生物工程專業論文范文
時間:2023-04-07 09:50:30
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篇1
除了授課過程中“與時倶進”地講授最新的研究進展和科技前沿知識外,我們在教學實踐中根據本課程的教學內容和教學特點,設置或鼓勵學生自己尋找與教學目標和教學要求相適應的、注重理論研究和解釋實際的課程論文題目,引導學生嘗試探索某個知識點的歷史起因、研究現狀和前景展望,激發其學習興趣和求知欲望,取得了較好的教學效果。
一、設置課程論文及答辯的重要性
通過調查,選擇生物工程基礎課程的學生來自各個專業,知識面背景不同,有不少學生從未接觸過相關領域的課程,許多是懷著好奇心理來上這門課的,還有的學生只是單純地來混混學分,被動來聽課的。在這種情況下,教師必須要抓住學生的學習興趣和求知欲望,否則課堂氣氛不好,學習風氣不理想,會導致教學效果不佳。因此,必需摒棄傳統的教師講、學生聽的缺乏互動的教學模式,因為這種模式無助于學生獨立思考和動手的素質及其能力的形成。
設置課程論文及答辯進行教學或者考核,能夠成為培養學生獨立思考判斷能力跨出的第一步,也是重要的一步。重要的是培養學生思考和判斷的能力,所以考核學生的成績主要看學生是否能獨立查閱文獻、認真思考,并且言之成理地寫出來,結論即使稍有偏頗也是允許的。同時,學生只有具備獨立的思考判斷能力和獲取知識的能力,才能在終身教育過程中面對日新月異的世界,不斷實現知識的更新,實現從學會知識到學會學習的飛躍。
二、課程論文及答辯的實施方式
(一)課程論文選題
選題是開展研究的第一步,直接決定著課程論文的質量和結果。因此,我們在教學過程中,注意理論聯系實際,有意識地介紹本課程相關研究領域的熱點問題和前沿研究動態,啟發學生對問題的思考,培養研究性學習方法。學生根據自己的思考和興趣,將自己的選題范圍報上來,經過篩選和課堂討論,確定最終的課程論文選題和目標。通過這種方式,學生會感到自己受到了重視,并且會將課堂所學理論知識和自己的生活實踐與思考心得結合起來,滿懷信心和熱情地投入到選題后的研究中去。
(二)查閱文獻
教師要讓學生明白“不查文獻不做學問”的重要性,要求學生廣泛地閱讀相關書目查找各種資料,并進行仔細地分析、辨別,使知識和能力趨向統一。要把某個問題講清楚,學生必須綜合運用該課程或其他課程所學過的基本理論和基礎知識。學生須熟練掌握利用圖書館、網絡資源查閱國內外某個研究問題的過去、現在和將來的本領,貼”。只有充分地了解了前人的工作,才能胸有成竹地撰寫自己的課程論文。
(三)課程論文撰寫
因為許多大學生沒有撰寫課程論文的經驗。我們在教學過程中會拿出幾篇撰寫規范的論文給學生講評,告之如何將所見所想用科技論文語言來表述,如何安排符合邏輯思維的論文結構和層次,甚至逐詞逐句地幫學生確定題目、摘要、關鍵詞、段落層次和結論的書寫,從而培養學生嚴謹的研究表達思維,鍛煉初步的論文撰寫能力。另外,教師也會將那些不規范的論文展示給學生看,結合歷史上因為論文不規范而科研失敗的實例,讓學生懂得細節的重要性,寫出比較規范的課程論文來。
(四)論文評價和交流
學生要想寫好自己的論文,必須經過課堂的討論和交流,對比差距,查找缺漏,更好地完善自己的課程論文。任課教師一定要注意導向,這對保護學生的學習熱情和端正態度很重要,因此就不應該輕易地否定某一個同學的研究工作。如果他確有缺點和不足,教師要提出改進的措施和方式,讓學生意識到錯誤的所在,對進一步的修改進有清晰的認識。同時,教師還應積極引導學生自己評自己,通過傳閱其他同學的論文,客觀評價自己,交流心得,做到知己知彼,不斷提高自己。
(五)課程論文答辯
論文答辯是課程論文的重要一環。良好的語言表達能力和溝通能力會讓學生將自己的課程論文成績展現給大家看。這要求學生精心準備材料、課件和圖片,努力在限定時間內將自己復雜枯燥的研究用簡單熱情的語言表達出來,富有感染力地激發聽眾興趣。答辯過程中,更考查學生對知識的掌握能力和認知深度,鼓勵其他學生都來當答辯委員會成員,只要與課程論文有關的問題都可以提出來,以此活躍課堂氣氛,深化理論學習。教師的點評很重要,應從論文的選題質量、論文的理論性與科學性、論文的寫作水平、論文答辯表現4個方面進行評價,做到公正和公平,又不失趣味性。
三、設置課程論文及答辯的教學效果
(一)調動了學生學習積極性
這一點最值得一提。學生充分發揮了自己的學習熱情后,在選題過程中,許多學生就會將目光投向當前研究比較熱點的胚胎干細胞、轉基因食品、克隆技術、發酵產業等。特別是2007年11月最新的諾貝爾生理或醫學獎揭曉后,學生對獲獎領域的“胚胎干細胞和哺乳動物DNA重組”內容產生了濃厚興趣,我們在教學過程中,抓住這一點,對細胞工程和胚胎干細胞工程理論進行了詳細地講述,引導學生主動查閱和搜集相關文獻資料,了解這一生物工程的前沿進展。在確定選題時,就有學生將重點放在了胚胎干細胞的倫理道德方面,建議開發其他組織代替胚胎開展干細胞研究。而在2007年11月20日日本和美國有兩個研究小組成功地將人皮膚誘導為類干細胞后,有學生喜出望外地打電話告訴我,仿佛這一研究成果是他做出來一樣,由此可見學生的積極性有多高。
(二)啟發了學生和教師今后的研究
教學相長,這一點在通過課程論文及答辯的教學嘗試中得到了體現。很多時候,任課教師由于長年的教學或科研,思路比較受局限。在做課程論文及答辯的進程中,教師因和學生一起探索了某個科研進展,從而激發了許多新的研究思路,為課程教學注入了新鮮的活力。比如,從細胞融合技術上,有學生結合自己玩網絡游戲的經歷,提出了“人獸雜交”的選題,并通過深入調研,總結了人獸雜交的歷史背景、研究意義和進展,既很吸引眼球,也對這一領域的發展趨勢和監管方面提出了許多獨到的見解,值得教師和其他學生深入思考和研究。
(三)提高學生的綜合素質
撰寫課程論文是提高學生綜合素質的有效途徑。課題選擇過程中,學生廣泛閱讀,能増強其發現和提出問題的能力;搜集信息、資料利用的過程,能提高其掌握文獻檢索的能力、計算機應用能力、社會交往的能力;解釋資料的過程能鍛煉學生的理論聯系實際、綜合分析、抽象概括的能力;撰寫論文和論文交流答辯的過程能提高學生的寫作能力、語言表達能力、歸納總結能力。學生參加了答辯后,認為自己敢于在大家面前表達自己的觀點了,這對于其將來提高演講能力、普及科學知識、參加畢業答辯都有良好的助益。
篇2
關鍵詞:生物科學;生物技術;生物工程;專業規范;比較分析
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)05-0112-02
一、引言
我國高校生物學領域有生物科學、生物技術、生物工程三個密切相關的本科專業,并制定了相應的專業規范。如何體現各自的科學、技術及工程內涵與特色既是教育工作者的責任,也是人才市場和報考學生和家長極為關心的現實問題。本文通過比較分析這三個專業的本科專業培養規范,上提出一些參考意見,以期為專業的進一步規范、教學計劃的修訂,為社會及學生和家長的專業選擇提供參考。
二、專業類型
生物科學專業為傳統典型的理科專業,培養科學型和教學型人才,授理學學位;生物技術專業以理為主、以工為輔、理工復合,培養應用研究型或技術型人才,授理學、農學或林學學位;生物工程專業以工為主、以理為輔、工理復合,培養應用型工程技術人才,授工學學位。其專業類型的描述和劃分比較清晰明了,比較規范和恰如其分。
三、培養目標
從專業規范中培養目標的描述(見表1)來看,生物科學與生物技術兩個專業的培養目標差異很小,僅有從事生物科學與從事生物技術之差,但從目前的就業市場來看從事生物科學與從事生物技術差異很小,難以界定。而從專業類型可知,生物技術專業可授理學、農學或林學學位,這些特色理應在培養目標中有所體現。
四、公共基礎課
在三個專業的本科培養規范中,生物科學與生物技術兩個專業的公共基礎課(人文社科和自科)完全一致(見表1),而生物工程的公共基礎課形式上有一定差別,可本質上看不出有多少差別,也缺乏需有差別的理由。從厚基礎、寬口徑的培養要求來看,三個專業的公共基礎課要求可統一,學分要求也應統一,要求工科學生在這一環節增加近一倍的學分極不公平。線性代數等可在公共基礎選修要求中解決。
五、專業基礎課
