時間:2023-10-05 15:56:39
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物工程課程設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
發酵設備是山東建筑大學生物工程專業的一門專業必修課,是發酵知識理論聯系實際的紐帶。因此,筆者通過設置發酵設備課程設計,來加強實踐教學環節,鍛煉同學的動手能力。這是山東建筑大學生物工程專業的一大特色,是區別于其他院校的課程設置的,是發酵設備教學內容的創新。所以,為了提高學生的專業素養,必須堅決杜絕抄襲現象。
1.1課程設置方面
(1)課程設置順序方面。發酵設備課程設計與微生物學、物理化學、生物化學、化工原理、生物下游加工技術、發酵工廠設計的認識實習和生產實習等課程有著密切的聯系,所以相關課程的設置一定要全面,并將發酵設備課程設計設置在這些理論和實踐課程后進行。
(2)教材方面。筆者選用了吳思方主編的《發酵工廠設計概論》,該教材具有全面、簡明的特點,圖文并茂,系統地介紹了發酵工廠的設計流程和相關設備的設計與選型,并列舉了味精等大宗發酵產品的生產實例。并且以學生的設計題目為基礎,配備有相關的《味精工業手冊》《啤酒工業手冊》。
(3)課程設計課程時間的設置。針對課程設計時間過短的情況,筆者將課程設計時間延長為2周,提供足夠的時間給學生查找資料;對于基礎比較差的學生,也有足夠的時間對以往所學內容進行回顧,避免了設計中存在的不會做現象。
(4)設計題目方面。在課程設計中,力求與企業生產實踐相結合,為學生提供感興趣的、有實際應用價值的設計題目,更好地培養學生的綜合專業能力??偟脑瓌t是,每個學生一個小題目,每5個學生一個大題目。這樣不僅避免了抄襲現象,而且在設計過程中可以形成學習小組,針對不同的設計方案小組內的學生可以相互溝通。在該課程設計中,學生通過自主設計,成為教學中的主體,更好地發揮了他們的創新意識,激發了對該課程設計的熱情,從而才能更好地掌握這門課的核心。
1.2學生方面
(1)培養學生的學習興趣。培養學生對該課程的興趣,是學生更好掌握該門課程的關鍵。首先,指導教師應該制作精美的課件,把關鍵內容用簡略的語言和結構簡圖表示出來,與此同時制作精美的動畫視頻;其次,在整個課程設計的選題、設計和答辯過程中,讓學生從始至終參與進來,提高學生的學習興趣。
(2)加強相關理論課程的學習。在進行課程設計之前,安排學生對相關理論課程進行復習,以便更好地適應課程設計工作。
(3)加強實踐課程的學習。山東建筑大學生物工程專業的認識實習和生產實習中的帶隊教師就是課程設計中的指導教師,在實踐課程中可以理論聯系實際進行詳細的講解,加強學生實踐課程的學習效果。
1.3指導教師方面
(1)加強師德教育。課程設計一般設置為1名老師指導一個班的學生,對于教師來說,工作量非常大,此時就需要教師的愛心、耐心和責任心。加強師德教育,將有利于課程設計課程的開展。
(2)提高專業素養。為指導教師制定培養計劃及培養目標,并指定具備高級職稱的老教師負責培養;創造條件讓年輕教師走進企業,深入車間參觀、考察,增強工程知識,提高工程素養,學習新工藝、了解新設備,并將所學所看用于教學當中。當今科學領域,每個行業技術都飛速創新,新產品、新設備層出不窮,生物工程領域也不例外。因此,作為一名教育工作者,要時刻捕捉市場上變化萬端的信息,并及時反饋給學生。
(3)教學方法的改進。企業需要的人才不僅要掌握專業知識,而且要有扎實的工作本領。所以應轉變傳統以教學為主、教學實踐為輔的觀念,培養高素質、綜合技能強的人才。首先,采用多媒體教學,提高課堂教學信息密度,使課堂教學更為生動形象;其次,充分利用網絡教學資源,使學生了解本學科前沿的科技動態和技術成果,開闊視野。對于工廠設計的工藝流程和相關設備,單靠課堂講授比較枯燥,不能調動學生的學習興趣,此時要把車間的工藝過程及設備等內容,做成幻燈片和工藝流程圖,穿插于課堂教學中。這種形象直觀的現代化教學手段,不僅加深學生對這些知識的理解和掌握,提高了學習興趣,又使學生對工廠的實際有了進一步了解,有利于較好地開展課程設計工作。
(4)在設計中教師應起到引導作用。一個設計的完成,需要很多理論和實踐知識,是學生綜合運用所學知識的過程。所以,教師在設計過程中要為學生貫穿整個知識點,根據學生的設計思路進行啟發引導,對學生設計中的每個閃光點給予鼓勵;即使學生的思路不正確,指導教師也不應全面否定,而是發掘里面創新的東西并加以引導,從而培養學生的創新意識。教師在指導過程中要善于總結,找出關鍵問題,啟發引導學生,鼓勵學生大膽利用新工藝、新技術和新設備。
(5)設立答辯環節。答辯環節的設立,既有利于培養學生的語言表達能力,又在一定程度上杜絕了抄襲現象。筆者一般將答辯環節設置為10min:學生自述5min,教師提問3min,學生提問2min。
(6)成績評定辦法。發酵設備課程設計是一門實踐性課程,是為了培養學生的設計能力,所以更多的把它看做一次練習而不是考試,教師在批閱說明書和圖紙時,以對錯結合學生的認真度、創新性作為評分標準。
2發酵設備課程設計中抄襲現象的解決效果
生物工程被認為是21世紀具有巨大發展前景的高新技術之一,與此相適應,對從事生物工程的人才培養也愈加迫切,發酵設備課程設計正是為了適應這一需求而開設的。2004年山東建筑大學環境學院成功申請獲得“生物工程”本科專業以來,發酵設備一直是生物工程系的重要專業必修課。生物工程教研室經過以上一系列措施,徹底杜絕了發酵設備課程設計中的抄襲現象。本專業畢業的學生可以做到面向生產、建設、管理、服務第一線的高素質的工程應用型本科人才,受到用人單位的一致好評。
3結語
關鍵詞:地方本科院校 生物工程 教學改革
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)01(c)-0200-02
生物工程是以細胞工程、基因工程、生物分離工程、蛋白質工程、微生物工程為核心,借助于現代工程技術,以先進生物技術研究成果為對象,以產業化為目標,進行科學研究開發為其基本任務的工學學科,是生命科學從實驗室研究成果通向工業生產的橋梁生物工程技術,現已廣泛應用于醫藥、農業、能源、環境、食品等行業,發展速度突飛猛進。
1 我校生物工程專業發展現狀
湖南科技學院是位于湖南永州市,集文學、理學、工學、法學、經濟學、管理學、教育學等學科于一體的地方本科院校。我校生物工程專業創辦于2004年,已培養了學生609人,目前有在校學生253人,2008年生物工程專業批準確定為國家教育部第1類特色專業,2009年獲批第二批湖南省普通高學特色專業,2010年獲批教育部、財政部第六批高等學校特色專業,2012年獲批教育部綜合改革試點專業項目,現有中央與地方共建特色優勢學科“生物質能利用生物技術實驗室”1個,湖南省高校產學研合作示范基地1個,湖南省級精品課程1門。
2 我校生物工程專業教學過程中存在的問題
經過近10年的發展,生物工程已成為我校優勢發展學科,但不可避免地存在許多問題,主要表現在:(1)長期以來我們照搬重點院校教育模式,制訂一系列培養方案與教學計劃,各門課程之間的教學內容相對獨立,基本上采用的是研究型人才的培養模式,與高級應用型人才培養思路不相協調,未能真正體現地方經濟發展特色,本專業課程設置偏重基本知識、基本原理的掌握,大部分專業課未能突出體現工程系統的背景。(2)以前,我們往往注重學科化、學術化的發展道路,甚至沿襲了部分師專的師范化的發展模式,只重視理論知識研究和各門學科的獨立性,大都忽視了工程學科之間綜合性以及工程實踐的作用,導致我們的畢業生的視野長期被局限在科學技術的范圍之內,其工科技能未得到提升,培養出來的畢業生傾向于“工程科學家”而不是適應現代企業發展需要的工程師。(3)本專業部分教師自身缺乏工程背景和有效系統的專門訓練,大部分教師沒有實際的工程學習或者工作經驗,教師的教學手段只在傳統教學模式的基礎上作了稍許調整,大多重視理論灌輸、輕實踐技能的培養,未能及時把工程實例充實到課堂上來,沒有真正體現“面向工程”的辦學理念和培養目標。(4)本專業未永州地方相關企業形成互相依存、互利互惠、協調發展的有效機制。加上專業辦學經費不足、儀器設備陳舊、專業教師人數奇缺等因素,導致學生的工程訓練大多只局限在課堂和實驗室,培養出來的畢業生缺乏對工程背景、真實工程情況的了解,更談不上得到綜合、系統的工程實踐技能訓練。
3 生物工程專業專業教學改革與探索
面對迅速發展飛速的當今世界,工程不再是狹窄的科學與技術涵義,它不僅僅靠一種知識就能支撐,而是要建立在科學與技術之上的包括社會、經濟、文化、道德、環境等多因素的大工程涵義,工程師職業與其他職業的區別就在于高度的實踐性和綜合性,學生在工程觀的背景下經過綜合知識和系統思維的培養、訓練,才能做出對企業發展急需工程項目。針對教育部評估專家提的建議和意見,經過我們系部領導和教研室討論,借鑒一些示范院校的經驗,結合永州地方經濟發展的實際需要,我們擬對生物工程專業教學內容進行改革與探索,主要設置以生物制藥、生物化工、農林種植、農產品加工為特色的生物工程專業人才培養目標及相應的課程體系,用工程觀、實踐觀理念來培養學生,要求專業教師樹立工程系統性和整體性觀念,凸顯本專業“以工為主”的辦學思路,強化人才培養的“工程觀”教育教學理念,大力提升學生的實踐與創新能力。主要做法如下。
3.1 逐步推行本科生導師制
我們擬逐步在本科生一年級下學期開始中在推行導師制,一直持續到學生畢業,針對不同學生的特點,劃分不同專業方向的導師,導師的遴選除了本專業的老師外,還積極遴選一些企業資深工程師作為校外導師,導師對學生從學習、思想、生活各個方面進行全方位的指導。要求導師在課堂教學內外都與學生密切聯系,鼓勵學生創造性發展,鼓勵學生多帶著問題學習,多帶著探索精神去發現學習中遇到的問題和解決學習中遇到的問題。通過教師與學生的雙結對,引導學生盡早接觸科研活動,參與專業文獻查閱、科研論文寫作、科研實驗、工程設計、工廠技術疑難攻關等,完成學生的畢業論文或設計,逐步培養學生的創新能力、動手能力、自主學習能力。
3.2 重視實習實訓教學
實習是提高工科學生感性認識和工程能力的主要環節,計劃安排6周時間(其中1周實習準備、4周集中實習、1周為實結),按20人/組的標準分別配備校內外指導老師各一名,校內外指導老師對學生的實習進行全程指導。以前生物工程專業的實習,實習基地不穩定,專業方向不十分合適,影響實習效果,我們將根據永州地方經濟特色,到相關永州相關企業(如農業示范園、啤酒廠醫藥公司、永州特色經濟種植基地、食品公司、農產品加工公司等)走訪、溝通,通過簽訂協議、掛牌等方式,建立起7~10個穩定的實習基地,同時我們將逐步開展校內實習基地的建設,擬建設如生物發酵中試基地、生態農業示范基地、特色觀賞園林示范基地等,使學生能夠更好的在專業對口的企業或基地實習,培養動手能力,為學生今后從事科研開發、工程設計奠定基礎,同時我們還將積極鼓勵學生開展專業社會實踐活動,配備校內外專業指導老師進行跟蹤指導。
