生物工程专业建设中教学体系的构建, 改革与实践①.pdf

第 卷 第 期 年 月 当代教育理论与实践 生物工程专业建设中教学体系的 构建 改革与实践 刘志强 张大为 李会东 向育君 周建红 湖南科技大学 生命科学学院 湖南 湘潭 摘 要 为培养适应产业化的生物工程专业人才 必须进行一系列的理论探索和实践 主要表现为 课程体系的综合化 与综合课程的设置探索 依据教学新体系组建和培养理工结合的师资队伍 实验教学体系建设 深化教学内容和教学方法 的改革 加强实习及毕业环节教学体系的建设等 这些理论探索和实践的有关成果 对同类专业的建设与发展具有一定的 借鉴作用和推广应用价值 关键词 生物工程 产业化 实践教学 课程体系 中图分类号 文献标识码 文章编号 世纪生物技术的迅猛发展引发了对应用人才和工 程技术人员的大量需求 特别是对生物技术上下游结合 产学研结合的高水平人才的需求 要求高校为社会和经济 建设培养生物技术和生物工程专业人才 近几年来全国 高校一大批生物技术和生物工程专业应运而生 迅速发 展 已经形成了相当大的规模 为生物技术以及生命科学 的发展发挥了积极的作用 目前我国在生物工程与生物 技术领域已取得了一系列瞩目的成绩 但与国际先进水平 相比 差距还很大 直接与生物技术产业化相关的生物工 程下游技术则相差更大 这一方面和我国的许多生命科 学家缺乏工程意识 走不出实验室 有很大关系 另一方 面国内培养生物高科技人才的高等院校的教学和科研条 件良莠不齐 教学方法和手段 教学理念还比较落后 培养 出来的大学生普遍缺乏创新素质 使得我国从事生物高科 技领域人才严重不足 这些都严重制约了我国在这一高 科技领域的产业化发展 因此 高等院校作为培养生物高 科技人才的摇篮 必须深化高等教育改革 改善生物学科 的教学和科研条件 为加快发展生命科学教育奠定坚实的 基础 为此 我们进行了一些探索与实践 一 着力构建理工结合 特色突出 三个面向 的课程体系 以邓小平 教育要面向现代化 面向世界 面向未来 为指导思想 着重体现加强基础 重视实践 淡化专业 拓 宽面向 更新内容 整体优化 培养能力 提高素质的原则 在新的课程体系构建中 注意保障基础课和专业基础课的 比重 增加选修课 加强课程的重组和整合 提高课程的综 合化 系统化程度 力求以有限的课程来覆盖日益增长的 知识量 为实习 设计等教学环节留出足够的时间和空间 一 理工交叉 理工结合 特色突出 现代科技与生产的发展 是以综合化为基本特征的 反映到高等教育中就是课程的综合化 所谓课程的综合 化 就是使基础教育和专业教育 应用研究和开发研究相 互渗透 交叉进行 目的在于培养学生适应社会发展的需 要和具有解决复杂课题的技能 因而高等教育课程的综 合化已成为一大趋势 版培养方案做了一些尝试 专 业基础课涵盖有机化学 普通生物学 生物化学 微生物 学 分子生物学 药理学 细胞生物学等理科基础课程及化 工原理 化工仪表等工科基础课程 专业课中涉及发酵工 程 酶工程 生化反应工程 生物分离工程 生物工程设备 与工厂设计 生物制药工艺学 氨基酸工艺学等工科特色 突出的课程 以适应当前学科高度综合化的发展趋势 二 增设选修课 拓宽专业口径 适应市场需求 根据生物工程毕业生去向和我校的学分管理制度的 改革 在构建生物工程专业课程体系中 专业课和专业基 础课大量增设选修课 主要涉及药理学 细胞生物学 天然 收稿日期 基金项目 湖南省普通高等学校重点教学改革研究项目 湘教通 号 作者简介 刘志强 男 湖南邵东人 教授 硕士 主要从事生物工程教学与研究 药物成分 生物制药工艺等 拓宽专业基础 淡化专业意 识 加强素质教育与能力培养 同时鼓励选修代谢调控 现代药理及实验 细胞工程等研究生课程 三 拓展双语教学 生物工程是当今世界发展很快的学科和技术 特别是 国外发达国家发展更快 为了有利于加强与世界交流 促 进我国的生物工程发展 本科的双语教学很重要 教育部 年第 号文件作出了具体要求 要求三年内外语教学 课程达到所开课程的 我们从 级就开始在 分子生物学课程教学中采用双语教学 并逐步在微生物 学 生物化学 细胞生物学 生物信息学等专业基础课和专 业选修课中推行双语教学 为面向世界 面向未来奠定了 基础 