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關鍵詞 動物生物技術;課程建設;教學改革
中圖分類號 G642;G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)01-0326-02
21世紀是生命科學的世紀。生物技術是人類科學技術發展歷史中最悠久、對人類社會具有重大貢獻的學科之一。隨著分子生物學前沿學科的不斷進步,生物技術也得到了突飛猛進的發展。動物生物技術是一門現代生物科學理論和技術相結合的綜合性學科,主要涉及動物基因工程、動物細胞工程、動物胚胎工程等幾大領域,在諸多行業都得到了廣泛的應用,如農業、食品業、醫學行業等[1]。生物技術這門學科在各大高校中都占有很重要的地位,可見該門學科的重要性,因此學好生物技術這門學科對今后的就業至關重要。筆者在介紹生物技術的概念的基礎上,總結了動物生物技術課程的建設與改革措施,以期為學生的就業打下堅實的基礎[1]。
1 生物技術的概念
生物技術是指在現代生命科學的基礎上,利用各種先進的技術手段和其他類科學的原理和技術來對生物體或生物原料等進行加工或改造等,目的是生產出人類所需的產品。先進的工程技術包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和蛋白質工程等新技術。對生物體的改造是指按照人類的需要,改造或加工生物包括植物、動物、微生物等,使其能夠生產出對人類有利的產品[1-2]。
2 教學現狀與分析
內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業自1996年開始招生,2006年成為品牌專業,經過了16年的專業建設,首先于2003級生物技術專業學生中開設36學時的動物胚胎工程課程(專業選修課),隨著現代生物技術的迅猛發展,36學時的理論講授明顯不足,于2005級學生中更改教學大綱,內容上增加了動物組織、細胞的培養技術、基因工程技術等,理論教學增加到54學時,并增加18學時實驗教學,課程性質首次轉為專業必修課,并創新性地更名為動物生物技術,當時整個生物領域還未出現命名為動物生物技術的課程,直到2009年5月1日,科學出版社出版了普通高等教育十一五規劃教材《動物生物技術》,至此這一新課程有了正式出版的教材可參考。筆者調查了部分農林院校生物技術專業開設的主干課程,主要有11門(動物學,植物學,微生物學,生物化學,遺傳學,細胞生物學,分子生物學,基因工程,細胞工程,發酵工程和酶工程),在調查的農林院校中(安徽農業大學,西北農林科技大學,山東農業大學,湖南農業大學,吉林農業大學,東北林業大學,青島農業大學,江西農業大學,福建農業大學,華中農業大學,華南農業大學,云南農業大學),都開設《細胞工程》課程,目前只有內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業開設與《細胞工程》相近課程《動物生物技術》和《植物生物技術》課程。
3 動物生物技術課程建設與改革
3.1 教學思想與目標改革
落實科學發展觀,逐步樹立“以學生為中心”、“一切為了學生”的意識。教師要改變傳統的教學觀念[3],正確處理傳授知識與提高學生學習能力之間的關系,使學生在學習一些課程基礎知識的情況下,掌握一種主動學習課程相關知識的能力,成為富有知識和具有學習知識能力的復合型人才。
3.2 師資隊伍建設
組建教學團隊,將教學內容分為不同的教學模塊,打破傳統的一人一課的教學模式,每一模塊由具有相應專業背景的教師承擔,業務上要精益求精,力爭緊跟各教學內容的學科前沿。定期開展教學研討,督導組專家聽課、評課,同時不定期開展自評和互評及學生評教,以促進整體教學水平的提高。
3.3 教材建設與改革
根據調研,筆者選用了科學出版社出版的普通高等教育十一五規劃教材――蔣思文教授主編的《動物生物技術》作為教材,該書比較全面系統地介紹了動物生物技術的概況、基本原理、技術方法和最新發展。同時,由于課時的限制,在教學過程中,不可能做到面面俱到,且課程知識更新速度較快,一些最新熱點在教材中沒有體現的,自行編寫部分講義,以文本形式拷貝給學生,并推薦其閱讀中外文的優秀參考書。
