學(xué)科教育論文-生物工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建和課程整合的研究.doc

學(xué)科教育論文-生物工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建和課程整合的研究作者：陶玉貴湯斌伊長(zhǎng)文朱龍寶葛飛摘要：通過(guò)對(duì)現(xiàn)行生物工程專業(yè)教學(xué)課程結(jié)構(gòu)體系中存在的弊端進(jìn)行了分析，提出了新的課程結(jié)構(gòu)體系和課程內(nèi)容的整合方案。并將美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）提出“將產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程集匯到本科教學(xué)中去”理論，融入到實(shí)踐教學(xué)之中，構(gòu)建“一條線”實(shí)踐教學(xué)體系,通過(guò)實(shí)踐取得了良好的教學(xué)效果。關(guān)鍵詞：生物工程；課程體系；課程整合；實(shí)踐教學(xué)一、現(xiàn)行生物工程專業(yè)課程結(jié)構(gòu)體系中存在的弊端安徽工程科技學(xué)院生物工程專業(yè)（原發(fā)酵工程專業(yè)）自1984年成立以來(lái)，在強(qiáng)化應(yīng)用型人才培養(yǎng)的同時(shí)，一直致力于教學(xué)模式的改革。過(guò)去工科教學(xué)體系受到原蘇聯(lián)“專業(yè)化教育模式”的影響，安徽工程科技學(xué)院發(fā)酵工程教學(xué)計(jì)劃主要參考“輕工院校模式”進(jìn)行制訂，過(guò)于強(qiáng)調(diào)具體的目標(biāo)產(chǎn)物生產(chǎn)的系統(tǒng)化、專業(yè)化，學(xué)生知識(shí)面窄，不利于人才進(jìn)一步發(fā)展和社會(huì)的需求。其主要表現(xiàn)為：1.現(xiàn)行課程體系中,指令性、基礎(chǔ)類課程占了大量的時(shí)間和空間。專業(yè)方向板塊課程的時(shí)間和空間變得非常狹窄,學(xué)生學(xué)習(xí)指令性課程和基礎(chǔ)類課程幾乎用去3/4以上的時(shí)間,使專業(yè)必修課和選修課沒(méi)有余地，這與人才培養(yǎng)的多元化目標(biāo)背道而馳。2.課程設(shè)置的學(xué)科本位型，使學(xué)生物化。學(xué)科分化本身是在科學(xué)發(fā)展到一定條件下的產(chǎn)物，隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展產(chǎn)生交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科，學(xué)科越分越細(xì)，必然產(chǎn)生龐大的內(nèi)容和不斷減少的課時(shí)存在尖銳矛盾。一方面是所謂“經(jīng)典”內(nèi)容動(dòng)之不得，另一方面新一輪的教學(xué)改革進(jìn)一步減少了理論教學(xué)課時(shí)，尤其專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課程學(xué)時(shí)，從而形成兩面夾擊，其結(jié)果是學(xué)科的新思想、新成果難以及時(shí)進(jìn)入課堂，客觀上造成知識(shí)更新不夠。3.課程內(nèi)容交叉與重復(fù)。一方面,由于各課程長(zhǎng)期以來(lái)都追求完善的教學(xué)體系，嚴(yán)密的教學(xué)邏輯,面面兼顧,形成了大而全的格局，課本越編越厚；另一方面，各課程間相互缺乏協(xié)調(diào)，內(nèi)容交叉重疊越編越多（如有機(jī)化學(xué)與生物化學(xué)、生物化學(xué)與微生物、微生物與遺傳等課程），忽略了學(xué)科間融合、交叉和滲透。此外,為后繼課程的服務(wù)功能的強(qiáng)化,忽略了課程本身的系統(tǒng)性。在強(qiáng)調(diào)為后繼課程服務(wù)的思維之下,加上教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)學(xué)時(shí)之間的矛盾,在教學(xué)過(guò)程中把與后繼課程無(wú)關(guān)的內(nèi)容砍掉了,這就破壞了課程的系統(tǒng)性和教學(xué)的邏輯性和學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性。4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本框架仍是20世紀(jì)50年代初學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)建立模式，開(kāi)設(shè)多門(mén)依附于理論課程的實(shí)驗(yàn)課。其弊端為：（1）各門(mén)實(shí)驗(yàn)課自成體系，為了各自的系統(tǒng)性和完整性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)龐雜。（2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占的比例大，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少，難以把物質(zhì)的特性、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和檢測(cè)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。