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基因工程论文精品(七篇)

时间:2022-02-27 12:27:25

基因工程论文

基因工程论文篇(1)

关键词:基因;应用

基因在农业生产上的应用已经非常广泛,但其中的道理未必广为人知。那么所谓基因到底是什么呢?它是控制生物性状的基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。并且通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。它的作用主要是以转基因技术和基因克隆技为核心。通过它们改良动植物的品种,从而大大提高经济效益。那么下面我们就谈谈它们是怎样为人类服务的呢?

一、转基因技术

转基因技术就是按照人们预先设计的生物蓝图,把所需要的基因从一种生物的细胞提取出来,在体外进行“外科手术”,然后把所需要的基因导入另一种生物的细胞中,从而有目的地改造生物的遗传特性,创造出符合人类需要的新品种。转基因技术能培养出多种快速生长的转基因鱼、转基因羊、产奶量高的转基因牛等,还能培育出抗旱、抗涝、抗盐碱、抗枯萎病和抗除草剂的转基因作物,还培育出抗虫作物,科学家将杀虫基因转入植物体内后,植物体内就能合成霉素蛋白,产生这种霉素蛋白基因的作物有烟草、马铃薯、番茄、棉花和水稻等,其中效益最大的是抗虫棉。

二、基因克隆技术

“多莉的诞生”意味着人类可以利用动物的一个组织细胞,像翻录磁带或复印文件一样,大量生产出相同的生命体。利用它可以拯救濒临灭迹的物种,或是复制一些优良品种等等。然而在进一步细想克隆,却也着实让人深虑。首先,若是无节制地“复制”某种物种,就会打破自然界的生态平衡,破坏优胜劣汰的自然法则,给自然界带来了混乱。其次,从理论上说“克隆”哺乳动物的成功,即为“克隆”人类准备了前提条件,再经过技术的不断改善,毫无疑问,不久以后就能“克隆”出人。对此杭州大学生命科学院院长、浙江省生物工程学会副理事长黄纯农教授认为,不必过分担心。他说,当前“克隆”技术还有完善的过程,暂时达不到大量“复制”人的地步。再者各地已相继制定了法令,为“克隆”人进行限制。当然,“克隆”技术的产生,归根到底是利大于弊,它将被广泛应用于人类,前景灿烂,方兴未艾。科学的进步和人的观念的变化,是无法阻止的。

三、应用基因技术的优点

基因工程论文篇(2)

摘要:基因工程学课程在生物技术专业培养目标中定位于专业必修课,是专业主干课程。该课程与生命科学密切相关,前后与其他学科的有机化学、基础生物化学、分子生物学、细胞生物学等课程有密切联系。基因工程学课程是一门承上启下的高端课程,是连接于本科生和研究生之间的纽带课程。为适应现代高等农业院校生物技术专业培养创新型人才的需要,基因工程类课程在理论教学、实验教学以及实践教学等方面进行了一系列改革创新,并取得了一定的教学成果,为生物技术专业创新人才培养打下了良好的基础。

关键词:农业院校;生物技术;基因工程;教学改革;实践

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)21-0133-02

生物技术专业是在顺应时代经济科技发展的条件下建立起来的,学制四年,授予理学学位,培养具备较系统的生物技术专业及相关学科的基本理论和实践技能,能在有关高等学校或科研单位从事教学或科学研究,能在生物产业、医药卫生、农、林、渔、环保、园林等行业从事与生物技术相关的基础与应用研究、技术开发或管理工作的高级专门技术人才。基因工程学作为生物技术专业的一门专业基础课,在临床医学、农业生产等若干领域实际应用的一门学科,也是最具生命力和最引人注目的前沿学科之一。其任务主要是从分子水平阐明基因操作主要技术的基本原理、载体的构建与应用、基因的表达与调控等内容。目的是使学生掌握高等生物基因工程的研究目标、现状与进展,以及基本实验操作技能。

一、教学建设与改革

(一)教学内容与课程设计

基因工程学理论教学内容主要介绍基因工程的基本理论、基本实验方法以及最新研究成果,阐明基因与基因工程操作的主要技术原理,基因克隆的酶学基础及基因克隆的各种质粒载体,原核、真核基因的表达与调节,基因的分离与鉴定等内容。基因工程学实验教学内容以大肠杆菌的感受态制备为基础,进行质粒DNA转化大肠杆菌感受态细胞,质粒DNA的提取、鉴定,以及质粒DNA的酶切与连接等实验。目的是使学生全面、系统地了解和掌握基因工程学的基本理论、实验技术及实践技能。

(二)教学方法与教学手段改革

在教学方法上,改变传统“填鸭式”教学方法,引入案例教学法、互动式教学法及讨论式教学法。根据教学目标的要求,课堂上利用案例引起教学活动,将在生产一线、基层培训中遇到的实际问题和解决的实践经验带入课堂,将参加全国各大学术会议中学习到的最新研究成果、最新学术前沿知识融入课堂,再把诺奖、院士、知名学者等名人事迹和科研成果引入课堂,进行案例式教学。对有争议性问题,组织学生进行互动式研讨,采取具有针对性、实践性、启发性、研究性和时效性的教学方式,进行互动式、讨论式、启发式教学。开发学生智力,培养学生能力,提升学生素质。启发学生思维,增强学习兴趣,提高教学效率,最终达到学生自主学习的目的。在教学手段上,采用教学效果更加形象和直观的现代化多媒体与讲授相互结合的手段进行教学,有利于学生对知识的理解和记忆。

(三)教学管理改革

在各个教学环节中,对教学的每一过程都要求一丝不苟、精益求精、认真负责。对课程梯队新任教师实行试讲制度、听课制度及进修制度,制定自我进修提高计划,支持青年教师到外校进修或去国外攻读学位。认真备课,疑难问题及时请教老教授。认真批改作业,详细解答学生的疑问,做到当堂课问题当场解决。积极开展与本课程有关的第二课堂活动和课题组活动,充分利用实验环节中的科研训练项目,促进学生理论联系实际,培养学生的实践动手能力、分析问题能力和综合能力。在课程考核中,课程理论考核占70%,实验考核占30%。实验考核根据实验表现、操作能力及实验报告综合评定成绩,成绩分为A、B、C、D四个等级,即优秀为A、良好为B、一般为C、差者为D。另外,在实验考核中,纳入了科研训练环节,独立设计并完成试验的学生给予实验考核分数的适当倾斜。

二、教学效果

(一)学生学习效果

基因工程学课程使学生能够全面系统的了解高等生物基因工程的研究内容、现状与进展,以及在临床医学、农业生产、化学制剂等方面的应用;使学生掌握了基因工程学最基本的五大实验技术,成为继续深造读研学生必备的基本技能。本课程学生考试成绩合格率为100%,优秀率达85%以上;在学习本课程的基础上,考研学生的录取率达90%,入学研究生学校的反馈评价优秀率为100%。

