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篇1

關(guān)鍵詞：人工濕地；濕地植物；農(nóng)村生活污水；生物入侵；凈化效果

中圖分類號(hào)：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）13-3043-05

Rural Domestic Sewage Treatment by Native Wetland Plants in Sichuan Basin

and the Case Study

YANG Zi-yao

（School of Soil and Water Conservation， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

Abstract： To treat rural domestic sewage， the purification effect and plant growth of six kinds of wetland plants induding reeds， cyperus alternifolius， canna indica， typha latifola， acorus calamus， and hedychium coronarium was studied in Sichuan Basin. Results of the biomass and the relative growth rate showed that the growth characteristic of cyperus alternifolius and reeds had the fastest growth， followed by typha latifola and canna indica， while acorus calamus and hedychium coronarium had the slowest growth. Treatment capacities of six kinds of wetland plants on CODCr， TP， NH4+-N， TN， DO and turbidity were quite different. After 25 days， acorus calamus worked best for CODCr purification with reduction from 217 mg/L to 39 mg/L， followed by typha latifola and reeds with reduction from 217 mg/L to 45 mg/L and 47 mg/L. Acorus calamus worked best for TP purification with reduction rom 9.4 mg/L to 3.7 mg/L， followed by typha latifola and reeds with reduction from 217 mg/L to 3.9 mg/L and 4.0mg/L. Canna indica and hedychium coronarium worked best for TN purification with reduction from 21.9 mg/L to 5.4 mg/L and 5.6 mg/L. Cyperus alternifolius and reeds worked best for NH4+-N purification with reduction from 15.6 mg/L to 1.58 mg/L and 1.62 mg/L. To avoid using alien species including cyperus alternifolius， canna indica and acorus calamus， three native wetland plants including reeds， typha latifola and hedychium coronarium can be used safely. After the small wetland engineering treatment， the purification effect of CODCr， TP， NH4+-N， TN， DO and turbidity of rural domestic sewage was obvious， which can meet the requirement of a class national farm irrigation water.

Key words： artificial wetland； wetland plants； rural domestic sewage； biological invasions； purification effect

農(nóng)村生活污水主要來源于廚房炊事用水、洗滌用水、沖廁用水，養(yǎng)殖用水及糞尿廢水，生活垃圾、糞肥滲濾及沼氣池廢液等，污水中含有較高的氮、磷、微生物和碳?xì)浠衔?。目前國?nèi)研究中，針對(duì)生活污水最佳處理方式之一就是建設(shè)小型人工濕地，利用濕地植物凈化生活污水。人工濕地系統(tǒng)的關(guān)鍵在于凈化工藝和濕地植物的配置，但此方面的研究較為缺乏[1-5]。通常，濕地植物以高生物量的草本植物為主。常見的濕地植物種類有蘆葦、香蒲、燈芯草、菖蒲、水蔥、水芹等[6]。常見的濕地植物主要來源于園林植物，部分為外來物種，其中一部分已被界定為入侵物種。例如水葫蘆和大已被界定為入侵植物，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)極大，應(yīng)盡量避免使用；粉綠狐尾藻和再力花具有一定的潛在入侵風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)慎用；旱傘竹與美人蕉的風(fēng)險(xiǎn)性相對(duì)較低[7]。本土植物以蘆葦、香蒲與姜花等為代表，可以安全采用。

四川盆地具有獨(dú)特的氣候與地理?xiàng)l件，河流、湖泊、稻田、水庫和魚塘等水生生態(tài)系統(tǒng)廣泛分布，也極易受到外來物種的入侵威脅。為此，應(yīng)加大對(duì)本土濕地植物的研究與培育，使其替代具有環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的外來濕地植物。但目前國內(nèi)針對(duì)此方面的研究或工程實(shí)例均較為空白。為利用濕地植物處理農(nóng)村生活污水，同時(shí)從長遠(yuǎn)考慮避免生物入侵，本研究以蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花6種濕地植物為研究對(duì)象（旱傘竹、美人蕉與菖蒲為常見的且具有一定生物入侵風(fēng)險(xiǎn)的外來濕地植物，蘆葦、香蒲與姜花為零風(fēng)險(xiǎn)的本土濕地植物），比較其處理農(nóng)村生活污水的植物生長狀況和凈化效率，同時(shí)介紹四川省小型人工濕地工程選定蘆葦、香蒲與姜花3種本土濕地植物對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理的工程實(shí)例。

1 材料與方法

1.1 濕地植物

選用四川盆地常見的6種濕地植物（表1）。引種時(shí)每種植物盡量控制在中等密度。種植初期，植物均為幼苗，生長狀況觀測(cè)時(shí)間持續(xù)1年。每種植物同時(shí)種植生長狀況相近的較多植株（超過150株）作為試驗(yàn)樣本。

