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一、課程性質(zhì)與考試基本要求:
無機與分析化學(xué)是介紹整個化學(xué)領(lǐng)域和定量分析基本概念、基本理論、基本知識的一門學(xué)科,是生物類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過考試使考生能夠較好地、系統(tǒng)地掌握四大化學(xué)平衡,物質(zhì)結(jié)構(gòu)等化學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識。通過考試,使學(xué)生能較熟練地掌握定量分析的誤差及分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理與主要定量分析法。
二、考核知識點和考核要求:
第一章:溶液與膠體
(一)溶液的一般概念
1、了解分散系的分類,掌握物質(zhì)的量的濃度、質(zhì)量摩爾濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等概念;
2、理解幾種濃度表示法間的換算,掌握有關(guān)溶液配制的計算。
(二)稀溶液的依數(shù)性
1、了解溶液的蒸氣壓、沸點、凝固點概念,滲透作用和滲透壓;
2、掌握稀溶液依數(shù)性與其濃度的關(guān)系,并能進(jìn)行有關(guān)計算,能運用稀溶液性質(zhì)解釋動植物的有關(guān)生理現(xiàn)象。
(三)膠體溶液
1、了解膠體分散系的特點及溶膠的膠團結(jié)構(gòu);
2、掌握溶膠的穩(wěn)定性因素和聚沉方法。
第二章:電解質(zhì)溶液和解離平衡
(一)化學(xué)平衡及其移動
理解掌握平衡常數(shù)、平衡常數(shù)的意義及影響平衡移動的因素;
(二)弱電解質(zhì)和強電解質(zhì)
1、了解:①水的電離和溶液的酸堿性的pH標(biāo)度;②一元弱酸、弱堿部分解離、多元弱酸的分步解離特點及弱酸弱堿溶液的pH值的計算公式及應(yīng)用范圍;③鹽類水解的本質(zhì)。
2、掌握:①一元弱酸、一元弱堿溶液的pH值的計算和多元弱酸溶液pH值的計算;②定性判斷各種鹽溶液的酸堿性;③影響鹽類水解的因素。
(三)緩沖溶液
1、了解緩沖溶液和緩沖作用;
2、掌握緩沖作用原理、緩沖溶液pH值的計算、緩沖溶液的選擇和配制;
(四)沉淀溶解平衡
1、掌握溶度積概念及其表達(dá)式、溶度積規(guī)則;
2、理解沉淀生成和溶解的條件,能運用溶度積進(jìn)行有關(guān)計算。
第三章:氧化還原反應(yīng)
(一)氧化還原反應(yīng)
1、了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)、氧化作用、還原作用、氧化劑、還原劑的概念及氧化數(shù)的確定方法;
2、了解氧化數(shù)法和離子電子法配平氧化還原方程式的一般步驟;
3、掌握運用上述方法配平氧化還原方程式
(二)電極電勢
1、了解能斯特方程,能正確書寫能斯特方程;
2、掌握電極電勢的概念及其影響因素,能熟練運用能斯特方程計算因濃度變化、酸堿度變化條件下的電極電勢和定性判斷因沉淀生成、配合物生成導(dǎo)致的電極電勢變化。
(三)電極電勢的應(yīng)用
1、能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷氧化劑和還原劑的強弱,能用電極電位判斷氧化還原反應(yīng)的方向和完成程度;
2、能運用元素電位圖判斷處于中間價態(tài)物質(zhì)能否發(fā)生歧化。
第四章:原子結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)
(一)核外電子運動的特殊性
1、了解四個量子數(shù)的物理意義和取值范圍及相互關(guān)系;
2、理解掌握電子運動的特點、軌道概念,幾率密度和電子云概念;
(二)核外電子的排布
1、了解屏蔽效應(yīng)、穿透效應(yīng),掌握保里不相容原理、能量最低原理、洪特規(guī)則等元素基態(tài)原子核外電子排布規(guī)則;
2、能運用上述規(guī)則寫出常見元素(1-36號)原子核外的電子排布。
(三)元素性質(zhì)的周期性
1、了解元素的電子層結(jié)構(gòu)、能級組、能級、軌道等概念;
2、理解掌握原子半徑、電離勢、電負(fù)性的變化規(guī)律。
(四)離子鍵
1、了解離子鍵的本質(zhì)和離子鍵特征;
2、理解掌握離子半徑、離子電荷的變化規(guī)律;
3、運用離子半徑、離子電荷解釋離子型化合物的高熔、沸點等性質(zhì)。
(五)共價鍵
1、了解價鍵(電子配對)理論,共價鍵的特性;
2、理解掌握σ鍵和π鍵,軌道雜化理論的要點,雜化軌道的類型和簡單分子的空間構(gòu)型關(guān)系。
(六)分子間力
1、了解化學(xué)鍵的極性和分子的極性;
2、理解掌握分子間的三種作用力與分子極性的關(guān)系,分子間力,氫鍵的形成及對化合物某些性質(zhì)的影響;
3、能運用分子間的作用力說明物質(zhì)的熔沸點和溶解度的變化規(guī)律。
第五章:配位化合物
(一)配位化合物概念
1、了解配合物的概念、配合物的組成;
2、掌握配合物的命名。
(二)配合物的價鍵理論
1、了解配位鍵的本質(zhì)、配位鍵的形成條件;
2、掌握外軌型配鍵和內(nèi)軌型配鍵的形成。
(三)配位離解平衡
1、了解穩(wěn)定常數(shù)的物理意義;
2、理解掌握影響配位平衡的因素,并運用配位離解平衡進(jìn)行簡單計算。
(四)螯合物
1、了解螯合物概念
2、掌握螯合物的結(jié)構(gòu)特征和螯合劑應(yīng)具備的條件。
第七章:定量分析化學(xué)概論
1、掌握誤差來源及減免,準(zhǔn)確度及精密度的概念;簡單的數(shù)據(jù)處理方法;有效數(shù)字和運算規(guī)則;
2、了解提高分子結(jié)果準(zhǔn)確度的方法;
3、掌握滴定分析的基本概念、標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法。學(xué)會根據(jù)滴定反應(yīng)來確定物質(zhì)的摩爾基本單元。
4、了解標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制及標(biāo)定方法。
第八章:酸堿滴定法
1、重點掌握溶液pH值的計算、強堿滴定強酸和強堿滴定一元弱酸的滴定突躍范圍、影響突躍大小的因素及指示劑選擇的原則;
2、能根據(jù)測定要求的準(zhǔn)確度,考慮能否滴定。
第九章:配位滴定法
1、重點掌握酸效應(yīng)系數(shù)以及控制溶液pH值的重要意義,用條件穩(wěn)定常數(shù)來判斷配位滴定的可能性,影響EDTA與金屬離子配合物的穩(wěn)定性因素。
2、掌握如何選擇合適的滴定條件以使配位反應(yīng)進(jìn)行更完全;
3、了解金屬指示劑的特性及如何提高配位滴定選擇性。
第十章:其他滴定分析法
1、了解氧化還原反應(yīng)方向、進(jìn)行的程度、氧化還原滴定曲線及指示劑的選擇;掌握常用的氧化還原滴定法;
2、重點掌握銀量法的滴定原理、滴定條件及適用范圍。
第十一章:吸光光度分析法
1、掌握吸光光度法的原理,吸收光譜和溶液的顏色關(guān)系,朗伯-比耳定律及其偏離的原因;
2、了解顯色反應(yīng)及影響因素,測量方法及儀器。
