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生物技术与生物工程

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生物技术与生物工程范文第1篇

[关键词]生物技术;课程体系

1 课程建设调研的目的

德州学院生物技术专业是2000年新建的专业,具有生物科学和生物化学等学科优势的生命科学类专业,我们按照为社会培养厚基础、强能力、宽适应的合适的应用型生物技术专业人才的指导思想,制订了人才培养方案和教学计划。在专业建设中,就依托我校生物科学专业,构建具有特色的生物技术人才培养方案和模式进行了探讨和实践。

课程建设是学校教学基本建设的重要内容之一,是专业建设和学科建设的基础和关键环节,是提高教学质量的重要方法和途径。课程建设涉及到教育思想观念、教学过程、教学方法和手段、师资队伍、教学管理制度建设、教学条件等多方面的内容,课程建设直接体现学校的教学水平,并将直接影响人才培养质量。为了深化课程教学改革,更加规范、有序地开展课程建设工作,根据教高[2007]1号《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》和教高[2007]2号《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》的文件精神,为高度重视实践环节,提高学生实践能力和创新能力对徐州师范大学大学和淮阴师范学院等院校本科生课程建设情况进行了调研。

2 生物技术专业的课程体系结构

通过调研各个学校本科生课程建设情况,生物技术专业课程体系基本框架达成共识:

2.1 毕业总学分=课程(包含实验课程)总学分+毕业综合实践环节总学分=150~180学分。

2.2 课程类型及学分比例。基础课程:50%左右

人文社科类(含政治、外语、计算机、体育等)占30%总学分。

自然科学类(数学、物理、化学、物理化学等)占25%总学分。

专业基础课:根据各个学校的专业特色来决定,占20~30%总学分。专业基础课主要包括微生物学及实验、生物化学及实验、遗传及实验、分子生物学及实验、细胞生物学及实验

专业课:根据学校的专业特色来决定,占20%左右总学分。主要包括基因工程、细胞工程、生物工程下游技术等课程。

2.3 生物技术专业实验覆盖面。生物技术专业实验覆盖面包括微生物学实验、生物化学实验、遗传学实验、分子生物学实验、细胞生物学实验、细胞工程实验、基因工程操作实验、生物工程下游技术实验。

3 我校生物技术课程建设的现状

3.1 开设适合我校特点的课程教学模块。根据我们的人才培养目标,生物技术专业培养具有良好的政治素质和道德修养,具有较扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能,了解生物技术领域的前沿和发展动态,具有较强的创新意识与实践能力,能在工业、医药、食品、农、林、渔、环保、园林等行业从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的德、智、体全面发展的应用型高级专业人才,同时适度培养专业专业基础型、复合型人才。我们设计了5个选修教学模块,分别是食品科学与营养模块、现代生物学模块、生物制药模块、农业生物技术模块、生物教育模块。

4 课程建设的目标和任务

生物技术与生物工程范文第2篇

关键词:生物工程;教学改革;生物产业;就业分析

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0042-03

生物工程是由微生物学、化学、生物化学、化学工程和信息科学等相互交叉结合而成的一门新兴、复合型的交叉学科。教育部2011年公布的普通高等学校专业目录中,将生物工程、轻工生物技术和生物制药等专业都归并为生物工程专业,并升级为一级学科。据统计,2003年开设该专业的高校为165所,随着生物技术热,到2013年增加到231所。但在实际的学科建设和教学设计中,由于办学基础、办学理念存在差异,各高校的生物工程专业具有不同的特点,办学质量也存在较大差异。该专业主要培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。

目前,我国每年生物工程类专业毕业生约6万人,由于人数的迅速增多,以及我国生物产业发展水平较低,再加上专业的局限性和一些教育形式的缺陷,造成生物工程类专业毕业生的暂时性过剩现象,增加大学生就业压力。《2012年大学生就业报告》则将生物工程专业列为“红牌”警告10大专业之一,这也使部分生物工程类大学生从大一开始就对学习和未来出路产生焦虑,并产生心理负担,这也给本科教育提出新问题。部分高校通过修订大学培养方向促进就业,有提出加强实践教学、自主创业、产学研合作等方式实现促进就业。本文根据作者在无锡国家高新区挂职工作经历、国内多个生物科技园区调研和在江南大学的研究生招生教学经验,就目前我国生物产业发展、生物工程类专业大学生就业分析的角度出发,探讨新形式下我国生物工程类专业教学改革的方向。

一、我国生物产业发展现状

国家“十二五”战略新兴产业规划把生物技术与新医药列为7个重点发展领域之一。生物技术对解决人类面临的人口、健康、粮食、能源、环境等主要问题具有重大战略意义。生物产业包括:生物医药、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保和生物服务,将成为国民经济支柱产业之一。目前,许多省、直辖市、地方城市也纷纷制定各自的生物医药的发展计划,并大力发展专业化的高科技园区,比如北京中关村生物医药园、上海张江生物医药基地、武汉光谷生物城、苏州纳米园和无锡国家生命科技园等,这些园区地处发达区域以吸引大批高科技人才进行创业和就业。生物技术产业由于进入门槛高,投资大周期长,技术更新快,国内外交流频繁,因此大部分生物产业分布东部沿海发达地区。

生物技术是中国与发达国家差距相对较小的高技术领域,我国政府也高度重视,从国家层面每年的973、863和国家自然基金等投入研发近百亿资金。美国2009年生物医药公司就投入研发653亿美元,而中国的生物医药企业规模小,投入研发资金规模较小,主要还是靠政府投入,因此相比之下我国对生物科技的研发投入资金较少。另外,我国的生物技术产业技术创新力不足,特别是一些高利润的生物药被国外大公司垄断,而我国企业和研究单位只能进行仿制,存在知识产权冲突问题。从工业生物技术产业发展来看,高污染、高能耗的发酵产业难以为继,比较典型例子就是谷氨酸(味精)企业大量关闭,一些高能耗、利润低的产业大量搬迁到内蒙古和新疆、东北等人口密度低、煤炭丰富地区;将来新建生物企业所需环境处理设施和运营成本占产品成本较大比重,需要考虑技术升级如清洁生产工艺。另外,一些低利润的生物产业如青霉素、维生素c等遭到欧美的反倾销抵制;在中国,对肉类需要造成大量粮食需求,一些以粮食为原料的低附加值发酵产品面临淘汰,例如中国禁用粮食生产燃料酒精。对于传统酿造产业,啤酒在中国已经接近饱和且全部采用自动化生产,白酒也是传统工艺且主要靠营销,此类行业招聘人才将减少;而未来,葡萄酒产业在中国将会有很好发展势头,对专业人才需要有增大趋势。对于酱油、醋等发酵调味品,由于近年餐饮业发展,该行业也增长迅速。

