發(fā)布時(shí)間:2022-03-26 03:47:52
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了1篇的生物工程論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
【摘要】試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理是一門應(yīng)用廣泛的技術(shù)課程,主要解決工藝控制、過(guò)程優(yōu)化模擬等工程問(wèn)題,是生物工程專業(yè)課程之一,具有實(shí)用性強(qiáng)、內(nèi)容繁復(fù)、初學(xué)者難于記憶和靈活運(yùn)用等特點(diǎn)。從課堂教學(xué)出發(fā),闡述了該課程在應(yīng)用型工科院校生物工程專業(yè)中的教學(xué)對(duì)策。
【關(guān)鍵詞】生物工程專業(yè);試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理;教學(xué)對(duì)策
作為地方本科院校,將教學(xué)目標(biāo)定位于培養(yǎng)應(yīng)用型人才,是提高學(xué)校競(jìng)爭(zhēng)力、突出辦學(xué)特色的關(guān)鍵。南陽(yáng)理工學(xué)院生物工程專業(yè)立足于自身教學(xué)條件,積極將培養(yǎng)模式與南陽(yáng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)相結(jié)合,緊密圍繞南陽(yáng)市支柱產(chǎn)業(yè)——生物制藥和工業(yè)發(fā)酵,發(fā)展工業(yè)微生物菌種選育、發(fā)酵工藝調(diào)控和中藥材藥用成分提取分離為主攻方向的專業(yè)特色。畢業(yè)生主要在科研開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)控、質(zhì)量檢測(cè)等方向就業(yè),工作中經(jīng)常涉及到工藝控制、過(guò)程優(yōu)化模擬、質(zhì)量檢測(cè)控制等問(wèn)題。對(duì)于這些實(shí)際問(wèn)題若不進(jìn)行科學(xué)的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)果分析,將很難在短時(shí)間、低成本內(nèi)得到正確的結(jié)果。因此,有必要對(duì)生物工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)相關(guān)課程。
試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理是一門應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)寬廣的現(xiàn)代技術(shù)課程,主要介紹工程技術(shù)和科研試驗(yàn)中常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理方法。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的基本原理和方法,為后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)如專業(yè)試驗(yàn)、畢業(yè)論文和今后在工作中開展產(chǎn)品工藝優(yōu)化、質(zhì)量管理等工作的順利進(jìn)行打下良好基礎(chǔ)。該門課程教學(xué)內(nèi)容主要包括2個(gè)方面:試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理。試驗(yàn)設(shè)計(jì)部分主要是讓學(xué)生掌握設(shè)計(jì)試驗(yàn)的方法,能做到在有限的試驗(yàn)條件下,用最少的試驗(yàn)量獲得盡可能多的信息;數(shù)據(jù)處理部分主要是讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用合理、有效的分析方法,從而發(fā)掘出潛在的、有用的信息[1]。
為了提高試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用的能力,筆者對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的教學(xué)研究做了很多努力和嘗試,現(xiàn)將幾點(diǎn)教學(xué)心得體會(huì)歸納如下。
1講好緒論,強(qiáng)調(diào)課程的重要性
緒論就像是一部電影的開場(chǎng),直接影響著整門課程的教學(xué)效果,好的開場(chǎng)才能吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理是統(tǒng)計(jì)學(xué)在生物領(lǐng)域的應(yīng)用,是一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科,在緒論中不僅要介紹學(xué)科發(fā)展的歷史,還應(yīng)該清晰展示課程的內(nèi)容體系及本門課的任務(wù)和作用,重點(diǎn)介紹要學(xué)習(xí)什么、知識(shí)點(diǎn)之間有什么聯(lián)系、這些知識(shí)可以幫助解決什么問(wèn)題、該如何學(xué)習(xí)等。在緒論中應(yīng)多列舉一些利用本門課程的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的例子來(lái)強(qiáng)調(diào)本門課程的重要性,如在畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié),將試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的知識(shí)用于畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)和撰寫中,以求論文結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性。在走向科研工作崗位后,利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的知識(shí)合理設(shè)計(jì)科研方案、分析結(jié)果,以求在低成本、短時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。通過(guò)這些例子來(lái)明確學(xué)生的學(xué)習(xí)目的,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。
2重在培養(yǎng)應(yīng)用能力
應(yīng)用性本科培養(yǎng)的是運(yùn)用科學(xué)理論從事高技術(shù)工作的應(yīng)用型專門人才,在培養(yǎng)規(guī)格上以行業(yè)需求為本位,注重知識(shí)的復(fù)合性、現(xiàn)時(shí)性和應(yīng)用性。培養(yǎng)出的人才應(yīng)具備綜合運(yùn)用理論知識(shí)和方法解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力和實(shí)踐能力,并兼?zhèn)浼夹g(shù)創(chuàng)新能力[2]。因此,在教學(xué)內(nèi)容組織和知識(shí)側(cè)重點(diǎn)的處理上應(yīng)以結(jié)合專業(yè)特色、適應(yīng)行業(yè)需要為主旨。試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理是以統(tǒng)計(jì)學(xué)原理為基礎(chǔ)的學(xué)科,其原理部分涉及到高等數(shù)學(xué)、概率論和線性代數(shù)的知識(shí),這部分內(nèi)容在基礎(chǔ)課程中已有詳細(xì)講述。因此,教學(xué)重點(diǎn)放在各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)處理方法的具體應(yīng)用上,而方法的理論推導(dǎo)過(guò)程可以作為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容。如講解方差分析時(shí),將重點(diǎn)放在方差分析的具體步驟上,而偏差平方和分解過(guò)程的推導(dǎo)則作為自學(xué)內(nèi)容;在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析部分,教學(xué)側(cè)重點(diǎn)主要放在如何使用正交表及如何對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果作恰當(dāng)?shù)姆治錾?而對(duì)于正交表的構(gòu)成原理、特點(diǎn)僅作簡(jiǎn)要介紹。
3選擇合適的例題,做到熟能生巧
試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,不僅用于生物,還應(yīng)用于化工、食品、機(jī)械加工制造等領(lǐng)域。為了讓學(xué)生正確理解和掌握知識(shí),在舉例說(shuō)明時(shí)應(yīng)選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理在本學(xué)科的應(yīng)用實(shí)例。面向生物工程專業(yè)的學(xué)生時(shí),結(jié)合生物工程專業(yè)的特色,主要從菌種選育條件、發(fā)酵工藝控制、目標(biāo)產(chǎn)物分離等方面選擇相應(yīng)的例子,最好是專業(yè)試驗(yàn)或科研中的真實(shí)問(wèn)題,如淀粉酶產(chǎn)生菌選育方案的設(shè)計(jì)、乳酸發(fā)酵條件的確定、茶多酚提取工藝的優(yōu)化,這有助于學(xué)生了解本門課的應(yīng)用領(lǐng)域,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
對(duì)于應(yīng)用技術(shù)學(xué)科,關(guān)鍵是能將書本上的知識(shí)應(yīng)用自如。對(duì)于試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法,如正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)、回歸旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、sn比試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法,要求能夠根據(jù)試驗(yàn)周期的長(zhǎng)短、原料易得性、條件控制難易、待考察因素水平的數(shù)量等實(shí)際情況,選擇合理可行的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法。對(duì)于所得數(shù)據(jù)結(jié)果,要求能夠采用正確的分析方法,發(fā)掘出有用的信息。數(shù)據(jù)分析方法部分有很多公式,如偏差平方和的分解公式、回歸系數(shù)的求解公式等,若要做到靈活運(yùn)用課程的知識(shí),就必須加強(qiáng)公式的記憶,因此多做練習(xí)是必要的。雖然現(xiàn)在有很多軟件能解決計(jì)算問(wèn)題,但是還要求學(xué)生掌握各種分析方法的分析過(guò)程,這些都需要在教學(xué)中安排一定的練習(xí)量,使學(xué)生熟能生巧。
4把握前沿知識(shí),擴(kuò)展學(xué)生視野
試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析的方法種類多樣,在本科教學(xué)階段主要要求學(xué)生掌握單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方案設(shè)計(jì)方法,極差分析、方差分析和回歸分析等數(shù)據(jù)分析方法。這些內(nèi)容是本門課程的基本內(nèi)容,但并不是本學(xué)科的全部知識(shí)。為了讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)本學(xué)科的重要性,可以在教學(xué)學(xué)時(shí)允許條件下,補(bǔ)充知識(shí)點(diǎn),開拓學(xué)生的視野。如向?qū)W生介紹旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其分析方法,指出它的作用和優(yōu)勢(shì);對(duì)于解決多指標(biāo)問(wèn)題的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析時(shí)引入主成分分析方法的知識(shí)[3];在對(duì)回歸方程求解最優(yōu)解時(shí)引入遺傳算法的理論[4];對(duì)于試驗(yàn)問(wèn)題建模分析時(shí)引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法[5]。這些試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法很多都是近幾年才應(yīng)用到生物工程領(lǐng)域的,在要求學(xué)生牢固掌握基本知識(shí)的前提下,引入前沿知識(shí)有助于拓寬知識(shí)面,在今后的學(xué)習(xí)和工作中能更好地發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性。
5重視上機(jī)環(huán)節(jié)
試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理計(jì)算量很大,完全依靠手算既浪費(fèi)時(shí)間又容易出錯(cuò)。而現(xiàn)在有多種軟件,它們可以對(duì)數(shù)據(jù)作各種分析,并能夠在短時(shí)間內(nèi)得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此,應(yīng)重視上機(jī)環(huán)節(jié),要求學(xué)生至少掌握1種統(tǒng)計(jì)軟件的使用方法,學(xué)會(huì)用軟件繪圖、計(jì)算,并能正確理解分析結(jié)果。例如spss是一個(gè)功能全面的統(tǒng)計(jì)分析軟件,操作界面友好,易學(xué)易用,廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域[6]。在教學(xué)過(guò)程中安排適當(dāng)學(xué)時(shí)進(jìn)行上機(jī)操作,要求學(xué)生能夠使用軟件進(jìn)行平均數(shù)假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析、多重比較、回歸分析等操作,不僅能增強(qiáng)知識(shí)的掌握程度,還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,獲得良好的教學(xué)效果。
21世紀(jì)是生命科學(xué)和信息科學(xué)的時(shí)代,高等農(nóng)業(yè)院校作為培養(yǎng)生物工程專業(yè)人才的搖籃,應(yīng)該培養(yǎng)復(fù)合型生物工程人才,重視學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神培養(yǎng),讓學(xué)生掌握生物工程及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理,掌握生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、天然產(chǎn)物提取、發(fā)酵工程和酶工程等學(xué)科的基本理論知識(shí);掌握微生物育種、微生物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)、微生物發(fā)酵產(chǎn)品及其分離純化的基本技術(shù),具備在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域從事生產(chǎn)管理和產(chǎn)品研發(fā)的能力。然而在傳統(tǒng)生物工程實(shí)驗(yàn)課程體系中,由于缺乏多媒體教學(xué)環(huán)節(jié),對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和原理的講解比較困難;各門實(shí)驗(yàn)課程相對(duì)獨(dú)立,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往互不銜接,上課時(shí)間不集中,難以形成完整的課程體系;教學(xué)以被動(dòng)的灌輸式為主,學(xué)生缺乏主動(dòng)探索精神;課程實(shí)驗(yàn)室相對(duì)獨(dú)立,設(shè)備重復(fù)低端現(xiàn)象嚴(yán)重,浪費(fèi)了寶貴的實(shí)驗(yàn)資源。因此,開展生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程體系的改革勢(shì)在必行。
一、生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革的基本內(nèi)容
農(nóng)業(yè)院校生物工程專業(yè)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程主要有:生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、天然產(chǎn)物提取、發(fā)酵工程和酶工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)、基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)、細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)等,大多以農(nóng)作物、發(fā)酵微生物和中草藥作為實(shí)驗(yàn)材料。在教學(xué)內(nèi)容上將不同相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程整合。從專業(yè)培養(yǎng)層面統(tǒng)一開設(shè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,將各門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和時(shí)間盡量銜接。通過(guò)對(duì)酶工程、生化及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、微生物實(shí)驗(yàn)和天然產(chǎn)物提取學(xué)等實(shí)驗(yàn)課程的調(diào)整,統(tǒng)一整合為生物工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn),更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,完善實(shí)驗(yàn)體系。在教學(xué)方法上加入多媒體教學(xué)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)主要沿襲黑板講解、學(xué)生操作的模式。這種教學(xué)方式信息量小,不夠形象生動(dòng)。通過(guò)拍攝實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻,制作多媒體課件教學(xué),能夠透徹的講解實(shí)驗(yàn)原理和操作過(guò)程,使學(xué)生較容易地掌握實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)將課程內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化,以微博、微信、博客、校內(nèi)網(wǎng)站為主要平臺(tái),使課程上網(wǎng),便于學(xué)生隨時(shí)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)、答疑解惑。在教學(xué)資源上盡量共享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源。將課程實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)籌安排,常用設(shè)備安排在公共開放房間,方便師生使用,嚴(yán)格避免設(shè)備重復(fù)采購(gòu),將實(shí)驗(yàn)資源主要用于教學(xué)效果好的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ι现匾暸囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神。教師在實(shí)驗(yàn)前將全班同學(xué)分成若干小組,確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,開展實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作,合理分工完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫時(shí)要求闡明實(shí)驗(yàn)意義,掌握所涉實(shí)驗(yàn)技術(shù)的原理、分類、適用范圍和同類比較,深入展開數(shù)據(jù)現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)方法分析和操作技能分析。
二、生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革的基本程序
涉及到專業(yè)人才培養(yǎng)層面的實(shí)驗(yàn)課程改革事關(guān)重大,應(yīng)由專門團(tuán)隊(duì)在上級(jí)主管部門和專家組的指導(dǎo)下開展工作。首先召開專門的教學(xué)研討會(huì),根據(jù)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)來(lái)確立實(shí)驗(yàn)課程改革目標(biāo),以團(tuán)隊(duì)方式完成課程改革方案;實(shí)驗(yàn)課程改革方案由系里報(bào)送實(shí)驗(yàn)中心審核通過(guò),獲得上級(jí)有關(guān)部門的資金、硬件等支持;團(tuán)隊(duì)對(duì)改革方案進(jìn)行執(zhí)行,新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行1年左右的班級(jí)試運(yùn)行,檢驗(yàn)實(shí)施效果和運(yùn)行環(huán)境是否良好;待新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目試運(yùn)行良好后,課程負(fù)責(zé)人修改教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),經(jīng)教學(xué)研討會(huì)通過(guò);改革后的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)報(bào)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后,正式實(shí)施運(yùn)行。
三、生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革的討論
生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革中遇到的常見困難是經(jīng)費(fèi)緊張、設(shè)備不足等,而且課程涉及面廣,相關(guān)團(tuán)隊(duì)和人員較多,協(xié)調(diào)難度較大。另外教學(xué)改革不宜影響正常教學(xué)計(jì)劃和學(xué)生培養(yǎng),新修訂的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在學(xué)生方面也存在難以進(jìn)行大班試行的問(wèn)題。建議校、院兩級(jí)加大專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革的投入力度,給一線教學(xué)團(tuán)隊(duì)以更大的試驗(yàn)自主權(quán)限,精簡(jiǎn)審批程序,對(duì)新的實(shí)驗(yàn)課程方案挑選試驗(yàn)班試行,用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)教改內(nèi)容的科學(xué)性、可行性。生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革的直接執(zhí)行者是各課程負(fù)責(zé)人、任課老師和實(shí)驗(yàn)員,上級(jí)部門應(yīng)當(dāng)配套相應(yīng)政策和條件,鼓勵(lì)改革工作的進(jìn)行,以更好的培養(yǎng)創(chuàng)新復(fù)合型生物工程人才。
作者:周曉明 田云 盧向陽(yáng) 藺萬(wàn)煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 單位:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院
1乳品發(fā)酵項(xiàng)目中的生物工程技術(shù)運(yùn)用分析
1.1細(xì)菌素
