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现代生物工程技术

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现代生物工程技术范文第1篇

关键词:生物工程技术;生态环境;应用研究

引言

随着社会的不断发展,人类社会的生产能力在不断地进行提升。为了能够进一步地满足人们的日常生活的需求,在进行生产活动的过程当中对自然资源进行不断地采撷,进而出现了生态环境不断恶劣等一系列的问题开始出现,已经开始对人们的生存产生了一定的威胁。而生物工程技术对于改善环境资源,保护我国生态环境有着非常重要的作用。随着科学技术的不断发展,我国的生物工程技术水平也在不断地提高,并且已经取得不小的成果。而生物工程技术的不断发展,对于生态环境保护的作用也越来越明显,所以将生物工程技术有效地应用到生态环境当中能够对我国的生态环境保护起到很好的改善作用,进而促进我国的生态环境健康可持续的发展。

1我国生态环境存在的问题

近年来我国的社会经济取得了迅猛的发展,但是由于我国经济的快速发展,各个工业领域在大力发展的过程当中没有注重对于生态环境的保护,使得我国经济在迅猛发展的同时也带来了许多的环境污染问题。虽然这几年我国的相关部门开始对环境保护开始重视起来,对相关的生产企业提出了加强环保的严格要求,但是在实际的实施过程当中却并没有十分有效的效果,我国的环境污染的现状并没有得到好转。我国的环境污染问题当中,其中对生态环境造成严重污染的主要是工业领域以及农业领域,这两个领域对于我国的生态环境的破坏最为严重。工业领域在进行工业生产的过程当中存在着很多的肆意排放废水、废气等情况,对我国的生态环境造成严重的破坏,而在农业领域当中则是存在着大量使用化肥农药的现象,对我国的地下水环境造成了严重的污染。由于地下水体的污染,使得我国的许多城市都存在着用水缺乏的情况,根据我国的相关数据统计,我国已经有300多个城市的居民存在着饮用水缺乏的问题,在农村当存在缺水问题的农村人口已经冲破了一亿的大关,从中可以看出地下水污染的问题所带来的后果的严重性。除了饮用水的问题之外,现如今我国部分农村地区的耕地也出现“无水可用”的情况,使得我国农村的耕地面积正在大量的减少。

2应用现代生物工程技术的重要性

生物工程技术作为一门复杂的综合性学科,其中所包含的内容有很多。它是由多个学科进行交叉融合所形成的,其中包含了细胞工程、基因工程等等许多的学科和领域。生物工程技术当中的各项学科技术可以根据人们的实际需求进行有效的结合在一起,从而有效地应用到其中。比如说,随着现代基因技术的快速发展,使得形成了依靠现代基因重组技术以及发酵工程等各项技术的生物工程新技术。通过将生物工程技术应用到生态环境当中,形成了以生态环境为主体的环境生物技术。在对我国的环境污染治理过程当中应用环境生物技术可以取得非常不错的效果,对我国的生态环境进行有效地改善,有效减缓我国的环境污染问题。在对我国的生态环境污染治理的过程当中有效的应用生物工程技术比以往传统的环境污染治理技术有着更多的优势,并且与我国可持续发展的科学发展战略有着高度的一致性。

3生物工程技术在生态环境当中的应用策略

3.1解决化肥污染问题

对于农作物的生长来说,化肥是农作物在进行生长过程当中所必须的材料。通过使用化肥不仅能够很好地提高农作物的产量,还能够保证农作物在生长的过程不会被害虫所影响。但是由于我国农村在进行栽种农作物的过程当中对化肥的过量使用,使得我国很多的耕地都已经出现了土壤结板现象,对我国的土壤环境产生了非常严重的破坏。除此之外,由于在使用化肥的过程当中化肥过量的原因,使得很多没有能够被植物所吸收的化肥都流入到了地下水当中,进而对我国的地下水环境造成了非常严重的污染,使得我国出现饮用水不足的问题以及对很多湖泊的鱼类的生长产生非常严重的影响。还有很多没有被吸收的化肥由于挥发性进入到了空气当中,导致我国大气环境当中的氮元素的含量大大增加,不仅对我国大气层当中的空气造成了严重的破坏,害由于氮元素的原因使得很多的地方都会形成酸雨对我国的土壤等生态环境进一步地进行破坏。在对我国的生态环境进行治理的过程当中,有效减少化肥的使用量,解决化肥污染问题是当前主要的任务之一。而通过利用生物工程技术能够使用固氮技术来让农作物进行吸收空气当中所含有的氮元素,这样就不再需要对农作物使用大量的氮肥,从而有效减少对于化肥的使用量。举个例子来说,可以通过使用生物工程技术将其应用到小麦作物的根系当中,这样小麦作物的根系就能够自行去吸收空气当中所含有的氮离子元素来满足自身生长的需求。并且根据相关的数据显示,通过对小麦作物应用这种生物工程技术使得小麦作物的产量提升了百分之十五左右。这样不仅能够有效解决对农作物过度施肥导致化肥污染严重的问题,还能够有效地提高农作物的生产产量。

3.2解决农药污染问题

在农业生产当中对我国的生态环境污染严重还有一个就是在对农作物和植物进行病害虫治理。因为在对农作物进行病害虫治理的过程当中需要对农作物使用大量的农药产品,这些大量农药当中都还有对生态环境有害的有机氮和有机磷,会对我国的地下水环境和大气环境造成严重的污染,进而对人们的身体健康也产生了一定的威胁。对于解决农药污染的问题,通过使用有益昆虫和微生物防治技术来对农作物的病害虫进行防治,有效减少对农药的使用。使用微生物防治技术不仅能够在对农作物的病害虫治理当中起到非常好的治理效果,并且不会像使用农药那样对土壤环境和空气环境造成严重的污染。并且在近年来基因技术的不断发展,现在已经有了高效杀虫生物技术,能够将以往传统的农药杀虫技术进行完美地替代,进而就能够很好地解决农药污染所带来的环境问题。

3.3提高环境监测质量

在进行生态环境治理的过程当中,可以应用生物工程技术在对我国的生态环境进行有效的监测。比如在监测我国的土壤、水质质量的过程当中可以采用生物传感器技术,能够取得很好的效果。生物传感器技术所主要应用的技术核心是将固定化微生物技术和电化学工程技术进行有效结合,从而能够对土壤等环境进行有效地监测。该生物工程技术所具有的特点就是灵敏度高、准确度高。在对土壤等环境质量进行监测的过程当中能够非常敏锐地发现其中的变化,并且所测得的数值也具有非常高的可靠性。在对生态环境进行治理的过程当中能够提供非常准确的数据和基础,为后续的治理策略提供方向。在最近几年来,我国环境污染的生物监测技术取得了巨大的发展,使得我国对于环境监测的质量得到了进一步的提高。随着生物工程技术的不断发展与更新,其在我国的生态环境保护当中所起的作用将会越来越重要,对于改善我国的生态环境,提高我国居民的生活质量有着重要意义。

4生物工程技术在生态环境当中的展望

生物工程技术在对于生态环境的治理上有着非常重要的作用,它不仅能够在对于生态环境的监测上起到很好的作用,对于生态环境污染治理以及有效减少环境污染也有着非常重要的作用。所以在未来的生态环境治理过程当中,为了能够更好地利用生物工程技术来实现对于生态环境的保护,需要对生物工程技术在生态环境在未来的发展进行有效的规划。首先需要从我国生态环境的实际状况入手,根据我国生态环境的实际发展情况来制定完善的规划方案来有效地改善我国的生态环境质量,来缩小与其他国家在生态环境治理上的差距。其次是需要加强对于生物工程技术在生态环境应用的人力物力投资,只有加强对于生物工程技术的投资才能够更好地促进生物工程技术的发展与更新,在生态环境的应用当中才能够更好地体现其技术优势。在这个过程当中还需要注重对生物工程技术人才的培养,对于任何一项科学技术来说,人才培养都是非常重要而且必要的。只有储备足够多的科学技术人才,才能够更好地促进其科学技术的发展,科学技术人才才是其发展的根本。

