基于卓越计划的生物工程论文

2022-04-15

下面小编整理了一些《基于卓越计划的生物工程论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!(盐城工学院化学与生物工程学院,江苏盐城224051)摘要针对目前地方高校生物工程专业教育存在的常见问题,以“卓越计划”背景为主线,结合盐城工学院的一些具体和自身情况,探索了生物工程专业教学体系改革的思路和构想,探讨生物工程专业学生卓越培养计划如何更好地执行。

基于卓越计划的生物工程论文 篇1:

基于卓越工程师教育培养计划的大学英语教学研究与实践

[摘 要] 根据教育部“卓越工程师教育培养计划”的指导思想,开展了改进大学英语教学的研究与实践,探索了大学英语教学适应和服务于“卓越计划”的有效途径,获得了第一手的实践数据资料,为河北省工科院校的外语教学改革积累了经验。

[关键词] 卓越工程师教育培养计划;大学英语;教学研究

卓越工程师教育培养计划是教育部实施的高等教育重大计划,旨在全面提高我国工程教育人才培养质量。自2010年6月“卓越计划”正式启动以来,燕山大学作为河北省高校中首批实施该计划的院校,在大学英语教学方面做了一些有益的研究和探索。

《教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见》明确指出:“积极推进卓越计划学生的国际化培养。卓越计划高校要积极引进国外先进的工程教育资源和高水平的工程教师,要积极组织学生参与国际交流,拓展学生的国际视野,提升学生跨文化交流、合作能力和参与国际竞争能力,鼓励有条件的参与高校使用多语种培养熟悉外国文化、法律和标准的国际化工程师”[1]。在卓越工程师教育培养计划的有利背景下,工科院校如何深入开展大学英语教学改革与创新以便更好地适应和服务于“卓越计划”,大学英语教学如何满足“卓越计划”中“国际化培养目标”的要求,如何培养工程专业学生的“参与国际交流”、“拓展国际视野”、“提升跨文化交流、合作能力”、“参与国际竞争能力”等问题被提上日程,探索卓越工程师教育培养模式与大学英语教育教学改革的有机结合具有重要的现实意义。

根据燕山大学“卓越计划”的总体要求,课题组进行了一系列的大学英语教学研究和实践活动,其中包括创新大学英语教学模式,更新大学英语教学内容,增强大学英语的工具性和实用性,培养工科大学生的英语实用能力,多模式、多层次构建大学英语教学和自学平台等,以便更好地配合和服务于卓越计划,使卓越班学生通过大学阶段的英语学习,能够快速接近或达到卓越计划的国际化培养目标,并为他们日后参与国际交流与合作、进行跨文化交流和参与国际竞争等打下良好的语言基础。

1 提高工科院校大学生英语交流能力,主 要是听力和口语能力

《大学英语课程教学要求》指出,“大学英语的教学目标是培养学生的英语综合应用能力,特别是听说能力,使他们在今后学习、工作和社会交往中能用英语有效地进行交际”[2]。鉴于我省理工科学生的英语听说水平比文科学生差的实际情况,课题组在卓越班的英语教学中开展多种活动加大听力输入训练力度,因为听力是口语交流的前提和基础,听不懂他人的谈话也就根本不可能达到交际目的。课题组教师注意将课上精听与课下泛听相结合,在进行听力专项技能训练的同时,注意将听力材料的知识性与趣味性融合起来。笔者为学生学习小组布置听单词、听句子、听课文、听新闻、听幽默故事、听演讲等多项任务,让学生们逐渐掌握英语的发音规律和听力技巧,了解英式发音和美式发音的主要区别。这些训练在提高学生听力水平的同时也扩大了他们的知识面。

著名语言学家Merrill Swain的语言输出假设理论认为:“语言输入是必要的,但不是实现语言习得的充分条件;要使学习者达到较高的语言水平,仅仅依靠可理解的输入是不够的,还需要可理解的输出”[3]。因为语言输出能迫使学生注意语言形式,特别是当交际受阻时,双方必须通过意义协商来传递信息,用恰当、连贯的语言完整地表达自己。根据以上理论,课题组开展了多种多样的提高学生语言输出能力的教学实践活动,如每次课前都安排2~3名值日生向全班学生做汇报,要求他们尽量不间断地用英语向全班汇报,内容可以包括但不限于天气状况、校园热点、国家大事、国际新闻、体育消息等同学们感兴趣的话题。课题组老师在卓越试点班进行课文话题讨论、角色扮演、社会热点问题讨论、讲故事、讲笑话比赛以及口语演讲比赛等。在这些活动中,要求学生把英语确实当作与人交流、表达思想的工具,而对于交流中的语音和语法问题,不强求其准确无误,只要不影响正常的交流沟通,就不予纠正。这些活动提高了学生语言输出的主动性和积极性,广大学生有机会直接参与到语言实践活动中来,他们有意识地锻炼和检验自己的英语学习成果,尤其是听说练习的效果。