1.2 植物生長狀況、生物量及相對(duì)生長速率的測(cè)定方法

植物生長狀況等各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定時(shí)間持續(xù)1年。測(cè)定前隨機(jī)抽取同期蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花的標(biāo)準(zhǔn)苗各45株，逐株測(cè)定株高和基徑，并將植株各部分（根、莖、葉、果、花）在105 ℃烘干至恒重，分別記錄其干質(zhì)量，并計(jì)算總生物量（B）。并根據(jù)植物生長相關(guān)法[8]，植株的基徑（D）、株高（H）與生物量（B）之間的關(guān)系如下：

lgB=lga+b?lg（D2H）

相對(duì)生長速率（R）的計(jì)算：

R=（lnB2-lnB1）/（T2-T1）

式中，R為相對(duì)生長速率，B1和B2分別為時(shí)間T1和T2時(shí)的植株干重。

1.3 濕地植物培養(yǎng)箱

為了分別研究6種植物對(duì)農(nóng)村生活污水的水質(zhì)凈化效率，在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建多個(gè)人工培養(yǎng)箱，分別種植相等數(shù)量的6種濕地植物。每個(gè)培養(yǎng)箱采用長50 cm、寬45 cm、高30 cm的塑料箱進(jìn)行試驗(yàn)。塑料箱內(nèi)從下至上依次填充礫石層（粒徑1～3 cm）、砂層、土壤層，厚度均大約為10 cm。在箱中埋設(shè)PVC管，一端插入箱底，另一端伸出土壤層外，用于進(jìn)排水。箱體的容水體積在實(shí)驗(yàn)初期較高，穩(wěn)定后維持在5 L。試驗(yàn)用水均采用農(nóng)村生活污水，分別在0、5、10、15、20、25 d 6個(gè)時(shí)間點(diǎn)監(jiān)測(cè)培養(yǎng)箱內(nèi)相關(guān)水質(zhì)數(shù)據(jù)，同時(shí)增設(shè)一組空白。

1.4 水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定方法

水樣檢測(cè)指標(biāo)包括6類：CODCr、TP-P、NH4+-N、TN-N、DO和濁度。CODcr、TP和TN的測(cè)量方法采用國標(biāo)方法；NH4+-N的測(cè)定采用納氏試劑比色法；濁度由WZS-185型高濁度儀測(cè)定；DO用溶解氧測(cè)定儀測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，如存在顯著差異，采用Student-Newman-Keuls多項(xiàng)比較法檢驗(yàn)差異的顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物的生長狀況

2.1.1 株高、基徑及其年增量 植物的株高與基徑是衡量植物外部形態(tài)的重要指標(biāo)。結(jié)果（表2）表明，蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花株高年增量分別為24、76、39、77、34和41 cm，試驗(yàn)后（1年后）株高分別為試驗(yàn)前的1.2、1.9、1.3、1.8、1.7和1.4倍。株高年增量為香蒲≈旱傘竹>姜花>美人蕉>菖蒲>蘆葦，且差異較為顯著。同樣，6種植物的基徑年增量分別為11、5、16、15、13和12 cm，試驗(yàn)后（1年后）基徑分別為試驗(yàn)前（1年前）的1.3、1.8、2.2、1.8、3.2和2.5倍?；鶑侥暝隽繛槊廊私?香蒲>菖蒲>姜花>蘆葦>旱傘竹，且差異顯著。

2.1.2 生物量及其相對(duì)生長速率 為了估算生物量，建立了6種植物生物量（B）與株高（H）和基徑（D）的回歸方程[9]（表3）。根據(jù)回歸方程分別計(jì)算出6種植物試驗(yàn)前后的生物量及其相對(duì)生長速率（表4）。表4的結(jié)果表明，從生物量可以看出，蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花的植株生物量年增量分別為135、706、93、245、201和64 g，試驗(yàn)后（1年后）生物量分別為試驗(yàn)前（1年前）的3.4、3.8、2.9、3.0、2.2和1.8倍。生物量年增量為旱傘竹>蘆葦>香蒲>美人蕉>菖蒲>姜花，且差異較為顯著。另外，相對(duì)生長速率也反映出了旱傘竹與蘆葦生長最快，香蒲與美人蕉次之，菖蒲與姜花較慢的植物生長特性。

2.2 濕地植物對(duì)污水水質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)CODCr的去除效果 由圖1可知，蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花均能有效降低農(nóng)村生活污水中的CODCr。在培養(yǎng)25 d時(shí)，CODCr的濃度均小于或等于65 mg/L，此時(shí)對(duì)CODCr的凈化效率依次為79.3%、70.0%、75.1%、78.3%、82.0%和72.8%。其中，菖蒲對(duì)于水體中CODCr的處理效果最佳，使其由217 mg/L降低至39 mg/L，其為外來物種；香蒲與蘆葦其次，分別降低至45 mg/L與47 mg/L，為本土物種；旱傘竹相比最差。針對(duì)污水中CODCr的凈化，小型人工濕地工程采用香蒲與蘆葦具有較高的可行性。

2.2.2 對(duì)TP的去除效果 由圖2可知，6種濕地植物對(duì)于污水中TP的去除效果均優(yōu)于對(duì)照組，但效果差異較明顯。一方面，濕地植物通過根際微生態(tài)環(huán)境吸附污水中的部分磷，用于自身生長合成；另一方面，濕地植物根系產(chǎn)生的氧，使水體溶氧量增加呈好氧狀態(tài)，水體微生物中聚磷菌等活躍，也發(fā)揮了一定的固磷作用。同時(shí)，濕地基質(zhì)也能吸附一部分磷，最終使得污水中TP含量大幅下降。在培養(yǎng)25 d時(shí)，濕地植物對(duì)TP的凈化效率依次為57.4%、52.1%、45.7%、58.5%、63.8%和48.9%。其中，空白的TP濃度為9.4 mg/L，菖蒲對(duì)于生活污水中TP的去除效果最好，使TP的濃度降低至3.7 mg/L，香蒲與蘆葦其次，分別降低至3.9 mg/L與4.0 mg/L，美人蕉和姜花的去除效果相對(duì)較差。針對(duì)污水中TP的凈化，小型人工濕地工程采用香蒲與蘆葦具有較高的可行性。