现代生物工程技术范文第2篇

【关键词】生物工程 信息化技术 应用 发展

1 信息化技术

1.1 信息化技术的概念

信息化技术是充分利用网络技术和计算机技术来实现对图像、语言、视频和数据等一系列以各种各样形式存在的信息的收集,然后对这些信息进行相关处理,存储等,信息化技术在各行各业中都有涉及,并且能够在很大程度上提高行业效率,信息化技术的主要特征是无胶片化、充分利用网络。

1.2 信息化技术的优势

充分利用信息化技术,对于一些需要处理大量数据的工程来讲,传统的方式都是依赖于人工对数据的处理,在这个过程中很容易出现人工错误,工作效率不高,而利用信息化技术去进行数据处理能够在很大程度上减少人为错误的发生,大大提高数据处理效率,加工工程的进展;信息化技术还能够涉及到人类很难涉及的领域,可以说信息化技术是人类某些项目工程发展的得力助手,对于现代科学技术的发展,要充分利用信息技术所带来的优势能够加快科技的发展,有利于国家科学技术水平的快速提高。

2 信息化技术在生物工程建设中应用的必要性

生物工程的兴起阶段是在上个世纪,是一种新兴的高科技工程,并且生物工程的综合性非常高,生物工程在兴起时就有着自己明确的发展方向和存在的意义,所以这就注定了生物技术是备受生物学界和科学界关注的工程,伴随着科学技术的不断发展,生物工程迅速发展成为一项高科技技术可以说在生物工程的建设过程中仅仅依靠现有的技术,不充分结合信息化技术是根本无法实现的。

生物工程是一项非常严密的科学技术,它主要是充分利用一些生物体或者对其进行特殊改造然后制造出新物种的技术,生物工程技术的基础是生物学,但是仅依靠书本上的理论知识根本无法实现生物工程的建设,它在建设的过程总必须结合各种先进的设备、仪器,充分利用信息化技术,然后在结合生物学中的近代分析生物学、细胞生物学等研究生物结构得到新物种,所以生物工程的建设离不开信息技术。

3 生物工程建设中信息化技术的应用

生物工程技术在建设过程中充分集合现代化的信息技术,可以说信息化技术是生物工程建设的前提和保障,信息化技术在很大程度上促进了生物工程的建设进程。生物工程和生物技术这两个方面的发展都离不开信息化技术,国家非常注重生物工程的建设工作,在生物工程建设的信息化产业中国家也大力扶持,下面我们来具体分析信息化技术在生物工程的建设中的具体应用,主要表现在以下三个方面:

3.1 信息技术的发展促进了生物工程建设

生物工程的建设离不开信息化技术,信息化技术为生物工程技术搭建了一个很好的发展平台。伴随着科学技术的不断进步,信息技术的不断发展,在很大程度上推动了生物工程的建设,在现代的生物工程的建设过程中离不开信息化技术,信息化技术在生物工程的建设过程中的作用在很多方面使我们难以想象的,由于生物工程技术本身就是一项技术含量非常高的技术,在工程的建设过程中,无论是细胞学、基因重组及转基因等一系列的生物工程都需要大量的数据处理,可以说工作量是非常大而且繁琐的,而充分的将信息化技术应用到生物工程的建设中能够对这些数据进行科学快速准确的处理,伴随着信息化技术的不断发展,生物工程建设会取得更加快速的发展,可以说生物工程的发展有信息化技术的支持未来的发展前景是不可估量的。

3.2 软件技术充分应用到生物工程建设中

生物工程的建设离不开一些软件技术的支持,生物工程的诞生本身就是依托信息化技术的发展,所以伴随着生物技术的不断发展,生物工程建设速度的加快,关于生物工程类的软件的需求量越来越大,在生物工程的建设过程总,软件技术起着很重要的支撑作用,例如在生物工程的很多方面涉及到数据,为了对这些数据有统一的管理,以便更好的对数据进行处理和补充,就需要建立生物工程数据库,当然需要建立数据库就离不开专门管理构建数据库的软件的支持,伴随着软件技术的不断更新,生物工程的数据库也将建设的更加完善;其次,在生物工程的建设过程中涉及到很多繁琐的分析,例如对于核酸低级结构的分析、对于核酸核糖的序列分析,对于蛋白质的具体结构的分析,对于生化反应的具体模拟都离不开信息化技术,对这些高精密,人工难以操作的生物分析,就需要借助专门的软件对其进行分析处理;任何一项系统工程在建设过程中都离不开工程的管理,生物工程建设也不例外,加强工程管理,保障生物信息安全同样也离不开相应的软件的支持。可以说软件技术在很大程度上完善了生物工程的发展,保障了生物工程的信息的规范化和安全性。

3.3 计算机技术推动生物工程建设

无论是生物工程技术还是计算机技术,都是这个时展的高科技产物,可以说计算机技术的发展在很大程度上成就了生物工程技术的发展,纵观国内外的生物工程发展,没有意向生物学界的伟大发明能够脱离得了计算机技术的,无论是基因的发现还是人类转基因技术的发展。

4 结语

综上所述,生物工程的建设离不开信息化技术生物技术本身就是为人类服务的,人类只有对生物学有系统全面的认识才能不断促进自身的发展和进步,21世纪是科学的实际,生物技术和生物工程会在信息化技术的推动下不但进步。

参考文献

[1]谭鹏.浅谈生物工程在我国的应用与发展[J].理论研究,2012.

[2]江家良.中国生物工程技术的新进展[J].黑龙江科学,2016.

[3]孙毅.生物工程与进化理论[J].化石,2002.

作者简介

徐小明(1979-),男,湖北省大冶市人。大学本科学历。武汉职业技术学院高级技师。研究方向为计算机技术应用。

吴娅敏(1979-),女,湖北省大冶市人。武汉职业技术学院副教授。研究方向为英语语音应用。

现代生物工程技术范文第3篇

生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术,不仅有扎实的理论基础,而且结合典型产品的开发过程进行阐述,反映了现代生物技术的发展方向,体现了生物技术发展和应用的最新前沿。生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程,需及时调研最新的发展方向及研究热点。该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容,其主要囊括以下几个方面。工业微生物工程:介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法;代谢工程:介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法;基因工程:介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法,并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程;细胞工程:介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等;酶工程:介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术;生物反应器:介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用;全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍,让学生了解生物学的基本思想及技术,同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授,重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围,使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。目前,化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题,如何在较短的学时内,将生物工程的关键基础问题讲解清楚,并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来,让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战,这无疑对授课教师提出了更高的要求,需要教师不断总结现有的教学模式,不断地改进教学过程和教学方法。

二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题

鉴于该课程属于学科交叉,在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面,均需要不断地探讨和摸索。目前,该课程教学过程中存在的重点和难点问题主要有:如何在现有教材的基础上丰富教学内容,利用多媒体等手段,及时地更新课程内容并介绍最新的发展动态;如何把握教学过程中深度与广度的平衡;如何在现有基础上提高学生的学习热情,使他们能够主动深入地探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战;如何能够将课程讲解内容与生产实际结合起来,让同学们切实体会到化学工程在生物产品生产过程中的应用;如何鼓励学生在假期或平时寻找一切机会去生物制品生产企业进行实践,从中体会化学工程技术在生物产品生产中的具体应用。

1.教材很难在深度和广度间平衡

目前,本课程所选教材为化工出版社的《生物化学工程基础》(工科专业适用,李再资主编,2006年版本),该教材在国内高校化学工程专业有较为广泛的应用,具有简单明了、讲解清楚的特点,适合于生物工程专业以外的其他专业使用。但是该教材也存在诸多不足之处,如教材内容仍然没有摆脱理科教学的模式和框架,生物工程原理的讲解深度不足,同时,教材对于化学工程与生物工程如何结合方面的内容也讲解得太少。为了做好生物化工导论的教学工作,必需结合化学工程专业学生的特点和研究应用实例,选择相关学科的教材作为补充,以便在授课过程中增加相应的内容,进而提高学生的理解和吸收程度。

