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篇1
Biochemistry Curriculum and Teaching Mode in Biological Engineering
WU Yuangen， WANG Xiao， TAO Han， ZHOU Hongxiang， QIU Shuyi
（School of Liquor and Food Engineering， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025）
Abstract According to our college biological engineering services at the local school and social development needs of the economy， the author analyzes of the basic course biochemistry courses from the curriculum materials selection， in the teaching content highlights the theoretical knowledge of traditional brewing industry， and made use of multimedia teaching， online teaching and innovative teaching practice， supplemented by teaching model， in order to improve students' knowledge of the course to master skills.
Key words biochemistry； curriculum； teaching mode
生物化学（Biochemistry）是用化学的原理和方法，从分子水平来研究生物体的化学组成及其在体内的代谢转变规律，从而阐明生命现象本质的一门科学。①生物化学课程是我院生物工程、酿酒工程、食品科学与工程等专业必修的一门专业基础课程，其内容基本覆盖了我院各个专业所需的基础理论知识，是我院学生掌握专业知识的最重要纽带，因而其教学地位十分重要。然而生物化学知识体系庞大，理论性和逻辑性强，内容抽象复杂且相互关联，这对刚开始接触专业课的学生比较难以掌握。特别是近年来高等院校课程改革的实施，实践教学环节的加强使得生物化学教学课时进一步减少，给生物化学课程教学工作带来挑战。笔者从事多年的生物化学教学经历发现，大多数学生都采用死记硬背的方式来应付期末考试，他们并没有对知识点进行很好的联系和掌握，缺少学习的动力和深入研究精神，在后续专业课学习和毕业论文（设计）中表现出知识点掌握不够等问题。随着生物技术的不断发展和应用，生物化学在生物工程专业中的地位和作用则更加突出，这就要求将生物化学教学内容与后续课程紧密联系，尤其是要结合专业定位和服务于地方经济社会发展要求来开展教学。笔者从贵州大学生物工程特色专业建设出发，探讨生物化学的课程设置及教学模式，以期提高学生对该门课程知识的掌握能力。
1 生物化学课程设置
笔者所在学院开设生物工程专业已有二十余年，办学依据立足本省、面向行业人才需求，服务于地方经济社会发展和国家现代化建设的专业培养要求，根据贵州产业发展和生物工程专业的沿革，在课程体系的设置上突出生物工程中下游课程，内容上突出传统酿造业的理论实践学习。生物化学课程作为生物工程专业最核心的基础课，在课程教学内容设置上应该符合本专业的办学定位。经过多次课程改革后，生物化学课程教学课时被进一步压缩到64学时（理论教学48学时，实验教学16学时），这给教学工作带来极大挑战。为了提高学生对该门课程知识的掌握能力，满足本专业服务地方产业发展需求，笔者认为有必要对目前使用的教材和已有的课程内容进行调整。
1.1 教材的选用
我院生物化学课程使用的教材主要是张洪渊先生主编的《生物化学》（第二版），由化学工业出版社出版发行。该书内容精简，比较适合生物工程、食品工程等工科专业学生使用。但使用该教材存在的主要问题是，由于知识点比较抽象和精简，学生课后缺少扩展学习的空间，所以很难深入掌握各个知识点及它们相互间的联系。特别是近年来不少考研的同学反映，该书不是考研专业指定的教材，建议在教材使用上重新考虑。笔者后来在教材选用上进行了尝试，选用了王镜岩先生主编的《生物化学》（第三版），由高等教育出版社出版发行。该书内容详实、知识点丰富，对各个知识点的扩展解释很充分，是国内很多985和211高校首选指定教材。然而使用该教材也面临诸多困难，主要问题是在有限的教学课时内很难把握各个知识点的讲解，同时学生面对该教材有较大的学习压力。最近笔者尝试了郑集先生主编的《普通生物化学》（第四版），由高等教育出版社出版发行。该教材章节编排合理、知识点及其展开解释说明均比较合适，是国内很多综合性大学和其他院校生物相关专业的本科生教材。该教材在我院生物工程和酿酒工程专业使用，学生普遍反映比较好，同时任课教师感觉比较容易把握教学，因而是我院今后生物化学课程的首选教材。
1.2 教学课程设置
我院生物工程专业的办学要满足服务于地方经济社会发展要求，在课程体系的设置上突出生物工程中下游课程，内容上突出传统酿造业的理论实践学习。因此，生物化学课程在教学内容上也要根据办学需求进行调整。笔者依据生物化学课程理论教学48学时，再结合生物工程专业特点和传统酿造业的知识体系，认为该课程教学内容应从以下几个方面开展。
糖类化学部分是传统酿造业重要的理论基础知识。在该部分教学过程中，应当要求学生重点掌握典型单糖（葡萄糖和果糖）的结构和性质，再从单糖的基础上去理解二糖和多糖的结构和性质，最好再结合某些酿造相关的实例来理解多糖等性质。脂质化学部分要求学生理解单脂和复脂的组成、结构和性质，了解固醇类物质的结构和基本特点。蛋白质化学部分不仅仅是酿造行业，同时也是整个生物相关专业最为基础的知识体系。该部分教学应该要求学生重点掌握氨基酸的分类及其结构和性质，在此基础上掌握肽和蛋白质的结构、性质和相互间的依存关系。重点讲解氨基酸的溶解度、旋光性、光吸收、酸碱性质和重要的化学通性，并结合氨基酸的性质讲解氨基酸分析方法。注重讲解蛋白质的一级结构及测定方法，要求学生掌握蛋白质二级结构种类及特点，在此基础上理解蛋白质的三级结构和四级结构及功能，并结合实验讲解蛋白质的分离纯化方法。核酸化学部分是现代生物技术，特别是生物上游技术的基础，虽然与传统酿造业知识体系关联不大，但对生物相关专业本科生至关重要。该部分教学应该重点讲解碱基及种类、核苷和核苷酸的结构、性质以及核酸的结构、性质和生物功能，要求学生掌握碱基、核苷、核苷酸和核酸之间的相互关系，彻底弄清核酸的化学结构和化学性质，并掌握核酸一级、二级和三级结构及碱基配对规律，深入理解核酸的酸碱性质、吸收光谱、变性、复性与杂交，以及核酸的分离纯化、合成和鉴定原理。酶化学和维生素化学内容与传统酿造业知识体系关联比较大，应当重点讲解酶的化学本质和结构以及分类，特别是要注重讲解维生素与酶辅基间的关联。要求学生理解酶的作用特点、作用机制和酶的分离纯化，重点掌握酶活单位定义及测定，理解调节酶、同工酶、诱导酶和多酶复合物的特点。激素化学、生物膜与细胞器内容与细胞工程、生物医学等专业关联度大，考虑到本专业学时的限制，该内容可由学习课后自学，重点了解激素的化学本质和生理功能，以及细胞的组成和各细胞器结构的功能。
物质代谢与调控内容与传统酿造业密切相关，也是整个生物中下游最为重要的知识体系，应当重点讲解糖代谢、脂质代谢、蛋白质和氨基酸代谢，以及这些代谢之间的相互联系和调控。糖代谢方面重点讲解糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖等代谢途径和生理意义，要求学生掌握糖酵解和三羧酸循环的各个代谢途径、参与的酶系和ATP产生过程，重点理解戊糖磷酸途径和参与的酶系，了解各种单糖、二糖和多糖进入糖代谢途径，掌握糖代谢的调控及关键调控酶。脂质代谢方面以三酰甘油为例，侧重讲解甘油的分解代谢途径和脂酸的-氧化过程，分析脂酸在何种情况下产生大量酮体及其后果，并注意比较脂酸 -氧化过程同线粒体酶系合成饱和脂肪酸过程的关系。蛋白质和氨基酸代谢方面要求学生掌握蛋白质在细胞内的降解，然后根据氨基酸的主要代谢途径，掌握氨基酸分解代谢和合成代谢的共同反应，重点讲解鸟氨酸循环及其生理功能，注重理解氨基酸代谢与糖代谢和脂质代谢的关联。核酸代谢方面简明扼要讲解核酸的降解以及生物体内嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的分解途径和生物合成。生物氧化方面涉及物质代谢的共同基本原理，重点讲解NADH和FADH2两条呼吸链中的电子传递及所需的辅基或辅酶，要求学生理解氧化磷酸化作用机制及其抑制和解偶联。最后再讲解物质代谢的相互联系，要求学生掌握糖代谢、脂质代谢和蛋白代谢之间的相互关系，了解整个代谢的调节调控方式。关于遗传信息的传递和表达内容，由于受学时的限制只能简单介绍，该部分可以纳入分子生物学课程进行讲授。
2 生物化学教学模式
生物化学课程知识体系庞大，内容抽象复杂且相互关联，采用传统教学方式很难取得良好的教学效果。笔者根据多年的教学经验，认为应当结合多媒体教学、网络教学和创新实践教学相结合的教学模式。
2.1 多媒体教学
传统的教学模式要花费较多的时间用于板书，教学时间不能充分利用，教学内容信息量较少。而采用多媒体教学后，课件都是在课前准备好的，课堂上很少写字，这样就节省了板书时间，为增加教学信息量提供了条件，特别适用于生物化学这种知识体系庞大的课程。另一方面，多媒体教学将文字、图片、动画等整合，可为学生提供大量的感性材料，教学形象、直观、形式多样、趣味性强，可有效激发学生的学习兴趣。②在生物化学课程中，生物大分子的立体结构及其代谢过程都是教与学的难点。在传统的教学中，借助板书、挂图或模型可有效讲授这些难点，但对于学生而言，内容还是比较抽象，不容易理解。利用多媒体教学可轻易的解决这一问题。如在讲生物大分子多糖、蛋白质、核酸等的结构时，学生通过观看三维结构的图片或动画，就可以轻易地理解有关的复杂问题，自然地掌握了这些生物大分子的三维结构等有关的概念。