2.2.3 對(duì)TN的去除效果 在人工濕地環(huán)境下，生活污水中的N，一部分被植物根系直接吸收，滿足植物生長需要；一部分通過微生物的氨化、硝化、反硝化作用被消耗掉。植物的存在能增強(qiáng)濕地系統(tǒng)中微生物的活性。由圖3可知，蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花均能有效去除農(nóng)村生活污水中的TN。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長，污水中TN含量持續(xù)下降，在培養(yǎng)25 d時(shí)，人工濕地植物對(duì)TN的凈化效率分別為71.2%、65.3%、75.3%、56.6%、73.5%和74.4%，而對(duì)照的TN含量變化較小，去除率僅為4.4%，表明濕地植物對(duì)污水中TN的去除效果較好。其中，空白的TN濃度為21.9 mg/L，美人蕉和姜花對(duì)于TN的去除效果最好，分別使TN的濃度降低至5.4 mg/L和5.6 mg/L，香蒲的去除效果相比略差。針對(duì)污水中TN的凈化，小型人工濕地工程可采用姜花。

2.2.4 對(duì)NH4+-N的去除效果 濕地植物根系長期處于水生環(huán)境中，其供氧能力決定了微生物對(duì)水體中NH4+-N的去除效果。對(duì)于NH4+-N的去除效果，有植物的濕地系統(tǒng)要優(yōu)于沒有植物的濕地系統(tǒng)。此外，NH4+-N的去除同時(shí)也靠植物根部吸收，且去除率與植物生長情況成正相關(guān)，生長情況好的植物對(duì)NH4+-N的吸收量也高[2]。

由圖4可知，6種濕地植物對(duì)NH4+-N的去除效果有一定的差別。濕地植物生長水體中的NH4+-N含量隨著培養(yǎng)時(shí)間先上升后持續(xù)下降。其中，在25 d時(shí)，蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花對(duì)NH4+-N的凈化效率依次為89.8%、89.9%、89.4%、88.1%、89.6%、87.6%和85.7%，而空白僅為8.8%，表明濕地植物對(duì)污水中NH4+-N的去除效果較好。旱傘竹與蘆葦分別使污水中NH4+-N濃度由15.60 mg/L降低至1.58 mg/L與1.62 mg/L。不同植物去除效果由高到低：旱傘竹≈蘆葦>香蒲>美人蕉>菖蒲>姜花。針對(duì)污水中NH4+-N的凈化，小型人工濕地工程可采用蘆葦。

2.3 工程實(shí)例應(yīng)用

依托四川省小型人工濕地示范工程項(xiàng)目，在四川某村落建設(shè)占地面積為800 m2的小型人工濕地系統(tǒng)，處理水量為80 m3/d，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為5 d。該項(xiàng)目村居民80余戶，總?cè)丝?53人，該村通自來水，同時(shí)也使用地下水作生活用水。目前生活污水直接排入該村附近河溝。本工程試驗(yàn)用水直接取自該河溝（與實(shí)驗(yàn)室用污水來源相同）。根據(jù)前述試驗(yàn)結(jié)論，小型人工濕地工程主要采用蘆葦、香蒲與姜花3類濕地植物，種植密度約6株/m2。工程運(yùn)行初期采用間歇進(jìn)水、逐漸加大進(jìn)水量，經(jīng)過60 d的培養(yǎng)馴化調(diào)試后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段[10]。穩(wěn)定運(yùn)行階段后，經(jīng)本系統(tǒng)處理后的污水（試驗(yàn)組）與未經(jīng)處理的污水（對(duì)照組）年平均水質(zhì)指標(biāo)如表5。

由表5可知，由蘆葦、香蒲與姜花3類濕地植物構(gòu)成的人工濕地系統(tǒng)對(duì)于農(nóng)村生活污水CODCr的凈化效率達(dá)到了69.7%～79.7%。有研究表明，不溶性有機(jī)物通過人工濕地的沉淀和過濾可以很快從污水中截留下來，被人工濕地中的微小生物加以利用，可溶性有機(jī)物則可通過微生物的代謝過程被去除，使其濃度降低[1]。另外，對(duì)于TP與TN的凈化效率也分別達(dá)到了19.2%～58.0%和50.5%～59.5%，可見生活污水中N和P含量有大幅降低。此外，經(jīng)人工濕地植物處理后，生活污水中NH4+-N的凈化效率達(dá)到了25.8%～77.5%；DO含量達(dá)到了6.7 mg/L，高于4 mg/L，水體條件呈好氧狀態(tài)；濁度達(dá)到了60～87 NTU，水體濁度有所改善。經(jīng)該人工濕地系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)可滿足國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB5084-92）對(duì)于一類（水作）灌溉水質(zhì)（CODcr≤200 mg/L、TP≤5.0 mg/L和TN≤12 mg/L）的要求。

3 小結(jié)與討論

四川盆地目前應(yīng)用較廣的蘆葦、旱傘竹、美人蕉、香蒲、菖蒲及姜花6種濕地植物，研究其株高、基徑、生物量較試驗(yàn)前均有不同程度的增加。生物量以及相對(duì)生長速率反映了旱傘竹與蘆葦生長最快，香蒲與美人蕉次之，菖蒲與姜花較慢的濕地植物生長特性，這對(duì)于濕地植物的培育有指導(dǎo)意義。