2.实验环节缺乏

现在的课堂教学仍然以教师讲授为主,学生处于被动接受的状态。由于生物化工导论是理论与实践紧密结合的课程,而教学实验环节缺乏,学生往往很难理解生化反应及其应用过程。所以,需要进一步改变传统的课堂教学模式,可以采用讲授与讨论相结合、课堂内外相结合、理论与实际相联系等多种教学形式,利用先进的多媒体技术和网络技术,丰富和活跃教学过程,激发学生的学习热情,提高整体教学质量。同时,也可以通过讲解学生身边的研究实例,调动学生的积极性,并且配备一些实验讲解及生产实习来提升学生的兴趣和理解程度。

三、生物化学工程基础课程教学的几点体会

笔者从2001年开始一直从事生物化学工程基础的教学工作,课程面向对象主要为化学工程与工艺专业、过程控制专业及分子工程专业的学生,每年选修人数在200人以上。在授课过程中,注重以产品为例,说明化学工程技术在生物产品开发过程中的重要性,从而加强了学生对于化学工程知识应用于生物工程领域的信心。另外,注重将理论内容与本校化工学院及兄弟院系的科研内容进行融会贯通地讲授,大大提高了同学们对于该课程的理解和热爱,也促进了学生对于生物工程与化学工程有机结合的全新认识。在教学实践中,结合介绍天津市著名生物工程企业大量需要化学工程的实例,力求让同学们明白,生物工程的下游产业化的实质就是化学工程的应用。教学实践也使笔者体会到,要完成好该课程的教学任务,需要授课教师熟悉生物化学、生物工程、化工原理等教学内容,更需要授课教师不断总结教学经验,以便逐步提高教学质量。

1.建设教学团队,认真调研学习

授课教师需要组织强有力的课程建设小组,对国内外工科类生物化工导论课程进行调研,包括其他院校的教改情况、已有的化工类的生物化工导论教材、学生本人对课程内容及授课方式的期望、相关专业对该课程的反馈信息等诸多方面。授课教师还需要吸收先进的教学思想、技术与内容,借鉴国内外其他院校教学情况,结合专业设置的特点和实际,总结教学经验与效果。针对面向21世纪的教学和培养要求,要认真总结化工类本科生生物化学工程基础课程的教学内容、教学计划及教学方式及教学中的注意事项,要通过对其他优秀或重点课程的学习观摩或邀请教学经验丰富的老教授亲临课堂指导等多种途径,进行教育素质训练,以提高教师的授课水平。

2.提供并选好主讲教材和高水平的辅助教材

针对现有的试用教材,及时引入前沿科学和技术的最新成果,筛选、引进配套的辅助教材(包括国外教材),编写与之相配的教学大纲。李再资老师主编的生物化学工程基础教材知识点全面,重点内容详尽。除此之外,我们还注重推荐国内知名的生物化学、生物工程、工业微生物学等相关教程以及国外英文原版教材作为课外辅助教材,建议学生每人手里都有一本英文原版教材。另外,在每次授课结束时,都提前告之下次课程内容的基本点和重点,要求学生提前做好预习或难点标注,注重发挥学生自身学习的主动性和积极性,使他们永葆学习的热情和动力。实践表明,学生通过使用英文教材独立预习课程,他们的专业英语水平也会得到快速提高,为今后使用英语完成相关工作任务打下良好的基础。

3.探索新的授课模式和教学手段

多媒体教学可以让学生通过图和动画直观地理解生物过程和反应机理,也可以直观地学习生物工程科学研究和生产的各个环节。为此,要完善多媒体系统,适时增加课堂教学信息量。同时,可以采用启发式、讨论式、研究式等教学方法,将课堂讲授与课外辅导相结合,培养学生的创新与自学能力。如果能够将课程讲解内容与生产实际结合,将课堂讲授内容与具体的实验相结合,加强与学生交流,深入探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战,必将会进一步激发学生学习的积极性,提高教学质量。

4.课堂讲授内容与前沿性专业知识紧密结合

在大学课堂里,让学生随时了解相关学科的前沿进展是一个重要的授课内容。因此,在每节课学习重点知识的过程中,需要用最新发表的相关研究进展信息丰富课堂内容,使学生了解学科前沿和发展方向。比如,在介绍酶的开发过程时,可介绍量子力学、分子动力学和计算机工具在研究酶的反应过程和机理中的应用,并且把研究中的困难展示给大家,激发学生探究和追寻科学发展的欲望,吸引他们投入到生命科学的研究和生物技术的开发中去。同时,也可以介绍酶的生产过程中所面临的问题和挑战,鼓励学生用化工知识尝试解决生产中的问题。

5.鼓励课堂教学和生产实践结合

生物化学工程基础偏向实际应用,课堂讲授内容需要与具体的生产实践相结合,因此,要让同学们切实体会到化学工程的知识在生物制品生产过程中的应用。另外,要积极联系生物工程方面的生产企业,组织同学们进行参观,结合课堂教学内容,让同学们充分体会到化学工程技术与生物工程技术学科交叉的意义和重要性,鼓励感兴趣的同学去相关的生物工程企业进行短期实习,了解生物工程产品的生产原理、生产流程和注意事项,体会化学工程技术在生物产品开发和生产过程中的重要地位。

6.培养学生良好的学习方法

现代生物工程技术范文第4篇

关键词:生物工程导论;中医药院校;教学

生物工程导论是一门生物工程专业基础理论课,属于生命科学的前沿学科。开设对于让学生认识专业、了解专业、重视专业、热爱专业有重要的意义。中医药院校生物工程专业开设生物工程导论课程的宗旨不仅仅是引导学生全面而系统地了解专业全貌,进一步拓展学习的知识面,增强学生对所学专业的兴趣;还引导学生在学习的过程中思考生物工程与中医药的联系,如何使现代的生物工程技术与古老的传统中医药结合起来,从而促进中医药的发展,培养中医药背景的生物工程复合型人才[1]。本文就中医药院校生物工程专业生物工程导论教学方法进行初步探讨。

一根据中医药院校特点优化教学内容

生物工程导论的学习旨在使学生对生物工程的发展有一个总体认识,初步了解和掌握生物工程的知识体系。生物工程导论在我校生物工程专业属于专业必修课,共有36学时,主要是介绍基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等五大工程及其在各个领域中的应用。但由于学时有限,生物工程专业在高年级会开设基因工程、细胞工程等对应的专业课。因此,教师在授课过程中应针对专业特性进行教学内容的优化,减少具体深入的理论性知识的讲授,增加生物技术在中医药开发、研究中的应用,授课内容应难易适宜、详略得当,从而达到普及生物工程技术的基本知识,完善学生的知识体系的教学目的[2]。由于生物工程导论中涉及的内容非常丰富,涵盖了生物相关的方方面面,因此,生物工程导论这门课的内容必将与其它课程的内容存在或多或少的重复。如基因工程中的核酸、蛋白质的基本结构与功能等内容可能在分子生物学中已经有过讲述;细胞工程中动物细胞培养、植物细胞的全能性等内容与先导课程细胞生物学课程有所重复;发酵工程中菌种的选育和保藏等内容与同学期开设的工业微生物学重复较多。为了避免相同内容的重复授课,避免学生形成对相同课程内容的疲倦性,同时结合有限的授课学时,故针对相关内容进行有侧重的讲解。如基因工程摘除与分子生物学重复的内容,细胞工程摘除与细胞生物学所讲授的,重点讲述植物组织培养在中药材生产中的应用、细胞融合、单克隆抗体、干细胞工程等与医药相关的部分内容。我们根据中医药院校生物工程专业特点和培养要求,选取“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,即由科学出版社出版的,宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论(第四版)》为教材。按在过去三年的教学中,我们在学时数不变的前提下,根据需要和教学实际,对教材内容有所取舍,进行适当调整,优化教学内容。具体调整方案为:第一章生物技术总论及第2-6章基因工程、蛋白质工程等五大工程各4学时,共计22学时,在有限的学时里让学生对生物工程的五大工程有所了解,讲述的过程中舍去在生物化学和分子生物学等相关课程中已经详细讲述的内容,避免基础知识的重复介绍,把重点放在各个工程产生的由来及发展上,对具体的复杂的技术理论仅做一般了解。剩余14学时着重以实例的形式讲述生物技术在中医药中的应用,如:细胞悬浮培养、毛状根培养等技术在中药材生产中的应用、单克隆抗体在现代肿瘤治疗中的应用,传统红曲等发酵类中药的现代制备工艺等,让学生能接触到生物工程,了解到生物工程的广泛内涵,增加其专业的归属感,培养学生的中医药思维。

