生物学专业课程范例6篇

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生物学专业课程范文1

摘要:

本文针对大学生对生物科学专业缺乏兴趣,专业认同感不高以及传统专业课程教学体系难以激发学习兴趣等问题,总结了我院近些年针对这些问题展开的对生物科学专业课程体系建设进行的探索。我们以遵循人才培养规律作为教学改革与实践的指导思想,优化本科生专业课程体系设置,旨在从激发专业兴趣与认同感出发,着力培养基础知识扎实、动手能力强、具有批判性思维和国际视野的创新性人才。

关键词:

生物科学;专业课程体系;人才培养

作为科技发展的前沿学科,生物类专业在近几年得到了快速发展。在我国,自1999年高校扩招以来,大学在校生人数猛增,无论是开设生物类学科的高校数量还是在校生数量均大幅提高[1]。然而由于宣传过度,一度引发了“生物热”现象。据统计我国已经有300多所高校设置了生物学科[2],每年新增几万毕业生,远远超出了工就业吸收能力,生物科学类专业大学生就业问题越来越严重。,直接导致了包括重点高校在内的各高校生物科学类专业普遍存在着第一专业志愿新生比例逐年下降的现象,大学生缺乏对生物科学专业的兴趣,对专业认同度也不高,再加上传统教学体系无法激发学生的学习兴趣,转专业人数居高不下。以我院为例,2013年和2014年申请转专业的学生数分别达到了101人和97人,通过考试实际转出的学生为56人和63人,优质生源流失严重[3,4]。为了提高生物学本科生对学习的兴趣,本科生物学课程体系的合理设置就显得十分重要。厦门大学生命科学学院本科设有生物科学和生物技术2个专业,原有的课程体系存在层次不清、缺少入门课程、必修课学分过高、不注重科研能力培养等问题。针对这种情况,学院组织力量对国内外研究型大学的生物学科课程设置进行了调研,并邀请多位境外高校的教学主管分析和讨论改革方案。最终确定了以遵循人才培养规律作为教学改革与实践的指导思想,优化课程设置的系统性和层次性,由浅入深、从主干到分支,循序渐进、理论与实践结合,帮助学生建立合理的知识结构。对生物科学本科人才培养进行全面系统规划,从激发专业兴趣与认同感出发,着力培养基础知识扎实、动手能力强、具有批判性思维和国际视野的创新性人才。我们规划了本科生各阶段的培养目标:“大一培养兴趣,大二扎实基础,大三拓展视野;大四全面提升”。通过近几年的实施,已取得初步成效。

1培养方案的调整

本着“优化课程结构、强化实践创新能力、突出个性培养、均衡课程安排、规范课程管理”的总体原则,学院按照生物学科的专业性质特点,对培养方案进行了一系列调整。

1.1坚持“宽口径、厚基础、多样化”的人才培养模式

为了增强学生对生物科学专业的认同感,提高专业学习兴趣,我们实行一、二年级按专业大类培养,不分方向,主要学习公共基本课程、通识教育课程和学科通修课程等必修课程。二年级短学期分专业后,学生们除修读必修课程外,还要根据各专业方向的学科特点及职业规划选择修读课程。愿意将来从事生物类学术研究或教育的学生,可选择学术型人才培养模式;而毕业后走择业、创业道路的学生,可以选择专业型人才培养模式。

1.2遵循“由浅入深、从主干到分支”的教育规律

明确大学各阶段的培养核心目标。优化课程设置的系统性和层次性,帮助学生建立合理的知识结构。通过降低必修课学分,提高核心课质量,开设内容丰富的专业选修课,有利于学生根据兴趣深入学习。在总体上降低学分,给学生留有更多思考的空间,增加学习的主动性。调研数据显示,我院原有的培养方案学分设置比同类院校平均高出10个学分,学生课业压力大,影响了学习兴趣。经过此次整合和精简,降低了专业必修课学分,增加了选修课学分,培养方案总学分由160学分减少至146学分,使学生有更多思考和探索的时间及空间。知识传授的层次性更加科学,按照兴趣主干分支综合运用的教学规律,合理安排课程的衔接,共计对57门课程进行了综合性的调整,梳理课程体系、调整开课学期、更新课程内容、合并内容相类似的选修课,使我院的课程数量、结构及优质课程资源均得到了优化。

1.3完善“激发专业兴趣、提高学习热情”的培养方案

学院为新生增设“新生研讨课”“普通生物学”“普通生物学实验”课程,以灵活多样的教学组织形式,帮助学生树立专业思想、激发学习兴趣、转变学习方式。结合导师制、班主任制度、“科学与人生”讲座等措施,让低年级学生了解并喜欢上生命科学。聘请境内外高水平学者为高年级学生开设短期课程、学术讲座、学术沙龙,培养学生的科学素养和批判性思维模式。继续实施“探索?科研”基金项目,鼓励对生物感兴趣的学生提前进入实验室进行科学研究,培养学生的创新科研能力。

2特色课程的建设

2.1以激发专业兴趣为主线的大学一年级的课程建设及教学管理

面对转专业人数日益加剧的情况,我院对申报转专业的学生进行详细的走访和调研,了解到新生对生物学科了解不足、缺乏兴趣的现状。因此,我们新设置了既有挑战性、又充满新奇的三门课程,使新生逐步认识生物科学的多样性和多功能性,并逐渐认同生物科学这一学科。具体举措如下:

(1)邀请诺贝尔奖获得者、院士等开设“科学与人生”讲座。为了让新生了解生命科学到底是学什么,我院开设了“科学与人生”系列讲座,邀请著名科学家分享自己的成长历程和人生感悟,让学生尽快定位自己的人生目标。

(2)新设“普通生物学”双语课。该课程强调生命世界的特点,即物种的多样性、分子多样性和信号通路及其交叉的多样性,以及非线性思维的重要性。课程内容既生动有趣,又能培养学生的专业英语能力。我们组织了包括“长江学者”“青年千人”“闽江学者”等具有丰富教学经验的教授在内的授课团队对该门课进行讲授。通过这门课的学习,使学生形成对生命科学的宏观认识。

(3)新设“普通生物学实验”。为了激发学生的学习兴趣,我们在大一学期开设了模式生物秀丽线虫的发育、斑马鱼行为学与发育等独具特色的实验课程,让学生零距离接触动态演化的奇妙过程。对学生的问卷调查显示,68%的学生认为在大一上学期的3门专业课中,“普通生物学实验”对建立学科兴趣的影响力最大。

(4)新设双语课程“新生研讨课”。为了让新生尽快适应大学“自主学习为主,教师授课为辅”的学习方式,我院特别开设了“新生研讨课”,替换原来的“学科入门指导”课程(全年级大班上课)。课程内容包括老师对生物科学发展历史和研究思路的介绍以及学生自主调研和全英文报告演讲两个方面。课程采用小班教学(30人左右),学院挑选了7位优秀的海外引进教师进行授课,这种小班研讨的教学方式使学生参与到课堂中,从而激发了学生自主学习的积极性和对专业的兴趣。

2.2以扎实的专业知识为目标,建设大二、大三专业课

我们将上述大一课程的设置及教学方法的理念贯穿到整个本科阶段的教学实践中,对大二、大三的课程体系进行了调整和丰富,从而带动了全院教学理念的更新和教学质量的提高。一是建设双语课程。在大二、大三阶段,我们建设或更新了4门主干核心课程的内容,均以双语授课,精选国外最新最好的英文教材。其中,“生物化学”和“细胞生物学”荣获国家级双语示范课程,“现代遗传学”被评为省级精品课程。建设或更新了13门双语核心专业选修课,并大部分选用国外最新的英文教材。而其他专业选修课,也将逐渐转变成用中英文相结合的讲授形式。通过学习这些课程,使学生在掌握基础知识的同时,能够阅读英文文献国际接轨。二是聘请校外专家为本科生开设课程和学术讲座。我院聘请美国、新加坡、台湾等地的外籍教师为本科生开设“EvolutionofImmuneSystem”“BasicProteinSci-ence”“SpecialTopicsinMolecularCellularBiology”“FreshmanSeminar”等全英文课程,全互动的课堂模式和头脑风暴式的授课方法,赢得了学生的广泛称赞。除此之外,我院为高年级学生开设的“癌症生物学”和“细胞生物学前沿”课程,特邀了浙江大学、中国科学技术大学和我院的教师联合授课。“生命科学系列讲座”则是特邀了一系列的长江学者、国家杰青作为主讲人。这些精彩多样的课程,让学生了解生命科学的前沿,大大激发了学生对科学的热忱。