在本研究中，實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)箱試驗(yàn)25 d后，菖蒲對(duì)于農(nóng)村生活污水中CODCr的處理效果最佳，使其由217 mg/L降低至39 mg/L，香蒲與蘆葦其次，分別降低至45 mg/L與47 mg/L，旱傘竹相比最差；菖蒲對(duì)于TP的去除效果最好，使其由9.4 mg/L降低至3.7 mg/L，香蒲與蘆葦其次，分別降低至3.9 mg/L與4.0 mg/L，美人蕉和姜花相對(duì)較差；美人蕉和姜花對(duì)于TN的去除效果最好，分別使TN的濃度由21.9 mg/L降低至5.4 mg/L和5.6 mg/L，香蒲的去除效果相比略差；旱傘竹與蘆葦分別使污水中NH4+-N濃度由15.6 mg/L降低至1.58 mg/L與1.62 mg/L。以避免選用外來濕地植物為前提，小型人工濕地工程可以安全采用蘆葦、香蒲與姜花3類濕地植物。

農(nóng)村生活污水經(jīng)小型人工濕地系統(tǒng)處理后，CODCr、TP、NH4+-N、TN、DO和濁度與試驗(yàn)前差別較為明顯，處理后的出水水質(zhì)可滿足國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于一類灌溉水質(zhì)關(guān)于CODcr、TP和TN的要求，表明其應(yīng)用價(jià)值較高。

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篇2

【關(guān)鍵詞】教學(xué)改革 理論教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 考核方式

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674－4810（2012）15－0003－02

近年來，生物技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)前新經(jīng)濟(jì)的主要推動(dòng)力。生物工程下游技術(shù)是實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，因此其基本理論和應(yīng)用研究一直是生物技術(shù)研究領(lǐng)域中最為關(guān)注的內(nèi)容。生物工程下游技術(shù)作為生物技術(shù)專業(yè)本科必修課程，是闡述現(xiàn)有和新興的生物技術(shù)產(chǎn)品的提取、分離、純化、精制加工等技術(shù)的科學(xué)原理、方法、規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)的一門學(xué)科。作為地方應(yīng)用型本科院校，本著立足于地方、服務(wù)于地企的方針，針對(duì)生物技術(shù)專業(yè)的特色，我們開設(shè)了生物工程下游技術(shù)課程，并作為專業(yè)主干課。該課程與工程學(xué)技術(shù)內(nèi)容結(jié)合較多，在充分結(jié)合實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，能夠使學(xué)生全方面了解并掌握生物工程下游技術(shù)的基本理論和關(guān)鍵工藝技術(shù)，鍛煉獨(dú)立設(shè)計(jì)提取純化方案及進(jìn)行研發(fā)的能力。本文根據(jù)生物工程下游技術(shù)課程的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)過程中的體會(huì)，探討了課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式以及考核方式，以進(jìn)一步提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

一 生物工程下游技術(shù)課程特點(diǎn)

生物工程下游技術(shù)即從微生物菌體發(fā)酵、動(dòng)植物細(xì)胞組織培養(yǎng)的或酶反應(yīng)等各種生物工業(yè)生產(chǎn)過程獲得的生物原料，經(jīng)提取分離、加工并精制目的成分，最終使其成為產(chǎn)品的技術(shù)，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)之路。生物工程下游技術(shù)課程內(nèi)容多與工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，主要研究的是物質(zhì)分離的方法原理及相關(guān)儀器設(shè)備，涉及物理、化學(xué)、生物化學(xué)、發(fā)酵工程、生物工程與設(shè)備等多門學(xué)科，更多地體現(xiàn)了理論基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，適合于理工科專業(yè)生物技術(shù)/生物工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)。

二 教學(xué)體會(huì)

生物工程下游技術(shù)是我校生物技術(shù)專業(yè)的專業(yè)課程，涉及工程學(xué)內(nèi)容較多，理科學(xué)生因缺乏工科背景知識(shí)，對(duì)本課程知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握難度很大。為了使學(xué)生對(duì)下游技術(shù)中涉及的名詞、術(shù)語等更易理解，同時(shí)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，達(dá)到最佳的教學(xué)效果，在理論教學(xué)過程中運(yùn)用了多種教學(xué)方法（如啟發(fā)式、研討式、分析式等），并結(jié)合多種教學(xué)手段（如板書、幻燈、影音等）進(jìn)行日常的教學(xué)活動(dòng)。多方法、多手段的配合，起到了一定的效果。然而，生物工程下游技術(shù)是在物理學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、化工原理等先修課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的專業(yè)課程，學(xué)生對(duì)這些課程內(nèi)容掌握的扎實(shí)程度在一定范圍內(nèi)影響了對(duì)本課程知識(shí)的掌握。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的重要組成部分，對(duì)于幫助學(xué)生理解基礎(chǔ)理論知識(shí)、分析和解決問題、提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力具有積極的意義。但由于多種原因，實(shí)踐教學(xué)沒有充分發(fā)揮作用，卻加大了理論教學(xué)的難度。