二充分利用丰富教学资源

在生物工程导论教学过程中,我们把学生需要掌握的重点、难点与学生自身兴趣点结合起来,理论联系实际,培养学生参与课堂的积极性。生物工程导论课程理论点多面广,很多内容又相对深奥抽象,学生难于理解,加之该学科发展更新快,学生要想在有限的课堂教学中全面的、系统的掌握生物化学知识困难重重。适当运用多媒体教学,充分利用国内外的图片、影像资料,借助色彩明快、富于变化的图片资料和短小精干的动画等,对大学生扩大、拓宽知识面,加强学科间的横向联系,调动学生学习的积极性和主动性具有重要现实意义。如在讲述PCR反应原理时,我给同学们播放美国Bio-Rad公司的PCR之歌,歌曲内容包括了PCR技术发明的背景、发明人、PCR原理及过程、PCR技术的用途等,在短短的三分钟内不仅吸引了学生的兴趣,不仅活跃了教学气氛,降低了学习的难度,而且可以启迪思维,加深学生对重点、难点的理解和把握。在网络资源日益发达的今天,网络资源在教学工作中发挥着越来越重要的作用。学生学习的知识的途径不再是单一的教材,网络也成为向学生输送知识的一条重要窗口。在生物工程导论的教学中,我们应充分利用网络资源,充分发挥学生的主体地位,引导学生进行自主探究学习。我们在教学中,积极向学生推荐相关专业网站等,配合课堂教学,帮助学生全面了解生物工程相关知识的大体框架,扩展视野,充实自我,也为将来进一步学习其他专业课程打下基础。

三增加背景知识,激发学生的求知欲

课堂教学是以教师为主导,以学生为主体的复杂过程,提高课堂教学效果是提高教学质量的关键。作为一名教师,要讲好每一堂课,需要针对该学科的特点,在学生的接受能力的范围内,灵活地采用不同的教学方法[3-4]。在生物工程导论教学过程中,我们除了强调将教学大纲要求掌握的知识点与学生兴趣点结合,基础知识与生产应用相结合,还着重增加一系列背景知识,如经典技术的发现和发明过程,有卓越贡献的科学家的传奇故事等,进一步激发起学生的学习兴趣,避免整堂课进行填鸭式“枯燥”理论的学习。例如,在讲述限制性内切酶时,我列出了一个由限制性内切酶的发明人—瑞士微生物遗传学家阿尔伯的女儿西尔维娅讲述的国王与仆人的故事,在故事中引导学生发现限制性内切酶的作用及其限制修饰的基本原理。在介绍到一些重要的实验技术时,对该技术的发明者及该领域的一些著名专家给予一定的介绍,吸引学生学习该技术的兴趣。例如,在讲解蛋白质结构解析时,我会给学生介绍我国著名的结构生物学家施一公教授及其部分研究成果,以引起学生探究神秘的蛋白质结构的兴趣。

四联系生物工程应用实例,激发学生学习的兴趣

21世纪以来,随着生物技术的飞速发展,许多生物技术成果已在现实生活中得到了广泛应用,将这些真实的事例向学生讲解,说明生物工程技术改变我们现实生活的巨大潜力,从而进一步提高学生的求知欲和学习的兴趣。如在讲述单克隆抗体时,我会进一步讲述单克隆抗体药物在抗肿瘤和自身免疫系统缺陷治疗领域的应用,并以贝伐珠单抗等常用单克隆抗体药物为例介绍单抗药物的分子机理及市场趋势,让学生真实了解到生物技术为人民健康和企业发展带来的巨大利益。类似的实例还有很多,例如高通量测序技术在胎儿产前诊断中的应用、CRISPR/Cas9技术在基因治疗中的应用潜力、人参、丹参毛状根的大规模发酵生产等,通过这些案例的讲解,学生既增强了理论知识的理解,也增强了理论与实践相结合的观念,对其建立专业的认知的树立专业的归属感具有重大帮助。

五科研反哺教学,课堂融入科研成果

教学和科研是推动高校发展的两翼,也是人才培养的两大支柱。只有教学与科研有机结合,有效地实施科研反哺教学,才能使教学与科研共同提高,从而建立良好的教学环境,培养造就出创新能力强、适应社会发展需要的高素质科技人才[5]。生物工程领域的许多基本原理和理论均与实际生产联系十分密切,在教学过程中就注意将书本上的理论知识与一些实际科研问题联系起来,在部分相关章节的讲述中结合目前教师所在的课题组已取得的部分科研成果,这样有利于发现学生兴趣,为进一步鼓励引导学生及早进入教师研究室参与教师的科研活动,培养学生创新能力奠定基础。例如,在讲述高通量测序在药用植物中研究的应用时,我以课题组前期发表的相关论文为例,为学习详细阐述高通量测序在河南道地药材地黄、山茱萸次生代谢生物合成中的作用。所选用的文章涉及了RNA提取、RNA质量控制、转录组测序、生物信息学分析等方面的内容,通过对文章的详细讲述,不仅回顾了之前章节核酸的性质的部分内容,又结合了正在讲述的高通量测序,还进一步对后续章节中的生物信息学分析有了初步的印象,使学生对所学内容有一个整体的观念,也启发学生如何探索科研的思路。通过上述的探索在教学中的应用,培养了学生学习该课程的兴趣、增强了其专业的认同感,学习效果也得到了普遍的提高。

参考文献

[1]余勤,吴昊,万海同,等.中医药院校生物工程专业的特色定位和人才培养[J].教书育人:高教论坛,2015(1):34-35.

[2]苏秀红,董诚明.《生物工程概论》教学中的问题及解决途径[J].中国中医药现代远程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖润华,杜洁,苏小丽,等.《近代生物工程导论》课程教学改革的初探[J].科技创新导报,2014(34):155-156.

[4]纠敏,汪伦记,邱智军.生物工程概论课程教学方法改革初探[J].科教导刊,2013(10):116-116.

