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摘 要:“蛋白质与酶工程”课程实验课是生物技术和生物工程专业本科学生实践教学的重要组成部分。依据“蛋白质与酶工程”课程实验设置的特点,通过优化实验模块的选择、改进课程实验的教学方式、明确课程实验的要求和量化课程实验的考核标准等改革举措,全面提高本科学生的实验操作能力,进一步培养学生的团队合作意识,在实验结果总结的基础上,强化学生的科学素养培养。通过理论和实践的互相结合,获得了良好的实验教学效果,为探索优化培养21世纪生物学专业应用型人才的培养模式提供了新的经验总结和参考。
关键词:实验模块课程实验科学素养教学方式
中图分类号:Q814 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)01(b)-0035-02
“蛋白质与酶工程”是广西大学生物学专业学生的必修课程。该门基础专业课程综合了微生物学、生物化学、生物分离技术、蛋白质工程的研究成果而形成。众所周知,酶工程学科随着酶学研究的迅速发展,特别是酶的应用推广,从而使酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学,是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学技术[1]。也是作为生物技术领域产业化前景最明朗,与经济关系最为密切,发展最为迅猛的工程技术,具有很强的应用背景[2]。在构建蛋白质与酶工程教学体系过程中,在注重基础理论的基础上,突出理论与实验课程实践的衔接,实施“因材施教,个性化培养,注重素质教育”的课程实验教学改革,更好的造就一批具有理论基础扎实、操作能力强、适应社会发展需求的合格人才,显得尤为重要。
1 原有“蛋白质与酶工程”课程实验教学模式存在的主要问题分析
原有的“蛋白质与酶工程”课程实验设置中,是以理论课“蛋白质与酶工程”配套教学的的专业实验课。原课程实验内容基本上以酶学数据的测定为主要研究内容,虽然对全面培养学生的动手能力有一定的帮助,但由于内容多并且繁琐,实践证明很多类似的内容可以删除。由于不完全根据理论课进行同步实验,形成不了一个综合的知识体系,不利于培养学生的综合实验能力和学生科学的思维方法,也不利于学生全面掌握实验内容。并且还存在与其它理论课程实验重复的现象,使整个实验缺乏连贯性、完整性和系统性。另一方面,更为重要的是,由于实验学时有限,所以在选择实验内容时只能多选择实验设计相对简单、周期短的实验。这样相对简单的实验体系,很难培养起学生的学习兴趣和宏观思维,影响了学生对酶工程实践环节的宏观认识和整体把握,从而也影响实践教学效果。
2 对“蛋白质与酶工程”课程实验教学改革的探索尝试
在深入调研以后,针对课程实验的特点和存在的实际问题,在实现人、财、物和实验室空间等教学资源集中统一管理的基础上,进行实验教学方法和内容改革方面的尝试。目标是构建以教师为主导、学生为主体,导学自学并重、设惑解惑并重、结果知因并重的实验教学及综合评价体系。在不断探索改革实验教学内容和办法的基础上,重视学生创新能力的培养,通过建立和实施以基本操作技能和创新设计能力并重的全程考核为主的实验教学考核体系,促进学生运用所学知识和技能发现问题、分析问题、解决问题,提高学生专业技能和创新能力[3]。
2.1 优化课程实验教学模块
从课程实验教学的具体情况出发,拟通过课程体系重新构建,在前期实验的基础上,优化实验教学内容,注重实验结果的直接体现。使本科实验课程的教学脉络更加清晰,结构更加合理,实验结果更加容易接受和理解。改革更新以后的实验教学环节让学生更加直观的接受生物实验的内容和结果。
2.2 改革实验课程的教学方式
改变“以教师为主体,学生被动接收”的教学模式。旧的教学模式不利于学生主动思考和主动汲取知识,教学实验中只是照搬书本,按步骤进行机械操作,体现不了创新能力。为此,通过有意识地分离实验内容,把学生按每组3人分成实验小组,以小组为单位,独立查阅文献资料、设计实验步骤,然后采取小组成员认为最佳的实验方案进行实验操作。及时进行组内讨论,进行实验汇报,分析实验结果。实验期间指导教师加强对学生的引导,帮助学生分析实验成功或失败的原因。这样的改革主要是强调将学生的能力培养融入到知识的认知过程中,为学生提供了参与实验设计、亲历实验过程的机会,引导学生独立思考,促进组员间密切协作,培养团队合作意识和精神,并在发现问题、分析问题和解决问题的过程中积累知识和获得探求知识的方法,为今后独立工作打下良好基础。该教学方式的改革旨在提高学生的独立思考能力、口头表达能力和发现问题、分析问题和解决问题的能力以及团队协作意识,因此得到了学生的欢迎,在实践中取得了良好的效果。
