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生物工程分析

時間:2023-06-12 14:45:53

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇生物工程分析,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

生物工程分析

第1篇

(一)開展綜合性實驗和設計性實驗

在傳統的實驗教學中,往往以驗證性實驗為主,由教師準備好實驗材料和實驗藥品,并在實驗前將實驗目的、實驗步驟、儀器設備使用方法以及實驗注意事項全部告知學生,使得學生只能按部就班地完成教師預設的實驗內容,嚴重制約了學生參與實驗的主動性和創造性。為了改善實驗教學的現狀,教師應適當增加綜合性實驗和設計性實驗,重視對學生綜合知識運用能力、解決問題能力以及操作技能的培養。如,在綜合性實驗中,讓學生以小組為單位,共同完成鹽酸苯海拉明的全分析實驗,要求小組內成員都要參與到實驗準備、試劑配制的實驗全過程中;在設計性實驗中,布置學生設計出三種測定乙酰氨基酚含量的方法,讓學生通過實驗掌握乙酰氨基酚的結構特點和性質。在藥物分析實驗教學中,通過循序漸進、從易到難地開展綜合性實驗和設計性實驗,有利于鍛煉學生的動手能力,增強學生的創新意識,促進學生綜合素質發展。

(二)開展課外研究活動

在藥物分析課程的實驗教學中,可將部分需要改革創新的內容作為學生的課外研究計劃,并選出一些科研興趣比較濃厚且學習成績優秀的學生參與到研究計劃方案的設計與實施,借此來培養學生的實踐與創新能力。例如,為獲取藥物分析實驗中的抗生素檢定樣品,教師可以組織學生開展優化慶大霉素發酵培養條件的研究、慶大霉素發酵液分離與提研究等科研項目,這不但為實驗教學改革與創新提供了豐富的素材,而且在這一過程中還培養了學生的科研創新能力。通過開展課外研究活動,能夠使學生對藥物分析課程的學習更感興趣,可以使他們真正體驗到學有所用的樂趣,大量的實踐證明,將科研活動引入到藥物分析課程的實驗教學當中,可以為社會培養出更多的創新型人才。

(三)構建仿真一體化實驗教學體系

在藥物分析實驗教學中,教師可以崗位需求為導向,構建仿真一體化教學體系,使學生經歷新藥物研發的全過程,將跨學科知識有機結合起來,提高專業課程的學習效果。仿真一體化教學體系包括新生物藥物的GMP認證、新藥物的合成、生產、質量分析、流通、使用等環節,并將現代化企業中生物檢定法、免疫法、酶法等多種藥物分析方法融入到實驗教學中,使學生逐步掌握試驗材料、儀器、試劑的使用方法,了解微生物學、生物藥物分析學、生物制藥工藝學、現代生化技術等領域知識,從而拓展學生的知識視野,提高學生職業素質。

二、運用多樣化的教學手段,提高生物化學教學質量

(一)多媒體輔助教學手段

多媒體以其自身圖、文、聲并茂的特點,成為專業教學中最為實用的教學工具之一。借助多媒體工具,不但能夠將原本比較抽象的基礎理論知識直觀、生動地表達出來,而且還能擴大信息容量,有利于教學效率的提高。但必須注意的是,在應用多媒體進行藥物分析課程教學時,由于其中涉及的知識量相對較大,從而使得學生很難對這些知識進行有效整理。為此,教師可以將多媒體與板書進行有機結合,這樣能夠使學生對知識點的掌握更加牢固。

(二)開設網絡課堂

現如今,計算機網絡在我國的普及范圍越來越廣,幾乎各大院校都建立起了自己的校園網。為了提高藥物分析課程的的教學效率,可以校園網為依托開設網絡課堂,并建立包含課程學習、專業基礎知識、儀器設備、答疑測試等內容的網絡資源模塊。通過這些模塊,不但能夠擴展學生的學習范圍,加深他們對知識的理解,而且還能激發學生的學習興趣。

(三)混合式學習

這種學習方式兼具網絡與課堂教學的優勢,運用混合式學習的關鍵在于教學活動的設計。為此,教師應當多花一些時間和精力在教學活動設計上,為學生設計出一些好的教學活動,這不但可以解決課程教學時間與空間上存在的問題,促進師生之間的交流,而且還能調動學生的主觀能動性,增強他們自主構建知識的能力,這有助于教學質量的提高。

三、運用多種教學評價方法,重視學生綜合能力評價

評價是檢驗學生某一段時間內學習成果的最佳途徑。由于受傳統應試教育的影響,對學生的評價一般都是以考試的方式進行,而考試成績也成為評價學生的主要依據。在素質教育的背景下,應當改變這種傳統的評價方式,積極運用多種考核評價方法,對學生的能力、素質進行科學評估。首先,生生互評。學生本身是課堂教學的主體,所以應當讓學參與到評價中來,通過生生之間的互相評價,可以使學生找出自身存在的不足,這有助于互相促進、共同提高。其次,教師評價。教師一般對學生掌握知識的程度都有一個大致的了解,不僅如此,還對學生的能力也有所了解,如學生的實踐能力、崗位操作能力、創新能力等等。為此,可由教師對學生進行綜合性評價,并將能力和所學知識的掌握程度作為主要評價標準,這有利于促進學生全方面發展。最后,企業參與評價。學校可以聘請醫藥企業的技術人員以實際崗位的要求對學生進行評價。通過這樣的評價,可以使學生對專業崗位的要求有一定的了解,從而找出自身存在的問題,逐步加以改進和完善,達到崗位要求,這有助于提高學生的就業能力。

四、結論

第2篇

[關鍵詞]高等學校 生物工程專業 矛盾 分析

我國生物工程專業正式設立于1998年,它包含了原來的生物化工(部分)、微生物制藥、生物化學工程(部分)、發酵工程等4個專業,自設立以來,發展迅速。至2006年,已有234所高校設立生物工程專業,全國的生物工程專業辦學點數從 1997年的 57個發展到 2003年的 148個,增長了1.6倍,到2006年再增1.6倍。年招生規模在1997年~1999年平均2255人,2005年達到29324人;生物工程專業在校本科生人數從1997年的 6896人增至2005年的88854人,是1997年的12.9倍。

隨著生物工程專業在全國普通高等院校中的快速發展,所面臨的矛盾也是我們必須仔細分析,謹慎處理的。一方面,這些矛盾是本來就存在的;另一方面,是伴隨著生物工程專業的快速發展而產生的。

一、學生強烈的求知欲和落后的教學系統之間的矛盾

青年學生具有強烈的對知識的渴求,同時,也具有非常強的接受新知識的能力,學生在掌握新知識的過程中獲得對于自我的認識和肯定,獲得學習的動力與信心,學習并能夠掌握新知識是學生學習的原始動力。能夠促進學生掌握知識的方法與手段,教師的教學能夠引發學生學習興趣的,會受到學生的歡迎。

與青年學生的接受能力相比,教學內容的更新速度,教學過程中軟硬件投入速度、教學手段的更新速度等要慢得多,這就形成了學生強烈的求知欲與落后的教學之間的矛盾。教學的落后與眾多因素有關:

首先,與授課教師的知識層次相關,由于教師相對于學生而言是知識的傳授者和啟蒙者,學生有“惑”,第一個想到得就是本門課程的授課教師。由于近年高校招生數量擴大,大量剛剛離開校門的年輕博士紛紛走上講臺,他們在專業領域具有比較深入的了解,但對學生多方面知識的渴求往往顯得力不從心,而老教師在授課內容體系上的熟悉程度要好于年輕教師,在授課技巧方面也有比較多的經驗,但同時存在知識需要更新的問題。

其次,教學儀器設備更新緩慢。毋庸置疑,近年來,高等學校在教學儀器設備的投入上都加大了力度,特別是國家教育部的本科水平評估,對高校生均儀器設備費用有非常硬性的指標,各個高校也都為了達到教育部的要求想盡了辦法,即使這樣,普通高校儀器設備的缺口仍然巨大。并且由于學生數目的增加,儀器設備使用率也大大增加,設備損壞率也明顯增加,損壞的設備得不到及時的修繕也是眾多高校存在的實際問題。

第三,實踐教學內容不足。實踐教學內容不足、執行困難是高校普遍存在的問題。企業忙于各種認證,對生產的要求越來越嚴格,學生短期的實踐必然會影響到企業有序的生產,這是企業不愿意接受的。由于青年學生求知欲、好奇心都比較強烈,在實踐過程中,由于不了解生產工藝控制的嚴格性,不了解生物工程企業嚴格的管理規范,非常容易出現人身安全事故和生產事故,這方面的擔心也是實習企業首先必須考慮的。更有一些企業在接受學生實踐之前和學校簽訂安全協議,要求學生出現的一切安全事故由學校負擔,企業不承擔任何責任。

二、學生強烈的自立意識與自立能力之間的矛盾

現在,青年學生上大學的成本或投入是比較多的,對于許多學生家庭來講也是一個不小的負擔。本專業學生的學費一般在每年4000到5000元,加上學生的住宿生活費用,大致在每年10000元左右。父母的負擔,表現在學校中就是學生要求“自立的意識”,越是家庭困難的學生,其自立意識越是強烈。現在,許多青年學生出現了各種各樣的心理問題,很大一部分是由于自立意識引申出的“憂慮意識”造成的,稚幼的心理與強烈持久的憂慮,必然導致心理問題,這是毫無疑問的。

青年學生的自立不但表現在經濟意識上,在“思想”上也有強烈的獨立愿望。他們希望通過自己的努力解決遇到的各種困難,通過自己的思維判斷事物的正確與錯誤,通過自己的自強為自己贏得尊重和理解,并為自己確立“自信心”,這個過程在當今復雜的社會面前無疑是難能可貴的,也注定會是“一路艱辛”的。大部分學生在第一次受到挫折時,很容易重新鼓起勇氣,但當挫折到第三次、第四次時,則會導致“自信心”的不足,由強烈的“自立”轉變為“自卑”,表現為對學校的不滿,對社會不信任。

