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一、引言
我国高校生物学领域有生物科学、生物技术、生物工程三个密切相关的本科专业，并制定了相应的专业规范。如何体现各自的科学、技术及工程内涵与特色既是教育工作者的责任，也是人才市场和报考学生和家长极为关心的现实问题。本文通过比较分析这三个专业的本科专业培养规范，上提出一些参考意见，以期为专业的进一步规范、教学计划的修订，为社会及学生和家长的专业选择提供参考。
二、专业类型
生物科学专业为传统典型的理科专业，培养科学型和教学型人才，授理学学位；生物技术专业以理为主、以工为辅、理工复合，培养应用研究型或技术型人才，授理学、农学或林学学位；生物工程专业以工为主、以理为辅、工理复合，培养应用型工程技术人才，授工学学位。其专业类型的描述和划分比较清晰明了，比较规范和恰如其分。
三、培养目标
从专业规范中培养目标的描述（见表1）来看，生物科学与生物技术两个专业的培养目标差异很小，仅有从事生物科学与从事生物技术之差，但从目前的就业市场来看从事生物科学与从事生物技术差异很小，难以界定。而从专业类型可知，生物技术专业可授理学、农学或林学学位，这些特色理应在培养目标中有所体现。
四、公共基础课
在三个专业的本科培养规范中，生物科学与生物技术两个专业的公共基础课（人文社科和自科）完全一致（见表1），而生物工程的公共基础课形式上有一定差别，可本质上看不出有多少差别，也缺乏需有差别的理由。从厚基础、宽口径的培养要求来看，三个专业的公共基础课要求可统一，学分要求也应统一，要求工科学生在这一环节增加近一倍的学分极不公平。线性代数等可在公共基础选修要求中解决。
五、专业基础课
专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1）。然而从科学到技术的差异很小，仅增加了工程基础课4学分（约11%），应为技术基础课，且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化，按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一，且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上，生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录，如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷，且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课（见表1）。
六、专业课
专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1），从科学到技术的专业课调整率达30%，而从技术到工程的专业课虽然有较大变化，但所列举的课程多为非典型的工科专业课（如基因工程、细胞工程、蛋白质工程），回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理，三个相近专业，不论理科还是工科，学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自。另外生物工程是典型的工艺类专业，专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患，故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。
七、实习及毕业实践环节
生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致（见表1），未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节，但在许多学校以“毕业设计（论文）”的形式出现，实际实施则只做毕业论文，没有毕业设计，使毕业设计名存实亡，致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计，许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节，可以设计论文二者兼顾，至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定，唯有如此，生物工程专业才能名符其实。
八、师资要求
师资的最低要求在规范中描述不尽一致，应加以统一。且应规定专业课的师资要求，因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课，而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外，应规定专业要求，即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。
九、其他
近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展，统一实践等硬件条件形式较为困难，而且也不符合时代要求。建议教室（专用或生均面积）、专业课实验室（面积及专用设备）、图书资料数据库量设定为刚性要求，研究所（室）或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。
参考文献：
[1]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物科学专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2011，1（2）：3-9.
[2]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物技术专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（1）：3-10.
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《生化工程与设备》是安徽工程大学生物工程专业的一门主干专业课，对于未来将从事生物工程产业生产和研究的学生来说，相关的生物工程设备是他们将会实际面对的工作对象，对于设备的理解与掌握体现了使用者的素质，也决定了企业的生产水平。因此对该课程的学习效果的好坏直接影响到学生未来的工作能力。在前期化工原理、微生物、生物化学、生物工艺学等专业知识学习的基础上，学习与研究生物反应工程及生物工程设备的相关问题，使学生获得独立解决工业生产、试验研究及技术开发方面的知识是本课程的首要任务[1]。为了教好这门课程，我们结合生物工程产业以及课程的实际情况，对教学方法和教学手段进行了改革，并且取得了良好的效果。
1 优化教学内容，突出实际需要
相比较生物工程专业的其它课程，本课程的教材更新较慢，许多设备还停留在传统的工业发酵设备的基础上，例如酒精以及啤酒酿造等设备占据了教材较大的篇幅，而在实际的学生就业中，很少有学生从事这方面的工作。随着生物技术的发展，新的设备也越来越多。通过调查研究，我们精选了教材内容，删减一些工艺陈旧、不适应当前科技发展的内容，将最新的设备介绍给学生。另外，通过广泛查阅资料，收集了大量新技术、新设备的相关知识作为本课程的补充内容。授课时，对于一些比较传统的设备只是一带而过，或者让学生自学。而对于一些现代生物工程中的常用设备，则加大教授的力度。例如，基因工程药物蛋白分离纯化等在生物工程产业中占有越来越重要的地位，为了使学生适应未来工作的需要，我们加大了这方面相关设备的讲授，结合学校已有的设备，将美国GE公司的AKTA分离纯化全套装置介绍给学生，使其不仅了解设备的原理，而且初步具有操作使用的能力，极大地提高了学生的学习兴趣。相比较其它的设备，进口设备具有全套的英文说明书，对于其中的关键点，我们也以英文讲授，适应了未来发展的需要。
2 运用多种教学方法与手段，激发和培养学生的学习兴趣，提高教学质量
本课程相比较其它课程，计算公式以及结构原理图较多，传统的“填鸭式”教学方法使学生感到枯燥乏味，授课效果较差。同时随着教学改革的深入，专业课学时又不断被压缩，本课程关联的专业课程较多，所涉及的生产工艺流程和主要设备达230多个，若采用传统的教学方法，在有限的学时内要完成相对较重的教学任务，则势必要大大降低教学质量。为了解决这一问题，我们对教学方法和手段进行了必要的改革。
2.1 案例教学法引入课堂教学 本课程传统的教学方法是老师介绍基本理论和操作原理、主要计算公式、重点设备流程、设备原理图和结构图、设备主要技术参数及经验值等。由于多数情况下，学生难以看到实物，在学习的过程中感受不深，不能深刻理解设备在生产中的地位与作用。案例教学法作为一种互动式的教学，将传授知识从单向的灌输转为双向的交流，使学生变由被动听讲转为主动参与，理论与实践相结合，易懂易记、印象深刻，有利于提高教学效果，促进学生综合能力的培养提高。目前，在国内多门学科的教学中已成功地应用[2-4]。安徽工程大学生物工程专业在《酶工程》的教学中采用案例教学法，取得了良好的教学效果[5]。在《生化工程与设备》教学中，我们以设备为主体，结合工艺过程进行教学，让学生学习了解设备在生物工程产业化中作用。例如，在发酵过程中染菌是最容易发生的事情，以柠檬酸生产为例，让学生从设备的角度出发，探讨哪些设备和部件可能引发染菌。通过分组讨论，罗列出所有可能出现问题的设备以及部位，然后通过老师综合总结，将相关的、原先孤立的设备通过染菌这一线索串联了起来。采用案例教学法，使原先枯燥的设备流程以及设备结构图变得形象具体起来，激发了学生学习的兴趣，学习热情较高，普遍反映查阅资料能力得到提高，增强了学习的主动性，锻炼了表达能力，也为以后的毕业环节奠定了基础。
2.2 充分发挥多媒体教学的优势，保留传统教学的特色 《生化工程与设备》课程教学中既包括设备基本原理的讲授，又涉及到设备的结构图以及在实际中的应用，内容覆盖面广，难度较大，还包括很多公式的推导。采用传统的教学手段势必使学生感到枯燥乏味，难以理解。多媒体课件是利用多媒体形式来展现教学内容，它具有很好的可视性，一改传统教学中形象不够直观等缺点，提高了教学效率，增强了教学效果，为学生提供了大量的感性资料，使学生更容易理解与接受[6]。为此，我们制作了《生化工程与设备》多媒体课件，把设备具体化，以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式，大大提高了学生学习该课程的兴趣。合理运用多媒体教学手段，不仅减少了教师的板书时间，而且增大了课堂教学的容量。同时教师可以利用多媒体技术进行大信息量的传输，高密度知识的传授。特别是设备的原理图，由于采用不同的颜色显示物料流向，立体感很强，在教师的讲解下，学生很容易就理解了设备的工作过程，学习兴趣和积极性都高，课堂收效很大。同时，在关键的公式推导过程中，依然利用板书，循序渐进，诱导学生，使学生在老师的帮助下，相对自主的完成公式的推导，提高了学生的推理与计算的能力，加深了学生的印象。
3 发挥工科特色，虚实结合，提高实践能力
生物工程专业是世界优先发展的高科技领域之一，生物工程技术人员的任务是实现生物技术的产业化。而我国的生物工程发展和国际先进水平相比仍有较大的差距，这和我们专业课程的实践教学有很大关系。为此对于一所工科院校生物工程专业来说，搞好《生化工程与设备》专业必修课的实践教学改革，对于培养生命科学的复合型人才、创新人才是非常重要的。针对本课程的特点，从两个方面，加强学生在设备的设计和选型方面的实践能力。一方面加强学生对设备的模拟设计。例如，在发酵罐的设计方面，以醋酸杆菌氧化乙醇产乙酸为例，让学生根据不同的情况设计机械搅拌式、自吸式等形式的发酵罐，对每一种发酵罐，通过改变径高比，从而又可以设计出不同型号的发酵罐。另一方面，加强生产实习，加强现场教学。本专业拥有小型啤酒生产线，学生通过啤酒生产实训，自己动手制作啤酒，掌握设备的使用技术以及相关的计算。同时，利用本地制药企业较多的优势，组织学生到企业现场学习。例如，在讲授GMP车间的流程及设备时，我们带领学生到张恒春制药厂参观，请厂里有关技术人员进行现场教学，讲授GMP车间在现代生物工程产业中的地位和作用。学生在现代化的设备前，感受与体验到生物工程专业的巨大的发展前景，极大地提高了学生学习的积极性和主动性。
4 结束语
《生化工程与设备》是理论联系实践极为紧密的课程，其主要内容包含了现代生物科学和工程技术设备基本原理及应用，搞好本课程的理论和实践教学，对于培养工程应用创新型人才具有重要的意义。通过对《生化工程与设备》课程教学手段和教学方法等改革探索，摸索出一种新的专业课教学模式，基本上解决了现用教科书与生物技术及生物工程发展不相适应的矛盾，扩大了课堂信息量，锻炼了学生独立分析问题和解决问题的能力。
在教学工作中，教师与学生的关系是“师生互补，教学相长”，要求教师在理论上和实践上都具有丰富的积累，不仅懂理论，还要熟悉科研实例乃至生产过程，这就要求教师在平常的工作中，多到企业进行调研，一定要把科研放在重要的地位，以科研促进教学，以教学带动科研，这样讲课才不至于空洞而无味，为国家培养更多高素质的生物工程应用型创新人才。
参考文献
[1]马歌丽，彭新榜，高建奇，等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报，2005，32（5）：160-164.
[2] 史美兰. 体会哈佛案例教学[J].国家教育行政学院学报，2005，2：84-86.
[3] 胡彦武，王红梅. 案例教学法在高校药理学教学中的运用[J].通化师范学院学报，2009，30（10）：90-91.
[4] 袁子民，程岚，吕佳，等.案例教学法在中药药剂学理论教学中的应用[J].卫生职业教育，2010，28（2）：45-46.
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CHEN Changming
（College of Horticulture， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642）
Abstract Plant Genetic Engineering Principles and Techniques is a plant related graduate of an important basic course， the article reviewed the current postgraduate course in practice teaching reform， analyzes the existing problems. According to the characteristics and horticulture graduate personnel training requirements of plant genetic engineering， it is proposed to improve the quality of teaching practice teaching methods and measures to improve the practical teaching system to improve the ability of students to acquire knowledge and innovation.