專業基礎課的設置體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1)。然而從科學到技術的差異很小,僅增加了工程基礎課4學分(約11%),應為技術基礎課,且應明確例舉。從技術到工程的專業基礎課要求有了明確的變化,按課程類別從科學到工程變化率近50%。學分的控制宜統一,且應規定生物技術專業的專業基礎課最低學分要求中技術基礎課學分應達20%以上,生物工程專業的專業基礎課最低學分要求中工程基礎課學分應達40%以上。且可給出典型的工程類專業基礎課名錄,如機械零件、電子電工基礎等課程。另外生物工程專業基礎課將《機械設計基礎》列為可有可無的選修會造成該專業工程基礎的嚴重缺陷,且應在生物工程專業的專業選修課中保留生物技術專業的細胞工程、酶工程等選修課(見表1)。
六、專業課
專業課的設置也體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1),從科學到技術的專業課調整率達30%,而從技術到工程的專業課雖然有較大變化,但所列舉的課程多為非典型的工科專業課(如基因工程、細胞工程、蛋白質工程),回避了典型的工科專業課如氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。學分的增加也不盡合理,三個相近專業,不論理科還是工科,學分基本要求應盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當調整則是各校應有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業,專業必修課缺工藝類專業應有的分析檢測課也會給工藝過程及產品研發和生產中的質檢質監和質控及產品安全留下隱患,故建議3+X模式中3應包含專業分析、X應例舉氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。
七、實習及畢業實踐環節
生物科學和生物技術的實習及畢業實踐環節完全一致(見表1),未能體現從科學到技術的差異特點以及生物技術可授農學或林學學位的特色。畢業設計是工科工藝類專業最為特色的實踐環節,但在許多學校以“畢業設計(論文)”的形式出現,實際實施則只做畢業論文,沒有畢業設計,使畢業設計名存實亡,致使許多學校生物工程專業的畢業生根本就不知道何謂畢業設計,許多學生甚至把畢業論文當作畢業設計。建議明確生物工程專業的“畢業設計”為必修環節,可以設計論文二者兼顧,至于是“大設計小論文”還是“大論文小設計”可依各校情況而定,唯有如此,生物工程專業才能名符其實。
八、師資要求
師資的最低要求在規范中描述不盡一致,應加以統一。且應規定專業課的師資要求,因為能承擔專業課的老師一般能勝任專業基礎課,而能承擔專業基礎課的老師則不一定能勝任專業課。這在工科尤其如此。故除規定學歷職稱要求外,應規定專業要求,即“本科為相應或相關專業”的師資應大于專業師資總數的50%。
九、其他
近年由于社會辦學、企業辦學、校企合作、產學研合作、網絡教學、數字圖書資料等多元化和多樣化的辦學形式和方式的發展,統一實踐等硬件條件形式較為困難,而且也不符合時代要求。建議教室(專用或生均面積)、專業課實驗室(面積及專用設備)、圖書資料數據庫量設定為剛性要求,研究所(室)或技術中心、實習基地規模和數量等宜設定為柔性、選擇性或特色要求。
參考文獻:
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篇3
關鍵詞 生物工程 產學研聯合 人才培養
中圖分類號:G648 文獻標識碼:A
一、前言
根據教育部的課程設置要求,生物工程專業的課程設置應包括生命科學、化學化工和工程科學三個方面 。依托發酵工程國家重點學科,天津科技大學具有特色鮮明的學科和產學研合作優勢。社會需要生物工程專業輸送大量從事生產管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。目前雖然生物工程專業教學計劃中的實踐教學環節的設置比較完全,但由于教學、科研等方面的互動不夠,削弱了其執行力,造成部分學生基本動手能力、獨立解決問題能力、主動學習能力較差。
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》提出要創立高校與科研院所、行業企業聯合培養人才的新機制,培養大批創新型優秀拔尖人才。教育部也啟動實施了“卓越工程師教育培養計劃” 。建立企業、高校、科研院所三位一體的“產學研”戰略聯盟和協作機制,探索產學研聯合人才培養新模式,培養大批未來的卓越工程師,無論對高校還是行業企業都具有十分重要的意義。結合濱海新區乃至全國的發展需要,通過生物工程國家特色專業的建設,進一步提高生物工程專業建設水平,加快形成專業建設與改革“亮點”和特色,進一步提高畢業生的社會適應性和競爭力具有重要及深遠的意義。
二、產學研合作人才培養模式的研究
1、調整課程體系,拓寬專業口徑。通過加強學生的專業基礎、工程學基礎和基本技能訓練,培養基礎扎實,專業上可在生物技術與工程、生物制藥工程專業領域一展身手的創新型人才。將原專業以微生物體系為主,拓寬至包括酶、動物細胞和植物細胞在內的整個生物體系,并適當增加了上游技術(如基因工程等)和下游加工過程(如分離工程等)的內容。建立并完善了由化工原理課程設計、生物工程設備、生物工廠設計、生物工程課程設計等專業課程設計組成的工程學訓練體系,強化學生的工程學設計能力。
2、強化工程訓練,加強實踐環節。一方面,在進行畢業論文前,增加生物工程課程設計,工藝設計和設計圖的繪制等。另一方面,加強生物工程工藝實驗以及實習基地建設,適當擴大單元操作試驗規模,使學生獲得工廠生產過程的基本訓練。強化畢業環節訓練,畢業設計與論文課題選擇應考慮科學性、創造性,需綜合利用所學的理論與專業知識,且必須做到一人一題,要求學生在老師指導下獨立完成畢業論文或設計。
3、深入學科前沿。在高年級設學科前沿講座,介紹國內外最新科技動態,了解生物工程學的理論前沿,有關生物產品的新工藝、新技術和新設備的發展動態;開設生物工業專題講座課,講授當前生物工業中各種主要產品的生產工藝、最新技術和發展前景。
4、積極發揮科學研究對教學的促進作用。首先,通過與企業的產學研合作,建立相對穩定的實習基地,解決學生實習困難的問題。其次,搭建良好的科研教學平臺,使科研工作成為提升專業特色建設的有效手段。在進行畢業設計(論文)階段,鼓勵學生積極參與教師的科研工作,參與科研項目的開發、中試實驗以及產品放大生產過程,增強學生科研能力和工程意識,為就業后從事科研開發奠定堅實基礎。再次,通過實驗室開放基金項目,培養學生的工程意識和設計、動手能力。
5、通過職業技能培訓,提高學生的就業率。學生參加職業技能培訓和鑒定,提高畢業生的動手能力和解決實際問題的能力,就業后更適應工廠相關產品的生產過程,更快的進入工作狀態。
6、針對年輕教師多數缺乏在相關企業工作、進修、鍛煉的經歷和工程實踐經驗的情況,采取“走出去,請進來”的方法,一方面,選派青年教師到相關企業、研究所進修、培訓,另一方面,聘請企業中具有豐富實踐經驗和理論基礎的工程技術人員擔任部分課程及實踐教學環節的教學任務。
三、總結
通過強化實踐教學、加強實踐教學平臺建設、加強師資隊伍建設等環節提高人才培養質量,突出生物工程專業特色,利用天津科技大學地處天津濱海新區核心區,為充分發揮濱海新區的區域優勢,搶抓機遇,重在培養在生物工程專業方面從事生產技術管理、品質控制、產品開發、科學研究、工程設計等方面工作的高級工程技術人才。實施科研、學科和專業一體化建設。以產學研合作優勢,立足科技發展最前沿,促進學科的進一步發展壯大;結合學科發展,不斷發展生物工程專業人才培養新優勢,培育新特色。實現人才培養、科學研究、學科建設和行業發展的有效對接、良性互動,帶動人才培養質量的不斷提升。
天津市普通高等學校本科教學質量與教學改革研究計劃重點項目子課題(編號:B05-0817):基于協同創新模式的學生核心能力培養的改革與實踐。
(作者:張藝,天津科技大學生物工程學院,助理研究員;路福平,郭艷,王岳,王巨克,天津科技大學)
注釋:
篇4
關鍵詞:食品科學與工程專業;本科生畢業論文;指導
