生物化學綜述范文
時間:2023-12-14 17:48:26
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篇1
加強教學隊伍建設是課程建設的一項最主要的內容,教學隊伍建設的質量,直接關系到課程教學的質量和人才培養的水平。動物生物化學課程組現有教授、博士生導師1人,副教授、碩士生導師2人,實驗師1人。主講教師一直堅持在本科教學第一線,教學經驗豐富,水平高、質量好。課程組注重青年教師的培養,先后有2名教師被評為云南省學術和技術帶頭人后備人才;1人獲伍達觀杰出教師獎,1人獲伍達觀優秀教師獎;1人在荷蘭Wageningen大學進行為期一年的博士后研究;在學校組織的教學比賽中,曾獲一等獎2項,二等獎2項,教學成果二等獎1項,三等獎1項。本課程組師資層次清楚、結構合理,形成了以學科帶頭人領銜、中青年教師為骨干的教師梯隊。
二、優化、更新教學內容,構建課程新體系
教學內容的改革是教學改革的核心之一。針對課程特點,結合各專業及其后續課程對動物生物化學的要求,在強調基礎理論、基本知識和基本技能培養的基礎上,重視前沿知識和相關學科知識的滲透,既做到在有限的時間內講完所有的基礎知識,又做到注重學生能力的培養,這就要求教師根據實際情況對教學內容進行合理整合。我們對教材內容進行分析、討論,在課程教學內容和教學體系的組織上,緊密結合畜牧生產實際,充分考慮到學科研究的飛速發展,及時補充和更新課程教學內容。適當壓縮物質代謝部分的內容,增加分子生物學、基因表達調控以及生物膜等方面的內容;突出動物科學的特點,增加蛋白質組學、蛋白質折疊與解折疊、真核基因調控、后基因組學等前沿知識,重視課程體系的整體優化[4]。在教學過程中,突出動物生物化學的特點與重點,在明確課程的知識結構基礎上,處理好與其他相關學科如有機化學、細胞生物學、微生物學、遺傳學和分子生物學等的關系,避免課程之間教學內容的相互重復與脫節,達到教學內容的整體優化,使學科體系由相對封閉變為開放學科體系。同時,堅持科研與教學緊密結合,以科研促教學。保證課程教學內容既傳授了基礎理論知識和實踐技能,又反映自身的特色和優勢。
三、建設精品課程為契機,改善教學條件
(一)教材建設
教材建設是精品課程建設的重要內容,是教學思想與教學內容的重要載體,也是提高教學質量的重要保證。課程組教師參編《動物生物化學》(第四版),該教材在全國大部分農業院校動物類本科教學中使用,獲得廣大師生的廣泛好評,并于2006年被列為教育部“十一五”國家重點規劃教材和農業部“十一五”規劃教材,2008年獲中華農業科教基金優秀教材獎。副主編的“十一五”規劃教材《動物生物化學實驗指導》具有較好的系統性和完整性,是一本既適合作為課堂實驗指導的教師用書,又適合作為課外自學的學生用書。此外,課程組教師還主編《精編分子生物學實驗指導》,副主編《動物生物化學精要•題解•測試》。出版的教材已在教學過程中應用,取得了較好的效果。
(二)教學平臺建設
精品課程網站是精品課程的重要組成部分,是為學生提供自主學習的平臺,為教師提供教學互動的平臺,為學校提供展示課程改革成果的窗口。課程組修訂和完善教學大綱、考試大綱,編寫教案、教學日歷、實驗指導、習題集、課件等,所有教學資料均上網開放。進行網絡教室建設,并通過QQ與學生進行交流。教學網站的內容既豐富多彩,又方便使用,并且反映課程建設的特色和亮點,真正成為學生喜愛的輔助學習平臺。網絡教學平臺的建立為互動教學提供了條件,充分發揮了師生的互動性。在教學過程中,教師成了學習的組織者、指導者、幫助者。學生在老師的指導下自主學習、主動探究,提高了學習的興趣,創新能力也得到培養。使學生能更方便更快捷地向老師求教,老師也能更有針對性地對學生進行個性化的指導,從而實現教學相長[5]。精品課程與網絡的結合具有深遠的意義,通過網絡,精品課程的典范作用得到充分發揮。
(三)試題庫建設
試題庫是課程建設的一個重要環節,是教學質量評估的重要依據之一[6]。課程組教師認真研究教學大綱和考試大綱,確定知識點、重點和難點,注重課程特點,體現專業特色,完成本課程的試題庫建設。題型包括單項選擇題、名詞解釋、填空題、判斷題、問答題、計算題等。題量適中,優秀學生約需一小時可以完成。經過試用,學生的成績符合正態分布。隨著教學計劃的調整和課程體系改革,不斷修改、刪減或補充試題,逐步完善試題庫建設。
四、改革教學方法,優化教學手段
(一)更新教學觀念,改以往的以“教”為主向“學教并重”轉化
在教學過程中,注重學生的主體地位,除了采取以語言傳遞為主的傳統講授法如用啟發式和提問式等教學方法外,靈活運用討論式教學法、發現式教學法、范例式教學法等方法以改善和活躍課堂氣氛,充分調動學生學習的積極性和獨立思考的能力,挖掘學生的主觀能動性,發展學生的智力,培養學生的能力,以利于學生智慧的發展。
(二)改善教學手段
動物生物化學抽象概念多、信息量大、重點和難點多、教學難度大。課程組教師根據教學大綱、教學對象、教學內容、教學重點和難點等要素,精心制作課件,并于2012年獲云南農業大學多媒體課件比賽二等獎。通過多媒體教學,可使原本抽象、枯燥的數據和學習內容轉化成形象的、有趣的、可視的、可聽的動感內容,大大提高教學效率和質量,調動了學生的學習興趣,有利于學生對抽象內容的形象理解,確保教學質量達到預期效果[7]。此外,在實驗室安裝了多媒體設備,實驗教學也實現多媒體教學;完成主講教師的教學錄像及所開設實驗視頻錄制,并實現課件及教學視頻上網,增強了學生對知識的感性認識,提高了學習的積極性。(三)教學改革研究積極開展教學研究,主持動物生物化學省級和校級精品課程以及國家農科中心“動物生化實驗教學改革探索”和“動物生物化學實驗CAI多媒體課件設計與制作”2項教改項目,切實提高教學質量。總結教學經驗,在核心期刊發表教改論文2篇。