(二)学生科研成果

近年来,通过一系列的教学改革与创新,本专业学生根据基因工程学课程实验和实践教学中科研训练项目的研究内容和试验经验,本科生申请立项大学生创新创业训练计划项目20余项,其中“部级大学生创新创业训练计划”项目2项,“省级大学生创新创业训练计划”项目3项,“校级大学生创新创业训练计划”项目18项;20余人本科生发表科研论文,其中本科生为第一作者发表科研论文10余篇,核心期刊论文8篇;本科生获奖20余人次,其中获得第十三届、第十四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖2项,获得第十三届、第十四届“挑战杯”吉林省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖2项,院校级学科竞赛奖多项。在取得上述成果的基础上,3名学生获得本科生优秀毕业论文,6名学生保送硕士研究生,10余名学生顺利考入南开大学等知名院校研究生。

总之,基因工程学课程作为生命科学领域的核心课程,在理论教学、实验教学以及实践教学等方面进行了一系列改革创新,取得了一定的教学成果。尤其在基因工程学实践教学方面使学生获得了实实在在的基本实验操作技能,为学生继续深造攻读学位、完成毕业论文试验做好了垫,也为生物技术专业创新人才培养打下了良好的基础。在今后的教学中,对生物技术专业课程将继续进行探索和创新,以期达到培养具有高科研素质创新人才的目的。

参考文献:

[1]任桂萍,王文飞,尹杰超,等.分子生物学与基因工程实验课改革的探索与实践[J].教育教学论坛,2015,42(10).

[2]贾立军,张守发.综合性大学农学院教学方法的改革与创新人才培养[J].黑龙江畜牧兽医,2012,(8).

[3]梅辉,韦琴,张军林,等.微课在本科院校实验教学中的应用――以“基因工程实验”为例[J].黑龙江畜牧兽医,2016,(7).

[4]陈桂敏.基因工程实验教学改革与探索[J].课程教学研究,2015,(6).

[5]王小敏,叶晓霞.综合性实验在基因工程实验教学中的应用[J].教育教学论坛,2014,25(6).

[6]贾立军,张守发,鲁承,等.边疆高校兽医学科创新人才培养与实践[J].黑龙江畜牧兽医,2016,(2).

收稿日期:2016-12-10

基因工程论文篇(3)

【关键词】毕业 设计 质量 对策

一、引言

毕业设计(论文)是本科教学工作中不可或缺的重要实践环节,教育部发出的相关文件特别是《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》的中对毕业设计(论文)的要求更强调了当前做好毕业设计(论文)工作的重要性与紧迫性。然而,如何在当前就业形势比较严峻的形势下优质高效地开展毕业设计(论文)是一个需要认真研究和实践的课题。

二、毕业设计(论文)质量影响因素调查

评价一份毕业设计(论文)的质量应该是全方位的。毕业设计(论文)不同于科研总结或论文,也不可能全部等同于真正的工程设计。毕业设计的基本教学目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高分析与解决工程实际问题的能力和初步科学研究的能力。主要包括:

调查研究、中外文献检索与阅读的能力,综合运用基础和专业理论知识分析解决实际问题的能力,定性、定量相结合的独立研究与论证的能力,试验方案的制定、仪器设备的选用、安装、调试及实验数据的测试、采集与分析处理的能力,设计、计算与绘图的能力,包括使用计算机的能力,逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达的能力,撰写设计说明书、论文及英语书面表达的能力等。考察毕业设计(论文)的质量应特别关注选题质量和最终成果两个方面。

影响毕业设计(论文)质量的因素是多方面的。笔者在问卷调查、座谈等基础进行统计和分析,得出了五项认同度在90%以上的影响毕业设计(论文)质量的主要因素,如图1所示。

三、关键因素分析

1.学生的知识结构及其投入

毕业设计(论文)的质量首先取决于学生自身的综合素质,因为如前所述,它要求学生综合运用所学的理论知识和技术知识,相对独立地解决科学研究、工程设计问题,并取得设计成果,这是一个创新思维和创新能力形成的过程,是对其独立工作能力的锻炼的过程。要提高毕业设计(论文)质量、培养学生的创新能力,仅靠毕业设计(论文)这一环节显然是不够的,它离不开前三年多的基础理论及专业知识的学习,离不开实习、实验、课程设计等各种实践教学环节的训练。学生完成毕业设计(论文)一般需经历选题、查阅文献资料、开题、科学实验、撰写论文、答辩等环节,每个环节都需要学生投入大量的时间和精力。教育部要求的工作量是学生每天工作6-8小时,共计要用15周以上,这是相当必要的。

2.指导教师的知识结构及其投入

指导教师的知识结构及其投入是制约毕业论文质量的重要因素。毕业设计(论文)涉及知识面宽,具有很强的综合性和实践性,这就要求指导教师不仅应具有系统、扎实的理论知识,同时要有较丰富的实践知识和经验。只有指导教师的整体素质高,业务水平高,实践能力强的教师担任指导教师,才能保证毕业论文的教学质量。另外,指导教师的世界观、人生观和人品才学对学生具有重要的影响力。在指导工作中,教师的人格感染力具有不可替代的作用。对于指导教师的指导时间,我校也作了相应的规定。规定指导教师每周的指导时间不能低于8小时,效果显著。

3.毕业设计(论文)质量监控体系的构建和落实情况

实践证明,科学、完善、有效的监控体系,对毕业设计的整个过程进行监控。毕业设计(论文)领导小组和督导工作的组织,对毕业设计的实施过程进行严格、科学并且到位的管理,是提高毕业设计(论文)整体质量的重要保证。其主要职责是建立健全毕业设计(论文)管理的规章制度,对毕业论文(设计)的各环节进行管理。在毕业论文(设计)的目的与要求、毕业论文(设计)的过程管理、毕业论文(设计)的经费管理、毕业论文(设计)的答辩与成绩评定、毕业论文(设计)的归档、优秀毕业论文(设计)的评选等方面对毕业论文设计的各个环节逐步实现规范化,以保障毕业设计(论文)的质量。

4.毕业设计(论文)所必需的硬件条件和经费保证

教学条件和教学环境是学生开展毕业设计(论文)工作的基础保障,也是学校提高毕业设计质量的基础。学生在进行资料查阅、调查研究、科学计算、分析、绘图和仿真等与课题相关的工作时,必须有计算机、网络、图书以及实验实习的设备和场所。特别对于工科工程专业的学生,为了保证他们参加毕业实习、科学实验、工程实践和社会实践,我们必须提供教学实验室和校内外教学实习基地。同时,学生查阅资料、科学研究、实验、毕业实习、文章打印等都需要一定的经费支持。

5.毕业设计实习、调研质量

毕业设计(论文)相关的实习、调研能够帮助学生加深对所做课题的理解,对学生的毕业设计的过程的很好的启示。因此,毕业实习、调研质量的高低也直接影响到毕业设计(论文)质量的质量。

四、系部(学院)做好毕业设计(论文)工作的对策

影响毕业设计(论文)质量的因素是多方面的,但其主要因素学校(特别是院系管理者)是可以掌控的,只要树立科学质量观,坚持“以人为本”,注重师生的主体作用,保证“人、财、物、时”等投入到位,就能做好本科毕业设计(论文)工作。

1.抓关键,落实质量监控体系

做好系部(学院)本科毕业设计(论文)工作,我们的经验是抓关键,这个关键就是:以提高质量为目标,以规范为抓手,综合应用系统论、控制论和全面质量管理等理论构建和落实质量监控体系。

