生物工程畢業(yè)論文范文
生物工程專業(yè)是我國高等教育本科目錄第三次調(diào)整之后的新增專業(yè),與我國產(chǎn)業(yè)結構的調(diào)整和發(fā)展趨勢相呼應。下面是學習啦小編為大家整理的生物工程畢業(yè)論文,供大家參考。
生物工程畢業(yè)論文范文一:中醫(yī)生物工程的研究
【摘要】從中醫(yī)(TCM)生物工程的角度探索(TCM)的基礎理論與研究方法,對TCM的基礎與臨床研究具有重要意義。
【關鍵詞】中醫(yī);生物學;生物技術;研究
隨著TCM的不斷創(chuàng)新,用現(xiàn)代中醫(yī)生物學的研究手段,完善TCM的基礎理論是必經(jīng)之路。
1生命之書
1960年首次被破譯遺傳密碼,分子生物學家對復雜的細胞分子進行了分類。人類基因從遠古到現(xiàn)代以密碼的形式表達出來,展現(xiàn)在科學家面前。常有一種誤解基因代表每個特性,這種誤解并沒有因基因測序而被消除,并被加強了這是因為單基因病被討論[1],事實上許多遺傳性疾病是由多個基因以某種未知方式相互作用的結果。人類基因組的解譯,象征著思想變革的始點走向未來。
2生物學革命
細胞生物學革命并不是基因組的解譯,而是基因行為方式和序列間相互作用的發(fā)現(xiàn),但必須通過實驗才能得到體現(xiàn), 即閱讀細胞故事要歸功于生物學-DNA芯片[2]。它能同時觀測許多基因行為的是基因組測序。即一個細胞隨時有數(shù)千個基因開啟,它不僅開啟一個或兩個基因來完成任務,并在任務完成后再將它們關閉,但其理論的構建并不是輕易獲得的。分子和細胞生物學[8],簡潔一流的理論很少見,蛋白質(zhì)A開啟了蛋白質(zhì)B,然后激活蛋白質(zhì)C,如果大家能理解將對研究很有幫助。生物學家并引入了物理學概念,尋找簡潔一流理論,但是并不表明研究的系統(tǒng)是簡潔的。物理學家設計的理論用于解釋大量分子行為,如氧的彌散在介質(zhì)的作用下,個體特性會淹沒在團體行為的模式下。基因和蛋白質(zhì)更具挑戰(zhàn)性,因為它們不移動,不隨機相互作用,但能選擇性的參與某一功能性活動?;瘜W提供了另一組工具,一些非生命系統(tǒng)中的化學過程與生物化學過程一樣復雜混亂,但并不妨礙被計算機模型所獲取,其結論是使復雜的模型簡單化,原因是一些成分可以被忽略。
3計算機模擬藝術
它不僅分析數(shù)據(jù)也是一種重要工具。物理學家把其藝術帶入到了精密狀態(tài),天體物理學家能模擬整個星系世界,生物學家就能模擬細胞的微觀世界。計算機模擬復雜的真實細胞,預測基因活性與細胞功能變化的基因組,并建立了數(shù)據(jù)庫。研究細胞中多種過程的比較模型,許多蛋白質(zhì)能同時催化大范圍化學反應,不同反應的相對重要性會因基因被激活而產(chǎn)生某種蛋白而再次關閉,來模擬整個細胞行為。工程學認為一個細胞事件不會簡單的導致某一事件發(fā)生,有時一個過程會影響某個過程發(fā)生,用工程學術語描述就是反饋。即角加速時人體向一側傾倒,此時膜半規(guī)管內(nèi)淋巴液向相反方向流動刺壺腹嵴產(chǎn)生神經(jīng)沖動,傳至平衡中樞維持人體平衡,這就是人體位置與平衡中樞間的反饋,這種自我調(diào)節(jié)在工程學中十分常見。即可用“控制論”和“系統(tǒng)論”來描述它,生物學家已應用在細胞中。描述生物學功能包含擴大、改編、加強、絕緣、糾錯和一致性檢測等概念。描述新的生物學語言將來源于綜合科學,即計算機科學或生物工程學等學科[3、4]。
4網(wǎng)絡生物學