三、試卷題型
1、選擇題(50分) 2、是非判斷題(20分)
3、填空題(50分) 4、計算題(30分)
四、考試用書
《無機及分析化學(xué)》,寧開桂主編,高等教育出版社
《微生物學(xué)》考試大綱
一、課程的性質(zhì)和內(nèi)容
《微生物學(xué)》是在細(xì)胞、分子或群體水平上研究微生物的形態(tài)構(gòu)造、生理代謝、遺傳和育種、生態(tài)和分類進(jìn)化等生命活動的基本規(guī)律,并將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物工程和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的科學(xué)。微生物學(xué)的根本任務(wù)是發(fā)掘、利用和改善有益微生物,控制、消滅或改造有害微生物。
二、課程內(nèi)容、考核要求和比例
第一章 緒言
1.了解微生物學(xué)研究的對象、內(nèi)容。
2.微生物的應(yīng)用前景。
3.微生物在生命科學(xué)發(fā)展中的作用
4.掌握微生物的特點。
第二章 原核生物—— 細(xì)菌、放線菌
1.掌握細(xì)菌和真核生物三原界的特點。
2.掌握細(xì)菌的形狀和大小。
3.掌握細(xì)菌的細(xì)胞構(gòu)造(基本構(gòu)造:細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、原核、質(zhì)粒;特殊構(gòu)造:鞭毛、芽孢、莢膜)及其功能。
4.掌握細(xì)菌的繁殖方式和菌落特征。
5.了解常用的細(xì)菌類群。
6.掌握放線菌的繁殖方式及形態(tài)結(jié)構(gòu)。
第三章 真核微生物———真菌
1.掌握真菌的繁殖方式及菌落特征。
2.掌握真菌的形態(tài)。
3.了解真菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
4.了解真菌的生活史。
5.了解真菌與人類的關(guān)系。
6.了解真菌的常見類型。
第四章 非細(xì)胞生物——病毒
1.掌握病毒的基本特征。
2.掌握病毒、亞病毒、朊病毒、類病毒的概念及其主要特征。
3.掌握烈性噬菌體、溫和噬菌體、溶源性細(xì)胞的概念。
4.了解烈性噬菌體的侵染過程。
5.了解溶源性細(xì)胞的特點。
6.了解病毒對人類的影響。
第五章 微生物的營養(yǎng)
1.掌握微生物的不同營養(yǎng)類型。掌握光能無機營養(yǎng)型、化能無機營養(yǎng)型、光能有機營養(yǎng)型、化能有機營養(yǎng)型的概念。
2.掌握根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)需要選擇和制備培養(yǎng)基的原則。
3.了解微生物所必需的營養(yǎng)物質(zhì)及其生理功能。
4.掌握微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式。
5.了解微生物發(fā)酵作用、呼吸作用、有氧呼吸、厭氧呼吸的概念。
第六章 微生物的生長
1.掌握微生物純培養(yǎng)的分離方法。
2.掌握環(huán)境因素對微生物生長的影響及其實際應(yīng)用。
3.了解測定微生物數(shù)量和生長量的方法。
4.掌握細(xì)菌純培養(yǎng)生長曲線各個時期的特點以及與生產(chǎn)實踐的關(guān)系。
5.掌握主要滅菌方法。
第七章 微生物的遺傳與育種
1.了解從自然界篩選菌種和菌種保藏的基本知識。
2.了解微生物育種的基本原理和方法。
3.掌握接合;轉(zhuǎn)化;轉(zhuǎn)導(dǎo)的概念。
4.掌握菌種的衰退與復(fù)壯的概念,掌握防止菌種衰退及復(fù)壯的方法。
5.了解基因工程的原理。
第八章 微生物的生態(tài)
1.掌握微生物在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用。
2.掌握微生物間以及微生物與高等植物間的相互關(guān)系。
3.了解微生物是生物圈的重要成員,廣泛分布在自然界,與環(huán)境關(guān)系極為密切。
第九章 微生物的分類
1.了解微生物分類的任務(wù)和微生物的命名方法。
2.掌握微生物在生物界的地位。(五界系統(tǒng)、六界系統(tǒng)、三原界系統(tǒng))
了解種的概念。
3.了解細(xì)菌的分類系統(tǒng)。
4.了解真菌的分類系統(tǒng)。
三、考試用書
《微生物學(xué)教程》,周德慶主編,高教出版社出版(第二版)
四、考試題型
1.填空題 30%
2.選擇題 30%
3.名詞解釋 30%
4.問答題 60%
《有機化學(xué)》考試大綱
一、教材與參考書
《有機化學(xué)》,李貴深主編,中國農(nóng)業(yè)出版社;2003。
二、題型與分?jǐn)?shù)分配:
1、命名及寫結(jié)構(gòu)式(20分)
2、單項選擇(45分)
3、完成反應(yīng)式(30分)
4、有機化合物鑒別、分離、提純(20分)
5、推斷結(jié)構(gòu)(15分)
6、合成(轉(zhuǎn)化)題(20分)
各題型說明:
1)命名及寫結(jié)構(gòu)式:掌握系統(tǒng)命名命名法及正確地書寫構(gòu)造式;
2)單項選擇:主要考核對有機化學(xué)基本概念、基本規(guī)律、有機物基本性質(zhì)的理解;
3)完成反應(yīng)式:主要考核在不同條件下所進(jìn)行的反應(yīng)產(chǎn)物,各類化合物的特征反應(yīng)。
4)有機化合物鑒別、分離、提純:通過官能團與具有反應(yīng)迅速、特征現(xiàn)象明顯的試劑的應(yīng)用鑒別(定)出對應(yīng)的有機物。利用混合物中各成分的理化性質(zhì)將它們一、一分開或提純得到較純物質(zhì)。
5)推斷結(jié)構(gòu):可通過化合物的分子式,再根據(jù)所給定特征化學(xué)反應(yīng)及斷鍵后降解的小分子,推斷該特定化合物的結(jié)構(gòu)式。
6)合成(轉(zhuǎn)化)題:設(shè)計合成某一有機物的步驟、實現(xiàn)化合物、官能團之間的相互轉(zhuǎn)化,掌握實現(xiàn)這些轉(zhuǎn)變的必要條件。
三、課程教學(xué)的基本要求
1. 有機化合物的分類和命名
(1)掌握有機化合物的兩種分類方法(碳骨架分類和官分類)掌握主要官能團 , , -X ,-OH ,-O- ,-CHO , ,-COOH,-COOR,-NH2 , -CONH-, -NO2, -N=N-, -SO3H等及對應(yīng)化合物,掌握碳水化合物,蛋白質(zhì),油脂及類脂等天然有機化合物的分類和組成。
(2)掌握有機化合物的系統(tǒng)命名法,官能團的最低系列原則和取代基的次序規(guī)則,掌握分子構(gòu)型的標(biāo)記方法:了解有機化 合物的普通命名法、衍生物命名法、常用俗名等。
2. 有機化合物的分子結(jié)構(gòu)特征
(1)在掌握好物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步掌握有機化合物中碳原子的各種雜化狀態(tài),共價鍵的鍵參數(shù)。
(2)理解芳香性的概念,掌握苯系芳香烴和含一個雜原子的五元雜環(huán)及六元雜環(huán)芳香化合物的結(jié)構(gòu)特征。
(3)理解有機化合物分子中的電子效應(yīng)(誘導(dǎo)效應(yīng)、共扼效應(yīng))及其對化合物性質(zhì)的影響。