（3）內(nèi)容陳舊，經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，研究、探討型實(shí)驗(yàn)很少，不利于學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。（4）教學(xué)方法單一，學(xué)生是“照方抓藥”、“依葫蘆畫(huà)瓢”，抑制了他們思維和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。5.工程教育過(guò)程中存在重理論輕實(shí)踐，重知識(shí)傳授輕能力培養(yǎng)，重“科學(xué)”輕“工程”，不少教師仍沿襲注入式教學(xué)，學(xué)生記憶了大量的知識(shí)，但動(dòng)手能力和獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力并未得到很好的發(fā)展。實(shí)踐形式單一,實(shí)踐基本上局限于實(shí)習(xí)和見(jiàn)習(xí)，忽視了其他教育實(shí)踐活動(dòng)。孤立的實(shí)習(xí),必將使實(shí)踐效果大打折扣。二、課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建與課程內(nèi)容整合1.理論課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建與課程整合課程結(jié)構(gòu)改革包括課程設(shè)置，課程安排以及與之配套的課程整合?！罢n程整合（curriculumintegration）”又稱“課程統(tǒng)整”“課程綜合化”“課程一體化”等，旨在將課程進(jìn)行整體、綜合之意，是我國(guó)課程改革的重點(diǎn)內(nèi)容之一。為此，根據(jù)生物工程的特點(diǎn)，以基因工程菌構(gòu)建（上游）、生物反應(yīng)器及其工程原理（中游）、生物分離工程（下游）為主體線條，輔以生物過(guò)程控制與檢測(cè)，構(gòu)建上、中、下游專業(yè)基礎(chǔ)課程平臺(tái)。同時(shí)，在研究無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)、微生物遺傳與育種等課程的教學(xué)與認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合構(gòu)建新的課程體系，并對(duì)主干課程和相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)組成一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，形成一組系列基礎(chǔ)課程群，既加強(qiáng)了課程之間的內(nèi)在聯(lián)系，又減少了不必要的交叉重疊，使課程設(shè)置更加精練，在有限的課時(shí)基礎(chǔ)上最大限度去拓展課程空間；并依據(jù)生物工程應(yīng)用領(lǐng)域，構(gòu)建發(fā)酵工程、生物制藥、綠色化工等專業(yè)模塊。壓縮必修課，增大選修課范圍和類型，開(kāi)設(shè)學(xué)科深化類、應(yīng)用技能類和體育藝術(shù)類類型選修課，以鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性發(fā)展。同時(shí)積極為學(xué)生提供跨學(xué)科選修、主輔修、雙學(xué)位等多種教育形式和機(jī)會(huì)，為學(xué)生發(fā)現(xiàn)、發(fā)展各自的志趣、潛力和特長(zhǎng)創(chuàng)造條件。加強(qiáng)文化素質(zhì)教育，將文化素質(zhì)教育與課程體系改革相結(jié)合，通過(guò)系統(tǒng)教學(xué)與專題講座，課堂與課外以及豐富多彩的社會(huì)實(shí)踐等活動(dòng)，把豐富的文化素質(zhì)教育內(nèi)容，融入學(xué)生心靈深處，為學(xué)生樹(shù)立遠(yuǎn)大理想和人生追求奠定基礎(chǔ)。2.實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建與課程整合傳統(tǒng)課程結(jié)構(gòu)體系中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是附屬于理論課程教學(xué)，形成了細(xì)而全的小系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉重復(fù)。為了解決這方面的問(wèn)題,目前許多高校已將一些課程的實(shí)驗(yàn)單獨(dú)開(kāi)設(shè),但收效不甚理想。根源在于對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏整體設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌規(guī)劃。為適應(yīng)新時(shí)期實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展,只有突破原有框框,才能擺脫其束縛。為此，在“一體化、多層次”模式下，構(gòu)建“基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)、研究式實(shí)驗(yàn)”等新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，統(tǒng)一組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，獨(dú)立設(shè)課。