三 教學(xué)改革

1．優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是制定教學(xué)計(jì)劃的主體部分，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其集成了對(duì)學(xué)生知識(shí)和技能的傳授、思想和觀點(diǎn)的灌輸以及習(xí)慣和行為的培養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)效果相關(guān)聯(lián)，直接影響著學(xué)生建立有效學(xué)習(xí)知識(shí)的體系。

第一，選擇優(yōu)秀教材。教材是落實(shí)新課程的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的重要載體，也是教師進(jìn)行教學(xué)的主要依據(jù)。選擇知識(shí)體系完整、內(nèi)容系統(tǒng)前沿的教材，才能確保教學(xué)質(zhì)量。根據(jù)生物工程下游技術(shù)的課程特點(diǎn)，也結(jié)合我校學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)背景，我們采用了1999年由中國輕工業(yè)出版社出版、毛忠貴編著的《生物工業(yè)下游技術(shù)》。該教材是普通高等教育“九五”國家級(jí)重點(diǎn)教材，該教材以生物工業(yè)下游技術(shù)一般的工藝流程為主線，逐個(gè)單元操作為知識(shí)點(diǎn)，闡明了各單元技術(shù)的理論基礎(chǔ)及操作要點(diǎn)，涵蓋了發(fā)酵液放罐后分離、提取、純化和精制等一系列內(nèi)容。其內(nèi)容體系完整清晰，知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)明扼要，特別適合做為我們?nèi)狈た票尘暗膶W(xué)生學(xué)習(xí)的主要參考教材。此外，為了更好地對(duì)課程內(nèi)容加以理解，并及時(shí)掌握本領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)，我們還指定了《生物工藝原理》、《生化分離工程》、《發(fā)酵工程設(shè)備》等作為參考資料，提供了國內(nèi)外知名大學(xué)的相關(guān)課程視頻供大家研習(xí)，以開闊視野，拓寬知識(shí)面。

第二，精心制定大綱。教學(xué)大綱是課程教學(xué)的綱要，是進(jìn)行教學(xué)的主要依據(jù)，也是檢查和評(píng)定學(xué)生學(xué)業(yè)成績和衡量教師教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。本課程研究組本著“牢基礎(chǔ)，強(qiáng)實(shí)踐”的培養(yǎng)方針，制定了適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的課程教學(xué)大綱，既突出了基本原理和方法的重要性，又體現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際的必要性，更是把行業(yè)研究的最新動(dòng)態(tài)引入了課堂。在理論教學(xué)大綱設(shè)定的同時(shí)，兼顧了實(shí)踐教學(xué)的作用，理論教學(xué)大綱與實(shí)踐教學(xué)大綱同時(shí)編排，相互支撐。如在進(jìn)行離子交換理論課程教學(xué)的過程中，安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，根據(jù)理論課程的知識(shí)，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在理論教學(xué)過程中大家共同討論分析結(jié)果，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性，將知識(shí)掌握得更為牢靠。

2．改進(jìn)教學(xué)模式

教的質(zhì)量最終體現(xiàn)在學(xué)的質(zhì)量上。教育教學(xué)質(zhì)量最終應(yīng)該用人才培養(yǎng)質(zhì)量來檢驗(yàn)。也即，教學(xué)質(zhì)量的檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是以人才培養(yǎng)質(zhì)量為核心，教育教學(xué)的思路就是以學(xué)生為主體、以優(yōu)化學(xué)習(xí)過程為目的。教學(xué)過程的教學(xué)模式直接與這一檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)相關(guān)聯(lián)。教學(xué)不是簡(jiǎn)單的教師的教和學(xué)生的學(xué)，而是要以學(xué)生輕松掌握知識(shí)技能為目的的全方位的教學(xué)。教師對(duì)教學(xué)資料熟悉于心是基本要求，還要善于在恰當(dāng)環(huán)節(jié)增加有趣、熱點(diǎn)、實(shí)用性強(qiáng)的知識(shí)。教學(xué)模式具體運(yùn)用中主要的問題是教學(xué)過程中的師生配合以及學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用。

傳統(tǒng)的教學(xué)過程中師生難以成為學(xué)習(xí)共同體，究其原因，是教師沒有更好地了解學(xué)生到底想要學(xué)到什么，學(xué)到什么更有用，沒有讓教與學(xué)真正融為一體。因此，針對(duì)生物工程下游技術(shù)課程實(shí)際應(yīng)用性極強(qiáng)的特點(diǎn)，在理論課程開課前，帶領(lǐng)學(xué)生到相應(yīng)的工廠進(jìn)行參觀和見習(xí)，注重引導(dǎo)學(xué)生觀察單

元操作設(shè)備，講述基本操作流程，讓學(xué)生看著設(shè)備聽課程，增強(qiáng)學(xué)生的感官認(rèn)識(shí)，并要求寫出見習(xí)報(bào)告。根據(jù)學(xué)生實(shí)際的掌握程度，理論聯(lián)系實(shí)際有側(cè)重地講授理論知識(shí)，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程，加大對(duì)操作技術(shù)的掌握熟練程度。

3．改革考核方式

考核是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)手段，更是教師進(jìn)行教學(xué)反思的主要依據(jù)。在例行的教學(xué)過程中，理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作的考核獨(dú)立進(jìn)行記分，理論知識(shí)考核的方式是平時(shí)成績（30%）和期末考核（70%）相結(jié)合的方法，而實(shí)驗(yàn)操作考試的方式是實(shí)驗(yàn)理論（40%）和實(shí)際操作（60%）相結(jié)合的方法。