2.3以拓展专业视野为目的的大三科研训练课程

在大学三年级我们依托国家和省部级科研平台设置科研训练课程,科研训练的内容有机结合基础型、综合提高型及研究创新型实验。该课程每学年对大三的学生开放选课,学生可在1~3个课题组里轮转,进行一学年的科研训练活动,实验室训练一年后需参加科研训练的答辩,合格后获取4个专业选修课的学分,以此鼓励学生选修该课程。科研训练课程的开设,可以使学生更早地进入实验室,营造学生积极参与科学研究的氛围,激发专业兴趣,培养学生进行科学研究的能力。通过一年的科研训练,学生在科学态度、创新意识和团队精神等方面得到全方位的训练,为大四的毕业论文设计以及今后的科研工作打下扎实基础。

2.4以全面提升专业水平为目标的大四毕业论文设计

本科毕业论文是本科人才培养的重要环节,也是检验本科生大学学习成果、综合运用能力和提高人才培养质量的关键手段。我院规定本科生升入大四后,须自行联系学院各课题组并选择毕业论文指导教师,指导教师须是我院助理教授职称以上的专业教师。指导教师指导学生阅读参考文献、使用本学科基本研究工具,对学生的毕业论文设计、实验操作、数据处理、论文书写等给予具体认真的指导。经过一年的毕业论文工作训练,学生对科研工作有了全面的认识,并得到了实际锻炼,为今后进入研究生学习或科研工作打下了坚实的基础。经过一系列的改革,近年来我院生源质量逐年提高,生源结构进一步优化,学生的专业认同感得到较大提升,学习兴趣也不断提高,取得了初步成效。我们坚持遵循人才培养规律,进行生物学本科教学改革与实践,着力培养基础扎实、科研能力强的创新型人才。学院在教学实验改革、增设科学前沿课程,推进双语课程教学等方面取得了显著成绩,初步实现了创新型人才培养由知识教育向能力培养转变。

参考文献:

[1]樊育英,田欣,王世发.新形势下普通本科院校生物类专业就业影响因素及其对策研究[J].教育前沿,2015,(07):260.

[2]盖树鹏,卢伟东,薛仁镐,等.地方高等农业院校生物类专业课程体系的优化[J].高校生物学教学研究(电子版),2016,6(2):10-13.

[3]王福,张新,於晓敏,等.高校生物教学现状与改革措施[J].中国校外教育,2014,(S2):438.

生物学专业课程范文2

关键词:海洋生物制药专业;生物药物学;教学改革;双语教学;汉释英文版教材

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)14-0061-03

一、前言

21世纪是海洋科学在多学科交叉融合背景下蓬勃发展的时代。探索海洋的自然科学规律和开发利用海洋资源成为新世纪海洋科学和生命科学领域的研究热点[1]。

半个世纪以来海洋天然产物引起了全世界生物学家和化学家的关注。不同学科的科学家致力于将其中有效成分发展成新的药物。目前已经发现了至少16000种海洋天然产物,其中许多化合物显示出很有前景的生物活性。海洋如今成为潜在药物的巨大资源宝库[2]。现代生物技术在制药产业中逐渐发挥着引领作用,在海洋科学得到蓬勃发展的新世纪,海洋生物技术推动和承载着海洋生物药物的发展和进步[3]。

为顺应我们国家海洋药物发展方向和难治性疾病治疗新药物的探索的要求,我们国家迫切需要对海洋药物有着最全面了解的药学工作者。在“向海洋进军”的感召和新世纪国内外海洋科学和教育蓬勃发展的大环境下,上海水产大学(上海海洋大学前身)融合生物学科、海洋学科、化学学科和食品学科等优势学科资源,于2001年设置了面向“海洋世纪”、支撑上海未来经济发展战略的海洋药物人才培养体系――海洋生物技术(海洋生物制药方向,070402)[1]。该专业自2001年9月招收第一届本科生以来,经过14年的建设,已经在教学指导思想、教学大纲、教学计划、课程设置、实训条件和就业途径等方面形成内涵丰富、方向明确的教学、教管体系。

上海海洋大学“服务于国家海洋战略的高水平学科专业群建设工程”项目是“上海地方本科院校‘十二五’内涵建设”的一部分。“该项目的5大内涵建设工程之一是“国际化创新型海洋人才培养工程”,而生物技术(海洋生物制药)专业是“国际化创新型海洋人才培养工程”中重点要建设的10个本科专业之一[4]。

海洋生物制药专业本科教育旨在培养利用海洋生物来源的、具有明确药理作用的活性物质,按照制药工程原理进行系统地研究、开发和生产的海洋药物人才。其培养目标是“具备系统的海洋药物科学的基本思想,掌握药学科学、海洋药物科学和药物生物科学等领域的基本理论、基本知识和基本技能,具有运用海洋生物制药的基本原理和方法来分析和解决本专业领域实际问题的能力,能在医药、生物制品、食品和精细化工等领域从事研究开发和经营管理,属于海洋生物制药方面的高级科学技术人才[3]”。

生物技术专业(海洋药物方向)的专业课程体系是化学类课程和生物科学的基础课程支撑的生物技术学科、药学学科、海洋药物领域的交叉融合,生物技术学科和药学学科共同支撑着海洋药物这一新兴学科领域[5]。

生物药物学是海洋生物制药专业的一门重要的专业课程,主要研究生物药品的化学结构(或组成)、理化性质、生物学活性、构效关系以及临床应用的一门科学。主要介绍由动物和微生物产生的生物药物。生物药物学是生物技术(海洋生物制药方向)专业建设的5门重点课程之一[4,6]。

二、背景

“生物药物学”这门课是我校从2006年开始为生物技术(海洋生物制药)专业新配置的课程。这门课刚开始时面临无教材,主讲教师缺乏该门课程授课经验的现状。由于当年在拟定新的教学计划之前我们到沈阳药科大学做过调研,了解到那里有一本校内讲义《生物药品化学》(王起振,郑新立主编),并且买到了手中。真正接手这门课后,才发现这本讲义的某些内容已显陈旧,亟待更新。

三、改革方案与效果

我们采取以下措施,开始了对“生物药品化学”从无到有、由简至精的课程建设。

(一)举措一:收集讲课素材

以《生物药品化学》(王起振,郑新立主编)这本讲义所介绍的内容为框架,在网上大量收集相对新鲜的相关文字资料,补充进讲课时的PPT中。

(二)举措二:丰富教学资料,使PPT图文并茂,动感形象

借助互联网搜寻与教学内容密切相关的生物药物结构示意图、作用关系示意图、课件资料,或自己制作生动形象的动画,使教学PPT从内容到形式都更加丰富多彩,从而唤起了学生的学习兴趣,使他们对知识理解得更充分,掌握得更扎实。

比如,下面这张示意图就是从互联网上找到的,它清楚地说明了干扰素这种生物药物是如何由病毒诱发产生,又是如何在邻近细胞发挥抗病毒作用的。这使课程内容更加直观、更加形象地得以介绍。

(三)举措三:从“必然”到“自由”的发挥与启发式提问

在熟悉教学内容的基础上,把书本知识与生活中学生有所耳闻的某些病症或生理现象有机联系起来介绍,俗称“发挥”、“展开”,在适当时机启发式[7]地提出问题,让学生的思维随着教学内容动起来,避免一言堂的单向教学方式。这解决了学生听课犯困的问题,更重要的是可以使学生温故知新,把新知识与原有知识有机联系起来,并能将学到的知识运用到生活实践中。

(四)举措四:以双语形式授课、自编双语讲义

我们在找寻资料时发现,国内关于生物药物学的资料相对不足,不完整。而国外英文版的资料相对来说更丰富、全面、专业、新颖,与时俱进。于是,我们手中积累的关于生物药物学的资料,英文版的越来越多。

我们并没有将这些英语翻译成汉语写在PPT上,而是直接让它们以英文形式原样出现在PPT上,并在课堂上即席口头翻译,即以双语形式教学。

教学实践的迫切需求(只有PPT没有讲义,学生上课时不便做标记和记录,不仅不方便他们做课后复习,上课时也容易走神)与学校关于双语课教材的具体条文竟在这里不谋而合。于是将手中的英文资料进一步整理成双语教材、汇编成册的念头就此萌生,并且迅速化为行动。我们将PPT中的内容,进一步整理,并将其中一些专业词汇在文中做了中文标注。这促成了《生物药品化学》双语讲义BIOLOGICS的诞生,并在2011年暑假后付印成册。

