探究生物工程专业实践教学改革的论文.doc

探究生物工程专业实践教学改革的论文 摘要：分析高等学校生物工程专业实践教学中普遍存在的问题提出深化实践教学改革的思路依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心对实践教学体系、方法、评价体系进行一系列的改革与尝试初步探索出一条适合吉林大学生物工程专业发展的实践教学道路 AbstractThispaperfindsmajorproblemsinthepracticeteachingofbiologicalengineeringinCollegesanduniversitiesandputforwardtheideaofdeepeningthereformofteachingpractice.RelyingonNationalBiologicalExperimentTeachingDemonstrationCenterofJilinUniversitywecarryoutaseriesofreformsonthepracticalteachingsystempracticalteachingmethodsandpracticalteachingevaluationsystemandfindawaywhichissuitableforthedevelopmentofbiologicalengineeringprofessionalpracticeteachingwayinourschool. Keywordsbioengineering；practicalteaching；trainingbase 1前言 生物工程作为21世纪科学技术的核心之一是一门实践性、应用性、综合性很强的交叉学科1随着科技的进步新技术、新方法不断涌现生物产业的前景也愈发广阔然而生物工程专业学生就业却较为困难究其根本原因一方面是我国生物工程产业化水平较低另一方面是因为学生的“三个能力”即实验技能、工程能力、创新能力等方面有所欠缺 实践教学是本科教学的重要组成部分是学生将理论知识转化为实际能力的过程对大学生实践创新能力和工程能力的培养也至关重要本文在分析国内生物工程专业实践教学弊端的基础上依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心（以下简称实验中心）对生物工程专业实践教学改革进行初步探讨 2生物工程实践教学存在的问题 忽视实践教学教育理念落后传统教育观念重理论、轻实践认为实践教学是理论教学的补充是验证理论课的一种手段2因此生物工程专业的基础课和专业课设置门数较多学生课业较重课余时间不足相对而言实验课不设考试没有学分只注意如何更好地配合理论教学这就造成学生不重视实验课和实验技能成为生物工程专业实践教育的一大痼疾 实验内容陈旧实验课安排不合理传统的实验教学内容大多是由课程指导教师独立设置而部分指导教师科研方向与所教课程方向不一致无法将新知识、新技术和新方法引入实践教学内容中势必导致实验内容陈旧方法老套再加上各课程指导教师缺乏应有的沟通故而实验课内容零散实验内容重复3使得学生丧失主动学习的兴趣同时由于实验课依附于理论课没有独立的学时实验课普遍安排在学生课余时间实验时间不足学生对实验中的一些现象缺乏思考4由于整个实验中学生都是被动参与他们的主动性和积极性没有被充分调动一旦出现问题便难以解决限制了他们创新能力和工程实践能力的发展 实验教学经费投入少师资队伍薄弱由于经费投入不足很多仪器设备台套数不够许多实验中几个甚至是十几个学生共用一套仪器设备且难以更新换代先进的技术设备进入不到教学中来造成理论与实际脱节不能充分调动学生动手操作的积极性5加之长期以来受传统教育观念影响实验系列教师一直不被重视从事实践教学的教师普遍存在学历低、水平不高、进修机会少、职称评定和工作量计算不合理的情况6导致实验教学人员工作热情不高、责任心不强严重影响了实践教学的质量 3生物工程实践教学体系的构建 近几年针对生物工程专业存在的实际问题进行许多改革尝试通过专业整合将原属于农业与机械学院的生物工程专业调整到生命科学学院依托实验中心对生物工程专业实践教学进行改革把实验从理论课中分离出来设计独立的实践课程和考核方法理顺学科脉络明确各课程的授业范围引入学科交叉和开放创新实验强化课程实验与实训实习内容的相互衔接构建循序渐进、逐步深入、全面系统的课程体系这样调整使得课程内容既避免重复又相互衔接；既反映学科前沿又突出学科交叉融合之势 专业基础实验专业基础实验以培养学生的实验能力为目的强化学生的理论知识和实验技能训练同时在每门实验课程内设计一定学时的设计实验项目和综合实验项目供学生自主选做有一定加分提高实验的深度和广度促进学生的学习兴趣发展以微生物学实验为例设计为64学时必选实验有3项为54学时同时设计6项选做实验其中3项综合性实验“从酸奶中分离、培养产乳链菌肽的乳酸乳球菌及乳链菌肽效价测定”“大肠杆菌噬菌体的分离、纯化及效价测定”“纤维素酶产生菌的选育”每项为8学时；3项设计性实验“高产淀粉酶霉菌的分离纯化”“高产酒精的酿酒酵母菌株的诱变选育”“高产抗菌肽乳酸菌的分离纯化”每项为2学时学生做完必选实验后至少再选作1项综合性实验和1项设计性实验才能结课這样有助于确立学生在实践中的主体地位激发其学习兴趣锻炼其实验技能 另外承办院、校、省级生物实验技能大赛根据竞赛成绩选拔下一级参赛人员通过这样一种“层层递进式”的竞赛方式学生的实验技能进一步得以巩固、加深 实习实训为了更好地实现教学与生产的对接将专业实践分为校内实训和校外实习两个阶段 