2 大学英语教学内容适应卓越工程师培养 的需求

著名学者Gardner和Lambert认为外语学习动机或取向主要有两大类:一是“工具型”,即用语言做工具达到某个实际目的;二是“融合型”,即了解和融入目的语文化[4]。动机取向与智力因素一起影响学习的结果,外语学习动机与学习者的成绩成正比。卓越班的学生为了能成为国际化的工程师,他们的英语学习动机除了具有融合性之外,以英语作为工具为将来工程服务的动机非常明显。为了能够与将来的工程英语相衔接,卓越试点班学生的日常英语学习中需要一些基本的工程英语内容的输入,但是目前的大学英语教材中一般比较偏重人文社科方面的内容,而工程英语方面的内容比较匮乏。

鉴于这种实际情况,在卓越班的英语教学中,笔者根据学生的不同专业,有选择性地加入一些适合学生认知程度的、与其专业密切相关的英语学习材料,内容包括信息技术工程英语、材料工程英语、车辆工程英语、生物工程英语、电气工程英语等。这些材料让卓越班学生在学习英语基础知识的同时,能够适当地熟悉工程英语词汇、表达和篇章结构等的基本特点,比如,常用工程单位的口头和书面表达、工程图纸中常用缩略语的理解、工程现象的简单描述、工程备忘录的起草和撰写、工程文献资料的检索、工程技术材料中名词和被动语态的频繁使用等,这些工程方面的教学内容在强化学生工具性学习动机的同时,也为他们毕业后顺利适应专业工程工作做了知识上的储备。

3 改进教学和考核模式,培养自主学习能力

3.1 教学和考核

由于卓越试点班级的班容量相对于普通大学英语课堂而言较小,这就为卓越英语小班教学、开展多种多样的小组活动尤其是听说活动奠定了基础。课题组老师围绕学生的实际需求,开展了“以学生为本”的多种个性化教学实践活动。比如,把学生分成小组,给他们布置不同的学习任务,让他们在合作学习的基础上共同完成学习任务,如课文讲解、角色扮演、工程说明书翻译和报告撰写等,充分发挥班级中每名学生的学习积极性和自身潜质,让学生在使用英语表达自己、完成学习任务的过程中体验英语学习的乐趣。老师则对学生学习中遇到的问题和困难给予解答和帮助,对学习成果及时进行反馈。

Arthur Hughes认为“语言测试对教学具有反拨作用,测试内容设计得好,会对教学起到积极的促进作用”[5],所以笔者在设计考试题目时充分考虑试题对学生日后学习的影响。无论是在平时课堂小测中,还是在期中、期末考试中,笔者都注意使用适当的考核方式,增加语言综合应用的题目,减少效度不高的选择性题目。设计试题时尽量考虑到学生语言交流能力的考核,尤其是突出考核学生的听说和书面表达交流能力,让学生的所学和所考相吻合。

3.2 英语自主学习能力的培养

由于卓越试点班学生有较多的社会实践课程,所以其英语课时比其他非试点班级的课时有所减少。以燕山大学为例,卓越试点班学生的英语课时由第一学年的128学时减少到96学时。这些卓越班学生需要花费更多的课余时间进行自主学习,以弥补英语学习时间的不足,所以其自主学习能力的培养被提到更加重要的地位。然而,自主学习绝不等同于个人学习或者个别学习,也绝不是没有教师参与的学习[6]。试点班的任课老师帮助学生研究自主学习策略,给他们布置自主学习任务,帮助制定自主学习计划,并指导他们的自主学习活动。课题组老师鼓励卓越试点班学生充分利用学校计算机房的自主学习资源,根据自己的具体情况,选择自己的学习时间段和课程选学内容,任课教师对学生的自主学习情况进行有针对性地抽查并评估。这些自主学习活动一方面使学生巩固了课堂所学知识,另一方面老师给卓越班学生布置的有关英语国家风土人情、政治经济、法律制度等方面的学习内容,有助于他们扩大国际视野、增加知识储备、提高跨文化交流能力。

