时间:2023-10-08 09:43:24
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇生物学专业课程,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词:优势学科;生物技术;课程体系;优化与实践
1优势学科建设对地方高校人才培养的导向
学科是高校重大项目的承担者,是创新型成果的生产者,是创新型优秀人才的培养基地[3]。地方高校应围绕区域经济社会发展需求培育高水平特色学科,不断明确学科研究方向,提高科技创新能力和社会贡献度,以特色优势学科建设促进学科专业发展。近年来,商洛学院生物学省级优势学科的快速发展得益于与地方特色资源相结合,依托生物学院“中国中医科学院商洛GAP科研工程中心”“中药学省级教学示范中心”和“秦岭植物良种繁育中心”等研究平台,形成了地方植物资源与生物技术紧密结合的特色鲜明的研究方向。学科在野生植物资源保护与利用、资源植物深加工、天然产物提取分离和药用植物开发利用等研究领域获批多项省部级科研项目。利用优势学科发展的导向,生物技术专业学生通过参与完成课题研究和实践,最终获得较强的实验技能、综合分析问题能力、实践能力、创新思维能力、统筹能力和表达能力,成为具有良好综合素质的生物技术专业应用型人才。通过生物学省级优势学科建设,使生物技术专业进一步确立了“依托生物技术、突出应用能力、面向行业服务”的人才培养目标,即结合区域需求,以服务地方经济建设和社会发展的实际需要为第一要务,培养能够在现代农业产业、中药产业、绿色食品产业以及相关领域从事技术服务、管理、营销工作的应用型专业技术人才。围绕这一人才培养目标,本项目进行了系统的探索和有效的改革,探索出了能够实现该目标的产学研相结合的人才培养模式,建成了一支能够胜任培养任务的高水平的教师队伍,修订了体现这一人才培养目标的课程体系和教学大纲,整合了课程内容,改革了教学方法,构建了符合人才定位要求的功能完善的校内实验教学平台和稳定的校外实践教学基地,探索出了生物技术专业人才培养的教学、实训管理模式[4]。优势学科的建设导向把人才培养定位落到了实处,为商洛学院生物技术专业的发展注入了活力,使生物技术专业的区域性优势和应用性特色更加明显。
2生物技术专业课程体系优化与实践
2.1重视专业建设规划
生物技术专业经过2006至今十几年的探索和积累,已经走上了稳步健康的发展道路。学校制定了2个五年建设规划,规划明确了专业建设目标、专业建设指导思想和基本思路,同时制定了课程及教材建设规划、师资队伍建设规划和实践教学规划。专业建设目标包括专业建设总体目标、专业定位、人才培养目标和专业特色的构建。专业建设指导思想和基本思路与商洛学院办学定位保持高度一致,同时体现专业的发展特点;课程与教材建设规划包括课程体系建设、教学内容改革及教学大纲建设、考试大纲建设、精品课程建设,突出了课程建设的核心作用;师资队伍建设包括建设目标、建设方案等措施,突出了师资培养在专业建设中的主导作用;实践教学建设包括实践教学体系建设、实验室建设、实习基地建设、实践教学队伍建设,突出了对学生动手能力、独立工作能力和创新意识的培养。
2.2优化专业课程体系
商洛学院始终把课程建设作为教学建设的核心,按照“基础课程+专业课程+模块课程+行业技能”的思路构建专业课程体系。整个专业课程体系在确保基础课程、巩固专业课程的前提下,加大选修课比例。高年级学生将根据实际逐步选择课程,一批技术性课程和实践性课程如“植物细胞工程”资源生物学”“生物技术大实验”“发酵工程”“植物组织培养”进入专业课程体系。除在各门课程中加强学生技能训练以外,还进行综合专业技能训练,最后将所学知识、技能用于社会实践,使整个课程体系既符合科学性、先进性,又具有鲜明的地方特色和应用特色;既符合专业培养目标共性,又兼顾学生个性发展;既注重知识、能力的培养,又强调综合素质(特别是创新素质)的提高。经过先后三次修订生物技术专业人才培养方案,修订课程教学大纲,教学内容基本体现了本学科的最新发展方向,基本上满足了应用型人才培养目标的要求。根据人才培养方案,在课程体系结构的设置方面,体现了以下几方面的特点:①注重学生基础理论的培养,通识平台课和专业基础课占总学时的比例为81.3%;②注重课程之间的前修后续,有利于学生知识结构的逻辑构建;③注重“综合素质”的培养,设置了人文素质、科学素质方面的相应课程,以达到训练学生综合素质的目的;④注重学生“个性与特长”的培养,在专业选修课和全校公选课中得到了充分体现;⑤在专业课教学中,设置了专业方向,以拓展学生专业口径;⑥注重学生动手能力和基本技能的培养,在专业基础课、专业主干课及专业选修课模块中,除设置一般性课程实验外,还单独开设了“生物技术综合大实验”“生物技术制药”课程论文(设计)和37周的集中实践性教学环节,对学生进行综合技能训练。
2.3强化实践教学环节
由于生物技术专业的实践性很强,在制订专业建设规划和人才培养方案时,充分重视学生实践环节和动手能力的培养。制定了配套的较为完善的实践教学大纲。在实践教学体系中,实训、实验和实习占总学分的29.4%,共46.5学分,实习和实训共37周。在实践教学队伍的组成方面,调动和利用院内外教学资源,专业实践教学队伍主要由实验教学人员、专业教师、校外实习基地技术人员等构成。根据专业培养方案,扎实落实实践教学任务。实践教学内容与体系合理,符合培养目标要求,有利于培养学生实践动手能力和知识综合运用能力。