新課程體系中將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成三個(gè)層次：第一層次是基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)：在一級(jí)學(xué)科的基礎(chǔ)上整合原無(wú)機(jī)與分析、有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、生化分離技術(shù)、物理化學(xué)、化工原理等課程實(shí)驗(yàn)，主要包括基本操作、基本技能訓(xùn)練，常見(jiàn)生物大分子性質(zhì)、分離方法、定量測(cè)定和有關(guān)生物參數(shù)測(cè)定等。這一層次重在基本操作技能和規(guī)范化的訓(xùn)練，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。第二層次是綜合實(shí)驗(yàn)：該層次以通風(fēng)、厭氧發(fā)酵為主線，對(duì)發(fā)酵原料及產(chǎn)物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行表征以及相關(guān)參數(shù)測(cè)定，通過(guò)這一層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，鞏固提高學(xué)生所學(xué)的基本操作、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生從事生物實(shí)驗(yàn)的技能技巧、獨(dú)立思維能力和分析解決問(wèn)題的能力。我們?cè)O(shè)計(jì)了“雙酶法制備結(jié)晶葡萄糖”、“黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)糖化酶”和“啤酒釀造”等系列綜合實(shí)驗(yàn)；尤其是啤酒釀造綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)對(duì)啤酒原料成分分析、原料制備、淀粉糖化、發(fā)酵、過(guò)程控制與檢測(cè)、成品酒處理等環(huán)節(jié)綜合實(shí)踐，不僅提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，由過(guò)去的被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)積極參與，學(xué)生也為品嘗自己親手釀造啤酒而倍感自豪。第三層次是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生按一定題目，自己查閱文獻(xiàn)，制定實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論；學(xué)生也可以參與到教師科研課題中去。其實(shí)驗(yàn)具有一定的研究性質(zhì)，使學(xué)生及早了解學(xué)科發(fā)展前沿，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力。3.實(shí)踐性課程結(jié)構(gòu)體系重建眾所周知，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，是適應(yīng)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的必然要求；加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐鍛煉，是保證人才茁壯成長(zhǎng)的必經(jīng)之途。因此，學(xué)生在校期間不僅應(yīng)掌握牢固的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，還必須參加相應(yīng)的實(shí)踐性活動(dòng)，如實(shí)習(xí)、社會(huì)調(diào)查、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。學(xué)生通過(guò)實(shí)踐,可促進(jìn)理論聯(lián)系實(shí)際，加深對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解，特別是對(duì)社會(huì)現(xiàn)實(shí)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。令人不安的是,由于各種主客觀原因，高等學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有所削弱；在好不容易安排的認(rèn)識(shí)/生產(chǎn)/畢業(yè)實(shí)習(xí)中，也往往是既不能“動(dòng)手”（不能參加具體的操作），又不能“動(dòng)口”（不允許向正在工作的人員詢問(wèn),以免干擾正常生產(chǎn)），而且，大部分是參觀實(shí)習(xí)，因而收效甚微。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的條件下，如何改革現(xiàn)有實(shí)習(xí)模式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力？針對(duì)理論必須與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的原則，為了提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)際應(yīng)用能力，依據(jù)美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)（ASME）提出“將產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程集匯到本科教學(xué)中去”理論，對(duì)過(guò)去單獨(dú)的、自成一體的實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)