生物學專業課程范例6篇

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生物學專業課程范文1

摘要:

本文針對大學生對生物科學專業缺乏興趣,專業認同感不高以及傳統專業課程教學體系難以激發學習興趣等問題,總結了我院近些年針對這些問題展開的對生物科學專業課程體系建設進行的探索。我們以遵循人才培養規律作為教學改革與實踐的指導思想,優化本科生專業課程體系設置,旨在從激發專業興趣與認同感出發,著力培養基礎知識扎實、動手能力強、具有批判性思維和國際視野的創新性人才。

關鍵詞:

生物科學;專業課程體系;人才培養

作為科技發展的前沿學科,生物類專業在近幾年得到了快速發展。在我國,自1999年高校擴招以來,大學在校生人數猛增,無論是開設生物類學科的高校數量還是在校生數量均大幅提高[1]。然而由于宣傳過度,一度引發了“生物熱”現象。據統計我國已經有300多所高校設置了生物學科[2],每年新增幾萬畢業生,遠遠超出了工就業吸收能力,生物科學類專業大學生就業問題越來越嚴重。,直接導致了包括重點高校在內的各高校生物科學類專業普遍存在著第一專業志愿新生比例逐年下降的現象,大學生缺乏對生物科學專業的興趣,對專業認同度也不高,再加上傳統教學體系無法激發學生的學習興趣,轉專業人數居高不下。以我院為例,2013年和2014年申請轉專業的學生數分別達到了101人和97人,通過考試實際轉出的學生為56人和63人,優質生源流失嚴重[3,4]。為了提高生物學本科生對學習的興趣,本科生物學課程體系的合理設置就顯得十分重要。廈門大學生命科學學院本科設有生物科學和生物技術2個專業,原有的課程體系存在層次不清、缺少入門課程、必修課學分過高、不注重科研能力培養等問題。針對這種情況,學院組織力量對國內外研究型大學的生物學科課程設置進行了調研,并邀請多位境外高校的教學主管分析和討論改革方案。最終確定了以遵循人才培養規律作為教學改革與實踐的指導思想,優化課程設置的系統性和層次性,由淺入深、從主干到分支,循序漸進、理論與實踐結合,幫助學生建立合理的知識結構。對生物科學本科人才培養進行全面系統規劃,從激發專業興趣與認同感出發,著力培養基礎知識扎實、動手能力強、具有批判性思維和國際視野的創新性人才。我們規劃了本科生各階段的培養目標:“大一培養興趣,大二扎實基礎,大三拓展視野;大四全面提升”。通過近幾年的實施,已取得初步成效。

1培養方案的調整

本著“優化課程結構、強化實踐創新能力、突出個性培養、均衡課程安排、規范課程管理”的總體原則,學院按照生物學科的專業性質特點,對培養方案進行了一系列調整。

1.1堅持“寬口徑、厚基礎、多樣化”的人才培養模式

為了增強學生對生物科學專業的認同感,提高專業學習興趣,我們實行一、二年級按專業大類培養,不分方向,主要學習公共基本課程、通識教育課程和學科通修課程等必修課程。二年級短學期分專業后,學生們除修讀必修課程外,還要根據各專業方向的學科特點及職業規劃選擇修讀課程。愿意將來從事生物類學術研究或教育的學生,可選擇學術型人才培養模式;而畢業后走擇業、創業道路的學生,可以選擇專業型人才培養模式。

1.2遵循“由淺入深、從主干到分支”的教育規律

明確大學各階段的培養核心目標。優化課程設置的系統性和層次性,幫助學生建立合理的知識結構。通過降低必修課學分,提高核心課質量,開設內容豐富的專業選修課,有利于學生根據興趣深入學習。在總體上降低學分,給學生留有更多思考的空間,增加學習的主動性。調研數據顯示,我院原有的培養方案學分設置比同類院校平均高出10個學分,學生課業壓力大,影響了學習興趣。經過此次整合和精簡,降低了專業必修課學分,增加了選修課學分,培養方案總學分由160學分減少至146學分,使學生有更多思考和探索的時間及空間。知識傳授的層次性更加科學,按照興趣主干分支綜合運用的教學規律,合理安排課程的銜接,共計對57門課程進行了綜合性的調整,梳理課程體系、調整開課學期、更新課程內容、合并內容相類似的選修課,使我院的課程數量、結構及優質課程資源均得到了優化。

1.3完善“激發專業興趣、提高學習熱情”的培養方案

學院為新生增設“新生研討課”“普通生物學”“普通生物學實驗”課程,以靈活多樣的教學組織形式,幫助學生樹立專業思想、激發學習興趣、轉變學習方式。結合導師制、班主任制度、“科學與人生”講座等措施,讓低年級學生了解并喜歡上生命科學。聘請境內外高水平學者為高年級學生開設短期課程、學術講座、學術沙龍,培養學生的科學素養和批判性思維模式。繼續實施“探索?科研”基金項目,鼓勵對生物感興趣的學生提前進入實驗室進行科學研究,培養學生的創新科研能力。

2特色課程的建設

2.1以激發專業興趣為主線的大學一年級的課程建設及教學管理

面對轉專業人數日益加劇的情況,我院對申報轉專業的學生進行詳細的走訪和調研,了解到新生對生物學科了解不足、缺乏興趣的現狀。因此,我們新設置了既有挑戰性、又充滿新奇的三門課程,使新生逐步認識生物科學的多樣性和多功能性,并逐漸認同生物科學這一學科。具體舉措如下:

(1)邀請諾貝爾獎獲得者、院士等開設“科學與人生”講座。為了讓新生了解生命科學到底是學什么,我院開設了“科學與人生”系列講座,邀請著名科學家分享自己的成長歷程和人生感悟,讓學生盡快定位自己的人生目標。

(2)新設“普通生物學”雙語課。該課程強調生命世界的特點,即物種的多樣性、分子多樣性和信號通路及其交叉的多樣性,以及非線性思維的重要性。課程內容既生動有趣,又能培養學生的專業英語能力。我們組織了包括“長江學者”“青年千人”“閩江學者”等具有豐富教學經驗的教授在內的授課團隊對該門課進行講授。通過這門課的學習,使學生形成對生命科學的宏觀認識。

(3)新設“普通生物學實驗”。為了激發學生的學習興趣,我們在大一學期開設了模式生物秀麗線蟲的發育、斑馬魚行為學與發育等獨具特色的實驗課程,讓學生零距離接觸動態演化的奇妙過程。對學生的問卷調查顯示,68%的學生認為在大一上學期的3門專業課中,“普通生物學實驗”對建立學科興趣的影響力最大。

(4)新設雙語課程“新生研討課”。為了讓新生盡快適應大學“自主學習為主,教師授課為輔”的學習方式,我院特別開設了“新生研討課”,替換原來的“學科入門指導”課程(全年級大班上課)。課程內容包括老師對生物科學發展歷史和研究思路的介紹以及學生自主調研和全英文報告演講兩個方面。課程采用小班教學(30人左右),學院挑選了7位優秀的海外引進教師進行授課,這種小班研討的教學方式使學生參與到課堂中,從而激發了學生自主學習的積極性和對專業的興趣。

2.2以扎實的專業知識為目標,建設大二、大三專業課

我們將上述大一課程的設置及教學方法的理念貫穿到整個本科階段的教學實踐中,對大二、大三的課程體系進行了調整和豐富,從而帶動了全院教學理念的更新和教學質量的提高。一是建設雙語課程。在大二、大三階段,我們建設或更新了4門主干核心課程的內容,均以雙語授課,精選國外最新最好的英文教材。其中,“生物化學”和“細胞生物學”榮獲國家級雙語示范課程,“現代遺傳學”被評為省級精品課程。建設或更新了13門雙語核心專業選修課,并大部分選用國外最新的英文教材。而其他專業選修課,也將逐漸轉變成用中英文相結合的講授形式。通過學習這些課程,使學生在掌握基礎知識的同時,能夠閱讀英文文獻國際接軌。二是聘請校外專家為本科生開設課程和學術講座。我院聘請美國、新加坡、臺灣等地的外籍教師為本科生開設“EvolutionofImmuneSystem”“BasicProteinSci-ence”“SpecialTopicsinMolecularCellularBiology”“FreshmanSeminar”等全英文課程,全互動的課堂模式和頭腦風暴式的授課方法,贏得了學生的廣泛稱贊。除此之外,我院為高年級學生開設的“癌癥生物學”和“細胞生物學前沿”課程,特邀了浙江大學、中國科學技術大學和我院的教師聯合授課?!吧茖W系列講座”則是特邀了一系列的長江學者、國家杰青作為主講人。這些精彩多樣的課程,讓學生了解生命科學的前沿,大大激發了學生對科學的熱忱。