世界范圍互聯(lián)網(wǎng)中的信息總是最新的,那里有通信、高速公路、鐵路、航運等,為網(wǎng)路提供能量、電流、水、物質(zhì)、友誼等,細胞網(wǎng)絡它們是如此相似。細胞中每一類分子都視為網(wǎng)絡的組成部分,任何兩個分子之間均有聯(lián)系,共同參與生物化學反應,結論就是細胞網(wǎng)絡與許多社會網(wǎng)絡一樣,有著相同的連通結構。這樣的共性對于定義基因間的相互作用很有幫助,但并不是所有網(wǎng)絡都相同[5、6],有時幾個連接破壞而迅速瓦解,有時即便有許多連接被破壞,任何兩個節(jié)點間仍可保持通暢,細胞網(wǎng)絡也是如此。理解了生物學網(wǎng)絡的特點,為組建細胞自身系統(tǒng)對其研究奠定了基礎。
5生物學模塊
基因通常結隊工作當細胞分解糖產(chǎn)生能量,激活一組基因來產(chǎn)生各自所需要的酶[7]。理論生物學家提示如果能夠找出這類“聯(lián)合作業(yè)”,并將其視為獨立分子來理解細胞的復雜活動。即一部分制造蛋白質(zhì),一部分復制細胞分裂的DNA,其他部分對特殊的酶做出響應等等。但這些分子不是基因簡單的組合,它們包括了蛋白質(zhì),RNA小信號分子和富含能量的分子,即酶等共同執(zhí)行其功能, 蛋白質(zhì)組學顯示了它的特殊貢獻。即細胞分裂模塊包裹在膜內(nèi),如線粒體是能量的“工廠”。就像組建大樓一樣,模塊之間通過一類或幾類介質(zhì)分子相互聯(lián)系,各部門備有“辦公室備忘錄”這就解決了每個突發(fā)件事的需要??上胂笤O計一種更精密的特定模塊,其小部分分子間相互作用的模塊延伸到整個細胞。模塊的功能來自其他模塊一部分輸入,并產(chǎn)生輸出影響其他模塊。
其集體行為的概念類似于生物物理學概念,能表現(xiàn)模塊的特性。即模塊大部分功能特征,來自于潛在成分的特征與它們之間相互作用集合的特征。這對于生物學家來說是陌生的,但將來會習慣這樣的描述。
6TCM生物學
TCM生物學家用生物學微觀實驗手段,即分子與細胞生物學、網(wǎng)絡工程、生物學工程、生物物理學等[8-11],模擬與解釋TCM的基本理論。需要生物工程、網(wǎng)絡工程與程序工程等共同參與形成綜合性科學。TCM把“天體”對生物體的影響都考慮進去了,在疾病診治基本原則的基礎上還考慮了季節(jié)變化。即冬天益氣活血,溫腎助陽;春天滋陰潤肺,滋腎柔肝;夏天養(yǎng)心安神,清熱解毒;秋天健脾溫腎,滋陰補血。TCM早已認識到天體變化對人體的影響,并應用在臨床實踐中。至于經(jīng)絡到底是什么還沒有誰在人體內(nèi)剖析出來,但臨床工作中銀針證實了它的存在,并以唯物主義的客觀事實傳承下來,如何完善它是今后研究的方向。
7TCM診療技術
TCM的基礎理論與臨床診療技術是根本,特別是中草藥、民間醫(yī)學很多精髓尚未開發(fā)。如西醫(yī)治療感冒居高不下的體溫(40℃)什么手段都用上了,TCM一付湯藥就能控制體溫即治愈。腫瘤壓迫所致的面神經(jīng)麻痹,TCM不用開刀減壓針灸就能矯正,這說出來好象不可思議但TCM做到了,TCM就是這么神氣有待進一步挖掘。TCM不僅應懂得自身的基礎理論,并從生物學角度解釋出來,讓世人相信TCM接受TCM,讓TCM走向世界。
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生物工程畢業(yè)論文范文二:現(xiàn)代教育技術在生物工程專業(yè)課教學中的應用
【摘要】生物工程專業(yè)課對培養(yǎng)專業(yè)技術人才起著十分重要的作用,包括一些理論性和實踐性都很強的課程。本文針對生物工程專業(yè)課教學中一直存在的問題,以《發(fā)酵工藝學》課程教學為例,著重從現(xiàn)代教育技術在生物工程專業(yè)課教學中的必要性、多媒體課件在理論教學中的應用、網(wǎng)絡課程在輔助教學中的應用和計算機仿真技術在實驗教學中的應用等四個方面進行了探討。
【關鍵詞】現(xiàn)代教育技術;生物工程;多媒體課件;網(wǎng)絡課程;仿真實驗;應用