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)15-0213-02
食品科學與工程專業的主要培養目標是使學生掌握各種食品加工技術的基本原理和加工工藝,培養學生動手和從事科研的工作能力,強化學生獨立分析和解決問題、綜合設計及創新等方面的能力[1]。食品科學與工程專業畢業論文一般是通過實驗獲得實驗數據、完成數據分析、撰寫論文和最終通過論文答辯[1]。通過畢業論文的完成,使學生能夠綜合運用所學知識,獨立地分析和解決問題,為其順利進入社會奠定基礎。目前由于大學嚴重擴招和就業形勢嚴峻,本科畢業論文整體水平呈現逐年下滑的趨勢[2]。因此,提高本科畢業論文水平對提升大學生綜合素質具有重要意義。上海理工大學在對食品科學與工程專業本科畢業論文教學過程中,以“上海食品微生物工程研究中心”為載體,對畢業論文指導工作進行探索和實踐。本文以指導上海理工大學食品科學與工程專業畢業論文工作為例,現將有關的指導經驗與體會進行介紹,以期為本專業本科畢業論文的指導工作提供有益的參考。
一、論文選題
本科畢業論文學院安排在第八學期進行,但經常與學生就業、考研和公務員面試等相沖突[3],導致很多學生不能保證足夠的時間和精力來完成畢業論文,最終影響畢業論文質量,尤其是實驗性和探索性強的課題影響嚴重。為了避免影響學生就業,食品科學與工程專業的指導教師會將畢業論文啟動工作提前至第六學期末,使學生有充足的時間來完成畢業論文工作。畢業論文質量好壞關鍵在選題[4],雖然許多學者提倡本科畢業論文選題要新穎和創新[5],來培養學生的創新意識和創新能力,但筆者認為畢業論文選題應難度適宜,兼顧新穎創新即可。畢業論文主要是考察學生所具備的專業素質,所以畢業課題涉及的知識范圍和理論深度要符合學生所學理論知識和專業技能,且能夠進一步深化學生所學的知識,使其能夠受到科研能力的基本訓練,通過努力最終能在規定時間內完成課題研究[5]。
興趣是最好的老師,只有學生感興趣才能保證學生全身心的投入,才能消除學生心中“畢業論文隨便做做就能通過”的消極思想,確保畢業論文最終順利完成。因此,筆者根據學生的科研興趣和自身承擔的科研項目,結合上海食品微生物工程研究中心的研究方向及實驗條件來確定論文題目。例如,干酪乳桿菌是一種具有調節人體腸道菌群、促進消化吸收和增強人體免疫力等多種益生功能的乳酸菌[6],廣泛應用在酸奶等食品生產中[7]。學生對干酪乳桿菌研究感興趣,通過對其基因組分析發現,基因組中并不存在膽鹽水解酶基因,造成其對膽鹽的耐受性不強。因此,學生和筆者討論后,選題確定為“在干酪乳桿菌中異源表達植物乳桿菌來源的膽鹽水解酶”,從而提高了干酪乳桿菌的膽鹽耐受性。
二、實驗研究
選題是畢業論文的基礎,實驗研究是畢業論文的核心[8,9]。利用實驗研究,要充分培養學生的動手能力和科研思維能力,使學生能夠具備分析和解決問題的能力。筆者認為,在實驗準備期,應對學生實驗操作和儀器使用進行系統培訓,使學生較為熟練地掌握論文所需的各項實驗和儀器操作技能,盡可能避免不必要的實驗失敗和儀器損壞,以保證畢業論文順利完成[10]。例如,上海食品微生物工程研究中心在進行食品微生物相關課題研究前,都會安排學生進行微生物學基本操作技能的培訓,包括培養基的制備和滅菌、微生物接種和培養,以及各種儀器,如搖床、培養箱、分光光度計和顯微鏡的使用等。此外,指導教師應指導學生進行課題文獻查閱,了解最新國內外研究進展,進行實驗方案設計,并與指導教師討論,最終確定實驗方案。在實驗實施過程中,指導教師對學生還要反復強調科研是探索性和創新性強的工作,要告誡學生不要怕實驗失敗,要允許實驗失敗,要在失敗中找原因,不斷改進實驗方法和提升自我實驗操作技能[10]。
三、論文撰寫
畢業論文撰寫是培養學生提出問題、對實驗結果進行分析、討論并得出結論的能力過程[5]。畢業論文是具有學術規范的科學性和總結性的學術論文,所以撰寫論文時既要嚴謹、通俗易懂又要具有專業性[5]。學生在全部實驗完成后,按照學院相關要求完成畢業論文初稿撰寫,并交由指導教師進行修改。筆者認為目前學生在撰寫畢業論文過程中,對學術性語言和邏輯條理性表述較差,論文口語化非常嚴重,有些段落上下文甚至毫無邏輯。因此,指導教師對論文語言、邏輯條理、數據分析、結果與討論等部分應做出重點修改和指導,并返回給學生繼續修改,反復多次后才能定稿。畢業論文修改過程是一個對整個驗結果提練和升華的過程,可以讓學生對整個畢業論文有更深層次的認識和體會。
四、結論
畢業論文是大學人才培養過程中的重要環節,它是全面考核學生綜合素質的有效方式[4]。通過對食品科學與工程專業學生進行畢業論文指導與訓練,使學生充分鍛煉了動手能力、科研思維能力和團隊協作能力,最終使學生科研能力等素質得到了顯著提升。指導本科生畢業論文是高校教師一項重要的教學工作[5],希望本文的指導經驗與體會介紹,能為本專業本科畢業論文的指導工作提供有益的參考。
參考文獻:
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篇5
[關鍵詞]生物工程;協同育人平臺;人才培養;校企合作
[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)11-0009-03
在當前高校人才培養工作的大背景下,應該根據高校本科生的人才培養特點,搭建高效化、立體化、多樣化、個性化的人才培養平臺。近年來從中央到各部委分別在高校人才培養中提出協同創新的理念,廣東海洋大學也資助了多個協同創新平臺的建設項目。廣東海洋大學生物工程協同育人平臺的建設就是在這樣的背景下立項與進行的,該專業在充分整合校內資源實行校內協同的基礎上,通過與湛江綠百多生物技術公司等企業進行校企合作協同,建立長效穩定的合作機制,實行相關教師與企業工程技術人員、管理人員的互動,提供機會讓本科生參與企業的具體生產、操作、管理,為企業培養具有海洋大學特色的生物工程創新型、應用型“三能”人才。現對該協同育人平臺的建設談談我們的看法,與大家共享,以期促進各學科專業協同育人平臺的建設,提高人才培養質量。
一、協同育人理念與制度體系的確立
(一)在學科進一步定位的基礎上,確立協同育人的理念與制度
長期以來高等學校在人才培養的過程中,由于高校、科研院所與企業在體制、目標、任務、核心工作、經費來源等方面存在著顯著差異,它們之間的功能互補優勢遠未發揮出來,特別是科研院所與企業對高校人才培養的促進作用未能充分發揮。在清華大學百年校慶活動發言中首次提出高校協同創新的理念,為科教界的協同創新工作和協同育人指明了方向,體現了“協同”的巨大作用與重要性。教育部也隨后啟動了《高等學校創新能力提升計劃》,以推動在高校內開展協同創新。教育部等七部委還聯合發文,要求加強學校、社會等各方面的資源整合,大力加強校企合作、校所合作新機制的建設與發展,積極促進新時期育人合作機制的形成。這些觀點為我們學校生物工程專業協同育人平臺建設指明了方向,是綱領性文件,是確立協同育人理論的基礎。
生物工程專業屬于工科性質(學生畢業授予工學學位),并需要與理科、管理等學科的知識體系相結合,我校還要求此專業與我們學校的海洋水產特色相結合,即偏向海洋學科,可以認為是海洋生物工程專業,因此我們初步將其定位為偏向海洋學科兼顧管理的工科專業。按照國家、學校的相關政策以及行業發展趨勢,我們在本專業師生中廣泛開展宣傳、學習,確立校企、校所協同育人的新理念,并逐步實行制度化、常態化,促進本專業的專業建設、人才培養與社會服務的快速發展相適應,為學校、為社會做出應有的貢獻。
(二)修訂專業培養方案,將協同理念在方案中明確體現
培養方案的修訂是一個系統復雜的工程,首先應該進行廣泛調研,借鑒全國高校及有關院所相同或相似專業的新理論、新看法,以達到進一步完善的目的。因此,我們首先按照學校部署,對國內相關專業建設情況通過各種渠道進行廣泛深入的調研,收集相應培養方案的亮點,在全面分析的基礎上完善我們新的培養方案。我們已對國內相應高校,如中國海洋大學、大連海洋大學、上海海洋大學、華南理工大學等相關專業進行較詳細的摸底與分析,掌握了這些高校培養方案的內涵與側重點,這些學校為我們自己新方案的修訂提供了寶貴的經驗。