2.3 明确实验课程的教学要求
在上述增加综合性、设计性实验、改变满堂灌的实验教学方法并采取以学生自己动手、教师指导为辅的实验教学方法的基础上,通过利用先进的多媒体设备教学,采取集中讲授的方式对实验内容、操作注意事项和实验要求做全面介绍,使学生对所做实验有一个初步的认识。如参与预备实验操作、药品的配制、仪器的调试安装等。其次,在实验进程中通过实验教学辅导员的帮助,对学生实验进行过程重点监控,及时帮助学生发现、分析、解决出现的问题。
在实验结束后,要求进行小组讨论,分析实验结果,然后提交完整的实验报告,这是为了让学生对实验结果及时进行科学总结和归纳,培养学生良好的科研工作习惯和科学严谨态度,锻炼学生的科研写作能力,为以后的学习打下良好的基础。对独立操作的综合性实验,教师只给题目,其他如实验目的、实验要求、原理和操作步骤不作介绍,让每组学生自己查阅文献后制定相应的方案,并按照各组制定的方案进行实验操作,教师随堂指导。
2.4 对课程实验的考核标准进行量化
为了对学生实验技能作出一个客观的评价,我们制定了相应的考核标准。考核内容包括以下3个部分:(1)实验报告的撰写。主要看其实验结果及讨论部分,重点在讨论部分。在独立综合性实验中,要看实验设计思路的新颖性、完整性和可行性等。(2)实验具体操作。包括仪器设备的规范使用、实验过程的操作规范、实验完成时间。(3)其他部分。包括实验的预习、实验操作的态度、团队合作精神等。并就此3项考核标准向学生公开宣布,以利公平公正。对考核标准具体量化能较客观体现实验教学效果,有利于实验教学的质量评估,完善学生实验技能的规范。
3 “蛋白质与酶工程”课程实验教学改革的效果与体会
在每一个实验结束后,听取同学们对实验课教学改革的意见和建议,大多数同学比较认可这种改革的做法,认为体现了实验课程的系统性和连贯性,能增强学生实验的责任感和团结合作精神。增强学生实践学习的主动性和积极性,体会到专业实验课中每一步实验操作的重要性,这对培养严谨的研究科学态度不无裨益。同时,在这个过程中培养了学生科学的创新精神,提高学生发现问题的能力、解决问题的能力、实际动手能力、交流能力、表达能力、学习能力、适应能力、协调能力以及组织能力等。通过课程实验的优化和改革,我们认识到:第一,是要在思想上对学生的引导作用。在“酶工程”理论课教学中让学生充分认识到实践教学的重要性,提高学生的认知度和参与度,要极大激发学生学习知识的主动性[4]。其次,是在课程实验教学内容上,打通与其他专业课程的界线,这样有利于实验内容的优化和贯通,有利于實验时间、人员的统一安排,可以充分利用现有的实验条件,最大限度地满足实验教学的需要。第三,是集中设计性大实验,便于安排一些综合性强的实验模块,不仅符合“蛋白质与酶工程”的课程实验特点,对培养学生综合实验能力及科学思维方法的建立都是一次全面的训练和提高,为学生顺利进行毕业环节训练及将来进一步提高深造或走上工作岗位打下基础[5]。所以,在实验开始前,必须使学生充分了解实验内容、规则及课程考核标准,能引起学生对实验的高度重视和责任心,提高学生自己动手做实验的主动性和积极性。这样不仅仅有利于培养学生的团队合作精神,在实验过程中要求每组学生在实验开始和结束时进行讨论,定下实验操作程序,分析并总结实验结果。最后,认真总结是提高整个课程实验教学质量的重要途径。每个实验模块结束后,组织学生及相关人员对实验进行总结,这样为实验内容安排、实验教学方式及考核方面的设置提供了很好的参考。
通过“蛋白质与酶工程”课程实验的改革,使学生加深课堂知识的理解以及了解这些知识在生产实际中的应用情况,培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。培养学生在酶学领域从事科研的能力和培养学生的创新思维、团结协作解决问题的能力以及独立开展科研的能力,促使课程实验教学内容更加符合生物学专业学生培养的定位,更好地为“培养复合应用型人才”这一理念服务。
参考文献
[1] 周晓云.酶学原理与酶工程[M].北京:中国轻工业出版社,2005.
[2] 里查德·W·奥利弗.即将到来的生物科技时代[M].北京:中国人民大学出版社,2003.
[3] 欧阳嘉.关于高校酶工程教学改革的思考[J].引进与咨询,2006,4:74～75.