生物工程專業(yè)課包括發(fā)酵設備、發(fā)酵工廠設計、發(fā)酵動力學、酶制劑工藝學和發(fā)酵工藝學等課程內(nèi)容。而發(fā)酵工藝學課程還包括氨基酸工藝學、有機酸工藝學和抗生素工藝學等課程。隨著現(xiàn)代化教育信息技術空間的日益拓展,以計算機為核心的教育技術的應用已成為2l世紀教育的主流。如何迎接現(xiàn)代科學技術的挑戰(zhàn),培養(yǎng)具有自主學習、創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才已成為高等教育改革和發(fā)展的首要任務,以信息技術為基礎的現(xiàn)代教育技術在高等教育改革中的作用將越來越重要[1]。
1 現(xiàn)代教育技術在生物工程專業(yè)課教學中的必要性
現(xiàn)代教育技術是以現(xiàn)代信息技術為支撐,以現(xiàn)代教育理論為基礎,以系統(tǒng)科學理論為指導,以教學過程和教學資源為研究范圍,以實現(xiàn)教學過程優(yōu)化為最終目標[2]。與其他新技術一樣,現(xiàn)代教育技術的應用,對教育產(chǎn)生了強烈的沖擊波。尤其是多媒體、網(wǎng)絡、人工智能、遠程通訊等技術的應用,不僅更新了教學方法和教學手段,更重要的是對傳統(tǒng)教育理論和實踐產(chǎn)生全面的挑戰(zhàn)。
專業(yè)課教學是培養(yǎng)學生專業(yè)素質(zhì)和實踐創(chuàng)新能力,綜合運用基礎課和專業(yè)基礎課知識的重要階段,直接為學生就業(yè)工作做準備。對于工程技術類的學生而言,積累本專業(yè)知識的同時,更為重要的是實際工程技能的訓練。多年來,生物工程專業(yè)課教學中一直存在著以下問題:
(1)就教學內(nèi)容本身而言,生物工程專業(yè)課理論性強,教學難度大;內(nèi)容多,概念抽象,公式推導復雜,知識的融合面廣(涉及高等數(shù)學、物理學、物理化學、工程制圖和化工等);運算過程長,公式多,經(jīng)驗系數(shù)多;教具少,缺少形象化教學,尤其是設備部分,價格昂貴,難以建立工藝實驗;實踐性強,無論是基礎理論還是工業(yè)設備都離不開生產(chǎn)實際。
(2)就科學技術發(fā)展而言,隨著生物科學的快速發(fā)展,與之相關的許多學科、特別是最為密切的生物工程領域的許多研究方向得到了突飛猛進的發(fā)展,諸如:生物反應工程、生物分離工程與技術(生物工業(yè)下游技術)、酶工程、生物生產(chǎn)工藝等;其研究手段更加先進,涉及的領域更為寬廣,研究的內(nèi)容更加豐富。這對于生物工程專業(yè)的教學,提出了更高的要求,須不斷地將新工藝、新技術和新的理論研究成果充實到教學內(nèi)容中。
(3)就教學方法和教學手段而言,在傳統(tǒng)教學的教學中,教師講,學生記,教師問,學生答的方式,學生是被動的外部刺激的接受者即灌輸對象,這種教學方法學生的參與面,參與程度,實際上難于達到施教者的初衷。而且教法單調(diào)、教師費力、費時,學生卻感到抽象,不易理解,教學效果差。另外由于受時間、空間及經(jīng)費等限制,學生很難親臨現(xiàn)場觀察。
針對工科專業(yè)課程的以上特點,傳統(tǒng)的“黑板 + 粉筆”教學模式無法滿足現(xiàn)代教學需要,學生也難以掌握相應的教學內(nèi)容。現(xiàn)代教育技術的興起和現(xiàn)代教育媒體的涌現(xiàn),為解決生物工程專業(yè)課教學面臨的困難和問題提供了新的思路和方法。為此我們認為,在生物工程專業(yè)課的教學中,應該充分利用現(xiàn)代教育技術,在課堂中使用多媒體教學,課后使用網(wǎng)絡課程,在實驗條件不足情況下采用仿真技術,建立計算機仿真實驗室。只有這樣,才能更大滿足對生物工程專業(yè)課教學的要求,培養(yǎng)學生自主學習的能力和創(chuàng)造精神,從而提高學生綜合素質(zhì)。
2. 多媒體課件在理論教學中的應用
