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关键词:教学做一体化模式;生物制品基础与技术;六步教学法;评估
随着社会的发展,对高技能型人才的需求越来越迫切,我院结合黑龙江省医药行业的发展趋势,对生物制剂技术专业的相关课程的教学模式进行了改良,坚持以就业为导向,将生物制品的典型产品生产工艺与课程内容融合,重新组合,由浅入深,使学生在动手实践的同时,积极主动地学习技能知识,由原来的被动模仿到现在的自主设计、自主生产,从而实现学生的课堂主体地位。“生物制品基础与技术”是高职高专生物制药技术专业的必修课程,我院以五个典型产品生产为代表,每个产品生产设置多个岗位工作任务,工作任务均由四个模块组成,即第一步:必备知识;第二步:做计划;第三步:实施;第四步:评价反馈。
一、教学做一体化教学模式概述
1.教学做一体化教学模式的定义
教学做一体化教学是顺应当前职业技术教育发展而产生的一种教学模式。当前高职高专院校强调的以服务为宗旨、以就业为导向、以培养高技能人才为目标的办学方针与它提倡的教育思想不谋而合。
教学做一体化的教学模式就是将教学场所直接设在配备了多媒体设备的实训室,师生双方一边教、一边学、一边做,理论教学和实践教学同步进行,充分调动和激发学生的学习兴趣,进而由被动学习变为自主学习。
2.教学做一体化教学模式的特点
五个特点:①教师一体化;②教材一体化;③教室和实验室一体化;④学习主客体一体化;⑤教学手段一体化。
二、教学做一体化教学模式在“生物制品基础与技术”课程中的应用
1.改革教学内容,构建新的课程标准
(1)通过校企合作,设定课程教学目标。课程设计者在对多家行业企业进行调研的基础上,设定课程内容的主要方向,聘请有经验的专家,根据药厂实际生产情况及国家职业资格标准共同进行课程的设计。
(2)根据课程教学目标,筛选教学内容。基于校企合作进行课程目标设定,根据课程目标对教学内容进行分类,按学生的理解情况分为自学、讲解和练习三部分,然后将讲解部分依据药厂工作流程进行细分,分为理解、掌握、熟练掌握三个层次。
(3)根据药厂生产工作流程,设计学习情境。对掌握和熟练掌握的教学内容中学生必须具备的操作技能,按药厂生产工作流程设计学习情境,在学习情境中融合需要讲解的理论知识。原则是从简单的基础技能到较复杂的综合技能。在此过程中应有聘请的专家参与。
2.采用多种教学方法,实现教学做一体化
(1)采用教、学、做相结合的理实一体的教学模式,根据教学大纲设置学习情境,在每个学习情境的教学过程中,理论教学和实践教学相融合进行,在提高学生的实际动手能力的同时,加强理论知识学习。
(2) 采用多媒体教学法,提高学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,并正确指导学生的技能操作。
(3)采用小组拼图法、卡片询问法及引导提示法等多种教学方法,活跃课堂气氛,提高教学效果,让学生在愉快的环境中学习,体现了学生为主,教师为辅的教学理念,学生能相互纠正错误,给出意见,提高学生的自我学习能力和团队合作能力。
(4)采用模拟演习法,学生通过模拟实际工作中的一个情境,自我设计工作方案,认识和解决工作问题,反思实验方法的优缺点,组成小组实施工作方案,并学会总结不足。
3.强化能力考核,重视技能培养
为促进学生自主学习,我们设计了过程性考核来约束学生,学生的成绩通过平时表现、技能操作能力、理论掌握能力等方面来体现,并采取学生自评、小组互评、老师评估等多种评价方式,保证成绩的真实性。
虽然教学做一体化教学模式使学生从被动接受到动手主动创造,得到了用人单位的认可,提高了毕业生的就业率,但是教学做一体化教学模式在应用过程中存在很多问题,仍需要我们不断提高,以达到更高的标准。
参考文献:
[关键字]创新 校本课程 生态园 科学素养