虽然采用多媒体教学存在诸多优点，但也要清醒意识到过分依赖多媒体教学的弊端。过分依赖多媒体教学，会极大地限制师生的主动性发挥。③在课堂教学上，教师切忌把自己当成课件机械式解说员。目前多媒体教学的一个常见现象是教师灌输知识、学生被动学习的填鸭式教育，这种教学模式缺乏师生互动，不利于提高学生的学习积极性。采用多媒体教学的另一个弊端是课堂节奏快，学生很难及时消化所学知识，长时间后学生在学习上会出现消极的一面。笔者认为采用多媒体进行生物化学教学，在讲授重点和难点知识时，课堂上应该及时与学生加强沟通，让学生能充分理解和掌握相关知识；同时插入一些紧扣教学内容的时事图片或研究进展，有效结合专业领域内的社会热点问题，这对吸引学生的注意力和激发学生的兴趣均有很大帮助。
2.2 网络教学
目前本科教学工作存在的一个最主要问题是缺少师生互动，这与课堂教学课时被严重压缩有很大关系。为了加强与学生间的交流和互动，笔者借助生物工艺学精品课程网站，开辟了生物化学学习和交流平台。在该平台上，学生可以提出课堂教学未懂的知识，也可以给课堂教学提出建议和意见，我们针对这些问题都进行了一一答复，这些交流手段也得到不少学生的积极参与。另外，笔者还在该平台上提供了生物化学的学习材料，包括习题集和考研资料等，受到学生的欢迎。通过网络教学上生物化学教学讨论平台，进一步巩固了课堂教学，同时也加强了师生间的交流互动。
2.3 创新实践教学
本科质量教学提升计划的改革方向是加强实践教学，提高学生的实际动手操作能力。目前一般院校都开办了专业相关的实验课程，但受到课时限制或经费短缺等因素，实验课程学时一般比较少。我院生物化学实验课时为16学时，这相对课程庞大的知识体系是明显不够的。针对这些问题，笔者近几年一直鼓励本科生参与科研工作，加强自身的理论知识和实践动手能力。笔者近几年带领本科生参与了国家大学生创新性实验计划以及自己科研项目的研究，这些学生一般从大二上生物化学课程后就参与进来，利用空闲时间做实验，直到最后完成毕业论文，他们中基本上每人都著有研究论文，毕业后这些同学大部分都继续进行深造。通过创新实践教学，学生可以结合生物化学所学知识，进一步在研究中得到应用和更深入的理解。一般学校很多老师的科研项目与生物化学专业知识体系密切相关，所以学生有很大的参与创新实践教学空间。
3 结语
生物化学是生物工程专业最为基础的课程，其教学地位十分重要。根据我院生物工程专业的办学理念以及有限的教学课时，本课程在教学内容上应该做出适当调整，突出传统酿造业知识体系，同时也要兼顾现代生物技术和本专业的历史沿革。本课程教学手段上应该采用多媒体教学为主，网络教学为辅的策略，加强师生间的互动和交流，在此基础上改善教学质量，同时让更多的学生参与到创新实践教学，进一步提高该课程的教学效果。
基金项目：贵州省高等院校特色专业项目（SJG 2011 004）；贵州大学品牌特色专业培育项目（PTPY201303）
*通讯作者：邱树毅
注释
篇2
化工原理是化学工程、生物工程，食品工程等专业学生必修的一门基础课程，它在数学、物理、化学等基础课程与专业课之间起着承先启后的作用，是自然科学的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程[1]。它要解决的不仅是过程的基本规律，而是面临着真实的、复杂的生产问题——特定的物料在特定的设备中进行的过程。实际问题的复杂性不完全在于过程本身，而首先在于化工设备复杂的几何形状和千变万化的物性[2]。其主要任务是介绍流体流动与输送机械、过滤与沉降、传热和传质的基本原理与计算、设备构造及操作原理、设备选型等。这些都密切联系生产实际，因此改革生物工程专业《化工原理》的教学内容，更好地使学生掌握本课程系统的理论知识和实验技术、可以培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力，为专业课学习和今后的工作打下坚实的基础。其理论知识和研究不仅应用在化工生产中，而且在石油、冶金、轻工、制药及原子能工业、生物工程、环境保护工程中也广泛应用。在课时相对缩减的今天，如何让学生既能掌握化工原理的基本理论，又能培养学生解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力，是目前化工原理教学中存在的一个突出问题。传统的教学模式是采用老师课堂讲授的“灌输式”单一教学模式，忽视了学生独立思考能力、分析问题和解决问题能力、开拓创新能力的培养，而且只注重本课程的系统性和科学性，不注重与相关课程的联系和沟通，导致知识点的重复，学生感觉课程乏味后，造成学习积极性下降，上课经常迟到和早退、上课注意力不集中，课程成绩差等问题。因此进行生物工程专业化工原理教学内容改革与探索，对生物工程专业人才的培养至关重要，对开拓学生创新能力、分析和综合能力、独立思考能力具有重大意义。
一、明确课程地位
根据教育部颁布的《关于普通高等院校修订本科专业教学计划的原则意见》和《湖南农业大学生物工程专业人才培养方案》，生物工程系对生物工程专业的教学计划进行了修订，明确了化工原理作为生物工程专业的专业基础课的主导地位；与非农业院校接轨，增加了理论学时，明确了考试大纲和课程考核办法，学生学习有章可循，目的明确，提高了学生掌握化工原理基本知识的能力；开设了单独的化工原理实验技术课程，实验课程学生自己动手操作，提高了学生实际操作能力，创新能力、分析问题和解决问题的能力。
二、精选化工原理教材，优化教学内容
教材的选择是教学过程的一个重要环节[3]。教材是连接师生教与学的基本工具，是学生领会、接受理论知识的基本手段。目前国内出版的化工原理教材较多，难度较大，真正适合农业院校生物工程专业的教材较少。通过对国内出版的《化工原理》教材的反复研究比较，经过多年的教学实践及综合学生对教材的反映，最终选用王志奎等编写的由化学工业出版社出版的《化工原理》[第四版]高等教育规划教材作为生物工程专业的教材。该教材定位准确，知识体系完整，通俗易懂，重点突出，能很好处理经典教学内容与学科前沿之间，基础理论与应用技术之间，统一性与多样性之间的关系。另外结合专业特点，适当取舍教学内容，突出教学重点。对教材中工厂应用较多的设备原理重点讲述。教学中经常把日常生活中与化工原理有密切联系的实例引入课堂，激发了学生学习《化工原理》课程的积极性，获得了良好的教学效果。
三、教学中体现素质教育的思想，注重教书育人
教学中充分体现现代教育理念，使教学方法具有先进性、创新性，来提高课堂教学质量。化工原理教学内容应符合教学大纲要求，来达到预期的教学目的。课堂概念讲解应做到准确，内容要有深度，同时做到深入浅出，内容丰富；语言表达应流畅，熟练；重点要突出，思路要清晰。讲课要有热情，有感染力，才能吸引学生的注意力；要有启发性，必须注意师生间的交流与沟通来活跃课堂气氛。
四、采用归纳、综合和对比式的教学法
1.每次课前要求学生花大约15min进行快速预习，带着问题进入课堂听课。课堂上使知识系统化。每教完一个单元操作后，要求学生自己复习、归纳、总结知识点；每教完一个章节，完成各章课堂上老师布置的有针对性的《化工原理》习题，老师批改，学生在第一时间将问题消化。
2.采用归纳、综合和对比式的教学法[4]。化工原理课程各单元操作之间既有各自的特殊性，同时又存在着密切的联系，从而构成共同的规律。例如流体流动、传热和传质三种传递过程中，分别用牛顿粘性定律、傅立叶定律和费克定律来描述，在流体这三种传递现象中，都是由于流体质点的随机运动所产生的，都等于各自常数与各自浓度梯度乘积的负值，负值均表示各通量的传递方向与该通量的浓度梯度相反，这是它们的共同点；但牛顿粘性定律描述动量传递，傅立叶定律描述热量传递，费克定律描述质量传递，这是它们的不同点；若流体内部有温度差存在，在动量传递的同时必然有热量传递；同理，若流体内部有浓度差存在，也会同时有质量传递；若没有动量传递，则热量传递和质量传递主要是因分子的随机运动产生的现象，其传递速率缓慢。要想增大传递速率，就需要对流体施加外功，使它流动起来；它们之间通过分子的宏观运动这个纽带联系在一起。通过综合对比，能够使学生提高学习效率。
五、重视习题课的教学
学生经常反映上课时听懂了，但做课后习题就犯糊涂，花费了很多时间都解答不出；即使解答出来了，但解题思路仍不清晰，效果不佳[4]。因此每个知识点结束后，我们都布置了相应的习题，使学生在解题过程中加深对知识的掌握；其次应注意加强习题的真实性，力求能反映生产中的各种实际问题。的重要途径，最后，习题课是教师与学生的互动过程，首先由学生在课堂上解答自己完成的习题，老师再在黑板上采用“反推法”，先用板书根据已知条件，讲述整个解题过程的思路，再用多媒体演示整个解题过程，学生比对自己解题过程的对与错，以此加深学生对基本概念、基本方法、基本工艺计算的理解，巩固课程理论知识。
六、改革教学方法，提高教学效果
理论教学充分运用本人亲手制作的多媒体课件进行启发式形象化教学。多媒体集图文声像于一身，以其多维化的表现形式，使深奥的计算知识变成易懂易记的信息，为化工原理的课堂教学提供了新的手段[5]；该方法更加直观、信息量大，能激发学生的学习兴趣，特别适合于运用大量图片的教学。课堂上既有理论描述，又有习题讲解，还插入了大量图片，理论与实际相结合；既有传统板书教学，又有多媒体教学，能及时与学生进行有效的教学互动，使教学更加生动、活泼。而且课堂上经常结合问题进行讨论，促进了学生的积极思考，激发了学生的学习潜能；及时把教学研究及科研成果应用于课堂教学，显著提高了教学质量。实验课程教学采用雷诺演示实验装置、流体流动阻力测定实验装置，离心泵特性曲线测定实验装置、恒压过滤实验装置、空气-蒸汽给热系数测定实验装置、填料吸收塔实验装置、填料精馏塔实验装置、洞道干燥实验装置等化工生产相关设备进行实验；实验前，学生先自行设计操作程序，先采用多媒体教学，然后四人一组动手操作，课后再使用计算机进行自动数据处理、从而培养了学生对化工设备的动手操作，工艺计算和故障处理的能力；其效果直观、迅速、事半功倍，记忆深刻，能够做到课堂教学理论与实践相联系，特别是与化工生产实践相结合，从而能提高学生学习方法与学习能力的培养。
七、问题与不足
1.学生基础不一，对知识的掌握参差不齐，二本学生对知识的掌握明显高于二级学院的学生；由于没有一套适合二级学院的教材，二级学院学生不及格率明显高于本部学生，采用适合二级学院学生学习的教材进行教学迫在眉睫；
2.经费不足，请专业制作人员制作课程动画，难以实现；化工原理实验教学设备短缺，生科院没有专用的教学设备，只能在食科院完成，教学难以按教学计划进行。
总之，对化工原理课程教学改革的目的是为了提高学生的创新能力和专业知识水平。因此必须改变传统的教学模式，使化工原理的教学符合生物工程专业培养目标。虽然我们在教学改革中取得了一定成效，学生不及格率由2008年的8.99%降低为2011年的7.14%，但时代的发展和科学的进步向我们的教学提出了新的要求。如何进一步深化教学改革，还有待每一个教师努力探索和研究。
参考文献：
[1]王志魁，刘丽英，刘伟.化工原理[M].第4版.北京：化学工业出版社，2010.