3生物技术专业课程体系优化实践效果
3.1学生创新精神及实践能力
生物技术专业重视毕业论文(设计)环节对学生综合能力的培养和训练,从毕业论文选题、文献综述、开题报告、毕业调研、实验实习、毕业论文撰写、论文答辩及成绩评定等环节都有较明确的规定和要求。近2年来,本专业毕业生在论文选题方面,依托本区域优势、特色资源,结合生物技术学科领域的发展,主要侧重于实践应用方面的选题,大部分选题结合教师科研或来自生产第一线,有较大的实用价值或参考意义,有一定的创新性。本专业特别重视在学生中开展各种科技活动,如大学生科技创新活动,教师结合个人科研项目吸收学生,带领学生完成科研课题,并且在全校也产生了一定的影响。近年来争取到20余项国家级大学生科技创新项目,有多个项目在评奖中获得奖励。本专业通过连续7年参加院内每年举办1次的实验技能竞赛,进一步激发了学生们进行科学探索和提高实验技能的热情,每年学生都积极报名参加,并获得多项奖励。学生在各类过关考试,如英语、计算机、普通话等中的通过率较高。
3.2学生创业与就业情况
以能力培养为目标,深化校企合作,推进产学研结合,构建了特色鲜明的校企合作人才培养新模式,使培养的人才在商洛及陕西省周边地区有关生物企事业单位发展中发挥了积极推动作用。67名学生考取了营养师、药剂师、食品检验、化学检验等相关专业技能证书。学生专业基础知识扎实,学业成绩和综合素质良好,毕业生就业率高、考研率高。近三届毕业生一次性就业率分别为89.5%,94.7%,95.6%;2017届、2018届和20毕业生考研上线人数分别为11人、14人和17人,占毕业生比例为38.75%,40.67%和41.75%。约13%的就业学生考取公务员就业,大部分毕业生进入与生物有关企事业单位工作,少部分学生自主择业和创业。多数学生签约就业,专业的社会影响力不断提高。学院积极对接联系相关专业的大型企业集团作为学生就业实习基地,并以实习基地为依托,推荐毕业生就业,拓宽就业渠道。毕业生创业热情较高,成效较为显著。毕业生所在单位对本专业学生的思想政治表现、敬业精神、工作态度及就业工作给予了较高的评价,整体上对毕业生的工作能力、协作精神、工作实绩也较满意。
4经验总结
4.1重视教学观念更新
观念是行动的先导,教学观念直接影响着教师的教学态度和教学方法,观念落后,教学方法必然落后。为了更新教学观念,本专业坚持组织教师大力开展教学研究活动,通过集体备课、课程和教材分析、教学研讨,使教师互相促进,共同提高,这些教学活动已经成为本专业教研活动的基本内容和制度。同时,为了开阔教师教学和科研的视野和思路,吸收新的教育教学观念,本专业在建设中先后选派近2/3的教师参加了校外20多场的学术交流、教学研究、课程改革、团队建设和骨干教师培训。通过这些培训,保证了教师的思想始终能够跟上专业改革的步伐和学科的发展的需要。本专业在教学改革中遵循循序渐进的原则,坚持以项目带动研究,以研究促进改革,以改革推动创新,鼓励教师积极申报、参与教学改革项目,在课程体系、教学内容、教学方法、教学管理等方面进行创新;创新人才培养模式,注重实践教学,积极探索研究性教学改革;突出师资队伍建设和能力提升。
4.2探索教学模式改革
在专业建设中不断深化教学改革成果,重点突出对学生实验能力、创新精神和创业能力培养。为了引导、激发学生的自主学习和合作学习的兴趣,充分调动学生学习积极性,培养探究和创新精神,教师在教学中大力推行小组讨论、案例教学、专题研究等多种形式的研究性教学方式。研究型教学首先在获得学校教改立项的“植物生理学”“微生物学”“生物化学”“细胞生物学”教学中开展,随后在其他专业课中逐步推广。为了培养学生的创新精神和知识技能的系统训练,本专业在“细胞生物学”“生物技术综合大实验”“基因工程”等课程中还专门安排了课程论文和课程设计,取得了良好的教学效果。
4.3提升开设实验质量
根据生物技术专业实践性强的特点和社会对高素质应用型人才的需求,坚持以先进的教学理念为指导,改造传统的以依附和印证理论为主的实验模式,建立以能力培养为主线,分层次、多模块的实验教学体系的基本框架[5]。实验课程内容按基础性实验、综合性实验和设计性实验三个层次设置实验项目。其中,基础性实验教学包括基本技能训练和基础理论验证,以强化学生基本技能的训练,培养学生自主获取知识和独立实验能力,启迪学生创新意识为目标,按照由浅入深、由宏观到微观的认识规律,安排由个体和群体水平到细胞水平、分子水平的基础实验课程,必修实验包括植物学、动物学、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学等实验;综合性实验教学以提高学生综合应用实验技能、分析和解决问题的能力,培养学生创新意识为目标;设计性实验教学以培养学生科学思维方法,发现问题,提出问题,进行科学研究能力和创新能力训练为目标,采取课题研究形式,实施个性化教育,为学生的选修实验。同时建立多种实验考核方法,统筹考核实验过程与实验效果,激发学生实验兴趣,提高实验能力。实验开出率为100%,其中综合性和设计性实验共69个,达到了实验总数的58.47%。有综合性、设计性实验的课程门数达到了100%。
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.