2.3以拓展專業視野為目的的大三科研訓練課程

在大學三年級我們依托國家和省部級科研平臺設置科研訓練課程,科研訓練的內容有機結合基礎型、綜合提高型及研究創新型實驗。該課程每學年對大三的學生開放選課,學生可在1~3個課題組里輪轉,進行一學年的科研訓練活動,實驗室訓練一年后需參加科研訓練的答辯,合格后獲取4個專業選修課的學分,以此鼓勵學生選修該課程??蒲杏柧氄n程的開設,可以使學生更早地進入實驗室,營造學生積極參與科學研究的氛圍,激發專業興趣,培養學生進行科學研究的能力。通過一年的科研訓練,學生在科學態度、創新意識和團隊精神等方面得到全方位的訓練,為大四的畢業論文設計以及今后的科研工作打下扎實基礎。

2.4以全面提升專業水平為目標的大四畢業論文設計

本科畢業論文是本科人才培養的重要環節,也是檢驗本科生大學學習成果、綜合運用能力和提高人才培養質量的關鍵手段。我院規定本科生升入大四后,須自行聯系學院各課題組并選擇畢業論文指導教師,指導教師須是我院助理教授職稱以上的專業教師。指導教師指導學生閱讀參考文獻、使用本學科基本研究工具,對學生的畢業論文設計、實驗操作、數據處理、論文書寫等給予具體認真的指導。經過一年的畢業論文工作訓練,學生對科研工作有了全面的認識,并得到了實際鍛煉,為今后進入研究生學習或科研工作打下了堅實的基礎。經過一系列的改革,近年來我院生源質量逐年提高,生源結構進一步優化,學生的專業認同感得到較大提升,學習興趣也不斷提高,取得了初步成效。我們堅持遵循人才培養規律,進行生物學本科教學改革與實踐,著力培養基礎扎實、科研能力強的創新型人才。學院在教學實驗改革、增設科學前沿課程,推進雙語課程教學等方面取得了顯著成績,初步實現了創新型人才培養由知識教育向能力培養轉變。

參考文獻:

[1]樊育英,田欣,王世發.新形勢下普通本科院校生物類專業就業影響因素及其對策研究[J].教育前沿,2015,(07):260.

[2]蓋樹鵬,盧偉東,薛仁鎬,等.地方高等農業院校生物類專業課程體系的優化[J].高校生物學教學研究(電子版),2016,6(2):10-13.

[3]王福,張新,於曉敏,等.高校生物教學現狀與改革措施[J].中國校外教育,2014,(S2):438.

生物學專業課程范文2

關鍵詞:海洋生物制藥專業;生物藥物學;教學改革;雙語教學;漢釋英文版教材

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)14-0061-03

一、前言

21世紀是海洋科學在多學科交叉融合背景下蓬勃發展的時代。探索海洋的自然科學規律和開發利用海洋資源成為新世紀海洋科學和生命科學領域的研究熱點[1]。

半個世紀以來海洋天然產物引起了全世界生物學家和化學家的關注。不同學科的科學家致力于將其中有效成分發展成新的藥物。目前已經發現了至少16000種海洋天然產物,其中許多化合物顯示出很有前景的生物活性。海洋如今成為潛在藥物的巨大資源寶庫[2]?,F代生物技術在制藥產業中逐漸發揮著引領作用,在海洋科學得到蓬勃發展的新世紀,海洋生物技術推動和承載著海洋生物藥物的發展和進步[3]。

為順應我們國家海洋藥物發展方向和難治性疾病治療新藥物的探索的要求,我們國家迫切需要對海洋藥物有著最全面了解的藥學工作者。在“向海洋進軍”的感召和新世紀國內外海洋科學和教育蓬勃發展的大環境下,上海水產大學(上海海洋大學前身)融合生物學科、海洋學科、化學學科和食品學科等優勢學科資源,于2001年設置了面向“海洋世紀”、支撐上海未來經濟發展戰略的海洋藥物人才培養體系――海洋生物技術(海洋生物制藥方向,070402)[1]。該專業自2001年9月招收第一屆本科生以來,經過14年的建設,已經在教學指導思想、教學大綱、教學計劃、課程設置、實訓條件和就業途徑等方面形成內涵豐富、方向明確的教學、教管體系。

上海海洋大學“服務于國家海洋戰略的高水平學科專業群建設工程”項目是“上海地方本科院?!濉瘍群ㄔO”的一部分。“該項目的5大內涵建設工程之一是“國際化創新型海洋人才培養工程”,而生物技術(海洋生物制藥)專業是“國際化創新型海洋人才培養工程”中重點要建設的10個本科專業之一[4]。

海洋生物制藥專業本科教育旨在培養利用海洋生物來源的、具有明確藥理作用的活性物質,按照制藥工程原理進行系統地研究、開發和生產的海洋藥物人才。其培養目標是“具備系統的海洋藥物科學的基本思想,掌握藥學科學、海洋藥物科學和藥物生物科學等領域的基本理論、基本知識和基本技能,具有運用海洋生物制藥的基本原理和方法來分析和解決本專業領域實際問題的能力,能在醫藥、生物制品、食品和精細化工等領域從事研究開發和經營管理,屬于海洋生物制藥方面的高級科學技術人才[3]”。

生物技術專業(海洋藥物方向)的專業課程體系是化學類課程和生物科學的基礎課程支撐的生物技術學科、藥學學科、海洋藥物領域的交叉融合,生物技術學科和藥學學科共同支撐著海洋藥物這一新興學科領域[5]。

生物藥物學是海洋生物制藥專業的一門重要的專業課程,主要研究生物藥品的化學結構(或組成)、理化性質、生物學活性、構效關系以及臨床應用的一門科學。主要介紹由動物和微生物產生的生物藥物。生物藥物學是生物技術(海洋生物制藥方向)專業建設的5門重點課程之一[4,6]。

二、背景

“生物藥物學”這門課是我校從2006年開始為生物技術(海洋生物制藥)專業新配置的課程。這門課剛開始時面臨無教材,主講教師缺乏該門課程授課經驗的現狀。由于當年在擬定新的教學計劃之前我們到沈陽藥科大學做過調研,了解到那里有一本校內講義《生物藥品化學》(王起振,鄭新立主編),并且買到了手中。真正接手這門課后,才發現這本講義的某些內容已顯陳舊,亟待更新。

三、改革方案與效果

我們采取以下措施,開始了對“生物藥品化學”從無到有、由簡至精的課程建設。

(一)舉措一:收集講課素材

以《生物藥品化學》(王起振,鄭新立主編)這本講義所介紹的內容為框架,在網上大量收集相對新鮮的相關文字資料,補充進講課時的PPT中。

(二)舉措二:豐富教學資料,使PPT圖文并茂,動感形象

借助互聯網搜尋與教學內容密切相關的生物藥物結構示意圖、作用關系示意圖、課件資料,或自己制作生動形象的動畫,使教學PPT從內容到形式都更加豐富多彩,從而喚起了學生的學習興趣,使他們對知識理解得更充分,掌握得更扎實。

比如,下面這張示意圖就是從互聯網上找到的,它清楚地說明了干擾素這種生物藥物是如何由病毒誘發產生,又是如何在鄰近細胞發揮抗病毒作用的。這使課程內容更加直觀、更加形象地得以介紹。

(三)舉措三:從“必然”到“自由”的發揮與啟發式提問

在熟悉教學內容的基礎上,把書本知識與生活中學生有所耳聞的某些病癥或生理現象有機聯系起來介紹,俗稱“發揮”、“展開”,在適當時機啟發式[7]地提出問題,讓學生的思維隨著教學內容動起來,避免一言堂的單向教學方式。這解決了學生聽課犯困的問題,更重要的是可以使學生溫故知新,把新知識與原有知識有機聯系起來,并能將學到的知識運用到生活實踐中。

(四)舉措四:以雙語形式授課、自編雙語講義

我們在找尋資料時發現,國內關于生物藥物學的資料相對不足,不完整。而國外英文版的資料相對來說更豐富、全面、專業、新穎,與時俱進。于是,我們手中積累的關于生物藥物學的資料,英文版的越來越多。

我們并沒有將這些英語翻譯成漢語寫在PPT上,而是直接讓它們以英文形式原樣出現在PPT上,并在課堂上即席口頭翻譯,即以雙語形式教學。

教學實踐的迫切需求(只有PPT沒有講義,學生上課時不便做標記和記錄,不僅不方便他們做課后復習,上課時也容易走神)與學校關于雙語課教材的具體條文竟在這里不謀而合。于是將手中的英文資料進一步整理成雙語教材、匯編成冊的念頭就此萌生,并且迅速化為行動。我們將PPT中的內容,進一步整理,并將其中一些專業詞匯在文中做了中文標注。這促成了《生物藥品化學》雙語講義BIOLOGICS的誕生,并在2011年暑假后付印成冊。

