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摘要:中医药大学开设的生物工程专业旨在培养具有中医药思维的生物工程复合人才,而生物工程导论作为该专业的入门课程对学生建立对专业的归属感具有重要的引导作用。为了提高教学效果,我们结合中医药院校的特点在教学内容、教学资源、教学方法等方面进行了一些探索。
关键词:生物工程导论;中医药院校;教学
生物工程导论是一门生物工程专业基础理论课,属于生命科学的前沿学科。开设对于让学生认识专业、了解专业、重视专业、热爱专业有重要的意义。中医药院校生物工程专业开设生物工程导论课程的宗旨不仅仅是引导学生全面而系统地了解专业全貌,进一步拓展学习的知识面,增强学生对所学专业的兴趣;还引导学生在学习的过程中思考生物工程与中医药的联系,如何使现代的生物工程技术与古老的传统中医药结合起来,从而促进中医药的发展,培养中医药背景的生物工程复合型人才[1]。本文就中医药院校生物工程专业生物工程导论教学方法进行初步探讨。
一根据中医药院校特点优化教学内容
生物工程导论的学习旨在使学生对生物工程的发展有一个总体认识,初步了解和掌握生物工程的知识体系。生物工程导论在我校生物工程专业属于专业必修课,共有36学时,主要是介绍基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等五大工程及其在各个领域中的应用。但由于学时有限,生物工程专业在高年级会开设基因工程、细胞工程等对应的专业课。因此,教师在授课过程中应针对专业特性进行教学内容的优化,减少具体深入的理论性知识的讲授,增加生物技术在中医药开发、研究中的应用,授课内容应难易适宜、详略得当,从而达到普及生物工程技术的基本知识,完善学生的知识体系的教学目的[2]。由于生物工程导论中涉及的内容非常丰富,涵盖了生物相关的方方面面,因此,生物工程导论这门课的内容必将与其它课程的内容存在或多或少的重复。如基因工程中的核酸、蛋白质的基本结构与功能等内容可能在分子生物学中已经有过讲述;细胞工程中动物细胞培养、植物细胞的全能性等内容与先导课程细胞生物学课程有所重复;发酵工程中菌种的选育和保藏等内容与同学期开设的工业微生物学重复较多。为了避免相同内容的重复授课,避免学生形成对相同课程内容的疲倦性,同时结合有限的授课学时,故针对相关内容进行有侧重的讲解。如基因工程摘除与分子生物学重复的内容,细胞工程摘除与细胞生物学所讲授的,重点讲述植物组织培养在中药材生产中的应用、细胞融合、单克隆抗体、干细胞工程等与医药相关的部分内容。我们根据中医药院校生物工程专业特点和培养要求,选取“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,即由科学出版社出版的,宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论(第四版)》为教材。按在过去三年的教学中,我们在学时数不变的前提下,根据需要和教学实际,对教材内容有所取舍,进行适当调整,优化教学内容。具体调整方案为:第一章生物技术总论及第2-6章基因工程、蛋白质工程等五大工程各4学时,共计22学时,在有限的学时里让学生对生物工程的五大工程有所了解,讲述的过程中舍去在生物化学和分子生物学等相关课程中已经详细讲述的内容,避免基础知识的重复介绍,把重点放在各个工程产生的由来及发展上,对具体的复杂的技术理论仅做一般了解。剩余14学时着重以实例的形式讲述生物技术在中医药中的应用,如:细胞悬浮培养、毛状根培养等技术在中药材生产中的应用、单克隆抗体在现代肿瘤治疗中的应用,传统红曲等发酵类中药的现代制备工艺等,让学生能接触到生物工程,了解到生物工程的广泛内涵,增加其专业的归属感,培养学生的中医药思维。
二充分利用丰富教学资源
