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二、在生物化學教學中引入創新實踐型教學
生物醫學工程專業是由其復雜的、龐大的知識體系交叉形成的學科,在教學中如何將各個課程融會貫通也是其教學的一個難點。而生物化學作為生物和醫學共同的基礎課,其授課的效果對后續課程的教授具有重要的意義。而創新實踐型教學對該門學科的授課質量具有重要作用。這是因為生物化學就是建立在前人不斷實驗,并將實驗結果分析總結形成理論的學科。所以,實驗教學對教好、學好這門課具有至關重要的作用。同時,想要提高學生的綜合素質和創新能力,就需要在基礎教學的基礎上進行實踐的鍛煉和積累。我們針對實踐型教學做了如下的工作。首先,設置了課內實驗和專題實驗。課內實驗是在授課同時進行開設的,可對課堂學習的知識進行鞏固和加深了解。而專題實驗,我們一般開設在高年級,此時學生已經學習了大多的專業課程,而專題實驗可將生物化學和這些專業知識融會貫通,進而增加對生化進一步認識,也鍛煉學生動手能力和獨立思考能力。其次,讓學生加入到課題研究中。如大學生創新項目,鼓勵學生積極申報,并鍛煉學生通過查找資料提出與生物化學有關的題目,并在老師的指導下寫項目書、項目計劃、實驗方案,進行實驗,最終寫結題報告,發表文章。在這過程中,提高學生能力,對學生的綜合素質和創新能力進行了培養。將創新實踐型教學與生物化學傳統教學相結合,通過實踐教學將學生從傳統的課堂教學中拉了出來,走入實驗室,運用所學知識來解決問題,讓學生對學習的理論知識有了進一步認識,提高學習積極性。
一修訂教學內容
根據生物工程專業的人才培養計劃及其專業特點,合理分配有限的教學課時,對課程中傳統的單元操作進行內容精簡與更新;緊跟生物工程產業的發展現狀,在傳統化工原理單元操作中,增加與生物工程密切相關的新技術的原理與應用,如膜分離、超臨界流體萃取等。生物產品的分離純化環節,與化工原理中的流體流動與輸送、傳熱、蒸發、精餾、干燥、萃取等單元操作的內容與原理一脈相承,將涉及這些單元操作的章節作為授課的重點。在講授這些單元操作時,簡化公式推導,將復雜的問題簡單化,強調如何應用理論結論解決實際問題。既要突出重點,又要避免造成學生的厭學情緒,并在教學中突出專業特點。例如,針對生物工程操作溫度較低的情況,在傳熱單元精簡熱輻射的內容,但要求學生明白在高溫條件下輻射傳熱才是控制傳熱的主要因素;生物制品的生產多為高附加值、高要求、小批量的操作過程,間歇操作較為常見,因此可適當強化間歇生產方式的介紹。
二優化理論教學
緒論課是學生接觸一門新課程的第一課,緒論課的質量將直接影響學生對該課程的認識與學習興趣[3]。生物工程專業學生在初次接觸化工原理課程時,往往不了解課程內容與自身專業的關聯性,這也是導致其學習積極性差的一個主要原因。因此,化工原理作為一門專業基礎課程,其緒論課在提綱挈領地介紹課程內容的基礎上,應強調課程在學科知識結構中的重要性,使學生明確化工原理課程“學什么”以及“為什么學”。可以結合化工產業的發展歷程,介紹化工原理課程的誕生和發展歷史,強調化工原理課程工程性的特點,處理的是一些物理過程,而與化學反應沒有太大關聯。另外,不妨結合生物工程實例,從特定的產品出發,介紹化工原理在生物工程中的作用。如以學生熟悉的啤酒生產為例,從原料到成品,除了發酵過程,包括流體輸送、過濾、換熱(干燥、加熱、冷卻)在內的物理加工過程,都屬于化工原理研究的基于“三傳”的單元操作。
在理論課教學過程中,多媒體技術的應用具有突出的輔助作用。利用多媒體器材,通過豐富的色彩、聲音與形象向學生傳遞相關教學內容,有助于克服傳統教學模式單一、平鋪直說的缺點[4]。特別對于化工原理課程而言,其工程概念強,學生往往不具備相關的背景知識與經歷,理解工程現象及其原理較為困難。利用多媒體技術,通過動畫演示、設備照片與操作視頻、圖文結合等方式將抽象的問題具體化、形象化,可以吸引學生的注意力、調動學生的積極性與興趣。例如,通過flash演示介紹不同類型換熱器,將冷熱流體的換熱過程以動畫的形式呈現在學生面前,使學生對工程設備的內部結構有直觀的認識;在講解精餾操作中五種原料液熱狀態及其熱狀況參數q時,利用圖文結合的方式,描述精餾段與提餾段下降液相流量L與L’、上升氣相流量V與V’的關系,將復雜的公式推導與線條清晰的圖示結合,加深學生對知識點的理解與記憶;在講授新章節時,播放生物工程產業生產線中相關單元操作的視頻文件,有助于學生明確學習目的、激發學習興趣。當然,在利用多媒體技術提高教學效果時要切忌喧賓奪主,要時刻關注學生在課堂上的學習狀態,結合板書,確保學生對知識點的理解與掌握。
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)12-0036-03
化工原理是化學工程、生物工程,食品工程等專業學生必修的一門基礎課程,它在數學、物理、化學等基礎課程與專業課之間起著承先啟后的作用,是自然科學的基礎課向工程科學的專業課過渡的入門課程[1]。它要解決的不僅是過程的基本規律,而是面臨著真實的、復雜的生產問題——特定的物料在特定的設備中進行的過程。實際問題的復雜性不完全在于過程本身,而首先在于化工設備復雜的幾何形狀和千變萬化的物性[2]。其主要任務是介紹流體流動與輸送機械、過濾與沉降、傳熱和傳質的基本原理與計算、設備構造及操作原理、設備選型等。這些都密切聯系生產實際,因此改革生物工程專業《化工原理》的教學內容,更好地使學生掌握本課程系統的理論知識和實驗技術、可以培養學生運用基礎理論分析和解決化工單元操作中各種工程實際問題的能力,為專業課學習和今后的工作打下堅實的基礎。其理論知識和研究不僅應用在化工生產中,而且在石油、冶金、輕工、制藥及原子能工業、生物工程、環境保護工程中也廣泛應用。在課時相對縮減的今天,如何讓學生既能掌握化工原理的基本理論,又能培養學生解決化工單元操作中各種工程實際問題的能力,是目前化工原理教學中存在的一個突出問題。傳統的教學模式是采用老師課堂講授的“灌輸式”單一教學模式,忽視了學生獨立思考能力、分析問題和解決問題能力、開拓創新能力的培養,而且只注重本課程的系統性和科學性,不注重與相關課程的聯系和溝通,導致知識點的重復,學生感覺課程乏味后,造成學習積極性下降,上課經常遲到和早退、上課注意力不集中,課程成績差等問題。因此進行生物工程專業化工原理教學內容改革與探索,對生物工程專業人才的培養至關重要,對開拓學生創新能力、分析和綜合能力、獨立思考能力具有重大意義。
