生物工程下游技術教學分析
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摘要：通過制定適當?shù)恼n程教學目的和教學內(nèi)容，采取多媒體教學和雙語教學相結合的教學方式，旨在有效地指導學生深入了解生物工程產(chǎn)品分離和純化的核心內(nèi)容，使學生能較為直觀地了解課程理論和實際操作技術，了解當前學科發(fā)展的前沿動態(tài)，提高課程教學水平，促進學生學業(yè)。
生物工程下游技術又稱為生物分離工程，是生物工程及相關專業(yè)的必修課程。該課程的理論與具體實踐結合十分緊密，其教學活動的成功與否能夠直接影響到相關專業(yè)學生的專業(yè)素質(zhì)以及實際問題的解決能力。在我國，生物工程“下游技術”概念主要包括動植物以及微生物細胞大規(guī)模培養(yǎng)后細胞的收集、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。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。半個多世紀以來生物技術的長足進步帶動了生物工程下游技術的極大發(fā)展。近年來，人們認識到生物技術產(chǎn)業(yè)化進程的經(jīng)濟環(huán)節(jié)和最重要的技術是“下游技術”，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注。因此，教授好生物工程下游技術，對于生物工程以及相關的專業(yè)至關重要。在實際的教學過程中，主要是通過以下幾個方面來實現(xiàn)良好的教學規(guī)范和特色。
1確立良好的教學目的和教學內(nèi)容
在具體教學活動中，首先要確立良好的教學目的和教學內(nèi)容，通過大量的檢索和研究分析，制定合理的教學要求和教學內(nèi)容，是樹立良好教學規(guī)范和特色的第一步。教學目的是一堂課的方向盤，是衡量一堂課的首要尺度。而教學內(nèi)容是教學目的的具體化，是一堂課的中心，是評定一堂課的主要標準。正確的教學內(nèi)容要求:①科學性、思想性、系統(tǒng)性;②理論聯(lián)系實際;③主次分明突出重點和難點。比如:“膜分離”一章，該章的教學目的就是要學生在掌握各種膜分離方法和原理的基礎上，進一步了解膜特性及操作特點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用。在其具體的內(nèi)容中，講課的重點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;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，合理地引導學生，使其思路明確，便于學生對知識的消化和吸收。
2建立雙語教學，突出高新技術領域?qū)I(yè)的特點
隨著生物工程下游技術發(fā)展迅速，不斷涌現(xiàn)出創(chuàng)新的事物和進展。教育部為了適應時展的要求于2001年9月3日印發(fā)《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質(zhì)量的若干意見》，要求:“為適應經(jīng)濟全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，本科教育要創(chuàng)造條件使用外語進行專業(yè)課教學，積極推動使用英語等外語進行教學”。雙語教學是一種采用英語與中文相結合授課的教學方式。在高校專業(yè)課中開展雙語教學，選用具有代表性、先進性的國外原版教材，對于日新月異的生命科學學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，特別是高新技術領域的生物技術等專業(yè)更要先行一步，力爭3年內(nèi)外語教學達到所開課程的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這門學科來說，采用雙語教學有其必要性，同時也有其獨特的優(yōu)點，它可以第一時間讓學生接觸到課程的核心知識并獲得精準的理解，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、一個英文術語多個中文解釋、語意不正確、無對應中文說法等問題，使學生能夠較為準確地把握專業(yè)術語的含義。在具體的教學實踐過程中，進行雙語教學必然會遇到一些實際問題的，筆者在認真分析的基礎上，通過實踐得出了相應的解決方法。