(4)理解有機化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象,掌握有機化合物的結(jié)構(gòu)表示法(透視式、Fisher、Newmen投影)式。
(5)理解有機化合物的順反(Z,E)異構(gòu)。
3. 有機化合物的物理性質(zhì)
(1)了解有機化合物的主要物理性質(zhì),包括熔點、沸點、密度、溶解度、比旋光度等,理解分子間作用力和氫鍵對化合物的沸點、熔點和溶解度的影響,以及利用物理性質(zhì)對化合物進(jìn)行鑒定、分離提純的原則和方法。
4. 有機化合物的化學(xué)性質(zhì)及重要化學(xué)反應(yīng)
(1)掌握各類化合物的分子結(jié)構(gòu)特征與基本化學(xué)性質(zhì)。
(2)掌握有機物的取代反應(yīng):
A. 飽和碳原子的鹵代反應(yīng)
B. 芳環(huán)上的取代反應(yīng)
(3)掌握有機物的加成反應(yīng):
A .碳-碳雙鍵上的加成反應(yīng)和Markovnikov規(guī)則,共扼二烯的,1,2-加成和1,4-加成。
B. 碳-氧雙鍵上的加成反應(yīng)和加成-消除反應(yīng)。
(4)掌握有機物的消除反應(yīng):
鹵代烴的消除反應(yīng)和醇的消除反應(yīng),反應(yīng)條件和產(chǎn)物選擇規(guī)律。
(5)其它重要反應(yīng):
A. 掌握烯烴、芳香烴母系及側(cè)鏈、醇和醛的氧化反應(yīng)、烯烴的臭氧化反應(yīng)。
B. 掌握不飽和烴、醛和酮、羧酸及其衍生物、硝基化合物的加氫反應(yīng)和其它還原反應(yīng)。
C. 掌握羥醛縮合、酯縮合反應(yīng)、重氮化反應(yīng)和重氮基的取代反應(yīng)。掌握Gringnard試劑同羰基化合物及其它化合物的反應(yīng)及應(yīng)用。
D.芳香環(huán)上的親電取代反應(yīng)歷程,取代基的性質(zhì)及定位規(guī)律。
5. 雜環(huán)化合物
掌握呋喃、吡咯、噻吩、吡啶的化學(xué)性質(zhì)
6.重要的天然有機物
(1)多糖:掌握單糖的分子結(jié)構(gòu)(組成、異構(gòu))開鏈和環(huán)狀互變異構(gòu)及變旋光現(xiàn)象、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),理解糖苷鍵的特征和二肽的形成。了解二糖及多糖的性質(zhì)。
(2)蛋白質(zhì):掌握氨基酸的分子結(jié)構(gòu)(組成、異構(gòu))兩性和等電點、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),理解肽鍵的特征和二肽的形成,了解蛋白質(zhì)的形成、次級結(jié)構(gòu)、兩性和等電點。
(3)油脂與類脂:了解脂肪酸甘油三酯的組成、分類、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),知道磷脂、甾醇、蠟酯、萜類化合物等組成與性質(zhì)。
四、本課程各章節(jié)要求
§ 1 緒論
本章重點:有機化合物中的化學(xué)鍵;有機化合物的結(jié)構(gòu)式及其表示法;化合物分子間的作用力及其對某些物理性質(zhì)的影響;化合物分子中原子、原子團的相互影響。構(gòu)造異構(gòu)-碳鏈、位置、官能團異構(gòu)。
1.了解有機化合物和有機化學(xué)概念;
2.理解共價鍵的形成;
3.了解共價鍵的屬性(參數(shù)):(鍵角、鍵能、鍵的極性、鍵的極化作用);
4.了解共價鍵斷裂和反應(yīng)的類型;
5.理解酸堿的電子理論一路易斯酸堿;
6.理解分子間力:定向力、色散力、氫鍵;
7.了解有機化合物的一般性質(zhì);
8.掌握有機化合物分子中的官能團和有機化合物的分類和命名。
§2 飽和脂肪烴:
本章重點:普通命名法和系統(tǒng)命名法;詳細(xì)介紹鹵代反應(yīng)的游離基取代反應(yīng);環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),分析環(huán)己烷的一元、二元取代物的優(yōu)勢構(gòu)象。
1.了解烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu);
2.掌握烷烴的命名(10、20、30、40碳和伯、仲、叔氫原子);各種烷基;
3.掌握烷烴的命名法(①習(xí)慣命名法、②衍生物命名法、③系統(tǒng)命名法);
4.理解烷烴的物理性質(zhì)和同系物規(guī)律;
5.掌握烷烴的化學(xué)性質(zhì):氧化、鹵代反應(yīng)。
6.了解烷烴的來源。
§3、不飽和烴
本章重點:介紹離子型親電加成反應(yīng)規(guī)律、用誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)及碳正離子穩(wěn)定性。用誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)及碳正離子穩(wěn)定性闡明加成反應(yīng)的規(guī)律。
1.了解乙烯分子的平面形結(jié)構(gòu)—SP2雜化軌道;
2. 掌握烯烴的順反異構(gòu)的命名法,次序規(guī)則;
3. 掌握烯烴不飽和性:(1)兀鍵斷裂反應(yīng),①加成反應(yīng);催化加氫;親電加成及反應(yīng)歷程,馬氏規(guī)則與不對稱烯烴加成反應(yīng)中間體碳正離子穩(wěn)定性的關(guān)系。②氧化反應(yīng)、③聚合反應(yīng)。(2)σ鍵斷裂:α-氫原子的反應(yīng):自由基型取代、氧化反應(yīng);
4.理解原子或基團的電子效應(yīng);
5.了解炔烴的物理性質(zhì);
6.掌握乙炔的加成、氧化、聚合,炔氫反應(yīng);
7.了解二烯烴的分類和命名;
8.理解1,3-丁二烯分子的結(jié)構(gòu)—共軛兀鍵和共軛效應(yīng),共軛效應(yīng)與有機物種的穩(wěn)定性;
9.掌握共軛二烯烴的1.2-成和1.4-加成,雙烯加成、聚合和橡膠。
§4 碳環(huán)烴
本章重點:本章重點:闡明環(huán)的張力學(xué)說,無張力環(huán)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,分析環(huán)己烷的一元、二元取代物的優(yōu)勢構(gòu)象。闡明苯分子的結(jié)構(gòu)及大π鍵的概念,苯環(huán)的穩(wěn)定性,苯環(huán)上親電取代反應(yīng)及歷程定位規(guī)律及其應(yīng)用。
1.了解脂環(huán)烴的分類、命名;
2.了解脂環(huán)烴物理性質(zhì),理解脂環(huán)烴化學(xué)性質(zhì)(氫解、鹵解、酸解一小環(huán)不穩(wěn)定性);
3.理解環(huán)已烷的穩(wěn)定構(gòu)象、取代環(huán)已烷的構(gòu)象;
4.了解苯分子中的碳的SP2雜化軌道成鍵;
5.掌握單環(huán)芳烴的命名;
6.掌握苯與同系物的物理性質(zhì):①取代:硝化、鹵化、磺化、烷基化、酰基化、②加成:加氫、加氯、③氧化,側(cè)鏈α-H的鹵化和氧化;
7.了解苯環(huán)上親電取代反應(yīng)歷程、取代基的性質(zhì)、分類.