乳酸菌的細(xì)菌素本質(zhì)為蛋白質(zhì),可以當(dāng)作防腐劑容易被胃酶講解,擁有相對(duì)較好的理化與抑菌特點(diǎn)。當(dāng)前,nisin與microgard已經(jīng)運(yùn)用在乳食產(chǎn)品防腐劑中。nisin作為乳酸乳球菌亞種的一項(xiàng)分泌肽,大量的革蘭氏陽(yáng)性菌與少量的革蘭氏陰性菌具備一定的抑制作用。在上世紀(jì)中期nisin主要用在對(duì)芽孢生長(zhǎng)菌成長(zhǎng)的控制與有效延長(zhǎng)乳制品等的貨架期。目前,FDA已經(jīng)通過(guò)有關(guān)部門批準(zhǔn)可以運(yùn)用在融化干酪相關(guān)抗菌劑。除去當(dāng)作食品的防腐劑之外,nisin可以當(dāng)作醫(yī)療制劑運(yùn)用在牛乳房炎的治療中。另外,microgard還是一種具備抑制性的革蘭氏陰性菌與真菌細(xì)菌素,可是其不能抑制革蘭氏的陽(yáng)性菌。例如美國(guó)的1%microgard溶液普遍運(yùn)用在保存鄉(xiāng)村干酪。同時(shí)microgard能夠有效控制瑞士干酪皮的出現(xiàn)的腐敗問(wèn)題。運(yùn)用定點(diǎn)突變的作用,例如蛋白質(zhì)相關(guān)生物工程技術(shù)能夠有效拓寬細(xì)菌素相關(guān)狹窄的抑菌普。現(xiàn)階段,已能夠克隆與測(cè)序nisin形成的相關(guān)基因,可以實(shí)現(xiàn)定位在質(zhì)拉或是染色體DNA中編碼等的克隆與測(cè)序。大量細(xì)菌素基因可以定位于接合質(zhì)?;蚴寝D(zhuǎn)座子上,比較便于基因轉(zhuǎn)移至其他相關(guān)微生物。
1.2促進(jìn)干酪成熟
干酪的成熟期相對(duì)較長(zhǎng),冷藏與庫(kù)存的費(fèi)用也比較高。對(duì)此,促進(jìn)干酪的成熟已經(jīng)成為干酪研究的主要內(nèi)容。促進(jìn)干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶類和經(jīng)過(guò)基因工程技術(shù)修飾之后的如霉菌促進(jìn)干酪的成熟。許多學(xué)者都重點(diǎn)研究基因工程技術(shù)的乳酸菌修飾,能夠加速干酪的成熟,擁有相對(duì)良好的抗噬菌體能力。充分運(yùn)用蛋白質(zhì)的分解陰性等促進(jìn)干酪的成熟。另外,乳糖代謝之后的陰性乳酸菌能夠以高密度進(jìn)入干酪的凝乳當(dāng)中,促進(jìn)干酪的成熟。相對(duì)較強(qiáng)的蛋白質(zhì)分解能夠有效加速苦味肽進(jìn)一步生成。對(duì)此,蛋白質(zhì)所分解的陰性菌體和一般菌株混合運(yùn)用可以有效促進(jìn)干酪的成熟。
2生物工程技術(shù)的育種手段
2.1原生質(zhì)體融合
原生質(zhì)體的融合技術(shù)作為創(chuàng)建雜合微生物的主要工具,其能夠把相對(duì)較好的菌株形狀有效結(jié)合在相同的菌株中,在乳酸菌的育種方面有著深遠(yuǎn)意義。在原生質(zhì)體的融合過(guò)程中,可以先運(yùn)用酶除去兩個(gè)親體的細(xì)胞壁,從而是使菌體細(xì)胞可以在高滲的環(huán)境當(dāng)中釋放原生質(zhì)體,同時(shí)在高滲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)混合,然后通過(guò)聚乙二醇的促進(jìn),可以實(shí)現(xiàn)兩種原生質(zhì)體的凝集從而有效融合,獲取異核體或是重組子。充分運(yùn)用雜合菌能夠有效提升發(fā)酵制品特性或是發(fā)展新型產(chǎn)品。另外,原生質(zhì)體的融合技術(shù)可以建立高蛋白質(zhì)的表達(dá)水平相關(guān)突變體的主要方式。
2.2電穿孔法
在重組DNA技術(shù)快速發(fā)展形勢(shì)下,當(dāng)代微生物研究人員可以相對(duì)精確的變化乳酸菌的生理特性,從而為乳品的發(fā)酵項(xiàng)目提供較好的菌株。對(duì)此,一定要具備合理、安全、科學(xué)的細(xì)菌轉(zhuǎn)換手段。近些年來(lái),具備良好發(fā)展前景的轉(zhuǎn)換手段就是電穿孔法。在上世紀(jì),Harlander第一次報(bào)道了乳酸乳球菌的乳酸亞種的有關(guān)電轉(zhuǎn)化,該轉(zhuǎn)化率能夠和原生質(zhì)體融合的轉(zhuǎn)化率相比。另外Chassy與Flickinger也報(bào)道了干酪的乳桿菌有關(guān)干酪亞種電轉(zhuǎn)化。當(dāng)前成功完成電轉(zhuǎn)化的乳酸菌有多種,例如嗜酸乳桿菌和乳酸乳球菌的乳油亞種等。通過(guò)研究表明各種菌株之間也能夠完成電轉(zhuǎn)化。其和原生質(zhì)體的融合技術(shù)相比較而言具有一定優(yōu)勢(shì)。
2.3基因的送遞系統(tǒng)
在乳酸菌的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)快速發(fā)展影響下,建立基因的傳遞系統(tǒng)成為了必然趨勢(shì)。載體主要可以分成試驗(yàn)用載體與食品級(jí)載體兩大種類。充分考慮到食品的安全性與穩(wěn)定性,食品級(jí)的載體不能利用抗生素的抗性基因當(dāng)作選擇性的標(biāo)記。因此,食品在集體的選取一定要在食品級(jí)GRAS的菌中分離出選取性標(biāo)記。在進(jìn)行記載時(shí)所運(yùn)用的乳酸菌標(biāo)記主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所編碼的細(xì)菌素產(chǎn)生和糖類運(yùn)用或是免疫性基因可以滿足食品級(jí)基因相關(guān)傳遞系統(tǒng)的選擇性標(biāo)記要求。
3結(jié)語(yǔ)
近些年來(lái),乳酸菌的生物工程技術(shù)取得相對(duì)較大的進(jìn)步。經(jīng)過(guò)分析乳酸菌相關(guān)生物化學(xué)的代謝途徑,制定與純化生物基因的轉(zhuǎn)移與遞送系統(tǒng),明確基礎(chǔ)的表達(dá)與分析信號(hào)。深入研究定位和分離基因以及序列?,F(xiàn)階段,乳酸菌的生物工程技術(shù)從原來(lái)的乳球菌研究慢慢擴(kuò)展到乳桿菌與雙歧桿菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技術(shù)進(jìn)一步研究下,乳品發(fā)酵項(xiàng)目必然會(huì)步入到一個(gè)嶄新的時(shí)代。而在該時(shí)代下可以為消費(fèi)者提供更加安全與可口、可靠的健康發(fā)酵乳制品。
作者:王莉 單位:包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
本文作者:馬翠 蔡昌啟 溫惠中 單位:第三軍醫(yī)大學(xué)數(shù)學(xué)與生物數(shù)學(xué)教研室 第三軍醫(yī)大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教研室
生物醫(yī)學(xué)工程(biomedicalengineering)是一門新興的邊緣學(xué)科,它綜合了工程學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的理論和方法,目標(biāo)是培養(yǎng)具備生命科學(xué)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)理論和醫(yī)學(xué)與工程技術(shù)相結(jié)合的科研能力,勝任平戰(zhàn)時(shí)三軍綜合性衛(wèi)生勤務(wù)保障工作,從事醫(yī)學(xué)電子設(shè)備、影像設(shè)備、軍事衛(wèi)生裝備研究、設(shè)計(jì)、使用、維修和管理工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。作為該專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一,高等數(shù)學(xué)是學(xué)生掌握數(shù)學(xué)工具,培養(yǎng)理性思維的主要載體。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程,可為后續(xù)課程(復(fù)變函數(shù)與積分變換、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、生物數(shù)學(xué)建模與仿真)和部分醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)以及將來(lái)從事生物醫(yī)學(xué)工程研究奠定必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。高等數(shù)學(xué)在培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域高技能人才培養(yǎng)目標(biāo)所必需的基礎(chǔ)知識(shí)、基本能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中,占有十分重要的地位[1]。如何提高高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量是擺在該專業(yè)高等數(shù)學(xué)教師面前的重要任務(wù)。結(jié)合近年來(lái)教學(xué)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),本文主要從如何提高課堂教學(xué)水平、培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力兩方面進(jìn)行初步探討。
1改進(jìn)方法,提高課堂教學(xué)水平
課堂教學(xué)的好壞直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的高低。課堂講授在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中所占時(shí)間最長(zhǎng),與學(xué)生接觸最多,是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。要搞好課堂教學(xué),必須改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)水平。
1.1充分備課,強(qiáng)化課堂教學(xué)“設(shè)計(jì)”理念:高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容體系業(yè)已成熟,教學(xué)參考資料琳瑯滿目。備課過(guò)程中,結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特點(diǎn),在廣泛收集素材的基礎(chǔ)上,教師應(yīng)不斷更新教學(xué)內(nèi)容,博采眾長(zhǎng),融會(huì)貫通,明確重點(diǎn)、難點(diǎn)后,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總體設(shè)計(jì),科學(xué)重組。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和該專業(yè)的培養(yǎng)方案進(jìn)行有效取舍、詳略得當(dāng),并付諸于教案與課件中,力求做到使教學(xué)內(nèi)容脈絡(luò)更加清晰、銜接更加自然。課堂講授應(yīng)留有“余地”,本著“少而精”的原則,既要堅(jiān)持“在總體上壓縮學(xué)時(shí),在內(nèi)容不減少,重點(diǎn)、難點(diǎn)、目的要求不削弱,能力不減弱”的原則,又要在每個(gè)部分上靈活處理,有所伸縮,有所側(cè)重,采取有效途徑,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)達(dá)到該專業(yè)的培養(yǎng)方案以及高等數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,讓學(xué)生真正弄懂弄通。然而在規(guī)定的教學(xué)時(shí)間內(nèi),要達(dá)到最佳的教學(xué)效果,對(duì)教材內(nèi)容的講授往往不能面面俱到、平鋪直敘,必須抓住精華、突出重點(diǎn)、把握主線,對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容要講深講透,突出一個(gè)“精”字[2]。對(duì)簡(jiǎn)單內(nèi)容要少講或不講,把那些學(xué)生能通過(guò)自學(xué)弄懂的問(wèn)題留給他們自己去解決,即使是教師講授,也不要闔盤托出,而應(yīng)留有余地,提綱挈領(lǐng)地講,把更多的思考空間留給學(xué)生自己發(fā)揮。此外,課堂設(shè)計(jì)提問(wèn)時(shí),對(duì)提什么樣的問(wèn)題,提問(wèn)題的時(shí)機(jī),以什么形式提問(wèn),課前應(yīng)有明確的安排。在習(xí)題課上,應(yīng)注重揭示教學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系及規(guī)律,要使講授過(guò)的內(nèi)容系統(tǒng)化、條理化,使學(xué)生對(duì)于所學(xué)課程內(nèi)容有一個(gè)較清晰的脈絡(luò)框架。尤其是在習(xí)題課的例題設(shè)計(jì)上,應(yīng)具有一定的深度、廣度和精度。講授時(shí)主要分析解題思路、方法和規(guī)律。作業(yè)布置也要有針對(duì)性,特別注重選題的質(zhì)量,對(duì)成績(jī)較好的學(xué)生可適當(dāng)增加一些選做題,體現(xiàn)層次性。當(dāng)然,個(gè)別難題可給出必要提示。
1.2取長(zhǎng)補(bǔ)短,靈活采用教學(xué)手段:將多媒體與板書有機(jī)結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,是提高高等數(shù)學(xué)的課程教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。例如,在證明定理、分析例題時(shí),適當(dāng)采用板書教學(xué),使學(xué)生的思維得以連貫,在強(qiáng)化中不斷加深對(duì)知識(shí)的理解,效果較好。同時(shí),教師可以用課件演示定義、定理以及與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的背景材料、歷史故事、數(shù)學(xué)家照片、圖形等內(nèi)容。這樣高等數(shù)學(xué)的教學(xué)更加直觀,會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象。不僅使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容理解更透徹,而且能提高學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。此外,鑒于數(shù)學(xué)軟件提供的便捷的畫圖功能和強(qiáng)大的計(jì)算功能,不僅使數(shù)學(xué)概念的幾何表示更為豐富,還使諸如方程的近似解、數(shù)值計(jì)算等內(nèi)容比以前更加詳盡。在時(shí)間允許的前提下,將一些傳統(tǒng)內(nèi)容(如極限運(yùn)算、微積分運(yùn)算、函數(shù)作圖、微分方程求解等)通過(guò)數(shù)學(xué)軟件加以展現(xiàn),不僅有利于解決簡(jiǎn)單的生物醫(yī)學(xué)實(shí)際問(wèn)題,而且有助于學(xué)生創(chuàng)造性形象思維的培養(yǎng)。
1.3正確定位,讓課堂充滿激情:一個(gè)好的教師要像演員那樣,一上臺(tái)就要進(jìn)入角色,要用自己的語(yǔ)言和動(dòng)作去感染學(xué)生,把經(jīng)過(guò)消化吸收后的教學(xué)內(nèi)容,繪聲繪色的表達(dá)出來(lái)。要想讓課堂氣氛活躍,教師首先就得對(duì)教學(xué)感興趣,講課時(shí)要充滿激情;板書要簡(jiǎn)要、準(zhǔn)確、工整、清晰,便于學(xué)生理解、記錄;講課時(shí)吐字清楚,聲音抑揚(yáng)頓挫、鏗鏘有力;肢體語(yǔ)言形象直觀、恰到好處,關(guān)鍵的地方甚至“手舞足蹈”、“眉飛色舞”,以眼色神情掌握住學(xué)生的思路和注意力。總之,喜怒哀樂(lè)要自然流露,用良好的精神狀態(tài)、豐富的人格魅力去感染學(xué)生。讓學(xué)生滿懷激情聽講,使其感到數(shù)學(xué)課生動(dòng)而不死板、直觀而不抽象,上數(shù)學(xué)課是一種享受,而不是折磨。
2合理引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力
高等數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)課程,具有高度的抽象性與嚴(yán)密的邏輯性。由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)所開設(shè)高等數(shù)學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)的限制,若單靠課堂上的學(xué)習(xí),想要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果是不夠的。而自學(xué)能力的強(qiáng)弱對(duì)今后的工作學(xué)習(xí)也是有較大影響的。因此,教師需注重學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng),合理引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),鼓勵(lì)學(xué)生將課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)相結(jié)合,使其變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué),自學(xué)能力差,不會(huì)看書。針對(duì)這一點(diǎn)可以在每節(jié)課下課前,利用多媒體顯示出下次上課的預(yù)習(xí)提綱,這樣學(xué)生就可以有針對(duì)性地看書。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生就可以根據(jù)提綱進(jìn)行看書,由于有的地方學(xué)生可以讀懂,有的地方讀不懂,那么可以將不懂的地方做上記號(hào),學(xué)生帶著問(wèn)題來(lái)聽課,精力自然也會(huì)比較集中。久而久之他們就能學(xué)會(huì)如何抓住書中的重點(diǎn),慢慢養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的能力。在定理與習(xí)題教學(xué)中,可適當(dāng)減弱條件,讓學(xué)生研究發(fā)現(xiàn)結(jié)論是否依然成立(如對(duì)二階混合偏導(dǎo)數(shù)可交換次序問(wèn)題),或結(jié)論減弱,條件是否也可減弱(如隱函數(shù)存在定理教學(xué))等。通過(guò)這些途徑,培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)和思維習(xí)慣,激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),提高學(xué)生的思維能力,鍛煉學(xué)生自我攝取知識(shí)、正確運(yùn)用知識(shí)、獨(dú)立思考和探索問(wèn)題的能力。同時(shí),還可以利用習(xí)題課、自習(xí)時(shí)間增加適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力,將會(huì)取得更好的效果。自學(xué)是一種常態(tài)的學(xué)習(xí)方法,而不是特例。常態(tài)的方法成為習(xí)慣,長(zhǎng)期的習(xí)慣成為意識(shí),長(zhǎng)期的意識(shí)養(yǎng)成能力[2]。學(xué)生自學(xué)能力的提高,既要靠老師不斷積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn),又要學(xué)生不斷努力、開拓進(jìn)取。
3結(jié)語(yǔ)
生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是我校近年來(lái)新開設(shè)的專業(yè),其高等數(shù)學(xué)教學(xué)是一個(gè)不斷完善和提高的過(guò)程。為了更好的提高該專業(yè)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量,需要教師通過(guò)充分備課,搞好課堂教學(xué)設(shè)計(jì);取長(zhǎng)補(bǔ)短,靈活采用教學(xué)手段;正確定位,讓課堂充滿激情來(lái)提高課堂教學(xué)水平與質(zhì)量;通過(guò)課堂提示、課后督促、多措并舉、循序善誘的方式培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。在今后的教學(xué)過(guò)程中,仍需積極探索實(shí)踐,不斷總結(jié)提高,進(jìn)而真正提高高等數(shù)學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)高等數(shù)學(xué)的教學(xué)改革順利健康發(fā)展。
1植物遺傳工程目前的植物基因工程可通過(guò)生物載體細(xì)胞注射、基因槍高速細(xì)胞子彈轟擊等技術(shù)向幾乎所有的植物輸入外來(lái)植物基因。以前導(dǎo)入植物體的外源基因只限于外源報(bào)告標(biāo)記基因,抗卡那霉素和抗潮濕鏈霉素基因。最近已導(dǎo)人了BUR等抗除草劑基因、鑲嵌病毒外殼基因、雞蛋蛋白基因、豆血紅蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗蟲基因的導(dǎo)入也有所報(bào)道,對(duì)于控制單寧合成的酶基因已被克隆。
目前關(guān)于植物—病原物相互關(guān)系的分子生物學(xué)研究主要著眼于病原物基因工程,即從病原菌中或植物本身克隆制備出致病基因與調(diào)節(jié)基因,以及獲得病原物的特異性DN段用于病原分類及病害檢測(cè)。
自1986年首次獲得能抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草植株后,目前已利用基因工程獲得許多抗病毒植株,如抗花葉病毒首楷,抗花葉病毒黃瓜,抗X病毒和Y病毒馬鈴薯等。生物誘導(dǎo)廣泛應(yīng)用于植物對(duì)真菌、病毒及類病毒、細(xì)菌等病原物抗性的誘導(dǎo),在煙草、黃瓜、西瓜、甜菜、馬鈴薯、小麥、蘋果、番茄、棉花、水稻等諸多植物中已見報(bào)道。
生物誘導(dǎo)包括:用非病原菌誘導(dǎo),用異種病原菌誘導(dǎo),用弱致病力菌株誘導(dǎo),用熱殺死的病原菌誘導(dǎo)等方法,誘導(dǎo)對(duì)病原菌的抗性。生物技術(shù)創(chuàng)造了越來(lái)越多的基因植物,如消除了腐爛基因的耐貯存番茄,抗病蟲害長(zhǎng)頸南瓜,抗蟲害轉(zhuǎn)基因土豆,抗棉鈴蟲棉花,抗白葉枯病轉(zhuǎn)基因水稻等等。植物細(xì)胞工程包括莖尖脫毒、快速繁殖、花藥、小抱子培養(yǎng)、染色體工程、單倍體育種、原生質(zhì)體培養(yǎng)、細(xì)胞融合等技術(shù)。植物細(xì)胞融合技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交中的不親和障礙,更加廣泛地組合起多種植物的優(yōu)良遺傳性狀,從而培養(yǎng)出理想的植物新品種。脫毒快速繁殖技術(shù)在經(jīng)濟(jì)作物、花卉、果樹上應(yīng)用效益顯著,快速繁殖成功的植物已有四百多種,其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、蘭花等等已投入生產(chǎn)。
在作物育種方面,用花藥培養(yǎng)和染色體工程育種等技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)結(jié)合的方法已培育出許多具有特殊抗性、耐性的優(yōu)良新品種,利用花藥培養(yǎng)技術(shù)獲得純合基因型已在小麥、水稻等谷類作物上廣泛應(yīng)用。
以原生質(zhì)體培養(yǎng)再生植株方面,近幾年內(nèi)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要經(jīng)濟(jì)作物已成功地從原生質(zhì)體再生成植株,特別是一直認(rèn)為難以培養(yǎng)的禾谷類,如水稻、大麥、小麥、谷子、高粱的原生質(zhì)體培養(yǎng)都已相繼突破。木本植物成功的例子也逐漸增加。藥用植物與真菌原生質(zhì)體培養(yǎng)的進(jìn)展也十分迅速。以上的成就,為利用原生質(zhì)體的遺傳操作改良農(nóng)作物打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
利用原生質(zhì)體融合獲得體細(xì)胞雜種,最近又研究出了利用卡那霉素和潮濕鏈霉素的抗性互補(bǔ)來(lái)選擇雜種細(xì)胞的方法。中國(guó)在單倍體研究上一直處于國(guó)際領(lǐng)先水平,原生質(zhì)體培養(yǎng)及細(xì)胞融合研究也趨于國(guó)際同類研究水平。
2動(dòng)物遺傳工程
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中胚胎移植(ET)技術(shù)對(duì)提高動(dòng)物的生產(chǎn)率和繁殖力有重要意義,世界范圍內(nèi)已加以多方面的研究利用。ET技術(shù)已在兔、馬、豬、牛、羊等動(dòng)物上相繼成功,但只有牛的ET技術(shù)達(dá)到了非手術(shù)利用階段,所以牛胚胎移植進(jìn)入商品化,在美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)推廣較大。日本已利用ET技術(shù)擴(kuò)繁可提供精子用于人工授精的種公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通過(guò)ET技術(shù)可使母牛分娩雙胞胎或多胞胎,這種一胚多產(chǎn)的核移技術(shù)在日本已獲成功。