4 教学实践结果及分析

4.1 实践样本

课题组选取的实验样本是3个卓越试点班的81名学生和2个正常教学班的98名学生,其中卓越班学生来自电子信息工程、车辆工程和生物工程专业,正常教学班学生来自机械工程学院和建筑工程学院。卓越试点班和正常教学班的课时数分别为128学时和96学时,教学环境为多媒体教室和网络自主学习机房。卓越班班容量平均27人,正常教学班平均人数为49人,教师配备等其它方面都相同,但卓越试点班根据“卓越计划”进行了上述的教学改革和实践活动。

4.2 成绩统计对比

学生入学之初笔者进行了一次入学英语水平测试,满分100分,学生成绩统计分析如表1。

表1 学生入学水平测试成绩

卓越试点班 正常教学班

样本人数 81 98

平均分 75.54 74.03

标准差 8.30 8.86

采用两总体分布未知,两独立样本的 检验 ==1.17

经查验 值分布表[7],双侧检验 =177,0.05/2=1.96,由于 =1.17<0.05/2 ,因此 >0.05,两组成绩差异不具有显著性,说明入学之初卓越试点班和正常教学班学生的英语程度处于同一水平。

经过一个学年的基于“卓越计划”的大学英语教学改革与实践,再次对卓越试点班和正常班的学生进行了英语水平统一测试,满分100分,试卷各部分内容的比例同入学水平测试一致,其数据及统计结果如表2。

表2 一学年后学生水平测试成绩

卓越试点班 正常教学班

样本人数 81 98

平均分 85.17 82.09

标准差 6.78 8.06

采用两总体分布未知,两独立样本的双侧 检验 ==2.73

经查 值表,双侧检验 =177,0.01/2=2.58,由于 =2.73> 0.01/2, 因此 <0.01,两组学生成绩差异具有高度显著性,说明经过一个学年的教学实验后,卓越试点班学生的英语语言能力明显高于正常教学班学生。

4.3 结果分析

由以上教学实践的统计结果可以看出,即使在卓越班学生英语学时有所减少的情况下,卓越试点班学生的成绩还是明显高于其他正常班学生。一方面说明基于“卓越计划”的教学实践活动取得了比较理想的效果,另外的原因可能是小班授课教学效果好,试点班学生自我效能感高,学好英语的动机非常强烈,课后投入的时间和精力也比较多等等。

5 后续工作

按照建构主义学习理论,教师的角色应该是学生构建意义的组织者、指导者、帮助者和促进者。由于卓越工程师班的专业教学很多涉及到引进或者改编国外原版教材以及进行跨文化交流和合作等,专业教师需要进行双语授课。双语授课要求专业教师不仅拥有扎实的专业知识,同时还应具有较强的英语运用能力。但是工科出身的专业课程教师英语程度参差不齐,有的专业教师的英语语言应用能力还不能满足双语授课的需要,尤其是一些年龄偏大的专业老师口语能力较差,不能很好地帮助、促进卓越学生的英语学习,所以有必要对专业课程教师进行英语指导培训。针对卓越班专业教师在双语授课中遇到的具体问题,课题组教师将进行个性化的指导和培训,纠正他们的语音错误、解释科技英语篇章的语法和结构特点等,为他们进行双语授课奠定基础,以最终实现大学英语教学与工程课程教学的有机结合。

课题组教师以“卓越工程师教育培养计划”为指导,尤其是在有关卓越工程师“国际化培养目标”的基础上,研究了提高工科院校大学生英语沟通、交流能力的相应措施,提出了改进大学英语教学内容和模式以适应卓越工程师培养需求的方案,提出了提高工科院校大学生英语自主学习能力的建议,实施了一系列改进大学英语教学以服务于卓越计划的教学实践活动,取得了令人满意的效果。通过深入的教育教学研究和实践,笔者正积极寻求适应和服务于河北省工科院校工程教育改革的大学英语教学模式和方法,为培养一大批工程领域的卓越工程师积累更多的经验。

参考文献

[1]教育部.教育部关于实施卓越工程师教育培养计划的若干意见[EB/OL].(2011-02-18)[2013-01-11].http://www.edu.cn/zong_he_793/20110218/t20110218_578816.shtml.