三、教師自我成長與高校發展的矛盾

為了達到教育部規定的“生師比”,為了達到“教授、博士”的具體數字,各個高校在人才引進方面不遺余力,方法層出不窮,“互挖墻角”的事情也屢見不鮮。一方面,高校希望高水平的教授、博士來自己學校而采取“笑臉相迎”的態度,而對于已經有的教職工,特別是副高職以上的教職工的調動、調離則“誠意不足”,即使教師留學、讀研深造也要簽訂若干協議,規定服務年限,懲罰措施。從表面上看,學校穩定了教師隊伍,另一方面,教師會感到自己的發展受到了限制,產生“身在曹營”的問題。

普通高校對于一般教師,在設備、實驗經費、思維等方方面提供的條件是非常有限的,當教師感到自己的知識無法滿足授課時學生的需要,無法滿足自身發展的需要,產生“進修、深造”的意識是自然的,而且長遠來看,這對于高等教育的發展是有利的,但對于面臨“評估”的高校來說,則減少了某些“關鍵數據”,而這些關鍵數據又是決定學校考評等級的,高校不可能不重視的,于是就造成了教師自身發展與學校立意之間的矛盾。

四、教師的“教”與學生的“學”之間的矛盾

教師的“教”與學生的“學”是不應該產生矛盾的,因為二者之間的目標是一致的。但是,現在各高校為了強化教學而制定了全面的管理和考評文件,包括“學生考評授課教師”、“授課教師考評學生”等,處理不好容易導致“教”與“學”的矛盾。另外,現在學生面臨多種選擇,學生考研、考證、考級等非常普遍,特別是在三年級和四年級的課堂授課過程中,專業課教師在上面鞠躬盡瘁地講授,底下學生“認真地”抱著英語、計算機、考評證書、駕駛證等書籍學習,而且現象非常普遍,即使授課教師都會產生“到底這堂課是什么課”的疑問,學生干擾了教師授課的積極性,同時,教師也干擾了學生的自學,處理不好容易導致教師和學生之間的矛盾。

高校發展中的矛盾是促進高校前進的動力,分析矛盾并解決矛盾的過程就是發展的過程。因此,對于高校中存在的各種矛盾沒有必要回避,矛盾的產生是在發展中產生的,也必將在發展中得到解決,但需要高校的管理者、全體教師仔細思考,認真對待。

參考文獻:

第3篇

關鍵詞:生物工程專業分析;教學內容;教學方法

“生物工程專業分析”是生物工程專業大學生必須學習和掌握的一門專業工具課,也是一門實踐性很強的專業基礎課,并且是學生將來從事科學研究或生產技術工作必須掌握和具備的技能。湖北工業大學生物工程專業為國家特色和湖北省品牌專業,如何根據湖北工業大學生物工程專業特色合理構筑理論和實踐知識結構,為學生今后繼續深造或走上工作崗位奠定堅實的基礎是本課程的重難點。筆者對“生物工程專業分析”的理論與實踐教學體系、教學手段與方法等方面進行了一些改革嘗試,希望能與同行老師進行有益的交流探討,提高教學質量。

一、精選教學內容,構建合理的課程體系

生物工程專業分析內容繁雜,包括各種分析方法和分析儀器的原理及應用。根據生物工程專業分析課程特點及我校多年教學科研經驗,將生物工程專業分析大綱分為13個章節:第一章,生物工程專業分析概述,包括物理化學分析及儀器分析方法的概述,樣品的采集、制備、保存和預處理,樣品分析的誤差與數據處理等內容,講解力求深入淺出,聯系實際,以激發學生的學習興趣。第二章,物理檢測法,包括密度與相對密度法、折光法與旋光法原理介紹,講解旋光檢測法時利用動畫效果能使學生更快更直接地理解旋光檢測原理。第三章,水分的測定方法,包括干燥法、蒸餾法、卡爾費休法,講解時注意比較三種方法的適用范圍。第四章,酸類物質的測定,內容包括總酸度的測定、揮發酸的測定、pH的測定,其中有機酸的分離與測定做簡單講解引導學生自學。第五章,碳水化合物的測定,重點講解還原糖的測定,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。總糖、淀粉、纖維、果膠物質的測定做簡單講解。第六章,蛋白質與氨基酸的測定,本章重點講解凱氏定氮法的原理及應用,介紹蛋白質快速測定法(雙縮脲法、紫外分光光度法、染料結合法、水楊酸比色法)的原理,簡單介紹氨基酸分離與測定的原理。第七章,脂類的測定,內容包括索氏提取法、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,講解時注意比較各種方法的適用范圍及應用原理[1,2]。第八章,紫外吸收光譜分析法,重點講解紫外吸收光譜基本原理,介紹紫外可見分光光度計與紫外吸收光譜的應用。第九章,原子吸收光譜分析法,內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用。第十章,紅外吸收光譜分析法,內容包括紅外光譜基本原理,紅外光譜與分子結構,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單介紹引導學生自學。第十一章,質譜分析法,本章重點講解質譜分析法的基本原理與質譜儀,介紹離子峰的主要類型與有機分子裂解類型,引導學生自學質譜圖與結構解析,色譜與質譜聯用技術。第十二章,氣相色譜分析法,內容包括氣相色譜的基本原理,氣相色譜固定相及其選擇,氣相色譜檢測器,分離與操作條件選擇,氣相色譜分析法的應用與毛細管色譜法,重點講解氣相色譜原理及應用,毛細管色譜法引導學生自學。第十三章,高效液相色譜法,內容包括高效液相色譜的原理及特點,主要分離類型,固定相與流動相,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單介紹[3]。通過這些內容的學習,使學生系統掌握生物工程分析中各種分析方法的原理及應用。某種成分的檢測往往有多種方法,因此分析方法的選擇是本課程貫穿始終的內容,教學中應注意比較各種方法的異同,通過大量實例讓學生掌握各種分析方法的應用[4]。

二、充分利用多媒體教學

大部分高校目前雖已廣泛采用多媒體教學,但教師們多利用多媒體展示圖片與文字。在生物工程專業分析課件中,可充分利用動畫教學。如在講解旋光法的原理時,利用動畫教學,可以形象直觀地展示偏振光的產生以及光活性物質使偏振光發生偏轉的現象。與小型分析儀器(pH計、折光儀、旋光儀等)相比大型分析儀器(質譜分析儀、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更為抽象,充分利用動畫效果可使抽象的原理形象化。如質譜分析法中,利用四級桿質譜儀原理的動畫效果能使學生直觀感受到質譜儀的工作原理;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的工作原理均可由動畫效果展示;氣相色譜分析法中,傳質阻力項、兩項分配、氫火焰離子化檢測器、熱導檢測器、色譜分離、色譜流出曲線、分子擴散、渦流擴散的原理可利用動畫效果展示等。筆者發現在理論講解中融入動畫效果會讓學生經歷豁然開朗的頓悟體驗,使學生能更深入理解各種分析儀器的工作原理。

三、總結討論式教學

生物工程專業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好直接在課件中呈現給學生,學生不一定印象深刻。但是以作業的形式布置給同學們,讓學生自己總結,能收到更好的教學效果。在講解樣品分析的誤差與數據處理內容時,關于格魯布斯法、Q值檢測法可結合實例講述,輔以具體案例讓學生親自計算。相對密度測定方法中,關于校正值的加減講解完原理后以實例讓學生現學現用加深印象。水蒸氣蒸餾法測總揮發酸原理,有些學生聽完老師講解后不能完全理解,可讓學生下課后自行查找資料,等下次課時提問并讓學生回答,最后老師再進行總結。引導學生對每節課的重點內容進行歸納總結。這樣安排不僅可以督促同學們查閱更多資料將不清楚的知識點弄明白,也鍛煉了學生的表達溝通能力。

四、生物工程專業分析課程網站建設

積極建立生物工程專業分析課程網站,課程網站內容包括教學大綱、理論及實驗教學課件、資料習題、下載專區、友情鏈接等模塊。學生在上課前下載教學課件預習,可有效提高學習效率。資料與習題模塊提供了與課程相關資料與習題下載,學生通過學習課外資料可拓寬知識面,習題下載不僅節省了課堂教學時間而且習題訓練能鞏固課堂知識、加深學生對課堂知識的理解。友情鏈接模塊提供了國內外其他高校生物工程專業分析精品課程,國內外生物學知名網站、期刊鏈接,學生可根據自身需要瀏覽各大網站拓寬視野。

五、加強實踐教學環節

生物工程專業分析實驗教學環節與理論教學相呼應安排八個實驗,分別是:實驗一,甘露醇注射液中甘露醇含量的測定,味精成品純度的測定;實驗二,白酒總酸度及pH的測定;實驗三,利用直接滴定法測定還原糖的含量;實驗四,考馬斯亮藍法測定蛋白質含量;實驗五,紅外光譜分析法測定有機化合物的結構;實驗六,白酒芳香成分氣相色譜分析;實驗七,黃曲霉毒素降解率檢測;實驗八,利用原子吸收色譜測定銅離子濃度。這八個實驗分別涉及折光計與旋光計、pH計、直接滴定法、紫外分光光度計、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用。生物工程專業分析實驗基本囊括了生物工程專業主要分析方法及儀器的使用,通過實驗教學環節使學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用。生物工程專業分析實驗課程的教學目的是讓學生掌握合理設計實驗、操作儀器、科學分析實驗結果的方法,因此實驗教學應鼓勵學生獨立設計完成實驗,實驗課前不要將實驗講義直接呈現給學生,而應讓學生在預習實驗報告中親自設計實驗方案,實驗課上老師講解實驗方案時學生可收獲更多。實驗過程中為學生們創造獨立操作空間,不干涉學生的實驗安排及操作,對實驗中的各種問題僅作引導與答疑,盡可能讓學生自己發現問題、解決問題,培養學生勤于思考積極動手的習慣。實驗課后認真批改實驗報告并及時將實驗中的各種問題反饋給學生。鼓勵學生走進實驗室,跟隨導師做課題研究,參與導師課題,讓學生學以致用,不僅鞏固了教學效果,也鍛煉了學生的實踐動手能力。

六、考核方法的改革

生物工程專業分析課程學習,以筆試作為主要考核方式不能真實反映學生對教學內容掌握程度。課堂表現、實驗表現及作業完成情況都應作為最終成績的一部分,本課程成績組成為:平時成績20%,卷面成績50%,實驗成績30%,通過合理的考核方式,使學生重視課堂表現與實踐環節。對于跟隨導師做課題并取得成績(發表文章、申請專利等)的學生,給予一定精神及物質上的獎勵。

七、結語

湖北工業大學在生物工程專業分析課程教學內容優化,教學方法改進,實踐教學能力培養,課程網站建設、考核方式改進等方面做了一些教學改革的嘗試,加深了學生對專業知識的理解,培養了學生良好的思考與動手能力,并得到了學生的好評。但是課程教學改革是一項系統工程,任重而道遠,必須不斷探索實踐創新總結,才能將生物工程專業分析教學開展得更有生氣,為國家培養更多的高層次應用型人才。

參考文獻:

[1]董文賓.生物工程分析[M].北京:化學工業出版社,2009.