一、明確課程地位
根據教育部頒布的《關于普通高等院校修訂本科專業教學計劃的原則意見》和《湖南農業大學生物工程專業人才培養方案》,生物工程系對生物工程專業的教學計劃進行了修訂,明確了化工原理作為生物工程專業的專業基礎課的主導地位;與非農業院校接軌,增加了理論學時,明確了考試大綱和課程考核辦法,學生學習有章可循,目的明確,提高了學生掌握化工原理基本知識的能力;開設了單獨的化工原理實驗技術課程,實驗課程學生自己動手操作,提高了學生實際操作能力,創新能力、分析問題和解決問題的能力。
二、精選化工原理教材,優化教學內容
教材的選擇是教學過程的一個重要環節[3]。教材是連接師生教與學的基本工具,是學生領會、接受理論知識的基本手段。目前國內出版的化工原理教材較多,難度較大,真正適合農業院校生物工程專業的教材較少。通過對國內出版的《化工原理》教材的反復研究比較,經過多年的教學實踐及綜合學生對教材的反映,最終選用王志奎等編寫的由化學工業出版社出版的《化工原理》[第四版]高等教育規劃教材作為生物工程專業的教材。該教材定位準確,知識體系完整,通俗易懂,重點突出,能很好處理經典教學內容與學科前沿之間,基礎理論與應用技術之間,統一性與多樣性之間的關系。另外結合專業特點,適當取舍教學內容,突出教學重點。對教材中工廠應用較多的設備原理重點講述。教學中經常把日常生活中與化工原理有密切聯系的實例引入課堂,激發了學生學習《化工原理》課程的積極性,獲得了良好的教學效果。
三、教學中體現素質教育的思想,注重教書育人
教學中充分體現現代教育理念,使教學方法具有先進性、創新性,來提高課堂教學質量。化工原理教學內容應符合教學大綱要求,來達到預期的教學目的。課堂概念講解應做到準確,內容要有深度,同時做到深入淺出,內容豐富;語言表達應流暢,熟練;重點要突出,思路要清晰。講課要有熱情,有感染力,才能吸引學生的注意力;要有啟發性,必須注意師生間的交流與溝通來活躍課堂氣氛。
四、采用歸納、綜合和對比式的教學法
1.每次課前要求學生花大約15min進行快速預習,帶著問題進入課堂聽課。課堂上使知識系統化。每教完一個單元操作后,要求學生自己復習、歸納、總結知識點;每教完一個章節,完成各章課堂上老師布置的有針對性的《化工原理》習題,老師批改,學生在第一時間將問題消化。
2.采用歸納、綜合和對比式的教學法[4]。化工原理課程各單元操作之間既有各自的特殊性,同時又存在著密切的聯系,從而構成共同的規律。例如流體流動、傳熱和傳質三種傳遞過程中,分別用牛頓粘性定律、傅立葉定律和費克定律來描述,在流體這三種傳遞現象中,都是由于流體質點的隨機運動所產生的,都等于各自常數與各自濃度梯度乘積的負值,負值均表示各通量的傳遞方向與該通量的濃度梯度相反,這是它們的共同點;但牛頓粘性定律描述動量傳遞,傅立葉定律描述熱量傳遞,費克定律描述質量傳遞,這是它們的不同點;若流體內部有溫度差存在,在動量傳遞的同時必然有熱量傳遞;同理,若流體內部有濃度差存在,也會同時有質量傳遞;若沒有動量傳遞,則熱量傳遞和質量傳遞主要是因分子的隨機運動產生的現象,其傳遞速率緩慢。要想增大傳遞速率,就需要對流體施加外功,使它流動起來;它們之間通過分子的宏觀運動這個紐帶聯系在一起。通過綜合對比,能夠使學生提高學習效率。
五、重視習題課的教學
學生經常反映上課時聽懂了,但做課后習題就犯糊涂,花費了很多時間都解答不出;即使解答出來了,但解題思路仍不清晰,效果不佳[4]。因此每個知識點結束后,我們都布置了相應的習題,使學生在解題過程中加深對知識的掌握;其次應注意加強習題的真實性,力求能反映生產中的各種實際問題。的重要途徑,最后,習題課是教師與學生的互動過程,首先由學生在課堂上解答自己完成的習題,老師再在黑板上采用“反推法”,先用板書根據已知條件,講述整個解題過程的思路,再用多媒體演示整個解題過程,學生比對自己解題過程的對與錯,以此加深學生對基本概念、基本方法、基本工藝計算的理解,鞏固課程理論知識。
六、改革教學方法,提高教學效果
理論教學充分運用本人親手制作的多媒體課件進行啟發式形象化教學。多媒體集圖文聲像于一身,以其多維化的表現形式,使深奧的計算知識變成易懂易記的信息,為化工原理的課堂教學提供了新的手段[5];該方法更加直觀、信息量大,能激發學生的學習興趣,特別適合于運用大量圖片的教學。課堂上既有理論描述,又有習題講解,還插入了大量圖片,理論與實際相結合;既有傳統板書教學,又有多媒體教學,能及時與學生進行有效的教學互動,使教學更加生動、活潑。而且課堂上經常結合問題進行討論,促進了學生的積極思考,激發了學生的學習潛能;及時把教學研究及科研成果應用于課堂教學,顯著提高了教學質量。實驗課程教學采用雷諾演示實驗裝置、流體流動阻力測定實驗裝置,離心泵特性曲線測定實驗裝置、恒壓過濾實驗裝置、空氣-蒸汽給熱系數測定實驗裝置、填料吸收塔實驗裝置、填料精餾塔實驗裝置、洞道干燥實驗裝置等化工生產相關設備進行實驗;實驗前,學生先自行設計操作程序,先采用多媒體教學,然后四人一組動手操作,課后再使用計算機進行自動數據處理、從而培養了學生對化工設備的動手操作,工藝計算和故障處理的能力;其效果直觀、迅速、事半功倍,記憶深刻,能夠做到課堂教學理論與實踐相聯系,特別是與化工生產實踐相結合,從而能提高學生學習方法與學習能力的培養。
七、問題與不足
1.學生基礎不一,對知識的掌握參差不齊,二本學生對知識的掌握明顯高于二級學院的學生;由于沒有一套適合二級學院的教材,二級學院學生不及格率明顯高于本部學生,采用適合二級學院學生學習的教材進行教學迫在眉睫;
2.經費不足,請專業制作人員制作課程動畫,難以實現;化工原理實驗教學設備短缺,生科院沒有專用的教學設備,只能在食科院完成,教學難以按教學計劃進行。
總之,對化工原理課程教學改革的目的是為了提高學生的創新能力和專業知識水平。因此必須改變傳統的教學模式,使化工原理的教學符合生物工程專業培養目標。雖然我們在教學改革中取得了一定成效,學生不及格率由2008年的8.99%降低為2011年的7.14%,但時代的發展和科學的進步向我們的教學提出了新的要求。如何進一步深化教學改革,還有待每一個教師努力探索和研究。
