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每一堂课的课堂导入都十分重要。每讲一类有机化合物时,我们会深入搜寻与此类有机化合物密切相关的中药成分,构建一个良好的导入。如讲解“烷烃”一章,我们会问学生“中药的蜡丸是什么成分?”、“从中药中分离化合物的时候常用的溶剂石油醚是什么化合物呢?”我们告知,蜡烛与凡士林一样都是烷烃化合物。又如讲到醇酚类化合物时,我们会问学生熟悉的醇、酚有哪些,中药中有哪些含有醇、酚结构等,同学们会抢着答道“白酒”、“假酒”、“木糖醇”、“茶多酚”等,以及虎杖和葡萄中的白藜芦醇、橙花香精中橙花醇、薰衣草花醇、百里草中的百里酚(麝香草酚)、薄荷脑、冰片等。对于“果酸是什么呢?”我们会告知,原来它们就是含有醇(酚)的羧酸化合物,如酿制葡萄糖酒生成的酒石酸、酸味饮料中的柠檬酸等。因势利导使学生提前对中药有效成分产生兴趣,从而更急切地理解这一类化合物的结构与性质。在讲胺类化合物时,我们会给学生讲中药中重要的成分——生物碱,如罂粟中的罂粟碱、烟草中的烟碱、黄连中的盐酸小檗碱、鸦片中的吗啡碱、麻黄中的麻黄碱等,顺便把广泛流传的“麻黄的故事”提出来,通过讲述徒弟错用麻黄根、茎的事情,告诉学生麻黄“发汗用茎,止痛(汗)用根”的事实,使其体会更深刻、记忆更牢固而准确,同时还可阐述的危害,告诫学生远离。
2用现代研究成果激发学习兴趣
青蒿素具有萜类化合物结构,而中药含萜类化合物的种类有很多,如抗肿瘤的紫杉醇、愈创木薁、满山红中的杜鹃酮、甘草中的甘草次酸、杜仲中的杜仲胶、大黄中的大黄素等。但是,要提取分离天然活性化合物,就必须先掌握这些化合物的结构和对酸、碱、热的稳定性,以及它的酸性或碱性或极性、溶解性等理化性质,才能采取相应的分离措施,最后进行分离纯化。没有扎实的有机化学知识,如何能做到这些呢?再如中药炮制,为什么可以降低药物的毒性、烈性或不良反应呢?为什么不同的药材要用不同炮制方法?这些都与药材中所含有的化学成分的性质有关,只有了解药材的成分,才可以更深入理解药材炮制手段的不同与功效的变化关联。
3通过实验促进对有机化学理论知识的消化
中药专业的后续专业课程操作性和应用性比较强,不论是中药炮制,还是中药化学的成分分离、中药药理、中药制剂等都需要有机化学基础理论知识和实验操作技能作为支撑。因此,需要不断寻求和改进适合学生特点的实验教学方式,最大限度调动学习兴趣,以达到最好的教学效果。如学习水蒸气蒸馏操作时,我们会介绍该方法在中药很多成分的分离提取中都会用到。如丹皮酚,一种白色结晶化合物,具有抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗氧化等多种作用,其化学结构是酚酮化合物,利用其物理化学性质特点,用水蒸气蒸馏能减少化合物的分解,得到高纯度的产品。又如甘草是常用中药,通过指导学生实验,以热水为溶剂,使用溶剂提取法制备甘草酸单钾盐,在有趣的操作中帮助学生掌握了分离和提取中药化学产物的原理,同时掌握回流操作装置、索氏提取装置的应用等,这些都是中药成分分离提取不可或缺的重要实验技术。
4引入“基于问题学习”教学模式
“基于问题学习”(problem-basedlearning,PBL)教学法已成为国际医学院校一致公认的教学模式。该教学法是以问题为基础,以学生为中心,以教师为引导的小组讨论,发展学生综合思考能力和解决实际问题能力的教学方法。我们将PBL教学法引入有机化学的教学探索中,给学生提出问题:天然活性化合物的保健作用正日益成为人们日常生活的一部分,工作压力造成很多人处于亚健康状态,如大蒜中辛辣刺激成分大蒜素就具有降血压、降血脂、抗病毒等保健作用,但对热和碱不稳定,该采用何种方式把它分离出来得到高纯度的大蒜素呢?对此,学生带着疑问去查找大蒜素的结构,了解其理化性质,设计相应的分离手段和提纯方法,最后付诸实践,检验设计的合理性。这样不但加深了对有机化学知识的理解,更加强了学生的创新能力培养,符合应用型人才培养的需要。另外,我们还安排了如穿心莲内酯的提取、丹皮酚的提取和化学合成设计、茶叶中咖啡因的提取、桂皮中的香料桂皮醛的提取及化学合成等,大大提高了有机化学的教学质量与教学效率。
5小结
1激发学习兴趣,提高学习积极性
有机化学课程知识点多,结构性质多,反应多且易混淆,概念抽象,反应机理抽象难理解,让学生在学习过程中感觉枯燥,难懂难学,易失去信心,从而产生厌学情绪。此外,地方院校的学生,基础稍显薄弱,在高中阶段部分学生对化学就不感兴趣,进入大学后对化学类学科还残留一些不“感冒”心理。“兴趣是最好的老师”,因此激发学生学习兴趣至关重要。首先,我们在第一次课讲讲生活中的“衣食住行”与有机化学的关联性。如一些食品安全问题都是由于此类化合物滥用引起的,比如“吊白块”、“西瓜膨大增甜剂”、“面粉增白剂”、“反式脂肪酸”、“增塑剂”等[3];讲讲有机化学与药学互相关联的例子,比如磺胺类药物的发现,简述喹诺酮类药物的构效关系等,这些能让学生充分认识到有机化学在生活中的重要性,在药学专业中的重要地位,从而让学生从内心感受到学好有机化学的重要性。其次,可以讲有机化学诺贝尔奖获得者的励志故事,从人文思想上陶冶学生,无形中会增加学生对有机化学的兴趣与重视程度。最后,老师第一次上课在形象、教学内容、激发方式上要根据学生特点进行精心琢磨。比如,我院药学专业学生化学基础普遍相对薄弱,对有机化学有愄具心理,第一次上课适时鼓励他们就显得相当重要。现在的大学生平时学习积极性不高,普遍课前不预习,课后不复习,这样容易造成知识点越积越多,学习越来越吃力,慢慢产生“放纵式”学习,这种现象值得我们深究。我们平时把学生分成几个学习小组,多布置团体作业给他们,这样无形中可增加团队协作精神和能力,无形中促进他们要学习,不能拖团队的后腿,从而保持学习积极性。此外,我们组织学生在课余时间进行有机化学学习交流会,由高年级学生分享学习有机化学的心得,谈谈没有学好有机化学导致以后在学习药物化学、天然药物化学等专业课程时的困境,“前车之鉴”有一定的鞭策作用。提高积极性的方法还很多,根据实际情况灵活运用,会有不错效果。