在新方案中進一步重視實習與畢業論文工作,體現了協同育人的理念。在前期工作基礎之上,與多家生物工程公司進行溝通,達成合作意向,促使企業簽約為廣東海洋大學教學實踐基地,并對協同育人進行了較詳細的約定,為校企協同育人提供了保障。在培養方案中還對生化工程與化工工程實習過程進行了細化,以達到更好的實習效果;將化工工程等列為必修課,完善了其核心課程;還將工程制圖等課程納入課程體系,在理論與實踐課上均實行了工程與海洋的結合,優化了知識結構,有助于協同育人的有效有序開展。
二、整合校內資源,開辟第二課堂,有效促進校內協同
(一)與東海島海洋生物基地的協同
廣東海洋大學東海島海洋生物基地是校內重要的實踐基地,條件優越,設備齊全。學生除了利用基地完成相關專業培養方案規定的實習、畢業論文等任務外,還應充分利用其設備與資源,學校要鼓勵學生長期入駐該基地,開展創新創業研究與實際操作能力的培養,以提高學生綜合素質。
(二)與重點實驗室的協同
我校有多個廣東省級、廳級重點實驗室與工程中心,設備相對齊全、先進,管理較規范,環境優越,其主要的功能是進行科學研究,同時也服務于教學。爭取在全校或全院能夠統一協調,加強實驗室內部管理,全面對本科生開放,讓他們真正參與到教師的科學研究中來,提高其科研能力與創新能力。目前我們的本科生導師制、本科生進科研實驗室活動的啟動,“雙百”工程班的設立,保證了更多的學生能夠更早地在科研實驗室開展系列研究,已初見規模與成效。同時學校其他的重點實驗室或中心,也應加強不同部門的協同,使資源進一步完善、優化,以更好地為人才培養服務。
(三)與水產科學與技術實驗教學示范中心的協同
廣東海洋大學水產學院水產科學與技術實驗教學示范中心是國家級實驗教學示范中心,在建設中將陸續購進一批先進大型的設備,為實行院內協同提供堅實的保障。該中心除了完成既定的教學實驗任務外,將對學生實行全面開放,讓更多的學生在業余時間能夠進入實驗室,參與或自選一定的項目進行探索研究,提高動手與科研能力。特別是與生物工程相關的實驗室,如微生物學、微生物工程、細胞工程、基因工程等要加強建設步伐,進一步完善硬件條件,充分利用發酵罐、潔凈室等設備,力爭與生產實際相連接,并計劃爭取引進一套模擬生物制品生產的仿真軟件,讓學生在實踐前對生產的全過程有一定的基本認識,有效提高學生的實踐能力。
(四)與學校其他院系的協同
進一步加強與校內相關院系如食品學院、理學院、農學院、工程學院等的聯系與合作,充分利用他們在食品、工程或藥物研發方面的優勢,取長補短,完善學生的知識體系與操作水平,在協同育人的前提下培養高素質、知識體系全面的人才,提高學生的競爭力。
三、實行校企深度合作,資源共享,互惠共贏
相關企業除了作為實踐基地的基本功能外,還有諸多功能有待挖掘與利用。高校應該與企業展開多方位的合作與共享,充分利用企業的優勢與平臺及其社會影響力,實行雙贏的策略;校企合作中還應建立聯系人制度,以加強聯絡與溝通,完善協同合作的組織與制度體系,充分發揮協同各方的職能,將互惠互利提高到最大化。我們的具體措施如下。
(一)在教學安排上,突出理論教學對實踐教學的指導作用
課堂教學不能完全脫離于實際,生物工程專業本身是實踐性極強的專業。我們選擇的作為生產實踐基地的企業一般是涉海的企業,它們的生產過程與產品是符合我們專業特色的。我們應做到實踐的內容、目標、要求、地點與程序等事先在理論課教學計劃與實施方案中體現出來,讓學生提前有所準備,提高實踐的認知與效率,使實踐教學高效地促進理論教學,達到預期教學目標。
(二)探索校企共建科研實驗室,加強科研合作
經企業認可、經費允許及其他條件可行的情況下,實行校企共建相關專業實驗室,提高企業科研平臺的條件與水平,加強企業人才引進及校企人才之間的交流,且企業保證一定的資金投入,并按計劃逐年增加科研投入,形成科研與產業化的良性循環,做強做大企業,提高其自主創新能力與企業的知名度;全面加強企業與高校的科研合作,提高科研項目與成果的檔次,為企業的可持續發展提供扎實的支撐;鼓勵企業建立一定規模的科研基金,陸續向高校提供充足的橫向項目,組織廣大教師承擔或參與企業的科研項目,提高其科研實力;加強校企聯合申報省級以上大型的科研項目的力度,提高中標率,共同為社會發展服務;企業力爭為我校成果的產業化提供有效的推廣與應用平臺,提高學生的培養質量。
(三)實行校企人才的相互培養提高
開展學校與企業人才的相互培養提高計劃,提高高校教師的工程實際能力和企業工程技術人員的理論水平。學校選派骨干教師深入企業進行能力與項目培訓,以掌握專業相關的實踐技能,進一步提高教書育人的本領與技巧;學校定期免費為企業員工進行培訓,開系列講座,甚至開展學位教育,如專業學位等,進一步促進企業科研文化氛圍的形成,提高其綜合素質;企業骨干成員以切身經歷,定期為學校學生作社會實踐、創新創業、就業等方面的講座,全面提高學生的社會經驗與市場競爭力。
(四)學生實行校企雙導師制,適度安排學生在企業完成畢業論文與畢業實習
聘請企業工程專家擔任實踐教學與科研活動的第二導師,即實行本科生的雙導師制,以他們豐富的實踐經歷教育學生,同時也補充了一線的實踐教師,進一步提高了導師隊伍的實踐教育能力;盡量安排畢業生到企業進行畢業實習和開展畢業論文工作,增加畢業論文選題的渠道,尤其是提高實踐性論文的質量,同時企業具備了系統考查畢業生的機會,能夠為畢業生就業提供一定的支持。
(五)努力開展大學生創新創業教育活動,完善校企協同的大學生就業創業機制
除了在學校按照人才培養方案進行創新創業教育之外,在企業生產現場也積極開展創新創業教育活動,培養學生愛崗愛專業的精神,力爭直接向企業輸送專門人才,以提高學生的就業率,同時也解決企業人員缺乏和流動性強的問題,不斷給企業注入新鮮血液,有助于企業的穩步快速發展。
四、協同育人平臺評價標準與系統的建立
協同育人平臺評價標準與系統也是協同育人平臺建設的重要組成部分,我們也進行了必要的探索。協同育人平臺的評價標準除了效率、成效這些直接指標之外,還應包括作為主體的學生、校企員工等內容,如學生的認知度、滿意度,還有企業員工、高校教工的認識與成就感,以及社會影響、反映等。為使建立的平臺能夠以協同為導向積極健康地發展,在整個環節中應及時記錄、跟蹤、收集不同來源的反饋信息,以便及時發現問題并快速反應并加以改進。同時,協同育人平臺的評價標準也要與學校、專業相適應,體現自身的特色,達到真正反映平臺建設的成績。作為生物工程專業,應該將培養學生的工科與海洋素養、較高的實踐應用能力等充分體現出來。通過有效的評價標準與系統定期對平臺進行全面評價,促使協同育人平臺穩定高效運行與發展,最大限度地發揮其在人才培養中應有的作用。
五、結語
經過兩年的建設,我們的協同育人平臺已初具規模,且在人才培養的過程中發揮了相應的作用,但此平臺的建設遠未結束,還需要在實踐應用過程中進一步完善與發展。
[ 參 考 文 獻 ]
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篇6
關鍵詞:生物化學;考試模式;成績
中圖分類號:Q5∶G642.0 文獻標識碼:A doi:10.3969/j.issn.1007-9831.2016.05.029
生物化學課程涉及許多生物大分子結構,內容抽象復雜,知識點龐雜,因此對大部分學生來說是一門較難學的課程.但是這門課是專業基礎課,對其掌握程度直接影響后續課程的學習,因此提高生物化學的教學質量尤其重要[1-2].考試是教學過程中的一個重要環節,可以反饋出相關的教學信息,以便能及時調整教學內容和方法,更好地提高應用型人才培養的質量[3-4].考試的內容和方式應該與人才培養目標緊密相關,同時兼顧知識性和運用性,重點突出應用能力[5].生物化學考試常采用閉卷形式,基本以書本知識為核心,內容多局限于教材中的基本知識和技能,缺少對學生知識、能力與素質的綜合性考察,記憶性成分所占比例過高.期末考試成績所占比重過大,基本上是一次考試定成績,這種終結性考試方式使考試帶有投機性,造成學生平時不努力,考前突擊現象.這種單一的考試形式,既不能有效地發揮考試的功能,也不能發揮考試的作用,不利于學生學習興趣的培養,制約了學生學習積極性和創造性的提高[6].考試改革是提升人才培養質量的重要方式和途徑.本文將考試模式由單一的閉卷考試改成多種考核形式相結合,以提高教學質量為目標,對生物化學考試形式進行了改革和探索,并對考試改革與實踐取得的成效進行了論述.