五、改革實踐教學,加強創新和實踐能力培養
(一)實驗教學內容的優化
實踐教學是培養學生實際動手能力、分析和解決實際問題的能力以及創新能力的重要環節。多年來,我們緊隨生物化學新技術的發展,不斷優化和更新實驗教學內容。減少驗證性實驗,增加綜合性實驗、設計性實驗比例至50%以上,建立了一套與理論教學有機結合、以培養學生創新能力為目標的分層次實驗教學體系。實驗內容既涵蓋生物化學的幾大實驗基本技術,又包括基礎型、綜合設計型、研究創新型等不同類型和層次,同時體現實驗內容的系統性、連貫性[8]。如核酸系列實驗,內容包括DNA或RNA的提取,瓊脂糖凝膠電泳鑒定核酸,針對某一個待擴增的目的片段設計引物,用自己提取的DNA為模板,采用PCR擴增上述特定目的片段并作鑒定,包括擴增出來的DN段大小、含量和純度的鑒定等。另一個是蛋白質系列實驗,內容包括鹽析法制備免疫球蛋白粗品,凝膠層析除鹽,離子交換層析純化蛋白,純化樣品的鑒定等。這樣設置一是使學生通過階梯式的訓練,逐步提升實驗技能,形成基本實驗思路和設計性實驗思維;二是使學生將知識點串聯起來,訓練學生完整、系統地認識和掌握各項實驗操作技能以及綜合運用實驗知識解決問題的能力[9]。
(二)開放性實驗的開展
充分利用實驗室優質的教學資源,嘗試開展了各種形式的課內和課外開放性實驗探索并積極加以實踐[10]。針對課內必修實驗內容,主要采取以下幾種形式的開放實驗:一是要求學生必須參加實驗準備及對新開設的實驗進行預實驗;二是因特殊原因缺做或未完成實驗的同學,可以補做或重做;三是針對學生的實驗預習和復習開放,對常規儀器設備不熟悉的可以反復操作練習。針對課外實驗,采取基于不同實驗目的的開放,如實驗室的綜合設計型實訓項目的開放,指導學生申報完成的大學生創新基金項目的開放,參與教師科研課題型的開放,畢業論文型開放以及創新活動小組開放等不同的形式。開放性實驗的組織形式是由教師提供選題或學生自帶課題,學生自行查閱文獻并設計實驗方案,通過審批后開始實驗,教師為其提供技術指導服務,實驗完成后學生寫出科技論文。這種實驗形式更接近于真實的科研環境,能使學生得到更為系統的學術訓練,學生的團隊合作精神和實驗綜合能力均得到極大提高。近5年來,本課程組教師指導學生完成“烏金豬背最長背肌中新基因RPS3A的克隆、序列分析及組織表達譜研究”等8項創新基金項目,指導20余名本科生完成畢業論文。
六、以“創新型人才培養”為導向,建立科學合理的考核體系
在理論課方面,根據教學改革要求,建設和完善動物生物化學試題庫,采取了統一命題、統一考試(全校統考)、統一閱卷和對考試成績進行統計分析的質量考評模式,使動物生物化學的考核制度更科學化、規范化。在總評成績中,期末成績占50%,期中成績占20%,平時成績(考勤、作業、提問、學生轉換角色講課等)占30%。通過考核方式的改革,有效提高了學生自主學習的積極性,保證了教學質量和學習效果。實驗重點考核學生的規范操作、科學態度及分析問題和解決問題的能力和創新能力。實驗成績由平時成績、期末口試、操作考試及設計性實驗四部分組成。平時成績部分占總成績的50%,主要考核學生的實驗預習、實驗操作的規范性、實驗數據的處理、對實驗結果的分析討論、實驗報告撰寫等;期末口試成績占總成績的15%,主要考察學生對于實驗基本概念和基本理論的掌握,對實驗原理和實驗注意事項的理解,實驗的設計原理等;實驗操作考試占總成績的15%,主要考核學生實驗操作的規范性和準確性、分析問題和處理問題的能力等綜合素質。上述三部分均由個人獨立完成。設計性實驗考核是由4至5名同學組成一組,由教師給出一個實驗題目,小組成員分工合作,設計實驗方案,自己配制試劑和準備實驗器材、獨立操作完成實驗、分析處理實驗結果后提交完整的實驗報告,此部分占總成績的20%,主要考察學生學以致用的能力和實驗創新能力,同時培養學生的團隊合作精神及科學的實驗態度。這種平時考查與期末考試相結合的考核方式,一方面對學生的實驗技能、實踐能力等素質的考查更趨全面和嚴謹公正,另一方面也促使學生重視平時的實驗操作并積極利用課余時間到實驗室參加開放實驗,自覺加強實驗技能、實踐能力的全面訓練,從而在一定程度上調動了學生的實驗積極性,促進了學生動手能力的提高和科研意識的培養。
七、教學與科研齊頭并進,以科研促進教學內容的更新
篇2
關鍵詞:花布燈蛾;綜合防治技術
中圖分類號:S43 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2013)-06-0064-1