中國(guó)的單克隆抗體研究始于八十年代,至今已研制成功幾干種單克隆抗體應(yīng)用于畜禽疫病。在禽畜的性狀選擇育種上,采用DNA指紋鑒定技術(shù)識(shí)別DN段可加速選擇過(guò)程。微生物工程的微生物農(nóng)業(yè)和微生物開發(fā),部分解決了養(yǎng)殖業(yè)的飼料問(wèn)題。用微生物發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料,在前蘇聯(lián)年產(chǎn)量約為130萬(wàn)噸,美國(guó)年產(chǎn)80萬(wàn)噸;以米糠為基礎(chǔ),添加含桿菌、鏈球菌、酵母菌等微生物作為飼料添加劑喂養(yǎng)豬、牛、雞,能夠分解禽畜糞中的有害氣體,減少環(huán)境污染,提高飼料吸收率,提高肉、奶產(chǎn)量。此外,近年來(lái)通過(guò)生物技術(shù)在食用菌的遺傳育種學(xué)上獲得了廣泛的重視。通過(guò)原生質(zhì)體培養(yǎng),用PEG法和電場(chǎng)誘導(dǎo)法為誘導(dǎo)突變體和遠(yuǎn)緣雜交開辟了一條新的途徑,涉及的菇種有香菇、平菇、金針菇、木耳、草菇等。
3生物固氮
菌根菌對(duì)植物生育的促進(jìn)作用近年來(lái)逐年受到關(guān)注。菌根菌的菌絲可以幫助作物根毛吸收范圍更大的土體中的移動(dòng)速度緩慢的磷酸鹽離子和鉀離子。VA菌根菌不但可以改善土壤環(huán)境,促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收,而且對(duì)抗御作物的某些土傳性真菌病害具有十分重要的作用。
VA菌根真菌與根瘤菌雙接種對(duì)綠豆、蠶豆、花生、大豆等作物具有良好的生長(zhǎng)效應(yīng)。科學(xué)家對(duì)豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究從經(jīng)典的生態(tài)學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)研究步入了分子生物學(xué)領(lǐng)域。在根瘤菌方面,已確認(rèn)有結(jié)瘤和固氮兩個(gè)基因組參與完成共生固氮作用。
4生物防治
由于地球環(huán)境日益惡化,生物防治植物病蟲害的方法受到重視,生物防治包括天敵防治和微生物制劑防治。微生物制劑包括細(xì)菌制劑、病毒制劑和真菌制劑。
細(xì)菌制劑以蘇云金桿菌(BT)為主。現(xiàn)在全世界已有60多種BT制劑工業(yè)化商品,能有效防治150多種鱗翅目害蟲,年產(chǎn)量達(dá)8000噸左右。BT殺蟲劑與其它微生物農(nóng)藥相比,具有選擇性高、混用性強(qiáng)、毒力強(qiáng)、速效、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),因而廣受歡迎。植物細(xì)菌殺菌劑是以放線菌類的鏈霉菌屬為基礎(chǔ)制成的,防治菜豆、大豆和其它作物的細(xì)菌病害,可使細(xì)菌病害感染率下降7。%。目前正進(jìn)行基因篩選組合,以制出廣譜新菌種,獲得BT基因?qū)胫仓曛信囵B(yǎng)出抗病蟲植株。利用目前的優(yōu)良菌種,培育出不產(chǎn)芽抱,只產(chǎn)晶體的高效菌株是正在開發(fā)的新技術(shù)。
病毒生物制劑是以核型多角體病毒(NPV)的顆粒體病毒為基礎(chǔ)制成的,目前已生產(chǎn)出防治甘藍(lán)夜蛾、棉鈴蟲、黃地老虎、美國(guó)白蛾等害蟲的病毒制劑。
真菌生物制劑中有蠟蟻輪枝菌制劑用于防治溫室白粉虱;白僵菌制劑防治馬鈴薯甲蟲和溫室煙薊馬;座殼抱菌制劑防治黃瓜溫室白粉虱;木霉菌制劑防治根腐及其它植物病害;單端抱霉素防治黃瓜白粉病;腔蠢盤抱劑防治白粉病等。
隨著生物技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)對(duì)生物技術(shù)日見倚重,到2000年,運(yùn)用生物技術(shù)和其它增產(chǎn)措施將占世界糧食增產(chǎn)的5/6,農(nóng)業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題最終也將由生物工程來(lái)解決。
摘要:通過(guò)對(duì)鹽城師范學(xué)院生物工程專業(yè)5屆學(xué)生268篇畢業(yè)論文進(jìn)行調(diào)研分析,總結(jié)出在指導(dǎo)教師、論文選題研究類型及領(lǐng)域、論文研究?jī)?nèi)容創(chuàng)新性、論文的過(guò)程管理四個(gè)方面存在著問(wèn)題。學(xué)院從增加教師數(shù)量、提高教師工程實(shí)踐能力、加強(qiáng)校企合作、完善管理制度以及提高學(xué)生認(rèn)識(shí)這五方面進(jìn)行探索實(shí)踐,逐步提高生物工程專業(yè)畢業(yè)論文質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:生物工程畢業(yè)論文質(zhì)量實(shí)踐
本科畢業(yè)論文“是高等學(xué)校本科教育教學(xué)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐技能解決實(shí)際問(wèn)題的一種教學(xué)形式,同時(shí)也是總結(jié)學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)成果,衡量教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)”[1]。所以本科畢業(yè)論文質(zhì)量的高低就成為評(píng)價(jià)專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量的重要內(nèi)容之一。鹽城師范學(xué)院生物工程專業(yè)開設(shè)于2006年,為了進(jìn)一步做好專業(yè)建設(shè),提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,學(xué)院從畢業(yè)論文入手,總結(jié)畢業(yè)論文存在的問(wèn)題,并通過(guò)各個(gè)層面的努力探索實(shí)踐,逐步提升了生物工程專業(yè)畢業(yè)論文質(zhì)量。
1生物工程專業(yè)畢業(yè)論文存在的問(wèn)題
2010-2014年生物工程專業(yè)畢業(yè)5屆學(xué)生,共完成畢業(yè)論文268篇。通過(guò)調(diào)研分析,主要存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題:
1.1指導(dǎo)教師
指導(dǎo)畢業(yè)論文的專職教師的嚴(yán)重不足,全校一共有37位教師參與生物工程專業(yè)畢業(yè)論文的指導(dǎo)工作,但隸屬生物工程系的教師不到10人,基本沒(méi)有工科背景的教師。專職教師每屆平均指導(dǎo)8名學(xué)生,有個(gè)別老師最多一屆指導(dǎo)13名學(xué)生畢業(yè)論文。海洋與生物工程學(xué)院在校學(xué)生700-800人,而專職教師不到30人,師生比例嚴(yán)重不協(xié)調(diào)。一個(gè)教師即使水平很高,經(jīng)驗(yàn)豐富,若指導(dǎo)的論文選題太多,學(xué)生太多,也會(huì)影響到畢業(yè)論文質(zhì)量[2]。此外指導(dǎo)學(xué)生最多的教師基本是剛進(jìn)校的博士,青年教師指導(dǎo)論文由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),教學(xué)和科研還沒(méi)有完全適應(yīng)學(xué)校節(jié)奏,學(xué)生的畢業(yè)論文質(zhì)量難以得到保障。
1.2論文選題研究類型及領(lǐng)域
生物工程專業(yè)屬于典型的工學(xué)專業(yè),因此要求本專業(yè)本科生掌握生物產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)的基本技能,成為滿足社會(huì)和企業(yè)需要的工程技術(shù)人才。要達(dá)到這一培養(yǎng)要求,作為本科培養(yǎng)最重要的一項(xiàng)實(shí)踐環(huán)節(jié),畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中工程設(shè)計(jì)類題目必須占到總題目的一半及以上[3]。我院生物工程論文268篇,其中基礎(chǔ)研究(動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、遺傳進(jìn)化等)145篇占54%,工程類論文(生物化學(xué)工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、基因工程、食品工程等)123篇占46%。其中生物化學(xué)工程和發(fā)酵工程相關(guān)論文各40篇,食品工程22篇,基因工程和細(xì)胞工程共21篇。此外有4篇為綜述性論文,出現(xiàn)在專業(yè)建立的前兩年。目前生物工程專業(yè)論文全部是實(shí)驗(yàn)性研究。從廣義的生物工程學(xué)來(lái)看,選題類型和領(lǐng)域基本達(dá)到工程類畢業(yè)論文的要求,但沒(méi)有工程設(shè)計(jì)類論文,遠(yuǎn)遠(yuǎn)有悖于真正意義工科專業(yè)要求,從論文的整個(gè)選題內(nèi)容來(lái)與生物技術(shù)專業(yè)并沒(méi)有區(qū)別,造成人才培養(yǎng)的結(jié)果與理科專業(yè)沒(méi)有區(qū)分度,從而不能突出工科專業(yè)的優(yōu)勢(shì)。
1.3論文研究?jī)?nèi)容創(chuàng)新性
經(jīng)過(guò)初步統(tǒng)計(jì)有60篇左右的論文有一定的創(chuàng)新性,這些論文經(jīng)過(guò)整理部分可以達(dá)到發(fā)表的要求,但只占總論文數(shù)的22%??傮w來(lái)看畢業(yè)論文創(chuàng)新性不夠,質(zhì)量不高,實(shí)用價(jià)值小“。提取工藝的優(yōu)化”成為每年必不可少的題目之一。
1.4論文的過(guò)程管理
目前各個(gè)高校都在迎接審核性評(píng)估,所以對(duì)論文的過(guò)程管理的要求更為嚴(yán)格,但是這一措施對(duì)提高論文質(zhì)量并沒(méi)有很大作用。而且由于學(xué)生和老師的思想重視程度不高以及過(guò)程管理機(jī)制不健全,導(dǎo)致論文的過(guò)程中的開題、中期檢查、論文答辯等都在走形式。例如中期檢查時(shí)我校要求學(xué)生找一篇英文文獻(xiàn)全文翻譯,而且要求手寫版本。這項(xiàng)要求的本意是好的,為了提高學(xué)生的英文文獻(xiàn)的閱讀能力,并防止網(wǎng)上復(fù)制。但在過(guò)程管理中并沒(méi)有提前告訴學(xué)生有這一要求,而是快到中期檢查時(shí)才這一新要求。這就導(dǎo)致過(guò)程管理效果不佳,結(jié)果翻譯幾乎都是網(wǎng)上字典翻譯。此外學(xué)校畢業(yè)論文網(wǎng)上錄入系統(tǒng)很不科學(xué),多數(shù)指導(dǎo)教師不知道如何正確操作,導(dǎo)致最后在錄入論文材料時(shí)浪費(fèi)大量的時(shí)間。
2提升生物工程專業(yè)論文質(zhì)量的實(shí)踐探索
為了提升生物工程專業(yè)論文質(zhì)量,二級(jí)學(xué)院從2014年開始從以下幾方面進(jìn)行實(shí)踐探索,并取得了一些效果。
2.1引進(jìn)人才,不斷增加專職教師人數(shù)
師生比例不協(xié)調(diào)是影響論文質(zhì)量的重要因素,一個(gè)專職教師每年指導(dǎo)3-5個(gè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)論文是比較合適的。目前我院每年引進(jìn)2名博士作為專職教師,而且偏向工科,同時(shí)與灘涂重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合,至2016年,每個(gè)畢業(yè)論文指導(dǎo)教師平均指導(dǎo)6個(gè)學(xué)生。這樣在畢業(yè)論文期間,教師的工作量相對(duì)減少,他們就有更多的精力去思考論文選題以及指導(dǎo)學(xué)生,這樣無(wú)形中就提高畢業(yè)論文的質(zhì)量。
2.2加強(qiáng)現(xiàn)有教師的工程實(shí)踐設(shè)計(jì)能力。
學(xué)院聘請(qǐng)有工科背景的江南大學(xué)教師給生物工程專業(yè)學(xué)生上《生物工程工廠設(shè)計(jì)概論》等課程,同時(shí)安排本院教師隨堂聽課學(xué)習(xí)。另外學(xué)院聘請(qǐng)鹽城工學(xué)院專職教師給本院教師培訓(xùn)如何進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。目前生物工程專業(yè)畢業(yè)論文已經(jīng)增加了畢業(yè)設(shè)計(jì),這也是我院生物工程專業(yè)畢業(yè)論文方面的一個(gè)重大的突破。
2.3增加校企合作單位,鼓勵(lì)學(xué)生到實(shí)習(xí)單位做畢業(yè)論文
通過(guò)學(xué)校教務(wù)處和學(xué)院的共同努力,校企合作單位逐年增加。學(xué)生可以實(shí)習(xí)并做畢業(yè)論文的單位也越來(lái)越多。學(xué)生通過(guò)實(shí)習(xí)掌握專業(yè)技能,并找到合適的課題完成畢業(yè)論文,企業(yè)也比較認(rèn)同這一方式,這樣學(xué)生在企業(yè)里工作的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),能真正的為企業(yè)做一些工作,從而實(shí)現(xiàn)雙贏。而且在企業(yè)里做畢業(yè)論文這種形式也增加了畢業(yè)論文的創(chuàng)新性和實(shí)用性。
2.4逐步完善畢業(yè)論文相關(guān)管理制度
生物工程專業(yè)從2014年起,每年7-8月對(duì)上屆畢業(yè)論文進(jìn)行全面調(diào)研,針對(duì)畢業(yè)論文實(shí)施和寫作過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題、新情況,及時(shí)修改并制訂切合實(shí)際的管理制度。生物工程專業(yè)嘗試三年級(jí)下學(xué)期開始布置論文選題,學(xué)生也可以在大三自由選擇指導(dǎo)教師,并根據(jù)自己的意愿選擇和確定論文題目,在第七或第八學(xué)期靈活的進(jìn)行畢業(yè)論文。一方面避免實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備不足,另一方面學(xué)生也可以安排好自己的實(shí)習(xí)和考研,保證了畢業(yè)論文的時(shí)間。
2.5提高學(xué)生對(duì)畢業(yè)論文的認(rèn)識(shí)
對(duì)大二、三學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)論文相關(guān)的宣傳,并選取部分同學(xué)提前參與某些課題的研究。使學(xué)生對(duì)科學(xué)研究、科技論文寫作有一個(gè)正確理性的認(rèn)識(shí)。在做好學(xué)院和指導(dǎo)教師工作的前提下,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到畢業(yè)論文的重要性,而且讓學(xué)生明白畢業(yè)論文的主要工作是學(xué)生自己,教師僅僅起指導(dǎo)作用。只有這樣才能真正的提高學(xué)生的個(gè)人能力。我院生物工程專業(yè)通過(guò)這一系列的實(shí)踐探索,在提升畢業(yè)論文質(zhì)量方面取得了一定的成效。同時(shí)通過(guò)畢業(yè)論文的鍛煉,一些考上研究生的學(xué)生受到錄取學(xué)校的好評(píng);通過(guò)實(shí)習(xí)加畢業(yè)論文的方式,用人單位增加了對(duì)我院學(xué)生的了解,大大提高就業(yè)率。但從生物工程專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的角度來(lái)看,畢業(yè)論文的質(zhì)量的提升仍需要進(jìn)一步探索與實(shí)踐,特別是畢業(yè)設(shè)計(jì)。
作者:范忠軍 單位:鹽城師范學(xué)院
摘要:科技英語(yǔ)是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本文根據(jù)課程特點(diǎn)及生物工程的專業(yè)特點(diǎn),綜合了國(guó)際生物工程的前沿性和地方發(fā)酵工程行業(yè)的特色性,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考試方式等方面,對(duì)生物工程專業(yè)英語(yǔ)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:生物工程專業(yè)英語(yǔ)教學(xué)改革
1引言
隨著全球一體化進(jìn)程的深入以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科技英語(yǔ)成為了獲取學(xué)術(shù)信息、進(jìn)行學(xué)術(shù)交流、發(fā)表學(xué)術(shù)成果等科研學(xué)術(shù)工作中必不可少的工具。生物工程專業(yè)作為上個(gè)世紀(jì)70年代新興的學(xué)科,其理論基礎(chǔ)涉及微生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)與分子生物學(xué)等學(xué)科,主要通過(guò)自覺(jué)地操縱遺傳物質(zhì),定向地改造生物或其功能,以生產(chǎn)大量有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮它們獨(dú)特生理功能一門新興技術(shù)。生物工程專業(yè)是發(fā)展迅速、多學(xué)科融合的新興科學(xué),國(guó)際刊物每天都有大量相關(guān)研究領(lǐng)域研究動(dòng)態(tài)發(fā)表,因此,為了使學(xué)生接受生物工程專業(yè)理論學(xué)習(xí)的同時(shí),能夠與國(guó)際水平接軌,迅速獲取國(guó)際信息來(lái)源,我國(guó)各大高校生物工程專業(yè)幾乎均開設(shè)了科技英語(yǔ)課程。對(duì)于生物工程專業(yè)的本科生而言,掌握科技英語(yǔ)的特點(diǎn),學(xué)會(huì)如何檢索及閱讀專業(yè)文獻(xiàn)已經(jīng)成為現(xiàn)代科技人員不可或缺的能力。同時(shí),由于歷史原因和地域特點(diǎn),國(guó)內(nèi)各大地方院校生物工程成立背景不同,因此專業(yè)設(shè)置方向也有所區(qū)別,所教授的課程體系也不盡相同,體現(xiàn)了不同的學(xué)校特色。西華大學(xué)地處微生物發(fā)酵調(diào)味品及國(guó)內(nèi)白酒行業(yè)高度發(fā)達(dá)的四川省,因此本校食品與生物學(xué)院的生物工程專業(yè)側(cè)重于發(fā)酵工程。針對(duì)于此,我們綜合了國(guó)際生物工程的前沿性和地方發(fā)酵工程行業(yè)的特色性,在本校生物工程科技英語(yǔ)課程設(shè)計(jì)上,突出了培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的實(shí)際應(yīng)用能力和專業(yè)地方特色這兩點(diǎn),以激發(fā)學(xué)生興趣,更好地增強(qiáng)教學(xué)效果,使學(xué)生能夠長(zhǎng)久的受益。
2教學(xué)改革相關(guān)措施及實(shí)踐
2.1教學(xué)內(nèi)容選擇既緊密集合地區(qū)特色,同時(shí)將國(guó)際科研前沿融入教學(xué)
由于現(xiàn)在生物專業(yè)科技外語(yǔ)教材不多,且更新速度相對(duì)緩慢,在生物科學(xué)發(fā)展迅速的當(dāng)今時(shí)代,科技外語(yǔ)教材的建設(shè)已遠(yuǎn)不能滿足高等教育發(fā)展的需要。并且,生物專業(yè)所涵蓋的內(nèi)容相當(dāng)寬泛,信息量極大。因此,我們?cè)谑谡n過(guò)程中,依據(jù)本地區(qū)行業(yè)特色和本專業(yè)學(xué)生將來(lái)的發(fā)展方向,只推薦了部分參考教材,并未指定專用教材。而在教學(xué)過(guò)程中,則結(jié)合了本校本專業(yè)的方向特點(diǎn),授課精講內(nèi)容傾向于發(fā)酵工程領(lǐng)域。同時(shí),考慮到文獻(xiàn)的時(shí)效性和激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣,我們選擇了本領(lǐng)域的最新研究報(bào)告,使學(xué)生能夠了解本專業(yè)方向的發(fā)展,接觸到此領(lǐng)域的科學(xué)前沿,為培養(yǎng)學(xué)生的科研思路打下良好的基礎(chǔ)。在精讀過(guò)程中,其中穿插英語(yǔ)科技論文語(yǔ)法、寫作及翻譯技巧等。泛讀內(nèi)容則引導(dǎo)學(xué)生自己查找高水平文獻(xiàn)。
2.2授課過(guò)程中傳授英文文獻(xiàn)檢索及英文文章寫作技巧,使學(xué)生通過(guò)專業(yè)外語(yǔ)的學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)以致用的目的
在當(dāng)今信息時(shí)代,科技外語(yǔ)開設(shè)的一個(gè)最主要的目的就是獲得國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域的科研動(dòng)態(tài)信息,因此,掌握英文文獻(xiàn)檢索技巧是生物專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)科技英語(yǔ)后應(yīng)當(dāng)具備的基本能力。因此,我們?cè)谑谡n過(guò)程中,將教師自己在科研過(guò)程中積累的大量關(guān)于文獻(xiàn)檢索、SCI英文文章寫作和投稿發(fā)表過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生,使學(xué)生真正通過(guò)科技英語(yǔ)的學(xué)習(xí),達(dá)到學(xué)以致用的目的,為有進(jìn)一步從事科學(xué)研究的學(xué)生打下良好的科研基礎(chǔ)。
2.3打破傳統(tǒng)以教為主的授課模式,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與,活躍課堂氣氛,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性
傳統(tǒng)的科技英語(yǔ)講授模式,多為教師為主,帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行大量的詞匯擴(kuò)展和科技文獻(xiàn)的逐句翻譯,而學(xué)生一般只能被動(dòng)的接受。由于專業(yè)詞匯信息量大,且翻譯過(guò)程枯燥繁瑣,學(xué)生往往昏昏欲睡,提不起興趣,教學(xué)效果欠佳。針對(duì)上述問(wèn)題,我們打破傳統(tǒng)教學(xué)模式,弱化教師課堂的主導(dǎo)地位,將課堂交給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生參與互動(dòng),在講解一些基本的翻譯規(guī)則后,即鼓勵(lì)兩組同學(xué)主動(dòng)走上講臺(tái)進(jìn)行計(jì)時(shí)競(jìng)賽,在黑板上按自己的理解進(jìn)行翻譯,同時(shí)臺(tái)下同學(xué)分組自行翻譯,在任務(wù)完成后,再將自己的理解和體會(huì)分別講述出來(lái),最后由教師進(jìn)行綜合點(diǎn)評(píng)。分組規(guī)則采用“一人代表+多人輔助”的形式,使每一位同學(xué)都參與進(jìn)來(lái),充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。競(jìng)賽規(guī)則采用計(jì)時(shí)比賽,在緊張的時(shí)間內(nèi)使學(xué)生注意力高度集中,提高了課堂效率。
2.4考試方式的改革
結(jié)合鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)參與課堂活動(dòng),我們?cè)诳荚嚪绞缴弦策M(jìn)行了相應(yīng)的改革。傳統(tǒng)考試方式主要采用期末一份試卷考試,考核內(nèi)容涉及大量的中英文專業(yè)詞匯考察、長(zhǎng)短句翻譯以及英文短文寫作等等。此種考核方式對(duì)于英語(yǔ)基礎(chǔ)較好的學(xué)生來(lái)講,只需期末突擊學(xué)習(xí)幾天也可獲得較好成績(jī),而對(duì)于英語(yǔ)較差的學(xué)生則努力之后仍有遺憾,不能全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,嚴(yán)重影響學(xué)生平時(shí)課堂學(xué)習(xí)的積極性。因此,我們?cè)谶M(jìn)行調(diào)查后,期末考核方式采用了“課堂表現(xiàn)打分+積極主動(dòng)參與加分+期末考試”的形式,其中突出了“積極主動(dòng)參與加分”和課堂表現(xiàn)所占的比例,尤其是“主動(dòng)加分”項(xiàng),只要學(xué)生迅速主動(dòng)參與,就可獲得額外加分,這樣引導(dǎo)本身英語(yǔ)較差的學(xué)生也能夠積極參與進(jìn)來(lái),如果課堂翻譯等環(huán)節(jié)展示自己的見解和體會(huì),則可獲得進(jìn)一步加分。在實(shí)踐過(guò)程中證明,課堂氣氛大大活躍,學(xué)生都爭(zhēng)先恐后走上講臺(tái)。通過(guò)考核方式的轉(zhuǎn)變,極大的提高了學(xué)生的參與度,鍛煉了學(xué)生的英文學(xué)習(xí)和交流能力。