上述這種理論和實(shí)驗(yàn)單獨(dú)考核的機(jī)制對(duì)評(píng)估學(xué)生的能力顯然是不適合的。因此，要針對(duì)本課程特點(diǎn)和具體情況，對(duì)考核方式進(jìn)行改革，即將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作的考核結(jié)合起來，側(cè)重考核學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力。具體措施如下：（1）理論知識(shí)成績占60%，以期末閉卷考試的方式完成，測(cè)試內(nèi)容側(cè)重于應(yīng)用，貼近于實(shí)際，更要體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握的扎實(shí)程度。（2）實(shí)驗(yàn)操作成績占20%，主要是針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分的內(nèi)容進(jìn)行考核。實(shí)驗(yàn)成績主要參考學(xué)生實(shí)驗(yàn)后實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況、實(shí)驗(yàn)的具體操作能力等進(jìn)行綜合評(píng)分。（3）平時(shí)成績占20%，主要是參考平時(shí)學(xué)生的出勤、作業(yè)完成情況、課上表現(xiàn)等。

生物工程下游技術(shù)課程在我校生物技術(shù)專業(yè)的教學(xué)改革，提高了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣，帶動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，收到了較好的教學(xué)效果。相信通過教學(xué)改革的進(jìn)一步深入，一定能克服現(xiàn)有教學(xué)過程中的種種不足，逐步達(dá)到課堂理論和社會(huì)實(shí)踐的有效結(jié)合，培養(yǎng)出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

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［2］毛忠貴.生物工業(yè)下游技術(shù)［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999

［3］廖春麗、朱濤、楊海波、王福梅.生物工程下游技術(shù)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的探索［J］.實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2011（1）：40～42

篇3

根據(jù)國家教指委的專業(yè)規(guī)范以及社會(huì)需求與各類人才的專業(yè)特點(diǎn)，在大量調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合辦學(xué)特色，研究確定了生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)出具備生物工程基本知識(shí)、掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論和技能，能在生物技術(shù)與工程及中醫(yī)藥領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。在培養(yǎng)方向上，既要培養(yǎng)學(xué)生掌握生物工程的基本技能、基本理論和基本知識(shí)，又要注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的應(yīng)用與交叉融合，注重工程技術(shù)素養(yǎng)的培育，注重培養(yǎng)具有中藥發(fā)酵工程技術(shù)、中藥活性成分分離工程技術(shù)、能將細(xì)胞工程、基因工程應(yīng)用于中醫(yī)藥研究的人才，充分發(fā)揮中醫(yī)藥背景的優(yōu)勢(shì)和特色，培養(yǎng)出社會(huì)真正需求，并能在中醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮一技之長的復(fù)合型人才。

二、具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)模式

建立科學(xué)的人才培養(yǎng)模式是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)性工作。圍繞著培養(yǎng)具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才這一目標(biāo)，我校生物工程專業(yè)加強(qiáng)課程及教材建設(shè)，突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，堅(jiān)持繼承與創(chuàng)新相結(jié)合，注重特色項(xiàng)目的培育，重視中藥發(fā)酵工程、中藥酶工程、中醫(yī)藥基因工程等中醫(yī)藥生物工程技能的培養(yǎng)，這也成為了專業(yè)建設(shè)的一大特色。

1實(shí)施課程改革，優(yōu)化課程體系，注重中醫(yī)藥生物工程技術(shù)的培養(yǎng)

課程是教育的核心，課程水平?jīng)Q定了人才培養(yǎng)的水平。生物工程專業(yè)在課程設(shè)置上以優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高學(xué)生綜合素質(zhì)為主線，注重其多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。在廣泛學(xué)習(xí)調(diào)研國內(nèi)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家教指委制定的專業(yè)規(guī)范要求，對(duì)現(xiàn)有的課程體系進(jìn)行了整體優(yōu)化和調(diào)整。為加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，增設(shè)了工程類基礎(chǔ)課程，并增設(shè)了實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，以更好地促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。我校生物工程專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生具備生物工程基本技能的基礎(chǔ)上，注重中醫(yī)藥生物工程技術(shù)的培養(yǎng)，具有鮮明的中醫(yī)藥特色。除了開設(shè)細(xì)胞工程、酶工程、基因工程等通用課程以及工程制圖、化工原理等工程技術(shù)基礎(chǔ)課程以外，還充分利用學(xué)校在長期辦學(xué)過程中形成的中醫(yī)藥學(xué)這一優(yōu)勢(shì)學(xué)科，開設(shè)了中醫(yī)學(xué)概論、中藥藥劑學(xué)、中藥復(fù)方藥動(dòng)學(xué)等課程。同時(shí)，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中也融入了中醫(yī)藥相關(guān)的內(nèi)容，而學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、本科畢業(yè)論文中與中醫(yī)藥相關(guān)的比例均高達(dá)50%左右。

2選用優(yōu)秀教材，編寫特色教材，融合鮮明的中醫(yī)藥特色

教材建設(shè)是制定人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置必備的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革必然反映到教材上。制訂教材建設(shè)規(guī)劃，完善教材選用機(jī)制，以此保證教材選用的先進(jìn)性及中醫(yī)藥特色。針對(duì)我校生物工程專業(yè)的特色，編寫并出版了符合專業(yè)方向需要的中醫(yī)藥生物工程教材《生物與制藥工程實(shí)驗(yàn)》，該教材既注重基礎(chǔ)知識(shí)，又著眼于實(shí)用性及學(xué)科發(fā)展性，并結(jié)合了中醫(yī)藥特色的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在生物工程基本理論的基礎(chǔ)上，注重中醫(yī)藥特色，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。