现代生物工程技术范文第5篇

关键词:生物工程;环境保护;技术工程

1 我国生态环境的现状

随着我国经济的迅猛发展,我国的环境问题也日益突出。改革开放的三十多年给我国人民的物质生活带来了福利,但是工业、农业和科技的高速推进,也给我们生存的环境带来了负面影响。我国目前已经成为世界上污染最严重的国家之一,不论是河流、还是空气,都已经达到令人堪忧的地步。在我国的六百多个城市中有一半以上的城市缺水,有些地区不是没水,而是多数水都不能直接饮用。在我国的七大水系中,现在没有一条水系可以直接饮用,有些水系甚至连灌溉都无法达标。这种生态的恶化,极大的威胁到人们的生活环境与身体健康,大力保护环境迫在眉睫。

2 生物工程在环保领域的应用

中国经济的快速发展另世界瞩目,但是中国环境污染问题也尤为突出。在诸多治理环境污染的办法之中,生物工程越来越凸显出其重要的地位。由于生物工程在对环境进行保护的过程中,不会出现二次污染问题、可以有效的杜绝后患,而且,有些领域利用生物工程进行环保,还可以起到变废为宝的作用,因此,利用生物工程进行环保,已经成为最佳的途径之一,而且受到很多领域的关注与实践。

2.1 生物工程对海水的保护

地球的表面70%是海水,随着现代化的高速发展,来自江河排污及水产养殖业的污染,使我国临近陆地的大多数地区的海水也遭到了不同程度的污染。

海洋中蕴含着无穷的宝藏与丰富的生物,保护海水、净化海水就是在保护人类的生存。在世界淡水资源逐渐缩减的今天,合理的开发利用海水资源,也是助推人类可持续发展的重要途径。

采用生物工程对海水进行保护,主要是通过大面积的藻类培育与种植,使被污染的海水中氮和磷的含量,等于或低于所取海水氮和磷中的含量,并利用海藻的吸附功能,将海洋中的富养生物进行降解,从而使被污染的海水,在不经过二次污染的情况下得以净化;同时,在治理净化海水的过程中,还可将成年的藻类制成食品、饲料和燃料等产品。因此,生物工程治理污染既有成本低、可避免二次污染的特点,又可以产生有价值的衍生品,其功效十分显著。

2.2 生物工程对污水的净化

随着工业的快速发展和世界人口的增长,地球上的淡水资源也在随之遭到破坏,能够让人直接饮用的淡水已经是越来越少,因此,全球范围的供水矛盾也随着人类的发展而日益突出。

目前,我国的生活污水和工业污水是江湖湖泊的主要污染源。将污水治理成可以饮用和灌溉的净水,是我国环保工作中的重要环节。现在我国采用的污水治理方法,大多是物理置换法和多层过滤法。但是这两种方法很难全部去除污水中的有害物质,而且还容易造成水体的二次污染。

采用生物工程治理污水,主要是采用生物基技术,去除水中的水体中氨氮和硫化氢浓度,分解水体中的有机质和亚硝酸盐等有毒物质,从而达到根本的净化水质的作用。

2.3 生物工程对减排的促进

能源是现代科学与高科技发展赖以存在的因素之一。但是随着石油、煤炭的地下资源的日益减少与枯竭,寻找新的能源替代产品,已成为各个国家,经济能否持续发展的重要保障。

新能源是促进当今社会走可持续发展道路不可或缺的基础;也是促进我国经济快速发展、物质文明高速发达的重要助推器。

近些年来,随着传统能源的减少与汽车尾气的超标排放,寻找新的、无污染的能源已成为世界各国政府忙于投入的工作内容。在此过程中,生物能源以其原料容易获得、制备工艺简单、排放清洁等特点,获得了学界、政界及社会各界的青睐。

目前,学术界所说的生物能源主要是指生物柴油。它是以低碳醇和动物油脂或植物油脂反应,得到的脂肪酸酯,再通过添加剂的调和即可生成,这是生物柴油的一种最简单的生产过程。

生物柴油的燃烧排放物,比石化柴油低出许多倍,它对大气的污染微乎其微,基本不会产生温室效应,而且生物柴油还有可降解与再生的功能。生物柴油的诸多优点,成为世界各国大力发展与推广的重要因素。许多发达国家都在开展此项目。

欧盟对生物柴油的研究起步较早,研究的也很系统,并且已经采取了规模化的生产。在政府方面有对生产生物柴油的政策面的支持,例如,他们对种植生产生物柴油的菜籽油,采取政府补贴与减免税收的优惠,而且欧盟的所有成员国都已出台生物柴油的减免税收的政策。

美国是一个对环保和城市可持续发展非常重视的国家,他们对生物柴油的研究始于上个世纪八十年代,而应用于市场,是从九十年代就已经开始,进入二十一世纪后,他们对生物柴油的研究不但突飞猛进,而且已经进入规模性生产的阶段。生物柴油在美国有政策面的支持,他们规定,每混入百分之一的生物柴油在标准柴油之中,即可得到燃油税降低百分之一的补贴,现在美国生物柴油的混合技术最高已达到百分之二十五以上,呈现出逐渐代替石化燃油的趋势。

我国在生物柴油的发展与生产方面,已经取得了重大的进步。但是在技术与设备方面,与西方发达国家相比,还是趋于落后的地位。现在我国的生物柴油已经进入规模化生产,虽然生产数量参比西方发达国家还是逊色了很多,但是,已经呈现出良性的发展规模,同时,也积累了丰富的经验。

3 生物工程的发展前景

地球是一个善性的循环体,只有遵从它的自然规律,人类才可能持续的发展。而利用生物工程进行环保,就是遵从了地球的自然规律。生物工程不但可以促进环保、参与环保,而且还可以避免二次污染,是一种稳妥的环保途径。

另外,生物工程除了对前文所述的各领域环保的促进,它还对垃圾降解、发电等领域有极大的促进。拿发电来说,目前科技界已经发现了绿叶可以发电。绿叶在进行光合作用的时候,就可以夺取水分子中的电子,而且这些电子非常多,如果我们能控制这些电子,使他们朝向一个固定方向流动,那就是电子流。一片叶子的电子流可以支持点亮5瓦的灯泡5分钟。那么,一颗大树有几万片叶子,一片森林的叶子更是无以计数,广阔的绿叶资源如果全部被利用起来,其能量之大是无法形容的。

生物工程的潜能非常巨大,是有待于人类大举开发的。我国的生物工程技术虽然起步较晚,但是,随着我国科技的前进、人们意识形态的进步和各级政府的大力支持,我国的生物工程技术也必将在环保领域做出更多的贡献,它对我国经济的腾飞与低碳生活的打造,也必将起到举足轻重的作用。

参考文献

[1]罗鸿斌; 徐匆.浅谈生物工程在环境保护中的应用[J].科协论坛(下半月),2013,5:(24).

[2]籍爽.生物工程技术在环境保护中的应用与研究[J].生物技术世界.2016,3:(15).

现代生物工程技术范文第6篇

关键词:新建地方本科院校 生物工程 应用型人才 特色专业

生物技术对解决当今人类面临的医药、能源和环境等许多问题具有重要的现实意义和深远的战略意义,因此国内各高校争先设置生物工程专业。但我国高校随着生物工程专业办学规模的迅速发展,传统的人才培养模式逐渐暴露如学生只重视基础理论和实验室实验,而忽视工厂生产实习,工厂实践应用能力不强等弊端,导致大量的毕业生不能适应市场经济的需求。长沙学院作为地方新建本科院校,2002年,学校在开办了生物技术专科专业。2004年,学校又增开了生物工程专科专业,在这两个专业的办学基础上,2005年,学校开办生物工程本科专业并招收第一届本科学生,2006年生物工程专业被湖南省列为“十一五”省级重点建设专业,2007年生物工程专业被长沙学院列为校级特色建设专业。多年来,长沙学院生物工程专业一直十分重视本科人才培养模式与人才培养方案的改革研究工作,依据地方院校在办学层次、办学历史以及师资力量等办学条件方面,经过几年的专业建设与发展,她已初步形成了人才培养模式立足于社会需求和自身办学条件的基础,以为社会培养出应用型本科人才为我们的办学理念,积极推进教学改革,全面提升学生的能力与素质。本文结合长沙学院生物工程专业的建设,重点谈谈地方高校培养特色生物工程人才的专业特色建设与实践。

一、以学科建设为支撑,强调学科服务专业建设

学科建设是专业建设的基础,可为专业建设提供高水平的师资、教学研究基地、最新科研成果等,是大学培养高素质实践能力和创新精神人才的重要平台。而专业建设是学科建设的基地,为学科承担人才培养职能提供条件,二者不能割裂开来。新建本科院校由专科院校升格而来, 与学科建设密切相关的要素科学研究的基础非常薄弱,学科建设与专业建设关系问题在实践中凸显出来的时间不长,其学科专业建设也没有重点大学的沉淀深厚,要想使自己的学科专业有所为,必须发挥自身的优势学科创造专业特色。