1设计较为完整的生物材料课程知识体系
生物材料是一门分量较重的专业课程,主要通过学习生物医用金属材料、陶瓷材料与高分子材料的组成结构、物理化学性能以及生物相容性评价等,使学生对现代生物材料的基本原理、应用与发展趋势形成较为全面的认识。通过借鉴国内外相关教材可以发现,较为完整的生物材料课程知识体系一般包括材料学与生物学层面的内容[3]。其中从材料学角度出发,生物材料课程需要讲授的内容有生物材料的类型、性质、化学结构、物理性能、力学性能、降解、加工工艺、表面特性等。这些将为学生们打造良好的材料学基础。从生物学层面来看,生物材料课程需要讲授的内容有蛋白质、细胞与生物材料的相互作用、生物材料植入体引起的人体急性炎症、血栓、免疫反应、感染、肿瘤和钙化反应等。特别对于传统的以仪器电子学为主要专业课的BME学生,由于较少接触化学、医学等基础课程,可在生物材料课程里增授一些大学化学、生物化学、医学免疫学等有关的基础知识,以帮助学生更好的学习生物材料的基本知识。构建完整的生物材料课程知识体系具有重要意义,能让BME专业学生报考国内外生物材料学方向的研究生时拥有更多的选择空间。
2适当引入双语教学环节
目前教育部鼓励在大学课堂积极开展双语教学活动,培养学生能够熟练运用外语从事专业工作、学术交流的能力。适当引入双语教学环节对于正处生命科学前沿领域研究热点中的生物材料学意义更为重大。这不仅能及时向学生们介绍最新的研究进展,还能帮助学生们掌握生物材料的专业词汇。这有利于学生们独立阅读外文资料或文献,从而在潜移默化中锻炼出独立思考、探究的能力。这些是未来高素质复合型人才区别于普通人才的基本标志。当然,适当引入双语教学环节也对授课教师也提出了更高的要求。笔者认为高水平的课堂不仅能熏陶出高素质的人才,还能更快地提升教师自身的授课、科研水平。
3增加实践学习环节
关键词:生物科学;生物技术;生物工程;专业规范;比较分析
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)05-0112-02
一、引言
我国高校生物学领域有生物科学、生物技术、生物工程三个密切相关的本科专业,并制定了相应的专业规范。如何体现各自的科学、技术及工程内涵与特色既是教育工作者的责任,也是人才市场和报考学生和家长极为关心的现实问题。本文通过比较分析这三个专业的本科专业培养规范,上提出一些参考意见,以期为专业的进一步规范、教学计划的修订,为社会及学生和家长的专业选择提供参考。
二、专业类型
生物科学专业为传统典型的理科专业,培养科学型和教学型人才,授理学学位;生物技术专业以理为主、以工为辅、理工复合,培养应用研究型或技术型人才,授理学、农学或林学学位;生物工程专业以工为主、以理为辅、工理复合,培养应用型工程技术人才,授工学学位。其专业类型的描述和划分比较清晰明了,比较规范和恰如其分。
三、培养目标
从专业规范中培养目标的描述(见表1)来看,生物科学与生物技术两个专业的培养目标差异很小,仅有从事生物科学与从事生物技术之差,但从目前的就业市场来看从事生物科学与从事生物技术差异很小,难以界定。而从专业类型可知,生物技术专业可授理学、农学或林学学位,这些特色理应在培养目标中有所体现。
四、公共基础课
在三个专业的本科培养规范中,生物科学与生物技术两个专业的公共基础课(人文社科和自科)完全一致(见表1),而生物工程的公共基础课形式上有一定差别,可本质上看不出有多少差别,也缺乏需有差别的理由。从厚基础、宽口径的培养要求来看,三个专业的公共基础课要求可统一,学分要求也应统一,要求工科学生在这一环节增加近一倍的学分极不公平。线性代数等可在公共基础选修要求中解决。
五、专业基础课
专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1)。然而从科学到技术的差异很小,仅增加了工程基础课4学分(约11%),应为技术基础课,且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化,按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一,且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上,生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录,如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷,且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课(见表1)。
六、专业课
专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1),从科学到技术的专业课调整率达30%,而从技术到工程的专业课虽然有较大变化,但所列举的课程多为非典型的工科专业课(如基因工程、细胞工程、蛋白质工程),回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理,三个相近专业,不论理科还是工科,学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自。另外生物工程是典型的工艺类专业,专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患,故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。