3構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化工程能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)

實(shí)踐能力的培養(yǎng)是高等教育教學(xué)的重點(diǎn)和特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)不但是生物工程專業(yè)本科教學(xué)的重要組成部分，而且是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐活動(dòng)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)。生物工程作為一門實(shí)踐性及應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，不僅要求學(xué)生具備深厚的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。因此在人才培養(yǎng)過程中，如何強(qiáng)化工程能力及實(shí)踐能力的培養(yǎng)是一個(gè)非常重要的問題。

（1）積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革我校生物工程專業(yè)非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、課程整合與優(yōu)化、完善管理機(jī)制等方面進(jìn)行了改革，以滿足生物工程專業(yè)發(fā)展的需要。

①在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系方面，實(shí)行多層次改革，對(duì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生參與教師科研、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)競(jìng)賽等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，建立更完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

②在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面，增加能更好地提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證性、認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，促進(jìn)科研成果向本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化，并根據(jù)學(xué)科發(fā)展更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，引入特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

③在課程整合與優(yōu)化方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)相承的課程，打破課程壁壘，進(jìn)行課程整合，開設(shè)專業(yè)模塊大實(shí)驗(yàn)，如將“基因工程”“、生化制藥學(xué)”的實(shí)驗(yàn)課整合為“基因工程實(shí)驗(yàn)”，將“工業(yè)微生物學(xué)”“、生物工藝學(xué)”“、發(fā)酵設(shè)備”的實(shí)驗(yàn)課整合為“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”。“基因工程實(shí)驗(yàn)”將基因工程常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)串聯(lián)起來，涉及基因克隆、菌種構(gòu)建、工程菌的發(fā)酵、蛋白分離純化、產(chǎn)品電泳與檢測(cè)等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程中了解各項(xiàng)技術(shù)，既有“點(diǎn)”、又有“面”，改變了過去實(shí)驗(yàn)課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立、交叉重復(fù)等現(xiàn)象。

④在完善管理機(jī)制方面，建立開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，通過該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息、師生交流、資源共享、實(shí)驗(yàn)管理等功能。

（2）建設(shè)特色實(shí)驗(yàn)室，加大實(shí)驗(yàn)室開放力度我校生物工程專業(yè)建有生化分離工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、基因工程、化學(xué)合成和化工原理等特色實(shí)驗(yàn)室，面向全校開放。每年承擔(dān)150余項(xiàng)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供全校學(xué)生選擇，內(nèi)容涉及生物工程各個(gè)方面，通過這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及科研能力。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生的科研興趣及就業(yè)方向，分不同專業(yè)方向，通過實(shí)行科研導(dǎo)師制、撰寫論文以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，如采用發(fā)酵工程技術(shù)培育藥用菌（中藥）、中藥成分分離分析工程、中藥制劑工藝、細(xì)胞工程、生物制劑等不同方向。

篇4

（浙江中醫(yī)藥大學(xué)）

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，其廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、能源、資源和環(huán)境等領(lǐng)域，近年來發(fā)展迅猛，尤其為人類健康問題的解決提供了美好的前景。因此，國內(nèi)不少高校紛紛新設(shè)生物工程專業(yè)，生物工程人才的需求也逐年增加。

浙江中醫(yī)藥大學(xué)于2003年9月首次招收四年制本科生物工程專業(yè)學(xué)生，這是在全國20多所中醫(yī)藥院校中首次開設(shè)生物工程專業(yè)，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。我們根據(jù)本校的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)和國家對(duì)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，對(duì)中醫(yī)藥背景下生物工程專業(yè)特色建設(shè)以及人才培養(yǎng)進(jìn)行了探索。

一 中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)的定位與特色

目前全國已有百余所院校開設(shè)了生物工程專業(yè)，浙江省共有9所院校開設(shè)了生物工程專業(yè)，而全國中醫(yī)藥院校中僅三所開設(shè)了生物工程專業(yè)。由于在師資力量、教學(xué)條件、科研方向以及專業(yè)設(shè)置先后等方面的差異，辦學(xué)方向及專業(yè)特色也不盡相同。如有些院校以溶劑和有機(jī)酸的微生物發(fā)酵，或以核苷酸及其類似物的微生物發(fā)酵，或以酶制劑工業(yè)，或以微生物發(fā)酵生產(chǎn)抗生素，或以基因工程，或以食品發(fā)酵、加工釀造，或以微生物與環(huán)境保護(hù)等為主要辦學(xué)方向[1】。

在專業(yè)定位這個(gè)戰(zhàn)略問題上，必須揚(yáng)長避短，走特色發(fā)展之路。浙江中醫(yī)藥大學(xué)具有在中醫(yī)藥領(lǐng)域深厚的辦學(xué)積淀和背景，因此我校生物工程專業(yè)的特色定位是：充分依托和發(fā)揮中醫(yī)藥大學(xué)的辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的交叉融合與應(yīng)用，培養(yǎng)面向科研、生產(chǎn)、管理第一線的一流中醫(yī)藥生物工程復(fù)合型人才。專業(yè)堅(jiān)持以工為主、理工結(jié)合的方向，充分發(fā)揮多學(xué)科交叉滲透的辦學(xué)特色，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)需求、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的應(yīng)用型生物工程技術(shù)人才。