8.掌握苯環(huán)上親電取代定位規(guī)律。
9.了解稠環(huán)芳烴的種類和命名,萘的化學(xué)性質(zhì);
10.掌握休克爾規(guī)則和芳香性。
§5 鹵代烴
本章重點:一元鹵代烴的化學(xué)性質(zhì)并解釋扎依采夫規(guī)則,四種反應(yīng)的競爭。
1.了解鹵代烴的結(jié)構(gòu)、分類、掌握命名;
2.了解鹵代烴的制法;
3.了解鹵代烴的物理性質(zhì);
4.掌握鹵代烴的化學(xué)性質(zhì):①鹵原子的親核取代:水解、醇解、氰解、氨解與硝酸銀—乙醇溶液的反應(yīng),與碘化鈉一丙酮溶液反應(yīng),與金屬鎂反應(yīng)一格氏試劑的生成、②消除反應(yīng)、鹵原子與β-H 脫去—札依采夫規(guī)則;
§6、醇、酚、醚
本章重點:醇、酚的結(jié)構(gòu)及化學(xué)性質(zhì);結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系,醇轉(zhuǎn)化變成其它類化合物的重要性。
1.了解醇分類和命名法;
2.了解醇的制法;
3.掌握醇分子結(jié)構(gòu)與氫鍵、醇的物理性質(zhì)、
4.掌握醇的化學(xué)反應(yīng):羥基上的氫的反應(yīng),羥基的親核取代反應(yīng)、羥基的消除反應(yīng)(脫水)、醇的氧化或脫氫反應(yīng)、
5.了解酚的結(jié)構(gòu)、命名;
6.了解酚的物理性質(zhì);
7.理解酚的化學(xué)反應(yīng);
8. 醚的結(jié)構(gòu)和烊鹽、分類、命名;
9.理解醚的制法;
10.了解醚的物理性質(zhì),
11.掌握醚的化學(xué)反應(yīng):①未共用電子對的反應(yīng)—烊鹽生成、配位化合物生成、②醚鍵的斷裂(與HI、)、③α-H的過氧化反應(yīng)、
§7 醛、酮、醌
本章重點:以醛、酮為例討論羰基的結(jié)構(gòu)和親核加成,結(jié)合各個反應(yīng)的實際意義,說明在分析、鑒定、合成及生物化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用。
1.了解醛、酮的分子結(jié)構(gòu)、分類;
2.掌握醛、酮的命名;
3.掌握多官能團有機化合物的(系統(tǒng))命名法;
4.了解醛、酮的物理性質(zhì);
5.掌握醛和酮的化學(xué)反應(yīng):羰基的親核加成:加氫氰酸,加亞硫酸氫鈉,加格氏試劑、加醇與氨的衍生物的縮合(加成+消除),與碳負(fù)離子即與具有α-H的醛(酮)的縮合;氧化還原;α-H的活潑性;鹵化和碘仿反應(yīng)等;
6.了解重要的醛、酮;
7.了解醌的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。
§8 羧酸及其衍生物
本章重點:羧酸及其衍生物、取代酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì);比較衍生物的反應(yīng)活性強調(diào)羥基酸、羰基酸等多官能團化合物的特點。
1.了解羧酸的結(jié)構(gòu)、分類;
2.掌握命名法;
3.了解羧酸物理性質(zhì);
4.掌握羧酸的化學(xué)反應(yīng): 羧羥基的親核取代—衍生物的生成,羧羰基的還原,α-H的鹵化—取代酸的生成,酸性,二元羧酸脫羧、脫水,鈍化苯環(huán)的間位親電取代;
5.了解重要的羧酸;
6.掌握羧酸衍生物的結(jié)構(gòu)與分類、命名;
7.了解羧酸衍生物的物理性質(zhì);
8.羧酸衍生物的化學(xué)反應(yīng)和應(yīng)用:酯、酰胺的水解和酯的醇解,酯的還原,克萊森酯縮合。酰胺的霍夫曼降解反應(yīng);
9.了解重要的羧酸衍生物;
§9、含氮有機化合物:
本章重點:胺的結(jié)構(gòu)和性質(zhì);各類胺堿性強、弱的原因;重氮鹽生成的條件與偶合反應(yīng)的實際應(yīng)用。
1.了解硝基化合物的分子結(jié)構(gòu)
2.掌握硝基化合物化學(xué)性質(zhì):芳環(huán)上的硝基的還原反應(yīng)、硝基對芳環(huán)親電取代反應(yīng)的致鈍作用。
3.了解胺的分類、命名法和結(jié)構(gòu),
4.了解胺的物理性質(zhì)
5.掌握胺的化學(xué)反應(yīng):
①堿性、②氮上的烴基化、③氮上的酰基化,與對甲苯磺酰氯的反應(yīng)、④與亞硝酸反應(yīng)與重氮鹽、⑤氨基對苯環(huán)上的親電取代反應(yīng)的致活作用、⑥胺的氧化
6.了解重要的胺、
7.季銨鹽和季銨堿、
8.了解表面活性劑結(jié)構(gòu)特征與性質(zhì),
9.理解芳香族重氮鹽和偶氮化合物(生成、性質(zhì)及其在有機合成中的應(yīng)用)。
10.了解染料分子結(jié)構(gòu)特征和發(fā)色基、助色基。
§10 雜環(huán)化合物
本章重點:雜環(huán)的結(jié)構(gòu)特點,掌握幾種有代表性重要的常見的雜環(huán)化合物的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì).
1.了解雜環(huán)化合物的分類和命名法;
2.了解雜環(huán)化合物的結(jié)構(gòu)及芳香性;
3.了解雜環(huán)化合物的性質(zhì)。
§11 油脂和類脂化合物
本章重點:油脂 磷脂 甾醇的結(jié)構(gòu)特點
1.了解油脂
1)油脂的組成和結(jié)構(gòu) 2)油脂的物理性質(zhì) 3)油脂的化學(xué)性質(zhì)4)肥皂和乳化作用 5)合成表面活性劑
2.了解類脂
1)蠟 2)磷脂
§12 碳水化合物
本章重點:單糖的分子結(jié)構(gòu)(包栝構(gòu)型和構(gòu)象)與性質(zhì)。二糖及其配合物應(yīng)掌握苷鍵的形成及水解。
1.了解碳水化合物的定義和分類;
2.理解單糖(甘油與單糖的組成、分類、異構(gòu)現(xiàn)象,(核糖)葡萄糖和果糖的結(jié)構(gòu)(開鏈費歇爾投影式,氧環(huán)費歇爾式,哈武斯式,構(gòu)象式。
3.掌握化學(xué)性質(zhì);還原性與氧化性,成脎反應(yīng)、半縮醛羥基的反應(yīng)與糖苷的形成;
4.了解重要的單糖;
5.了解二糖(形成與分類);
6.了解多糖(淀粉、纖維素的組成性質(zhì))。
§13 氨基酸和蛋白質(zhì)
本章重點: 氨基酸的兩性和等電點性質(zhì); 蛋白質(zhì)的沉淀與變性,蛋白質(zhì)分子的一級與二級結(jié)構(gòu)。
1.了解天然氨基酸組成、分類、性質(zhì);
2.掌握酸堿性與等電點;
3.了解氨基的亞硝酸放氮反應(yīng);
4.了解氨基與羧基共同參與的反應(yīng);
5.了解絡(luò)合性能,與茚三酮顯色;
6.了解成肽反應(yīng);
關(guān)鍵詞:食品科學(xué)與工程專業(yè);食品生物化學(xué);教學(xué)效果;教學(xué)體系
引言
食品生物化學(xué)是利用生物學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識,對組分在分子水平上發(fā)生的代謝反應(yīng)與規(guī)律進(jìn)行研究的一門學(xué)科[1-2]。教學(xué)內(nèi)容涵蓋理化性質(zhì)、生理功能、儲運變化規(guī)律及其對食品品質(zhì)的影響規(guī)律與趨勢等諸多教學(xué)內(nèi)容。“食品生物化學(xué)”是我國高等教育體系中食品類院校相關(guān)學(xué)科不同層次學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)必修課[3-6],在教學(xué)實踐過程中發(fā)現(xiàn),“食品生物化學(xué)”課程教學(xué)具有以下特征:第一,教學(xué)內(nèi)容抽象,直接結(jié)果是學(xué)生理解有困難,難以理解記憶;第二,知識點多,直接結(jié)果是記憶不扎實;第三,開課學(xué)期早,學(xué)生剛開始接觸專業(yè)課就開設(shè)該課程,在尚未形成專業(yè)認(rèn)知前理解專業(yè)知識有困難。故此,該課程的教學(xué)過程中需成型的教學(xué)體系對學(xué)生進(jìn)行有效指導(dǎo),否則學(xué)生就很容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難,教學(xué)效果不理想,繼而失去學(xué)習(xí)該課程的興趣。根據(jù)多年的教學(xué)實踐,針對前述的問題提出相應(yīng)解決對策,目的在于提高“食品生物化學(xué)”的教學(xué)質(zhì)量,改善學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。