[2]陈敏恒，丛德滋，方图南.化工原理（上、下册）[M].第2版.北京：化学工业出版社，1999.
[3]兰时乐，林元山，邓林伟，等.生物工程专业微生物教学改革的实践与思考[J].科技创新导报，2009，（18）：168-169.
篇3
1.选择教材，合理安排教学内容
受授课学时的限制，我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》，由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法，教材内容全面，难度适中，比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状，我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分，重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容，自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解，聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应，又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容，例如聚合动力学的推导，在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下，我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式，仅提出聚合动力学基本知识，引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分，我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变，简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节，对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排，重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握；简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握；自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法，突出了本课程重点、拓宽了学生知识面，克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。
2.理论联系实际，提高学生学习兴趣
高分子化合物广泛存在于日常生活中，如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等，食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素，建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃，行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用，其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学，单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣，教学效果不显著。为提高学生学习兴趣，我们在讲解基本知识的同时，注重理论和实际相结合，列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时，对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解，对聚乳酸生物材料进行了系列概述，包括其生产方法、原理和应用等；自由基共聚合部分，讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS树脂）、丁苯橡胶（SBR橡胶）等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层，聚氯乙烯（PVC）用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中，讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故，例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展，以增强课堂的趣味性；讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外，让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称，指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成，并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理；通过举例讲解方式，激发学生自主学习兴趣。
3.多媒体与板书教学方法相结合，提高教学质量
高分子化学与物理基础课程知识面广，其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强，学生理解相对比较困难。因此，我们在教学过程中注意多种教学形式相结合，提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式，同时辅以板书讲解，取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来，又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来，这样可以使学生更容易理解所学内容。例如，在讲解配位聚合时，利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程；自由基聚合实施方法中，利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程，高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型，等等。通过多媒体的运用，可以使抽象的教学内容具体化，有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷，比如讲课节奏过快，学生难以吸收；教师过于关注幻灯片屏幕，减少了和学生的交流互动，等等。在实际教学过程中，还应注意和板书的有效结合，对重点知识内容采用板书的形式进行讲解，取得了不错的效果。
4.网络教学方法的运用
针对多媒体教学存在讲课节奏过快，学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点，对重要章节，我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上，对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境，提供多媒体录播室进行教学视频的录制，最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点，例如学生学习自主性增强，真正发挥学习的主观能动性，学生学习在时间和空间上少了许多限制，学习的探究性更加深入。另外，网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较，相互之间取长补短，知识面更广。随着现在网络技术的发展，学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用，大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足，大大提高了教学效率。
5.开展互动式教学，发挥学生的学习主动性
教学是教师和学生的共同行为，学生是课堂的主体，教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主，忽视了学生“学习”的主动性，学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”，导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状，我们采取课堂互动的教学方式，包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动，取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容，提出一些讨论问题，例如在讲述缩聚反应时，提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料，自己寻找答案，并在下次课堂上让学生进行讨论，然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力，又增强了学生的学习主动性，提高了学习兴趣。另外，我校为农业院校，虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业，但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况，我们在授课内容安排上，对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论，给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时，我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景，主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述，对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论，我们锻炼了学生分析思考问题的能力，这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础，提高了学生的学习积极性和学习兴趣，加深了对本课程的理解。
6.结语
通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课，但其理论性强、概念抽象难懂，如何让学生在掌握该课程基本理论的同时，调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力和创新意识，是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上，继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索，以提高该课程的教学质量。
参考文献：
[1]魏无际，俞强，崔益华.高分子化学与物理基础（第二版）.北京：化学工业出版社，2011.
篇4
将微信公众平台和翻转课堂教学模式相结合用于基础生物化学教学，笔者选取 2015级设施农业科学与工程专业共61人进行为期一个学期的基础生物化学课程教学模式改革与实践，具体实施情况如下。
1.1创建微信公众号，搭建学习平台任课教师首先申请一个用于此次教学改革实践的微信公众账号，名称为“农大基础生物化学”，利用公众号推送学习任务，并将教师制作的课程学习资源按教学进度上传至微信公众号上，包括教学大纲、教学课件、同步练习题、案例讲解、精彩视频等，并定期更新资源库，供学生使用。同时创建了“生物化学”微信班级群，打造一个学生可以自主学习，并可以随时与教师互动互享的网络平台。
1. 2课前准备阶段教师根据教学口标设计单元学习任务，通过收集整理学习资源并设计制作微课。根据基础生物化学教学口标，将课程分为两大部分，即静态生物化学和动态生物化学。其中静态生物化学包括糖、脂、蛋白质、核酸、生物大分子复合物和酶;动态生物化学包括生物氧化、糖类代谢、脂类代谢、蛋白质代谢、核酸代谢和物质代谢的联系与调控。对每个单元的教学任务进行分解，并设计任务单，包括教学口标、教学重l从难l从、教学课件、预习任务单、同步练习题等。教师根据教学案例录制10 min内教学视频，将关键知识ii讲解到位，并且设置一定的互动环节，增加视频的趣味性和互动性。在上课前通过微信平台相关学习和视频资料，让学生预习。教师同时利用微信平台推送主题博文、实时新闻、科学研究成果、前沿资讯等，用于拓展学生视野。
1. 3学生课前自主学习学生通过关注微信公众平台后，在课前自己选择时间和地l从，根据教师的预习任务单自主安排学习计划。通过观看相关学习主题的课件和视频结合教材，对难以掌握和理解的知识点进行反复观看，并将疑难从记录下来;通过完成相关练习题巩固所学知识点;通过微信群聊进行交流讨论，将问题及时反馈给教师，并可进行实时在线交流。
1. 4课堂教学活动在课堂上教师根据学生预习情况，对在自主学习过程中产生的问题进行归纳总结，有针对性地进行知识讲解，并对重l从和难l从部分进行课上讨论。学生在课前根据预习任务单要求已经完成相关知识的学习，对新知识有了一定的了解，在课堂上可以选择性听课，提高学习效率。教师将传统的讲授式教学活动转变为多样化的教学活动，包括分组讨论、探究问题、完成练习、学习成果交流等方式。通过师生的交流讨论，提高学生学习的主动性和积极性。在教学活动中，任课教师将个性化指导和集体性辅导2个方面相结合。