Key words graduates; Plant Genetic Engineering; teaching reform
0 引言
基因工程是二十世纪八十年代在分子生物学和分子遗传学的基础上发展起来的一门新兴学科。它的主要研究内容是体外将核酸分子插入质粒或其他载体分子，构成新的遗传物质组合，并将其转化到原先没有这类遗传因子的寄主细胞内，且能持续稳定地表达和遗传。因此，应用基因工程技术，人们可以按照自己的主观愿望，创造出自然界原本不存在的新生物类型。科研人员正是利用这一特征，已在提高农作物产量，改善品质，增强抗逆性和抗病虫害的能力等方面取得令人瞩目的成就。园艺作物主要包含果树、蔬菜、观赏植物三大类经济作物，基因工程在园艺作物品种改良，关键基因的发掘，种质鉴定等方面有着重要的作用，如今很多农业院校园艺系相继开设了研究生的园艺植物基因工程原理与技术课程。
1 研究生基因工程原理与技术课程教学与实践改革现状
为了适应现代生物技术的飞速发展和达到培养高素质科研人才的要求，基因工程原理与技术课程已被设置为包括生物技术、生命科学、生物工程在内的生物相关专业、医学专业及农林专业本科生和研究生的必修课。由于基因工程技术在生物科学研究中的地位举足轻重，在众多综合院校和农业院校都开设了基因工程类课程，对基因工程类课程改革做了许多研究工作。阮小蕾等探讨了本课程在传统的理论和实验教学中存在的不足，结合笔者的教学经验，在教材建设、教学内容的改革与建设、实验配套的硬件与软件建设、实验教学安排等方面进行了探索，总结出了一套行之有效的理论和实验教学方法。姜大刚等对研究生基因工程实验教学改革进行了探讨。提出了以教学大纲为指导开展教学，做好课程规划;构建“和谐课堂”，重视教学效果;教学内容的与时俱进和不断充实完善;重视师资队伍建设，发挥骨干教师的模范作用;科研内容的渗入和应用等观点。马婧等针对园艺专业研究生的特点和人才培养要求，提出了根据课程性质，合理安排课程时间，针对专业特点，选择理论教学内容。并探讨了实验教学实践的方法，提出了采用小班教学，“高带低”的辅助教学模式。
2 园艺研究生植物基因工程原理与技术课程教学与实践存在的问题
园艺植物基因工程原理与技术是针对园艺专业低年级硕士、博士研究生的一门专业选修课程，包括基因工程原理讲授和实验技术操作两个部分。以笔者所在的华南农业大学园艺学院为例，该课程是针对园艺相关专业（包括果树学、蔬菜学、花卉学、园艺产品采后科学、茶学）低年级硕士和博士研究生开设的一门专业选修课程，该专业生源大部分为园艺专业本科毕业生，同时存在一些跨专业考研的与生物不相关专业的学生，他们在本科阶段没有学习过基因工程、分子生物学、植物生物技术等相关知识，相对来说，存在学生基础知识薄弱、专业背景复杂、研究方向多样等因素，这为园艺植物基因工程原理与技术课程在园艺专业研究生中的教学带来了一定的困难。除此之外，开设时间短，课时少，一些学校的实验条件有限等现实情况也成为了该课程开展的制约条件，另外由于很多同学以前没有做过分子生物学方面的实验，对基因工程实验的操作非常生疏，因此也必要对他们进行特别的指导与教学。针对以上问题，该课程应结合专业特色和教师个人科研工作，让研究生掌握一定的基因工程技术，为今后的研究和生产工作奠定基础，本文从课程的理论体系教学和实验设置等方面提出了课程改革的措施。
3 研究生园艺植物基因工程原理与技术课程教学改革措施
3.1 设计合理的园艺专业研究生植物基因工程原理与技术理论教学内容
园艺植物基因工程原理与技术虽然以实验操作为主，但离不开基本原理知识的讲述，传统的基因工程理论知识体系庞大而复杂，在有限的课时里（设计为30个学时），讲授者很难将所有相关知识一并传授给学生。因此挑选合适的讲授内容就显得尤为重要了。园艺专业研究生的研究对象主要为果树、蔬菜和花卉，运用植物基因工程技术的主要目的是对植物某一性状进行改良。所以在课程内容选择上应该以植物基因工程所要解决的主要问题为导向，带着问题和目标选择授课内容。讲授侧重于植物基因工程的相关内容，重点讲解核酸提取，目的基因的克隆，植物表达载体的构建，重组子筛选，农杆菌介导的转基因方法等内容。通过这些内容的教授，学生就可以掌握在植物基因工程研究中所需要的基本理论知识，为将来从事相关的科学研究打下基础。随着现代基因工程技术的快速发展，基因工程的技术更新很快，除了基本的基因工程原理知识，也需要及时获得最新的用于植物基因工程，尤其是适用于园艺类植物基因工程的新方法和新技术，并整合到教学内容中，如最近出现的可用于园艺植物基因沉默的新技术TALEN和CRISPR/Cas系统等，与时俱进地更新教学内容，将新知识、新理论、新方法传授给学生。
3.2 合理安排实验内容
研究生教育应以科研为目标，园艺植物基因工程原理与技术课程的学习就是为研究生将来进行植物基因工程相关的科研活动打基础的，我们的课程教学与设计也要以园艺植物研究为导向，巧妙进行实验设计，合理安排实验内容。植物基因工程相关的实验方法和技术非常多，应选择适合园艺专业研究生的实验内容。选择内容的标准主要有三个方面：第一，实用性原则，现在我们园艺学院科研项目所需的基因工程操作主要有基因克隆、载体构建、表达分析、基因遗传转化等，所以我们着重从这些方面入手，设计实验，让学生对将要从事的基因工程方面的实验有一个整体的认识;第二，创新性原则，基因工程技术发展了这么多年，出现了很多新的技术，然而在我们的实验教学过程中，一直沿用最基本的实验操作模式，因此在现有实验的基础上加上一些近年来新发展的技术可培养研究生科研上与时俱进的思维，如我们可在实验的内容加上生物信息学的内容，或者学生采用电子克隆技术得到的基因序列，设计扩增引物，用PCR的方法扩增，并送往公司测序，然后分析序列，以培养学生独立思考与探索的意识，而且现在用的实验指导书，实验技巧与知识已经陈旧，有必要增加新的基因工程操作技术到本课程的实验指导书中;第三，合理性和可操作性原则，园艺研究生有别于其他生物专业的研究生，他们的生物技术，生物化学以及分子生物学方面相关知识比较薄弱，所以在实验过程中的实验内容及时间安排应循序渐进，合理有序，首先从学生们易于接受的DNA提取、PCR以及凝胶电泳入手，再进一步到载体构建及基因表达，实验操作过程中分组进行，每组4～5人，每一组由一个实验经验丰富的高年级研究生任指导组长。
3.3 理论联系实际，开展科研训练，探索原理讲授与实验技术操作最佳结合方式
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中北大学的前身是1941年八路军总司令部在太行抗日根据地创办的我党我军第一所兵工学校――太行工业学校。中北大学生物工程专业自2003年成立以来，在强化应用型创新工科人才培养的同时，一直致力于生物工程专业课程教学模式的改革与实践。生物仪器分析是我校生物工程专业必修的专业基础课程，随着分析化学和仪器科学的发展，课程内容也日新月异，更新较快、涉及仪器种类繁多，而且连贯性较弱，学生在学习过程中有较大的困难，教学效果也不令人满意，主要表现在：①学科交叉多，课程内容多。涉及的学科包括物理学、电子学、电磁学、光学、计算机科学等，而且随着科学技术的进一步发展，新型仪器也不断涌现，进而使更多的学科融入现代仪器分析的课程中。②仪器科学发展速度较快，实验课程中现有的仪器与主流仪器有差距，学生学习掌握好实验中所用仪器往往难以胜任毕业后工作中面对的仪器，导致学生学习的积极性不高。③课程内容多而散，学生不易理解工作原理，甚至容易混淆，比如红外和紫外、原吸和原子发射光谱等。④受学校经费限制，大型精密仪器采购不足，学生都没有见过仪器，更谈不上操作，只能做到纸上谈兵。⑤教师的知识更新速度跟不上仪器科学的发展速度，讲授的课程内容与仪器发展的前沿有较大的脱节。针对这种情况，根据我校的生物工程专业的特点和培养方案的要求，我们在教学中作了一些探索，使教学内容和实验模块更加具有实用性，经过实践取得了较好的效果。
一、结合专业特色，优化教学内容
传统的仪器分析涉及的内容非常多，包括色谱分析法、光学分析法、电化学分析法、热分析法等多个领域。面对教学内容多、课时少的矛盾，针对生物工程专业的就业需要和培养创新型人才的目标，调整课程内容，使学生在有限的学时中掌握最大量的知识已成为当务之急。生物仪器分析的开课时间为三年级的第二个学期，学生已经学习了一部分专业课和全部的基础课程，对有些仪器的原理和使用已有所了解，所以根据前期课程的开设情况对教学内容进行科学的取舍。由于本校为工科学校，专业课程都以应用为主，所以在课程中我们弱化了仪器工作原理部分，增加了仪器的使用、维护和保养方面的知识，并适当地补充仪器分析的前沿性知识，如在气相色谱中补充了二维气相色谱方面的知识，拓宽学生的知识面，激发求知欲。
二、改革教学方法
生物仪器分析课程各章的内容独立性较强，理解原理困难，一些大型精密仪器的结构复杂，采用传统的教学方法难以教授，而且易使学生兴趣降低。运用多媒体教学并辅以传统的教学方法，可将仪器的结构图、构造图、使用方法、工作原理等采用图片、视频和动画的形式展示，使学生更容易理解，并且可以调节课堂气氛，一举多得。将传统的验证性实验进行改革，开设设计性实验课程。设计性实验是指在教师指导下学生独立设计实验方案的教学方式，旨在培养学生综合运用各种知识解决实际问题的能力。具体程序包括：首先，进行学生的分组，以学生自愿组对为主结合教师指导分配，教师给每组确定一个合适的题目；第二，学生通过查询文献，确定合适的分析仪器、分析方法、实验方案；第三，教师和学生共同论证可行性，并指导修订，确定最终的方案；最后，学生独立完成实验，提交实验报告，教师进行考核。这种方式，不仅对学生的综合能力提高有很大的帮助，而且有利用培养学生的团队协作意识，有助于学生将来工作中的团队合作。针对大型仪器价格昂贵，一所高校或企事业单位难以全部拥有，学生在实验中难以全部接触的现象，我们开拓了多种渠道。首先，兄弟院校建立合作机制，做到大型精密仪器共享；第二，联系具有相关大型仪器的生物类企业，带领学生深入企业的相关部门参观学习或将生产实习有机结合。这样不仅开拓了学生的视野，而且提高了学习效果，学生参观、实习的过程，也向相关的单位展现了我专业学生的风采，有利用学生的就业。
三、改进考核方法
传统的仪器分析考核方式基本有两种，一是闭卷考试，通过试卷的方式将学生对仪器原理和使用方法做一考核；另一种为闭卷考试结合实验课成绩，而其实验课也基本为验证性实验。这两种方式都难以考察学生对仪器的掌握和操控能力，而且会降低学生对平时学习的积极性。通过几届学生的教学实践，我们将传统的闭卷考试考核方式进行了改革，生物仪器分析的课程总成绩分为三个部分，其中理论课采用开卷考试的方式，成绩占40%；实验课成绩占40%，对每次的实验都进行评分，包括实验方案设计、实验操作、原始数据测试精确度、数据处理能力、团队协作能力等；平时成绩占20%，包括课题问答、seminar等。这种考核方式，对学生的学习积极性有很大的提高，而且能够做到考核公平，使真正有能力的学生有机会获得更好的分数，更加突出实用性，而非简单的教师划重点，学生考前突击这种典型的“大学式考核方式”。
四、提高教师素质，追踪仪器发展前沿
生物仪器分析不同于传统的仪器分析，其内容涉及的仪器较为新颖而且更新较快，包括氨基酸分析仪、基因枪、核磁共振仪、生物质谱仪等传统的仪器分析所不涉及的内容，这将对教师的知识更新提出更高的要求，通过简单的书本知识而没有亲自实践，教师很难将自己对仪器的体会和感受传授给学生。基于此，我们通过选派青年骨干去“985”高校和大型企业学习和培训，并积极组织专任教师参加仪器公司举行的产品展销会或产品试用会，以期使教师能更多地接触和了解仪器发展的新动向，更好地将知识传授给学生，努力做到与社会和仪器发展的前沿不脱节。
通过以上教学改革措施，我们在实践中得到了较好的效果。提高了学生的学习兴趣和动力，加深了对生物仪器分析课程的理解，拓宽了学生的视野，使学生在将来走到工作岗位中也能胜任大型精密仪器的操作和维护。只有在教学实践中不断积累、不断创新、总结经验，才能给教学增添活力，使学生获得更多有用的知识，培养更多的能力，对学生的就业有很大的帮助。
参考文献：
[1]朱明华，胡坪.仪器分析[M].北京：高等教育出版社，2008.
