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1設計較為完整的生物材料課程知識體系
生物材料是一門分量較重的專業課程,主要通過學習生物醫用金屬材料、陶瓷材料與高分子材料的組成結構、物理化學性能以及生物相容性評價等,使學生對現代生物材料的基本原理、應用與發展趨勢形成較為全面的認識。通過借鑒國內外相關教材可以發現,較為完整的生物材料課程知識體系一般包括材料學與生物學層面的內容[3]。其中從材料學角度出發,生物材料課程需要講授的內容有生物材料的類型、性質、化學結構、物理性能、力學性能、降解、加工工藝、表面特性等。這些將為學生們打造良好的材料學基礎。從生物學層面來看,生物材料課程需要講授的內容有蛋白質、細胞與生物材料的相互作用、生物材料植入體引起的人體急性炎癥、血栓、免疫反應、感染、腫瘤和鈣化反應等。特別對于傳統的以儀器電子學為主要專業課的BME學生,由于較少接觸化學、醫學等基礎課程,可在生物材料課程里增授一些大學化學、生物化學、醫學免疫學等有關的基礎知識,以幫助學生更好的學習生物材料的基本知識。構建完整的生物材料課程知識體系具有重要意義,能讓BME專業學生報考國內外生物材料學方向的研究生時擁有更多的選擇空間。
2適當引入雙語教學環節
目前教育部鼓勵在大學課堂積極開展雙語教學活動,培養學生能夠熟練運用外語從事專業工作、學術交流的能力。適當引入雙語教學環節對于正處生命科學前沿領域研究熱點中的生物材料學意義更為重大。這不僅能及時向學生們介紹最新的研究進展,還能幫助學生們掌握生物材料的專業詞匯。這有利于學生們獨立閱讀外文資料或文獻,從而在潛移默化中鍛煉出獨立思考、探究的能力。這些是未來高素質復合型人才區別于普通人才的基本標志。當然,適當引入雙語教學環節也對授課教師也提出了更高的要求。筆者認為高水平的課堂不僅能熏陶出高素質的人才,還能更快地提升教師自身的授課、科研水平。
3增加實踐學習環節
自主學習是學生在大學階段需要掌握的一個重要學習能力,對他們在將來的學習和工作都具有重要意義。這也是大學教師教育的真正意義所在,即“授予魚不如授予漁”。而我們學校設立的生物醫學工程專業是以生物醫學電子為主要方向,強化學生的動手能力、設計能力和創新意識,培養具備生命科學、電子、信息、計算機技術的基礎知識,能在生物工程、生物醫學工程、醫學儀器、醫用電子設備、醫療信息技術及電子、儀器、信息領域等從事研究、設計、制造、應用和管理的復合型高級工程技術人才。因此,本專業所設立的專業課具有知識面廣、交叉性強的特點,尤其需要學生能夠具有很強的自主學習能力,將老師在課堂上傳授的各種知識相互貫通,并理解。在生物化學課程講授中,根據專業的特點,我們制定了如下方法來指導學生學會自主學習。首先,幫助學生制定學習計劃。要求學生自己制定或在老師的幫助下制定一份合理的學習計劃,需要詳細列出學習內容和時間安排,該安排應該與教師上課內容一致,且學習計劃應具有針對性。在給生物醫學工程專業學生授課時,有一部分學生對生物化學非常感興趣,也表示出希望在研究階段從事生物專業的學習。而生物化學作為生物專業的必修課,也是生物方向考研的必考專業課之一。這樣,我們專業所教授的生物化學知識是無法滿足學生學習需要的。這就要求這部分學生需要制定更為全面的學習計劃,除涵蓋本專業的學習要求外,還應將生物專業的知識要求加入。而對于希望從事醫學電子方向的學生來說,只需完成本專業學習計劃即可。其次,將授課教師的聯系方式和辦公室地址公布,方便學生隨時聯系老師。最后,給出精品課程及網絡課程的網上資源地址、主要參考書目及主要文獻資料和主要實踐資料,使學生能夠更好地自主學習。在完成這些工作后,也要定時聯系學生,對學生自主學習情況進行評價,讓學生寫自主學習自我總結評價,來評價他們的學習結果,使學生的學習能力得到提升。
二、在生物化學教學中引入創新實踐型教學
生物醫學工程專業是由其復雜的、龐大的知識體系交叉形成的學科,在教學中如何將各個課程融會貫通也是其教學的一個難點。而生物化學作為生物和醫學共同的基礎課,其授課的效果對后續課程的教授具有重要的意義。而創新實踐型教學對該門學科的授課質量具有重要作用。這是因為生物化學就是建立在前人不斷實驗,并將實驗結果分析總結形成理論的學科。所以,實驗教學對教好、學好這門課具有至關重要的作用。同時,想要提高學生的綜合素質和創新能力,就需要在基礎教學的基礎上進行實踐的鍛煉和積累。我們針對實踐型教學做了如下的工作。首先,設置了課內實驗和專題實驗。課內實驗是在授課同時進行開設的,可對課堂學習的知識進行鞏固和加深了解。而專題實驗,我們一般開設在高年級,此時學生已經學習了大多的專業課程,而專題實驗可將生物化學和這些專業知識融會貫通,進而增加對生化進一步認識,也鍛煉學生動手能力和獨立思考能力。其次,讓學生加入到課題研究中。如大學生創新項目,鼓勵學生積極申報,并鍛煉學生通過查找資料提出與生物化學有關的題目,并在老師的指導下寫項目書、項目計劃、實驗方案,進行實驗,最終寫結題報告,發表文章。在這過程中,提高學生能力,對學生的綜合素質和創新能力進行了培養。將創新實踐型教學與生物化學傳統教學相結合,通過實踐教學將學生從傳統的課堂教學中拉了出來,走入實驗室,運用所學知識來解決問題,讓學生對學習的理論知識有了進一步認識,提高學習積極性。