計算機多媒體教學課件,以其豐富、多樣的信息承載形式,靈活、方便的交互特點,將越來越多地應用于教學之中。傳統(tǒng)的利用黑板模式的教學方式,針對于生物工程專業(yè)課教學,面對有眾多學生,教師資源和學時數(shù)有限的情況,已經(jīng)非常嚴重地影響了教學的效果,需要利用先進的多媒體工具進行改觀。
幾年來,作者將全部教學內(nèi)容設計、制作成多媒體教學課件并投入到理論教學當中。實踐證明,設計合理,加工細致、使用得當?shù)亩嗝襟w課件用于教學,效果較好。
2.1 采用多媒體課件教學,有利于分析歸納教材內(nèi)容,重點突出。
生化工程專業(yè)課程涵蓋的內(nèi)容很多,比如《發(fā)酵工藝學》課程內(nèi)容就包括抗生素、微生物酶制劑、氨基酸發(fā)酵、有機酸(檸檬酸、乳酸)、多糖發(fā)酵生產(chǎn)工藝和丙酮丁醇發(fā)酵的生產(chǎn)工藝等等。這些內(nèi)容中的絕大多數(shù)本身就可以單獨作為一門課程進行講授,如果全部介紹,課時肯定不夠。但是,如果采用多媒體課件教學,在設計課件腳本時,可以對課程內(nèi)容進行分類和歸納,并選擇有代表性的知識作為授課重點內(nèi)容。為此,我們把以上所有發(fā)酵生產(chǎn)工藝中的共性部分獨立出來,設計出這樣一條課件制作主線:工業(yè)微生物基礎→淀粉制糖工藝→培養(yǎng)基配制和滅菌→無菌空氣的制備→培養(yǎng)基中氧的供需和傳遞→生物反應器→發(fā)酵工藝控制→發(fā)酵染菌的分析和防治→動植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)→生化產(chǎn)品的分離和純化→生化生產(chǎn)工藝實例。而對于其他相關內(nèi)容僅僅布置自學提綱,使同學們通過舉一反三和觸類旁通的方法進行學習。我們在講授具體工藝內(nèi)容時,對同學們已掌握和了解的內(nèi)容不再重復講授或僅要求同學們復習相關的章節(jié),這樣就避免了不必要的重復,突出了本課程的重點。
2.2 巧妙使用課件制作軟件,充分調(diào)動學生學習興趣
生化工程專業(yè)課內(nèi)容多,有些內(nèi)容學生無法實際觀察,比較抽象,而利用多媒體技術可以清晰地呈現(xiàn)這些教學內(nèi)容,從而突破客觀條件的限制,使學生容易理解和掌握這些知識??梢岳脙?yōu)秀課件制作軟件如PowerPoint制作幻燈片、Flash制作二維動畫、3DMAX等制作三維動畫。這樣制出的教學課件在教學中的應用,不僅可以使抽象的理論具體化、形象化、直觀化,而且還富有趣味性和感染力,可以充分吸引學生的注意力,也便于學生將感性認識上升到理性認識,幫助學生對教學內(nèi)容進行理解和掌握,充分調(diào)動學生學習興趣。
如《發(fā)酵工藝學》這門課中,最重要、最核心的設備是發(fā)酵罐,為了在授課時更加形象生動,學生更好接受課本內(nèi)容,我們采用Flash軟件把發(fā)酵罐做成能播放的動畫“元件”。這樣,在講授各個章節(jié)課件時,當有涉及到發(fā)酵罐內(nèi)容時,就可直接調(diào)用它,非常方便。再如在《發(fā)酵工藝學》課件制作中,用PowerPoint 作為操作平臺,在課件制作時利用工具欄中的“圖片”工具欄,利用自選圖形中工具,可在幻燈片制作過程中使用各種不同自選圖形,把復雜的工藝過程繪成流程圖,這樣使得講授內(nèi)容條理更加清楚,系統(tǒng)性強,可以大大節(jié)省時間,學生容易接受。這樣以生動的圖像、圖片及流程圖將有關內(nèi)容展示出來,使學生一目了然,容易建立起工業(yè)設備或工藝流程的空間概念,這樣做不僅有助于學生對所學知識的理解,而且有助于學生增強自信心,培養(yǎng)對專業(yè)的興趣。
2.3 有利于化學公式推導以及工藝流程圖的演示