參考文獻:
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[中圖分類號] R313 [文獻標識碼]B [文章編號]1674-4721(2010)05(c)-120-02
生物醫學工程是典型的理工類學科和生物醫學學科交叉、結合、融合的邊緣學科,并無自己獨立的基礎理論與知識體系,對相應學科有較大依賴性[1]。同時,生物醫學工程產業的研發性質較強,要求培養的學生必須具有扎實、廣泛的基礎和專業課程知識,以及一定的創新能力與科研思維。目前我國生物醫學工程的本科專業設置主要集中在信息技術類,而在生物材料、生物技術等方向上缺乏相應的人才培養,這樣的專業特點導致學生重視電子、計算機與機械制造課程,而輕視醫學相關學科,如生物化學,學生不能將該學科內容與職業生涯相聯系,難以理解學習生物化學的重要性。加上生物化學本身具有抽象、繁雜等特點,學生在學習中容易出現畏難厭學情緒,學習效果不佳。針對在該專業生物化學教學中遇到的問題,筆者談幾點自己的體會和看法。
1 生物醫學工程的生物化學教學現狀
生物化學相對于其他基礎學科具有抽象難懂、內容繁雜等特點,是醫學院學生感覺最難的課程之一。尤其是對于生物醫學工程專業,缺乏一部為該專業量身打造的教材,內容多與課時少的矛盾極為突出。就本校而言,該專業的生物化學理論學時數僅為40學時,而使用的教材為劉新光主編、科學出版社出版的《生物化學(案例版)》,該書系統全面完整,但課時數遠遠不夠,如果按照一般醫學本科教學大綱進行講授,學生感覺難以消化,對生物化學課程的畏難情緒和抵觸情緒增加。其次,教學模式單一,以教師為課堂的絕對主體,進行傳統填鴨式教學,學生缺乏主動學習的興趣,容易疲勞。第三,考查形式單一,僅對書本知識進行閉卷考試的單一評價考核體系,既不能反映學生的綜合素質,也難以激發學生的創造力,容易使學生投機取巧,僅關注考點,而忽視對學科知識的整體把握。
2 改革教學內容和考試形式,雙管齊下提升教學效果
2.1 精選教學內容,因材施教
根據專業需要適當刪減生物化學教材內容,調整重、難點,將教學內容精簡為基本原理,并更新補充學科發展的前沿理論和技術。世界醫學教育會議發表的《愛丁堡宣言》在談到醫學院校需要改進教學法時指出:“把現在廣為采用的被動學習方法改變為更加主動的學習,包括自我指導的獨立學習以及導師輔導等方法,以保證終身連續的學習[2]。”在講授過程中除了講授知識點,更應強化學習內容的結構層次和邏輯聯系,培養學生學會梳理教材,增強其自學能力。例如在開篇即告訴學生全書總的來講可分為三大部分[3],第一部分即生物大分子的結構與功能,生物化學也稱為生命的化學,那么這些化學反應的物質基礎必然包括各種生物大分子,因此這部分將重點講授生物大分子的結構特點、生理功能及基本理化性質與應用;第二部分為物質代謝及其調節,使學生重點掌握各類物質代謝的基本反應途徑,主要調節環節,重要生理意義,各種物質代謝的相互聯系以及代謝異常與疾病之間的關系等;對第一、二部分,強調生物化學的基礎知識,不求過深、過難,抓住主線、框架和基礎知識,按層次展開,既可以在有限的課時數中從容的執行教學進度,又培養了學生抓結構體系的學習方法。第三部分即基因信息的傳遞,以及基于基因信息傳遞的基本原理而發展起來的基因工程技術,針對生物醫學工程專業特點,第三部分將比其他專業講授更為詳細。而細胞信息傳遞、肝臟生物化學與血液生物化學等專題部分則刪除不講。
2.2補充課外閱讀,培養學生興趣
“興趣是最好的老師”,對于生物化學這門枯燥繁雜的課程,尤其需要培養學生的學習興趣。為了兼顧有限的課時數,由教師選擇合適的課外閱讀材料,打印并發放給學生,要求課外閱讀,并在下一次課上進行討論。如瘋牛病,從熱帶叢林食人部落的“庫魯病”,羊瘙癢癥,克雅氏病,到對于瘋牛病疾病本質的認識,長達100多年的研究歷程,又或者如諾貝爾獲獎者故事,重大理論的研究思路和創立歷程,這既能引起同學們的興趣,初窺神秘的科研世界,也在無形中培養了他們嚴密求證的科學精神。另一方面,生物化學作為生命科學的基礎學科之一,自20世紀50年代以來,得到快速迅猛的發展,而生物醫學工程本身就是生命科學高度發展、多學科交叉融合而催生的一門新興學科,因此在對該專業的學生授課時可適當介紹生命科學的前沿,培養學生主動追蹤最新進展的學習意愿。
2.3考核形式多樣化,利用分數的杠桿調動學生學習興趣
將課程的考核評價體系拆分,將傳統的閉卷考試方式與試驗成績、論文報告相結合,考核形式更為豐富合理。課程的考核評價體系分為平時成績和期末考試兩個部分,書本知識采用傳統的閉卷考試方式,占70%;而平時成績又分為試驗成績與論文報告,共占30%。為了檢驗學生課外閱讀的效果,增加了論文報告這一考核內容,論文報告要求學生利用圖書館和互聯網對某一種現代生物化學與分子生物學技術或者熱點方向的研究進展作一綜述,以論文形式提交,對寫作優秀者加分,還可幫助修改和鼓勵發表。通過考核評價體系的改革,可以激發學生的學習熱情,促使學生學會通過各種途徑查閱資料,敏銳把握學科動態,獲取和分析信息,培養初步的科研思維和論文寫作能力,并且這種考試方式能更真實的反映學生的綜合素質。
在嘗試進行以上教學改革時,還應注意3方面問題:第一,在教材的把握上,如何既保留生物化學的學科特色與要求,授予足夠的基礎知識,又因材施教、合理的刪減教材內容,處理好重、難點。第二,在引入課外閱讀和論文寫作上,如何循序漸進的選擇材料和內容,逐步培養學生對科技論文的閱讀理解和寫作能力,不至于使學生被畏難情緒打擊,產生厭學情緒。第三,應當建立反饋機制,通過發放學生調查問卷,適時把握學生訴求,及時了解學生感興趣的問題、內容或者學習中的難題,便于客觀評價和改進教學方式。
總之,隨著學科的發展和社會需求的變化,針對不同學生特點,生物化學的教學工作必須做出相應的調整,更新教學內容,優化教學方法,改革培養模式,調動學生的學習積極性,拓展眼界,開闊思路,激發其科研興趣,培養其科學思維和創新能力,為今后的工作或進一步深造打下一定的基礎。
[參考文獻]
[1]馮圣平, 秦斌,袁力.生物醫學工程專業高等教育的內涵探討與實踐[J].醫學教育探索,2004,24(3): 21-23.