[2]王永華.食品分析[M].北京:中國輕工出版社,2010.

[3]朱明華.儀器分析[M].北京:高等教育出版社,2008.

第4篇

廣西大學的生物工程專業教學質量高,治學嚴謹,是該校一項不錯的專業。

生物工程專業分兩個方向:發酵工程方向和生物制藥方向。

該專業旨在培養掌握生物技術及其產業化、工程設計及生產工藝流程等基本理論和實踐操作技能,能在生物工程領域從事生產、設計、管理和新產品開發的高級專門人才。

主要課程有:有機化學、物理化學、普通生物學、生物化學、微生物學、分子生物學、化工原理、發酵工程、工程制圖、工程力學、生物工程設備、酶工程、蛋白質工程、生物工程下游技術、生物制藥技術、氨基酸工藝學、釀酒工藝學、天然藥物化學、藥物分析等。

畢業生適合到生物工程及相關的工廠、企業、科研院所、生物制藥、食品、商檢、環保、高校以及國家各級有關部門從事生產、設計、科研、管理和教學等工作。

(來源:文章屋網 )

第5篇

關鍵詞:生物工程導論;中醫藥院校;教學

生物工程導論是一門生物工程專業基礎理論課,屬于生命科學的前沿學科。開設對于讓學生認識專業、了解專業、重視專業、熱愛專業有重要的意義。中醫藥院校生物工程專業開設生物工程導論課程的宗旨不僅僅是引導學生全面而系統地了解專業全貌,進一步拓展學習的知識面,增強學生對所學專業的興趣;還引導學生在學習的過程中思考生物工程與中醫藥的聯系,如何使現代的生物工程技術與古老的傳統中醫藥結合起來,從而促進中醫藥的發展,培養中醫藥背景的生物工程復合型人才[1]。本文就中醫藥院校生物工程專業生物工程導論教學方法進行初步探討。

一根據中醫藥院校特點優化教學內容

生物工程導論的學習旨在使學生對生物工程的發展有一個總體認識,初步了解和掌握生物工程的知識體系。生物工程導論在我校生物工程專業屬于專業必修課,共有36學時,主要是介紹基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等五大工程及其在各個領域中的應用。但由于學時有限,生物工程專業在高年級會開設基因工程、細胞工程等對應的專業課。因此,教師在授課過程中應針對專業特性進行教學內容的優化,減少具體深入的理論性知識的講授,增加生物技術在中醫藥開發、研究中的應用,授課內容應難易適宜、詳略得當,從而達到普及生物工程技術的基本知識,完善學生的知識體系的教學目的[2]。由于生物工程導論中涉及的內容非常豐富,涵蓋了生物相關的方方面面,因此,生物工程導論這門課的內容必將與其它課程的內容存在或多或少的重復。如基因工程中的核酸、蛋白質的基本結構與功能等內容可能在分子生物學中已經有過講述;細胞工程中動物細胞培養、植物細胞的全能性等內容與先導課程細胞生物學課程有所重復;發酵工程中菌種的選育和保藏等內容與同學期開設的工業微生物學重復較多。為了避免相同內容的重復授課,避免學生形成對相同課程內容的疲倦性,同時結合有限的授課學時,故針對相關內容進行有側重的講解。如基因工程摘除與分子生物學重復的內容,細胞工程摘除與細胞生物學所講授的,重點講述植物組織培養在中藥材生產中的應用、細胞融合、單克隆抗體、干細胞工程等與醫藥相關的部分內容。我們根據中醫藥院校生物工程專業特點和培養要求,選取“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材,即由科學出版社出版的,宋思揚、樓士林主編的《生物技術概論(第四版)》為教材。按在過去三年的教學中,我們在學時數不變的前提下,根據需要和教學實際,對教材內容有所取舍,進行適當調整,優化教學內容。具體調整方案為:第一章生物技術總論及第2-6章基因工程、蛋白質工程等五大工程各4學時,共計22學時,在有限的學時里讓學生對生物工程的五大工程有所了解,講述的過程中舍去在生物化學和分子生物學等相關課程中已經詳細講述的內容,避免基礎知識的重復介紹,把重點放在各個工程產生的由來及發展上,對具體的復雜的技術理論僅做一般了解。剩余14學時著重以實例的形式講述生物技術在中醫藥中的應用,如:細胞懸浮培養、毛狀根培養等技術在中藥材生產中的應用、單克隆抗體在現代腫瘤治療中的應用,傳統紅曲等發酵類中藥的現代制備工藝等,讓學生能接觸到生物工程,了解到生物工程的廣泛內涵,增加其專業的歸屬感,培養學生的中醫藥思維。

二充分利用豐富教學資源

在生物工程導論教學過程中,我們把學生需要掌握的重點、難點與學生自身興趣點結合起來,理論聯系實際,培養學生參與課堂的積極性。生物工程導論課程理論點多面廣,很多內容又相對深奧抽象,學生難于理解,加之該學科發展更新快,學生要想在有限的課堂教學中全面的、系統的掌握生物化學知識困難重重。適當運用多媒體教學,充分利用國內外的圖片、影像資料,借助色彩明快、富于變化的圖片資料和短小精干的動畫等,對大學生擴大、拓寬知識面,加強學科間的橫向聯系,調動學生學習的積極性和主動性具有重要現實意義。如在講述PCR反應原理時,我給同學們播放美國Bio-Rad公司的PCR之歌,歌曲內容包括了PCR技術發明的背景、發明人、PCR原理及過程、PCR技術的用途等,在短短的三分鐘內不僅吸引了學生的興趣,不僅活躍了教學氣氛,降低了學習的難度,而且可以啟迪思維,加深學生對重點、難點的理解和把握。在網絡資源日益發達的今天,網絡資源在教學工作中發揮著越來越重要的作用。學生學習的知識的途徑不再是單一的教材,網絡也成為向學生輸送知識的一條重要窗口。在生物工程導論的教學中,我們應充分利用網絡資源,充分發揮學生的主體地位,引導學生進行自主探究學習。我們在教學中,積極向學生推薦相關專業網站等,配合課堂教學,幫助學生全面了解生物工程相關知識的大體框架,擴展視野,充實自我,也為將來進一步學習其他專業課程打下基礎。

三增加背景知識,激發學生的求知欲

課堂教學是以教師為主導,以學生為主體的復雜過程,提高課堂教學效果是提高教學質量的關鍵。作為一名教師,要講好每一堂課,需要針對該學科的特點,在學生的接受能力的范圍內,靈活地采用不同的教學方法[3-4]。在生物工程導論教學過程中,我們除了強調將教學大綱要求掌握的知識點與學生興趣點結合,基礎知識與生產應用相結合,還著重增加一系列背景知識,如經典技術的發現和發明過程,有卓越貢獻的科學家的傳奇故事等,進一步激發起學生的學習興趣,避免整堂課進行填鴨式“枯燥”理論的學習。例如,在講述限制性內切酶時,我列出了一個由限制性內切酶的發明人—瑞士微生物遺傳學家阿爾伯的女兒西爾維婭講述的國王與仆人的故事,在故事中引導學生發現限制性內切酶的作用及其限制修飾的基本原理。在介紹到一些重要的實驗技術時,對該技術的發明者及該領域的一些著名專家給予一定的介紹,吸引學生學習該技術的興趣。例如,在講解蛋白質結構解析時,我會給學生介紹我國著名的結構生物學家施一公教授及其部分研究成果,以引起學生探究神秘的蛋白質結構的興趣。

四聯系生物工程應用實例,激發學生學習的興趣

21世紀以來,隨著生物技術的飛速發展,許多生物技術成果已在現實生活中得到了廣泛應用,將這些真實的事例向學生講解,說明生物工程技術改變我們現實生活的巨大潛力,從而進一步提高學生的求知欲和學習的興趣。如在講述單克隆抗體時,我會進一步講述單克隆抗體藥物在抗腫瘤和自身免疫系統缺陷治療領域的應用,并以貝伐珠單抗等常用單克隆抗體藥物為例介紹單抗藥物的分子機理及市場趨勢,讓學生真實了解到生物技術為人民健康和企業發展帶來的巨大利益。類似的實例還有很多,例如高通量測序技術在胎兒產前診斷中的應用、CRISPR/Cas9技術在基因治療中的應用潛力、人參、丹參毛狀根的大規模發酵生產等,通過這些案例的講解,學生既增強了理論知識的理解,也增強了理論與實踐相結合的觀念,對其建立專業的認知的樹立專業的歸屬感具有重大幫助。