把毕业设计(论文)及其管理工作看作是一个控制系统,分析它的信息流程、反机制和控制原理,能够寻找到使其达到最佳状态的方法。从信息的角度上看,整个控制过程就是一个信息流通的过程,控制就是通过信息的传输、变换、加工、处理来实现的。反馈是控制论的核心问题。反馈对系统的控制和稳定起着决定性的作用,系统自动地保持自身的动态平稳或功能稳定,都是通过反馈机制实现的。因此在实施毕业设计(论文)质量监控时一定必须做到信息不失真地传递和反馈,信息贯彻渠道和反馈通道都必须畅通无阻,必要时还应该加入认为的反馈通道。具体做法是:领导和有关人员深入到师生之中,宣传学校和系部的规定要求及其意义,了解他们的所思所想,倾听他们的意见和建议,对师生反映的问题及时解决。这样不仅能保证和提高质量,还能提高大家的积极性,领导和管理人员也取信于民,树立威望。会议、座谈和问卷调查等都是保证信息畅通的途径。代表质量管理发展的最新阶段全面质量管理同样可以为我们借鉴。它是以组织全员参与为基础的质量管理形式,“三全―多样”(全过程、全员性、全面性或称全企业、多方法)是其核心思想和基本要求。

毕业设计工作是一个时间长、质量影响因素较多的复杂教学过程,任何一个环节的质量问题都会影响到毕业设计的整体质量。所以,对毕业设计的质量监控必须是过程中的过程监控,而不能是目标控制。这正是全面质量管理的全程性。院系必须建立一套完整的质量监控与保障体系,并在整个过程从选题开始到论文答辩、材料归档等各个环节进行质量监控,同时要在每个控制环节中及时发现问题和解决问题。

一个系的毕业设计(论文)工作涉及教师、学生、实验实习条件及管理等多个方而,可以说包括全系的所有机构、全体教职员工和该届毕业生,这正是全面质量管理中所述的全面性和全员性。为保证和提高毕业设计质量,应该明确并强调本部门每个机构、每个成员(包括学生)对毕业设计 (论文)工作中的功能和职责,各尽其能、各负其责。

2.树立科学质量观,充分体现“以人为本”的原则

对于各院(系),“以人为本”就是要以本部门的师生为本,关心每一个师生的全面发展。师生既是毕业设计质量监控的对象,又是监控的主体,在制定制度时既要满足质量需要,又要考虑师生容易执行;执行制定时既要严格,又要富有人性化。坚持“以人为本”,对于指导教师来说,就是坚持以学生为本,关心自己所指导的每一个学生,关注学生在设计或论文每一个阶段的表现和成果,及时帮助他们解决毕业设计(论文)中的困难,帮助学生正确解决考研、就业与毕业设计的冲突。同时用渊博的知识指导学生完成任务,用高尚的品质和优良的学风、教风和作风去感染学生、教育学生。学生的主体地位,就是在思想上确立学生是完成毕业设计(论文)的主体,在行动上创新机制、发挥学生主观能动性。对于指导教师,应该实行奖罚制。对于责任心强、成果显著的指导教师应予以表彰和奖励,这样可大大提高指导教师的积极性。

3.加强指导教师队伍建设

建设一支理实结合、结构合理、素质较高的指导教师队伍也是保证毕业设计(论文)质量的前提条件。为提高指导教师队伍素质,首先要积极引导教师参加实践性教学环节的锻炼,如深入生产一线、社会实践和实习指导、工程项目设计、试作毕业设计(论文)等,在实践中总结和积累经验,为指导毕业设汁(论文)奠定良好的基础;其次要建立激励机制,加强教师尤其是青年教师科研能力培养,鼓励指导教师积极参与科研活动,提高科研水平,不断增强毕业设计(论文)的指导能力;同时要加强教师之间的交流与合作,促进指导教师知识面拓宽和知识更新步伐,增强因材施教能力和综合指导能力。另外要强化教师职业道德和人格修养,在指导学生毕业设计(论文)的实践中引导学生形成正确的人生观、价值观、科学观。这些措施的实施,就能不断优化毕业设计(论文)指导教师队伍,促进老中青结合、知识结构合理、实践能力较强、业务素质较高的教师群体的形成。

4.充分利用现有条件,提高工作效率

“人、财、物、时”投入到位是各院系整个毕业设计(论文)工作的中心,是提高工作效率和质量的保证。其中,人,就是指导教师和学生;财,就是为毕业设计(论文)工作所必需的经费;物,包括计算机、网络、打印机、教室、实验实习场所等必须的硬件保障;时,既包括学生和指导教师投入到毕业设计(论文)的时间,还包括院系相关管理人员、质量监控人员所必需的时间。

网络、计算机、多媒体等一系列先进工具运用于教学,加快了教育现代化的进程,极大地提高了教学工作的效率和质量。学生的毕业设计(论文)离不开这些工具,老师的指导也会因为有了它们而变得快捷、方便。同样,在其质量管理也应该充分利用这些方法和手段来提高效率和质量。如网上选题、网上毕业设计(论文)动员和规章制度制度宣传,计算机成绩管理,计算机材料管理,等等。

五、结束语

本文分析了本科毕业设计(论文)的质量组成及影响毕业设计(论文)质量的五个主要因素,在调查分析的基础上提出了系部提高本科毕业设计(论文)质量的相应的对策。

参考文献:

[1]教育部.普通高等学校本科教学工作水平评估方案[Z].2004.

[2]廖志凌.高校本科毕业设计中存在的问题及对策[J].江苏大学学报(高教研究版),2004,(26):82-85.

[3]程友联.本科大学生毕业设计存在的问题及若干对策的建议[J].华中农业大学学报,2005,(10):154-157.

[4]曾健平,尹新,胡锦.毕业设计(论文)质量评价体系研究与实践[J].电气电子教学学报,2006,(02):112-114.

[5]唐杜英等.提高本科毕业设计(论文)质量的实践[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2004, (27):92-93.

[6]国家教委高等教育司.高等学校毕业设计(论文)指导手册[M].北京:高等教育出版社,1998.

基因工程论文篇(4)

关键词基因工程;教学改革;独立学院

基因工程是通过人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,与载体dna分子连接重组,再导入受体细胞内,使其在受体细胞内复制、转录和翻译表达,创造出人们所需要的新品种的一种技术体系[1]。由于基因工程可以突破物种间的遗传障碍,大跨度的超越物种间的不亲和性,具有无限光明的应用前景。因此,吸引人们进行了广泛的研究与探索,其结果迅速地应用于农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域[2-5]。目前,随着基因工程的发展,急需大批的专业人才。因此,许多高校为满足社会需求,新增了生物技术和生物工程专业,开设了基因工程课程,希望能为国家培养和输送人才。基因工程面向独立学院生物技术和生物工程专业本科生已开设多年。在教学过程中,课程组教师针对该课程及独立学院学生的特点,对这门课程的教学进行了探索,获得了许多经验。