生物化學工程是生物化學反應的工程應用,主要包括代謝工程、發酵工程和生物化學傳感器等。
生物化學工程和生物醫學工程是最初的生物工程學概念,基因重組、發酵工程、細胞工程、生化工程等在21世紀整合而形成了系統生物工程。 全書共分十章,主要介紹了培養基滅菌,空氣除菌,通氣與攪拌,發酵罐的比擬放大,固定化酶、固定化細胞,典型發酵過程動力學及模型,發酵過程參數的在線測量及儀表,微生物生化反應過程的質量和能量衡算,發酵過程的計算機在線控制以及發酵工程下游技術。
生化工程的定義:將生物技術的實驗室成果經工藝及工程開發,成為可供工業生產的工藝過程,常稱為生化工程 。 生物工程的重要組成部分,包括底物或營養液的準備、預處理、轉化以及產品的分離、精制等工程和工藝問題。一般把發酵工程、動植物細胞的大規模培養、酶工程、生化反應工程、生物分離工程、生物功能元件以及生物過程中的控制和優化都包括在生化工程之內。
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【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)10C-0135-02
一、生物醫學工程專業的特點
生物醫學工程旨在運用工程技術的原理和方法,研究和解決生物學和醫學問題的新興、邊緣、交叉學科。其主要任務是:從工程學角度研究、解釋生物體特別是人體的生理、病理變化過程。其主要研究方向包括:生物系統的建模與仿真、生物醫學信號的檢測與分析、生物醫學成像和圖像處理、電磁場生物效應、腦科學與認知、人工器官以及相關的醫療設備的研制等。生物醫學工程學是醫療衛生健康、保健性產業的重要基礎和動力,它所帶動的產業在國民經濟中占有重要地位,世界各國都在不斷加大對生物醫學工程的投入。經過本專業培養的學生,不僅應能夠在醫學中較熟練地運用電子技術、信息處理技術、計算機技術,而且還應具備生物科學理論基礎以及醫工結合的研究和實驗技能,以及醫療電子設備、醫學信息處理的初步開發、研究、應用、維護和管理能力。本專業畢業的學生擇業面寬,就業適應能力強。畢業生既可以在醫療儀器行業從事新產品的開發與應用,又可以在醫院醫學工程部門比如醫學儀器、醫學影像設備與技術,國家技術監督部門,以及其他電子技術、計算機技術、信息產業等部門從事研究、開發、維護與維修、教學及管理等方面的工作。此外,本專業的學生還可以進入生物醫學工程、電子信息工程、通信工程與技術、計算機應用技術等方向繼續深造。生物醫學工程專業培養要求知識方面:打好堅實的數學、化學、物理學、外語、計算機與信息科學和電子技術的基礎,掌握寬厚的生物醫學工程專業知識,具備寬廣而深遠的科技視野、強烈的求知欲望、事業心和創新意識。
二、普通化學課程及其教學的基本要求
(一)課程的地位、性質和任務
化學是在原子、分子層次上研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的一門科學。在解決人類最關心的環境、材料、能源、醫藥保健、糧食增產、資源利用等問題中,化學科學處于中心地位。而普通化學則是化學的導言,它包含了現代化學的基本理論、基礎知識和基本技能,是現代大學生應該普遍掌握的自然科學基礎知識的重要部分,是高等院校非化學專業必修的一門重要的基礎課。通過本課程的學習,學生在一定程度上掌握一些必需的近代化學基本理論、基本知識和基本技能,并了解這些理論、知識和技能在生物醫學工程領域中的應用;培養學生具有應用化學觀點分析生活、生產中的一些簡單的化學問題的初步能力;為今后的專業學習和工作打下一定的化學知識基礎。
(二)課程教學的基本要求
通過對普通化學課程的學習,學生應掌握化學熱力學、化學動力學、化學平衡以及原子、分子結構等方面的基本理論和基礎知識;掌握一定的元素化合物的基本知識;掌握重要的有機化合物結構、性能以及一些重要的有機合成反應;掌握分析化學基本原理和一些重要的化學、儀器分析方法;并了解化學在生物醫學、環境保護、新材料的研究與應用、能源開發與利用以及生命科學研究等領域的作用,為生物醫學工程專業課程打下化學理論基礎。
三、普通化學教學改革的具體措施
(一)修改教學大綱
應根據生物醫學工程專業的培養方案,修改普通化學的教學大綱,并將本課程分為理論教學和實驗教學。理論課時為32學時,實驗課時為16學時。首先從普通化學課程的地位、性質和任務來定位。普通化學則是化學的導言,它包含現代化學的基本理論、基礎知識和基本技能,使學生掌握化學熱力學、化學動力學、化學平衡;掌握一定的元素化合物的基本知識;掌握重要的有機化合物結構、性能以及一些重要的有機合成反應;掌握分析化學基本原理和一些重要的化學、儀器分析方法;并了解化學在生物醫學以及生命科學研究等領域的作用,為生物醫學工程專業課程打下化學理論基礎。