2改革教学内容,教学手段多元化
有机化学教学内容稍显陈旧,这就要求我们对教学内容进行一些改革,以适应教学发展和创新药学人才需要。首先,我们根据自身院校办学特色并结合学生整体情况,对教学内容进行精讲、略讲与自学等不同层次进行分类。比如波谱解析的知识和糖、氨基酸、蛋白质等内容作调整。其次,对教学内容进行整合,如李霞[4]、刘玉梅[5]等人对有机化学教学内容的整合很有借鉴意义。我们借鉴前人的教学经验,加以改进形成一套适合自身院校的教学内容。此外,在教学过程中紧紧围绕药学专业培养体系的特点,把药物化学、天然药物化学、药物分析等专业课程知识与有机化学紧密结合,比如:讲酚这一章时,讲酚羟基性质,可以联系药物化学有酚羟基的药物,让学生课后去寻找归纳总结,然后再课堂讨论总结,这样既能丰富有机化学视野,又可让学生体会基础学科的重要性,从而提高教学效果。有机化学教学手段不断发展,形成很多不同特色的教学方法。我们在教学中根据不同章节加以应用,形成多元化特色。如我们可以用案例教学法讲马氏规则,亲核加成反应等;可以用启发式教学法[6]讲化合物的命名、性质等;采用多媒体,把一些抽象知识形象化,提高学生的认知效果;当然,传统的板书教学方法也必不可少,特别是机理解释,习题讲解时,板书的现场推理,能更好地让学生对知识点的理解掌握。当然,有机化学教学手段还很多,根据自身教学特色,创新性地结合应用,不断提高教学质量。
3调查总结学生学习情况,科学建立试题库
有机化学课程内容多,很多知识点易混淆,如果课后不复习,很容易学了后面的忘了前面的,达不到好的学习效果。为了平衡考察学生对知识的掌握情况,提高教学效果,我们建立试题库。这样方便学生课后利用试题对知识点深入了解,同时期末还可用来作考察学生的试题,这样可以达到每届平衡科学考察学生。我们建立试题库,根据自身院校特色与学生综合情况,调查总结学生学习情况,精心钻研,每年不断改进。首先,根据每届期末考试试卷分析情况,对试题难易程度、得失分情况、题型变化、知识点掌握等作个汇总,逐步建立题型多样的试题库。其次,通过发放问卷调查,调查学生对知识点的理解,掌握情况,对某些知识点讲解所用教学方法,容易混淆的知识点等作个汇总,根据教学大纲要求科学平衡建立试题。再次,让学生参与建立试题库,根据他们在学习过程中容易混淆,容易忘记,难于理解的知识来出题,然后老师筛选出一套试题库,这套试题库用于学生以练题促进对部分知识点的理解掌握。通过学生出题,可以提升他们的学习能力。
4创新实验教学,优化考核方法
有机化学是理论和实践很强的一门课程,通过实验教学不但可丰富理论知识,还可提高学生动手能力和思考、发现、解决问题的能力,因此实验教学在有机化学教学中起着重要作用。但如果学生做实验按照实验指导书按部就班进行,实验效果并不好,学生的积极性和主动性普遍不高。为适应药学人才培养发展需求,提高实验课教学质量,我们对实验教学进行试探性改革。首先,精选实验内容,改编部分教学内容。有些实验内容陈旧,我们根据药学专业,把部分有机化学实验进行改编。其次,安排综合性实验,开设创新性实验。有机化学与其他课程有交叉渗透,我们会开设综合性实验,指导学生完成。最后,为进一步提升实验教学质量,丰富教学内容,鼓励教师对实验内容和方法进行改革。我们有机化学考核分为平时成绩、实验成绩、期中成绩和期末成绩。我们可以科学创新改革,建立多元化考核体系。首先,可以在平时成绩这一块增加比重和考核类别。如课题讨论、课后习题、小组讨论、团队作业(PPT形式)、调查总结报告等,这样不断促进他们学习,慢慢提高学习积极性。其次实验成绩,我们对平时的动手操作和实验结果很重视,把它作为实验成绩考核的一部分,这样无形中让学生平时增加对实验的重视程度,起到好的实验效果。期末时,我们会组织实验操作考核,这样可以培养学生平时实验动手能力的培养。期中成绩,我们在教学中段进行期中考试,作为阶段性考察学生学习情况。现在的学生较懒散,有中段考核,在一定程度上能让他们保持学习积极性。有机化学随着药学专业学科建设的发展而不断发展,为适应社会发展需要,培养创新药学人才,我们必须对有机化学教学不断创新改革。在教学中,根据不同院校办学特色与学生综合情况,不断总结教学经验和理念,不断丰富课堂文化,在改革探索中形成特色教学体系。如何更好地促进有机化学教学发展和改革创新从而提高教学质量,培养创新人才,需要教学工作者进行长期深入研究。
作者:谢华松 林大都 黄思涵 张声源 单位:嘉应学院
参考文献:
[1]伍国云,申,肖腊梅,等.高职院校药学专业有机化学教学改革探讨[J].广东化工,2015,42(16):256-257.
[2]周建波,曾明,陈文.药学专业有机化学教学经验总结[J].当代教育实践与教学研究,2015,06:180.
[3]裴强.食品安全问题在有机化学教学中的应用探讨[J].广东化工,2011,39(20):151-153.