首先是選教材，該課程實際的教學過程中選用了AntonioA．Garcia等編寫，清華大學出版社出版的《BioseparationProcessScience》，同時中文的參考教材是由孫彥主編，化學工業(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目的和內(nèi)容中的所有基礎知識，同時文章能結合實際應用，舉例生動形象，非常有利于學生學習。其次是具體的教學過程，有相當一部分學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合?？梢栽谡n前讓學生先閱讀中文的參考教材，強化學生的課前預習，使其通過預習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，并且做好課后的復習，鞏固學習的成果;②對于較常出現(xiàn)的但是難度較大的專業(yè)術語單詞，可以通過詞根詞綴的方式，講解給學生聽，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加強結合多媒體教學。多媒體教學手段已相當普及，利用這些現(xiàn)代化工具可以從網(wǎng)絡上下載一些資料和遺傳學實驗相關的圖片和動畫，精心編制實驗課多媒體課件，通過形象生動的圖解，甚至是動畫效果圖，加深學生對于課程內(nèi)容的理解，充分激發(fā)學生對遺傳實驗的興趣，擴大學生的知識面，開闊學生的視野，有意識地加強對學生充分利用豐富的網(wǎng)上教學資源進行自主學習。在毛細管電泳一節(jié)，學生對于內(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生對于教學內(nèi)容的理解;④增加教學互動，把教學內(nèi)容與教學方法有機結合，不斷增強每一位學生的課堂參與程度，在學生的“學”中推廣倡導以學生為主體的啟發(fā)式、探究式、參與討論式教學，改變“一言堂”、“滿堂灌”的方式，逐步消除學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，得到了較好的教學效果。
3建立科學的多媒體課件，強化授課內(nèi)容，改善教學效果
在有限的36學時內(nèi)，盡可能讓學生學習內(nèi)容繁多的下游技術內(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。該課程是一門與實際結合相當緊密地學科，有些內(nèi)容要通過具體的實踐，才能變抽象為具體，僅僅通過枯燥的敘述很難調(diào)動學生積極性，而通過具體的實踐，讓學生進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)實地了解生產(chǎn)狀況，了解生產(chǎn)設備和工藝流程也是不現(xiàn)實的。因此通過多媒體教學，結合多媒體教學強大的視聽效果，可以很好地解決上述問題。多媒體教學活動主要有以下幾方面的優(yōu)點:①增強學生感性認識，增強利用圖片、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，使學生對于課程各單元操作的原理以及步驟有更直觀的認識。比如:對于色譜技術中的各種操作的原理，如果沒有直觀的圖示和動畫，講解起來就比較費勁，學生也難于理解，利用多媒體技術則可使學生對于課程有比較清楚的認識和了解，拉近了實踐和理論的距離。②下游技術是與實際關聯(lián)十分密切的學科，特別是實驗設備、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝流程，可以通過多媒體技術向?qū)W生展示現(xiàn)實生產(chǎn)中的設備，并且還可以模擬具體的操作步驟，具有很高的直觀性，比如:大型的離心設備、過濾設備，通過圖示一目了然。③輔助雙語授課，讓學生通過直觀的感受，基本理解上課內(nèi)容，避免了學生由于語言障礙導致對上課內(nèi)容的不理解，有利于雙語教學的正常進行。④采取模擬實驗的步驟，加深學生對于各單元操作的認識，比如在“層析技術”一章，通過動畫模擬了紙層析的全過程，使學生對所學的知識點有了非常鮮明的記憶。以上各方面的優(yōu)勢，使多媒體教學和雙語教學能夠密切結合，共同推動該課程教學體系的完善。建立合理的教學模式和規(guī)范，能夠突出該課程特點，為學生的學習做出正確引導。
4結語
相對于生物化學、微生物學等較成熟的學科，生物工程下游技術在天津商業(yè)大學開設的時間還比較短，存在的問題也較多。首先是教學內(nèi)容需進一步充實，特別是在關鍵的單元操作，比如“萃取”一章要努力加強體系的完備;其次，在教學手段上，由于該學科是一個與動手實驗操作結合非常密切的學科，應該適當開設難度和應用性都較適合的實驗，加強學生的動手能力和對知識點的感性認識;再次，對于雙語教學的方法和教學模式應進一步完善，可以通過編寫專業(yè)詞匯的方式，幫助學生克服語言的障礙;最后，在多媒體教學中，應更多地引入動畫或錄像，豐富內(nèi)容，便于學生理解知識點。
參考文獻
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作者：吳子健 王素英 單位：天津商業(yè)大學生物技術與食品科學學院