七、实习及毕业实践环节
生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致(见表1),未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节,但在许多学校以“毕业设计(论文)”的形式出现,实际实施则只做毕业论文,没有毕业设计,使毕业设计名存实亡,致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计,许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节,可以设计论文二者兼顾,至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定,唯有如此,生物工程专业才能名符其实。
八、师资要求
师资的最低要求在规范中描述不尽一致,应加以统一。且应规定专业课的师资要求,因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课,而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外,应规定专业要求,即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。
九、其他
近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展,统一实践等硬件条件形式较为困难,而且也不符合时代要求。建议教室(专用或生均面积)、专业课实验室(面积及专用设备)、图书资料数据库量设定为刚性要求,研究所(室)或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。
参考文献:
[1]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物科学专业规范[J].高校生物学教学研究(电子版),2011,1(2):3-9.
[2]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物技术专业规范[J].高校生物学教学研究(电子版),2012,2(1):3-10.
[3]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究(电子版),2012,2(2):3-10.
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.
关键字:教学改革;教学模式;发酵食品工艺学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0220-02
江南大学生物工程学院是我国工业生物技术领域特别是发酵工程学科最具品牌影响力和竞争力的高等学府之一,建立了我国第一个发酵工程国家重点学科。学院历来重视本科专业课程的教学质量和对学生专业素质的培养,但在实际教学中还存在一些不尽完善的地方,影响了专业课程教学质量和学生专业素质的进一步提高。《发酵食品工艺学》是生物工程学院针对具有一定生物学和生物技术理论知识的本科生开设的综合性特色课程。该课程以传授专业技术知识和培养学生动手能力为主要目的。本人结合自身的教学经验,针对目前该学科教学中存在的问题提出改革措施,以期能够进一步提高该课程的教学质量。
一、当前该课程中存在的主要问题
1.部分学生对专业课的重要性认识不足、兴趣不浓。专业课程往往讲授的是具体的产品生产原理、工艺及该行业存在的问题及研究热点等,这与抽象理论知识的学习存在较大差异,导致部分学生在学习“意愿”上有抵触情绪,甚至有些学生认为这些知识应该是职业技术学院学生的学习内容,而认识不到基础理论课是为将来专业课学习服务的,专业知识和技能是大多数毕业生在社会上安身立命的看家本领。这说明部分学生对专业课的重要性上认识不足,也是部分学生对专业的学习兴趣不浓的重要原因。
2.课堂教学与“重能力培养”目标不协调。目前该课程纯理论讲授比重较大,学生被动接受知识,对知识仅停留在肤浅认识和反复的强化记忆中。传统的教学方法导致学生对专业基础知识无法较好地理解,对于以后的进一步学习和创新发展尤为不利,这违背了工科背景和高校教学改革“重能力培养”的目标。
此外,由于此课程学时较少(32学时),限制了实验动手能力的培养,影响了课程教学的完整性。由于实验器材和课时的限制,《发酵食品工艺学》未安排实验操作课程,所有内容只能“纸上谈兵”,严重影响教学质量。
3.课程内容相对滞后。《发酵食品工艺学》涉及知识面广、相关理论发展迅速,新理论和新技术不断涌现。而《发酵食品工艺学》的教学内容目前无法及时补充相关的新理论、新技术。
二、课程改革的目标定位―注重专业素质和创新能力培养,激发学生的专业热情
本课程改革定位在将教学模式与创新型人才培养有机结合,逐步引导和培养学生开展创新性学习活动。为此提出以下几点举措:
1.突破以理论课为主的培养模式,改为理论与实验并重,重视实验教学作为实施专业素质教育和培养创新能力的重要环节。
2.更新观念,引导和鼓励学生走上讲台,以自我讲授的方式激发学生的专业热情。