在生物工程导论教学过程中,我们把学生需要掌握的重点、难点与学生自身兴趣点结合起来,理论联系实际,培养学生参与课堂的积极性。生物工程导论课程理论点多面广,很多内容又相对深奥抽象,学生难于理解,加之该学科发展更新快,学生要想在有限的课堂教学中全面的、系统的掌握生物化学知识困难重重。适当运用多媒体教学,充分利用国内外的图片、影像资料,借助色彩明快、富于变化的图片资料和短小精干的动画等,对大学生扩大、拓宽知识面,加强学科间的横向联系,调动学生学习的积极性和主动性具有重要现实意义。如在讲述PCR反应原理时,我给同学们播放美国Bio-Rad公司的PCR之歌,歌曲内容包括了PCR技术发明的背景、发明人、PCR原理及过程、PCR技术的用途等,在短短的三分钟内不仅吸引了学生的兴趣,不仅活跃了教学气氛,降低了学习的难度,而且可以启迪思维,加深学生对重点、难点的理解和把握。在网络资源日益发达的今天,网络资源在教学工作中发挥着越来越重要的作用。学生学习的知识的途径不再是单一的教材,网络也成为向学生输送知识的一条重要窗口。在生物工程导论的教学中,我们应充分利用网络资源,充分发挥学生的主体地位,引导学生进行自主探究学习。我们在教学中,积极向学生推荐相关专业网站等,配合课堂教学,帮助学生全面了解生物工程相关知识的大体框架,扩展视野,充实自我,也为将来进一步学习其他专业课程打下基础。
【摘要】创新创业教育是高等教育改革的重要突破口,培养学生的创新创业能力是高等教育的内在要求。为顺应时展,我校在动物科学专业开展了《动物科学创业设计》课程的教学,通过创业基本知识的讲授和创业实践活动的锻炼,培养学生的创新创业能力。经过两年的教学实践,课程组通过对该课程实践内容的合理设计和精心安排,包括创业团队的组建、创业风险及其规避、创业计划书的编制、企业开办与管理等,并且不断优化课程内容,通过教学实践探索出了相对完善的授课体系,包括导师制配合,借助实践基地和平台,科研项目支撑,创业孵化园的利用,为动物科学专业学生创新精神和创造思维的培养提供了经验。
【关键词】动物科学;创业设计;教学改革;教学实践;创新能力;创业培养
1创业设计课程设置的意义
动物科学专业,即通常所说的畜牧学专业,设立比较早,是我国乃至国际上大学教育的传统专业,是一门有丰富历史积淀的、经典的学科。动物科学专业是研究动物遗传育种、繁殖、营养物质消化吸收和代谢等生命活动基本规律的一门学科[3]。随着人们生活水平的提高以及现今食品安全层出不穷的问题,一些亟待解决的问题,例如动物类食品安全、有机生态农业的开发、动物环境污染等问题都需要由动物科学技术来解决[3-4],因此对培养具有创新精神和创造思维的动物科学人才来创业提出了现实的迫切要求。为深化本科教学和人才培养模式改革,贯彻落实我校“十三五”发展规划目标与任务,使我校动物科学专业本科教育不断顺应高等教育改革和发展趋势,在我院动物科学专业开设动物科学创业设计课程。
2创业设计课程的教学内容
结合我校的现有教学条件和动物医学专业学生的学情,参考《大学生创新创业导论》和《就业指导与职业生涯规划》等教材,本课题组编写了《动物科学创业设计》课程的教学大纲和学习指南,理论教学与实践教学相结合,从创业团队的组建、创业风险及其规避、创业计划书的编制、企业开办与管理等方面全面讲解创业知识,培养学生的创新能力和解决分析问题的能力。
3动物科学创业设计课程教学实践
摘要:本文首先结合当代高等教育模式下培养什么样的人,怎样培养人这一热点,对近些年食品毒理学的课堂教学改革以及考试改革进行了阐述,然后对食品毒理学实验设计思路进行了探讨,尤其是实验设计与学生科研能力培养相结合方面进行了总结。
关键词:食品毒理学;课堂教学改革;实验教学
高等学校教学改革一直强调培养什么样的人,如何来培养。在高校教学体系中,每一门课程就是这个体系的关键点。将培养什么样的人,如何培养这些人贯穿到每一门课程教学环节中,是落实这项重要任务的根本所在。课程建设是决定培养人的关键环节,如何上好一门课,怎样将课上教授与课下学习结合起来是解决课程建设的关键。《食品毒理学》是黑龙江大学食品科学与工程专业营养与功能模块内的必修课程,其实验部分是食品营养与功能大实验的重要组成部分。食品毒理学课程是一门理论性和实践性都很强的课程,理论性表现在,该门课程的很多知识与有机化学、细胞生物学、人体解剖学、人体生理学、营养学等知识密切相关,而对于食品专业的学生,没有接触过有关人体解剖及生理学知识,这增加了学生对本门课程理解的难度;实践性表现在,任何一种食品有没有毒性,或者毒性的大小都是通过实验来验证的,尽管目前关于动物试验提倡3R原则,但是一些基本的动物实验操作还是不可缺少的。针对这些特点,我们对课堂教学模式、实验教学环节以及考试形式都做了改革尝试。笔者就近几年在该门课程的理论和实验教学方面浅谈一些感受。
一、明确教学目的