[4]李霞,谢龙,吴晓青,等.有机化学教学改革—提高学生自主性学习[J].广东化工,2015,43(10):192-193.
有机化学实验像普通蒸馏、减压蒸馏、水蒸气蒸馏和索氏提取等,需要成套的仪器设备,这些仪器都是标准磨口仪器,价格昂贵,如果不加强管理,将造成巨大的资源浪费。所以像这类实验就是把每个实验室的仪器都放到一个盆子或框里,每次实验由每个实验室的负责人统一分发和回收。为了配合实验技术人员的工作,采取选择实验室负责人的办法:要求每次实验每个实验室选定两名负责人,协助实验技术人员负责收发仪器。并对实验进行分组:实验分组采用自由结合,两人一组,负责人把分组号和对应名单报给教师,并标明负责人姓名、相应职责及联系电话。
实验台内(抽屉和柜子)和试剂架物品摆放规则实验操作台结构是下面设计有抽屉、柜子,上面有试剂架,每一部分有不同的使用功能。学生实验柜、抽屉及试剂架通常放置的物品包括玻璃仪器和器皿、药品和一些零星的低值耐用品。抽屉是放置常用的器皿和一些零星的低值耐用品,柜子是放置体积较大玻璃仪器和陶瓷制品,这些物品应分类合理摆放在抽屉、柜中。试剂架是放置供一个中央实验台的学生使用的药品,药品必须整齐有序地放置在实验台的试剂架上。日常实验中学生常常不加区分,东西任意在这三部分之间摆放。因为不合理放置导致玻璃仪器撞碎。比如:万用夹、铁环和十字夹(双顶丝)及研钵、布氏漏斗、蒸发皿等铁制和瓷制仪器不应该放在抽屉里,容易撞碎玻璃仪器;研钵这类较重仪器要求放在柜子最底下;万用夹、铁环和十字夹(双顶丝)等铁质类仪器,接冷凝水的乳胶管或理化管等管线类器材,要求统一放在公用实验台贴有标签的指定容器内;而铁架台要求整齐放在实验室周边某一区域。总之,物品要干净有序分类摆放在清洁卫生的柜子里。仪器分发每次实验开始前,仪器负责人要到教师办公室询问是否需要领取实验仪器,领取仪器时要清点套数,检查仪器是否完好及签名,领取后分发到每组。各组学生也要检查所发仪器完好能用,万一发现有问题还可以调换。
仪器回收每次实验所发仪器使用完毕后(实验结束后)洗刷干净,仪器负责人清点套数,检查仪器是否完好及是否干净(若不干净,要求使用者洗净),按要求交回教师处,签名后方可离开。从实验柜内拿出的仪器,实验结束后放回原处。仪器赔偿如果由于不规范操作导致仪器损坏,损坏仪器后及时与老师联系,填写仪器赔偿单,然后到物资供应科找负责教师进行相应赔偿,并把领取仪器报告单交给老师。以前在没有选择仪器负责人时,实验中打破仪器无人告知,学生间还互相推托责任或包庇,不易查出责任人进行赔偿。为保证下个专业学生顺利实验,只好给予补充,结果学生因为这件事失去诚信,还额外增加学校经济支出。
仪器设备管理有机实验常用到一些仪器设备,如恒温水浴锅、电加热套、熔点仪、旋光仪、电子天平等。教师讲完后,总是有些学生不能完全领会。如果不正确使用,会导致仪器损坏,影响实验的进行。为此,首先对仪器进行分类,像恒温水浴锅和循环水式真空泵这类使用频率较高的设备,把说明书贴在每个教室的门后边,特别要注意的地方写在每个实验室黑板上的某个区域,长期留住不要擦掉(如水浴锅要添加蒸馏水而不是自来水);像熔点仪和旋光仪等只有某个实验使用的仪器,说明书随辅助配件放在工具箱中,注意事项贴在仪器醒目位置上。这样一方面方便教师上课时讲解,同时学生在使用仪器过程中若出现有不明白的地方可以随时参照,规范、科学地使用仪器。
2卫生管理(实验室内卫生与值日生签名)
有机化学实验室是培养学生掌握基本操作实验、合成实验、综合设计性实验等的场所。为营造规范、整洁、有序的实验环境,保证学生能安全有效地实验,要求实验结束后,卫生负责人选定并安排值日生打扫卫生。每次实验后由学生轮流值日,负责打扫和整理实验室。为保证任务落实到位,每次实验每个实验室选定两名卫生负责人,安排并监督该实验室卫生,务必做到:桌面、试剂架、地面、窗台、水槽(水槽内不得有纸屑、沸石、中药渣等杂物)等都要打扫干净,关闭水、电及窗户;每个实验台配有抹布,使用完毕后应洗净,按规定要求放好;实验室的扫帚、簸箕、拖把等清洁用品使用后应整齐放在指定位置;所用电器一律拔掉电源插头、擦拭干净、摆放整齐,卫生负责人检查是否合格,检查合格后,值日生、卫生负责人、班长到实验室管理教师的办公室在“实验室使用登记簿”上签名,待教师检查卫生合格后方可离开。
3公用物品使用规则
公用仪器、试剂等一般放在边台、试剂架上或者通风柜(取用时易挥发的试剂)内,公用实验台一般放置公用的实验用品及辅助的实验用品,这些用品要求就在原地使用或取用,或拿走用后立即放回原处,不准长时间放在自己实验台上影响其他学生使用。对于天平,要求使用中保持天平的整洁,不能随意挪动。
4实验室安全
实验室水电安全,特别是电炉,在使用时一定要垫上隔热板,以防烧坏桌面,使用时,电炉线应远离电炉,以免烧坏电线,引起火灾;精密仪器如熔点仪、旋光仪等,实验结束后及时盖上防水罩,以防实验室漏水使仪器损坏。
5实验中废弃物管理
实验过程中,每个实验台边都放一个贴有“回收固体废弃物”的小桶或小烧杯,如实验中用过的沸石、火柴梗、点样毛细管等杂物可以放进去,不可扔在地上、实验台上或水槽中,实验结束后倒进公用垃圾篓内。有毒的药品分类倒进专门的废液桶中,不可倒在水槽里,由专业人员统一进行处理,以免污染环境。空的试剂瓶放到指定的箱子里,每学期结束,科研处统一由专人进行回收处理。对于配制的没有用完的溶液,倒入专门的回收桶内,实验结束后进行统筹回收处理,这样不仅节约了资源,也保护了环境,同时提高了学生的环保意识。