1基因工程教学改革的必要性

基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,其内容涉及分子遗传学、生物化学、细胞生物学、微生物学及分子生物学等学科相关理论基础及其实验技术手段。课程内容繁多、概念抽象、理论性和技术性强。同时基因工程发展非常迅速,相关知识可以说是日新月异。Www.133229.cOm然而高等学校教学时间有限,独立学院学生基础知识相对薄弱学生虽思维敏捷,但强调个人喜好,并且学习的自主能力也较弱。因此,在有限的课时内,让他们理解和掌握基因工程相关的内容确实有难度。而正处于农业高等院校的生物技术和生物工程专业的大学生们,即将投身于生命科学社会实践,展现他们的才能,如果他们对基因工程的基本理论和技术知之甚少,这种状况与培养现今的人才培养目标极不相称,这些大学生在21世纪的生命科学时代中也难以胜任社会重负于他们的工作,更难以挑起生物高科技研究和开发的重担。虽然在基因工程教学过程中,教师采取了许多办法,如采用多媒体教学,使用flash动画等将教学内容直观化,或通过讨论、课程论文等激发学生对基因工程的学习自主性,但效果还是不理想。经过多年的独立学院基因工程教学,笔者发现目前的基因工程教学内容体系和教学方法没有充分体现独立学院学生的特点,即没有补偿他们存在的某些缺陷,也没有充分发挥独立学院学生的优势。为了使这些发展潜力大的学生的综合素质进一步提高,能够跟上学科的发展进程,对现行基因工程课程教学内容和方法进行改革势在必行。

2构筑合理的教学内容体系

2.1精简内容,突出重点

基因工程与分子遗传学、生物化学、分子生物学、微生物学及细胞工程等课程有着紧密的联系,所以学生在修完了这些课程后才开设基因工程课程。由于学生已具备这些课程相关的理论和实践基础,所以基因工程教学内容可精简,避免与这些课程重复,留出充裕的时间详细讲解新的知识点,如细菌转化实验在微生物中讲授过;基因表达与调控在分子遗传学中涉及到;转基因植物的培养再生与细胞工程内容相关。这些重复的内容可以在课前提醒学生复习,教学时通过提问的形式回顾,或以课外作业的形式进行。对于独立学院中那些基础较薄弱的学生,可通过基因工程网络课程进行知识的答疑。

2.2组织合理的教学内容体系

基因工程课程教学内容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及应用,内容广泛抽象。为使学生在短时间理解相关知识,教学内容应具备较强的系统性和条理性,同时又能反映学科的科学性和先进性。因此,构建以基因工程操作技术为主线,以基因工程原理基础知识及基因工程应用基础知识为基础的理论教学体系十分重要。

基因工程原理基础知识包括基因工程基本概念、基因的各种分析手段(包括pcr技术、分子杂交技术等)、分子克隆工具酶、克隆载体、目的基因与分子克隆载体的重组、重组体的转化与筛选鉴定、外源基因的表达等内容。这些是基因工程的核心内容,因此每部分内容的有关原理、实验技术及应用等需详细加以阐述。另外,针对一些抽象内容,教师应该使用多种教学方法,使其直观生动,让学生易于理解、接受和掌握。同时,要发挥独立学院学生综合素质高的特点,可要求学生个人或以班为单位制作flash动画和视频等,充分调动学生主动学习的积极性,挖掘潜能,激发学生的学习兴趣,使学生在学习过程中感悟到对事业成功的向往,达到教学目的。

基因工程技术几乎渗透至生命科学的各个方面,大大的推动了生命科学理论研究的发展,且扩展到人类生产实践的各个行业,例如植物、动物、微生物、医药、环境保护、能源等。这部分内容主要以学生为主体,通过讨论、专题报告、实际案例和生产实习的形式进行。通过这些内容的学习让学生感受科学发展与生产实践息息相关,增强学生的科技意识及求知欲望。

2.3引进新知识、新动态

基因工程自诞生以来,发展迅猛,新成果层出不穷。在教学过程中引进生命科学的最新科研成果及国内外研究动态,使学生在有限的课时中尽量接受基因工程相关的新观念、新技术和新成果。同时促使他们以发展的观点看待科学研究问题,唤起他们探索未知领域的欲望,增强专业自信心。

2.4理论教学和实验教学相配套

基因工程是一门理论与实践相结合的课程,其教学内容除了理论知识外,还配套有基因工程实验技术和教学实习。基因工程实验技术主要是对学生实验基本技能的操练,以班为单位进行教学。在教学过程中,要求学生在每次实验前预习好实验指导中的相关内容、掌握实验目的和实验设计原理、了解实验操作的基本过程及注意事项。学生在实验过程中,严格执行操作程序,仔细观察实验中出现的现象,如实记录实验结果和数据,培养学生的动手能力和敢于发现问题、解决问题的能力。实验课后,要求学生根据实验过程,写出实验总结报告,提高他们的归纳总结能力。基因工程教学实习是以重组体的构建、转化、筛选及检测为主线的系统性的实验体系。其内容包括质粒dna的提取、目的基因及载体进行限制性内切酶的切割、目的片段与载体的体外连接、感受态细胞的制备、重组质粒的转化、重组子的筛选以及鉴定。整个实验内容紧密衔接,较为完备地将基因工程学的上游技术综合为一体。实施教学时,学生在教师指导下,了解实验的整体设计思路和流程,查阅相关文献,书写实验方案,再进行实验实施。通过这样的过程培养学生应用知识的能力,加强学生对生物学文献资料的查询与消化能力,拓宽学生的知识面,并且实验的每个环节都可能直接影响最终结果,所以学生必须关注每个环节,才能顺利完成在此过程中有助于学生树立完整的科学研究概念,具备严谨的科学研究态度。

3改进教学方法

3.1传统板书教学与多媒体教学相结合

在基因工程教学中,传统的板书教学必不可少。这是由于学生虽具备一定的生物学基础,但知识比较凌乱,更无法很好的应用于基因工程学习中。板书教学能够很好的将这些知识系统而又精炼的展示出来,并且有助于老师控制讲课的进度,学生也可以详细的记好笔记,增强对知识的记忆。但是传统的板书教学呆板,所提供的信息量非常有限。对于基因工程这门课程,完全采取板书教学无法直观生动的将所有内容演示。另外,板书教学中老师是主体,学生认为学习的好坏只与老师有关而与自身毫无关联,学习的积极性不高,无法达到教学目的。多媒体教学能综合应用影视、图形、图像、声音、动画和文字等信息,可以使抽象的概念直观化、复杂的问题简明化、整体的过程动态化。它可以使学习内容图文并茂、有声有色、栩栩如生,便于学生理解记忆。但是课件是一页页地进行显示,单独使用课件会降低课堂授课内容的连续性及关联性,使学生不易掌握每一次授课的线索及整体内容。因此,在讲课过程中很有必要将传统板书教学与多媒体教学结合、教师传授知识与学生自主学习结合,采取多种教学方法使课程教学更为生动、丰富,促使学生自主学习和对基础知识的消化、理解和升华。

3.2“研讨式”教学

独立学院学生感应新事物的能力较高,他们查阅相关资料后,能够就某些问题提出见解。因此,笔者设计一些讨论题,供学生思考与讨论,充分调动学生的能动性、自主性和创造性,让学生真正成为课堂的主体。例如关于基因工程安全性的问题,是以讨论课的形式进行教学。学生不但对现存的一些安全问题进行了全面的阐述,而且还提出了自己的一些见解。针对一些不一致的观点,可以进行辩论,不仅使课堂气氛非常活跃,而且锻炼了学生的表达能力,使他们树立了看待科学问题的批判意识。

课程组的老师都从事了与基因工程相关的研究工作,经常将科学研究结果融入教学,增强学生对知识的感性认识。鼓励学生申请一些研究性课题和进入实验室参与研究工作。通过对科学研究的探索,培养学生将理论知识应用于实践的能力,有助于他们树立艰苦奋斗的精神。

3.3“总结归纳”式教学

每一章内容结束后,要求学生对教学内容进行总结和归纳,系统地梳理知识体系。另外,组织学生听取一些专题报告会,以提高学生对学科前沿知识的了解。

基因工程是现代生物技术的核心,教学效果的好坏直接影响高校生物技术专业学生的素质,进而影响高校人才培养目标的实现。尝试通过对基因工程教学内容和教学方法的改革,提高教学质量,促进学生综合素质的提高,使他们适应21世纪生命科学时代的工作需求。

4参考文献

[1] 吴乃虎.基因工程[m].北京:科学出版社,2000.