[2]教育部高等教育司.大学英语课程教学要求[M].北京:高等教育出版社,2007.

[3]Swain M.Communicative Competence:Some Roles in Communicative Input and Communicative Output in Output in Its Development [C].In S. Gass & C. Madden (eds.). Input in second Language Acquisition. Rowley, MA: Newbury House, 1985:50.

[4]Gardner R C,Lambert W E.Attitudes and Motivation in Second Language Learning[M].Rowley, Mass:Newbury House,1972.

[5]Hughes A.Testing for language teachers (2nd edition)[M]. Cambridge:Cambridge University Press,2003:3.

[6]Littlewood W.Defining and developing autonomy in East Asian Contexts[J].Applied Linguistics1999,(1):71-84.

[7]Woods A P F,Hughes A.Statistics in Language Studies[M].Cambridge:Cambridge University Press,1996:300.

作者:周忠新

基于卓越计划的生物工程论文 篇2:

基于“卓越计划”的地方高校生物工程专业教学体系改革

(盐城工学院化学与生物工程学院,江苏盐城 224051)

摘要

针对目前地方高校生物工程专业教育存在的常见问题,以“卓越计划”背景为主线,结合盐城工学院的一些具体和自身情况,探索了生物工程专业教学体系改革的思路和构想,探讨生物工程专业学生卓越培养计划如何更好地执行。

关键词 “卓越计划”;生物工程;教学体系;改革

基金项目 盐城工学院教育教学改革项目;2014年江苏省现代教育技术研究立项课题(2014-R-31936)。

作者简介

梁慧星(1980-),男,江苏阜宁人,副教授,博士,从事生物工程专业教学与研究。

收稿日期 20140530

由于历史和地域的原因,国内地方高校的生物工程专业成立背景不同,在专业教学体系的设置方面各有偏重,体现不同学校特色。我国高校设立生物工程本科专业大概不到20年时间,对于盐城工学院这种类型高校,此专业成立时间一般更短。 2004年学校成立了化学与生物工程学院,制订了学院的发展方向和人才培养目标,重新规划了各专业的教学计划及课程体系。为培养出高质量的人才,以适应国家、地区经济建设和社会发展的需要,盐城工学院生物工程专业在人才培养模式的构建方面进行了一系列探索与实践,取得了明显的成效。新形势下,如何更好地构建地方本科院校生物工程专业人才培养模式,是十分现实而重要的课题。目前学校本专业是江苏省教育厅重点建设学科之一(2012年江苏省教育厅批准)。

卓越工程师教育培养计划(简称“卓越计划”)是教育部启动的高等工程教育改革项目,旨在工程领域培养面向工业、面向未来、面向世界的优秀工程技术后备人才[1]。“卓越计划”具有3个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力[1]。根据江苏省企业发展特点及学院科研方向,生物工程专业的培养方向目前侧重为生化工程及生物制药。当下学院生物工程专业教学的培养模式已很难适应“卓越计划”背景下对人才的需求,因此生物工程教学改革是目前学院教学改革的重点内容。

1 生物工程专业本科教学的一些问题

在我国,一些高校生物工程专业教育往往重书本、轻实践,重知识、轻能力,重科研、轻教学。目前部分高校的学生大多数对运用综合知识解决问题的重要性以及实践缺少理解,这也是这些专业工科教育不重视实验教学和工程设计的误区,学生缺乏实验设计和综合工程设计的经历[2-3]。部分高校生物工程专业实验课时少,相当数量的实验室设施落后、老化,且设备管理水平不高,能够满足学生课外实践要求的实验室并不多。实验教学内容基本以验证性实验为主,缺少主动积极的思考[4]。综合性实验也由于学生人数偏多、设备量不足,教学质量大打折扣。一些高校对实践教学缺乏有效的考核评价制度,或没有认真落实和执行。因此有必要强化生物工程专业实践教学过程控制,建立完善的监控方案,改进教学考核办法,这样高质量的实践教学才能得到保证[3-5]。近年来,虽然教师队伍中引进了大量的具有生物专业背景的博士人才,有效解决了教师队伍整体学历学位偏低的问题。但是这些新增专业新进教师相当数量属于学术型,很少有企业工作经验或者自身缺乏工程经历。由于缺乏工程实践环节的专门训练,因此难以胜任相关的实践指导工作[3,6],这从学校近几年的教学情况也可以看出一些问题,特别是在本科生毕业设计(论文)工作中,发现选择工程设计的选题偏少,大多数学生还是选择理论性的毕业论文。这些情况和专业培养目标是有一定差距的。

