管理水平也会起到不可估量的作用,这种改革无疑会使实验室的各项工作发生质的飞跃。开放实验维护了学生的原创精神,能使学生在宽松的实验环境中实现从被动学习到主动学习的转变。可以说开放实验是实验教学中实现因材施教的必由之路,是培养学生创新能力的必备条件。
4存在的问题与改进措施
4.1实验室配套设施不完善
由于实验人数剧增、延续时间较长,仪器设备接待能力明显不足。因为细胞培养严格要求无菌操作,所以,大部分操作都在超净台上进行,这样就造成对超净台需求的矛盾。而且,因为同学们大多是新手,操作时非常小心、谨慎,这样也常常导致不能按照预定的时间结束实验,设备流动速度慢,同学们等待时间较长。另外,由于学生人数多,人流量大,导致无菌室有名无实,也由此使一些同学的实验材料被污染。
4.2增加了教师的实际工作量
设计性实验教学比单项实验教学工作量大、持续时间长。为了充分利用设备,缓解实验室设备紧张的压力,在一个规定的时间段,采用了学生预约、全天开放的实验模式。为了做好实验,同学们无论中午、晚上,只要有时间就可以到实验室做实验,由于学生以前没有受过这样的训练,教师必须随时在场给学生提供帮助,这就要求教师做出更多的奉献。另外,由于学生采用了各种各样的材料,教课老师需要查阅大量的资料,自己做一些预备实验,这样才能更好地指导学生。
4.3加大了实验费用开支
实验要求学生自己准备实验材料和试剂,这比教师统一准备要消耗更多的实验试剂和材料,从而加大了实验费用开支。而且由于大家所采用的实验材料不一致,虽然老师在审阅设计方案时,取消了一些耗费较大的项目,但是仍然需要准备各种实验相关试剂和材料,也造成了实验开支的大大增加。
5结语
与课堂理论教学相比,实验教学更有利于培养学生的创新能力,实验室是让学生学会从实践中发现问题、解决问题和将所学知识运用到实际中去的重要场所,是培养具有创新能力的科学研究和应用人才的实践基地。而要真正上好实验课并非易事,综合性、设计性实验教学仍有待进一步完善。
6参考文献
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关键词:环境微生物学;教学改革;主动性学习;探索
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0087-02
环境微生物学是扬州大学环境科学与工程学院的重要专业基础课之一,要求学生具有一定的普通化学和生物化学的基础,该课程也为后续的应用微生物学和微生物资源的教学提供一定的帮助。教学面向本院的农业资源与环境、环境工程、环境科学及给水排水等四个专业二年级的所有学生。本课程分两部分:微生物学基础;微生物生态学,微生物在环境物质循环中的作用,污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物原理,水环境污染控制与治理的生态工程及微生物原理等内容。本课程要求学生掌握环境微生物学的基本原理,掌握环境科学和环境工程中经常使用的微生物技术并且具有较强的动手能力和解决问题的能力。
由于本课程具有较强的理论性和实践性,其教学效果对整个学院的课程体系起着很重要的作用。目前,多数高校对各门学科的课时安排普遍较紧,本校环境微生物学课程也不例外,因此,就如何在有限的课时内完成教学大纲的教学内容,并在保证教学内容的系统性和完整性的同时培养学生的创新能力,给教师提出了新的挑战。为此,我们在过去几年的教学实践中,从教学方法,教材选择以及教学效果评估等方面都做了一些有益的尝试。
一、教材与教学内容的合理选择
教材是体现教学要求和包含教学内容的知识载体,是学生学习的主要途径,所以合适的教材选择尤其重要。市场上有关环境微生物学的教材琳琅满目,环境科学专业基础特色的教材包括王国惠教授主编的《环境微生物学》、王家玲教授主编的《环境微生物学(第2版)》、任南琪教授主编的《污染控制微生物学》等,注重突出微生物的独特性和微生物学在工业发酵生产中应用的教材以杨汝德教授主编的《现代工业微生物学教程》为代表,突出微生物基础理论和技能,同时符合生物工程课程体系的教材以诸葛健教授主编的《微生物学》为代表。但是核心内容大都一致,考虑本院学生的专业偏向工科和农学方面,因此选择了王家玲主编的《环境微生物学(第二版)》作为课程授课的主要参考教材,很多高校如山东大学,研究生入学考试的制定参考书就是选用该教材。该教材知识点简洁凝练,条理明晰,在每章节后有相应的思考题,可以帮助学生系统地学习,完全符合本科教学要求[1]。
