生物化学工程论文篇1
一、化工类生物化学课程教学现状分析
(一)教学内容多,重点不突出,缺少实验教学
依据“生物化学”课程教学大纲,化工类专业生物化学的教学内容主要包括:(1)生物大分子(蛋白质、核酸、糖、脂质和生物膜)的组成、结构、性质和功能。(2)物质和能量代谢及调控。(3)生物信息分子的合成和调控。在有限的课时内要能够有一定深度和广度地完成这些授课内容对教师是极大的挑战,在实际讲授中教师的讲授进度往往较快,知识点多,学生反映生物化学知识理解难、记忆难,部分同学甚至对该课程学习产生了排斥情绪,致使教学效果不理想。另外,生物化学是一门实验性学科,设置实验课程能帮助学生理解生物化学的基本理论,但受到学时限制,我校化工类专业的生物化学教学未安排实验课时,主要依靠理论教学完成教学任务,这也是造成学生理解难、学习效果差的原因之一。
(二)缺乏针对化工类专业的生物化学教材
生物化学的优秀教材多,目前各高校主要选用的参考教材有王镜岩主编的[生物化学](第三版)、周爱儒主编的[生物化学](第六版)、吴梧桐主编的[生物化学](第二版)等。这些教材理论体系全面、概念解释详细,涉及生物学科的前沿知识和研究热点,但教材难度较大,不适宜化工专业学生选用。在目前已出版的生物化学教材中,尚无专门针对化工类专业教学使用的[生物化学]教材。结合我校化工类专业生物化学教学实际,选用张爱萍主编的[生物化学简明教程]作为教学主要参考书,该教材内容简明,重点突出,篇幅适中,但该教程应用实例较少,更是缺乏与能源化工、化工生产的应用联系,与化工专业的适应性较差。
(三)学生不够重视,机械学习,学习效果差
在教学实践中,我们发现与本校制药工程专业学生相比,由于生物化学为化工专业任选课,学生对该课程不够重视,学习生物化学的兴趣不高。另外,该课程记忆理解的内容较多,与传统的化工专业学习中计算、推导较多截然不同,很多学生对记忆抽象、复杂的生物大分子和代谢网络出现畏难情绪,多数学生单纯通过教师的课堂讲授来学习这门课程,缺少自主学习环节,这些都在很大程度上影响了“生物化学”课程的教学效果。
二、化工类生物化学课程教学改革措施
(一)构建适合化工专业特点的内容体系
进一步明确我校化工类专业人才培养目标和“生物化学”课程教学目标,修订化工专业“生物化学”课程教学大纲,有针对性地调整教学内容,在保留生物化学的基本理论框架下,对部分章节进行整合、删减和简化,突出化工专业的教学重点———生物化学基本理论在化工、石油天然气、新能源相关领域的广泛应用及研究热点和研究动态,进一步拓展学生的专业知识面。例如,结合化学工程与工艺专业学生的知识体系,对生物信息分子的合成及调控的相关章节进行简明扼要的讲解。对糖、脂质、蛋白质这部分内容可与[有机化学]中对应章节相融合,在本课程中对其结构、理化性质的讲解进行补充即可。对于与化工专业联系紧密的生物化学的基本原理则应重点讲解。例如:酶这一章可突出酶工程在手性化合物的拆分、维生素的酶法生产、燃料乙醇的生产、生物柴油生产中的应用;在糖代谢这一章中可突出糖代谢及其调控理论在乙醇合成代谢途径、甘油发酵、有机酸发酵、丙二醇发酵等化工产品生产中的应用[2-3];在脂代谢这一章中将微生物的ω氧化代谢和石油的分解联系起来,介绍利用微生物的脂代谢分解海上泄漏油和微生物探油采油的新动态[4]。根据学科的发展新动向和学生的具体需求来优化教学内容,使生物化学的教学重点更加突出,更符合化学工程与工艺专业的培养目标和专业特色,让学生感受到学有所用。
(二)采取灵活的教学手段和方法