為了培養學生的動手能力,應讓學生熟悉化學實驗及實驗室的基本規則;培養學生認真觀察實驗現象、正確記錄和實驗數據的習慣;了解常用化學儀器的性能、使用和維護方法。同時,應培養學生正確處理實驗數據,正確書寫實驗報告的能力;促使學生逐漸養成嚴謹的科學態度、實事求是的實驗習慣和工作作風,并初步具有獨立思考、獨立設計實驗、獨立進行實驗以及獨立分析、綜合問題的能力,從而為后續課程的學習和進一步的科學研究打下基礎。主要實驗項目如下:玻璃工操作實驗(2學時);離解平衡與沉淀一溶解平衡(2學時);銅、鋅、銀、鎘及其離子的鑒定(2學時);烴的性質和鑒定(2學時);粗鹽的提純(4學時)。
值得注意的是,理論教學大綱和實驗教學大綱的修訂,應體現專業特色明確、重點突出、思路清晰的教學思路。
(二)探索新的教學方法
1.理論聯系實際。普通化學是非化學化工類專業學生開設的一門基礎化學課,主要介紹化學學科基本情況,化學各個分支對社會發展的作用,化學學科的發展現狀、發展趨勢,化學與其他自然科學、工程技術學科的關系。因此,普通化學課程知識點多、內容復雜、概念跨度大,需要與學生所學專業及實際情況有機結合起來。然而,在教學實踐中,本課程的教學課時不足,教學過程中,化學理論和化學與專業結合選擇是,教師往往容易顧此失彼,使化學教學演變成一堆化學名詞和專業術語的堆積,枯燥乏味。同時,學生重視度不夠、學習興趣不濃。但是化學知識在各種領域中不斷滲透,在日常社會生活中起著越來越重要的作用。面對實際問題,針對生物醫學工程專業特點,在教學過程中,教師可首先和學生進行討論,解決如下問題:(1)學習的原動力。(2)學習的方法和習慣;告訴大學課程內容多,上課進度快、信息量大,并且輔導課和習題課少,要掌握好學習方法;設計了從實驗現象一引發思考一理論內容一實驗內容一在線測試的教學路線。(3)學習精神,只有更加刻苦才有可能適應大學階段的學習。通過討論和示范,激發學生的學習興趣,以求達到最佳教學效果。
將普通化學中基礎部分的講授與中學化學教學良好接軌,在上課時首先回顧一下中學化學相關知識點,再引入新的知識點。在講例題的采用為“先示例、后解析”的方式。上實驗課,采用實驗前提問和預習,代替實驗課先講實驗原理和步驟的方式,要求、鼓勵學生預習和思考。在指導實驗時,及時發現問題,引導學生深入思考。建議學校平時適當開放實驗室,為對化學感興趣的學生提供實際操作平臺。鼓勵學生根據個人興趣參加項目創新活動,和指導教師一起選題,查閱文獻,學習相關知識,進行科研活動。當然,也可結合其他課外科技活動展開教學。
2引入實例。在實際的教學過程中,針對生物醫學工程專業特點,可適當引入生活和專業應用中的具體實施例。課堂講授時,利用具體實例,引入每一章節內容,再將每一章節的重點、難點內容在學生深入挖掘的基礎上,將內容分解成若干小問題或將若干相關小問題合并起來,指導學生聯想、討論思考、聯想歸納、比較總結本課程的目標是系統講授化學基本理論和知識,加強基礎,提煉基本,按需拓寬,注重實踐性和應用性。
在講到酸堿時,可把知識點延伸,把電子舌知識和酸堿性結合起來。電子舌測量酸味時就是利用酸性,檢測出酸的濃度,也就是將酸的濃度通過化學傳感器轉化為可檢測的信號,信號的強弱就能反映酸的濃度。同樣,電子舌檢測其他味覺,就是將其味覺物質,通過化學傳感器轉化為可檢測的信號,通過信號的強弱來反映味覺物質的含量,進一步體現味道的內涵。
可引入直觀形象的化學反應動畫效果,加強學生對反應機理和抽象概念的理解;同時,可采用動態圖表,充分發揮各類圖形的優勢。
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2016.10.044
Teaching Exploration and Practice of Biochemistry Course in
Food Science and Engineering Specialty
ZHOU Wei, HU Liangbin, LI Hongbo, MO Haizhen
(College of Food Sciences, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang, He'nan 453003)
Abstract Biochemistry is an important professional course of Food Science and Engineering. As for its wide range of content, strong theoretical, abstract and difficult to understand, it has brought great pressure to the education and teaching work. Teaching methods and modes were explored and discussed in this paper. The exploration and practice of biochemistry will definitely develop students’ scientific literacy and help teachers to improve the teaching quality of biochemistry.