食品安全问题是社会共同关注的热点,食品毒理学这门课程的教学目的是从机理的角度阐述什么样的外源化合物是安全的,如何确定某种物质是安全的;同时阐明食品毒理学研究的三个阶段,即描述性毒理学,机制毒理学和管理毒理学之间的关系。基于这样的目的,在第一堂课,就要从一个新的角度激发学生学习的兴趣。这个角度就是将每一名学生置身于其中,创造一个可能引起食物中毒的环境,激发学生去寻找避免中毒或者解毒的途径。通过这样一个小的案例,使学生明确学习这门课程的意义。
二、课堂教学改革
教学改革的目的是多方面的,其中之一就是发挥学生的能动作用,教师上课讲述的内容不应该局限于书本上的知识,而是整合书本知识进行升华,从而提高学生学习的积极性。这就对教学过程提出了更多的新的要求。笔者经过多年的理论教学,逐渐探索出一条适合食品毒理学课堂教学的一套方案。首先是课下自学与课上讲授相结合。食品毒理学课程涉及内容广泛,要求学生掌握的前修课程比较多,不仅仅是有机化学、无机化学、食品营养、食品微生物等知识,还应该包括人体生理学、解剖学方面的知识。而鉴于食品科学与工程专业学生在这方面的知识系统性不强,在人体生理学、解剖学方面的知识存在空白。在该门课程的教学过程中通过搜集经典的文字材料、动画等素材,提供给学生自学,并辅以一些问题,要求学生课上回答,以检查学生的预习情况,督促学生对相关的知识有更广泛的接触。其次是知识点与案例教学相结合。食品毒理学课程尽管涉及的内容较多、较散,但还是围绕两条主线来展开的。一条是人的自身,即强调将我们每个人置身于其中,从我们自身去想,我们能接触到什么,这些物质怎么样能进入到我们体内。另一条就是构效关系,在食品毒理学教学过程中特别强调这种结构与功能的关系。这里的构效关系不仅仅是指外源化合物的构效关系,还包括我们自身组织结构、细胞结构等与效应的关系。从第一条主线来看,学生虽然对人体生理学没有太多的了解,但是通过动画及一些文字材料的描述,学生对食物通过口进入体内的这条通路有一点感性认识,再结合第二条主线,在这条通路上,有一个生命的基本单位———细胞,这样就把细胞的结构与其摄取营养物质的关系结合了起来。
现代兽医从业人员的任务不仅是为畜牧业健康发展提供重要保障,而且在减少人兽共患病的危害,提高动物源性食品安全、改善周围环境卫生、服务人类健康发展方面发挥重要的作用。美国等国家为了保障兽医人才的培养质量,设立了针对兽医的专门的“兽医学博士学位”[1]。国家已经认识到兽医专业学位教育的重要地位,教育部大量推行兽医五年制的教育改革,推动兽医专业学位研究生的教学改革。当前教育体系下,如何才能培养出合格的、毕业后就可以解决生产实践问题的兽医,各高校的兽医培养模式还需要进一步探索。实践性是兽医专业及其兽医专业学位的特点,需要从业人员具有创新实践能力,而创新实践能力的获得需要一定的条件,这些条件的获得需要强化创新创业建设,如依托校企联合创新项目,联合构建校内外实践创新人才培养基地[2];需要改变传统教育思想,如调整育人机制,加强课程教学改革;需要培育高水平师资团队,如建立和完善具备创新培养能力的师资队伍[3];更需要加强兽医学生培养经验交流,如建立国内外科研院、著名高校交流机制,拓宽学生的国际学术视野。山东农业大学自2010年进行兽医专业学位研究生招生,2019级开始进行兽医本科生五年制培养,为了更好的做好兽医专业学位研究生的培养和兽医专业本科生5年制学生培养工作计划,笔者进行了以下的探索。
1强化创新创业建设,依托校企联合创新项目,联合构建校内外实践创新人才培养基地
强化学生创新能力培养,创新实践教学模式,建立健全多元化实践教学体系,进一步强化临床实践教学,并把科研训练纳入实践教学计划中;第一课堂与第二课堂无缝对接,营造浓厚的创新创业氛围。结合全国大学生各类比赛(如雄鹰杯等),为学生创造便利条件,鼓励和支持学生开展生产实践活动,拓宽社会实践,加强创新创业实训。鼓励学生积极参与国内、国际具有影响力各类创新创业大赛,不断提高学生的实践能力和创新创业精神。山东农业大学动物科技学院现有校级教学科研基地16个,院级教学科研基地48个,充分发挥校级和院级教学科研基地的作用,有意识的选择有研发能力的企业设立学校企业创新项目,结合国家大学生创新计划、国家创新创业计划和学校SRT计划,联合构建校内外大学生(兽医专业)实践创新人才基地。