花布燈蛾(Camptoloma interiorata)又名黑頭櫟毛蟲,隸屬于鱗翅目(Lepidoptera)燈蛾科(Arctiidae),是柞樹重要食葉害蟲,也是一種適應性、突發性、暴發性極強的森林有害生物種類。分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北、山東、河南、江蘇、浙江、福建、廣東、廣西、云南、四川、湖南、湖北、安徽等省區;國外在朝鮮、日本也有分布。主要危害麻櫟(Quercus aeutissima)、栓皮櫟(Q.variabilis)、板栗(Castanea mollisima)、遼東櫟(Q. liaotungensis)、槲櫟(Q. aliena)、槲樹(Q.dentata)、蒙古櫟(Q. mongolica)、枹櫟(Q. serrata)等。以幼蟲取食樹木的芽苞、葉片,使樹木不能正常發芽、抽葉,局部枝條失水、干枯,嚴重影響樹木生長,連年危害,有可能導致部分幼樹死亡。春季由于芽苞被取食,發葉嚴重推遲,遠看樹木呈大片枯死狀;秋季由于取食葉肉,葉脈遺留,遠看呈白花花一片。2011年吉林省花布燈蛾輕度發生面積1.70萬公頃,中度發生面積1.51萬公頃,重度發生面積2.32萬公頃。發生區域涉及到通化、吉林、遼源地區的10個縣(市、區)及紅石林業局和輝南森經局。
1 形態特征
成蟲:體長10mm,翅展28~38mm。體橙黃色,前翅黃色,翅上有6條黑線,自后角區域略成放射狀向前緣伸出,近翅基的兩條呈“V”形,其外側的一條位于中室,較短;在外緣的后半部,有朱紅色的斑紋2組,每組分出2支伸向基;靠后角沿外緣處有方形小黑斑3個。后翅為橙黃色。密厚的粉紅色絨毛分布于雌蛾腹端。
卵:淡黃色,圓形略扁,卵粒排列整齊,呈塊狀,粉紅色絨毛覆蓋于卵塊表面。
幼蟲:體長30~35mm。頭部黑色,前胸背板呈黑褐色,被黃白色細線分成4片。胸、腹部呈灰黃色,各節生有數根白色長毛,有深褐色縱線13條,臀板及腹足基部均為黑褐色。
蛹:略呈紡錘形,茶褐色,長約10mm,腹部末一節有一圈齒狀突起。繭深黃色。
2 生物學特性
該蟲在吉林省樺甸地區1年發生1代,以3齡幼蟲群集在樹干或枝丫處結蟲苞潛伏苞內越冬。翌年3中旬至4月下旬,所有幼蟲全部上樹,咬食萌發的芽苞,在芽苞上咬1~2個孔,鉆入芽內蛀食,嚴重影響柞樹開花抽葉。當柞樹嫩葉盛發時,幼蟲取食嫩葉。
6月初老熟幼蟲開始下樹,在樹根部枯枝落葉下作繭化蛹。6月末,蛹羽化為成蟲。這段時間是燈誘花布燈蛾最佳的時機。7月初,成蟲開始產卵。7月中下旬,大部分雌蟲產卵完畢,卵塊產在樹下部1.5~3米的葉片上,卵塊上覆蓋雌蛾脫下的粉紅色絨毛。這段時間是收購卵塊、防治的最佳時機。8月初,幼蟲開始出現。幼蟲孵化時,從卵底咬破卵殼爬出,群集在卵塊周圍,然后在卵塊下面吐絲結成灰白色的蟲苞,幼蟲潛伏于蟲苞內,此時幼蟲在清晨及黃昏時取食葉片,進食后回到卵塊下。10月初氣溫下降時,蟲群離開葉背遷移到樹干或大枝丫處作新蟲苞。10月中下旬,幼蟲下樹開始越冬。
3 發生規律
花布燈蛾多發生在丘陵山區,在避風陽坡處發生較為嚴重。忻介六(1953)報道花布燈蛾采取入土越冬的方式。陳天璘(1963)報道花布燈蛾以3齡幼蟲在樹干和大枝丫下做蟲苞越冬,鄭文云(2001)認為花布燈蛾以10齡幼蟲下樹入土越冬。有關花布燈蛾幼蟲的齡期和其采取的越冬方式,還需要進一步進行探討。
4 綜合治理
4.1 人工防治
采取人工采集該蟲幼蟲越冬期所形成的蟲苞的方式進行防治。
4.2 燈光誘殺
利用該蟲成蟲具有趨光性的特點,在成蟲羽化揚飛高峰期利用黑光燈或頻振式殺蟲燈誘殺成蟲。
4.3 毒繩防治
婁杰等(2010)利用該蟲幼蟲具有反復上、下樹的習性,在樹干胸高部位設置毒繩,殺蟲率達70%。
4.4 化學防治
篇3
英文名稱:Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology
主管單位:中國科學技術協會
主辦單位:中國科協
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1007-7626
國內刊號:11-3870/Q
郵發代號:82-312
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1985
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
篇4
關鍵詞:生物化學;考試模式;成績
中圖分類號:Q5∶G642.0 文獻標識碼:A doi:10.3969/j.issn.1007-9831.2016.05.029
生物化學課程涉及許多生物大分子結構,內容抽象復雜,知識點龐雜,因此對大部分學生來說是一門較難學的課程.但是這門課是專業基礎課,對其掌握程度直接影響后續課程的學習,因此提高生物化學的教學質量尤其重要[1-2].考試是教學過程中的一個重要環節,可以反饋出相關的教學信息,以便能及時調整教學內容和方法,更好地提高應用型人才培養的質量[3-4].考試的內容和方式應該與人才培養目標緊密相關,同時兼顧知識性和運用性,重點突出應用能力[5].生物化學考試常采用閉卷形式,基本以書本知識為核心,內容多局限于教材中的基本知識和技能,缺少對學生知識、能力與素質的綜合性考察,記憶性成分所占比例過高.期末考試成績所占比重過大,基本上是一次考試定成績,這種終結性考試方式使考試帶有投機性,造成學生平時不努力,考前突擊現象.這種單一的考試形式,既不能有效地發揮考試的功能,也不能發揮考試的作用,不利于學生學習興趣的培養,制約了學生學習積極性和創造性的提高[6].考試改革是提升人才培養質量的重要方式和途徑.本文將考試模式由單一的閉卷考試改成多種考核形式相結合,以提高教學質量為目標,對生物化學考試形式進行了改革和探索,并對考試改革與實踐取得的成效進行了論述.
1教學實踐
1.1研究對象
以齊齊哈爾大學生物工程專業大二88名學生為實驗組,以食品工程專業大二98名學生為對照組.