(五)举措五:改革考核方式

本门课的内容知识点中有些是反应原理之类的比较容易让学生在理解基础上记忆的,而有些知识点则很琐碎,其中有些未必一定要学生牢记。因此,我把学生的考核成绩分为两部分,50分的闭卷考试分,督促学生学习、记忆,而另外50分则为平时成绩,其中40分可以以开卷考试的方式出现,这样,只要学生头脑中有某些知识的轮廓,却不甚清晰、准确时,也可以快速地找到答案,获得不错的成绩。毕竟现在是知识爆炸的年代,靠查询即能找到的知识完全不必要占用学生的大脑空间。让他们记住更有用的知识、技能和方法,才更有可能向创造型人才的方向发展。

(六)举措六:双语教材的编辑

经过两轮教学实践的检验,证明我们编辑的这本讲义从内容到形式,都比较适合学生学习“生物药物学”的基本知识,并在同时强化了相应科技英语词汇的学习,对科技英语的句法、语法也有了进一步熟悉、巩固的机会。

借着这次“国际化创新型海洋人才培养工程”的具体实施和细化,我们有机会对“生物药物学”这门课程进行更系统、更高端地建设,也有机会对“生物药物学”教材进行建设,即将原讲义进一步充实、完善,成为正式出版教材。几年前“生物药物学”教学实践正在进行中时,本文作者征求了正在上这门课的本校2009级海洋生物制药专业李天宇、陈方乾、桂庆元等几个学生的意见,他们建议将讲义中某些重复出现的生词或专业词汇,在每章列个单词表,便于查询,提高学习效率。我们采纳了这个意见。而BIOLOGICS这本双语教学用书也在我们师生集体智慧的凝集中日渐成型,如今成为了大家学习生物药物知识最方便、最开卷有益的教材、专业参考书和健康宝典。

(七)举措七:开辟自学战场

在汉释英文版教材《BIOLOGICS/生物药物》》(王春晓,钦传光主编。北京:中国医药科技出版社,2014.5.)出版后,学生终于可以手捧着教材,边听双语课讲述,边在教材上做着必要的注释、记录了。在2014-15、2015-16学年第1学期的两轮“生物药物学”授课实践中,能明显感觉到学生的学习热情在增加――具体体现在对授课内容的关注度上。他们非常喜欢这种既能学专业知识,又能提高英语的双语教学的专业课“生物药物学”。他们在课堂上都能紧跟教师的讲授思路走,达到了很好的课堂教学效果。

然而,双语的授课模式,会使课程进展略显缓慢。这时,我们又做了新的调整:选择教材中最有意思,却不甚难懂的章节,留给学生做课外阅读。为了提高阅读有效性,我们提前留好自学思考题,让学生们带着问题阅读。这过程仔细想来有点像英语水平考试中的Reading comprehension。又经过两轮教学实践,发现应用这种模式,学生们在认真跟随教师的双语授课完成课堂学习后,还能积极完成教师布置的大量课本课外阅读,并以较高质量完成与此有关的阅读巩固题目作业,极大地提高了学生的专业知识量和学生的专业英语阅读理解能力。而我们教师也会依据学生的作业完成状况,一次次给出他们的作业成绩,并计入平时成绩,以鼓励那些平时认真学习的学生。

四、讨论

(一)关于双语形式授课的一些想法

1.在教学实践中,我们应当揣摩学生心理[8],改变教学形式。这门课程我们以双语形式教学,先英文叙述,后中文讲解。先以英语讲授时,毕竟听众是中国学生,并不能一目了然,即刻全部领会那句话的意思,难度增加了,其实这反而会激起学生的好奇心,想知道其中的意思。这就使学生的学习兴趣得到了提高。而如果采用中文,学生便认为自己反正看得懂,反而不在意听教师说什么,教学反而会显得平淡无奇、淡而无味,尤其是针对“生物药物学”这种类型的课。

2.双语教学有助于学生提高专业英语水平。上过这门双语课的学生,在后面的学期再上专业英语时,跟没上过这门课的学生相比,更显出驾轻就熟的优势。

3.外文版资料中有很多药品历史、逸事等方面的知识,在课程中介绍这些,像讲故事一样,也可增加学生的听课兴趣。

4.采用双语教学,同样的内容用英语说过,再用汉语说,学生对知识印象一定会更加深。但缺点就是教学进度会有所减缓,即在单位时间介绍的专业内容相对偏少。但由于学生学到了专业和专业英语两方面的知识,因此并没有使学习效率降低。而且我们也已采用增添课本课外阅读的方式,使学生知识量进一步增加。为使学生学习这门课程的知识更加完整,建议对本门课程适当增加一些学时数。

(二)从育人着手

在教学实践中,我们也将“教书又育人”的理念贯彻其中。在课堂上不忘培养爱国精神,增强民族自强意识,唤起学生们的责任心,使他们本着对民族的未来负责的精神,更努力、认真地学习目前的课程。

参考文献:

[1]吴文惠,陈舜胜,刘承初,杨靖亚,许剑锋,王春晓,周培根.海洋药物人才培养体系的构建及其内涵[J].科技创新导报,2008,(03):219.

[2]Bhakuni,D.S.,and Rawat,D.S. Bioactive Marine Natural Product[M].Anamaya Publishers,New Delhi,India,2005.

[3]吴文惠,张朝燕,李燕,包斌.海洋生物制药本科教育与国家中长期科技发展规划纲要的适应性分析[J].科技创新导报,(36):195.

[4]上海海洋大学.《服务于国家海洋战略的高水平学科专业群建设工程》项目建设规划(上海地方本科院校“十二五”内涵建设项目建设规划)[Z].2011.4.

[5]张朝燕,吴文惠,王春晓,李燕,陈舜胜.海洋药物专业短学期实践教学研究与探索[J].中国药房,2013,24(32):3069-3071.

[6]王起振,郑新立主编.生物药品化学[M].沈阳:沈阳药科大学(内部教材),1990.

生物学专业课程范文3

1.教学过程中遇到的问题

1.1.教师队伍对工科专业的认知存在差异

湖南科技学院于2002年创建生物工程专业,经过对具备工科背景人才的大力引进,以及历届教学管理者和专业教学团队的规划建设,已建成国家级、省级特色专业,但仍存在工科专业教师比例相对偏低,专业教学培养效果难以保证等问题。如2016级、2017级生工专业,制定培养计划仅36学时,导致许多工程设计基础类的知识无法实施,在教学过程中只能观其大略,作一下设备类型、流程、特征、结构等方面的介绍;与本课程相关的一些理论基础知识点,如气液双膜理论、福田秀雄的轴功率计算公式等知识并未对学生实施讲解教学,导致本课程的教学内容十分繁重,在具体实施教学过程中只能退而求其次、降低标准,以完成整体课程内容涵盖范围为要。要培养出应用型的专业人才,离不开对学生工程意识的培养,而要使学生具备工程意识,首先需要相关专业教师具备工科背景,以及足够的工厂实践经验,让这些有工程意识的教师积极参与到课程体系的制定与规划过程中来,提高专业课程设置的科学性与合理性。

1.2.学生观念的变化导致工程应用类课程兴趣减弱

伴随着网络经营模式的兴起,以及传统制造行业的长期不景气,与生物工程专业相关的高新技术企业正方兴未艾,高端技术型企业对人才的需求也在发生变化。经8年以上的学生跟踪访谈结果显示,学生对未来从事工作的期望已经有了微妙的变化,当下我校生工专业大学生更愿意从事一些相对轻松、智力依赖型的技术性、服务性工作或研究任务,对工程技术性质的工种兴趣不大,即使已明确告知学生技术人员的提升高度后,学生对相关课程知识点的兴趣仍然不足。相对于高精仪器而言,学生对生产设备的亲和度明显偏弱,认为这是工人才需要掌握的知识,对工程类知识及技能存在一定偏见。

1.3.教学条件仍有待提高

作为一门专业性极强的应用性课程,所学习的对象皆是本行业内常见的专业生产设备,而学生实践经验普遍十分薄弱,对专业设备更是接触不多,常规的教学手段容易使学生产生枯燥乏味之感,学生对所学知识的应用范畴感触不强,教师教的过程中也倍感压力,导致学习效果大打折扣。这其中固然与本课程内容密切相关,但作为一个教学单位,适当增加教学投入,积极引进一些教学模型或仿真软件,将有助于学生学习效果的提高。

除了以上几点,在教学过程中,《生物工程设备》还存在教学内容多、教学难度大,学生学习热情不高等问题。为改进上述不足,加强学生工程意识能力的培养,结合我校实际情况,通过以下几个方面对《生物工程设备》教学方法进行了改革和实践,并取得了理想效果。