二、我国生物工程类专业大学毕业生的就业分析

生物产业的发展决定了大学生的就业情况。2013年,哈尔滨工业大学对生物工程类的就业进行调查,该类专业就业面一般,工作对口度一般;起薪低,为2495元,在92个专业中排名倒数第四,而且调查发现跳槽对薪酬涨幅影响一般,五年后收入低,综合满意度低。就业的行业主要分布在卫生医疗、耐用消费品、学术科研、教育培训等,就业地区主要分布在东部南部沿海发达省份、北京、东三省、湖北和四川。

生物工程类专业曾经是高考的热门,但是由于该行业投入大、周期长,我国生物产业还处于较低发展阶段,也因此给大学生的就业带来困难。调查发现大一的新生都为将来发愁,开始考虑个人的出路,包括:出国、考研、考公务员等;更有甚者,一些二本院校的大学生从大二就开始复习考研,父母也对读此专业的孩子将来就业发愁。对于研究生,只有少量的硕士毕业生进入企业的研发岗位,而大多数国内外高校生物工程类的毕业博士生几乎都是进入高校和研究所。名牌大学的许多毕业生大多选择去国外发达国家进行深造,造成人才的流失。在国内就业的,生物工程类毕业生的就业去向包括:医药、食品、环保、商检等部门中生物产品的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作,本科生直接从事科研方面工作的较少,部分毕业生转向其他行业,部分从事相关专业的下游技术工作。

三、高校生物工程专业大学生的教学改革思考

大学的教育就是为社会培养合适的人才。生物技术产业的创新发展需要专业人才,高等学校的课程改革也要适应行业的发展和起到引领作用。我国有众多高校开设生物工程类专业,通过比较课程理论体系发现,大部分高校包含:基础课程、专业基础课程、专业课和选修课,其中基础课程和专业基础课程都差不多。不同的高校由于研究背景的不同,专业课和选修课差别比较大。比如,河南工业大学的专业课开设:生物工程设备、酿酒工艺学、氨基酸工艺学、分离工程、环境生物技术等;南京工业大学开设:生物反应工程、生物分离工程、发酵工程设计、生物工艺学等;江南大学开设:酿酒工艺学、微生物育种、生化工程、生物下游技术、发酵设备与工厂设计等。此外,各个高校还开设各种选修课,让大学生了解生物工程各领域的专业知识和技术。

从目前产业发展和就业分析,生物工程类毕业生主要覆盖在生物医药、生物制造、生物农业和生物能源等,而生物环保则有相关的环境工程专业。关于课程的设置,各个高校也根据自己特点进行区域特色开设,比如江南大学以传统发酵为基础,设有酿酒工艺、氨基酸工艺和酒精工艺学等专业课,中南大学生物工程是以生物冶金为方向,而华中农业大学是以微生物和农业为方向。另外,比如广西大学开展区域特色型大学生物工程专业的课程体系改革,合理地安排好涉及生物工程的上、中、下游技术的课程,并重视学生实践技能的训练,取得良好的效果。

从2012年开始,教育部开展“卓越工程师计划”,诸多高校的生物工程专业也参加该计划。该计划的培养目标是:面向生物工业界的未来发展需求,采用学校与企业联合培养模式,通过在校的理论学习和在企业的实践学习,使理论与实践紧密结合,培养造就具备良好的思想道德、扎实生物学和工程学基础,生物工程专业系统知识和专门技能,以及实际工程应用能力,擅长发现并解决生物技术产业化过程中的关键技术、提高生物工程产业国际竞争力、引领生物工程学科发展的高质量创新型生物工程技术人才。从实践看来,该计划有利于促进教学和学生全面发展,多了解企业发展运行,与社会对接;但是,由于生物企业的行业特点,对其核心技术采取保密措施,大学生难以接触生产和研发的一线车间。

针对目前生物产业发展还在起步阶段、生物工程专业大学生就业形势严峻的问题,从大学教育的目的和理念出发,生物工程专业教学可以做一些调整:(1)传统发酵已经很难吸引大量生物工程专业大学生就业,比如氨基酸工艺学、有机酸工艺学、酒精工艺学等可以合并成一门课程,而酿酒工艺学则还应加入动手实践和品酒知识,以满足目前社会要求向上发展趋势。(2)针对生物医药发展的趋势,开设生物制药、细胞工程、基因工程、酶工程和代谢工程等研究生阶段所需的专业知识,可采取短课时或合并课程,进行普及性的教学。(3)从上游的基因改造、育种,中游的生化工艺,到下游的分离,都合理安排实验课程,让学生从感性的直接接触过程强化专业学习和动手技能。比如江南大学的生物工程专业学生大三就开设选导师,大四整个学年都在实验室做相关毕业课题。(4)鼓励大学生自主提出创新研究课题,通过竞赛给予资金支持、导师指导和实验设施。通过实践参与课题,感性地促进大学生对专业知识和技能的吸收。

为了增强大学生对社会的适应力,促进就业和行业发展,一些文科经济类课程的开设也是必要的,但是不适合占太多学时。比如,开设生物行业法,包括合同法、环境法、知识产权法、劳动社会保障法、生物伦理与生物安全,开设综合学科,包括交际学、谈判学、心理学和压力管理等。另外,要求知名专家教授和企业家到学校为大学生做报告,以了解行业科研状态和生物产业发展现状,开阔大学生视野,培养其兴趣,使其在就业时候能做出更好的选择,这样大学生能够脚踏实地地工作。

四、结论

我国的生物产业也正沿着“政府投入为引导,企业投入为主体,金融借贷为支撑,社会集资作为补充”的健康方向发展,生物工程正在将越来越多实验室中的生物技术转化为生产力。同时高等学校生物工程专业通过自身教学改革和调整,使大学生更具有创新力和对行业的热爱,并积极提高大学生各种能力的培养,扩大就业面选择范围。随着生物经济的不断发展,生物工程技术研究和开发将成为本世纪最具潜力的职业之一。

参考文献:

[1]卢碧林,张敏,毛治超,赵红静.生物工程专业课程体系建设与实践研究[J].高教论坛,2006,8(4).

[2]胡廷章,胡宗利,涂昀,王贵学.加强产学研合作教育培养具有创新能力的应用型生物工程人才[J].教育教学论坛,2010,(2).

[3]赵辉,凌宏志,王葳,韩晓云,吴国峰.高校生物工程专业人才培养规格和课程体系改革的探索[J].黑河学刊,2013,(01).

[4]庞宗文,阎欲晓,刘海东,白先放,冯家勋.区域特色研究型大学生物工程专业课程体系的改革与实践研究[J].轻工科技,2012,(04).

[5]张荣珍,饶志明,堵国,成徐岩.江南大学生物工程专业人才培养实验基地巡礼[J].中国轻工教育,2009,(2).