2 生物工程专业教学体系改革的思路与目标

结合“卓越计划”内涵和学校办学特点,确定生物工程专业应立足沿海工业需求,辐射地方生物行业,以江苏省工程技术人才的现实和长远需求为指导,培养实践能力强的应用型工程人才的人才培养目标。在此目标下,主要专业核心课程的教学与实践环节应紧扣学科主干知识和基本能力培养;在教学过程中应强调知识、原理最大限度地与生产技术标准、行业规范和过程技术装备等有机结合。把握基础理论和专业课等课程内容合理衔接以及学时的合理分布,利用本专业已有的资源、师资等条件,在专业教学模式上尽量发挥学生的主观能动性,强化实践能力的培养。

3 生物工程专业教学体系改革的探索

生物工程产业的迅速发展增加了对相关人才的大量需求,特别是对生物工程的高水平人才的需求。但是,大多数的本科生只有理论知识,缺乏实际生产实践经验,需要在工作中重新学习适应。这就要求改革教学方案和人才培养方式,以生物工程本专业为导向,能力培养为核心来科学定位。要突出体现实践实训教学环节,强化对学生技术思维能力、知识转化能力、专业行为能力、解决实际问题能力的培养。

理论课教学建设方面,鼓励开设能力培养型课程,如研究课、自学课、讨论课、设计课等,鼓励教师以课程设计或者课程论文代替部分作业或者考试。进行学生考试方式改革,减少以往的“背书考试”模式,考核要能体现发现问题、解决问题能力的培养目标,增强学生应用能力和工程设计能力的培养。在课题教学过程中,也要求教师做出相应改革,采取了注重新和精的原则,及时将本学科的最新研究成果、发展动态引入到课堂教学中。专业教师将更多的课题理论知识在实验课中体现,使学生在实验的同时深刻理解理论知识,这也对教师的教学方式提出新的要求,让教师改变传统的理论课教学的思想,从以往的课题讲授模式里跳出来,更多地从“卓越计划”角度考虑自身的教学途径和效果。实际上,“卓越计划”不仅是对学生培养方式的改革,更多的是对教师传统教学方式和思想的改革,真正让教师的教学思想发生转变。

专业基础实验课的目的是训练和规范学生的基本实验技能和操作方法,对所观察的现象做出合理的分析,并通过获得的实验数据撰写合格的实验报告[7]。以往实验教学是教师根据理论课程教材事先选定,并准备好实验药品, 学生在实验课堂中所需要做的就是机械地操作并记录数据,这也导致了本科实验课内容多为验证性、演示性实验[8]。所以在实验教学方面,今后的发展趋势应减少验证性实验,调整为综合性、设计性的实验课程。任课教师也应引入国内外方法先进、适合本科实验教学的先进的实验项目,培养学生的科学思维和创新能力[9]。调整实验课程结构时,应删除部分重复实验,除了一些验证性实验,增加了一些学科前沿性实验。近几年实验教学改革情况表明,通过开设生物工程专业综合性实验课程,充分调动了本科生的实验积极性,可以让每个学生都参与进来,让每个学生都能动手参与课程,提高了实验的教学效果。为了更好地拓宽学生的实验技能, 学校将“大学生创新训练项目”作为延伸课内实验教学的平台。专业教师从承担的科研项目中提出与专业实验相关的研究子课题供学生选择,学生自己组成创新团队承担教师课题,教师给予一定的指导,学生自行开展文献检索、实验设计和课题研究,这能充分锻炼学生的自主学习和实验能力,取得了很好的效果,是培养学生动手能力、创新能力、工程能力的有效途径。

