单位文秘网 2021-07-09 08:23:09 点击: 次
摘要:构建了生物工程“三层次、四模块”的综合实验体系,把专业综合实验内容分为啤酒工艺实验、果酒工艺实验、酶工程实验、柠檬酸发酵实验四个模块。结果表明:多模块、多层次的综合实验教学体系,有利于激发学生实验学习的兴趣,从而提高了学生的实践与创新能力。
关键词:生物工程;综合实验;创新;实践能力
中图分类号:G642.0 文献识别码:A 文章编号:1674-9324(2018)12-0273-02
我校生物工程专业设立之初,开设了生物工程设备实验、生物分离实验等实验课程,由于每门课的实验学时较少,只能从事简单的单元操作实验。随着我们实验条件的完善,把相关课程的实验内容整合到专业综合实验,作为一门独立的必修课程,形成了生物工程“三层次、四模块”的综合实验体系。通过专业综合实验的模块化实验,不仅使学生得到了以产品为目标的系统化的实验操作技能的提高,而且培养了他们的独立动手能力和创新思维能力。
一、构建生物工程专业综合实验体系的方法
《生物工艺综合实验》作为一门独立课程,2012年批准为校级精品课程,通过专业综合实验课程结构的优化,建立了以学生为主体的创新、研究和设计的生物工程创新实验教学新体系,通过加强学生对生物工程知识的理解和综合运用,既提高了学生的综合实验能力,又培养了复合型生物工程专业知识的专业人才。在建立了新的实验教学体系的同时,又制定了新的生物工程综合实验教学大纲,并增设了开放实验、编写了综合实验指导书。本课程注重理论与实践紧密结合,以工程实践教育和创新能力培养为核心,进行实验教学内容的设计与改革,将工程实践能力教育和创新能力培养贯穿于整个实验教学活动中。
(一)构建了充分体现实验课程先进性、典型性和創新性的知识结构体系
我校生物工程专业是国家级特色专业、山东省卓越工程师培养计划。该专业的教学充分利用学院的山东省生物工程实验教学示范中心、中德啤酒技术中心、葡萄酒工程训练中心,并依托山东微生物工程重点实验室等科研平台。在生物工程综合实验教学中,我们构建了四个实验模块,每个模块均有三个层次;并把课内基础技能培养与大学生课外创新创业项目训练相结合、理论课和实验课相结合、实验教学内容与教师科研项目相结合[1]。我们以实验产品作为一个模块,且每个模块含多个丰富内容,既增加了综合性、设计性在生物工程实验中的主体地位,又提高了生物工程专业学生的综合实验创新能力。本课程组不断优化整合理论教学与实践教学内容,结合教师的科研成果,突出课程的先进性、典型性、创新性,使学生能够通过实验全面掌握生物工程相关知识的基本原理、基本方法和创新思路。实验教学中,及时将行业及相关领域的新技术、新方法、新知识介绍给学生,使教学内容始终处于本学科的前沿水平,以保证课程基础性、前沿性和典型性。通过学生创新实验和实践式教学模式相结合,提高了学生的自学能力和创新能力。
(二)形成了“三层次、四模块”的实验教学体系,建立了模块式授课的机制
根据课程性质,把实验课设立了“啤酒工艺实验、果酒工艺实验、酶工程实验、柠檬酸发酵实验”等四个模块。每个模块分别有基础验证性、综合设计性、研究创新性三个层次。结果表明:多模块、多层次的实验教学体系,有利于激发学生实验学习的兴趣,从而提高了学生的实践创新能力。在近年的教学改革、教学研究中,我们根据团队成员各自的研究方向,讲授一个模块的一部分。近年来把教师的科研成果纳入实验教学中,开设了“IPA啤酒工艺实验、青稞啤酒实验”等工程训练实验项目,增加了综合性、设计性实验的比例。提高了学生对综合实验的兴趣,调动了学生综合实验的积极性与主动性,教学效果显著提高。
(三)基础性与综合性相结合
以啤酒为例,精酿啤酒以其用料好、工艺精、品种多样、营养丰富,越来越受到消费者欢迎。1992年,中国第一条用于教学和科研的精酿啤酒生产线在我校投入使用,生物工程专业始终把啤酒相关内容作为重点,以啤酒工艺实验为例,该实验涉及到麦芽汁的制备、酵母的扩大培养与发酵、分析检测、感官品评等过程,理论涉及生物化学、生物分离工程、微生物学、啤酒工艺学、生物工程与设备、品评科学、酿酒分析等课程。通过该实验,使学生掌握了在实验室和训练中心进行的啤酒生产的全过程,同时也将基础理论与综合实验紧密相结合,既加深了对啤酒工艺等相关理论课的理解,又得到了啤酒工艺实验的技能训练。
(四)多样性与灵活性相结合
在果酒工艺实验中,由于水果原料来源非常广泛。水果不同,其原料处理方法、酿酒工艺条件、澄清处理也不一致。采取设计性实验的方式,由老师给出不同的实验题目,提出实验任务及实验目的,由学生选择感兴趣的其中一个题目[2],让学生查找资料、设计方案,选作任一果酒工艺实验。通过选做实验及互相品评实验样品与交流,同学们可以获得同一类实验的相关知识技能。
(五)开放实验室,形成了“开放式、研究性、工程训练”的实验教学模式