3.4 課程內容改革
動物生物技術屬于多學科交叉課程,也是各國科研工作者研究的熱點領域,大量的研究成果層出不窮,也在不斷地更新和充實著這一新興學科的知識。無論是教師的教,還是學生的學都具有一定的難度,這就要求在授課內容的選擇上,既要注意授課內容的完整性,又要保證實用性和先進性,同時做好與其他課程交叉內容的增、減和銜接。在課程內容上,首先介紹緒論,動物胚胎工程技術概述,體外受精,胚胎移植,性別控制,胚胎分割,嵌合體;其次,介紹分子生物學及基因工程基礎;最后重點介紹細胞核移植技術、干細胞技術、轉基因技術、動物生物反應器、動物細胞培養技術,動物細胞融合技術,雜交瘤技術和單克隆抗體技術。通過精心的安排,使學生能在有限的時間內,全面系統地了解動物生物技術課程體系的基本內容。
3.5 教學方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激發學生學習的興趣,提高其學習的主動性。如美國科學家馬里奧?卡佩基、奧利弗?史密斯和英國科學家馬丁?埃文斯,利用“基因靶向”技術讓小鼠體內的特定基因失去活性,培養出研究價值極高的“基因敲除”小鼠,為人類遺傳病研究提供了藥物試驗的動物模型。有了這些動物模型后,人類就能更有效地找到治療各種遺傳病的新療法,徹底攻克遺傳病就為時不遠了,這一成果使得他們一起獲得2007年諾貝爾生理學或醫學獎。羅伯特?杰弗里?愛德華茲爵士,英國生理學家,生殖醫學的先驅者,因創建了“體外受精技術”,被授予2010年諾貝爾生理學或醫學獎。一門課程的講授,不但要使學生掌握和了解課程相關的一些基礎知識,更重要的是要教會學生如何通過有效途徑盡可能的獲取更多的、更豐富的相關知識,特別是對于像動物生物技術這樣一門新興的學科領域,許多知識都處于動態更新和完善的過程中[1]。
3.5.2 跟蹤學科科研動態,開拓學生視野,培養創新思維。本科生的課堂教學過程不僅僅是傳授書本知識,更重要的是啟發學生的開拓性思維能力和創新意識,培養和提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力[3-5]。因此,在應用范圍廣、知識更新快的動物生物技術教學過程中,介紹學科研究的新動態和新進展,有意識地拓寬學生視野,打開學生思路,培養學生創新性思維是十分必要的。例如誘導多能干細胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科學家于2006年發表于世界頂級雜志《Cell》上。通俗地講,就是通過某種方法,把高度分化的成體細胞去分化,使之成為多能干細胞,重新獲得分化成多種細胞的能力。IPS技術是干細胞研究領域的一項重大突破,它回避了歷來已久的倫理爭議,解決了干細胞移植醫學上的免疫排斥問題,使干細胞向臨床應用又邁進了一大步,該成果的研究者獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。隨著IPS技術的不斷發展以及技術水平的不斷更新,它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢也已日趨明顯[6]。
3.5.3 創新教學形式,提高教學效果。在課堂教學過程中,要認真傾聽學生意見,像朋友一樣對待學生,拉進教師與學生的距離,讓學生感受課堂文化,使其融入其中,積極思考,成為課堂的主體。同時可適當增加專題討論會,通過學生準備ppt演講等形式,一改以往整節課教師講、學生記,缺乏溝通的模式,使學生處于主動學習的狀態[7]。