1.2考試改革方法
1.2.1考試形式改革實驗組將以往單一的閉卷理論考試形式轉換為多種考試形式相結合.考核形式和成績構成為:課程總成績(100%)=平時成績(20%)+小論文(15%)+期末成績(65%).對照組的測評方式為:課程總成績(100%)=平時成績(10%)+期末成績(90%).平時成績主要包括課堂提問、課后作業及課堂測試.課后作業是教師根據授課內容有重點、有選擇性地布置的一些思考題,便于學生理解和鞏固知識點,培養學生讀書和自學的學習習慣,同時有助于教師了解學生對教學內容掌握的情況.課堂測試主要是采用隨堂抽查的形式進行的簡單測驗,了解學生掌握重點內容的情況,同時起到督促學生按時上課,注意聽講,促進學生積極學習的作用.小論文主要由學生寫一些關于生物化學前沿知識的綜述及研究進展,要求學生自主查閱相關資料,按照論文的格式,通過對生物化學某方面知識研究進展的歸納,總結提出自己創新性的觀點,根據文章論點的新穎性和準確性,論據的充分性和實踐的可行性方面評價論文的層次.1.2.2考試內容改革根據生物工程專業培養目標,修訂了生物化學理論考試大綱,刪除了部分不適應專業需要的教學和考核內容,增加了學科發展前沿的內容,提高學生的興趣和應用能力的培養.在命題中,無論是客觀題還是主觀題,注意有一定的深度和廣度.客觀題中,既要考基礎,又要考理解和應用知識的能力.主觀題中,注重對知識應用能力的考核,促使學生積極思考,讓學生能靈活運用生物化學的基本概念、基本原理和基本方法來解決問題,促進學生對所學知識有更深的理解,以便融會貫通.
2實踐評價
從2014年和2015年試卷分析得出,生物工程和食品工程的生物化學考試無論是記憶題還是應用題,實驗組顯著高于對照組(見表1).通過對2014年和2015年生物工程專業和食品工程專業學生及格率和優良率的評價可以看出,實驗組均顯著高于對照組(見表2).
3結論
增加過程考核并加大比重能提高學生的學習興趣,使學生應用所學知識解決問題的能力顯著提高,開拓了學生的思維,同時提高了學生融匯貫通的能力,從而大大提高了教學質量.通過2014年和2015年2個專業的總成績對比可見,增加過程考核及過程考核的比例可以顯著提高及格率和優良率.另外,對生物工程專業的學生進行了簡單的問卷調查,結果表明,100%的學生贊同考試中增加小論文考核,新的考試形式旨在運用所學的知識去分析問題和解決問題,同時也從另一個側面顯示出考試改革對教學效果的導向性.從學生參與教學過程來看,這種考試改革方式能促進學生的自主學習,另外這種方法需要教師投入更多的時間和經歷,對教師的責任心和耐心提出了更高的要求.
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篇5
為適應地方本科院校培養應用型人才的目標,在生物化學理論課程教改中嘗試了案例式教學法,構建了生物化學案例編寫的格式標準、案例教學實施的方法及案例教學的考核標準,并以2013級和2014級生物科學專業學生為研究對象進行了生物化學案例式教學法教學效果的問卷調查,結果表明案例式教學法獲得了比較理想的教學效果,并且得到了學生的普遍歡迎和認可。
關鍵詞:
案例式教學法;生物化學;地方本科院校
案例式教學法最早是在1870年前后由哈佛法學院前院長克里斯托弗•哥倫布•郎得爾用在哈佛大學的法學教育方面[1],經過一個多世紀的推廣和發展,案例式教學法已經成為一種成熟的教學方法。它在國外被廣泛應用于醫學、管理、經濟、法學等學科的教學過程中并取得了良好的教學效果。然而在國內基本上還處在探索階段,近年我國一些中醫院校和教師也進行了生物化學案例式教學的改革嘗試[2-5],通過教學改革證明,將案例式教學法用于生物化學課程教學,不但可提高學生學習生物化學的興趣,還可培養學生的自學能力和歸納總結能力,提高了生物化學的教學質量。本課程組擬就生物化學中與生活相關的知識點內容采用案例式的教學方法,通過設計案例及問題討論,將學生引入到特定情境中,讓學生帶著問題去主動學習,激發和培養學生的創新能力和解決問題的能力,滿足了地方本科院校培養應用型人才的需要。
1案例教學的編寫與實施
1.1案例編寫的格式標準
本課程組制定了生物化學案例的編寫格式標準,保證了教學案例庫的編寫質量。本課程案例編寫格式標準為:(1)案例名稱;(2)案例涉及主要教學章節;(3)案例教學適用對象;(4)案例類型;(5)教學案例,包括案例的內容、提出的問題、涉及的主要學習內容、問題參考的答案以及知識拓展5個方面。案例名稱是教學案例的標志,要求簡要明確,突出主題,能反映出案例的內容和特點;案例類型主要分為簡單案例和復雜案例;案例內容是案例的主要部分,教師需遵照案例編寫的要求,根據案例原始材料進行整理編制,另外,以使教學更具有針對性,教師還應圍繞案例提出相關問題,通過提出案例中的有關問題來實現教學要求,案例涉及的主要學習內容部分與提出問題部分前后呼應,相互補充。除此之外,教師還可在拓展部分結合案例列出可以進一步學習的相關問題,讓學生通過課下查閱資料進行自學,不但開闊了學生的視野,還培養了學生的自學能力以及發現問題并解決問題的能力。
1.2案例教學實施的方法