1. 5课后总结翻转课堂这种教学模式以课后强调学生之间或师生之间的交流与思考的方式取代了传统教学在课后给学生布置大量作业用于课堂知识l从的巩固学习。学生通过微信群在线跟任课教师或者同学进行互动交流讨论，也可以通过微信聊天功能与教师进行一对一交流。教师可以根据教学结果反馈了解学生对相关知识点的掌握情况，及时发现学生学习过程中存在的问题，给予纠正，并对教学结果进行总结，及时调整教学方式，因材施教，有效提高学生的学习能力和学习效率，以期达到最佳教学效果。
2基于微信平台的设施专业基础生物化学翻转课堂教学效果
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生物工程课程设置分为公共必修课,专业基础课,专业主干课,选修课(必选课和自修课)。公共课程英语、体育、计算机、数学等外。生物工程专业基础课程群包括生物化学、分子生物学、生化与分子生物学实验技术、微生物学、化工原理、机械制图、基因工程等专业基础课。生物学师资力量雄厚,依托生物化学与分子生物学学位点进行课程建设。生物工程专业主干课程群包括发酵工程、酶工程、生物制药工程、生物分离工程和相应的实践教学等课程。依托生物工程与技术硕士学位点进行课程建设。生物工程专业基础课有深厚的生物学学科作为建设后盾。“生物化学、分子生物学”已建成湖南省精品课程,“细胞工程”以及“基因工程”已建设成校级精品课程;“微生物学”得到学校教学改革课题和多媒体制作经费资助,多媒体制作获得“优秀奖”。
“分子生物学概论”和“生物化学与分子生物学实验技术”已分别成为全校本科生和硕士研究生的热门公选课。生物工程专业主干课程设置我们体现两个模块:以发酵工程为技术核心课程模块和以生物制药为核心的课程模块,以两个模块方向的理论知识要求和技能实践要求制定其他课程,并依托学科建设课程。该课程群是生物工程专业重点建设内容,也是最能体现专业特色的课程群。虽然师资年青,但力量较强、思维活跃,充满创造力,教师大多来自外校,学缘丰富。课程建设卓有成效,专业特色明显。为加强专业特点,专业发挥教师学术特长,根据发酵工程技术和天然产物开发与综合利用两个科学研究分向,建设了专业发酵工程与生物制药工程两个专业方向的课程体系,进行专业实验内容和生产实践内容的建设,将两个方向的理论课程进行整理和更新。以发酵工程为核心的课程群包括发酵工程、酶工程、微生物育种与变异、氨基酸发酵等;以天然产物开发与利用的课程群包括生物工程制药实验技术、药理学、药物分析和天然产物化学。现在发酵工程、酶工程、生物制药工程、微生物实验技术已建成校极精品课程,生物分离工程、药理学同样得到院级的课题资助。围绕发酵工程和生物制药的课程群体系的相应建立,其目的是扩展学生的在微生物应用和药学方面基本知识和技能,扩大其就业范围。延伸功能已扩展到研究生与自考生的教学和实践活动。在选修课的设定中,结合农业学科专业拓展知识面,培养学生的创新能力,主动适应人才市场的需要,鼓励学生选修其他相关专业的选修课。如食品科学院开设的食品营养学、农产品加工与贮藏;资源与环境学院开设的环境工程等课程都添置在生物工程专业选修课内;为了适应部分学生考研要求,我们也将遗传学、细胞生物学、免疫学等设置在选修课内。学生通过自己就业或学业定位,可以有多门课程选择。
3重视实践教学,并围绕两模块课程群实践课程体系建设
我们采用理论教学实习教学生物工程设计教学“三段式”教学模式组织实施实践教学。在此模式中,特别注重后两个环节,按小试验大试验生产实习工程设计教学的循序渐进的办法培养学生的实践能力。小试验设计针对性强,每个试验都有考核技能的重点,旨在规范学生的操作技能培养模式,对学生实践能力和创新能力的培养,取得了实效。通过理论——实践——理论——实践的反复学习过程,可使学生理论掌握扎实,实验操作规范,分析问题和解决问题能力增强。对于综合大实验,根据学科的内在联系,将专业主干课程综合大实验重新组合,将原来零散实践环节组合成相对独立于理论教学体系又与之相衔接的实践教学体系。例如,我们把原来的发酵工程、酶工程、生物制药工程和分离工程四门课程的综合技术课合并在一门生物工程实践课中,集中在4周进行实践训练,例如,发酵工程环节学生自己利用菌种优化条件生产酶制剂,在酶工程环节利用酶制剂催化反应,并同时研究酶的催化特性。分离工程环节通过提取植物功能产物,在生物制药工程环节利用包埋技术等制成药胶囊并研究药理作用。这样,使同学们对实践工艺有直观的感受,同时也综合运用了理论知识。对于一些重要的选修课,适当设计10个小时左右的实验课,例如,把药理学、药物分析实验纳入在生物制药实验中开设。生产实习教学中,以熟悉大规模生产流程和设备为主,将理论与生产实际结合,在实际生产中发现问题和思考解决问题。
2010年,我校生物工程专业得到国家支持,建设生物工程实训基地,基地建设的的模拟生产线仍然根据发酵工程和天然产物提取和药物制造两条工艺路线设计。这样,从课程群到实验基本培顺再到生产实习都可归纳在这两条主线上。专业建立了稳定的校内外实习基地,湖南红鹰翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技术有限公司、株洲千金制药有限公司等为校外教学实习提供了良好的条件。毕业实习是学生专业实践的重要环节,根据学生考研要求和就业去向,分别进行毕业论文和毕业设计。专业充分利用校内外良好的科研平台提供毕业生实习机会。除开一些生物技术公司外,湖南作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地、作物生理与分子生物学省部共建教育部重点实验室、食品科学与生物工程重点实验室、烟草工程技术实验室、国家柑橘改良中心长沙分中心、中国烟草中南农业试验站、湖南省农业生物工程研究所、湖南省棉花科学研究所、湖南省畜牧研究所等研究机构每年提供生物工程专业毕业实习岗位。北京大学生命科学院、华南农业大学生命科学学院、中国科学院亚热带农业研究所、国家杂交水稻工程中心都接纳过我专业学生的毕业实习。
4积极推进“产学研”联合开发,大力提升生物工程本科教学创新平台,促进教学质量的提高
本专业在本校建立了与企业合作的产学研型“湖南农业生物工程研究所”,还与科研单位合作联合培养研究生,这些措施为培养学生专业能力、提高实践水平、优化人才培养环境提供了良好的条件。通过“产学研”合作,有大批的企业横向课题与生物工程本科教学直接相连,在专业教师指导下,在大三学生中成立了“酶制剂研究小组、抗生素研究小组、天然产物研究小组、酿酒小组”等课外兴趣小组。另外,专业建设还通过湖南农业大学校级平台、以及生物科学技术学院院级平台资助生物工程专业学生广泛进行创新项目研究;从2006级以来,每年立项6～10项创新项目。学生都有机会参加工程实践训练和工程项目课题研究,提高了实践教学水平和科研能力,根据学生在科研活动中的表现,从根据创新能力、实验技术、书写研究报告或情况,给与学生以学选修课学分。
5以学科建设带动专业建设
我校生物工程所依托的学科为生物学一级学科博士点下自主设置的生物技术与工程博士点和硕士点。根据国内外该学科现状和发展趋势,结合我校多年来建设生物技术、生物工程专业的经验以及生物工程技术领域相关产业发展对人才的需求,我校生物技术与工程博士点设置三个研究方向:(1)转基因与生物反应器工程方向;(2)细胞培养、酶与发酵工程方向;(3)生物转化与生物分离工程方向。科学研究从师资队伍、教材建设、教学模式、教学内容改革和教学实践等多层面带动了专业建设。专业建设水平提高,学生质量优秀,也促进了学科研究的进步和教师从事科学研究的积极性。
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1理论教学的改革
1.1注重绪论课
生物工程是一个综合性很强的学科，它与生物学、化学、医学等学科有较多的交叉和渗透点。所以药物化学就成为了生物工程专业相当重要的一门专业核心课。但是在历年来的教学中很多同学对于生物工程要上药物化学这门课程有不少的疑惑，他们不明白作为一个搞生物的怎么与药学医学相关呢?如果在课程开始时不能为大家解决这个问题，那么就有可能影响学生学习药物化学的积极性。因此，第一堂绪论课就非常关键［2］。首先，要给学生讲清楚生物工程是一个应用十分广泛的学科，不单是在生物发酵等领域有应用，同样在医学行业也占有一席之地，比如制药企业里的生物制药就与生物工程息息相关，比如青霉素最开始也是从金黄色葡萄球菌的培养中发现的。其次，要让学生意识到一个学科它不可能单一的存在，尤其是在当今科技飞速发展的时代，各行各业都是相互交叉，相互联系的，同时给大家例举往届毕业生在药学领域所获得的成就。这样，无论是从专业发展角度还是从个人今后发展的角度来讲，学生都能明白学好药物化学的重要性.
1.2强化经典药物史，注重研发案例的讲解
不论哪门课程，学习兴趣是驱动学生学习的内在动力，而通常药物化学的知识点比较杂乱且各自独立，并且传统的“药物化学”课程教学多为化学模式，即主要讲授结构、性质及药物合成等，学生兴趣不高。所以我们在教学过程中要充分的利用经典药物研发历史调动学生学习的积极性［3］，因为每一个经典药物的出现，从它的先导化合物的发现，结构式的优化，临床实验到工艺路线的设计及上市后的监督管理都蕴含着丰富的知识内容。生动的研发故事可以让学生在获得成功的经验和失败的启发的同时提升学习兴趣。在教学过程中有许多与生活中常见疾病相关的药物，可以把这些药物的结构、研发、生产等知识点与实际相联系，比如青霉素的过敏性就可以与实际应用中要进行皮试相结合来阐述其原理以及与其结构的关系，从而进一步解释为什幺要对其结构进行优化，优化后出现的后面一系列市场上常见的抗生素。这样的讲解过程可能更加贴近生活，加深学生印象，提高其学习的积极性。
1.3教学内容与时俱进，注重与前沿信息相结合
一般来说，目前高校使用的药物化学教材都是比较成熟的或者相对滞后的教材，教材中涉及的药物都是比较经典但是同时又是相对落后的，那么在教学中我们可以采用这些经典药物作为脉络，对相同类型或结构的药物进行梳理，以点概面，而不必面面俱到。这样可以在抓住学生注意力的同时不必灌输广而杂的大量的知识，以免有损学生学习的积极性。随着科学技术的发展，药物的新剂型、新的用药方式、新的作用靶点等的出现速度都达到了前所未有的速度。那么基于药物化学本身的学科特性，教学中要及时收集药物靶点和药物开发的新动态，在课堂中补充进来［4］。比如经典药物阿司匹林抗血栓的新用途等这些老药的新开发或者新的用药注意事项，还有药物开发中的一些新技术，比如高通量筛选技术、计算机辅助药物设计和组合化学等技术也应该补充到课堂教学中来，这样可以帮助学生了解最新的药物发展动态，体现学科的前沿性和科学性。
2实验教学的改革
药物化学的实验教学由于实验条件、经费以及实验难度的限制，实验项目基本是一些重复性和验证性的实验，一般是老师给出实验方案，学生按部就班的完成实验过程。这个过程学生对实验原理和实验步骤缺乏思考，同时也缺乏针对性。所以在开设基础性实验时可以采用学生分组，对实验原理进行讨论，对实验步骤进行设计，同时应该开设一些针对生物工程的药物实验，比如抗菌药物的实验。力求在完成基础实验的同时能对理论知识进一步的理解。除了常开的一些基础性实验，可以在条件允许的前提下开设一些创新性实验，让学生从选题到原理理解，从实验步骤的设计到实验方案的实行都全程亲自参与，从而提高学生的动手能力，让学生主动的思考问题、解决问题，同时体现药物化学学科的创新性。同时可以让对科研充满兴趣的学生参与老师的科研工作中来，通过与学长老师的交流，通过在科研中的了解可以加深学生对于理论知识的理解，通过科研的系统训练可以提高他们的动手能力，为以后的学习工作打下良好的基础。而生物工程专业是一个实践性很强的专业，很多知识不能单凭书本的知识和一些简单的基础性实验就能深刻的感受到，而工厂化的行为也不能一直贯穿于课堂教学中，所以从理论到实践需要一个衔接，这就是仿真实验。仿真实验就是把实验项目通过计算机模拟真实的生产开发实际进行的虚拟实验，该实验通过电脑软件得以执行。所以我们可以开设一些药物实际生产研发的仿真实验项目，从而让学生提前感知生产研发的过程，对于学生实践能力的培养有一定的帮助。通过仿真实验，不仅架起了理论与实践的桥梁，而且仿真实验也是对现实实验课程的有益补充，通过仿真实验学生形成了意识形态的药物制备工艺，在真实环境中进行生产制备时有章可依［5］。
3实践工产化
传统的生物工程的实习一般是集中在一起进行，针对的也大部分是生物类企业，对于药学课程的单独实习几乎没有，这样学生会觉得药物化学在实习中没有用武之地，不利于学生的学习积极性。建议在药学课程结束后安排一定时间的实习实训，发挥企业的作用，共同制定实习的目标和标准，从而让学生认识到制药的实际过程，同时药物化学的理论知识也会得到一定程度的升华。
4成绩评定制度优化
以往学生该课程的成绩评定采用“一卷定终身”的方式，只注重理论知识的接收，忽略了学生动手能力、创新能力的评价。这对于学生学习的积极性有一定的打击。所以要建立公正、客观、合理的最终成绩评定机制，比如可以将考试成绩分成两部分，一部分是理论成绩，理论考试不仅包括理论知识，还包含实验部分，另一部分是实践部分，包含学生实习见习以及创新实验部分。从而充分调动学生的学习积极性、培养学生的创新思维和动手能力。总之，通过对药物化学课程的理论教学、实验教学、工厂化教学及成绩评定的改革，不但深化了药物化学课程的学习，而且以培养应用型人才为目标，有利于创新性强、适应性强的人才的培养。
参考文献
［1］郑虎．药物化学［M］．北京:人民卫生出版社，2006:1－12．
［2］胡洪波，王威，彭华松，等.面向生物工程专业的化工原理教学改革探索［J］.化工高等教育，2013(1):42－44.
［3］唐春雷，冯柏年.寓教于研的药物化学课程教学改革研究［J］.广州化工，2013，41(24):158－159.
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1.3基础理论教学求全求深且重复交叉应用型本科院校培养的工程专业主要培养应用型人才，基础理论知识应该“以应用为目的，以够用为度”，但长期以来各门课程都追求完善的教学体系，形成了大而全的课程格局，课本越写越厚、内容越写越多，这与培养目标不相适应［4］.而且许多课程之间有内容交叉、重复现象，如有机化学与生物化学、生物化学与微生物、微生物与遗传、生物化学与分子生物学之间就有很多知识点重复，很多知识点在几门课程里都要讲授.而为了解决内容多学时少的矛盾，授课教师把其它课程涉及到的一些内容省略不讲了，结果可能几门课程都没有讲解同一内容，这样学生学到的知识就有了重复或者欠缺.