2.提高课堂教学质量的对策

2.1绪论讲解前沿化

绪论是一门课程的开始,绪论质量的高低,可以反映出主讲教师对该课程的认识深度与广度,也决定了学生对该课程学习兴趣的高低。根据大一大二打下的基础,学生基本了解一个典型的生物产业实现技术过程,即以“原料前处理微生物扩培规模化悬浮培养(发酵)分离、纯化干燥混料成品”流程为主线,采用互动问答的形式使学生了解各个环节所涉及的技术种类与要点;再进一步引出与采用该技术生产的主体—设备,然后从整体上介绍设备的分类、选型标准、设计要求等,包括新型设备的应用情况;最后抛出问题,如“如果你来兴办一个生物企业,需要考虑哪些因素?”或“如何保证产品质量不下降的前提下提高生物企业竞争优势?”等问题,引导学生如何从实际出发去考虑技术问题,培养学生的工程意识。

2.2.知识结构模块化

本课程内容体系分为三大知识模块:第一模块:生物反应器,此模块下又包含三个小模块:1)通风发酵设备;2)嫌气发酵设备;3)动植物细胞培养反应器;其中以第一小模块的教学内容为主,第二小模块次之,第三小模块再次之的顺序分层次逐级讲解,且通风发酵设备模块中又以机械搅拌式通风发酵罐为重点核心内容。第二模块:生物反应物料处理及产物分离纯化设备,此模块内容包括:1)物料处理与培养基制备;2)过滤、离心与膜分离设备;3)萃取与色谱分离设备;4)蒸发与结晶设备;5)干燥设备;6)蒸馏设备,共6个小模块,每个模块分4-6学时完成,共计30学时。第三模块:辅助系统设备,此模块包含3个小模块:1)空气净化除菌与空气调节;2)物料输送系统设备;3)生物工程工厂制冷系统设备及管道的清洗杀菌。此三大模块中,以第一、第二大模块为主,第三模块为辅,分步骤、有序地实施教学,在教学过程中,实时向学生介绍一些国内外专业设备生产与应用现状,以及相关零部件或设备的国家/行业标准,并在实例讲解的过程中引导学生如何查阅和选择国标,使学生充分认识到国标及行标在工业设计与应用中的重要作用。

2.3.教学内容生动化

由于生物工程设备课程的特殊性质,在教学过程中不可避免地会穿插运用到多门专业基础课的知识,学生必须面对大量的方程式、公式以及各种设备结构模型,若仍采用传统的数学教学方式,必定使学生产生枯燥、乏味之感。为改善这种状况,主讲教师须力求使课件内容生动有吸引力,在不影响主体教学任务的情况下,我们作了如下改进:1).积极引入各类型的仿真视频,如“啤酒的酿造”、“味精的生产”等,可使学生更加直观地理解本行业生产工艺流程,以及各个设备在不同生产要求中的应用;2).适时启用虚拟实验室,让学生通过模拟软件控制整个啤酒酿造生产过程,不仅使学生掌握了实际生产设备操作流程和要点,而且进一步强化了学生对相关设备结构及工作原理的理解;3).采用动静结合的方式搭配图片,如罐或锅,可先放仿真模拟三维图和实物图,再放工作动态图,最后再放平面布置图及截面图。如此,丰富了课堂信息量,可在一定程度上提高学生的感性认知效果。

2.4.教学形式多元化

践行“以学生为主体”的教学理念,对于一些难点兼重点的理论知识及实例教学部分,自然以教师讲解为主,而对于那些其它课程已涉及或部分学习过的内容,如动物/植物细胞培养生物反应器、膜分离设备、萃取与色谱分离设备,其分离原理与技术已在专业课程《细胞工程》和《生物分离工程》中涉及;而蒸馏设备的分离原理部分则已在专业基础课程《化工原理》中进行了系统性学习,这些内容可采用启发式、研讨式[5]或学生直接上台讲解的形式展开教学。另外如“生物反应器的检测控制”部分则可完全采用学生自学的方式进行,如“培养基制备”、“空气净化除菌及计算”等部分内容还可采用探究式教学模式,在实施讲解之前,根据这些章节部分的内容,提前布置一些诸如“糖化的最终目的是什么?”、“空气介质过滤模型厚度计算中为何不考虑介质厚度对气体膨胀的影响?”、“如何看待糖化锅与糊化锅在结构上的相似性?”等问题,以及“还有哪些可改进的措施或更加理想的计算模拟模型?”这一类拓展性问题,锻炼学生思考工程技术问题的全面性和实用性,提高学生对工程技术类知识的提出问题的能力,以及探索研究、解决问题的能力。在开展这类教学形式之前,要求学生在课余查阅相关资料,课堂上给予充分的机会加以讨论,最后由教师归纳总结,使学生学有所用、学有所获。

3. 教学方式方法调整成效

通过上述教学对策的探索与实施,学生对《生物工程设备》的学习兴趣、学习热情有了明显的改善,学生尤其对教学形式和教学内容的调整反应最为积极,在一定程度上改变了大部分学生对于这类课程的“枯燥”、“机械”的看法。通过对《生物工程设备》的教学改革,拓展了学生的专业知识、锻炼了学生看待工程问题、提出问题、解决问题的能力,培养了学生专业综合知识的运用能力,提高了本课程的教学质量,较好地完成了本课程在我校生工专业人才培养目标中应达到的效果。

二.《微生物代谢调控》教学反思

1.课程教学过程中遇到的问题

1.1.课程偏理论,学生普遍存在畏难情绪

《微生物代谢调控》理论性强,单纯的理论教学难以培养学生综合运用知识的实践能力。在严格限定教学大纲的制约下,任课教师只能按照教材按部就班地施教。再加之学生整体素质确实与国内一流大学存在一定的差别,大部分学生对理论性较强的知识掌握不够牢固、理解不够深入透彻,学生一旦在大一大二掌握的相关基础知识不够扎实的话,学习的困难程度是比较大的。在这种情况下,教师要想调动学生学习积极性是比较困难的,创造性学习就更无从谈起。

1.2.教学方式难以突破,学生难以激发学习兴趣

对于理论课程的学习,尤其是涉及到基础知识的部分,一般采用的方法无外乎“记”和“背”,然而若在教学过程也采用这种方式的话,非常容易使学生产生疲劳、厌倦之感,甚至会严重挫伤学生的学习兴趣。

对学生而言,“以学生为中心”教学理念的最终目的,即是让学生自发地参与到学习中来,自愿进行自主学习,以提高学习的效率和效果。作为一名合格的教师,与课程相关的专业知识储备、拓展知识的深度和广度固然十分重要,但如何让学生掌握课程的基本内容和原理/技术则显得更为重要。好的教师,更应该懂得如何激发学生的学习兴趣,如何抛砖引玉,而非一味的讲解知识。这就需要任课教师必须从实际出发,针对学生学习的实际效果,实时调整教学方式,使学生整体的学习兴趣保持在一个较高的水平。

1.3.考核体系僵化,学生综合能力难以提高

以往的考试大纲固然对考核的内容、范围、形式作了详尽的规定,对指导学生复习也有非常强的指导作用,但考核形式毕竟过于单一,学生学习效果的真实性和有效性不高,更不能反映学生知识综合运用能力大小的差异。大部分学生往往习惯于考前突击强行记忆以提高考试成绩,这种方法虽然能起到立竿见影的效果,然而坏处也十分明显:学生学得不扎实,记得快忘记更快,能力培养根本无从谈起,违背了大学人才培养的基本原则,即既注重“教得好”,更注重“学得好”实际教学信息反馈而且因为生源质量的原因,而且学校还有一条规定,即要求所考核课程卷面成绩不及格率不得高于20%,导致任课教师在出卷时必须考虑大多数同学的实际接受理解的程度,致使考查的内容也不能有太大的变化,

作为一门专业性极强的理论课程,所思考的角度、看待生命单元内在规律的方式、改造细胞为人类生活生产服务的方式,与以往学生接触的单门技术完全不一样,《微生物代谢调控》是在基因水平上,以网络的形式构建、解释、阐述细胞内物质合成的规律,并且不限定育种手段,达到重构新的代谢途径、或绕过已知代谢通路、调整/改变现有代谢网络的结果。就学习者而言,最大的障碍恐怕还是在于如何打破已形成的思维定式,理解并接受新的看待问题的角度和思考问题、解决问题的方式方法。而且常规的教学手段容易使学生产生枯燥乏味之感,学生对所学知识的应用范畴感触不强,教师教的过程中也倍感压力,导致学习效果大打折扣。这其中固然与本课程内容密切相关,但作为一个教学单位,适当增加教学投入,积极引进一些教学模型或仿真软件,将有助于学生学习效果的提高。