1.创建优势学科,创造专业的科研特色。长沙学院生物工程专业师资经过人才引进和建设,有专任教师15人,教授5人,副教授4人,讲师4人,博士7人,在读博士2人,这些教师中一般均有生物化学与分子生物学的科研背景和经历。因此,我校生物工程专业汇聚师资和科研优势,重点建设生物化学与分子生物学这一学科。该学科于2006年成为我校首批重点建设学科,在此学科的基础上,我们组建的科技创新团队被确定为湖南省科技创新团队。近4年来,该学科团队获得了4项国家自然科学基金项目,20多项省部级科研课题,培养了1名国家自然科学基金学科组评审专家,1名教育部新世纪优秀人才,1名湖南省学科带头人培养对象,1名湖南省青年骨干教师培养对象。利用我校生物工程专业学科资源优势,我们为生物工程专业的学生成立了大学生研究性学习和创新性实验开放实验室,以期培养学生的实际动手能力和科研素养。此外,这一学科建设的成果为我校生物工程专业的师资队伍,学生实验课程,毕业论文,实验教材的编写,培养学生的科研素养等专业建设内容提供了良好的保障,丰富了教师理论教学水平,同时也让学生完成了毕业论文(设计)的学习任务。

2.促进学科融合,开拓产业支撑下的专业方向。各种学科如生物学与理学、工学、农学及人文社会科学等多种学科间的交流与联合,渗透与交叉是学科专业内部知识的整合和学科知识资源的共享,是开办专业方向的基础。我校生物工程专业依据自身条件,将生物化工和药学学科融合,开拓了生物制药工程专业方向,以实现现代生物制药工程技术人才的培养,为生物制药产业输送高素质人才,从而实现专业服务市场经济建设的需要。为了扩宽学生就业领域,我校生物工程专业还将生物学、营养与食品卫生学和动物营养与饲料学学科融合,开拓了生物营养工程专业方向,以实现现代生物营养工程人才的培养,为从事人体健康的食品和饲料产业输送人才。通过开设两个专业方向,我校生物工程专业产业定位具体,学生市场经济适应能力强、毕业生工作领域明确,改变了传统生物工程专业人才培养方案制定中产业背景模糊而不明朗的人才培养目标。

二、注重实践,强化应用型人才的实践能力培养

“实践才是工程专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识,加之我国经济建设的发展,需要大量的创新型生物工程领域的高素质工程技术人员。因此,我们在以培养工科人才为目标的生物工程专业的建设中更应该注重实践教学,强化学生的工程能力的培养[3]。我校生物工程专业实践教学包括课程教学、工程实践和毕业设计等。实验技能培养体系,包括课程实验、综合性大实验、大学生研究性学习与创新性实验、毕业论文等组成。

1.课程实验要求三性实验(设计性、综合性和创新性)在80%以上,尽量少开验证性实验。综合性实验是对传统生物工程专业必修课程的《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》和《生物分离工程》的实验教学内容进行改革,以产品生产的形式组合成内容彼此关联、将单一的实验内容综合化,提高学生的工程运用能力。综合实验既提高了学生的实践创新能力,又为培养学生的生物提取与分离、生物制药和基因工程产品等生产工程技能提供了“案例”的实训。

2.工程实践由见习实习、生产实习和毕业岗前培训三部分组成。见习实习可以采用校外见习和校内见习等形式,实习内容可以是校外实习基地和本专业开放实验室,这一实习的主要目的是提高学生对专业的认识和兴趣。生产实习根据学生限选的专业方向,统一安排到生物制药或生物营养产业的企业进行生产一线的技术操作实习。毕业岗前培训由联系实习单位的教师介绍接受实习单位的情况及可供选择的实习项目或工种,让学生自己选择,到接受单位以后,经过一段时间的培训,选择实习岗位。

3.开设特色大学生研究性学习和创新性实验。为了培养学生的实际动手能力和科研素养,在大学三年级时实行导师制管理模式,通过双向选择,使学生进入到各个研究室中。一方面,教师将成熟的科研成果引入学生的科研选题,先给学生讲明实验的目的和所具备的条件,安排学生进行资料查阅并写出实验方案,由指导教师核定,然后实施。另一方面,由学生团队提出方案,相关导师认可后,进入实验室开展研究工作。近年来,我校生物工程专业有3个学生团队自主提出的实验项目获得湖南省教育厅立项,8个学生团队参加长沙市科技创新大赛并获得不同程度的奖励,学生发表科研论文30多篇。这种形式既提高了学生实践创新能力又让学生完成了毕业论文(设计)的学习任务。

三、产学研合作,发挥企业在应用型人才培养中的主动性

产学研合作教育是指以高校为技术依托, 以企业为主体,以市场为导向,社会企业、高校共同参与到教学生活中去,“做中有学、学中有做” 的一种教育模式。它主要是适应社会对应用型人才的需要而产生的, 因而特别符合地方高校的办学目标,是地方高校人才培养的主要途径。

1.校企联合办班,实现企业自主参与专业建设。面向市场需求培养人才是新时期地方性高校教育必须正视的客观现实,走校企联合之路是实现“把学校办成企业的学校”的最佳途径[4]。为解决学生的实习和就业问题,我校生物工程专业与大北农集团进行联合办班,保持了长期的合作关系。在我们的生物工程专业人才培养计划的制定中,特别邀请了企业专业技术和管理者参与,他们就我们的人才培养计划,课程设置,教学内容提出了很多很好的建议;他们对我们的教学研究与改革最能给出具体的方向和内容;同时我们在课堂教学中也邀请了他们参与,收到了很好的效果,来自企业的教学方式与内容特别的受到学生的欢迎。尤其是大北农集团通过双向选择,每年从生物工程专业学生中录用40人组成“大北农班”,“大北农班”的学员利用暑假时间在大北农公司进行企业文化,专业技能和社会调查等集中培训,培训结束时,大北农集团对优秀学员颁发大北农助学金并在毕业时接收为公司新员工。通过这种形式的教学,学生在这里最直接地接受来自企业生产实践的知识,切身感受企业的运作方式,也最能够实现理论与实践的相结合。在企业的生产实践中学生总能接触到许多没有写进教科书的知识,也易体会到所学理论知识的价值,更容易激发了学生对专业学习的兴趣。

2.校企联合建产学研基地,实现学校自主为企业解决科研课题。学校与企业共同建设产学研基地,这既对教师从事生产一线的应用型专项科研课题研究极具针对性,它既能提高学生实践创新能力,又能实现企业的经济利益。我校生物工程专业与湖南九鼎集团在产学研合基地建设合作上展开多年,并已在我校成立了湖南九鼎集团“水产生物工程饲料”研发中心,该中心由骨干教师牵头,在校企、师生之间,建立稳定的专项课题组。学生通过在中心参与企业课题的科研训练,为学生攻克生产一线科研难题奠定基础。同时,我们在湖南九鼎集团成立了长沙学院“水产生物工程饲料”应用与推广中心。学生利用实习和寒暑假的社会调查参与教师科技产品在企业中的转化与推广,这让学生的专业社会实践能力得到锻炼。目前,以长沙学院为牵头单位,由长沙学院和湖南九鼎集团联合申报的”水产生物工程饲料”基地获得“湖南省高校产学研合作示范基地”。教师通过产学研基地的建设,在为地区带来经济效益的同时,也把地区经济建设中产生的新知识、新理论引入大学课堂,大大丰富和完善了课堂教学的内容,增强了生产实际的针对性,促进了教学改革特别是专业设置的改革,使学生真正了解到学与用的关系,了解新知识的产生过程,激发出学生的极大学习热情,从而提高了应用型人才的培养质量。