2生物工程专业应用型人才培养课程体系构建思路
生物工程专业人才培养目标是大力培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和基本技能，能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才［5］.课程体系的构建必须围绕人才培养目标，以学生毕业后的职业方向为依据，优化课程体系，重视专业基础和实践教学，强调个性教育，提升学生的能力素质，实现学生由学校到社会的无缝链接.
2.1夯实专业基础按照“宽口径、厚基础”的培养思路，课程体系要保证专业课程的学分比重，适当增加工程类课程的比例［6］，加强对学生工程素质的培养，培养学生的工程能力，使学生具有牢固的工程学基础知识，以适应大规模现代化生产中的工程设计、参数检测、过程控制、产品的下游处理等工作，满足企业岗位的需要.专业课程设置要注重系统性，在教学过程中，要协调各门课程之间的教学，妥善解决交叉重复内容的授课问题，让学生在有限的时间内学有所用、合理够用.在夯实学生专业基础知识的同时，可将专业教育和应用能力及开发研究能力的培养结合起来，培养学生适应社会发展和解决实际问题的能力.
2.2重视实践教学实践教学一直是应用型本科院校的短板，生物工程专业课程设置中，要增加实践教学的比重，按由易到难、从校内走向校外的步骤组织实践教学，构建由实验课程、专业见习、毕业设计和毕业实习等组成的实践教学体系，将有关实验内容分散到各阶段的教学中，逐步规范学生的实验操作，提高实践技能，培养学生综合运用知识的能力和创新思维.实践证明，这种实践教学能够激发学生学习的主动性和创新精神，培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，同时还可以促进教师对教学理念和教学方法的更新［7］.
2.3凸显自身特色应用型本科院校都有各自的发展轨迹，其专业设置经过长期的发展;学校在所地区经济结构、发展水平、产业特色也各不相同，因此，生物工程专业课程设置既要发挥学校师资力量、实验条件、学科发展的综合优势，又要适应经济发展和社会市场的需求，使课程设置具有鲜明的特色.在制订课程体系时，专业方向课开设应凸现个性化教育，这是提升专业内涵的主要手段.比如开设生化生产工艺学、代谢工程、环境生物技术、计算机辅助生物过程设计、生物制药工艺学、药剂学、食品发酵工程、酶工程、企业管理等课程.这些课程分别涉及环境、制药、轻工、食品、管理、生物等多个方向，对专业知识范围进行拓宽，也增强学生的兴趣和适应就业的需求.
3生物工程专业应用型人才培养课程体系的构建
生物工程专业是建立在生物学、化学、工程学等多学科基础上的复合型专业.课程设置必须以人才培养目标为总揽，坚持知识、能力、素质和个性协调发展的原则，强调知识的整体性、系统性和综合应用，强调学生的人文素质、工程素质和动手能力的培养，构建培养高素质的应用型生物工程人才的课程体系.
3.1构建符合培养目标的课程体系培养满足市场需求的应用型生物工程人才，需结合自身实际，充分发挥课堂教学、实验实训和校园文化活动三个培养平台，按照公共能力、专业能力和发展能力三个模块对生物工程专业进行课程构建，每个模块又由几部分组成，具体的课程体系可设置为:
3.1.1公共能力培养课程公共能力包括价值判断、交流沟通、身心调适和信息处理等能力.价值判断能力培养课程包括思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论、基本原理、形势与政策、思想政治理论课实践等;交流沟通能力培养课程包括大学英语、大学语文等;身心调适能力培养课程包括基础体育、健康运动项目训练、职业生涯设计与创业就业指导、国防教育与军事训练、劳动技能训练等;信息处理能力培养课程包括大学计算机、计算机操作训练等.各个模块还要开设相应的素质拓展活动项目和选修课程.
3.1.2专业能力培养课程专业能力包括自然科学与工程学基础、生物学知识、生物工程工艺研发、专业综合实践等能力.自然科学与工程学基础知识培养课程包含高等数学、无机分析化学及实验、有机化学及实验、物理化学及实验、电工学、工程制图与CAD、化工原理及实验、工程数学等;生物学知识培养课程包含生物化学及实验、微生物学及实验、分子生物学及实验、基因工程及实验、细胞生物学及实验等;生物工程工艺研发能力培养课程包括发酵工程、酶工程、生物分离工程、生物工程综合实验、生物分离工程实验及其他方向课程等;专业综合实践能力培养课程包括专业认知实习、专业技能测试、企业家讲座、社会实践调查、产品设计、毕业实习、毕业论文(设计)等.
3.1.3发展能力培养课程发展能力培养课程须根据学校的教学特色和学生的发展需要进行开设，不同专业方向的课程设置有所不同.例如，发酵方向设置生物工程设备、生物工程工厂工艺设计概论、发酵工艺学及实验、发酵过程控制与检测、生物制品质量监控等.生物制药方向设置药物化学、药物分析、药剂学、药理学、生物制药工艺学、生物技术制药、生物药物分离与检测技术等;食品方向食品营养学、食品工程原理、食品分析、食品机械与设备、食品工艺学等.以上课程又分为理论教学、实验实训、综合实践三种不同的课程类别.这些课程紧紧围绕工程素质的培养分层次、分年级循序渐进地开设.
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生物工程是以生物学理论和技术为基础而崛起的高技术综合应用性新兴学科，涉及的技术范畴属于化工、机械、电子计算机等化学工程技术和现代工程技术。生物工程不仅在生命科学领域建立了新理论，产生了基因重组、无菌操作、细胞融合、细胞培养等新技术，而且随着微生物学、免疫学、分子生物学及其他学科的发展，研究生物工程也改变了传统概念。
一、工科高校生物工程专业的发展现状
在21世纪优先发展的生物工程、能源技术、航天技术、激光技术、自动化技术、信息技术及新材料等七个科技领域中，特别以生物工程技术为先导。它在医药、生态建设、轻工、纺织、食品、能源开采、新能源研发等众多领域都具有广泛的应用，其社会与经济效益举世瞩目，为人类生活生存所面临的重大难题开辟了新路径。鉴于此，我国每年大约有五千名新生力量被输送到生物工程研究、设计和生产等单位。激烈的市场竞争使得在校学生必须大力加强专业学习，尤其要注重实验技术的培训，以解决人才供需的尖锐矛盾。
在众多的生物产业中，需要的是具有专业理论及能适应现代高新技术产业的工程技术应用型人才。培养这样的人才除了要掌握生物工程的基础理论知识和基本实验操作技能外，还要注重提高综合素质及培养可持续发展能力。此外，在教育教学中要把人文科学教育、工程技术教育、实践操作融为一体，重点培养学生学习的主动性以及获取知识的能力。同时要改变过去传统的专业对口的技术学习。
二、当前工科高校生物工程专业的学习瓶颈分析
工科高校作为我国生物工程发展研究的一支骨干力量，在对生物工程的各个领域进行大量工作后已经取得了较大的进展。但由于我国对生物工程的紧迫需要，工科高校生物工程的发展主要存在着以下现状：
1、实验技术人员缺乏
据不完全统计，目前我国所有的工科高校里，从事生物工程研究与开发的人员约2300多人，而实验技术人员只有30多人，其中高级实验技术师更少。虽然生物工程专业每年培养的研究生有400多人，但经过专门培养的实验技术人员几乎没有。
2、实验条件差
近年来，开设生物工程专业的工科高校通过自筹资金和国家投资，装备了生物实验室。但多数实验室的仪器设备陈旧落后、严重短缺，生化试剂、同位素、实验动物等无论在数量上还是质量上都难以满足实验的要求。
3、学生缺乏对专业投入
生物工程是继信息产业之后而成为当今世界竞争激烈的第二热点领域，很多学生是因为类似因素而选择了生物工程专业，但学生真正学习之后却发现自己对这个专业缺乏兴趣，出现专业目的模糊，知识学习与能力锻炼出现脱轨；学生求知欲望差，积极性低迷，普遍存在着被动学习、应付考试的现象；面对复杂的问题时，严重缺乏刻苦钻研精神。
4、缺乏实践教学平台
实践教学不同于实验教学，实验教学主要培养学生的创新精神和创新能力，而实践教学是以就业为导向，将理论知识与生产应用紧密地结合在一起。目前生物工程类的实践教学平台主要集中在酒的酿造和食用菌的生产，对于新开生物工程专业，还缺乏长期合作的教学平台。
三、工科高校生物工程专业学习有效途径探索
1、强化基础理论学习的深度
生物工程专业所涉及到的课程及学科比较多，范围也很广，有高等数学、大学物理、无机化学、有机化学、分析化学等公共课，有微生物学、细胞生物学、生物化学、细胞学等专业基础课，更有化工原理、发酵工程设备、机械制图、工程设计等工程学基础课，还有发酵工程、酶工程、细胞工程、蛋白质工程、生物工艺学、生物工程下游技术等生物工程学基础课，以及基因工程、微生物工程、生物制药、环境工程、仪器分析等前沿课程。
因此，生物工程的课程学习中，应该注意课程间的衔接联系和横向拓展。学生应该把公共课的基础知识打扎实，对于个别课程比如高等数学、线性代数、概率论与数理统计等课程需要突出学习。对于生物学专业基础课学生应该牢固生物学知识功底，循序渐进地学习专业课程，同样也需要突出专业相关的重点课程，而不是所有生物学基础课简单理解、背诵套用而已。
2、注重专业与实践的结合运用
在生物工程学基础课的学习中要注重与生产实际相联系，多了解社会与民生的最新热点话题，并多与专业老师沟通，开设如“食品安全与检测”、“生物能源研究”的探讨，在学习上做到与时俱进。除了这些还要根据社会生产需要，多学习生态文化、经营管理、计算机等课程，尤其是外语的学习，使学生能有一技之长，能掌握并熟练地操作计算机及用外语交流以获得信息。
同时，优秀的传统文化不仅对完善学生心智，激发其创新精神有极强的促进作用，而且能让工科高校学生的人生观、世界观和价值观更趋于客观理性，还有利于所学课程内容的交叉融合，训练学生的哲学思维及开拓其视野，激发学生的主体意识和创新思维。
3、实践操作技能培训的增强
生物工程专业是一个偏重实验操作技能培训的学科。实践操作主要由基础操作技能、专业操作能力和综合操作能力三个培训系列组成，并且与理论知识有机的结合在一起。实践操作技能具有一定的针对性、综合性、自主性和设计性，因此学生在进行实践操作技能培训时要不断的更新实验内容，要有强烈的实验能动积极性，多参加反映学科技术前沿新技术、新方法的实验项目或综合性较强的开放性大实验，这样就不仅仅掌握到只与本专业相关的基础知识、基本理论和基本技术，而且还能提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。
在学校实验室里的基本实验操作技能培训外，可以进企业、进工厂生产车间参观实习，一般选择五到六个不同类型的生产企业，如白酒葡萄酒生产企业、味精生产企业、食品厂等实习基地。使学生在初步了解该行业、产业的发展历史、现状和存在问题的基础上展开分析探讨，领会产品的生产工艺流程，提高学生的实践动手能力。并且在参观每个企业后都要写详细的实习报告，这对学生把理论课程知识与实践结合的能力有很大的提高。这种“1+1”的实验室加企业模块式实践，学生既可学到专业的基本理论，又能掌握其专业应用技能，还能激发学生的创新意识，拓宽学生的视野。
四、结语
工科高校生物工程类本科生要学好生物工程专业，就必须要合理安排课程，丰富实验内容，激发学习兴趣，拓宽实践领域，同时还要注重人文素质、创新精神的学习和实践能力的培养，这样才能为社会培养出高质量、高素质的专业技术型人才。
【参考文献】
[1] 赵辉，凌宏志，王葳，韩晓云，吴国锋.高校生物工程专业人才培养规格和课程体系改革的探索[J].黑河学刊，2013（1）149-150.