[2]刘永和，黄海燕.仪器分析课程应突出实用性和科学性[J].邵阳学院学报（自然科学版），2007，4（4）：84-87.
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预设与生成是课堂教学不可缺少的两个方面，“精心预设”是课堂教学的基点，“精彩生成”是课堂教学成功的关键。过分强调预设缺乏必要的开放和不断机动灵活的生成，就会使课堂教学变得机械、沉闷和程式化，缺乏生机和活力，使师生生命力得不到充分发挥；单纯地依赖开放和生成，缺乏必要的精心预设，就象运动员在平衡木上失却了重心，课堂教学将变得杂乱无绪，甚至失控。
因此，处理好预设与生成的关系，在精心预设的基础上，针对教学实际进行灵活调适，追求动态生成，从而使课堂教学绽放精彩。
二、以学生为本，创造性的利用教材，精心进行全面合理的预设
教学本身是一种有目的、有计划、有组织的师生多边活动，教师必须对未来的教学进行预设。首先，教师必须认真理解课程标准，深研考纲，准确把握驾驭教材，然后综合学生现有知识水平、经验以及对知识的接受能力，对教学过程进行全面合理的预设，把学生可能达成的结果表达出来。值得一提的是，预设应留有足够的教学空间让师生对话交流，其中包含学生思考的突发性和偶然性，从而形成具有多样性和创造性的预设，这就决定了预设不但有高质量的思维交锋和智慧启迪，而且有积极的情感体验和情感交融，蕴藏着创造和灵动。
三、以精心预设为基础，促使生成更加精彩
1.做足预设，促进生成
数学课堂教学是一种有目的，有意识的教学活动，教师在课前必须对教学目标、任务和过程有一个清晰、理性的思考和安排。教师要达到预期的教学效果，必须做足预设，充分思考课堂上可能出现的问题，储满动态生成的“粮仓”，丰富生成源。只有这样，生成才会丰富多彩。“预设”使我们的课堂教学有章可循，“生成”让我们的课堂精彩纷呈。例如，在讲完特殊三角形后，为了更好理清分割的要领，笔者在备课时预设了一个延伸：怎样的三角形能分割成两个等腰三角形？尽管我在课前作了较多的预设，但学生的发现还是让我有意外惊喜。给学生留足时空，让学生真正拥有展示自我的机会，可以激发学生的探索欲和创造欲，求得新的生成，教师与学生分享彼此的思考、经验和知识，从而丰富教学内容。课堂成了促进师生智慧生成的场所。
2.调节预设，机智生成
新课标指出“教师应尊重学生的想法，鼓励学生的独立思考和见解，课堂教学应体现学生的主体地位。”因而课堂不是一出按教案上演的“情景剧”，学生带着自己的知识、经验、情感与同学和老师进行交流、共享。各种不确定因素，使课堂出现了一个个“生成点”。所以我们的预设要留有较大的包容度和自由度，为生成留足时空。教师要不断地捕捉、判断、重组课堂教学中从学生那里涌现出来的各种各样信息，把有价值的新信息和新问题纳入教学过程，使之成为教学的亮点，成为学生智慧的火种。例如，刚学三角形全等证明SAS时，我发现学生常常误用SSA的方法两个三角形全等。我在教学这部分内容时，当部分学生出现这个错误后，立即在全班提出这一个问题：“两边及其中一边的对角对应相等的两个三角形一定全等吗？”利用学生常犯的错误。因此只要添加两边中对边较大时，探究3也全等。教学中能巧妙利用学生产生的错误，让学生在前因后果中顿悟错误，在探究问题中解决错误，真正的课堂会因错误的发现、探究、解决，形成良性循环而充满活力。
（1）合作交流，拓展生成
合作探究是课堂教学动态生成的生命线。新课程把教学过程看成是师生交往、积极互动、共同发展的过程，所以，教师要创设民主、和谐的课堂教学氛围，营造一个和谐合作的空间，让学生在合作中即兴创造，超越目标预定的要求。有些内容是在预设中被忽略了，以致课堂上出了点偏差，这些都是常见不过的事，我们不可能把所有问题都预想到了，要学会利用学生的资源，把机会交给学生，让他们自己想办法解决，在交流倾听中调整思路，掌握方法。
（2）正确引领，高效生成
在课堂上，教师要具有一双慧眼，对有价值的生成，将其视成重要的课堂资源加以利用，而价值不大或无效的生成，要及时处理，引导学生回到有效的预设轨道，保证教学的正确方向。生成应在预设的目标之内，使预设深化。
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1.3体制方面第三军医大学近年来也开始重视本科生科研创新实践能力的培养，生物医学工程学院开始试行导师制，具体分两个阶段实施，第一阶段针对低年级本科生，侧重于任命教学经验丰富的教员为导师；第二阶段针对高年级本科生，侧重于任命科研经验丰富的教员为导师。学生可根据自己的兴趣选择导师，导师则应履行自己的职责，即鼓励学员自主开展科研试验研究，积极引导学生参与教研室科研工作等。试行导师制规定了导师每月指导学生的最低次数，对的学生和导师给予一定的奖励，对未达标的导师和学生实施相应惩罚。目前，第三军医大学生物医学工程学院的试行导师制已经初具规模，但还不够完善，在第一阶段培养方案中没有针对教学的具体措施，因此在实际实施过程中这一阶段的导师制形同虚设，导致学生的科研能力并未得到进一步提升；在第二阶段培养方案中，导师将引导学生参与教研室科研工作，由于没有具体规范措施，可能有些导师会倾向于让学生做重复性的简单工作，从而导致学生对科研的整体流程不熟悉。另外，目前没有建立起专门面向本科生的科研专项资金，可能会导致科研进展缓慢。为了有效整合创新资源和创新力量，实现资源共享、优势互补，2012年7月，第三军医大学与重庆大学成立了生物医学工程联合学院。自联合学院成立以来，两校共同培养生物医学工程专业本科生，瞄准生物医学工程发展前沿和热点研究领域，实质性推进生物材料与创伤修复等5个研究中心建设进程［4］。
2加强生物医学工程本科生科研能力培养的建议
2.1构建校园文化现在的本科生大都是90后，他们好奇心强，容易接受新生事物，但当今社会环境浮躁，人生观、价值观取向多元化，过分强化名利，而大学的人文环境应该培养出有思想、有学问、有高尚道德情操、有科研创新能力、有责任感的公民。第三军医大学更是肩负着培养忠诚于党、热爱人民、报效国家、献身使命、崇尚荣誉的当代革命军人的使命，因此要特别加强对本科生的思想品德教育，通过构建积极健康的校园文化，营造浓厚的学术科研氛围，以培养学生高尚的情操和探究科学的兴趣。教育和引导全体学员铸牢军魂意识、坚定理想信念，争做“对党忠诚、爱兵为民、品德高尚、敬业奉献、追求卓越”的红色军医，着力用好驻地丰富的红色文化教育资源，积极开展当代革命军人核心价值观教育。有必要在本科生中强调并非考上研究生就能确保获得较好的工作，而应注重自身人文素养、交流能力和科研能力等综合素质的提升。因为现代社会要求人的全面发展，用人单位更多考虑的是应聘者实际解决问题的能力；随着研究生数量的增多，研究生们找工作同样面临较大的压力，只有具备更好的综合素质，才能在以后的工作竞争中处于有利位置。另外，浓厚的学术氛围对学生们科研兴趣和科研素养的形成有着潜移默化的影响。可以适当开展专题学术讲座、学术交流活动和丰富多彩的科研文化活动。学生通过听取不同研究领域学者讲述各自的研究思路与成果，体会他们探求未知的执着和收获成功的喜悦，可以激发对专业的热爱，培养严谨的治学态度和踏实的研究作风，提升科学素养；学生通过参加科研文化活动，如研究生学术报告会、科技文化节系列活动、创新论坛等，可以活跃其思维，激发创新火花，开动脑筋、发挥才智、挖掘创新潜能。
2.2从教学入手古人云“授人以鱼，不如授之以渔”，教学过程中应体现以学生为主体、教师为主导的教学思想，教师通过讲课、传授知识的途径达到培养学生学习能力的目的。教学方法应多样化，将启发式、讨论式、交互式等方法融会贯通地应用于课堂教学，引导学生主动学习、带着问题学习，在课堂上应给学生留有一定的思考时间，尽量让学生主动提出问题；在传授知识的同时，还需要开拓学生的视野、拓宽知识面，并注重学生个性的发展，在这样的过程中不断提高学生的独立学习和思考能力。从新生入学就开始建立年级研讨班，由个人选择自己感兴趣的课题，按课题类型分小组；学生可选择相关课程听课，可采取各种方式独立学习、进行社会调研等，学期末交出研究论文或研究报告；教师指导和组织学生课外查找资料以及定期进行小组讨论，并给出成绩，对研讨课和选修课程记学分。研讨课的教师应尽量选定为教授，这样可为本科生提供多与教授接触的机会，让他们感受到学术魅力，初步了解科研的含义以及对某一专题进行重点研究和探索的基本方法，促进本科生科研能力的培养。科研方法是大学生科研能力培养的关键环节，而毕业设计是教学过程中本科生科研能力培养的关键途径。本科生通过完成毕业设计的工作可以初步了解科研活动的实施过程，学生一般能够做到在教师的指导下收集查阅资料、分步实施研究内容，但为了更好地锻炼学生的创新思维、逻辑思维、总结分析能力，教师应该在研究设计工作和论文撰写方面给予学生更多的指导和独立完成的机会，传授更多的科研方法。
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中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）50-0193-02
一、高校生物工程专业实施双语教学的重要性及实际意义
双语教学（bilingual teaching）是指使用两种语言讲授非外语语言类课程和专业外语课程的一种教学方式。双语教学在北美、亚洲、欧洲和大洋州的许多国家应用广泛。我国教育部2002年在《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》中也将双语教育作为重要项目内容列入“普通高等学校本科教学工作水平评估指标体系”。因此，培养双语人才一度列入中国教育发展的重要目标之一，目前已成为教育改革的热点。
生物工程已成为21世纪的龙头产业，生物科技已成为衡量一个国家科技水平和核心竞争力的重要依据。而欧美国家一直以来在属于高新技术的生物工程领域内具有领先优势，科技优势决定了英语的语言优势，因此这个学科在世界一流的高校里普遍采用英语教学，同时也主要用英语、专著和进行学术交流。为了使东北大学生物工程专业的学生跟上学科发展的最新进展，培养其创新能力、国际交流与竞争能力，需要实施双语教学。
二、“普通生物学”双语课程体系建设内容
1.坚持双语授课，提高学生英语水平。在教学过程中通过英语讲授、汉语说明、英语专业词汇讲解以及英语提问等环节为学生提供英语学习和实践的环境，使学生学会用英语思维，养成良好的英语学习习惯，掌握如何运用英语进行交流。并使学生在原来大学英语的基础上不断提高英语水平，掌握使用英语这一语言工具获取专业知识的技能，包括能够流利地阅读和理解生物工程相关学科的英语文献等。让学生更容易地获取国外前沿知识，提升学生国际竞争力。
2.探索“双主体”授课方式，增加学生参与教学环节。为了锻炼学生的自我表达能力和组织能力，培养学生的团队合作精神，使课堂真正变成教师和学生共同的课堂，在课上安排“个人知识展示”环节。学生搜集与课程相关的专业知识，制作讲解提纲和教案，为其他学生讲解相应的课程内容，分析自己的观点。或安排“小组讨论”，把学生按照课程内容分成若干组，每组选派组长一名，以组为单位对课程内容进行讨论和交流。在交流之后每组要向全体同学介绍本组的讨论结果，供全班同学共同交流和分享。
3.编写适合东北大学生物工程专业课程体系的双语教材。教材的编写立足于我校的生物工程专业，编写既有东北大学办学特色，又能真正适合生物工程专业及相关专业学生学习“普通生物学”双语教学教材，从而改善传统的同类教材中内容深浅不一、系统性不强等不足，同时填补国内“普通生物学”双语教材的空白。
4.完成课程网络平台建设，方便学生课程学习。在“东北大学质量工程双语教学示范课”建设项目实施的过程中，完成了“普通生物学（双语）”课程的资源平台建设。学生可以通过课程注册后，在网上下载课程相关教案、作业、习题以及其他与课程相关的资料和网络链接等。极大地方便了学生的课程学习，提高了学生的学习效率。
三、东北大学生物工程专业“普通生物学”双语课程体系建设主要创新点
