生物工程下游技術(shù)教學(xué)分析
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摘要：通過制定適當(dāng)?shù)恼n程教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，采取多媒體教學(xué)和雙語教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，旨在有效地指導(dǎo)學(xué)生深入了解生物工程產(chǎn)品分離和純化的核心內(nèi)容，使學(xué)生能較為直觀地了解課程理論和實(shí)際操作技術(shù)，了解當(dāng)前學(xué)科發(fā)展的前沿動態(tài)，提高課程教學(xué)水平，促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)。
關(guān)鍵詞：生物工程下游技術(shù);雙語教學(xué);多媒體
生物工程下游技術(shù)又稱為生物分離工程，是生物工程及相關(guān)專業(yè)的必修課程。該課程的理論與具體實(shí)踐結(jié)合十分緊密，其教學(xué)活動的成功與否能夠直接影響到相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)以及實(shí)際問題的解決能力。在我國，生物工程“下游技術(shù)”概念主要包括動植物以及微生物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)后細(xì)胞的收集、產(chǎn)物的分離純化、產(chǎn)品的成型加工和質(zhì)量監(jiān)控等一系列單元操作和過程中的主要技術(shù)。其中，生物發(fā)酵產(chǎn)物以及生化產(chǎn)物的分離和純化是最重要的核心內(nèi)容。半個多世紀(jì)以來生物技術(shù)的長足進(jìn)步帶動了生物工程下游技術(shù)的極大發(fā)展。近年來，人們認(rèn)識到生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)和最重要的技術(shù)是“下游技術(shù)”，可以對生物工程工業(yè)制品的質(zhì)量和產(chǎn)量產(chǎn)生直接影響，其中最重要的問題是減少損耗成本目前可占總成本的50%以上，因此愈來愈受到人們的關(guān)注。因此，教授好生物工程下游技術(shù)，對于生物工程以及相關(guān)的專業(yè)至關(guān)重要。在實(shí)際的教學(xué)過程中，主要是通過以下幾個方面來實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)規(guī)范和特色。
1確立良好的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容
在具體教學(xué)活動中，首先要確立良好的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，通過大量的檢索和研究分析，制定合理的教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容，是樹立良好教學(xué)規(guī)范和特色的第一步。教學(xué)目的是一堂課的方向盤，是衡量一堂課的首要尺度。而教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)目的的具體化，是一堂課的中心，是評定一堂課的主要標(biāo)準(zhǔn)。正確的教學(xué)內(nèi)容要求:①科學(xué)性、思想性、系統(tǒng)性;②理論聯(lián)系實(shí)際;③主次分明突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。比如:“膜分離”一章，該章的教學(xué)目的就是要學(xué)生在掌握各種膜分離方法和原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步了解膜特性及操作特點(diǎn)和影響膜分離速度的因素以及膜分離過程。清楚膜分離法在生物產(chǎn)物回收和純化方面的應(yīng)用。在其具體的內(nèi)容中，講課的重點(diǎn)在于各種膜分離法及其原理，即微濾、超濾、反滲透、透析、電滲析和滲透汽化等方法的原理，同時兼顧操作特性;而對于膜及其特性，影響膜分離速度的因素等方面內(nèi)容作為次重點(diǎn);對于膜分離過程和膜污染與清洗內(nèi)容則作一般的了解。這樣就可以在一定的知識體系中，合理地引導(dǎo)學(xué)生，使其思路明確，便于學(xué)生對知識的消化和吸收。
2建立雙語教學(xué)，突出高新技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)的特點(diǎn)