在具体的教学过程中,根据本课程和其他学科的内容是否交叉,对所讲授的内容进行增删。针对大部分学生在高中阶段已经选修过生物学,适当减少中学生物中已经讲授过的一些基本内容;适当减少与遗传学、生物化学等课程内容重复的部分,如微生物的遗传变异部分、微生物的糖代谢途径等内容不再作为新知识讲解。适量增加与本课程密切相关的科学研究进展的知识点,如微生物学在环境领域的具体应用,微生物在污水处理中的机理,微生物相关的肥料、农药等;适当增加学生感兴趣的知识点,如分子生物学技术进展,比如说16SrDNA在细菌分类鉴定方面的应用、序列分析、数据库检索方法及其在微生物分类学和系统进化研究中的重要意义等。教学内容合理调整后进一步提高了课堂教学的效果,使学生增加了对知识的好奇心和学习兴趣。
二、教学方法的适当选择
1.多种教学手段的综合运用。传统的教学方法如以板书、挂图或板图等形式介绍各类微生物的形态,在教学中发挥了很好的作用,给教师提供了一个很大的自由发挥的空间,但是教学信息量有限,特别是一些图像资料难以展示,而且教学过程往往都是填鸭式的,学生并未真正参与到学习当中。多媒体教学手段则运用文字、声音、图像、动画的综合效果,具有清晰、美观、生动活泼、信息量大的优势,但是课堂信息量增大后,学生出现跟不上记笔记、昏昏欲睡等现象,课堂气氛沉闷。基于每种教学方法优缺点明显,将其合理运用,比如每节课的脉络知识点,可以用板书的形式在黑板上呈现,帮助学生从整体上掌握,从而使知识完整化、脉络化;讲授具体内容时,特别是重难点的知识点,如细菌的生长曲线、微生物细胞的分裂、蛋白质的合成,充分利用多媒体的影像资料,使抽象知识具体化[2]。
2.理论和实验相结合。环境微生物学课程理论知识内容丰富,微生物实验课具有很强的技术性和实践性,是理论课的一个很好的延伸。理论课上大量的教学内容使得学生在课堂上被动地听,越听越疲劳、越听越厌倦;实验课上则完全相反,积极动手,对不懂的知识勇于提问。如讲授原核微生物的特点“肉眼不可见”,通过实验课上显微镜的放大得以“可见”;再比如霉菌的菌丝形态、菌落特点,理论课只能以图片形式出现,而实验课上观察到固体培养基上黑根霉、黄曲霉等菌落菌丝的具体形态。实验课不但有课堂理论知识的验证性基础实验,也有综合设计性实验内容,充分培养学生的动手能力,促进学生知识结构的完善和综合专业技能的培养。将理论与实验紧密地结合起来,会增加对所学理论知识的感性认识,让学生门加深了理论知识的理解,从而提高了学习的兴趣,改变了传统的被动的学习状态,进而调动起他们学习的积极性和主动性,促进学生对该门课程理论知识的学习和掌握[3-4]。
3.组织专题讨论,提高学生创新能力。为了进一步提高教学效果,我们尝试用专题讨论的形式来引导学生学习。老师的正确引导是一个组织专题讨论的非常重要的方面。主要从以下几方面实施:(1)准备阶段,及时了解每个小组的讨论课题和具体准备情况,对学生遇到的困难,老师要及时充分进行指导。(2)注意理论联系实际,当教学内容涉及到某个小组专题讨论的相关内容时,要有针对性地向学生介绍国内外相关领域的研究进展,这样不仅可以提高学生的学习兴趣,而且使学生容易理解和牢记相关的知识点。(3)安排学生到教师研究室参观,让学生零距离地接触和了解教师的科研活动,并介绍教师在科研实践中的经验教训,激发学生的学习兴趣。(4)做好历年的学生专题讨论的整理和总结,并将好的作品向学生重点介绍并点评。
通过以上措施,达到了一定的效果:(1)通过全班学生的积极参与,集思广益,所涵盖的内容广泛,丰富了课堂教学内容。(2)开阔思路,提高了学生学习的积极性,每个小组在广泛地查阅相关文献的基础上,根据自己感兴趣的问题确定专题讨论题目,使学生积极性高涨。(3)提高了学生的动手能力和独立思考能力,每个小组确定题目后,通过认真思考、广泛查阅相关资料、总结概括至撰写专题讨论稿的过程中,学生不仅参与教学活动,而且还能培养动手、归纳总结和独立思考的能力。(4)培养了学生的团结合作能力和语言表达能力。由于专题的选题、收集资料、撰写、报告、答疑的整个过程需要每个小组全体成员的通力合作,通过此过程培养学生的团结合作能力和语言表达能力。最重要的是通过专题讨论挖掘出学生的学习潜力,使学生变被动为主动,由要我学变为我要学。不断激励学生学习的兴趣,进而使学生更认识地对待课程的学习[5]。