当今世界。国际竞争日趋激烈,中国要谋求发展,就必须培养大量的创新人才。提高学生素质,培养学生科学素养,就成了当务之急。如何提高学生的生物科学素养?生物科学素养是指公民参加社会生活、经济生活、生产实践和个人决策所需要的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观,它反映了一个人对生物科学领域中核心内容的掌握和应用水平,以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。作为一名青年教师,笔者从事青少年综合素质培养工作至今,深感现在很多学生除了课本上的知识以外对身边的科学知识知之甚少。由于教育观念的落后及现实条件的限制,学生对现代科学赖以成立的观察实验基础缺乏感性认识。学生动手能力差。虽然新课程改革已经开始改变原先的教育理念,但在高考的“指挥棒”下,仍有一些学校不能彻底解放思想,其本质还是以教为主,忽视学生创新能力的培养。如何解决学生对高考成绩的要求与科学素养培养方面的问题呢?我校通过生态园基地的校本课程探究,在这方面取得了一些成绩。我校校本课程的推行既保证了学生学习成绩的提高,又培养了学生各方面的科学素养。
一、“体验学习”实现了课本理论与实践的融合
韩愈曾说过:“师者,所以传道受业解惑也”,一句话很好的诠释了教师的职责,教师就是对学生进行解惑,那么“惑”如何产生呢?大多数学生在长期传统教学的灌输下已经失去了产生“惑”的能力。他们只是一味的被动学习。不会思考,没有创新思维,也没有动手能力,天津中学生态园校本课程的推行,极大改变了这种状况,使学生们具有了产生“惑”的能力,培养了生物学习的积极性。比如,在研究校本课程的大田作物课题中,涉及到了高中生物必修的“生物与环境”专题知识,以往教师在课堂授课时,学生似乎都听得都很明白,没有产生任何疑问,但是一遇到习题,仍是错误不断,需要通过多道习题的练习、改错、再练习、再改错等多次反复才能真正掌握这个知识点,这种做法加重了学生的学习负担,学习效率低,而且还压抑了学生学习的积极性。今年这部分知识的学习,我们将其融合到校本课程中,让学生在实践中完成,效果特别好。在大田作物的种植过程中学生要进行间苗、除草、松土等基本的农业技术操作。看到作物与杂草挤在一起生长时,学生认识到杂草与庄稼之间就是竞争关系,“除草”目的是使能量更多地流向对人类有益的部分。而“间苗”的操作实质是种内斗争,目的是去弱留强,保证物种延续,在实验田中的操作让他们真正理解了其中的含义。在讲呼吸作用的知识时,活动小组的同学就能够更快的领悟“松土”的重要性及目的。因为在实践中他们亲自看到了土壤板结给植物带来的危害及水分过多对植物的影响,从而更快的掌握了氧气对有氧呼吸的重要作用。本学期我校也开展了植物组织培养技术课程,这项技术不仅仅是高考的重难点,也是一门前沿的现代生物技术。学生在学习此课程时,因为从未接触过,所以靠死记硬背,这样容易遗忘;而实际操作后,这个知识就不再需要专门记忆了。
二、课题研究培养学生的创新思维,提高科研能力
课题研究的关键是善于发现问题,并能设计实验解决问题,学生在生态园体验活动的过程,很容易发现各种问题,并进行研究。比如高二学生在种植作物时遇到了“砍瓜”植株,它的果实被砍除部分后余下的能继续生长。具有极强的生命力,为什么会有这种现象呢?为了解决这个问题,学生们到图书馆及互联网查阅大量资料,知道了“砍瓜”中含有大量的植物愈合素,能促进伤口愈合。有的同学利用“砍瓜”的汁液提高嫁接植物的成活率,设计出了课题“研究‘砍瓜’的提取液对嫁接成活率的影响”,这一课题来自于生活,来自于实践,可见创新思维与能力不是老师上课教出来的,而是学生在实践活动中屡次失败与思索相碰撞激发出来的。又如,学生在温室中研究如何提高作物产量时,知道植物在生长过程中通过光合作用制造有机物,光合作用可吸收的光谱主要是可见光,尤其是红光和蓝光,是植物吸收的主要光波。人们要提高作物产量,晚上主要采用炽灯的照明来增加光照,提高光合作用效率,但是白炽灯产出的光线不能被植物全部高效利用。白炽灯属于热光源的照明设备,不能距离植物太近、这样就更降低了光照的效果。白炽灯功率较大,成本也较高,选用白炽灯作为光源已经不能满足人们降低经营成本、增加产出的要求。学生在物理课上知道了LED灯,能否将LED灯应用于温室中呢。带着这个问题学生又开始调查,最终确定了“LED灯对温室作物高产的初步探究”的课题。