除了以上几点,在教学过程中,《微生物代谢调控》还存在教学内容多、教学难度大,学生学习风气导向影响等问题。为改进上述不足,加强学生工程意识能力的培养,结合我校实际情况,通过以下几个方面对《微生物代谢调控》教学方法进行了改革和实践,并取得了理想效果。

2.提高教学质量的对策

2.1优化知识结构,突出能力培养

本课程内容体系大致分为三大知识块:第一块: 微生物代谢调控的基本思想。第二部分:生物育种技术,此模块内容包括:1).诱变;2).融合;3).基因重组。第三部分:代谢调控育种实例,包括糖、脂、氨基酸、核酸与抗生素的合成途径及其代谢调节控制。此三大模块中,第一模块是核心,第二模块是支撑,第三模块是延展。其中的核心模块,按照个人理解及总结,微生物代谢调控思想可归纳为五个字,即“切、阻、疏、通、除”。“切”指切除平行代谢支路,“阻”指阻断进一步向下合成途径,“疏”指疏通代谢流,“通”指提高细胞通透性,包括提高细胞膜和细胞壁的通透性,“除”指解除特殊调节机制,包括解除代谢互锁、打破代谢平衡以及条件突变株的运用等手段。分步骤、有序地实施教学,在教学过程中,实时向学生介绍一些国内外专业设备生产与应用现状,以及相关零部件或设备的国家/行业标准,并在实例讲解的过程中引导学生如何查阅和选择国标,使学生充分认识到国标及行标在工业设计与应用中的重要作用。

2.2 重视绪论的作用,激发学生学习的兴趣

绪论是一门课程的开始,绪论质量的高低,可以反映出主讲教师对该课程的认识深度与广度,也决定了学生对该课程学习兴趣的高低。先行对大学生开设的课程按生物技术实现流程作分类梳理,即哪些技术属上游技术,哪些属中游技术,哪些属下游技术,哪些属于技术的理论基础,随即引出《微生物代谢调控》属上游技术的定性结论,同时强调它又不同于已学的技术,它更多地体现在思考问题、解决问题的角度的特异性,即在分子合成代谢通路或网络水平上对基本的生命单元—细胞进行人为的、有明确目的的改造。在这里,各种育种技术仅是一种手段而非目的,凡是从代谢通路层面上存在改造、整合、重建可能性的技术均可单独或联合采用。再介绍“代谢控制”概念的产生,发展历程、基本思想以及指导技术应用概况,包括衍生技术学科的发展,如代谢组学、转录组学、GC/LC-MS、蛋白质组学、代谢工程等,它们是在更为精准、精细的分子水平上阐述或解决与代谢网络相关的机理或技术应用,可看作是现代分子生物学相关技术发展结果下代谢调控的延伸与拓展。最后再结合一些实例,如在植物中过度表达萜烯合成酶以增强植物对病虫害的抵抗力、在水稻中提高VA的合成量以增加大米的营养价值、在粮食作物中提高黄酮类的合成量以增加其抗氧化水平等,介绍代谢调控的发展现状及在现代生活生产中的应用。

2.3.更新教学方式,践行“以学生为主体”的理念

践行“以学生为主体”的教学理念,坚持贯彻以学生的发展为中心的教育准则,以课程教学改革促进学习方式的改进与发展,提高学生主体地位,增强学生的自主学习意识。对于一些难点兼重点的理论知识部分,如代谢调控的核心思想,主要以教师讲解为主;而对于那些其它课程已涉及或部分学习过的内容,如生物育种技术及原理、初级代谢产物的合成途径等内容,其相关知识已在专业课程《生物化学》、《基因工程》、《微生物学》和《细胞工程》中进行过系统性的学习,这些章节的大部分内容可采用启发式、研讨式或学生直接上台讲解的形式展开教学,这种教学形式可根据上课班级人数分成2-5人的小组展开,并及时予以评分备案;而对于学生掌握不牢固的部分,如DNA的合成、抗生素的合成,则仍以教师讲解为主。在育种实例及具体应对策略环节,则采取案例分析式、启发式与研讨式结合的教学方式进行,即先以谷氨酸(Glu)高产菌的选育为例,详细、系统地讲解Glu在EMP和HMP途径中的代谢调控要点,如何在代谢控制发酵基本思想的指导下,分析拟定较为具体的筛选策略,再依据每一条筛选策略,制定更为详细、具体、可行的实验方法,将《微生物代谢调控》的基本思想分步骤地、有序地贯彻到具体的微生物定向育种过程中去;后续章节的实例环节再依据随堂作业、课堂问答反馈的结果,让成绩较为理想的同学们先行示范讲解、其它同学陆续跟进的次序进行。最后,采取分组合作学习的模式,对学生的实际分析能力、思考能力、创新能力作进一步的强化训练,即不限定目标菌株累积产物的种类,但避免组与组之间出现完全相同的情况,通过自行查阅文献、分类整理,就已报道或生产用的菌株作理论上的可行性分析,重点从代谢调控方向阐述为何打上某种/多种标记后可提高目的产物的累积量,以及还可以作哪些具体的改进或改良的方式提高菌株的产率,力求使每位学生掌握如何利用代谢调控基本思想分析问题、解决问题,使代谢调控的思想成为学生专业思维习惯中的一部分。

2.4.改革考核体系,锻炼知识综合运用能力

针对以往考核评定方式的不足,我们强化了学习过程管理,即结合教学方式的改进,为增设的环节给予分数奖励,同时加大平时考核成绩占总成绩的比重,由原来的20 % 平时成绩+ 80 %考试成绩调整为40 %平时成绩+ 60 %考试成绩,平时成绩由平时表现、平时作业、讨论与讲解三大部分组成。平时课堂表现与作业占比不超过平时总成绩的40%,而讨论与讲解部分则占到平时成绩的60%以上,这部分在同学们分小组拟定方案、可行性论证/原理说明、文字汇报、PPT的制作与讲解过程中依据具体实施教学形式予以客观评价及打分,打分依据主要包括:方案是否合理科学、流程是否清晰、原理论述是否正确、文字表述是否规范、PPT制作是否标准、讲解是否清楚明了、逻辑是否通顺等方面,此部分分数由任课教师和熟悉本课程及其相关知识的专业老师综合打分,力求保证公平、公正、公开。

生物学专业课程范文4

关键词 生物化学与分子生物学;农学类专业;创新创业能力;提升

中图分类号 G642.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)05-0272-01

Abstract As the foundation and frontier subject of life science,biochemistry and molecular biology plays an important role in the cultivation of the agronomy specialty students,which can promote the innovation and enterprise ability of them. It mainly reflected in the following three aspects:firstly,it can improve the students′ innovation ability,secondly;secondly,it can improve the students′ practical ability and practice ability;thirdly,it can improve the students′ consciousness of modern science and technology,and then improve the enterprise ability of student in future.

Key words biochemistry and molecular biology;agronomy specialty;innovation and entrepreneurial ability;improvement

生物化学与分子生物学课程群作为生命科学各学科基础的实验学科,既是生命科学的基础,又是生命科学的前沿[1-2]。农学是研究农业发展的自然规律和经济规律的科学,涉及农业环境、作物等多种科学,均涉及生物化学与分子生物学,其理论和技术对实现农学专业目的有重要作用。生物化学与分子生物学逐渐成为各专业的理论基础及研究手段。因此,生物化学及分子生物学在农学类专业学生的培养及其能力的提高方面发挥举足轻重的作用[3]。要推动更高质量的就业,特别是要提升劳动者的就业创业能力。创新创业能力提升是大学生自主创业的必然选择,作为新时代的大学生,只有全面提高自身综合素质和能力,才能更好地适应社会的需求。事实证明,大学生创新创业教育有利于增强大学生职业发展的核心竞争力,提高就业率和就业质量是当前严峻形势下促进就业、提高就业质量的重要途径[4]。生物化学与分子生物学课程能够提高农学类学生以下几个方面的能力。

1 提高学生创新能力

创新是素质教育的核心,在当今社会经济发展背景下,创新思维与能力是农学专业人才在竞争中取胜的关键,培养一批具有创新思维与能力的农业实用型人才是农学类学生教育的宗旨及目标,以为我国农业的可持续发展及社会主义新农村建设输送人才资源。生物化学与分子生物学相关领域研究发展迅速,作为生命科学领域的前沿学科,教师在开展课程教学时,必然要结合在农业领域相关专业中的应用范畴,讲授最基本的生物化学与分子生物学基本内容,介绍新的大农学相关的科研进展,并将最新的科研成果传达给学生,以提高学生的创新思维及创新能力。通过这些最新科研进展内容的介绍,有助于学生寻找科研兴趣的切入点[5]。