[2] 孙毅.现代生物技术与生态环境保护[j].科技情报开发与经济,2008, 18(21):113-114.

[3] 刘婵婵,时全义,刘均洪.植物基因工程对生物燃料生物质特征的改进[j].化学工业与工程技术,2008,29(3):4-7.

基因工程论文篇(5)

从实证的角度看,科学、技术、工程构成人们认识世界、把握世界的三个基本维度。从生存论的观点看,三者又都作为人“在世生存”的不同存在方式。因而,区别于“科学观”、“技术观”,在生存论视野下的工程观是人依据自身的眼光,从自身生存与发展出发,对工程所作的存在论理解与根本态度,强调工程作为人“去存在”(海德格尔语)的一种生存方式及其对人之本质形成、提升与印证的本体论意义。因而,它既包括工程认知的思维方式,也包括对待工程的态度和评价工程的价值尺度。

所谓和谐发展的工程观,是建立在对人之本质和生存样式新理解的基础上,反思现代技术化工程观或技治主义工程观支撑的现代工业工程实践及其所导致的环境恶化、生存危机等困境,立足人类的生存与可持续发展这一根本原则,主张从生存论视野重新理解工程,把工程活动看成是人的存在方式和类本质,生存是工程的根本维度,确保人类生存和可持续发展是工程的最基本也是最高价值尺度。

和谐发展的工程观就是建立在工程生存论存在论基础上,用生存论这一哲学解释原则来诠释和看待工程。它具有以下内涵:

一是改变对工程的解释原则,用生存论思维重新解读工程,就是批判和超越对工程的技术范式的理解,把对工程的认识论放置在工程生存论的基础之上,探究工程本体论,澄明工程的生存论存在论意味。

二是打破现代性所成就的现代工程造福于人的神话,正视工程“为善”与“作恶”的“两重性”,尤其要看到,尽管工程作为人之为人的对象化实践活动,及其所建造的人化的自然界和人工世界作为人的感性对象确证、提升着人自身的本质力量,丰富着人的五官感觉,使人不断地人化,但也正是如此人永远在成人的途中,需要自我造就和自我完善,而不是已经达到了完善。所以,作为其存在方式的工程只能是有限的人之“有限工程”,人不得不反省、规范人的工程行动,以尽可能地规避工程风险。

三是自觉维护自然生态系统应该成为工程行动的前提和必要约束条件。这需要改变自然资源无限、无价的传统经济模式和片面追求GDP增长的发展模式,走生态经济、循环经济和可持续发展道路。

四是把是否有利于人类的可持续生存和全面发展作为工程评价的最高价值尺度,把促进人与自然、人与人、人与自身的和谐作为工程行动的第一要务。二

理论地提出和阐明和谐发展的工程观不是目的,关键是让其引领当下的工程实践,即树立和谐发展的工程观。

第一,学会用生存论的眼光看待和解读工程。要反思单纯知性的工程观,把握和彰显工程的人文向度与意蕴。一方面,应走出线性的、非此即彼的思维模式,用复杂性思维来把握工程。另一方面,还要洞见到,工程活动在主体对象化、物化的同时,发生着非对象化的改造主体精神世界的人化过程。也就是说,不仅要承认“从他关系”,自觉遵循客观、规律的“外在尺度”以“求真”,而且要理解“为我关系”,注重主观、价值的“内在尺度”而“向善”和“臻美”;不仅要遵从理性的逻辑,而且要充满人文关切,切实考虑现实的人的现实需要。因为,工程行动的过程和结果虽然是“造物”活动与提供人工产品,但究其本质却首先必须体现工程主体自身的需要和目的,表现为价值先导的合目的性与合规律性的过程,是以人为起点,以人为归宿,而以物为中介。当然,这一过程应该和必须以自觉维护自然生态系统的安全与稳定为前提。

第二,确立“以人为本”的工程旨趣。从实证意义来看,就是要改变仅仅以牟利和获取经济增长为目的的纯粹功利追求,坚决取缔那种不顾及环境和自然生态后果、危害人生存的反自然、反人性的工程,在谋求人与自然和谐的前提下,使工程的目标转向人,把提升人的生存质量等品性作为工程活动追求的真正目标。

第三,培育完整的工程意识。所谓完整的工程意识,就是对工程有全面的理解,特别是对于工程的反思性理解。由于工程意识是与工程文化密切相关、互为表里的,因此,要树立完整的工程意识,就必须健全工程文化。所谓健全工程文化,就是建设以生存论范式或人文范式为基础的工程文化,或者说是人类学意义的工程文化。在这个工程文化的大系统中,不仅包括技术层面的内容,而且包括制度和观念层面的内容。如果说技术范式的工程文化过于偏重效率,所造就的是“单向度的人”,那么生存论范式的工程文化在顾及效率的同时,更注重公平和自由个性的发展。只有建立和健全生存论范式的工程文化,才能引导人走出单纯功利化的误区,而转向精神境界的提升和个性的全面发展。

基因工程论文篇(6)

关键词: 民办大学 研讨式教学 基因工程

一、研讨式教学的重要性

研讨式教学也称研究型教学,与其他教学方法相比,更注重教师与学生平等对话,通过巧妙地设置论题,引导学生独立地解决问题,从而使单一的教学活动达到教学和研究、教育与培养的有机结合。研讨式教学并不是近代才提出的时髦概念,早在上古时代就已经贯穿于教学活动中。我国教育学家孔子毕生兴私学,倡导“因材施教”、“循循善诱”,对教学实践的切身体会是“虽有嘉肴,弗食不知其旨也;虽有至道,弗学不知其善也。是故学然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后自强也。故曰:教学相长也”,通过师生研讨达到相互促进的效果。古希腊苏格拉底认为,最有效的教育方法不是告诉人们答案,而是向他们提问;思想应当诞生在学生的心里,教师仅仅是“助产婆”,所以教育不是灌输,而是点燃火焰。

研讨式教学是一种不断发展的教学方法,多媒体计算机和基于Internet的网络通信技术所具有的多种特性为研讨式教学注入了新的活力,是面对新时期大学生素质教育而行之有效的一种教学方式。正如爱因斯坦所说,教师的职责是把学生培养成具有独立行动和独立思考能力的人,研讨式教学可以重新唤起学生深埋的个性,释放学生的思维潜能,从而适应新时期国家发展的需要。