五科研反哺教學,課堂融入科研成果

教學和科研是推動高校發展的兩翼,也是人才培養的兩大支柱。只有教學與科研有機結合,有效地實施科研反哺教學,才能使教學與科研共同提高,從而建立良好的教學環境,培養造就出創新能力強、適應社會發展需要的高素質科技人才[5]。生物工程領域的許多基本原理和理論均與實際生產聯系十分密切,在教學過程中就注意將書本上的理論知識與一些實際科研問題聯系起來,在部分相關章節的講述中結合目前教師所在的課題組已取得的部分科研成果,這樣有利于發現學生興趣,為進一步鼓勵引導學生及早進入教師研究室參與教師的科研活動,培養學生創新能力奠定基礎。例如,在講述高通量測序在藥用植物中研究的應用時,我以課題組前期發表的相關論文為例,為學習詳細闡述高通量測序在河南道地藥材地黃、山茱萸次生代謝生物合成中的作用。所選用的文章涉及了RNA提取、RNA質量控制、轉錄組測序、生物信息學分析等方面的內容,通過對文章的詳細講述,不僅回顧了之前章節核酸的性質的部分內容,又結合了正在講述的高通量測序,還進一步對后續章節中的生物信息學分析有了初步的印象,使學生對所學內容有一個整體的觀念,也啟發學生如何探索科研的思路。通過上述的探索在教學中的應用,培養了學生學習該課程的興趣、增強了其專業的認同感,學習效果也得到了普遍的提高。

參考文獻

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[2]蘇秀紅,董誠明.《生物工程概論》教學中的問題及解決途徑[J].中國中醫藥現代遠程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖潤華,杜潔,蘇小麗,等.《近代生物工程導論》課程教學改革的初探[J].科技創新導報,2014(34):155-156.

[4]糾敏,汪倫記,邱智軍.生物工程概論課程教學方法改革初探[J].科教導刊,2013(10):116-116.

第6篇

1發酵工藝學與生物工程設備課程教學融合一體化

目前,各校發酵工藝學課程所使用的教材為《新編生物工藝學》、《生物工藝原理》、《發酵工藝原理》、《微生物工程工藝原理》和《微生物工程》等。生物工程設備課程以《生物工程設備》教材為主。發酵工藝學教學內容以“理”為主,生物工程設備課程內容以“工”為重。在近十年的教學過程中發現,一方面學生對抽象的《發酵工藝學》和“冷漠”的《生物工程設備》的學習積極性明顯低于對生物化學和微生物學等課程的學習興趣,另一方面發現單獨講授“工藝學”和“設備”不利于學生在宏觀層面上理解工業發酵的生產過程。因此,我們提出了按照工業生產車間流程的順序優化整合兩門課程,進而形成了新的知識框架。以工業生產中“原料至產品”的生產過程為綱,可將發酵工藝學教學內容和生物工程設備教學內容在不同生產階段進行優化整合。具體內容如下。第一章講授各種微生物發酵產品所需的初始原料,具體包括

(1)原料種類如谷物、黃豆餅粉、酵母粉、玉米、木薯等,同時也包括發酵工藝學中的糖類、有機酸、油脂、玉米漿、魚粉、酵母粉、蛋白胨等。

(2)原料處理內容包括除鐵和原料分級設備和工藝。

(3)原料的粉碎包括干粉碎和濕粉碎設備與工藝。第二章講授工業培養基。先講授發酵工藝學教材中培養基的設計和優化,再以工業培養基和科研實驗用培養基的差異過渡至工業培養基滅菌內容。此處將發酵工藝學和生物工程設備課程中的相關內容進行重新整合,避免重復。其內容為分批滅菌和連續滅菌的理論、滅菌設備、工業滅菌操作和相關計算(如冷卻水用量等),以工業滅菌操作和計算為重點內容。本章最后為滅菌實例講解,包括生物工程設備課程中的“淀粉質生產酒精的原料處理”和“啤酒中麥芽汁的制備”,同時增加了“紅霉素發酵的滅菌流程”內容。這樣就避免了微生物學、發酵工藝學和生物工程設備課程中滅菌內容的相互重復,同時強化了工業生產實際操作技能和工業滅菌設備的學習,最后通過生產實例將所學知識融會貫通。第三章講授種子的擴大培養。根據工業生產流程,在培養基配制、滅菌后為種子培養和發酵階段。這部分主要以發酵工藝學課程內容為主,包括種子培養的特點、目的,種子擴大培養、影響種子質量因素,同時增加“移種時機的判斷”。為使學生學習工藝的同時熟悉相關設備,我們提出在講授種子培養的同時采用圖示法簡略介紹種子培養罐結構,使工藝與設備同時呈現給學生。第四章為發酵車間的發酵工藝、發酵設備及檢測設備。本章節重點在于將工藝、設備、儀表檢測等教學內容有機整合,解決之前單獨講授的缺點。首先,在案例教學的啟發下,我們提出以典型發酵生產實例(如紅霉素發酵、酒精發酵、啤酒發酵等)講解不同發酵工藝、與之對應的發酵罐結構和檢測裝置,例如以紅霉素發酵生產為例,首先講授紅霉素發酵工藝、機械攪拌通風發酵罐的罐結構及罐上檢測設備,最后,基于發酵工藝學歸納出各參數(如pH、溶氧等)的變化規律、控制措施以及數據分析(如攪拌、溶氧、pH、OUR等參數相關性)。通過“設備”和“工藝”聯合講授,使課程接近于生產實踐,有利于學生綜合素質的提高。第五章為無菌空氣制備。本章內容主要包括無菌空氣過濾除菌原理、過濾工藝及相關設計。“無菌空氣制備”為發酵工藝學和生物工程設備課程共有內容,融合后的教學內容可避免課程內容的重復。第六章主要講授染菌分析。染菌預防和原因分析是工業發酵中非常重要的任務。本章內容為發酵前期、中期和后期染菌后的處理方法、染菌原因分析。染菌原因分析涉及到較多的發酵設備知識如管道、通氣,軸封等。據此,我們將該章節與生物工程設備課程中的管道清洗殺菌內容相互融合,將染菌和管道滅菌相聯系。這樣,一方面能夠更加有利于學生深入了解工業染菌、殺菌,另一方面避免了管道清洗殺菌內容的相對枯燥。第七章為生物工程設備課程的“工業生產放大”。該章節計算公式較多,因此要明確講解各公式的來源、公式的計算目的。最后,以實例講授工業放大過程。第八章為產品的提取。過濾、離心、膜分離、萃取分離、色譜分離等基本分離原理、操作為生物分離工程課程的教學內容。蒸餾設備、結晶設備等為化工原理課程中的內容。為了避免課程內容的重復,融合后教學內容主要以工業生產中常用的過濾、離心和萃取和離子交換色譜為重點,突出工業設備操作方法、工作原理和設備結構。根據以上知識框架優化整合后的教學內容不僅避免了發酵工藝學和生物工程設備教學中出現的內容重復問題,也使授課內容更加貼近工業生產實際,切實使“教材”變成“學材”,同時,也為我們開展探究式教學模式奠定了基礎。

2探究式教學模式的改革與實踐

《發酵工藝學》和《生物工程設備》均是理論與實踐并重的課程。傳統教學中,教學內容采用滿堂灌的教學方法。這種模式僅注重知識的傳授,忽視了學生的參與,使得與工業生產相關的知識內容變得枯燥。在考核形式方面,過于注重知識的考核。因此,這種傳統教學模式不利于提高學生學習的興趣和主動性,更不利于實踐技能和創新能力的提升。在激發學生學習興趣方面,已經有較多教學改革的報道。喬長晟等提出了將設備課程授課地點由教室搬到專業實驗室、研究室或校內實訓基地,而在課堂上利用啟發式、研討式的教學方法,調動學生的主觀能動性。劉雁南等強調理論聯系實踐,重視實踐環節。設計以某種發酵產品生產為主體構建課程設計的教學內容,涉及發酵工藝原理、生物分離技術、生物工程設備等知識。項駟文等針對設備課程中計算公式多、結構原理較多,傳統授課枯燥乏味的問題,將案例教學法引入課堂教學,如發酵過程中染菌是最容易發生的事情,以檸檬酸生產為例,讓學生從設備的角度出發,探討哪些設備和部件可能引發染菌。崔月花、李云靜和郎亞軍分別探討了發酵工藝原理課程的教學改革,強調了課堂講授方式多樣性及實驗教學效果的重要性。在此基礎上,我們提出了基于發酵工藝學和生物工程設備融合后課程的探究式教學模式改革與實踐。探究式教學法是教師提出問題,學生通過查閱資料、實驗、思考和分析等過程后,自己發現并理解掌握原理的教學方法。在探究式教學過程中,學生在問題的引導下,主動探索和掌握解決問題的方法,學生的創新意識和能力都會得到提高。因此,將探究模式引入到教學過程中,可以極大激發學生的學習興趣和熱情,對培養學生的邏輯和創新能力具有重要的作用。探究式教學分為2個方面:

(1)任務驅動,明確探究方向。“任務驅動法”使學生學習目標十分明確,學生緊緊圍繞這一目標,探求相關的知識,在完成一個個任務中主動地獲得知識,逐步提高能力,實現學習目標。

(2)提供資源、平臺,自主探究學習。1996年美國公布的《美國國家科學教育標準》,將探究式教學列為學習科學的核心方法。我國從20世紀70年代開始引入探究式教學理念并逐步推行,但探究教學真正引起多數研究者和教師的關注并在實踐中大面積實施則始于新一輪國家基礎教育課程改革。從探究式教學的2個方面來看,探究式教學適用于原理和實踐并重的《發酵工藝學》和《生物工程設備》的教學過程。《發酵工藝學》和《生物工程設備》均有16學時的實驗課程,因此,采用探究教學模式鼓勵學生開展實踐活動,才有可能將枯燥的理論轉變成自身的能力。首先,這2門課程教學內容整合模式為“工業生產車間”模式,這樣就可以依據企業“生產車間模式”設計探究性問題或任務,以學生為主體完成任務或解決問題。比如在第一章發酵初始原料中,我們讓學生通過查閱資料獲得多種工業發酵所用的培養基原料,并歸納出其特點。在培養基設計章節,讓學生自行設計實驗進行單細胞酵母發酵培養基正交優化實驗和響應面優化實驗。學生在完成任務的同時,自行探究了培養基成分對發酵的影響及優化實驗數據處理方法,最后結合理論課程講授,增加學生對知識的理解。在發酵罐和發酵工藝控制章節中,同樣結合實驗課程向學生下達任務:

(1)通過查閱資料和參觀實習基地主動認識發酵罐的結構及功能。

(2)在實驗室小規模發酵罐上自主完成抗生素發酵實驗。在自主學習過程中,學生不僅掌握了設備結構,也學會了滅菌工藝和發酵過程控制等操作技能。通過這種自主學習的方式,可以有效提高學生的學習興趣,充分發揮學生的主觀能動性。這種探究式教學模式不僅使學生自主領悟基本原理,而且有利于提升實踐操作水平。在染菌分析和管道滅菌章節,讓學生分組對50L發酵罐的可能染菌位置進行判斷,充分調動學生的學習自主性。最后,依托學院的小型啤酒生產線和葡萄酒生產線以及其它相應的實驗設備,讓學生分組自行完成啤酒和葡萄酒的發酵過程。通過這次綜合實驗,考察學生理論知識和操作技能,其考核成績占該課程總成績的50%,這樣避免傳統考核中只注重知識考核的缺點。在探究式教學中,教師不僅為學生提供一個自主探究學習的平臺,而且也是探究式教學實施的組織者和管理者。因此,在整個探究式教學中教師具有重要的作用。教師要充分發揮學生的主觀能動性,提高學生自我學習能力、創新能力和獨立發現問題解決問題的能力,同時鼓勵學生對自己提出的解決方法在實驗室開展實驗,從而證實自己的解決方法是否得當。這種探究式教學模式也體現了“學生為主、能力為重”的教學目標,能夠更好地培養出適應企業的需求的應用型人才。

3結語

第7篇

關鍵詞:生物工程技術;環境保護;應用

0引言

近些年,生物工程技術快速發展,應用范圍不斷擴大。生物工程以生命科學為主,又與其它很多學科相互交叉,綜合性強且復雜性大,在各學科與各領域應用潛力比較大。生物工程技術的快速發展與廣泛應用,以及技術人員綜合素養的提高,使其在環境保護工作中的應用范圍不斷擴大。此外,因該技術自身具有一定的高效與環保性,因而在環境保護領域應用潛力是非常大的。

1生物工程技術特點

生物工程技術的發展與創新,一定程度上為環境污染治理開辟了新渠道。自上世紀70年代生物工程技術開創以來,該技術快速發展,至今已經形成了包含遺傳、細胞、微生物發酵、酶生化及生物反應器等在內的五大工程。環境污染治理中,生物工程技術的應用,主要是利用生物抑制劑消解或排除自然環境中的污染源。引入生物抑制劑不會破壞生態系統整體平衡,且對環境危害較小,因而其污染治理效果突出,污染治理效率明顯提升,生態平衡得到了一定的調節。此外環境污染治理中生物工程技術的應用有一定的特定性,能夠針對污染情況與類型進行特定而有效的治理。

2環境保護中,生物工程技術的具體應用

2.1應用于污水處理

日常生活與工業生產中,水資源是必不可少的。隨著經濟的發展,工業與生活污水排放量急劇增長,世界范圍內,水資源或多或少都受到了污染,優質水源日益減少,嚴重威脅到居民生命健康及生物的生存。所以,環境污染處理中,污水治理已成為關鍵問題。一般采取的置換與過濾等污水處理法,水質得不到徹底的改善。而生物工程技術的應用,可將污染物有效分解為無害物質,還可防止發生二次污染,其治理效果是顯而易見的。

2.2應用于土壤污染

應用生物工程技術旨在處理土壤中的殘留農藥與板結沙化等問題。土壤污染中,農藥中磷與氯等化學殘留是主要污染源,而應用生物工程技術,可將這些物質進行分解,清除掉其中的有害物質,并將其分解為水與二氧化碳,改善土壤性能,促進農作物種植,為農作物創作良好的生長條件。此外重金屬是也是主要的土壤污染源,會嚴重危害到人體生命健康。由于重金屬不易降解,增加了其治理難度;針對重金屬污染土壤,可應用生物工程修復技術。生物修復原理在于借助基因工程技術促使微生物與動植物等功能發生改變,吸附重金屬或將其轉換為無毒物質。實際工作中,可采用以下方式凈化土壤中的重金屬:(1)利用生物作用改變土壤中重金屬化學形態,減小其移動性與生物可應用性。(2)借助生物吸收與代謝,對重金屬進行削減、凈化與固定。

2.3應用于處理白色污染

白色污染是人們對難降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染環境現象的一種形象稱謂。各類生活塑料制品使用后由于隨意亂丟亂扔,難于降解處理,以致嚴重污染環境。應用生物工程技術,對塑料制品進行有效降解,其內部聚酯分子結構被破壞,有效處理白色污染。同時,還能節省成本,加快處理白色污染,從根本上提高綜合效益。因而,白色污染處理中,生物工程技術的應用具有重要意義,具體主要表現為:(1)應用基因工程技術,將優勢微生物篩選出來,形成高效降解菌,并借助發酵工程技術的培養,實現白色污染物降解目標。(2)應用基因工程技術,在某一土壤微生物中導入可編碼降解的基因蛋白,充分發揮自身作用,以此快速降解塑料制品等白色污染物。

2.4應用于化學農藥處理

農藥種植中,化學殺蟲藥物中有80%的會殘留在土壤中,對土壤造成污染,使生態系統遭到破壞。而微生物可對這些物質進行有效分解,并將農藥稀釋成水與二氧化碳,操作方便,效果好,利于改善土壤性能并長期保持,以防化學農藥造成其它負面影響,為農作物創造良好的生長環境。

2.5應用于大氣污染治理

生物處理與空氣凈化廢氣物,旨在通過微生物吸附并分解有機物,降解惡臭物質以及有機廢物等,主要包含生物洗滌、過濾就吸附等方法。這些處理方法成本低且效率高、耗損低、安全性高且不會產生二次污染;相較傳統廢氣處理,有明顯的優勢。另外,生物工程技術還可在降低污染物排放量基礎上,從源頭上控制污染物的產生。

2.6應用于環境監測

環境保護中,環境污染監測工作是非常重要的。實際工作中,除了應用化學或分析儀器測定外,生物監測也是非常重要的技術。生物監測通常選用對某一污染物特殊敏感的生物為指示生物,一旦環境污染物質出現積累,其癥狀表現就會比較突出,比如水葫蘆對水域中砷元素進行監測,地衣監測空氣二氧化硫含量。因此可應用生物工程技術形成特異性指示生物,為人們進行環境污染監測提供便利。未來,因技術自身的快速靈敏性與特異性強等特點,生物工程技術將廣泛應用于環境監測中。

2.7應用于生物多樣性保護

人類生存與發展中,生物資源發揮著重要的支撐作用,促使人類更好的適應環境與需求變化。生物多樣性,主要是指某一地區內,基因、物種及多樣性生態系統的統稱。現在,生物種類每天消失種類達到10到20多種。據此預估,未來20到30年中,會有1/4的物種從地球上消失,直接威脅到人類生存與發展。生物工程技術的發展將有助于生物多樣性的保護與恢復。

第8篇

【關鍵詞】創新創業生物工程教學方法

在當前社會就業形勢的壓力下,企業在對于人才的篩選上,越來越注意考察應聘人員的實際工作能力及創新能力。基于生物工程專業學生當前創新精神及創新能力較差的情況,針對創新能力對教學體系進行優化,重點培養學生的創新實踐能力,勢在必行。

一、當前生物工程專業教學中存在的問題及現在

(一)實驗內容缺乏創新性

在實際教學中,傳統“驗證性”實驗太多,創新“探究性”實驗過少,是當前實踐教學中存在的主要問題。“驗證性”實驗主要是培養學生的動手操作能力,其鍛煉的是學生對于數據處理、實驗操作的熟練度。“已知結果———驗證結果———應用結果”是這一教學內容的主要目的。但是這種實驗教學方法已經難以適應當代生物工程的技術發展需求。其實驗性、實踐性、實用性、以及對于學生綜合能力的提升性都不足。

(二)教師教學手段單一,難以激發學生課堂興趣

當前的教學中,板書授課仍然是主要方式。這種單一的教學手段一來很難清楚描述實驗過程的細節注意事項,缺乏直觀性,二來缺乏動態演示,難以調動學生的課堂積極性,容易讓學生覺得枯燥并產生厭學情緒,學習效果較差。

(三)學生缺乏與企業的接觸

實習與實踐是生物工程專業重要的內容。實習作為學生了解生物工程行業,了解相關企業工作狀態最有效的方式,在學校的實際教學中設置時間較少。企業實習時間少,實習缺乏嚴肅性,對于實習過程缺乏重視是當前生物工程專業實踐教學面臨的主要問題。這種現狀導致學生所學內容與社會和企業脫鉤,其論文與實驗經驗來自學校實驗室居多,而缺乏實際應用性。

二、構建實踐教學體系應遵循的規律

目標明確、科學合理規劃是構建生物工程實踐教學體系需要遵循的重要原則。實踐教學體系的構建是以培養創新創業型生物工程人才為目標的。只有先明確“創新”“創業”這兩個主旨目標,才能更好的進行體系構建。其次,科學合理的規劃也是實踐教學體系構建中必不可少的。以實用、有用為出發點,在實際的課程構建中應該減少重復類型的實驗課,以及對現實應用指導意義不大的實驗內容,保證學生課程中設置的實驗在日后學生進入企業和社會進行工作中都能用得到,是構建實踐教學時應該遵循的重要原則。