三、考试方式的改革
期末考试一张试卷定成绩是传统的课程考试方式,这种方式强调地学生的课本理论知识的考查,其弊端在于很多学生学习态度不端正,在思想上“唯成绩论,为考而学”,平时上课不认真,期末考试临时突击,投机心理和功利主义严重,不能充分调动学生学习的主动性和积极性,不利于综合能力的提高,也不利于体现学生对整个课程的理解和掌握程度,老师无从改进教学质量。因此考试方式也要随着教学方法的改变而改变,教学效果的最终评价改革为:成绩包括两个部分:平时成绩(30%)、期末成绩(70%),根据课程的具体情况可以调整平时成绩的比重。平时成绩由若干部分组成,主要包括网络教育平台的课程学习、文献资料检索、综述、课堂讨论、实验报告、实验作业、上课出勤、课堂提问等方面。如果考试方式不当,就会直接影响学生的学和教师的教,而且,还会间接制约高等教育改革措施的推进以及高校素质教育的实施,所以,必要的课程改革是十分重要的。通过改革考试的方式之后,学生的学习的主动性和学习效果大大提高。
四、结语
通过环境微生物学的教学改革,一定程度上激发了学生的学习兴趣,调动了学习的主观能动性,提高了学生的学习能力,但是,教学改革的探索是无止境的,在环境微生物学的研究性教学方面,还有很多问题有待进一步探索。在以后的教学工作中,还要不断地总结经验,为培养合格的环境类人才而努力。
参考文献:
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[3]周开胜.环境微生物学教学方法探讨[J].科技信息,2010,(10):424-426.
“工程”是指将自然科学的理论应用到具体的工农业生产部门中形成的各学科的总称[1]。如:化学工程、土木工程、生物工程等。“工程”也指用较大而复杂的设备来进行的工作。如:城市改建工程、京九铁路工程、“菜蓝子”工程等。我国大学所设有关工程类的专业就有土木工程专业、机械工程专业、材料工程专业等。“管理”的定义是指组织、指挥、协调、控制[2]。管理的分支也很多,如:工商管理、国民经济管理、农业经济管理、人力资源管理等。管理科学与工程是管理理论与管理实践紧密结合的学科,侧重于研究同现代化生产、经营、科技、经济、社会等发展相适应的管理理论、方法和工具,该学科培养学生具有扎实系统的管理理论基础,合理的知识结构,正确地应用系统分析方法及相应的工程技术方法解决管理方面的有关理论与实际问题。从《工程管理》字面上来看,很容易使人产生如下疑问:比如是对什么“工程”进行管理?或者学成后会“管理”什么工程?国内有些学者把“工程管理”定义为研究工程建设项目的管理,即对建设项目的专职管理。从建设项目的周期来讲,工程管理就是研究。建设项目决策阶段的开发管理、项目实施阶段(准备、设计、施工)的工程项目管理、项目运营阶段的设备管理,即对建设项目的全过程的管理。
工程管理专业的课程设置
第三届建设部高等工程管理学科专业指导委员会(一九九九年七月西安)认为:工程管理专业一般设置工程项目管理、房地产经营与管理、投资与造价管理、国际工程管理及物业管理五个方向。为此,工程管理专业的课程设置除了一般工科专业所必修的基础课程以外,专业基础课和专业课可设置为:主要专业基础课有管理学、经济学、会计学、市场学、组织行为学、财务管理、经济法、统计学、运筹学、工程经济学、工程制图、房屋建筑学、测量学、土力学与地基基础、工程力学、工程结构、施工技术与组织、工程项目管理、工程估价、工程合同管理、计算机管理信息系统等。主要专业课有工程咨询、建设项目可行性研究与评估、投资经济学、工程造价管理、工程项目风险与保险、工程项目招标与投标、房地产开发与经营、房地产评估、项目融资、国际金融、国际贸易、国际工程承包、国际工程合同管理、国际工程索赔、国际工程专业英语(听力、阅读、口语、写作)、国际公司理财等。因此,工程管理专业实际为跨土木工程与管理工程的交叉学科,适合有足够土木工程方面与管理学方面师资力量的学校设置。