生物技术与生物工程范文第3篇

比尔・盖茨曾经说过:超过他的下一个世界首富必定出自基因领域。事实上,基因药物已经成为目前国际医药市场上增长最快的一类药品。有专家预测,到2010年,促红细胞生成素、血液科类药品、抗肿瘤生物工程药品和糖尿病/内分泌疾病治疗药、抗关节炎药物/免疫药品等蛋白质类药品的全球市场规模将达到600亿美元。

国产品圈占八成国内EPO市场

20世纪90年代中期,由美国安进公司开发生产的促红细胞生成素(EPO)使得世界生物工程药品市场格局悄然生变,而EPO更是自此成为市场上的头牌生物工程药品。据统计,促红细胞生成素类药品的市场销售额已连续多年实现跳跃式增长,1999年为48亿美元,2001年为62亿美元,2003年为93亿美元,到2004年已达119.2亿美元,一举成为世界医药市场上首只单品突破百亿美元的药品。

近几年,国内许多厂家也开始介入促红细胞生成素市场,上海克隆生物、成都地奥制药、沈阳三生制药、阿华生物制药、北京四环生物、华北制药和深圳斯贝克等16家企业先后获得SFDA颁发的药品注册证,据统计,其年生产能力已超过了500万支。在我国促红细胞生成素市场上,国产品牌已占据了80%,沈阳三生制药的益比奥被公认为国产品牌中的佼佼者,在医院用量较大,大约占领了促红细胞生成素国内市场近一半的份额;而上海麒麟鲲鹏(中国)生物药业的利血宝则占据了国内1/3的市场;排在第三位及第四位的分别是金坦生物技术股份有限公司的济脉欣、南京华欣药业生物工程有限公司的宁红欣,分别占有10.70%及3.73%的市场份额。与此同时,从上世纪90年代后期开始,促红细胞生成素也已成为我国重点城市医院的畅销药品,2003年的用药金额达6213万元,排名第56位。据SFDA南方医药经济研究所公布的数据表明,2001年,促红细胞生成素在国内市场销售总额约为4.75亿元,2002年为4.95亿元,2003年上半年已达到2.86亿元。

与国外差距仍大但机遇较好

然而,在我国临床用药结构和消费水平的直接影响下,促红细胞生成素的国内市场远不能与全球的百亿美元市场相比。目前我国虽然可以生产重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素-2、人生长素、葡激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子和人胰岛素等多种基因工程药品,但基因药物市场仅占世界畅销生物技术药物的近两成份额,而从2000年到2005年我国生物制药市场销售额只翻了一番,从75亿元人民币上涨到150亿元人民币,与EPO单品销售过百亿美元仍存在不小差距。

但随着人类基因组精确基因序列图谱绘制完成,人类基因序列将全部输入公共基因数据库,基因序列将无机密可言。我国的生物制药有望在一个新的起点上与国外制药业展开竞争。中国工程院副院长侯云德认为,“中国在生物制药方面具有一定的优势,研究水平总体上与发达国家的差距较小。”这位被称为是我国“干扰素之父”的先生对我国赶超国际水平显示出了十足的信心。

近期,随着一些国外著名跨国公司的生物技术药品专利即将到期,以及众多跨国公司纷纷进入我国市场,在促使国内企业与跨国药企合作的机会大大增加的同时,也使得我国生物工程药物市场面临着新的变化和机遇。

“美国制造”仍霸守市场主流

毋容置疑,基因工程药品(重组DNA产品)已成为国际医药市场上一个重要组成部分,其市场已日趋成熟。仅美国就有110家生物工程公司直接从事重组DNA药品的开发与生产。在上世纪80年代,基因工程药品以抗感染药(如α、β干扰素)、抗癌药(如白间素-1,2,4)、人用胰岛素和人生长激素为主角,其他一些五花八门的生物工程产品(如单克隆抗体类药、诊断试剂等等)只能算是“辅角”。干扰素、胰岛素和人生长激素这三种主要蛋白质类药品约占80年代基因工程药品市场的60%份额。

1997年,全球生物技术药品市场规模约为150亿美元,之后每年保持着12%甚至更高的增长速度,2003年达到600亿美元,占同期世界药品市场总销售额的10%以上。市场占有率较高的品种主要有促红细胞生成素,占全球整个生物技术市场的28%份额;其次是重组人胰岛素,占18%份额;干扰素及集落刺激因子各占15%;生长激素占11%;纤维蛋白溶酶原活化剂占4%;其他药品类占9%。

除促红细胞生成素类药品的迅速掘起成为世界头号畅销药外,其他两种早在80年代就已开发上市的基因工程老产品即干扰素与人胰岛素也是“宝刀不老”。据报道,2001~2004年干扰素类制剂继续保持平稳增长势头,即从2001年的39亿美元上升为2004年的58亿美元。另一种生物工程老产品“人用胰岛素”在2004年国际市场上共计销售55亿~56亿美元,与干扰素类产品相差无几。

目前,“美国制造”仍霸守着该领域市场的主流地位。在基因工程药品市场的领军产品中,美国安进公司的抗关节炎新药Enlrel、Neulaste、促红细胞生成素Arnesp和普通EPO等四大品种无疑是主力品牌。其中抗关节炎新药Enlrel的销售额将以2004年的18亿美元上升为2010年的44.5亿美元,约占12种畅销基因工程药品总销售额的14%份额。至于安进公司生产的其他两种基因工程药品即α促红素(Arnesp)和Neulasta,在2010年的销售额估计将分别达到38亿和34亿美元。

迄今为止,以美国为主开发上市了70~80种治疗用重组DNA药品。2004年全球其因工程药品市场总销售额为471.44亿美元,约占当年国际医药市场的10%。去年,生物工程药品销售额约为435亿美元。预期到2010年,全球基因工程药品市场规模可达600亿美元以上。

生物技术与生物工程范文第4篇

关键词:理学专业 发酵工程 教学实践 改革

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(b)-0041-02

作为现代生物工程重要组成部分的发酵工程,是以生物细胞为主体,利用廉价的原料生产有用产品或用于环境净化,是生物技术实现产业化的必经阶段。该课程是我校生命科技学院生物技术专业的一门重要的专业必修课程,在微生物学、生物化学、生物统计学等相应先导课程之后开设,是一门基础理论与生产实践紧密结合的课程。针对我校授课对象为理学生源的实际情况,在授课过程中如何优化课程内容,把这门侧重工科且理工结合的课程讲好,是笔者讲授这门课程的主要出发点。使之起到既启发学生思路,又能拓宽学生学习发酵工艺的知识面,为今后从事与生物工程相关的科学研究,技术开发和应用打下良好的基础,为此,笔者结合工作中的教学实践,从授课内容、授课方式等方面就如何提高教学质量,提高学生分析问题及解决实际问题的能力进行了一些尝试。