(五)舉措五:改革考核方式

本門課的內容知識點中有些是反應原理之類的比較容易讓學生在理解基礎上記憶的,而有些知識點則很瑣碎,其中有些未必一定要學生牢記。因此,我把學生的考核成績分為兩部分,50分的閉卷考試分,督促學生學習、記憶,而另外50分則為平時成績,其中40分可以以開卷考試的方式出現,這樣,只要學生頭腦中有某些知識的輪廓,卻不甚清晰、準確時,也可以快速地找到答案,獲得不錯的成績。畢竟現在是知識爆炸的年代,靠查詢即能找到的知識完全不必要占用學生的大腦空間。讓他們記住更有用的知識、技能和方法,才更有可能向創造型人才的方向發展。

(六)舉措六:雙語教材的編輯

經過兩輪教學實踐的檢驗,證明我們編輯的這本講義從內容到形式,都比較適合學生學習“生物藥物學”的基本知識,并在同時強化了相應科技英語詞匯的學習,對科技英語的句法、語法也有了進一步熟悉、鞏固的機會。

借著這次“國際化創新型海洋人才培養工程”的具體實施和細化,我們有機會對“生物藥物學”這門課程進行更系統、更高端地建設,也有機會對“生物藥物學”教材進行建設,即將原講義進一步充實、完善,成為正式出版教材。幾年前“生物藥物學”教學實踐正在進行中時,本文作者征求了正在上這門課的本校2009級海洋生物制藥專業李天宇、陳方乾、桂慶元等幾個學生的意見,他們建議將講義中某些重復出現的生詞或專業詞匯,在每章列個單詞表,便于查詢,提高學習效率。我們采納了這個意見。而BIOLOGICS這本雙語教學用書也在我們師生集體智慧的凝集中日漸成型,如今成為了大家學習生物藥物知識最方便、最開卷有益的教材、專業參考書和健康寶典。

(七)舉措七:開辟自學戰場

在漢釋英文版教材《BIOLOGICS/生物藥物》》(王春曉,欽傳光主編。北京:中國醫藥科技出版社,2014.5.)出版后,學生終于可以手捧著教材,邊聽雙語課講述,邊在教材上做著必要的注釋、記錄了。在2014-15、2015-16學年第1學期的兩輪“生物藥物學”授課實踐中,能明顯感覺到學生的學習熱情在增加――具體體現在對授課內容的關注度上。他們非常喜歡這種既能學專業知識,又能提高英語的雙語教學的專業課“生物藥物學”。他們在課堂上都能緊跟教師的講授思路走,達到了很好的課堂教學效果。

然而,雙語的授課模式,會使課程進展略顯緩慢。這時,我們又做了新的調整:選擇教材中最有意思,卻不甚難懂的章節,留給學生做課外閱讀。為了提高閱讀有效性,我們提前留好自學思考題,讓學生們帶著問題閱讀。這過程仔細想來有點像英語水平考試中的Reading comprehension。又經過兩輪教學實踐,發現應用這種模式,學生們在認真跟隨教師的雙語授課完成課堂學習后,還能積極完成教師布置的大量課本課外閱讀,并以較高質量完成與此有關的閱讀鞏固題目作業,極大地提高了學生的專業知識量和學生的專業英語閱讀理解能力。而我們教師也會依據學生的作業完成狀況,一次次給出他們的作業成績,并計入平時成績,以鼓勵那些平時認真學習的學生。

四、討論

(一)關于雙語形式授課的一些想法

1.在教學實踐中,我們應當揣摩學生心理[8],改變教學形式。這門課程我們以雙語形式教學,先英文敘述,后中文講解。先以英語講授時,畢竟聽眾是中國學生,并不能一目了然,即刻全部領會那句話的意思,難度增加了,其實這反而會激起學生的好奇心,想知道其中的意思。這就使學生的學習興趣得到了提高。而如果采用中文,學生便認為自己反正看得懂,反而不在意聽教師說什么,教學反而會顯得平淡無奇、淡而無味,尤其是針對“生物藥物學”這種類型的課。

2.雙語教學有助于學生提高專業英語水平。上過這門雙語課的學生,在后面的學期再上專業英語時,跟沒上過這門課的學生相比,更顯出駕輕就熟的優勢。

3.外文版資料中有很多藥品歷史、逸事等方面的知識,在課程中介紹這些,像講故事一樣,也可增加學生的聽課興趣。

4.采用雙語教學,同樣的內容用英語說過,再用漢語說,學生對知識印象一定會更加深。但缺點就是教學進度會有所減緩,即在單位時間介紹的專業內容相對偏少。但由于學生學到了專業和專業英語兩方面的知識,因此并沒有使學習效率降低。而且我們也已采用增添課本課外閱讀的方式,使學生知識量進一步增加。為使學生學習這門課程的知識更加完整,建議對本門課程適當增加一些學時數。

(二)從育人著手

在教學實踐中,我們也將“教書又育人”的理念貫徹其中。在課堂上不忘培養愛國精神,增強民族自強意識,喚起學生們的責任心,使他們本著對民族的未來負責的精神,更努力、認真地學習目前的課程。

參考文獻:

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[3]吳文惠,張朝燕,李燕,包斌.海洋生物制藥本科教育與國家中長期科技發展規劃綱要的適應性分析[J].科技創新導報,(36):195.

[4]上海海洋大學.《服務于國家海洋戰略的高水平學科專業群建設工程》項目建設規劃(上海地方本科院校“十二五”內涵建設項目建設規劃)[Z].2011.4.

[5]張朝燕,吳文惠,王春曉,李燕,陳舜勝.海洋藥物專業短學期實踐教學研究與探索[J].中國藥房,2013,24(32):3069-3071.

[6]王起振,鄭新立主編.生物藥品化學[M].沈陽:沈陽藥科大學(內部教材),1990.

生物學專業課程范文3

1.教學過程中遇到的問題

1.1.教師隊伍對工科專業的認知存在差異

湖南科技學院于2002年創建生物工程專業,經過對具備工科背景人才的大力引進,以及歷屆教學管理者和專業教學團隊的規劃建設,已建成國家級、省級特色專業,但仍存在工科專業教師比例相對偏低,專業教學培養效果難以保證等問題。如2016級、2017級生工專業,制定培養計劃僅36學時,導致許多工程設計基礎類的知識無法實施,在教學過程中只能觀其大略,作一下設備類型、流程、特征、結構等方面的介紹;與本課程相關的一些理論基礎知識點,如氣液雙膜理論、福田秀雄的軸功率計算公式等知識并未對學生實施講解教學,導致本課程的教學內容十分繁重,在具體實施教學過程中只能退而求其次、降低標準,以完成整體課程內容涵蓋范圍為要。要培養出應用型的專業人才,離不開對學生工程意識的培養,而要使學生具備工程意識,首先需要相關專業教師具備工科背景,以及足夠的工廠實踐經驗,讓這些有工程意識的教師積極參與到課程體系的制定與規劃過程中來,提高專業課程設置的科學性與合理性。

1.2.學生觀念的變化導致工程應用類課程興趣減弱

伴隨著網絡經營模式的興起,以及傳統制造行業的長期不景氣,與生物工程專業相關的高新技術企業正方興未艾,高端技術型企業對人才的需求也在發生變化。經8年以上的學生跟蹤訪談結果顯示,學生對未來從事工作的期望已經有了微妙的變化,當下我校生工專業大學生更愿意從事一些相對輕松、智力依賴型的技術性、服務性工作或研究任務,對工程技術性質的工種興趣不大,即使已明確告知學生技術人員的提升高度后,學生對相關課程知識點的興趣仍然不足。相對于高精儀器而言,學生對生產設備的親和度明顯偏弱,認為這是工人才需要掌握的知識,對工程類知識及技能存在一定偏見。

1.3.教學條件仍有待提高

作為一門專業性極強的應用性課程,所學習的對象皆是本行業內常見的專業生產設備,而學生實踐經驗普遍十分薄弱,對專業設備更是接觸不多,常規的教學手段容易使學生產生枯燥乏味之感,學生對所學知識的應用范疇感觸不強,教師教的過程中也倍感壓力,導致學習效果大打折扣。這其中固然與本課程內容密切相關,但作為一個教學單位,適當增加教學投入,積極引進一些教學模型或仿真軟件,將有助于學生學習效果的提高。

除了以上幾點,在教學過程中,《生物工程設備》還存在教學內容多、教學難度大,學生學習熱情不高等問題。為改進上述不足,加強學生工程意識能力的培養,結合我校實際情況,通過以下幾個方面對《生物工程設備》教學方法進行了改革和實踐,并取得了理想效果。