3.大胆尝试“开放性教材”,以《发酵食品工艺学》为主,以本校数据库为平台,及时更新和吸收国内外最新的相关理论和技术。
三、课程内容改革
1.新课程内容的编写。引进和借鉴西方国家最新的相关教材,根据学科发展,不断更新内容,从而将课程的基础知识与学科的发展相结合。突破原有的或按结构或按功能编排的旧框架,按照国家和地方专业技术人才的需要,结合学生的具体专业兴趣重新组织授课内容,使授课内容更有针对性。通过多阅读文献,扩大知识面,尽量把所讲的理论知识与应用例子联系起来,把应用实例贯穿到讲述的各章节中。
改革后的教学内容设计应注重理论知识、基本实验技能与方法的顺序性、连续性和整体性。教学过程中注重培养学生从现象入手,正确应用所学的理论知识和技术方法。
2.实验内容的安排。《发酵食品工艺学》是以讲授发酵食品生产原理和工艺为主的理论和实践相结合的课程。目前该课程的最大问题是无实验课程的安排,使理论和实践严重脱节,不但降低了教学质量,也降低了学生的学习热情。目前《发酵食品工艺学》课程共分15章,包括二十多种发酵产品,实验内容应选取在生产原理和工艺上具有代表性、产品产量和影响大、学生兴趣浓厚的为佳,如啤酒、黄酒、酱油、醋和乳制品等;同时应考虑本课程实验内容是否与其他相关课程实验内容重复。为了克服大学低年级实验课程中重视基础性、验证性实验的现状,我们重新构建了基础性实验、开放性实验和创新设计性实验三个层次。针对本学科的内容特点,基础性实验主要安排酱油和酸乳工艺实验;开放性实验允许学生在条件和时间允许的情况下自选实验内容;设计性实验鼓励学生在选定实验内容的基础上,依据发酵相关理论对传统生产工艺进行改进,以达到激发学生学习热情和创新能力的目的。实验结束时进行总结,延伸实验思路和方法,提高分析问题和解决问题的能力。
四、课程教学模式探索
课程教学模式改革体现的是教学方法和教学手段的多样化。把小组合作学习和互动式教学作为课堂教学的重要环节[1],同时注重学生的实践性和研究性学习,培养他们的实践能力和创新能力,并且充分利用网络技术,扩大课堂教学容量。具体有以下一些探索方案:
1.教师在讲课过程中主动“设疑”。针对部分学生对专业课兴趣不高,上课是为了“凑学分”这种现象。教师除了要对所讲专业课程的知识点和相关背景胸有成竹之外,还要对学生上课的目的和课堂上的心理活动规律有所了解。即做到“知己知彼,百战不殆(成功的上好一堂课)”。目前我校大二、大三学生年龄普遍在20~22岁之间,好奇心强,对周围的事物的“疑问”多。因此,在讲课的过程中宜将数个知识点包装成按照一定逻辑顺序的系列“疑问点”――即设疑,随着讲课内容的推进逐一解开。该方法能够成功实施的关键点在于“疑问”难度要适中、时机要恰到好处[2];此外,疑问点须是学生的关切点。
2.小组合作学习的教学模式。小组合作学习的教学模式贯穿于《发酵食品工艺学》的理论课和实验课教学。此模式中教师用问题来启发小组的合作和讨论,注重在课堂上小组间的合作与互助,通过与人合作及交流扩展自己的视野和思路。在实验过程中可以小组讨论,本着大胆设想、小心求证以及求实的精神进行实践操作。讨论部分主要是锻炼学生充分将理论和实验联系起来,培养如何分析和设计实验。如果实验失败,可以学生自己先反省,然后进行小组讨论,最后教师主持在全班进行分析讨论,让学生吸取教训、积累经验。通过这样的方式,激发学生在实验课上的积极性和创造性,同时锻炼他们的动手能力。
3.互动式的教学模式。《发酵食品工艺学》中包括20多种发酵食品的发酵原理和生产工艺,有些产品的生产原理和工艺较为类似,如黄酒、白酒和酱油等,为避免讲授内容的重复和激发学生的学习主动性。教师根据教学目的和学生兴趣,提出几个观点或要求,学生以小组(3~4人)的形式选择其感兴趣的内容(最好是学生家乡或熟悉的产品),在课下充分查阅资料,自主学习后制作多媒体课件,在课堂上对该产品的历史、生产原理和工艺进行讲解(15分钟左右)。在此过程中促使学生掌握该产品的历史、生产原理和工艺,同时也激发学生的积极性,变学生被动的接受知识为学生主动的去掌握知识;师生互换教学角色,以互动式的教学模式提高教学质量。
4.阶梯式实验教学。构建阶梯式实验教学,具体分为基础性实验、开放性实验和创新设计性实验三个层次。具体内容见课程改革第2部分。通过一系列的阶梯式实验教学训练,最终目标要使学生养成创新性思维能力和学以致用的能力。
5.改进和完善课程网站。课程网站可以将优秀课件、教学录像、电子教案、文献库等教学资料传到网上,并且做到及时更新网络内容、扩大课程信息量,发挥课程网站的辐射作用。增添新的栏目和内容,如网上提交作业和批改系统等。答疑也可以通过网络进行操作,促进教师与学生以及学生之间的自由交流和互动。网络教学在课程教学中的优势在于既保证了课堂教学内容的高信息含量,内容不断更新,又使教学形式生动活泼,引导学生更加积极、主动地学习相关知识。
工科学院的教学要树立正确的人才观、质量观,培养适合区域经济和社会发展需要的应用和创新型人才,逐步构建以能力为核心、以学生为主体的教学体系。《发酵食品工艺学》以理论与实践并重,以自我讲授的方式激发学生的学习热情,并对教学内容和模式进行改革和完善。通过上述改革能够更好地培养学生的专业技术知识、实践动手能力、分析解决问题的能力和创新意识,是达成教学目标的重要手段。
参考文献:
[1]夏小乐,周哲敏,张玲,等.《微生物遗传育种学》互动式实践教学探索[J].成才之路,2011,(36):69-71.