3.3 突出抓好課程設計
以前,生物工程專業的大部分學生畢業環節內容都以參與教師科研課題為主,他們在完成論文的過程中缺少工程設計的訓練。但繪制工藝流程圖、物料、能量衡算、工藝設備選型等工作是工程應用型人才所必備的基本能力。為此在生物工程專業的課程設置上,在第4、5學期相關的專業課學完后,我們都設置了對應的課程設計,積極與校內外實訓基地合作,課程設計來源于永州當地企業(如啤酒廠醫藥公司、食品公司、農產品加工公司等)在生產過程中遇到的設計問題,使學生在校內外導師的指導下完成工程設計的訓練。
3.4 做實畢業環節
無論是畢業論文還是畢業設計都是學生實踐性和創新性能力培養最重要的環節。本專業要求在第六學期導師就必須考慮課題,下達畢業論文(設計)任務書,讓學生先進行文獻查閱、外文翻譯等前期準備工作,爭取在暑假期間就進入課題工作階段,學生課題必須與解決永州當地企業(如農業示范園、啤酒廠醫藥公司、永州特色經濟種植基地、食品公司、農產品加工公司等)在生產過程中遇到的問題相關,充分調動學生的積極性,使學生的畢業設計與永州地方經濟緊密結合。學生通過大半年畢業環節的鍛煉,其動手能力、獨立思考能力、團隊協作能力、理論聯系實際能力、工程實踐創新能力均能大幅度提高。做實了畢業環節,就會使學生通過半年的歷練使前三年積累的知識得到升華。
3.5 加強教師隊伍建設
我們將堅持引進與培養相結合的教師隊伍建設思路,加強青年教師的培養,通過聽課、研討、交流等方式進行傳幫帶促進青年教師的成長,同時依托生物工程教育部特色專業,教育部綜合改革試點專業,湖南省高校產學研合作示范基地等融教學和科研為一體,積極倡導專業教師形成特色學科團隊,課題攻關。每年將選送部分教師到永州當地企業生產一線鍛煉學習,針對性的開展專業技能訓練學習時間不少于2個月,在校的專業教師在承擔理論教學任務的同時必須到校內實訓基地參與實訓指導,鼓勵專業教師參與項目研究、技術開發、技術應用推廣和提高學歷層次,培養“雙師型”教師,同時聘請一些經驗豐富的專家、企業工程師給學生授課、講學,進行畢業論文或實習實訓指導等。
關鍵詞:畢業要求;課程設計;化學基礎課程
《國家教育事業發展“十三五”規劃》提出,加快培養戰略性新興產業急需人才,顯著提高創新型、復合型、應用型和技術技能型人才培養比例?;瘜W作為創造性的中心學科,它的方法,它對結構和反應性的集中重視使其正活躍的支配著其他科學領域。化學在研究對象的交叉性、研究方法的通融性、研究目的上的相似性,使得其進入基礎科學和應用科學的各個領域成為一個不可逆轉的趨勢[1]。三峽大學目前在制藥工程專業、生物工程專業、生態與生物學專業開設了《有機化學》、《無機及分析化學》、《物理化學》等化學基礎課程;在土木工程、水利工程、地質工程、環境工程、工業工程等專業開設了《大學化學》、《工程化學》、《普通化學》等化學基礎課程。上述諸多課程均有化學專業的一線教師承擔,在化學知識儲備方面,任課教師都是非常優秀的。非化學專業的化學基礎課程有別于化學專業,任課教師也有基本的認識。但在化學基礎課程教學內容設計方面,尚有諸多改進的地方。非化學專業的化學基礎課程不是簡化的、拼湊的化學知識片段,而應該是依據各個專業畢業要求規劃和制定的詳略得當、有機組合的個性化課程?;瘜W專業也應吸取其他學科專業教學素材資源,豐富化學基礎課程自身內涵;厚積薄發,對其他專業輸出更加優質的課程資源,提升化學專業影響力,更好支持其他工程學科的發展。如何使化學基礎課程的教學課程內容更加合理,本文結合實踐操作,淺談一些見解。
1明確課程定位
化學基礎課程分布于各個專業的課程體系中,每個課程體系里的課程一般分為通識核心課程、素質拓展課程、專業基礎課程、專業核心課程、專業拓展課程。不同專業對化學基礎課程的定位在培養方案中都有明確界定。對于化學專業,化學基礎課程主要定位為專業核心課程,專業基礎課程。但由于人為因素的影響,可能使一些重要課程偏離畢業要求的導向。例如,《物理化學》在化學專業課程體系中備受重視,但《結構化學》部分卻由于知識難度較大,往往被定位為素質拓展課程,列為選修課程,遠不符合化學專業的畢業要求。降低了學生的培養質量。無法保證畢業學生有系統的量子化學知識儲備,不利于學生繼續深造和從事相關工作。因此課程負責老師應該對化學專業的培養方案有整體的認識,明確所負責課程對畢業要求的支撐強度,找準課程定位,堅持不動搖。對于非化學專業的理工專業的課程體系,化學基礎課程一般定位為專業基礎課程,且是必修。和數學一樣,化學也逐漸成為學生學習專業知識,進行科學研究的有力工具?;瘜W基礎課程所占的學時和學分,不同專業間差異較大,由各專業對化學基礎知識的需求度決定[2-3]。生物、醫藥、化工等專業的化學基礎課程學時一般較多,以便有足夠的化學基礎知識的容量滿足畢業要求;土木工程、水利工程、地質工程、環境工程、工業工程等專業的化學基礎課程學時一般較少。學時分配是制定教學大綱的重要依據之一,決定了化學基礎課程的知識容量。畢業要求中對化學基礎知識的要求一般比較概括,以《有機化學》在生物工程專業課程體系為例,畢業要求:“掌握解決食品發酵與生物醫藥生產復雜工程問題所需的數學、物理、化學等自然科學知識,并能夠將其用于工程問題的識別和表述;能夠應用數學、自然科學和生物工程的基本原理,對食品發酵與生物醫藥生產中的復雜工程問題進行識別和判斷,并認識問題的本質”。畢業要求中只提到了化學等自然科學,對教學內容的導向不夠明確,這就需要課程負責人對該專業進行深入了解,對畢業要求的解讀準確到位,制定教學內容合理的個性化的教學大綱。
2明確課程目標
化學基礎課程的教學目標要以所在專業的畢業要求為依據,對畢業要求形成有力支撐。首先,對知識范圍有明確要求,以生物工程專業的《有機化學》教學目標為例:“掌握有機化合物的命名、結構與理化性質的關系、各類化合物的典型反應及其歷程、誘導效應、共軛效應、有機化合物異構及立體構型等靜態立體化學的基本內容、親電加成、親核取代、消除反應的立體化學和化學特征反應鑒別方法等有機化學基礎知識。”而化學專業的《有機化學》教學目標在知識范圍方面有了很大拓展,在掌握有機化學基礎知識的基礎上,還要求了解化學的前沿理論、應用前景、最新發展動態以及化學相關產業發展狀況。其次,對知識的掌握程度和運用水平要求,同樣以生物工程專業的《有機化學》為例:“能夠用于解決食品發酵與生物醫藥生產復雜工程相關有機化學問題的識別和表述;能夠根據有機化學的基本原理和方法,對食品發酵與生物醫藥生產中的復雜工程出現的有機化學相關問題進行識別和判斷,并認識其本質?!倍瘜W專業的《有機化學》教學目標在對知識的掌握程度和運用水平要求側重于具有提出、分析和解決問題的能力,具有從事化學研究、開發和其它實際工作的能力。以畢業要求為導向的化學基礎課程教學目標,與該專業課程體系內的其他課程目標相向而行,形成合力,對該專業的畢業要求形成更全面的支撐。
3優化教學內容
教學內容與畢業要求處于不同的層次,一方面畢業要求的導向作用可以通過課程目標傳導給教學內容;另一方面在做教學內容設計時將畢業要求作為指導性綱領。首先將教學內容劃分章節或知識模塊;依據教材的章節劃分教學內容一般較為合理,但有時很難滿足課程目標個性化的要求,因此需要對教材的章節做適當的調整或自編教材。其次是將劃分好的知識模塊內容細化。每條知識鏈都能與課程目標緊密相扣,比較重要的課程往往有多個課程目標,一條知識鏈可能支撐多個課程目標,一個課程目標也可能被多條知識鏈支撐,因此知識鏈與課程目標就會呈現交錯的支撐關系。再其次是知識點在知識鏈中的重要性、難易度確認。知識點的重要性是隨畢業要求和課程目標的不同而有變化。例如生物工程專業,有機化學中的氨基酸、多肽與蛋白質是重點,而在地質工程專業將硅酸鹽列為重點,氨基酸、多肽與蛋白質基本不要求。知識點的難易度和知識點本身有很大關系,也和學生的專業背景有關系。生物相關專業課程體系內包涵《生物化學》這門課,有助于學生理解化學相關知識,而水利工程專業課程體系無相關課程,因此知識難點的范圍要大一些。確定知識的重要性和難度,有助于在教學中把握教學重點和教學難點,以便采用不同的教學方法。結合知識模塊的知識容量、難易度和重要性,完成學時分配。畢業要求中普遍要求了解前沿理論、應用前景、最新發展動態以及專業相關產業發展狀況。化學專業應增加對化學學科發展前沿知識的介紹,并進行有機整合,使新的教學體系更具系統性和完整性;其次注重開發豐富的優質教學資源;引入非化學學科應用化學理論解決科學研究或工程問題成功范例,有助于化學基礎理論的闡釋。非化學專業的化學基礎課程教前沿教學內容主要涉及兩方面,一是化學前沿知識在相關專業中的應用,二是相關專業中前沿知識涉及的化學原理。,以地質工程專業為例,其開設的《普通化學》中有關膠體的知識內容,能很好的解釋河流入??谌侵薜男纬伞R话阏J為河流入海口流速降低導致泥沙沉降形成三角洲,這只是其中一個因素。顆粒較小的泥沙在河水中形成膠體時,一般不易沉降,只有遇到含有強電解質的海水時,才迅速沉降,形成河口三角洲。在化學中膠體遇到強電解質發生沉降機理應在地質工程和水利工程專業中列為重點內容。畢業要求的最終實現要體現在學生對知識掌握的情況。每個知識模塊都對應學生的任務,包括課堂要求、課后要求和作業要求。明確課堂要求掌握具體知識點,課后補充拓展補充材料,作業要求的具體的題目。
4課程考核、成績評定依據與對課程目標的支撐
培養方案中的畢業要求的達成,需要合理的課程考核和成績評定[4-5]。傳統課程考核的平時成績與考試對課程目標支撐不足,課程考核依據需要細化。課程的考核可分為:平時作業,課堂筆記,教學活動,期末閉卷考試。平時作業:作業完整,準確率>90%,字跡工整,思路清晰,提交及時。筆記,筆記完整詳細,能在筆記本或教材上將重要知識點記錄和標注,并有自己的注釋。教學活動,積極參與教學活動,積極舉手發言,踴躍發起和參與討論,翻轉課堂內容組織全面,能掌握相關的知識點,準確率>90%。期末考試,合理分配各課程目標的分值,根據考察知識的特點,選擇合適的題型。課程考核對課程目標的支撐形成明確的量化關系,以有兩個課程目標的課程舉例列表,見表1。
5優選參考教材
參考教材的選擇應盡量弱化教師的偏好,而應該有客觀的依據。培養方案中的畢業要求是重要的指導性綱領,選擇最能支撐課程目標的教材。參考教材要能博采眾長,教師需要研讀多個教材版本,以便整理出較為合理的教案和課件
1.教學能容不夠豐富
制藥工程工藝設計已經出版的參考教材偏少,比較著名的有張珩教授主編的《制藥工程工藝設計》、王志祥教授主編的《制藥工程學》等。老師和學生能參考的教材比較局限,導致老師所講授和學生所學習的內容局限在僅有的教科書中。教學也比較單一陳舊,通常是老師講學生聽,但制藥工程工藝設計課程的信息量大,與工程實踐聯系緊密,并且具有很強的時代特色,書上要注意的內容比較細致繁雜,在普通的教學模式中學生往往會覺得很枯燥,達不到預計的教學效果。此外,該課程的考核方式也比較單一簡單,一般要求學生在期末結束時做一份課程設計,其方法不能很好系統地反應該課程的實踐性和工程性,無法客觀地評價學生對知識的牢固掌握和靈活應用的程度。