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1 生物工程专业的人才培养目标与专业特色
1.1 人才培养目标
生物工程专业属工科专业，以培养应用型人才为主，要求学生既具有一定的科学素养，又具有一定的工程技术。当今生物学及相关学科进展日新月异，许多新技术、新仪器、新设备相继出现，但是它们出现的背后离不开生物工程基础理论知识，所以学生需要熟练掌握生物学、理工学、信息科学等各学科基础理论，并将各学科知识相辅相成，融会贯通。生物工程是一门应用性学科，学生在学习理论知识的同时，须学会应用创新性思维，独立发现并解决化学工程技术中存在的实际问题。在教学过程中，应努力结合工程学技术要求和实际需要进行人才培养，将理论知识与实践结合起来，知行合一，用理论指导实践，用实践验证理论，才能确保毕业生毕业后能迅速适应工作需要。因此，本专业的人才培养目标旨在培养德、智、体全面发展，掌握现代生物技术基本科学理论、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，具备在生物工程、食品、生物制药等领域从事产业化工程设计、生产、管理、产品质量与安全检测控制以及新技术研究、新产品开发的能力；熟悉与生物工程有关的方针、政策和法规；了解当代生物工程发展动态和应用前景；掌握资料查询和科技写作的基本方法；具有从事科学研究、技术创新和实际工作能力的应用型生物工程技术人才[1，2]。
1.2 专业特色
我校是一所地方性本科院校，办学宗旨是为地方经济发展培养应用型、复合型专业人才。因此，我们将生物工程专业定位为：立足湘中南地区经济发展，根据服务地区生物工程、食品、医药工业和农业的指导思想，以农产品深加工和精加工、生物活性成分提取为教学主线，在充分利用本地区自然资源上寻找突破口，结合生物工程专业的科学内涵，发挥我校生物工程专业人才和设备优势，为地方经济建设培养懂管理、会经营、精业务的生物工程专业高级人才。根据社会对生物工程专业人才的需求，围绕生物工程专业培养目标，探索适合于生物工程专业应用型人才成长的产学研结合的培养模式，对人才培养方案进行优化，对教学内容进行整合，形成以微生物发酵（优良菌种选育和改造、发酵代谢过程优化与控制）、功能成份提取、与食品生物技术相互交叉的生物工程专业特色[2]。
2 课程体系建设
参考国内部分学校生物工程专业的课程设置，结合我校自身的学科优势与特色，在走访和调研企业与市场对生物工程人才的需求的基础上，我们先后多次修订培养计划。在培养计划的修订中，明确了应拓宽学生的专业口径，增加新的教学内容，加强综合性实验技能的培养，并强化工程能力的训练，以确保教学质量的提高；对原课程体系进行调整和完
* 基金项目：邵阳学院教改项目（2011JG09）。
善，从人文素质和科学素养综合培养的思路出发，构建由理论课程体系、实践课程体系和素质拓展体系三部分组成的人才培养模式，课程结构主要包括通识和基础课平台，专业核心课模块、专业选修课模块和实践教学环节[3-4]。
2.1 改革培养模式，造就应用型人才
课程体系结构设置按照“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、重实践”的原则，着力培养学生综合素质；体现创新教育理念，突出实践能力培养，注重系统性、前沿性和适应性，体现“促进人的全面发展”的大学人才培养目标，构建“平台+ 模块+ 课程群”的新型人才培养课程体系。
2.1.1 平台课体现厚基础、宽口径。平台包括公共基础平台和学科基础平台，公共基础平台注重能力培养和素质提高，体现厚基础。公共基础平台包括：思想政治课、哲学理论、时政与社会等课程组；创新意识与学习能力课程群包括英语、体育、计算机、数学、物理等基础课程，促进大学生综合素质的全面提高。学科基础平台包括学科基础课和跨学科基础课，体现宽口径。在保证课程内容的理论、方向相对稳定的基础上，对课程内容进行整合，保持课程之间的有机衔接，精选课程内容，优化课程内涵结构。
2.1.2 模块课体现“重实践”和专业能力培养。模块课主要由专业基础课、专业课和实践教学环节构成，体现专业基本素养和能力的培养。专业基础课是专业能力培养的基础，在保证教学内容不减少的情况下，解决好课程容量和含量之间的矛盾，重点在于提高其教学质量、效率和效益。
2.1.3 课程群。专业知识与专业能力课程群包括生物工程和生物技术领域的终端课程、以能力培养为核心的综合训练课，强调训练学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养其学习能力与创新意识[4]。
2.2 优化课程体系设置，加强基础课教学
为尽可能地优化课程设置，我们组织开展了几次大型的教学工作研讨会和课程体系论证专家会议，在充分征求教师和专家意见的基础上进行了以下调整。
2.2.1 课程设置顺序调整。生物工程专业的主要特点是涉及领域多、专业基础课多、系统性强、课程链条长等。在课程设置时，先开设化学类（无机化学、有机化学、分析化学、物理化学） 和数学类基础课，然后是普通生物学、生物化学、微生物学等专业基础课，接着开设细胞生物学、生物工艺学等专业课，最后是生命科学类的终端课程，如生物分离工程、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程综合实验等大实验，并将课程前压，尽量腾出大四两个学期的时间，以保证毕业论文撰写和创新能力培养的时间。
2.2.2 知识体系重叠部分前移讲授。生物工程专业基础课多，部分课程有重叠。为了解决这个问题，在专门课程体系论证会上充分征求教师和专家意见，进行知识点的重新梳理、衔接，合理排布各门课程开课顺序，使课程之间重叠部分前移讲授，即重叠部分由开设较早的课来讲，后面开的课不再讲授。
2.2.3 课程的增加与拓展。考虑学生后期专业方向的分化，增设专业英语、文献查阅与科技写作、生物工程前沿专题讲座等选修课程。同时，为拓展学生知识面、培养应用型人才、增加学生就业渠道，设立了生物试验设计与统计学、食品生物技术、酿酒工艺及企业管理学和市场营销学方向课程，学生可以根据个人兴趣和职业规划进行选修。另外，将大学生创新实验项目、学科竞赛及参加老师科研项目等第二课堂纳入课程体系，以完善学生知识结构、培养学生创新能力。
3 师资队伍建设
在专业建设过程中，始终坚持以人为本，努力打造一支素质精良的师资队伍。精心构建师资队伍建设，制订切实可行的师资培训计划。通过重点培养、引进优秀人才、实施“青年教师导师制”、组织教师到生物工程相关产业和领域一线学习、兼职；以生物化工重点学科为依托，以微生物发酵、功能成分提取和食品生物技术作为生物工程专业开展科研工作的三个主方向为中心，充分利用学校的科技和人才资源，通过校、市共建生物化工研究所、食品技术研究中心，提供面向区域经济进行产品研发和成果转化的支撑平台，提升教师的科研水平和服务地方经济建设的能力。现已建立了一支年龄、学历、学位、职称、发展前景好的专业教师队伍，教师的知识结构、年龄结构、学历学位结构合理，完全能满足教学的要求。
3.1 加强教学改革与科学研究，提高教师学术水平与教学水平。推进青年教师培养导师制，赋予老教师指导青年教师的义务和责任，通过课堂教学观摩、教学督导听课、课程教学质量评价等措施，不断提高教师的教学水平和教学质量。同时积极鼓励教师进行教学改革实践，不断更新教学内容和改进教学方法，对获得教学改革课题和发表教改论文进行奖励；另一方面，所有教师都参与科学研究，不但加强了教师业务素质的锻炼，还使教师深化对学科知识的理解，了解学科前沿，清楚生物工程产业所需，开阔专业思维，授课有的放矢，以实践来丰富、深化教学内容，更好地贯彻特色专业培养要求。
3.2 加强校企合作，提高实践教学水平。积极支持中青年教师深入企业一线实习和锻炼，参与企业“特派员”工作，从实践中寻找科研课题，丰富实践经验和掌握社会实际需求；同时聘请企业的一线技术专家担任兼职教授，定期回学校授课或开展讲座。
3.3 深入推进教师培训和交流。通过多种形式和途径，鼓励中青年教师到国内外著名高校或重点实验室去访问研究、进修或攻读学位，进一步提高专业知识和专业技能，掌握学科的发展动态。同时也邀请国内外同行前来学校开展学术交流，以拓宽和提高教师和学生的知识视野。
3.4 加强教学与科研团队建设。生物工程专业牵涉课程面广，知识跨度大，既有生命科学的知识，又有工程技术的内容。我们根据学科领域组建科研与教学团队，集中力量建设教学与科研平台，如生物化工教学与科研团队等。通过组建梯队合理的团队，更有利于安排中青年教师进修学习、访问及深入企业实践，全方位提高教学队伍的教学水平、学术水平和实践水平，从而构建一支了解社会需求、掌握学科动态、年龄结构合理、综合素质优良、充满教学激情的师资队伍。
4 重视实践教学环节，构建科学合理的实践教学体系
4.1 单独构建实践教学体系，加强学生应用能力培养
构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习（工厂实习）、毕业设计（论文）组成的递进式实践教学新体系。
主要的课程实验（如生物化学、微生物学等） 均单独排课，且实验内容不断改进、更新和补充，增加时效性，充分调动学生学习的兴趣。
根据教学进程和生物产品开发、生产程序，按照理论与实践相结合、课内教学与课外教学相结合等原则，构建包含“基本技能训练—综合技能训练—创新能力培养—工程技术应用”四级模块的实习教学体系。基本技能训练模块由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作等子模块构成，采取精选实习内容、提高实习项目的综合性，让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容，达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的，加强学生基本技能和素质的培养；综合技能训练模块由专业基础课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习等子模块构成，通过单独开设的一系列由综合项目及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、生产实习、毕业实习的训练，提升学生的工程素质，培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力；创新能力培养模块由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计（论文）等子模块构成，通过学生科研立项、参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计（论文）等实践教学环节，激发学生的创新兴趣和激情，提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力；工程技术应用模块主要对学生进行微生物检验师、食品检验师、ISO22000（食品质量安全）内审员、外审员等资格培训与考核，为学生就业奠定坚实基础。
4.2 建立校内实习教学基地，加强学生专业技能培养
充分开发和利用食品工程实习工厂、生物制品分离工程实验室、分析检测中心和市食品研究所、市生物研究所等原有实践教学资源，按生物专业大类组建工程模式的多功能校内实习教学基地。通过集中师资、设备力量，加大投入等措施，建成了集人才培养、科学研究和服务社会三大功能为一体的校内实习基地。基地模拟工厂产品生产过程，围绕“产品研究、开发、加工、检测”进行合理分工，形成了可承担技能训练、产品试制、产物分离、产品检测四大任务的工程实习基地，每年承担11门课、38周课程实习和12周毕业论文（设计）任务。
4.3 建立校外实习基地，实现高水平毕业实习
校外实习基地是培养学生动手能力和培养应用型人才必不可少的场所，建立一批稳定的实践实习基地，可以促进学校与企事业单位优势互补，为学生实习创造良好条件，锻炼和培养学生的实践能力。现已与国内多家生物工程相关企业建立联系，确保教学实习目标的完成。学生的毕业论文除了大部分在校内完成外，还有一部分在校外实习基地完成。学生可结合校外实习基地的实验情况，经与校外导师协商确定选题完成毕业论文。在校外完成毕业论文的学生，校内和校外实习基地均有指导教师，确保毕业论文（ 设计） 质量。学生通过直接参与企业研发与生产，了解企业运行机制，熟练使用科研设备，掌握基本生产流程，提高了实践动手能力和科研创新能力。
5 结语
21 世纪是生物学世纪，生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展，生物工程产业被誉为“朝阳产业”，产业的快速发展，带动了人才的大量需求。作为一个理、工相结合的新兴工科专业，生物工程专业的创办，在改造传统专业和促进学科交叉方面具有重要意义，但也存在许多不可忽视的问题[5]。作为新办地方高等学校，目前我们从人才培养目标、专业特色、课程体系、师资队伍、实践教学环节等方面对生物工程专业建设进行了探索与实践，体现出较好的专业特色、课程特色以及培养方法特色，但要办好生物工程专业，还要在很多方面进一步摸索，我们将继续研究分析国内外生物工程发展的趋势，结合我校实际，不断改善和优化人才培养方案，优化知识结构、提高综合素质，不断更新并改革生物工程专业的教学内容和教学方法，培养高水平的专业技术人才，更好地为地方经济建设服务。
参考文献：
[1]钟青萍，杨幼慧，王丽，等.生物工程省级特色专业建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊，2012（11）：60-61.