1教學實踐
1.1研究對象
以齊齊哈爾大學生物工程專業大二88名學生為實驗組,以食品工程專業大二98名學生為對照組.
1.2考試改革方法
1.2.1考試形式改革實驗組將以往單一的閉卷理論考試形式轉換為多種考試形式相結合.考核形式和成績構成為:課程總成績(100%)=平時成績(20%)+小論文(15%)+期末成績(65%).對照組的測評方式為:課程總成績(100%)=平時成績(10%)+期末成績(90%).平時成績主要包括課堂提問、課后作業及課堂測試.課后作業是教師根據授課內容有重點、有選擇性地布置的一些思考題,便于學生理解和鞏固知識點,培養學生讀書和自學的學習習慣,同時有助于教師了解學生對教學內容掌握的情況.課堂測試主要是采用隨堂抽查的形式進行的簡單測驗,了解學生掌握重點內容的情況,同時起到督促學生按時上課,注意聽講,促進學生積極學習的作用.小論文主要由學生寫一些關于生物化學前沿知識的綜述及研究進展,要求學生自主查閱相關資料,按照論文的格式,通過對生物化學某方面知識研究進展的歸納,總結提出自己創新性的觀點,根據文章論點的新穎性和準確性,論據的充分性和實踐的可行性方面評價論文的層次.1.2.2考試內容改革根據生物工程專業培養目標,修訂了生物化學理論考試大綱,刪除了部分不適應專業需要的教學和考核內容,增加了學科發展前沿的內容,提高學生的興趣和應用能力的培養.在命題中,無論是客觀題還是主觀題,注意有一定的深度和廣度.客觀題中,既要考基礎,又要考理解和應用知識的能力.主觀題中,注重對知識應用能力的考核,促使學生積極思考,讓學生能靈活運用生物化學的基本概念、基本原理和基本方法來解決問題,促進學生對所學知識有更深的理解,以便融會貫通.
2實踐評價
從2014年和2015年試卷分析得出,生物工程和食品工程的生物化學考試無論是記憶題還是應用題,實驗組顯著高于對照組(見表1).通過對2014年和2015年生物工程專業和食品工程專業學生及格率和優良率的評價可以看出,實驗組均顯著高于對照組(見表2).
3結論
增加過程考核并加大比重能提高學生的學習興趣,使學生應用所學知識解決問題的能力顯著提高,開拓了學生的思維,同時提高了學生融匯貫通的能力,從而大大提高了教學質量.通過2014年和2015年2個專業的總成績對比可見,增加過程考核及過程考核的比例可以顯著提高及格率和優良率.另外,對生物工程專業的學生進行了簡單的問卷調查,結果表明,100%的學生贊同考試中增加小論文考核,新的考試形式旨在運用所學的知識去分析問題和解決問題,同時也從另一個側面顯示出考試改革對教學效果的導向性.從學生參與教學過程來看,這種考試改革方式能促進學生的自主學習,另外這種方法需要教師投入更多的時間和經歷,對教師的責任心和耐心提出了更高的要求.
參考文獻:
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篇7
“行大道,講誠信,重感情”,是王雷做人做事的準則。大學畢業后,他先后做過技術員、開發部長、生產技術副總、生產技術顧問、生物醫藥總監。多年來,王雷一直致力于生物工程領域的研究,自主研發了三項專利,并發表學術論文《白細胞中酯酶活性檢測》,受到業界一致好評。
學生時代的王雷,不僅學習刻苦,而且樂于助人,是一位品學兼優的好學生。1998年,在校就讀的他就與親人組建了第一家公司——吉林市立頓紅飲品有限公司。并在國內首次提出VC生命水的概念及水是載體還是營養物質(純凈水與礦泉水在生命體的作用)這一命題。2005年,成功實現了利用VERO為載體細胞傳代制備狂犬疫苗的醇化攻關工作。2007年,把大豆肽的研發應用到醫藥品領域,成功申報一項國家發明專利。
2008年,王雷注冊投資2000萬元,成立了長春美能生物工程有限責任公司,任董事長兼總經理。在他的悉心經營下,公司快速發展。2010和2011年,王雷又先后成立了吉林省吉諾生物工程有限責任公司和海南海能生物工程有限責任公司。
長春美能生物工程有限責任公司,是按照現代管理機制組建的高新生物企業,是一家專門致力于提供專業化、高品質的植物肽系列產品及其應用解決方案的高新技術企業,也是國內唯一利用自有專利酶法與微生物發酵法生產植物肽的企業。公司的經營范圍包括化學藥品、生物制品的研發及相關技術轉讓,植物蛋白肽及其相關產品加工生產及銷售,農副產品的加工生產及銷售,生化試劑的研發、生產及銷售。公司主導產品為植物蛋白肽粉、營養流食、不可溶性玉米多糖粉、無動物組分細胞培養基。
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【關鍵詞】生物工程專業;人才培養;藥理學教學模式
生命科學的發展與人類的生息和文明以及現代生命科學的研究和產業的發展息息相關。生物工程技術現已成為21世紀推動社會進步的關鍵技術之一,生物工程產業已逐步成為推動國民經濟發展新的經濟增長點的新興學科和支柱產業。國家教育部把生物工程專業列入高等教育專業目錄,成為與理科的生物科學和生物技術專業并列的與生物學有關的工科專業。旨在培養適應現代化社會和全球化生物產業發展需要,掌握現代生物工程技術及其產業化科學原理、工藝過程和工程設計等基礎理論、基本技能基礎理論和專業知識扎實、實踐和創新能力強,綜合素質高,具有掌握生物工程產業各環節涉及到的基本技能和技術,具有創業意識,能從事生物工程和食品生物技術產業的技術管理、應用研究、生產管理、技術研究創新和產品開發的應用型、復合型高級技術人才。近年來,藥理學教學改革方興未艾,廣大高校的教育工作者對藥理學教學進行了一系列的探索與實踐,如耿磊[1]等加強藥理學教學中能力培養研究,張茹等等[2]藥理學課程整合與教學改革探討的研究,唐麗娟[3]等探討藥理學課程教學實踐中運用普遍聯系的觀點在提高藥理學課程教學效果的作用等,取得了一定的成績。但是面對行業競爭日益激烈,作為21世紀推動社會進步的生物工程技術和產業對于發明、發現、開拓、創新類應用型人才的需求越來越多、要求越來越高,這對高等院校人才培養不斷提出新的更高的要求。生物工程專業藥理學教學模式改革研究,是探討培養學生探求知識的科學態度和全面分析問題的能力,鍛煉和提高學生創造性思維能力和綜合素質人才,培養適應現代社會發展需求的新型應用型人才的教學方法。面臨科技飛速發展帶來的應用型人才市場,為了更好地實現這一專業培養目標,作為藥理學課程的教師應如何教學呢?