从学生的修业科目来分析,上述主修课程和主要专业课程已有36门,再加上公共课程:高等数学、外语、政治、体育、概率论、线性代数、计算机、普通物理、普通化学、机械原理、电工学等总共有47门之多,有的课程如高等数学、外语等要学习两个学期。如果学制定为四年,第八个学期学生即要寻找工作还要完成毕业论文,47门课要用7个学期来完成,平均每学期学习近7门课。所以工程管理专业本科教育的学制宜定为5年,使学生有足够的时间掌握土木工程方面的技术知识与管理、经济、法律方面的知识,学生工作后即使从事技术性较强的工作,技术专业水平也不会低于相应专业的大专水平,同时也会把所学管理知识运用到实践中去,为以后事业的发展打好基础。如果条件允许,应把土木工程专业的毕业设计和管理方面的论文结合起来做,使工程管理专业的学生对工程项目的形成过程强化理解,对如何发现“工程”方面的管理问题、解决“工程”上的管理问题会有很大的帮助。
学生就业与市场需求
根据《中国教育报》报道的统计资料:2000年普通高等学校和工程管理相近的本科专业学生就业率为:工商管理类78.05%、经济学类72.72%、土建类84.91%、管理工程类82.73%、管理类Ⅰ51.82%。根据新华社2003年6月4日统计资料,黑龙江省2003年应届本科毕业生签约率不足50%,明显低于2002年。据了解,除了受非典的影响,一些供需见面和双向选择活动被迫中止和取消,部分毕业生无法进行正常的面试、体检和签约以外,目前社会的需求形势也不容乐观。作为吸纳毕业生的主渠道之一的国有企业,由于受经济不景气(包括改制)的影响,其吸纳毕业生的能力大幅度下降。黑龙江省省属高校毕业生到国有企业就业的比例在2001年为21.6%,2002年为13.8%,2003年很难增长。政府和事业单位受编制所限,特别是今年事业单位机构改革要全面铺开,毕业生需求量也会减少。而毕业生面向基层、面向非国有经济单位就业的渠道在一些地方还不畅通。这些原因导致了毕业生今年严峻的就业形势。华商报2003年2月20日报道,在长安大学举行的“2003年毕业生双向选择会”上。公路桥梁专业的毕业生今年供不应求,此专业的学生很多在年前就已经找到单位。八成用人单位招聘桥梁工程、公路城市道路专业学生。河南洛阳一研究所原打算招收10名桥梁工程本科生,结果一上午只有一名学生递交了推荐表。长安大学就业指导中心主任张红红分析介绍说,西部大开发首先要加强基础设施建设,公路、桥梁、隧道的建设急需人才,而设置公路桥梁专业的高校并不是很多,长安大学公路桥梁专业的供需比例去年是1:8,今年这个比例会进一步拉大。
与桥梁工程、公路城市道路专业的学生非常走俏相比,公路工程管理、公路工程监理专业的学生却没有那么幸运。一位招聘工作人员说,管理和监理都必须有丰富的基层工作经验,用人单位是不会将管理工作直接让新来的大学生担当的。2003年我校管理学院毕业生的一次性签约率约为50%,土木工程学院的应届毕业生签约率几乎为100%。管理专业的学生不好找到工作的原因,除了受“非典”与全国应届毕业生人数多等客观因素影响以外,其专业本身也存在某些欠缺,下面就工程管理专业与土木工程专业进行比较,分析其原因所在。对于土木工程专业的学生来说,通过四年的专业学习,毕业参加工作后,需要一到二年左右的时间,才可以独当一面。而工程管理专业的毕业生,如果从事土木工程设计工作,即使自己努力恐怕也不会有哪家设计院敢委以工程设计任务。工程管理专业的毕业生从事施工管理工作,如果力学基础和工程结构理论不系统、不扎实,充其量也只能做到按图施工,而发现施工图中的错误,不盲目地按图施工等则难以做到。到建设单位或政府机关工作应该是比较对口的,可以充分发挥工程管理专业视野广,知识面宽的优势,但建设单位的工作是技术和经济紧密结合的,建设费用的增加和消减往往和技术水平的高低有必然的联系,而且此时此刻的技术问题又有可能是一些技术难题,显然工程管理专业的毕业生去处理技术难题又显准备不足。由于政府机构超编严重,每年能吸纳工程管理专业应届毕业生的人数也会有限。#p#分页标题#e#