二 根据教学体系和课程体系的需要建设师 资队伍 根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理 工结合的高层次人才 在学科建设经费和学院的支持下 对年轻教师特别是非生物背景或非工科背景的教师进行 了全方位的培养 先后派教师 余人次跟随实习队伍一起 到食品厂 药厂 啤酒厂 酶制剂厂等进行实习锻炼和学 习 使这些教师具备指导实习的能力 先后派出数人次到 中南大学 湖南师大 江南大学等单位进行深造 进修学习 及合作与交流 通过调整充实 派出进修深造和引进 生 物工程现有教职工 人 全部具有研究生以上学历 其中 博士 人 在职博士 人 并要求全体在岗教师加速知识 结构调整和知识更新 专业基础课和专业课的老师尽可能 成为教学科研型 都能承担和参加纵横向教学科研课题 都能承担两门以上专业基础课和专业课程的讲授任务 都 有较强的外语和计算机应用能力 教研室队伍构成呈现 多学科 开设的课程门类也呈现多学科 有利于学科间的 交流 有利于推进课程体系和教学内容的改革 为该学科 专业的发展奠定了坚实基础 三 实验教学体系建设 一 实验条件建设 在各级领导的关心支持下 通过多渠道筹集资金 教 学科研设备条件得到较大改善 固定资产 多万元 其中 利用省部共建实验室专款购置 多万元 科研经费购置 多万元 重点改善了生物化学及微生物学实验室 新建 了生物分离实验室 分子生物学与与基因工程实验室 实 验室面积约 拥有一批先进的仪器设备 能按教学 大纲要求开出全部学生实验 并可利用细胞培养技术开 展药物筛选工作 利用基因工程技术开展基因工程药物的 克隆 表达和放大培养生产 能进行基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程 生物活性物质分离纯化等方面的教学 科研工作 二 加强实验课教学改革 在加强学生动手及创新能力培养体系建设中 把实验 教学环节设计成三个层次 第一层次以验证实验为主 第 二层次以综合性实验为主 以深化课程讲授的重要理论为 中心 夯实学生的基础实验技能 第三层次以开放性和创 新性实验为主 学生自己立项进行 侧重加强学生创新能 力的培养 使他们获得从事本学科科学研究的初步能力 针对该专业教师年轻 科研经验和实验教学经验不足的特 点 对涉及面广的实验课如生物化学和微生物学试行了学 科带头人领衔的集体备课和准备 对青年教师的成长和实 验教学质量的提高具有较大的促进作用 有利于尽量将 现代化仪器设备的使用引入实验课 创造尽可能多的动 手机会 提高学生实验技能 有利于不断更新和补充各科 实验内容 特别是专业课实验 将正在进行的研究课题有 代表性成果的充实到实验教学中 丰富实验教学内容 提 高学生学习的兴趣 如菠萝蛋白酶 细菌蛋白酶 豌豆总黄 酮等 既完成了课程所要求的训练目的 又增加了实效性 增强了学生的学习兴趣 为培养学生实践动手能力 在综 合性实验和开放性实验中 除必须由实验教师完成的准备 工作外 所有的实验准备工作均由学生自己来完成 包括 各种试剂的配制 活性成分的提取 培养基的制备及实验 仪器的调试 准备及使用等 由于学生参与了实验的准 备及操作的全过程 大大提高了学生的动手能力和创新意 识以及发现问题 综合分析和解决问题的能力 三 通过科研改善开放性创新性实验条件 由于科研一般没有上下班时间等条件的限制 对学生 开展开放性实验较为便利 这是通过科研促进学科专业建 设的有效途径之一 我们鼓励学生在各个不同的学习阶 段 凝练自己感兴趣的题目 在教师的指导下到相关的研 究室 实验室进行教学大纲以外的 有一定深度的创新型 实验 学生也可结合学生科技活动 完成所需的实验工 作 促进本科生科研能力的提高 通过参与教师的科研还 可获得适当的科研补贴和参与发表学术论文 四 深化教学内容和教学方法的改革 一 推行新的教学方法 提高学生学习的自主性 在教学内容的改革上根据目前高中课程内容进行的 全面提升实际 我们采取了注重精和新的原则 以及时将 本学科最新成果 发展动向引入课程教学 给学生提供一 些尚未解决的新问题供其思考 借以激发学生的创新思维 和创造性学习精神 多年来我国基本上还是沿用单向型 的教学模式 