6总结
关键词: 制药工程专业 本科毕业设计(论文) 教学实践
毕业设计(论文)是本科专业人才培养计划中最后一个综合性实践教学环节,该过程是实现本科培养目标要求的重要培养阶段,是对其它教学环节的教育质量和学生独立工作能力进行全面检查的过程,是培养学生工程实践能力、理论研究能力和创新意识的重要途径,是学生毕业及学位资格认定的重要依据。做好毕业设计(论文)工作对培养具有创新精神和实践能力的高素质人才具有极其重要的意义。[1]今年伊始,教育部和财政部以教高2007年1号文件,正式出台《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》,中央财政投入25亿元,正式启动“高等学校本科教学质量与教学改革工程”,即“质量工程”。《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》(教高[2007]2号)文件,共20条,是教育部作为《质量工程》实施的配套文件,目的是加强对教学工作的领导和管理,加大对教学工作的经费投入,加大教师队伍建设力度,加强教学基础设施建设,为“质量工程”的顺利实施提供支持与保障。2号文件第9条提出要“高度重视实践环节,提高学生的实践能力”,由过去05年1号文件的“大力加强实践教学”,上升到“高度重视”,可见重视的程度显著增强。探讨新时期普通地方工科院校本科毕业设计(论文)教学模式也已成为高教工作的一项重大课题。因此加强毕业设计(论文)环节教学质量管理,建立有效的教学质量保障机制,是工科专业面临的、共同关注的问题。两年来,制药工程专业对本专业的毕业设计(论文) 教学环节教学质量管理,建立有效的教学质量保障机制等进行了广泛的探讨与研究。
一、现阶段毕业设计(论文)教学中存在的问题
近年来我院提出的“上手快、后劲足”的人才培养目标,与教育部提倡的实践能力和可持续发展的能力是相吻合的。但对其具体的人才培养实践缺乏系统的、全方位的思考,缺少足够的亮点来支撑,例如:在本科毕业设计(论文)教学中就有许多工作需要进一步完善。
1.就业与毕业设计(论文)教学冲突。
目前,本科生的就业工作对毕业设计(论文)的冲击最大,面对愈来愈严峻的就业形势,正常的教学、学习秩序受到干扰,学生的主要精力开始偏移,学习成绩开始下降。第八学期应是本科学生开始进入毕业设计(论文)工作的关键时刻,也是整个大学学习的一个非常重要的时期。但按目前高校毕业生就业工作时间安排,这个时期又是毕业生求职择业的高峰期,择业的巨大压力使得学生不得不把主要精力放在寻找就业单位上,加之有些用人单位在选聘毕业生时,不考虑毕业生毕业设计(论文)做得如何,造成了学生也认为毕业设计(论文)对就业的影响不大,因此,他们把大部分精力放在择业上,无暇顾及毕业设计(论文)。
2.招生规模与教学经费和教学条件矛盾。
近几年,我院虽然加大了对毕业设计(论文)经费的投入,但仍然不能满足扩招形势下日益增长的学生需求,存在着实习、设计经费不足,试验条件不具备、设计资料种类数量缺乏等问题。经费的短缺使不少高校学生失去了现场感受工程设计实践的机会,在设计中很多只能纸上谈兵,学生不能得到充分的动手能力的锻炼,一些课题的成果只能用图纸或计算机演示,这些都将会影响学生按计划完成毕业设计(论文)的质量。[2]
3.学生重视不够。
在毕业设计中学生态度、学习的自觉性和主动性等都对其毕业设计有着重要的影响。学生在毕业设计这个教学环节中既是受教育者,又是活动的主要实施者,在该教学活动中学生的主体性表现得尤为突出。因此,毕业设计(论文)能否有创新,能否高质量、高水平的完成,关键在于学生主观能动作用能否得到充分的发挥。而学生的主观能动作用则取决于学生对毕业设计重要性的认识程度,所以,能否提高学生对毕业设计工作的认识,对毕业设计能否高质量的完成起着至关重要的作用。
二、制药工程专业毕业设计(论文)环节教学实践
制药工程专业作为一个整合的新专业,其专业人才的培养模式(特别是实践教学环节)都需要我们在实践中不断探索与研究。两年来,我们在对本专业的毕业设计(论文) 教学环节、教学质量管理、建立有效的教学质量保障机制等进行了广泛的探讨与研究的基础上,借鉴其他高校的先进经验[3]-[7],结合淮海工学院实际,建立了适应苏北地区经济发展需要本科毕业设计(论文)教学体系,并不断完善教学内容,改进教学方法,取得了较好的教学效果。具体做法如下:
1.调整毕业实习和毕业设计(论文)环节的教学时间和顺序安排。
由于药厂的特殊性,制剂车间为洁净区,非生产人员不能进入,学生很难进入制剂车间实习,只能参观非洁净区车间,很难达到实习效果,加上学生又要提前落实就业单位,毕业设计(论文)与就业冲突,毕业环节教学矛盾突出。因此,我们对毕业环节进行教学时间和顺序的调整,在时间上,将毕业实习从第7学期调整到第8学期进行,与就业相结合,待学生落实就业单位后,安排学生到就业单位实习,这样,学生可以直接进入车间实习,提高了实习的针对性,达到良好实习的效果。毕业设计(论文)环节由第8学期调整为7~8学期,拉长毕业设计(论文)环节的时间跨度,但学时数不变,学生在第7学期利用原来的实习时间进行查阅资料,制订毕业设计(论文)方案,写开题报告等毕业设计(论文)前期工作,毕业生落实就业单位在第8学期与毕业设计(论文)实验工作交叉进行,避免了毕业设计(论文)与就业冲突而影响毕业设计(论文)的质量,使学习与就业两不误,达到“双赢”。