1突出學(xué)科專業(yè)特點合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容
在我國高等院校現(xiàn)行專業(yè)設(shè)置中,食品專業(yè)含食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全2個專業(yè),二者在課程設(shè)置構(gòu)成中,“食品生物化學(xué)”是食品專業(yè)學(xué)生最早接觸的專業(yè)課程之一,是核心專業(yè)基礎(chǔ)課[7-9]。“食品生物化學(xué)”課程學(xué)習(xí)過程中要求學(xué)生掌握一定的多門學(xué)科理論知識,學(xué)生需具備一定的無機化學(xué)、有機化學(xué)、生物學(xué)等知識基礎(chǔ)[10]。“食品生物化學(xué)”課程是工程認(rèn)證10門專業(yè)課之一,其教學(xué)質(zhì)量將事實上反映專業(yè)教學(xué)水平,同時由于生物化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展十分迅猛,這給課程教學(xué)帶來了較大的難度[11-12]。吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院2015年成立,有著悠久的辦學(xué)歷史,是食品科學(xué)與工程學(xué)院的優(yōu)勢學(xué)科,擁有完善的本科、碩士、博士研究生教育體系和教學(xué)條件支撐,現(xiàn)有功能食品工程研究中心、食品安全檢測中心,以及食品基礎(chǔ)、食品工程等多個專業(yè)實驗室。作為食品類專業(yè)核心基礎(chǔ)課程的“食品生物化學(xué)”,教學(xué)內(nèi)容根據(jù)教育部設(shè)定的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和以此為中心構(gòu)建的專業(yè)課程設(shè)置情況,結(jié)合吉林大學(xué)食品專業(yè)學(xué)生的實際情況,在展開教師和學(xué)生雙向調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行。特別是當(dāng)面對大量的高素質(zhì)本科生生源,如何進(jìn)一步提高學(xué)生出口質(zhì)量,“食品生物化學(xué)”這一重要基礎(chǔ)課程的教學(xué)體系探索與實踐更顯得刻不容緩。通過大量查閱課程改革相關(guān)資料及走訪國內(nèi)、省內(nèi)兄弟院校相同和相近專業(yè)課程的教學(xué)實際情況,結(jié)合學(xué)校食品專業(yè)的特點,對該門課程教學(xué)體系進(jìn)行了有針對性的持續(xù)調(diào)整與改進(jìn)。
1.1教學(xué)課時
“食品生物化學(xué)”課程現(xiàn)階段使用教材由食品基本組成成分的性質(zhì)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能及組分在體內(nèi)的分解合成(即物質(zhì)代謝和能量代謝)等傳統(tǒng)課程內(nèi)容構(gòu)成全部教學(xué)內(nèi)容[13-14]。此教學(xué)內(nèi)容,首先結(jié)構(gòu)基本滿足學(xué)校專業(yè)要求,對后續(xù)培養(yǎng)專業(yè)核心技能具有良好的理論指導(dǎo)作用,但是同時與教育部在專業(yè)教育中強調(diào)的強化基礎(chǔ)教育、適當(dāng)縮減專業(yè)教學(xué)課時的要求存在一定沖突。綜合以上因素,在連續(xù)多個版本的本科生培養(yǎng)方案(2013,2015,2017版)中持續(xù)對“食品生物化學(xué)”理論課的總學(xué)時設(shè)置進(jìn)行調(diào)整,從總學(xué)時80學(xué)時,首先縮減為60學(xué)時,然后進(jìn)一步縮減為48學(xué)時,指導(dǎo)最新版培養(yǎng)方案中該課程實驗部分獨立設(shè)課。通過對教學(xué)學(xué)時和教學(xué)內(nèi)容的合理安排,達(dá)到了知識系統(tǒng)、特色突出要求。
1.2教學(xué)內(nèi)容的組成與調(diào)節(jié)
1.2.1教學(xué)內(nèi)容的組成“食品生物化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容中有大量不可調(diào)節(jié)的基本組成內(nèi)容。如食品的基本組成方面,對糖類、蛋白質(zhì)、脂類、水分等要保證其基本學(xué)時。同時,在講授這部分內(nèi)容時應(yīng)注意緊貼后續(xù)眾多的專業(yè)課程,突出“食品生物化學(xué)”理論知識在食品行業(yè)中的大量應(yīng)用,從而凸顯其重要性。這樣的教學(xué)內(nèi)容組成既有助于學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握,也有助于學(xué)生對未來知識的掌握。如水分教學(xué)中就存在著大量抽象的內(nèi)容,學(xué)生不好理解也不好記憶,但是借助“食品機械與設(shè)備”的干燥與升華教學(xué)內(nèi)容就有效地提高了該部分教學(xué)內(nèi)容的易學(xué)性與易記性,從而極大地鼓動起學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和目的性。1.2.2教學(xué)內(nèi)容的調(diào)節(jié)“食品生物化學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容中除了有大量不可調(diào)節(jié)的基本組成內(nèi)容以外,還含有大量的可調(diào)節(jié)內(nèi)容,這部分主要包含食品在加工、貯藏中的品質(zhì)變化等內(nèi)容。根據(jù)專業(yè)的教學(xué)實際及時增減調(diào)節(jié)這部分教學(xué)內(nèi)容,使其不僅與其他專業(yè)課緊密銜接,同時使其與生產(chǎn)生活實踐緊密結(jié)合,在保證教學(xué)效果的同時,還可以很好地提升學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感,激發(fā)他們更好地學(xué)習(xí)以后的專業(yè)課。
2教學(xué)模式調(diào)整
“食品生物化學(xué)”的教學(xué)無論是理論授課還是實驗授課過程,需要解決的關(guān)鍵問題包括理解抽象的理論概念和各類化學(xué)反應(yīng),更包含理論知識與生產(chǎn)實踐相關(guān)聯(lián)、相結(jié)合,只有做到這一點,學(xué)生才能真正掌握本課程的內(nèi)容。針對這一問題,在實踐教學(xué)過程中對以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行調(diào)整,采用能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣并能引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)方法和手段,以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。通過13年的不斷嘗試與調(diào)整,多種教學(xué)手段應(yīng)用于教學(xué)中,對教學(xué)效果有明顯提高。
2.1科學(xué)規(guī)劃,興趣引導(dǎo)