Keywords biochemistry; teaching exploration; food science and engineering; practice
近年來,世界糧食危機不斷加劇,人們對食品質量與安全的關注也逐年加深,食品科學與工程專業培養的學生在食品營養健康領域、安全檢測領域和監督管理領域發揮著越來越重要的職責與作用。作為與農學、化工、醫學等同屬一級學科的食品科學與工程專業,面向學生的培養目標不僅是要培養熟練掌握食品營養和加工工藝的技術人員,更應該是能夠適應經濟建設與社會發展需要、理想遠大、品質優良并富有科學與創新精神的復合型高級專門人才。
食品科學與工程專業的課程設置以化學知識為背景,涉及無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、食品化學和生物化學等。生物化學在對于食品科學與工程這個專業來說是卻之不可的重要專業課程,其具有承前啟后的重要作用。通過對生物化學這個專業的學習,可以讓學生在掌握有機化學、分析化學的基礎之上,同時對后續的食品化學、食品生物等相關課程的學習打下堅實的基礎和知識儲備,其基本理論也可與食品生產、加工、保藏以及食品安全檢測等技術相互聯系。①②因此,生物化學課程在食品科學與工程專業學生的理論學習體系中起到了至關重要的作用,學生對該門課程理論知識的理解將有助于培養學生在本專業后續學習中分析解決實際問題的能力。
生物化學課程是一門集教學與實踐相結合的綜合性課程,其涉及的范圍廣、知識面大、既包括闡述核酸、蛋白質、糖類、脂類等生物大分子物質的結構與功能的靜態部分,也包括闡述糖類代謝、脂類代謝、蛋白質代謝、核酸代謝等的動態部分,還有涉及中心法則的分子生物學部分的理論和知識等,加上工科院校安排的課時量又極其有限,因此學生普遍反映生化課的概念多、理論多、知識抽象、難以記憶、實驗操作困難等。③結合生物化學這個專業的自身特點以及兼顧食品專業的教學要求和模式,要求我們教師在開展教學的過程中,需要與時俱進的創新教學方法,改革教學模式,優化教學內容,加強實驗教學等方面做出探索和嘗試,在此基礎上去探索出一條有效的教學路徑。
1 多種方法結合,培養學生學習興趣
俗話說“興趣是最好的老師”,良好的教學效果與學生的興趣是分不開的。在生物化學的教學過程中,只有激發學生的學習興趣和積極性,才能夠讓學生在學習的過程中變被動為主動,達到良好的教學效果。
1.1 上好第一節課,樹立信心、激發好奇心
通常第一節課均為課程的緒論課,這節課的目的不僅要讓學生對課程的設置和知識體系有個清晰的認識,更重要的是能夠拋磚引玉,激發學生的學習興趣。④生化課需要學生掌握的內容很多,學生容易產生畏難情緒和恐懼心理,所以教師的首要任務就是幫助學生樹立學好生化課掌握好生化知識的信心,要讓學生積極地參與進來,充分地信任教師,積極引導學生主動地培養自己的學習能力,要讓學生相信在自己的努力和老師以及同學們的幫助下沒有學不會的知識點,沒有解決不了的難題。
筆者是一名青年教師,在與學生的互動和交流中更多地是以一位學長的身份去帶動和激勵學生去探索未知的生化世界。為了引起學生的好奇心并激發學生的學習興趣,筆者通常會結合一些生物學現象和學生們感興趣的話題與學生們展開討論,比如怎樣讓“火樹熒花”成為現實?如何健康減肥?多吃蛋白質好不好?讓學生意識到生化專業知識與日常生活具有相通性。同時,深入剖析與人們生存和生活相關的生化領域國際最新的研究前沿和新聞報道,讓學生們充分認識到學習生化知識的重要性和必要性,讓學生對生物化學產生濃厚的興趣,提高學習的動力。
3 重視實驗設計與操作,培養學生創新意識
生化實驗是整個生化教學的重要組成部分,它不僅是培養、鍛煉學生的實驗操作能力的重要環節,更是培養學會創新能力的重要途徑。傳統的驗證性實驗教學方式由教師負責降解原理和步驟乃至注意事項,學生僅僅是照著實驗流程進行操作,這種方式僅能幫助學生對生化實驗留下簡單的印象,甚至有厭煩情緒,嚴重制約著學生的創新思維和主觀能動性。⑧為了適宜新世紀食品科學與工程專業人才培養的需要,我們一方面精選基礎實驗內容幫助學生理解和記憶所學理論,掌握生物化學基本的實驗技能,另一方面為了增強學生的動手能力和分析問題及解決問題的能力,我們合理地整合并設計了一些實驗內容,將多個小實驗整合成一個綜合性實驗,給出既定的目標,讓學生自己設計實驗方案,來探索實驗,驗證原理。我們在開設生化課的學期會給學生一周的時間專門用來進行生化實踐,比如讓學生從培養的藍藻細胞里提取藻藍蛋白并進行分離純化和含量測定,這個實驗涉及生化分離技術的多個方面,從提取、分離、純化到純度和含量的鑒定,均需要學生去自己思考,查找資料,動手驗證,這對學生的動手能力和動腦能力都起到了很好的培養作用。
食品科學與工程專業是生命科學與工程學的重要組成部分,也是銜接生命科學與工程科學之間的重要橋梁,肩負著為社會培養具有食品科學和工程能力人才的責任。核心競爭力的培養關系到學生未來的發展,基礎課程的教學必須圍繞個人核心競爭力的形成進行。⑨在生物化學的教學過程中,要把握學科發展動向,優化教學內容,靈活運用各種教學方法,調動學生的自主學習積極性,培養學生的科學素養、實踐能力、創新能力、團隊合作能力等多種能力,提升學生的核心競爭力。我們采用多種教學方法激發學生的學習興趣,引導學生變被動學習為主動思考,提高了學生的邏輯思維能力和綜合素質,重視理論與實踐相結合,培養了學生的創新意識。為了新時代食品學科的發展,在教學改革的探索過程中,我們還將進一步鞏固和改善。
*通訊作者:莫海珍
資助項目:河南科技學院2016年度教育教學改革研究重點項目,河南科技學院研究生教育教學改革研究項目(YJG 2014YB03)
注釋
① 張勁,裴高峰,梁N鴻,趙惠賢.“生物化學”課程教學改革的探索.中國林業教育,2015.33(3):56-59.
② 閆景坤.高等學校食品專業生物化學教學的改革探討.農產品加工(學刊),2011.12:137-139.
③ 趙敏,徐安莉,周艷艷,陳會敏.《生物化學》教學現狀及改革方向探討.湖北中醫藥大學學報,2014.16(5):119-120.
④ 孫海麗,丁位華,徐海娟.怎樣提高學生學習生物化學的興趣.科技資訊,2015.33:140,141,143.
⑤ 鄭君芳,賀俊崎.“微課”與“翻轉課堂”應用于生物化學教學的初步探析.繼續醫學教育,2014.28(11):71-73.
⑥ 孔祥珍.食品專業生物化學課程教學的探索與實踐.教育教學論壇,2015.14:143-144.