2.提高課堂教學質量的對策

2.1緒論講解前沿化

緒論是一門課程的開始,緒論質量的高低,可以反映出主講教師對該課程的認識深度與廣度,也決定了學生對該課程學習興趣的高低。根據大一大二打下的基礎,學生基本了解一個典型的生物產業實現技術過程,即以“原料前處理微生物擴培規?;瘧腋∨囵B(發酵)分離、純化干燥混料成品”流程為主線,采用互動問答的形式使學生了解各個環節所涉及的技術種類與要點;再進一步引出與采用該技術生產的主體—設備,然后從整體上介紹設備的分類、選型標準、設計要求等,包括新型設備的應用情況;最后拋出問題,如“如果你來興辦一個生物企業,需要考慮哪些因素?”或“如何保證產品質量不下降的前提下提高生物企業競爭優勢?”等問題,引導學生如何從實際出發去考慮技術問題,培養學生的工程意識。

2.2.知識結構模塊化

本課程內容體系分為三大知識模塊:第一模塊:生物反應器,此模塊下又包含三個小模塊:1)通風發酵設備;2)嫌氣發酵設備;3)動植物細胞培養反應器;其中以第一小模塊的教學內容為主,第二小模塊次之,第三小模塊再次之的順序分層次逐級講解,且通風發酵設備模塊中又以機械攪拌式通風發酵罐為重點核心內容。第二模塊:生物反應物料處理及產物分離純化設備,此模塊內容包括:1)物料處理與培養基制備;2)過濾、離心與膜分離設備;3)萃取與色譜分離設備;4)蒸發與結晶設備;5)干燥設備;6)蒸餾設備,共6個小模塊,每個模塊分4-6學時完成,共計30學時。第三模塊:輔助系統設備,此模塊包含3個小模塊:1)空氣凈化除菌與空氣調節;2)物料輸送系統設備;3)生物工程工廠制冷系統設備及管道的清洗殺菌。此三大模塊中,以第一、第二大模塊為主,第三模塊為輔,分步驟、有序地實施教學,在教學過程中,實時向學生介紹一些國內外專業設備生產與應用現狀,以及相關零部件或設備的國家/行業標準,并在實例講解的過程中引導學生如何查閱和選擇國標,使學生充分認識到國標及行標在工業設計與應用中的重要作用。

2.3.教學內容生動化

由于生物工程設備課程的特殊性質,在教學過程中不可避免地會穿插運用到多門專業基礎課的知識,學生必須面對大量的方程式、公式以及各種設備結構模型,若仍采用傳統的數學教學方式,必定使學生產生枯燥、乏味之感。為改善這種狀況,主講教師須力求使課件內容生動有吸引力,在不影響主體教學任務的情況下,我們作了如下改進:1).積極引入各類型的仿真視頻,如“啤酒的釀造”、“味精的生產”等,可使學生更加直觀地理解本行業生產工藝流程,以及各個設備在不同生產要求中的應用;2).適時啟用虛擬實驗室,讓學生通過模擬軟件控制整個啤酒釀造生產過程,不僅使學生掌握了實際生產設備操作流程和要點,而且進一步強化了學生對相關設備結構及工作原理的理解;3).采用動靜結合的方式搭配圖片,如罐或鍋,可先放仿真模擬三維圖和實物圖,再放工作動態圖,最后再放平面布置圖及截面圖。如此,豐富了課堂信息量,可在一定程度上提高學生的感性認知效果。

2.4.教學形式多元化

踐行“以學生為主體”的教學理念,對于一些難點兼重點的理論知識及實例教學部分,自然以教師講解為主,而對于那些其它課程已涉及或部分學習過的內容,如動物/植物細胞培養生物反應器、膜分離設備、萃取與色譜分離設備,其分離原理與技術已在專業課程《細胞工程》和《生物分離工程》中涉及;而蒸餾設備的分離原理部分則已在專業基礎課程《化工原理》中進行了系統性學習,這些內容可采用啟發式、研討式[5]或學生直接上臺講解的形式展開教學。另外如“生物反應器的檢測控制”部分則可完全采用學生自學的方式進行,如“培養基制備”、“空氣凈化除菌及計算”等部分內容還可采用探究式教學模式,在實施講解之前,根據這些章節部分的內容,提前布置一些諸如“糖化的最終目的是什么?”、“空氣介質過濾模型厚度計算中為何不考慮介質厚度對氣體膨脹的影響?”、“如何看待糖化鍋與糊化鍋在結構上的相似性?”等問題,以及“還有哪些可改進的措施或更加理想的計算模擬模型?”這一類拓展性問題,鍛煉學生思考工程技術問題的全面性和實用性,提高學生對工程技術類知識的提出問題的能力,以及探索研究、解決問題的能力。在開展這類教學形式之前,要求學生在課余查閱相關資料,課堂上給予充分的機會加以討論,最后由教師歸納總結,使學生學有所用、學有所獲。

3. 教學方式方法調整成效

通過上述教學對策的探索與實施,學生對《生物工程設備》的學習興趣、學習熱情有了明顯的改善,學生尤其對教學形式和教學內容的調整反應最為積極,在一定程度上改變了大部分學生對于這類課程的“枯燥”、“機械”的看法。通過對《生物工程設備》的教學改革,拓展了學生的專業知識、鍛煉了學生看待工程問題、提出問題、解決問題的能力,培養了學生專業綜合知識的運用能力,提高了本課程的教學質量,較好地完成了本課程在我校生工專業人才培養目標中應達到的效果。

二.《微生物代謝調控》教學反思

1.課程教學過程中遇到的問題

1.1.課程偏理論,學生普遍存在畏難情緒

《微生物代謝調控》理論性強,單純的理論教學難以培養學生綜合運用知識的實踐能力。在嚴格限定教學大綱的制約下,任課教師只能按照教材按部就班地施教。再加之學生整體素質確實與國內一流大學存在一定的差別,大部分學生對理論性較強的知識掌握不夠牢固、理解不夠深入透徹,學生一旦在大一大二掌握的相關基礎知識不夠扎實的話,學習的困難程度是比較大的。在這種情況下,教師要想調動學生學習積極性是比較困難的,創造性學習就更無從談起。

1.2.教學方式難以突破,學生難以激發學習興趣

對于理論課程的學習,尤其是涉及到基礎知識的部分,一般采用的方法無外乎“記”和“背”,然而若在教學過程也采用這種方式的話,非常容易使學生產生疲勞、厭倦之感,甚至會嚴重挫傷學生的學習興趣。

對學生而言,“以學生為中心”教學理念的最終目的,即是讓學生自發地參與到學習中來,自愿進行自主學習,以提高學習的效率和效果。作為一名合格的教師,與課程相關的專業知識儲備、拓展知識的深度和廣度固然十分重要,但如何讓學生掌握課程的基本內容和原理/技術則顯得更為重要。好的教師,更應該懂得如何激發學生的學習興趣,如何拋磚引玉,而非一味的講解知識。這就需要任課教師必須從實際出發,針對學生學習的實際效果,實時調整教學方式,使學生整體的學習興趣保持在一個較高的水平。

1.3.考核體系僵化,學生綜合能力難以提高

以往的考試大綱固然對考核的內容、范圍、形式作了詳盡的規定,對指導學生復習也有非常強的指導作用,但考核形式畢竟過于單一,學生學習效果的真實性和有效性不高,更不能反映學生知識綜合運用能力大小的差異。大部分學生往往習慣于考前突擊強行記憶以提高考試成績,這種方法雖然能起到立竿見影的效果,然而壞處也十分明顯:學生學得不扎實,記得快忘記更快,能力培養根本無從談起,違背了大學人才培養的基本原則,即既注重“教得好”,更注重“學得好”實際教學信息反饋而且因為生源質量的原因,而且學校還有一條規定,即要求所考核課程卷面成績不及格率不得高于20%,導致任課教師在出卷時必須考慮大多數同學的實際接受理解的程度,致使考查的內容也不能有太大的變化,

作為一門專業性極強的理論課程,所思考的角度、看待生命單元內在規律的方式、改造細胞為人類生活生產服務的方式,與以往學生接觸的單門技術完全不一樣,《微生物代謝調控》是在基因水平上,以網絡的形式構建、解釋、闡述細胞內物質合成的規律,并且不限定育種手段,達到重構新的代謝途徑、或繞過已知代謝通路、調整/改變現有代謝網絡的結果。就學習者而言,最大的障礙恐怕還是在于如何打破已形成的思維定式,理解并接受新的看待問題的角度和思考問題、解決問題的方式方法。而且常規的教學手段容易使學生產生枯燥乏味之感,學生對所學知識的應用范疇感觸不強,教師教的過程中也倍感壓力,導致學習效果大打折扣。這其中固然與本課程內容密切相關,但作為一個教學單位,適當增加教學投入,積極引進一些教學模型或仿真軟件,將有助于學生學習效果的提高。