“食品生物化學(xué)”是食品科學(xué)相關(guān)專業(yè)課程體系中最為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,同時也是一門難懂的專業(yè)基礎(chǔ)課。因此,如何在第1堂課調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生意識到學(xué)好該門課的重要性和實用性,就成為課程教學(xué)方式改革與探索的第1步。要上好第1堂課,首先需要做好充分的準(zhǔn)備,注意課堂講授每一個細(xì)節(jié)的把握,做到細(xì)節(jié)不放過,由小及大,細(xì)節(jié)處體現(xiàn)該課程的重要性。其次,改革傳統(tǒng)第1堂課講授生化發(fā)展史的教學(xué)模式,更多的在第1堂課介紹這一學(xué)科的最新進(jìn)展,實際教學(xué)效果表明這對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效果更為有效,如連續(xù)在2014—2015第2學(xué)期(春季),2015—2016第2學(xué)期(春季),2016—2017第2學(xué)期(春季)3個教學(xué)學(xué)期介紹了2015年度諾貝爾醫(yī)學(xué)獎獲得者屠呦呦研究員的研究成果,事實證明這一教學(xué)內(nèi)容的及時調(diào)整,不僅僅提高了課程的教學(xué)效果,而且極大地提高了學(xué)生的民族自豪感。第三,運用一切可能的教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從生活中無處不在的生化反應(yīng)入手,告訴學(xué)生在生活中生化知識無處不在,如早餐吃的米粥在制作過程中發(fā)生了哪些生化變化?午餐吃的雞蛋在制作過程中發(fā)生了哪些生化變化?晚餐吃的紅燒肉在制作過程中發(fā)生了哪些生化變化?正是這些不斷加入和不斷調(diào)整中的新鮮內(nèi)容,確保學(xué)生對該課始終保持高度的學(xué)習(xí)熱情。讓學(xué)生在第1堂課結(jié)束時帶著問題離開,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,鼓勵、幫助他們自主學(xué)習(xí),互助討論,同時鼓勵當(dāng)他們帶著問題的解決辦法回到課堂,帶著新的問題回到課堂,從而為取得更好的教學(xué)效果打下基礎(chǔ)。
2.2講授為主,一法為主,多法互進(jìn)
目前,講授法由于其通俗化和直接化的特點,仍是應(yīng)用十分普遍的教學(xué)模式。但是,正是講授法本身所具有的特點也決定了其存在著很大弊端,那就是容易使學(xué)生產(chǎn)生依賴和期待心理,這將抑制學(xué)生學(xué)習(xí)的獨立性、主動性和創(chuàng)造性。針對這一問題,在教學(xué)過程中改變一講到底的教學(xué)方式,適時加入案例教學(xué)、討論教學(xué)、啟發(fā)教學(xué)、目標(biāo)教學(xué)等多種教學(xué)方法,一法為主,多法互進(jìn),集中每種教學(xué)方法優(yōu)點,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性,有效提高教學(xué)效果。在教學(xué)過程中積極采取研討、啟發(fā)教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生主動參與教學(xué)活動。
2.3興趣引導(dǎo),實際切入,理論深化
“食品生物化學(xué)”教學(xué)內(nèi)容中有大量的概念、原理、反應(yīng)式等,整個教學(xué)過程中如果僅僅采用講授教學(xué)將使得整個課程干癟、枯燥、不生動,在長達(dá)一個學(xué)期的教學(xué)過程中將很難使得學(xué)生保持始終如一的高度專注力。為解決這一問題,在教學(xué)過程中,特別是重點教學(xué)內(nèi)容部分,十分注重理論與現(xiàn)實生活的聯(lián)系,將學(xué)生的注意力時時刻刻緊緊的抓在自己手中。例如,在講授DNA結(jié)構(gòu)時,以不同物種間的差異與聯(lián)系為切入點,具體以鳥類、魚類、人類為例介紹他們DNA之間的差別與聯(lián)系,從而引出教學(xué)內(nèi)容。通過學(xué)生的興趣引導(dǎo),以實際切入,理論深化,在活躍課堂氣氛、緩解學(xué)生情緒的同時,極大地提高了教學(xué)效果。
2.4以具象解釋抽象,強化實驗教學(xué),與開展課外學(xué)生科技研究項目結(jié)合
在實驗教學(xué)方面,突出與食品科學(xué)學(xué)科相關(guān)的蛋白質(zhì)分子量測定、糖酵解過程中間產(chǎn)物鑒定等實驗,為了彌補由于課時或教學(xué)條件限制而不能開設(shè)部分實驗的不足。另外,借力吉林大學(xué)的各項本科生課外科研活動項目,如大學(xué)生創(chuàng)新性實驗、生物技能大賽等載體,鼓勵并積極參與學(xué)生開展課外學(xué)生科技研究項目,從而加強課程的教學(xué)效果。從2012教學(xué)年度開始,帶領(lǐng)本科生團隊參加以上2項大學(xué)生課外科研活動,所帶團隊獲得多項校級科研立項與獎勵,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到了有效調(diào)動,事實證明抽象理論教學(xué)與具象科研活動的有效結(jié)合是提高教學(xué)效果的有效手段。
3綜合考查學(xué)習(xí)情況建立科學(xué)的復(fù)合型考核體系
針對“食品生物化學(xué)”教學(xué)過程特點,對考核體系進(jìn)行了認(rèn)真的思考,基于如下幾個方面的考慮。采用復(fù)合型的考核模式對教學(xué)效果進(jìn)行評估和持續(xù)改進(jìn):首先是理論知識的掌握,主要考核內(nèi)容是知識點的識記,考核方式以考試為主;第二是理論知識的實際運用能力,主要考核內(nèi)容是基礎(chǔ)知識靈活運用于實際問題分析和解決的能力,考核方式有小組討論和小組答辯;第三是實際動手能力,主要考核內(nèi)容是實驗的實際操作,考核方式為實驗評分。同時在以上考核體系之外,鼓勵學(xué)生參加各項大學(xué)生課外科研活動,如吉林大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項目、吉林大學(xué)生物技能大賽、“挑戰(zhàn)杯”吉林大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽等,參加此類賽事將有助于學(xué)生對本課程理論知識的更深一步認(rèn)識。根據(jù)這個標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合學(xué)校相關(guān)要求,確定課程最終成績的計算方法:總成績=平時成績(A%)+筆試成績(B%)。其中,平時成績的計分項包括實驗操作、實驗報告、小組討論、小組報告、課堂測驗、出勤情況、課堂答問情況等,筆試成績的計分項包括結(jié)課后學(xué)生上交的學(xué)結(jié)、小組討論報告和期末試卷。同時,雖然二者在成績中的占比在多版本教學(xué)大綱中始終不變,但是在實際運行過程中并不是一成不變的。也就是說,在每學(xué)年開學(xué)的執(zhí)行教學(xué)大綱編寫中,及時與教學(xué)班承擔(dān)課程的教師溝通,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、參與科研活動的熱情等因素進(jìn)行適時調(diào)整,從而做到成績考核系統(tǒng)穩(wěn)定同時動態(tài)可調(diào)整。這種考核方式以考核學(xué)生對知識的實際掌握為基礎(chǔ),綜合學(xué)生多個方面的能力和表現(xiàn),因而相對公平和公正,能夠較為客觀地反映學(xué)生對課程內(nèi)容的掌握情況。
4教師的自我提升學(xué)教互進(jìn)
在課程的教學(xué)過程中,提升自我素質(zhì)主要進(jìn)行了以下幾個方面的工作。第一,不斷提高自己的學(xué)歷水平,從而在不斷的學(xué)習(xí)過程中提升自己;第二,積極進(jìn)行國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流活動。積極參加學(xué)院、學(xué)部的學(xué)術(shù)交流活動,連續(xù)參加多年的學(xué)術(shù)年會,積極與組內(nèi)組間的教學(xué)科研團隊進(jìn)行交流,在交流中進(jìn)行腦力碰撞,激發(fā)自我,不斷學(xué)習(xí)。作為訪問學(xué)者,于2014年5月—2015年5月前往美國俄克拉荷馬州立大學(xué)生命科學(xué)院進(jìn)行交流學(xué)習(xí),與該領(lǐng)域國外專家就教學(xué)科研問題進(jìn)行了廣泛細(xì)致的交流活動。通過以上的工作,不斷自我提升,真正做到了學(xué)教互進(jìn),有效保證了課程教學(xué)效果的穩(wěn)定提升。
參考文獻(xiàn):
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張平平.PBL教學(xué)模式及在食品生物化學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科學(xué)教育,2007(4):22-23.