关键词:食品生物化学;教学改革;探究
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)03-04-163-03
Abstract:Food Biochemistry is an important basic course of the food specialty in higher vocational college. Based on the characteristics of food biochemistry teaching courses, we made some exploring research about the food biochemistry teaching reform from adjusting the teaching content, reforming the teaching methods and widening the curriculum appraisal methods, which in ordering to culture students' interest, improve the quality of professional identity.
Key words:Food Biochemistry; Teaching Reform; Research
食品生物化学是一门交叉学科,是利用化学、生物学的知识,对食品的各种组分进入生物体后,在分子水平上发生的代谢反应进行研究,掌握代谢规律。本门课程研究内容涵盖食品的化学组成、构成比例、理化性质、生物学功能、营养和安全性,还包括食品在加工、储运及销售过程中发生的物理、化学变化和这些变化对食品品质、食品安全性产生的影响[1]。
高职高专食品专业的课程构成中,食品生物化学是一门专业基础课,属于核心课。是食品专业学生最早接触的专业课程之一,课程内容具有理论性强和学科交叉的特点。这就决定了学习过程中要涉及多门学科的知识内容,并且许多基础知识点需要学生记忆,形成自我的潜在认知记忆后才能继续相关专业课程的学习。《食品生物化学》课程的学习需要学生具备无机化学、有机化学、生物学等知识基础,而高职高专的学生大多高中阶段的知识掌握并不牢固,有部分学生还是文科生,学生的基础知识明显不够用。与此同时,学生刚开始接触专业课,有陌生感,在尚未形成专业认知前理解专业知识有一定困难,如果没有好的教学方法和手段,学生就很容易产生畏难情绪,继而失去学习本门课程的兴趣。为解决这些问题,需设法将抽象的理论知识辅以简单易懂的方式生动体现,通过兴趣引导学生自身的主动性,使学生在学习过程中成为主动者,懂得利用网络和学校图书馆资源探寻生活中的食品生物化学知识,才能真正提高《食品生物化学》课程的教学效果,这就促使《食品生物化学》课程的教学改革势在必行[2]。
1 结合高职特色调整教学内容
由于三门峡职业技术学院的食品专业2009年才开始正式招生,而现有的出版教材大都沿用了传统的课程内容,由食品基本组成成分的性质、化学结构、生物学功能和这些组分在体内的分解合成(即物质代谢和能量代谢),以及色素和添加剂等构成全部教学内容。这样的教学内容结构不能体现高职高专特色,对后续培养专业核心技能的理论指导作用不强。所以,作为食品类专业核心基础课程的《食品生物化学》,课程内容亟待调整。
为此,根据高职高专食品专业注重实践能力的培养目标和以此为中心构建的专业课程设置情况,结合我校食品专业学生的实际情况,展开学生和教师双向反馈调查。调查发现,学生仍然使用死记硬背的方式学习《食品生物化学》课程的知识点,未能将知识活学活用,存在应付考试的现象,教学效果不理想。为改变这一现状,通过大量查阅课程改革相关资料和广泛了解其他高职高专同类型专业课程的教学情况[3-5],进行总结整理和认真分析,结合我校食品专业的特色和《食品生物化学》课程的现状,对本门课程教学内容进行了针对性极强的如下调整:
1.1 食品的基本组成方面 对食物中普遍含有的几种成分,如水分、糖类、蛋白质、脂类等要在保证原有课时数,对于其中涉及化学结构的内容要减少课时数的同时讲授这部分知识时注意紧密贴近生活和后继专业课程,突出食品生物化学理论知识在食品行业中的应用,这样有助于学生学习兴趣的提高。如水分知识点里很抽象的吸着等温线,学生不好理解,但是借助食品加工中的食品干燥环节,吸着等温线在实际生产中的重要意义立刻体现,学生学习的主动性和目的性都能得到提高。