2.教學與實踐的結合不夠緊密
目前我國大部分院校的制藥工程專業,是生物工程和化學工藝等相關專業的延伸。教學方式以老師講授電子課件方式為主,然后直接進入期末課程設計環節。這種設置有其一定的優勢,能讓學生在課堂上學習制藥工程工藝設計的理論基礎知識,在一定程度上對藥物生產的工藝流程和設計有一定的掌握,學生在課程設計中將學到的知識運用到實際設計中去,達到一定的訓練效果。但學生雖然學到豐富的理論知識,但對實際設計問題沒有初步分析的能力。同時老師布置的小課題由于各種原因的限制,學生并不能得到很好的鍛煉。老師講授電子課件的方式是大學授課的主要方式,但制藥工程工藝這門課程的知識比較繁雜,此教學方法往往不能使學生提起興趣,達不到很好的課堂效果。
3.教學過程對GMP要求挖掘不深
GMP是制藥工程專業學生必須掌握的知識。GMP的核心是風險控制,2010年版的GMP更加強調了這一點。但是GMP的內容以條例和法規為主,學生可能死記硬背住了一部分GMP條例,但對其內涵并不能深刻地理解和運用。老師講GMP可能按條框模式來講,學生的興趣也不大。制藥工程工藝設計這門課是在GMP規定的要求下進行的,使GMP內容不再是條條框框,使其融入到了實際生產設計中。如果講解方法得當,學生會對GMP的內容有更為豐富的認識。但目前該課程的講解可能把GMP的內容單獨做介紹,使其不能與制藥工程工藝設計不能很好地結合。
4.課程設計考核方式不夠完善
課程設計的題目一般比較單一,學生參與程度也不是很高,僅僅是為了完成作業而去做設計,對設計規范和流程也缺乏明確的概念。課程設計是學生理解這門課程的必不可少的關鍵步驟,也是理論知識和生產實踐的紐帶。以往的課程設計都是圍繞教材上和手冊上的經典內容進行選題,但這些題目的設計往往都比較成型和固定,以往的學生可能已經做過很多次。做這些設計時,學生往往只需要找出模板直接套用模板便可,不會去思考怎樣去做,為什么去做,對其設計流程和設計規范并未真正理解,知識了解了大體的計算過程。這也導致學生對課程設計不夠重視,助長了學生的懶惰心理,在已有模板的情況下學生不會主動去思考創新,不利于調動學生自主設計的積極性和主動性。
二、教學改革的初步探索
1.緊密聯系專業設置,優化教學內容,提高學生的思考能力。
首先,制藥工程工藝設計的教學講解應實行“分塊負責”,具有不同學術背景和專業特長的老師去講解自己比較研究比較深入的部分,對不同的專題進行講解,充分發揮老師的自身專業優勢,既保證了這門重要專業課的教學質量,又充分利用了學院的教學資源,每個老師對這門課程都有自己獨特的見解,老師在講課的過程中會把自己的理解傳達給學生,這使得學生能鍛煉形成一種發散思維,從多個角度去思考問題,在有限的條件下使學生能學到更多的知識。其次,制藥工程工藝設計需要學生了解很多設備的結構,廠房的設計結構,以往的多媒體教學并不能解決課程的直觀性差、實踐性強等問題。所以在教學方法上我們要不斷地探索,在講解重要的設備時,可以通過錄像的形式展示其結構、原理和運行狀態。充分利用仿真軟件來演示各種設備的操作過程,通過直觀的、形象的動畫展示給學生,不僅增加了學生對課程內容的興趣,也使其對知識的理解更加深刻。除了書上的基礎設備之外,還應該緊跟時代的腳步,關注這些設備儀器的發展狀況,給學生補充新的設備技術知識,使學生的專業知識與時俱進。再次,活躍課堂教學,增加課堂討論的環節,進行一些案例分析,有學生辯駁,老師總結,在基礎知識的基礎上提高學生獨立思考的能力,引導學生的創新思維。每一部分內容結束后,可以適量地增加一些小型的課題,啟發學生去思考工藝設計和優化,調動學生對課程學習的積極性,適當的壓力可以督促學生更好地學習。而課堂討論和小型的課題可以作為該課程教學的平時成績,適當調整提高平時成績所占的比例,提高學生的重視程度,激發學生學習的熱情和興趣。除此之外,制藥工程工藝也要和學校的特色結合,突出學校專業培養的特點,發揮學校的優勢,使該課程具有學校特色。比如學校在生物工程方面比較有優勢,可以結合優勢學科的有利背景,通過特色案例的分析介紹,形成具有生物制藥特色的教學體系,激發學生的學習興趣。講解過程側重于生物制藥設備,如發酵設備、生物分離設備等,使整個課程詳略得當,重點突出,形成具有學校特色的制藥工程工藝設計課程體系,也可以結合學校的最新成果,鼓勵學生參加科研創新項目,激發學生對課程設計的熱情。
2.教學內容與實踐相結合,激發學生興趣。
制藥工程工藝是一門實踐性很強的學科,必須與實際生產相結合。在有限的資源條件下,學校可以聯系周邊地區的制藥企業,使學生有認知實習的機會,在理論的學習上增加感官的認識。結合學生的認知實習、生產實習經歷,選取與教材內容相關的具體案例進行講解和學生研討,從實際案例中學習和分析案例的一般規律、原則、方法和操作技能,使學生對知識的認識由感性上升到理性。通過這種案例分析的教學模式,使課堂內容變得豐富起來,氣氛變得活躍一些,可以提高學生對知識的把握和理解力。鼓勵學生參加課外的各種創新實踐活動,培養學生的創新意識和協作精神。學校應努力給學生提供創新實踐的條件。開設工藝學的課程設計,鼓勵學生的參加,使學生能與其他相關專業的學生進行交流,并提供相應的配備、指導老師、活動經費和必要的場所,為學生創新成果的出版和發表提供支持和幫助。研究課題利用學生的課余時間,導師和學生可以共同擬定創新性的研究課題,學生自主進行研究性學習和設計,培養學生分析和解決問題的興趣和能力,提高學生的綜合素質。基于CDIO理念培養學生的工程素質。CDIO是一種以工程項目設計為導向、工程能力培養為目標的工程教育模式。在教學體系規劃中打破傳統的課程界限,將制藥工程工藝設計、制藥工程原理與設備、制藥工藝學、化工原理等課程進行有機結合,以制藥過程中的單元操作為知識主線,整理出從工程應用應該掌握的知識點,在不同課程上進行合理的分工,重點突出明確,避免知識講解的重復,使知識的覆蓋面積更廣,體現教學內容和體系上的交融性。傳統教學中學生往往課程結束后進行課程的設計,設計過程中往往主觀想象的成分比較多,與實踐相差很遠。學生想在短時間內完成高質量的設計也是十分困難的,我們應結合工程設計能力的漸進性,建立一種課程設計、綜合實驗和生產實習的實踐模式,全面提高學生的解決實際問題的工程素質。
3.完善制藥工程工程設計期末課程設計方案。
課程設計在這門課程中的作用不言而喻,以往的課程設計存在諸多弊端。首先在選題方面進行改革,不要拘泥于課本和手冊,選取更加新穎的題目,選題與實際生產相結合,符合學生的能力范圍,基本參數采用國內外的生產數據。防止少數學生互相抄襲,每人一題,獨立設計,由老師檢驗其合理性并給出成績。通過獨立的課程設計,將強了學生獨立工作的能力。其次,任務書要提早地下達,以往課程設計的任務書是期末前兩周下達,這期間學生還要準備期末考試,時間非常倉促,很難完成一份優秀的課程設計,學生往往是直接套用固定的模板再做一些小改動便草草結束。學生本來有能力去完成一份優秀的設計,我們應給予學生更多的準備時間去查閱資料,整理思路,思考創新,任務書可以在期末前四周下達,讓學生在課程設計上花費多些時間,多學些知識。再次,在課堂知識的學習過程中融入一些專題性的設計講座。大多數學生對課程設計的積極性很高,但很難將書本上的知識在課程設計中得到綜合的運用。老師應在講課的過程中穿插一些課程設計的實例,同學生一起探討實際生產的各種計算和設計。通過平時對課程設計的積累,學生在做期末設計時會有一個清晰的思路,學生收獲更多。在課程設計前,老師再對學生進行系統性的專題講座,通過實例來展開,理清學生的整體思路,提高學生課程設計的總體質量,使學生的知識運用能力得到升華,也增加了學生對本課程的自信心,使學生不再懼怕課程設計。除此之外,將CAD制圖融入到課程設計中去,CAD是設計工作者必須掌握的制圖軟件,對工科學生來說是一個重要的專業工具。如果有條件,學校應對制藥工程的學生開設此課程。課程設計的制圖應對學生提出更高的要求,讓學生以計算機制圖的方式來完成課程設計,CAD計算機制圖不僅節省了時間,也提高了繪圖的質量,為學生打下計算機制圖的基礎。
三、結語
[關鍵詞] 生物工程 專業建設 人才培養
生物工程是生物學和工程學交叉融合的一門邊緣學科,其基本任務是實現生物技術的產業化,即運用化學工程學原理將生物技術的實驗室成果進行工業開發,從而實現生產的大規?;I锕こ滩粌H與基因工程、細胞工程、生化反應工程、工程制圖、生物工程設備等諸多領域密切相關,而且具有較強的應用性,它強調以應用學研究為中心,注重生物產品的開發。因此,與其它學科相比,生物工程專業需要具備更高、更全面的知識、能力和專業素養。我校生物工程專業于2004年開始正式招生,目前屬于省級重點建設、重點資助專業。為社會培養“厚基礎、寬口徑、懂技術、高素質、具有創新和創業意識”的生物工程專業高素質應用型人才,是我校生物工程專業建設的指導思想。多年來,我們結合學校的優勢和特色,并借鑒兄弟院校的經驗,在生物工程專業建設上進行了積極的探索。
1 生物工程專業的人才培養目標與專業特色
1.1 人才培養目標
生物工程專業屬工科專業,以培養應用型人才為主,要求學生既具有一定的科學素養,又具有一定的工程技術。當今生物學及相關學科進展日新月異,許多新技術、新儀器、新設備相繼出現,但是它們出現的背后離不開生物工程基礎理論知識,所以學生需要熟練掌握生物學、理工學、信息科學等各學科基礎理論,并將各學科知識相輔相成,融會貫通。生物工程是一門應用性學科,學生在學習理論知識的同時,須學會應用創新性思維,獨立發現并解決化學工程技術中存在的實際問題。在教學過程中,應努力結合工程學技術要求和實際需要進行人才培養,將理論知識與實踐結合起來,知行合一,用理論指導實踐,用實踐驗證理論,才能確保畢業生畢業后能迅速適應工作需要。因此,本專業的人才培養目標旨在培養德、智、體全面發展,掌握現代生物技術基本科學理論、基本技能、工藝技術過程和工程設計等基本理論,具備在生物工程、食品、生物制藥等領域從事產業化工程設計、生產、管理、產品質量與安全檢測控制以及新技術研究、新產品開發的能力;熟悉與生物工程有關的方針、政策和法規;了解當代生物工程發展動態和應用前景;掌握資料查詢和科技寫作的基本方法;具有從事科學研究、技術創新和實際工作能力的應用型生物工程技術人才[1,2]。
1.2 專業特色
我校是一所地方性本科院校,辦學宗旨是為地方經濟發展培養應用型、復合型專業人才。因此,我們將生物工程專業定位為:立足湘中南地區經濟發展,根據服務地區生物工程、食品、醫藥工業和農業的指導思想,以農產品深加工和精加工、生物活性成分提取為教學主線,在充分利用本地區自然資源上尋找突破口,結合生物工程專業的科學內涵,發揮我校生物工程專業人才和設備優勢,為地方經濟建設培養懂管理、會經營、精業務的生物工程專業高級人才。根據社會對生物工程專業人才的需求,圍繞生物工程專業培養目標,探索適合于生物工程專業應用型人才成長的產學研結合的培養模式,對人才培養方案進行優化,對教學內容進行整合,形成以微生物發酵(優良菌種選育和改造、發酵代謝過程優化與控制)、功能成份提取、與食品生物技術相互交叉的生物工程專業特色[2]。