3.5.4 優化多媒體教學,引入現代信息技術。利用有限的課時,著重講授課程的重點、難點、關鍵點、知識點間的聯系,引導學生自覺地去思考,對于容易掌握的部分課程內容可安排學生自學。利用計算機和Internet等手段,從國外引進和下載原版圖書和動感圖像,進行多媒體教學,可以有效提高教學組織效率,充實教學內容。不僅可以多層次、多角度地向學生提供豐富多彩的教學信息,還可以提供更加生動形象的人機交互界面,充分調動學生學習的積極性[8]。例如,細胞融合,精卵受精,細胞核移植等內容。在多媒體教學中,堅持適度運用原則和有機結合原則,留出足夠的時間給學生理解、思考,且結合使用板書、實物等各種教學媒體,取長補短,將教學內容化繁為簡,增強教學的生動性和創造性,使學生喜歡學習[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改變以往的考核方法,將重視課本上的知識轉變成重視實踐、將重視成績轉變成重視課堂教學,今后不以單一的考試成績為總成績,而要加上一定比例的實踐考核成績,讓教師、學生都能重視實踐;其次,增減考核方式的多樣性,以平時成績、實驗成績、期中成績和期末考試等作為綜合考查學生學習成績的考核體系,即20%平時成績、20%實驗成績、20%期中成績和40%期末成績[9]。
4 結語
隨著科學技術的快速發展,動物生物技術方面的研究也會更加深入,因此各個高校要建設好動物生物技術專業已迫在眉睫。課程組立足于內蒙古農業大學生命科學學院自身特色,通過分析生物工程、生物技術、制藥工程3個專業之間的內在聯系,準確把握動物生物技術課程的教學地位,注重該門課程特點,圍繞課程內容,加強教學建設,創新教學形式及考核體系,逐步完善優化動物生物技術多媒體教學,提高教學質量,達到人才培養的目的和要求[10]。
5 參考文獻
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關鍵詞:微生物學 教學內容 教學方法 實驗教學 改革實踐
中圖分類號:G43 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)12(a)-0-02
微生物學是一門實踐性很強的生物技術專業必修的專業基礎課。它是引領學生進入微生物世界的入門課程,且這門課程學習的根本目的是:學習者不僅要學習掌握微生物的基本理論、基礎的實驗操作技術,更需要學習者對知識的駕馭應用,即利用相關知識與技能興利除害、讓微生物更好造福人類及推動社會的進步[1]。基于此,需要教師的“教”與學生的“學”能夠更好的結合起來[2]。縱觀已經發表的教改論文,教學工作者提出了許多良好的經驗與方法,這些可以成為年輕教師教學中的重要參考,筆者也是其中的受益者[3-5]。基于前人的基礎,在過去幾年的微生物教學中,本人也積累了一些想法并已付諸實施,主要從教學內容、教學方法、實驗教學等方面進行了一些改革實踐,取得了良好的教學效果,現簡述如下,愿與同行共斟酌。
1 正確把握教學內容,教學做到詳略有度
在本校壓縮理論課時、多給學生實踐機會的總體指導方針下,目前生物技術專業開設的《微生物學》課程的學時在逐年遞減,已經降到了44個學時。如何有效利用有限的課時,既能完成重點知識的介紹、又能盡量拓寬學生對這門學科知識的了解與把握成為問題的關鍵點。在了解本校生物技術學生課程計劃的基礎上,這個問題就迎刃而解了。
這門課程是大二的第二個學期開設的,而本專業的學生在大三時還將選修或必修《遺傳學》、《免疫學》、《微生物遺傳與育種》等課程,這些課程與《微生物學》中的“微生物的遺傳變異與育種”、“傳染與免疫”等章節高度重復,且前者的內容介紹更加深入具體,因而這些章節可作為次要內容介紹。而微生物的形態結構、營養、新陳代謝、生長繁殖、生態分類等基礎知識將作為重點講授內容。故教學中應根據教學大綱要求,結合總體課程安排,做到詳略有度,可以有效利用課時,提高課堂教學效果。
2 采取合理教學方式,達到教學效果最優化
在過去的教學過程中,許多教師會采用滿堂灌、注入式等傳統教學方法,這些方式往往會制約學生的學習興趣,教學效果自然不盡人意。為此,筆者在幾年的教學過程中逐漸積累了如下措施,取得了一定的教學效果。
(1)開闊學生視野,激發學生濃厚的學習興趣