当然,只有好的创意是不够的,教师一定要鼓励学生进行课题研究,让学生亲自体验如何写开题报告,如何查阅资料,如何设计科学严谨的对照实验,如何撰写科学论文等基本环节,在这个过程中培养学生的科研能力。
三、培养学生热爱生活、积极向上的乐观精神
关键词 发酵工艺学实验,研究生培养,实验技能
中图分类号:G622 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)23-0006-02
发酵工艺学是生物工程、生物化工和生物技术等专业学生的核心课程。它是在化学、生物学和化工基础课程的基础上开设的专业技术课,是将微生物学、生物化学、化工原理、生物反应工程、生化反应动力学等基础理论知识应用到生产实践中的桥梁课程。该课程既要阐明发酵工艺的基本知识和基本原理,又要重点突出生产工艺操作及过程控制等方面的实际问题,是一门实践性和应用性很强的课程。发酵工艺学实验是发酵工艺学课程的重要组成部分,通过发酵工艺学实验可以加强学生对发酵生产过程中所涉及的原理、技术、工艺等发酵理论基础知识的理解,提高学生的实践能力和创新能力,最终达到提高教学质量的目的。
一、研究生开设发酵工艺学实验课程的必要性
近年来,随着高等教育体制的改革,本科生和研究生招生规模不断扩大。与此同时,大量扩招造成部分院校师资力量不足,教学设施缺乏,教学质量参差不齐。以发酵工艺学实验课程为例,普遍存在如下问题:一是不同院校实验课开设质量差异较大。有些学校专业师资力量强,实验设施好,能开出综合性、创新性强的发酵工艺学实验课程,学生所受的训练专业而系统;而有些学校师资力量不足,实验设施缺乏,实验课程开设有困难。二是专业人数多,学生独立操作实验的机会少。有些院校专业招生人数偏多,尽管开设了发酵工艺学等相关实验课程,但大多是演示性实验,或小组有多名组员,学生独立训练机会少,学生做实验只是走过场。根据近年我院研究生的招生情况来看,大多数学生在本科阶段缺乏实验技能的培养。研究生阶段的学习强调综合素质和能力的培养,包括动手能力、实践中运用理论知识解决实际问题的能力、相互合作能力和总结表达能力等,实验教学是提高研究生综合能力有效途径之一。为减少研究生在本科阶段所学知识和专业训练上的差异,弥补本科阶段训练的不足,提高研究生的实验技能和创新能力,使其尽快适应研究生阶段的学习研究,我院为生物相关专业的研究生开设发酵工艺学实验课程。
二、实验内容设置
发酵工艺学实验在硕士研究生一年级开设,设为选修课程,教学时数32。学生来自多个不同的专业,有生物化工、生物化学与分子生物学、生物工程等专业,学生专业背景不同,知识结构和基础也差别较大。实验内容的设置既要考虑基本技能的训练,培养他们的实际动手能力,又要考虑科研思维和创新能力培养,提高他们的科研素养。结合现有实验条件和我院科研特色,目前课程安排了两个综合性实验:实验一为全自动机械搅拌发酵罐的使用及中性蛋白酶的发酵生产;实验二为气升式发酵罐的学习使用及细菌纤维素的发酵制备。所安排的这两个实验可以从以下几个方面训练培养学生。(1)学习使用不同类型的发酵罐。实验特意设计选择了机械搅拌式发酵罐和气升式发酵罐这两种不同类型的发酵罐,以加深学生对发酵罐构造的认识。机械搅拌式发酵罐是最常用的生物反应器,学生对这种类型的发酵罐了解较多,但气升式发酵罐一般实验室用的较少,学生对这种类型的发酵罐了解不多。两种类型的发酵罐结构和传质传氧不同,剪切力不同,适用的培养对象也不同。学生通过比较了解到不同反应器的特征及认识到根据培养对象选择反应器的重要性;(2)学习不同的发酵罐灭菌方式。一种发酵罐采用离位灭菌,适合实验室科学研究用,一种发酵罐采用原位灭菌,更接近实际的工厂生产方式。通过发酵罐两种灭菌方式的比较,学生更多了解实验室操作和工厂生产的不同。另外,实验所用原位灭菌发酵罐是需要全手动操作的发酵罐,这种发酵罐更适合教学,学生必须熟悉所有管路和阀门的连接、工艺流程的操作才能很好的完成实验。而目前科研上用的全自动发酵罐只需要简单设置参数就完成操作,整个发酵系统的结构、管路连接、控制等对学生来说是一个黑匣子,不适合教学。(3)学习生产不同的发酵产品。一种产品是蛋白酶,属于蛋白质类产品;一种是细菌纤维素,属于多糖类产品。发酵产品不同,采用的反应器不同,微生物培养特征和生产工艺不同,对产品的分析检测方法也不同。通过学习对不同产品的发酵,一方面强化基本实验技能的训练,如培养基配制、发酵罐系统的灭菌、接种、取样等操作均要求规范熟练,另一方面通过发酵产品的巨大差异训练学生的思维和创新能力。如细菌纤维素是一种新型的生物材料,但其工业化动态发酵罐生产目前仍不成熟,其最佳培养方式和工艺仍在探索中。