除了以上幾點,在教學過程中,《微生物代謝調控》還存在教學內容多、教學難度大,學生學習風氣導向影響等問題。為改進上述不足,加強學生工程意識能力的培養,結合我校實際情況,通過以下幾個方面對《微生物代謝調控》教學方法進行了改革和實踐,并取得了理想效果。

2.提高教學質量的對策

2.1優化知識結構,突出能力培養

本課程內容體系大致分為三大知識塊:第一塊: 微生物代謝調控的基本思想。第二部分:生物育種技術,此模塊內容包括:1).誘變;2).融合;3).基因重組。第三部分:代謝調控育種實例,包括糖、脂、氨基酸、核酸與抗生素的合成途徑及其代謝調節控制。此三大模塊中,第一模塊是核心,第二模塊是支撐,第三模塊是延展。其中的核心模塊,按照個人理解及總結,微生物代謝調控思想可歸納為五個字,即“切、阻、疏、通、除”?!扒小敝盖谐叫写x支路,“阻”指阻斷進一步向下合成途徑,“疏”指疏通代謝流,“通”指提高細胞通透性,包括提高細胞膜和細胞壁的通透性,“除”指解除特殊調節機制,包括解除代謝互鎖、打破代謝平衡以及條件突變株的運用等手段。分步驟、有序地實施教學,在教學過程中,實時向學生介紹一些國內外專業設備生產與應用現狀,以及相關零部件或設備的國家/行業標準,并在實例講解的過程中引導學生如何查閱和選擇國標,使學生充分認識到國標及行標在工業設計與應用中的重要作用。

2.2 重視緒論的作用,激發學生學習的興趣

緒論是一門課程的開始,緒論質量的高低,可以反映出主講教師對該課程的認識深度與廣度,也決定了學生對該課程學習興趣的高低。先行對大學生開設的課程按生物技術實現流程作分類梳理,即哪些技術屬上游技術,哪些屬中游技術,哪些屬下游技術,哪些屬于技術的理論基礎,隨即引出《微生物代謝調控》屬上游技術的定性結論,同時強調它又不同于已學的技術,它更多地體現在思考問題、解決問題的角度的特異性,即在分子合成代謝通路或網絡水平上對基本的生命單元—細胞進行人為的、有明確目的的改造。在這里,各種育種技術僅是一種手段而非目的,凡是從代謝通路層面上存在改造、整合、重建可能性的技術均可單獨或聯合采用。再介紹“代謝控制”概念的產生,發展歷程、基本思想以及指導技術應用概況,包括衍生技術學科的發展,如代謝組學、轉錄組學、GC/LC-MS、蛋白質組學、代謝工程等,它們是在更為精準、精細的分子水平上闡述或解決與代謝網絡相關的機理或技術應用,可看作是現代分子生物學相關技術發展結果下代謝調控的延伸與拓展。最后再結合一些實例,如在植物中過度表達萜烯合成酶以增強植物對病蟲害的抵抗力、在水稻中提高VA的合成量以增加大米的營養價值、在糧食作物中提高黃酮類的合成量以增加其抗氧化水平等,介紹代謝調控的發展現狀及在現代生活生產中的應用。

2.3.更新教學方式,踐行“以學生為主體”的理念

踐行“以學生為主體”的教學理念,堅持貫徹以學生的發展為中心的教育準則,以課程教學改革促進學習方式的改進與發展,提高學生主體地位,增強學生的自主學習意識。對于一些難點兼重點的理論知識部分,如代謝調控的核心思想,主要以教師講解為主;而對于那些其它課程已涉及或部分學習過的內容,如生物育種技術及原理、初級代謝產物的合成途徑等內容,其相關知識已在專業課程《生物化學》、《基因工程》、《微生物學》和《細胞工程》中進行過系統性的學習,這些章節的大部分內容可采用啟發式、研討式或學生直接上臺講解的形式展開教學,這種教學形式可根據上課班級人數分成2-5人的小組展開,并及時予以評分備案;而對于學生掌握不牢固的部分,如DNA的合成、抗生素的合成,則仍以教師講解為主。在育種實例及具體應對策略環節,則采取案例分析式、啟發式與研討式結合的教學方式進行,即先以谷氨酸(Glu)高產菌的選育為例,詳細、系統地講解Glu在EMP和HMP途徑中的代謝調控要點,如何在代謝控制發酵基本思想的指導下,分析擬定較為具體的篩選策略,再依據每一條篩選策略,制定更為詳細、具體、可行的實驗方法,將《微生物代謝調控》的基本思想分步驟地、有序地貫徹到具體的微生物定向育種過程中去;后續章節的實例環節再依據隨堂作業、課堂問答反饋的結果,讓成績較為理想的同學們先行示范講解、其它同學陸續跟進的次序進行。最后,采取分組合作學習的模式,對學生的實際分析能力、思考能力、創新能力作進一步的強化訓練,即不限定目標菌株累積產物的種類,但避免組與組之間出現完全相同的情況,通過自行查閱文獻、分類整理,就已報道或生產用的菌株作理論上的可行性分析,重點從代謝調控方向闡述為何打上某種/多種標記后可提高目的產物的累積量,以及還可以作哪些具體的改進或改良的方式提高菌株的產率,力求使每位學生掌握如何利用代謝調控基本思想分析問題、解決問題,使代謝調控的思想成為學生專業思維習慣中的一部分。

2.4.改革考核體系,鍛煉知識綜合運用能力

針對以往考核評定方式的不足,我們強化了學習過程管理,即結合教學方式的改進,為增設的環節給予分數獎勵,同時加大平時考核成績占總成績的比重,由原來的20 % 平時成績+ 80 %考試成績調整為40 %平時成績+ 60 %考試成績,平時成績由平時表現、平時作業、討論與講解三大部分組成。平時課堂表現與作業占比不超過平時總成績的40%,而討論與講解部分則占到平時成績的60%以上,這部分在同學們分小組擬定方案、可行性論證/原理說明、文字匯報、PPT的制作與講解過程中依據具體實施教學形式予以客觀評價及打分,打分依據主要包括:方案是否合理科學、流程是否清晰、原理論述是否正確、文字表述是否規范、PPT制作是否標準、講解是否清楚明了、邏輯是否通順等方面,此部分分數由任課教師和熟悉本課程及其相關知識的專業老師綜合打分,力求保證公平、公正、公開。

生物學專業課程范文4

關鍵詞 生物化學與分子生物學;農學類專業;創新創業能力;提升

中圖分類號 G642.3 文獻標識碼 A 文章編號 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

生物化學與分子生物學課程群作為生命科學各學科基礎的實驗學科,既是生命科學的基礎,又是生命科學的前沿[1-2]。農學是研究農業發展的自然規律和經濟規律的科學,涉及農業環境、作物等多種科學,均涉及生物化學與分子生物學,其理論和技術對實現農學專業目的有重要作用。生物化學與分子生物學逐漸成為各專業的理論基礎及研究手段。因此,生物化學及分子生物學在農學類專業學生的培養及其能力的提高方面發揮舉足輕重的作用[3]。要推動更高質量的就業,特別是要提升勞動者的就業創業能力。創新創業能力提升是大學生自主創業的必然選擇,作為新時代的大學生,只有全面提高自身綜合素質和能力,才能更好地適應社會的需求。事實證明,大學生創新創業教育有利于增強大學生職業發展的核心競爭力,提高就業率和就業質量是當前嚴峻形勢下促進就業、提高就業質量的重要途徑[4]。生物化學與分子生物學課程能夠提高農學類學生以下幾個方面的能力。

1 提高學生創新能力

創新是素質教育的核心,在當今社會經濟發展背景下,創新思維與能力是農學專業人才在競爭中取勝的關鍵,培養一批具有創新思維與能力的農業實用型人才是農學類學生教育的宗旨及目標,以為我國農業的可持續發展及社會主義新農村建設輸送人才資源。生物化學與分子生物學相關領域研究發展迅速,作為生命科學領域的前沿學科,教師在開展課程教學時,必然要結合在農業領域相關專業中的應用范疇,講授最基本的生物化學與分子生物學基本內容,介紹新的大農學相關的科研進展,并將最新的科研成果傳達給學生,以提高學生的創新思維及創新能力。通過這些最新科研進展內容的介紹,有助于學生尋找科研興趣的切入點[5]。