1.用多媒体和网络平台辅助教学多媒体教学具有形象直观、便于理解、信息量大的特点,非常适合辅助生物化学课程教学[5-6]。例如:蛋白质、核酸及酶等章节可采用三维立体示意图,动态展示蛋白质、核酸等生物分子的结构,便于学生对各类生物大分子高级结构的理解;动态生物化学板块,采用动态模拟物质的代谢变化过程以及制作代谢网络图,有利于将抽象复杂的微观过程直观生动地向学生展示,提高学生的学习兴趣,帮助学生记忆。另外,制作优良的信息量大的多媒体课件,能很好地缓解化工类专业生物化学教学学时少的矛盾。除用多媒体课件辅助教学外,还应利用QQ群、电子邮件、微信等网络平台,加强课后学生与教师的沟通。教师可将授课计划、电子教案、ppt、参考教材等教学材料,以及生物化学的习题库、试题库上传至网络,供学生们下载学习;特别要为学生提供经典的生物化学实验视频,弥补化工类专业生物化学实验教学的缺失,为学生自主学习提供全面的帮助,同时开展网上答疑,解答学生的疑问,反馈上课的情况。2.进行开放教学,培养自学能力“生物化学”作为一门专业任选课,除了教授给学生生物化学知识体系外,也应该重视对学生进行独立思考、自主学习能力的培养,使能力提升成为“生物化学”课程吸引学生选修的因素之一。在教学过程中,把学生作为教学主体,给予学生更多的学习自主权。因此,在教学中要特别注意为学生理清生物化学的知识体系,搭建清晰的知识框架,提出学习要求,这有利于学生自主学习。同时,改变教师上课“一言堂”的状况,在充分准备的基础上,选择合适的课题,采用课堂讨论的方式[7],教师和学生共同寻找解决问题的方法,更好地训练学生的创新思维。3.创新考核方式,注重过程考核合理的考核方式能影响学生的学习态度,促进学习[8-10]。生物化学作为化工类专业的专业任选课,扩展专业知识的深度和广度是教学目的之一。如果一味采取传统的期末闭卷考试+平时成绩的考核方式,且期末考试内容主要以基本理论和基本知识测试为主,将难以起到引导和监督学习的作用,使得学生只关心哪些知识点是考点,为应付考试死记硬背,忽视对知识的灵活运用。创新考核方式是提高生物化学教学效果的重要手段。我们认为要改革原有的生物化学考核方式,可采取适当减少期末考试成绩在总评成绩中所占的比例,将文献查阅整理、课堂讨论、小论文写作等记入总评成绩中。例如,课堂讨论部分可由教师依据教学的进度,为学生选取难度适中,与化工专业相互交叉的文献,通过课外文献阅读和总结,课内开展专题讨论的方式,扩大学生知识面,掌握学科和行业的研究热点和发展前沿,并检验学生对知识的应用能力。
三、结语
总之,“生物化学”课程在化工类专业人才培养计划中占有重要位置,而非生物专业的学生如何在有限的课时内对生物化学的教学内容有全面的掌握是一个值得不断研究的课题。多年的教学实践证明,只有不断更新教学理念和教学方法,落实生物化学课程教学改革的措施,才能不断提高教学质量和教学效果,使学生学有所获。
生物化学工程论文篇2
一、培养医药化工人才的必要性
传统的医药工业在过去的计划经济体制下以救死扶伤、保证人民健康为唯一宗旨,以生产出产品为首要目的。实现工业化生产时较少从化学工程角度去考虑设备与过程的设计、放大和控制,缺少化学工程研究。因此,我国制药工业中的化工过程比较落后于其它化学工业。在当今社会主义市场经济体制下,传统的医药工业除面临新药开发中的知识产权保护的挑战外,还面临着竞争机制的挑战,特别是复关后面对的是国际大市场的竞争,如不迅速提高技术水平,建立现代医药工业,就会在市场经济中缺乏竞争能力。根据医药生产过程基本是化工过程的特点,要建立现代医药工业体系,提高生产操作水平,降低成本,减少能耗、物耗,就必须加强在医药工业化生产中的化学工程研究。
根据我系毕业生分配情况,医药行业尤其是制药行业与公司迫切需求医药化工方面的毕业生,虽然每年都有相当数量的毕业生分配至医药行业的科研、生产单位,但远远不能满足需求,这包括数量与质量两个方面的不满足。分配到医药行业的毕业生也反映他们的知识结构上的不适应,需要花1-2年甚至更长的时间对药学方面的知识和特点进行熟悉和再学习。
二、发挥清华大学的工科优势培养医药化工人才