二、民办大学对研讨式教学的传承

我国民办教育一向有进行研讨式教学的优良传统,如春秋时期孔子、孟子及其弟子所兴办的私学,唐末五代出现的以私人创办为主、教学与学术研究相结合的书院等,这些书院多聘名儒为师,大多采用个别钻研、相互问答,时而采用聚众讲论和集会答辩相结合的方式开展教学,类似现代学术性专题讲座或答辩,与研讨式教学极为相近。

当代,我国民办教育从1978年开始起步,但真正发展是从2002年《民办教育促进法》通过之后,由于办学历史短,因此发展速度和规模远远落后于公办教育,生源素质较低。为了在众多高校中求得生存和发展,民办大学往往更注重提高教学质量,彰显特色,增强学生在社会中的竞争力以提高学校声誉。武汉生物工程学院是我国第一所生物工程类普通本科高校,学校自创办至今一直得到著名科学家钱学森院士的亲切关怀,钱老曾先后亲笔致信学校负责人,关心学校发展,鼓励学校为我国“第六次产业革命”――生物工程产业培养合格的人才,学校始终以钱老的科学思想为指导思想,致力于培养富有创新精神的应用型人才,并取得了良好的成效。在此背景下进行研讨式教学有以下几个优势。

1.先进的教学理念

学校秉承“一切为了学生,为了一切的学生”的教学理念,虽然生源质量较低,但是在教学中始终坚持学生“只有差异,没有差生”,尤其注意“善待差异,尊重差异”,鼓励教师通过各种教学途径发现挖掘学生的各方面潜力并进行引导,形成师生平等、亦师亦友的良好教风。

2.强大的师资队伍

与一般民办大学或独立学院不同,武汉生物工程学院不但师资队伍相对稳定,外聘教师一直控制在10%以下,而且2008年启动了“百名博士”引进计划:欲在3年内引进200名博士,至2010年初已有博士教师40余人,优化了师资队伍结构。研讨式教学能够充分发挥博士教师科研基础强、知识面广的优势,有助于获得良好的教学效果。

3.良好的教学环境

学校坚持小班上课,每个班最多不超过30人,每个班的学生除了由辅导员负责解决生活上的问题外,还以每3―6人为一组指定了学业指导老师,定期了解并指导学生的学习。在此情况下,教师对班里的学生比较了解,便于根据学生的实际情况确定研讨内容的深度和广度。

4.活跃的学生群体

民办大学学生虽然学习成绩不如考入公办大学的学生优秀,但是他们思维活跃,“偏才”和“怪才”较多,如果能够提供一定的平台进行挖掘,就可以激发他们无穷的创造力。

5.生命科学和生物产业发展迅速

武汉生物工程学院是以生物工程和生物技术为特色的学校,所培养的人才主要满足生物学科的发展和社会发展的需求。从生物学科的发展来看,现代生物学都在向分子领域深入发展,而基因工程几乎已经成为进行科学研究的必备实验技能,虽然民办大学以本科教育为主,但对学生的教育应是一种终身教育,本科院校有责任向层次更高的研究型大学输送优秀的毕业生从事科研工作;从社会需求来看,我国在2007年制定了《生物产业发展“十一五”规划》,随后各省都制定了相应的生物产业发展纲要,无论是生物制药、生物农业还是生物能源等国家重点发展的几个生物产业,无一不涉及基因工程的应用,可以预料,不出几年,在生物产业基地陆续建成之后,社会对具备基因工程教育背景的大学生的需求量会急剧增加,培养同时具备基因工程前沿理论知识和熟练操作技能的学生已经是刻不容缓。要达到这个培养目标,必须改革传统的讲述和灌输法,进行研讨式教学。

三、基因工程研讨式教学实施方法及效果

1.课程模式和体系改革

课题组确定了“精讲先行,研讨为主;精选论题,注重效果”的指导思想,构建以学生为主的课堂模式,注意充分发挥学生主体作用,启迪学生科学思维和创新意识,改变教师占据课堂的格局,逐步加大论题的广度和深度,促使学生从知识积累到综合运用所学知识解决问题的能力及创新能力提高的迁移,形成基本理论知识与前沿知识、理论教学与实验教学、第一课堂与第二课堂、共性培养与个性培养等有机统一的立体化研讨式教学模式。

教学体系的构建以学生创新思维和综合能力培养为目标,合理处理基础性与综合性、系统性与创新性的关系,建立基因工程基础理论知识、科技前沿知识一体化,精讲和研讨合理配比的理论教学新体系,将课堂体系分为精讲理论知识,结合实验进行研讨,结合前沿知识进行研讨,结合社会需求进行研讨的授课模式,以达到既巩固基本理论知识,又有效提高学生创新能力和可持续发展能力的目的。

2.建设高水平的师资队伍

配合学校的高层次人才引进计划,近两年基因工程领域已引进20名左右的博士,加上原来的师资力量,课题组现在已有2名教授,4名副教授,12名博士,均承担有国家、湖北省的科研课题,项目经费达50余万,科研工作为教学不断注入新的活力,现在已经形成了一支由教授领衔、博士主讲的高水平基因工程教学队伍。充分发挥博士教师的科研优势,并转化为教学质量,深化教学体系改革,不断探索新的教学方法,不断更新教学内容,改革考核方式,使教学研究蔚然成风。

3.编写校本教材

研讨式课堂的成功与否取决于课堂上学生和教师的配合度,失败的研讨式教学往往开始于沉默的课堂,若避免学生的沉默,则必须给予学生一个知识对接口,从他们的知识起点出发,逐步拓展知识深度。为此课题组自主编写了适合三本院校的教材《基因工程》,在讲授新内容之前,安排一章内容回顾分子生物学基础理论知识,然后以基因工程的基本流程“切、接、转、增、检”为主线编写上篇基础理论知识部分,作为课堂精讲内容;下篇是转基因植物、转基因动物、基因工程药物等基因工程应用部分,作为研讨论题的来源。

4.提高精讲效果

注重教学内容的选择和讲解,充分利用多媒体辅助教学,在有限的教学时间内,精选教学内容,生动讲解。淡化学生能读懂的教材上的内容,将这些内容精简,选择出有迁移性和发展性的教学内容,并且将更多时间集中于能够启发学生科学思维的教学内容上,注重引入最新的科技前沿知识,让学生建立完整的科学观念,全面理解科学的本质,并学会从各个角度思考问题,在知识准备和思想观念上为创造性发展打下坚实的基础。

5.建立课程网站

充分相信学生的自学能力,并积极加以引导,建立了《基因工程》精品课程网站(jpkc-jygc.省略),将全部课件上网,建立完善的学生自测系统,便于学生预习和复习,提高学生自主学习的效率;及时在网上研讨论题,提供相关参考资料的网络链接,注重强调问题解决方法的不确定性,让学生建立解决问题的思路,并学会通过广泛查阅资料而凝练主题的科学思维方法。