2 課程體系建設
參考國內部分學校生物工程專業的課程設置,結合我校自身的學科優勢與特色,在走訪和調研企業與市場對生物工程人才的需求的基礎上,我們先后多次修訂培養計劃。在培養計劃的修訂中,明確了應拓寬學生的專業口徑,增加新的教學內容,加強綜合性實驗技能的培養,并強化工程能力的訓練,以確保教學質量的提高;對原課程體系進行調整和完
* 基金項目:邵陽學院教改項目(2011JG09)。
善,從人文素質和科學素養綜合培養的思路出發,構建由理論課程體系、實踐課程體系和素質拓展體系三部分組成的人才培養模式,課程結構主要包括通識和基礎課平臺,專業核心課模塊、專業選修課模塊和實踐教學環節[3-4]。
2.1 改革培養模式,造就應用型人才
課程體系結構設置按照“厚基礎、寬口徑、懂技術、高素質、重實踐”的原則,著力培養學生綜合素質;體現創新教育理念,突出實踐能力培養,注重系統性、前沿性和適應性,體現“促進人的全面發展”的大學人才培養目標,構建“平臺+ 模塊+ 課程群”的新型人才培養課程體系。
2.1.1 平臺課體現厚基礎、寬口徑。平臺包括公共基礎平臺和學科基礎平臺,公共基礎平臺注重能力培養和素質提高,體現厚基礎。公共基礎平臺包括:思想政治課、哲學理論、時政與社會等課程組;創新意識與學習能力課程群包括英語、體育、計算機、數學、物理等基礎課程,促進大學生綜合素質的全面提高。學科基礎平臺包括學科基礎課和跨學科基礎課,體現寬口徑。在保證課程內容的理論、方向相對穩定的基礎上,對課程內容進行整合,保持課程之間的有機銜接,精選課程內容,優化課程內涵結構。
2.1.2 模塊課體現“重實踐”和專業能力培養。模塊課主要由專業基礎課、專業課和實踐教學環節構成,體現專業基本素養和能力的培養。專業基礎課是專業能力培養的基礎,在保證教學內容不減少的情況下,解決好課程容量和含量之間的矛盾,重點在于提高其教學質量、效率和效益。
2.1.3 課程群。專業知識與專業能力課程群包括生物工程和生物技術領域的終端課程、以能力培養為核心的綜合訓練課,強調訓練學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,培養其學習能力與創新意識[4]。
2.2 優化課程體系設置,加強基礎課教學
為盡可能地優化課程設置,我們組織開展了幾次大型的教學工作研討會和課程體系論證專家會議,在充分征求教師和專家意見的基礎上進行了以下調整。
2.2.1 課程設置順序調整。生物工程專業的主要特點是涉及領域多、專業基礎課多、系統性強、課程鏈條長等。在課程設置時,先開設化學類(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學) 和數學類基礎課,然后是普通生物學、生物化學、微生物學等專業基礎課,接著開設細胞生物學、生物工藝學等專業課,最后是生命科學類的終端課程,如生物分離工程、細胞工程、酶工程、基因工程、生物工程綜合實驗等大實驗,并將課程前壓,盡量騰出大四兩個學期的時間,以保證畢業論文撰寫和創新能力培養的時間。
2.2.2 知識體系重疊部分前移講授。生物工程專業基礎課多,部分課程有重疊。為了解決這個問題,在專門課程體系論證會上充分征求教師和專家意見,進行知識點的重新梳理、銜接,合理排布各門課程開課順序,使課程之間重疊部分前移講授,即重疊部分由開設較早的課來講,后面開的課不再講授。
2.2.3 課程的增加與拓展。考慮學生后期專業方向的分化,增設專業英語、文獻查閱與科技寫作、生物工程前沿專題講座等選修課程。同時,為拓展學生知識面、培養應用型人才、增加學生就業渠道,設立了生物試驗設計與統計學、食品生物技術、釀酒工藝及企業管理學和市場營銷學方向課程,學生可以根據個人興趣和職業規劃進行選修。另外,將大學生創新實驗項目、學科競賽及參加老師科研項目等第二課堂納入課程體系,以完善學生知識結構、培養學生創新能力。
3 師資隊伍建設
在專業建設過程中,始終堅持以人為本,努力打造一支素質精良的師資隊伍。精心構建師資隊伍建設,制訂切實可行的師資培訓計劃。通過重點培養、引進優秀人才、實施“青年教師導師制”、組織教師到生物工程相關產業和領域一線學習、兼職;以生物化工重點學科為依托,以微生物發酵、功能成分提取和食品生物技術作為生物工程專業開展科研工作的三個主方向為中心,充分利用學校的科技和人才資源,通過校、市共建生物化工研究所、食品技術研究中心,提供面向區域經濟進行產品研發和成果轉化的支撐平臺,提升教師的科研水平和服務地方經濟建設的能力?,F已建立了一支年齡、學歷、學位、職稱、發展前景好的專業教師隊伍,教師的知識結構、年齡結構、學歷學位結構合理,完全能滿足教學的要求。
3.1 加強教學改革與科學研究,提高教師學術水平與教學水平。推進青年教師培養導師制,賦予老教師指導青年教師的義務和責任,通過課堂教學觀摩、教學督導聽課、課程教學質量評價等措施,不斷提高教師的教學水平和教學質量。同時積極鼓勵教師進行教學改革實踐,不斷更新教學內容和改進教學方法,對獲得教學改革課題和發表教改論文進行獎勵;另一方面,所有教師都參與科學研究,不但加強了教師業務素質的鍛煉,還使教師深化對學科知識的理解,了解學科前沿,清楚生物工程產業所需,開闊專業思維,授課有的放矢,以實踐來豐富、深化教學內容,更好地貫徹特色專業培養要求。
3.2 加強校企合作,提高實踐教學水平。積極支持中青年教師深入企業一線實習和鍛煉,參與企業“特派員”工作,從實踐中尋找科研課題,豐富實踐經驗和掌握社會實際需求;同時聘請企業的一線技術專家擔任兼職教授,定期回學校授課或開展講座。
3.3 深入推進教師培訓和交流。通過多種形式和途徑,鼓勵中青年教師到國內外著名高?;蛑攸c實驗室去訪問研究、進修或攻讀學位,進一步提高專業知識和專業技能,掌握學科的發展動態。同時也邀請國內外同行前來學校開展學術交流,以拓寬和提高教師和學生的知識視野。
3.4 加強教學與科研團隊建設。生物工程專業牽涉課程面廣,知識跨度大,既有生命科學的知識,又有工程技術的內容。我們根據學科領域組建科研與教學團隊,集中力量建設教學與科研平臺,如生物化工教學與科研團隊等。通過組建梯隊合理的團隊,更有利于安排中青年教師進修學習、訪問及深入企業實踐,全方位提高教學隊伍的教學水平、學術水平和實踐水平,從而構建一支了解社會需求、掌握學科動態、年齡結構合理、綜合素質優良、充滿教學激情的師資隊伍。
4 重視實踐教學環節,構建科學合理的實踐教學體系
4.1 單獨構建實踐教學體系,加強學生應用能力培養
構建包括由獨立實驗課、課程實習、認識實習、生產實習和畢業實習(工廠實習)、畢業設計(論文)組成的遞進式實踐教學新體系。
主要的課程實驗(如生物化學、微生物學等) 均單獨排課,且實驗內容不斷改進、更新和補充,增加時效性,充分調動學生學習的興趣。
根據教學進程和生物產品開發、生產程序,按照理論與實踐相結合、課內教學與課外教學相結合等原則,構建包含“基本技能訓練—綜合技能訓練—創新能力培養—工程技術應用”四級模塊的實習教學體系?;炯寄苡柧毮K由無機化學課程實習、有機化學課程實習、分析化學課程實習、儀器設備拆裝與操作等子模塊構成,采取精選實習內容、提高實習項目的綜合性,讓學生掌握試劑配制、常規分析及常用儀器設備的安裝調試、維修等主要內容,達到規范操作、熟練使用、結果準確的目的,加強學生基本技能和素質的培養;綜合技能訓練模塊由專業基礎課程實習、專業課程實習、課程設計、生產實習、畢業實習等子模塊構成,通過單獨開設的一系列由綜合項目及產品生產為主要內容的課程實習、工程原理設計、生產實習、畢業實習的訓練,提升學生的工程素質,培養學生運用理論知識分析和解決工程問題的能力;創新能力培養模塊由研究創新實驗、科技創新活動和畢業設計(論文)等子模塊構成,通過學生科研立項、參與教師科研、教師指導學生參加科技創新活動以及畢業設計(論文)等實踐教學環節,激發學生的創新興趣和激情,提高學生產品開發和解決工程實際技術問題的能力;工程技術應用模塊主要對學生進行微生物檢驗師、食品檢驗師、ISO22000(食品質量安全)內審員、外審員等資格培訓與考核,為學生就業奠定堅實基礎。
4.2 建立校內實習教學基地,加強學生專業技能培養
充分開發和利用食品工程實習工廠、生物制品分離工程實驗室、分析檢測中心和市食品研究所、市生物研究所等原有實踐教學資源,按生物專業大類組建工程模式的多功能校內實習教學基地。通過集中師資、設備力量,加大投入等措施,建成了集人才培養、科學研究和服務社會三大功能為一體的校內實習基地?;啬M工廠產品生產過程,圍繞“產品研究、開發、加工、檢測”進行合理分工,形成了可承擔技能訓練、產品試制、產物分離、產品檢測四大任務的工程實習基地,每年承擔11門課、38周課程實習和12周畢業論文(設計)任務。
4.3 建立校外實習基地,實現高水平畢業實習
校外實習基地是培養學生動手能力和培養應用型人才必不可少的場所,建立一批穩定的實踐實習基地,可以促進學校與企事業單位優勢互補,為學生實習創造良好條件,鍛煉和培養學生的實踐能力。現已與國內多家生物工程相關企業建立聯系,確保教學實習目標的完成。學生的畢業論文除了大部分在校內完成外,還有一部分在校外實習基地完成。學生可結合校外實習基地的實驗情況,經與校外導師協商確定選題完成畢業論文。在校外完成畢業論文的學生,校內和校外實習基地均有指導教師,確保畢業論文( 設計) 質量。學生通過直接參與企業研發與生產,了解企業運行機制,熟練使用科研設備,掌握基本生產流程,提高了實踐動手能力和科研創新能力。
5 結語
21 世紀是生物學世紀,生命科學的發展以及它和工程科學的結合帶來了生物工程產業的蓬勃發展,生物工程產業被譽為“朝陽產業”,產業的快速發展,帶動了人才的大量需求。作為一個理、工相結合的新興工科專業,生物工程專業的創辦,在改造傳統專業和促進學科交叉方面具有重要意義,但也存在許多不可忽視的問題[5]。作為新辦地方高等學校,目前我們從人才培養目標、專業特色、課程體系、師資隊伍、實踐教學環節等方面對生物工程專業建設進行了探索與實踐,體現出較好的專業特色、課程特色以及培養方法特色,但要辦好生物工程專業,還要在很多方面進一步摸索,我們將繼續研究分析國內外生物工程發展的趨勢,結合我校實際,不斷改善和優化人才培養方案,優化知識結構、提高綜合素質,不斷更新并改革生物工程專業的教學內容和教學方法,培養高水平的專業技術人才,更好地為地方經濟建設服務。
參考文獻:
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[2]趙良忠,蔣盛巖,余有貴.生物工程專業教學計劃的修訂與思考[J]. 海峽科學,2007(9):50-51.
[3]蔣盛巖,趙良忠,余有貴.生物工程專業課程體系與教學內容改革探討[J].科教文匯,2009(1):72,75.