2 提高學生的動手能力和實踐能力

在高等農業教育中,實踐教學能夠幫助學生理論聯系實際,將知識轉化為能力,從而培養智能型農業人才,有利于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力。創新離不開實踐,生物化學與分子生物學是一門實驗科學,在實驗的開展過程中,要堅持課堂教學與創新創業意識培養相結合,基礎實踐與創新創業能力培養相結合。一方面,有助于學生理解生物化學的基礎理論知識;另一方面能夠使他們掌握基本的實驗技能、提高實驗設計能力、熟練分析檢測技術,同時有利于提高他們的動手意識、創新思維及實踐能力[2]。

3 提高學生的現代科技意識

現代農業科技正迅速向宏觀和微觀領域迅速發展,農學類學生學習生物化學與分子生物學課程的最終目的是為其理解和掌握農業生產中相關知識服務。在教學的過程中,教師要多著重將生物化學與分子生物學與生產實踐知識聯系起來。例如,農作物的抗旱、抗病毒、抗蟲、抗除草劑等響應環境的機制研究,作物農藝性狀的調控機制、作物栽培模式與品種特性相關的分子機制研究等,掌握生物化學與分子生物學基礎理論知識有助于后期農學類專業課程學習,為學生今后開發新的農業生產技術、培育新的農業品種以及建立適應時展需求的農業現代化的生產模式奠定基礎??傮w而言,完善生物化學與分子生物學課程教學體系對培養具有現代科技意識的農學專業人才具有重要意義[6],為學生的創新能力和創新意識提升以及創業意識和創業能力的培養奠定基礎。

4 結語

農林類院校要重視大學生的創新創業教育,培養學生的創業意識,提升其創業能力,要大力培養創業文化、營造創業氛圍。要將創新創業的精神貫穿在生物化學及分子生物學

等課程的課程體系中,通^專業實驗的開設及參與教師的科研項目等多種手段,全方位地提升學生的創新創業精神及能力,要充分發揮農學類專業學生的專業優勢,結合國家的惠農政策,大力倡導農學類專業學生走涉農創業之路。農學類專業學生針對自身的實際情況,憑借自身的技術優勢,走涉農創業之路,并努力獲取國家的政策支持,抓住機遇、迎接挑戰,必將提高創業的成功率[7]。

5 參考文獻

[1] 李勇超.以專業為基礎的高校生物化學教學改革[J].河南科技學院學報,2013(2):113-115.

[2] 王夢姣.淺談生物化學與分子生物學進展及其在社會發展中作用[J].陜西農業科學,2009(5):112-114.

[3] 高雙成,史國安,施江,等.農學專業《分子生物學》教學模式的探索[J].教育教學論壇,2013(38):50-51.

[4] 彭湘奇,王美軍,王愚,等.農學類專業研究生自主創業影響因素與對策分析[J].科技創業,2013(1):25-28.

[5] 趙瑩瑩,何劍斌,于業輝,等.高等農業院校分子生物學教學改革實踐[J].沈陽農業大學學報(社會科學版),2014,16(6):713-716.

生物學專業課程范文5

【關鍵詞】現代教育技術;生物工程;多媒體課件;網絡課程;仿真實驗;應用

生物工程專業課包括發酵設備、發酵工廠設計、發酵動力學、酶制劑工藝學和發酵工藝學等課程內容。而發酵工藝學課程還包括氨基酸工藝學、有機酸工藝學和抗生素工藝學等課程。隨著現代化教育信息技術空間的日益拓展,以計算機為核心的教育技術的應用已成為2l世紀教育的主流。如何迎接現代科學技術的挑戰,培養具有自主學習、創新精神和實踐能力的高素質人才已成為高等教育改革和發展的首要任務,以信息技術為基礎的現代教育技術在高等教育改革中的作用將越來越重要[1]。

1 現代教育技術在生物工程專業課教學中的必要性

現代教育技術是以現代信息技術為支撐,以現代教育理論為基礎,以系統科學理論為指導,以教學過程和教學資源為研究范圍,以實現教學過程優化為最終目標[2]。與其他新技術一樣,現代教育技術的應用,對教育產生了強烈的沖擊波。尤其是多媒體、網絡、人工智能、遠程通訊等技術的應用,不僅更新了教學方法和教學手段,更重要的是對傳統教育理論和實踐產生全面的挑戰。

專業課教學是培養學生專業素質和實踐創新能力,綜合運用基礎課和專業基礎課知識的重要階段,直接為學生就業工作做準備。對于工程技術類的學生而言,積累本專業知識的同時,更為重要的是實際工程技能的訓練。多年來,生物工程專業課教學中一直存在著以下問題:

(1)就教學內容本身而言,生物工程專業課理論性強,教學難度大;內容多,概念抽象,公式推導復雜,知識的融合面廣(涉及高等數學、物理學、物理化學、工程制圖和化工等);運算過程長,公式多,經驗系數多;教具少,缺少形象化教學,尤其是設備部分,價格昂貴,難以建立工藝實驗;實踐性強,無論是基礎理論還是工業設備都離不開生產實際。

(2)就科學技術發展而言,隨著生物科學的快速發展,與之相關的許多學科、特別是最為密切的生物工程領域的許多研究方向得到了突飛猛進的發展,諸如:生物反應工程、生物分離工程與技術(生物工業下游技術)、酶工程、生物生產工藝等;其研究手段更加先進,涉及的領域更為寬廣,研究的內容更加豐富。這對于生物工程專業的教學,提出了更高的要求,須不斷地將新工藝、新技術和新的理論研究成果充實到教學內容中。

(3)就教學方法和教學手段而言,在傳統教學的教學中,教師講,學生記,教師問,學生答的方式,學生是被動的外部刺激的接受者即灌輸對象,這種教學方法學生的參與面,參與程度,實際上難于達到施教者的初衷。而且教法單調、教師費力、費時,學生卻感到抽象,不易理解,教學效果差。另外由于受時間、空間及經費等限制,學生很難親臨現場觀察。

針對工科專業課程的以上特點,傳統的“黑板 + 粉筆”教學模式無法滿足現代教學需要,學生也難以掌握相應的教學內容?,F代教育技術的興起和現代教育媒體的涌現,為解決生物工程專業課教學面臨的困難和問題提供了新的思路和方法。為此我們認為,在生物工程專業課的教學中,應該充分利用現代教育技術,在課堂中使用多媒體教學,課后使用網絡課程,在實驗條件不足情況下采用仿真技術,建立計算機仿真實驗室。只有這樣,才能更大滿足對生物工程專業課教學的要求,培養學生自主學習的能力和創造精神,從而提高學生綜合素質。

2. 多媒體課件在理論教學中的應用

計算機多媒體教學課件,以其豐富、多樣的信息承載形式,靈活、方便的交互特點,將越來越多地應用于教學之中。傳統的利用黑板模式的教學方式,針對于生物工程專業課教學,面對有眾多學生,教師資源和學時數有限的情況,已經非常嚴重地影響了教學的效果,需要利用先進的多媒體工具進行改觀。

幾年來,作者將全部教學內容設計、制作成多媒體教學課件并投入到理論教學當中。實踐證明,設計合理,加工細致、使用得當的多媒體課件用于教學,效果較好。

2.1 采用多媒體課件教學,有利于分析歸納教材內容,重點突出。

生化工程專業課程涵蓋的內容很多,比如《發酵工藝學》課程內容就包括抗生素、微生物酶制劑、氨基酸發酵、有機酸(檸檬酸、乳酸)、多糖發酵生產工藝和丙酮丁醇發酵的生產工藝等等。這些內容中的絕大多數本身就可以單獨作為一門課程進行講授,如果全部介紹,課時肯定不夠。但是,如果采用多媒體課件教學,在設計課件腳本時,可以對課程內容進行分類和歸納,并選擇有代表性的知識作為授課重點內容。為此,我們把以上所有發酵生產工藝中的共性部分獨立出來,設計出這樣一條課件制作主線:工業微生物基礎淀粉制糖工藝培養基配制和滅菌無菌空氣的制備培養基中氧的供需和傳遞生物反應器發酵工藝控制發酵染菌的分析和防治動植物細胞大規模培養生化產品的分離和純化生化生產工藝實例。而對于其他相關內容僅僅布置自學提綱,使同學們通過舉一反三和觸類旁通的方法進行學習。我們在講授具體工藝內容時,對同學們已掌握和了解的內容不再重復講授或僅要求同學們復習相關的章節,這樣就避免了不必要的重復,突出了本課程的重點。

2.2 巧妙使用課件制作軟件,充分調動學生學習興趣

生化工程專業課內容多,有些內容學生無法實際觀察,比較抽象,而利用多媒體技術可以清晰地呈現這些教學內容,從而突破客觀條件的限制,使學生容易理解和掌握這些知識??梢岳脙炐阏n件制作軟件如PowerPoint制作幻燈片、Flash制作二維動畫、3DMAX等制作三維動畫。這樣制出的教學課件在教學中的應用,不僅可以使抽象的理論具體化、形象化、直觀化,而且還富有趣味性和感染力,可以充分吸引學生的注意力,也便于學生將感性認識上升到理性認識,幫助學生對教學內容進行理解和掌握,充分調動學生學習興趣。