6.精选研讨论题

因为每个学生的知识结构、认知水平和兴趣点都不相同,研讨论题的选择是影响研讨式教学成败的重要因素之一。课题组采取部分与整体、专题与科普、理论与实践相结合的原则组织论题。部分学生参加的论题适合专题研讨,如针对准备考研的学生,可从基因工程领域的某个前沿进展中确定论题,而对毕业后准备就业的学生,确定的论题可以是“目前生物公司所应用的基因工程技术”,采取部分讨论、专题演讲、调查报告的方式进行研讨。全体学生都参加的研讨则适宜选取类似“转基因产品的优缺点”等科普性质的论题,通过采取全体讨论、辩论赛、小论文等形式进行;论题还可以从实验教学或科研训练中找到与理论知识的结合点进行提炼,培养学生查阅文献和解决问题的能力。每次研讨完后,及时针对主题内容、汇报形式等进行点评和评估,并计入平时成绩,点评时注意方法,在表扬和鼓励中提出不足,促使学生自信愉悦地不断进步。

7.强化实验教学

基因工程是实践性很强的一门学科,强化实验技能的训练利于理论课堂的教学。实验教学中注重引进科学研究的新技术、新方法并更新实验教学内容。如结合新发展起来的克隆技术,开设分子克隆技术实验课程,实验材料和内容均来源于教师的科研课题。教师也应鼓励学生阅读文献资料,积极参加老师的科研课题,在研究课题的选择、文献资料的查阅、研究方案的拟定、研究思路的形成和论文的写作方面进行具体的指导,以培养学生自主学习和独立研究的能力。

8.改革考核方式

建立和实施以考核基本理论知识、实验技能与创新能力并重的全程考核体系。美国课程理论家斯塔弗尔比姆提出:“评价最主要的意图不是为了证明,而是为了改进。”哈佛大学教授霍华德・加德纳的多元智力理论启发我们:每个学生都是具有自己的智力特点、学习类型和发展方向的潜在人才,教师应选择相宜、多样的评价手段,应着眼于学习个体的动态发展的全程,针对处在学习群落中的不同个体而使用弹性化的评价尺度。考核成绩一般由理论知识测验、实验技能考核、平时成绩这三部分组成,考核方式采用口试、笔试、实验技能展示、科研结果汇报等多种方式。避免忽视学生的个性差异和基础差异而用量化的统一标准去衡量其课程目标的达成度,而将考核作为激发学生建立在自主性基础上的可持续发展的强劲动力。

9.教学成果显著

通过基因工程研讨式教学的实践,教师教研成果显著,近三年来申请到2项湖北省教改项目,多项校级教研课题,校级精品课程《基因工程》正在申报湖北省精品课程,主编出版教材2部,实验教材1部,公开发表教学研究论文10余篇。本科生考上国内重点高校和科研院所生化与分子生物学专业的研究生达120余人,协助教师完成科研项目4项,公开发表文章10篇,20人毕业论文荣获湖北省优秀学士论文,近两年来本科生就业率在96%以上,许多就职于华美生物工程有限公司、BT菌种公司等基因工程相关公司,丰富的专业知识和娴熟的操作技能得到公司的认可。

本课程教学模式也发挥了良好的示范和辐射效果,主编教材在兄弟院校得到广泛采用。课题组多次与华中农业大学和华中师范大学相关专业教师进行教学交流,并多次邀请其他同行来校交流。

下一步将在现有基础上进一步加强教师队伍建设,进一步优化教学体系和内容,物化教学成果,并将良好的教学经验辐射到其他学科,继续加强对学生创新能力和创造能力的培养,实现学生知识、能力和素质协调发展,为生物产业的发展提供高素质的应用型人才。

参考文献:

[1]刘伟.研讨式教学模式建构[J].高等教育研究,2008,29,(10):65-67.

[2]张秋红.教育思想的变革应当以史为鉴――《学记》教育思想述评[J].吉林教育科学・高教研究,1999,4:63-65.

[3]张国英.生命科学和生物技术发展要求改革高等教育[J].高等农业教育,2001,9:18-19.

[4]田杰棠.市场经济国家和地区促进生物产业发展的经验与启示[J].中国生物工程杂志,2004,24,(11):90-93.

[5]杜安国.我国民办高等教育发展历程研究[J].探求,2005,(4):74-77.

[6]潘懋元,石慧霞.应用型人才培养的历史探源[J].江苏高教,2009,(1):7-10.

[7]潘懋元.中国大陆民办高等教育基本情况与发展中的若干问题[J].民办教育研究,2005,4,(2):1-4.

[8]杨德广.中国高等教育办学理念的转变[J].北京大学教育评论,2008,6,(2):105-117.

基因工程论文篇(7)

【关键词】cdio工程教育大纲; 理论力学; 教学改革

【中图分类号】g642.42【文献标识码】a【文章编号】1009-5071(2011)05-0014-021

引言

面对经济全球化和知识经济时代,工程师的培养和职业发展面临国际化的挑战。我国现行的工程教育模式与现代工业实践对高级工程人才的要求不相适应,其存在的问题主要有以下几点:一是重理论轻实践。学科教育与工业实践脱节是我国当前高等教育面临的一个重大问题,有报告显示,我国2005 年毕业的约60 万工程类毕业生中不足10%的人能适应国际化公司的工作,产生这种现象的原因之一在于我国当前的工程教育重理论轻实践,学生接受到项目和团队工作的实际训练较少。二是专业设置口径窄。长期以来,专业的定向型培养体制及学生重授课轻自学的思想造成了学生的知识面窄,专业口径狭窄使得学生的学习能力、自主性和创造性难以得到充分的发挥,培养出来的学生缺乏很强的适应性和竞争力。三是工程教育缺乏系统规划。因此,我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师,应按照国际工程教育大纲改革现有的人才培养模式,逐步解决目前工程教育中存在的重课程轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作能力、重视知识学习而轻视创新能力培养等问题,满足全球化经济环境下对创新型人才的需求。

cdio工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。cdio 是由麻省理工学院连同瑞典三所顶尖工业大学共同倡导,集多国工程教育精英耗资数百万美元所建立的一整套工程教育理念和实施体系,这种模式注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识,在此基础上通过贯穿于整个人才培养过程的团队设计和创新实践环节的训练,培养既有过硬的专业技能,又有良好的职业道德的国际化工程师[1]。cdio国际工程教育组织提出的新型的工程教育大纲在美国麻省理工学院等前沿的工程大学得到了很好的检验和应用[2-3]。国内外的经验都表明cdio“做中学”的理念和方法是先进可行的,适合工科教育教学过程各个环节的改革。

《理论力学》研究物体机械运动的一般规律,是高等院校工科专业的一门核心技术基础课程之一,是与工程实际紧密联系的课程。教学内容是以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础,系统介绍静力学、运动学与动力学的基本概念、基本原理以及处理问题的基本方法,属于古典力学的范畴。不仅为《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《弹性力学》、《塑性力学》等后续课程的学习打下基础,更在于培养学生逻辑思维、抽象思维的能力[4-7]。因此,近年来对于它的教学改革和教学研究引起了学术界的广泛关注。为了培养与国际接轨的创新型人才,我们引入cdio工程教育大纲,并据此进行理论力学的教学改革与实践。

2将cdio工程教育大纲应用于理论力学教学改革

cdio代表构思(conceive)、设计(design)、实现(implement)和运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。cdio培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、 个人能力、 人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。