1基于微信平臺的設施專業基礎生物化學翻轉課堂教學模式構建
將微信公眾平臺和翻轉課堂教學模式相結合用于基礎生物化學教學,筆者選取 2015級設施農業科學與工程專業共61人進行為期一個學期的基礎生物化學課程教學模式改革與實踐,具體實施情況如下。
1.1創建微信公眾號,搭建學習平臺任課教師首先申請一個用于此次教學改革實踐的微信公眾賬號,名稱為“農大基礎生物化學”,利用公眾號推送學習任務,并將教師制作的課程學習資源按教學進度上傳至微信公眾號上,包括教學大綱、教學課件、同步練習題、案例講解、精彩視頻等,并定期更新資源庫,供學生使用。同時創建了“生物化學”微信班級群,打造一個學生可以自主學習,并可以隨時與教師互動互享的網絡平臺。
1. 2課前準備階段教師根據教學口標設計單元學習任務,通過收集整理學習資源并設計制作微課。根據基礎生物化學教學口標,將課程分為兩大部分,即靜態生物化學和動態生物化學。其中靜態生物化學包括糖、脂、蛋白質、核酸、生物大分子復合物和酶;動態生物化學包括生物氧化、糖類代謝、脂類代謝、蛋白質代謝、核酸代謝和物質代謝的聯系與調控。對每個單元的教學任務進行分解,并設計任務單,包括教學口標、教學重l從難l從、教學課件、預習任務單、同步練習題等。教師根據教學案例錄制10 min內教學視頻,將關鍵知識ii講解到位,并且設置一定的互動環節,增加視頻的趣味性和互動性。在上課前通過微信平臺相關學習和視頻資料,讓學生預習。教師同時利用微信平臺推送主題博文、實時新聞、科學研究成果、前沿資訊等,用于拓展學生視野。
1. 3學生課前自主學習學生通過關注微信公眾平臺后,在課前自己選擇時間和地l從,根據教師的預習任務單自主安排學習計劃。通過觀看相關學習主題的課件和視頻結合教材,對難以掌握和理解的知識點進行反復觀看,并將疑難從記錄下來;通過完成相關練習題鞏固所學知識點;通過微信群聊進行交流討論,將問題及時反饋給教師,并可進行實時在線交流。
1. 4課堂教學活動在課堂上教師根據學生預習情況,對在自主學習過程中產生的問題進行歸納總結,有針對性地進行知識講解,并對重l從和難l從部分進行課上討論。學生在課前根據預習任務單要求已經完成相關知識的學習,對新知識有了一定的了解,在課堂上可以選擇性聽課,提高學習效率。教師將傳統的講授式教學活動轉變為多樣化的教學活動,包括分組討論、探究問題、完成練習、學習成果交流等方式。通過師生的交流討論,提高學生學習的主動性和積極性。在教學活動中,任課教師將個性化指導和集體性輔導2個方面相結合。
1. 5課后總結翻轉課堂這種教學模式以課后強調學生之間或師生之間的交流與思考的方式取代了傳統教學在課后給學生布置大量作業用于課堂知識l從的鞏固學習。學生通過微信群在線跟任課教師或者同學進行互動交流討論,也可以通過微信聊天功能與教師進行一對一交流。教師可以根據教學結果反饋了解學生對相關知識點的掌握情況,及時發現學生學習過程中存在的問題,給予糾正,并對教學結果進行總結,及時調整教學方式,因材施教,有效提高學生的學習能力和學習效率,以期達到最佳教學效果。
2基于微信平臺的設施專業基礎生物化學翻轉課堂教學效果
當前隨著經濟社會的發展,人民對優質教育資源的要求越來越強烈,辦人民滿意的教育,需要優質的教育資源,擁有一支優秀骨干教師團隊是基本前提,而骨干教師的可持續發展還需要專業引領,需要為骨干教師成為特級教師,成為名師搭建平臺。
湖北省武漢市長期重視骨干教師的培養工作,開展名師工作室,通過授徒的方式,集中一批有發展潛力的中青年骨干教師人室學習,從而促進其可持續發展。筆者近期參加武漢市關于名師建設的項目研究,為了解和把握武漢市目前中小學骨干教師發展現狀,有針對性地開展對骨干教師培養,我們課題組對其中推薦參加名師工作室人室弟子—中學骨干教師做了一份調查,對他們目前發展水平,發展需求做了一個了解,為制定下一步培養工作方案和實施效果考評提供了基礎。
一、骨千教師發展現狀值得關注
1.骨干教師正處在一個新的發展期。在對62名骨干教師所做的調查中,男教師46人,女教師16人。他們的年齡主要集中在30 - 49歲之間,占被調查對象的98%0(如表這是一批年富力強的骨干教師團隊。
在對職稱狀況的調查研究中,62名受調教師高級職稱占到了79%0(如表2)
從對目前所取得的榮譽稱號中調查所得,市級學科帶頭人和市級優秀青年教師占到了62%0(如表6所示)上述三項調查說明這是一支處在成熟期的教師,發展的潛力很大,但也容易產生職業倦怠。正處在專業發展關鍵時期。
2.關注各學科骨干教師協調發展。從所調研的對象看,語文學科占到31%,是第一大學科,集中了很大一部分優質資源,骨干教師相對集中,而在美術、政治、體育、歷史學科只有3%-5%0(如表3)
在中學骨干教師頒調查中了解到,主要集中在高中階段,占到68%,初中骨干教師培養是一個值得重視和關注的問題。(如表4)
上述表明在骨干教師培養問題上,各學科各學段骨干教師發展不均衡值得重視,應采取有效措施解決。
3.關注農村骨干教師的培養。從表5可以看到,在所人室的弟子中,從農村選派進人名師工作室學習研究的已占到60%,這對推動農村教師隊伍建設和骨干教師的成長大有好處,但進一步具體分析還是存在這些對象主要集中在農村的城區和重點學校,對偏遠農村教師還有待進一步關注的問題。這也是促進教育均衡發展的必然要求。
4.關注骨干教師的可持續發展。在調查2008年以來參加過的各類研修學習情況時,結果表明:被調查的62人中多數人參加過市級半月以上的高級研修班,一部分人參加過大型學術交流或考察的,但還有一部分人什么也沒參加過。制訂分類具有個性化的培養方案就顯得很重要了。
在調查2008年以來骨干教師展示教學及研究成果情況時,有}8%只在區內交流,少數在省、市里交流。骨干教師要走出學校、走出武漢、走出湖北,成為名師還有一段路程。在調查2008年以來參加課題研究情況時,只有少數人主持了省級課題,多數人參加省級或主持和參加市、區級課題,也有相當部分人還沒參加任何課題研究。在調查2008年以來公開發表的教學科研成果時,有27人沒有發表成果,也就是在教育教學研究過程中能物化為成果的能力還顯得不足。
現狀調查研究表明,我們骨干教師發展后勁不足,成員之間的差距較大。因此,研究骨干教師發展現狀,探討骨干教師發展規律,為骨干教師專業能力的提升,學術能力的提升制訂針對性的培養方案是十分緊迫的任務。
二、組建名師工作室,有效引領骨千教師專業化發展
在調查對參加名師工作室的學習看法時,十分渴望和感到榮幸的超過100%。雖然有人是從服從組織安排角度上來考量,他們沒有去考量事實上的大,但希望參加學習則是共同的愿望。通過調查,不少骨干教師認為,骨干教師團隊的發展離不開專業的引領。