1.轉換教育理念,樹立應用型人才培養模式觀念
科技的進步在很大程度上靠各種發明、發現、開拓、創新所支撐。所以,各行各業對具有發明創新能力的應用型科研人才也越來越重視。行業競爭日益激烈,這類人才的需求越來越多,要求也越來越高,對于高等院校培養人才面臨著更大的挑戰。如何把生物工程專業辦成21世紀最具影響和競爭力的專業,怎樣才能使培養出的人才更具有創造性、開拓性,怎樣對學生的知識、能力和素質進行有效的教育是生物工程專業面臨的最現實的問題。顯然,傳統的應試教育,單一的知識傳授方式,已無法適應高素質人才培養的要求。著眼于學習能力的培養和創新能力的訓練,改變舊的教育觀念和教學方法,已成為高等教育改革的必然方向。21世紀科技的高速發展對整個生物工程專業的教育模式、課程體系、教學內容和方法、教育觀念等均提出了新的挑戰。教學改革刻不容緩,傳統的藥理學教學體系,已經不能適應新形勢的需要,不利于學生能力與素質的培養。
藥理學課程新教學的新模式,是根據社會對人才的要求與生物工程專業培養目標結合,堅持教育“面向現代化,面向世界,面向未來”的方針,培養適應新世紀人才需求的教學方法。是使學生運用已經掌握的基本理論和基本知識學以致用,學習解決問題和分析問題的能力。也是新世紀科技飛速發展的迫切需求。因此,教育工作者首先應該轉變觀念,樹立培養面向生物工程專業應用型人才為目標的新觀念,深入研究和探討適應于生物技術專業應用型人才培養的藥理學課程教學模式,培養符合國家、社會要求的新型生物技術人才。培養學生探求知識的科學態度、全面分析問題的能力,鍛煉和提高學生的實驗操作技能、科學的創造性思維能力及綜合素質。為培養出具有創新能力的高素質應用型人才打下堅實的基礎。對于適應現代化高新技術產業發展對人才的需要具有重要的實際意義。
2.注重知識的整合,體現培養應用性人才的教改思路與方法
傳統的藥理學教學是以藥為中心,學生常常是知道藥物作用及原理,卻出現理論不能結合到實際中的問題。例如遇到某種疾病時,用什么藥物治療最佳,最佳治療思路及其作用機制等等,學生往往很難掌握,不能很好的應用藥理學知識分析其藥理作用機制及不良反應。在這種傳統教育方式下,學生學習的理論知識不能很好的應用,更不能上升到綜合分析能力培養的層次。這樣的學習效果并不是學生的學習不努力,也不是教師教學不認真負責,而是傳統教學方模式對于藥理學這樣集綜合性和應用性為一體的學科而言,已經遠遠不能達到應用型人才培養的教學目的,也不符合生物工程專業培養目標的要求。
生物工程專業藥理學課程教學的新模式,使學生在了解藥理學知識、發病機制和用藥原理的基礎上,通過理論聯系實際,將生物工程相關的一系列知識通過整合和把整體學習的理念貫穿于藥理學教學之中的教學過程,培養具有較強的綜合分析能力的生物技術專業應用型人才的藥理學課程教學模式。使學生將已經掌握的基本理論和基本知識學以致用,學習解決問題和綜合分析問題的能力。包括優化理論課內容、改進教學方法、增強學生的學習興趣等。諸如設計綜合性及案例教學法、改革考核方法,優化提高藥理學的教學質量,培養適應現代化高新技術產業發展的人才。例如針對藥理學專業化比較強的特點,教師在對教學內容進行指導性教學時,對于所授相關知識的整合和鏈接顯得尤為重要。如解剖生理學知識、免疫及生化知識、疾病的臨床表現等,尤其是在講授重難點章節時,相關的背景知識介紹等等,為探求未知的領域埋下重要的伏筆。這一方面激勵教師通過不斷學習去拓寬自己的知識面;提高知識的深度和廣度。也激發學生的求知欲,讓學生帶著探求的精神去學習新知識。既為學生對知識的理解打下良好的基礎,又拓寬了學生的知識面,激發了學生的學習積極性和求主動性。同時通過列舉臨床實例留給學生去獨立思考和探求的空間,指導學生去通過查閱整理資料的過程解決疑惑,豐富知識;由此使學生的學習主動性得到充分的發揮,進而進形成較為完整的理論基礎。
3.合理運用多各種教學手段,有效地組織課堂教學
藥理學是一門綜合性較強的重要學科,其中涉及到醫學名詞、藥物作用機理以及疾病的臨床表現多復雜性,且有些機制難以直觀教學和理解。因此,正確靈活的運用多種教學教學方法和手段在藥理學教學就顯得更為重要。為了達到直觀易懂的教學效果,激發學生的探究精神,教師一方面要盡可能的為學生提供較為詳盡豐富合理的的感性學習材料;同時結合使用包括幻燈、錄像、自編多媒體課件、計算機等多種現代化教育手段達到最好的教學效果。例如利用多媒體教學采用大量彩色圖片和動畫演示,把抽象深奧的藥理學概念、概念、機制等理論通過制作成賞心悅目的視頻、音頻材料而形象逼真地展現出來,從視覺、聽覺等多個方面刺激學生的感官,加深學生的記識憶和理解,大大提高了教學的效果和效率。在使用現代化教學手段和設備的同時,傳統的講授教學法也不容忽視。先進的教學設備一方面使的教師擺脫了黑板便于走下講臺,走近學生適時講授,既避免了常見的坐在多媒體前單純機械的放映和宣講的弊端,又可以通過深入的講解與學生近距離交流和探討。從創設問題情境出發,激發學生的興趣和探究激情,引導學生自主體驗知識的發生過程,啟發學生的創造性思維。這種多媒體教學方法與師生近距離的互動、雙邊交流相結合的形式,既有利于學生學習理解和掌握知識、鼓勵學生進行質疑批判和發表獨立見解,又活躍了課堂氣氛。對提高教學質量和創新能力的作用效果顯著。
4.重視實踐,激勵創新精神,注重綜合應用能力的培養
藥理學實驗教學是生物工程教學的一個重要環節,實驗過程是對理論知識的驗證過程,學生通過實驗使抽象的書本理論和課堂教學更加形象、具體的再現,更是培養具有創新型、應用型人才的第一實訓基地。因此建立新型的實驗課程教學管理體系,積極進行實習實訓的的改革,提高實驗效果,鞏固理論知識,提高綜合分析能力[4],也是生物工程專業應用型人才培養的教學模式的重要內容。一方面,進行實驗室制度的改革,對現有實驗條件進行必要革新。如打破了傳統實驗室運行模式,實行開放式實驗室管理制度,合理高效的利用實驗教學資源。隨時為學生提供開放實驗室,鼓勵學生積極利用課余時間開展各種形式的驗證實驗及探究型研究,培養學生的分析解決問題的能力和動手能力。積極鼓勵學生主動的觀察、分析、探究,培養科學研究的意識和創新思維。另一方面,進行實驗內容的不斷改進,如變單一的基礎性實驗為集綜合性、探究性為一體的多層次實驗體系。如建立模擬藥品實驗室,讓學生進入實驗室猶如進入藥店,拿到一種藥物的外包裝既能說出藥物的名稱、作用機制、臨床應用、體內過程、不良反應禁忌癥等。鼓勵學生組建創新團隊開展探求型、設計型實驗,并將實驗結果以撰寫論文形式在全班開展論文的探究式答辯,團隊間進行交互式的信息交流[5]。充分發揮了大學生的主觀能動性。既鞏固了課堂知識,又學習了設計實驗的過程、了解論文的撰寫。這種使實驗教學具有創新性、系統性和高效性的實驗教學,鞏固了學生的理論知識,增加了學生的識記能力,激發了學生對知識的探求欲,增強了學生的學習自我檢測意識和自信心,提高了學生的動手能力。逐步形成了學生的能力體系和知識體系。
綜上所述,生工專業應用型人才培養的藥理學教學模式,能加深理解、鞏固、驗證藥理學理論知識,更有利于大學生對所學知識的綜合,探究和創新精神的培養。調動主動學生學習藥理學知識的積極性,使學生在學習過程中認知科學現象、感知科學情境、歷經科研過程、體驗科學探究的曲折和堅持,從而形成勤于思考、勇于創新、善于探索的綜合能力較強的高素質應用型人才,進而達到培養適應新世紀人才需求的應用型綜合性人才培養的目標。
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篇9
1 構建微生物工程綜合實驗的重要性和必要性
近年來,國家對高校投入不斷加大,實驗室的硬件設施有顯著地改善,實驗教學內容和形式也從封閉的課堂小實驗改變為全天候的開放式綜合大實驗。以前教改形成的微生物制藥大實驗,發酵工程大實驗等整合若干有聯系的實驗技術,教學方式上強調培養學生獨立操作能力,但大實驗之間尚缺少實驗內容與實驗技術上的剛性聯系,學生們在不同的大實驗課程上學到的實驗理念和操作技能不能形成一個知識鏈條,難以綜合運用學到的知識和技能解決一個較大的科學問題或生產實踐活動。以科研提升教學,將科研實驗轉化為教學內容,并進一步實現教學內容向科研工作的延伸,對于學生了解前沿性的實驗技術與手段,提高創新能力具有不可比擬的效果。