1 加强课程体系建设,优化教学内容

1.1 因地制宜,制定合理的教学大纲

教学内容和课程体系是人才培养的基础,是教学改革的核心和关键[1]。在大纲制定方面,我们借鉴了其他院校的教学经验,结合我校的办学条件、实验条件、学生基本情况及就业方向等实际情况来制定合理的教学大纲。在前几届学生的授课中,我们把发酵动力学单独作为一章来讲授,但由于我校生物技术专业的学生之前并未学习生物化工,代谢控制等相关理论课程,所以学习这部分内容相当吃力,且这部分内容是从微观上来调控菌株,因此,自2008年起的授课中我们做了调整,仅把部分关键内容穿插到发酵工艺控制中来讲授,取得了较好的效果。总结近些年的教学实践,结合学生的实际情况,笔者对教学大纲进行了调整。众所周知,尽管生物工程领域涉及的相关产品多种多样,从工业化的菌种、培养基、发酵工艺控制及关键点和产品的分离纯化都有较大的差异,但其基本的生产形式和理论基础大体相同。由此大纲的制定围绕这些工艺的共性规律,将发酵工艺以菌种选育―种子扩大培养―培养基制备―无菌空气制备―发酵设备―发酵工艺控制―产品的分离纯化为一条主线来编排,其各个操作单元涉及的内容也是该课程的重点内容,授课中不断强化这条主线,使学生牢固掌握发酵工艺的核心部分。

1.2 注重教材建设,选用优秀教材

教材是教师和学生之间教与学的桥梁,是体现教学内容的知识载体。结合学生自身特点,选择系统性强、知识体系完整和能够反映本学科领域的最新技术的优秀教材在很大程度上能够激发学生学习的兴趣和热情,确保授课效果,提高教学质量。在教材选择上,前几届学生我们选用化学工业出版社出版的俞俊棠教授主编的《新编生物工艺学》(上下册),但这部教材内容偏重工科,不太适合我校的理学学生使用,由此现在仅作为参考教材供学生学习。自2008年起,我校选用了2007年高等教育出版社出版的李艳教授主编的生物技术和生物工程专业规划教材《发酵工程原理与技术》,该教材在内容编排上系统性强,体系完整、实用,更适合理学学生学习。学生一本教材在手,便能全面的了解发酵工艺的生产主线及相关生产领域。除了推荐俞俊棠主编的《新编生物工艺学》(上下册)作为参考书外,还为学生推荐贺小贤主编的《生物工艺原理》(第二版),刘振宇编著的《发酵工程技术与实践》。同时,还向学生推荐相关的网站,像生物谷、生物秀等,促进学生自主学习。

1.3 因材施教,优化教学内容

随着生物技术的不断丰富和发展,发酵工程的教学内容也应加以补充和及时更新,尽可能增加一些新内容,新技术、新成果方面的资料,介绍学科发展的前言信息,拓宽学生视野。由此教师应对教学内容进行适当的删减或增加,使教学内容更系统化,以利于学生对内容的整体把握。

针对我校生物技术专业为理学学生这一特点,学生对工学的认识较浅,感性认识多于理性思考,学习中缺乏从工学角度认识问题,解决实际问题的能力。为此,在教学内容上,笔者更注重实用性、基础性、科学性、系统性,即要阐明发酵工艺的基本知识和基本原理,强化发酵工艺主线,且把典型产品的发酵生产融于课程讲授中。在章节编排上按照发酵工艺主线进行设置,其中绪论(2学时)、菌种选育(4学时)、种子扩大培养(4学时)、培养基制备(6学时)、无菌空气制备(4学时)、发酵设备(4学时)、发酵工艺控制(10学时)、产品的分离纯化(2学时)。由于学生在第六学期开设《生物分离工程》课程,所以产品的分离纯化部分我们只做简单讲授,目的使学生掌握整个发酵工艺主线。对于学生已经学过的内容,像菌种选育和培养基制备中,与微生物相关的一些基本内容点到为止,本门课程中重点讲授目的菌株的选育方法、发酵工业所用培养基的来源及培养基优化设计、培养基灭菌方面则重点讲授工业生产上的间接灭菌和连续灭菌方法等内容,使学生学到的内容既不重复,又前后连贯。对于新学内容,有的讲深讲透,有的适当介绍,有的主张学生自主学习并提交学习心得。

生物技术与生物工程范文第5篇

(一)生物工程专业规范方面在招生规模不断扩大的环境下,增设生物工程专业成为许多高校的办学热点之一。由于各高校办学基础参差不齐,在制订人才培养方案教学计划时,差别较大,甚至差异迥然。一些缺乏工科办学条件的师范院校开办生物工程专业的过程中,在制订教学计划时过于突出基础理论知识和实验技能结构模块,对工程知识传授与工程实践培训则鲜有涉足;而一些地方工科院校的教学计划中不仅生物基础理论模块十分薄弱,且受办学成本限制,对工程技能培养也相当弱化,课程能减则减,学时能缩则缩。通过问卷调查和实地调研,发现部分高校生物工程专业办学思路不清晰,生物工程专业与生物技术专业人才培养目标混淆、人才培养方案雷同,教学计划制订程序不严谨欠规范,校内校外均缺乏严格的专家认证过程,导致教学计划安排随意性明显,没有意识到生物工程专业工程应用性强的特点并加以落实和强化。因此,制订统一规范的生物专业教学质量标准已经成为生物工程专业办学工程中亟待解决的关键问题。

(二)工程技术实践教学环节方面在我国,一些高校生物工程教育往往重书本、轻实践,重知识、轻能力,重科研、轻教学,导致学生的理论知识与实践脱节。目前国内部分高校的生物工程专业学生大多数对运用综合知识解决问题的重要性以及工程设计缺少理解,觉得科学比技术更重要,这也正是这些生物工程专业工科教育不重视实验教学和工程设计的误区,导致学生缺少综合实验设计和工程设计的经历。此外,实验教学内容基本以验证性实验为主,教师把实验的内容、操作方法与步骤、报告格式甚至每一步得到什么结果等都写得清清楚楚,学生依葫芦画瓢,机械地完成操作,缺少主动积极的思考。综合性实验也由于学生人数偏多、设备台套数不足,动手操作的少,旁观的多,教学质量大受折扣。而设计性实验更是凤毛麟角。生物工程专业工程实习教学则包含认识实习、生产实习、毕业实习等环节,一般以校外为主,校外实习基地是工程训练最好的场所,是工程教育必不可少的前提条件。一些学校由于经费紧张,实习经费偏少,实习基地的建设经费往往由企业单方面提供。由于国家经济体制改革等外部环境的变化,尽管不少高校与多家企业签订了校外实习基地的合作协议,但仍然存在很多问题。绝大多数企业接收学生实习没有制度约束和政策支持,对学生实习热情不高,而生物工程专业相关企业又相对偏少,导致一些新增生物工程专业实习单位不对口,实习内容能减则减,实习过程流于形式,质量难以保证,常常是走马观花,草草结束,难以发挥实习应有的作用。