生化工程專業(yè)課程化學公式多,工藝流程圖復雜,教學難度大,傳統(tǒng)的教學往往不利于公式推導的過程工藝流程圖的演示。這方面的教學也是一個比較容易使學生陷入學習困難的地方,是很多教師比較頭痛的教學部分。但是如果合理地運用成熟的辦公軟件對公式和工藝流程圖進行處理,更多技巧的運用可以讓多媒體教學發(fā)揮傳統(tǒng)黑板教學推導公式和演示工藝流程圖時不能達到的效果。比如:(1)利用辦公軟件的動畫功能就可以設置公式演算和工藝流程圖的慢放效果或者手動放映效果,使公式或工藝流程一步一步演示出來,或者在教師操作下演示出來,這樣,教師在教學過程中如同書寫到黑板上一樣有步驟、有時間順序,留給學生思考的空間。(2)為了強調(diào)某個部分與下一個步驟的聯(lián)系,可以用顏色效果或者箭頭來表示內(nèi)部聯(lián)系。(3)對于學生不容易理解的步驟,可以任意回放重新演示,并且在需要討論的地方暫停討論。
多媒體作為現(xiàn)代化教學的一種手段,在優(yōu)化教學過程,激發(fā)學生創(chuàng)造性思維,提高課堂教學效果,有效地實施素質(zhì)教育方面起著重要的作用。應用于課堂教學的計算機多媒體技術,作為一種先進的教學輔助手段,和以前傳統(tǒng)的“黑板 + 粉筆”教學模式相比,有著無可比擬的優(yōu)勢,能夠取得以前傳統(tǒng)教學輔助手段(模型、地圖和掛圖)所達不到的效果。由于采用多媒體教學,明顯提高了教學質(zhì)量和效率,促進了生化工程專業(yè)課的教學改革。
3 網(wǎng)絡課程在輔助教學中的應用
在信息技術飛速發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的黑板和掛圖(含幻燈片、膠片投影)的教學手段已無法適應當前教學內(nèi)容大信息量和更新周期短的需要,多媒體教學課件的使用,也只能滿足有限的課堂教學的需求。
為適應時代的發(fā)展,筆者自2003年以來,首先把生物工程專業(yè)課之一的主干課《發(fā)酵工藝學》課程制作成適合在網(wǎng)絡上運行的網(wǎng)絡課程,并作為輔助教學使用。在教學時,采用網(wǎng)上教學和課堂教學相結合的方式,其中課程中的基本概念、重點和難點采用課堂教學,在多媒體教室上課,課程作業(yè)、課堂討論、在線答疑和理論考試等放在網(wǎng)絡上進行。經(jīng)過二年多的實踐,已經(jīng)初步取得成效。
網(wǎng)絡課程內(nèi)容主要由以下三部分組成:(1)教學信息呈示部分。這部分主要是向?qū)W習者介紹學習這門課程應有的知識準備,通過學習達到的學習目標以及學科的知識結構等。欄目主要包含:教師風采、課程建設、理論教學、實踐教學、課外學習等,在主頁面上設有教學公告欄,使學生能在第一時間知道本課程的教學信息,并在課外學習欄目中補充了大量的新技術、新成果等資料,供同學們在網(wǎng)上自由學習。(2)網(wǎng)上交流部分。這部分主要是為師生或生生交流提供“陣地”的。主要欄目包括課堂討論、網(wǎng)上答疑、學習討論、師生信箱和任課老師值班時間安排等。(3)評價系統(tǒng)部分。包括對學生在這門課程中的考試與作業(yè)的評價、對學習過程參與度的評價、對教師的評價及專家對課程系統(tǒng)的評價等。
在具體的教學過程中,通過網(wǎng)絡課程的使用,學生可以采取多種學習方式:
(1)資源利用式,即學生可以通過網(wǎng)絡課程上提供的相關鏈接,獲得教育教學網(wǎng)站上豐富的學習資源,查詢并下載自己所需要的信息資料,包括各種生物學知識、觀點和最新的生物學成果等。比如,生物引擎網(wǎng)網(wǎng)址http://www.bio-engine.com,中國科學院科技文獻全文數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)址http://lcc.icm.ac.cn/fulltext/database.html,科學數(shù)據(jù)庫網(wǎng)址http://www.cnc.ac.cn,生物科技在線網(wǎng)址http://www.monsanto.com等。