興趣乃是最好的老師,是學生學習的內在動力,而興趣的培養與眼界的開闊程度密不可分。作為微生物學課堂,教師不能局限于呆板的書本知識的傳授,而應重視知識與現實科學發展的聯系,并以此開闊學生的眼界。如:在介紹傳染與免疫章節時,介紹了人類的傳染病主要是由病原微生物導致的,同時還包括少數的病原寄生蟲,例如瘧疾就是由瘧原蟲引起的。介紹到這,許多老師就沒有下文了,但如果此時接著介紹瘧疾曾經是二次大戰戰士死亡的主要因素、現在每年仍然可以導致全球上百萬人死亡,而戰勝它的武器竟然是普通植物青蒿的提取物―青蒿素,并聯系上2011年美國拉斯克獎(被譽為諾貝獎的風向標)獲得者屠呦呦,這也是迄今中國生物醫學界最高獎項的獲得者,她獲獎僅僅是由于在提取青蒿素時對提取工藝進行了簡單的改進,采用了低溫的乙醚提取法,就獲得了具有高活性的青蒿素,教學就變得有趣味有深度了。這樣的聯系,不僅讓學生了解到了科學界發生的重大事件、重要的人物、拉斯克獎、諾貝爾獎等知識,更主要是激發了學生濃厚的學習興趣,許多學生在驚詫于科學研究成果具有神奇力量的同時,還會主動了解學習這些內容,有些學生甚至將青蒿素的提取工藝都進行了詳細的了解。審時度勢,可以繼續引導學生查閱“Nature”“Science”“Cell”等國際頂級雜志來及時了解人類社會的最新科技成果,了解我國家的最高科學技術獎等,由此來開闊學生的眼界,拓寬其知識面,從而培養學生愛科學、探索科學的濃厚興趣。
因而在課堂中重視培養學生的學習興趣,喚起學生的求知欲望,使之愛聽、愿學、勤問,敢于知難而進,就會增加學生課后查找、閱讀參考資料的主動性,這對學生后續內容的學習也是一種鞭策和激勵,從而提高了教學質量。
(2)轉變學生身份,使其由教學受體變成教學主體
縱觀各大高等院校《微生物學》課程教學方式,多采用以教師作為主體,教學方式主要為多媒體教學,輔以膠片投影、粉筆板書等方式,盡管這些方式具有直觀、形象、生動、立體感強、信息量大等特點,也取得了較好的效果,但如果課堂全程以這樣方式進行,學生往往會產生怠倦感,也有可能漸漸失去學習的興趣,這主要是忽略了一點,那就是學生才是課堂的主體。為此筆者在多年的教學中在這方面進行了一定探索實踐,建立了一種新的教學模式,即適當轉變學生身份,使其由教學受體轉變成教學主體。
在有限的課時內,教師應承擔理論性強、難度大、基礎知識等的講授,如微生物的形態結構、新陳代謝、生長繁殖、生態分布及分類鑒定等由教師主講。但有些概念性不強、知識點容易理解并有充分發揮空間的課程內容完全可以交給學生完成,如:霉菌、酵母菌、放線菌的分布及其與人類的關系,培養基的種類、選用與設計培養基的方法,有害微生物對人類的影響及其防治措施,微生物與環境保護,微生物與能源開發利用,微生物與人類健康等可以作為專題的形式來交于學生教授。
采取的教學程序為:開課之初教師提出倡議并公布學生參與講授的內容將參與學生進行分組(3~4人/組),由各組自行挑選講授內容各組查閱、整理資料,自行制成PPT并撰寫專題論文提交PPT及專題論文給教師審核審核通過后,由每組派1~2名學生進行課堂講授并接受學生提問學生提問并全班討論(10~15 min)教師參與討論并做總結補充。
這種模式筆者已在三屆學生中實施,效果頗佳。首先,它吸引了幾乎全班同學的積極參與,極大地調動了學生的學習熱情。其次,每個組需要獨立完成一個專題,這要求全組的成員既需分工又要協作,來完成文獻資料的收集、整理、分析,到最后多媒體幻燈片的制作與專題論文撰寫等工作,這個過程不僅培養了成員之間的團隊合作精神,而且讓學生查找、綜合歸納、整理資料與撰寫論文的能力無形中得到了很大的提高,這為學生在畢業論文設計、撰寫等方面都奠定了扎實的基礎。最后,每組還將委派1~2名成員走向課堂給同學們作匯報講解,并要接受大家的提問,這對于學生的自信心、講解能力、臨場應變能力等方面都是綜合的考量,也可為學生以后謀職面試、考研復試等職業生涯打下良好的基礎。接受了這種教學模式教育的畢業生曾寫信告訴我:老師,我非常感謝您曾經給了我那么好的一個鍛煉機會,不僅讓我體會了教師的職責,同時積累的經驗真是讓我畢生受用。
這種方式筆者在每年的《微生物學》課程教學中都會利用,對教師來說,也收獲頗多。學生收集整理的資料具有比較全面、圖片精美等特點,這些又可成為低年級學生的教學資料,非常受益。當然這也需要教師有更多的付出,學生查閱、整理形成的資料需要教師從知識結構是否完整、概念是否準確、查找資料是否前沿等方面嚴格
把關。
(3)課程考核由單一化轉變為多元化
