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摘要:工科院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)存在的師資力量缺乏、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和資源薄弱、課時(shí)有限等問題,針對(duì)這些問題,本文從師資建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以及教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段改革等方面入手,對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了一系列的改革措施,并在實(shí)踐中有效地激發(fā)了學(xué)生的參與熱情和學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和操作能力,并培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神,取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:工科院校;生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè);生物實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革
生物醫(yī)學(xué)工程(BiologyMedicalEngineering,BMI)是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來的,其主要是運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法,從工程學(xué)的角度,在多層次上研究人體的結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系,揭示生命現(xiàn)象,為防病、治病提供新的技術(shù)手段的一門綜合性、高技術(shù)的學(xué)科,多學(xué)科的高度綜合交叉是生物醫(yī)學(xué)工程的特點(diǎn)[1]。自上世紀(jì)70年代末以來,國內(nèi)許多醫(yī)學(xué)院校、綜合性大學(xué)、理工科大學(xué)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)都設(shè)立了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),涵蓋了生物信息、醫(yī)療儀器、生物材料、生物工程等多個(gè)專業(yè)方向,課程設(shè)置主要包括工程類課程和醫(yī)學(xué)類課程,旨在培養(yǎng)具有各方面能力的復(fù)合型人才[2]。在生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的培養(yǎng)體系中,實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神、提高整體教學(xué)質(zhì)量的根本保證和有效途徑[3]。南京郵電大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是在學(xué)校原來的信號(hào)與信息處理等優(yōu)勢(shì)學(xué)科的支撐下發(fā)展起來的,因此在醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)圖像處理、生物傳感和生物信息學(xué)等領(lǐng)域積累了雄厚的師資和科研力量,上述領(lǐng)域的實(shí)踐教學(xué)體系完善、教學(xué)平臺(tái)完備。比較而言,學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研上相對(duì)薄弱,特別是在生物醫(yī)學(xué)方面的實(shí)踐教學(xué)有明顯的不足,存在著師資力量缺乏、教學(xué)平臺(tái)薄弱、課時(shí)有限等問題。針對(duì)上述問題,我們從師資隊(duì)伍建設(shè)、資源優(yōu)化配置、教學(xué)內(nèi)容改革和教學(xué)方式更新等方面入手,對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)提出一系列改革措施,取得一定的效果。
一、生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)存在的問題
南京郵電大學(xué)是傳統(tǒng)的工科院校,信息學(xué)科是學(xué)校的辦學(xué)特色。在工學(xué)為主體,以及“大信息”的背景下,學(xué)校的通信、電子、圖像和計(jì)算機(jī)等學(xué)科的科研氛圍濃厚、師資力量較強(qiáng),相關(guān)課程的教學(xué)體系成熟、教學(xué)特點(diǎn)鮮明。上述相關(guān)學(xué)科的實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)構(gòu)建了包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、專題實(shí)驗(yàn)、綜合訓(xùn)練和生產(chǎn)實(shí)習(xí)一系列完善的實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)。但隨著我國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科建設(shè)工作的開展,以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究和應(yīng)用的快速發(fā)展,迫切的需要將更多的生物醫(yī)學(xué)知識(shí)融入到工程學(xué)知識(shí)中。為了擴(kuò)展生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在生物學(xué)教學(xué)方面,我校目前開設(shè)了幾門生物學(xué)領(lǐng)域的課程,包括現(xiàn)代生物學(xué)、定量生理學(xué)和解剖生理學(xué)等。由于學(xué)校在生物醫(yī)學(xué)相關(guān)學(xué)科的科研和教學(xué)缺乏基礎(chǔ),因此這些課程的師資力量較為缺乏,實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)也比較薄弱。此外,生物醫(yī)學(xué)課程多屬于理論加上實(shí)驗(yàn)的課程,要求課時(shí)較多。以解剖與生理為例,理論課要講51個(gè)學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課也需要51個(gè)學(xué)時(shí)[4,5]。但我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)大綱,對(duì)解剖與生理課程只設(shè)置了36個(gè)學(xué)時(shí)的理論課以及4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課。因此,在這些課程的理論課教學(xué)上,需要大幅的調(diào)整以適應(yīng)本專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求[4,5]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,由于課時(shí)的限制,大多為演示實(shí)驗(yàn)或參觀,學(xué)生缺乏動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)[6]。筆者在調(diào)研學(xué)生對(duì)解剖與生理課程興趣、期望和要求時(shí),有68.1%的同學(xué)表示對(duì)這門課程感興趣或非常感興趣,并且有30%的同學(xué)希望能有動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)(表2)。但我校目前現(xiàn)有的師資力量、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和課時(shí)設(shè)置都不能滿足學(xué)生的這一要求,因此,必須采取有效的改進(jìn)措施提高教學(xué)平水,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。
二、生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)辦法