三、生物工程專業實踐教學體系構建方法

(一)生物工程綜合實驗

對于學生實驗綜合能力的鍛煉是生物工程實踐教學中需要重要培養的。對學生進行實驗數據處理、實驗工具及軟件使用等技能的培養,是提高學生綜合實踐能力的方法。例如:可以開設“大蒜細胞SOD的提取、分離和活力測定”“固態發酵技術———纖維素酶固態發酵”“DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳檢測”等實驗內容,這些實驗都有一定的社會應用意義,而且對于學生綜合實驗能力的培養及提升十分有效。

(二)設計生物工程創新實驗“創新創業”

不能僅僅作為生物工程教學中的一句口號,在實際教學中,應該做到創新理念與創新實踐并行,讓生物工程實踐課程的創新真正開展起來。為了培養學生的創新創業能力,在教學中可以針對不同學生能力上的差異將其分成不同小組,小組間根據自己的構思進行選題的實驗開展,教師通過對開題報告,實驗計劃等內容的提問來把握和幫助學生進行實驗內容的調整和指導。這樣小組切磋和教師指導并行的教學方法,能夠有效鍛煉學生的實踐能力。對于其日后步入企業進行生物工程實驗工作有很大幫助。

(三)增加企業實習機會

模擬操作和課堂教學練習終究與深入企業實際實習有所差別。為了更好的實現學生的創業創新能力培養,在實踐教學的體系構建中,增加學生進入企業實習的機會,讓其從實際與企業的接觸及工作中學習實驗方法及經驗,也是實踐教學的重要方法之一。

第9篇

關鍵詞 生物工程專業;實習基地;產學研合作

中圖分類號 G420;G642 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)22-0334-01

生物工程是利用生物體系、應用生物學、化學和工程技術相結合的方法,按照人類的需要改造和設計生物的結構與功能,以便更經濟、更有效地為人類提供所需產品或達到某種目的的技術,是生命科學從實驗室研究通向工業生產的橋梁。生物工程專業就是要培養具有生命科學基本知識,掌握生物技術及其產業化科學原理、工藝技術過程和工程設計等基礎理論、基本技能,能在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。而實習則是專業培養過程中的一個極其重要的必備環節,是將基礎理論、專業技術知識和實際應用相結合,實現學生理論與實踐能力提升的必經之路。因此,如何設計配置一批結構合理、穩定高效的實習實踐基地,構建基于浙江大學寧波理工學院特色的實習教學體系是順利做好這一環節,實現專業培養目標的關鍵所在,也是擺在每所高校面前的一項重要課題。

1 實習基地建設現狀及存在的主要問題

目前,大多數院校生物工程專業實習主要分為認識實習、生產實習和畢業實習3個子環節,認識實習主要以到生產企業實地考察為主,主要目的是熟悉設備、生產線、工廠布置、倉儲物流、“三廢”處理等,對相關產業有一個直觀認識;生產實習主要是深入企業生產或研發一線,具體參與到崗位中,實現理論與實踐的結合;畢業實習以設計或者實驗研究為主,以一定的任務為目標,通過綜合的、系統的、細致的設計、研究或操作達到學以致用、鍛煉提高的目的。認識實習和生產實習主要在實習基地完成,畢業實習主要在校內完成[1-2]。

為了做好這一環節,浙江大學寧波理工學院進行了廣泛調研,發現目前生物工程專業實習基地建設中主要存在以下幾個問題:一是學校與實習單位缺乏長效的合作利益機制,企業參與積極性不高。企業通常以生產任務緊、環境條件要求高、技術保密、有安全隱患等理由拒絕接受學生實習,造成學生實習基地不穩定、實習流于形式等。二是校內實習基地建設嚴重滯后,學生培養過分依賴外部基地條件,實習安排被動。主要是領導重視不夠、費時費力、教師參與積極性不高等原因造成的。三是經費不足。學校通常會按人頭撥款,總體標準相對較低,難以滿足實習需要的開支如交通費、講課費等,影響了實習單位、實習時間和實習地點選擇,往往難以達到預期效果。四是學生參與熱情不夠。主要由于實習單位與學生預期有反差,實習浮于形式難以深入,內容及形式過于陳舊、實用性不強、吸引力不高等。

2 以產學研為依托的專業實習基地構建

浙江大學寧波理工學院創建于2001年,現建有省重點學科、市重點實驗室、校企聯合實驗室、分析測試中心、生物化學實驗室、微生物實驗室等專業實驗室,總面積約2 000 m2,設備價值近5 000萬元。生物工程專業已有12年的辦學歷史,擁有較好的師資和辦學基礎,建有發酵工程、酶工程、細胞與基因工程、生物分離工程、生物制藥工程、生物材料等涵蓋生物工程上、中、下游技術的各創新實驗室,先后獲批市重點專業和省重點專業,負責實施了多項校企合作項目,近3年科研經費1 000余萬元,產學研基礎較好,與寧波天邦股份有限公司、寧波海通股份有限公司、寧波立華制藥有限公司、寧波市海洋與漁業研究院、寧波市環境監測中心、杭州娃哈哈集團等數十家企事業單位建立了較好的產學研合作基礎[3]。

為破解制約實習基地建設的瓶頸,課題組進行了認真調研分析,立足學院特色,提出了構建以產學研為依托的專業實習基地的建設思路,逐步構建了依托產學研合作的生物工程專業實習教學體系。

2.1 校內實習基地建設

以生物工程創新實驗、專業實驗室、生物化學實驗室、微生物實驗室等為主要依托,建立生物工程專業校內實習基地。一是選定20~30種生物工程實驗常用儀器設備,由指導教師帶領分組介紹,作為低年級學生專業實習第1課,要求學生熟悉并掌握每一種儀器的用途、原理、使用方法,并形成一份完整的《實驗室常用儀器設備認知報告》。二是將生物工程專業學生分成若干小組,進入生物化學等實驗室協助教師進行實驗準備工作,整理維護實驗室儀器設備,進行藥品分類和預備性實驗等,為期1個月,之后進行有序輪換,使學生對四大實驗室儀器設備使用及教學內容有一個較深入的認識,為學生實驗技能提升和今后從事相關工作奠定基礎。三是以小組的形式,將生物工程專業學生分散到各專業教師研究室,協助教師開展科研和產學研合作項目,讓學生與教師之間進行雙向自主選擇,以提高學生學習興趣,增強實踐動手能力和分析問題、解決問題的能力。四是以“導師制”為基礎開展畢業實習,學生在導師指導下,相對獨立地完成既定任務。五是校內實習基地向有關企業開放,開展交流合作和人員培訓等。

2.2 校外實習實踐基地建設

以市內外生物工程企業和相關科研機構為依托,構建生物工程專業校外實習實訓基地。首先制訂科學合理的專業實習計劃,在產學研合作緊密的單位中選擇工藝典型成熟、內容豐富、生產運行穩定、重視研發、交通食宿方便的優秀企業,遵循“專業對口、互惠互利、穩固發展”的原則,建立長期穩定的合作關系,簽訂校外實習基地合作協議書。然后根據生物工程專業特點,建立起涵蓋生物產業上中下游的,涉及細胞工程、發酵工程、蛋白質工程、基因工程、酶工程等領域的原料生產、環節控制、品質管理、“三廢”處理的實習流程。為學生提供形式多樣的認識實習、生產實習、畢業實習的實踐教學,充分調動學生的學習興趣。在實習中,改變過去教師講、學生練的傳統方式,實行“傳、幫、帶”在崗技能訓練。通過認識實習,了解實習單位基本概況、產品分類和產品用途,主要設備的原理、結構和作用,生產的安全知識和管理等相關知識;通過生產實習,建立工程概念,讓學生在整體了解企業的基礎上,進入到企業主要生產線的各個工段,進行現場實習,學習掌握企業生產原理、生產工藝、生產流程、生產組織、生產設備和操作控制知識等,建立起市場、信息、質量、成本、效益、安全、環保等意識,培養勞動觀念,樹立愛崗敬業的精神[4]。

2.3 完善與拓展實習基地功能

2.3.1 加強基地實習實訓機制建設。建立負責人和技術人員的溝通機制,定期進行基地回訪,了解實習基地生產運行狀況;建立企業人員兼職從教機制,從企業聘請資深技術人員作為兼職教師,除正常授課外,還可以參與專業發展規劃、教學計劃的編制等,與實習基地共同編制實習教學大綱和建立穩定的實習內容實施體系,包括內容實習、分組跟班、提高效果的措施等;建立校外實習反饋機制,校外實習基地及時把學生實習中存在的問題反饋給項目小組,便于進行實踐教學改革,提高教學質量;與基地企業建立起深層次的合作關系,雙方在人才培養、科學研究、技術革新、技術開發與推廣、設備支持、學生就業等各領域深入合作,建立責任共擔、利益共享的合作模式,明確企業與學校之間在課題選擇、實驗研究、生產過程、學生工作中的責任與利益關系。

2.3.2 依托實習基地,構建畢業實習和畢業論文新模式。以產學研合作課題為切入點,安排一定數量的同學走出校門進入企業和研究部門,完成畢業論文;通過深入基地,進行完全現場環境的實踐訓練,建立校內校外“雙導師”的培養機制,在老師和基地技術人員的共同指導下完成畢業設計,切實達到理論與實踐相結合的目的[5]。

2.3.3 利用實習基地資源,加強“雙師型”教師的培養。把實踐基地建設和寧波市青年教師培訓計劃結合起來,有意識地安排青年教師到實習實訓基地親自參與企業生產與管理,以增進他們對生產現場和生產過程的了解,強化工程意識和實踐經驗,培養出兼具理論水平和工程實踐能力的“雙師型”人才。

3 結語

專業實習是一個涉及面廣、環節復雜的過程。以產學研為依托構建專業實習基地和實習教學體系,是基于該學院特色的一種行之有效的模式,是一種多方共贏的人才培養途徑。在這一模式中,良好的產學研合作為專業實習提供了適合的場地、先進的生產線、充足的課題來源、優秀的指導教師,還能在一定程度上彌補實習經費的不足,提高學生參與實習的興趣。校企的合作得到了加強,相互的交流得到了提升。高校發揮了技術和人才優勢,內部資源得到了充分的挖掘和利用,獲得了長期穩定的實習基地;實習單位通過高校的科研和培訓平臺,提升了新產品、新工藝開發的能實力,挑選了符合自身發展的苗子;學生開拓了視野,深入到科研與生產的一線學習鍛煉,提高了專業技能。

4 參考文獻

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[3] 楊洋,韋小英,白先放,等.建立生物工程專業“工學集合”實習基地的實踐[J].實驗室研究與探索,2009,28(3):128-130.