(2)協(xié)商合作式,協(xié)作式學習是網(wǎng)絡教學的最重要特點,也是最重要優(yōu)點之一,學生通過網(wǎng)絡上的課堂討論、網(wǎng)上答疑、學習討論欄目,可以進行討論、交流,而且還可自由發(fā)揮、自由想象,因此能集思廣益,便于多種不同觀點的碰撞與交流,能在較短時間內(nèi)使參加討論的同學對同一復雜問題,獲得多方面的較為深入的認識,這對于事物的復雜性和培養(yǎng)辯證思維、發(fā)散思維,無疑有很大好處;
(3)自主發(fā)現(xiàn)式,即借助網(wǎng)絡資源,通過比較異同點,發(fā)現(xiàn)問題,主動探索的學習。比如學生學習課本第十章發(fā)酵過程的工藝控制之后,學生通過比較發(fā)酵生產(chǎn)的三種培養(yǎng)方式(分批培養(yǎng)、補料分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)),找到了異同點,學生對內(nèi)容的分析和歸納,不但很快得找到了知識,通過查閱相關資料還進一步發(fā)現(xiàn),在實際生產(chǎn)中,人們一直極其重視微生物、動植物細胞的改良和新產(chǎn)品的開發(fā),而忽視了探求改進生產(chǎn)工藝和改善工業(yè)生產(chǎn)設備的工藝研究。學生通過查閱相關資料,發(fā)現(xiàn)工藝的改進將會在很大程度上改善產(chǎn)品的質(zhì)量,提高生產(chǎn)效益,起到上游過程無法實現(xiàn)作用,也充分認識到工藝的研究和優(yōu)化顯得更加重要。
同傳統(tǒng)課堂教學課件相比,網(wǎng)絡多媒體教學課件與其有許多相同之處,也有不同的地方。許多同學在與網(wǎng)絡接觸之后,學習興趣更加濃厚,求知欲望異常強烈。在通過網(wǎng)絡擴展了知識外延的同時,學生們真正體會到了“學然后知不足”的深切內(nèi)涵,進而確定了終生學習的思想。因而,我們應根據(jù)網(wǎng)絡教學特點,認真研究網(wǎng)絡教學對課件的要求,把握網(wǎng)絡多媒體教學課件設計、制作原則,力爭制作出高質(zhì)量的網(wǎng)絡課件。
4、計算機仿真技術在實驗教學中的應用
實驗對于培養(yǎng)學生的實際操作能力和解決問題的能力十分重要,而實驗素質(zhì)和技能的提高必須通過實驗教學的各個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。但專業(yè)實驗不同于基礎實驗,大部分實驗操作是綜合性大型工藝實驗,要建立一個比較完善的生化工程專業(yè)實驗室,投資較大,如購買一套70升全不銹鋼中試發(fā)酵罐及其控制系統(tǒng)等較為完備的實驗設備,投資就得上百萬;另外,傳統(tǒng)實物實驗要受實驗室的自身條件,如儀器設備的種類、狀況、成套數(shù)及器材消耗等因素的限制,在規(guī)定的時間和空間內(nèi)有選擇性地開設綜合設計性實驗往往存在較大難度;第三,如果專業(yè)實驗開設數(shù)量有限,實驗內(nèi)容更新緩慢,就難以適用現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展,不利于學生研究設計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?;谝陨锨闆r,我們建議把計算機仿真技術引入到生化工程專業(yè)實驗中,建立生化工程專業(yè)仿真實驗室。