2 提高学生的动手能力和实践能力

在高等农业教育中,实践教学能够帮助学生理论联系实际,将知识转化为能力,从而培养智能型农业人才,有利于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力。创新离不开实践,生物化学与分子生物学是一门实验科学,在实验的开展过程中,要坚持课堂教学与创新创业意识培养相结合,基础实践与创新创业能力培养相结合。一方面,有助于学生理解生物化学的基础理论知识;另一方面能够使他们掌握基本的实验技能、提高实验设计能力、熟练分析检测技术,同时有利于提高他们的动手意识、创新思维及实践能力[2]。

3 提高学生的现代科技意识

现代农业科技正迅速向宏观和微观领域迅速发展,农学类学生学习生物化学与分子生物学课程的最终目的是为其理解和掌握农业生产中相关知识服务。在教学的过程中,教师要多着重将生物化学与分子生物学与生产实践知识联系起来。例如,农作物的抗旱、抗病毒、抗虫、抗除草剂等响应环境的机制研究,作物农艺性状的调控机制、作物栽培模式与品种特性相关的分子机制研究等,掌握生物化学与分子生物学基础理论知识有助于后期农学类专业课程学习,为学生今后开发新的农业生产技术、培育新的农业品种以及建立适应时展需求的农业现代化的生产模式奠定基础。总体而言,完善生物化学与分子生物学课程教学体系对培养具有现代科技意识的农学专业人才具有重要意义[6],为学生的创新能力和创新意识提升以及创业意识和创业能力的培养奠定基础。

4 结语

农林类院校要重视大学生的创新创业教育,培养学生的创业意识,提升其创业能力,要大力培养创业文化、营造创业氛围。要将创新创业的精神贯穿在生物化学及分子生物学

等课程的课程体系中,通^专业实验的开设及参与教师的科研项目等多种手段,全方位地提升学生的创新创业精神及能力,要充分发挥农学类专业学生的专业优势,结合国家的惠农政策,大力倡导农学类专业学生走涉农创业之路。农学类专业学生针对自身的实际情况,凭借自身的技术优势,走涉农创业之路,并努力获取国家的政策支持,抓住机遇、迎接挑战,必将提高创业的成功率[7]。

5 参考文献

[1] 李勇超.以专业为基础的高校生物化学教学改革[J].河南科技学院学报,2013(2):113-115.

[2] 王梦姣.浅谈生物化学与分子生物学进展及其在社会发展中作用[J].陕西农业科学,2009(5):112-114.

[3] 高双成,史国安,施江,等.农学专业《分子生物学》教学模式的探索[J].教育教学论坛,2013(38):50-51.

[4] 彭湘奇,王美军,王愚,等.农学类专业研究生自主创业影响因素与对策分析[J].科技创业,2013(1):25-28.

[5] 赵莹莹,何剑斌,于业辉,等.高等农业院校分子生物学教学改革实践[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2014,16(6):713-716.

生物学专业课程范文5

【关键词】现代教育技术;生物工程;多媒体课件;网络课程;仿真实验;应用

生物工程专业课包括发酵设备、发酵工厂设计、发酵动力学、酶制剂工艺学和发酵工艺学等课程内容。而发酵工艺学课程还包括氨基酸工艺学、有机酸工艺学和抗生素工艺学等课程。随着现代化教育信息技术空间的日益拓展,以计算机为核心的教育技术的应用已成为2l世纪教育的主流。如何迎接现代科学技术的挑战,培养具有自主学习、创新精神和实践能力的高素质人才已成为高等教育改革和发展的首要任务,以信息技术为基础的现代教育技术在高等教育改革中的作用将越来越重要[1]。

1 现代教育技术在生物工程专业课教学中的必要性

现代教育技术是以现代信息技术为支撑,以现代教育理论为基础,以系统科学理论为指导,以教学过程和教学资源为研究范围,以实现教学过程优化为最终目标[2]。与其他新技术一样,现代教育技术的应用,对教育产生了强烈的冲击波。尤其是多媒体、网络、人工智能、远程通讯等技术的应用,不仅更新了教学方法和教学手段,更重要的是对传统教育理论和实践产生全面的挑战。

专业课教学是培养学生专业素质和实践创新能力,综合运用基础课和专业基础课知识的重要阶段,直接为学生就业工作做准备。对于工程技术类的学生而言,积累本专业知识的同时,更为重要的是实际工程技能的训练。多年来,生物工程专业课教学中一直存在着以下问题:

(1)就教学内容本身而言,生物工程专业课理论性强,教学难度大;内容多,概念抽象,公式推导复杂,知识的融合面广(涉及高等数学、物理学、物理化学、工程制图和化工等);运算过程长,公式多,经验系数多;教具少,缺少形象化教学,尤其是设备部分,价格昂贵,难以建立工艺实验;实践性强,无论是基础理论还是工业设备都离不开生产实际。

(2)就科学技术发展而言,随着生物科学的快速发展,与之相关的许多学科、特别是最为密切的生物工程领域的许多研究方向得到了突飞猛进的发展,诸如:生物反应工程、生物分离工程与技术(生物工业下游技术)、酶工程、生物生产工艺等;其研究手段更加先进,涉及的领域更为宽广,研究的内容更加丰富。这对于生物工程专业的教学,提出了更高的要求,须不断地将新工艺、新技术和新的理论研究成果充实到教学内容中。

(3)就教学方法和教学手段而言,在传统教学的教学中,教师讲,学生记,教师问,学生答的方式,学生是被动的外部刺激的接受者即灌输对象,这种教学方法学生的参与面,参与程度,实际上难于达到施教者的初衷。而且教法单调、教师费力、费时,学生却感到抽象,不易理解,教学效果差。另外由于受时间、空间及经费等限制,学生很难亲临现场观察。

针对工科专业课程的以上特点,传统的“黑板 + 粉笔”教学模式无法满足现代教学需要,学生也难以掌握相应的教学内容。现代教育技术的兴起和现代教育媒体的涌现,为解决生物工程专业课教学面临的困难和问题提供了新的思路和方法。为此我们认为,在生物工程专业课的教学中,应该充分利用现代教育技术,在课堂中使用多媒体教学,课后使用网络课程,在实验条件不足情况下采用仿真技术,建立计算机仿真实验室。只有这样,才能更大满足对生物工程专业课教学的要求,培养学生自主学习的能力和创造精神,从而提高学生综合素质。

2. 多媒体课件在理论教学中的应用

计算机多媒体教学课件,以其丰富、多样的信息承载形式,灵活、方便的交互特点,将越来越多地应用于教学之中。传统的利用黑板模式的教学方式,针对于生物工程专业课教学,面对有众多学生,教师资源和学时数有限的情况,已经非常严重地影响了教学的效果,需要利用先进的多媒体工具进行改观。

几年来,作者将全部教学内容设计、制作成多媒体教学课件并投入到理论教学当中。实践证明,设计合理,加工细致、使用得当的多媒体课件用于教学,效果较好。

2.1 采用多媒体课件教学,有利于分析归纳教材内容,重点突出。

生化工程专业课程涵盖的内容很多,比如《发酵工艺学》课程内容就包括抗生素、微生物酶制剂、氨基酸发酵、有机酸(柠檬酸、乳酸)、多糖发酵生产工艺和丙酮丁醇发酵的生产工艺等等。这些内容中的绝大多数本身就可以单独作为一门课程进行讲授,如果全部介绍,课时肯定不够。但是,如果采用多媒体课件教学,在设计课件脚本时,可以对课程内容进行分类和归纳,并选择有代表性的知识作为授课重点内容。为此,我们把以上所有发酵生产工艺中的共性部分独立出来,设计出这样一条课件制作主线:工业微生物基础淀粉制糖工艺培养基配制和灭菌无菌空气的制备培养基中氧的供需和传递生物反应器发酵工艺控制发酵染菌的分析和防治动植物细胞大规模培养生化产品的分离和纯化生化生产工艺实例。而对于其他相关内容仅仅布置自学提纲,使同学们通过举一反三和触类旁通的方法进行学习。我们在讲授具体工艺内容时,对同学们已掌握和了解的内容不再重复讲授或仅要求同学们复习相关的章节,这样就避免了不必要的重复,突出了本课程的重点。