在《微生物學》課程考核中,以前我們往往會步入一個誤區,即一張試卷定成績。這種考核方式勢必造成學生平時不上課,課下抄筆記,期末搞突擊,高分低能等不良的后果,根本達不到檢查教與學效果好壞的目的。因而建立一套較完善的以學生素質發展為最高目標、科學的考核體系勢在必行,筆者將課程考核方式由單一的形式轉變成多元化,實踐后取得了一定的效果。
課程考核將理論課與實踐可分開,理論課的考核內容包括考勤10%、課堂表現20%、專題報告20%,期末筆試50%。其中課堂表現主要包括回答問題、課堂討論等內容,筆者很注重這方面,不論課程時間多么緊張,每堂課前利用10 min進行復習提問環節必不可少。這是承前啟后的過程,不僅可以督促學生課后花一定的時間對重點知識進行復習,也是對前一堂課程知識的回顧與鞏固,由此引入新的知識會有很好的連貫性,學生更容易進入狀態。課堂上,筆者也非常鼓勵大家暢所欲言,隨時可以提出問題并發表自己的見解,這為學生的膽識、口頭表達等能力的培養提供了很好的機會。多元化考核方式的實施,最后的綜合成績就能比較客觀反映出《微生物學》課程教與學的效果了,高分意味著學生到課率高、積極參與課堂、專心專題報告制作、期末復習認真;低分則屬于那些平時沒有付出、期末復習不力者;中等成績則表示學生的平時表現一般、期末考試成績一般。
實驗成績考核則是以培養學生的觀察能力、動手能力、分析和解決問題的能力、創新能力等綜合能力為目的,故也應當實行多元化的考核,考核成績包括出勤10%、綜合設計40%、課堂操作20%、實驗報告30%。改革后,學生變得善于思考、勤于動手了,許多學生還在此基礎上找老師設計申請學校與學院的大學生創新課題。真正做到了知識與實踐操作的靈活應用、融會
貫通。
3 重視實驗教學,培養學生綜合實踐能力
微生物學實踐教學是微生物學教學的重要組成部分,對于驗證課堂教學內容、加深對微生物學基礎知識與理論的理解和掌握、獲得微生物學的研究方法及實驗基本技能等方面起著非常重要的作用,因而一定要加以重視[6]。同時微生物實踐教學應該以培養學生的觀察能力、動手能力、分析和解決問題的能力、創新能力等綜合能力作為目標,真正地讓學生學以致用、學有所為。為此要從以下幾方面著手:
(1)保證充足的實踐學時。目前生物技術專業的微生物實驗學時已有原來的24學時增加到3時,保證了在開設基礎實驗之余,還可以開設其它創新型、綜合型的實驗。
(2)基礎性實驗不馬虎。微生物實驗中的一些經典實驗如:革蘭氏染色、培養基的配制和滅菌、微生物計數技術、微生物形態觀察、微生物的純種分離技術等可以使學生很好地掌握相關的無菌操作、接種、培養基配制、觀察鑒定微生物等技術,從而奠定扎實的操作基礎,因而一定要重視。
(3)綜合設計性實驗必不可少。傳統的微生物實踐教學多以驗證型、演示性和示范性的實驗內容為主,強調了教師的主導作用,而忽視了學生的主體作用,甚至一定程度上限制了學生個性的發展,因而在基礎性實驗之上開設綜合性實驗必不可少。因為有基礎性實驗奠定的基礎,教師可以布置一些主題,由學生自行完成。如:從環境中分離純化得到一株某種酶的產生菌株。采取的基本流程為:將學生進行分組布置實驗任務學生接受任務,查找資料并自行設計完成實驗技術方案提交方案經指導教師批閱通過后執行實驗方案,在教師的指導下完成實驗操作綜合整理實驗結果,書寫實驗報告并提交給指導教師指導教師批閱實驗報告,根據實驗設計方案、考勤、課堂操作、實驗報告等方面進行進行成績評定。綜合性實驗的開設有效地激發了學生學習的興趣和主動性,培養了學生的綜合能力,取得了很好的教
學效果。
目前,生物技術的創新正在帶動著整個生物技術產業的迅猛發展。而我們的教育對象若干年后將成為我國甚至國際生物技術研究和開發的主力軍,他們的培養質量將直接影響到全球生物技術的發展水平[7]。因而,作為教師,我們要樹立敬業、創新、樂于奉獻的人生目標,并要加強個人知識儲備、提高學術研究水平,在此基礎上,要認真鉆研、提高與改進教學方法,來提高微生物學的教學質量與效果,為培養適應21世紀社會需要的復合型人才貢獻自己的光與熱。
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1.1補充生物技術理論知識,加強與藥學相關學科的聯系