3結(jié)語(yǔ)
科技外語(yǔ)是生物工程專業(yè)的一門基礎(chǔ)性的課程,通過(guò)科技外語(yǔ)教學(xué)方式的改革,使學(xué)生真正能夠掌握這門工具,可以開闊學(xué)生的視野,大大提高學(xué)生對(duì)國(guó)際生物工程前沿信息的把握,激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的興趣。同時(shí),通過(guò)實(shí)用性檢索工具的傳授,可以為學(xué)生將來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究工作打下良好的基礎(chǔ),提高地方院校人才培養(yǎng)的質(zhì)量??萍纪庹Z(yǔ)教學(xué)工作改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),對(duì)于西華大學(xué)這樣的地方院校來(lái)講,如何立足國(guó)際前沿又結(jié)合地方行業(yè)特色,培養(yǎng)具有國(guó)際視野又具有地方特色的生物工程專業(yè)人才,依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行生物工程科技外語(yǔ)的教學(xué)改革具有重要意義。
作者:劉義 饒瑜 孫偉峰 單位:西華大學(xué)食品與生物技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是普通本科教學(xué)過(guò)程的最后階段。目前,用人單位在招聘時(shí)越來(lái)越注重學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力,希望學(xué)生具有從事實(shí)際工作的能力和經(jīng)歷,盡快適應(yīng)工作需要。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),可以使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能,進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、制造工藝設(shè)計(jì)和科學(xué)研究等工程師的基本訓(xùn)練。我們從專業(yè)培養(yǎng)方案的要求和實(shí)習(xí)基地等實(shí)際條件出發(fā),認(rèn)真探索適合生物工程專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過(guò)程等,并不斷進(jìn)行改革實(shí)踐,真正實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力的目的。
1畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程
本校生物工程專業(yè)2001年開始招生,畢業(yè)生授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。按照學(xué)院培養(yǎng)方案要求,生物工程專業(yè)旨在培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才,所以,提高學(xué)生的理論知識(shí)運(yùn)用能力和工程實(shí)踐能力的畢業(yè)設(shè)計(jì)在人才培養(yǎng)過(guò)程中就顯得尤為重要。畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)20周,大四上學(xué)期4周,下學(xué)期16周。本校生物工程專業(yè)的主要方向是生物發(fā)酵,畢業(yè)設(shè)計(jì)工作也主要圍繞生物發(fā)酵展開。在學(xué)生大四上學(xué)期的后四周,教師開始下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目和任務(wù)書,學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作,即進(jìn)行文獻(xiàn)綜述,以鍛煉學(xué)生查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)及提煉觀點(diǎn)的能力;進(jìn)行外文文獻(xiàn)翻譯,提高學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)水平。進(jìn)入大四下學(xué)期,學(xué)生們將在教師指導(dǎo)下,完成工廠實(shí)習(xí)、工藝計(jì)算、工藝論證與設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),最終完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,參加畢業(yè)答辯,綜合訓(xùn)練學(xué)生的解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。
2畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題
畢業(yè)設(shè)計(jì)是非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)是不言而喻的,但是現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計(jì)卻存在著很多問(wèn)題。首先,是畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題問(wèn)題。歷年的畢業(yè)設(shè)計(jì),都曾經(jīng)只是圍繞酒精發(fā)酵展開,生產(chǎn)工藝沒(méi)有大的改動(dòng),實(shí)習(xí)工廠多年未變。學(xué)生之間設(shè)計(jì)的主要區(qū)別在于生產(chǎn)產(chǎn)量、生產(chǎn)方法、以及不同的工藝段設(shè)計(jì)。彼此之間差別不大,就造成了同學(xué)之間,上下屆之間的相互抄襲。其次,是大四學(xué)生的時(shí)間分配問(wèn)題。大四的學(xué)生基本處于兩種狀態(tài),忙于考研和忙于找工作,畢業(yè)設(shè)計(jì)在學(xué)生的心里處于次要地位,因此,看似20周的時(shí)間,但學(xué)生實(shí)際用在畢業(yè)設(shè)計(jì)上的時(shí)間卻很少??佳械耐瑢W(xué)基本在大四上學(xué)期是不進(jìn)入畢業(yè)環(huán)節(jié)的,等到大四下學(xué)期開學(xué),又開始準(zhǔn)備復(fù)試或聯(lián)系調(diào)配等;忙于找工作的同學(xué),自大四上學(xué)期的年底開始,準(zhǔn)備資料,參加招聘會(huì),用人單位面試等,簽訂三方協(xié)議后,又經(jīng)常應(yīng)用人單位的要求去實(shí)習(xí)數(shù)月,這樣,畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間非常難于保證。再者,畢業(yè)設(shè)計(jì)監(jiān)管失效。畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)行,多數(shù)是在教師分配任務(wù)以后,學(xué)生獨(dú)立完成的。這就使得某些學(xué)生并不是獨(dú)立的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作,而是照搬照抄其他同學(xué)的內(nèi)容,老師檢查時(shí),常出現(xiàn)兩份、有時(shí)甚至幾份雷同的現(xiàn)象。最后,是畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)。畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)問(wèn)題的設(shè)置比較單一,常常停留在檢查學(xué)生上交材料是否正確上,而沒(méi)有深入挖掘?qū)W生是否自己獨(dú)立完成,是否對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)關(guān)鍵內(nèi)容有所掌握。畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題遠(yuǎn)不止這些,但這幾點(diǎn),我們認(rèn)為是最主要的,解決了這些問(wèn)題,才能真正鍛煉學(xué)生,達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)有的目的。
3畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的改革與實(shí)踐
面對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,我們采取了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,期待畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)真正起到相應(yīng)的作用。首先,針對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題比較單一的問(wèn)題,各位指導(dǎo)教師不辭辛苦,多方開拓渠道,開辟新的實(shí)習(xí)基地,提出新的設(shè)計(jì)課題,在原有酒精發(fā)酵的基礎(chǔ)上,提出谷氨酸發(fā)酵、鏈霉素發(fā)酵、干擾素發(fā)酵、啤酒發(fā)酵等新課題,使畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題日趨多樣化,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好進(jìn)行選擇。在每一個(gè)大課題下,又分為若干個(gè)子課題,真正做到一人一題。這樣,大大避免了由選題單一帶來(lái)的同學(xué)之間雷同,上下屆之間雷同的問(wèn)題。其次,對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間不能保證的問(wèn)題,我們也采取了不同情況不同對(duì)待的措施。對(duì)考研的同學(xué),在大四上學(xué)期的四周給予充分的理解,允許暫時(shí)不參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作,相應(yīng)時(shí)間調(diào)整到寒假期間。在選定指導(dǎo)教師的時(shí)候就達(dá)成此協(xié)議。參加考研的學(xué)生多數(shù)都是平時(shí)成績(jī)較好,有一定學(xué)習(xí)欲望的孩子,師生之間的理解與尊重,讓他們能夠按照約定在大四下學(xué)期開學(xué)前完成任務(wù)。開學(xué)之后,四月份是考研復(fù)試和面試的時(shí)間,根據(jù)考研學(xué)生的具體情況,為他們制作相應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間表,他們基本都能夠保質(zhì)保量的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。對(duì)找工作的同學(xué),敦促他們?cè)诓粎⒓诱衅笗?huì)的時(shí)間里,必須按時(shí)完成任務(wù)。指導(dǎo)教師每周安排工作匯報(bào),檢查學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度。對(duì)于外出實(shí)習(xí)的同學(xué),與實(shí)習(xí)單位簽訂協(xié)議,請(qǐng)實(shí)習(xí)單位提供相應(yīng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)條件,有條件的單位還可以另立課題,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行與本學(xué)科相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。這樣,一方面解決了學(xué)生的就業(yè)問(wèn)題,也解決了畢業(yè)設(shè)計(jì)問(wèn)題。畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生的監(jiān)管一直存在問(wèn)題,教師不可能全程陪同學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。所以我們?cè)O(shè)定了指導(dǎo)教師每周的檢查,以及學(xué)院的定期檢查制度。期初設(shè)定期初教學(xué)檢查、開題報(bào)告等;期中設(shè)定學(xué)生自查與期中教學(xué)檢查,期末設(shè)定指導(dǎo)教師評(píng)閱、其他教師互評(píng)等環(huán)節(jié),通過(guò)層層把關(guān)并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的學(xué)生,才能獲得參加畢業(yè)答辯的資格。畢業(yè)答辯環(huán)節(jié),問(wèn)題設(shè)置多樣化,全方位考察學(xué)生是否獨(dú)立完成、是否深入理解自己所進(jìn)行的設(shè)計(jì)、對(duì)自己的設(shè)計(jì)材料是否真正融會(huì)貫通等。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的全面改革,生物工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)取得了良好的教學(xué)效果,學(xué)生們真正得到了訓(xùn)練。當(dāng)然,新的問(wèn)題還在不斷出現(xiàn),在今后的教學(xué)過(guò)程中,還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況不斷的加以完善。
作者:葛雅琨 張?jiān)?單位:吉林化工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院
1生物工程技術(shù)減少污染物排放
在生產(chǎn)流程中,為了減少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技術(shù),研制具有特別功能的“工程菌”或“工程細(xì)胞株”,例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域使用生物農(nóng)藥無(wú)毒、安全、無(wú)污染等;利用生物質(zhì)能源能極大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化學(xué)反應(yīng),使生產(chǎn)過(guò)程能源、原料的消耗降低;綜上所述,生物工程技術(shù)對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)意義重大。
2生物工程在環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
環(huán)境保護(hù)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是監(jiān)測(cè)環(huán)境污染,應(yīng)用化學(xué)儀器分析以及生物監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要方法??梢岳没蚬こ碳夹g(shù)改造過(guò)的微生物、指示生物、生物芯片技術(shù)、生物傳感器技術(shù)、分子生物學(xué)等技術(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染。近年來(lái),環(huán)境監(jiān)測(cè)也可以通過(guò)研究較多的有聚合酶式反應(yīng)技術(shù)(PCR技術(shù))、酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)(ELISA)、核酸探針、生物傳感器、生物熒光方法等生物高新技術(shù)。土壤、沉積物、水樣等環(huán)境標(biāo)本的細(xì)胞檢測(cè)可以通過(guò)PCR技術(shù)完成。水體中的BOD、酚、NO3、有機(jī)磷,以及大氣中的CO2、SO2、NOx的含量及濃度分析都可以用生物傳感技術(shù)測(cè)定。今后,由于其快速、靈敏、特異性強(qiáng)的特性,生物工程技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用。
3生物工程在廢水處理中的應(yīng)用
需要一個(gè)由多種方法組成的多層次處理系統(tǒng)將廢水中所含的多種污染物質(zhì)處理。預(yù)處理多為物理方法,化學(xué)方法容易產(chǎn)生二次污染;利用生物的新陳代謝作用,對(duì)廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定,將廢水中污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒、無(wú)害、穩(wěn)定的物質(zhì),這種方法就是利用生物工程措施在廢水凈化中的應(yīng)用。固定化微生物技術(shù)。利用基因工程技術(shù)將一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些具有脫色菌、脫氮、脫磷等高效專性菌進(jìn)行固定化后,菌體密度提高,這種技術(shù)應(yīng)用于廢水處理,有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)微生物(尤其是特殊功能的微生物)的濃度,有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響,有利于反應(yīng)后的固液分離,縮短處理所需的時(shí)間。生物反應(yīng)器技術(shù)。在活性污泥中加入固定載和流動(dòng)載體,以及好氧和厭氧固定膜的反應(yīng)器,極大的增加了反應(yīng)體系中的生物量和生物類群,運(yùn)用發(fā)酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的發(fā)揮。此法處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。生物強(qiáng)化處理技術(shù)。通過(guò)向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的濃度,增強(qiáng)對(duì)難降解有機(jī)物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對(duì)難降解有機(jī)物的去除效能。在水污染治理中的應(yīng)用主要有:治理高濃度有機(jī)廢水;有毒、有害難降解污染物的治理;脫氮除磷等。
4應(yīng)用生物工程技術(shù)處理固體廢棄
物固體垃圾處理通過(guò)物理的手段(如粉碎、壓縮、干燥、蒸發(fā)、焚燒等)或生物化學(xué)作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以縮小其體積、加速其自然凈化的過(guò)程。焚燒、填埋等常規(guī)處理方式不能從根本上解決污染問(wèn)題,污泥直接焚燒的熱值過(guò)低,還要治理有害氣體、粉塵污染,污泥焚燒的一次性投資和運(yùn)行成本過(guò)高,采用現(xiàn)代生物技術(shù)處理這些有機(jī)物,把有機(jī)廢棄物發(fā)酵成為有機(jī)肥或營(yíng)養(yǎng)土去肥沃土地,再把植物變成食物,這是適應(yīng)大自然自身規(guī)律的一種處理和循環(huán)利用方式。生物工程技術(shù)在消除白色污染方面意義重大,主要表現(xiàn)為:(1)通過(guò)基因工程技術(shù)可篩選優(yōu)勢(shì)微生物、構(gòu)建高效降解菌,并通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)大量培養(yǎng),可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技術(shù)將能編碼降解蛋白的基因?qū)肽骋煌寥牢⑸镏?使他們共同發(fā)揮各自的功能和作用,迅速將塑料等白色污染物降解。
5應(yīng)用生物工程治理大氣污染廢氣
的生物處理和空氣凈化是一種利用微生物吸附分解有機(jī)物能力和降解惡臭物質(zhì)與有機(jī)廢物的方法,主要方法有生物洗滌、生物過(guò)濾、生物吸附法等。這些方法具有成本低、效率高、安全性好和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
6應(yīng)用生物工程治理土壤污染土壤污染
主要包括重金屬污染、農(nóng)藥殘留、土壤板結(jié)等。我國(guó)土壤重金屬污染物主要來(lái)源于工業(yè)廢渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金屬是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人體健康。重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)。微生物修復(fù)的主要原理是用基因工程技術(shù)改造微生物、動(dòng)物和植物等生物的功能,將重金屬吸附或轉(zhuǎn)化為無(wú)毒產(chǎn)物。另外,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,土壤之中有80%以上的農(nóng)藥會(huì)殘留,主要污染物質(zhì)是其中的磷、氯代烴等。運(yùn)用現(xiàn)代微生物技術(shù)可以將這些有害物質(zhì)分解為H2O和CO2等無(wú)毒無(wú)害或毒性較小的其他物質(zhì),不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。
作者:陳磊單位:長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院
1植物遺傳工程
目前的植物基因工程可通過(guò)生物載體細(xì)胞注射、基因槍高速細(xì)胞子彈轟擊等技術(shù)向幾乎所有的植物輸入外來(lái)植物基因。以前導(dǎo)入植物體的外源基因只限于外源報(bào)告標(biāo)記基因,抗卡那霉素和抗潮濕鏈霉素基因。最近已導(dǎo)人了BUR等抗除草劑基因、鑲嵌病毒外殼基因、雞蛋蛋白基因、豆血紅蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外,抗病、抗蟲基因的導(dǎo)入也有所報(bào)道,對(duì)于控制單寧合成的酶基因已被克隆。目前關(guān)于植物—病原物相互關(guān)系的分子生物學(xué)研究主要著眼于病原物基因工程,即從病原菌中或植物本身克隆制備出致病基因與調(diào)節(jié)基因,以及獲得病原物的特異性DN段用于病原分類及病害檢測(cè)。自1986年首次獲得能抗煙草花葉病毒的轉(zhuǎn)基因煙草植株后,目前已利用基因工程獲得許多抗病毒植株,如抗花葉病毒首楷,抗花葉病毒黃瓜,抗X病毒和Y病毒馬鈴薯等。生物誘導(dǎo)廣泛應(yīng)用于植物對(duì)真菌、病毒及類病毒、細(xì)菌等病原物抗性的誘導(dǎo),在煙草、黃瓜、西瓜、甜菜、馬鈴薯、小麥、蘋果、番茄、棉花、水稻等諸多植物中已見報(bào)道。生物誘導(dǎo)包括:用非病原菌誘導(dǎo),用異種病原菌誘導(dǎo),用弱致病力菌株誘導(dǎo),用熱殺死的病原菌誘導(dǎo)等方法,誘導(dǎo)對(duì)病原菌的抗性。生物技術(shù)創(chuàng)造了越來(lái)越多的基因植物,如消除了腐爛基因的耐貯存番茄,抗病蟲害長(zhǎng)頸南瓜,抗蟲害轉(zhuǎn)基因土豆,抗棉鈴蟲棉花,抗白葉枯病轉(zhuǎn)基因水稻等等。植物細(xì)胞工程包括莖尖脫毒、快速繁殖、花藥、小抱子培養(yǎng)、染色體工程、單倍體育種、原生質(zhì)體培養(yǎng)、細(xì)胞融合等技術(shù)。植物細(xì)胞融合技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交中的不親和障礙,更加廣泛地組合起多種植物的優(yōu)良遺傳性狀,從而培養(yǎng)出理想的植物新品種。脫毒快速繁殖技術(shù)在經(jīng)濟(jì)作物、花卉、果樹上應(yīng)用效益顯著,快速繁殖成功的植物已有四百多種,其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、蘭花等等已投入生產(chǎn)。在作物育種方面,用花藥培養(yǎng)和染色體工程育種等技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)結(jié)合的方法已培育出許多具有特殊抗性、耐性的優(yōu)良新品種,利用花藥培養(yǎng)技術(shù)獲得純合基因型已在小麥、水稻等谷類作物上廣泛應(yīng)用。以原生質(zhì)體培養(yǎng)再生植株方面,近幾年內(nèi)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要經(jīng)濟(jì)作物已成功地從原生質(zhì)體再生成植株,特別是一直認(rèn)為難以培養(yǎng)的禾谷類,如水稻、大麥、小麥、谷子、高粱的原生質(zhì)體培養(yǎng)都已相繼突破。木本植物成功的例子也逐漸增加。藥用植物與真菌原生質(zhì)體培養(yǎng)的進(jìn)展也十分迅速。以上的成就,為利用原生質(zhì)體的遺傳操作改良農(nóng)作物打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。利用原生質(zhì)體融合獲得體細(xì)胞雜種,最近又研究出了利用卡那霉素和潮濕鏈霉素的抗性互補(bǔ)來(lái)選擇雜種細(xì)胞的方法。中國(guó)在單倍體研究上一直處于國(guó)際領(lǐng)先水平,原生質(zhì)體培養(yǎng)及細(xì)胞融合研究也趨于國(guó)際同類研究水平。
2動(dòng)物遺傳工程
動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中胚胎移植(ET)技術(shù)對(duì)提高動(dòng)物的生產(chǎn)率和繁殖力有重要意義,世界范圍內(nèi)已加以多方面的研究利用。ET技術(shù)已在兔、馬、豬、牛、羊等動(dòng)物上相繼成功,但只有牛的ET技術(shù)達(dá)到了非手術(shù)利用階段,所以牛胚胎移植進(jìn)入商品化,在美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)推廣較大。日本已利用ET技術(shù)擴(kuò)繁可提供精子用于人工授精的種公牛,1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通過(guò)ET技術(shù)可使母牛分娩雙胞胎或多胞胎,這種一胚多產(chǎn)的核移技術(shù)在日本已獲成功。中國(guó)的單克隆抗體研究始于八十年代,至今已研制成功幾干種單克隆抗體應(yīng)用于畜禽疫病。在禽畜的性狀選擇育種上,采用DNA指紋鑒定技術(shù)識(shí)別DN段可加速選擇過(guò)程。微生物工程的微生物農(nóng)業(yè)和微生物開發(fā),部分解決了養(yǎng)殖業(yè)的飼料問(wèn)題。用微生物發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料,在前蘇聯(lián)年產(chǎn)量約為130萬(wàn)噸,美國(guó)年產(chǎn)80萬(wàn)噸;以米糠為基礎(chǔ),添加含桿菌、鏈球菌、酵母菌等微生物作為飼料添加劑喂養(yǎng)豬、牛、雞,能夠分解禽畜糞中的有害氣體,減少環(huán)境污染,提高飼料吸收率,提高肉、奶產(chǎn)量。此外,近年來(lái)通過(guò)生物技術(shù)在食用菌的遺傳育種學(xué)上獲得了廣泛的重視。通過(guò)原生質(zhì)體培養(yǎng),用PEG法和電場(chǎng)誘導(dǎo)法為誘導(dǎo)突變體和遠(yuǎn)緣雜交開辟了一條新的途徑,涉及的菇種有香菇、平菇、金針菇、木耳、草菇等。
3生物固氮
菌根菌對(duì)植物生育的促進(jìn)作用近年來(lái)逐年受到關(guān)注。菌根菌的菌絲可以幫助作物根毛吸收范圍更大的土體中的移動(dòng)速度緩慢的磷酸鹽離子和鉀離子。VA菌根菌不但可以改善土壤環(huán)境,促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收,而且對(duì)抗御作物的某些土傳性真菌病害具有十分重要的作用。VA菌根真菌與根瘤菌雙接種對(duì)綠豆、蠶豆、花生、大豆等作物具有良好的生長(zhǎng)效應(yīng)??茖W(xué)家對(duì)豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究從經(jīng)典的生態(tài)學(xué)、生理學(xué)和遺傳學(xué)研究步入了分子生物學(xué)領(lǐng)域。在根瘤菌方面,已確認(rèn)有結(jié)瘤和固氮兩個(gè)基因組參與完成共生固氮作用。
4生物防治
由于地球環(huán)境日益惡化,生物防治植物病蟲害的方法受到重視,生物防治包括天敵防治和微生物制劑防治。微生物制劑包括細(xì)菌制劑、病毒制劑和真菌制劑。細(xì)菌制劑以蘇云金桿菌(BT)為主?,F(xiàn)在全世界已有60多種BT制劑工業(yè)化商品,能有效防治150多種鱗翅目害蟲,年產(chǎn)量達(dá)8000噸左右。BT殺蟲劑與其它微生物農(nóng)藥相比,具有選擇性高、混用性強(qiáng)、毒力強(qiáng)、速效、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),因而廣受歡迎。植物細(xì)菌殺菌劑是以放線菌類的鏈霉菌屬為基礎(chǔ)制成的,防治菜豆、大豆和其它作物的細(xì)菌病害,可使細(xì)菌病害感染率下降7%。目前正進(jìn)行基因篩選組合,以制出廣譜新菌種,獲得BT基因?qū)胫仓曛信囵B(yǎng)出抗病蟲植株。利用目前的優(yōu)良菌種,培育出不產(chǎn)芽抱,只產(chǎn)晶體的高效菌株是正在開發(fā)的新技術(shù)。病毒生物制劑是以核型多角體病毒(NPV)的顆粒體病毒為基礎(chǔ)制成的,目前已生產(chǎn)出防治甘藍(lán)夜蛾、棉鈴蟲、黃地老虎、美國(guó)白蛾等害蟲的病毒制劑。真菌生物制劑中有蠟蟻輪枝菌制劑用于防治溫室白粉虱;白僵菌制劑防治馬鈴薯甲蟲和溫室煙薊馬;座殼抱菌制劑防治黃瓜溫室白粉虱;木霉菌制劑防治根腐及其它植物病害;單端抱霉素防治黃瓜白粉病;腔蠢盤抱劑防治白粉病等。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)對(duì)生物技術(shù)日見倚重,到2000年,運(yùn)用生物技術(shù)和其它增產(chǎn)措施將占世界糧食增產(chǎn)的5/6,農(nóng)業(yè)中出現(xiàn)的問(wèn)題最終也將由生物工程來(lái)解決。
一、傳統(tǒng)教育理念的制約性
教師的教學(xué)理念是教師對(duì)教育、教學(xué)、學(xué)習(xí)及學(xué)生相關(guān)概念的看法。教師的教學(xué)理念直接決定教師教學(xué)行為和教學(xué)效果。中國(guó)教育長(zhǎng)期以來(lái)受傳統(tǒng)觀念影響很深,尤其是受應(yīng)試教育觀念的影響很深。。應(yīng)試型教育在教育觀念、教學(xué)模式、教學(xué)方法、內(nèi)容和考試方式上都嚴(yán)重制約著學(xué)生的發(fā)展,制約著教育的發(fā)展,不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)教育在教育觀念上以知識(shí)為本,立足于灌輸知識(shí),不考慮學(xué)生的接受能力,不注意培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性。教學(xué)方法上填鴨式教學(xué),上課好像教師在唱“獨(dú)角戲”,或激昂或沉悶,學(xué)生要么混混欲睡,要么被動(dòng)接受知識(shí),缺乏思考,逐漸喪失發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題的能力,制約了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教學(xué)內(nèi)容有很多地方繁、難、偏、舊,考試方式上以一次性記憶的內(nèi)容為主,一次考試定成績(jī),影響學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教育已經(jīng)嚴(yán)重制約了生物工程專業(yè)教學(xué)的發(fā)展,這將必然影響到支柱產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)。因此,生物工程專業(yè)的老師必須改變傳統(tǒng)的教育觀念,樹立新的教育理念。
二、現(xiàn)代教育理念指導(dǎo)下教學(xué)方法的改進(jìn)
針對(duì)傳統(tǒng)教育在生物工程教學(xué)中的制約性,綜合生物工程課程的特點(diǎn),通過(guò)三年的實(shí)踐教學(xué),從教學(xué)模式、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等多個(gè)方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行了一系列探索。
1.以學(xué)生為本,采用雙主體教學(xué)模式
郭思樂(lè)教授認(rèn)為,教育必須適應(yīng)學(xué)生,而不能讓學(xué)生去適應(yīng)教育。現(xiàn)代教育理念認(rèn)為教學(xué)活動(dòng)由教師、學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容三部分組成,教學(xué)活動(dòng)是教師和學(xué)生共同進(jìn)行的一種活動(dòng),教師是教學(xué)活動(dòng)的主體,學(xué)生也是教學(xué)活動(dòng)的主體。只有充分發(fā)揮二者的共同作用,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性才能達(dá)到良好的教學(xué)效果。為了讓教育適應(yīng)學(xué)生,我們一改傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué),采取雙主體教學(xué),把學(xué)生升到主體地位。在課堂中以“大”朋友的身份與學(xué)生相處,保持師生地位的平等性。為學(xué)生創(chuàng)設(shè)融洽、和諧的課堂氣氛,尊重、鼓勵(lì)學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生共同探討,給學(xué)生提供充分表現(xiàn)的機(jī)會(huì),讓每一個(gè)學(xué)生自由地發(fā)揮自我能動(dòng)性,培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力,讓學(xué)生在輕松愉快的情境中獲得知識(shí)。實(shí)行賞識(shí)教育,用“放大鏡”去尋找發(fā)現(xiàn)學(xué)生身上哪怕是細(xì)微的發(fā)光點(diǎn),充分凋動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。教會(huì)學(xué)生獲取知識(shí)的方法,“授之以魚,不如授之以漁”。雙主體教學(xué),以學(xué)生為本,立足于學(xué)生的接受能力與學(xué)生的需求,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)知識(shí)的主人,快樂(lè)地學(xué)習(xí),有助于提高學(xué)生的整體素質(zhì)。
2.立足學(xué)生,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
目前的生物技術(shù)發(fā)展迅速,新技術(shù)、新方法層出不窮,講課不可能面面俱到,應(yīng)根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的專業(yè)基礎(chǔ)和畢業(yè)走向?qū)χv課內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。根據(jù)需要我們合并了酶工程和蛋白質(zhì)工程,把生物工程概論分成緒論、基因工程、酶工程(蛋白質(zhì)工程)、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和生物安全性6個(gè)專題。重點(diǎn)講述緒論、基因工程和發(fā)酵工程。緒論是一門課的開門曲,也是內(nèi)容的概括。一門課講的成功與否緒論起著至關(guān)重要的作用,精彩的緒論可以激發(fā)學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)興趣?;蚬こ淌巧锕こ痰暮诵模魏喂こ痰陌l(fā)展都離不開基因工程?;蚬こ虡?biāo)志著現(xiàn)代生物技術(shù)的到來(lái),有了它人們才能根據(jù)自己的意愿改造生物,得到對(duì)人類有用的產(chǎn)品?;蚬こ痰镊攘υ谟凇爸挥邢氩坏降?,沒(méi)有做不到的”。將來(lái)我們的學(xué)生有90%以上要考研究生,基因工程是學(xué)生將來(lái)做科研的一項(xiàng)必須基本功。發(fā)酵工程是生物工程的終端,幾乎所有的工程想得到目的產(chǎn)物都離不開發(fā)酵工程,而且發(fā)酵工程對(duì)學(xué)生將來(lái)的工作也有很大幫助。把“生物技術(shù)是柄雙刃劍”的思想始終貫穿全課程,教育學(xué)生樹立良好的職業(yè)道德,堅(jiān)持做對(duì)人類有益的事情?;蚬こ痰暮诵牡匚回灤└鱾€(gè)專題,除掉教科書中偏、難、繁、舊的內(nèi)容,及時(shí)給學(xué)生補(bǔ)充國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,保證了教學(xué)內(nèi)容的開放性和信息化。對(duì)于有爭(zhēng)議的問(wèn)題,擺出各種觀點(diǎn)讓學(xué)生自己去分析,鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)而不是把教師的觀點(diǎn)強(qiáng)加給學(xué)生,在教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
3.因材施教,選擇多樣化的教學(xué)方法
生物工程是由多學(xué)科綜合而成的一門新學(xué)科,不同工程的操作對(duì)象和操作技術(shù)各不相同,因而,應(yīng)針對(duì)不同的章節(jié)采用不同的教學(xué)方法。每次課設(shè)置不同的導(dǎo)入方式,緊緊抓住學(xué)生的好奇心。緒論中用大量生動(dòng)的圖片展示國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,如含有疫苗的轉(zhuǎn)基因西紅柿、轉(zhuǎn)基因豬、黃金米(轉(zhuǎn)有胡蘿卜素基因的大米)、藍(lán)玫瑰、熒光魚等抓住學(xué)生好奇心,總結(jié)出什么是生物工程;以生動(dòng)實(shí)例講述生物工程在各領(lǐng)域的應(yīng)用以激發(fā)學(xué)生對(duì)該課程的興趣。在講述基因工程章節(jié)時(shí),用flash的方式講解演示什么是基因工程、酶切、連接、轉(zhuǎn)化、篩選等步驟,把復(fù)雜抽象的內(nèi)容直觀化、形象化;把基因工程和建筑工程、模特從巴黎訂表演服裝過(guò)程進(jìn)行類比,幽默風(fēng)趣淺顯易懂;還以各大高校的研究進(jìn)展為例講述各個(gè)步驟所涉及到的方法。講細(xì)胞工程時(shí)從學(xué)生熟知的電影《生化危機(jī)》中的克隆人引入,以克隆一個(gè)希特勒為例講述動(dòng)物克隆的整個(gè)過(guò)程l告訴學(xué)生十二生肖中已有一半以上成功克隆,放出憨態(tài)可掬的克隆動(dòng)物的照片;把細(xì)胞工程涉及的方法和日常生活中常見的例子作類比,把細(xì)胞拆合同生活中男生拆裝鬧鐘作類比,學(xué)生個(gè)個(gè)興趣盎然。講發(fā)酵工程時(shí)由學(xué)生常見的實(shí)驗(yàn)室用搖床培養(yǎng)微生物引入,工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)從成本考慮廠家不可能買許多占地面積大、價(jià)格昂貴的搖床,而必須有專門培養(yǎng)微生物的裝置發(fā)酵罐;把發(fā)酵罐各單元做成flash,講到某一個(gè)地方就把它拿出來(lái)用一下,直觀方便;讓學(xué)生根據(jù)已有知識(shí),自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)篩選抗重金屬的細(xì)菌、降解木質(zhì)素的菌、降解蛋白的菌。培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作的能力,既使學(xué)生學(xué)以致用,又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。講到酶工程讓學(xué)生分組討論天然酶的優(yōu)缺點(diǎn),講到生物安全性,讓學(xué)生自己查資料,分成正反方進(jìn)行辯論,最后由老師總結(jié)。我們還嘗試過(guò)讓學(xué)生分組查資料,把感興趣的內(nèi)容做成課件,拿到課堂上一起分享,既鍛煉了制作課件的能力,又提高了學(xué)生開口講的膽量,還培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神。此外,我們還嘗試過(guò)讓學(xué)生對(duì)自己感興趣的內(nèi)容查資料寫論文,結(jié)果顯示學(xué)生論文格式規(guī)范,每人的偏重點(diǎn)都不同,為將來(lái)論文撰寫打下基礎(chǔ)。課程結(jié)束時(shí)讓學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)方式進(jìn)行評(píng)價(jià),提出好的意見和建議以備改進(jìn)。
4.信息化教育,采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段
教育信息化是指在教育領(lǐng)域全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)教育改革與發(fā)展的過(guò)程。生物工程概論內(nèi)容多、概念抽象、知識(shí)的融合面廣,要將新技術(shù)和新的理論研究成果充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中,單靠傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”顯然無(wú)法滿足現(xiàn)代教學(xué)需要。傳統(tǒng)的教學(xué)中,老師費(fèi)時(shí)費(fèi)力,學(xué)生費(fèi)勁,教學(xué)效果差。多媒體可借助文字、圖像、動(dòng)畫和聲音相結(jié)合的方法來(lái)傳遞信息,為解決生物工程專業(yè)內(nèi)容抽象難懂提供了一種非常有效的教學(xué)手段。生物工程概論內(nèi)容多,課時(shí)相對(duì)較少,在教課過(guò)程中使用了多媒體輔助教學(xué),節(jié)省了部分板書的時(shí)間,在短時(shí)間內(nèi)向?qū)W生傳遞大量的信息。制作課件前,查閱大量的外文資料,獲得了許多精美的圖片和資料,如利用網(wǎng)絡(luò)下載了大量的flash動(dòng)畫、視頻和色彩豐富的實(shí)例圖片,自己動(dòng)手剪輯了部分影音資料。課件制作過(guò)程中精心設(shè)計(jì)每張幻燈片,合理插入圖片、動(dòng)畫和影音資料,力求文字精練、重點(diǎn)突出、層次分明、趣味性強(qiáng)。把復(fù)雜的工藝過(guò)程繪成流程圖,內(nèi)容條理清楚,系統(tǒng)性強(qiáng)。通過(guò)多媒體的使用,將抽象內(nèi)容直觀化、具體化、形象易懂,加上教師幽默的談吐,使學(xué)生在一個(gè)輕松活躍的氛圍內(nèi)了解相關(guān)知識(shí),達(dá)到開拓眼界,拓寬知識(shí)面的目的。這樣做不僅有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,提高了學(xué)生的接受能力,而且有助于培養(yǎng)專業(yè)興趣。
5.個(gè)性化教育,改革考核方式,注重能力培養(yǎng)
每個(gè)學(xué)生性格、特長(zhǎng)各不相同,根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)采用不同的教學(xué)方法和成績(jī)?cè)u(píng)定方法,加強(qiáng)素質(zhì)培養(yǎng)。以不同的教學(xué)方法使學(xué)生發(fā)揮各自特長(zhǎng)、充分展現(xiàn)自己的風(fēng)采,在增加學(xué)生自信心的同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作、課件制作、演講、辯論等方面的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。創(chuàng)造性是新經(jīng)濟(jì)時(shí)代人才必備的基本素質(zhì)。缺乏創(chuàng)造能力的大學(xué)生不可能在新經(jīng)濟(jì)社會(huì)里有所作為。通過(guò)表?yè)P(yáng)和加分的方式鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性,把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)、論文寫作、制作課件、課堂表現(xiàn)和辯論成績(jī)都納入成績(jī)總評(píng),對(duì)學(xué)生的能力作綜合評(píng)價(jià)。從過(guò)去考查記憶性、認(rèn)知性的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榭疾閷W(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析能力、理解能力、創(chuàng)新能力。在現(xiàn)代教育理念指導(dǎo)下,在不斷與學(xué)生交流的基礎(chǔ)上對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行了一系列改進(jìn)。學(xué)校舉行的學(xué)生評(píng)教結(jié)果顯示,三年來(lái)學(xué)生對(duì)本課程的滿意度都是平均95分,在學(xué)院排名位于前列。實(shí)踐證明,通過(guò)生物工程概論的學(xué)習(xí),激發(fā)了學(xué)生對(duì)生物工程的興趣,鍛煉了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路,提高了動(dòng)手能力和制作課件、查閱文獻(xiàn)及論文撰寫能力,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,使學(xué)生的整體素質(zhì)得到了提升。
摘要:通過(guò)優(yōu)化生物工程專業(yè)分析教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),旨在提高生物工程專業(yè)分析課程教學(xué)質(zhì)量,從而培養(yǎng)更多生物工程領(lǐng)域的高層次應(yīng)用型人才。
關(guān)鍵詞:生物工程專業(yè)分析;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法
“生物工程專業(yè)分析”是生物工程專業(yè)大學(xué)生必須學(xué)習(xí)和掌握的一門專業(yè)工具課,也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課,并且是學(xué)生將來(lái)從事科學(xué)研究或生產(chǎn)技術(shù)工作必須掌握和具備的技能。湖北工業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)為國(guó)家特色和湖北省品牌專業(yè),如何根據(jù)湖北工業(yè)大學(xué)生物工程專業(yè)特色合理構(gòu)筑理論和實(shí)踐知識(shí)結(jié)構(gòu),為學(xué)生今后繼續(xù)深造或走上工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)是本課程的重難點(diǎn)。筆者對(duì)“生物工程專業(yè)分析”的理論與實(shí)踐教學(xué)體系、教學(xué)手段與方法等方面進(jìn)行了一些改革嘗試,希望能與同行老師進(jìn)行有益的交流探討,提高教學(xué)質(zhì)量。
一、精選教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建合理的課程體系
生物工程專業(yè)分析內(nèi)容繁雜,包括各種分析方法和分析儀器的原理及應(yīng)用。根據(jù)生物工程專業(yè)分析課程特點(diǎn)及我校多年教學(xué)科研經(jīng)驗(yàn),將生物工程專業(yè)分析大綱分為13個(gè)章節(jié):第一章,生物工程專業(yè)分析概述,包括物理化學(xué)分析及儀器分析方法的概述,樣品的采集、制備、保存和預(yù)處理,樣品分析的誤差與數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容,講解力求深入淺出,聯(lián)系實(shí)際,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二章,物理檢測(cè)法,包括密度與相對(duì)密度法、折光法與旋光法原理介紹,講解旋光檢測(cè)法時(shí)利用動(dòng)畫效果能使學(xué)生更快更直接地理解旋光檢測(cè)原理。第三章,水分的測(cè)定方法,包括干燥法、蒸餾法、卡爾費(fèi)休法,講解時(shí)注意比較三種方法的適用范圍。第四章,酸類物質(zhì)的測(cè)定,內(nèi)容包括總酸度的測(cè)定、揮發(fā)酸的測(cè)定、pH的測(cè)定,其中有機(jī)酸的分離與測(cè)定做簡(jiǎn)單講解引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。第五章,碳水化合物的測(cè)定,重點(diǎn)講解還原糖的測(cè)定,比較堿性銅鹽法、高錳酸鉀滴定法、薩氏法三種方法原理及適用范圍的異同??偺?、淀粉、纖維、果膠物質(zhì)的測(cè)定做簡(jiǎn)單講解。第六章,蛋白質(zhì)與氨基酸的測(cè)定,本章重點(diǎn)講解凱氏定氮法的原理及應(yīng)用,介紹蛋白質(zhì)快速測(cè)定法(雙縮脲法、紫外分光光度法、染料結(jié)合法、水楊酸比色法)的原理,簡(jiǎn)單介紹氨基酸分離與測(cè)定的原理。第七章,脂類的測(cè)定,內(nèi)容包括索氏提取法、酸水解法、氯仿—甲醇提取法、羅紫-哥特里法、巴布科克法和蓋勃法,講解時(shí)注意比較各種方法的適用范圍及應(yīng)用原理[1,2]。第八章,紫外吸收光譜分析法,重點(diǎn)講解紫外吸收光譜基本原理,介紹紫外可見分光光度計(jì)與紫外吸收光譜的應(yīng)用。第九章,原子吸收光譜分析法,內(nèi)容包括原子吸收光譜分析基本原理,原子吸收分光光度儀,原子吸收光譜定量分析方法,原子吸收光譜操作條件選擇與應(yīng)用。第十章,紅外吸收光譜分析法,內(nèi)容包括紅外光譜基本原理,紅外光譜與分子結(jié)構(gòu),紅外光譜儀,紅外圖譜解析,激光拉曼光譜,其中紅外圖譜解析及激光拉曼光譜做簡(jiǎn)單介紹引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。第十一章,質(zhì)譜分析法,本章重點(diǎn)講解質(zhì)譜分析法的基本原理與質(zhì)譜儀,介紹離子峰的主要類型與有機(jī)分子裂解類型,引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)質(zhì)譜圖與結(jié)構(gòu)解析,色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。第十二章,氣相色譜分析法,內(nèi)容包括氣相色譜的基本原理,氣相色譜固定相及其選擇,氣相色譜檢測(cè)器,分離與操作條件選擇,氣相色譜分析法的應(yīng)用與毛細(xì)管色譜法,重點(diǎn)講解氣相色譜原理及應(yīng)用,毛細(xì)管色譜法引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。第十三章,高效液相色譜法,內(nèi)容包括高效液相色譜的原理及特點(diǎn),主要分離類型,固定相與流動(dòng)相,影響分離的因素與操作條件選擇,離子色譜法,超臨界流體色譜,其中離子色譜法與超臨界流體色譜做簡(jiǎn)單介紹[3]。通過(guò)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),使學(xué)生系統(tǒng)掌握生物工程分析中各種分析方法的原理及應(yīng)用。某種成分的檢測(cè)往往有多種方法,因此分析方法的選擇是本課程貫穿始終的內(nèi)容,教學(xué)中應(yīng)注意比較各種方法的異同,通過(guò)大量實(shí)例讓學(xué)生掌握各種分析方法的應(yīng)用[4]。
二、充分利用多媒體教學(xué)
大部分高校目前雖已廣泛采用多媒體教學(xué),但教師們多利用多媒體展示圖片與文字。在生物工程專業(yè)分析課件中,可充分利用動(dòng)畫教學(xué)。如在講解旋光法的原理時(shí),利用動(dòng)畫教學(xué),可以形象直觀地展示偏振光的產(chǎn)生以及光活性物質(zhì)使偏振光發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。與小型分析儀器(pH計(jì)、折光儀、旋光儀等)相比大型分析儀器(質(zhì)譜分析儀、原子吸收分析儀、紅外分析儀、氣相色譜分析儀、液相色譜分析儀等)的工作原理理解起來(lái)更為抽象,充分利用動(dòng)畫效果可使抽象的原理形象化。如質(zhì)譜分析法中,利用四級(jí)桿質(zhì)譜儀原理的動(dòng)畫效果能使學(xué)生直觀感受到質(zhì)譜儀的工作原理;原子吸收分析法中,管式石墨爐原子化器、火焰原子化器、空心陰極燈、霧化器、原子吸收分光光度計(jì)的工作原理均可由動(dòng)畫效果展示;氣相色譜分析法中,傳質(zhì)阻力項(xiàng)、兩項(xiàng)分配、氫火焰離子化檢測(cè)器、熱導(dǎo)檢測(cè)器、色譜分離、色譜流出曲線、分子擴(kuò)散、渦流擴(kuò)散的原理可利用動(dòng)畫效果展示等。筆者發(fā)現(xiàn)在理論講解中融入動(dòng)畫效果會(huì)讓學(xué)生經(jīng)歷豁然開朗的頓悟體驗(yàn),使學(xué)生能更深入理解各種分析儀器的工作原理。
三、總結(jié)討論式教學(xué)
生物工程專業(yè)分析課程涉及各種分析方法及儀器的原理與使用,如還原糖含量測(cè)定堿性銅鹽法分為直接滴定法、高錳酸鉀法、薩氏法,這三種方法的異同如果由老師總結(jié)好直接在課件中呈現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生不一定印象深刻。但是以作業(yè)的形式布置給同學(xué)們,讓學(xué)生自己總結(jié),能收到更好的教學(xué)效果。在講解樣品分析的誤差與數(shù)據(jù)處理內(nèi)容時(shí),關(guān)于格魯布斯法、Q值檢測(cè)法可結(jié)合實(shí)例講述,輔以具體案例讓學(xué)生親自計(jì)算。相對(duì)密度測(cè)定方法中,關(guān)于校正值的加減講解完原理后以實(shí)例讓學(xué)生現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用加深印象。水蒸氣蒸餾法測(cè)總揮發(fā)酸原理,有些學(xué)生聽完老師講解后不能完全理解,可讓學(xué)生下課后自行查找資料,等下次課時(shí)提問(wèn)并讓學(xué)生回答,最后老師再進(jìn)行總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)每節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)。這樣安排不僅可以督促同學(xué)們查閱更多資料將不清楚的知識(shí)點(diǎn)弄明白,也鍛煉了學(xué)生的表達(dá)溝通能力。
四、生物工程專業(yè)分析課程網(wǎng)站建設(shè)
積極建立生物工程專業(yè)分析課程網(wǎng)站,課程網(wǎng)站內(nèi)容包括教學(xué)大綱、理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件、資料習(xí)題、下載專區(qū)、友情鏈接等模塊。學(xué)生在上課前下載教學(xué)課件預(yù)習(xí),可有效提高學(xué)習(xí)效率。資料與習(xí)題模塊提供了與課程相關(guān)資料與習(xí)題下載,學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)課外資料可拓寬知識(shí)面,習(xí)題下載不僅節(jié)省了課堂教學(xué)時(shí)間而且習(xí)題訓(xùn)練能鞏固課堂知識(shí)、加深學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解。友情鏈接模塊提供了國(guó)內(nèi)外其他高校生物工程專業(yè)分析精品課程,國(guó)內(nèi)外生物學(xué)知名網(wǎng)站、期刊鏈接,學(xué)生可根據(jù)自身需要瀏覽各大網(wǎng)站拓寬視野。
五、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
生物工程專業(yè)分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)與理論教學(xué)相呼應(yīng)安排八個(gè)實(shí)驗(yàn),分別是:實(shí)驗(yàn)一,甘露醇注射液中甘露醇含量的測(cè)定,味精成品純度的測(cè)定;實(shí)驗(yàn)二,白酒總酸度及pH的測(cè)定;實(shí)驗(yàn)三,利用直接滴定法測(cè)定還原糖的含量;實(shí)驗(yàn)四,考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)含量;實(shí)驗(yàn)五,紅外光譜分析法測(cè)定有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu);實(shí)驗(yàn)六,白酒芳香成分氣相色譜分析;實(shí)驗(yàn)七,黃曲霉毒素降解率檢測(cè);實(shí)驗(yàn)八,利用原子吸收色譜測(cè)定銅離子濃度。這八個(gè)實(shí)驗(yàn)分別涉及折光計(jì)與旋光計(jì)、pH計(jì)、直接滴定法、紫外分光光度計(jì)、紅外色譜分析法、氣相色譜法、液相色譜法、原子吸收色譜法的應(yīng)用。生物工程專業(yè)分析實(shí)驗(yàn)基本囊括了生物工程專業(yè)主要分析方法及儀器的使用,通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生理解與掌握主要分析方法及大型分析儀器的工作原理及應(yīng)用。生物工程專業(yè)分析實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、操作儀器、科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方法,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)課前不要將實(shí)驗(yàn)講義直接呈現(xiàn)給學(xué)生,而應(yīng)讓學(xué)生在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)課上老師講解實(shí)驗(yàn)方案時(shí)學(xué)生可收獲更多。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為學(xué)生們創(chuàng)造獨(dú)立操作空間,不干涉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安排及操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)中的各種問(wèn)題僅作引導(dǎo)與答疑,盡可能讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生勤于思考積極動(dòng)手的習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)課后認(rèn)真批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告并及時(shí)將實(shí)驗(yàn)中的各種問(wèn)題反饋給學(xué)生。鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,跟隨導(dǎo)師做課題研究,參與導(dǎo)師課題,讓學(xué)生學(xué)以致用,不僅鞏固了教學(xué)效果,也鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
六、考核方法的改革
生物工程專業(yè)分析課程學(xué)習(xí),以筆試作為主要考核方式不能真實(shí)反映學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容掌握程度。課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)及作業(yè)完成情況都應(yīng)作為最終成績(jī)的一部分,本課程成績(jī)組成為:平時(shí)成績(jī)20%,卷面成績(jī)50%,實(shí)驗(yàn)成績(jī)30%,通過(guò)合理的考核方式,使學(xué)生重視課堂表現(xiàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)。對(duì)于跟隨導(dǎo)師做課題并取得成績(jī)(發(fā)表文章、申請(qǐng)專利等)的學(xué)生,給予一定精神及物質(zhì)上的獎(jiǎng)勵(lì)。
七、結(jié)語(yǔ)
湖北工業(yè)大學(xué)在生物工程專業(yè)分析課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化,教學(xué)方法改進(jìn),實(shí)踐教學(xué)能力培養(yǎng),課程網(wǎng)站建設(shè)、考核方式改進(jìn)等方面做了一些教學(xué)改革的嘗試,加深了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生良好的思考與動(dòng)手能力,并得到了學(xué)生的好評(píng)。但是課程教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,任重而道遠(yuǎn),必須不斷探索實(shí)踐創(chuàng)新總結(jié),才能將生物工程專業(yè)分析教學(xué)開展得更有生氣,為國(guó)家培養(yǎng)更多的高層次應(yīng)用型人才。
作者:杜馨 王常高 林建國(guó) 代俊 蔡俊 單位:湖北工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院
摘要:為培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化的生物工程專業(yè)人才,進(jìn)行了一系列的理論探索和實(shí)踐,主要措施有:完善生物工程專業(yè)建設(shè)體系;制定體現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化的培養(yǎng)與教學(xué)計(jì)劃;提高專業(yè)師資隊(duì)伍教學(xué)與科研水平;加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與SRTP訓(xùn)練;改革教學(xué)方法和教學(xué)手段等,并取得了較好的成果,對(duì)同類專業(yè)的建設(shè)與發(fā)展具有一定的借鑒作用和推廣應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:生物工程;SRTP訓(xùn)練;實(shí)踐教學(xué);課程體系
為適應(yīng)湖南省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我校于2002年開始籌建生物工程專業(yè),2003年開始招收本科專業(yè)。經(jīng)過(guò)十年的專業(yè)建設(shè),本專業(yè)本科生培養(yǎng)方案逐漸成熟,形成了理工交叉、工科特色突出,厚基礎(chǔ)、寬口徑,適應(yīng)湖南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一套生物工程本科專業(yè)培養(yǎng)體系。
1專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位
1.1學(xué)科定位
生物工程專業(yè)是工科辦學(xué)專業(yè),或者說(shuō)是側(cè)重工科、工管理結(jié)合的復(fù)合型專業(yè),以培養(yǎng)應(yīng)用型、產(chǎn)業(yè)化人才為主。
1.2培養(yǎng)目標(biāo)
我們的培養(yǎng)目標(biāo)是:使學(xué)生成為既掌握生物科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí),又具有工程科學(xué)背景的復(fù)合型人才。通過(guò)對(duì)生物工程基本原理學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練、工廠實(shí)習(xí)及參加科學(xué)研究等多種現(xiàn)代教學(xué)手段,為學(xué)生的進(jìn)一步深造或到相關(guān)科研單位和企事業(yè)單位從事科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)或經(jīng)營(yíng)管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2專業(yè)建設(shè)具體實(shí)踐
2.1完善生物工程專業(yè)建設(shè)體系
十幾年來(lái)我們十分重視專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的設(shè)置與修訂,基本上每年修改或重編一次教學(xué)大綱、培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案是根據(jù)學(xué)科發(fā)展,以構(gòu)建教學(xué)研究型大學(xué)人才培養(yǎng)體系為目標(biāo),在聽取廣大教師與學(xué)生特別是高年級(jí)學(xué)生意見的基礎(chǔ)上,經(jīng)專業(yè)教學(xué)小組及系、院教學(xué)委員會(huì)討論后精心制定的。生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)明確,有特色、有措施。培養(yǎng)模式及課程體系設(shè)置圍繞“突出具有工程知識(shí)背景,又掌握一定的生物科學(xué)與技術(shù)知識(shí)”這兩個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。實(shí)踐證明,這一專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是與社會(huì)需求相吻合的。
2.2制定體現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化的培養(yǎng)與教學(xué)計(jì)劃
本專業(yè)人才培養(yǎng)方案目標(biāo)明確,充分考慮了生物工程學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),制定了加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識(shí)、素質(zhì)能力協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。要求學(xué)生通過(guò)基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí),使畢業(yè)生具有對(duì)新資源、新產(chǎn)品、新工藝的研究開發(fā)、工廠工藝設(shè)計(jì)、組織生產(chǎn)生物工程產(chǎn)品的實(shí)際工作能力,樹立國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。2013級(jí)培養(yǎng)方案與2010級(jí)相比,具有較大的改變,在總學(xué)分下降8分的情況下,選修學(xué)分反而提高了4.5分,使選修課程的學(xué)分與總學(xué)分的比例從18%提高到近22%。通過(guò)學(xué)分的調(diào)整,給本專業(yè)學(xué)生提供了較大的自由選擇課程的空間,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)意識(shí)和自主學(xué)習(xí)的能力。專業(yè)選修課的設(shè)置,以前開設(shè)課程較少,專業(yè)方向單一,特色不明顯,通過(guò)近5年來(lái)不斷對(duì)選修課程進(jìn)行整合,到2013級(jí)為止,新增了8門選修課程,并將選修課分類成2組研究方向,如生物化學(xué)工程、生物制藥,極大地拓寬了學(xué)生的選課自由度,使他們能充分按自已的個(gè)性發(fā)展[4]。
2.3提高專業(yè)師資隊(duì)伍教學(xué)與科研水平
科研是源,教學(xué)是流,教師積極參加科學(xué)研究工作,有利于提高自身的學(xué)術(shù)水平和教學(xué)水平,并能及時(shí)將學(xué)科前沿知識(shí)向教學(xué)內(nèi)容滲透,向?qū)W生傳遞最新的科學(xué)信息,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。長(zhǎng)期以來(lái)我們十分重視專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè),在國(guó)內(nèi)大環(huán)境下,積極創(chuàng)造條件改善師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu),以適應(yīng)生物工程專業(yè)學(xué)科發(fā)展與教學(xué)需求;通過(guò)引進(jìn)、送出去培養(yǎng)等方式提高專業(yè)師資隊(duì)伍。生物工程系的學(xué)科隊(duì)伍是一支基礎(chǔ)理論扎實(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、知識(shí)結(jié)構(gòu)合理的隊(duì)伍,同時(shí)也是一支富有合作精神、年富力強(qiáng)、戰(zhàn)斗力強(qiáng)的隊(duì)伍。目前生物工程系現(xiàn)有教職工10人,其中教授2名,副教授4名,教學(xué)、科研隊(duì)伍中具有博士學(xué)位的教師已高達(dá)90%,平均年齡為41歲。生物工程系十分注重基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。近10年來(lái),先后承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家973項(xiàng)目1項(xiàng)、863項(xiàng)目1項(xiàng)、“十五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目1項(xiàng),以及一批省部級(jí)基金、攻關(guān)和重大橫向項(xiàng)目等。近3年來(lái)100余篇,其中SCI、EI收錄20余篇,獲發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯@?項(xiàng)。
2.4加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)與SRTP訓(xùn)練
2.4.1實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)是整個(gè)大學(xué)教育中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。它能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立組織、完成實(shí)驗(yàn)的能力及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,從而為畢業(yè)后從事科學(xué)研究和解決工程實(shí)際問(wèn)題打好基礎(chǔ)。生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)管理規(guī)范,嚴(yán)格按照學(xué)校制定的規(guī)章制度;在課程、實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的設(shè)置上,充分考慮到對(duì)本專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為了加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,讓學(xué)生切實(shí)了解和體驗(yàn)到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,達(dá)到實(shí)習(xí)教學(xué)效果。專業(yè)制定了符合本專業(yè)特點(diǎn)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)的大綱。在實(shí)習(xí)前,由學(xué)院統(tǒng)一安排所有專業(yè)的實(shí)習(xí)時(shí)間、內(nèi)容、要求等。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師按大綱制定出詳細(xì)完善的實(shí)習(xí)計(jì)劃,對(duì)實(shí)習(xí)的目的、要求、內(nèi)容、考核、紀(jì)律等都作明確的規(guī)定。在每次聯(lián)系實(shí)習(xí)時(shí)提交給實(shí)習(xí)工廠,以使實(shí)習(xí)按計(jì)劃進(jìn)行。實(shí)習(xí)結(jié)束后,教師提交實(shí)習(xí)小結(jié),學(xué)生提交實(shí)習(xí)紀(jì)錄本。
2.4.2專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
生物工程實(shí)驗(yàn)室設(shè)備精良,能夠滿足專業(yè)教學(xué)需求。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員力量強(qiáng),在帶好常規(guī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)外,注重專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。認(rèn)真制定實(shí)驗(yàn)方案,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo),使學(xué)生通過(guò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)對(duì)本專業(yè)有更深刻的了解,通過(guò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。實(shí)驗(yàn)室目前共開出專業(yè)實(shí)驗(yàn)8個(gè),均為綜合性實(shí)驗(yàn)。對(duì)學(xué)生開出的所有實(shí)驗(yàn)課程均有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,并根據(jù)學(xué)科發(fā)展的需要對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行不斷補(bǔ)充和改革[5]。
2.4.3SRTP訓(xùn)練
我校針對(duì)二、三年級(jí)學(xué)生推出的大學(xué)生科研究訓(xùn)練計(jì)劃(SRTP),給學(xué)生提供了參與科研訓(xùn)練的機(jī)會(huì)。從第二期開始至第七期專業(yè)教師和學(xué)生共立SRTP項(xiàng)目15項(xiàng),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)有40名以上學(xué)生參加該項(xiàng)訓(xùn)練。學(xué)生參與各類課外活動(dòng)積極性高,近年來(lái)獲得校級(jí)及以上獎(jiǎng)2項(xiàng),4篇。我們采取的舉措有:1)安排學(xué)生參與到本系的科研中鍛煉,邀請(qǐng)本科生參加研究組的的專題學(xué)術(shù)研究討論會(huì)。2)在一些專業(yè)課中布置大型作業(yè),經(jīng)過(guò)教師的評(píng)閱后,在課堂上由教師或?qū)W生本人作報(bào)告,教師組織同學(xué)點(diǎn)評(píng)與討論,由此提高學(xué)生的文獻(xiàn)檢索與閱讀能力,提高文獻(xiàn)綜述和表達(dá)能力,營(yíng)造一種以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主體的學(xué)習(xí)氛圍。3)實(shí)驗(yàn)室對(duì)本科生全天候開放,平時(shí)可以在教師或研究生的指導(dǎo)協(xié)助下做實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)動(dòng)手能力。
2.5改革教學(xué)方法和教學(xué)手段
為了進(jìn)一步提高教學(xué)信息化水平,促進(jìn)教學(xué)手段的現(xiàn)代化,提高課堂教學(xué)效率。針對(duì)目前專業(yè)課程學(xué)時(shí)少內(nèi)容多的矛盾,生物工程專業(yè)對(duì)現(xiàn)有課程的教學(xué)方法、模式、手段進(jìn)行改革、以適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)教育創(chuàng)新的要求。經(jīng)過(guò)幾年的努力,生物工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程,運(yùn)用多媒體教學(xué)的課程已經(jīng)達(dá)到100%,其中討論課、工程設(shè)計(jì)課、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)及雙語(yǔ)教學(xué)課達(dá)到3門。
2.6加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)階段的管理
我院對(duì)畢業(yè)環(huán)節(jié)非常重視,首先在選題上要求更多注重前沿性、實(shí)用性與創(chuàng)新性。根據(jù)選題原則,先各自上報(bào)論文題目及容納學(xué)生數(shù),再由學(xué)生自由選擇填報(bào),在畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))前一學(xué)期落實(shí)到學(xué)生,以便學(xué)生提前作好準(zhǔn)備。近3年來(lái),學(xué)生選做的畢業(yè)論文題目95%結(jié)合課題或生產(chǎn)實(shí)際,部分與SRTP項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、課程建設(shè)結(jié)合。在每年的畢業(yè)論文進(jìn)行過(guò)程中,學(xué)院督導(dǎo)組隨機(jī)抽查5%~10%的學(xué)生,著重檢查學(xué)生是否按照學(xué)校和學(xué)院關(guān)于畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作條例進(jìn)行工作,如完成文獻(xiàn)綜述、工作進(jìn)度、存在的問(wèn)題及指導(dǎo)教師情況。后期論文撰寫答辯,各專業(yè)制定統(tǒng)一評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)學(xué)生的研究水平、獨(dú)立完成工作能力等進(jìn)行考核。今年學(xué)院還專門下達(dá)了文件,采取了一系列有力措施。鑒于院、系管理到位,近5年來(lái),生物工程專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)論文,在論文復(fù)評(píng)中沒(méi)有出現(xiàn)不符合原等級(jí)的論文。
3專業(yè)建設(shè)的體會(huì)與討論
經(jīng)過(guò)十年來(lái)的建設(shè),生物工程專業(yè)已逐步形成鮮明的辦學(xué)特色。畢業(yè)生培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高,體會(huì)如下:
3.1突出過(guò)程工程背景的培養(yǎng)模式
生物工程專業(yè)與生物科學(xué)、生物技術(shù)明顯差異在于生物工程更強(qiáng)調(diào)工程概念,必需培養(yǎng)學(xué)生理解與掌握“過(guò)程工程”的基本理論與方法,這是培養(yǎng)具有工程知識(shí)背景人才的基本點(diǎn)。因此,我們必須圍繞這個(gè)基本點(diǎn)來(lái)制訂生物工程學(xué)科的發(fā)展規(guī)劃,制定培養(yǎng)方案,通過(guò)一定的方式和手段落實(shí)教學(xué)計(jì)劃。十幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐改革證明,堅(jiān)持這一方針?lè)仙锕こ虒W(xué)科的發(fā)展趨勢(shì),也與當(dāng)前社會(huì)需求相吻合[6]。
3.2高水平科研工作是教學(xué)與教研的基礎(chǔ)
及時(shí)將前沿性科研成果引入課堂和教材中是提升專業(yè)教育水平的重要途徑之一,而實(shí)現(xiàn)此過(guò)程的關(guān)鍵是建立一支高水平的教師隊(duì)伍。我們長(zhǎng)期堅(jiān)持安排有科研經(jīng)驗(yàn)的教師擔(dān)任相近課程的主講教授。加強(qiáng)對(duì)年青教師的培養(yǎng),健全教師培訓(xùn)機(jī)制,同時(shí),利用我校多學(xué)科優(yōu)勢(shì),注重學(xué)科間的交叉滲透,對(duì)于進(jìn)一步增強(qiáng)科研活力、開辟新的課題或研究方向、促進(jìn)本科教學(xué)水平的提高具有十分重要的意義。另一方面始終安排高水平的教師活躍在教學(xué)一線,將新思想、新成果展現(xiàn)在學(xué)生面前,大大拓寬了學(xué)生的視野,是提高生物工程專業(yè)教學(xué)水平的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。
作者:劉志強(qiáng) 周建紅 許愛(ài)清 王能強(qiáng) 單位:湖南科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院
摘要:學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高校生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。主要討論了通過(guò)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、多開設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)課程、開放實(shí)驗(yàn)室、鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的研究課題、充分發(fā)揮校外實(shí)習(xí)基地的作用以及加強(qiáng)任課教師的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)力度等途徑提高生物工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力。通過(guò)不斷完善與改革實(shí)踐教學(xué),教學(xué)效果較好,學(xué)生實(shí)踐能力明顯增強(qiáng)。
關(guān)鍵詞:生物工程;實(shí)踐創(chuàng)新;能力培養(yǎng)
為滿足生物工程學(xué)科快速發(fā)展的要求以及社會(huì)對(duì)生物工程人才需求的增加,生物工程作為新的高等教育專業(yè)產(chǎn)生。該專業(yè)主要課程有細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、基因工程和酶工程等。其特點(diǎn)是知識(shí)更新快,且又和生產(chǎn)聯(lián)系緊密。為培養(yǎng)新世紀(jì)建設(shè)人才,提高大學(xué)生的人文素質(zhì)和科學(xué)素質(zhì),在本科階段的教學(xué)過(guò)程中,除了讓學(xué)生掌握該專業(yè)的基本理論知識(shí),更應(yīng)注重培養(yǎng)的學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。筆者結(jié)合近幾年的教學(xué)心得,就生物工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進(jìn)行探討。
1培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要性
《中華人民共和國(guó)高等教育法》明確規(guī)定:“高等教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級(jí)專門人才?!薄皩?shí)踐才是工程專業(yè)的根本”已成為國(guó)際高等工程教育界的共識(shí)。高校在構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案時(shí),應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力[1-2]。當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展越來(lái)越快,競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,對(duì)人才的需求已經(jīng)發(fā)生了根本性的變化,用人單位及社會(huì)所關(guān)注的重點(diǎn)不再是畢業(yè)文憑,而是畢業(yè)生是否具有綜合素質(zhì)和能力。工科學(xué)生畢業(yè),無(wú)論是工作還是繼續(xù)深造,實(shí)踐動(dòng)手能力都非常重要。實(shí)踐表明,學(xué)生實(shí)踐能力的提高,能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)專業(yè)理論知識(shí)的掌握,并培養(yǎng)他們的綜合能力。
2培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力途徑的探索
2.1改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,加強(qiáng)基本技能訓(xùn)練
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),既可使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧、鞏固所學(xué)的理論知識(shí),還可以提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力[3]。完善生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系是建立學(xué)生系統(tǒng)的知識(shí)體系、提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力的關(guān)鍵。完善實(shí)踐教學(xué)體系,可采取以下途徑:①轉(zhuǎn)變教師育學(xué)思想,加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)觀念。在教學(xué)過(guò)程中,實(shí)踐教學(xué)常常沒(méi)有被老師和學(xué)生重視,依賴于理論教學(xué)而存在。②專業(yè)課程系統(tǒng)化。生物工程專業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)、知識(shí)更新快,且各學(xué)科聯(lián)系緊密,學(xué)生在應(yīng)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),需具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。因此,需將生物化學(xué)、分子生物學(xué)、發(fā)酵工程、儀器分析等課設(shè)置成有專業(yè)特色的教學(xué)系統(tǒng),科學(xué)合理地安排課時(shí)。③完善實(shí)踐實(shí)習(xí)課程環(huán)節(jié),確保實(shí)習(xí)效果。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)課的選題需增加綜合性實(shí)驗(yàn),確保學(xué)生的主觀能動(dòng)性充分發(fā)揮。為完善實(shí)踐教學(xué)體系,湖南城市學(xué)院生物工程專業(yè)將整個(gè)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)劃分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)、認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)6個(gè)階段。④完善學(xué)生實(shí)踐教學(xué)考勤制度。如成立專門的實(shí)踐教學(xué)管理隊(duì)伍,對(duì)校內(nèi)外學(xué)生實(shí)踐實(shí)習(xí)進(jìn)行科學(xué)管理;完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)結(jié)果討論的重要性。⑤多開設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行觀摩、學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。
2.2開設(shè)綜合與開放實(shí)驗(yàn)室,給學(xué)生提供創(chuàng)新與實(shí)踐平臺(tái)
高校的實(shí)驗(yàn)室不僅是高校存放實(shí)驗(yàn)儀器的場(chǎng)地,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的基地。但僅僅依靠正常的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)時(shí)間來(lái)提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此,為給學(xué)生更多的實(shí)踐學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),我們開設(shè)了許多綜合與開放實(shí)驗(yàn)室,主要為那些想利用課余時(shí)間來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究提高自己的動(dòng)手能力、增強(qiáng)實(shí)踐能力的學(xué)生提供場(chǎng)所。開放實(shí)驗(yàn)室,可從以下幾方面來(lái)考慮。首先,制定科學(xué)的開放實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度。如規(guī)范進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室研究的學(xué)生的思想和行為,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理,如安全教育,包括人身、設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的完全防范工作。其次,引導(dǎo)并吸引學(xué)生多進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)、參加科研活動(dòng),激發(fā)學(xué)習(xí)熱情與提高實(shí)踐動(dòng)手能力。第三是提高學(xué)生的管理等方面的綜合素質(zhì)。如指導(dǎo)學(xué)生如何處理好上課、學(xué)習(xí)、休息及參與科研之間的關(guān)系;如何安排自己的課題研究工作進(jìn)度和制定實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等。第四,注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。在同一開放實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做實(shí)驗(yàn)與研究,共同使用儀器設(shè)備及藥品等,需要同學(xué)之間相互協(xié)調(diào)、配合,從而使實(shí)驗(yàn)順利的開展。最后,極其重要的是要建立一支經(jīng)驗(yàn)豐富且有奉獻(xiàn)精神的指導(dǎo)教師隊(duì)伍,以便開放實(shí)驗(yàn)室的研究有序進(jìn)行。
2.3鼓勵(lì)學(xué)生參加各類學(xué)術(shù)科研活動(dòng)
2.3.1鼓勵(lì)與指導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目
大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng),是一種帶有目的性、計(jì)劃性、以學(xué)生自主學(xué)習(xí)和教師指導(dǎo)相結(jié)合,以解決實(shí)際問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)的科技活動(dòng)。以科技小組為載體,以導(dǎo)師制為技術(shù)指導(dǎo)保障,廣泛開展學(xué)生課外科技活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng),能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)際操作能力培養(yǎng)的重視。大學(xué)生科技創(chuàng)業(yè)活動(dòng)既是高校教育的組成部分,又是大學(xué)生課外活動(dòng)的重要形式。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加國(guó)家、省級(jí)和校級(jí)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目,激勵(lì)老師與學(xué)生互動(dòng)進(jìn)行各種類型的研究活動(dòng)。積極推動(dòng)由老師牽頭成立的如“學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新興趣小組”,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行各種創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新研究。引導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)相關(guān)研究是學(xué)生獲得實(shí)踐創(chuàng)新能力的重要途徑之一。
2.3.2鼓勵(lì)與指導(dǎo)學(xué)生參加教師的應(yīng)用性研究課題
引導(dǎo)那些對(duì)實(shí)驗(yàn)感興趣、想提高自己動(dòng)手能力的學(xué)生多參與教師的研究課題,為其提供學(xué)習(xí)理論用于實(shí)際的機(jī)會(huì),有助于提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目是提高生物工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的有效途徑之一。
2.4加強(qiáng)校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)
學(xué)生實(shí)踐能力的有效獲得需要加強(qiáng)校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)。實(shí)習(xí)基地選擇與建設(shè)非常重要。學(xué)生如果沒(méi)有親自實(shí)踐,很難將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中去。因此,除了注重校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練外,還應(yīng)安排學(xué)生到校外相關(guān)工廠進(jìn)行一段時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。如:“益陽(yáng)七箭啤酒廠”、“湖南漢森制藥廠”等,主要了解企業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝流程等。讓學(xué)生進(jìn)企業(yè)實(shí)習(xí),不僅鍛煉了學(xué)生的意志,而且有利于提高學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力、社會(huì)活動(dòng)能力等。所以,加強(qiáng)校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)、讓學(xué)生進(jìn)入校外相關(guān)企業(yè)實(shí)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要途徑。另外,采用“產(chǎn)、學(xué)、研”模式,對(duì)提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力也非常重要[4-5]。
2.5申請(qǐng)更多的經(jīng)費(fèi)投入,加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)任課教師的培養(yǎng)力度
加大實(shí)踐教學(xué)的經(jīng)費(fèi)投入、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)任課教師的培養(yǎng)力度也有助于提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。規(guī)定每位教師到相關(guān)專業(yè)的企業(yè)或工廠工作學(xué)習(xí)一段時(shí)間,尤其是新進(jìn)的剛從學(xué)校畢業(yè)的年輕教師。另外,學(xué)校應(yīng)該多為實(shí)踐教學(xué)人員提供進(jìn)修、培訓(xùn)、研討交流等各種提高自身業(yè)務(wù)能力的機(jī)會(huì),制定科學(xué)的考核制度和職稱評(píng)定方案。同時(shí)可在企業(yè)聘請(qǐng)工作經(jīng)驗(yàn)豐富和較高學(xué)歷的工程技術(shù)人員為外聘教師,承擔(dān)實(shí)踐性教學(xué)工作。
3結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐性教學(xué)對(duì)生物工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常重要,湖南城市學(xué)院生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得了一定效果,但實(shí)踐教學(xué)還需要從多方面進(jìn)行革新,不斷探索新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,改進(jìn)舊的實(shí)驗(yàn)方法,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革仍然任重道遠(yuǎn)。
作者:庫(kù)文珍 單位:湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院
摘要:基于我國(guó)生物工程專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)率低下的現(xiàn)狀,以我校生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實(shí)踐為例,提出以“特色學(xué)科建設(shè)”為導(dǎo)向,對(duì)生物工程專業(yè)課程體系進(jìn)行優(yōu)化,使得課程體系具備模塊化和特色化特點(diǎn),這有助于培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才,提高大學(xué)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:特色學(xué)科建設(shè);生物工程專業(yè);課程體系優(yōu)化
近年來(lái),國(guó)內(nèi)生物工程專業(yè)大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)形勢(shì)不容樂(lè)觀,學(xué)生就業(yè)壓力大,畢業(yè)生就業(yè)專業(yè)對(duì)口率不高。造成就業(yè)率低下的主要原因有:(1)當(dāng)今生物產(chǎn)業(yè)規(guī)模不大,人才需求量偏??;(2)國(guó)內(nèi)辦學(xué)規(guī)模和招生量膨脹過(guò)快;(3)各校生物工程專業(yè)的辦學(xué)條件不一,專業(yè)教育與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)特色結(jié)合度不夠,沒(méi)有形成特色[1]。因此,地方高校生物工程專業(yè)課程體系及培養(yǎng)模式的建設(shè)需要貫徹改革創(chuàng)新為先、質(zhì)量效益第一的思想。以“特色學(xué)科建設(shè)”為導(dǎo)向,設(shè)計(jì)合理的課程體系,并以此為載體強(qiáng)調(diào)實(shí)踐技能和工程能力的培養(yǎng),全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,可將專業(yè)教育與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)特色緊密結(jié)合,形成辦學(xué)特色,下面以我校生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實(shí)踐為例交流一些體會(huì)。
一、特色學(xué)科建設(shè)對(duì)地方高校人才培養(yǎng)的導(dǎo)向
地方高校是具有“地方投資、地方管理、辦在地方、服務(wù)地方”特征的高校,與地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)具有水乳交融的天然聯(lián)系。學(xué)科是高校重大項(xiàng)目的承擔(dān)者,是創(chuàng)新型成果的生產(chǎn)者,是創(chuàng)新型優(yōu)秀人才的培養(yǎng)基地。地方高校應(yīng)圍繞區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求培育高水平特色學(xué)科,不斷凝練學(xué)科研究方向,提高科技創(chuàng)新能力和社會(huì)貢獻(xiàn)度,以特色學(xué)科建設(shè)促進(jìn)學(xué)科專業(yè)發(fā)展。著力通過(guò)應(yīng)用性特色學(xué)科發(fā)展,加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)能夠解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用型人才;通過(guò)與區(qū)域、企事業(yè)單位合作對(duì)接,培養(yǎng)職業(yè)能力為導(dǎo)向的實(shí)務(wù)型人才;圍繞區(qū)域重大需求和科研任務(wù)牽引,通過(guò)協(xié)同創(chuàng)新,發(fā)揮不同創(chuàng)新主體科研優(yōu)勢(shì),多單位、跨學(xué)科聯(lián)合指導(dǎo),培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才[2]。近年來(lái),我校生物工程特色學(xué)科的快速發(fā)展得益于與地方特色資源相結(jié)合,依托江西理工大學(xué)“鎢資源高效開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)教育部工程研究中心”、“江西省礦冶環(huán)境污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“江西省礦業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等研究平臺(tái),形成了地方礦冶領(lǐng)域與生物工程緊密結(jié)合的特色鮮明的研究方向。學(xué)科在鎢和稀土礦山生物修復(fù)、礦山環(huán)境微生物學(xué)等研究領(lǐng)域獲批多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和省部級(jí)科研項(xiàng)目,涉及的研究方向包括極端礦山環(huán)境抗性生物的篩選、生物極端生境耐受和修復(fù)的生理機(jī)制、礦山環(huán)境生物修復(fù)的工程化技術(shù)體系研究,微生物冶金、極端嗜酸菌基因組學(xué)、生物肥料研發(fā)、臍橙皮資源綜合利用等。利用特色學(xué)科發(fā)展的導(dǎo)向,我校生物工程專業(yè)學(xué)生通過(guò)參與完成課題研究和實(shí)踐,最終獲得優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)技能、綜合分析問(wèn)題能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力、統(tǒng)籌能力和表達(dá)能力,成為具有良好綜合素質(zhì)的生物產(chǎn)業(yè)化專業(yè)技術(shù)人才、管理人才和研發(fā)人才。
二、生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實(shí)踐
(一)生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實(shí)踐思路
在學(xué)科快速發(fā)展的同時(shí),我校以此為導(dǎo)向?qū)ι锕こ虒I(yè)課程體系進(jìn)行了改革。通過(guò)完成專業(yè)基礎(chǔ)課程體系,使學(xué)生的基本操作技能得到全面訓(xùn)練;通過(guò)完成單元操作課程體系,使學(xué)生能進(jìn)行各類生物產(chǎn)品工廠的工藝設(shè)計(jì)和解決產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題;通過(guò)完成特色創(chuàng)新課程體系和實(shí)踐教學(xué)課程體系,提高學(xué)生綜合分析能力、統(tǒng)籌能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力;通過(guò)教育質(zhì)量與人才評(píng)價(jià)體系,使學(xué)生對(duì)綜合素質(zhì)項(xiàng)目及其指標(biāo)有最基本認(rèn)識(shí)并進(jìn)行自我衡量。通過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)課程體系、單元操作課程體系、實(shí)踐教學(xué)課程體系、特色創(chuàng)新課程體系以及教育質(zhì)量與人才評(píng)價(jià)體系的整合、連貫,使得生物工程專業(yè)的理論和實(shí)踐教學(xué)具備模塊化和特色化特點(diǎn),具有更好的整體性、關(guān)聯(lián)性和先進(jìn)性等優(yōu)點(diǎn)。
(二)以“特色學(xué)科建設(shè)”為導(dǎo)向的生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化
我們根據(jù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的專業(yè)規(guī)范和《江西理工大學(xué)關(guān)于制訂本科專業(yè)培養(yǎng)方案的指導(dǎo)意見》,通過(guò)以“特色學(xué)科建設(shè)”為導(dǎo)向,為培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、素質(zhì)高、能力強(qiáng)、重實(shí)踐、具有初步創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才,我們從以下幾個(gè)體系對(duì)生物工程專業(yè)課程進(jìn)行了優(yōu)化:
1.拓寬專業(yè)基礎(chǔ)課程體系
對(duì)原有課程體系拓寬至包括酶和植物細(xì)胞在內(nèi)的生物體系,增加普通生物學(xué)、細(xì)胞工程、基因工程等課程。
2.設(shè)置單元操作課程體系
原教學(xué)體系中專業(yè)必修課調(diào)整為發(fā)酵工程、生物分離工程和基因工程三個(gè)單元操作課程體系。以生物產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的基本單元操作為主線,闡述生物生產(chǎn)工藝的基本理論和操作技能。學(xué)生通過(guò)這幾個(gè)課程體系的學(xué)習(xí),能進(jìn)行各類生物產(chǎn)品工廠的工藝設(shè)計(jì)和解決產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題,并為從事生物新產(chǎn)品和新工藝的研究與開發(fā)打好應(yīng)有的理論基礎(chǔ)。
3.開設(shè)特色創(chuàng)新課程體系
生物工程特色創(chuàng)新課程體系涵蓋專業(yè)必修特色課程:發(fā)酵工程與工藝學(xué)、生物分離工程。專業(yè)選修課:主要包括恢復(fù)生態(tài)學(xué)、資源微生物學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、生物信息學(xué)等,以及專業(yè)選修特色課程:生物能源、環(huán)境工程概論、生物冶金、礦山生物修復(fù)、食品精深加工等。
4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)課程體系
強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),構(gòu)建不同層次的實(shí)踐課程體系,為學(xué)生形成創(chuàng)新型的知識(shí)結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)實(shí)踐能力提供教學(xué)支撐。增設(shè)生物工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生物技能大實(shí)驗(yàn)、科技素養(yǎng)實(shí)訓(xùn)等課程體系,以生物工程實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)為契機(jī),加強(qiáng)校企合作,拓寬實(shí)踐教學(xué)渠道,提升大學(xué)生實(shí)踐能力,探索產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的辦學(xué)模式。通過(guò)組織學(xué)生參加課外科技競(jìng)賽,選擇一個(gè)特色課題獨(dú)立研究,教師或來(lái)自企業(yè)的專家給予指導(dǎo),來(lái)培養(yǎng)大學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣。
5.構(gòu)建教育質(zhì)量與人才評(píng)價(jià)體系
建立校內(nèi)專家評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)與校外實(shí)習(xí)單位評(píng)價(jià)、用人單位評(píng)價(jià)相結(jié)合的教育質(zhì)量評(píng)價(jià)和人才評(píng)價(jià)體系;以德、智、體、美全面發(fā)展為主要評(píng)價(jià)內(nèi)容;注重教育產(chǎn)出評(píng)價(jià)、學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出評(píng)價(jià)、學(xué)生個(gè)性化發(fā)展評(píng)價(jià),以及專業(yè)辦學(xué)宗旨實(shí)現(xiàn)程度的評(píng)價(jià),注重實(shí)踐能力、自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)要素的評(píng)價(jià)。
(三)生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化實(shí)踐效果
生物工程專業(yè)為我校新開專業(yè),從2003年開始招生,目前有8位專業(yè)教師,其中具有博士學(xué)位的教師6名,碩士學(xué)位的教師2名。我校生物工程專業(yè)以“特色學(xué)科建設(shè)”為導(dǎo)向的課程體系優(yōu)化改革從2009級(jí)生物工程專業(yè)本科生教育開始實(shí)施,取得了明顯效果:
1.近幾年,隨著特色學(xué)科平臺(tái)和師資隊(duì)伍建設(shè)的加強(qiáng),我校生物工程學(xué)科獲批了包括4項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、1項(xiàng)國(guó)家科技支撐計(jì)劃子課題、l項(xiàng)國(guó)家惠民計(jì)劃項(xiàng)目在內(nèi)的縱向科研項(xiàng)目30余項(xiàng),縱向科研經(jīng)費(fèi)超過(guò)400萬(wàn)元,形成了具有地方礦冶+生物工程的特色鮮明的研究方向,在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得的重要突破,為地方企業(yè)提供技術(shù)支持奠定了基礎(chǔ)。學(xué)科分別與贛州菊隆高科技實(shí)業(yè)有限公司、江西北清生態(tài)環(huán)保有限公司等公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。我校生物工程本科生參與教師課題研究覆蓋率超過(guò)三分之二以上,在科研及課外學(xué)術(shù)活動(dòng)取得較好的成績(jī)。生物工程本科生的作品獲得全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排大賽、第十三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽等多項(xiàng)獎(jiǎng)項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇。
2.實(shí)習(xí)教育是生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的一個(gè)重要內(nèi)容,了解現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況,認(rèn)識(shí)并參與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)必不可少的重要環(huán)節(jié)。目前,本專業(yè)與贛州菊隆高科技實(shí)業(yè)有限公司、贛州中橙果業(yè)科技開發(fā)股份有限公司、江西科泰生物技術(shù)有限公司、贛州華露農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司、贛州章貢酒業(yè)有限責(zé)任公司、贛南海欣藥業(yè)股份有限公司、崇義章源鎢業(yè)股份有限公司、贛州稀土集團(tuán)有限公司等多家單位建立了緊密型校外實(shí)習(xí)基地,為學(xué)生開展生產(chǎn)實(shí)習(xí)、社會(huì)調(diào)查、課外創(chuàng)新活動(dòng)和畢業(yè)論文創(chuàng)造了良好的條件。
3.生物工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量明顯提高。畢業(yè)生就業(yè)率均在90%以上,主要集中在生物資源開發(fā)領(lǐng)域,如雙匯集團(tuán)、贛州菊隆高科技實(shí)業(yè)有限公司、贛州中橙果業(yè)科技開發(fā)股份有限公司、江西科泰生物技術(shù)有限公司、浙江日升藥業(yè)有限公司等企業(yè)。畢業(yè)生考研率平均30%左右,錄取的高校90%以上為重點(diǎn)大學(xué)和中科院?jiǎn)挝?,如浙江大學(xué)、北京理工大學(xué)、江南大學(xué)、華南理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所等??佳械漠厴I(yè)生在研究生復(fù)試面試過(guò)程中,充分體現(xiàn)了學(xué)生理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂蒲兴仞B(yǎng)的優(yōu)勢(shì),均取得了較好的復(fù)試成績(jī),顯現(xiàn)了本專業(yè)以“特色學(xué)科建設(shè)”為導(dǎo)向的課程體系優(yōu)化教育改革的生命力。
作者:余水靜 鄧揚(yáng)悟 宋秋華 單位:江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院
摘要:隨著世界人口的不斷增長(zhǎng),以及人們生活水平的顯著提高,社會(huì)對(duì)食品的需求在不斷加強(qiáng)。而生物工程技術(shù)作為一項(xiàng)應(yīng)用微生物、動(dòng)植物細(xì)胞以生產(chǎn)具有應(yīng)用價(jià)值產(chǎn)物的新型技術(shù),在食品工業(yè)中得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用。本文重點(diǎn)分析了基因工程、酶技術(shù)以及發(fā)酵工藝等生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)、加工中的應(yīng)用,對(duì)于提高食品生產(chǎn)加工效率,以及對(duì)生物工程技術(shù)的進(jìn)一步研究具有一定的參考意義。
關(guān)鍵詞:生物工程技術(shù);食品工業(yè);應(yīng)用
生物工程技術(shù)是一項(xiàng)依靠微生物、動(dòng)植物體作為反應(yīng)容器進(jìn)行生產(chǎn)加工的科學(xué)技術(shù),興起于20世紀(jì)70年代,結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)形成了與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、食品、能源等行業(yè)相結(jié)合的綜合型技術(shù)。生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要包括了基因工程、酶工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程等。以上技術(shù)在食品生產(chǎn)加工的各個(gè)環(huán)節(jié)均有重要的應(yīng)用。
1.生物工程技術(shù)在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.1動(dòng)物源性與植物源性食品的改良
通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使植物和動(dòng)物獲得某些特定的優(yōu)良性狀,以達(dá)到改良食品成分、產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等效果。其在動(dòng)物源性食品生產(chǎn)上的應(yīng)用尚處于研究階段,實(shí)驗(yàn)顯示,通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良的動(dòng)物具有生長(zhǎng)速度加快、肉質(zhì)提高、抗病能力增強(qiáng)等特點(diǎn),如通過(guò)生物技術(shù)改變牛乳成分,生產(chǎn)含有豐富改良蛋白的牛乳,降低牛乳中的乳糖含量。而在農(nóng)作物上的應(yīng)用主要著眼于在增強(qiáng)作物產(chǎn)量以及抗病蟲害能力。例如通過(guò)基因修飾技術(shù)提高馬鈴薯中的碳水化合物,控制小麥面粉的黏彈性和加工性能等。除了直接對(duì)動(dòng)植物采用基因修飾技術(shù)以外,還可以利用生物技術(shù)生產(chǎn)畜用激素,提高牛乳產(chǎn)量,或增加禽畜的瘦肉比例等。但需要指出的是,采用基因技術(shù)生產(chǎn)的食品安全性一直受到質(zhì)疑,相關(guān)問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。
1.2新型食用資源的開發(fā)與生產(chǎn)
生物工程技術(shù)可以開發(fā)生產(chǎn)多種新型食用資源,其中較受關(guān)注的有微生物蛋白等。微生物蛋白也叫單細(xì)胞蛋白,是用工農(nóng)業(yè)廢料和石油廢料人工培養(yǎng)生產(chǎn)的微生物菌體。微生物蛋白并不是純蛋白,而是包含有豐富蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸以及維生素、無(wú)機(jī)物等混合物組成的細(xì)胞團(tuán)。由于采用微生物繁殖,微生物蛋白的原料來(lái)源極為廣泛,秸稈、木屑、有機(jī)廢水、石油、乙醇等廢物廢料都可以作為微生物蛋白的生產(chǎn)原料;同時(shí),微生物蛋白的生產(chǎn)效率很高,產(chǎn)量高且不受地區(qū)、季節(jié)和氣候限制。在應(yīng)用上,微生物蛋白不僅可以作為營(yíng)養(yǎng)豐富的飼料蛋白,還可以加工生產(chǎn)“人造肉”等食品。由于微生物蛋白中氨基酸種類豐富,并含有多種微生物,可以彌補(bǔ)一般糧食中氨基酸種類不全的缺點(diǎn),常用來(lái)加工生產(chǎn)食品添加劑以提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。需要特別說(shuō)明的是,在目前生產(chǎn)的微生物蛋白中,由于核酸含量過(guò)高,有引起痛風(fēng)等疾病的風(fēng)險(xiǎn),其安全性仍待進(jìn)一步研究和改善。
1.3發(fā)酵飲料的生產(chǎn)與改良
飲料作為食品工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一,越來(lái)越多的生物技術(shù)在其中得到了廣泛而高效的應(yīng)用。其應(yīng)用主要集中于發(fā)酵飲料的改良、酶工程在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用以及果膠酶的使用等。發(fā)酵飲料是應(yīng)用微生物活動(dòng)制造的風(fēng)味獨(dú)特而營(yíng)養(yǎng)豐富的飲料產(chǎn)品,發(fā)酵乳以動(dòng)物乳為原料,將乳酸菌、酵母菌等特定微生物加入殺菌后的動(dòng)物乳中,經(jīng)混合發(fā)酵制成,由于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和口感較好,受到消費(fèi)者的廣泛歡迎;植物蛋白發(fā)酵飲料與發(fā)酵乳類似,由蛋白質(zhì)含量較高的核果類接種乳酸菌制成,容易被人體吸收。在現(xiàn)代的啤酒生產(chǎn)中,應(yīng)用了固定化啤酒酵母技術(shù),通過(guò)將酵母細(xì)胞固定在基質(zhì)材料中,來(lái)縮短啤酒發(fā)酵時(shí)間,提高發(fā)酵質(zhì)量;同時(shí)利用β-葡聚糖酶講解β-葡聚糖以提高啤酒的持泡性。果膠酶在果汁生產(chǎn)中主要起到將果汁提取、澄清、過(guò)濾的作用。目前主要使用多種不會(huì)產(chǎn)生毒素的曲霉作為產(chǎn)酶菌,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于果汁果酒的工業(yè)生產(chǎn)。
2.生物工程技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用
2.1生產(chǎn)食品添加劑
常用的食品添加劑按制備途徑可以分為天然食品添加劑、化學(xué)合成添加劑以及生物技術(shù)制備添加劑等。其中生物技術(shù)的主要應(yīng)用有調(diào)味品的制備,即以豆泊、高粱、麩皮等為原料,選擇合適的菌株發(fā)酵以制備呈特定味道的可食用物質(zhì)。如利用枯草桿菌生產(chǎn)核苷酸以制備味精,利用醋酸桿菌發(fā)酵乙酸生產(chǎn)食醋等;還可以利用生物技術(shù)制備食品著色劑,市面上由微生物發(fā)酵制得的著色劑有紅曲紅色素、β-胡蘿卜素、維生素B等,一些帶有鮮艷顏色的食品,如紅腐乳等也是微生物發(fā)酵的產(chǎn)物;另外,利用微生物生產(chǎn)的增稠劑如黃原膠等也得到了一定的應(yīng)用。
2.2在食品保鮮防腐上的應(yīng)用
生物保鮮技術(shù)的一般機(jī)理為隔離食品與空氣的接觸,以延緩氧化作用;或者利用本身具有良好抑菌作用的生物保鮮劑,以起到防腐保鮮的作用。例如使用微生物及其代謝產(chǎn)物保鮮,就是利用微生物產(chǎn)生抗生素或抗菌肽,以抑制果蔬表面的細(xì)菌、真菌、原蟲等微生物。另外,還可以利用天然提取物中的活性物質(zhì)來(lái)抑制果蔬中酶的活性,以及在果蔬表面形成抗氧化膜,以達(dá)到保鮮防腐的效果。
2.3在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用
生物技術(shù)在食品安全檢測(cè)中也得到了廣泛應(yīng)用?;蛱结?lè)ㄓ纸凶龇肿与s交技術(shù),是利用DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)的特性來(lái)監(jiān)測(cè)DNA序列的一項(xiàng)技術(shù),通常用來(lái)監(jiān)測(cè)食品中存在的大腸桿菌、沙門氏菌和葡萄球菌等有害微生物,其精確度高且操作便捷,不足之處是成本較高;而生物芯片技術(shù)是按照有序排列在載體表面的大量生物分子的特異性親和反應(yīng)進(jìn)行分析,相對(duì)于傳統(tǒng)方法,生物芯片技術(shù)具有數(shù)據(jù)可靠且自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。
結(jié)語(yǔ):
21世紀(jì)的生物技術(shù)的時(shí)代,隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展,其在食品工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)得到飛速發(fā)展。有效利用生物工程技術(shù),不僅能夠大幅度提高食物的產(chǎn)量,還可以生產(chǎn)出符合人類營(yíng)養(yǎng)要求的特定效用的食品。發(fā)展生物工程技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用,對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)處于高速發(fā)展中的人口大國(guó)來(lái)說(shuō),有著重大的戰(zhàn)略意義。