通過2013級和2014級生物科學專業學生“大學生學習狀況調查問卷”調查結果以及案例選編的原則,課程組制定了兩套實施方案。第一套方案是教師先不講解相關章節,讓學生先自學再對案例進行分析,最后教師再進行講解和總結。基本教學過程設計如下,課前:①明確教學目標,布置案例及問題;②學生課下自學并預習教材學習內容,查閱案例相關資料,小組進行討論和分析,得出初步結論。課堂:小組代表匯報學習成果;②教師精講點撥,引導構建基本理論框架;③課堂再討論,達成共識。課后:查閱文獻,完成問題拓展。教師在課前確定教學目標并將其轉化為具體案例及相關問題,引導學生“先學”,讓學生對所要學的教學內容進行結構化預習;而課堂教學是以案例為導向,在“先學后導”基礎上,通過學生匯報、課堂點撥、小組討論等教學方式解決自學遺留問題,可使學生進一步熟悉掌握知識,提高學生分析問題并解決問題的能力。此套方案應用于簡單案例。第二套方案是先由教師進行相關章節的講解后再讓學生進行案例分析。基本教學過程設計如下:①在教學的第一階段,教師按照系統的教學內容講解此部分的基礎知識,使學生了解和掌握基本的理論知識;在教學的第二階段,即教師引導學生進行案例分析階段,課前教師提前把所設計的案例預習分發給學生,并通過介紹案例的基本情況,使學生了解學習任務以及完成任務的時間,學生課下以小組為單位進行討論。在教學的第三個階段,即歸納總結階段,在課堂上先由學生代表匯報小組討論后的結果,小組其他同學也可進發言行補充,其他小組同學可進行質疑提問,之后由教師對學生的表現進行點評,并對案例的內容進行總結。另外,在課后教師要求學生完成相關的分析報告或綜述。這樣通過課下小組討論、課上代表發言、教師點評總結的過程,提高了學生的學習興趣和語言表達能力,培養了學生的集體合作精神。此套方案應用于復雜案例。
1.3案例教學的考核標準
案例教學活動成績包括討論記錄、組內評分、組間評分、學生總結四項,分別為20分、30分、30分、20分,總分為100分,占總成績的15%。在案例教學活動的實施過程中,課程組采取多元過程評價方式,編制了考核標準,對案例教學實施全過程進行了評價。標準具體如表1所示。
22013級、2014級生物科學專業的學生進行了《生物化學》案例教學法問卷調查
課程組在學期末對2013級、2014級生物科學專業的學生從案例教學整體評價方面進行了《生物化學》案例教學法問卷調查,結果如表2所示。從表2可以看出,91.2%的學生認為案例式教學法是一種好的教學方法,88.2%的學生表示愿意接受案例式教學法的教學方式,問題3和問題6中,76.5%和79.4%的學生分別選擇了“是”,這表明了大多數學生接受、認可了案例式教學法及教學內容的組織。但問題4、5、7、8中20%以上的學生表示為“不肯定”,說明也有一定數量的學生對于這種教學改革持懷疑態度,這可能與他們習慣了傳統教學方法,對自主學習的不適應有關,對于這一部分學生需要教師花更多精力去幫助、鼓勵他們,因此課程組預計在以后的教學過程中讓學生也參與到教學案例內容的設計與編寫之中,從而使學生進一步成為課堂教學的主體。
3結論
綜上所述,課程組在生物化學教學中進行案例教學法的教學改革中,獲得了比較理想的教學效果,并且獲得了學生的普遍歡迎和認可。案例式教學法改變了理論與實踐脫鉤、知識僵化等傳統灌輸式教育模式的弊端,以培養全面發展的應用型人才為目標,選用來源于生活的實際案例,使學生將實踐融匯到課堂理論教學中,促進了學生從理論知識到實踐能力的轉化。只有堅持教學改革,不斷創新才能滿足地方本科院校教育發展的需要,最終才能實現教育改革與素質教育相結合的目的。
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篇6
英文名稱:Journal of Cellulose Science and Technology
主管單位:中國科學院廣州分院
主辦單位:中國科學院廣州化學研究所
出版周期:季刊
出版地址:廣東省廣州市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1004-8405
國內刊號:44-1336/TQ
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1993
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
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篇7
關鍵詞:城市污水;生物除磷脫氮;厭氧微環境;化學除磷;碳源;反硝化除磷;
中圖分類號:U664.9+2文獻標識碼: A
引言
近幾十年來,污水的氮磷去除技術一直是污水處理領域的研究和開發熱點。盡管傳統活性污泥法能有效地去除污水中BOD、COD、SS及其它易澄清的物質,但是其對污水中氮磷等營養物去除一般低于30%。這樣低的氮磷去除率并不能滿足水體富營養化控制的要求。要更多更高效地去除污水中氮磷,就需要采用專門的氮磷去除技術。目前生物法脫除氮磷技術由于成本較低而受到廣泛的關注。本文對生物除磷脫氮技術的研究與應用進展進行了綜述,并提出生物除磷脫氮技術發展的主要方向。
1 生物除磷脫氮主流工藝
全世界范圍內,開發和應用了許多工藝以有效去除污水中的氮磷。比較典型的有缺氧-好氧(A1/O)脫氮工藝、厭氧-好氧(A2/O)除磷工藝、厭氧-缺氧-好氧(A2/O)同步除磷脫氮工藝及其改進型新工藝(如倒置A2/O工藝、UCT工藝、MUCT工藝等),此外還包括一些具有除磷脫氮功能的SBR工藝(如CAST工藝、DAT-IAT工藝、MSBR工藝等)以及氧化溝工藝(如Orbal工藝、卡魯賽爾氧化溝工藝等)等。