1.掌握双语运用的合适度，形成“渐进式”英语教学模式。由于双语课程采用原版英文教材、运用两种教学语言授课，对“教”与“学”都带来了一定的难度。课堂上既不能为了用外语上课而忽视专业内容的传授效果，也不能为了专业学习而把外语当作负担。不然，就失去了双语教学的意义。双语运用的合适度，成为双语课堂教学的焦点。我们从教学语言媒介的运用切入，采取“小步引进、稳步推进、逐步渗透英语”的策略，形成了“渐进式”英语教学模式。
2.适应专业办学实际，有效开发双语教材资源。教材是保证教学质量的基本资源条件。选用优秀的外文原版教材是快速接近世界学术前沿的有效途径。我们根据学生的实际情况和专业的办学特点，在原有文本基础上适当增删一些内容，删除原版教材中不适用的部分；增加符合教学大纲的内容，同时节选其他原版书中的章节，补充最新研究成果。还对某些章节进行合并归类，使之更加符合中国学生的认知特点和知识结构需求。为了保证学生有效地掌握专业知识，还编写了与英文教材内容相对应的中文教材，以期达到“专业知识和外语双赢”的教学目的。
3.注重学生的主体地位，探索并实施“双主体”教学模式。基于传统的课堂教学中教师和学生的关系，“双主体”教学是对师生关系的一种全新的界定。它对教育的价值取向、教育的目的、教育的形式、教学过程的结构和模式、新型人际关系的建立等等都将产生良好的促进效果。为了锻炼学生的自我表达能力和组织能力，培养学生的团队合作精神，使课堂真正变成教师和学生共同的课堂，本课程建设过程中，在课上安排“个人知识展示”环节。学生搜集与课程相关的专业知识，制作讲解提纲和教案，为其他学生讲解相应的课程内容，分析自己的观点。或安排“小组讨论”，把学生按照课程内容分成若干组，每组选派组长一名，以组为单位对课程内容进行讨论和交流。在交流之后每组要向全体同学介绍本组的讨论结果，供全班同学共同交流和分享。
4.根据专业办学特点，完善课程体系。立足于我校的生物工程专业，编写既有东北大学办学特色，又能真正适合生物工程专业及相关专业学生学习“普通生物学”双语教学教材，从而改善传统的同类教材中内容深浅不一、系统性不强等不足，同时填补国内“普通生物学”双语教材的空白。完成了“普通生物学（双语）”课程的资源平台建设。学生可以通过课程注册后，在网上下载课程相关教案、作业、习题以及其他与课程相关的资料和网络链接等。极大地方便了学生的课程学习，提高了学生的学习效率，也使课程体系日趋完善。
5.传统授课方式与多媒体授课相结合，提高教学效果。本课程除了采用传统的板书授课方式之外，在需要图片演示和添加动画效果的知识点采用多媒体演示图片和影音资料等方法，很受学生欢迎，两种教学方式的有机结合在很大程度上提高了采用其中任何一种单一教学方式的教学效果。
参考文献：
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1.2 国内生物医学工程专业教育现状
我国自1978年创建生物医学工程学科。截止2004年9月，我国有80余所高校设有生物医学工程学科相关专业。其中医科大学11所，综合性大学12所，名牌工科大学13所，医学院16所，普通工科院校27所，高职高专5所（左右）。依据人才培养的侧重点不同，上述高校可以分为3类：（1)实力较强的理工院校的BME专业以培养能从事BME研究、开发和生产的高级BME技术人才为主要目标。（2)医学院校的BME专业以培养能将工程技术与医学密切配合的高级临床医学工程技术人员为主要目标。（3)普通理工科院校以培养能够从事医疗器械质量管理、设备管理、市场营销、技术服务等工作的应用型人员为主要目标。为了区别本科院校的专业设置、适应应用型人才培养的需要，第三种类型中高职高专层次的院校一般将生物医学工程专业的名称设置为“医用电子仪器专业”、“医疗器械专业”等。
1.3 我校医疗器械专业人才培养目标
我校自2002年创设“医疗器械专业”。该专业的人才培养目标可划归到第三类，即：面向医疗器械生产销售型企业、贸易型企业和医院等医疗器械使用单位培养从事医疗器械市场营销、质量管理、保养维护等方面工作的高等技术应用性人才。至今，该专业已招收3届近250名学生。首批35名学生已于2005年毕业，一次性就业率为95%。
2.医疗器械产业
生物医学工程的发展不仅促进了医学的现代化，而且形成了一个新的高技术产业领域——生物医学工程产业。生物医学工程的产业范围包括：生物医学材料制品、（生物）人工器官、医学影像和诊断设备、医学电子仪器和监护装置、现代医学治疗设备、医学信息技术、康复工程技术和装置、组织工程等。习惯上，在生产实践和行业监管领域，“生物医学工程产业”则更多地被称为“医疗器械产业”。
2.1 医疗器械产业的发生、发展
20世纪初，电子管的发明和电子学的蓬勃发展促进了近代医学科学和自动化理论与实践的飞速发展。随着晶体管的发明，各种模数转换技术日趋成熟，一大批数字化检验、检查、治疗仪器应用于临床。70年代以后，大规模集成电路、微处理器芯片问世，各种以微处理器为核心的医疗检验、检查、治疗仪器在中等以上医院得到广泛应用。先进医疗器械在医院的使用极大推动了医学事业的发展，并成为医学现代化的重要标志。医疗器械已经发展成为全球性发展最快、贸易往来最活跃的高新技术产业之一，在医疗卫生事业、公众健康保健中起到越来越重要的作用。
2.2 医疗器械市场概况
2.2.1世界医疗器械市场概况
医疗器械是当今世界经济发展最快，贸易往来最为活跃的工业门类之一。据美国医疗卫生工业制造商协会（HIMA)统计，1995年全球医疗器械销售额为1200亿美元，2000年达到1900亿美元，2005年增加到2500亿美元，预测2006年全球医疗器械销售额将达到2600亿美元左右。
2.2.2 中国医疗器械市场状况
中国有14亿人口，29万家医疗卫生机构，医疗器械有广阔的市场。2000年，中国医疗器械市场容量达527亿元，2005年达到760亿元，平均年增长率15%，占世界市场份额3%，是全球医疗器械十大新兴市场之一，已成为除日本以外亚洲最大的市场。
2.3 医疗器械产业现状
2.3.1 我国医疗器械工业的现状
我国的医疗器械工业总产值自改革开放以来一直保持快速增长。20世纪90年代以来，平均增幅一直保持在20%左右的水平。根据国家统计局公布的数据，1995年全国医疗器械工业总产值仅140亿元，2005年我国医疗器械工业总产值、销售收人、利润总额已经分别达到504亿元、488亿元和40亿元，同比均有24%以上的增幅，增长势头强劲。
截至2004年11月30日，我国医疗器械生产企业数已达到10447家，其中仅2004年就比2003年净增加1438家，增长率达13.8%。年生产品种5000多个，规格1万个以上，其中仅2001~2004年，我国共注册境内医疗器械产品29480个。加上期间注册的港澳台医疗器械产品178个、进口医疗器械产品7595个，产品已基本上满足全国各级医院的装备要求。
目前我国医疗器械工业总产值在国际市场份额仅占2%左右，而美国高达42%，欧盟占27%，日本占14%。从医疗器械和药品的销售比例来看，我国为1:5左右，而在发达国家两者的销售比例为1:1.9,可见我国医疗器械工业的发展空间很大。医疗器械行业“十五”规划预测，到2010年我国医疗器械行业总产值将达1000亿元。
经过50多年的建设，我国医疗器械工业布局和产业结构逐步形成。目前，医疗器械生产厂商主要集中在上海、北京、天津、江苏、浙江、广东、辽宁、山东、湖北、四川、陕西等地区。国有企业继续在行业内发挥骨干作用，如北京万东、山东新华、汕头超声、苏州医疗、上海手术、上海齿科、上海医光等；90年代以后，在计划经济向市场经济转轨条件下，涌现出一批乡镇企业和民营企业，如江苏宏宝、威海高分子、哈慈、浙江双鹤、康德莱、宁波戴维等，多种所有制成份的共同发展，使医疗器械行业展现出勃勃生机。
2.3.2 浙江省、宁波市医疗器械相关企业现状
据不完全统计，浙江省现有医疗器械生产销售型企业1000余家、贸易型企业1000家以上、县级（含）以上医院等医疗器械使用单位200家以上。进人2005年中国医疗器械企业销售收人100强的生产销售型企业中，浙江占了5家。据2000年的统计，宁波市有医疗器械生产销售型企业80家、总产值不足4亿元人民币、产值达到500万元的企业不足10家。经过5年多的调整、发展，到2005年，全市医疗器械生产销售型企业有220家、贸易型企业250家。全市医疗器械生产销售型企业工业总产值达20亿元人民币，年产值在500万元以上的企业有50家，有的企业产值已达到2亿元。产品涵盖医用磁共振成像系统、婴儿培养箱、高压氧舱、心电图机、卫生材料和敷料、体外诊断试剂等几十个门类数百个品种几千种规格的产品，在全国都有一定的影响。
政策评估从国家政策层面上看，按照原国家经贸委制定的《医疗器械行业“十五”发展规划》，到2010年我国医疗器械总产值将达到1000亿元，在世界医疗器械市场上的份额将占到5%，到2050年这一份额将达到25%，成为世界一流的医疗器械制造强国。为贯彻落实“十五”高技术产业发展规划，2003年2月11日，国家计委专门公告，组织实施“十五”期间生物医学工程高技术产业化专项，加快生物医学工程产业发展。
地方上，北京、天津、上海、江苏、广东、浙江等省市，以及深圳、南京、佛山、莆田、衡阳、杭州、宁波等城市都对医疗器械产业进行了产业引导和政策支持。《浙江省国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》指出，医疗器械是“具有重大带动作用的高技术产业”，要“大力发展”。有关部门已经着手制订“医疗器械产业’十一五’发展规划”。宁波市医疗器械行业协会也正在促成“十一五”规划期间的政策支持。
同时，政府部门也意识到要制定更严格的监管制度来引导各类型单位实现产业升级、规范管理，解决这些单位面临着一些实际问题：推动生产销售型企业落实生产质量管理规范（GMP)和质量管理认证；明确要求新开办贸易型企业至少配备2名医疗器械大专以上毕业生从事质量管理、提供售后技术服务；要求医疗单位加强设备管理、强化医疗器械不良事件监测与控制。
3.讨论
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一、引言
人体解剖生理学是研究人体各部分形态、结构及人体生命活动的规律或生理功能的科学。在生物医学工程和医学信息工程等工科专业中，它是医学基础类课程，也是必修的专业基础课。生物医学工程等工科专业是交叉学科，它综合工程学、生物学和医学的理论和方法，从不同层次研究人体系统的状态变化，并运用工程技术手段去解决医学中的相关问题。因此，生物医学工程专业的学生培养需要生物学、医学和工程学的相关理论和知识。对生物医学工程等相关工科专业的学生开设《人体解剖生理学》课程，是专业知识结构的需要，也是后续的生物医学信号处理、生物医学系统建模与仿真、医疗仪器等专业课程的重要医学基础。学习《人体解剖生理学》知识，能够使学生了解人类医疗、保健方面的需求，更重要的是，能够启发学生在未来的学习和工作中发现医工结合的交叉点，促进学生围绕生物医学工程的专业方向进行创新性研究和工作。
二、生物医学工程等专业中《人体解剖生理学》教学现状
目前，我国生物医学工程专业大多在工科院校和医学院校中开设，由于这一专业学科交叉的特殊性，在培养模式方面容易出现偏重于工科或偏重于医科的现象，没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。此外，在这些专业中，其医学基础课程和工科专业课程独立开设，尤其是所开设的《人体解剖生理学》课程，学科独立性较强，存在医学基础课和后续专业课教学相互脱节的问题。进一步分析这些专业对《人体解剖生理学》课程的教学要求发现，作为医学基础课，该课程的教学内容需要涉及人体解剖学、生理学及病理学等几门课程，内容体量大、理论性强，然而课时方面却基本要求在一个学期内的几十个学时内完成该课程教学。在这种情况下，如何高效、高品质地完成大体量的教学内容，达到生物医学工程等医工结合专业对该课程的知识要求，是《人体解剖生理学》课程教学需要不断探索的课题。
现有的《人体解剖生理学》教学方法研究大多是在生命科学专业和医学临床专业中开展，而在生物医学工程等医工结合专业中，该课程的教学方法仅有少数教学研究开展。作为专业基础课，《人体解剖生理学》课程在这些专业中应该如何开展教学？如何体现工科专业特色？如何体现学科交叉特点？实际的教学工作急需有新方法的探索。因此，这些问题的研究不仅对医工结合专业的培养质量提高有帮助，同时，也是高等医学教育研究的重要组成部分。