如何選擇恰當的產品,作為生物工程綜合實驗的突破點?產品選擇的標準應包括:時代性、前沿性、市場價值、技術綜合性、微生物遺傳操作可能性。達托霉素是一種新型環脂肽抗生素,用于治療耐藥革蘭氏陽性菌感染,2003 年在美國上市,上市后其銷售額逐年上升,2016 全球年銷售額超過 20 億美元,已成為控制耐藥菌感染的最后一道防線。2016 年我國食品藥品監督總局批準了華東醫藥和恒瑞醫藥生產達托霉素。達托霉素是一種微生物次級代謝產物,結構復雜,產量非常低,通過微生物工程系統改造是提高達托霉素產量,降低生產成本的重要策略。通過國內外科學家的努力,克隆了達托霉素生物合成基因簇,并對達托霉素生物合成調控有了較為深入了解。達托霉素具備的突出特點以及課程教師長期從事達托霉素的代謝工程和合成生物學研究,形成了較為豐富的教學材料,使達托霉素產生菌菌株選育成為生物工程實驗的突破點。在此基礎上提出以達托霉素產生菌基因工程改造為主線,有機的整合基因工程,代謝工程和發酵工程的生物工程綜合實驗課程,學生將系統地學習現代生物技術的實踐理念,基因克隆,質粒構建,鏈霉菌發酵,抗生素含量測定等分子生物學,微生物學和發酵工程的基礎實驗方法及原理。本科學生通過該大實驗不僅夯實了相關課程的基礎理論知識,而且掌握了現代微生物學實驗技術,培養了團隊合作意識,獨立工作能力和科研創新能力。
2 以達托霉素產生菌菌株改造為主線的微生物工程綜合實驗課程的內容架構
為了追蹤微生物工程的發展前沿,提升本科生的實踐能力和創新能力,我們的生物工程綜合實驗包含基因工程,代謝工程和發酵工程三個模塊。以基因工程改造達托霉素產生菌-玫瑰孢鏈霉菌(Streptomyces roseosporus)為研究材料,以提高抗生素的產量為實驗目標,通過目的基因的克隆,重組質粒的構建和驗證,重組質粒整合到鏈霉菌基因組獲得工程菌,工程菌的發酵,抗生素效價的測定等一系列實驗為主線,貫穿基因工程實驗,代謝工程實驗和發酵工程實驗,重排實驗課程順序,建立以微生物學,基因工程和發酵工程為核心的實驗模塊組合的生物工程綜合實驗教學平臺。。通過該系列課程的學習,增強學生的基礎理論和掌握扎實的實驗技術,并體驗用現代生物技術構建工業生產菌株的完整過程。
2.1 基因工程實驗
基因工程模塊是整個綜合實驗的重要環節,負責構建后續代謝工程實驗所需重組質粒。實驗主要由 PCR 擴增抗生素高產相關基因,重組質粒的構建和驗證,感受態細胞的制備和轉化等一系列整套相互關聯的實驗,獲得一系列可用于后續代謝工程實驗的重組質粒。本模塊共學習 9 項基因工程實驗技術。學生通過本模塊的實驗課程學習,將增強基因工程的基本概論,掌握基因工程常用的核酸操作技術。
2.2 代謝工程實驗
經典的菌株改良技術是通過菌株的隨機誘變和選擇高產菌株。隨著研究的深入,通過代謝工程技術理性選育高產菌株得到了日益廣泛的利用。代謝工程實驗模塊利用基因工程實驗模塊制備的含有目的基因的重組質粒,通過轉化大腸桿菌 ET12567,通過接合轉移技術將目的基因整合到鏈霉菌基因組,獲得重組菌株。實驗包括接合轉移條件的摸索,重組菌株基因組 DNA 的提取和 PCR 驗證等。本模塊包含 4 個實驗。通過本模塊的實驗操作學生將會掌握 DNA 轉化,利用接合轉移將外源 DNA 導入鏈霉菌,以及通過 PCR擴增鑒定重組菌株等一系列鏈霉菌代謝工程實驗技術,加深對微生物遺傳學和代謝工程理論的理解。
2.3 發酵工程實驗
發酵工程模塊利用代謝工程實驗模塊構建的重組菌株,摸索最優發酵條件,測定抗生素的效價和重要發酵參數。本模塊包含 5 個實驗。通過本模塊的實驗操作,學生將增加對發酵罐的工作和使用,發酵條件優化,抗生素含量測定等一系列微生物發酵的原理的認識,掌握生產實踐中常用的發酵技術,獲得達托霉素。
3 生物工程綜合實驗的教學安排及效果
微生物工程大實驗由一系列的微生物學實驗和分子生物學實驗組成,學生需要具備遺傳學,發酵工程和基因工程的知識。遺傳學和基因工程在我校是大三上下學期開課,微生物學和發酵工程原理是大二開課。為了保證效果,在學院的支持下,其他課程的教學和考試在大學三年級下學期提前一個月結束,避免與生物工程綜合實驗的沖突。本課程在的最后一個月統一開課,持續四周,共 96 學時,全天候進行,以保證三個模塊的連續性,實驗完整性,實驗操作和科研思路訓練的連貫性。
3.1 教學模式
將教師的科研項目轉化為本科生綜合實驗,是一個新的嘗試和探索,具有相當的難度和不確定性。為了全面鍛煉學生的綜合素質和保證實驗的順利進行,我們采用了基于問題的教學模式,并采用模塊化的教學設計。基于提高達托霉素產量的問題,引導學生查閱中英文文獻,產生候選改造基因,通過學生的小組討論以及和指導老師討論確定最終的基因,在指導老師的幫助下自行設計引物開展基因擴增和克隆,整個過程以學生為中心,基于問題的學習,極大地激發了學生的實驗熱情和鍛煉他們的綜合能力。實驗進行中,每個模塊都以目標導向的項目形式進行,學生有機會在規定的時間內重復某個失敗的實驗,有助于學生探究實驗成功的秘訣和總結失敗的教訓。通過綜合實驗,學生深刻體會到了微生物工程的連貫性,綜合性和前瞻性。
3.2 考核方式
本實驗的教學內容相互關聯,具有上中下的時間順序,相對獨立,對于每個模塊的具體實驗教學由各模塊實驗教師對實驗操作進行考核。整個實驗按照科研項目的形式展開,每個研究小組選擇的目的基因各不相同,學生在進入實驗室之前查閱文獻資料,撰寫開題報告,詳細陳述立項依據,實驗方案和預期實驗結果,全部實驗結束后按照西南大學畢業論文格式提交實驗論文。每個研究小組整理實驗結果進行匯報答辯,并針對實驗結果及在實驗過程中出現的問題進行討論。最終的實驗成績基于上述表現綜合判定。
篇10
原有實驗課程結構中,授課教師依據各自的經驗和對理論課程重點內容的理解自行設置實驗課內容。由于授課教師間缺乏應有的溝通,并出于對傳統基礎實驗的重視,造成了專業基礎實驗課重復性內容較多,不能喚起學生的興趣,浪費了教學資源。在專業實驗課的設置上,授課老師在有限學時內將實驗分解成幾個部分來強化理論知識,造成課程設置前后不銜接、不連貫,導致了學生知識面過窄,不能綜合運用所學解決實際問題。為了改變生物工程專業不合理的實驗課程體系,考慮到專業的辦學特色和實際實驗條件,統一調整了實驗課程結構,將重復的實驗內容保留在一門課程中,其它課程則增加一些實用性、創新性實驗,并在專業實驗課階段,以綜合性大實驗的要求來建設每門課程,使每門實驗課都有一個完整的體系,有針對性地培養學生的不同素質,使每門課程在有限的學時內都有不同的內容、不同的重點,同時使整個實驗課程結構具有前后聯系、逐漸加深、互相支撐的特點,有利于調動學生的實驗熱情,并使其掌握更多的實驗方法。
專業基礎實驗課的目的是訓練和規范學生的基本實驗技能和操作方法,對所觀察的現象做出合理的分析,并通過獲得的實驗數據撰寫合格的實驗報告。在調整實驗課程結構時,刪除了部分重復實驗,增開了一些實用實驗。同時,在實驗條件滿足的前提下,去除了一些驗證性實驗,增加了一些學科前沿性實驗。例如在原有課程結構中,普通生物學、微生物學、細胞生物學中都開設了“顯微鏡的結構和使用”這一實驗,在依據理論課程結構對實驗課程進行調整后,這一實驗只保留在細胞生物學中,其他兩門課則分別改設了“血涂片的制作和血型鑒定”和“啤酒或其他樣品中微生物的分離和純化”,改設的兩個實驗將理論知識應用到解決具體實際問題上來,調動了學生的主觀能動性,使學生掌握了相應實驗技能,并使學生對于理論知識的理解更加深刻。再如免疫學實驗,在原有課時不變的基礎上增開了“免疫印跡實驗”,使學生掌握了蛋白質垂直板電泳、電轉移的原理和方法,學會用Bradford法測定蛋白質濃度并能夠根據蛋白質免疫印跡結果對蛋白質進行定性分析,通過這一實驗使學生掌握了相關實驗技術,引起了學生的科研興趣,取得了良好的教學效果。