三、研究生综合研究能力的培养
(一)实验技能的训练
实验教学过程中注重基本实验技能的规范、熟练和综合实验技能的训练提高。研究生经历了本科阶段基础实验课程、专业实验课程的训练,他们已掌握了一些基本实验技能,如称量、培养基和溶液配制、灭菌、接种技术等。实验中,从培养基的制备、灭菌、种子的扩大培养、接种、发酵过程的管理,到生物量、产品、底物浓度等参数的分析测试都由研究生独立完成。教师如果发现学生在基本操作上有问题,及时更正。对于综合实验技能或需要强化的实验技能,则由老师重点讲解,实验中重点指导,如原位灭菌发酵罐管路连接,pH电极和溶氧电极的校正、酶活力测定等。这样既能给学生独立操作和训练的机会,又能提高其综合实验技能。
(二)注重培养学生分析解决问题的能力
研究生不仅需要扎实的专业知识,还要求具有清晰严谨的思维和运用所学知识分析解决实际问题的能力。实验前,学生必须预习实验内容,教师组织学生讨论实验方案和安排,制定实验计划,提出存在的问题。这样学生对所做实验的思路、实验方案和流程、实验的目的与要求、操作和注意事项等在实验前就有清晰系统的认识,避免糊里糊涂做实验。教师也通过设疑、质疑等方式了解学生对实验原理和操作的理解,促使学生独立思考。如发酵罐原位灭菌时为什么要先进行夹套灭菌而不是直接通蒸汽进行灭菌?细菌纤维素的发酵制备时,细菌菌体被包裹在纤维素网络中,采用哪种方法测定菌体生物量更合适等。实验结束后强调对实验过程和实验结果的分析讨论。学生的实验报告必须对实验中出现的问题、实验现象、实验结果进行分析,并对实验进行总结,指出需要进一步改进的地方。实验报告重点考核学生对实验结果的分析讨论能力,结果分析有理有据,对实验结果的讨论不是试验结果的重述,而是以结果为基础的逻辑推论。这样以学生为主,老师为辅的教学方式,不仅提高了学生的积极性,培养了他们对实验认真负责的态度,也提高了他们分析和解决问题的能力,为后续加入导师课题组开展科研工作和学习奠定了良好的基础。
(三)培养学生的创新意识和创新能力
创新能力是研究生阶段需要培养和训练的重要能力之一,因此实验过程特别注重学生的创新意识和创新能力的培养。如在使用机械搅拌式发酵罐时,实验不追求所有小组结果的一致性,而是鼓励不同小组采用不同类型的搅拌浆,考察其对实验结果的影响,并分析为什么会有不同的影响。研究生入学后最迫切的愿望是尽快地掌握与以后科研工作相关的理论知识和各项实验操作技术,为将来的工作打下良好的基础。实验过程中我们尽可能加入新的实验技术。如细菌纤维素发酵中,采用传统的方法分析细菌生长规律有一定的难度,实验采用荧光标记法对菌体进行荧光标记,然后在荧光显微镜下进行计数得出菌体的生长规律。让学生学习荧光标记的方法和荧光显微镜的使用,为学生以后的工作和科研打下一定基础。
(四)课程考核
发酵工艺学实验是一门对研究生进行综合能力培养和训练的课程。该课程采用平时成绩、实验报告、考试成绩相结合的多元化考评方式。平时成绩占40分,实验报告占30分,考试成绩占30分。平时成绩主要包括预习报告、课堂提问、实验操作、安全卫生等。学生在实验前预习并写出预习报告,教师根据报告和课堂提问进行评定,实验过程中主要考察学生实验操作、实验现象观察、实验结果分析和解决问题的能力。实验报告主要考察学生对于实验数据的记录情况、写作的规范性、对实验结果分析总结的能力。考试内容主要涉及实验原理、实验步骤、注意事项、现象分析、实验设计等内容,以学生是否掌握基本知识和基本技能为原则,重点考核学生分析问题、解决问题的能力和动手能力。实验考试不仅可以让学生系统地分析总结实验,还可以考察学生对于理论知识掌握情况以及理论联系实际的能力。当然考试只采用单一的笔试来评价学生对本门课程的掌握程度是不够的,今后的教学中要增加实际操作能力的考试。