2.2 巧妙使用课件制作软件,充分调动学生学习兴趣

生化工程专业课内容多,有些内容学生无法实际观察,比较抽象,而利用多媒体技术可以清晰地呈现这些教学内容,从而突破客观条件的限制,使学生容易理解和掌握这些知识。可以利用优秀课件制作软件如PowerPoint制作幻灯片、Flash制作二维动画、3DMAX等制作三维动画。这样制出的教学课件在教学中的应用,不仅可以使抽象的理论具体化、形象化、直观化,而且还富有趣味性和感染力,可以充分吸引学生的注意力,也便于学生将感性认识上升到理性认识,帮助学生对教学内容进行理解和掌握,充分调动学生学习兴趣。

如《发酵工艺学》这门课中,最重要、最核心的设备是发酵罐,为了在授课时更加形象生动,学生更好接受课本内容,我们采用Flash软件把发酵罐做成能播放的动画“元件”。这样,在讲授各个章节课件时,当有涉及到发酵罐内容时,就可直接调用它,非常方便。再如在《发酵工艺学》课件制作中,用PowerPoint 作为操作平台,在课件制作时利用工具栏中的“图片”工具栏,利用自选图形中工具,可在幻灯片制作过程中使用各种不同自选图形,把复杂的工艺过程绘成流程图,这样使得讲授内容条理更加清楚,系统性强,可以大大节省时间,学生容易接受。这样以生动的图像、图片及流程图将有关内容展示出来,使学生一目了然,容易建立起工业设备或工艺流程的空间概念,这样做不仅有助于学生对所学知识的理解,而且有助于学生增强自信心,培养对专业的兴趣。

2.3 有利于化学公式推导以及工艺流程图的演示

生化工程专业课程化学公式多,工艺流程图复杂,教学难度大,传统的教学往往不利于公式推导的过程工艺流程图的演示。这方面的教学也是一个比较容易使学生陷入学习困难的地方,是很多教师比较头痛的教学部分。但是如果合理地运用成熟的办公软件对公式和工艺流程图进行处理,更多技巧的运用可以让多媒体教学发挥传统黑板教学推导公式和演示工艺流程图时不能达到的效果。比如:(1)利用办公软件的动画功能就可以设置公式演算和工艺流程图的慢放效果或者手动放映效果,使公式或工艺流程一步一步演示出来,或者在教师操作下演示出来,这样,教师在教学过程中如同书写到黑板上一样有步骤、有时间顺序,留给学生思考的空间。(2)为了强调某个部分与下一个步骤的联系,可以用颜色效果或者箭头来表示内部联系。(3)对于学生不容易理解的步骤,可以任意回放重新演示,并且在需要讨论的地方暂停讨论。

多媒体作为现代化教学的一种手段,在优化教学过程,激发学生创造性思维,提高课堂教学效果,有效地实施素质教育方面起着重要的作用。应用于课堂教学的计算机多媒体技术,作为一种先进的教学辅助手段,和以前传统的“黑板 + 粉笔”教学模式相比,有着无可比拟的优势,能够取得以前传统教学辅助手段(模型、地图和挂图)所达不到的效果。由于采用多媒体教学,明显提高了教学质量和效率,促进了生化工程专业课的教学改革。

3 网络课程在辅助教学中的应用

在信息技术飞速发展的今天,传统的黑板和挂图(含幻灯片、胶片投影)的教学手段已无法适应当前教学内容大信息量和更新周期短的需要,多媒体教学课件的使用,也只能满足有限的课堂教学的需求。

为适应时代的发展,笔者自2003年以来,首先把生物工程专业课之一的主干课《发酵工艺学》课程制作成适合在网络上运行的网络课程,并作为辅助教学使用。在教学时,采用网上教学和课堂教学相结合的方式,其中课程中的基本概念、重点和难点采用课堂教学,在多媒体教室上课,课程作业、课堂讨论、在线答疑和理论考试等放在网络上进行。经过二年多的实践,已经初步取得成效。

网络课程内容主要由以下三部分组成:(1)教学信息呈示部分。这部分主要是向学习者介绍学习这门课程应有的知识准备,通过学习达到的学习目标以及学科的知识结构等。栏目主要包含:教师风采、课程建设、理论教学、实践教学、课外学习等,在主页面上设有教学公告栏,使学生能在第一时间知道本课程的教学信息,并在课外学习栏目中补充了大量的新技术、新成果等资料,供同学们在网上自由学习。(2)网上交流部分。这部分主要是为师生或生生交流提供“阵地”的。主要栏目包括课堂讨论、网上答疑、学习讨论、师生信箱和任课老师值班时间安排等。(3)评价系统部分。包括对学生在这门课程中的考试与作业的评价、对学习过程参与度的评价、对教师的评价及专家对课程系统的评价等。

在具体的教学过程中,通过网络课程的使用,学生可以采取多种学习方式:

(1)资源利用式,即学生可以通过网络课程上提供的相关链接,获得教育教学网站上丰富的学习资源,查询并下载自己所需要的信息资料,包括各种生物学知识、观点和最新的生物学成果等。比如,生物引擎网网址bio-engine.com,中国科学院科技文献全文数据库系统网址lcc.icm.ac.cn/fulltext/database.html,科学数据库网址cnc.ac.cn,生物科技在线网址monsanto.com等。

(2)协商合作式,协作式学习是网络教学的最重要特点,也是最重要优点之一,学生通过网络上的课堂讨论、网上答疑、学习讨论栏目,可以进行讨论、交流,而且还可自由发挥、自由想象,因此能集思广益,便于多种不同观点的碰撞与交流,能在较短时间内使参加讨论的同学对同一复杂问题,获得多方面的较为深入的认识,这对于事物的复杂性和培养辩证思维、发散思维,无疑有很大好处;

(3)自主发现式,即借助网络资源,通过比较异同点,发现问题,主动探索的学习。比如学生学习课本第十章发酵过程的工艺控制之后,学生通过比较发酵生产的三种培养方式(分批培养、补料分批培养和连续培养),找到了异同点,学生对内容的分析和归纳,不但很快得找到了知识,通过查阅相关资料还进一步发现,在实际生产中,人们一直极其重视微生物、动植物细胞的改良和新产品的开发,而忽视了探求改进生产工艺和改善工业生产设备的工艺研究。学生通过查阅相关资料,发现工艺的改进将会在很大程度上改善产品的质量,提高生产效益,起到上游过程无法实现作用,也充分认识到工艺的研究和优化显得更加重要。

同传统课堂教学课件相比,网络多媒体教学课件与其有许多相同之处,也有不同的地方。许多同学在与网络接触之后,学习兴趣更加浓厚,求知欲望异常强烈。在通过网络扩展了知识外延的同时,学生们真正体会到了“学然后知不足”的深切内涵,进而确定了终生学习的思想。因而,我们应根据网络教学特点,认真研究网络教学对课件的要求,把握网络多媒体教学课件设计、制作原则,力争制作出高质量的网络课件。

4、计算机仿真技术在实验教学中的应用

实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力十分重要,而实验素质和技能的提高必须通过实验教学的各个环节来实现。但专业实验不同于基础实验,大部分实验操作是综合性大型工艺实验,要建立一个比较完善的生化工程专业实验室,投资较大,如购买一套70升全不锈钢中试发酵罐及其控制系统等较为完备的实验设备,投资就得上百万;另外,传统实物实验要受实验室的自身条件,如仪器设备的种类、状况、成套数及器材消耗等因素的限制,在规定的时间和空间内有选择性地开设综合设计性实验往往存在较大难度;第三,如果专业实验开设数量有限,实验内容更新缓慢,就难以适用现代科学技术的迅猛发展,不利于学生研究设计能力和创新能力的培养。基于以上情况,我们建议把计算机仿真技术引入到生化工程专业实验中,建立生化工程专业仿真实验室。

与传统实物实验相比,虚拟仿真实验以软件为基础,用软件替代硬件实现了各种器件和电路的显示、数据读取、数据分析处理等实物实验只能用硬件完成的功能;同时实现了实物实验很难实现的数据编辑、存储、打印图表等功能,而且点击鼠标即可进行仿真操作,完整地模拟实验操作的全过程。随鼠标的移动,指示出实验装置的各个部件名称,便于了解实验装置的结构,使得学生实验变得更加灵活、简单而富有创造性。

在发酵工艺学课程的专业实验中,通过计算机技术建立模拟实验环境,可以设计许多仿真实验,通过输入必要的参数,或者通过学生交互操作 进行模拟实验 通过输入不同的参数 观察不同的实验结果,进行分析比较,可较好提高学生科学探究的能力。