隨著生物工程下游技術(shù)發(fā)展迅速，不斷涌現(xiàn)出創(chuàng)新的事物和進(jìn)展。教育部為了適應(yīng)時展的要求于2001年9月3日印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》，要求:“為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，本科教育要創(chuàng)造條件使用外語進(jìn)行專業(yè)課教學(xué)，積極推動使用英語等外語進(jìn)行教學(xué)”。雙語教學(xué)是一種采用英語與中文相結(jié)合授課的教學(xué)方式。在高校專業(yè)課中開展雙語教學(xué)，選用具有代表性、先進(jìn)性的國外原版教材，對于日新月異的生命科學(xué)學(xué)科來說是極符合國際化趨勢的必然要求的。同時該意見還要求“高等本科學(xué)校要按照教育面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來的要求，特別是高新技術(shù)領(lǐng)域的生物技術(shù)等專業(yè)更要先行一步，力爭3年內(nèi)外語教學(xué)達(dá)到所開課程的5%～10%”。因此不但要求授課的專業(yè)課程教師必須具有很高的專業(yè)水平和素養(yǎng)，還要對國內(nèi)外行業(yè)的發(fā)展情況有高度的了解，能夠定位全球該專業(yè)方向的發(fā)展前景。對于生物工程下游技術(shù)這門學(xué)科來說，采用雙語教學(xué)有其必要性，同時也有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它可以第一時間讓學(xué)生接觸到課程的核心知識并獲得精準(zhǔn)的理解，同時可以接觸到生物工程方向最前沿的信息，不會造成知識技術(shù)更新的滯后，以及避免新的專業(yè)詞匯在翻譯中出現(xiàn)意思模糊、一個英文術(shù)語多個中文解釋、語意不正確、無對應(yīng)中文說法等問題，使學(xué)生能夠較為準(zhǔn)確地把握專業(yè)術(shù)語的含義。在具體的教學(xué)實(shí)踐過程中，進(jìn)行雙語教學(xué)必然會遇到一些實(shí)際問題的，筆者在認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐得出了相應(yīng)的解決方法。
首先是選教材，該課程實(shí)際的教學(xué)過程中選用了AntonioA．Garcia等編寫，清華大學(xué)出版社出版的《BioseparationProcessScience》，同時中文的參考教材是由孫彥主編，化學(xué)工業(yè)出版社出版的《生物分離工程》。這兩本書幾乎涵蓋了筆者制定的教學(xué)目的和內(nèi)容中的所有基礎(chǔ)知識，同時文章能結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，舉例生動形象，非常有利于學(xué)生學(xué)習(xí)。其次是具體的教學(xué)過程，有相當(dāng)一部分學(xué)生上課存在語言障礙，聽不懂外文授課內(nèi)容，主要的解決方法如下:①中文教材和英語教材相結(jié)合。可以在課前讓學(xué)生先閱讀中文的參考教材，強(qiáng)化學(xué)生的課前預(yù)習(xí)，使其通過預(yù)習(xí)基本理解課堂的講解內(nèi)容，教師在課堂上用英文講授，必要時也有中文的解釋，讓學(xué)生對課程內(nèi)容在課堂上能得到消化和吸收，并且做好課后的復(fù)習(xí)，鞏固學(xué)習(xí)的成果;②對于較常出現(xiàn)的但是難度較大的專業(yè)術(shù)語單詞，可以通過詞根詞綴的方式，講解給學(xué)生聽，讓其對雙語授課感興趣，提高其對于英語單詞的記憶，比如:chromatography，chromato是“色彩”的意思，graphy是“寫”的意思，合在一起就是“色譜”的意思;③加強(qiáng)結(jié)合多媒體教學(xué)。多媒體教學(xué)手段已相當(dāng)普及，利用這些現(xiàn)代化工具可以從網(wǎng)絡(luò)上下載一些資料和遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的圖片和動畫，精心編制實(shí)驗(yàn)課多媒體課件，通過形象生動的圖解，甚至是動畫效果圖，加深學(xué)生對于課程內(nèi)容的理解，充分激發(fā)學(xué)生對遺傳實(shí)驗(yàn)的興趣，擴(kuò)大學(xué)生的知識面，開闊學(xué)生的視野，有意識地加強(qiáng)對學(xué)生充分利用豐富的網(wǎng)上教學(xué)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。在毛細(xì)管電泳一節(jié)，學(xué)生對于內(nèi)容的理解有一定的難度，通過動態(tài)的動畫展示則可加深學(xué)生對于教學(xué)內(nèi)容的理解;④增加教學(xué)互動，把教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合，不斷增強(qiáng)每一位學(xué)生的課堂參與程度，在學(xué)生的“學(xué)”中推廣倡導(dǎo)以學(xué)生為主體的啟發(fā)式、探究式、參與討論式教學(xué)，改變“一言堂”、“滿堂灌”的方式，逐步消除學(xué)生因語言改變所造成的易疲勞、畏難等問題。⑤注意先易后難，循序漸進(jìn)的原則。通過以上方法，基本解決了雙語授課中存在的問題，得到了較好的教學(xué)效果。