虽然经过许多改革 但还是没有从根本上超 越这种 灌输式 模式 与现代科技迅猛发展 知识量激增 以及信息化的时代背景极不相称 学生在校学习的时间 是短暂的 获取的知识是有限的 更多的是在今后的实际 工作中学 从社会大课堂中去学 所以教师一方面要将知 识传授给学生 更重要的是培养学生主动获取知识的能 力 因此 在教学方式的改革上 我们主要是在一些专业 基础课 如生物化学 微生物学 分子生物学 和专业课 如 发酵工程 生化分离 中大量引入参与式 启发式 讨论式 和研究式等生动活泼的教学方法 如在授课中增加一些 由学生独立思考完成的内容 由教师给出一些专题 让学 生自己去查阅整理资料 了解并总结该专题的国内外研究 进展 新成果 新热点和发展趋势等 写出综述性论文 通 过电子邮件反馈给教师 变被动学习为主动求知 以此扩 大学生的知识面 培养学生的综合能力和自学能力 提高 学生的文献检索能力和专业外语水平 二 推行多媒体教学 注重提高教学质量和效率 随着计算机的发展 多媒体教学已成为重要的一种教 学手段 采用多媒体教学 可以在很短的时间内 获得更 多的信息 从而无形中缩短了教学时间 因此如果合理使 用多媒体教学 可以在一定程度上解决总学时限制与学生 期望多修生物工程限选课和任选课之间的矛盾 保证在 压缩学时的同时 重要的知识点不折不扣地传授给学生 努力让学生及时了解本门学科的前沿动态 我们把推进 教学手段与方法的改革放到突出的位置 大量引进多媒体 教学 网络教学等现代教学手段 在学校现代教育技术中 心的支持下 所有的课程都实现了多媒体教学 五位教师 在省 校级多媒体课件大奖赛中获奖 三 推行网络教学 扩大学生知识面 建立生物工程信息中心 提供和安装了大量的生物工 程软件以及大量电子书藉和期刊以及生物工程课件等教 学资料 学生可利用其查寻资料 撰写课程论文及毕业论 文 师生间也大量采用电子邮件上交 批改和返回课外作 业 网络可提供大量的学习资料及相关网站链接 方便学 生查阅检索文献资料和了解国内外最新动态 拓宽知识面 和计算机应用能力 五 加强实习及毕业环节教学体系的建设 中共中央 国务院关于深化教育改革全面推进素质 教育的决定 明确指出 实施素质教育是 以培养学生的创 新精神和实践能力为重点 进行素质教育 增强适应能 力是时代对高等教育人才培养的基本要求 素质教育的 核心是培养学生的创新精神和实践能力 教学实践环节 在培养学生的工程实践观念 提高学生的素质 启迪学生 的创新思维 开发创新潜能 锻炼创新能力 巩固理论知 识 提高实践动手能力与独立工作能力 以及培养学生理 论联系实际 分析问题 理解问题和解决实际问题的综合 能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用 为提高生产实习质量 结合生物工程专业的特点及固 定的实习基地情况 研究了生产实习的动态监控措施 考 核及成绩评定体系 评价指标体系是搞好评价工作的基 础 它不仅是对生产实习进行评价的依据 而且会对实习 教学环节中的各项工作起到引导和推动作用 因此 一个 科学的评价指标体系不仅应能客观 全面地反映实习教学 的水平及其效果 而且还应遵循科学性和可操作性 根据 上述原则 设计了生产实习评价指标体系 修改 制订了 详细而具体的生产实习大纲 摒弃了传统的提纲式指导 大纲 改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和 指导 有的甚至细化到每台设备 每个泵 让学生充分明确 实习的内容和要求 同时可起到督促实习指导教师的作用 为提高毕业设计 论文 质量 从毕业设计 论文 指导 书 进度监控 论文开题报告 设计 论文 的批改进行了研 究和探讨 并制定出相应的措施 规范毕业论文的开题报 告 以表格形式 要求本科毕业论文之前 充分明确该课题 的背景 意义 主要研究内容 方法和技术路线 工作的主 要阶段 进度和技术指标 最终目标及完成时间等内容 并 在全系范围内进行公开的 正规的开题报告 给该专业的 师生提供一次较好的学术交流机会 有助于拓宽学生的专 业视野 活跃学术气氛 同时 每周一次的毕业设计 论文 进度检查措施及毕业设计 论文 的批改规范化实施 全面 提高了