與傳統(tǒng)實物實驗相比,虛擬仿真實驗以軟件為基礎,用軟件替代硬件實現(xiàn)了各種器件和電路的顯示、數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)分析處理等實物實驗只能用硬件完成的功能;同時實現(xiàn)了實物實驗很難實現(xiàn)的數(shù)據(jù)編輯、存儲、打印圖表等功能,而且點擊鼠標即可進行仿真操作,完整地模擬實驗操作的全過程。隨鼠標的移動,指示出實驗裝置的各個部件名稱,便于了解實驗裝置的結構,使得學生實驗變得更加靈活、簡單而富有創(chuàng)造性。
在發(fā)酵工藝學課程的專業(yè)實驗中,通過計算機技術建立模擬實驗環(huán)境,可以設計許多仿真實驗,通過輸入必要的參數(shù),或者通過學生交互操作 進行模擬實驗 通過輸入不同的參數(shù) 觀察不同的實驗結果,進行分析比較,可較好提高學生科學探究的能力。
以青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)為代表,仿真一套完整的、與工業(yè)化生產(chǎn)完全相同的青霉素發(fā)酵、分離提取的工藝實驗,在仿真實驗過程中,將發(fā)酵過程中的各種參數(shù)的測定融合到具體的實驗中。例如:發(fā)酵液中青霉素含量的測定、發(fā)酵液中還原糖含量的測定、pH的在線檢測、發(fā)酵液中溶氧濃度DO值的在線檢測、菌體濃度OD值的檢測、菌體染色及形態(tài)觀察等,要求學生從實驗開始到實驗結束,每隔一段時間出樣一次進行各種參數(shù)的檢測。最后根據(jù)實驗得到的各種數(shù)據(jù),結合學過的發(fā)酵工藝學的基本原理,對發(fā)酵過程中的各種參數(shù)的變化及出現(xiàn)的發(fā)酵異?,F(xiàn)象進行具體的分析,并寫出一份完整的實驗報告。這樣有利于提高學生分析問題解決問題的能力,對其它課程的學習也起到了一定的促進作用。
虛擬仿真實驗改變了傳統(tǒng)的學習觀念,不僅為學生提供了一個開放式的實驗平臺,也為教師提供了一個優(yōu)良的輔助教學平臺,適合反映新技術新成果應用的新型實驗,使學生更直觀、靈活、自由地完成學習任務。但發(fā)酵過程是一種內(nèi)在機理十分復雜的生化過程,實際上很難有一種數(shù)學模型對所有發(fā)酵過程進行準確的描述。為此我們認為,應該把虛擬仿真實驗作為傳統(tǒng)實驗教學的完善與補充,把實物實驗與網(wǎng)上虛擬實驗、課堂教學與網(wǎng)上教學、實際考核與網(wǎng)上考核有機地結合起來,充分利用先進的計算機設備和豐富的網(wǎng)絡資源進行網(wǎng)上虛擬實驗教學,進一步提高實驗教學水平。
5 結束語
每一種媒體都有自身的長處,對某種特定的教學和學習有效,不存在一種處處適用的全能媒體。同樣,每種媒體又不可避免地存在局限性,不利于某些教學和學習。只有在某些特定的教學情境中,一種媒體會比另一種媒體更有效。現(xiàn)代教育技術作為現(xiàn)代化的教學手段,必須和傳統(tǒng)的教學方法融為一體,多種教學媒體互相補充、協(xié)調(diào)統(tǒng)一,接教材的需要進行優(yōu)化組合,才能發(fā)揮其優(yōu)勢,達到教學的最佳效果。另外,作為一名教師只有深入鉆研、勇于探索、大膽實踐,并不斷學習和掌握現(xiàn)代教育技術,才能提高自己應用現(xiàn)代教育技術的能力,從而優(yōu)化教學體系,提高教學質(zhì)量。實踐證明,現(xiàn)代教育技術引人生化工程專業(yè)課程教學中是高校實施教學改革,提高學生綜合能力的有效途徑。
參考文獻:
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2、梁曉慶,駱珍儀,駱耀祖.《現(xiàn)代教育技術在高等教育改革中的應用》[J].韶關學院學報.2003.09:57-61
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