我们所在的生物医学工程专业是在工科院校背景中开设的，依托工科背景，在工程基础课程教学方面，师资条件和实验条件相对比较成熟，然而在医学基础课程教学方面，存在医学学科基础薄弱，教学改革之前教学模式传统、单一的问题，没有很好地突出生物医学工程的工科特色和学科交叉特点。更为突出的问题是，这种沿袭传统医学专业的教学模式在工科院校中教学效果不理想，教学负担重。针对这些问题，我们以服务专业建设为出发点，提出开展具有工科专业特色的《人体解剖生理学》教学改革，分别从课程内容选择、自主学习能力的培养、实验和实践环节结合以及改革考核模式等方面开展。
三、课程教学改革的主要内容
（一）合理安排课程内容，科学设计课程体系，突出医工结合专业特色
以生理系统为框架整理课程内容，开展以生理系统为单元的专题教学，突出教学重点、难点。在该课程中，细胞基本生理功能尤其是生物电的生理机制、循环系统、泌尿系统、神经系统等章节是重点和难点，其中的心电、脑电、肌电与生物医学工程重要的研究领域密切相关。这些章节的教学会重点讲解，内容包括解剖结构、生理功能及相关的工程应用;而运动系统、消化系统等章节内容系统性较强，相对容易理解，这部分内容的教学方式设计采用教师指导下的自学，教师把章节的内容梗概在课堂上讲解，具体内容布置学生课下自学，并要求学生写出自学报告，这样区别分配授课时间，既突出了教学重点，也解决了课程体量大而课时少的矛盾。
为更好地服务于生物医学工程专业的学科交叉特点，在教学过程中注意整理、添加与工程应用和医学临床相关的内容，比如，在讲解循环系统时增加对血管支架、人工瓣膜、人工起搏器等生物医学工程材料、仪器工作原理的介绍，同时结合生理功能的原理给出问题，让学生分析，比如，“更换人工起搏器时为什么不能直接关闭起搏器，而是要逐步减慢人工起搏器的搏动频率？”;再如，在泌尿系统的教学中，在讲解肾单位结构的基础上，提出“尿液是如何产生的？临床使用的人工透析机是如何工作的？”等问题，启发学生关注这些医工结合点，让他们带着问题去查阅资料，并在课堂讨论时给出自己的观点。这些教学过程不仅激发了学生的学习兴趣，而且为以后《医疗仪器》等专业课程的学习打下了基础，建立了医学基础课和专业课之间的联系。更重要的是，这个过程培养了学生自主学习能力，启发学生在未来的专业学习和工作中寻找医工结合的交叉点，对培养学生的创新思维具有重要作用。
（二）结合优质网络教学资源拓展学生的专业视野，培养自主学习能力
网络公开课等视频资源把优势教育资源通过网络向公众传播，是宝贵的学习资源，《人体解剖生理学》的教学过程中引入了网络视频公开课、课程相关专题纪录片及文献数据库等资源，拓展学生的专业视野，培养自主学习能力，同时也弥补了《人体解剖生理学》课程内容体量大而课时有限的矛盾。我校图书馆有国内外著名大学的公开课视频，比如，中南大学湘雅医学院的《人体解剖学》网络公开课程，斯坦福大学的《人体解剖学》课程，香港中文大学《语言与大脑》视频公开课，杜克大学的《人体生理学导论》等等，这些课程由资深的专家教授进行全程教学，内容清晰、详实。在课程教学过程中，教师根据课程进度介绍这些视频公开课给学生课下自学，并提出相关的问题启发学生思考;在课堂教学时，教师会组织学生对自学情况做简要的讨论和总结。此外，课程内容相关的专题纪录片也对课程教学做了很好的补充，这些影片由专业团队拍摄，案例丰富，制作精美，观赏性强，学生被纪录片内容吸引的同时，也激发了课程学习的兴趣。比如，在讲解神经系统的高级功能――睡眠功能时，链接《人体奥秘》睡眠专题的记录片，片中通过丰富的案例对睡眠过程进行讲解，使学生对睡眠功能和研究现状有深入了解，教师针对纪录片中涉及的重要生理学现象提出问题让学生思考，如：“为什么睡眠对人体是必须的？”、“快速眼动睡眠和记忆有什么联系？”等等，通过这些环节，不仅丰富了学生的学习资源，更重要的是，在这种教学过程中，培养了学生深入思考、自主学习的能力，加深了对专业知识的理解。
（三）重视实验环节教学
该课程配套有《人体解剖生理学》实验课程，在课程教学中注意理论教学和实验环节的配合和衔接，开设的实验都涉及课程中的重点、难点内容。比如，生物电部分是该课程的重点、难点内容，围绕生物电内容设置了神经肌肉电生理、大鼠心电图描记、大鼠运动感觉皮层脑电信号的获取、人体脑电图描记等四个实验，让学生认识不同类型的生物电，并通过生理信号分析系统对获取的生物电信号进行分析，实验中教师提出思考题，比如“如何获得好的心电图描记？”，这些实验操作和思考题将启发学生深入的认识生物电，为以后学习生物医学信号处理等专业课打下了基础。这些操作加深了对理论的理解，同时也逐步建立和后续专业课的联系。
（四）改革课程考核方法
完善考评体系，由以往对知识点的考查为重心转为以能力考查为重心，从以结果评价为主向结果过程评价结合为主转变。考核也应具有一定的灵活性。通过增大平时成绩比例来改变考核构成，如平时作业（主要是章节重点内容的训练等）占15%、专题讨论表现占15%、自学模块表现（以讨论和读书报告形式体现）占15%，课堂回答问题情况占5%。减少闭卷考试中固定答案的题目、增加主观题目的分值等办法，期末考试成绩在总评成绩中占50%，重点考察学生对问题的理解能力、运用能力。并且，把这种考核模式在开课之初就对学生明确指出，使学生在课程学习的过程中更注重这些能力的培养，从而把考试也作为教学的手段之一。
四、教学改革的思考和展望
经过近几年的教学改革实践，我们发现，注重医工结合、突出工科专业特色的《人体解剖生理学》教学对提高学生的自主学习能力，夯实专业基础有很大帮助，符合培养复合型人才的教育理念。在以后的教学研究中，我们会更加注重《人体解剖生理学》与工程应用和医学临床现象的结合，突出医工结合特色，注重学生自主学习能力的培养，开展具有工科专业特色的医学基础课教学模式探索。此外，目前尚未见有生物医学工程等医工结合专业专用的《人体解剖生理学》教材，结合正在开展的这种面向工科专业的医学基础课教学模式改革，收集整理相关的课程资料和各类教学模块的内容，尝试编写面向工科专业的《人体解剖生理学》教材，既是对我们开展的教学改革实践的归纳和总结，更希望能对医工结合专业中医学基础课程的教学模式进行丰富和补充。
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1.选择教材，合理安排教学内容
受授课学时的限制，我们选用的教材是化学工业出版社出版的《高分子化学与物理基础》，由魏无际等主编。该教材系统地阐述高分子化学与物理的基本概念、基本知识、基本原理和基本测试方法，教材内容全面，难度适中，比较适合生物功能材料专业的教学要求。针对课时较少的现状，我们对教学内容进行了合理安排。对于高分子化学部分，重点讲解高分子的基础概念、缩聚和逐步聚合、自由基聚合、聚合方法、阴离子聚合等内容，自由基共聚合、阳离子聚合、配位聚合等可较简单讲解，聚合物的化学反应章节主要由学生自学。这样既保证了学生能够掌握高分子化学的基本概念及反应，又没有因为课程过难给学生造成学习困难。对课程中的某些内容，例如聚合动力学的推导，在物理化学中化学动力学部分还没讲解的情况下，我们在教学中不要求学生记住所有推导和公式，仅提出聚合动力学基本知识，引导学生自己进行动力学推导。对于高分子物理部分，我们重点讲解高分子的结构、高分子的分子运动、力学状态及其转变，简单讲解高分子固体的基本力学性质、高分子溶液的基本性质章节，对高分子电学、热学和光学的基本性质章节主要由学生自学。这样课程的安排，重点讲解能够加强学生对高分子学科基本知识的掌握；简单讲解能够扩大学生的知识面、引导有科研需求的学生课下加强该部分内容的掌握；自学部分主要为了深化学生对高分子学科知识的理解。重点讲解、简单讲解与学生自学相结合的教学方法，突出了本课程重点、拓宽了学生知识面，克服了高分子学科教学中内容多、概念多、数学推导多等难于克服的难点。
2.理论联系实际，提高学生学习兴趣
高分子化合物广泛存在于日常生活中，如穿着用的化学纤维、自然界存在的棉、麻、丝绸等，食品行业中的蛋白质、淀粉、纤维素，建筑行业中用的涂料、各种高分子管材、胶黏剂、有机玻璃，行驶工具中应用的橡胶、工程塑料、增强纤维等。高分子科学在人们的日常衣、食、住、行中发挥着极其重要的作用，其是一门应用基础型的学科。高分子化学与物理的教学，单纯的讲解很难引起学生的学习兴趣，教学效果不显著。为提高学生学习兴趣，我们在讲解基本知识的同时，注重理论和实际相结合，列举了大量实例。例如讲解缩聚反应时，对涤纶、尼龙等一些重要的缩聚物的生产原理进行了重点讲解，对聚乳酸生物材料进行了系列概述，包括其生产方法、原理和应用等；自由基共聚合部分，讲到聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS树脂）、丁苯橡胶（SBR橡胶）等一些著名共聚物和常见聚烯烃产品及它们的制备原理、主要性能和用途。其中举例聚四氟乙烯（PTFE）用于流量泵、反应釜内衬和搅拌棒外面涂层，聚氯乙烯（PVC）用于各种集成吊顶和各种垃圾袋等。在高分子发展史中，讲授诺贝尔奖成果和获得者的发明典故，例如电高分子的发现、齐格勒-纳塔催化剂的发展，以增强课堂的趣味性；讲述了第二次世界大战期间高分子的发展典故。此外，让学生翻看塑料水杯的材质、衣服标签让学生认识各种标志上一些材质的名称，指出我们的水杯、服装由哪些合成高分子构成，并讨论目前常用的化学纤维名称和聚合原理；通过举例讲解方式，激发学生自主学习兴趣。
3.多媒体与板书教学方法相结合，提高教学质量
高分子化学与物理基础课程知识面广，其涵盖了高分子化学、高分子物理、高分子加工等方面内容。该课程教学信息量大、理论性强，学生理解相对比较困难。因此，我们在教学过程中注意多种教学形式相结合，提高教学质量。课堂主要采用多媒体教学方式，同时辅以板书讲解，取得了不错的教学效果。利用多媒体教学方法既能够将理论的知识直观体现出来，又能够将难于理解的教学内容形象地展示出来，这样可以使学生更容易理解所学内容。例如，在讲解配位聚合时，利用动画演示双金属活性中心机理和单金属活性中心机理中单体分子的插入过程与链增长过程；自由基聚合实施方法中，利用制作动画模拟悬浮聚合和乳液聚合过程中单体的分散过程，高分子物理中拉伸对高分子结晶形态的影响、动态黏弹性模型，等等。通过多媒体的运用，可以使抽象的教学内容具体化，有效提高学生学习的趣味性。多媒体课件也会存在一些缺陷，比如讲课节奏过快，学生难以吸收；教师过于关注幻灯片屏幕，减少了和学生的交流互动，等等。在实际教学过程中，还应注意和板书的有效结合，对重点知识内容采用板书的形式进行讲解，取得了不错的效果。
4.网络教学方法的运用
针对多媒体教学存在讲课节奏过快，学生难以吸收等缺陷和板书教学进度缓慢等特点，对重要章节，我们采取课堂与课下网络教学相配合的方法。网络教学在原来多媒体教学基础上，对教学过程和教学内容提供了全面支持。目前学校构建了一个比较完整的网上教学支撑环境，提供多媒体录播室进行教学视频的录制，最后把课件与录制视频统一上传到网络教学平台。网络教学有许多传统学习方法无可比拟的优点，例如学生学习自主性增强，真正发挥学习的主观能动性，学生学习在时间和空间上少了许多限制，学习的探究性更加深入。另外，网络背景下学生在获取不同的资源时可以进行比较，相互之间取长补短，知识面更广。随着现在网络技术的发展，学生可以在宿舍、教室和学校多媒体教室通过网络对课堂内容进行学习。网络教学方法的运用，大大弥补了课堂多媒体课件存在一些不足，大大提高了教学效率。
5.开展互动式教学，发挥学生的学习主动性
