生物工程下游技术教学分析的研究论文
摘要：通过制定适当的课程教学目的和教学内容，采取多媒体教学和双语教学相结合的教学方式，旨在有效地指导学生深入了解生物工程产品分离和纯化的核心内容，使学生能较为直观地了解课程理论和实际操作技术，了解当前学科发展的前沿动态，提高课程教学水平，促进学生学业。
关键词：生物工程下游技术;双语教学;多媒体
生物工程下游技术又称为生物分离工程，是生物工程及相关专业的必修课程。该课程的理论与具体实践结合十分紧密，其教学活动的成功与否能够直接影响到相关专业学生的专业素质以及实际问题的解决能力。在我国，生物工程“下游技术”概念主要包括动植物以及微生物细胞大规模培养后细胞的收集、产物的分离纯化、产品的成型加工和质量监控等一系列单元操作和过程中的主要技术。其中，生物发酵产物以及生化产物的分离和纯化是最重要的核心内容。半个多世纪以来生物技术的长足进步带动了生物工程下游技术的极大发展。近年来，人们认识到生物技术产业化进程的经济环节和最重要的技术是“下游技术”，可以对生物工程工业制品的质量和产量产生直接影响，其中最重要的问题是减少损耗成本目前可占总成本的50%以上，因此愈来愈受到人们的关注。因此，教授好生物工程下游技术，对于生物工程以及相关的专业至关重要。在实际的教学过程中，主要是通过以下几个方面来实现良好的教学规范和特色。
1确立良好的教学目的和教学内容
在具体教学活动中，首先要确立良好的教学目的和教学内容，通过大量的检索和研究分析，制定合理的教学要求和教学内容，是树立良好教学规范和特色的第一步。教学目的是一堂课的方向盘，是衡量一堂课的首要尺度。而教学内容是教学目的的具体化，是一堂课的中心，是评定一堂课的主要标准。正确的教学内容要求:①科学性、思想性、系统性;②理论联系实际;③主次分明突出重点和难点。比如:“膜分离”一章，该章的教学目的就是要学生在掌握各种膜分离方法和原理的基础上，进一步了解膜特性及操作特点和影响膜分离速度的因素以及膜分离过程。清楚膜分离法在生物产物回收和纯化方面的应用。在其具体的内容中，讲课的重点在于各种膜分离法及其原理，即微滤、超滤、反渗透、透析、电渗析和渗透汽化等方法的'原理，同时兼顾操作特性;而对于膜及其特性，影响膜分离速度的因素等方面内容作为次重点;对于膜分离过程和膜污染与清洗内容则作一般的了解。这样就可以在一定的知识体系中，合理地引导学生，使其思路明确，便于学生对知识的消化和吸收。
2建立双语教学，突出高新技术领域专业的特点
随着生物工程下游技术发展迅速，不断涌现出创新的事物和进展。教育部为了适应时代发展的要求于2001年9月3日印发《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》，要求:“为适应经济全球化和科技革命的挑战，本科教育要创造条件使用外语进行专业课教学，积极推动使用英语等外语进行教学”。双语教学是一种采用英语与中文相结合授课的教学方式。在高校专业课中开展双语教学，选用具有代表性、先进性的国外原版教材，对于日新月异的生命科学学科来说是极符合国际化趋势的必然要求的。同时该意见还要求“高等本科学校要按照教育面向现代化、面向世界、面向未来的要求，特别是高新技术领域的生物技术等专业更要先行一步，力争3年内外语教学达到所开课程的5%～10%”。因此不但要求授课的专业课程教师必须具有很高的专业水平和素养，还要对国内外行业的发展情况有高度的了解，能够定位全球该专业方向的发展前景。对于生物工程下游技术这门学科来说，采用双语教学有其必要性，同时也有其独特的优点，它可以第一时间让学生接触到课程的核心知识并获得精准的理解，同时可以接触到生物工程方向最前沿的信息，不会造成知识技术更新的滞后，以及避免新的专业词汇在翻译中出现意思模糊、一个英文术语多个中文解释、语意不正确、无对应中文说法等问题，使学生能够较为准确地把握专业术语的含义。在具体的教学实践过程中，进行双语教学必然会遇到一些实际问题的，笔者在认真分析的基础上，通过实践得出了相应的解决方法。