2.毕业设计(论文)教学与教师科研相结合。
近几年,我院虽然加大了对毕业设计(论文)经费的投入,但仍然不能满足扩招形势下日益增长的学生需求,存在着实习、毕业设计(论文)经费不足、实验条件不具备、设计资料种类数量缺乏等问题。为了解决经费不足问题,我们采取毕业设计(论文)教学与教师科研相结合,将教师科研课题部分内容作为学生毕业设计(论文)选题,学生直接参与教师科研,协助教师完成部分科研任务,教师拿出部分科研经费补充毕业设计(论文)经费不足部分,较好地解决了经费问题。
3.建立毕业设计(论文)教学质量保障体系。
两年来,我们对毕业设计(论文)教学质量保障体系的确立进行了广泛的研究与探讨,确立了合理的毕业设计(论文)教学质量保障体系,完成了毕业设计(论文)教学大纲和其他教学文件的修改和编写。我们通过毕业设计(论文)选题、审题表对学生的毕业设计(论文)题目进行审核把关;教师通过下发毕业设计(论文)任务书向学生书面布置任务;学生通过毕业设计(论文)外文资料翻译〔含原文〕了解课题的国外研究趋势及动向,通过写毕业设计(论文)开题报告〔含文献综述〕设计实验方案,通过毕业设计(论文)中期检查表对毕业设计(论文) 中期进行的情况进行检查。我们还可以通过教师评阅和毕业设计(论文)答辩对学生进行考核,使毕业设计(论文)教学工作始终在监控情况下运行,保证了毕业设计(论文)教学质量。
总之,在两年的实践中,我们通过不断完善教学内容,改进教学方法,较好地解决了几个影响毕业设计(论文)教学环节中的突出问题,使教学工作得以顺利进行,教学质量逐年提高,教学效果良好。
参考文献:
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本文作者:闫新豪工作单位:汉中职业技术学院
汉中职业技术学院药物化学课程标准是以(教高[2006]16号)精神为指导,参考了同类高职院校药物化学课程设置,根据我校药学专业教育的实际情况,经多方讨论总结形成的。通过理论与实际应用有效结合来实现,准确把握本门课程在人才培养方案中的作用和地位,教学设计、方法、手段的选择必须以高职人才培养目标为依据,与国家规定的高等职业教育就业岗位要求相一致。课程教学目标和组织与学院大力发展的职业教育、创办职业教育特色相匹配,体现职业教育、技能教育、工学结合等办学理念。
课堂提问平时作业占期末总成绩的15%,在教学设计中应注意以下四个方面:结合实例,激发学生的学习兴趣学习兴趣是学好知识的动力。只有有了探究知识的欲望,才能自觉地学习并学好。比如在讲吗啡时,可以先告知学生吗啡来源于婴粟而婴粟是一种。学生会产生疑问,怎么可以用来治病?为什么?在使用过程中有无限制?引起学生探求答案的兴趣,从而导入新课。采用多种教学方法,使学生易学易记以药物结构为主线,用思维导图引导学生逐步学习、理解、掌握识。分析药物的结构特点(有哪些特征基团),由药物的结构分析药物的性质,由药物的性质分析药物的稳定性,由药物的稳定性分析药物的贮存原则,由药物的结构分析药物的构效关系(图1)。通过图示学生能产生联想同时能产生分析问题的能力和解决问题能力,如阿司匹林的思维导图(见图2)。对于分析阿司匹林的结构,找出其特征基团:酯键和羧基,酯键对应的性质是易水解,羧基对应的性质是显弱酸性,由于易水解产生含有酚羟基的水杨酸而易氧化,与三氯化铁溶液显紫色。没有水解的阿司匹林结构中无酚羟基则没有这两个反应,此反应可鉴定阿司匹林是否水解。阿司匹林易水解,稳定性较差,所以需密封、防潮保存,避免水分的侵入,避光,减小光对它的影响。在其结构中具有游离的羧基,对胃肠道有刺激性而产生不良反应,如对羧基进行结构修饰,使其成酯、成盐或成酰胺,可避免不良反应的产生。这样环环相扣,使学生增强了分析问题能力,加深了记忆。
注重启发引导,充分调动学生的主观能动性举一反三采用启发式进行授课,把教学内容化繁为简,变虚为实,变抽象为具体,以解决课程中的重点难点。如在讲述解热镇痛药章节时给出案例:一个两岁的小孩被她心神错乱的母亲送到急诊室,她告诉大夫孩子大约吃了半瓶对乙酰氨基酚片,洗胃后,医生推荐口服5%的乙酰半光氨酸,问对乙酰氨基酚的代谢途径怎样、产生何种毒性、为何使用乙酰半光氨酸进行急救?此案例必须掌握对乙酰氨基酚的结构、代谢途径、作用机制等重点知识,才能正确的解答案例中的问题,因此通过案例的分析讨论,使同学们对各种重点药物的结构、理化性质、代谢途径、药理作用及如何应用等难点内容有了更加深刻的理解和记忆同时能够培养学生批判性思维[4]。重视多媒体教学,应用多种教学手段充分利用多媒体课件等现代化教学手段[5],加深学生对相关知识的理解,增强学生的学习兴趣。药剂学涉及操作车间和很多制药机械,学校不可能具备所有的设备,因此应充分利用现代化教学手段,利用多媒体技术,制备集图片、文字、声音为一体的课件,全方位展示制药企业的车间设计、设备结构及工作原理,使不易口头表述清楚生产过程能够通过课件演示变的一目了然,起到事半功倍的效果。具体设计在90分钟(2学时)的理论教学中,10分钟的教学导入、5分钟的知识链接、10分钟的教学互动、50分钟的课堂教学、15分钟的课堂结束总结。在实验教学中,把全班学生分为10个小组,每组4人开展教学大纲实训项目。