实习是通过学生在相关企业内的学习和实践,使其接触生产实际,了解实际生物工程产业的过程。由于现阶段生产企业的管理规定,学生在实习期间大多数都是以观察为主,很难切身投入到实际生产操作中去,达不到期望的实习效果。由于教师学科背景、选题脱离实际等原因,传统的生物工程毕业论文(设计)存在诸多问题。基于“卓越计划”的培养需求,应改进原有实习和毕业论文环节,将企业的生产工艺在学校实验室规模下加以实现, 聘请企业工程师人员指导本科生的生产实习和毕业论文,并将解决的企业问题作为学生的毕业论文选题,同时也让教师更多地参与企业的生产需求的研究。采用学校与企业紧密结合的双元合作教育模式,使学校与企业相互依存。指派企业高级技术人员作为副指导教师,与高校教师一起全程负责学生的实习环节教学指导工作,切实培养学生的工程创新素养和能力。

“卓越计划”的典型特点是校企对接,学生的培养更多地面向行业需求和要求,而相关行业也深度参与院校的人才培养过程。要对生物工程专业原有的教学计划模式进行改革,积极试行“3+1”、“2.5+1.5”等培养模式,探索一条面向生物行业培养要求办学之路,企业参与人才培养的全过程,为“卓越计划”的全面实施作好准备[3]。通过教师参与企业生产实际的过程,学校与有关企业共同制订学生培养目标,减少校内的纯理论教学,加强实践教学学时。与合作企业共同实施学生培养,建立科学的质量培养评价体系。生物工程专业的“卓越工程师”的培养目标是保证学生完成校内的理论课和实践课程的选修之后,基本掌握了该专业方向的基本知识,在实际生产实训时能更快投工作;使学生能够顺利完成校企的共同培养目标,包括基础理论和实践动手能力的掌握,力保生物工程专业的“卓越工程师”能在短时间内适应企业生产和生活[3]。

4 结语

“卓越计划”的提出对于我国走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家以及增强综合国力具有十分重大的意义。目前学校生物工程专业围绕“卓越计划”培养的各项建设正在进行,随着专业课程改革、师资队伍建设、教学模式转换的进一步完善,人才培养质量的要求也相应提高:即要求培养出行业需要、能适应经济社会发展要求的复合型专业人才。

参考文献

[1] 林健.卓越工程师教育培养计划学校工作方案研究[J].高等工程教育研究,2010(5):30-43.

[2] 金自强,谷和平,武文良,等.化工仿真技术在“卓越工程师”培养中的应用[J].软件导刊(教育技术),2012(4):86-88.

[3] 高健,李凤伟,薛锋.面向工程技术人才培养的生物工程专业教学体系改革[J].淮海工学院学报:人文社会科学版,2013(11):81-84.

[4] 郑太年.知识观,学习观,教学观——建构主义教育思想的三个层面[J].全球教育展望,2006(5):32-36.

[5] 王涛,刘美.卓越工程师培养计划中实践教学体系建设的几点建议[J].中国电力教育,2011(30):159-160.

[6] 潘艳平,包秋燕,江吉彬.基于卓越工程师培养的本科实践教学体系改革[J].实验室科学,2011,14(6):213-215,220.

[7] 张琇,刘雅琴,倪志婧.民族院校生物工程专业微生物实验教学体系的构建与实践[J].微生物学通报,2010,37(11): 1701-1704.

[8] 常景玲,李兰,郭丹钊,等. 生物工程实验课程教学改革探索[J].实验科学与技术,2008,6(2):78-79.

[9] 刘峥,陶慧林,张淑华.地方高校基于卓越工程师培养的化学化工课程体系改革[J].高等理科教育,2012,103(3):115-118.

作者:梁慧星 陈爱辉 余晓红 李凤伟

基于卓越计划的生物工程论文 篇3:

生物技术专业发酵工程课程改革探索

摘    要: 文章结合卓越工程师教育培养计划的背景及衡水学院应用型人才培养的需要,从优化课程内容体系、改进教学方法、加强教学与企业互动和优化考核方式等方面进行探索与分析,对生物技术专业发酵工程课程进行教学改革,以期提高教学质量,培养应用型人才。

关键词: 生物技术专业    发酵工程    教学改革    应用型人才

发酵工程是以微生物的特定性状和功能为基础,通过现代化工程技术生产产品或直接应用于工业化生产的技术体系[1]。它结合生物学和工程学的特点,涉及微生物学、生物化学、数学、化学工程、机械设备等多门学科。发酵工程具有应用性强和实践性强的特点,是生物技术在农业、医药、化工、食品、环保等领域应用发展的支撑点,是生物技术产业化的关键和必由之路。