盡管上述這些工藝得到了廣泛的應用,但由于除磷和脫氮各自所需不同泥齡的矛盾,除磷效率高的系統脫氮效果差,脫氮效率高的系統除磷效果又不理想,或者脫氮和除磷效果都不理想。
2 城市污水的生物除磷脫氮工藝研究與應用發展方向
2.1 厭氧微環境的改善
通過減少進入厭氧區的硝態氮和溶解氧,可以提高厭氧區厭氧微環境,從而提高聚磷菌厭氧釋磷和好氧過量攝磷的能力而提高生物除磷效率。這一方向的典型工藝有UCT工藝和MUCT工藝。盡管UCT和MUCT這類工藝成功地減少了進入厭氧池的DO和硝態氮,對除磷的效果有所改善。但是由于這類改進工藝除磷與脫氮采用的是同一個系統的污泥,故而仍然沒有解決除磷與脫氮所需泥齡不同的問題,因此沒能實現理想的氮磷同時去除效果。
2.2 化學除磷與生物脫氮除磷組合工藝
化學除磷與生物除磷的組合工藝有兩類。其一是Phostrip工藝,它先利用聚磷菌在好氧條件下過量攝磷,然后把泥水分離的高含磷菌體在厭氧條件下釋磷,釋磷后菌體回流到好氧池重新攝磷。而投加化學藥劑到厭氧釋磷后的高含磷上清液,把厭氧釋放的磷沉淀去除。Phostrip工藝以較低的成本取得了較好的除磷效果。由于旁流厭氧釋磷,污水中堿度對投藥量影響很小,此外上清液中磷含量較高(可達100mgP/L),其投加的化學藥劑(常用石灰)量相對傳統化學除磷而言要少很多。實踐表明,在較低的碳磷比和碳氮比污水條件下系統出水TP低于1mg/L[1]。
其二是把化學藥劑直接投加到生物脫氮除磷系統中,彌補生物脫氮除磷系統中生物除磷效果的不足,保證出水TP水質達標排放,即所謂的生物化學協同除磷技術。采用的藥劑有硫酸亞鐵、三氯化鐵和鋁鹽等。藥劑投加點可以是初沉池出水、曝氣池或二沉池前。盡管投加藥劑加大了運行成本,但是投加藥劑后系統出水TP可以低于1mg/L或0.5mg/L。因此,這種生物化學協同除磷技術在國內外城市污水處理廠中得到了廣泛應用[2]。
2.3 生物除磷脫氮技術所需碳源的開發
近年來城市污水的C/N和C/P比不斷下降,形成了低碳高氮磷的所謂低碳源城市污水。由于生物脫氮和生物除磷都需要有一定的碳源,去除1m g磷一般需要7~9mg的V F A, 反硝化過程的需要量更多。因此,生物脫氮系統一般要求進水BOD5/TN不小于4,而生物除磷系統則要求進水BOD5/TP大于17。這種低碳高氮磷的污水無法滿足脫氮除磷的要求。如何補充污水中的有效碳源,滿足生物除磷脫氮的要求已經成為城市污水處理領域研究開發和應用的熱點之一。
一些污水處理廠采用了投加甲醇等外加碳源,盡管取得較好氮磷去除效果,卻明顯增大了運行成本。通過污水在線預發酵技術,利用兼性發酵細菌把污水中脫氮除磷微生物不能直接利用的大分子復雜有機物轉化為低分子揮發性脂肪酸,提高污水中脫氮除磷微生物可以利用的有效碳源含量,從而可以改善系統生物除磷脫氮的效果[3]。也有研究者對初沉污泥進行發酵生產VFA以補充生物除磷脫氮所需碳源,其一是在線發酵的深池型初沉池,另一種是離線發酵池。近年來一些研究也致力于發酵剩余污泥生產VFA補充生物除磷脫氮所需碳源[4]。
隨著氮磷去除要求的進一步提高,對污水中有效碳源的需求也會進一步提高。準確衡算和判斷城市污水中的有效碳源量,充分利用城市污水和污泥中的有機物補充有效碳源,實現低碳高氮磷城市污水的氮磷去除,仍將是今后技術發展方向之一。
2.4 反硝化聚磷新工藝
反硝化聚磷現象的發現和研究,為城市污水的同步除磷脫氮技術注入了新的活力[5]。反硝化聚磷的原理是在厭氧過程中,反硝化除磷菌釋磷并在細胞內合成PHB;在缺氧過程 中反硝化除磷菌以硝酸鹽氮取代氧作為胞內PHB氧化的電子受體,并完成磷的吸收。據測算,反硝化除磷工藝能節省碳源50%,節省能源30%。人們已經開發了許多基于反硝化聚磷理論的新工藝,如Dephanox工藝、BCFS工藝、生物膜反硝化除磷工藝、A2N雙污泥反硝化脫氮除磷工藝和短程硝化反硝化聚磷工藝等[6]。目前,相關的工藝研究和開發仍然比較受到關注,其中對這些工藝的生物學特性、尤其是系統中反硝化聚磷菌本身的研究將會進一步深入。
3 結語
隨著社會經濟的發展,對于水體水質的要求日益提升。城市污水處理廠面臨日益嚴格的氮磷排放標準。經濟高效地去除城市污水中的氮磷營養鹽仍然將是廣大環境工作者的重要目標之一。進一步深入研發和應用將圍繞著生物除磷脫氮的厭氧與缺氧微環境、有效碳源、化學除磷與生物除磷脫氮技術的耦合、以及反硝化除磷新工藝等方面展開。
參考文獻
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篇8
超分子化學,是研究分子間相互作用力,處于近代化學、材料化學和生命科學交匯點的新興學科。將超分子化學、無機固體材料學、納米技術等交叉融合已經在傳感、可控行為、傳輸等應用方面取得了巨大的進步。通過控制一些納米材料行為的技術開啟了超分子未來的一個嶄新的用途。本書對最近在這個領域發展極其迅速的幾個方面進行了綜述。