一般来讲,经济学专业毕业生擅长于经济分析,会计专业毕业生擅长于财务工作,而没有哪一个专业可以做到从学校毕业就可以胜任管理工作或领导工作的,管理工作或领导工作水平除了受教育程度影响以外,更重要的是个人经验的积累与其在组织中威信的树立。中小型公司专职的管理人员很少,同学到了公司,领导问,“你会做什么?”回答:“我会管理。”问:“你会管什么?”答:“我会管理建设项目。”很显然,这样的回答比较空洞。因为对于新毕业的学生来说工作是很具体的,工程管理专业的学生虽然学过财务管理,但却当不了会计;虽然学过质量控制而技术规程又不精通,人家在眼皮底下作假,却看不出来;虽然学过领导、指挥的知识而又没有什么功绩与特长足以服人,而且公司又不承担培养人的义务,所以管理专业的新毕业生寻找工作会有一些障碍。但是,如果学生技术水平比较高,以技术工作作为工作的切入点,则相应的问题就会迎刃而解,在技术成熟的前提下,工程管理专业的毕业生如果做管理性工作,会在知识上、心理上以及工作方法上比其他专业的毕业生更胜一筹。
关键词 创新课程;生物技术制药;教学模式
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2013)30-0089-02
1 创新课程建设背景及现状分析
受生物技术专业化教育模式的影响,学生的知识结构过于系统化、专业化,不利于创新人才培养、满足社会对复合型人才的需求。生物技术制药这门课程在大三下学期开设,内容涉及面广,知识跨度大,属于创新课程。课程建设既要求理论与应用相容,又要加强不同专业、学科之间的渗透和融合,形成知识体系的整体观念;既要考虑到选修课程的趣味性,又要兼顾培养学生的创新思维与能力。所以生物技术制药课程体系立意新、难度大、起点高,要求在课程研究建设时保证科学性、先进性和实践性的特点。
2 创新课程教学模式改革方案
创新课程生成模式转变:从阶梯型(目标、内容、策略、评价)转向登山型(主题、探究、表达、交流);体现选修课程多样化。所以生物技术制药课程的构建模式应不同于普通课程的构建,应该围绕学生创新能力和专业应用能力的培养,体现高等教育的特色、满足社会的需求。本门课程以单门课程要素建设为基础,探索授课模式,进一步完善课程结构体系,包括教学大纲、教学参考书、教学方式方法、考核评价方式等。教学的基本指导思想是:精选教学内容,以学生为主体,以教师为主导,知识、能力和素质协调发展,把课程教学方法与手段的建设建立在现代教育平台之上[1-2]。
2.1 制订教学大纲
制订适合本门课程的教学大纲的主要依据是培养具有生物制药技术有关基本理论、基础知识和基本技能,毕业后能从事生物制药产品生产、质量管理及医药市场等相关工作。按照人才培养需求,主要内容包括:培养学生知识技能,进一步掌握本专业所需的化学、生物学、医学和药学等学科基础知识;掌握生物药物制备工艺、质量分析的理论知识;组织细胞培养技术、生物药物制备工艺技术、生物药物质量检测技术以及生物制药设备保养;药物制剂技术、药品生产质量管理等。
2.2 加强教材建设
创新性的课程内容包括课程标准、体系、相关教材与资源以及考查、评估等方面的创新。首先应改变把课程教材仅仅视为既定知识和成熟学科的误区,作为制药专业的本科学生,应该广泛猎取更多的相关知识,把教材中讲述的知识与目前生产实际情况相结合。另外,教师应该通过网络、期刊,结合新的药典,收集国内外当前生物制药的前沿知识,拓宽学生的知识面,调动学习兴趣。
2.3 教学资源多样化的创新
建立丰富的课程资源库,建立内容多样、直观、动静结合的教学资源包,包括生物合成反应式等资料、药品结构图、产品的包装图片、典型药品代表的说明书、产品生产工艺流程图,以及单元操作动画、产品生产工艺、操作视频等动画类学习资源。通过先进网络课程将查询到的国内外优质网络课程与课程库进行整合,加工形成新的课程;建立一些英文原版的视频资料,激发学生学习专业英语的兴趣。侧重于应用技能培养,侧重于与职业设计相结合。
2.4 创新课程整合