一、理論教學環節
主要任務是使學生掌握化工生產過程中涉及的主要化工單元操作的基本概念、典型設備的構造、基本操作原理等知識并能夠進行單元操作過程的工藝計算。實驗教學環節的基本任務是使學生了解各化工單元操作原理、流程,使學生掌握典型化工設備的特點、性能和基本操作,加深對化工原理基本理論、基本知識的理解?;ぴ碚n程設計是繼化工原理理論教學和實驗教學之后安排的一個總結性、綜合性的實踐教學環節。通過該實踐環節的訓練使學生能綜合運用化工原理的基本理論知識以及先修的物理化學、機械制圖、化工制圖等課程理論在規定的時間內完成給定的化工設計任務,即設計出符合一定生產要求的化工單元操作工藝及設備。通過化工原理課程設計讓學生了解化工設計的基本內容,掌握化工設計的一般步驟和方法,重點培養學生的工程意識和分析、解決工程實際設計問題的能力。課程設計不同于一般的課程作業,需要學生根據設計任務,確定自己的設計方案,查取資料、搜集數據,進行工藝過程和設備的計算,并對自己的選擇和計算結果進行論證和核算。整個設計過程對提高學生工程意識及獨立工作能力有很大作用。然而筆者在自身教學實踐指導中發現,目前化工原理課程設計在教學設計中仍存在一些不足,這些不足在一定程度上影響了其教學質量。在此,筆者結合自身實踐分析一下化工原理課程設計在教學中存在的問題,并針對這些問題探討一下具體的改進方法。
二、課程開設時間不當導致學生對課程設計認識不足
化工原理理論課程是化學工程與工藝專業學生在大學期間主修的第一門化工專業基礎課,是工程性較強的一門課程。而化工原理課程設計隸屬于工程設計課程,很多學校通常在化工原理理論課程結束后開設,時間為兩周。雖然學生在學習了化工原理理論課程后基本掌握了常見的化工單元操作的基本原理和典型設備的結構和計算,但學生對工藝和設備的認識還是比較膚淺的,大多數學生仍停留在書本知識的理性認識上,對工程的內容了解甚少,不具備工程觀點。因此學生拿到設計任務后,認為課程設計跟平時的課程作業沒什么兩樣,直接按照《設計指導書》中的例題進行依葫蘆畫瓢,也不管是否適合自己的體系,設計出的設備不合理、不規范。為了讓學生對課程設計有一個充分的認識,筆者認為化工原理課程設計教學環節應安排在大三下學期期末,并與化工設備課程設計同步進行。因為在此之前,學生除修完化工原理理論課程外,還修完多門化工專業課程,如化工分離工程、化工設備機械基礎、化工工藝學等。經過多門專業課程的學習,學生對工藝和設備的認識已經比較深刻,對工程內容的了解也比較多,已具備基本的工程觀點,以至于拿到設計任務后不會像以前那樣盲目無措。
三、設計過程安排不合理,使學生在設計過程中收獲甚少
化工原理課程設計的主要內容包括:設計方案的選定;主要設備的工藝設計計算,繪制帶控制點的工藝流程圖;設備的結構尺寸和工藝尺寸的設計計算,繪制主體設備的設計條件圖;典型輔助設備的選型和工藝尺寸計算。整個過程設計內容多,任務重。若指導教師不能合理的安排設計任務,很難使學生在短時間內掌握化工設計的程序和方法,有效地提高學生分析和解決工程實際問題的能力。以往化工原理課程計過程主要包括設計準備階段、設計階段以及設計說明書的編寫和繪制階段。設計準備階段通常是布置設計任務,介紹課程設計的步驟、注意事項等,然后讓學生根據設計任務書提供的條件和要求,通過復習相關教科書、查閱有關資料進行分析、對比確定適宜的流程方案和設備類型,初步確定自己的設計方案。然而,很多學生通常不太重視這一階段,設計準備工作不充分導致后續設計過程問題多多,為了完成設計任務,不得不套用例題或套用網上類似的設計例子,因此對設計過程涉及的公式、設備的選型都不理解。介于上述問題,筆者在布置設計任務時強調在設計準備階段除初步確定自己的方案外,至少還要弄懂一份相關的設計事例,并在設計準備階段后期進行答辯。答辯的內容:設計任務、初定的方案、方案的確定依據、優秀設計案例講解。這樣做雖然指導老師的任務加重了,但是學生受益很多。首先學生會更認真的投入到設計當中去,答辯過程中指導老師提出的一些意見和建議也可以幫助他們完善設計方案。其次優秀設計案例講解的目的是讓他們在設計前對設計過程的程序和方法有一整體的了解,同時也有利于師生之間、學生之間相互交流,大大改善了學習氣氛。
作者:姚金環 李延偉 呂奕菊 單位:桂林理工大學化學與生物工程學院
關鍵詞:高職;生物分離與純化技術;課程改革;難點
近年來,隨著生物技術突飛猛進的發展,生物技術產品對其下游過程技術中的分離純化技術提出了更高更迫切的要求。生物分離過程是生物工程中必不可少的也是極為專業的環節,因此,分離技術是生物高新技術能否實現產業化的關鍵,也是制約生物工程產品生產及可持續發展的“瓶頸”。為了更好地適應生物工程產業化發展需要,必須開展生物工程下游技術、原理及裝備的教學工作,培養真正實用型、專業型和創造型人才,因此,就必須改變實驗課程原有的設置模式。
本科院校的教學在教材建設、教學內容和方式上更加側重分離中的工程問題,強調培養學生從實踐中歸納出分離學科的科學和技術難點問題,因此對基礎理論的講解較為深入、透徹。而作為高等職業院校,其教學目的、課程標準的設計等與本科院校均有很大不同。筆者擬就高職課程改革的總體趨勢并結合本校開展生物分離與純化技術課程教學改革的實踐,探討高職生物分離與純化技術課程教學改革的難點與關鍵點問題。
高職課程改革的總體趨勢
以社會需求為導向,注重實踐的課程體系和課程標準開發模式成為改革主流課程體系設計是否科學合理,關系到專業培養目標是否能實現,也會影響到其后續的教材開發。高等職業院校以培養應用型人才為目標定位,課程體系應以社會職業需求為起點,將職業群中有關崗位對學生專業知識和技能的要求轉化為相應的課程設計,培養學生與之對應的能力。課程開發設計是課程體系設計的細化,它解決了課程體系的設計如何實現的問題。目前,以實際工作過程、情境為導向的課程開發設計模式被廣泛應用于課程改革實踐。該模式的特點是通過深入調查行業的典型工作過程、歸納出實際工作任務,從而轉化為教學任務。這樣,教學的內容和生產實際結合緊密,更有利于學生把理論和實踐知識整合,提高學習的興趣和主動性,達到培養學生職業能力的目的。在課程設計的基礎上開發的課程標準,同樣要突出體現實踐工作過程。課程標準是對課程內容及教學效果進行檢查、鑒定的質量評價標準,它應是教學大綱的具體體現。目前,利用課程標準替代教學大綱,對于建立現代高等職業教育的課程評價質量標準而言,是十分必要的。目前的教學評價已經克服了單一的閉卷考核模式,呈現出多樣性的考核形式,更加注重于實踐過程的評價并具有激勵性。
教學新模式、新方法和新手段組合應用并逐步推廣隨著現代計算機技術的普及和發展,現代教育技術也逐步采用了多媒體等新手段,教學方式更為多樣化,新技術、新手段的組合運用也成為今后課程改革的新熱點。在教學模式上,傳統的以教為中心的教學模式,過渡為以“學生為主體,教師為主導”的教學模式。高等職業教育必須讓學生承擔更多的學習責任、學會學習并培養其分析解決問題的能力。為適應這一要求,就應在課程教材、教學模式、教學方法上深化改革,以新的教學評價手段促進教學改革。如將問題、情境、工作過程導向模式的啟發式教學應用到高職教學當中,目的是培養學生自主學習、分析和解決實踐問題的素質和能力。
生物分離與純化技術課程教學改革的難點分析與對策
教材和教學內容的選定目前,生物分離與純化技術的教材同質化現象比較嚴重,影響到課程教學內容的取舍與選定,若單選某本教材進行教學,教學效果并不理想。因此在選擇教學內容時,應與教學目標定位、課程體系相匹配,并據此進行教材選定。對高職院校而言,其專業設置和教學應首先考慮服務于地方產業經濟的發展和建設需要,理論和實訓內容也必然要求與之匹配。我校針對華南熱帶和亞熱帶農業產業的發展需求,設置了生物技術與應用專業。在生物技術專業課程體系中,先后開設了微生物學、生物化學、生物技術導論等基礎課程以及發酵工程等應用性課程,為生物分離與純化技術課程開設打下了基礎。在教材選定方面,本課程現在使用教材為《生物分離與純化技術》(邱玉華,化學工業出版社,2007年)。為提高學生知識的廣度,又指定了六本參考教材:(1)辛秀蘭,《生物分離與純化技術》,科學出版社,2005年;(2)歐陽平凱,等,《生物分離原理及技術》,化學工業出版社,2001年;(3)孫彥,《生物分離工程》,化學工業出版社,2002年;(4)劉國詮,等,《生物工程下游技術》(第二版),化學工業出版社,2003年;(5)顧覺奮,《分離純化工藝原理》,中國醫藥科技出版社,2000年;(6)李津,等,《生物制藥設備和分離純化技術》,化學工業出版社,2003年。在理論教學中,精選了“討論生物物質的生產過程,明確生物分離純化技術的地位和作用”、“生物樣品的預處理”、“固相析出分離技術”、“色譜分離技術”、“萃取技術”、“過濾與膜分離技術”“濃縮和干燥技術”等7個教學情境模塊,并分成22個子項目進行教學,包含了生物分離過程中常見的單元操作;在實訓內容的選擇上,主要突出農產品的生物分離技術的訓練,如蛋白成分分離提取,糖類的提取分離和測定,氨基酸的層析分離和純化等模塊。
教學中引入新技術、新內容生物技術產業發展迅猛,分離也隨之發生很大的進步。教材建設內容確定之后,教師在授課時就有了基本框架。但我們的教學內容并不應局限于教材,因為與科學技術的飛速發展相比,教材內容總是滯后的。因此,教師對學科發展前沿的技術與交叉領域的發展要有清楚的了解,要經常查找文獻,關注熱點研究的進展,及時介紹給學生。課堂教學時間有限,如何適當地引入新技術,激發學生學習的興趣,值得探討。大學生的學習獨立性、自主性和探索性不斷增強,如何激發和培養學生主動學習的興趣和能力,也是本課程改革中必須面對的問題。聯合國教科文組織編寫的《學會生存》中曾提到“學會學習是一個人成才的標志”,高等教育的一項重要任務就是培養學生的自學能力。對于分離科學涉及的豐富內容,僅僅依靠課堂教學是不夠的。因此,教師應積極鼓勵、指導學生自學,同時,教學中應注重向學生推薦學校圖書館、有關網站,以及與本課程有關的教學參考圖書和國內外專業期刊雜志,開闊學生視野,促進學生主動學習。在本校的課程教學改革中,我們嘗試采用了啟發式教學方式,“兩步走”引入新技術和新內容。在課堂上,簡要介紹技術發展方向,指出現有技術中存在的問題以及新技術的核心;在課后,就課程中提到的新技術、新問題,要求學生自由組合,一般4~5人為一組,分組選題查閱資料、討論、撰寫論文,在期中安排一周時間進行講解。每組安排10分鐘,對全班同學進行講解,臺下同學提問,教師作綜合點評。學生反饋表明,這種問題導向的學習方式,不僅鍛煉了自身的文獻檢索、寫作能力,而且學生的表達交流能力也得到了提高,主動學習和分析解決問題的能力也得到培養。
在課程教學中培養和滲透分離工程思想目前的教材編寫方式,多數是把各個單元的操作逐一介紹,然后在實訓試驗中也是按照單元操作試驗并附上一兩個綜合實訓內容進行編排。對于本課程的教學來說,條理相對清晰,但是學生將來工作面對的是完整的分離過程,因此在教學過程中應逐步培養從單元操作到過程操作的工程思想,否則學生將難以適應將來的工作。我們在課堂上嘗試采用了播放生物產品分離的全過程視頻,課后安排學生參觀認識實習啤酒廠、味精生產廠等單位,要求學生撰寫認識實習報告,逐步建立分離工藝流程、分離設備的感性認識。在綜合實訓課程中,把單元操作之間的聯系講解清楚,引導學生分析影響某一過程的各種因素,分清主次,注意各因素之間的關系。要求學生就整個實訓過程中存在的問題一一進行分析,并撰寫總結報告。根據實訓報告和綜合反饋,學生的分離過程思想也得到初步建立。工程思想的培養不是一門課程可以奏效的,因此,在整個課程體系中要不斷強化,同時要求學生要實踐中不斷總結,這作為課堂教學中的滲透性培養必不可少。