3.学生自主创业,实现学生企业家。随着高等教育从“精英教育”向“大众教育”迈进,高校毕业生就业形势日益严峻,将创业能力的培养融入专业教学之中,加强创业教育的力度,使创业能力的培养与学生职业素养的训练融合是生物工程专业建设的新特色。我校生物工程专业鼓励学生在教师的指导下开展产学研金相结合,进行学生自主创业。如我校大三学生依托“植物生物营养剂研发”课题成果,由5名学生组合的创业团队创办了以学生为企业法人代表的“长沙健硒保生物科技有限公司”。结合自身专业特色,以团队形式开展自主创业活动,这使学生的创业能力得到培养,对专业的认识和理解得到提升。

生物工程特色专业的建设以学科为依托,产学研为平台,实现人力资源和物力资源的共享。通过加强学科建设、师资队伍建设、强化实践教学、开展产学研合作等多方面提高人才培养质量,实现以培养应用型生物工程技术人员为目标的专业特色培养模式。在特色专业建设过程中,我们将继续研究分析国内外生物技术发展的趋势,不断改善和优化课程体系,力争为全国和长沙生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持,成为全国、湖南尤其是长沙相关专业人才培养和培训的高水平的专业平台。

参考文献:

[1]朱中华.论新建本科院校可持续发展必须处理好的十大关系[J].现代大学教育, 2005,( 1) : 102-104

[2]李兴彪,叶光华.加强学科间专业间合作和融合的必要性[J].中国高等医学教,2006(11):33-34

现代生物工程技术范文第7篇

[关键词] 中药学研究生;分子生物技术;知识结构;医学教育

[中图分类号] G643 [文献标识码] C [文章编号] 1674-4721(2012)02(c)-0153-02

Improve the knowledge structure of graduates by strengthening the study of molecular biotechnology

WANG Lili DAI Liping CHEN Suiqing

Pharmacy College of Henan University of TCM, Zhengzhou 450008, China

[Abstract] In order to improve the knowledge structure, research and innovation ability of graduates who major in traditional Chinese medicine, a variety of ways and means were performed to enhance their study in molecular biotechnology, these ways include basic theory strengthening, experimental ability training, cooperation with enterprise etc..

[Key words] Graduate; Molecular biotechnology; Knowledge structure; Medical education

几千年来,中医药已形成独特的、系统的医药学理论,其中,中药学传统理论是中药体系中不可或缺的重要组成部分,是中药学教育的核心体系。但是如果我国的医药教育尤其是中药研究生教育仍停留在传统的中药学知识教育的层面上,将会面临知识结构落伍的困境。目前,大量在读硕士研究生已逐渐成为中药科技创新体系中的生力军,因此,研究生教育关系到国家自主创新能力的提升,意义重大[1]。当今分子生物技术、基因工程技术的发展日新月异,为中药的发展增添了新的驱动力。以中药材为例,分子生物技术在中药栽培、育种,建立动植物基因库,稀缺天然成分的转化,贵重药材的分子鉴别,药材的种质资源研究等方面取得了重大进展。因此,加强对现代分子生物学技术的研究,从基因水平上对中药材进行分析和鉴别,是现代研究生需要掌握的一项基本技能。在《中国药典》2010年版中已经收载了蕲蛇和乌梢蛇的聚合酶链式(PCR)的鉴别方法[2],由此可见,生物技术已经成为中药研究生教育的必修课。为了培养和促进研究生对现代生物技术的掌握,本研究室为中药学专业研究生开辟了多条途径,以期能够完善其知识结构,提高其科研能力和水平。

1 加强基础生物学课程的学习

由长期在科研和教学一线工作的教师来进行《现代生物技术》、《分子生药学》和《生物工程技术概论》等基础课程的讲授,注重基础理论知识和基本理论的讲解。由于生物技术发展迅速,时效性较强,任课教师应及时查阅国内外该学科的新进展、新技术、新方法,并对这些新技术、新方法进行大致分析与介绍,突出其在中药研究中的意义,尽可能使课程内容与最新的前沿研究同步,使研究生尽可能接触最新的研究进展,拓宽科研思路。同时,本学科的发展和分子生物技术的结合应该作为重点内容来讲述。以中药质量标准为例,分子生物学手段特别是DNA分子遗传标记技术,可从分子水平鉴别药材主流品种及其种下等级的遗传背景差异,为生药品种标准化提供先进可行的方法和稳定可靠的标准,进而为中药质量标准规范化奠定坚实的基础。近年分子诊断技术也广泛应用于生药的鉴别中,限制性片段长度多态性(RFLP)分析、随机扩展多态性DNA(RAPD)分析、扩增片段长度多态性(AFLP)技术等的出现,为生药的鉴别特别是贵重药材的鉴别提供了分子水平的依据。与此同时,应该培养研究生的阅读能力,为其介绍国内外一流的分子医药学期刊及网站,加强其文献检索的能力,扩大其眼界和知识面。

2 通过多种途径,培养研究生的动手能力

动手能力是科研能力的重要保证之一,是实验研究能力和实验创新能力的基础。为了提高研究生的实际操作能力,使研究生在理论学习阶段提前进入实验室进行实际操作训练。本校中药学实验室开展了分子中药鉴定、细胞培养等多个方向的研究生课题,使研究生在学习理论知识的同时,了解PCR扩增、蛋白质电泳、植物愈伤组织培养、细胞培养等的基本原理和操作规程,从而提高理论和实际动手能力,在实际操作中,发现问题,解决问题,提高科研能力和水平。以PCR扩增为例,首先需要了解微量移液器、PCR扩增仪等仪器的使用方法,该实验实际操作过程繁琐,试剂种类较多,试剂量是以微升进行计量,加入量有时肉眼难以看到,对操作者要求较高。因此,必须对研究生进行实验操作规程和技能的训练,培养其观察和分析问题的能力,使其能够独立解决实验过程中出现的异常现象和问题,增强科研实践和创新能力。

3 加强与外单位科研院所合作交流

定期选派研究生赴中国医学科学院等合作单位进行中药生物工程技术方面的学习与交流,鼓励和支持研究生参加高水平学术交流活动,为研究生提供更多更优质的创新平台与机会。充分利用校外优质资源, 扩大学校与政府、科研院所、企事业单位的研究生联合培养,加强教育科研资源的整合,科学发挥科研中心的高层次教育功能,加强与生物医药公司的合作,形成产、学、研一条龙,共同培养中药行业需求的高层次应用型、复合型人才。

4 组织研究生到生物制药企业、农业生物园区等参观见习

为了使研究生加深对生物药品生产过程的了解,应该组织研究生到生物制药企业进行参观见习,提供企业和研究生深层次交流的机会。通过这样的交流,研究生可以更多的了解企业需求,针对企业生产过程中需要的知识进行学习调整,使研究生明确如何适应企业要求找到适合自己的岗位,为以后顺利就业打下基础。企业也可以把技术革新等方面的需求反映给研究生,增强研究生的创新实践能力,为其研究思路指明方向。通过参观学习,可以开拓研究生的思维,刺激其学习兴趣,增强其在实用技术方面创新的能力。这样既增加研究生的就业机会,也使企业得到充足的人才储备,达到校企双赢。

研究生学习阶段的一个重要任务就是拓宽研究视野,结合自己的研究方向及时更新和调整知识结构,及时把握本学科发展的大致方向与研究方法。随着现代生物工程技术的发展,一批新兴的交叉学科应运而生,中药的研究也面临着诸多挑战[3-4],生物工程技术发展使中药栽培、中药鉴别等达到了分子及细胞水平,因此,加强分子生物技术的学习,对中药学研究生知识结构的构建有着重大意义。

[参考文献]

[1] 段文卓,孙宏伟. 提高普通高校研究生培养质量方法初探[J]. 中国高等医学教育,2010(10):108.

[2] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典[M]. 北京:中国医药科技出版社,2010.

[3] 肖培根,王永炎. 加速中药研究的创新步伐[J]. 中国中药杂志,2010, 35(16):1047.