1.1準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo),設(shè)計總體實踐培養(yǎng)計劃
根據(jù)現(xiàn)有的人才培養(yǎng)計劃,結(jié)合寧夏經(jīng)濟社會發(fā)展需要,參考國內(nèi)其他高校的專業(yè)建設(shè),課題組組織專家教授開展了5次關(guān)于生物工程專業(yè)方向建設(shè)及人才培養(yǎng)體系的研討,準(zhǔn)確定位培養(yǎng)目標(biāo),科學(xué)制定實踐培養(yǎng)體系。確立了“以社會需求為導(dǎo)向,以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo),以傳授知識向培養(yǎng)能力轉(zhuǎn)變,理論實踐并重,校內(nèi)校外并舉,校企共同培養(yǎng)”的應(yīng)用型實踐培養(yǎng)體系,并提出實踐教學(xué)體系制定與優(yōu)化要找準(zhǔn)人才培養(yǎng)與地方需求的最佳結(jié)合點,以適應(yīng)寧夏生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)強、人才需求量大的產(chǎn)業(yè)特點,與地方形成互利共贏、互動發(fā)展的良好局面。通過調(diào)整專業(yè)建設(shè)思路、改革人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)學(xué)生具備食品生物工程技術(shù)專業(yè)知識,實踐性強、創(chuàng)新能力強、動手能力強,更要具備把所學(xué)知識應(yīng)用到實際工作、解決企業(yè)各種難題的實踐操作能力。
1.2改革優(yōu)化本科生物工程方向的實踐教學(xué)體系課程設(shè)置
根據(jù)寧夏大學(xué)本科專業(yè)培養(yǎng)要求,需要對學(xué)生基本素質(zhì)培養(yǎng)方面、基本技能培養(yǎng)方面、綜合技能培養(yǎng)方面、創(chuàng)新能力培養(yǎng)這四個方面進(jìn)行實踐和改革,所以在專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課及生物工程綜合實驗這3個方面實踐性較強的課程中進(jìn)行課程改革,同時依托于食品學(xué)科的生物工程專業(yè)方向的學(xué)生,根據(jù)農(nóng)業(yè)院校學(xué)科群的發(fā)展?fàn)顩r,豐富食品行業(yè)各個領(lǐng)域的知識及提升自己多方面的能力。根據(jù)食品生物課程的特點及相互之間的關(guān)系,實踐課程設(shè)置上做了如下的調(diào)整:
(1)減少理論學(xué)時,加大實踐學(xué)時,增加實踐性教學(xué)環(huán)節(jié);
(2)強化綜合實踐效果,設(shè)置綜合課程實驗;
(3)設(shè)置三個綜合實習(xí)模塊:生物反應(yīng)與發(fā)酵工程綜合實驗實習(xí)模塊,涉及的課程包括工業(yè)微生物學(xué)、生物工藝原理、工業(yè)微生物育種學(xué)、氨基酸發(fā)酵工藝、有機酸發(fā)酵工藝、生物制藥工藝學(xué)、發(fā)酵工程等;果蔬產(chǎn)品采后生理及保鮮技術(shù)原理綜合實踐模塊,涉及的課程包括生物化學(xué)、果蔬采后生理、果蔬保鮮技術(shù)等;機械與設(shè)備綜合實踐模塊,涉及的課程包括生物工程設(shè)備、機械基礎(chǔ)、發(fā)酵過程控制等。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和獨立實踐能力,創(chuàng)新實踐能力學(xué)分獲得也需要進(jìn)行改革,在學(xué)校制定的創(chuàng)新能力獲得及認(rèn)定辦法的基礎(chǔ)上,增加了體現(xiàn)本專業(yè)特色及創(chuàng)新學(xué)分獲得途徑,如:
(1)食品生物發(fā)酵企業(yè)問題分析與解決方案,
(2)家鄉(xiāng)傳統(tǒng)特色食品調(diào)查研究,
(3)食品生物類企業(yè)調(diào)研報告,
(4)創(chuàng)業(yè)新建項目可行性報告編制,學(xué)生選擇完成其中一個內(nèi)容,通過學(xué)校認(rèn)定后均可獲得2個創(chuàng)新學(xué)分。
1.3通過多層次的實踐環(huán)節(jié)設(shè)計,提升學(xué)生實踐應(yīng)用能力
1.3.1實踐教學(xué)體系的優(yōu)化優(yōu)化專業(yè)實驗課程,學(xué)生基本技能實驗與綜合性、設(shè)計性、驗證性實驗并重。實踐教學(xué)體系的構(gòu)建方面,一是對學(xué)生基本技能的訓(xùn)練(如演示實驗、基本技能實驗);二是圍繞學(xué)生未來發(fā)展的目標(biāo)(如綜合性實驗、設(shè)計性實驗和研究性實驗),優(yōu)化試驗方案,減少驗證性實驗,增加綜合性、設(shè)計性、研究性實驗。基本技能實驗由教研組教師共同研究編寫"生物工程專業(yè)實驗基本技能訓(xùn)練"指導(dǎo)手冊,對學(xué)生進(jìn)行針對性訓(xùn)練。綜合性實驗是將原分散在不同課程的實驗進(jìn)行整合,開設(shè)統(tǒng)一的實驗課(如生物工程綜合實驗),避免出現(xiàn)重復(fù)或漏開實驗的情況,同時也加強了實驗設(shè)計的連貫性和綜合性[7]。設(shè)計性、綜合性實驗依據(jù)企業(yè)、市場或創(chuàng)新需求,由教師和學(xué)生共同設(shè)計方案,通過研究項目的應(yīng)用前景、經(jīng)濟價值、科學(xué)價值和社會價值,撰寫論文或項目報告、準(zhǔn)備項目驗收等環(huán)節(jié),訓(xùn)練學(xué)生的項目研究、方案設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)處理、觀察、分析和表達(dá)等能力[10]。目前食品科學(xué)與工程專業(yè)生物方向開設(shè)了95%以上的綜合性、設(shè)計性實驗。
1.3.2實行專業(yè)課程綜合教學(xué)實習(xí)模式,加強實踐能力鍛煉改變過去單科教學(xué)實習(xí)的模式為綜合教學(xué)實習(xí),根據(jù)每學(xué)期設(shè)置綜合實習(xí)的內(nèi)容、時間,制定實訓(xùn)指導(dǎo)書,針對生物工程方向?qū)I(yè)特點,設(shè)置了生物反應(yīng)與發(fā)酵工程、果蔬采后生理與保鮮技術(shù)原理、機械與設(shè)備三個綜合實習(xí)模塊。實習(xí)根據(jù)專業(yè)特點、生產(chǎn)周期及生產(chǎn)季節(jié)統(tǒng)一安排,相關(guān)課程的老師都要參與,在基地或車間與同學(xué)共同工作,解決同學(xué)在實際生產(chǎn)生活中遇到的問題,同時學(xué)生可以將各門專業(yè)課程的理論與生產(chǎn)實踐更好的結(jié)合起來,提高了學(xué)習(xí)知識的系統(tǒng)性,極大地增強了實習(xí)的效果。
1.3.3實行跨學(xué)期頂崗畢業(yè)生產(chǎn)實習(xí),提高實踐技能畢業(yè)生產(chǎn)實習(xí)改過去的一學(xué)期實習(xí)為跨學(xué)期實習(xí)(3個月實習(xí)期(第八學(xué)期春季)延長為6個月實習(xí)期(第六學(xué)期4月-第七學(xué)期的9月底),畢業(yè)實習(xí)實行畢業(yè)生定崗實習(xí),由于畢業(yè)環(huán)節(jié)與產(chǎn)、學(xué)、研課題融為一體,學(xué)生受到了實際的工程與科研的訓(xùn)練。此過程既有利于解決生產(chǎn)實踐中的問題,促進(jìn)教師科研項目的完成和轉(zhuǎn)化,又有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。定崗實習(xí)使學(xué)生了解參與全生產(chǎn)周期的環(huán)節(jié),掌握了關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù),熟悉了主要實習(xí)環(huán)節(jié),加強了學(xué)生實踐能力鍛煉。同時,結(jié)合這種頂崗畢業(yè)生產(chǎn)實習(xí)方式,寧夏大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)(生物工程方向)的學(xué)生最近幾年嘗試了訂單培養(yǎng)模式,取得了良好的效果,畢業(yè)生受到了用人單位的一致好評。