医药工业是技术密集型的特殊行业,理、工、医药学科的相互渗透、优势互补,共同培养药学人才是加强我国高等药学教育、使之更好地为我国医药工业服务的重要途径之一。清华大学是一所以工科为主,兼有理学院、经济管理学院和即将成立的人文社科学院的综合性委属重点大学,具有雄厚的公共基础和机、电等公共工程基础。化工系的化学工程学科是学校的重点学科之一,近几年来又着重在加强工程实践基础上做了不少努力。具有较雄厚的化学工程的反应、分离、过程优化设计等科研基础和教学基础,也是优势所在。同时我校还有相关的生物科学技术系、化学系。化工系也设有生物化工与制药研究所,并即将与国家医药局科教司联合成立国家医药局清华大学医药工程中心,因此也具备一定的开设化学制药和生物制药的基础课(如生物化学、有机合成)的能力。但目前尚欠缺开设有关药学和药理等专业课及实验的条件,需要兄弟医、药院校的协助。因此总的设想是在国家教委和国家医药管理局的统筹安排下尽快在我校化工系试办以坚实的化学工程与工艺基础为特征的、同时覆盖化学制药和生物制药、专业面较宽的5年制医药化工(或制药化工)专业,尽快培养一批适应我国医药事业发展的、既有坚实的化学工程与工艺基础,又懂化学及生物制药的特殊原理及要求的工程型医药学人才。
三、办学方式
方式1:以清华大学化工系为主,借助兄弟医药院校的师资、办学经验和条件,五年中前三年突出清华大学的特点,充分发挥本校的办学优势,打好公共基础和化学工程与工艺基础。第四学年开始,请兄弟医药院校、系的教师开设有关药学方面的专业课,并尽可能就近借助兄弟医药院校、系的实验条件进行相应的必要的实验技能训练。同时积极培养和引进本系这方面的师资和实验条件的建设。见习和生产实习均到制药厂进行,第五学年的最后一学期进行制药化工过程中的工程、工艺学习,以及少部分偏重基础研究的毕业设计(论文)。获得工学士学位。
方式2:在试办“医药化工专业”的同时还可试办第二学士学位,多途径培养多种类型的制药工程人才。在获得化学工程第一学位的同时,取得药学第二学位。在我系化学工程与工艺专业的学生中,于第三学年开始选取一批优秀的志愿者,在修第一学位(化学工程与工艺)课的同时,陆续选修药学专业的基本必修课。五年内同时修满两个学位的必需学分,并同时完成化学工程学与药学两方面的毕业设计(论文)者授予两个学位。此类学生第一学位为主,第二学位为辅,有条件者,两篇论文最好相结合。第一学位由清华大学化工系负责,第二学位由医药院校负责,合作对象待定。
方式3:在试办5年制本科“医药化工专业”的基础上可与兄弟医药院校合作培养医药化工硕士和博士生。在我系师资、经验和技术条件成熟时可更多更广地培养这方面的高层次人才。
生物化学工程论文篇3
应用型人才就是把成熟的技术和理论直接应用到实际的生产过程中去,工程实践能力是应用型高级技术人才的一项重要素质,是学生能否适应社会需要的一项重要能力。实践技能是工程实践能力和创新能力的基础。特别是生物工程学科,作为一门实践性很强的学科,与企业结合紧密的实践教学在应用型人才培养过程中显得尤为重要。
一、现状分析
生物工程专业于1998年经教育部批准在高校开设,在本科专业目录中明确隶属于工学的生物工程类,包括了原来的生物化工(部分)、微生物制药、生物化学工程(部分)、发酵工程等4个专业,从而大大拓宽了专业口径。郑州大学于2008年开办生物工程本科专业。此前该校开设有生物技术、制药工程2个相近专业,分别归口于生物工程系和化工与能源学院。两专业办学规模稳定,已经形成较完善的教学和实践(实验)体系。而生物工程专业在实验体系(实验课程、实验教学内容、实验室建设)、实习环节(实习类型、实习方式和实习基地建设)等方面则面临着软硬条件不够、办学经验不足等重大挑战。这些因素严重制约着学生实践技能的提高和专业人才培养质量的提升。办学近4年来,我们发现在学生工程素质和实验技能培养方面存在以下几个主要问题:
1.生物工程实验模块体系尚未完全建立,部分课程缺少实验,不但影响教学效果,还易导致学生产生“重理论,轻实验”倾向,这对培养高级应用型人才极为不利。