[2]赵良忠，蒋盛岩，余有贵.生物工程专业教学计划的修订与思考[J]. 海峡科学，2007（9）：50-51.
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郑州大学在原有“生物技术”本科专业开设及建设的基础上,于2007年起设立“生物工程”本科专业。该专业的设立不但将对河南省生物工程与技术产业的发展起着重要的推动作用,而且对学校的学科建设也非常重要,直接影响到郑州大学工程学科的综合实力。2008年郑州大学将“生物工程”专业列为全校“教学内容与课程体系改革与建设”试点专业,要求在原有人才培养方案的基础上,对“生物工程”专业培养方案进行修订完善,并将相关教学内容和知识体系进一步进行整合,制定出新的培养方案。生物工程专业旧的人才培养方案是在专业开办申请时参考教育部生物科学与生物工程教学指导委员会拟定的“生物工程专业规范”的基础上制定的,为此我们根据学校课程体系改革的精神及要求,结合学科发展特点、国内外生物工程技术发展现状、趋势,以及郑州大学生物与工程技术学科的实际,对该专业的课程体系框架及教学内容进行整合建设,以期满足生物工程学科创新型人才培养的要求。
一、认真组织调研,学习国内相关高校开展课程体系改革与建设经验
在明确课程体系改革与建设的目标和任务的基础上,我们对国内教育部直属重点大学及部分地方特色高校开展课程体系改革的经验与做法进行了认真地调研和分析,重点围绕生物工程学科发展和技术进步对专业教育带来的影响、生物工程专业课程体系的优化与教学内容的整合重建、实践教学体系构建与教学模式探索、生物工程与技术学科教学方法改革等进行深入的研究和分析总结。通过调研,负责“课程体系改革与建设”的老师及教学委员成员深受启发,对充分学习和借鉴各高校课程体系改革与建设过程中所取得的各项成果、经验,以及进一步明确专业办学方向、理请办学思路,明确生物工程专业模块设置方向等具有积极意义。
二、瞄准学科前沿及国家生物产业发展政策,明确专业发展方向
随着生物工程与技术学科的迅速发展,其在国民经济建设中越来越发挥着重要作用。生物工程技术广泛应用于医药、农业、能源、环境等行业,发展日新月异。2007年2月28日,国务院召开“十一五”期间高技术产业和生物产业发展问题研究会议,强调“十一五”期间,要把加快发展生物产业放在突出重要的战略位置。加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业,加强生物资源的保护和开发利用,强化生物安全管理体系建设。形成一批具有自主知识产权的生物技术产品,培育一批大型生物企业和生物产业基地,使生物产业真正发展成为增长速度快、质量效益好、带动效益强的战略性新兴产业。
三、整合教学内容及知识点,确定新的人才培养方案体系框架
基于生物工程专业人才培养目标在于,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。在充分借鉴国内其他高校经验与做法的同时,我们对原有课程的教学内容、知识体系进行了认真整合。
1.原有教学内容及知识体系存在的问题
问题主要反映在实践实习教学环节及课程体系结构两个方面。前者有:(1)实践教学环节形式单一。主要是分散的课程实验,缺乏集中安排的课程及专业综合实验、专业课程设计及各种实习、实训等;(2)实习、实训等实践教学基地数量严重不足,急需加强建设以满足实践实习教学;(3)实验教学综合性、创新性实验项目比例偏少,需要进一步增加。(4)没有完全建立独立于理论教学的实践教学体系。实践、实习环节需要进一步加强。尤其是与生物技术专业相比,生物工程专业办学需要进一步与企业密切联合。
在课程体系结构方面,传统的人才培养方案包含有必修课(含公共、学科基础及专业必修课)、限选课(学科基础及专业限选课)和选修课,总学时和学分分别达到3410学时和182分。必修课过多(尤其是大平台课),选修课较少。必修课学分比例甚至达到60%以上,挤占了学生对专业及其它课程的自主选修学分。同时,大量的课堂教学也同样挤占了学生对其它课程自主选修,不利于学生自主学习积极性的调动和发挥,不利于创新型人才的培养。
2.采取有效措施,推进知识点整合
在教学计划制定过程中,我们考虑了学校有关文件精神要求、其它高校改革的成功经验和做法以及学科本身特点。具体措施有:(1)知识体系重叠部分前移讲授。根据学科特点,召开课程体系论证专家会议,充分征求教师和专家意见进行调整。(2)公共基础平台课进行尝试性改革。压缩部分课程学时、学分等;(3)对生物学基础课程进行整合。根据专业特点,将植物生物学、动物生物学整合为普通生物学开设,增加专业选修课比例,学科群课程增加前沿性、应用性课程比例,多学科知识点重新梳理、衔接,强化实验实习环节,以及将课堂教学与大学生创新实验项目结合等。(4)明确各门课程在培养计划中的地位与边界,界定各门课程的讲授范围,避免课程之间的重复和脱节,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的衔接、推进、渗透及有机联系,克服课程之间的松散性,压缩、删减课程重复和内容陈旧的部分,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容。通过课程教学内容的科学设计与合理编排,培养专业范围宽、基础知识厚、综合素质高、工作能力强的复合型人才。
3.教学内容知识点及人才培养方案体系框架的确定
参照教育部专业规范重新梳理知识体系及知识点,明确生物工程专业共有的100多个知识单元。这些知识单元分属于不同的专业知识领域,同时开设理论课并配备相应的实践教学内容以加强学生创新、动手能力培养。这些知识领域包括基础生物学、生物化学、微生物学、工程制图、发酵工程、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程与分子生物学、生物分离工程、生物工程设备、生物反应工程、发酵工厂设计概论等。
四、按照培养目标和学科发展特点,制定新的人才培养方案
生物工程学科发展迅速,其中生物制药、发酵工程领域在整个生物技术产业中产值及行业规模较大,从就业和学科前景来看,我们计划设置上述两个专业模块,即生物制药模块(服务于制药领域)和发酵工程模块(技术服务于多农业、能源、环保、制造等多个领域)。在此基础上,结合学校新的培养方案设置要求,我们按照“平台+模块+课程群”的体系制定出了新的人才培养方案。
(一)专业培养目标
生物工程专业培养目标定位于,培养掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药或发酵工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物制药或发酵工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。
(二)专业培养基本要求
专业培养要求本专业学生主要学习微生物学、生物化学、生化工程原理、生物工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有宽泛的文化知识、较高的文化素养,不仅具备从事本专业领域业务工作的基本能力和素质,而且有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识;掌握现代生物学、生化工程原理、生物制药或发酵工程领域核心课程的基本理论、基本知识和基本技能;具备在生物制药或发酵工程领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物工程技术及产业发展有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程技术的理论前沿和发展动态;掌握生物工程技术领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
(三)专业模块方向设置及主要课程
1.生物制药模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、免疫学与抗体工程、生物反应工程原理、生物技术制药、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、药学概论、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、实验动物学、工程制图。
2.发酵工程模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、环境微生物学、生物反应工程原理、微生物生理学、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、仪器分析、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、微生物学综合实验、工程制图。
“生物工程”专业新的人才培养方案除包括上述模块设立外,特别注重减少课堂教学总学时数,通过精选教学内容、改进教学方法等推动创新型教学及人才培养。规定本专业须修满指导性教学计划中规定课程学分173学分,其中平台课95学分(比例54.5%),模块课5分(34.0%),课程群1分(比例11.0%)。使得课程体系结构更为合理,更加有利于将学生从填鸭式的课堂教育中解放出来,对培养具有自主学习能力和创新精神的生物工程类人才具有积极意义。
参考文献:
[1]卢碧林,张敏,毛治超,等.生物工程专业课程体系建设与实践研究[J].高教论坛,2006(4):59-61.
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[4]李庆杨,李明宇.高等学校课程体系改革与创新人才的培养[J].沈阳教育学院学报,2008,10(1)37-38,46.