(三)实践教学过程控制及考核方式方面高等学校生物工程专业一般都建立严格系统的理论课程教学过程监控措施和考核评价办法,而一些高校对实践教学却往往缺乏有效的全过程监督和健全的考核评价制度,或没有认真落实和执行。构建行之有效的实践教学过程控制体系是生物工程专业实践教学质量得以保证的前体也是实践教学环节的难点,由于实践教学流动性强、机动性明显,不易对学生实践过程进行实时监控并给出准确评价,因此,少数地方高校生物工程专业实习指导教师往往采取点名制方式进行过程控制,对于实践效果则依赖于最后的实践理论考试,考试内容通常属于死记硬背的知识点,极少有学生不及格。通过考试的方式考核学生的实践效果仍旧属于应试教育,导致学生对实践教学没有产生足够的重视,抹杀了学生兴趣,阻碍了个性发展,确实难以真实反映学生的工程技术实践能力和水平。因此,有必要强化生物工程专业实践教学过程控制,建立完善的监控方案,并不断改进实践教学考核办法,高质量的实践教学才能得到保证。

(四)师资队伍建设方面近年来,虽然新增生物工程专业教师队伍中引进了大量的具有生物专业背景的博士人才,有效解决了多年来教师队伍整体学历学位偏低的问题。通过问卷调查和统计发现,这些新增专业新进教师相当数量属于学术型的,擅长科研学问研究,很少在企业工作过,从学校到学校,大多数缺乏工程技术学习和研究经历。由于缺乏工程实践环节的专门训练,自身尚不能成为行家能手,因此难以胜任相关的实践指导工作,况且一些高校为这些教师创造培训、进修、企业锻炼的机会也有一定的限制。在教学过程中,导致这些高校部分生物专业教师宁愿多上些理论课,也不肯指导学生进行生产实践。即使在举足轻重的毕业(论文)设计教学环节中,选择毕业论文的多,采用毕业设计教学方式的则寥寥无几,极少数高校新增生物工程专业甚至清一色的采取毕业论文形式。这些现象严重制约了生物工程专业学生工程技术创新能力的培养,有悖于专业培养目标。目前,特别是新增生物工程专业教师队伍仍然存在结构不合理、缺乏具有“双师型”教师、师资专业背景比例失衡、专业教师缺乏工程实践经历等问题。(五)工程师培养体系方面近年来,教育部联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),该计划就是要培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。经审核,教育部最终批准61所高校成为首批批准的“卓越计划”实施高校,一批涉及工程与工艺的工科专业成为试点专业。相比而言,属于朝阳产业的生物行业尚在培育、壮大过程中,虽然许多从事生物工程教育的人士已经意识到“卓越计划”对生物产业发展的重要性,但是部分相关企业并未深度参与到一些高校生物专业工程技术人才培养过程中,产学研合作教育的空间依然广阔,职业资格制度有待进一步完善,工程师培养体系尚不够健全。为了适应国家工程教育发展新趋势,必须进一步加强生物工程专业工程教育与其相关产业的合作,使得人才培养和技术创新这两条驱动生物行业经济可持续高速发展的主要链条灵活运转。

二、生物工程专业教学体系改革措施及途径

(一)规范专业教学质量标准,明确工科办学思路我国生物工程专业正式设立时,对本科专业培养目标作了明确规定:通过各种教育教学活动培养学生德、智、体、美全面发展,具有健全的人格、正确的世界观、人生观和价值观,适应市场经济体制和改革开放需要,具备良好的人文社科基础知识和人文修养,具备生物技术基本知识、掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、产品技术研究开发、质量检测和企业管理的适应社会主义现代化建设和地方经济社会发展需要应用型高级技术人才。在构筑生物工程人才培养体系时,要重视生物基础、化学、生物化学工程等基本知识单元的设计,以此组成专业核心知识体系,体现专业的本质、交叉与融合。高校专业教学计划的制订要兼顾个性差异,留有足够的个性化发展的空间。具体专业基础课程和专业课程按各校的特色和条件设定,特别是选修课程更要体现不同学校的基础和专业定位,如生物制药、环境生物工程、发酵工艺、能源生物工程、生物材料等,以适应不同学校的学生来源、教育资源的差异以及培养目标的行业方向和特色。

(二)强化实践性环节教学,确保工程技术教学质量在实验教学方面,逐步减少认识性、验证性实验内容,增加综合性、设计性实验的比例以及研究性实验。根据实验内容的内在联系,科学地综合实验技术和实验方法,积极引用生物技术与工程领域的科研新成果和社会应用新项目,引入国内外方法成熟、适合本科实验教学的先进的实验项目,激发学生实验的兴趣,培养学生的科学思维和创新能力。生物工程专业实验课程应当有体现工程技术训练的内容,不应仅限于生物工艺技能,而应有所拓展。为了保证实验教学质量,应逐步加强实验仪器设备投入和加快实验室建设,扩大实验室开放力度,提高实验室综合利用率;利用省级科技创新平台和省级实验教学示范中心平台,搭建具有生物工程技术环境的实践教学平台;引进企业的资源和设备,与企业合作共建实验室,模拟现场工程环境。在工程实践教学方面,分层次构建完整的“生物工程专业工程实践与工程应用教学体系”。通过课程设计、毕业设计等环节培养学生综合应用工程能力与初步设计能力,利用生物工程仿真技术、校内外工程实践等环节培养学生的工程实践与工程应用能力。为保证工程实践教学质量,应着重加强校内外实训基地建设,为顺利完成工程实践教学提供必备的条件和环境。通过与企业联合投资生物产品中试生产设备、购置生物工程仿真装置等方式构建校内工程训练中心。工程训练中心是拥有或模拟一个真实的生产系统,完成一个具体的生产过程,可以实现或模拟真实的产品生产,给学生提供一个系统而真实的工程实践环境,学生可以按教学要求逐个环节进行安装、调试、运行和生产,这个训练过程在企业的实习过程是根本无法做到的。生物产业属于朝阳行业,新产品、新技术不断涌现,通过引导、扶持、政策倾斜等方式鼓励教师和学生创办生物工程企业。同时积极寻求一种校企共赢的产学合作模式,提高企业与高校合作的积极性,这是校企合作实践基地能够顺利建设和良好运行的关键。积极推进工程实践教学内容改革,整合实践教学环节,使校内实践和企业综合实践相辅相成,从而确保并不断提高生物工程专业学生的工程技术能力。