1.2 食品中各种营养素的功能 食品中含有的各种营养素的功能这部分内容,涉及物质代谢、能量代谢和生物学功能。其中生物学功能部分内容知识较分散,但是可以通过联系生活举例生动体现。如酶作为生物催化剂的专一性和高效性,可以用双氧水分解为例,借助多媒体或者挂图将生物催化剂和化学催化剂的作用条件及效率进行直观对比,这样学生的学习兴趣会大幅度提高。而对于代谢部分内容,因为涉及大量生物化学反应过程,可以缩减课时,联系食品加工工艺中涉及的代谢过程,只要学生能掌握如何从食品加工的产品出发,分析糖、脂肪、蛋白质在不同代谢条件下会产生不同产物的原因即可。
1.3 食品安全 这部分主要包含食品在加工、贮藏中的品质变化等内容。增设这部分内容,不仅与生产生活结合紧密,还可以很好地提升学生的专业认同感,激发他们更好地学习以后的专业课。
调整之后的教学内容通过教学实施,收效很好。不仅拓展了学生的知识面,而且知识与生产实际的结合度大大提高,对学生将来从事食品检验、食品质量监管等工作提供了很好的知识储备。
2 革新教学模式
《食品生物化学》的教学组织和实施是影响教学效果的一个重要因素。无论是理解抽象的理论概念还是各类化学反应,要使学生能真正掌握,并能将这些理论知识与生产实践相关联,恰是授课过程中需要解决的关键问题。这就要求必须对传统的以教师为中心的教学模式进行革新,正所谓“教无定法,贵在得法”,采用能激发学生学习本门课程的兴趣并能引导学生主动学习的教学方法和手段,在学习过程中建立以学生为主体的教学模式。
通过尝试,以下几种教学方法被应用到《食品生物化学》课程的教学中,对教学效果有明显提高。
2.1 实物演示法 实物演示法借助实物,直观性强,容易引起学生的学习兴趣。借助这个方法学生可以把课本上的知识与具体事物联系起来,获得丰富的感性材料,具体化地掌握抽象知识,缩短认识过程。特别是当前的90后学生缺乏日常生活经验,对身边经常发生的食品生物化学现象不留意,而高职高专食品专业的《食品生物化学》课程又开设在大一的第二学期,是学生首次接触的专业课程,专业知识缺乏,没有积淀。这时若在教学过程中单独采用案例教学,学生对案例的理解程度有限,即便加上教师的说明,仍然得不到好的教学效果。笔者在教学中创新性地采用实物演示法后发现,该方法能够很好地克服单独使用案例教学法的弊端,增强学生的理解和认识。如:在讲授“糖的甜度”这部分内容时,在学生了解甜度的概念和表示方法后,现场让学生亲口品尝预先配好的标准甜度蔗糖溶液和果糖溶液,品尝时教师要告知注意事项,并要求学生在品尝后,评价2种糖溶液。最后教师要对学生给出的评价进行点评,在点评过程中讲授不同糖类甜度的性质。通过在授课过程中采用这一方法,学生反馈信息显示对甜度部分内容中理论知识的认识和理解过程变得轻松且记忆深刻,教学效果得到明显提高。
事实证明,在教学过程中采用实物演示法,可以有效提高学生对基础理论知识的认识和理解,同时学生的学习兴趣和求知欲也得到激发,能很好地提高课堂教学效果。只要任课老师能巧妙地利用实物演示法的优势,课堂教学就能充满趣味性。
2.2 案例教学 《食品生物化学》这门课程与食品加工、贮藏与保鲜和食品安全等专业内容前后联系,理论性的基础知识点很多。讲授这门课程的高职高专教师都面临如何借助以课堂讲授为主的传统教学模式取得良好教学效果的挑战。针对教授的方式比较单一,学生容易产生厌倦情绪的问题,在讲授过程中适时采用案例教学法,不仅很好地改善了学生的厌倦情绪,而且还能将所学理论知识与生产实际很好地关联起来,促进教学与职业能力的“零距离”。
案例教学是借助对真实案例的引用、分析,针对生产实际中与理论知识相关的案例展开讨论,指导学生掌握相关专业知识和技能的教学方法和过程[6]。作为一门专业基础课,《食品生物化学》应坚持理论联系实际的教学思路,教学过程中要“因材施教,深入浅出”,从与学生最熟悉的食品入手,选择与要讲授的内容相关的典型食品案例提出问题,引导学生分析问题实质,提出疑问后由教师进行相关理论和知识点的讲解,通过解答问题完成理论和实践的对接,最终使学生掌握目标内容。如:代谢部分的“TCA循环”授课。因“TCA循环”是非常复杂,反应过程包括很多的酶促化学反应,学生理解起来即抽象又困难,而这一循环又是代谢部分的核心内容。结合高职高专教学的特点,弱化对酶促化学反应过程的要求,以近些年流行的食醋保健和食醋减肥等案例的分析,使同学们了解食醋减肥的原因是饮醋可以促进体内“TCA循环”的顺利进行,促进了代谢,才打到了减肥的目的。这样学生就对“TCA循环”在代谢过程中的重要性有了深刻的印象,下一步具体学习“TCA循环”就轻松许多。