首先是选教材，该课程实际的教学过程中选用了AntonioA．Garcia等编写，清华大学出版社出版的《BioseparationProcessScience》，同时中文的参考教材是由孙彦主编，化学工业出版社出版的《生物分离工程》。这两本书几乎涵盖了笔者制定的教学目的和内容中的所有基础知识，同时文章能结合实际应用，举例生动形象，非常有利于学生学习。其次是具体的教学过程，有相当一部分学生上课存在语言障碍，听不懂外文授课内容，主要的解决方法如下:①中文教材和英语教材相结合。可以在课前让学生先阅读中文的参考教材，强化学生的课前预习，使其通过预习基本理解课堂的讲解内容，教师在课堂上用英文讲授，必要时也有中文的解释，让学生对课程内容在课堂上能得到消化和吸收，并且做好课后的复习，巩固学习的成果;②对于较常出现的但是难度较大的专业术语单词，可以通过词根词缀的方式，讲解给学生听，让其对双语授课感兴趣，提高其对于英语单词的记忆，比如:chromatography，chromato是“色彩”的意思，graphy是“写”的意思，合在一起就是“色谱”的意思;③加强结合多媒体教学。多媒体教学手段已相当普及，利用这些现代化工具可以从网络上下载一些资料和遗传学实验相关的图片和动画，精心编制实验课多媒体课件，通过形象生动的图解，甚至是动画效果图，加深学生对于课程内容的理解，充分激发学生对遗传实验的兴趣，扩大学生的知识面，开阔学生的视野，有意识地加强对学生充分利用丰富的网上教学资源进行自主学习。在毛细管电泳一节，学生对于内容的理解有一定的难度，通过动态的动画展示则可加深学生对于教学内容的理解;④增加教学互动，把教学内容与教学方法有机结合，不断增强每一位学生的课堂参与程度，在学生的“学”中推广倡导以学生为主体的启发式、探究式、参与讨论式教学，改变“一言堂”、“满堂灌”的方式，逐步消除学生因语言改变所造成的易疲劳、畏难等问题。⑤注意先易后难，循序渐进的原则。通过以上方法，基本解决了双语授课中存在的问题，得到了较好的教学效果。
3建立科学的多媒体课件，强化授课内容，改善教学效果
在有限的36学时内，尽可能让学生学习内容繁多的下游技术内容，完全通过黑板的板书是十分困难的。特别是工艺流程图、各种图表，板书既耗时效果也不佳。该课程是一门与实际结合相当紧密地学科，有些内容要通过具体的实践，才能变抽象为具体，仅仅通过枯燥的叙述很难调动学生积极性，而通过具体的实践，让学生进入生产环节实地了解生产状况，了解生产设备和工艺流程也是不现实的。因此通过多媒体教学，结合多媒体教学强大的视听效果，可以很好地解决上述问题。多媒体教学活动主要有以下几方面的优点:①增强学生感性认识，增强利用图片、动画、摄影、录像等媒体手段。在制作幻灯片的时候，利用大量图片和动画，使学生对于课程各单元操作的原理以及步骤有更直观的认识。比如:对于色谱技术中的各种操作的原理，如果没有直观的图示和动画，讲解起来就比较费劲，学生也难于理解，利用多媒体技术则可使学生对于课程有比较清楚的认识和了解，拉近了实践和理论的距离。②下游技术是与实际关联十分密切的学科，特别是实验设备、生产设备、生产工艺流程，可以通过多媒体技术向学生展示现实生产中的设备，并且还可以模拟具体的操作步骤，具有很高的直观性，比如:大型的离心设备、过滤设备，通过图示一目了然。③辅助双语授课，让学生通过直观的感受，基本理解上课内容，避免了学生由于语言障碍导致对上课内容的不理解，有利于双语教学的正常进行。④采取模拟实验的步骤，加深学生对于各单元操作的认识，比如在“层析技术”一章，通过动画模拟了纸层析的全过程，使学生对所学的知识点有了非常鲜明的记忆。以上各方面的优势，使多媒体教学和双语教学能够密切结合，共同推动该课程教学体系的完善。建立合理的教学模式和规范，能够突出该课程特点，为学生的学习做出正确引导。
4结语
相对于生物化学、微生物学等较成熟的学科，生物工程下游技术在天津商业大学开设的时间还比较短，存在的问题也较多。首先是教学内容需进一步充实，特别是在关键的单元操作，比如“萃取”一章要努力加强体系的完备;其次，在教学手段上，由于该学科是一个与动手实验操作结合非常密切的学科，应该适当开设难度和应用性都较适合的实验，加强学生的动手能力和对知识点的感性认识;再次，对于双语教学的方法和教学模式应进一步完善，可以通过编写专业词汇的方式，帮助学生克服语言的障碍;最后，在多媒体教学中，应更多地引入动画或录像，丰富内容，便于学生理解知识点。
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