第10篇

皖西學院生物工程專業的培養方案規定,本專業培養學生具有合理的知識結構、良好的人文素質、較強的實踐能力和創新精神,能夠在植物細胞工程與技術、生物質能源工程、植物天然產物開發與應用技術、蛋白質與酶工程、微生物發酵工程以及其它生物技術與生物工程類企業的管理、生產、質檢、銷售崗位就業的應用型人才。為了使該培養方案得到實施,相應的課程體系組成為:公共基礎課程、高等數學、大學物理、大學物理實驗。學科基礎課程:專業概論(導論)、無機及分析化學、有機化學、物理化學、基礎化學實驗、儀器分析、工程制圖、化工原理、化工原理實驗、普通生物學(分動植物部分和細胞分子遺傳部分)、普通生物學實驗、微生物學、微生物學實驗、生物化學、生物化學實驗、生物統計與實驗設計、文獻檢索與科技論文寫作。專業核心課程:植物生物技術、植物天然產物開發、微生物發酵工程、蛋白質與酶工程、生物質能源工程、生物工程綜合實驗。

2生物工程綜合實驗課程模塊化設置

生物工程綜合實驗根據專業核心課程的設置分為5個模塊,即植物生物技術實驗模塊、植物天然產物開發實驗模塊、微生物發酵工程實驗模塊、蛋白質與酶工程實驗模塊、生物質煉制實驗模塊。根據上述5個模塊,遴選相應實驗項目,編寫特色明顯的實驗指導教材。

2.1植物生物技術實驗模塊

植物生物技術實驗具體安排如下6個項目:(1)植物組培實驗室設計和實驗設備、實驗用品認知;(2)MS培養基母液的配制;(3)MS培養基配制、滅菌與分裝;(4)外植體分化生長的誘導培養;(5)外植體脫分化生長的誘導培養(6)組培苗的煉苗。教學目的:掌握母液的配制方法;掌握培養基配制的步驟和滅菌方法;掌握不同材料(外植體)的消毒和接種方法;掌握獲取愈傷組織的方法;通過本實驗加深對幾個基本概念(植物細胞全能性、分化、脫分化、再分化、愈傷組織、煉苗等)的理解。可執行性分析:依托“植物細胞工程安徽省工程技術研究中心”和“安徽省植物生物技術實訓中心”兩個平臺,借助一整套成熟的植物組培技術和實踐經驗豐富的指導教師團隊以及諸多的產學研合作基地,能夠很好地將植物組織培養技術傳授給學生,并付諸于實踐。

2.2微生物發酵工程實驗模塊

微生物發酵工程實驗具體安排如下4個項目:(1)固定化酵母細胞的制備;(2)固定化酵母細胞發酵制酒及其影響因素分析;(3)蠟狀桿菌液體發酵產果膠酶;(4)啤酒生產。教學目的:學會制備固定化酵母細胞,并利用固定化酵母細胞進行酒精發酵;了解菌種的制備及其質量檢測,學會使用二聯發酵系統并進行規模發酵;學會使用圓柱露天錐形發酵罐發酵生產啤酒。可執行性分析:項目(1)、(2)屬于研究性實驗,根據實驗指導書和文獻資料的查閱,學生們能獨立完成;項目(3)、(4)屬于綜合性實驗,應用性極強,能激發同學們的興趣,學生們通過課前查閱資料,帶著問題進入實驗室,在老師的指導下,自己動手操作,以期達到預期目標。

2.3蛋白質與酶工程實驗模塊

蛋白質與酶工程實驗具體安排如下5個項目:(1)SDS-PAGE;(2)5-12%SDS-PAGE;(3)抗血清制備;(4)Westernblot;(5)豬血中超氧化物歧化酶(SOD)的分離純化及活力測定。教學目的:學習SDS-PAGE測定蛋白質分子量的原理;掌握SDS-PAGE電泳的操作方法;了解抗血清制備的基本原理;掌握抗血清制備的操作步驟及方法;掌握應用Westernblot檢測抗原及蛋白水平表達等;掌握SOD的分離純化及活力測定。可執行性分析:5個實驗的開設不僅讓學生們掌握了基本的實驗操作技能,而且為學生們更高層次的深造打下了堅實的基礎,同時也推動了“皖西學院抗體制備及其質量檢測中心”的可持續發展,加強了產學研項目的深入合作,師生共贏,校企共贏。

2.4植物天然產物開發實驗模塊

植物天然產物開發實驗具體安排如下4個項目:(1)植物色素的提取、性質及穩定性:(2)黃酮類物質的提取、分離和性質;(3)植物多糖的提取、分離和性質;(4)油料作物中油脂的提取、精制和有關性質。教學目的:了解植物色素、黃酮類物質、植物多糖和油料作物中油脂等物質的提取方法、提取過程,學會運用單因素實驗、正交實驗等實驗方法優化目標物質提取的最優條件,并通過提純目標物質,研究其理化性質或生物活性。可執行性分析:植物天然產物開發涉及的范圍較廣,生物工程教研組根據實際情況開設了以上4個項目,其中第1個項目是我們開設的傳統項目,后3個項目與我們教師的科研課題密切相關,是我校研究的優勢項目,實驗條件優越,儀器設備齊全,能夠達到教學和科研的優勢互補,教學相長。

2.5生物質煉制實驗模塊

生物質煉制實驗具體安排如下4個項目:(1)了解生物工程企業生產環境及生產技術原理;(2)比較不同生物工程行業廢水檢測方法;(3)熟練掌握廢水BOD和COD的檢測原理與方法;(4)利用農林廢棄物進行生物質煉制提取木質素。教學目的:使學生了解相關生物工程企業的生產流程、生產技術原理、下游廢水排放達標要求以及最重要的排放物生產過程檢測方法,加強對生物生產和管理的達標排放的認識,同時學習相關檢測方法。可執行性分析:我校生物工程專業在第五學期有2個月的企業實習,學生們根據興趣進入相關企業,結合專業特點,學生們有選擇的進行實習、實訓,了解生物工程行業的進展和前景;另外借助校級“生物質煉制科技創新平臺”,學生們能掌握廢水BOD和COD的檢測原理與方法,初步利用農林廢棄物進行生物質煉制提取木質素等實驗技能。

3生物工程綜合實驗課程的實施

3.1開設開放式實驗

改大班集中實驗為小組分散循環實驗教學,由于發酵罐、啤酒發酵系統、氣質聯用儀、液相色譜儀、原子吸收光譜儀等實驗設備臺套數少以及組培室等實驗場地的限制,又由于實驗內容的需要,在操作上要求連續,在實際教學時就必須改變原來大班上課狀況,只有將學生分散,以小組的形式進行訓練,采取學生循環而實驗項目固定的循環實驗教學方式,才能最大限度地提高實驗設備和實驗場所的利用率。同時,建立生物工程專業綜合實驗操作訓練的音視頻、試題庫等,完善實驗用多媒體教室以及仿真實驗室的建設。

3.2開設自主設計性實驗

高等教育的目標是培養素質高、能力強的創新人才,如何實現“能力為重”的戰略主題對高校創新人才培養提出新的要求。提高本科生的動手能力和創新意識一直是實驗教學改革的主題。在自主設計性實驗中,老師給出實驗項目名稱,學生們查閱資料,設計實驗方案,然后與指導老師討論實驗方案的可行性,對無法實施的方案,老師給予適當的指導后重新設計,對可行方案進行討論修改。在實驗方案設計可行的情況下,學生們進行實驗操作,觀察現象,記錄實驗數據和實驗結果,并對結果給予分析,撰寫實驗報告,準備ppt進行實驗匯報。經過近3a的自主設計性實驗的開設,學生們獨立動手能力和創新思維能力得到了培養和提高,也大大激發了同學們自主學習的興趣。

3.3開設研究性實驗

充分發揮我院教師科研能力強的優勢,將教師的科研成果引入教學,將科研課題轉化為實驗教學內容,把科研成果轉化為實驗項目,將科研設備開放于實驗教學。既能讓學生參與到教師的科研中去,培養學生科研的興趣,又能在教師的帶動下培養科研的思維。

3.4走進工廠,實地參觀學習

第11篇

一、專業基礎課

專業基礎課的設置體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1)。然而從科學到技術的差異很小,僅增加了工程基礎課4學分(約11%),應為技術基礎課,且應明確例舉。從技術到工程的專業基礎課要求有了明確的變化,按課程類別從科學到工程變化率近50%。學分的控制宜統一,且應規定生物技術專業的專業基礎課最低學分要求中技術基礎課學分應達20%以上,生物工程專業的專業基礎課最低學分要求中工程基礎課學分應達40%以上。且可給出典型的工程類專業基礎課名錄,如機械零件、電子電工基礎等課程。另外生物工程專業基礎課將《機械設計基礎》列為可有可無的選修會造成該專業工程基礎的嚴重缺陷,且應在生物工程專業的專業選修課中保留生物技術專業的細胞工程、酶工程等選修課(見表1)。

二、專業課

專業課的設置也體現了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1),從科學到技術的專業課調整率達30%,而從技術到工程的專業課雖然有較大變化,但所列舉的課程多為非典型的工科專業課(如基因工程、細胞工程、蛋白質工程),回避了典型的工科專業課如氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。學分的增加也不盡合理,三個相近專業,不論理科還是工科,學分基本要求應盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當調整則是各校應有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業,專業必修課缺工藝類專業應有的分析檢測課也會給工藝過程及產品研發和生產中的質檢質監和質控及產品安全留下隱患,故建議3+X模式中3應包含專業分析、X應例舉氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。