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项目资助：计量特色生物类专业就业竞争力提升研究（HE20041）
21世纪是生命科学的世纪，生物化学是生命科学相关专业的一门重要专业基础课程。生物化学知识已经渗透到了生命科学的各个学科[1]。中国计量学院生命学院的《生物化学》为校平台课程，课程组自建院以来，承担本校生物技术、生物工程、食品科学与检验、药学及生物医学工程等专业的《生物化学》课程的教学工作。随着中国计量学院生命学科的发展及形势的变化，为体现相关专业的“计量”特色，我们积极采取了一系列方法和措施，收到了显著的成效并积累了相当的经验。
1 “计量”特色的《生物化学》教学实践中存在的问题
1.1 生物化学课程的内容难度大而且复杂
众所周知，《生物化学》属于生命科学相关专业基础课程中较难的课程，本课程各种分解与合成等生化反应途径十分复杂，如许多酶（包括发挥酶的催化活性所需要的辅酶和辅基）的结构非常复杂。生物分子的合成与分解途径十分复杂，有些生化反应途径甚至多达数十步,如核苷酸的合成与分解[1]。
1.2 学科发展快、课程内容多，与学时相对较少的矛盾日益突出
随着学科的交叉和不断深入，在生物物质代谢及代谢组学等方面的研究更是取得了前所未有的进展[2][3]。然而，现实情况是，课程组成立近7年来，《生物化学》课程的学时数却未有增长，事实上还有轻微的下降（从2009年起，中国计量学院由每个学分的17个学时改为16个学时，总学时由原来的120减少到112个）。因此，上述问题尤其显得突出。
1.3 课程内容与生产实践脱节严重
掌握《生物化学》的基本知识对发展有“计量”特色的生物技术、生物工程、食品检验和药学等专业，对理解生命的基本规律具有极为重要且不可替代的作用[4]，同时，掌握《生物化学》的基本知识对生命科学相关专业的其他相关课程的学习也十分必要[5]。因此中国计量学院的《生物化学》课程既具有基础性，也具有互通性。酶的结构、DNA的复制、转录、蛋白质的生物合成、氧化磷酸化的机理等在《生物化学》课程中十分重要的内容。但是，在目前的生物相关产业的生产实践上鲜有应用。
综上所述，作为一门重要的基础课，中国计量学院的《生物化学》在把握学科发展前沿的同时，适应培养、体现“计量”特色以及新的专业教育形势的需要，将创新意识融入教学的全过程，对我们《生物化学》课程组来说也是一个全新的挑战。
2 生物化学教学改革实践
为解决上述问题，我们《生物化学》课程组通过组内讨论，并汲取同行的宝贵经验，采取了以下几项措施：
2.1 针对现存的问题，修订新的《生物化学》教学大纲
修订新的教学大纲,调整教学内容,编写了新的《生物化学》实验教材（目前正在编写理论课程的教材）,自制了《生物化学》教学多媒体课件。我们删减了和其他课程如遗传学、分子生物学和基因工程、蛋白质工程等课程重复的内容,增加了生物分子信息传递、物质代谢调控等近年来发展迅猛的学科前沿内容。
2.2 鼓励学生提高自学能力
由于我校《生物化学》开在二年级的第一个学期,许多学生对大学的学习方法还没有完全适应,有的学生仍然像在中学时那样,遇到有不懂的地方缺乏正确的方法。因此我们强调区分内容,提倡预习与复习,鼓励学生提高自学能力。
2.3 注重生物化学理论与生产实践的联系
在教学中我们尽可能地理论联系实际,如蛋白质的分离与纯化技术与现代生物工程中蛋白质药物的分离纯化的联系、酶抑制剂与食品、外来检疫性害虫的防治及科学研究中的广泛应用、基因调节系统研究与基因工程技术的密切关系以及新技术如基因芯片，RNA干扰等在研究基因的结构与功能中的应用等等。既提高了学生对《生物化学》的兴趣，又可以教育学生克服应试习惯，争取能够比较全面系统地掌握《生物化学》的基本知识。
2.4 加强《生物化学》教学过程中学生创新意识的培养
我们通过在讲授生物化学发展中的重大发现时将所涉及到科学家及他们的研究思路和方法作为一项重要内容来介绍,从而使学生不仅获得知识,同时受到解决问题方法论上的启迪,这样十分有利于对学生的创新思维的培养；我们还在总学时不变的情况下增加实验课时，提高学生的动手能力和对《生物化学》的兴趣。
参考文献
[1] David L.Nelson,Michael M. Cox.Lehninger's Principles of Biochemistry，5th Edition [M].New York：W. H. Freeman,2008.1-21.
[2] 朱龙华.生物化学工程研究进展[J].中国计量学院学报,
2002(3):225-228.
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德州学院生物技术专业是2000年新建的专业，具有生物科学和生物化学等学科优势的生命科学类专业，我们按照为社会培养厚基础、强能力、宽适应的合适的应用型生物技术专业人才的指导思想，制订了人才培养方案和教学计划。在专业建设中，就依托我校生物科学专业，构建具有特色的生物技术人才培养方案和模式进行了探讨和实践。
课程建设是学校教学基本建设的重要内容之一，是专业建设和学科建设的基础和关键环节，是提高教学质量的重要方法和途径。课程建设涉及到教育思想观念、教学过程、教学方法和手段、师资队伍、教学管理制度建设、教学条件等多方面的内容，课程建设直接体现学校的教学水平，并将直接影响人才培养质量。为了深化课程教学改革，更加规范、有序地开展课程建设工作，根据教高[2007]1号《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》和教高[2007]2号《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》的文件精神，为高度重视实践环节，提高学生实践能力和创新能力对徐州师范大学大学和淮阴师范学院等院校本科生课程建设情况进行了调研。
2 生物技术专业的课程体系结构
通过调研各个学校本科生课程建设情况，生物技术专业课程体系基本框架达成共识：
2.1 毕业总学分=课程(包含实验课程)总学分+毕业综合实践环节总学分=150～180学分。
2.2 课程类型及学分比例。基础课程：50％左右
人文社科类(含政治、外语、计算机、体育等)占30％总学分。
自然科学类(数学、物理、化学、物理化学等)占25％总学分。
专业基础课：根据各个学校的专业特色来决定，占20～30％总学分。专业基础课主要包括微生物学及实验、生物化学及实验、遗传及实验、分子生物学及实验、细胞生物学及实验
专业课：根据学校的专业特色来决定，占20％左右总学分。主要包括基因工程、细胞工程、生物工程下游技术等课程。
2.3 生物技术专业实验覆盖面。生物技术专业实验覆盖面包括微生物学实验、生物化学实验、遗传学实验、分子生物学实验、细胞生物学实验、细胞工程实验、基因工程操作实验、生物工程下游技术实验。
3 我校生物技术课程建设的现状
3.1 开设适合我校特点的课程教学模块。根据我们的人才培养目标，生物技术专业培养具有良好的政治素质和道德修养，具有较扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能，了解生物技术领域的前沿和发展动态，具有较强的创新意识与实践能力，能在工业、医药、食品、农、林、渔、环保、园林等行业从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的德、智、体全面发展的应用型高级专业人才，同时适度培养专业专业基础型、复合型人才。我们设计了5个选修教学模块，分别是食品科学与营养模块、现代生物学模块、生物制药模块、农业生物技术模块、生物教育模块。
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一、明确实验课程地位
根据我校生物工程专业的培养目标，生物工程专业的教学计划修订后将微生物学作为生物工程的主要专业基础课，但是还是没有将实验课列为单独的实验技术课程，因此微生物实验在整个生物工程人才培养的重要地位也被忽略了，所以应该将实验课列为单独的实验技术课程，使得教研室全体教师都明确考试大纲，进行独立的课程建设，网站建设等等。同时使教师对实验教学更加引起重视，使得教师更好地为实验教学拓展思路和进行实验指导。也是学生对实验以足够的重视，使得学生的实验操作能力都会得到相应的平衡和提升，以至于能够很好的完成后面的生物工程综合实验。
二、教学方法改革
传统的实验教学是验证微生物学讲授的理论内容，因此，传统的实验教学存在诸多不足，如学生实验兴趣低下、验证实验过多等，实验教学重视程度低，缺乏规范，受到忽视。教师在指导实验过程也存在的问题及学生参与实验是被动的应付，对实验缺少主动思考，对遇到的问题缺少分析或仅进行简单的分析。而随着单独设课的实施，我们还引入多媒体技术，加上学校现有的网络教学平台，甚至可以利用微信建立一个以微生物实验为平台微信群直接让学生一起参与实验的讨论，这样就能解决了以上问题且从而还能提高微生物实验教学成效。
三、实验项目改革
从事微生物的研究工作，首先要掌握基本的实验技术，包括经典的培养基的制备和灭菌、显微镜技术、无菌操作技术、染色技术、各种微生物培养特征及形态特征、微生物的分离纯化及计数等。其次，我校生物工程专业按大类招生后实习实践课基本都是综合实验，这就要求学生有一定的综合实验能力。因此，学生在完成一定的基本操作技能实验后，结合我校实际条件和教师研究方向开展小型综合性实验，教师给出数个10个学时左右可完成的题目，学生自己设计，经和教师讨论确定可行后作为实验题目，题目要求要用到前面的基本实验技术，如八角内生细菌的分离筛选及其转化茴脑的初探等，要求以小组为单位进行，每组4-5人。由小组写出实验方案，所需试剂仪器等等等。小组独立完成，教师跟进指导。这实验期间要求学生节省耗材，爱护仪器，养成良好的实验操作习惯，以实验报告的形式进行考查。
四、考核方式改革
传统微生物实验课成绩仅反映平时上课考勤和实验报告情况，而实验的过程没有体现，且实验是每个小组4个，部分学生没有动手操作或应付式的完成了实验。因此，我们要求课前预习，提前了解实验的原理、目的、方法及注意事项；实验过程中如实记录实验结果，并要求每一次实验的原始数据要老师检查并签名；实验结束后分析整理结果、上交实验报告。而且还要引入实验考试：包括口试和实验操作考试，均以抽签取题的形式，口试内容涉及实验原理、实验步骤、实验设计等内容；实验操作考试在规定时间内对某个实验部分操作考试，如大肠杆菌的简单染色等若干操作。我们对微生物学实验考试按这个方式进行了两年的试验，学生的各个方面都得到了很好的提高，尤其是实验操作。这样实验实验成绩就是：平时成绩包括预习报告、平时操作等内容，占30%;实验报告占30%;考试成绩包括口试、规定操作等内容，占40%。以上实验考核方式的改革，有利于改善学风，提高学生的动手能力和实验基本素质。
参考文献：
[1]刘森林.微生物学实验创新教学体系的研究与实践.微生物学通报[J],2005,32(4).