如《發酵工藝學》這門課中,最重要、最核心的設備是發酵罐,為了在授課時更加形象生動,學生更好接受課本內容,我們采用Flash軟件把發酵罐做成能播放的動畫“元件”。這樣,在講授各個章節課件時,當有涉及到發酵罐內容時,就可直接調用它,非常方便。再如在《發酵工藝學》課件制作中,用PowerPoint 作為操作平臺,在課件制作時利用工具欄中的“圖片”工具欄,利用自選圖形中工具,可在幻燈片制作過程中使用各種不同自選圖形,把復雜的工藝過程繪成流程圖,這樣使得講授內容條理更加清楚,系統性強,可以大大節省時間,學生容易接受。這樣以生動的圖像、圖片及流程圖將有關內容展示出來,使學生一目了然,容易建立起工業設備或工藝流程的空間概念,這樣做不僅有助于學生對所學知識的理解,而且有助于學生增強自信心,培養對專業的興趣。

2.3 有利于化學公式推導以及工藝流程圖的演示

生化工程專業課程化學公式多,工藝流程圖復雜,教學難度大,傳統的教學往往不利于公式推導的過程工藝流程圖的演示。這方面的教學也是一個比較容易使學生陷入學習困難的地方,是很多教師比較頭痛的教學部分。但是如果合理地運用成熟的辦公軟件對公式和工藝流程圖進行處理,更多技巧的運用可以讓多媒體教學發揮傳統黑板教學推導公式和演示工藝流程圖時不能達到的效果。比如:(1)利用辦公軟件的動畫功能就可以設置公式演算和工藝流程圖的慢放效果或者手動放映效果,使公式或工藝流程一步一步演示出來,或者在教師操作下演示出來,這樣,教師在教學過程中如同書寫到黑板上一樣有步驟、有時間順序,留給學生思考的空間。(2)為了強調某個部分與下一個步驟的聯系,可以用顏色效果或者箭頭來表示內部聯系。(3)對于學生不容易理解的步驟,可以任意回放重新演示,并且在需要討論的地方暫停討論。

多媒體作為現代化教學的一種手段,在優化教學過程,激發學生創造性思維,提高課堂教學效果,有效地實施素質教育方面起著重要的作用。應用于課堂教學的計算機多媒體技術,作為一種先進的教學輔助手段,和以前傳統的“黑板 + 粉筆”教學模式相比,有著無可比擬的優勢,能夠取得以前傳統教學輔助手段(模型、地圖和掛圖)所達不到的效果。由于采用多媒體教學,明顯提高了教學質量和效率,促進了生化工程專業課的教學改革。

3 網絡課程在輔助教學中的應用

在信息技術飛速發展的今天,傳統的黑板和掛圖(含幻燈片、膠片投影)的教學手段已無法適應當前教學內容大信息量和更新周期短的需要,多媒體教學課件的使用,也只能滿足有限的課堂教學的需求。

為適應時代的發展,筆者自2003年以來,首先把生物工程專業課之一的主干課《發酵工藝學》課程制作成適合在網絡上運行的網絡課程,并作為輔助教學使用。在教學時,采用網上教學和課堂教學相結合的方式,其中課程中的基本概念、重點和難點采用課堂教學,在多媒體教室上課,課程作業、課堂討論、在線答疑和理論考試等放在網絡上進行。經過二年多的實踐,已經初步取得成效。

網絡課程內容主要由以下三部分組成:(1)教學信息呈示部分。這部分主要是向學習者介紹學習這門課程應有的知識準備,通過學習達到的學習目標以及學科的知識結構等。欄目主要包含:教師風采、課程建設、理論教學、實踐教學、課外學習等,在主頁面上設有教學公告欄,使學生能在第一時間知道本課程的教學信息,并在課外學習欄目中補充了大量的新技術、新成果等資料,供同學們在網上自由學習。(2)網上交流部分。這部分主要是為師生或生生交流提供“陣地”的。主要欄目包括課堂討論、網上答疑、學習討論、師生信箱和任課老師值班時間安排等。(3)評價系統部分。包括對學生在這門課程中的考試與作業的評價、對學習過程參與度的評價、對教師的評價及專家對課程系統的評價等。

在具體的教學過程中,通過網絡課程的使用,學生可以采取多種學習方式:

(1)資源利用式,即學生可以通過網絡課程上提供的相關鏈接,獲得教育教學網站上豐富的學習資源,查詢并下載自己所需要的信息資料,包括各種生物學知識、觀點和最新的生物學成果等。比如,生物引擎網網址bio-engine.com,中國科學院科技文獻全文數據庫系統網址lcc.icm.ac.cn/fulltext/database.html,科學數據庫網址cnc.ac.cn,生物科技在線網址monsanto.com等。

(2)協商合作式,協作式學習是網絡教學的最重要特點,也是最重要優點之一,學生通過網絡上的課堂討論、網上答疑、學習討論欄目,可以進行討論、交流,而且還可自由發揮、自由想象,因此能集思廣益,便于多種不同觀點的碰撞與交流,能在較短時間內使參加討論的同學對同一復雜問題,獲得多方面的較為深入的認識,這對于事物的復雜性和培養辯證思維、發散思維,無疑有很大好處;

(3)自主發現式,即借助網絡資源,通過比較異同點,發現問題,主動探索的學習。比如學生學習課本第十章發酵過程的工藝控制之后,學生通過比較發酵生產的三種培養方式(分批培養、補料分批培養和連續培養),找到了異同點,學生對內容的分析和歸納,不但很快得找到了知識,通過查閱相關資料還進一步發現,在實際生產中,人們一直極其重視微生物、動植物細胞的改良和新產品的開發,而忽視了探求改進生產工藝和改善工業生產設備的工藝研究。學生通過查閱相關資料,發現工藝的改進將會在很大程度上改善產品的質量,提高生產效益,起到上游過程無法實現作用,也充分認識到工藝的研究和優化顯得更加重要。

同傳統課堂教學課件相比,網絡多媒體教學課件與其有許多相同之處,也有不同的地方。許多同學在與網絡接觸之后,學習興趣更加濃厚,求知欲望異常強烈。在通過網絡擴展了知識外延的同時,學生們真正體會到了“學然后知不足”的深切內涵,進而確定了終生學習的思想。因而,我們應根據網絡教學特點,認真研究網絡教學對課件的要求,把握網絡多媒體教學課件設計、制作原則,力爭制作出高質量的網絡課件。

4、計算機仿真技術在實驗教學中的應用

實驗對于培養學生的實際操作能力和解決問題的能力十分重要,而實驗素質和技能的提高必須通過實驗教學的各個環節來實現。但專業實驗不同于基礎實驗,大部分實驗操作是綜合性大型工藝實驗,要建立一個比較完善的生化工程專業實驗室,投資較大,如購買一套70升全不銹鋼中試發酵罐及其控制系統等較為完備的實驗設備,投資就得上百萬;另外,傳統實物實驗要受實驗室的自身條件,如儀器設備的種類、狀況、成套數及器材消耗等因素的限制,在規定的時間和空間內有選擇性地開設綜合設計性實驗往往存在較大難度;第三,如果專業實驗開設數量有限,實驗內容更新緩慢,就難以適用現代科學技術的迅猛發展,不利于學生研究設計能力和創新能力的培養?;谝陨锨闆r,我們建議把計算機仿真技術引入到生化工程專業實驗中,建立生化工程專業仿真實驗室。

與傳統實物實驗相比,虛擬仿真實驗以軟件為基礎,用軟件替代硬件實現了各種器件和電路的顯示、數據讀取、數據分析處理等實物實驗只能用硬件完成的功能;同時實現了實物實驗很難實現的數據編輯、存儲、打印圖表等功能,而且點擊鼠標即可進行仿真操作,完整地模擬實驗操作的全過程。隨鼠標的移動,指示出實驗裝置的各個部件名稱,便于了解實驗裝置的結構,使得學生實驗變得更加靈活、簡單而富有創造性。

在發酵工藝學課程的專業實驗中,通過計算機技術建立模擬實驗環境,可以設計許多仿真實驗,通過輸入必要的參數,或者通過學生交互操作 進行模擬實驗 通過輸入不同的參數 觀察不同的實驗結果,進行分析比較,可較好提高學生科學探究的能力。