[关键词]信息与计算科学;案例;建模;计算;开发
[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)08-0017-03
一、前言
课程建设是专业建设中的重要组成部分,专业导论课往往在第一学年开设,是学生了解专业、建立专业概念和专业认同的重要课程,对学生的专业学习和发展有着重要的引领和指导作用。[1] [2] [3]
信息与计算科学专业是信息科学、计算科学、运筹与控制、计算机及应用等学科交叉而形成的专业,往往设置为理科专业。多种学科知识的交叉渗透,加上因专业名称的望文生义,使学生容易产生简单的认识――“信息与计算科学专业是数学与计算机结合的专业”。这样笼统的认识可能会导致学生认为该专业“要么学数学,要么学计算机”,至于“怎么结合”搞不清,不重视专业的其他重要方面,甚至连信息与计算科学的专业特点和核心竞争力也模糊不清。
关于信息与计算科学专业课程体系建设的论述已有很多,然而关于该专业大导论课程的研究还不多见。针对上述存在的种种问题,本文认为信息与计算科学专业设置专业导论课程是极为必要的,而且在课程体系中应作为独立的重要一环。因为作为信息与计算科学(信计)专业的导论课程,需要回答的问题多且必要:信计专业培养什么样的人才?什么是信计专业?信计的核心竞争力是什么?如何实现?信息处理、应用开发中有哪些数学知识?信息挖掘、信息安全与算法设计的联系如何?建模能力如何铸就?计算分析能力怎样打造?就业岗位对信计的现实要求有哪些?等等。
信计专业导论课的开设需要对信计专业的发展历史,专业的研究应用进展和前沿有深入、广泛的了解,通过精选教学内容,使教学内容形成体系,以达到解决学生关切问题、培养学生专业思想、建立学生专业认同、激发学生专业学习兴趣的教学目标。教学过程中典型的教学案例对学习兴趣的提高有明显的促进作用,在专业学习中能够激发学生对专业的兴趣,促进学生对专业的理解,特别是有利于学生加深对专业的宏观认识以及对专业的一些具体方向的感性认识。本文将结合教学典型案例深入剖析信息与计算科学专业导论教学中需要解决的问题。
二、信息与计算科学的直观印象
信息与计算科学作为交叉学科,和其他一些专业的易混淆性,使得我们必须首先回答什么是信息与计算科学专业,更为紧要的是在大一阶段应该如何从直观的角度来阐述它。我们知道,随着现代信息计算科学技术的发展,上班考勤甚至上课考勤都有系列的产品可供选择,常见的考勤机为指纹考勤机器――这是一个很典型的利用信息与计算科学知识和方法进行应用开发的产品。在教学中,类似的案例可以体现信息与计算科学专业各学科之间的交叉渗透,为学生提供直观的专业认识印象,具体阐述如下。
1.利用该例阐述科技应用开发中,信息与计算科学专业知识的使用流程和涉及的课程知识。指纹考勤机首先要采集被识别人的指纹信息,并以此作为样本;预处理后把样本信息存储为向量或数据,通过建立样本的特征提取模型,进行特征提取;之后输入建立的识别模型,对待识别的指纹进行计算识别;接下来是针对硬件的编程实现和测试,最后再植入匹配的设备或者网络传入后台系统,完成系统测试,投入使用。由于建立特征提取模型和识别模型的方法很多,快速计算的方法选择有所不同,这涉及信息与计算科学中许多数学基础知识和数学建模方法等。总的来说,考勤机的工作流程可以归纳为5步:(1)信息采集和预处理;(2)特征提取和识别模型;(3)识别、计算分析;(4)编程实现;(5)植入硬件。分别讲述其中各个环节可涉及的专业课程:信息采集和预处理可涉及高等代数、概率统计等课程;特征提取和识别模型可涉及高等代数、数学分析、概率统计、运筹优化、数学建模等课程;识别、计算分析涉及高等代数、数学分析、运筹优化、数值分析等课程;编程实现可涉及程序设计语言、算法设计、软件开发测试,等等。这样结合专业课程知识与应用实例的详细讲解,易于让学生了解信息与计算科学专业知识的应用流程,使学生对信息与计算科学专业知识有直观的认识。
2.利用该例阐述科技应用开发中,信息与计算科学中各个学科的交叉渗透。如前所述,由于一个产品的开发可能涉及的知识点很多,可采取的模型方法也是多种多样,这些知识之间的应用就会有交叉。例如,特征提取、识别模型的建立有可能用到信息处理的数学基础,这时又需要考虑该模型是否能设计出快速的计算方法来满足实际计算速度的要求;识别模型的实现最后需要计算机编程来完成,这又涉及合适的模型、快速的算法和良好的程序设计之间的协调融合。当然,完整的产品设计还需要考虑到采集设备的精度、程序植入等其他学科的知识。这样讲解,学生就会对信息与计算科学知识的交叉有较为宏观的认识。
3.启发学生对信息与计算科学中的相关问题进行思考。
(1)指纹样本信息采集是很微妙的事,如果当采集一个样本的次数太多,超出了很多人的承受范围,比如一个手指的指纹采集超过了三次,这样产品的便利性、应用性和竞争力就值得怀疑了。因为通常情况下,我们很自然的认为事不过三为好。那么,如何以最少的采集次数达到要求的识别效果?这就是值得考虑的问题。
(2)如何提高产品的识别效果(正确识别率),提升产品质量,这除了与团队的专业知识相关以外,还与获取知识的能力有很大关系。例如能不能利用已有的专业知识积累从现有的国内文献中获取最新的技术信息,能不能利用国外的技术文献,等等。这些都是由典型案例所延伸出的值得思考的问题。这些问题有利于开拓思路,使学生对将来的工作和研究研发空间充满期待。