(三)改进实践教学方法和方式,健全教学考核评价体系改革传统的生物工程专业实践教学方法,着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于产品的学习等多种实践学习方法,采取产品带动,设备配套,工艺优化,动手操作与学习思考相结合,基本原理和现场实际相结合,现场教学、双向交流式教学和研讨式教学为主,紧密结合工程技术实际情况,不断培养学生的动手能力并开发学生的思维,调动学生的工程技术学习兴趣和学习热情。生物工程专业实践教学过程往往是连续的多过程,基于工段分批轮换方式进行实践教学安排是一种高效可控的途径,化整为零,既可减少相关企业的人员增加压力,又能提高学生的实践效果,学生可以接触并了解全部生产工艺,并能掌握整套设备的调试和操作方法,同时有利于对教学过程进行实时监控,分阶段对学生进行考核,并作为能否顺利进入下一生产环节的依据。在考核环节上,改变传统单一笔试考核和标准答案的评价方式,采取现场答辩、实践总结、不同产品工程工艺设计等灵活多变的方法,并结合实习单位提供的完整的考勤考核记录、企业指导工程师开出的实习个人评价等辅助考核方式,重在考核学生的工程技术知识掌握水平和应用能力以及创造性思维,为实习顺利开展构筑坚实的平台与保障。

(四)拓展师资队伍建设渠道,构建高素质的“双师型”师资队伍培养生物工程技术专业人才的关键是打造一支具备较强的工程实践能力和设计创造能力的教育师资队伍。作为工学专业,生物工程专业在教师构成上必须保证有一定数量的工程背景的教师参与到教学实践过程中,同时生物学方面背景的教师也应占有一定的比例。各种背景教师所占具体比例不能一概而论,可依据各校的特点应进行适当的建设。专业教师引进或录用考核时,除考察理论研究水平和外,对具有工程实践经验的“双师型”教师,优先引进和录用,在引进待遇上给予适当倾斜。同时要为缺少工程实践经历的在职教师创造条件,派遣其到企业单位顶岗工作,鼓励教师借助生产实习机会,接受企业生产训练。支持教师和企业进行产学研合作,形成校企互动模式,在为企业开发新产品、引进新工艺、改造旧设备等生产实践过程中培养和提高一批专业教师的工程经验,构建一支高素质的“双师型”师资队伍。同时聘请企业中工程技术水平高、实践工作经验丰富的高级技术人员作为兼职教师,签订兼职教师协议,到校或在企业进行生产实践理论教学,指导学生进行课程设计、生产实习、毕业设计等相关实践教学工作。

生物技术与生物工程范文第6篇

关键词:发酵工程 教学改革 实践教学

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(a)-0140-02

生物技术是当前世界最前沿的科学技术,目前正以前所未有的深度和广度迅速发展。发酵工程在生物技术中扮演着产业化的关键角色。生物技术的迅速发展对科学技术人才的培养提出了更高的要求,需要具有扎实的理论基础、又有一定的实践技能的高素质人才。《发酵工程》生物工程和生物技术专业的一门核心课,在专业课程体系中起着承上启下的作用,其教学体系的合理编排和设置对生物工程专业的人才培养起着至关重要的作用。我们仅就14年来的《发酵工程》授课实践,结合其他兄弟院校的教学经验谈谈感悟。

1 精选教学内容,整合课程体系

1.1 精选教学内容

河南科技学院(后简称我校)生物工程专业的《发酵工程》课程是在修完微生物学、生物化学和化工原理等课程之后,本科三年级第一学期开设,与《生物分离工程》、《生化工程》和《生物工程设备》同期开设,《酶制剂》、《酒类工艺学》和《生物制药》等专业课程在其后开设。生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性,教学过程中避免与其它课程交叉重复。我校每四年进行一次本科培养方案的修订,在参与的制定2005年、2009年和2013年新修订的教学大纲中,《发酵工程》课程的课时由72学时不断被压缩为现在的48学时。如何在有限的课时内使学生掌握发酵工程最基本的内容,提高他们在实践中分析问题、解决问题的能力,并为今后的发展打下坚实的基础,是《发酵工程》教师需要认真思考的问题。我们的《发酵工程》授课内容提炼为:以发酵工业过程共性环节为主线,按照发酵工艺过程串联为菌种―培养基―种子扩培―发酵过程控制一条主线。发酵工程的教学中还应对发酵企业经济效益的评价方法和体系进行分析和阐述;同时经济学的知识和理论体系比较宽泛,只需结合发酵工厂的实际有选择地讲授,做到重点突出,详略得当。

基于此将发酵工程教学内容从章节编排上为:绪论(2学时),工业微生物(4学时),微生物发酵机理(4学时),发酵工业原料及其处理(2学时),发酵工程的灭菌于空气除菌(4学时),发酵设备与反应器(4学时),发酵工艺控制(4学时),工业发酵染菌的防治(2学时),现代生物技术在发酵工业中的应用(4学时),发酵经济学(2学时)。

1.2 恰当处理与其他课程间的关系

生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性, 因此在课堂教学中采用关联教学法,避免与其他课程交叉重复。将不同学科、不同章节的知识点进行关联,同时注意突出本课程的重点内容,发酵工业菌种的生理生化特征、培养基的分类与制备、常用的无菌技术等知识在微生物学中已经详细学习,《发酵工程》中仅作为对知识的回顾;在讲解发酵产品的原理时候,紧密与生物化学知识点相结合;对于种子扩大培养、发酵过程控制以及发酵产品原理与技术应用等内容做深入的讲解,形成由点及线到面,逐步构建起工业生物技术的立体知识网络。突显《发酵工程》在专业课程体系的承上启下作用。

2 优化教学方法

利用多媒体技术与网络教学资源,同时在课堂上要适时、适当地运用板书,肢体语言等方式进行讲授。媒体技术的应用,为教学带来了活力,它提供了视觉、听觉等多器官刺激,使抽象的内容具体化、直观化,不仅能活跃课堂气氛,也在一定程度上提高了学生的学习效率。但是,多媒体课件只能是辅助教学手段,绝不可多用、滥用甚至完全依赖于它。在课堂中,起主导作用的仍是教师,教师适当地运用板书,肢体语言等方式,才能达到更好的教学效果,而PPT文件应该只起到类似以前挂图的作用,如若全部用PPT文件讲课,教学效果不好。

教师在讲述中要尽量把生产生活中与发酵有关的实例引人课堂中进行剖析,引导学生自主思考,要善于将书本基本原理与实际应用有机结合起来,从而加深对理论知识的理解,提高学生发现问题、解决问题的能力,促使学生自觉地扮演好学习主体的角色。这样做即可活跃课堂气氛、激发学生的学习兴趣,又能加深学生对理论和概念及其应用的深刻理解。在教学环节中,穿插大型发酵企业的产品生产和技术开发以及发展方向,使学生了解该行业的发展现状和趋势,为自己将来的出路早作打算。