該書第一部分介紹了基礎材料的合成、表征以及基本性質。比如有機無機雜化材料硅基微米多孔材料;改性金納米粒子以及表面、有機功能半導體納米晶以及在光學領域方面的應用;功能碳納米管以及生物方面應用;金屬有機骨架等。該部分是本書重要方面,集中介紹了超分子領域幾類重要的功能材料。第二部分介紹了超分子化學表面自組裝的信號以及傳感。生物分子一納米粒子雜化超分子體系的電化學信號;改性納米粒子作為納米電催化劑以及改性傳感器;金納米粒子的光物理性能在傳感以及影像方面的應用;有機改性的納米量子點在化學和生物化學分析方面的應用。第三部分就控制超分子納米自組裝、超分子組裝行為以及形貌進行了研究。該部分重點介紹了納米粒子表面的自組裝化學作用力;表面生物分子的固定以及圖案化;表面的主客體可調控性;雜化材料的介孔介觀形貌的調控。該部分是超分子組裝最核心的部分,重點介紹了自組裝行為以及形貌可控方面的相關知識,體現了超分子特點。第四部分介紹了仿生化學。印記功能化硅材料;仿生嵌端聚合物雜化材料。最后部分就界面化學、多功能以及跨學科交叉視角介紹了一些交叉的概念,比如納米容器基的自我修復涂層;可調變的多功能材料;超分子化學與雜化材料的前景展望。
第一作者Kunt Rurack在柏林洪堡大學獲得博士學位,加入BAM聯邦材料研究與監測中心,現在他帶領的研究團隊主要集中于生物分析領域。他與別人合著約70余部著作,是德國化學會以及美國化學會的會員。
第二作者Ramon Martinez,Manez在巴倫西亞大學獲得博士學位,在英國劍橋大學讀博士后。目前是瓦倫西亞理工大學化學系的教授,出版170余篇著作,申請了8項專利。是美國化學會的會員。該書集合最熱門的兩大領域一超分子化學以及雜化材料設計進行了系統的綜述,適合從事自組裝、仿生化學、超分子、分析化學、材料科學等領域研究學者以及研究生閱讀。
趙宇飛,博士生
篇9
[關鍵詞]生物交叉學科 復合式教學體系 理論 實踐
[中圖分類號]G633.91 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349(2012)10-0227-01
20世紀末與21世紀初,人們發現,當代科學的發展和重大科學技術成就的取得,越來越依賴于不同學科之間的交叉與融合,許多有影響的科技成果,都是在學科的交互和交叉點上取得的。典型的例子是2003諾貝爾醫學獎,它們的獲得者是物理學科(曼斯菲爾德)和化學學科(勞特布爾)的研究背景,他們的研究與醫學研究的交叉結合產生了對人類發展具有極大影響的杰出成果——核磁共振圖像技術在臨床診斷和醫學研究上的突破。
一、交叉學科內涵和生物學實例
1.交叉學科內涵。交叉學科指的是兩個或多個學科相互合作,在同一個目標下進行的學術活動。
2.生物科學領域中的交叉學科實例。
(1)生物化學;(2)生物醫學工程;(3)生物信息學;(4)生物物理學;(5)生物數學。
二、交叉學科復合式教學體系內涵及生物交叉學科優勢
(一)交叉學科復合式教學體系內涵
交叉學科復合式教學體系是指以交叉學科為基礎,以培養復合型人才為目標,遵循系統原則,采用復合式設計方法,對教學要素(教學目標、教學理念、教學主體、教學方法、教學內容、教學管理、教學原則、教學手段、教學評價等)進行交叉復合,達到優化匹配,形成高效的人才生成復雜系統,具有開放性、復雜性、實踐性、實用性、創新性及綜合性等特征的教學體系。[1]
(二)生物交叉學科優勢
1.交叉學科的范式是:A領域的研究問題,用B領域的方法。而這種研究方法和研究問題的重新組合,往往能產生很多新的發現,從而使得交叉學科能夠得以蓬勃發展。這也是最大優勢。
2.生物交叉學科優勢。(1)它融合了不同學科的范式,推動了以往被專業學科所忽視的領域的研究,打破了專業化的壟斷現象;(2)增加了各學科之間的交流,形成了許多新的學科;(3)創造了以“問題解決”(problem-soving)研究為中心的研究模式,推動了許多重要實踐問題的解決。[2]
3.生物交叉學科實例包括:(1)生物化學;(2)化學生物學;(3)生物醫學工程;(4)生物信息學;(5)生物物理學;(6)生物數學。
三、佳木斯大學生物交叉學科創新人才培養模式的實踐
1.本科生導師制。導師制是一種教育制度,與學分制、班建制同為三大教育模式。導師制由來已久,早在19世紀,牛津大學就實行了導師制,其最大特點是師生關系密切。[3]
2.佳木斯大學生物交叉學科本科生創新能力訓練體系模式。(1)佳木斯大學生物交叉學科本科生研究性學習的訓練模式;(2)佳木斯大學生物交叉學科本科生研究型討論的訓練模式;(3)佳木斯大學生物交叉學科本科生研究課題文獻資料查詢和綜述、成果總結發表和研究論文寫作的訓練模式。
3.佳木斯大學生物交叉學科本科研究型畢業設計模式。佳木斯大學生命科學學院教學指導委員會按照教育部的有關規定和人才培養目標的要求,根據生物交叉學科專業人才培養的規律、特點和實際,制定符合生物交叉學科特點的《本科畢業論文(設計)工作管理辦法》。
4.佳木斯大學生物交叉學科本科生職業技能鑒定培養模式。佳木斯大學職業技能鑒定所面向佳木斯大學生物交叉學科本科生及社會需求,開展職業技能鑒定。在大學生中開展“雙證書”制度,提高學生的職業技能水平和就業競爭力。
5.佳木斯大學生物交叉學科本科生攻讀第二學位培養模式。
6.佳木斯大學生物交叉學科本科生課外自主科研與合作科研培養模式。(1)自主科研:佳木斯大學生命科學學院生物交叉學科本科生課外早期探索自己感興趣的研究方向;結合畢業設計(論文),繼續從事和完成他們自己的研究課題。(2)合作科研:佳木斯大學生命科學學院生物交叉學科本科生課外早期經過探索和初步訓練以后,參加教師的高層次科研項目的研究,結合畢業設計(論文),繼續從事和完成他們自己的研究課題。[4]
【參考文獻】
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[2]http:///view/67024.htm.