專業實驗課的目的是通過交叉學科知識運用、自主文獻檢索和實驗設計培養學生的創新意識和實踐能力,因此在這一類實驗的設計中加入了許多設計性、綜合性、工程性知識的應用。同時,將“課題制”引入專業實驗課,實驗以課題的形式布置給學生,由學生自主完成實驗,開拓了學生的眼界,熟悉了科研的一般過程。實驗分為三個階段:第一階段為準備階段,在這一階段教師給出題目,學生自主查文獻、設計實驗方案,定期向老師匯報進度,培養學生的實驗設計和創新能力;第二階段為操作階段,在這一階段學生進行具體實驗操作,由于實驗連續性較強,實驗技能要求較高,鍛煉學生的實驗操作技能;第三階段為總結階段,在這一階段教師對學生的實驗進行評述,同時對實驗成績進行評定,實驗成績的80%取決于學生在實驗中所表現出的查閱文獻能力、實驗設計能力、實驗技能、實驗報告撰寫能力四方面,20%取決于實驗結果,新的考評機制打破了以往通過出勤率及實驗現象評分的機制,有效地促進學生獨立思考能力,提高學生的綜合實驗素質。以基因工程課為例,實驗設計依托教師的科研課題,國家自然科學基金項目“基于人參發根的人參皂苷生物合成機理研究”設計實驗,以目前的研究熱點人參皂苷合成途徑中的關鍵酶達瑪烯二醇合成酶(DS)為研究對象,通過DS在釀酒酵母中的異源表達來研究DS在人參皂苷合成途徑中的應用,整個實驗內容涵蓋了分子生物學、免疫學、微生物學、基因工程、生物分離工程等多門課程內容,培養了學生的創新意識和科研思維,提高了學生綜合運用所學知識解決實驗中遇到的實際問題的能力。再以生化工程為例,以發酵法制備酒精為內容設計實驗,通過固定化酵母進行酒精發酵及對發酵性能進行測定,使學生掌握細胞固定化的多種方法和發酵法生產酒精的流程,整個實驗內容涵蓋了微生物學、發酵工藝原理、生物工程設備、生物分離工程等多門課程內容,培養了學生的工程應用能力,為將來的工作和學習打下了良好的基礎。值得一提的是,學生在正式實驗之前進入實驗室,在實驗室老師的指導下自行準備實驗所需的藥品和儀器,這樣就有效的使學生熟悉了儀器并規范了其實驗操作,為下一階段的學習打下了良好的基礎。
2生產實習和畢業論文改革
實習和畢業論文(設計)是生物工程本科實踐教學中非常重要的環節,是將所學的理論知識、專業知識與實際應用相結合的實踐過程。生產實習是通過學生在工廠內的學習和實踐,使其接觸工業化生產,了解實際生產的過程。由于工廠方面對安全和生產有要求,學生在生物工廠實習期間,很難切身參與到實際生產過程中,實習效果不理想。畢業論文(設計)是本科教學過程中最后一個重要的教學環節,是培養學生的工程實踐能力,提高學生的創新能力和解決實際問題能力的重要一步。由于師資力量不足、選題脫離實際等原因,畢業論文(設計)存在諸多問題。為了培養創新型及工程型的生物工程人才,改進了原有實習和畢業論文(設計)環節,將企業的生產工藝在學校實驗室規模下加以實現,同時聘請企業高水平技術人員指導本科生的工藝實習和畢業論文,并將解決的企業問題作為學生的畢業論文選題,調動了學生的學習積極性,取得了較好的教學效果,具體措施體現在以下三方面:
(1)工廠認識實習與實驗室操作相結合。實習前,指導教師會對總體內容進行介紹,同時布置關鍵問題,引導學生查閱文獻資料并設計總體試驗方案,然后組織學生去相關生物工廠認識實習,通過工廠相關技術人員的介紹及實地考察學習,學生與自己設計的實驗方案相印證,從而加深對某一生物產品的生產設備、工藝路線的認識。同時我們依據學生理論課所學習的基礎知識和生物工程的發展趨勢選取了三項實驗內容,能夠在學校實驗室條件下,實現小規模制備,有利于學生充分理解某一生物制品的生產工藝原理并掌握相關工藝路線,這三個實驗分別是:以淀粉為原料,發酵制備酒精,使學生熟悉整個生產工藝,理解和掌握發酵法生產酒精的工藝原理和關鍵技術;利用白腐真菌發酵制備降解木質素粗酶等,使學生了解生物質資源的利用狀況及發展趨勢;通過實驗室規模的生物反應器培養人參發根來提取人參皂苷,并對其含量進行測定,使學生了解發根培養的原理及優勢。通過這些精心選擇的實驗內容,使學生實際操作與企業參觀相結合,培養了學生積極思考的習慣,鍛煉了學生操作技能,達到工程訓練的目的,實習效果明顯提高。
(2)與企業合作實現雙贏。組織教師到工廠調研,并聘請相關企業高水平技術人員給教師授課,使教師充分認識某一生物產品的生產設備、工藝路線、工廠設計等,積極鼓勵教師承擔企業橫向項目或與企業聯合承擔科研項目,解決企業生產中存在的實際問題或研發新工藝。教師通過這類項目,真正參與到企業的生產中,熟悉了企業的生產工藝,提高了科研應用能力,便于指導學生的實踐與畢業設計。同時,教師將科研項目中的一部分作為學生的畢業論文選題,由于學生有過生產實習的經歷,這種以企業生產實際為背景開展的畢業論文較易喚起學生的科研興趣,提高了學生綜合運用所學知識解決生產中存在的實際問題能力,為今后的學習及工作打下了堅實的基礎。例如我系教師與大成集團合作進行的“玉米淀粉酶法浸泡生產工藝”的項目,在玉米淀粉生產工藝中,采用酶來處理玉米,減少了一氧化硫用量及浸泡時間,降低了環境污染,提高了生產效率,取得了較好的研究結果。其所帶本科生的畢業論文為“一株產中性蛋白酶菌種的篩選”,引導學生在解決實際問題的同時,熟悉淀粉生產的工藝。再如我系教師承擔的項目“大腸桿菌木糖好氧發酵生產琥珀酸的研究”,其所帶本科生的畢業論文為“琥珀酸代謝網絡的改造”,使學生更好地理解琥珀酸生產工藝的同時,大膽進行科研創新,改造原有工藝,培養了學生的創新能力及工程意識,取得了較好的教學效果。
(3)聘請企業高水平技術人員作為副導師指導本科生的工藝實習和畢業論文。這些技術人員對其工作領域的工藝路線和設備較為熟悉,因此其指導內容針對性較強,更加注重生產中的實際問題,有效地解決了科研與生產相結合的實際問題,提升了實驗教學效果;同時,這一措施也解決了我們的師資力量不足和學生缺乏工程意識的問題。經過近幾年不斷對教學方案進行改革和實踐,學生的工程應用能力有了顯著提高,能夠針對工廠存在的實際問題通過查閱文獻提出解決方案,同時通過畢業設計也能對一些工藝路線和設備結構提出設計方案,有效地培養了學生分析問題和解決問題的能力,為學生就業提供了更好的保障。
3課外實驗構建
為了更好地拓寬學生的知識領域、延伸專業技能、掌握科學研究的方法和手段,將“大學生創新性實驗計劃”作為延伸課內實驗的平臺,“開放實驗室”為這個平臺的有益補充。每一次申報“創新性實驗計劃”前,相關任課教師經討論研究后都會從承擔的科研項目中提出與課程實驗相關的研究項目供學生選擇,學生可以根據興趣自組科研團隊申請加入項目研究,經導師同意后,在導師的指導下自行文獻檢索、實驗設計、向學校申請“大學生創新性實驗計劃”立項。由于實驗項目建立在課程實驗的基礎之上,學生較易接受,因此項目申報率2012年達到70%,同時,實驗項目建立在科研項目的基礎之上,立項也較為容易,項目申報成功率2012年達到56.7%,項目的水平也不斷提高,2012年國家級、校一級項目數占總項目數的60%以上,這也從另一個側面說明學生的創新意識和綜合素質在不斷提高。立項失敗的科研小組由指導教師提供一定實驗經費,實驗室提供常規的藥品和耗材,在“開放實驗室”進行相應的實驗。鼓勵學生將選題與畢業論文相聯系,提高了學生參與課外實驗的熱情。例如“人參三萜苷元生物合成關鍵酶P450的分離與鑒定”、“人成纖維細胞生長因子-10(FGF-10)在人參中的表達”、“利用人參根際微生物發酵法轉化人參皂苷的研究”等實驗項目與基因工程課程實驗都出自教師的同一項國家自然科學基金項目。再如“產1,3-丙二醇微生物的篩選及其發酵條件的優化”、“生物降解秸稈木質素的瘤胃微生物的篩選及其理化性質研究”、“人參發根簡易培養裝置的研制及人參皂苷工廠化生產方式的研究”等實驗項目全都建立在生產實習實驗的基礎上。這些實驗項目雖然各自研究重點不同,但其相關科研背景及實驗方法學生在課程實驗中都有所了解,較易產生科研興趣,同時新的實驗內容開闊學生的科研視野,最大限度地提高了學生的創新能力。
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