在以上基地和项目的基础上,加强和完善学生创新创业训练计划项目的管理模式和运行机制,构建以国家级大学生创新创业训练计划项目为龙头、省级项目为主干、校级项目为主体、院级项目为基础的国家、省、校和院四级大学生创新创业训练计划体系。将大学生创新创业训练计划项目逐步融入培养计划。鼓励全日制本科生在校期间在“大创”项目、竞赛、论文、专利、深度社会实践等方面取得成果。将大学生创新创业训练计划项目融入专业教育。聘请知名专家开好兽医专业学位研究生入学教育,讲好研究生的第一堂课,为新生开设“新生研讨课”和“专业导论课”,让研究生和大学生一进校门就对专业与创新有所感悟、有所期盼;通过组织各类专家讲座、举办教师科研工作进展动态报告、给学生开设与创新创业相关的公选课,定期对学生发布指导性的创新实践项目,引导研究生主动开展专业实践活动,鼓励大学生在大二和大三两年时间内主动进入创新创业平台,学生可以自主组建创新创业团队,选择到合适的创新创业项目。引导一部分学生在完成创新创业的基础上,主动面向社会和市场,进一步开拓创新,在专业教师和学校创业教育专业团队的共同引导下,继续开展创业性实训和创业实践体验,实现从创新到创业的对接和有机融合。
2改变传统教育思想,调整育人机制,加强课程教学改革,培养兽医学生分析、解决问题能力
围绕创新型和与国际接轨高素质兽医人才培养目标,结合我国动物疫病防控需求和执业兽医资格考试要求,在创新兽医人才培养模式基础上,深化动物医学专业教育教学研究与改革,建立与社会资源共享的协同育人机制,探索国际性联合培养机制,构建具有国际化特征和示范作用明显的拔尖创新型兽医人才培养体系。专业基础课和专业课进行课程改革,建设微课、慕课、金课等各种创新课程,进行教学案例库建设和实践类课程改革建设,培养兽医学生分析、解决问题能力。为了达到这个目标,(1)要转变传统教育思想,完善创新教育观和创业人才观。加强拔尖型人才培养工作,改变旧的传统教育观念,树立创新教育观念和人才观念。树立教育与国际接轨的思想,改变以传授知识为中心的传统观念,形成既传授知识又加强培养学生创新精神和创新能力的教育观念,坚持知识、能力、素质协调发展,从而建立拔尖创新型人才培养的新机制。(2)进一步优化人才培养方案,加快教材和课程设。进一步围绕培养学生的国际交流能力,创新创新能力、加强优秀教材建设,实现主干专业课程国际化。在课程体系设计上,加强加大课程中国外优秀课程引入比重,利用互联网络技术直接进行国际课程的学习,加快高质量专业慕课建设进程,积极申请和继续打造国家级精品资源共享课程,共享优质资源,构建高层次课程平台。(3)大力推进教学改革,提高教学效果和教学质量。以开展教学方法改革和学习方法转变为突破口,积极探索和尝试本专业拔尖创新型人才培养的新路子。积极采用研究性学习、启发式、讨论式、探究式等教学方法,积极因材施教,促进学生的自主性学习,鼓励学生个性化发展。同时将教学研究和教学实践有机结合,教改成果和实践运用互为一体。(4)不断完善教学管理与服务,为拔尖创新型人才培养创造更好的条件。按照“以生为本”的要求,不断强化拔尖创新型人才培养的管理与服务,并营造拔尖创新型人才培养环境,努力构建拔尖创新型人才激励机制。
3培育高水平师资团队,建立和完善具备创新培养能力的师资队伍
借鉴其他学校国家级教师团队引领作用,内扶外引,加强教学骨干队伍建设,打造高水平教师队伍。实施“青年教师能力提升计划”,推动青年拔尖教师脱颖而出,培养1~2名国家级青年拔尖人才项目入选者。提升教师国际化水平,建成一支国际化程度高、结构合理、善于合作、勇于创新、可持续发展的教学团队。完善激励与保障措施,推动教师回归教书育人本分。以创建国内一流、国际有影响的高水平动物疾病防控、公共卫生、食品安全领域的教学团队为目标,充分发挥现有学术带头人的传帮带作用,坚持内扶与外引并重原则,加强学科团队带头人和学术骨干队伍建设,引进国外优秀学科带头人和江苏省特聘教授,引进国内外著名学者担任兼职教授和讲座教授,打造一批具有学术竞争力和国际影响力的中青年学术带头人和教学科研骨干。将教学团队作为专业建设的重点,加大教学团队建设投入力度,设立专项经费,努力建成一支国际化程度高、结构合理、勇于创新、善于合作、求真务实、可持续发展的优秀教学团队。
一、生物化学工程基础的课程特点及内容