课程整合(curriculum integration)又称课程统整、课程综合化、课程一体化等,旨在将课程进行整体化、综合之意。斯氏课程观:课程是精选出的教学内容的系统组织;课程传授的知识为明天服务,教育是一种准备。课程内容应克服难、繁、偏、旧,与学生生活、现代社会和科技发展联系,精选终身学习的知识与技能,即强调学力。既加强了课程之间的内在联系,又减少了不必要的交叉重叠,使课程设置更加精练,在有限的课时基础上最大限度去拓展课程空间。
总体上生物技术制药课程授课内容基本是按照不同生物技术领域来构建模块的,每个模块中又是以工艺技术基础、具体操作部分基本原理、重要药品制备工艺等为主体线条的。对于典型的生物药物有不同的生物技术生产方法,这时可以对比进行学习,有利于学生发散思维的培养[4]。重视生物技术制药工艺发展的历史过程,具体某一种生物技术药物最初发明者的灵感,以及在制备工艺发展过程中某些瓶颈的打破、关键生物技术的发展、具体操作细节中的优化改良等。在生物技术制药这门课程里会涉及到许多诺贝尔奖获得者,他们的经典实验与伟大的发明非常具有启发与借鉴意义。另一方面,让学科的新思想、新成果及时进入课堂,形成知识更新。既兼顾了知识纵向更新,又重知识之间的融合与应用[3]。培养学生举一反三、触类旁通的学习方法,以及分析思考、独立创新的能力。加强科学文化素质教育,通过系统教学与专题报告讲座等,丰富学生的社会实践活动,为学生树立远大理想和人生追求。
2.5 创新课程实施模式
课程实施(倡导参与探究和动手搜集处理信息、获取新知、分析和解决问题、交流与合作四种能力)。自然科学类的教学方法主要有实验法、经验法、模拟法、观察法等。要求基于现代信息设备与多媒体技术手段,教学思路是既注重基本技能及基本知识的实用性,又重视研究性与先进性,使知识结构和实际能力的发展更趋于合理。变灌输式教学为问题式、启发式、互动式教学,在教学模式上,根据课程特点,采取情景式、任务驱动式、案例式等多种教学方式。突出“学生主体”地位,实施“组织教学、服务学习”的师生互动教学模式。从课程取向看,从以知识为中心的学科结构课程转变为以学生为中心的经验课程。注重具体某一节课中课程的导入方式,复习相关知识点或者以生物技术药物产品的图片、视频、故事等切入新课教学;在讲解过程中注意启发学生的过程,注意设置问题的方式与技巧,让学生自觉地参与到教学中来。对于重要的知识点,在课后作业与思考题中以不同的题型出现,指导学生预习和复习[5]。
3 多媒体在创新课程建设中的重要作用
多媒体教学应用对创新课程的建设意义很大,创新课程的建设离不开多媒体辅助教学。讲授的内容中涉及到的技术与理论大多涉及到分子生物学、细胞学、免疫学、生物工程学等前沿学科,深奥而抽象难懂,如果仅依赖于一些图表式的技术路线,学生是难以理解的。由于教学内容实践性很强,其中的某些技术、某些工艺流程,必须借助多媒体、视频、动画幻灯片、图片、录像等辅助教学手段,可以增强教学内容的真实性,形象、直观、生动。对于课程的重点、难点可以采取思维导图表达形式讲解,构建创新课程知识体系。
4 考核方式
本门课程的考核主要通过两种方式:课堂讨论和学期论文。课堂讨论主要考查学生对基本原理、基本方法的掌握和分析问题、解决问题的能力。对期末论文,学生需经过查阅文献、制作PPT、讲解、讨论等环节,更好地调动了学习的积极性。对于学习兴趣非常浓厚的学生,可以通过习题辅导和练习的形式强化对所学知识的复习与巩固,以备进一步的学习与研究。
5 结语
生物技术制药是一门创新课程,在课堂教学中还要不断创新教学手段,形成生物制药工艺学完整的教学体系。生物技术制药创新课程建设的研究与探索既是人才培养的需要,也是学科发展的需要[6],将对生物技术制药课程建设的发展和深化起到促进作用。
参考文献
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[2]周晨妍,郭伟云,李端,等.生物技术专业生物制药工艺学理论课教学改革的探索[J].农技服务,2010(1):169-170.
[3]宇光海.生物制药工艺学课程建设与改革初探[J].现代阅读,2012(8):11.
[4]吴晓英,韩双艳,范一文,等.生物制药工艺学课程建设的研究与实践[J].化工高等教育,2009(2):28-30.