篇10
【關鍵詞】“新工科”;酶工程;改革
1引言
近年來,針對我國制造業升級換代,以及國際科技競爭的新形勢,教育部于2017年提出了“新工科”建設的工程教育改革、發展新方向,并先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”等改革綱要[1]。生物工程是生命科學中工程應用性最強的專業之一,也是與醫學、化工、微電子學等領域深入交叉的學科[2-3]。因此,如何在現有課程體系下推進“新工科”的教育改革,進一步提升學生的創新能力和工程素養,已經成為新時期專業教師的重要課題。酶工程是生物工程課程體系中重要的理論和實踐課程,是引導學生將生物化學、微生物學、分子生物學等學科的基礎理論知識轉化為工程實踐的重要環節[4-5]。然而,目前生物工程專業的大多數本科生在畢業后對酶分子的結構設計、生產工藝和產業應用缺乏系統的認識。在走上工作崗位后經常暴露出創新能力不足,無法根據實際的市場和生產需求進行工藝改良設計的問題。為此,改革酶工程的教學模式,使之滿足“新工科”建設的人才培養目標是提升教學質量的關鍵。本文總結了筆者在酶工程課程“新工科”改革中的探索經驗,探討了教學方法革新對于培養學生創新能力和工程思維的效果。
2課程內容的設置與優化
酶工程是生物化學、分子生物學、微生物等基礎學科在工程領域中的實際應用,它關注和解決生物化工、生物制藥、環境保護、醫學診斷、食品加工等領域的工程技術難題。以上研究任務決定了其教學內容的安排。目前,酶工程本科教學內容主要包括:酶學基礎、酶的發酵生產和分離純化、生物酶工程、化學酶工程、酶傳感器等章節。上述教學內容安排已無法體現酶工程的最新研究進展,例如:納米酶、核酶和抗體酶的應用。此外,已有內容更偏重于理論學習,對酶的產業應用關注較少,因此很難有效培養學生的工程創新能力,無法滿足“新工科”的建設目標。針對上述問題,筆者將酶工程的最新進展和工程應用案例作為教學內容改革的重點,根據各章節的教學特點和邏輯關系,將授課內容重新劃分成七個模塊:酶學基礎、酶的分子設計、酶的生產與制備、核酶、納米酶、抗體酶和酶的工程應用。其中,酶學基礎模塊在回顧生物化學知識的基礎上,重點關注酶的作用機制和影響酶活性的主要因素;酶的分子設計模塊包括生物酶工程和化學酶工程兩部分,生物酶工程重點介紹酶的進化篩選,而化學酶工程則主要介紹酶的化學修飾與固定化;酶的生產與制備模塊重點介紹酶的發酵與分離純化工藝;核酶模塊在回顧分子生物學相關知識的基礎上,著重講解核酶尤其是DNA核酶的構建方法;納米酶模塊重點介紹納米粒子的催化效應和調控方法;抗體酶模塊闡述抗體酶的篩選和修飾方法;酶的工程應用模塊則是在上述章節的基礎上結合案例介紹酶在工業生產和醫療中的應用,例如:酶在食品加工中的應用、酶在廢水和垃圾處理中的應用、酶生物傳感器和抗體酶在疾病診斷和治療中的應用等。通過上述授課內容的革新幫助學生較為全面、系統地掌握酶的分子設計、生產制備以及下游工程應用技術。
3教學方法改革的探索
3.1多種教學方法的使用
酶工程的教學內容相對比較零散,并且和發酵工程、基因工程、分離工程等生物工程專業課程具有一定的知識重疊。這就要求在課堂教學中必須把握好各章節和知識點的邏輯主線,正確統籌已修課程和并修課程的關系,并合理使用不同教學方法,從而突出酶工程教學內容的重點和特色。對于酶學基礎模塊的教學,由于學生已在生物化學課程中進行了前期學習,因此主要以課堂提問的形式幫助學生回顧已學知識點。對于酶的分子設計和酶的生產與制備部分的教學,由于學生同時在進行基因工程、發酵工程和分離工程的學習,因此在教師介紹難點知識的基礎上,采用互動教學方法,與學生討論不同技術在酶工程應用中的獨特性和挑戰性,比如:在介紹酶的定向進化時,可結合基因工程關于聚合酶鏈式反應(PCR)的原理講解如何在酶的結構設計中合理使用不同的PCR衍生技術和篩選方法,從而獲得性能優異的酶制劑。對于核酶、納米酶和抗體酶模塊的教學,由于學生之前尚未系統接觸過相關概念,此外又涉及到酶工程的最新研究進展,因此先由教師講授所涉及的基本知識,然后要求學生課下閱讀最新的研究論文,并以書面作業形式進行總結和匯報。對于酶的工程應用模塊的教學,先由教師對酶在不同工程領域的應用進行全面綜述,然后再根據應用領域將學生劃分為若干學習小組,每個小組課下獨立調研一個酶工程的應用實例(包括:應用的理論基礎、國內外產業布局、市場分析和發展趨勢評估等),最后由學生制作幻燈片在課堂上進行講解和討論。通過上述教學方法的綜合運用可有效提高學生的自主學習能力和工程思維模式,并促使其對酶的產業應用產生較深入的認識。
3.2經典研究案例與授課內容的結合
酶工程是生物工程發展的重要方向,其中已有一些經典的工程應用案例。在教學實踐中通過分析這些案例,將其從研發到應用的技術路線引入課堂,從而揭示基本科學原理走向工程開發的一般規律。該教學設計可有效促進學生理解知識從產生到應用的過程。例如:在講解酶的定向進化時,將2018年諾貝爾化學獎得主FrancesH.Arnold教授的研究生涯引入課堂教學,通過該案例幫助學生理解定向進化技術對酶分子設計和改造的科學意義和產業價值;又如:在講解酶的生物傳感器部分時,以葡萄糖氧化酶作為對象,介紹其從發現、性能改良到家用血糖儀大規模上市的發展歷程,并和學生探討該技術成功應用的經驗和教訓,分析現有血糖儀的優勢和不足,并對下一代基于納米酶的血糖儀研發和市場應用進行展望。
3.3加強實踐教學
酶工程作為應用性較強的課程,其實踐教學同樣具有重要的作用。然而,一般高校都缺少酶工程產業中所需的大型發酵罐、生產流水線等工業設備。此外,酶分子的結構設計和篩選也具有長期性和不確定性。為了解決上述問題,筆者在酶工程課堂學習之外,引入了工廠參觀和實習環節。通過教師帶領學生進入相關企業,使學生有機會接觸產業應用中的大型工業設備,以及研發、生產工藝流程的管理,從而增強了他們對酶工程應用的感性認知。此外,針對部分學習能力較強的學生,鼓勵其參與大學生創新實踐和工廠實習,進一步提升他們的工程創新能力,明確其未來的職業發展規劃。
3.4課程考核的改革
為了體現“新工科”改革的發展目標,結合本課程應用性較強的實際,進一步針對已有的課程考核方式進行改革。筆者采用了復合型考核方式,將平時成績設置為最終成績的50%,期末筆試成績設置為50%。平時成績包括學生考勤、課堂答問和討論、工廠調研報告和酶工程應用實例的課堂講解。在此基礎上,對期末筆試的試卷進行了優化,其中書本知識在試卷中的占比減小到40%,剩余的部分由工程設計題目組成。為此,筆者設計了一系列面向工程應用的綜合性試題。例如:基于定向進化和篩選原理,設計一種耐高溫蛋白酶的技術改造路線。上述考核方式的強調了工程應用的重要性,引導學生明確了學習重點。
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