教育部2010年启动了“卓越工程师培养计划”,致力于培养适合经济和社会发展需要的工程技术人才[2],以增强学生的实践能力和创新能力。衡水学院也正致力于向应用型大学转型,探索对应用型人才的培养。《发酵工程》是我校生物技术专业开设的专业必修课程。做好发酵工程课程的建设与改革,对学生综合能力的发展、进入相关行业时快速入手等起着重要作用。

本文结合卓越工程师教育培养计划的背景及应用型人才培养的需要,结合本校的课程设置和教学活动,通过优化课程内容体系、改进教学方法、加强教学与企业互动和优化考核方式等方面进行探索与分析,对发酵工程的教学改革进行思考。

1.教学内容的优化与更新

衡水学院《发酵工程》课程的设置,是在完成基础课和部分专业课的基础上进行的。但随着应用型人才培养方案的提出,理论课时缩减,只有32个学时,因此必须对教学内容进行优化。在此之前,学生已学习了一些本课程的相关知识。根据生物技术专业学生的实际教学情况,对已掌握的不再重复讲授,着重复习以突出重点。如在菌种选育一章,由于在微生物学中已详细讲解过各种选育方法,本课程中以问题方式引出,引导学生归纳总结,模糊的地方课下通过网络平台复习。对下游提取分离的技术,在生物工业下游技术课程中会详细介绍,所以授课主要集中于对发酵工程上游技术和中间控制的学习。

课程内容的安排上,我们力将发酵工程研究对象共性的规律提炼出来,在理解发酵机制的基础上,按照发酵过程的主线编排教学内容,包括:菌种选育→培养基→灭菌与空气除菌→种子扩培→发酵机制→发酵过程控制→染菌分析及防治→发酵经济学。同时以动力学模型和发酵设备为辅,坚持生物学基础和工程学基础并重,要求学生注重理论基础和实践操作相结合。这样安排有利于学生清楚、完整地掌握整个发酵工艺过程和发酵的共性问题,为后续课程和科学研究的顺利开展奠定基础。

同时,衡水学院为学生开设了多门和发酵工程相结合的专业课程和实践环节,包括发酵工程设备、发酵工程设备实验、发酵工程大实验、生物工程下有技术、酿酒概论等,形成了以培养发酵应用型人才为目的的课程群,对发酵工程的原理和技术进行强化。

除了丰富教学内容外,增加新知识、介绍最前沿的科技动态也尤为必要。教师应通过阅览国内外专业期刊及网站,将国内外最新的科研动态和成果分门别类地穿插在相关章节中进行讲解,使学生拓宽视野,增强学生的学习主动性。

经过以上优化调整,使发酵工程的教学体系更加清晰,教学内容环环相扣,学生能够更好地理论联系实际对课程进行掌握。

2.教学方法的改进

2.1激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师。根据教学总结,学生对发酵工艺在生产实际中的应用了解甚少。因此,结合日常生活中的具体实例在绪论部分介绍现代发酵工业的发展历史、产业概况、生产生活中的产品介绍和未来展望等内容,从而激发学生的学习兴趣,为以后的教学奠定基础。

2.2案例教学

发酵工程是一门应用性强的学科,在授课过程中,引入与生产实践联系紧密的案例并进行剖析讲解不仅能使课堂生动形象,而且能引导学生自主思考,加深学生对理论知识的理解,触类旁通。如发酵工程课程中的发酵工艺控制这一部分内容,要求学生了解并掌握培养pH对发酵过程的影响。为此,我们从相关文献报道中特意选取了一些研究案例,如“pH对林可霉素发酵的影响”,该研究表明不同初始pH会显著影响林可霉素的产量。通过实例讲解,可以让学生印象深刻并强化对具体知识要点的领会。

2.3引入PBL教学理念

PBL是以问题为基础,以学生为中心,培养学生自学能力,发展学生综合思考能力和解决实际问题能力的教学理念。在实践性强的《发酵工程》课程中引入PBL教学理念,通过提出问题、收集资料、小组讨论、总结评价等环节开展发酵工程PBL教学改革以提高教学实效。