制藥工程專業學生的生物技術理論相對薄弱,所以在講授過程中需增加此內容的講解。例如,在講授抗體工程制藥時,需要增加抗體產生的機制及抗體的結構與功能等內容,這些知識將是單克隆抗體的制備及基因工程抗體等內容學習的基礎。同時,為了將基因工程理論與藥學相關學科聯系起來,在講授基因工程藥物穩定性時,可對比藥劑學中藥物常用的穩定性考察方法,結合基因工程藥物自身是蛋白質的特點,引出基因工程藥物穩定性需從其純度、生物活性等多方面綜合考察等內容。
1.2教學內容突出前沿性和應用性
生物制藥技術發展快速,新理論、新技術層出不窮,課本無法體現學科前沿,所以在教學過程中需要不斷學習、及時更新課件。例如,在講授抗體工程制藥部分時,一方面抗體可以直接作為藥物與毒素結合,中和毒素的毒性或與病原結合阻止其對細胞的黏附和感染;另一方面,抗體可與藥物偶聯為靶向藥物。在這里又可引出靶向藥物、靶點及靶向載體的選擇等內容。靶向藥物是目前抗癌藥物的研究熱點,先讓學生對靶向藥物產生興趣,然后講授靶向藥物研究的關鍵技術環節,最后以我院鄭秀文教授主導的“具有靶向診斷和治療雙功能FePt/GO-FA納米復合材料”課題展開學習和討論,讓學生在掌握抗體藥物的同時熟悉靶向藥物。
2教學方法
2.1變灌輸式教學為問題式和啟發式,激發學生科學思維
通過改革課堂教學模式,變督促為引導,變灌輸式教學為問題式和啟發式,激活學生學習的積極性與參與性,讓教與學緊密地結合起來,最大程度地激發了學生的創新思維,使課堂充滿活力,最終創造高效的課堂[2]。例如,在講授蛋白質藥物的化學修飾部分時,可結合基因工程藥物、抗體、酶等都是蛋白質,而蛋白質作為藥物進入機體,很快會被蛋白酶水解或被腎小球濾過的特性,引出藥物在血液中存在的時間與藥效關系的問題;此外,還可通過化學修飾引出修飾機制等內容主題。
2.2利用多媒體輔助教學,豐富教學內容,建立教學網站
多媒體能集聲音、視頻、動畫、文字于一體,使學習內容變得生動有趣。利用多媒體輔助教學,可激發教學氣氛,有助于學生對知識的理解和掌握。尤其針對生物技術制藥的工藝,如單克隆抗體的制備及酶聯免疫吸附(ELISA)過程、微生物發酵過程的控制等均用圖或者動畫展現出來,不僅營造了動態情境和想象空間,亦能讓學生更容易理解和掌握。在此基礎上,還應進一步豐富課程資料,進行課程網站的建設,將課程的教學從課內延伸至課外,方便學生自學、答疑及信息反饋,進一步加深其對課程內容的理解[3]。
2.3優化課內,強化課外
本著“優化課內、強化課外,教師引導、學生自學”的原則,筆者構建了課前自主學習、課堂研討、課后拓展和創新的“三段式”教學模式。例如,我院建立了完善的學習體系,方便學生課前預習;正式課堂則主要為精講和研討,精講突出重點內容,研討則重在人人參與,培養學生主動獲得知識的能力,提高課堂教學效果;課后拓展和創新則體現在密切聯系企業需求,關注學科最新動態與最新成果,將課堂知識與制藥領域的應用緊密結合,讓同學進行發散性學習和應用性學習。
3課堂教學與實驗教學相結合
3.1加強實踐教學,優化實驗內容
實驗教學作為生物技術制藥課程教學的重要環節,在培養學生的創新思維和科研能力方面發揮著極為關鍵的作用。筆者在實驗教學過程中,增加了綜合性實驗與設計性實驗的學時,使實驗教學由驗證實驗向綜合探究實驗的方向發展,有效地培養了學生的創造性思維能力[4]。針對關鍵性制藥技術設計綜合試驗,每個小組可以根據喜好選擇一個綜合試驗項目,然后查閱文獻、自己擬訂實驗方案并獨立完成實驗,實驗結束后每小組進行匯報展示。教師負責實驗方案的修改及實驗過程的指導。最終,教師根據學生從設計到實施到完成報告整個過程的表現,給予綜合評價。同時,針對目前國內缺少生物技術制藥實驗教材的現狀,我院還自行編寫了實驗教材,為申報校級教材立項做好了準備。
3.2在綜合性實驗中實現“產-學-研”相結合的思想
關鍵詞:工科院校;生物工程;生物儀器分析;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)29-0027-02