3建立科學(xué)的多媒體課件，強(qiáng)化授課內(nèi)容，改善教學(xué)效果
在有限的36學(xué)時內(nèi)，盡可能讓學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容繁多的下游技術(shù)內(nèi)容，完全通過黑板的板書是十分困難的。特別是工藝流程圖、各種圖表，板書既耗時效果也不佳。該課程是一門與實(shí)際結(jié)合相當(dāng)緊密地學(xué)科，有些內(nèi)容要通過具體的實(shí)踐，才能變抽象為具體，僅僅通過枯燥的敘述很難調(diào)動學(xué)生積極性，而通過具體的實(shí)踐，讓學(xué)生進(jìn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)地了解生產(chǎn)狀況，了解生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程也是不現(xiàn)實(shí)的。因此通過多媒體教學(xué)，結(jié)合多媒體教學(xué)強(qiáng)大的視聽效果，可以很好地解決上述問題。多媒體教學(xué)活動主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):①增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識，增強(qiáng)利用圖片、動畫、攝影、錄像等媒體手段。在制作幻燈片的時候，利用大量圖片和動畫，使學(xué)生對于課程各單元操作的原理以及步驟有更直觀的認(rèn)識。比如:對于色譜技術(shù)中的各種操作的原理，如果沒有直觀的圖示和動畫，講解起來就比較費(fèi)勁，學(xué)生也難于理解，利用多媒體技術(shù)則可使學(xué)生對于課程有比較清楚的認(rèn)識和了解，拉近了實(shí)踐和理論的距離。②下游技術(shù)是與實(shí)際關(guān)聯(lián)十分密切的學(xué)科，特別是實(shí)驗(yàn)設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝流程，可以通過多媒體技術(shù)向?qū)W生展示現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的設(shè)備，并且還可以模擬具體的操作步驟，具有很高的直觀性，比如:大型的離心設(shè)備、過濾設(shè)備，通過圖示一目了然。③輔助雙語授課，讓學(xué)生通過直觀的感受，基本理解上課內(nèi)容，避免了學(xué)生由于語言障礙導(dǎo)致對上課內(nèi)容的不理解，有利于雙語教學(xué)的正常進(jìn)行。④采取模擬實(shí)驗(yàn)的步驟，加深學(xué)生對于各單元操作的認(rèn)識，比如在“層析技術(shù)”一章，通過動畫模擬了紙層析的全過程，使學(xué)生對所學(xué)的知識點(diǎn)有了非常鮮明的記憶。以上各方面的優(yōu)勢，使多媒體教學(xué)和雙語教學(xué)能夠密切結(jié)合，共同推動該課程教學(xué)體系的完善。建立合理的教學(xué)模式和規(guī)范，能夠突出該課程特點(diǎn)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)做出正確引導(dǎo)。
4結(jié)語
相對于生物化學(xué)、微生物學(xué)等較成熟的學(xué)科，生物工程下游技術(shù)在天津商業(yè)大學(xué)開設(shè)的時間還比較短，存在的問題也較多。首先是教學(xué)內(nèi)容需進(jìn)一步充實(shí)，特別是在關(guān)鍵的單元操作，比如“萃取”一章要努力加強(qiáng)體系的完備;其次，在教學(xué)手段上，由于該學(xué)科是一個與動手實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合非常密切的學(xué)科，應(yīng)該適當(dāng)開設(shè)難度和應(yīng)用性都較適合的實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的動手能力和對知識點(diǎn)的感性認(rèn)識;再次，對于雙語教學(xué)的方法和教學(xué)模式應(yīng)進(jìn)一步完善，可以通過編寫專業(yè)詞匯的方式，幫助學(xué)生克服語言的障礙;最后，在多媒體教學(xué)中，應(yīng)更多地引入動畫或錄像，豐富內(nèi)容，便于學(xué)生理解知識點(diǎn)。
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作者：吳子健 王素英 單位：天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院