在目前工學矛盾依然突出的情況下,依托名師工作室無疑是解決骨干教師可持續發展的最佳路徑之一。名師工作室可以使其成為優秀教師培養的發源地、優秀青年教師的集聚地、未來名師的孵化地。向名師學習,這種直接的學習是大家夢寐以求的;有展示交流的平臺這是名師工作室獨特優勢;能向同行學習,也是他們的渴望之一。總之,對參加名師工作室學習是深得骨干教師歡迎的。
(2)從高校的人才培養角度看,生物工程專業人才培養的同質化現象較為普遍,特別是很多地方院校,忽視與自身辦學條件的結合,缺乏特色性,加劇了學生就業競爭的壓力。要尋求改變,唯一的出路只有根據高校自身的辦學實際,改變人才培養的模式化,增強自身的辦學特色,強化生物工程專業的就業競爭力。本文結合成都大學(以下簡稱“我校”)的現有辦學條件,重點探討生物工程專業的人才培養模式與特色,以期提高人才培養質量,強化就業競爭力。
一、結合地方經濟發展需求,明確專業發展方向
生物工程專業的發展方向分為偏重于工學的(發酵工程)和偏重于理學的(生物制藥),國內不同的高校根據自身的辦學要求有的側重于工學,有的側重于理學,更多的是追求全面。由于各高校辦學條件的差異性,一些地方普通高校往往存在培養特色不夠鮮明,導致學生對未來職業上的困惑。而我校的情況是培養方向不夠清晰,所學科目涉及普通生物(以植物學為主)、生藥學、發酵工程、基因工程、分子生物學和課時數較多的普通化學、有機化學等等,涵蓋面較廣,學生反映強烈。這對生物工程專業的人才培養和課程體系建設顯然是不利的。作為一所城市綜合性大學,人才的培養要為地方的經濟發展服務。根據“成都市國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要”的精神,重點調整產業結構,逐步淘汰高污染、高耗能、低效率的傳統落后產能,大力發展高新技術產業。“規劃”指出,對于本地經濟發展特色,大力促進電子信息、生物醫藥、新能源、新材料、航空航天和節能環保六大產業的發展。結合我校生物學院的現狀,有藥學和制藥工程兩大與醫藥相關的本科專業,在師資力量和藥學資源上具有一定的基礎。因此,我校生物工程專業的發展方向有必要和生物醫藥接軌。同時,我國的“國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要”也再次提出生物產業重點發展生物醫藥、生物醫學工程產品、生物農業和生物制造。
從國內來看,許多省市成立了生物醫藥產業園,主要生產抗腫瘤、抗自身免疫疾病和抗排異反應的抗體藥物,基因工程疫苗、干細胞及基因治療的基因工程藥物,生物醫藥產業的產值在生物技術產業中所占比例逐年提高,目前已達到70%以上。成都市也在高新技術產業園內建立了生物醫藥產業園,發展形勢良好,并且又在大成都范圍內規劃新的生物產業園區。在這種形勢下,將生物醫藥作為生物工程專業的發展方向就顯得更加清晰和明確。
二、生物工程人才培養目標和定位
要增強生物工程專業的就業競爭力,在眾多的高校中脫穎而出,就必須進行有針對性的人才特色培養,必須明確人才培養目標和特色定位。根據資料顯示,很多高校,其生物工程專業的人才培養目標大多定位較為寬泛和模糊,技術、工藝、產品、設備等面面俱到,涉及的就業領域看似很廣,面也寬,但實際的效果卻是大量的生物工程專業的畢業生找工作面臨較多的困難。為改變此現狀,提高就業競爭力,將培養重點置于生物醫藥領域,其目標定位于:掌握生物工程技術及其產業化的科學原理、掌握生物制藥技術及生物藥物研發、生產等相關流程和生物制藥的廠房設計要求等基礎理論、基本技能,能在生物制藥領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的高素質工程技術人才。
三、生物工程專業特色培養方案的構建
生物工程專業是一類理工結合的復合型專業,其人才培養的特征也應是復合型人才的培養。由于我校生物工程專業來源于早期的生物化學技術,對化學系列課程設置的比例較大,而對生物工程專業的核心課程占比存在不足,更談不上生物工程上下游技術教育的有機結合。生物工程專業培養體系中,由于該專業交叉學科較多,各種教材因對體系完整的要求導致在實踐中教學內容重復比例偏大,浪費大量的教育資源;教學模式上,以傳統的課堂講授為主,實踐教學比例還不能滿足對理工復合型人才的培養,鑒于我校生物工程專業發展的現狀,筆者結合教學實踐從三方面提出生物工程專業特色培養方案的重構方案。首先是專業基礎課程體系的構建。該方面的課程體系,主要以培養本專業學生基礎理論為目的,為以后專業核心課程的學習提供理論支撐。課程主要涵蓋無機化學、有機化學、化工原理、普通生物學等,其占比(包括相應實驗課程)為總學分的15%,而將分析化學、物理化學歸為選修課程。其次是專業核心課程體系的構建。這是生物工程專業的主干課程,以培養本專業學生專業基本知識和技能為根本目的。該模塊以生物制藥為核心設計相應課程體系,核心課程包括:生物化學、微生物學、分子生物學、生物技術制藥、發酵工程、基因工程、生物分離技術、生物工程設備、生物工程概論和工程制圖。其占比(包括相應綜合實驗課程)應不低于總學分的35%,理論和實踐教學的比例不低于1∶0.8。最后是專業拓展課程體系的構建。該模塊主要拓展專業知識,針對不同學生的興趣愛好,擴展知識面,增強學生對本專業更廣泛的知識體系進行有效的涉獵。該模塊主要以選修課程為主,主要課程包括:免疫學、細胞工程、生物信息學、現代醫學概論、生物制藥廠房設計(GMP)、生物反應工程原理、實驗動物學、試驗設計與數據處理、文獻檢索、營銷學等。其占比為總學分的18%左右。專業課程體系是一個專業為了達到人才培養目標所設置的課程及課程之間的分工與配合,課程體系是否合理直接關系到培養人才的質量。從生物工程專業特色培養的角度,該培養方案的構建一方面重點突出了與生物制藥領域密切相關的基本理論和基本知識,另一方面強化了與生物制藥密切相關的實踐技能訓練,強化了學生的基本技能,最后通過拓展課程的設置,不僅開闊了學生的相關視野,也為以后就業或進一步深造奠定扎實的理論功底。總之,通過生物工程專業課程的設置和學習,能使畢業學生獲得以下幾方面的知識和能力:掌握現代生物學、生物工程原理、生物制藥領域核心課程的基本理論知識和基本技能;具備在生物制藥領域從事藥物設計、工程設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的基本能力,具有獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力及開拓創新精神;熟悉生物技術藥物及產業發展的有關方針、政策和法規;了解當代生物技術藥物的理論前沿和發展動態;掌握生物技術藥物領域文獻檢索、資料查詢的基本方法,具有一定的科學研究和較強的實際工作能力。