三、結論
關鍵詞:生物醫學工程;基礎生物學;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2012)09-0140-02
生物醫學工程(Biomedical Engineering,BME)是綜合生物學、醫學和工程學的理論和方法而發展起來的新興邊緣學科,其主要是運用工程技術手段,在多層次上研究生物體特別是人體的結構、功能和其他生命現象,研究用于防病治病、人體功能輔助及衛生保健的人工材料、制品、裝置和系統的工程原理的學科。它主要以臨床醫學為對象,以生物學、化學、物理學、數學等傳統自然學科為基礎,融電子、機械、化工、計算機信息為一體,對于揭示生命現象、臨床診斷、治療和預防疾病等方面顯示了不可估量的應用前景[1]。自上世紀70年代末以來,國內許多綜合或理工科大學、醫學院校及相關科研機構都設立了生物醫學工程專業,旨在培養具有各方面能力的復合型人才[2]。我校生物醫學工程專業設置在電子信息與電氣工程學部,基礎生物學是其中必修的專業基礎課程。基礎生物醫學知識的教學是生物醫學工程專業教學體系的重要組成部分,通過基礎生物學、醫學知識的學習,為進一步促進生物醫學工程不同學科間的交叉融合奠定必要的生物學基礎。基礎生物學課程涉及領域寬,涵蓋范圍廣,而且隨著生命科學的日益發展,不斷地涌現出新的理論和技術,給基礎生物學的教學工作帶來了極大的挑戰。[3]因此作者針對在該專業基礎生物學教學中遇到的實際問題,結合本學科課程設置的目的,在基礎生物學課程教學中對教學模式的改變進行了大膽的嘗試,在把握課程整體思想、方法的基礎上,引入以研究內容為導向的課程設置和以研究課題為基礎的教學方式,使學生有機會參與科研項目研究,在實踐過程中獲得知識。
一、精選教學內容,灌輸思維方法
目前國內生物醫學工程學科的發展仍處于起步階段,不同院校的生物醫學工程專業具有不同的研究方向和專業培養目標,因此對于基礎生物學的教學還沒有統一的教材,這就要求任課教師在教材的選擇上應體現出自身特色。對于工科院校學生而言,由于缺乏基礎生物醫學相關背景知識,如果按照以往傳統教材內容按部就班的授課,很可能導致學生的理解難度增加,降低學生的學習興趣,同時容易造成學生把握不住學習重點,不能對所學知識靈活運用。同時內容多與課時少的矛盾相對突出,導致教學效果不佳。因此對于本課程的教材,精心選取國內高等教育出版社最新最優秀的同類課程教材《基礎生命科學(第2版)》、《生物學導論》等作為主要參考書,基于保持本課程的實用性和先進性為目的,依據教學內容的差異,為學生推薦現代生命科學前沿學科的優秀教材,以確保教學內容的精煉和完整。同時,考慮到學生的專業背景,適當刪減基礎生物學教材內容,調整重點、難點,強化學習內容的結構層次和邏輯聯系,注重交叉學科的聯系滲透,通過不斷引入新的理論和技術來提高學生學習的積極性和主動性。比如在講發育時,把授課內容的側重點主要放在干細胞與組織工程領域,著重向學生介紹現代生物技術在該領域的研究現狀及發展前景,使學生在學習新理論、新技術的同時,能夠和之前所學的知識融會貫通,從而對生物醫學工程專業的發展有更深層次的理解,為以后更進一步的學習及工作打下良好的基礎。在教學過程中,如何培養學生的學習興趣,變被動的、應付考試的學習,為主動的、探索性的學習是提高教學水平的主要環節,因此對于每一門課程,任課教師必須要清楚教學目的,把握課程思想。在授課過程中,教師不僅要教會學生單純的理論知識,更重要的是灌輸思維方法,實現真正的學以致用。同時還要注意講授內容的深度與廣度相結合,緊密跟蹤前沿學科,啟發學生積極探索的創新思維。
二、改進教學方式,豐富教學方法
基礎生物學以生命基本特征為主線,涵蓋生命活動的各個領域,涉及人口、糧食、環境、資源、健康等諸多社會問題,與我們的日常生活密切相關。因此,如何將學生的綜合素質培養融入到課程教學中,激發學生的學習熱情,培養學生的歷史責任感,是我們一直在探索的一個問題。在理論教學中,我們主要采取精講、略講和自學相結合的原則,以提高教學效率,提高學生分析問題、解決問題的能力。同時在采用現代多媒體教學的基礎上,不斷探索教學方式的改進與完善,促進師生互動,調動學生自主學習的積極性、主動性和創造性,從而為學生進一步獲取更專業的知識打下堅實的基礎。