校内实训建设了实训基地配备了相应的仪器设备如多台5100L发酵罐、空压机、电锅炉、大容量冷冻离心机、高压均质机、喷雾干燥器、中试型流化床、滴丸机、冻干机等先进仪器同时将基因工程、发酵工程、代谢控制工程、生物分离工程等课程有机整合在一起以典型的生物产品和教师的科研成果为内容在学生具备专业基础实验能力的基础上从原材料开始到终产物的制备用一个完整的实验过程培养学生综合运用所学知识、技术与方法解决实际问题的能力 如“好氧发酵谷氨酸发酵”和“重组人白介素18的发酵、纯化及鉴定”分别是传统生物产品实验及科研成果实验的代表为了使课程内容与产品生产一致、仪器设置与生产要求一致、教学过程与工艺流程一致校内实训以学生为主教师负责指导学生按照企业的生产流程通过小组合作生产出相应产品通过这一过程使得学生对生物产品的开发、生产、提取、检验等一系列过程有了深刻的了解 同时积极推进产学研紧密结合推动教师参与企业的产品与技术开发从企业引进生产经验丰富的工程师到学校任教并与16家科研院所和企业联办实习基地在学生完成校内实训掌握相关生产原理及工艺流程后带领他们到相关的工厂实地实习了解工厂设计熟悉生产流程加深对自动化的认知这样既促进了学生职业能力的发展也为教师和企业的合作提供了平台实现了共赢 创新实验创新实验依托开放实验、大学生创新创业计划、吉林省生命科学创新实验大赛、本科毕业论文等来推动学生学习热情和科研兴趣在大创计划和创新大赛中学生自主选择题目并由教师指导学生自主阅读文献、设计路线和进行试验在毕业论文中教师以自己的科研课题为主设计题目教师和学生实行双向选择确保一人一题在这一过程中使学生了解科研过程具备文献检索、设计实验方案、论文写作等科研工作必备素质 经过几年的积累与沉淀后学生的实践能力和创新能力显著提高本科生承担创新实验项目47项发表研究论文19篇参与申请发明专利6项 4生物工程专业实践教学方法的创新 随着信息技术的迅猛发展信息技术与教育的深度融合已成为必然趋势“互联网+”实践教学不受时间的限制学生可随时通过手机等现代通信工具进行选课、预习、复习、查询成绩、课后交流由“被动灌输”变为“主动探索”提高了学习效率促进了自主学习 以实验中心网站为平台将现代信息技术与启发式、互动式、探究式的教学方法相结合进行数字化教材、虚拟仿真技术、微课等辅助教学 1）在实验中心网站上发布本学期实践教学日程安排学生根据选课查阅相应的数字化资源通过相关仪器使用视频、课件和相关资料预习尽早熟悉操作技能理解实验原理提高实验效率减少实际操作中的错误 2）通过基本实验技术、选做和验证性等微实验知识点或技能点视频的学习使学生在短时间内熟悉实验原理、实验过程、实验操作和实验现象进而将更多的时间投入到综合性、探究性实验上 3）通过对操作复杂、大型设备使用技术、不可见的实验原理和不可见的实验现象或结果的虚拟仿验学习如动物解剖、外源基因转入受体菌的过程发酵罐控制、高效液相色谱的操作等使学生网上模拟实验过程操作形象、直观地熟悉实验原理和实验现象加深对实验过程的理解为的实验操作打下基础 4）學生通过网络互动平台实现自主答题、自主测试、师生互动、成绩查询、教学评价等 5）教师可登录后台查看学生的观看视频次数、时间、模拟实验操作情况评定学生自学成绩等 几年来中心开发网络课程13部、在编数字化课程3部、视频71部、多媒体课件89个、仿验6个促进了学生的自主学习和创新取得较好的教学效果 5生物工程专业实践教学评价体系的建立 完善的实践教学评价体系是实践教学目标得以实现的根本保障经过几年的摸索、总结和实践构建了一套以学生为主体、内容多元性、渠道多样化、注重评价对象未来发展的实践教学评价体系该体系由实践教学考核体系和实践教学效果评价体系两部分组成 1）学生实践成绩评价体系由五部分组成： 学生预习实验、观看仪器操作的程度占总成绩的10%； 进行仪器操作的考核合格者发仪器使用许可证占总成绩的20%； 良好的实验习惯由研究生助教和实验系列人员对实验中的行为打分占总成绩的20%； 全部实验结束后的考试占总成绩的25%； 实验报告、实验结果电子分析报告占总成绩的25% 另外如果实验为探究型实验则降低各5%的占比增加实验设计和论文撰写10%的占比 2）实践教学效果评价体系由三部分组成： 学期末对在校学生、毕业一年的学生和任课教师做调查问卷并收集网上反馈信息以此作为改进的依据； 学期初组织任课教师、校内专家、用人单位专家认真总结实践教学不足提出改进意见并参与培养方案制订使各项改革有利于培养学生综合素质符合社会需要； 设立实践教学督学委员会指导并监督各项实践工作落到实处 实践证明该评价体系对促进学生提高创新能力、工程实践能力、科研素质等具有明显效果大学生创新创业训练计划立项不断增加发表论文、申请专利的数量和质量一直攀升各级学科竞赛获奖大幅度增多被国内外知名院校录取的研究生数量逐年增加得到用人单位广泛认可 6高水平的实践教学团队的建设 教师是培养方案的执行者教师的素质、能力与水平直接关系到教育质量的高低关系到培养学生的社会认可度7针对青年教师的培养首先采取老教师传、帮、带的措施定期对青年教师进行教学理念、教学方法的指导提高青年教师的教学水平；其次鼓励中青年教师在职攻读博士学位提高学历层次；最后为中青年教师提供参加各种教学、科研会议的机会帮助中青年教师申请教学、科研项目提高业务水平开阔科研视野 经过几年的建设中心教学团队的年龄结构、学历结构和职称结构趋于合理中青年教师比例为72%博士学位获得者比例为39%高级职称拥有者比例为28%教学成果不断涌现主编出版实验教材15部、实验教改专著6部发表教