按照发酵工艺类型分成多个PBL课程教学模块,设计基础性问题,如酒精等发酵机制类型及发酵工艺特点等;再设计开放性问题,如由酒精发酵延伸总结乳酸、甘油等发酵工艺特点。学生自由分组。首先,各小组对基础性问题查阅文献,组内讨论,再选派代表进行总结汇报。各小组提问,汇报组成员补充说明和回答,最终形成解决方案。教师对课程实施过程中出现的不足问题再给予指导,提出改进意见及下一步要求,帮助学生理清思路和改进方法。

2.4现代化教学手段的利用

为加深学生对发酵工程课程的理解,提高授课效率,充分利用多媒体课件,将难于理解的内容以图片和视频等形式向学生展示[3]。例如,针对培养基灭菌的操作流程,采取设备示意图和动画相结合的方式,形象展示蒸汽灭菌的过程。针对发酵过程控制环节,利用仿真教学软件,让学生形象地认识发酵工程设备,理解发酵过程的调控手段及产品分离过程。

同时,建设发酵工程的网络教学平台,以提供多媒体课件、文献资料和发酵相关企业网址链接。学生通过拓展学习,能够较好地了解国内外发酵领域的发展趋势。

3.教学与企业参观互动

衡水学院在开设发酵工程课程时,目标定位在为企业培养发酵工程所需的应用型人才。为了提高学生对发酵技术产业的认识并强化他们的工程化概念,增强学生自主性及生产实践能力,在学期中学院专门安排学生到衡水当地典型的发酵生产企业,如衡水老白干酿酒集团、衡水九州啤酒厂等进行参观,了解工厂基本生产过程,熟悉发酵工厂生产的基本知识和必须生产设备。如在啤酒厂的实习过程中,重点让学生掌握啤酒的生产工艺流程,原料的粉碎、蒸煮糖化及典型的厌氧发酵过程。将书本上的理论知识与生产实践相结合,让学生了解生产中常遇到的难以解决的问题,启发学生的创造性与开拓性,有助于学生创新思维的形成和能力的提高。

参观后要求每个学生围绕企业的生产工艺,独立地完成实习报告,作为实践成绩的考核。该方法不仅使学生带着任务熟悉发酵工艺流程与生产工艺控制等环节,而且培养学生生产实践技能和基本工程意识,为今后他们走上工作岗位打下好的工程基础,达到较好的教学效果。

4.优化考核方式

考试是教师评定学生成绩、取得教学反馈信息的主要方法,也是督促学生全面、系统复习的重要手段[4]。从单方面考核,会使学生死读书,读死书,达不到举一反三的效果。我们采用复合考核方式对学生进行评价,建立以基本知识、技能为基础,以综合能力为重点,以学习态度为参照的综合考评体系。将发酵工程理论课程的考核分为3个部分,即平时成绩(15%)、实践考核(15%)和期末考核(70%)。平时成绩包括学生课堂表现、出勤情况、作业等;实践考核包括参观发酵工厂后撰写的报告及在实践活动中的参与度和表现。期末考核为闭卷笔试,由基础理论题、实际应用题和工艺设计题等组成,重点考查学生对基础理论和重、难点知识的掌握。

这种多方位的考核突破了传统的考核方式在考试内容的深度和广度方面存在的局限性,全面考核了学生对知识的掌握情况。

发酵工程是生物技术专业的一门核心课程,也是一门发展迅速的学科。随着新型生物反应器的不断出现,发酵新产品不断涌出,要求发酵工程专业课教师根据发酵工程产品市场不断改革和探索,实时更新授课内容,灵活采用各种教学方法和考核方法,加强与企业的联系,并强调工程观念和实验技能的培养。这样才能真正提高学生综合素质,为社会培养复合应用型人才。

参考文献:

[1]杨梅,李力群,谢莹,等.发酵工程课程建设的实践与探索[J].吉林化工学院学报,2011,28(2):46-48.

[2]潘艳平,包秋燕,江吉彬.基于卓越工程师培养的本科实践教学体系改革[J].实验室科学,2011,14(6):213-220.

[3]赵晶,朴永哲,权春善,等.基于应用型人才培养的发酵工程教学改革的探索与思考[J].轻工科技,2014,3:153-154.

[4]付永前,朱华跃,蒋茹.结合台州经济转型探索发酵工程教改新模式[J].科教文汇,2011,6:51-53.

衡水学院教改项目:《发酵工程》课程教学改革研究。课题编号:jg2014049.

作者:赵娟娟 吴荣荣 李志涛

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