1.3.4完善校內(nèi)實習(xí)實訓(xùn)基地,積極建設(shè)拓展校外實習(xí)實訓(xùn)基地創(chuàng)建校內(nèi)生產(chǎn)實習(xí)實訓(xùn)基地可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)階段就可以直接參與企業(yè)的生產(chǎn)或研發(fā),實現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的跨越式發(fā)展,為全面提高學(xué)生工程素質(zhì)提供強有力的物質(zhì)保證。食品科學(xué)與工程專業(yè)校內(nèi)實習(xí)實訓(xùn)基地由兩個模塊組成:第一個模塊為與產(chǎn)、學(xué)、研關(guān)系密切的小型發(fā)酵食品中試生產(chǎn)線,主要由全自動啤酒發(fā)酵中試線、乳酸菌發(fā)酵飲品小型生產(chǎn)線、代謝控制發(fā)酵系統(tǒng)等組成。第二個模塊是建立了生物工程專業(yè)仿真實驗室,為學(xué)生提供代謝控制發(fā)酵、現(xiàn)代釀造工藝、生物工程設(shè)備等生物工藝仿真實驗。加強校外實習(xí)實訓(xùn)基地建設(shè)對培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神有著重要意義,讓學(xué)生在有限時間內(nèi),盡快了解和掌握真實的工廠操作、工藝過程、自動控制、安全生產(chǎn)、企業(yè)管理、質(zhì)量控制和物流等環(huán)節(jié),有助于提高專業(yè)興趣。選擇本地區(qū)現(xiàn)代化程度高、管理規(guī)范、影響力較大的企業(yè),重點建設(shè)了10多個穩(wěn)定的校外實習(xí)基地,如伊品生物、百瑞源枸杞、金河乳業(yè)、萬勝生物、夏盛酶制劑、夏進(jìn)乳業(yè)等;繼續(xù)以掛牌或合作的形式增加校企合作型校外實習(xí)基地,如寧夏伊利、靈武果業(yè)、泰瑞制藥等。
1.4自選科研能力訓(xùn)練項目的實施,鼓勵學(xué)生參與各類創(chuàng)新實踐活動
生物工程方向的建設(shè)總體上在保證掌握扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)前提下,側(cè)重培養(yǎng)應(yīng)用型、生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化工程技術(shù)人才。結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容,依靠學(xué)生個體和群體的主體學(xué)習(xí)意識和自我學(xué)習(xí)能力去探究新知識、新觀念和新方法,培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
1.4.1設(shè)置自選科研訓(xùn)練項目選擇本專業(yè)本科生在一年級第二學(xué)期開始以后的任何時間開始自己的科研訓(xùn)練。要求學(xué)生在教師指導(dǎo)下獨立承擔(dān)一個小型研究課題。研究題目既可以由學(xué)生自行提出、指導(dǎo)教師認(rèn)可的方式確定,也可以由指導(dǎo)教師提出,師生雙向選擇的方式確定。本科生科研訓(xùn)練科目要求學(xué)生完成文獻(xiàn)檢索分析、實驗、實驗結(jié)果分析或研究論文等一個完整的科研訓(xùn)練過程。設(shè)置專項負(fù)責(zé)本科生科研訓(xùn)練項目的評估小組,從立項至完成都需經(jīng)過評估,最終通過結(jié)題驗收的學(xué)生將獲得2學(xué)分,計入專業(yè)選修課學(xué)分。同時,科研訓(xùn)練項目工作開展時間達(dá)到一年,且取得良好進(jìn)展的科研訓(xùn)練項目,可以作為本科生畢業(yè)論文提交,學(xué)生無須再按學(xué)校的統(tǒng)一要求進(jìn)行畢業(yè)論文的研究工作。目前每位教師都指導(dǎo)1-2組不同年級的科研訓(xùn)練小組,目前該項目已實施了三年,參與學(xué)生約120人,師生評價效果良好。
1.4.2鼓勵學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新實驗、挑戰(zhàn)杯等創(chuàng)新項目自2009年開始,學(xué)院出臺政策,鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新實驗,除了參與國家級、區(qū)級和校級的創(chuàng)新實驗項目,學(xué)院和系拿出專項資金,設(shè)置科研導(dǎo)師制項目和各類科技服務(wù)為主體的實踐創(chuàng)新活動項目。各類項目均嚴(yán)格按照有關(guān)的管理規(guī)定,認(rèn)真組織實驗立項、中期質(zhì)量監(jiān)控與結(jié)題驗收環(huán)節(jié),確保落到實處。幾年來,食品生物學(xué)生主持6項國家級、13項區(qū)級、48項校級大學(xué)生創(chuàng)新試驗,主持參與18項"科研導(dǎo)師制"項目,學(xué)生參與創(chuàng)新活動達(dá)92%以上,30余篇,其中第一作者8篇,在各類比賽中獲獎20項,其中國家級2項。有35%的學(xué)生參與了科技服務(wù)實踐活動,先后組織8個社會活動小組參與了“三下鄉(xiāng)”社會實踐活動。
2實踐教學(xué)改革的效果分析
2.1通過教改實踐,推進(jìn)了專業(yè)及課程建設(shè)進(jìn)程
結(jié)合寧夏特色產(chǎn)業(yè)建設(shè),食品學(xué)科群下的生物工程專業(yè)方向,在教學(xué)方式創(chuàng)新方面,積極開展自治區(qū)及教改立項和寧夏大學(xué)教改立項,通過多方面建設(shè),形成優(yōu)秀教學(xué)團隊。寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)先后獲批區(qū)級、國家級優(yōu)勢特色專業(yè);自治區(qū)級重點建設(shè)專業(yè)項目;2014年由自治區(qū)教育廳唯一推薦申報國家級綜合改革試點專業(yè),目前正在審批中;申報區(qū)級教育教學(xué)改革項目3項,極大地促進(jìn)了專業(yè)、課程、教學(xué)改革的全面發(fā)展,為人才質(zhì)量的提高提供了根本保證。2012年獲自治區(qū)高等學(xué)校“質(zhì)量工程”先進(jìn)集體和先進(jìn)個人獎,2013年獲批1個區(qū)級“實驗教學(xué)示范中心”項目。
2.2信息反饋結(jié)果顯示學(xué)生綜合素質(zhì)和實踐技能得到進(jìn)一步提高,效果明顯
生物工程專業(yè)方向依托食品學(xué)科開設(shè)生物工程綜合大實驗,實行多門課程的綜合實習(xí),跨學(xué)期畢業(yè)生產(chǎn)定崗實習(xí)以及各類創(chuàng)新實踐活動,綜合掌握專業(yè)知識切實提高了學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力。大部分同學(xué)掌握了實際生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)、生產(chǎn)管理和關(guān)鍵技術(shù),生物工程人才培養(yǎng)質(zhì)量明顯提高,畢業(yè)生達(dá)到免試推薦研究生條件的學(xué)生比例比實施前提高25%,應(yīng)屆畢業(yè)生中攻讀碩士研究生達(dá)15%,本科生一次性就業(yè)率達(dá)96%以上,畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)學(xué)生占12%。先后有8名學(xué)生因成績優(yōu)異,表現(xiàn)良好,選送到對口支援學(xué)校進(jìn)行訪學(xué)。由于生物工程方向的教學(xué)改革與社會需求緊密結(jié)合,培養(yǎng)出了具有較高適應(yīng)能力、就業(yè)能力的本科生,畢業(yè)生的實踐應(yīng)用技能得到了鍛煉與提高,學(xué)生畢業(yè)后能夠獨立從事生產(chǎn)經(jīng)營和技術(shù)指導(dǎo)服務(wù),受到了各用人單位及社會的好評;2009年以來,生物工程方向先后有10余名應(yīng)屆畢業(yè)生被選聘為科技特派員,20余名畢業(yè)生工作2-3年后成為企業(yè)技術(shù)骨干和部門主管,10余名畢業(yè)生自主創(chuàng)業(yè),有1名學(xué)生獲得國家級“創(chuàng)業(yè)之星”稱號。
3實踐教學(xué)改革成果的推廣應(yīng)用價值