就理论力学课程本身而言,具有一些对激发学习兴趣和培养创新人才不利的因素。其一,理论力学的发展历史悠久,传统性知识所占比例极大,内容大多几代沿袭,知识陈旧,力学模型过于抽象,工程背景不够明显,和学生普遍觉得它枯燥、乏味,又难以掌握。其二,受传统观念的束缚和影响,与其它基础课程一样,无论是教材还是教学内容,都重理论,轻应用。其三,理论力学的一般研究方法多为演绎法,反映在教材和教学中均是从已知的基本公理或定律出发,进行理论分析,导出一些定理和推论,由此来对力学问题做出预示[8-10]。这样,学生在课程中很少接触归纳法和发散性思维的训练,这对学生创新思维的培养极为不利。理论力学课程的教学创新迫在眉睫。

改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力,吸收世界先进的工程教育理念,建立符合国际工程教育共识的课程体系。培养目标是使学生具有:较强的项目开发、设计和建造的能力;较强的创新能力;较强的团队精神和领导能力;较强的沟通能力;较强的、英语语言表达能力。

3理论力学教学改革的主要内容

主要包括以下几个方面:

(1)革新教学手段,提高教学质量:依据cdio教学大纲,教学内容上注重先进性、科学性,力求与工程实际相结合,借助多媒体视听素材,集文字、声音、图片、动画等信息于一体,进行图文并茂、生动形象的课堂教育。如利用动画技术,显示各种机构的运动过程,让学生在感性认识的基础上加深对基本概念的理解,提高条理性分析问题的能力。开创新的教学模式,给学生营造一种立体的、全面的、动态的学习情境,使一些抽象的概念、理论变得直观明了;使一些难以言传的知识形象化,使学生对教学内容吸收得快,理解得深,激发他们学习的兴趣和积极性,增强教学效果。

(2)注重实验教学:《理论力学》实验课是让学生通过实验掌握某种测试方法或研究某类具体工程结构的实验方法。长期以来,对实验课不够重视。因此,开设紧密联系科技新动态的力学实验,是培养学生实际动手能力和综合素质的重要手段之一。结合学科的具体情况实施再创造,对理论力学的静力学、运动学及动力学三大部分分别安排相关的实验,切实抓好学生实验报告的完成质量,对于加强学生对理论知识的深入理解有很大的帮助,同时,对于他们的动手能力、创新能力及团队协作能力的培养也非常重要。

通过理论教学与实验操作相结合的教学模式,提高学生的综合能力,培养学生运用课程知识分析和解决实际问题的能力。在这里,教师不再是传统教学的“传道授业解惑”角色,而是在引导、帮助学生了解解决问题的基本思路,鼓励学生自己探究解决问题。

(3)研究型力学建模综合实践(3-4人团队完成):建模能力是cdio工程教育大纲中的重要内容。建立力学模型是用力学知识分析新的工程实际问题的第一步。基于理论力学课程的力学建模与分析从选题开始,然后进行考察、查阅资料、分析研究、到写结题报告,此过程就是进行科学研究的过程。参加这样的实践不仅使学生对科学研究的全过程有了初步的感受和认识,还能培养学生研究分析问题的能力,提高学生电子文稿的表达与沟通能力。开展基于理论力学课程的建模与分析实践教学活动,具体要求和内容如下:

1)从身边的生活和工程实际问题中,提炼、抽象出一个力学模型,确定约束链接方式,并画出力学模型的简图;

2)对力学模型进行受力分析,包括对主动力的简化和约束力的分析计算;

3)对力学模型进行运动分析,确定自由度,建立坐标系等;

4)根据力学模型的受力情况和运动情况选择动力学定理,建立动力学方程;

5)选定若干个参数进行分析;

6)有条件的可对分析的结果进行实验测量分析;

7)完成并提交电子版的小论文。

通过学生主动实践,发现问题,提出解决问题的方法,进行讨论与交流,培养学生分析归纳、沟通与交流等方面的能力。通过上述训练,引导学生在团队协作的环境里,通过与人有效地沟通、交流,体验合作开发产品/系统的“构想-设计-实施-操作”的全过程的学习,把“高智能型学生”转化为“高创造型学生”,培养具备一定专业级别的知识、能力和素质协调发展的创新型工科毕业生,使他们具备在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神、交流沟通能力和多学科、大系统掌控能力。

(4)评价方法的改革:学生学习《理论力学》的效果如何,传统的检查方法主要是基于期末考试学生的成绩,这也从很大程度上影响了学生参与实践学习的积极性,造成了学生平时不学习,临考前搞突击的学习态度,更无法保证与国际接轨的高层次、创新型人才的培养。要改变这种状态,只有改革考核方法。把作业成绩、实验成绩、小论文的成绩作为课程最终成绩的一部分, 作业成绩(10%)、实验成绩(10%)、小论文的成绩(20%)、考试成绩(60%),这种考核机制可帮助提高作业、实验及小论文的完成质量,充分调动学生学习的主动性和积极性,培养学生解决实际问题的能力及团队协作能力。

(5)人文精神的熏陶:在理论力学教学中渗透物理学史料,既可以增加教学内容的亲和力。又可以对学生进行人文教育。因为物理学史中充满了唯物论与辩证法的思想,充满了科学家们追求真理、献身科学的事例与典范,体现了物理学家求实、求真、开拓创新精神,揭示了解决问题的途径和方法。通过介绍牛顿、伽利略、开普勒、傅科、拉格朗日、达朗贝尔、哈密顿等科学家的研究历程、研究方法、科学贡献等史料,可以渗透物理知识和理论的产生、发展背景,把物理学家的创造过程展示给学生,能使学生获得科学思想、科学精神、科学观念和创新精神的熏陶和培养,避免学生对物理概念、规律的绝对化和模式化理解。树立正确的科学价值观。

同时,在基于cdio进行教学改革的同时,强调职业道德的重要性,注重职业道德与构思-设计-实现-运作进行有机结合、并在培养过程中注重人文精神的熏陶,从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德。

4结束语

本文提出了基于cdio工程教育大纲的理论力学教学改革的思想,并就如何实现这一思想提出了具体的改革内容和方法,通过引入cdio工程教育大纲,推行研究型教学等先进教学模式,强调基础教育应同与工程实际相结合,以培养工科大学生自主创新、沟通、协调及团队合作的能力。

参考文献

[1]高雪梅,孙子文,纪志成.cdio方法与我国高等工程教育改革.《教学研究》,2008:5,69-71

[2]陶勇芳,商存慧.cdio大纲对高等工科教育创新的启示.《中国高教研究》,2006:11,81-83

[3]刘筠,王剑华.理论力学课程教学改革的思考与实践.《教育实践研究》,2008:11,116-117

[4]李学平,刘长文.理论力学教学改革初探. 《长沙铁道学院学报》, 2006:7,55-56

[5]孙海滨,官衍香.理论力学教学改革的实践与探索.《高等理科教育》,2007:5,93-96

[6]李享荣,张雷.对理论力学教学改革的认识与实践.《上海理工大学学报》,2005:27,27-29

[7]刘静香,陈新亚.理论力学教学与机械工程实际相联系浅析.《河南机电高等专科学校学报》,2002:10,82-85

[8]周一峰,李丰良.理论力学创新教学探索.《长沙铁道学院学报》,2006:7,50