现代生物工程技术范文第8篇

关键词:地方本科院校 生物工程 教学改革

中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(c)-0200-02

生物工程是以细胞工程、基因工程、生物分离工程、蛋白质工程、微生物工程为核心,借助于现代工程技术,以先进生物技术研究成果为对象,以产业化为目标,进行科学研究开发为其基本任务的工学学科,是生命科学从实验室研究成果通向工业生产的桥梁生物工程技术,现已广泛应用于医药、农业、能源、环境、食品等行业,发展速度突飞猛进。

1 我校生物工程专业发展现状

湖南科技学院是位于湖南永州市,集文学、理学、工学、法学、经济学、管理学、教育学等学科于一体的地方本科院校。我校生物工程专业创办于2004年,已培养了学生609人,目前有在校学生253人,2008年生物工程专业批准确定为国家教育部第1类特色专业,2009年获批第二批湖南省普通高学特色专业,2010年获批教育部、财政部第六批高等学校特色专业,2012年获批教育部综合改革试点专业项目,现有中央与地方共建特色优势学科“生物质能利用生物技术实验室”1个,湖南省高校产学研合作示范基地1个,湖南省级精品课程1门。

2 我校生物工程专业教学过程中存在的问题

经过近10年的发展,生物工程已成为我校优势发展学科,但不可避免地存在许多问题,主要表现在:(1)长期以来我们照搬重点院校教育模式,制订一系列培养方案与教学计划,各门课程之间的教学内容相对独立,基本上采用的是研究型人才的培养模式,与高级应用型人才培养思路不相协调,未能真正体现地方经济发展特色,本专业课程设置偏重基本知识、基本原理的掌握,大部分专业课未能突出体现工程系统的背景。(2)以前,我们往往注重学科化、学术化的发展道路,甚至沿袭了部分师专的师范化的发展模式,只重视理论知识研究和各门学科的独立性,大都忽视了工程学科之间综合性以及工程实践的作用,导致我们的毕业生的视野长期被局限在科学技术的范围之内,其工科技能未得到提升,培养出来的毕业生倾向于“工程科学家”而不是适应现代企业发展需要的工程师。(3)本专业部分教师自身缺乏工程背景和有效系统的专门训练,大部分教师没有实际的工程学习或者工作经验,教师的教学手段只在传统教学模式的基础上作了稍许调整,大多重视理论灌输、轻实践技能的培养,未能及时把工程实例充实到课堂上来,没有真正体现“面向工程”的办学理念和培养目标。(4)本专业未永州地方相关企业形成互相依存、互利互惠、协调发展的有效机制。加上专业办学经费不足、仪器设备陈旧、专业教师人数奇缺等因素,导致学生的工程训练大多只局限在课堂和实验室,培养出来的毕业生缺乏对工程背景、真实工程情况的了解,更谈不上得到综合、系统的工程实践技能训练。

3 生物工程专业专业教学改革与探索

面对迅速发展飞速的当今世界,工程不再是狭窄的科学与技术涵义,它不仅仅靠一种知识就能支撑,而是要建立在科学与技术之上的包括社会、经济、文化、道德、环境等多因素的大工程涵义,工程师职业与其他职业的区别就在于高度的实践性和综合性,学生在工程观的背景下经过综合知识和系统思维的培养、训练,才能做出对企业发展急需工程项目。针对教育部评估专家提的建议和意见,经过我们系部领导和教研室讨论,借鉴一些示范院校的经验,结合永州地方经济发展的实际需要,我们拟对生物工程专业教学内容进行改革与探索,主要设置以生物制药、生物化工、农林种植、农产品加工为特色的生物工程专业人才培养目标及相应的课程体系,用工程观、实践观理念来培养学生,要求专业教师树立工程系统性和整体性观念,凸显本专业“以工为主”的办学思路,强化人才培养的“工程观”教育教学理念,大力提升学生的实践与创新能力。主要做法如下。

3.1 逐步推行本科生导师制

我们拟逐步在本科生一年级下学期开始中在推行导师制,一直持续到学生毕业,针对不同学生的特点,划分不同专业方向的导师,导师的遴选除了本专业的老师外,还积极遴选一些企业资深工程师作为校外导师,导师对学生从学习、思想、生活各个方面进行全方位的指导。要求导师在课堂教学内外都与学生密切联系,鼓励学生创造性发展,鼓励学生多带着问题学习,多带着探索精神去发现学习中遇到的问题和解决学习中遇到的问题。通过教师与学生的双结对,引导学生尽早接触科研活动,参与专业文献查阅、科研论文写作、科研实验、工程设计、工厂技术疑难攻关等,完成学生的毕业论文或设计,逐步培养学生的创新能力、动手能力、自主学习能力。

3.2 重视实习实训教学

实习是提高工科学生感性认识和工程能力的主要环节,计划安排6周时间(其中1周实习准备、4周集中实习、1周为实结),按20人/组的标准分别配备校内外指导老师各一名,校内外指导老师对学生的实习进行全程指导。以前生物工程专业的实习,实习基地不稳定,专业方向不十分合适,影响实习效果,我们将根据永州地方经济特色,到相关永州相关企业(如农业示范园、啤酒厂医药公司、永州特色经济种植基地、食品公司、农产品加工公司等)走访、沟通,通过签订协议、挂牌等方式,建立起7~10个稳定的实习基地,同时我们将逐步开展校内实习基地的建设,拟建设如生物发酵中试基地、生态农业示范基地、特色观赏园林示范基地等,使学生能够更好的在专业对口的企业或基地实习,培养动手能力,为学生今后从事科研开发、工程设计奠定基础,同时我们还将积极鼓励学生开展专业社会实践活动,配备校内外专业指导老师进行跟踪指导。

3.3 突出抓好课程设计

以前,生物工程专业的大部分学生毕业环节内容都以参与教师科研课题为主,他们在完成论文的过程中缺少工程设计的训练。但绘制工艺流程图、物料、能量衡算、工艺设备选型等工作是工程应用型人才所必备的基本能力。为此在生物工程专业的课程设置上,在第4、5学期相关的专业课学完后,我们都设置了对应的课程设计,积极与校内外实训基地合作,课程设计来源于永州当地企业(如啤酒厂医药公司、食品公司、农产品加工公司等)在生产过程中遇到的设计问题,使学生在校内外导师的指导下完成工程设计的训练。

3.4 做实毕业环节

无论是毕业论文还是毕业设计都是学生实践性和创新性能力培养最重要的环节。本专业要求在第六学期导师就必须考虑课题,下达毕业论文(设计)任务书,让学生先进行文献查阅、外文翻译等前期准备工作,争取在暑假期间就进入课题工作阶段,学生课题必须与解决永州当地企业(如农业示范园、啤酒厂医药公司、永州特色经济种植基地、食品公司、农产品加工公司等)在生产过程中遇到的问题相关,充分调动学生的积极性,使学生的毕业设计与永州地方经济紧密结合。学生通过大半年毕业环节的锻炼,其动手能力、独立思考能力、团队协作能力、理论联系实际能力、工程实践创新能力均能大幅度提高。做实了毕业环节,就会使学生通过半年的历练使前三年积累的知识得到升华。

3.5 加强教师队伍建设

我们将坚持引进与培养相结合的教师队伍建设思路,加强青年教师的培养,通过听课、研讨、交流等方式进行传帮带促进青年教师的成长,同时依托生物工程教育部特色专业,教育部综合改革试点专业,湖南省高校产学研合作示范基地等融教学和科研为一体,积极倡导专业教师形成特色学科团队,课题攻关。每年将选送部分教师到永州当地企业生产一线锻炼学习,针对性的开展专业技能训练学习时间不少于2个月,在校的专业教师在承担理论教学任务的同时必须到校内实训基地参与实训指导,鼓励专业教师参与项目研究、技术开发、技术应用推广和提高学历层次,培养“双师型”教师,同时聘请一些经验丰富的专家、企业工程师给学生授课、讲学,进行毕业论文或实习实训指导等。