課堂互動教學中提問的處理現代教學理論認為,學生是學習的主體,在課堂教學中與學生保持一定的互動則能明顯提高教學效果,因此,現代教育技術中引入了多媒體教學,并已成為當前十分流行的教學手段。多媒體教學具有圖文并茂、情境生動、知識點條理性強、信息量也比板書要大等特點,學生要充分適應這種教學模式,在課堂上就必須提高參與性。課堂提問就是其中一個很重要的方式。提什么問題、提幾個、何時提、如何控制時間、如何解答等構成提問的處理環節。一般課堂教學時間40分鐘,我們嘗試采用將近四分之一的時間用于提問,時間分布在課前、課中和課后。課前一般用3~5分鐘就上一節課的某個重要知識點做一提問,課中則就某個知識點進行提問,如不同單元操作的比較、單元操作的影響因素等等;當教師講完后留5分鐘左右給學生做課堂總結,教師加以點評,這種互動方式,不僅可明顯提高課堂的氣氛,還能幫助學生回憶學過的知識,使學生逐步體會到如何做歸納總結,如何發現新問題,極大提高了學生參與教學的積極性。
課程考核方式的多樣化處理目前的考核方式較為單一,多數采用平時成績、期末考試成績和實訓成績進行加權平均計算考核成績的方式。平時成績,如布置小論文、專題討論、課堂提問等形式所占比例一般不超過50%,這種考核方式在操作上改變了以期末考試定成績的傳統,使評價更能有效地發揮導向功能和激勵功能,但是也存在一些問題,平時成績的評分標準尺度難以掌握,量化較為困難。以提問為例,本課程的理論性較強,學習難度較大,由于提問環節的量化打分較為困難,因此,主動回答問題只能把它當做加分環節來處理。
結合我校生物分離與純化技術課程的教學改革實踐,筆者認為,生物分離與純化技術是一門基礎性和應用性非常強的課程,在教學模式上應以學生為主體,采取問題導向啟發式教學,利用多媒體等新手段組合,建立科學的考核體系,以培養學生自主學習和創新能力為目標定位,明確課程教學改革的方向。
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關鍵詞:制藥工程專業;實踐教學體系;思考;探索
制藥工程是藥學、醫學、化學、生物學、工程學、管理學等學科交叉融合的,培養技術應用型人才的應用性工科類專業[1]。大連民族大學的制藥工程專業設立在生命科學學院,生物工程系,于2011年開始招生,目前僅有3屆畢業生,是一個年輕的專業。為了更好地體現制藥工程專業綜合性和實踐性的特點,進一步提高學生的實踐和創新能力,本文對制藥工程專業實踐教學體系的構建進行了研究和探索。
1制藥工程專業實踐教學體系的設計和構建
制藥工程專業培養方案經過多次討論和修訂,已經形成了較為完善的實踐教學體系,如圖1所示。
圖1制藥工程專業實踐教學體系
(1)課內實踐教學模塊。課內實踐教學模塊包括實驗教學模塊和集中性實踐教學模塊。其中,實驗教學模塊又包括學科基礎課實驗(如無機與分析化學實驗、有機化學實驗、生物化學實驗、物理化學實驗、化工原理實驗等),和專業教育課實驗(如藥劑學實驗、藥物化學實驗、藥物分析實驗、制藥分離工程實驗、制藥工藝學實驗等)。集中性實踐教學模塊分為實習類(認識實習1學分、金工實習1學分、生產實習2學分);設計類(化工原理課程設計2學分、畢業實習與車間設計8學分、制藥工程綜合實訓與制藥工程課程設計8學分)和畢業設計16學分。需要說明的是,為了制藥工程專業將來進行工程認證的需要,增加了金工實習內容。畢業實習與車間設計、制藥工程綜合實訓與制藥工程課程設計,為二選一。(2)課外實踐教學模塊。課外實踐教學模塊主要是培養學生創新能力的創新實踐教學模塊。比如,每年學生可以參加國家、省、市級的科技競賽,近年來,學生在“國藥工程杯”全國大學生制藥工程設計競賽、全國大學生化工設計競賽、“挑戰杯”遼寧省大學生課外學術科技作品競賽、遼寧省普通高等學校本科大學生化工設計創業競賽、遼寧省普通高校大學生動植物標本大賽等各類競賽中都有斬獲,極大地提高了學生的動手能力和創新能力。再如,學校每年都設立“大學生創新創業訓練計劃”、“太陽鳥”項目,學生可以在教師的指導下,設計并完成一項科研課題,撰寫科研論文并發表,這對提高學生的科研素質具有很大的幫助。另外,學校設立了教師“創新工作室”,學生可以在創新工作室協助教師完成科研課題。
2制藥工程專業實踐教學基地的設計和構建
實踐教育基地是是完成和實現實踐教學體系的必要載體,也是培養應用型人才的重要場所。實踐教育基地需要將校內實踐教學基地、校外實踐教學基地和網絡實踐教學平臺有機結合,發揮最大的作用。(1)校內實踐教學基地。校內實踐基地是高校根據專業特點,依照實踐教學要求而投資建立的為學生承擔實踐教學任務的實踐場所。具有專業對口、距離較近、實踐成本較低等明顯優勢[2]。我校制藥工程專業的校內實踐教學基地主要依托于生物技術與資源利用教育部重點實驗室和教師的創新工作室,基本保證了場地與硬件資源、實驗室設備、科研項目等的要求[2]。(2)校外實踐教學基地。制藥工程專業成立之初就非常重視校外實踐教學基地建設平臺的搭建。目前,本專業已與大連富生天然藥物開發有限公司、大連大冢制藥、大連漢信制藥有限公司、大連天宇濱海制藥有限公司、內蒙古蒙藥(集團)股份有限公司、丹東藥業集團、阜新蒙藥研究所等多家企業簽訂了本科實踐教學基地協議。另外,近期還將與大連醫諾生物有限公司、貴州苗藥生物科技有限公司簽訂協議。這些校外實踐教學基地為學生的實習、實訓提供了必要的場所,使學生開闊了眼界、提高了實踐能力。通過這種協作,一方面為學生成才提供了良好的實踐機會和實踐條件;另一方面為企業成長儲備了人才,創新了技術,真正實現學校與企業的雙贏。通過近幾年的實踐,我們初步摸索出了一些經驗,現在我們正在探討校企聯合“學分替代”的培養模式,希望企業逐步實現承擔學生的生產實習、課程設計、畢業實習與畢業設計等實踐性教學任務的可行性。(3)網絡實踐教學平臺。目前,隨著現代信息技術的不斷深入發展,網絡實踐教學平臺應用愈加廣泛,可以通過開發或者購買相關的實踐教學軟件,對學生實踐教學活動過程進行仿真、模擬,包括計劃安排、任務落實、課表統籌、網絡預約、成績管理等。此外,還可以在平臺中加入實踐案例、實踐技巧、實踐項目、優秀論文等創新元素,使學生的網絡實踐教學平臺多元化[2]。
3制藥工程專業實踐教學體系存在的問題與展望
經過幾年的努力和建設,我校制藥工程專業實踐教學體系建設取得了一定的成績。但是,仍存在著一些問題,主要表現在:第一,校外實踐教學基地的作用并沒有完全發揮出來,目前主要的功能是接待學生的生產實習和見習實習,應該在學生創新創業項目、畢業設計等環節發揮更大的作用。第二,校內實踐教學基地的建設目前還不夠完善,校內、校外實踐教學基地應緊密結合,充分發揮在創新人才培養方面的作用。第三,需要大力加強網絡實踐教學平臺的建設,使之成為實踐教學基地的重要補充??傊M僖詴r日,通過一系列的改革措施,使制藥工程專業實踐教學體系更加完善,培養方案更加科學合理,實踐教學基地更加先進實用,為制藥工程專業培養出一大批具有創新型素質的高水平人才。
參考文獻:
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關鍵詞:生物工程;實踐教學;創新人才
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:B 文章編號:1674-9324(2014)39-0043-02
我國高等教育法明確規定,高等教育的基本任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。理論源于實踐,創新來自實踐,實踐是培養學生創造力的最直接、最有效的方式,也就是說作為實踐理論、驗證理論和發展理論的實踐教學環節,它是實現高等教育法規定的基本任務的重要環節。當前,高校教學在隨著社會的發展而同樣進行著快速的改革以適應社會的需要。我們不再只是單一地培養精英,而是要將每一位公民都要培養成有能力有素質且能將知識與實踐靈活應用的人才,讓我們的學生能充分展現自己的能力。因此,我們提出的實踐教學體系正是針對這一理念作出了相應的改變。在充分研究與借鑒國內外高校先進的實踐教學體系,深入消化理解我校辦學理念、人才培養的特色、目標和定位的基礎上,研究構建了具有我校特色人才培養模式相適應的創新實踐教學體系。
一、創新型實踐教學的研究現狀及存在的問題
在我國,地方本科院校是由地方部門依各自管轄權限而設,是高校教育的重要力量,但是由于依附地方政府而建,缺乏一定的獨立自主性,且不能適應社會所需。在教學目標上,也是按照計劃經濟時的定位要求。所有的本科院校在教學計劃、目標上大同小異,即教育模式強調知識傳承的連貫性、系統性和完整性。其中傳承性教學仍處于高等教育的核心位置。而在國外,本科院校的劃分通常比較精確。例如:美國的本科院校就定位劃分為研究型大學、博士授予大學、綜合性大學、普通四年制學院、社區職業學院及各類??茖W校等,它們均有各自的準確定位,彼此相互之間的競爭也不激烈。在教育理念上,我國很多本科院校忽略了對學生自主學習能力的訓練以及探究精神的培養,因此,培養出的學生往往缺乏個性和創造性,和社會對創新人才的強烈需求形成了尖銳矛盾。在國外,尤其是那些歐美國家,他們的教育理念就是要讓知識與實踐相結合,注重動手能力,主張自主學習,鼓勵學生在動手中掌握學到的知識,讓他們自己去發現理論之于生活中的應用。此外,讓學生在動手的過程中,能靈活運用所學理論來解決實際生活中所遇到的困難,不僅培養了學生自主動手的能力,還讓他們在學習的過程逐漸形成了創新意識。目前,我國本科院校實踐教學改革在取得一定成績的同時,還存在著一些問題與不足,離創新型實踐教學目標仍有較大的差距,主要表現在:對實踐教學重要作用的認識和重視程度有待進一步提高;與學生創新能力培養相適應的實踐教學平臺尚未建立;實踐教學基地建設有待加強;實踐教學資源開放共享有待進一步提高。要以構建具有創新實踐能力的高校教學平臺為目標,積極開展對教學內容的改革,不斷實行各種有效措施以鞏固教學實踐平臺,從而提高我們學生的實踐能力。通過創新型實踐教學體系改革,將大大提高學生的實踐能力、創新精神、綜合素質,使他們成為符合地方企業需要的應用型人才,同時也將促進本科地方院校在各高校之間的綜合競爭力。
二、創新型實踐教學的整體思路
在我國高等教育的發展中,如何形成大學的不同特色,尤其是在專業、學科和課程設置上提高水平和形成特色,如何更好地讓學生講所學的知識應用于實踐,并在一定程度上得到創新,從而不斷提升大學的核心競爭力,我們還應更多地學習和借鑒美國大學的理念、經驗和做法。同時為提高我校實踐教學質量、加強學生實踐能力,實現具有我校特色的自主創新型實踐教學平臺,還應以人才培養為目標,以社會需求為導向,實踐教學改革與社會需求相結合,統籌規劃實踐教學環節,豐富實踐教學內容、方式和途徑,提高課程設計畢業設計(論文)各類實習、社會實踐等實踐教學環節的質量和效率,加強學校教育和生產實際、社會實際的結合使學校教學進一步貼近生產和管理第一線的工作實際;以學生創新精神和實踐能力為重點,突出學生實踐能力的培養,進一步提高綜合性設計性和研究性實驗的比例,積極推進大學生創新實驗計劃,加強大學生創新創業實踐基地建設,鼓勵學生參加各類學科競賽科、技活動提高學生的綜合能力和創新素養;以德育為首位,德與才相結合,培養學生的專業意識與專業價值觀,將敬業精神和職業操守教育融于實踐教學過程中。項目研究要著重于提高學生們的創新意識,包括他們的創新能力以及創新精神,要對教學資源進行優化配置并針對具有特色專業進行特色教育,應將教學中已有成果進行更合理的應用,在已有改革基礎上繼續深入研究,針對具有共性跟綜合性的難題進行深入探討,今而將改革全面化發展,有效提高高校的教學質量,并讓每一位學生都能從中有所收益。
三、創新型實踐教學具體措施