三、信息与计算科学专业的核心竞争力
信息与计算科学是由多个学科专业合并和综合而来的,其重视基础能力,培养能解决实际中信息与科学工程计算应用问题的宽口径专业人才。考虑到专业的名称与计算机、信息工程等专业有相似之处,专业导论课程需要阐明该专业与其他专业,特别是一些计算机科学专业、信息工程专业和数学与应用数学专业之间的区别。因此,信息与计算科学专业课程的核心是什么?专业人才的核心竞争力是什么?这两个问题是无法回避的。针对这些问题,除了上述案例,图像(信息)的压缩处理也是一个很直观的例子。利用图像压缩,可以给学生展示压缩编码技术、压缩的算法、软件开发等,这涉及信息编码、密码学、算法设计能力、应用开发能力等。结合这些案例,我们信息与计算科学专业并不是单纯的涉及数学基础课程、建模能力、算法设计或者计算机科学其中的某一方面,它的核心竞争力在于“数学基础与建模能力、计算分析与算法设计、程序语言与应用开发”这三者的有机融合。单单讲某个方面还不足以称之为专业的核心竞争力。因为专业人才的定位是解决信息与科学工程计算的应用问题,这些实际问题本身与这三方面多有紧密的联系,单强调某一方面或重视某一模块容易和上述一些类似名称的专业混淆。因而,与这三方面相关的数学基础课程有数学分析、高等代数、解析几何、微分方程、概率统计等;与这三方面相关的一些专业课程需要凝聚成为专业的核心课程,如数值分析、离散数学、程序语言、数学建模等。
四、信息处理、应用开发中的数学知识
信息与计算科学专业的大一新生对就读该专业充满了憧憬。他们能发现数学基础的老三样(数分、高代、解几)但看不到信息和计算的影子,看不出专业的特征和特色,这就需要专业导论课程加以引导。选取信息处理和应用开发中的相关案例来阐述数学基础知识在解决这些问题中的重要作用,可以使学生对数学基础知识与实际科学工程问题有直观的印象,这对学生下决心打好基础,投入前期课程学习有着重要的作用。如选择图像处理中的修补算法、游戏开发中愤怒的小鸟的技术含量为讲述案例,则这些应用案例就可结合数学基础知识来阐述。
1.图像处理中的修补算法。图形图像的基本处理分析方法,如傅里叶分析可选择进行更为全面的介绍,介绍其在工程领域、数字信号处理、医学领域的广泛应用。这样来看,大一开始学习的分析类课程作为专业的基础课程确实是名符其实。图像图像处理的修补涉及优化模型和优化算法、算法的复杂性等,而这些基本的模型形式――在一定约束要求的前提下,求目标函数的极小值,容易使学生对开始学的分析课程的导数与极值、矩阵等基本知识联系起来。
2.愤怒的小鸟的技术含量。应用开发形式多种多样,游戏开发是一种有趣生动的开发过程,许多游戏开发又与数学基础知识有紧密联系。因此,选取其中的典型案例进行介绍,容易激发学生的学习兴趣,促进学生对数学知识在应用开发中作用的理解。如该例涉及的物体碰撞检测和连续碰撞检测与向量及运算、旋转矩阵、线性变换等数学基础知识,可以由此进一步介绍物体的移动、壁障和寻路等游戏开发中常见的智能化算法,这些都将和许多基础知识紧密结合。
五、信息挖掘与算法设计
信息与计算科学专业人才应具有处理实际中信息与科学工程计算问题的能力。当前大数据处理涉及的信息挖掘的相关内容,与信计专业有天然的联系,特别是挖掘目标的设置、隐含信息的挖掘模型的建立和使用、模型的求解、算法性能分析等,与信息与计算科学中的计算能力、建模能力、程序设计等核心能力模块要求相连。这方面的热点案例很多,如可选阿里巴巴大数据竞赛、2012年和2015年深圳杯全国大学生数学建模夏令营B题进行展示,其中阿里巴巴大数据竞赛可联系到机器学习算法等。讲述这些典型的热点应用案例,对学生了解专业课程和专业的内涵有重要的指导作用。
综上,通过梳理信息与计算科学专业导论教学中一些需要澄清的问题,根据教学实践,从典型案例的视角对这些问题设置的必要性和解决方式进行了分析和探讨,剖析了这对于促进学生对专业内涵的总体把握、了解专业应用领域、品味专业学习价值的有益作用。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杨晓东,崔亚新,刘贵富.试论高等学校专业导论课的开设[J].黑龙江高教研究,2010(7):147-149.
[2] 王晓晖.大学专业导论课开设的目标探析[J].高教论坛,2013(12):69-71.
[3] 王利众,朱丽平.工科专业导论课教学研究――以“通信技术导论与导学”为例[J].黑龙江教育:高教研究与评估,2015(9):29-30.
[4] 许峰,方贤文,许志才.信息与计算科学专业教学体系的实践与探索[J].高等理科教育,2007(4):70-73.
[5] 龚日朝.“以特色取胜”建设信息与计算科学专业的新型思路与实践[J].大学数学,2004(3):12-15.
[6] 苏丽卿,黄民海.对信息与计算科学专业的认识与思考[J].河北师范大学学报(教育科学版),2008(6):107-109.
[7] 李学勇,王鑫,谭义红.应用型本科院校信息与计算科学专业人才培养模式[J].长沙大学学报,2009(5):109-111.
[8] 汪富泉.信息与计算科学专业应用型人才培养模式研究与实践[J].大学教育,2013(18):62-63.
[9] 郑金洲.案例教学:教师专业发展的新途径[J].教育理论与实践,2002(7):36-41.