教学是教师和学生的共同行为，学生是课堂的主体，教师是学生学习知识的引导者。目前高校教学方式偏重以教师“教”为主，忽视了学生“学习”的主动性，学生始终处于“被动学习”地位。这样的“被动学习”，导致学生具有学习压力大、心理负担重等特点。针对这一现状，我们采取课堂互动的教学方式，包括师生提问、讨论和学生上讲台相结合的方式进行教学活动，取得了一定效果。比如在下课前教师先提出下一节课的预习内容，提出一些讨论问题，例如在讲述缩聚反应时，提出不同聚合时间获得聚合物分子量是否相同、什么样的单体能够发生缩聚反应、什么样的单体能够获得支化的高分子等问题。让学生通过查阅资料，自己寻找答案，并在下次课堂上让学生进行讨论，然后教师补充。这样既提高了学生的学习思考能力，又增强了学生的学习主动性，提高了学习兴趣。另外，我校为农业院校，虽然学习《高分子化学与物理课程基础》课程的学生是非农业专业，但是部分学生毕业后或许从事涉农相关服务业。考虑到此种情况，我们在授课内容安排上，对目前农业应用的高分子材料和高分子在农业方面的潜在应用进行了讨论，给他们提供了创造性思维。比如在讲自由基聚合章节时，我们就对强吸水树脂的制备现状和发展前景，主要针对其在农业生产中的应用进行了讲述，对高分子薄膜在农业中的应用及带来的“白色污染”与应对措施进行了讨论。通过这样的讨论，我们锻炼了学生分析思考问题的能力，这为学生工作与科学研究的创新思维形成打下了基础，提高了学生的学习积极性和学习兴趣，加深了对本课程的理解。
6.结语
通过对本校生物功能材料专业《高分子化学与物理基础》课程教学中的一些课程设计特点、面临的问题及目前采取的措施进行了总结。《高分子化学与物理基础》虽然是一门专业基础课，但其理论性强、概念抽象难懂，如何让学生在掌握该课程基本理论的同时，调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力和创新意识，是教学工作中需要不断探索的问题。我们将在总结已有教学经验的基础上，继续对本课程教学方法的改善与创新进行探索，以提高该课程的教学质量。
参考文献：
[1]魏无际，俞强，崔益华.高分子化学与物理基础（第二版）.北京：化学工业出版社，2011.
篇11
生物工程是以细胞工程、基因工程、生物分离工程、蛋白质工程、微生物工程为核心，借助于现代工程技术，以先进生物技术研究成果为对象，以产业化为目标，进行科学研究开发为其基本任务的工学学科，是生命科学从实验室研究成果通向工业生产的桥梁生物工程技术，现已广泛应用于医药、农业、能源、环境、食品等行业，发展速度突飞猛进。
1 我校生物工程专业发展现状
湖南科技学院是位于湖南永州市，集文学、理学、工学、法学、经济学、管理学、教育学等学科于一体的地方本科院校。我校生物工程专业创办于2004年，已培养了学生609人，目前有在校学生253人，2008年生物工程专业批准确定为国家教育部第1类特色专业，2009年获批第二批湖南省普通高学特色专业，2010年获批教育部、财政部第六批高等学校特色专业，2012年获批教育部综合改革试点专业项目，现有中央与地方共建特色优势学科“生物质能利用生物技术实验室”1个，湖南省高校产学研合作示范基地1个，湖南省级精品课程1门。
2 我校生物工程专业教学过程中存在的问题
经过近10年的发展，生物工程已成为我校优势发展学科，但不可避免地存在许多问题，主要表现在：（1）长期以来我们照搬重点院校教育模式，制订一系列培养方案与教学计划，各门课程之间的教学内容相对独立，基本上采用的是研究型人才的培养模式，与高级应用型人才培养思路不相协调，未能真正体现地方经济发展特色，本专业课程设置偏重基本知识、基本原理的掌握，大部分专业课未能突出体现工程系统的背景。（2）以前，我们往往注重学科化、学术化的发展道路，甚至沿袭了部分师专的师范化的发展模式，只重视理论知识研究和各门学科的独立性，大都忽视了工程学科之间综合性以及工程实践的作用，导致我们的毕业生的视野长期被局限在科学技术的范围之内，其工科技能未得到提升，培养出来的毕业生倾向于“工程科学家”而不是适应现代企业发展需要的工程师。（3）本专业部分教师自身缺乏工程背景和有效系统的专门训练，大部分教师没有实际的工程学习或者工作经验，教师的教学手段只在传统教学模式的基础上作了稍许调整，大多重视理论灌输、轻实践技能的培养，未能及时把工程实例充实到课堂上来，没有真正体现“面向工程”的办学理念和培养目标。（4）本专业未永州地方相关企业形成互相依存、互利互惠、协调发展的有效机制。加上专业办学经费不足、仪器设备陈旧、专业教师人数奇缺等因素，导致学生的工程训练大多只局限在课堂和实验室，培养出来的毕业生缺乏对工程背景、真实工程情况的了解，更谈不上得到综合、系统的工程实践技能训练。
3 生物工程专业专业教学改革与探索
面对迅速发展飞速的当今世界，工程不再是狭窄的科学与技术涵义，它不仅仅靠一种知识就能支撑，而是要建立在科学与技术之上的包括社会、经济、文化、道德、环境等多因素的大工程涵义，工程师职业与其他职业的区别就在于高度的实践性和综合性，学生在工程观的背景下经过综合知识和系统思维的培养、训练，才能做出对企业发展急需工程项目。针对教育部评估专家提的建议和意见，经过我们系部领导和教研室讨论，借鉴一些示范院校的经验，结合永州地方经济发展的实际需要，我们拟对生物工程专业教学内容进行改革与探索，主要设置以生物制药、生物化工、农林种植、农产品加工为特色的生物工程专业人才培养目标及相应的课程体系，用工程观、实践观理念来培养学生，要求专业教师树立工程系统性和整体性观念，凸显本专业“以工为主”的办学思路，强化人才培养的“工程观”教育教学理念，大力提升学生的实践与创新能力。主要做法如下。
3.1 逐步推行本科生导师制
我们拟逐步在本科生一年级下学期开始中在推行导师制，一直持续到学生毕业，针对不同学生的特点，划分不同专业方向的导师，导师的遴选除了本专业的老师外，还积极遴选一些企业资深工程师作为校外导师，导师对学生从学习、思想、生活各个方面进行全方位的指导。要求导师在课堂教学内外都与学生密切联系，鼓励学生创造性发展，鼓励学生多带着问题学习，多带着探索精神去发现学习中遇到的问题和解决学习中遇到的问题。通过教师与学生的双结对，引导学生尽早接触科研活动，参与专业文献查阅、科研论文写作、科研实验、工程设计、工厂技术疑难攻关等，完成学生的毕业论文或设计，逐步培养学生的创新能力、动手能力、自主学习能力。
3.2 重视实习实训教学
实习是提高工科学生感性认识和工程能力的主要环节，计划安排6周时间（其中1周实习准备、4周集中实习、1周为实结），按20人/组的标准分别配备校内外指导老师各一名，校内外指导老师对学生的实习进行全程指导。以前生物工程专业的实习，实习基地不稳定，专业方向不十分合适，影响实习效果，我们将根据永州地方经济特色，到相关永州相关企业（如农业示范园、啤酒厂医药公司、永州特色经济种植基地、食品公司、农产品加工公司等）走访、沟通，通过签订协议、挂牌等方式，建立起7～10个稳定的实习基地，同时我们将逐步开展校内实习基地的建设，拟建设如生物发酵中试基地、生态农业示范基地、特色观赏园林示范基地等，使学生能够更好的在专业对口的企业或基地实习，培养动手能力，为学生今后从事科研开发、工程设计奠定基础，同时我们还将积极鼓励学生开展专业社会实践活动，配备校内外专业指导老师进行跟踪指导。
3.3 突出抓好课程设计
以前，生物工程专业的大部分学生毕业环节内容都以参与教师科研课题为主，他们在完成论文的过程中缺少工程设计的训练。但绘制工艺流程图、物料、能量衡算、工艺设备选型等工作是工程应用型人才所必备的基本能力。为此在生物工程专业的课程设置上，在第4、5学期相关的专业课学完后，我们都设置了对应的课程设计，积极与校内外实训基地合作，课程设计来源于永州当地企业（如啤酒厂医药公司、食品公司、农产品加工公司等）在生产过程中遇到的设计问题，使学生在校内外导师的指导下完成工程设计的训练。
3.4 做实毕业环节
无论是毕业论文还是毕业设计都是学生实践性和创新性能力培养最重要的环节。本专业要求在第六学期导师就必须考虑课题，下达毕业论文（设计）任务书，让学生先进行文献查阅、外文翻译等前期准备工作，争取在暑假期间就进入课题工作阶段，学生课题必须与解决永州当地企业（如农业示范园、啤酒厂医药公司、永州特色经济种植基地、食品公司、农产品加工公司等）在生产过程中遇到的问题相关，充分调动学生的积极性，使学生的毕业设计与永州地方经济紧密结合。学生通过大半年毕业环节的锻炼，其动手能力、独立思考能力、团队协作能力、理论联系实际能力、工程实践创新能力均能大幅度提高。做实了毕业环节，就会使学生通过半年的历练使前三年积累的知识得到升华。
3.5 加强教师队伍建设
篇12
1 现代教育技术在生物工程专业课教学中的必要性
现代教育技术是以现代信息技术为支撑，以现代教育理论为基础，以系统科学理论为指导，以教学过程和教学资源为研究范围，以实现教学过程优化为最终目标[2]。与其他新技术一样，现代教育技术的应用，对教育产生了强烈的冲击波。尤其是多媒体、网络、人工智能、远程通讯等技术的应用，不仅更新了教学方法和教学手段，更重要的是对传统教育理论和实践产生全面的挑战。
专业课教学是培养学生专业素质和实践创新能力，综合运用基础课和专业基础课知识的重要阶段，直接为学生就业工作做准备。对于工程技术类的学生而言，积累本专业知识的同时，更为重要的是实际工程技能的训练。多年来，生物工程专业课教学中一直存在着以下问题：
（1）就教学内容本身而言，生物工程专业课理论性强，教学难度大；内容多，概念抽象，公式推导复杂，知识的融合面广(涉及高等数学、物理学、物理化学、工程制图和化工等)；运算过程长，公式多，经验系数多；教具少，缺少形象化教学，尤其是设备部分，价格昂贵，难以建立工艺实验；实践性强，无论是基础理论还是工业设备都离不开生产实际。
（2）就科学技术发展而言，随着生物科学的快速发展，与之相关的许多学科、特别是最为密切的生物工程领域的许多研究方向得到了突飞猛进的发展，诸如：生物反应工程、生物分离工程与技术(生物工业下游技术)、酶工程、生物生产工艺等；其研究手段更加先进，涉及的领域更为宽广，研究的内容更加丰富。这对于生物工程专业的教学，提出了更高的要求，须不断地将新工艺、新技术和新的理论研究成果充实到教学内容中。
（3）就教学方法和教学手段而言，在传统教学的教学中，教师讲，学生记，教师问，学生答的方式，学生是被动的外部刺激的接受者即灌输对象，这种教学方法学生的参与面，参与程度，实际上难于达到施教者的初衷。而且教法单调、教师费力、费时，学生却感到抽象，不易理解，教学效果差。另外由于受时间、空间及经费等限制，学生很难亲临现场观察。
针对工科专业课程的以上特点，传统的“黑板 + 粉笔”教学模式无法满足现代教学需要，学生也难以掌握相应的教学内容。现代教育技术的兴起和现代教育媒体的涌现，为解决生物工程专业课教学面临的困难和问题提供了新的思路和方法。为此我们认为，在生物工程专业课的教学中，应该充分利用现代教育技术，在课堂中使用多媒体教学，课后使用网络课程，在实验条件不足情况下采用仿真技术，建立计算机仿真实验室。只有这样，才能更大满足对生物工程专业课教学的要求，培养学生自主学习的能力和创造精神，从而提高学生综合素质。
2. 多媒体课件在理论教学中的应用
计算机多媒体教学课件，以其丰富、多样的信息承载形式，灵活、方便的交互特点，将越来越多地应用于教学之中。传统的利用黑板模式的教学方式，针对于生物工程专业课教学，面对有众多学生，教师资源和学时数有限的情况，已经非常严重地影响了教学的效果，需要利用先进的多媒体工具进行改观。
几年来，作者将全部教学内容设计、制作成多媒体教学课件并投入到理论教学当中。实践证明，设计合理，加工细致、使用得当的多媒体课件用于教学，效果较好。
2.1 采用多媒体课件教学，有利于分析归纳教材内容，重点突出。
生化工程专业课程涵盖的内容很多，比如《发酵工艺学》课程内容就包括抗生素、微生物酶制剂、氨基酸发酵、有机酸(柠檬酸、乳酸)、多糖发酵生产工艺和丙酮丁醇发酵的生产工艺等等。这些内容中的绝大多数本身就可以单独作为一门课程进行讲授，如果全部介绍，课时肯定不够。但是，如果采用多媒体课件教学，在设计课件脚本时，可以对课程内容进行分类和归纳，并选择有代表性的知识作为授课重点内容。为此，我们把以上所有发酵生产工艺中的共性部分独立出来，设计出这样一条课件制作主线：工业微生物基础淀粉制糖工艺培养基配制和灭菌无菌空气的制备培养基中氧的供需和传递生物反应器发酵工艺控制发酵染菌的分析和防治动植物细胞大规模培养生化产品的分离和纯化生化生产工艺实例。而对于其他相关内容仅仅布置自学提纲，使同学们通过举一反三和触类旁通的方法进行学习。我们在讲授具体工艺内容时，对同学们已掌握和了解的内容不再重复讲授或仅要求同学们复习相关的章节，这样就避免了不必要的重复，突出了本课程的重点。
2.2 巧妙使用课件制作软件，充分调动学生学习兴趣