1.加大實驗內容教學改革,培養創新人才。實踐教學內容中最重要一部分莫過于實驗教學。在創新實驗教學的過程中,不僅能讓學生的思維更加活躍,還能讓學生對課堂上那些枯燥的理論知識有更深的理解,還能在他們的腦海里對問題做出客觀的分析與探討,讓他們形成一種嚴謹認真、實事求是的科學態度,讓他們在以后的工作學習中擁有刻苦努力的實驗素質。我們通過基礎、綜合、創新三個方面對我們的實驗教學內容進行改革。針對目前我國高校主要以理論為主的教學,我們提倡減少理論教學的課程,做到將教學與實驗經有機的組合,做到每一個生物實驗都兼具有基礎性、綜合性、創新性等。在內容上也進行合理的安排,避免一種類型的實驗重復開設,并且減少驗證性實驗,增加設計性實驗從而提高學生綜合性實驗素質。加強對學生的實驗指導,充分發揮學生的主觀能動性;鼓勵學生參與實驗的準備過程,并積極指導學生開展實驗,要求每一位學生都要親自動手完成實驗,對學生進行綜合考核,促使從實驗的設計到最后的結果都由每一位學生自主動手完成。強調學生的創新意識,提高學生在實驗過程中提出問題、分析問題、解決問題的能力。鼓勵學生不斷探索與實驗相關的內容,提高學生綜合知識的應用能力。
2.重視實踐教學基地的建立,加強對學生實踐能力的培養。實踐教學基地的建設是保證其實踐教學質量的基礎,實習鍛煉是實踐教學內容中重要的一個部分,尤其是生物工程專業,它要求學生有較好的工程實踐能力。針對生物工程專業的特點,提出以“實驗―工程實訓―企業”為一體的實踐教學體系,培養學生應用知識的能力,確立了以實驗教學為主,工程實訓基地建設為輔,大力擴展校外實踐的三位一體實踐教學體系。學生可在基地進行包括新產品研發、工藝設計、質量控制等實訓任務。通過實踐教學環節的展開,讓學生在課堂所學的知識得到升華,同時也培養了學生的動手能力、實踐能力和創新能力,提高了學生在以后工作崗位上的核心競爭力。
3.拓展空間,鼓勵學生參加課外科研活動。為了使學生的學習潛力得到進一步發展,為國家培養出更多的優秀人才。生物工程專教師依據本專業擁有的四川省中醫藥管理局認證的中藥化學二級實驗室和省教育廳藥用微生物資源重點實驗室等各種有利條件,為學生搭建參與實踐教學活動的平臺,積極組織學生開展各級、各類型的大學生科創活動,建立了學生優秀畢業論文評選制度,通過組織學生評選畢業論文、大學生“挑戰杯”和學生創業計劃競賽等活動,激發學生參與實踐活動的積極性,培養了學生的創新精神和實踐能力。學生通過參加實踐活動也了解到本學科的最新發展動態,掌握了科學研究的方法,使實踐教學緊密結合工業生產實際和科學發展的前沿,為培養學生理論聯系實際的能力,特別是分析問題、解決問題能力和創造能力提供了廣闊的空間。
4.加強實踐教學師資隊伍建設。要培養具有工程素質的生物高科技人才,師資隊伍是關鍵。首先教師要在思想上重視實踐教學環節。并且,為提高教師自身的實踐能力,我們制訂教師崗位培訓計劃,有計劃地安排教師去企業進修、培訓,制定行之有效的教師考核辦法,注重培養既有理論水平又具工程實踐能力的“雙師型”教師;同時我們還在企業聘請具有多年工作經驗和較高學歷的工程技術人員為兼職教師,長期承擔本專業學生生產實習和畢業設計等實踐性工作。
四、創新型實踐教學的展望
創新實踐教學不僅是高校順應時代對創新人才的呼喚,為國家培養更多的優秀畢業生,同樣也提高了自身在眾多高校中的綜合競爭力。在當今社會就業率低迷的情況下,加強創新型實踐教學平臺的建設,不僅有利于促進學生的學習潛能,還讓他們在學習的同時增加了實踐經驗,為以后的就業提供了保障。以上就是針對生物工程專業的教學內容與方法的改革提出的理論設想,但隨著科技進步和人才需求的變化,生物工程專業跨學科、多方面、層次化的實踐教學體系和教學內容還需要不斷地完善。
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[關鍵詞]制藥工程;課程體系;改革
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-4634(2012)02-0088-04
0 引言
制藥工程是化學、藥學、制劑學、工程學、管理學等多學科交叉的邊緣科學,其目標是培養具備制藥工程專業知識以及從事藥品技術開發和工程設計能力,在工程應用研究等方面具有良好的開拓精神、創新意識和實踐能力的研究開發型和技術應用型工程技術人才。它要求學生掌握化學、藥學、制劑學和工程學的基本理論知識,通過對實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計等各個方面的訓練,具備藥品的生產、工程設計、新藥的研制與開發的基本能力,并可根據GMP和國家關于化工與制藥生產、設計、研究與開發以及環保等各方面的方針、政策和法規,進行藥品新資源、新產品、新工藝的研究、開發和設計,從而最終達到藥物生產企業所要求的具備藥物生產、管理、營銷、工程設計和改進等方面的人才目標要求。
國內制藥工程專業是在1998年教育部調整工科本科專業時出現的,從1999年秋開始招生,招生層次為本科生;而國外第一個制藥工程教育計劃早在1995年就已產生,并且專業培養以研究生教學為主,起步時間和教育層次都較高,因此,國外院校對于制藥工程專業內涵的理解更專業、更實用、更側重于藥物生產過程中的工藝流程和生產技術等相關工程方面,在課程設置上,國外院校多以西藥合成的生產工藝、制備技術、設計技術為主體構建制藥工程專業課程體系。但是,根據我國的特殊國情和我國現階段制藥行業出現的各種問題,應將制藥工程的內涵延伸到從藥品的研發到生產上市的全過程,這其中主要包括如下各環節:新藥的研發與專利申請,藥品的臨床實驗,藥品的生產,藥品的質量控制與管理等等。與傳統藥學專業的學生相比,制藥工程專業的學生更適合在新藥的研發與專利申請、藥品的生產、藥品的質量控制和管理等環節發揮作用。
江蘇大學藥學院制藥工程專業成立于1999年,2001年開始招生。從辦學開始就始終緊抓制藥工程專業培養目標,注重專業課程體系的改革,為培養高素質、高層次、綜合能力和創新意識強的綜合型人才而努力。在制藥工程專業本科教育課程體系的建設上,始終遵循“厚基礎、寬口徑、有特色、強實踐”原則,因材施教,培養能在制藥行業各環節發揮作用的合格人才,為我國制藥行業的發展提供強有力的人才保證。經過十多年努力,在制藥工程本科教育課程體系改革方面積累了一定經驗,現將其改革思路和成果總結出來,以求對全國各高校的制藥工程專業課程體系改革有一定幫助。
1 專業體系改革的總體思路和方向
科學、合理的課程體系是培養合格學生的重要前提。針對制藥工程專業這個名詞來講,制藥工程應為具有藥物生產特點的工程技術,其中心是工程技術,因此,制藥工程專業課程體系應該突出制藥工程專業工程課程體系,強調藥物生產專業特色。所以,制藥工程專業課程體系改革的目標必須體現具有藥物特色的工程技術課程體系。目前,國內制藥工程專業的起源主要來自化學化工學院和藥學院,少部分來自醫學院。因為專業背景的原因導致在化學化工學院的制藥工程專業工程類課程較多,而藥學藥劑類課程明顯不足;在藥學院和醫學院的制藥工程專業藥學藥劑類課程完整,而工程類課程缺乏。專業課程體系改革過程中,各高校應當根據專業背景的不同,努力使得制藥工程的工程課程和藥學藥劑類課程合理的分布,完善制藥工程專業課程體系,達到制藥工程專業的培養要求,實現制藥工程專業的培養目標。
2 專業課程體系構建的原則
2.1 根據制藥工程專業特點設置理論課程
制藥工程專業為具有藥物特色的工程技術專業,因此,制藥工程專業其一應包括化學類基礎課程,如無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等;其二應包括化工類基礎課程,如化工制圖、化工設備機械基礎、化工原理、電子電工學、化工儀表及自動化、化工熱力學等課程;其三應包括藥物特色的專業基礎課,如生物化學、微生物學、藥物化學、藥理學和天然藥物化學等。在具備以上專業基礎知識后,根據藥物生產過程設置專業方向課程。藥物生產過程從原料開始,經過反應前的預處理進入反應,反應結束后進行分離,得原料藥,原料藥經過制劑便可以得到最終產物――藥物。因此,制藥工程專業課程應當包括制藥分離工程、化學反應工程和生物工程、制劑工程、制藥工藝學、制藥工程設計等主要課程,但是這些僅僅是工程化的主要課程,要生產出合格的產品,必須為藥物特色開設大量的課程,如儀器分析和應用波譜解析、藥劑學、藥物分析、藥事管理與法規、GMP、制藥工業三廢處理技術等一系列課程。因此,上述課程應該組成制藥工程專業課程體系的核心部分。值得注意的是,一定要堅決杜絕根據教師能力和教師習慣開設一些課程,錯誤的專業課程開設理念會給專業發展帶來極大的不便。
2.2 專業方向的淡化和體現
制藥工程專業包括化學制藥、生物制藥和中藥制藥三個方向,在課程設置上應該遵循總體上淡化專業方向,個體上體現專業方向的原則,即在課程設置過程中,核心課程和實踐課程的設置是不分專業方向設置的,所有的專業學生都必須完成專業核心課程的學習,不存在因專業方向不同而課程不同的現象;而對于每一個學生個體來講,都會有自己學習和研究的方向,這時必須體現出個體的專業學習研究方向,為此根據不同的方向開設專業方向選修課,如化學制藥方向開設藥物合成反應、有機反應機理、藥用高分子材料等課程;生物制藥方向開設生物工程、分子生物學、免疫學、細胞生物學、發酵工程等課程;中藥制藥方向開設藥用植物與生藥學、中藥學等課程。開設專業方向課程既可以滿足學生的興趣學習,又可以深化專業的深度。
2.3 細化制藥工程專業核心課程
江蘇大學制藥工程專業課程體系改革過程中,曾經將制藥工程課程進行高度的綜合,將多門課程合并為一門課程,以節約授課課時,滿足教學計劃學時限制的要求。但實踐證明,一門課程包括的內容太多,授課教師難免出現部分專業知識不精的現象,采用多位教師合作上課的方式,授課方式和前后的銜接等問題經常因為教師其他教學任務而無法實現完美銜接,致使授課的效果下降。為此,制藥工程專業核心內容采取細化的原則,每一部分開設一門課程,既能突出其專業性,又能利于就業。因此,根據細化的原則,江蘇大學制藥工程專業核心課程開設了制藥分離工程、化學反應工程和生物
工程、制劑工程、制藥工藝學、制藥工程設計、儀器分析和應用波譜解析、藥劑學、藥物分析、藥事管理與法規、GMP、藥廠三廢處理等課程,不再采用合并課程的方式,專業教育效果明顯好轉。
2.4 開設制藥生產管理、銷售和前沿動態類課程
制藥生產除了專業知識外,必須增設制藥生產管理、銷售和前沿動態類課程。因為企業不僅需要技術工人,生產管理人員和銷售方法和隊伍等都成為制藥企業的生命線,因此開設醫藥營銷學、市場學和管理學等課程;同時,作為一名制藥工程專業畢業學生若不能把握本專業的發展趨勢,在就業和工作過程中必然會失去很多競爭的機會,因此,開設藥物設計學、新藥研發和制藥前沿動態等介紹專業發展趨勢的課程是非常必要的。
2.5 適應考研的需要
近年來,受經濟的發展和就業形勢的影響,考研熱門化,制藥工程專業同樣也不例外,因此,必須照顧考研的需要。首先,在課程開設方面,考研的課程適當增加課時量,加強理論授課;其次,課程學時和學期分布適當調整,即盡量降低各學期學時的差距,同時照顧到第7學期學生的考研和實習問題,將部分課程調整到第7學期開課,節省了學生考研復習的時間,也避免了學生因考研復習而大量缺課的問題。同時,課程體系中應包含實驗設計方法、計算機在制藥工程中的應用及制藥工程專業英語等重要課程,為研究生學習和科研奠定基礎。
2.6 加強專業實踐體系改革
專業實踐體系包括專業課程實驗、專業課程設計、專業綜合實驗、專業開放性實驗、認識實習、生產實習、畢業設計等內容。江蘇大學制藥工程專業教研室一直都很注重實踐體系的改革,專業課程實驗選擇經典項目對學生進行基本技能的訓練,專業課程設計緊抓制藥生產項目進行,訓練學生的工程概念和工程分析處理能力,專業綜合實驗和開放性實驗重在訓練學生查詢文獻、設計實驗方案、并進行實驗和統計分析的能力,認識實習和生產實習重在訓練學生對工業化生產的感性認識能力和理性感悟能力,畢業設計為畢業前的最后一個實踐性環節,是學生走上社會前的綜合素質的訓練過程,必須引起重視。同時要不斷改進實踐體系,提高實踐體系對學生技能的訓練,適應社會醫藥經濟發展要求,拓寬專業就業面。如畢業設計的形式不要局限在制藥工藝流程的設計和畢業論文上,市場營銷類和管理類畢業設計的形式都滿足制藥工程專業培養目標,可以將畢業設計的形式多樣化。
2.7 優化課程在本科各學期中的分布