中北大學的前身是1941年八路軍總司令部在太行抗日根據地創辦的我黨我軍第一所兵工學校――太行工業學校。中北大學生物工程專業自2003年成立以來,在強化應用型創新工科人才培養的同時,一直致力于生物工程專業課程教學模式的改革與實踐。生物儀器分析是我校生物工程專業必修的專業基礎課程,隨著分析化學和儀器科學的發展,課程內容也日新月異,更新較快、涉及儀器種類繁多,而且連貫性較弱,學生在學習過程中有較大的困難,教學效果也不令人滿意,主要表現在:①學科交叉多,課程內容多。涉及的學科包括物理學、電子學、電磁學、光學、計算機科學等,而且隨著科學技術的進一步發展,新型儀器也不斷涌現,進而使更多的學科融入現代儀器分析的課程中。②儀器科學發展速度較快,實驗課程中現有的儀器與主流儀器有差距,學生學習掌握好實驗中所用儀器往往難以勝任畢業后工作中面對的儀器,導致學生學習的積極性不高。③課程內容多而散,學生不易理解工作原理,甚至容易混淆,比如紅外和紫外、原吸和原子發射光譜等。④受學校經費限制,大型精密儀器采購不足,學生都沒有見過儀器,更談不上操作,只能做到紙上談兵。⑤教師的知識更新速度跟不上儀器科學的發展速度,講授的課程內容與儀器發展的前沿有較大的脫節。針對這種情況,根據我校的生物工程專業的特點和培養方案的要求,我們在教學中作了一些探索,使教學內容和實驗模塊更加具有實用性,經過實踐取得了較好的效果。
一、結合專業特色,優化教學內容
傳統的儀器分析涉及的內容非常多,包括色譜分析法、光學分析法、電化學分析法、熱分析法等多個領域。面對教學內容多、課時少的矛盾,針對生物工程專業的就業需要和培養創新型人才的目標,調整課程內容,使學生在有限的學時中掌握最大量的知識已成為當務之急。生物儀器分析的開課時間為三年級的第二個學期,學生已經學習了一部分專業課和全部的基礎課程,對有些儀器的原理和使用已有所了解,所以根據前期課程的開設情況對教學內容進行科學的取舍。由于本校為工科學校,專業課程都以應用為主,所以在課程中我們弱化了儀器工作原理部分,增加了儀器的使用、維護和保養方面的知識,并適當地補充儀器分析的前沿性知識,如在氣相色譜中補充了二維氣相色譜方面的知識,拓寬學生的知識面,激發求知欲。
二、改革教學方法
生物儀器分析課程各章的內容獨立性較強,理解原理困難,一些大型精密儀器的結構復雜,采用傳統的教學方法難以教授,而且易使學生興趣降低。運用多媒體教學并輔以傳統的教學方法,可將儀器的結構圖、構造圖、使用方法、工作原理等采用圖片、視頻和動畫的形式展示,使學生更容易理解,并且可以調節課堂氣氛,一舉多得。將傳統的驗證性實驗進行改革,開設設計性實驗課程。設計性實驗是指在教師指導下學生獨立設計實驗方案的教學方式,旨在培養學生綜合運用各種知識解決實際問題的能力。具體程序包括:首先,進行學生的分組,以學生自愿組對為主結合教師指導分配,教師給每組確定一個合適的題目;第二,學生通過查詢文獻,確定合適的分析儀器、分析方法、實驗方案;第三,教師和學生共同論證可行性,并指導修訂,確定最終的方案;最后,學生獨立完成實驗,提交實驗報告,教師進行考核。這種方式,不僅對學生的綜合能力提高有很大的幫助,而且有利用培養學生的團隊協作意識,有助于學生將來工作中的團隊合作。針對大型儀器價格昂貴,一所高校或企事業單位難以全部擁有,學生在實驗中難以全部接觸的現象,我們開拓了多種渠道。首先,兄弟院校建立合作機制,做到大型精密儀器共享;第二,聯系具有相關大型儀器的生物類企業,帶領學生深入企業的相關部門參觀學習或將生產實習有機結合。這樣不僅開拓了學生的視野,而且提高了學習效果,學生參觀、實習的過程,也向相關的單位展現了我專業學生的風采,有利用學生的就業。
三、改進考核方法
傳統的儀器分析考核方式基本有兩種,一是閉卷考試,通過試卷的方式將學生對儀器原理和使用方法做一考核;另一種為閉卷考試結合實驗課成績,而其實驗課也基本為驗證性實驗。這兩種方式都難以考察學生對儀器的掌握和操控能力,而且會降低學生對平時學習的積極性。通過幾屆學生的教學實踐,我們將傳統的閉卷考試考核方式進行了改革,生物儀器分析的課程總成績分為三個部分,其中理論課采用開卷考試的方式,成績占40%;實驗課成績占40%,對每次的實驗都進行評分,包括實驗方案設計、實驗操作、原始數據測試精確度、數據處理能力、團隊協作能力等;平時成績占20%,包括課題問答、seminar等。這種考核方式,對學生的學習積極性有很大的提高,而且能夠做到考核公平,使真正有能力的學生有機會獲得更好的分數,更加突出實用性,而非簡單的教師劃重點,學生考前突擊這種典型的“大學式考核方式”。