生化工程专业课内容多，有些内容学生无法实际观察，比较抽象，而利用多媒体技术可以清晰地呈现这些教学内容，从而突破客观条件的限制，使学生容易理解和掌握这些知识。可以利用优秀课件制作软件如PowerPoint制作幻灯片、Flash制作二维动画、3DMAX等制作三维动画。这样制出的教学课件在教学中的应用，不仅可以使抽象的理论具体化、形象化、直观化，而且还富有趣味性和感染力，可以充分吸引学生的注意力，也便于学生将感性认识上升到理性认识，帮助学生对教学内容进行理解和掌握，充分调动学生学习兴趣。
如《发酵工艺学》这门课中，最重要、最核心的设备是发酵罐，为了在授课时更加形象生动，学生更好接受课本内容，我们采用Flash软件把发酵罐做成能播放的动画“元件”。这样，在讲授各个章节课件时，当有涉及到发酵罐内容时，就可直接调用它，非常方便。再如在《发酵工艺学》课件制作中，用PowerPoint 作为操作平台，在课件制作时利用工具栏中的“图片”工具栏，利用自选图形中工具，可在幻灯片制作过程中使用各种不同自选图形，把复杂的工艺过程绘成流程图，这样使得讲授内容条理更加清楚，系统性强，可以大大节省时间，学生容易接受。这样以生动的图像、图片及流程图将有关内容展示出来，使学生一目了然，容易建立起工业设备或工艺流程的空间概念，这样做不仅有助于学生对所学知识的理解，而且有助于学生增强自信心，培养对专业的兴趣。
2.3 有利于化学公式推导以及工艺流程图的演示
生化工程专业课程化学公式多，工艺流程图复杂，教学难度大，传统的教学往往不利于公式推导的过程工艺流程图的演示。这方面的教学也是一个比较容易使学生陷入学习困难的地方，是很多教师比较头痛的教学部分。但是如果合理地运用成熟的办公软件对公式和工艺流程图进行处理，更多技巧的运用可以让多媒体教学发挥传统黑板教学推导公式和演示工艺流程图时不能达到的效果。比如：(1)利用办公软件的动画功能就可以设置公式演算和工艺流程图的慢放效果或者手动放映效果，使公式或工艺流程一步一步演示出来，或者在教师操作下演示出来，这样，教师在教学过程中如同书写到黑板上一样有步骤、有时间顺序，留给学生思考的空间。(2)为了强调某个部分与下一个步骤的联系，可以用颜色效果或者箭头来表示内部联系。(3)对于学生不容易理解的步骤，可以任意回放重新演示，并且在需要讨论的地方暂停讨论。
多媒体作为现代化教学的一种手段，在优化教学过程，激发学生创造性思维，提高课堂教学效果，有效地实施素质教育方面起着重要的作用。应用于课堂教学的计算机多媒体技术，作为一种先进的教学辅助手段，和以前传统的“黑板 + 粉笔”教学模式相比，有着无可比拟的优势，能够取得以前传统教学辅助手段（模型、地图和挂图）所达不到的效果。由于采用多媒体教学，明显提高了教学质量和效率，促进了生化工程专业课的教学改革。
3 网络课程在辅助教学中的应用
在信息技术飞速发展的今天，传统的黑板和挂图(含幻灯片、胶片投影)的教学手段已无法适应当前教学内容大信息量和更新周期短的需要，多媒体教学课件的使用，也只能满足有限的课堂教学的需求。
为适应时代的发展，笔者自2003年以来，首先把生物工程专业课之一的主干课《发酵工艺学》课程制作成适合在网络上运行的网络课程，并作为辅助教学使用。在教学时，采用网上教学和课堂教学相结合的方式，其中课程中的基本概念、重点和难点采用课堂教学，在多媒体教室上课，课程作业、课堂讨论、在线答疑和理论考试等放在网络上进行。经过二年多的实践，已经初步取得成效。
网络课程内容主要由以下三部分组成：（1）教学信息呈示部分。这部分主要是向学习者介绍学习这门课程应有的知识准备，通过学习达到的学习目标以及学科的知识结构等。栏目主要包含：教师风采、课程建设、理论教学、实践教学、课外学习等，在主页面上设有教学公告栏，使学生能在第一时间知道本课程的教学信息，并在课外学习栏目中补充了大量的新技术、新成果等资料，供同学们在网上自由学习。（2）网上交流部分。这部分主要是为师生或生生交流提供“阵地”的。主要栏目包括课堂讨论、网上答疑、学习讨论、师生信箱和任课老师值班时间安排等。（3）评价系统部分。包括对学生在这门课程中的考试与作业的评价、对学习过程参与度的评价、对教师的评价及专家对课程系统的评价等。
在具体的教学过程中，通过网络课程的使用，学生可以采取多种学习方式：
（1）资源利用式，即学生可以通过网络课程上提供的相关链接，获得教育教学网站上丰富的学习资源，查询并下载自己所需要的信息资料，包括各种生物学知识、观点和最新的生物学成果等。比如，生物引擎网网址bio-engine.com，中国科学院科技文献全文数据库系统网址lcc.icm.ac.cn/fulltext/database.html，科学数据库网址cnc.ac.cn，生物科技在线网址monsanto.com等。
（2）协商合作式，协作式学习是网络教学的最重要特点，也是最重要优点之一，学生通过网络上的课堂讨论、网上答疑、学习讨论栏目，可以进行讨论、交流，而且还可自由发挥、自由想象，因此能集思广益，便于多种不同观点的碰撞与交流，能在较短时间内使参加讨论的同学对同一复杂问题，获得多方面的较为深入的认识，这对于事物的复杂性和培养辩证思维、发散思维，无疑有很大好处；
（3）自主发现式，即借助网络资源，通过比较异同点，发现问题，主动探索的学习。比如学生学习课本第十章发酵过程的工艺控制之后，学生通过比较发酵生产的三种培养方式（分批培养、补料分批培养和连续培养），找到了异同点，学生对内容的分析和归纳，不但很快得找到了知识，通过查阅相关资料还进一步发现，在实际生产中，人们一直极其重视微生物、动植物细胞的改良和新产品的开发，而忽视了探求改进生产工艺和改善工业生产设备的工艺研究。学生通过查阅相关资料，发现工艺的改进将会在很大程度上改善产品的质量，提高生产效益，起到上游过程无法实现作用，也充分认识到工艺的研究和优化显得更加重要。
同传统课堂教学课件相比，网络多媒体教学课件与其有许多相同之处，也有不同的地方。许多同学在与网络接触之后，学习兴趣更加浓厚，求知欲望异常强烈。在通过网络扩展了知识外延的同时，学生们真正体会到了“学然后知不足”的深切内涵，进而确定了终生学习的思想。因而，我们应根据网络教学特点，认真研究网络教学对课件的要求，把握网络多媒体教学课件设计、制作原则，力争制作出高质量的网络课件。
4、计算机仿真技术在实验教学中的应用
实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力十分重要，而实验素质和技能的提高必须通过实验教学的各个环节来实现。但专业实验不同于基础实验，大部分实验操作是综合性大型工艺实验，要建立一个比较完善的生化工程专业实验室，投资较大，如购买一套70升全不锈钢中试发酵罐及其控制系统等较为完备的实验设备，投资就得上百万；另外，传统实物实验要受实验室的自身条件，如仪器设备的种类、状况、成套数及器材消耗等因素的限制，在规定的时间和空间内有选择性地开设综合设计性实验往往存在较大难度；第三，如果专业实验开设数量有限，实验内容更新缓慢，就难以适用现代科学技术的迅猛发展，不利于学生研究设计能力和创新能力的培养。基于以上情况，我们建议把计算机仿真技术引入到生化工程专业实验中，建立生化工程专业仿真实验室。
与传统实物实验相比，虚拟仿真实验以软件为基础，用软件替代硬件实现了各种器件和电路的显示、数据读取、数据分析处理等实物实验只能用硬件完成的功能；同时实现了实物实验很难实现的数据编辑、存储、打印图表等功能，而且点击鼠标即可进行仿真操作，完整地模拟实验操作的全过程。随鼠标的移动，指示出实验装置的各个部件名称，便于了解实验装置的结构，使得学生实验变得更加灵活、简单而富有创造性。
在发酵工艺学课程的专业实验中，通过计算机技术建立模拟实验环境，可以设计许多仿真实验，通过输入必要的参数，或者通过学生交互操作 进行模拟实验 通过输入不同的参数 观察不同的实验结果，进行分析比较，可较好提高学生科学探究的能力。
以青霉素的发酵生产为代表，仿真一套完整的、与工业化生产完全相同的青霉素发酵、分离提取的工艺实验，在仿真实验过程中，将发酵过程中的各种参数的测定融合到具体的实验中。例如：发酵液中青霉素含量的测定、发酵液中还原糖含量的测定、pH的在线检测、发酵液中溶氧浓度DO值的在线检测、菌体浓度OD值的检测、菌体染色及形态观察等，要求学生从实验开始到实验结束，每隔一段时间出样一次进行各种参数的检测。最后根据实验得到的各种数据，结合学过的发酵工艺学的基本原理，对发酵过程中的各种参数的变化及出现的发酵异常现象进行具体的分析，并写出一份完整的实验报告。这样有利于提高学生分析问题解决问题的能力，对其它课程的学习也起到了一定的促进作用。
虚拟仿真实验改变了传统的学习观念，不仅为学生提供了一个开放式的实验平台，也为教师提供了一个优良的辅助教学平台，适合反映新技术新成果应用的新型实验，使学生更直观、灵活、自由地完成学习任务。但发酵过程是一种内在机理十分复杂的生化过程，实际上很难有一种数学模型对所有发酵过程进行准确的描述。为此我们认为，应该把虚拟仿真实验作为传统实验教学的完善与补充，把实物实验与网上虚拟实验、课堂教学与网上教学、实际考核与网上考核有机地结合起来，充分利用先进的计算机设备和丰富的网络资源进行网上虚拟实验教学，进一步提高实验教学水平。
5 结束语
每一种媒体都有自身的长处，对某种特定的教学和学习有效，不存在一种处处适用的全能媒体。同样，每种媒体又不可避免地存在局限性，不利于某些教学和学习。只有在某些特定的教学情境中，一种媒体会比另一种媒体更有效。现代教育技术作为现代化的教学手段，必须和传统的教学方法融为一体，多种教学媒体互相补充、协调统一，接教材的需要进行优化组合，才能发挥其优势，达到教学的最佳效果。另外，作为一名教师只有深入钻研、勇于探索、大胆实践，并不断学习和掌握现代教育技术，才能提高自己应用现代教育技术的能力，从而优化教学体系，提高教学质量。实践证明，现代教育技术引人生化工程专业课程教学中是高校实施教学改革，提高学生综合能力的有效途径。
篇13
Thinking and Exploration on the Course Teaching of Biomedical Materials Science in Science and Engineering Colleges
Wang Fuping Chen Zhongmin
（College of Pharmacy and Bioengineering，Chongqing University of Technology，Chongqing，400054，China）
Abstract：Biomedical engineering is set up in science and engineering college relying on their various advantages，medical instrument is the profession feature.The main part of courses is electronic science and technology， biology and medical courses are few and neglected by most of the undergraduates.Therefore，in order to promote students learning interest，and improve the quality of this course，enhance the students’comprehensive quality， put forward a teaching method， which involve adding a few of clinical pathological examination and studying the materials of medical equipment with the knowledge of the biomedical materials.This teaching method left a deep influence on the students.