在滿足教育部制藥工程專業課程體系基本要求的基礎上,需將課程根據課程體系中理論的前后關系將課程合理分配到大學本科的8個學期中,避免學期間學分分配差別較大的現象,避免因此而造成學生在某一學期學習壓力過大的現象。同時,制藥工程專業包括化學制藥、生物制藥和中藥制藥三個方向的課程,三個方向的課程必須合理分布,防止出現某專業方向課程在全面學分制中因選課人數不足停課的現象,并且合理分布還可以讓有學習能力的學生完成兩個專業方向的課程,有利于學生多學習一些專業技能,有利于學生的就業。
2.8 理清課程間的相互關系
專業課程間的相互關系必須理清,這對于專業教學效果的影響太大,搞不清楚課程的先修和后修關系,勢必造成學生對專業課程體系內容的掌握不佳,因此,完善制藥工程專業導學圖是課程體系改革的又一重要任務。這不僅有利于學生掌握知識,而且有利于引導學生選課,意義重大。
3 專業課程體系改革注意事項
3.1 完善專業課程體系教學文檔
完善專業課程體系教學文檔有利于教學課程體系改革方案的實現,同時制藥工程專業課程體系要實現規范化、穩定化和可變化相結合,這樣不僅可以將成熟的教學內容規范地延續下去,而且可以根據教師的科研狀況改變部分教學內容,使教學內容具有前沿性,可以提高學生學習的積極性,促進教學質量的提高。
3.2 加強課程體系實施的監督管理工作
專業課程體系改革的監督管理工作是專業課程體系改革的后續工作,但是監督管理工作卻決定著課程體系改革的成敗。首先,要加強課程內容的管理工作,堅決杜絕授課內容的重復現象,在課時如此緊張的制藥工程專業,杜絕重復現象可以節省很多的課時,讓學生從中得到真正的實惠。其次,強調課程體系教學工作的落實情況,加強教學的監督,特別是實踐教學的監督,避免應付導致課程體系改革形式化,失去專業改革的意義。
3.3 正確引導學生選課
引導學生選課的教師必須完全把握課程體系,防止在選課過程中誤導選課,導致學生無法形成完整的專業理論體系和實踐體系。同時,摒棄專業課程必須由專業教研室擔任的錯誤理念,專業課程未必一定由制藥工程專業教研室承擔,很多課程只要有利于學生掌握完整的專業知識,即使專業教研室沒有相應的專業教師,也要引導學生正確選課。
3.4 加大專業教師的引進和競爭力度
學校應該根據專業教研室的師資力量,合理的加大教師的引進和競爭。一般情況應該根據弱勢專業方向進行師資力量的引進和調控,促進專業課程體系改革的進行。同時,要重視和加強專業任課教師的教學競爭性,促進教學水平的提高,為課程體系改革的實現提供保障。
【關鍵詞】環境專業;環境工程;應用型人才;培養要求
沈陽化工大學科亞學院是經教育部批準成立的全日制普通本科獨立院校,今年申請由獨立學院轉設為獨立設置民辦本科學校。同年9月份申請教育部批準沈陽化工大學科亞學院更名為沈陽科技學院。在申請獨立設置民辦本科學校的過程中,學校加大力度進行教學、科研以及實驗室建設,同時修改了學生培養方案,從2015級新生起就實行新的學生培養方案。
一、應用型本科院校環境工程專業基本情況
應用型本科院校環境工程專業人才培養定位應緊緊圍繞未來環保產業發展和地方經濟建設的需要,堅持立足區域,培養有創新精神和實踐能力,面向相關產業、工程領域生產、建設、管理、服務等一線,從事解決實際問題、維持工作正常運行,服務環境工程領域內高新技術產業的高等技術型人才。
二、應用型學生培養的學期和課程設置
環境與生物工程系現設置環境工程專業方向,屬工科。新的人才培養計劃為3+1模式,即第1至3年在校學習理論課程及進行相關實驗、課程實踐,第4年進行社會實踐,即第7個學期進行畢業實習,第8個學期進行畢業設計。此種培養模式有利于培養應用型人才,充分提高學生的技術應用能力、崗位就業能力和創新創業能力,使畢業生能夠更快的適應工作崗位。此外,在課程的設置上也加大了實驗及實踐占總學時的比例,環境工程專業主要增加了環境工程制圖與CAD、中水處理與回用技術、環境監理等課程,同時增加了環境化學實驗,加大了原有的環境監測、環境工程的實驗學時,也適當增加了水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置的課程設計的學時;在環境工程方向的專業方向課里增加了物理性污染控制、環保設備及中水處理與回用技術三門課程,在環境咨詢的專業方向課里增加了清潔生產與循環經濟、環境監理和環境規劃與管理;同時也增加了環境影響評價的實踐課時,最后環境工程的實驗實踐課占總學時的比例可達到35%以上,這樣就可以解決本科畢業生走向社會存在的實踐經驗少,動手能力差的問題。在環境生態方向增加了環境生態工程、生態修復和環境生物技術三門方向課,讓學生了解學習生態修復報告的編制過程、學習污染物在環境中的遷移、轉化和積累的生物學規律及對生物的影響和危害,生物對環境污染凈化與去除的基本原理、方法及影響因素等。
三、專業核心課程與特色課程
1.核心課程:
環境學概論、環境工程原理、環境化學、環境儀器分析、工程流體力學、環境影響評價、環境工程制圖與CAD、環保設備、環境監理、清潔生產與循環經濟、環境工程專業外語、環境監測、環境微生物學、水污染控制工程、大氣污染控制工程、固體廢物處理與處置等。
2.特色課程:
環保設備、環境工程制圖與CAD、物理性污染控制工程、環境監理、清潔生產與循環經濟、生態修復和環境生物技術等。
四、應用型環境工程專業的人才培養目標
本專業培養德、智、體、美全面發展,具有可持續發展理念,掌握污染防治和環境規劃及資源保護等方面的知識,具有進行污染控制工程的設計及運營管理、制定環境規劃和進行環境管理的能力,具有從事環境工程方面的新理論、新工藝和新設備的研究和開發能力,可在政府部門、規劃部門、經濟管理部門、環保部門、設計單位、工礦企業、科研單位、學校等從事規劃、設計、管理、教育和研究開發方面工作的環境工程高級應用型人才。
結語
在環境工程專業大方向不變的基礎上,將增開三個方向的專業課,分別為環境工程方向:課程為物理性污染控制、環保設備及中水處理與回用技術;環境咨詢方向:課程為清潔生產與循環經濟、環境監理和環境規劃與管理;環境生態方向:為環境生態工程、生態修復和環境生物技術三門課程。這樣,學生在系統學習環境工程專業的基本課程和特色課程的同時,又能掌握一些拓展的知識,對學生畢業從事環境工程設計、環境咨詢、科研等都能起到輔助作用,讓學生掌握的環境知識更加全面、系統,能夠體現應用型人才的培養要求,這樣學生畢業后能夠更快的適應工作崗位,更快的融入社會。
參考文獻:
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【關鍵詞】金融工程學;雙語課程;網絡課程
1 《金融工程學》雙語網絡課程設置的必要性
早在2001年11月, 國家教育部下發的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學工作質量的若干意見》 中第八條明確規定“積極推動使用英語等外語進行教學”。王本華(2003)在上海召開了 “英語(與雙語)教學國際論壇”,在《雙語教學論叢》書中對雙語相關的概念、雙語教學的理論等進行了比較透徹的分析和研究。并強調要在金融、國貿、法學、信息技術、生物工程和新材料等國際性相對較強的六個專業率先實行雙語教學, 《金融工程學》作為金融學專業的必修課程,實行雙語教學具有一定現實意義。
近年來,以計算機和網絡技術為代表的信息技術的發展,終身學習、教育公平化和教育全民化等教育理念的提出以及網絡教育突破時空限制等特性,使得網絡教育成為未來教育的發展趨勢之一。網絡課程是網絡教育順利開展的必要前提。由美國白宮發起的GLOBE計劃,是一項由科學家和教育家共同策劃、通過互聯網將科學家、教師、學生、學生的家長和朋友組織起來,共同致力于研究和理解全球環境問題的國際研究和環境科學教育計劃,由全世界人們共同建設的一門網絡課程。2003年,教育部制定了《關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》(教高[2003] 1號); 2005年,教育部頒布了 “關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見”(高教 [2005] 1號),精品課程建設是高等學校教學質量與教學改革的重要組成部分。其次,網絡課程逐漸成為傳統教育的第二課堂,為學習者提供豐富的資源,成為傳統教育的有益補充??梢?,網絡課程的建設已成為學者們研究的焦點之一。由此,本研究認為2013年教育部新增課程《金融工程學》設置為雙語教學網絡課程適應了當前金融學專業國際化全球化的發展趨勢。
2 《金融工程學》雙語網絡課程設計的理論基礎
1929 年世界雙語教學第一次會議在盧森堡召開的,標志著雙語教學成為國際性教育問題。在此之后,眾多教育工作者們開始紛紛投入到雙語教學的實踐與研究當中,他們的努力為雙語教學的發展開辟前進的道路。早在20世紀60年代,加拿大浸入式雙語教學名族運動標志著全球范圍的浸入式雙語教學革命運動拉開了帷幕。目前,加拿大被稱作是世界上雙語教學最為成功的國家,其發展成熟的浸入式雙語教學的課堂教學模式,對我國外語教育和如何強化外語學習以及如何在基礎教育階段加強雙語教學實驗有著較好的指導意義(王斌華,2003)。我國真正意義上的雙語教學實踐與研究活動大概從20世紀90年代初開始的。這些科研主要分為兩個方面的內容:一是對雙語教學的基本理論進行探討;二是針對雙語教學與實踐相結合的相關研究。就目前情況來看,我國高等院校的雙語教學研究雖然有了一些成果但還仍然是處于發展初期,對雙語教學基本理論的研究還需要進一步的開展。
20世紀末全球就掀起網絡教育的熱潮。1989年英國的全國學習網絡(NGFL);1993年美國政府正式提出“信息高速公路”計劃;我國教育部在1998年正式實施“現代遠程教育工程”?!督鹑诠こ虒W》雙語教學網絡課程的設計主要源于以下理論:
2.1 閾限理論
閾限理論又稱臨界理論。它把雙語學習者分為兩類:精通型和不精通型。精通型和不精通型的雙語學習者對認知發展產生正面效應或負面效應。閾限是一個能力的分界線,達到第一閾限時負面效應則可以被避免;當達到第二閾限時正面效應則大大提升。閾限理論的關鍵是使學生從第一閾限達到第二閾限。
2.2 雙語教育評價模式理論
斯波爾斯基認為,以往的雙語教學太過于簡單,僅涉及到部分問題。他對雙語教育過程中涉及的基本變量進行了歸類,并提出了自己的雙語教育評價模式。改模式分為四個層次:第一層次,雙語教學的社會環境;第二層次,雙語教學計劃的目的;第三層次,雙語課堂與雙語學校的運作;第四層次,雙語教學的效果。通過雙語教學評價體系的建構,可以促進雙語教師更加明晰,更加科學化,規范化推進雙語教學發展。
2.3 建構主義理論
皮亞杰(建構主義心理學家)認為,學習是個體與周圍環境相互作用的過程中,基于自身原有經驗與外界刺激相互整合的漸進過程。根據建構主義強調學習過程中學習者的主動性,要求教師角色要發生轉化,由知識的傳授者轉變為學生主動建構意義的幫助者、指導者,要求教師在教學過程中應該采用全新的教育理念、教學方法、教學模式和評價方式來設計和實施教學,徹底摒棄以教師為中心,注重知識的傳授,把學生當成知識灌輸對象的傳統教育思想和教學模式。建構綜合實踐活動縱向銜接與橫向溝通的立體實施模式,就是要讓學生去主動發現、主動探索、主動建構自己的新知識體系。
3 《金融工程學》雙語網絡課程的設計思路
在現有理論的基礎上,結合現有成功經驗,本文以2013年教育部新開課程《金融工程學》為基點,通過對《金融工程學》雙語教學網絡課程的設計,來實現第二語言學習目的和掌握專業學科的專業知識兩個方面的目標。這兩個目標包含了對接受雙語教學的學生思維和智能的發展、文化修養和情感意識三個不同層面的內容。同時,通過網絡課程,發展學生的自主學習能力、創新能力和實踐能力。雙語教學網絡課程能體現素質教育的本質,是以人的發展為本的教育,可以使受教育者自身更好地適應社會與參與社會競爭。對《金融工程學》進行雙語網絡課程設計如下: