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生物工程碩士畢業(yè)論文
生物工程，是20世紀(jì)70年代初開始興起的一門新興的綜合性應(yīng)用學(xué)科，90年代誕生了基于系統(tǒng)論的生物工程，即系統(tǒng)生物工程的概念。
【一】生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革探析
摘要分析高等學(xué)校生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題，提出深化實(shí)踐教學(xué)改革的思路。
依托吉林大學(xué)國(guó)家級(jí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，對(duì)實(shí)踐教學(xué)體系、方法、評(píng)價(jià)體系進(jìn)行一系列的改革與嘗試，初步探索出一條適合吉林大學(xué)生物工程專業(yè)發(fā)展的實(shí)踐教學(xué)道路。
關(guān)鍵詞生物工程;實(shí)踐教學(xué);實(shí)訓(xùn)基地
1前言
生物工程作為21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心之一，是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性、綜合性很強(qiáng)的交叉學(xué)科[1]。
隨著科技的進(jìn)步，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，生物產(chǎn)業(yè)的前景也愈發(fā)廣闊。
然而生物工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)卻較為困難，究其根本原因，一方面是我國(guó)生物工程產(chǎn)業(yè)化水平較低，另一方面是因?yàn)閷W(xué)生的“三個(gè)能力”即實(shí)驗(yàn)技能、工程能力、創(chuàng)新能力等方面有所欠缺。
實(shí)踐教學(xué)是本科教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際能力的過(guò)程，對(duì)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)也至關(guān)重要。
本文在分析國(guó)內(nèi)生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)弊端的基礎(chǔ)上，依托吉林大學(xué)國(guó)家級(jí)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(以下簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)中心)，對(duì)生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行初步探討。
2生物工程實(shí)踐教學(xué)存在的問(wèn)題
忽視實(shí)踐教學(xué)，教育理念落后傳統(tǒng)教育觀念重理論、輕實(shí)踐，認(rèn)為實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充，是驗(yàn)證理論課的一種手段[2]。
因此，生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課設(shè)置門數(shù)較多，學(xué)生課業(yè)較重，課余時(shí)間不足。
相對(duì)而言，實(shí)驗(yàn)課不設(shè)考試，沒(méi)有學(xué)分，只注意如何更好地配合理論教學(xué)，這就造成學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課和實(shí)驗(yàn)技能，成為生物工程專業(yè)實(shí)踐教育的一大痼疾。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)課安排不合理傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容大多是由課程指導(dǎo)教師獨(dú)立設(shè)置，而部分指導(dǎo)教師科研方向與所教課程方向不一致，無(wú)法將新知識(shí)、新技術(shù)和新方法引入實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中，勢(shì)必導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，方法老套。
再加上各課程指導(dǎo)教師缺乏應(yīng)有的溝通，故而實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容零散，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)[3]，使得學(xué)生喪失主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。
同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)課依附于理論課，沒(méi)有獨(dú)立的學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課普遍安排在學(xué)生課余時(shí)間，實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些現(xiàn)象缺乏思考[4]。
由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生都是被動(dòng)參與，他們的主動(dòng)性和積極性沒(méi)有被充分調(diào)動(dòng)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題便難以解決，限制了他們創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的發(fā)展。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入少，師資隊(duì)伍薄弱由于經(jīng)費(fèi)投入不足，很多儀器設(shè)備臺(tái)套數(shù)不夠，許多實(shí)驗(yàn)中幾個(gè)甚至是十幾個(gè)學(xué)生共用一套儀器設(shè)備，且難以更新?lián)Q代，先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備進(jìn)入不到教學(xué)中來(lái)，造成理論與實(shí)際脫節(jié)，不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手操作的積極性[5]。
加之長(zhǎng)期以來(lái)受傳統(tǒng)教育觀念影響，實(shí)驗(yàn)系列教師一直不被重視。
從事實(shí)踐教學(xué)的教師普遍存在學(xué)歷低、水平不高、進(jìn)修機(jī)會(huì)少、職稱評(píng)定和工作量計(jì)算不合理的情況[6]，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員工作熱情不高、責(zé)任心不強(qiáng)，嚴(yán)重影響了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。
3生物工程實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建
近幾年，針對(duì)生物工程專業(yè)存在的實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)行許多改革嘗試。
通過(guò)專業(yè)整合，將原屬于農(nóng)業(yè)與機(jī)械學(xué)院的生物工程專業(yè)調(diào)整到生命科學(xué)學(xué)院，依托實(shí)驗(yàn)中心對(duì)生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，把實(shí)驗(yàn)從理論課中分離出來(lái)，設(shè)計(jì)獨(dú)立的實(shí)踐課程和考核方法，理順學(xué)科脈絡(luò)，明確各課程的授業(yè)范圍，引入學(xué)科交叉和開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化課程實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)內(nèi)容的相互銜接，構(gòu)建循序漸進(jìn)、逐步深入、全面系統(tǒng)的課程體系。
這樣調(diào)整，使得課程內(nèi)容既避免重復(fù)，又相互銜接;既反映學(xué)科前沿，又突出學(xué)科交叉融合之勢(shì)。
專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰槟康模瑥?qiáng)化學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。
同時(shí)，在每門實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)設(shè)計(jì)一定學(xué)時(shí)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供學(xué)生自主選做，有一定加分，提高實(shí)驗(yàn)的深度和廣度，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣發(fā)展。
以微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)為例，設(shè)計(jì)為64學(xué)時(shí)，必選實(shí)驗(yàn)有3項(xiàng)為54學(xué)時(shí)。
同時(shí)，設(shè)計(jì)6項(xiàng)選做實(shí)驗(yàn)，其中3項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn)“從酸奶中分離、培養(yǎng)產(chǎn)乳鏈菌肽的乳酸乳球菌及乳鏈菌肽效價(jià)測(cè)定”“大腸桿菌噬菌體的分離、純化及效價(jià)測(cè)定”“纖維素酶產(chǎn)生菌的選育”，每項(xiàng)為8學(xué)時(shí);3項(xiàng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)“高產(chǎn)淀粉酶霉菌的分離純化”“高產(chǎn)酒精的釀酒酵母菌株的誘變選育”“高產(chǎn)抗菌肽乳酸菌的分離純化”，每項(xiàng)為2學(xué)時(shí)。
學(xué)生做完必選實(shí)驗(yàn)后，至少再選作1項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn)和1項(xiàng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)才能結(jié)課，這樣有助于確立學(xué)生在實(shí)踐中的主體地位，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，鍛煉其實(shí)驗(yàn)技能。
另外，承辦院、校、省級(jí)生物實(shí)驗(yàn)技能大賽，根據(jù)競(jìng)賽成績(jī)選拔下一級(jí)參賽人員。
通過(guò)這樣一種“層層遞進(jìn)式”的競(jìng)賽方式，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)一步得以鞏固、加深。
實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)的對(duì)接，將專業(yè)實(shí)踐分為校內(nèi)實(shí)訓(xùn)和校外實(shí)習(xí)兩個(gè)階段。
校內(nèi)實(shí)訓(xùn)建設(shè)了實(shí)訓(xùn)基地，配備了相應(yīng)的儀器設(shè)備，如多臺(tái)5～100L發(fā)酵罐、空壓機(jī)、電鍋爐、大容量冷凍離心機(jī)、高壓均質(zhì)機(jī)、噴霧干燥器、中試型流化床、滴丸機(jī)、凍干機(jī)等先進(jìn)儀器。
同時(shí)，將基因工程、發(fā)酵工程、代謝控制工程、生物分離工程等課程有機(jī)整合在一起，以典型的生物產(chǎn)品和教師的科研成果為內(nèi)容，在學(xué)生具備專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)上，從原材料開始到終產(chǎn)物的制備，用一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、技術(shù)與方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
如“好氧發(fā)酵—谷氨酸發(fā)酵”和“重組人白介素18的發(fā)酵、純化及鑒定”分別是傳統(tǒng)生物產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)及科研成果實(shí)驗(yàn)的代表。
為了使課程內(nèi)容與產(chǎn)品生產(chǎn)一致、儀器設(shè)置與生產(chǎn)要求一致、教學(xué)過(guò)程與工藝流程一致，校內(nèi)實(shí)訓(xùn)以學(xué)生為主，教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)，學(xué)生按照企業(yè)的生產(chǎn)流程通過(guò)小組合作生產(chǎn)出相應(yīng)產(chǎn)品，通過(guò)這一過(guò)程使得學(xué)生對(duì)生物產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、提取、檢驗(yàn)等一系列過(guò)程有了深刻的了解。
同時(shí)，積極推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，推動(dòng)教師參與企業(yè)的產(chǎn)品與技術(shù)開發(fā)，從企業(yè)引進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師到學(xué)校任教，并與16家科研院所和企業(yè)聯(lián)辦實(shí)習(xí)基地。
在學(xué)生完成校內(nèi)實(shí)訓(xùn)，掌握相關(guān)生產(chǎn)原理及工藝流程后，帶領(lǐng)他們到相關(guān)的工廠實(shí)地實(shí)習(xí)，了解工廠設(shè)計(jì)，熟悉生產(chǎn)流程，加深對(duì)自動(dòng)化的認(rèn)知。
這樣既促進(jìn)了學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展，也為教師和企業(yè)的合作提供了平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了共贏。
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)依托開放實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃、吉林省生命科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽、本科畢業(yè)論文等來(lái)推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和科研興趣。
在大創(chuàng)計(jì)劃和創(chuàng)新大賽中，學(xué)生自主選擇題目并由教師指導(dǎo)學(xué)生自主閱讀文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)路線和進(jìn)行試驗(yàn)。
在畢業(yè)論文中，教師以自己的科研課題為主設(shè)計(jì)題目，教師和學(xué)生實(shí)行雙向選擇，確保一人一題。
在這一過(guò)程中，使學(xué)生了解科研過(guò)程，具備文獻(xiàn)檢索、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、論文寫作等科研工作必備素質(zhì)。
經(jīng)過(guò)幾年的積累與沉淀后，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力顯著提高，本科生承擔(dān)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目47項(xiàng)，發(fā)表研究論文19篇，參與申請(qǐng)發(fā)明專利6項(xiàng)。
4生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)方法的創(chuàng)新
隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)與教育的深度融合已成為必然趨勢(shì)。
“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)踐教學(xué)不受時(shí)間的限制，學(xué)生可隨時(shí)通過(guò)手機(jī)等現(xiàn)代通信工具進(jìn)行選課、預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、查詢成績(jī)、課后交流，由“被動(dòng)灌輸”變?yōu)?ldquo;主動(dòng)探索”，提高了學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)了自主學(xué)習(xí)。
以實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站為平臺(tái)，將現(xiàn)代信息技術(shù)與啟發(fā)式、互動(dòng)式、探究式的教學(xué)方法相結(jié)合，進(jìn)行數(shù)字化教材、虛擬仿真技術(shù)、微課等輔助教學(xué)。
1)在實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站上發(fā)布本學(xué)期實(shí)踐教學(xué)日程安排，學(xué)生根據(jù)選課查閱相應(yīng)的數(shù)字化資源，通過(guò)相關(guān)儀器使用視頻、課件和相關(guān)資料預(yù)習(xí)，盡早熟悉操作技能，理解實(shí)驗(yàn)原理，提高實(shí)驗(yàn)效率，減少實(shí)際操作中的錯(cuò)誤。
2)通過(guò)基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)、選做和驗(yàn)證性等微實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)或技能點(diǎn)視頻的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)熟悉實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而將更多的時(shí)間投入到綜合性、探究性實(shí)驗(yàn)上。
3)通過(guò)對(duì)操作復(fù)雜、大型設(shè)備使用技術(shù)、不可見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)原理和不可見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，如動(dòng)物解剖、外源基因轉(zhuǎn)入受體菌的過(guò)程，發(fā)酵罐控制、高效液相色譜的操作等，使學(xué)生網(wǎng)上模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作，形象、直觀地熟悉實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解，為真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作打下基礎(chǔ)。
4)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自主答題、自主測(cè)試、師生互動(dòng)、成績(jī)查詢、教學(xué)評(píng)價(jià)等。
5)教師可登錄后臺(tái)，查看學(xué)生的觀看視頻次數(shù)、時(shí)間、模擬實(shí)驗(yàn)操作情況，評(píng)定學(xué)生自學(xué)成績(jī)等。
幾年來(lái)，中心開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程13部、在編數(shù)字化課程3部、視頻71部、多媒體課件89個(gè)、仿真實(shí)驗(yàn)6個(gè)，促進(jìn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，取得較好的教學(xué)效果。
5生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系的建立
完善的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系是實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的根本保障。
經(jīng)過(guò)幾年的摸索、總結(jié)和實(shí)踐，構(gòu)建了一套以學(xué)生為主體、內(nèi)容多元性、渠道多樣化、注重評(píng)價(jià)對(duì)象未來(lái)發(fā)展的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系。
該體系由實(shí)踐教學(xué)考核體系和實(shí)踐教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系兩部分組成。
1)學(xué)生實(shí)踐成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系由五部分組成：①學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、觀看儀器操作的程度，占總成績(jī)的10%;②進(jìn)行儀器操作的考核，合格者發(fā)儀器使用許可證，占總成績(jī)的20%;③良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，由研究生助教和實(shí)驗(yàn)系列人員對(duì)實(shí)驗(yàn)中的行為打分，占總成績(jī)的20%;④全部實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的考試，占總成績(jī)的25%;⑤實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)結(jié)果電子分析報(bào)告，占總成績(jī)的25%。
另外，如果實(shí)驗(yàn)為探究型實(shí)驗(yàn)，則降低④⑤各5%的占比，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和論文撰寫10%的占比。
2)實(shí)踐教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系由三部分組成：①學(xué)期末，對(duì)在校學(xué)生、畢業(yè)一年的學(xué)生和任課教師做調(diào)查問(wèn)卷，并收集網(wǎng)上反饋信息，以此作為改進(jìn)的依據(jù);②學(xué)期初，組織任課教師、校內(nèi)專家、用人單位專家認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐教學(xué)不足，提出改進(jìn)意見(jiàn)并參與培養(yǎng)方案制訂，使各項(xiàng)改革有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，符合社會(huì)需要;③設(shè)立實(shí)踐教學(xué)督學(xué)委員會(huì)，指導(dǎo)并監(jiān)督各項(xiàng)實(shí)踐工作落到實(shí)處。
實(shí)踐證明，該評(píng)價(jià)體系對(duì)促進(jìn)學(xué)生提高創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力、科研素質(zhì)等具有明顯效果，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃立項(xiàng)不斷增加，發(fā)表論文、申請(qǐng)專利的數(shù)量和質(zhì)量一直攀升，各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)大幅度增多，被國(guó)內(nèi)外知名院校錄取的研究生數(shù)量逐年增加，得到用人單位廣泛認(rèn)可。
6高水平的實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)
教師是培養(yǎng)方案的執(zhí)行者，教師的素質(zhì)、能力與水平，直接關(guān)系到教育質(zhì)量的高低，關(guān)系到培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)認(rèn)可度[7]。
針對(duì)青年教師的培養(yǎng)，首先，采取老教師傳、幫、帶的措施，定期對(duì)青年教師進(jìn)行教學(xué)理念、教學(xué)方法的指導(dǎo)，提高青年教師的教學(xué)水平;其次，鼓勵(lì)中青年教師在職攻讀博士學(xué)位，提高學(xué)歷層次;最后，為中青年教師提供參加各種教學(xué)、科研會(huì)議的機(jī)會(huì)，幫助中青年教師申請(qǐng)教學(xué)、科研項(xiàng)目，提高業(yè)務(wù)水平，開闊科研視野。
經(jīng)過(guò)幾年的建設(shè)，中心教學(xué)團(tuán)隊(duì)的年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)趨于合理，中青年教師比例為72%，博士學(xué)位獲得者比例為39%，高級(jí)職稱擁有者比例為28%。
教學(xué)成果不斷涌現(xiàn)，主編出版實(shí)驗(yàn)教材15部、實(shí)驗(yàn)教改專著6部，發(fā)表教學(xué)研究論文120篇，獲各類教學(xué)改革獎(jiǎng)勵(lì)與榮譽(yù)158項(xiàng)，確保了培養(yǎng)方案的順利實(shí)施和實(shí)踐育人質(zhì)量的不斷提高。
7結(jié)語(yǔ)
吉林大學(xué)生物工程專業(yè)于2000年在工學(xué)部食品科學(xué)與工程的基礎(chǔ)上開始建設(shè)，成立時(shí)間短、積累少，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱，阻礙了專業(yè)發(fā)展。
因此，在專業(yè)建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中一直重視實(shí)踐教學(xué)改革，不斷探討提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的方法，并取得較好的成績(jī)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)都有了很大程度的提高。
將進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)梯隊(duì)建設(shè)、數(shù)字化教材建設(shè)、教學(xué)管理的探索和改革，使學(xué)生更好地適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展和社會(huì)的需要。
參考文獻(xiàn)
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作者：徐立新 周毓麟 閆國(guó)棟 王貞佐 逯家輝 滕利榮
【二】生物工程技術(shù)特征及應(yīng)用趨勢(shì)
【摘要】生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)屬于高新產(chǎn)業(yè)，對(duì)各方面要求較高，本身技術(shù)含量高、前期成本大、風(fēng)險(xiǎn)高且回報(bào)率高。
人們對(duì)其有著巨大需求，部分人為了其中巨大利潤(rùn)采用壟斷手段。
在這樣的背景下，有必要做好具體研究工作。
本文中筆者以生物工程技術(shù)為切入點(diǎn)，分析其應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。
【關(guān)鍵詞】生物工程;技術(shù)特征;應(yīng)用趨勢(shì)
1引言
近些年科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，生物工程技術(shù)也不例外，一波又一波的信息革命浪潮激起。
生物工程技術(shù)依托生命科學(xué)與生物技術(shù)，發(fā)現(xiàn)前景不容忽視。
我國(guó)生物工程技術(shù)快速發(fā)展，突破一個(gè)又一個(gè)的技術(shù)障礙，隨著劃時(shí)代的“工作框架圖譜”的完成，生物工程技術(shù)已經(jīng)步入新的階段，直接影響到人們的生活與工作方式，本文就此展開論述。
2生物工程技術(shù)特征概述
生物工程技術(shù)又稱為生物工程，以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)、構(gòu)建新的生物類型或新生物技能的使用技術(shù)，也是有效結(jié)合現(xiàn)代生物科學(xué)與工程技術(shù)的產(chǎn)物。
其特征主要表現(xiàn)為以下特征：(1)大科學(xué)工程特征，20世紀(jì)80年代中期基因組的研究開始，生物工程技術(shù)研究自此進(jìn)入大科學(xué)運(yùn)作方式。
基因組研究的主要代表就是人類基因組，研究對(duì)象非常復(fù)雜，需要在整體角度破解遺傳信息，因此采用其他學(xué)科運(yùn)作方式;
(2)高技術(shù)特征，主要表現(xiàn)為高知識(shí)層次的人才與先進(jìn)技術(shù)手段，生物工程技術(shù)作為新興產(chǎn)業(yè)，在疑難病癥領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，有效控制威脅人類生命健康的重大疾病;
(3)高投入特征，生物工程技術(shù)投入龐大，投資主要用于研究新產(chǎn)品、建設(shè)廠房及配置設(shè)備儀器;
(4)長(zhǎng)周期特征，生物工程技術(shù)項(xiàng)目從研制到轉(zhuǎn)化有著很多環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有繁瑣的審批程序，加上產(chǎn)品培養(yǎng)與市場(chǎng)開發(fā)難度較大，因此開發(fā)周期較長(zhǎng);
(5)高風(fēng)險(xiǎn)特征，現(xiàn)產(chǎn)品投資到臨床試驗(yàn)、上市等，一個(gè)復(fù)雜的巨大系統(tǒng)工程，任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目。
3生物工程技術(shù)應(yīng)用分析
21世紀(jì)高新技術(shù)的核心就是生物工程技術(shù)，可以有效解決人類社會(huì)面臨的各類重大問(wèn)題，比如食物、環(huán)境及資源等。
世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的都向生物工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)傾斜。
其應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面：
3.1農(nóng)業(yè)方面
國(guó)際農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)迅速發(fā)展，有助于改善農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與增加作物產(chǎn)量，受到各國(guó)政府與科學(xué)家的重視。
其中研究最深與最廣的就是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，該技術(shù)直接將目的基因?qū)雱?dòng)植物體內(nèi)，改良家畜、家禽及農(nóng)作物品種，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新品種，提高資源利用效率降低成本。
抵御各種蟲害，自然環(huán)境的影響對(duì)于農(nóng)作物也是有一定的影響，也可以讓其進(jìn)行改善。
今后生產(chǎn)效率也將要依靠它來(lái)提高。
3.2海洋方面
有效結(jié)合海洋生物學(xué)與生物工程技術(shù)，形成新的海洋生物工程技術(shù)。
海洋生物工程技術(shù)的主要作用時(shí)提高海洋生物資源利用率、有效改善海洋生物品種、提高海洋養(yǎng)殖產(chǎn)量與質(zhì)量，獲得具有特殊藥用與保健價(jià)值的生物活性物質(zhì)，因此人們對(duì)其越來(lái)越重視，很多沿海國(guó)家將其作為自己的研究重點(diǎn)，上升到戰(zhàn)略層次，為社會(huì)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。
3.3輕工方面
生物工程技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域就是輕工與食品行業(yè)，主要表現(xiàn)為三方面：農(nóng)副原料利用生物工程技術(shù)直接加工成商品，常見(jiàn)的比如釀酒、發(fā)酵行業(yè)等;以生物工程技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)生二次開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)，比如高果糖漿等;最后傳統(tǒng)工藝存在某些不足的地方，利用生物工程技術(shù)進(jìn)行改造，有效解決傳統(tǒng)工藝不足的地方，降低成本與資源消耗，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
3.4醫(yī)藥方面
醫(yī)藥生物工程技術(shù)是生物工程技術(shù)研究開發(fā)的熱點(diǎn)，近十多年來(lái)一些發(fā)達(dá)國(guó)家投放大量的人財(cái)物力研究和開發(fā)醫(yī)藥領(lǐng)域的生物工程技術(shù)，已取得新的進(jìn)展。
作者：吳賽 單位：湖南省邵陽(yáng)學(xué)院生化系
【三】生物工程專業(yè)發(fā)酵工藝教學(xué)改革探索
摘要:根據(jù)發(fā)酵工藝原理課程的特點(diǎn)和性質(zhì)及吉林大學(xué)生物工程專業(yè)的具體情況，制定課程教學(xué)改革的思路和方法，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面探索教學(xué)模式在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:發(fā)酵工藝原理;生物工程;教學(xué)改革
1前言
發(fā)酵工程是基因工程、酶工程和細(xì)胞工程等其他生物技術(shù)的最終手段和方法，是生物技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。
發(fā)酵工藝原理是吉林大學(xué)生物工程專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)課，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題的一門重要課程，同時(shí)也是學(xué)生后續(xù)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)及進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域工作的基礎(chǔ)。
由于此課程內(nèi)容豐富，涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微生物學(xué)及化工原理等理論，各學(xué)科間相互交叉滲透[1]，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。
因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)對(duì)發(fā)酵過(guò)程有系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，掌握發(fā)酵工藝的基本內(nèi)容和操作過(guò)程，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力[2]，其取得良好的教學(xué)效果，是高校教師在教學(xué)工作中需要探索的重要問(wèn)題[3-4]。
筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)工作，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進(jìn)行調(diào)整，取得一定的效果。
2教學(xué)改革探索
優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容合理的教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高起重要作用。
為了使學(xué)生在校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)既系統(tǒng)科學(xué)又專業(yè)實(shí)用，筆者改變以往對(duì)單一教科書的依賴，優(yōu)化和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的知識(shí)體系，在教材的選擇上以熊宗貴主編的《發(fā)酵工藝原理》為主，同時(shí)為學(xué)生推薦《發(fā)酵工程最優(yōu)化控制》《發(fā)酵工藝學(xué)》《發(fā)酵工藝原理與技術(shù)》等側(cè)重點(diǎn)不同的教科書。
在此基礎(chǔ)上多途徑(雜志、相關(guān)網(wǎng)站)選擇參考資料[5]，內(nèi)容上涉及教學(xué)小組各教師的科研項(xiàng)目及國(guó)內(nèi)外最新的科研成果和專業(yè)技術(shù)，用以擴(kuò)增課堂信息量，解決原來(lái)課上知識(shí)乏味、內(nèi)容老舊的問(wèn)題，從而使學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容及研究前景有所了解，激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)方向的研究興趣和熱情，對(duì)學(xué)生未來(lái)從事相關(guān)科研工作起到一定的啟蒙和科普的作用。
教學(xué)順序上為了使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)，講授的主要內(nèi)容按照發(fā)酵工藝進(jìn)行的先后順序(微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成、菌種選育與保藏、培養(yǎng)基配制、滅菌、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、發(fā)酵過(guò)程檢測(cè)及控制、發(fā)酵過(guò)程的實(shí)驗(yàn)室過(guò)程和放大、環(huán)境保護(hù)、發(fā)酵過(guò)程經(jīng)濟(jì)學(xué))進(jìn)行編排，
并在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)完成后結(jié)合現(xiàn)有發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例進(jìn)行講授，便于學(xué)生從整體至局部對(duì)發(fā)酵工程基本理論及工藝流程進(jìn)行理解與掌握。
改革教學(xué)方法以知識(shí)傳授為主的教學(xué)方法在實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)課程教學(xué)中存在易使學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)片面，不能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和提高實(shí)踐能力等問(wèn)題[6]。
首先，改變傳統(tǒng)的課堂講授方式，把課堂教學(xué)從傳統(tǒng)的單向傳授變?yōu)殡p向互動(dòng)的過(guò)程，在課堂教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)方法。
課上教師有針對(duì)性地提出問(wèn)題并給予一定的提示，使學(xué)生獨(dú)立思考，注重對(duì)其他已學(xué)課程中知識(shí)的聯(lián)系和鞏固，同時(shí)布置課后思考題便于學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固課上知識(shí)。
其次，開設(shè)專題討論課，學(xué)生以小組的形式對(duì)感興趣的發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行資料的收集和整理，提倡相互交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，深入挖掘?qū)W生的思維潛能。
第三，發(fā)酵工藝原理是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，許多設(shè)備必須以圖像形式展現(xiàn)其關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)和工作原理，有些工藝如果能夠親臨現(xiàn)場(chǎng)或用視頻的形式進(jìn)行介紹，則能使課堂上的教學(xué)效果大大增強(qiáng)[7]。
用制圖軟件提高課件中插圖的質(zhì)量，使圖像色彩化、立體化、直觀化、動(dòng)態(tài)化，教學(xué)效果遠(yuǎn)勝空洞的語(yǔ)言描述。
在課堂教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)增加模擬動(dòng)畫、工廠生產(chǎn)視頻，使原本抽象的內(nèi)容能夠直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生更容易理解和接受，從而將枯燥的發(fā)酵過(guò)程和繁雜的設(shè)備工作原理的記憶過(guò)程轉(zhuǎn)化為生動(dòng)形象直觀理解的過(guò)程，學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)效果得到增強(qiáng)。
并且通過(guò)此方法，可以保證學(xué)生在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)參觀工廠之前對(duì)各種設(shè)備和生產(chǎn)工藝建立初步印象和認(rèn)識(shí)，改善以往參觀與課堂知識(shí)銜接不理想、見(jiàn)習(xí)效果收效甚微的狀況。
加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力實(shí)驗(yàn)課程是發(fā)酵工藝原理課程教學(xué)中重要的組成部分，對(duì)于幫助學(xué)生提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有重要意義[5]。
由于完整的發(fā)酵過(guò)程存在實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，以往在教學(xué)過(guò)程中受到實(shí)驗(yàn)課時(shí)短、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地有限等條件的限制，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立，大多為驗(yàn)證型小實(shí)驗(yàn)，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。
因此，在實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)時(shí)，一方面將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一驗(yàn)證型向綜合型、研究型發(fā)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改革，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的熱情，在加深對(duì)課程知識(shí)理解的同時(shí)，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。
對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)和考核，合格后靈活安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，開放實(shí)驗(yàn)室保證學(xué)生能夠充分利用課余時(shí)間走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)課程中感興趣或有疑問(wèn)的知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以分析，從而提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和解決問(wèn)題的能力。
另一方面，增加實(shí)驗(yàn)分組數(shù)目，給學(xué)生增加參與實(shí)驗(yàn)操作的條件和機(jī)會(huì)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生都能充分參與實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)過(guò)程。
另外，因吉林大學(xué)生物工程專業(yè)的學(xué)生在大四上學(xué)期有為期一周的工廠見(jiàn)習(xí)，為了更好地鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)，將發(fā)酵工藝原理課程由原來(lái)的大四上學(xué)期調(diào)整至在大三下學(xué)期，通過(guò)對(duì)發(fā)酵工藝的學(xué)習(xí)，使學(xué)生帶著課堂上學(xué)習(xí)過(guò)的理論知識(shí)去相關(guān)工廠實(shí)習(xí)，實(shí)現(xiàn)理論與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合，在鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，對(duì)工廠實(shí)習(xí)中的工藝流程更加清晰。
考核形式的改革以考試為主的評(píng)價(jià)忽略了對(duì)學(xué)生在綜合分析和技能方面的測(cè)試，因此，適當(dāng)增加學(xué)生平時(shí)成績(jī)?cè)谡n程成績(jī)中所占的權(quán)重，學(xué)生課堂討論情況、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作情況、作業(yè)完成情況都要在課程成績(jī)中有所體現(xiàn);
考試卷面題目中，為了檢查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和操作，增加一定比例的實(shí)驗(yàn)過(guò)程異常情況分析題目;為了考查學(xué)生對(duì)專業(yè)前沿技術(shù)的關(guān)注程度，增加主觀題作為附加題目，從而保證通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生各方面的必要技能都有所提升，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)社會(huì)需要的復(fù)合型綜合人才的目標(biāo)。
3結(jié)語(yǔ)
為了更好地使學(xué)生掌握發(fā)酵工藝原理這門專業(yè)課程，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的具有創(chuàng)新思維和實(shí)踐動(dòng)手能力的復(fù)合型人才，針對(duì)教學(xué)過(guò)程中的部分環(huán)節(jié)進(jìn)行一些改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)掌握、資料收集與展示、實(shí)驗(yàn)操作能力有所提高。
隨著生物科技的發(fā)展，教師的教學(xué)工作也應(yīng)不斷地改革創(chuàng)新，培養(yǎng)出高專業(yè)素養(yǎng)的人才。
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作者:梁清
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