[4] 林淦,刘科.酶工程专业课程的教学与思考[J].化工高等教育,2007,3:27～28.
[5] 贾素云,高艳阳,徐春彦.“设计性实验”教学与管理方法的研究[J].化工高等教育,2006,5:37～38.
关键词:实验模块课程实验科学素养教学方式
中图分类号:Q814 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)01(b)-0035-02
“蛋白质与酶工程”是广西大学生物学专业学生的必修课程。该门基础专业课程综合了微生物学、生物化学、生物分离技术、蛋白质工程的研究成果而形成。众所周知,酶工程学科随着酶学研究的迅速发展,特别是酶的应用推广,从而使酶学和工程学相互渗透结合、发展而成的一门新的技术科学,是酶学、微生物学的基本原理与化学工程有机结合而产生的边缘科学技术[1]。也是作为生物技术领域产业化前景最明朗,与经济关系最为密切,发展最为迅猛的工程技术,具有很强的应用背景[2]。在构建蛋白质与酶工程教学体系过程中,在注重基础理论的基础上,突出理论与实验课程实践的衔接,实施“因材施教,个性化培养,注重素质教育”的课程实验教学改革,更好的造就一批具有理论基础扎实、操作能力强、适应社会发展需求的合格人才,显得尤为重要。
1 原有“蛋白质与酶工程”课程实验教学模式存在的主要问题分析
原有的“蛋白质与酶工程”课程实验设置中,是以理论课“蛋白质与酶工程”配套教学的的专业实验课。原课程实验内容基本上以酶学数据的测定为主要研究内容,虽然对全面培养学生的动手能力有一定的帮助,但由于内容多并且繁琐,实践证明很多类似的内容可以删除。由于不完全根据理论课进行同步实验,形成不了一个综合的知识体系,不利于培养学生的综合实验能力和学生科学的思维方法,也不利于学生全面掌握实验内容。并且还存在与其它理论课程实验重复的现象,使整个实验缺乏连贯性、完整性和系统性。另一方面,更为重要的是,由于实验学时有限,所以在选择实验内容时只能多选择实验设计相对简单、周期短的实验。这样相对简单的实验体系,很难培养起学生的学习兴趣和宏观思维,影响了学生对酶工程实践环节的宏观认识和整体把握,从而也影响实践教学效果。
2 对“蛋白质与酶工程”课程实验教学改革的探索尝试
在深入调研以后,针对课程实验的特点和存在的实际问题,在实现人、财、物和实验室空间等教学资源集中统一管理的基础上,进行实验教学方法和内容改革方面的尝试。目标是构建以教师为主导、学生为主体,导学自学并重、设惑解惑并重、结果知因并重的实验教学及综合评价体系。在不断探索改革实验教学内容和办法的基础上,重视学生创新能力的培养,通过建立和实施以基本操作技能和创新设计能力并重的全程考核为主的实验教学考核体系,促进学生运用所学知识和技能发现问题、分析问题、解决问题,提高学生专业技能和创新能力[3]。
2.1 优化课程实验教学模块
从课程实验教学的具体情况出发,拟通过课程体系重新构建,在前期实验的基础上,优化实验教学内容,注重实验结果的直接体现。使本科实验课程的教学脉络更加清晰,结构更加合理,实验结果更加容易接受和理解。改革更新以后的实验教学环节让学生更加直观的接受生物实验的内容和结果。
2.2 改革实验课程的教学方式
改变“以教师为主体,学生被动接收”的教学模式。旧的教学模式不利于学生主动思考和主动汲取知识,教学实验中只是照搬书本,按步骤进行机械操作,体现不了创新能力。为此,通过有意识地分离实验内容,把学生按每组3人分成实验小组,以小组为单位,独立查阅文献资料、设计实验步骤,然后采取小组成员认为最佳的实验方案进行实验操作。及时进行组内讨论,进行实验汇报,分析实验结果。实验期间指导教师加强对学生的引导,帮助学生分析实验成功或失败的原因。这样的改革主要是强调将学生的能力培养融入到知识的认知过程中,为学生提供了参与实验设计、亲历实验过程的机会,引导学生独立思考,促进组员间密切协作,培养团队合作意识和精神,并在发现问题、分析问题和解决问题的过程中积累知识和获得探求知识的方法,为今后独立工作打下良好基础。该教学方式的改革旨在提高学生的独立思考能力、口头表达能力和发现问题、分析问题和解决问题的能力以及团队协作意识,因此得到了学生的欢迎,在实践中取得了良好的效果。
2.3 明确实验课程的教学要求