1.培養(yǎng)專任教師隊(duì)伍。為了提高我校生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)和科研水平,近幾年來,已引進(jìn)多個(gè)生物醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的博士和高級(jí)人才,構(gòu)建了一個(gè)高學(xué)歷的教師隊(duì)伍。教師的專業(yè)和研究方向包括了分子生物學(xué)、蛋白質(zhì)工程以及納米材料毒理等,這些教師的專業(yè)背景和知識(shí)體系完全滿足了現(xiàn)有的生物課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。
2.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件。為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平,同時(shí)為了滿足學(xué)??蒲许?xiàng)目發(fā)展的需要,我校已于近幾年建設(shè)完成了生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)是建立一個(gè)以生物技術(shù)為核心,結(jié)合醫(yī)學(xué)診斷以及生物信息處理的多層次性和綜合性實(shí)驗(yàn)基地,使學(xué)生系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)和掌握全面的生命科學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)技能,以培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域創(chuàng)新性人才,同時(shí)為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的師生提供一個(gè)高水平的細(xì)胞、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái),以加強(qiáng)不同學(xué)科間的合作交流,做出一流的科研工作。目前已建立了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)操作平臺(tái)和蛋白結(jié)構(gòu)測(cè)試和信息處理的表征平臺(tái)。在此平臺(tái)上,我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)立了核酸分離和檢測(cè),核黃素、丙二醛和超氧化物歧化酶等生化指標(biāo)測(cè)定等一系列的實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,觀看并親自動(dòng)手操作,極大激發(fā)了學(xué)生的對(duì)生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。
3.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法。除了加強(qiáng)教師隊(duì)伍和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè),我們還通過多種教學(xué)方法和途徑改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)生物類課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足的問題,許多教師針對(duì)生物領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向開設(shè)了一系列的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通過開放性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和動(dòng)物房,讓學(xué)生跟著老師學(xué)習(xí)一些基本的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的操作技能和方法[7-9]。在教學(xué)中,教師積極鼓勵(lì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)有興趣并且有能力的本科生申報(bào)創(chuàng)新項(xiàng)目,鼓勵(lì)教師和學(xué)生并將畢業(yè)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新項(xiàng)目相結(jié)合,以教師的科研項(xiàng)目為載體,讓學(xué)生在實(shí)踐中創(chuàng)新[10]。實(shí)踐以學(xué)生為主體,讓學(xué)生獨(dú)立查閱中外文獻(xiàn),了解項(xiàng)目最新的國內(nèi)外研究進(jìn)展,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,學(xué)習(xí)各種新的實(shí)驗(yàn)技術(shù),掌握科學(xué)研究方法,這不僅有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)、解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,同時(shí)還加深例如學(xué)生對(duì)各種專業(yè)課程的理解以及對(duì)生物工程專業(yè)的認(rèn)識(shí)。實(shí)踐證明,上述教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和操作能力,并培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神,取得了良好的教學(xué)效果。同時(shí)學(xué)校還積極與南京大學(xué)、南京中醫(yī)藥大學(xué)、江蘇省中醫(yī)院等單位建立合作關(guān)系,帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生對(duì)生物醫(yī)學(xué)各領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)成、具體運(yùn)作有更直觀的認(rèn)識(shí)。通過在大學(xué)和醫(yī)院等實(shí)習(xí)基地的參觀和關(guān)系,讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的學(xué)習(xí)目的和專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)作為一門為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)服務(wù)的交叉學(xué)科,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課對(duì)生物醫(yī)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解掌握領(lǐng)域非常重要。針對(duì)我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題,我們開展一系列的教學(xué)改革與實(shí)踐,取得了很好的效果。極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的參與熱情,提高學(xué)生的實(shí)踐能力,并且為學(xué)生今后的工作和科研奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。希望能在此基礎(chǔ)上,繼續(xù)完善現(xiàn)有的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)方法,從而更好地促進(jìn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)和發(fā)展。
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作者:李小慧 武靈芝 吳建盛 湯麗華 單位:南京郵電大學(xué)地理與生物信息學(xué)院
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榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
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