四、提高教師素質,追蹤儀器發展前沿
生物儀器分析不同于傳統的儀器分析,其內容涉及的儀器較為新穎而且更新較快,包括氨基酸分析儀、基因槍、核磁共振儀、生物質譜儀等傳統的儀器分析所不涉及的內容,這將對教師的知識更新提出更高的要求,通過簡單的書本知識而沒有親自實踐,教師很難將自己對儀器的體會和感受傳授給學生。基于此,我們通過選派青年骨干去“985”高校和大型企業學習和培訓,并積極組織專任教師參加儀器公司舉行的產品展銷會或產品試用會,以期使教師能更多地接觸和了解儀器發展的新動向,更好地將知識傳授給學生,努力做到與社會和儀器發展的前沿不脫節。
通過以上教學改革措施,我們在實踐中得到了較好的效果。提高了學生的學習興趣和動力,加深了對生物儀器分析課程的理解,拓寬了學生的視野,使學生在將來走到工作崗位中也能勝任大型精密儀器的操作和維護。只有在教學實踐中不斷積累、不斷創新、總結經驗,才能給教學增添活力,使學生獲得更多有用的知識,培養更多的能力,對學生的就業有很大的幫助。
參考文獻:
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一、專業技能:
(一)本人從事臨床腫瘤內科工作17年,每年從事臨床工作40周以上、參加臨床一線值夜班每年42次以上,每年進行專科腫瘤內科查房12次。(二)開展了腫瘤內科工作模式,熟練掌握輸液港植入術、腫瘤射頻消融術、腫瘤穿刺活檢術、深靜脈穿刺術置管術、心肺復蘇術、心電監護技術等。住院總醫師期間曾多次組織參與急危重癥(如失血性休克、過敏性休克、輸液反應、多發性復合性重型外傷等)的搶救。(三)本人有較強的科研創新能力,任職期間以第一負責人從事主持20%甘露醇注射液在提高晚期癌癥生存質量的臨床研究(2012年度順德區醫學科研立項課題)的研究,已順利結題及專業核心論文2篇。以主要負責人身份從事支持性照顧對婦科惡性腫瘤患者焦慮抑郁的療效觀察(2014佛山市科技局攻關項目)課題研究,并順利結題。以第一負責人從事主持索拉非尼聯合三氧化二砷在肝癌表面耐藥蛋白P-糖蛋白(P-GP)表達的影響及療效觀察(2017年佛山市醫學科研立項課題)科題研究,目前階段研究中。任現職以來先后在國家或省級發表專業論文(核心期刊2篇、普刊3篇,均為第一作者)。參與全院疑難病例會診32人次,幫助解決較復雜疑難醫療技術問題。(四)根據病人需求及專業發展,將國內外最新技術應用于臨床實踐如:腫瘤消融術,超聲引導下淺表淋巴結活檢術、輸液港置入術、超聲引導下肝臟腫瘤活檢術及無水酒精瘤內注射、超聲引導下腎造瘺術等技術,于2016年做為科室骨干協助科室順利通過廣東省癌癥“無痛“病房創建,得到患者和院領導的肯定和贊賞。(五)每年帶教實習生20余人次,得到廣大學生的好評。對下級醫師進行核心能力培訓,每年專題授課5次。 二、業績成果:(一)認真履行崗位職責,圓滿完成工作任務,曾被評為順德區團員。多次被評為醫院先進工作者、優秀帶教老師、年度先進個人。(二)主持2017年佛山市衛計局科研立項,本人為項目負責人(排名第一),項目進展順利并按計劃進行。主持2015年佛山市科技局科研立項,本人為項目負責人(排名第三),項目進展順利現已結題。主持2012年佛山市順德區衛計局科研立項,本人為項目負責人(排名第一),項目進展順利已結題。本人任現職以來以第一作者共發表學術論文5篇。
開拓創新,為專科建設創造價值。本人自廣東省人民醫院進修后,從腫瘤治療方面得到一次躍的發展,學習到各腫瘤學CNNC指南正規治療,從疑難疾病少見病的掌握及分析得到了進一步提高,發表各核心雜志論文多篇,發表有關腫瘤化療,靶向治療及并發癥上有獨特創新理念。
第二、 不斷摸索,在晚期癌癥上為減輕患者痛苦為主,提高生存質量,在我科,本人開展專業技術水平,如肺穿刺活檢術,輸液港置入術、經皮肺腫瘤穿刺注化療藥觀察,經皮肝腫瘤穿刺無水酒精注藥術,晚期癌癥各內科治療,如化療、內分泌治療、靶向等治療。開展病例數的300例,并積極學習癌癥疼痛正規處理,得到病人的肯定。為當地群眾帶來福音,為他們在本地區治療腫瘤提供方便。