以青霉素的发酵生产为代表,仿真一套完整的、与工业化生产完全相同的青霉素发酵、分离提取的工艺实验,在仿真实验过程中,将发酵过程中的各种参数的测定融合到具体的实验中。例如:发酵液中青霉素含量的测定、发酵液中还原糖含量的测定、pH的在线检测、发酵液中溶氧浓度DO值的在线检测、菌体浓度OD值的检测、菌体染色及形态观察等,要求学生从实验开始到实验结束,每隔一段时间出样一次进行各种参数的检测。最后根据实验得到的各种数据,结合学过的发酵工艺学的基本原理,对发酵过程中的各种参数的变化及出现的发酵异常现象进行具体的分析,并写出一份完整的实验报告。这样有利于提高学生分析问题解决问题的能力,对其它课程的学习也起到了一定的促进作用。

虚拟仿真实验改变了传统的学习观念,不仅为学生提供了一个开放式的实验平台,也为教师提供了一个优良的辅助教学平台,适合反映新技术新成果应用的新型实验,使学生更直观、灵活、自由地完成学习任务。但发酵过程是一种内在机理十分复杂的生化过程,实际上很难有一种数学模型对所有发酵过程进行准确的描述。为此我们认为,应该把虚拟仿真实验作为传统实验教学的完善与补充,把实物实验与网上虚拟实验、课堂教学与网上教学、实际考核与网上考核有机地结合起来,充分利用先进的计算机设备和丰富的网络资源进行网上虚拟实验教学,进一步提高实验教学水平。

5 结束语

每一种媒体都有自身的长处,对某种特定的教学和学习有效,不存在一种处处适用的全能媒体。同样,每种媒体又不可避免地存在局限性,不利于某些教学和学习。只有在某些特定的教学情境中,一种媒体会比另一种媒体更有效。现代教育技术作为现代化的教学手段,必须和传统的教学方法融为一体,多种教学媒体互相补充、协调统一,接教材的需要进行优化组合,才能发挥其优势,达到教学的最佳效果。另外,作为一名教师只有深入钻研、勇于探索、大胆实践,并不断学习和掌握现代教育技术,才能提高自己应用现代教育技术的能力,从而优化教学体系,提高教学质量。实践证明,现代教育技术引人生化工程专业课程教学中是高校实施教学改革,提高学生综合能力的有效途径。

参考文献

生物学专业课程范文6

关键词:生物医学工程 电子类课程 教材选择 项目教学法

生物医学工程专业是20世纪70年代末在我国出现的集多个学科领域于一身的交叉型新兴学科。该专业涉及生物学、医学、电子学、材料学、工程学、物理学和计算机技术等多门学科的知识,具有知识覆盖面广、学科交叉性强、应用实践性强和就业口径宽等特点。

生物医学工程本科专业培养目标设定在为医疗机构提供医疗仪器设备的研发和维护人员,但经过近50年的发展,四年制本科教育只能为毕业生提供一个该专业的入门引领,或是提供了理工科和医学学习经历,将各学科知识叠加,学生很难将各学科融会贯通,并应用于实际工作中。为此,如何让医学院校的生物医学工程本科生在面临就业时突出专业特色,脱颖而出是值得我们思考的问题,课程建设是专业培养的基础,在生物医学工程本科教育上显得尤为重要。

生物医学工程专业众多门专业基础课中,电子类课程与计算机类课程、自动控制技术、医疗仪器原理类课程都有着密不可分的联系,本科生只有掌握电子技术才可以为日后从事生物工程相关研究打下良好的硬件和软件基础。因此,电子类课程在众多基础课程中有着不可替代的重要性,现根据我校电子类课程教学情况中存在的不足,提出几点思考与建议。

一、电子类基础课程特点

电子类基础课程包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术和电工学等。这些课程是生物医学工程专业的专业基础课,也是多门专业课程的先行课,为生物医学电子学、自动控制原理、单片机技术与应用、医用仪器原理、检验分析仪器和医用影像设备学等课程奠定理论基础。该类课程具有如下特点:第一,具有承前启后的特点。针对生物医学工程专业的学生必须具有扎实的大学物理、高等数学等理论支撑才能学好电子技术课程,并为后续医学仪器的原理分析和设计打好坚实的基础。第二,课程内容抽象,理论知识复杂,实践性强。这一特点导致学生出现两极分化,理论扎实的学生,学习兴趣越来越浓;而理论知识学的不好的则厌倦电子类课程学习,实践动手能力也得不到提高,更缺乏对课程中各种电路的理解和设计制作能力。

二、教学中存在的问题

1.学生缺乏学习兴趣

由于学生报考时对所报专业不了解,盲目选择,使得原本爱好医学的学生选择了该专业,入学后开始抱怨选错了专业,继而也把这种情绪带到了学习中;另外,电子类知识都是各种复杂难懂的、功能各异的典型电路,以及对各种电路的结构和工作原理分析,电子类课程各学科之间以及每门课程的各章节之间都是环环相扣的,如果学生电子类某一科学习不好,会影响到后面其他电子类课程乃至专业课的学习。

总之,一些学生对错选专业的负面情绪和电子类课程知识复杂难懂的特点,使得他们对电子技术类课程缺乏学习兴趣,甚至在学习中出现倦怠情绪,要想改变这种情况不是一朝一夕就能完成的,对于专业的培养目标和就业去向已经明确的前提下,我们更应该思考的就是如何从教学中激发学生的学习兴趣,使他们对这个专业充满希望,对电子技术类课程提高重视程度。

2.教材选择对电子类课程的影响

生物医学工程专业具有知识覆盖面广,但每科研究深度浅等特点,因此在教材的选择上也要配合专业特点,选择难易程度适度,能为专业课服务的合适教材。

我校电子类课程的教材选择普遍偏难。虽然教材知识覆盖面够用,但知识的深度和难度偏大,学生在计划学时内很难消化理解。课时少,授课内容多,难度又大,无疑加重了学生的学习负担和厌学情绪。可见,教材的选择对于适应教学需求,学科体系的建设,学生学习兴趣的培养都很重要。

3.医学院校理工科教师医学知识薄弱

医学院校的工科专任教师多数没有医学相关知识的学习背景,而且我校电子类专业基础课所选教材几乎与医学无关,导致电子类课程授课内容与医学联系不紧密。因此,医学院校理工科教师应该普及医学知识,这样理工科教师授课时才能更恰当的引入典型医学实例,为医学仪器课程的开展做好准备,为专业课奠定基础。

三、结合课程特点与专业培养目标改进教学方法

1.采用多种教学方法相结合

对于电子类课程,由于具有课程内容抽象,理论知识复杂,实践性强等特点,采用传统启发式教学会使得理论知识的传授枯燥无味,教学效果不明显,教师可根据教学内容采用任务驱动式教学方法、案例教学法和答辩式教学法等多种教学方法结合使用。把课堂翻转起来,尽量让学生在课后完成资料查阅和教学内容的学习,教师在课堂上只解决学生自学后提出的或未能解决的问题,教师仍然是课堂的主导,学生根据老师每次有针对性的任务去自行学习,既完成了任务,达到教学要求,又提高了学生学习和思维能力。

2.实验课程采用项目教学法,激发学生学习兴趣

与其他学科不同,每一门电子类课程都有相关的实验课程,学生在完成与理论知识相对应的验证性和设计性实验外,还需要开展一些综合性实验环节,以提高学生对于小型医疗仪器的理解和研发能力。我们可以针对生工学生设计小型的综合实验项目,如把电子血压仪等小型医学设备拆分成若干部分,各部分再组成一个设计项目,有能力的学生任项目组长,其他学生根据掌握知识的情况和个人喜好选择完成某一部分的电路,由任课教师统一指导。这样在有任务驱动、有完成目标、有时间限制、有指导教师和有合作伙伴的前提下,学生学习的积极性会被充分调动,实践动手能力也会在项目的驱使下逐步提高,为日后走向工作岗位积累经验。

四、结论

本文针对电子类课程阐述了教学中的问题和对策,实际上生物医学工程专业在课程建设与培养目标上还有许多不足之处,该专业的本科毕业生在择业时缺少和其他工程专业毕业生竞争的优势。因此,生物医学工程专业在专业方向设定上应向着多元化发展,借鉴国外对生物医学工程的人才培养模式,实现生物医学工程专业方向上理工科和文科并行发展,为生物医学工程毕业生就业打开更广阔的突破口。

参考文献:

[1]王能河,但汉久.生物医学工程专业(医学影像工程)本科课程体系比较研究[J].现代仪器与医疗,2013,19(2):70-74.