在上述增加综合性、设计性实验、改变满堂灌的实验教学方法并采取以学生自己动手、教师指导为辅的实验教学方法的基础上,通过利用先进的多媒体设备教学,采取集中讲授的方式对实验内容、操作注意事项和实验要求做全面介绍,使学生对所做实验有一个初步的认识。如参与预备实验操作、药品的配制、仪器的调试安装等。其次,在实验进程中通过实验教学辅导员的帮助,对学生实验进行过程重点监控,及时帮助学生发现、分析、解决出现的问题。
在实验结束后,要求进行小组讨论,分析实验结果,然后提交完整的实验报告,这是为了让学生对实验结果及时进行科学总结和归纳,培养学生良好的科研工作习惯和科学严谨态度,锻炼学生的科研写作能力,为以后的学习打下良好的基础。对独立操作的综合性实验,教师只给题目,其他如实验目的、实验要求、原理和操作步骤不作介绍,让每组学生自己查阅文献后制定相应的方案,并按照各组制定的方案进行实验操作,教师随堂指导。
2.4 对课程实验的考核标准进行量化
为了对学生实验技能作出一个客观的评价,我们制定了相应的考核标准。考核内容包括以下3个部分:(1)实验报告的撰写。主要看其实验结果及讨论部分,重点在讨论部分。在独立综合性实验中,要看实验设计思路的新颖性、完整性和可行性等。(2)实验具体操作。包括仪器设备的规范使用、实验过程的操作规范、实验完成时间。(3)其他部分。包括实验的预习、实验操作的态度、团队合作精神等。并就此3项考核标准向学生公开宣布,以利公平公正。对考核标准具体量化能较客观体现实验教学效果,有利于实验教学的质量评估,完善学生实验技能的规范。
3 “蛋白质与酶工程”课程实验教学改革的效果与体会
在每一个实验结束后,听取同学们对实验课教学改革的意见和建议,大多数同学比较认可这种改革的做法,认为体现了实验课程的系统性和连贯性,能增强学生实验的责任感和团结合作精神。增强学生实践学习的主动性和积极性,体会到专业实验课中每一步实验操作的重要性,这对培养严谨的研究科学态度不无裨益。同时,在这个过程中培养了学生科学的创新精神,提高学生发现问题的能力、解决问题的能力、实际动手能力、交流能力、表达能力、学习能力、适应能力、协调能力以及组织能力等。通过课程实验的优化和改革,我们认识到:第一,是要在思想上对学生的引导作用。在“酶工程”理论课教学中让学生充分认识到实践教学的重要性,提高学生的认知度和参与度,要极大激发学生学习知识的主动性[4]。其次,是在课程实验教学内容上,打通与其他专业课程的界线,这样有利于实验内容的优化和贯通,有利于實验时间、人员的统一安排,可以充分利用现有的实验条件,最大限度地满足实验教学的需要。第三,是集中设计性大实验,便于安排一些综合性强的实验模块,不仅符合“蛋白质与酶工程”的课程实验特点,对培养学生综合实验能力及科学思维方法的建立都是一次全面的训练和提高,为学生顺利进行毕业环节训练及将来进一步提高深造或走上工作岗位打下基础[5]。所以,在实验开始前,必须使学生充分了解实验内容、规则及课程考核标准,能引起学生对实验的高度重视和责任心,提高学生自己动手做实验的主动性和积极性。这样不仅仅有利于培养学生的团队合作精神,在实验过程中要求每组学生在实验开始和结束时进行讨论,定下实验操作程序,分析并总结实验结果。最后,认真总结是提高整个课程实验教学质量的重要途径。每个实验模块结束后,组织学生及相关人员对实验进行总结,这样为实验内容安排、实验教学方式及考核方面的设置提供了很好的参考。
通过“蛋白质与酶工程”课程实验的改革,使学生加深课堂知识的理解以及了解这些知识在生产实际中的应用情况,培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。培养学生在酶学领域从事科研的能力和培养学生的创新思维、团结协作解决问题的能力以及独立开展科研的能力,促使课程实验教学内容更加符合生物学专业学生培养的定位,更好地为“培养复合应用型人才”这一理念服务。
参考文献
[1] 周晓云.酶学原理与酶工程[M].北京:中国轻工业出版社,2005.
[2] 里查德·W·奥利弗.即将到来的生物科技时代[M].北京:中国人民大学出版社,2003.
[3] 欧阳嘉.关于高校酶工程教学改革的思考[J].引进与咨询,2006,4:74～75.
[4] 林淦,刘科.酶工程专业课程的教学与思考[J].化工高等教育,2007,3:27～28.
[5] 贾素云,高艳阳,徐春彦.“设计性实验”教学与管理方法的研究[J].化工高等教育,2006,5:37～38.