3 加强教师队伍

发酵工程具有很强的实践性和应用性,其对授课教师的要求也很高。发酵产品由实验室―中试―生产逐级放大的过程中,不是按比例放大而是比拟放大,过程出现的问题很多时候需要实践经验指导。多数主讲发酵工程课程教师虽已获得博士学位,具备知识新、理论强的优势,但缺乏实际生产经验,讲课内容枯燥空洞,教学效果不理想。教师是课程建设的主要执行者,建设一支优秀的课程教学团队尤为重要。我校采用“请进来,走出去”的方法,加强学校教师与企业发酵技术人员的交流互动。“走出去“就是学校要求35岁以下教师必须到相关企业进行轮岗锻炼一年。“请进来”就是请企业经验丰富的技术人员来授课,我校生物工程专业设有“华兰班”,华兰生物定期派生产一线的专家讲课,生物工程专业所有学生均可听课。学校出台有利政策鼓励教师与企业合作,发酵工程教师教学、科研能得到了提高。

4 强化实践教学

实践教学与理论教学相互联系相互支撑,是高等学校教学工作的重要组成部分,对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力有着特殊作用。我们的发酵工程课程实践教学由课程实验、课程实习和生产实习三部分组成。课程实验用于强化学生的基础知识和基本操作能力,课程实习;课程实习用于增强学生的综合和设计能力,生产实习用于培养学生的工程实践能。

4.1 做好基础实验,掌握基本实验技能

结合教材内容和教学目标,开设发酵工程的基础实验,如发酵罐的灭菌与接种等操作、发酵污染的检测与判断等,共16学时课程实验。通过规范的实验操作,使学生掌握发酵工程的基本实验技术和主要产品的工艺流程。

4.2 开展综合和设计性实验,提高学生创新能力

在课程的实习周,首先带领学生到相关的发酵工程参观学习,要求学生了解所参观企业发酵产品的生产工艺流程和主要仪器设备;理解生产过程中的原料处理、菌种生产、空气除菌和下游提取等单元操作方法;学会观察生产过程中各发酵参数的变化,并掌握相应的调节措施。然后,让学生自行设计实验,带领学生到我院发酵工程中试车间进行模拟实验。通过综合实验, 提升学生对基础知识和基本技能的应用能力; 再后, 通过设计型实验, 初步培养学生的科学研究和创新能力。为了进一步系统培养学生实践技能,我校生物工程专业在第7学期(上)开设了64学时生物工程大实验,开设工艺综合大实验课,第8学期学生自行选择到我们已建立的校企联合理事会单位进行为期两个月的生产实习。近年来,我院与河南宋河酒业股份有限公司、焦作健康元、新乡华兰生物工程股份有限公司和郑州航空港台湾科技园等20多个大型企业合作,成立了校企联合理事会,开设“校企合作论坛”,每年召开相关企业参加的教学指导委员会年会,采用“校企联合培养”模式,推进教学改革,增强了学生创新创业能力。

通过上述措施,克服了由于专业课时相对减少给发酵工程课程带来的不利影响,课堂气氛活跃,学生学习的热情和积极性提高,教学效果较好。发酵工程发展迅速,新的工艺和流程、新的发酵产品层出不穷,促使发酵工程教学的不断完善与进步。要跟上行业发展的步伐,除改进教学内容与教学方法外,教师本身也要不断学习,提高课程的前瞻性,使学生不仅学习知识,更要树立科研素质,建立并提高分析问题和解决问题的能力。

参考文献

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[3] 陈叶福,肖冬光,陈宁,等.对发酵工程课程教学的几点思考[J].中国轻工教育,2010(2):64-65.

[4] 张娟,陈坚,堵国成.发酵工程高层次创新人才培养体系的构建与实践[J].中国轻工教育,2011(5):62-64.

生物技术与生物工程范文第7篇

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010~2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DNA 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5~10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.

[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.

[3]徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

生物技术与生物工程范文第8篇

关键词 网络课程;生物工程概论;天空教室

中图分类号:G434 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2013)06-0045-03

生物工程概论是生物科学专业的重要专业课程,主要内容介绍生物工程技术的种类、操作方法、应用领域。其课程特点是理论性较强,需要有生物学、生物化学等相关学科的知识基础;强调技术方法,是可产业化的生物技术,与生产、生活实际关系密切;教学内容更新快,生物工程及应用技术发展迅猛,要求必须不断充实教学内容。

在课堂教学过程中,笔者发现几个问题。

1)课堂教学时数少。为了坚持人才培养符合“厚基础、宽口径、重实践、有特色”的基本原则,各高校纷纷加大基础课的比重,大幅度减少专业课及专业选修课的学时数,这样就给本课程的成功教学增加了难度[1-2]。

2)应用知识涵盖医药、保健、轻工、食品、农业、畜牧、纺织、能源、石油开采、环境保护等众多领域,知识介绍广度与深度很难兼顾。

3)学生间理论基础水平参差不齐。学生在大学期间学习的生物化学、微生物学等课程是基础,此外学生还需了解分子生物学、细胞生物学、遗传学方面的知识,这些课程学生还没有学习,只有在高中生物相关课程中有所涉猎,知识储备水平不一致造成学生间学习效果差异。如何提高本课程教学的层次和水平,保证教学质量,是教学者必须重视的问题。笔者认为建设生物工程概论教学网络课程是解决上述教学中存在问题的理想途径。

1 网络课程制作的软件平台

天空教室2008网络教学平台为目前教师开展教师备课、课件制作、网络化教学提供了强大支撑平台。系统中的所有产品均操作简便,功能强大,可以广泛地应用于课件制作、多媒体教学、网络化教学与研究性学习等多种用途。天空教室网络教学平台给师生提供一个全面实施网络辅助教学的环境,更好、更方便地解决和学生网上交流的问题。此平台可以有效解决诸多问题[3-6]:1)学校多校区化,校区分布相隔甚远,师生难以沟通的缺陷;2)学生扩招,师生比例下降,大班教学增多,教学质量无法保证;3)多媒体投影大量普及,学生课堂笔记困难;4)课时缩短,教学要求却不变;等等。

2 网站建设思路

有效的网络课程比传统课程更能给学生提供自由探索、尝试和创造的条件,从而让学生获得学习自由,体验学习过程,充分发展个性。可以充分利用网络资源的丰富性和开放性,构建自主、协作的学习情境,让学生真正成为课程的主体。因此,在网络课程系统设置:1)基本学习内容,帮助学生更好地理解课程的内容,掌握学习重点,达到教学计划要求,包括课程简介、教学大纲、授课教案、习题题库等;2)知识补充与拓展学习,包括提供参考资料、相关网站链接,学生根据自身情况选择薄弱进行自觉补充,或者对感兴趣的内容进一步学习,加深认识;3)互动学习内容,包括问题讨论、师生交流等。对教学中的难点进行解答,充分调动学生的学习积极性,了解教学中出现的问题,及时改正。