Key Words：Science and engineering college；Biomedical materials； Course teaching； Clinical patholog； Materials of medical equipment
目前，国内大约有六、七十所大学设立生物医学工程专业，其中大多数是综合或理工科大学，医学院校仅十几所，各个高校依托各自的各种办学优势，以创办出有自己鲜明特色的生物医学工程专业[1]。作为理工科高校，医疗器械成为了生物医学工程专业的主要方向，主干课程包括电路及模拟电子技术、数字电子技术、医用电力电子技术、单片机原理及应用、医学图象处理、医学信号处理、生物医学传感器，基础医学、生物医学化学、生物医用材料等，该专业学生较明显投入大量的时间和精力于电路、信号、软件等课程，但在《生物医用材料学》课程学习中表现出明显不重视，更有甚者认为该课程与医疗器械方向相差甚远，导致该课程教学中，学生兴趣不高，学习效果差，为了改变此现状，与同组老师进行了相关教学经验探讨，查阅其他老师教学经验总结[2-3]，均是需要从教学内容、教学策略等方面着手，提出了紧跟学科发展前沿，优化课程教学内容、改善教学策略及方法、加强实验教学、加强自主学习能力等等。这些前人总结对本课程教学过程教学起到了重要的指导意义，在此基础上，通过对该课程教学实际情况思考，提出从教学内容上，采取增加少量临床病理知识和用生物医用材料学的知识解剖医疗器械组件材质两种模式，这也符合了生物医用材料交叉学科的特点，交叉学习[4]。并通过两年时间，确有提高该课程教学质量。
1 增加少量临床病理知识
医疗器械是指直接或者间接用于人体的仪器、设备、器具、体外诊断试剂及校准物、材料以及其他类似或者相关的物品，包括所需要的计算机软件。效用主要通过物理等方式获得，不是通过药理学、免疫学或者代谢的方式获得，或者虽然有这些方式参与但是只起辅助作用。目的是疾病的诊断、预防、监护、治疗或者缓解；损伤的诊断、监护、治疗、缓解或者功能补偿；生理结构或者生理过程的检验、替代、调节或者支持；生命的支持或者维持；妊娠控制；通过对来自人体的样本进行检查，为医疗或者诊断目的提供信息。而在此过程中，涉及大量的医用耗材，均属于生物医用材料的范畴，同时涉及大量的临床病例知识，而理工院校同时具备生物，医学，材料，医疗器械类知识的人才匮乏，相应课程设置较少，学生医学方面知识薄弱，在讲解相关知识时需要补充少量的临床病例知识。
如：慢性肾衰竭是指各种肾脏病导致肾脏功能渐进性不可逆性减退，直至功能丧失所出现的一系列症状和代谢紊乱所组成的临床综合征，即尿毒症。尿毒症以代谢性酸中毒和水、电解质平衡紊乱，蛋白质、糖类、脂肪和维生素的代谢紊乱等，血液检查以尿素氮，肌酐为主，尿素氮与二乙酰反应，缩合生成红色的二嗪衍生物，肌酐与苦味酸反应生成红色复合物，二者通过光电二极管在特定波长下检查其吸光度值，即可得到相应的含量。
血管疾病主要指动脉粥样硬化、炎症性血管疾病、功能性血管疾病、血管的真性肿瘤性疾病等。其中以动脉粥样硬化最为常见。动脉粥样硬化是一组动脉硬化的血管病中常见的最重要的一种，其特点是受累动脉病变从内膜开始。一般先有脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成，纤维组织增生及钙质沉着，并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化，病变常累及弹性及大中等肌性动脉，一旦发展到足以阻塞动脉腔，则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。在正常情况下，血管跟周围软组织密度相近，导致CT等不能清晰检查，因此，可以通过显影剂在X光下所显示的影像来诊断血管病变。随着介入放射学的发展，血管造影已经成为临床的一种重要的诊断方法，尤其在介入治疗中起着不可替代的作用。血管造影在头颈部及中枢神经系统疾病、心脏大血管疾病、及肿瘤和外周血管疾病的诊断和治疗中都发挥着重要作用。常用的造影剂有碘普罗胺注射液和含碘类造影剂，其中含碘类造影剂注入体内都有可能产生过敏反应，症状严重程度不一，重症可致命。
原发性肝癌，是我国常见恶性肿瘤之一。死亡率高，在恶性肿瘤中排列第三位。原发性肝癌的病因和发病机制尚未确定。目前认为与肝硬化、病毒性肝炎以及黄曲霉素等化学致癌物质和环境因素有关。甲胎蛋白是诊断原发性肝癌的特异性肿瘤标志物，具有确立诊断、早期诊断、鉴别诊断的作用。目前常用化学发光法、酶标法、酶标电泳法、放射免疫法检测。
通过临床病理知识的学习，可以明确相关检测仪器的检测目标，检测方法，检测原理，其中涉及的相关试剂既属于检测试剂范畴，同时又是医疗器械必不可少的部分，可以使学生在在学习生物材料的同时，与自己学的医疗器械相关知识重组，从而提高本课程的学习质量。
2 用生物医用材料学的知识解剖医疗器械组件材质
除了用来检查，还有很多医疗器械属于治疗类的，如心脏起搏器，人工心脏，人工耳蜗，血液透析机等，其部分材质必须达到生物医用材料的要求，因此可以通过用生物医用材料的知识分析（见图1）。
如：心脏起搏器可以有效治疗严重的心跳慢、心脏收缩无力、心跳骤停等心脏疾病，人工心脏起搏系统主要包括两部分：脉冲发生器和电极导线。常将脉冲发生器单独称为起搏器。起搏系统除了上述起搏功能外，尚具有将心脏自身心电活动回传至脉冲发生器的感知功能。起搏器主要由电源（亦即电池，现在主要使用锂-碘电池）和电子线路过程，能产生和输出电脉冲。电极导线是外有绝缘层包裹的导电金属线，其功能是将起搏器的电脉冲传递到心脏，并将心脏的腔内心电图传输到起搏器的感知线路。导管电极需要长期起搏，因此需用生物相容性好、韧性好、抗老化、耐腐蚀的材料制成，电极导线通常采用爱尔近合金（Elgiloy）或用镍铬钴钼合金丝绕成螺旋管，导线的外层绝缘材料都选用高纯硅橡胶或医用聚氨酯，电极头的材料以表面活化各向同性低温热解碳或铂为优。
胶囊内镜全称为“智能胶囊消化道内镜系统”，又称“医用无线内镜”。原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊，借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像，医生利用体外的图像记录仪和影像工作站，了解受检者的整个消化道情况，从而对其病情做出诊断。典型的胶囊内镜由七部分组成，透明外壳、光源、成像元件、传感器、电池、发射模块和天线组成。其外壳材料会与人体消化道粘膜接触，并进入胃肠，胶襄外壳采用耐腐蚀医用高分子材料，对人体无毒、无刺激性，能够安全排出外。
血液透析机是治疗尿毒症的一个重要仪器，血液透析是将血液抽出体外，经过血液透析机的渗透膜，清除血液中的新陈代谢废物和杂质后，再将已净化的血液输送回体内。首先输血管道必须符合生物医用材料的安全性要求，另外血液透析膜的材质及特性直接决定了血液透析机的治疗效果，要求膜材料具有扩散对流特性、血液相容性、黏附特性、稳定的物理特性等，膜孔径在1μm以下的有机高聚物的均质膜，是一类不带电荷的多孔膜，目前主要用于透析机的纤维素渗析膜常用的制备材料有铜氨法再生纤维素、醋酸纤维素、聚丙烯晴、乙烯-乙烯醇共聚物以及聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚丙烯酰胺等，以及现在膜设计的非对称结构的原理。
这种通过分析医疗器械原理，各部分材质，生物医用材料的要求，材料特性，以及相关生物医用材料的学习，既有利于学生掌握相关生物医用材料的特性，生物学功能，以及应用领域，又可以将知识与医疗器械相结合，构建学生相关知识，进而提高本课程教学质量。
3 结语
针对理工院校生物医学工程专业侧重医疗器械方向，学生易忽视生物、医学知识的现实情况，通过在生物医用材料学课程教学内容中，增加少量临床病理知识和用生物医用材料学的知识解剖医疗器械组件材质，以助于学生掌握生物医用材料相关知识，并与其所学医疗器械相关知识进行知识重构，将交叉型的生物医用材料知识交叉性的学习，交叉性的应用，以此提高学生对本课程的兴趣，及该课程教学质量，增强该专业学生的综合素质。
参考文献
[1] 刘元东.生物材料学教学实践与心得[J].科学・自然，2012（8）：173.