以青霉素的發酵生產為代表,仿真一套完整的、與工業化生產完全相同的青霉素發酵、分離提取的工藝實驗,在仿真實驗過程中,將發酵過程中的各種參數的測定融合到具體的實驗中。例如:發酵液中青霉素含量的測定、發酵液中還原糖含量的測定、pH的在線檢測、發酵液中溶氧濃度DO值的在線檢測、菌體濃度OD值的檢測、菌體染色及形態觀察等,要求學生從實驗開始到實驗結束,每隔一段時間出樣一次進行各種參數的檢測。最后根據實驗得到的各種數據,結合學過的發酵工藝學的基本原理,對發酵過程中的各種參數的變化及出現的發酵異?,F象進行具體的分析,并寫出一份完整的實驗報告。這樣有利于提高學生分析問題解決問題的能力,對其它課程的學習也起到了一定的促進作用。

虛擬仿真實驗改變了傳統的學習觀念,不僅為學生提供了一個開放式的實驗平臺,也為教師提供了一個優良的輔助教學平臺,適合反映新技術新成果應用的新型實驗,使學生更直觀、靈活、自由地完成學習任務。但發酵過程是一種內在機理十分復雜的生化過程,實際上很難有一種數學模型對所有發酵過程進行準確的描述。為此我們認為,應該把虛擬仿真實驗作為傳統實驗教學的完善與補充,把實物實驗與網上虛擬實驗、課堂教學與網上教學、實際考核與網上考核有機地結合起來,充分利用先進的計算機設備和豐富的網絡資源進行網上虛擬實驗教學,進一步提高實驗教學水平。

5 結束語

每一種媒體都有自身的長處,對某種特定的教學和學習有效,不存在一種處處適用的全能媒體。同樣,每種媒體又不可避免地存在局限性,不利于某些教學和學習。只有在某些特定的教學情境中,一種媒體會比另一種媒體更有效。現代教育技術作為現代化的教學手段,必須和傳統的教學方法融為一體,多種教學媒體互相補充、協調統一,接教材的需要進行優化組合,才能發揮其優勢,達到教學的最佳效果。另外,作為一名教師只有深入鉆研、勇于探索、大膽實踐,并不斷學習和掌握現代教育技術,才能提高自己應用現代教育技術的能力,從而優化教學體系,提高教學質量。實踐證明,現代教育技術引人生化工程專業課程教學中是高校實施教學改革,提高學生綜合能力的有效途徑。

參考文獻

生物學專業課程范文6

關鍵詞:生物醫學工程 電子類課程 教材選擇 項目教學法

生物醫學工程專業是20世紀70年代末在我國出現的集多個學科領域于一身的交叉型新興學科。該專業涉及生物學、醫學、電子學、材料學、工程學、物理學和計算機技術等多門學科的知識,具有知識覆蓋面廣、學科交叉性強、應用實踐性強和就業口徑寬等特點。

生物醫學工程本科專業培養目標設定在為醫療機構提供醫療儀器設備的研發和維護人員,但經過近50年的發展,四年制本科教育只能為畢業生提供一個該專業的入門引領,或是提供了理工科和醫學學習經歷,將各學科知識疊加,學生很難將各學科融會貫通,并應用于實際工作中。為此,如何讓醫學院校的生物醫學工程本科生在面臨就業時突出專業特色,脫穎而出是值得我們思考的問題,課程建設是專業培養的基礎,在生物醫學工程本科教育上顯得尤為重要。

生物醫學工程專業眾多門專業基礎課中,電子類課程與計算機類課程、自動控制技術、醫療儀器原理類課程都有著密不可分的聯系,本科生只有掌握電子技術才可以為日后從事生物工程相關研究打下良好的硬件和軟件基礎。因此,電子類課程在眾多基礎課程中有著不可替代的重要性,現根據我校電子類課程教學情況中存在的不足,提出幾點思考與建議。

一、電子類基礎課程特點

電子類基礎課程包括電路分析、模擬電子技術、數字電子技術和電工學等。這些課程是生物醫學工程專業的專業基礎課,也是多門專業課程的先行課,為生物醫學電子學、自動控制原理、單片機技術與應用、醫用儀器原理、檢驗分析儀器和醫用影像設備學等課程奠定理論基礎。該類課程具有如下特點:第一,具有承前啟后的特點。針對生物醫學工程專業的學生必須具有扎實的大學物理、高等數學等理論支撐才能學好電子技術課程,并為后續醫學儀器的原理分析和設計打好堅實的基礎。第二,課程內容抽象,理論知識復雜,實踐性強。這一特點導致學生出現兩極分化,理論扎實的學生,學習興趣越來越濃;而理論知識學的不好的則厭倦電子類課程學習,實踐動手能力也得不到提高,更缺乏對課程中各種電路的理解和設計制作能力。

二、教學中存在的問題

1.學生缺乏學習興趣

由于學生報考時對所報專業不了解,盲目選擇,使得原本愛好醫學的學生選擇了該專業,入學后開始抱怨選錯了專業,繼而也把這種情緒帶到了學習中;另外,電子類知識都是各種復雜難懂的、功能各異的典型電路,以及對各種電路的結構和工作原理分析,電子類課程各學科之間以及每門課程的各章節之間都是環環相扣的,如果學生電子類某一科學習不好,會影響到后面其他電子類課程乃至專業課的學習。

總之,一些學生對錯選專業的負面情緒和電子類課程知識復雜難懂的特點,使得他們對電子技術類課程缺乏學習興趣,甚至在學習中出現倦怠情緒,要想改變這種情況不是一朝一夕就能完成的,對于專業的培養目標和就業去向已經明確的前提下,我們更應該思考的就是如何從教學中激發學生的學習興趣,使他們對這個專業充滿希望,對電子技術類課程提高重視程度。

2.教材選擇對電子類課程的影響

生物醫學工程專業具有知識覆蓋面廣,但每科研究深度淺等特點,因此在教材的選擇上也要配合專業特點,選擇難易程度適度,能為專業課服務的合適教材。

我校電子類課程的教材選擇普遍偏難。雖然教材知識覆蓋面夠用,但知識的深度和難度偏大,學生在計劃學時內很難消化理解。課時少,授課內容多,難度又大,無疑加重了學生的學習負擔和厭學情緒??梢?,教材的選擇對于適應教學需求,學科體系的建設,學生學習興趣的培養都很重要。

3.醫學院校理工科教師醫學知識薄弱

醫學院校的工科專任教師多數沒有醫學相關知識的學習背景,而且我校電子類專業基礎課所選教材幾乎與醫學無關,導致電子類課程授課內容與醫學聯系不緊密。因此,醫學院校理工科教師應該普及醫學知識,這樣理工科教師授課時才能更恰當的引入典型醫學實例,為醫學儀器課程的開展做好準備,為專業課奠定基礎。

三、結合課程特點與專業培養目標改進教學方法

1.采用多種教學方法相結合

對于電子類課程,由于具有課程內容抽象,理論知識復雜,實踐性強等特點,采用傳統啟發式教學會使得理論知識的傳授枯燥無味,教學效果不明顯,教師可根據教學內容采用任務驅動式教學方法、案例教學法和答辯式教學法等多種教學方法結合使用。把課堂翻轉起來,盡量讓學生在課后完成資料查閱和教學內容的學習,教師在課堂上只解決學生自學后提出的或未能解決的問題,教師仍然是課堂的主導,學生根據老師每次有針對性的任務去自行學習,既完成了任務,達到教學要求,又提高了學生學習和思維能力。

2.實驗課程采用項目教學法,激發學生學習興趣

與其他學科不同,每一門電子類課程都有相關的實驗課程,學生在完成與理論知識相對應的驗證性和設計性實驗外,還需要開展一些綜合性實驗環節,以提高學生對于小型醫療儀器的理解和研發能力。我們可以針對生工學生設計小型的綜合實驗項目,如把電子血壓儀等小型醫學設備拆分成若干部分,各部分再組成一個設計項目,有能力的學生任項目組長,其他學生根據掌握知識的情況和個人喜好選擇完成某一部分的電路,由任課教師統一指導。這樣在有任務驅動、有完成目標、有時間限制、有指導教師和有合作伙伴的前提下,學生學習的積極性會被充分調動,實踐動手能力也會在項目的驅使下逐步提高,為日后走向工作崗位積累經驗。

四、結論

本文針對電子類課程闡述了教學中的問題和對策,實際上生物醫學工程專業在課程建設與培養目標上還有許多不足之處,該專業的本科畢業生在擇業時缺少和其他工程專業畢業生競爭的優勢。因此,生物醫學工程專業在專業方向設定上應向著多元化發展,借鑒國外對生物醫學工程的人才培養模式,實現生物醫學工程專業方向上理工科和文科并行發展,為生物醫學工程畢業生就業打開更廣闊的突破口。

參考文獻:

[1]王能河,但漢久.生物醫學工程專業(醫學影像工程)本科課程體系比較研究[J].現代儀器與醫療,2013,19(2):70-74.

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