三、實習及畢業實踐環節

生物科學和生物技術的實習及畢業實踐環節完全一致(見表1),未能體現從科學到技術的差異特點以及生物技術可授農學或林學學位的特色。畢業設計是工科工藝類專業最為特色的實踐環節,但在許多學校以“畢業設計(論文)”的形式出現,實際實施則只做畢業論文,沒有畢業設計,使畢業設計名存實亡,致使許多學校生物工程專業的畢業生根本就不知道何謂畢業設計,許多學生甚至把畢業論文當作畢業設計。建議明確生物工程專業的“畢業設計”為必修環節,可以設計論文二者兼顧,至于是“大設計小論文”還是“大論文小設計”可依各校情況而定,唯有如此,生物工程專業才能名符其實。

四、師資要求

師資的最低要求在規范中描述不盡一致,應加以統一。且應規定專業課的師資要求,因為能承擔專業課的老師一般能勝任專業基礎課,而能承擔專業基礎課的老師則不一定能勝任專業課。這在工科尤其如此。故除規定學歷職稱要求外,應規定專業要求,即“本科為相應或相關專業”的師資應大于專業師資總數的50%。

五、其他

近年由于社會辦學、企業辦學、校企合作、產學研合作、網絡教學、數字圖書資料等多元化和多樣化的辦學形式和方式的發展,統一實踐等硬件條件形式較為困難,而且也不符合時代要求。建議教室(專用或生均面積)、專業課實驗室(面積及專用設備)、圖書資料數據庫量設定為剛性要求,研究所(室)或技術中心、實習基地規模和數量等宜設定為柔性、選擇性或特色要求。

作者:陳朝銀 趙聲蘭 單位:昆明理工大學 云南中醫學院

第12篇

關鍵詞:生物技術 生物工程 實踐教學 實訓基地

目前本科專業中,生物技術是理科性質,生物工程是工科性質。在生命科學基礎研究十分強勢的生命科學學院,如何建設好上述兩個實踐性強的專業,有許多教師做了深入的調研和籌劃,根據實踐教學條件建設思路進行梳理,針對國內高校同類專業實踐教學中已經出現的利弊,在指導思想方面提出建議,以利于高校實踐教學地位的進一步提升。

縱觀國內高校,有的地方性本科院校由于自身實驗硬件條件有限,有的由于外出參觀實習對口單位難以聯系,有的由于學生感覺在企業實習學到實用知識不多,有的因為校外實踐教學與校內理論教學的時間沖突等,諸多原因削弱了實踐教學。

一些綜合性、生產性強,與職業崗位所需能力吻合度較高的實踐技能訓練項目,如谷氨酸、檸檬酸、啤酒、葡萄酒等生產型項目,由于涉及發酵工程基礎、發酵食品生產技術、發酵設備與維護、生物分離純化技術等多門課程,操作難度較大,因此一些院校對實踐教學安排往往不夠重視。涉及基因工程、細胞工程、酶工程的一些實踐項目,由于技術難度大、耗材成本高、設備價格偏貴等原因,也往往被取消。基于上述種種原因,導致實踐教學效果不理想,最終表現為學生畢業后實踐能力差。

1 實踐教學主要存在的問題

1.1 實習企業難尋

(1)近幾年各高校生物專業的學生數量增加,而可接受本科生實習的企業有限。從1998年設立生物工程專業以來至2006年,專業辦學點從57個發展到234個,在校本科生人數從6 896人增至88 854人。由于超常規發展,實踐教學有欠缺,生物技術(工程)專業畢業生已經面臨巨大的就業壓力[1]。

(2)現在市場競爭異常激烈,出于商業保密原則,企業為保護其核心技術,不接待參觀。

(3)擔心影響企業生產。

1.2 學生動手機會少

現在大多數生物技術(工程)企業都是大型連續化生產,要求生產連續穩定;同時,大型生產裝置越來越系統化、自動化,學生只能看到表面現象,無法對生產進行深入、具體了解,使生產實習流于形式,生產實習的效果欠佳。

1.3 實習經費不足

企業實習費用劇增,而學校對實習經費的投入滯后于企業收費、物價等因素的增長速度, 造成實習經費相對不足。

2 如何推動實踐教學

2.1 以學院科研機構的科研內容帶動實踐教學

以北方民族大學為例,該校設置的7個實驗板塊中,設計性和綜合性本科實驗項目的來源,均圍繞教師的科研項目或科研成果而設置。例如:在微生物學板塊中,部分實驗教學項目是根據基金項目“蝦青素高產酵母菌的選育及其產物功能研究”等課題而設置。

再以福建師范大學為例,生命科學學院工業微生物教育部工程研究中心,投入建設經費2 000余萬元, 建成省屬高校領先水平的發酵工程中試車間[2]。目前該車間配備有多臺10~1 000 L 全自動發酵罐及其配套的輔助設備和下游工程設備,如空壓機、空氣凈化系統、電鍋爐、制冷裝置、管式離心機、三足離心機、微濾系統、超濾系統、納濾系統、噴霧干燥器等先進的儀器分析系統,完全可以滿足該院師生進行相關實踐性教學的需要。

江南大學生物工程學院,在學生畢業實習之前,由學院下屬的5個研究中心根據自身特色,各負責1個本中心課題組特色教學訓練項目。將學生分為5個大組, 輪流進行互動實驗,每個項目安排4~5天,整個教學訓練項目在短期內完成[3]。

天津科技大學認為上述做法實質上相當于工業產品開發中的中試環節,具有連續或半連續的生產方式,并可以全面監測產品過程,從中發現問題和解決問題。因此,它是學生將知識從理論上升到實踐的一個重要環節。

2.2 以校企產學研合作關系推動學校的實踐教學

例如湖南人文科技學院,與婁底百雄堂高科技農業有限責任公司建立校企產學研合作關系,合作內容是:(1)開展科研合作。(2)每年接收生命科學系學生實習。(3)共享資源。例如公司提供臘八豆菌種和腐乳菌種等現有產品和技術,作為科研合作的起點和生命科學系實驗課的內容;生命科學系提供氣相色譜儀、液相色譜儀、原子吸收光譜儀等設備供公司產品質量分析使用。此舉可供其他高校借鑒。

2.3 以校內實訓基地強化實踐教學

2009年以前,生物工程與生物技術實驗裝備中多數涉及上游技術的設備已經基本配置到位(如基因工程操作設備,萃取、離子交換、吸附、層析、蒸餾、結晶干燥等實驗室級別的代謝產物分離設備),缺乏的是下游生產級別的設備,所以要重點考慮配置實訓車間設備。

在高等教育裝備博覽會上,同樣可以看到國家對高等教育實驗室裝備的一些新理念,以及設備制造業滿足市場新需求的動向。浙江天煌公司的實驗室設備,以典型工業產品范例和個案研究開發,作為高校實驗實訓的裝備依據。涉及生物技術的實訓系統,就有啤酒自動化生產線過程控制(工程型)系統(含5器和4發酵罐)等。

高校還需建設固體制劑生產線實訓車間(含30萬級潔凈水平操作間)和分離制備生產線(包括發酵罐、多功能動態提取罐、旋轉薄膜蒸發器、結晶罐、迭片式離心機、板框壓濾機等),適合各類食品或藥品的生產操作訓練。

校內小型實訓車間,其生產過程完全與工業化生產過程相同,使學生能夠從生產原料預處理、培養基制備、菌種擴培、發酵罐滅菌、接種及發酵過程中工藝參數的控制、產品分離提取等各個環節進行實際操作和系統分析。

不過,各校對實訓車間的投入還是普遍偏少。天津科技大學生物工程校內實踐基地,設備總價值近500萬元,包括好氧發酵、果酒釀造、啤酒生產、分離提取、精制純化等中試系統,涵蓋了生物工程產業上中下游生產環節[4]。

華中農業大學從2000年起分3期,建成生物工程專業教學實驗室1 000 m2,包括有通風發酵、固態發酵、生物工程下游技術、啤酒加工等實驗室及儀器分析室和準備室等。在引進現酵控制系統、發酵后處理設備的同時,成立了生物工程設計室,通過工程軟件AutoCAD 電腦繪制,進行發酵工藝和設備流程設計等操作。

3 實踐教學中新手段、新體系的運用與推廣

3.1 仿真實驗手段的運用

對于和實際生產聯系最緊密的課程,如化工原理、發酵工程、生物工程設備、生物發酵工藝等,吉林農業科技學院考慮到設備的限制問題,增加了模擬教學,從專業教學仿真軟件開發公司購置了仿真教學模擬軟件,保證一人一機的實踐演習。這些軟件的仿真性強,尤其是配備的實踐操作演練,能讓學生真正達到工廠模擬化的操作練習。

煙臺大學生物工程系將計算機模擬仿真引入實踐教學[6]。這種仿真系統能逼真地模擬工廠運行和各種事故狀態的現象,大大縮短培訓時間。

在計算機仿真環節,該校選用了北京東方仿真公司開發的青霉素發酵工藝仿真軟件,以單元操作的形式進行仿真模擬。青霉素發酵工藝仿真包括青霉素發酵生產、青霉素的精制和提純等內容。同時,教師可以通過計算機監測系統,全程跟蹤每組學生的操作,真正達到實踐訓練教學的目的。

3.2 建立和推廣微量化實驗體系

傳統實驗項目普遍存在反應體系大、樣品處理量多和處理時間長等特點,也使微量移液器、微量與狹縫分光光度計等現代科教儀器不能充分發揮其先進性。微型化實驗于1988年末開始引入我國,關于微型實驗已有文獻報道[7]。

微型化實驗的研究,是著眼于環境保護和實驗安全的需要,體現了現代科學技術發展水平的要求。微型化實驗具有現象明顯、操作簡便快速、節省經費、減少污染、安全和便于攜帶等優點。

參考文獻

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