1科研立题
立题是实习阶段的第一步,传统的带教方式是带教老师给出一个设计好的实验方案,学生按照实验方案中的流程按部就班完成实验,不能很好理解立题依据,实验设计原理,这样学生就很少思考为什么这么做,通过这样的实验设计解决了什么问题,不能把所学理论知识和实验设计结合,在实习之初就不知道自己为什么做这样的实验,失去了对实验兴趣和热情。为了解决这一矛盾我们在实习之初,就将PBL教学理念和立题相结合。首先由带教老师提出将要开展的科研项目,详细的介绍给全体实习生,同时提出该项研究应具备的基本能力,由学生根据自己的兴趣爱好和专业特长自由选择科研项目,学生的选择权得到了尊重,主动性和积极性被调动起来,从而满怀信心地投入到毕业实习中去。
2论文查询与研读
确定指导老师和课题方向后,要求学生对将要开展的研究工作有一个较为全面的了解。论文查询与研读是获取知识和信息的重要手段,通过研读学科具有前沿性的文献,了解学科研究前沿,了解学科研究内容和进度,目前存在的问题以及通过哪些实验方法和手段能解决这些问题。虽然学生在本科阶段已经学习了一些文献检索的知识,但大多数学生还不知道如何将课堂所学理论知识与实践应用结合起来。因此带教老师要鼓励学生大量阅读所选科研项目有关论文,积累科研项目有关基础知识,根据这些基础知识和实验目的,选择合适的检索主题词,学会使用万方、维普、CNKI、Pubmed、ScienceDirect等数据库,轻松自如的找到自己所需要的参考论文。找到自己所需论文后就要对这些论文进行系统的研读,在研读过程中找到解决问题的思路和方法。
3实验方案设计
论文查询与研读及立题完成后,就可以进入实验方案设计阶段。设计实验方案时,要充分调动学生的积极性,要让学生根据积累的科研项目相关知识自己设计实验思路,依据实验目的选择合适的实验方法、实验材料、设备仪器,并合理安排实验时间。实验方案确定后邀请做相关研究的高年级研究生参加,讨论方案设计的先进性和可行性,找出其中存在的问题,提出解决方法。通过讨论充分释放学生的潜能,既能让学生自主的学习,又达到了PBL教学的目的。
4数据处理与结果分析
实验操作阶段完成之后,要对实验结果进行整理和分析。启发学生学会分析结果,例如选择何种统计软以及结果何时有统计学意义,通过结果分析找出解决问题的方法,而不是简单地告诉学生结果。学生分析问题和解决问题的能力得到了大大提高,也为毕业后科研生涯的数据处理结果分析奠定扎实的基础。
5论文写作数据处理、结果分析
完成之后,总结课题研究成果,撰写毕业论文。启发学生思考毕业论文撰写的基本要素、注意事项等。论文写作完成之后,带教老师全面审阅并提出修改意见,指导学生撰写出更专业的符合要求的毕业论文。
药学专升本的课程设置与教学模式
学生基础存在着较明显差异,对药学知识的掌握情况参差不齐。针对这一特点,课程设置和教学内容应偏重补充、巩固药学专业基础知识,并增加综合性课程的比例,即以药学专业知识为主干,以化学和基础医学为基础,以外语、数学、计算机为基本手段,重点讲授药学领域的新技术、新成就和前沿性内容。全日制专升本的学制为2年,其中还有一个学期为毕业实习,真正只有3个学期的课程学习时间,科学合理地进行课程安排十分重要。根据药学专业方向的需要,可将药理学、药物化学、药物分析、药物合成、药剂学、生物药剂学与药代动力学、天然药物资源的利用与开发、天然药物化学、药用植物学与生药学等设为专业必修课;并增设生理学、临床医学概论等基础性课程;有机化学、无机化学、分析化学等化学学科,在专科期间已学过,也是入学考试的考察科目,不必重复开设,可适当增加化工原理、药用高分子材料学、制剂工艺设计学等学科课时;同时,为提高学生外语水平、文献检索能力和综合技能,开设英语、文献检索、计算机、医药数理统计等应用型和综合性课程。另外,浙江中医药大学属于以中医学和中药学为基础的综合性大学,可将中医药学相关知识如中药学、中医学概论、中药炮制学、中药商品学等课程设为公选课,让学生根据兴趣选修,利于他们结合药学与中药学知识,形成自身的特色和所长。教学模式由于专升本的学生具有一定的知识基础,理论课程教学中应改变以往单纯老师讲、学生听的被动模式,可借助录像、多媒体、幻灯片等多种教学技术,开展问题式讨论、案例分析、角色扮演等教学方式,增加老师与学生间的互动。教师在进行教学内容讲授的基础上,应结合学科的当前现状及发展动态,启发学生发现问题并解决问题,重点培养学生对药学专业知识的综合运用能力和协同合作能力。例如,药剂学课程中讲授靶向制剂章节时,课堂讨论后老师要求学生选择一种靶向制剂,围绕其辅料、制备、优点和不足等,以小组为单位撰写论文,并以PPT的形式进行课堂汇报,通过小组答辩、教师点评的形式予以评价。此种方式不仅极大地巩固了相应的知识点,充分调动了学生学习的主动性。也提高了学生的语言表达能力和沟通组织能力。实验课的教学则可融合药学相关的理论知识和操作技能,把药学各专业课程的独立实验相结合,设计成综合性实验。例如,阿司匹林肠溶片的制备,通过分组,分别完成药物化学部分合成阿司匹林原料药、药物制剂部分制备阿司匹林片剂;药物分析部分检测阿司匹林原料及片剂的质量、药理学部分进行药效学和毒理学研究、生物药剂学部分开展药代动力学和稳定性研究等。这种模式有利于学生将理论知识与专业技能相衔接,优化他们的知识结构,提升知识的综合运用能力,从而提高人才培养的质量。同时,教师的教学内容得以丰富,学生也对每一门课程的研究方向有了进一步的了解,不仅激发了他们的学习热情,也为他们步入社会、更好地开展岗位工作奠定了良好的基础。
药学专升本毕业论文导师制的开展
由于目前大多数药学高等院校往往提前一年甚至一年半进行毕业论文的导师选报工作,而此时专升本学生刚刚入校,在校时间较短,不知道导师的专业方向,导师也不清楚学生各方面的情况,相互间缺乏了解,造成了专升本学生难以找到适宜的毕业论文指导老师。因此,学校在专升本学生进校后应给予学生与导师充分交流的机会,通过在网站上导师的相关信息、与导师的见面会等方式,使学生与导师间相互熟悉,在双方相互了解的基础上,首先由学生自愿选择导师,导师再对学生进行一定的考核,合格后开展论文指导。学生在导师的指导下,自选课题或参与导师的科研课题,进行文献查阅、方案设计、实验开展、论文撰写等一系列工作。由于此时专升本学生也正在药学专业课程的学习过程中,学生也可结合毕业论文工作的实施过程中遇到的问题,在理论课堂上寻求解决的方法,从而形成理论与实践相互促进的良性循环。而导师也应结合学生的个性差异因材施教,依据毕业论文计划表,要求学生完成开题报告、文献综述、外文翻译等任务后进入实验室;同时指导学生在毕业环节合理安排好毕业课题、实习、考研等的时间,协助解决在实验过程中出现的问题,引导学生开展毕业论文工作,顺利地完成学业和就业。