根据教育部教学指导委员会“生物工程专业规范”,为提高学生的实践能力和创新精神,生物工程专业必须加强实性践环节的教学,构建实践性环节教学体系,着重培养以下能力:实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实践能力等。实践教学应包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、社会实践、科技训练、综合论文训练等多种形式。此外,也明确规定了该专业的主干学科应该包括生物学、化学、工程技术学三个领域。相应的实验课程也应该在这些方面得到体现。然而在实际办学过程中,涉及到生物学领域的生物分离工程、发酵工程、生物工艺学的相关实验,以及涉及工程技术领域的工程制图和生物工程设备的相关实验,却因受限于实验室设备、师资队伍条件等原因未能正常开设、或开设课程内容简单肤浅,没能达到提高培养应用型人才的实践创新能力的要求。因此,现有的专业实验构成现状,难以给学生提供独立思考、探索与发挥的空间,难以发挥专业基础实验对学生实验技能和操作技能培养的作用,难以适应企业用人单位的需要。
2.专业涉及到的三个主干学科的实验课程模块,缺少相互衔接和重要知识点的相互补充。作为主干学科之一的“生物学”课程模块,没有脱离原有“生物技术”专业的影子,多数实验课程在实验项目、教学内容上与之没有区别,更没有体现“生物工程”的“工程”教育特点。生物学基础实验、验证实验开设比例过大。阻碍了三大学科之间的渗透,特别是未能强调“工程创新能力”的培养。
3.实践实习体系没有真正建立,缺少稳定、有效的专业实习基地,“双师型”、“复合型”师资缺乏,严重制约了学生专业实践能力的培养。首先,缺乏稳定、针对性强的实习基地。由于专业方向及特色不明显,实习单位选择盲目,实习地点不固定,实习内容变化快、深入不够;其次,现有的专业师资队伍主要是以生物学背景的教师为骨干,而双师型教师、不同学科交叉融合的复合型师资严重缺乏,这种状况根本不利于生物工程专业的发展与工程类人才培养的要求。
4.办学就业导向教育不够,学生考研“趋向”严重影响实验教学效果。一般来说,学生考研对于改善学风、为国家培养更高层次人才非常重要。受“生物技术”专业影响,我校“生物工程”专业2012届毕业生中有60%以上的学生参加考研。但这种现象在一定程度上放松了课程学习,特别是实验、实习环节。同时,多数学生以考研为主要追求目标,实践、实习环节重视程度不够、投入时间不足,使得实践教学效果大打折扣。
二、改革内容与目标
1.对实验体系进行模块划分,明确各模块的教学内容和侧重点。建立“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块课程组,加强课程建设。
将实验课程体系划分为“生物学实验”、“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”三个模块,三个模块的教学内容和侧重点各不相同,修改实验课大纲,整合实验项目与教学内容,重视三类课程相互之间的衔接、重要知识点的互补。
在模块建设中注意对薄弱模块进行强化,特别是强化“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块教学,增设部分实验课程。同时,这些课程的教师分散到担任教学任务的专业系中,参加教研活动和专业建设工作,根据各个专业的特点和要求,适时地修改或调整实验教学内容和方式。
2.改革专业实验技能考核方式。重视毕业论文(设计)环节在提高学生的实验技能方面的重要性,建立较完善的毕业论文设计)质量保障与评价体系。
针对专业特点,进行“专业实验技能考核”,明确专业实验技能考核范围。开放相关实验室,学生首先复习考核大纲规定的内容,再接受系里专门组织的实验操作考核。
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