3 网络课程构架

天空教室网络教学平台列出课程创建时的多个初始节点,可以自由选择。制作的生物工程概论网络课程包含8个模块,其中立体化资源下设有5个子模块,互动教学下设有6个子模块。

4 网站制作过程

课程负责人登录校园天空课程网站,进入个人空间之后使用教师工作平台,教师工作平台分为3个功能区。

4.1 课程建设

课程建设模块集中了课程的资源建设功能与课程建设教师团队的管理功能。选定课程后进行编辑。

1)课程概况。调用内嵌编辑器进行内容编辑,输入开课院系、学分、学时、课程属性、开课教师等信息。

2)课程设置。系统中默认的目录有13项,保留图书资源、网络资源、光盘资源、参考资料、题库5个项目。

3)图书资源。调用内嵌编辑器进行内容编辑,录入图书信息。本课程推荐的参考书为科学出版社出版,廖湘萍主编的《生物工程概论》;科学出版社出版,宋思扬主编的《生物技术概论》(第二版);中国农业出版社出版,程备久主编的《现代生物技术概论》。

4)光盘资源,提供课程相关的影像资料。

5)网络资源。创建指向外部网站的节点,提供生物工程相关专业网站的链接及简介。生物学(http://),网站是生物学的英文门户网站,提供生物学领域的所有信息,支持因特网上的重要生物信息的相互交流,并提供网上有关的信息讨论等;生物通(http://),网站是中文生物门户网站,包括最新的科研动态、研究成果、生物工程报告、学术交流、生态环境、科普新闻、技术疑难、综合论坛、生物资源、电子杂志等,支持关键词检索;生物空间(http://),网站有生物领域的最新重大事件、出版物、网上生物站点、北美生物技术目录、有关生物技术学术团体等,可按照信息源、新闻、疾病、公司、事件、词汇等分类查询,也可按照专家查询;中华生物信息网(http://),网站提供文献检索、网站导航、实验技术、相关数据库、软件下载、生物信息学等方面的服务[4]。

6)课件与教案。以文件上传的方式上传课件和教案。教案为Word文件。课件为PowerPoint文件,按章节制作,共12个文件。课件制作时力求界面美观、色彩丰富,屏幕设计简洁明快,用文字、图片、动画等多种形式生动呈现教学内容。

7)题库。题库以Word文件形式编辑后,通过Adobe Acrobat 7.0 Professional软件转化为PDF文件,以插入文件形式上传。

4.2 辅教管理

辅教管理中为教师提供学生与助教的人员功能以及教学过程中学生各项学习工作完成情况的详细而实时的统计数据。

1)班级首页:设置选课班级名称,批准选课申请,设置班级访客权限,设置在线教学启用模块。

2)人员管理:学生管理包括导入学生名单、设置学生身份、移除学生、确认选课审核、导出学生情况表操作;助教管理模块可进行批准助教、增加助教、删除助教、导出助教情况表操作;教师管理模块可进行增加教师、删除教师、导出教师情况表操作。

3)教学安排:包括按周次为助学模块导入已有资源,导入整个往期的教学资源,查看各周教学情况,编辑各周教学内容操作。

4)教学统计:统计本班学生公告查看、学生作业完成、参与讨论、提出问题、学习文件下载等情况。

5)问卷调查:问卷调查学生对课堂教学各项环节的满意度,设置5个满意等级供选择。

4.3 精品课程

此模块是专门为国家教育部精品课程网站项目量身定制的,具有非常高的专业性与便捷性,是建设网络课程的理想平台。天空教室的可视化精品课程是相对于传统的课程网站开发方式而提出来的全新网络课程建设理念与形式。可视化精品课程给人的第一感觉强烈,视觉效果好,并且用户操作极其人性化。除了具有新颖的外在形式,可视化精品课程内在模式上实现重大突破,功能涵盖教师备课、课件制作、网络化教学。

1)课程介绍:调用内嵌编辑器进行内容编辑,填写课程介绍。

2)课程负责人:调用内嵌编辑器进行内容编辑,填写课程负责人的介绍。

3)课程特色:调用内嵌编辑器进行内容编辑,填写课程特色。

4)设置:将课程网站分为申报模块、资源模块和教学模块,可以动态调整各模块和设置开放对象;设置课程网站的开放对象为“参评校外精品课程”;设置网站为“直接访问可视化课程网站”。

5)课程网站:在系统提供的100套HTML格式网站模板中选。

6)可视化网站:设置可视化网站的背景、封面、封底、内页、标签、图标、按钮等元素,均从系统提供的模版中进行选择。

4.4 互动教学

教师在登录后,从【我的课程】里的课程列表中点击相应课程,进入“网络教学平台”进行互动教学,主要有以下几个模块。

1)公告:按教学周班级公告,同时可以转发该课程下的其他教学班;支持该公告的在线编辑和上传附件,并设置是否允许提前查看;教师能够直接查看公告的已读和未读学生名单。

2)作业:按教学周作业信息,网络提交,在线打分、给评语。

3)讨论:按教学周讨论,如发起关于转基因食品问题、生物产业发展前景问题的讨论。

4)答疑:在线回答学生提出的课程相关问题,以及对学生提出的问题做归纳。

5)师生交流:教师和学生进行心灵互动的模块,教师和学生通过匿名的方式畅所欲言。

5 总结

由于天空教室软件具有强大的功能,教师不再纠缠于与课程无关的技术开发上,有更多的时间充实课程网站的内容。天空教室软件操作简便,兼容性较强,更方便于课程网站内容的更新。网络课程是传统课堂教学的重要辅助手段,它可以引导学生在课余时间进行自我学习,使学生根据自身知识储备特点,进行自主化学习、个性化学习,提高教学质量。

积极的互动教学是本网络课程的重要特色,改变了课堂教学的单项教学模式,对增强教学效果有很大帮助。例如在教室里进行的讨论、案例分析等工作,受制于课堂教学时间的限制,往往不能充分发动学生把讨论展开,现在教师可以将讨论题或者案例在教学班里。学生在网络课堂上发言积极性高,充分调动了学习兴趣。

参考文献

[1]邓胜松,姚日生,朱慧霞.生物工程概论的教学方法改进[J].药学教育,2004,20(4):44-45.

[2]欧少云.任务驱动法在《生物工程概论》的应用初探[J].广西教育学院学报,2010(2):149-157.

[3]罗军,龙北国,赖建平,等.运用天空教室软件平台制作病原生物学精品课程网站[J].中国高等医学教育,2006(8):65-67.

[4]张宏亮,刘兆瑜.基于天空教室系统的数字电子技术网络课程开发[J].河南广播电视大学学报,2007,20(2):107-109.