案例教学能够灵活地将生活案例与课程理论知识相关联,能很好地帮助学生理解理论知识,同时提高教学效果。
2.3 讨论式教学 讨论式教学法是在教师的精心准备和指导下,以某一教学目标的实现为目的,预先设计和组织好,启发学生就某一中心议题先发表自己的见解,再分小组探讨,形成小组共识,培养学生的独立思考能力和团队合作能力,最终理解并掌握知识的一种教学法[7]。在讨论式教学法的实施过程中,要求学生主动查阅相关资料,积极寻求解答问题的路径,听取小组内不同意见以完善自己的见解,努力通过语音表达自己的想法,最终形成文字总结。这一系列的课下准备和课堂过程,充分体现出以学生为主导的培养学生综合能力的高职教育理念。需要注意的是讨论式教学法的实施过程需要授课教师了解高职高专学生特点,注意提出议题的难度,要遵循循序渐进的教学规律,根据学生学习程度有选择地实施。
议题尽量选《食品生物化学》课程中一些与生产实践结合紧密的关键知识点,如“水果放久了为什么会有酒味”、“酸奶是怎样凝固的”等,指导学生课余时间利用图书馆等资源查阅资料,并给出明确的资料整理要求。在课堂上让学生根据自己整理的资料阐述观点,并分小组展开讨论。教师要注意观察和记录学生的表现,及时引导并能始终驾驭小组讨论中出现的问题。通过讨论,学生不仅可以学到专业知识,而且思辨能力也会得到提高。小组讨论结束后,教师的点评和小组总结都非常重要。教师一定要对讨论中学生提出的有价值的观点充分肯定,鼓励学生今后更加注重独立思考和创新性地学习。通过撰写小组总结,不仅可以培养学生的文字组织能力,加深学习印象,而且文字形式的总结可以服务其他专业课程的学习并对学生将来书写学术论文打下基础。
3 拓宽课程考核评价方式
《食品生物化学》课程在专业课程体系中处于基础课地位,一直以来无法改变试卷笔试的考核方式。这一考核方式虽然能考查学生对理论知识点的认知,但却无法获知学生是否具有将理论知识与生产实践相结合的能力。高职高专是要培养具有可操作职业技能的毕业生。显然,试卷笔试的考核方式,无法达到高职课程的考核目的,也不能体现高职特色。为了最大限度地发挥考核评价对教学的促进和检查作用,考查学生的自学能力和创新能力,达到以考促学的目的,结合教学实际,在保障考核评价能科学合理地反映任课教师的教学质量和学生的学习效果的同时,对《食品生物化学》课程的考核评价方式进行了拓宽,考核评价学生的综合能力。经过探索研究,拓宽之后的课程考核评价包含3个部分:
第一部分是课堂表现成绩,占总成绩的20%。构成要素是上课出勤、学习态度、平时回答问题和参与课堂讨论的情况、各种总结报告的质量等。
第二部分是实训成绩,占总成绩的20%。《食品生物化学》课程实训教学时数有限,但是地位不容忽视,实训环节是基础理论知识在生产实践中应用的一个缩影。考核的构成要素有实训的理论准备和物质准备、操作过程的严谨科学、实训结果的准确性、实训报告中是否有缜密的分析过程并能查阅资料注明与之相关的生产实践等。
第三部分是期末考试的笔试成绩,占总成绩的60%。试卷题目分2大类:一类考核学生对基础理论知识的掌握情况,另一类考核学生综合应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
4 结语
提高教学质量和培养学生综合能力是高职高专食品专业《食品生物化学》课程教学改革中的重点,这门课的教学效果会对学生学习后续专业课程和自身专业素质的提高产生巨大影响。因此,如何更好地贯彻教师主导,学生主体的“以人为本”的教育思想和理念,培养学生的主动学习意愿、自学能力和创新思维能力,是本门课程教学内容之外必须要完成的重要任务。《食品生物化学》课程的教学改革任重道远,需要不断在教学实践中摸索,才能逐渐成熟,这个过程需要收集企业、同行、学生的的反馈信息,不断地总结经验和更新教育理念,才能走出一条适合高职高专食品专业《食品生物化学》课程的教学改革之路,为培养高职高专创新型高技能人才发挥更大的作用。
参考文献
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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。