生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术,不仅有扎实的理论基础,而且结合典型产品的开发过程进行阐述,反映了现代生物技术的发展方向,体现了生物技术发展和应用的最新前沿。生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程,需及时调研最新的发展方向及研究热点。该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容,其主要囊括以下几个方面。工业微生物工程:介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法;代谢工程:介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法;基因工程:介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法,并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程;细胞工程:介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等;酶工程:介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术;生物反应器:介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用;全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍,让学生了解生物学的基本思想及技术,同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授,重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围,使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。目前,化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题,如何在较短的学时内,将生物工程的关键基础问题讲解清楚,并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来,让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战,这无疑对授课教师提出了更高的要求,需要教师不断总结现有的教学模式,不断地改进教学过程和教学方法。
二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题
鉴于该课程属于学科交叉,在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面,均需要不断地探讨和摸索。目前,该课程教学过程中存在的重点和难点问题主要有:如何在现有教材的基础上丰富教学内容,利用多媒体等手段,及时地更新课程内容并介绍最新的发展动态;如何把握教学过程中深度与广度的平衡;如何在现有基础上提高学生的学习热情,使他们能够主动深入地探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战;如何能够将课程讲解内容与生产实际结合起来,让同学们切实体会到化学工程在生物产品生产过程中的应用;如何鼓励学生在假期或平时寻找一切机会去生物制品生产企业进行实践,从中体会化学工程技术在生物产品生产中的具体应用。
1.教材很难在深度和广度间平衡
目前,本课程所选教材为化工出版社的《生物化学工程基础》(工科专业适用,李再资主编,2006年版本),该教材在国内高校化学工程专业有较为广泛的应用,具有简单明了、讲解清楚的特点,适合于生物工程专业以外的其他专业使用。但是该教材也存在诸多不足之处,如教材内容仍然没有摆脱理科教学的模式和框架,生物工程原理的讲解深度不足,同时,教材对于化学工程与生物工程如何结合方面的内容也讲解得太少。为了做好生物化工导论的教学工作,必需结合化学工程专业学生的特点和研究应用实例,选择相关学科的教材作为补充,以便在授课过程中增加相应的内容,进而提高学生的理解和吸收程度。
2.实验环节缺乏