以开放式实验教学为基础,利用啤酒工程训练中心、葡萄酒训练中心,向学生开展啤酒、葡萄酒工程技术的训练,逐步形成了开放研究性教学的新理念,将专业基础知识与工程训练相结合,培养了学生的工程背景和研究能力,提高了学生的综合素质与在社会中的竞争力。
开放性实验教学给予学生自由发挥的空间,调动了学生的潜能。然而,这种开放性、自由性本身也存在安全隐患,因此,要加强防范,对实验室进行全方位监控,安全[3]。我们学院从大二学生开始,为了给优秀学生一个最大限度的能力发挥空间,指定教师对部分优秀学生给予特别指导,成立创新科研小组,参加山东省和全国挑战杯创新创业大赛,提高其创新能力。
二、改革考核方式,激发学生学习主动性
实验考核不同于理论考核,实验考核更应注重学生技能和工程意识的培养,在注重实验结果的同时,更注重中间实验过程。平时成绩考核中除了考勤之外,重点考核实验预习和资料的收集情况、实验方案设计、实验过程的安排合理与否、团队合作能力、实验操作是否规范、实验数据记录等;实验报告部分则重点包括:实验报告的完整性、独立性及实验结果数据分析。在考核过程中,基本实验技能和创新精神的考查和培养并重。这种考核方法能够全面客观地评价每一位学生的实际水平[4]。
三、實施效果
该课程以“实验模块”为基础,且每个模块含多个丰富内容;用“系统链”主线贯穿全过程,达到培养生物工程专业学生的目的,并以此带动本学院的实验体系改革,促使教师对综合实验有进一步的认识与理解,并把教师的科研课题纳入实验内容,以此调动学生综合实验的积极性、创新性。引导学生把综合实验与生产实际结合起来,更好地理解生物工程综合实验的目的性,形成积极主动的学习态度,促进学生科学素养的提高,为他们的终身学习打下良好的基础,以实现培养面向生物工程学科创新型复合型技术人才的目标,也为其他专业进行综合实验课程体系的建立提供了借鉴。
参考文献:
[1]邵秀芝.基于应用型创新人才培养的实验教学体系的构建[J].创新教育国际学术会议,2012:741-743.
[2]连之娜,陈牧,徐勇等.生物工程实验教学的改革与探索[J].广东化工,2015,42(291):124,126.
[3]蔡共宣,李晓华,王彦林.改革实验教学,提高学生的创新能力[J].实验科学与技术,2011,9(4):85-87.
[4]李江华,房峻,郑飞云,等.生物工程综合实验教学创新体系的构建[J].实验室研究与探索,2009,28(4):222-223,228.
Construction of Comprehensive Experiment System for Biotechnology Specialty to Improve Students" Practical and Innovation Ability
MA Mei-fan1,LIU Ji-wen2,FANG Hai-yan1,ZHANG Da-wei1
(1.Qilu University of Technology,Jinan,Shandong 250353,China
2.Jinan School of Business and Trade of Shandong Province,Jinan,Shandong 250013,China)
Abstract:Comprehensive experiment system of biotechnology,three levels,four modules,was constructed.The professional comprehensive experiment content was divided into four experiment modules,the beer production process,the fruit wine production process,enzyme engineering experiment,citric acid fermentation experiment. the results showed that the multi-modules and multilevel experiment teaching system was propitious to stimulate the students" study interest,so as to improve the students" practical and innovation ability.
Key words:Biotechnology;Comprehensive Experiment;Innovation;Practical Ability
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