注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的交叉融合與應(yīng)用，是中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)建設(shè)的一大特色?，F(xiàn)代生物工程技術(shù)已用于中醫(yī)藥產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、培育及研究等方面，包括中藥生物發(fā)酵、中藥內(nèi)生菌的分離、中藥生物轉(zhuǎn)化、酶工程應(yīng)用于中藥提取、中藥細(xì)胞工程、中藥生化分離工程等。醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已逐步成為支柱產(chǎn)業(yè)之一，而生物技術(shù)成果約有60%是用于醫(yī)藥業(yè)。因此，現(xiàn)代生物工程技術(shù)不僅可以應(yīng)用于中醫(yī)藥領(lǐng)域，而且前景廣闊，辦好生物工程專業(yè)也將更好地促進(jìn)中醫(yī)藥院校的教學(xué)、科研發(fā)展。

二 具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)國家教指委的專業(yè)規(guī)范以及社會(huì)需求與各類人才的專業(yè)特點(diǎn)，在大量調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合辦學(xué)特色，研究確定了生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)出具備生物工程基本知識(shí)、掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論和技能，能在生物技術(shù)與工程及中醫(yī)藥領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。 ‘在培養(yǎng)方向上，既要培養(yǎng)學(xué)生掌握生物工程的基本技能、基本理論和基本知識(shí)，又要注重現(xiàn)代生物工程在傳統(tǒng)中醫(yī)藥中的應(yīng)用與交叉融合，注重工程技術(shù)素養(yǎng)的培育，注重培養(yǎng)具有中藥發(fā)酵工程技術(shù)、中藥活性成分分離工程技術(shù)、能將細(xì)胞工程、基因工程應(yīng)用于中醫(yī)藥研究的人才，充分發(fā)揮中醫(yī)藥背景的優(yōu)勢(shì)和特色，培養(yǎng)出社會(huì)真正需求，并能在中醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮一技之長的復(fù)合型人才。

三 具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)模式

建立科學(xué)的人才培養(yǎng)模式是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)性工作[2]。圍繞著培養(yǎng)具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才這一目標(biāo)，我校生物工程專業(yè)加強(qiáng)課程及教材建設(shè)，突出實(shí)踐能力的培養(yǎng)，堅(jiān)持繼承與創(chuàng)新相結(jié)合，注重特色項(xiàng)目的培育，重視中藥發(fā)酵工程、中藥酶工程、中醫(yī)藥基因工程等中醫(yī)藥生物工程技能的培養(yǎng)，這也成為了專業(yè)建設(shè)的一大特色。

1 實(shí)施課程改革，優(yōu)化課程體系，注重中醫(yī)藥生物工程技術(shù)的培養(yǎng)

課程是教育的核心，課程水平?jīng)Q定了人才培養(yǎng)的水平[3]。生物工程專業(yè)在課程設(shè)置上以優(yōu)化學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高學(xué)生綜合素質(zhì)為主線，注重其多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。在廣泛學(xué)習(xí)調(diào)研國內(nèi)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家教指委制定的專業(yè)規(guī)范要求，對(duì)現(xiàn)有的課程體系進(jìn)行了整體優(yōu)化和調(diào)整。為加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，增設(shè)了工程類基礎(chǔ)課程，并增設(shè)了實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，以更好地促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

我校生物工程專業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生具備生物工程基本技能的基礎(chǔ)上，注重中醫(yī)藥生物工程技術(shù)的培養(yǎng)，具有鮮明的中醫(yī)藥特色。除了開設(shè)細(xì)胞工程、酶工程、基因工程等通用課程以及工程制圖、化工原理等工程技術(shù)基礎(chǔ)課程以外，還充分利用學(xué)校在長期辦學(xué)過程中形成的中醫(yī)藥學(xué)這一優(yōu)勢(shì)學(xué)科，開設(shè)了中醫(yī)學(xué)概論、中藥藥劑學(xué)、中藥復(fù)方藥動(dòng)學(xué)等課程。同時(shí)，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課中也融人了中醫(yī)藥相關(guān)的內(nèi)容，而學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、本科畢業(yè)論文中與中醫(yī)藥相關(guān)的比例均高達(dá)50%左右。

2 選用優(yōu)秀教材，編寫特色教材，融合鮮明的中醫(yī)藥特色

教材建設(shè)是制定人才培養(yǎng)方案和課程設(shè)置必備的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革必然反映到教材上[4]。制訂教材建設(shè)規(guī)劃，完善教材選用機(jī)制，以此保證教材選用的先進(jìn)性及中醫(yī)藥特色。針對(duì)我校生物工程專業(yè)的特色，編寫并出版了符合專業(yè)方向需要的中醫(yī)藥生物工程教材《生物與制藥工程實(shí)驗(yàn)》，該教材既注重基礎(chǔ)知識(shí)，又著眼于實(shí)用性及學(xué)科發(fā)展性，并結(jié)合了中醫(yī)藥特色的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在生物工程基本理論的基礎(chǔ)上，注重中醫(yī)藥特色，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力具有很強(qiáng)的指導(dǎo)性。

3 構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)化工程能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)

實(shí)踐能力的培養(yǎng)是高等教育教學(xué)的重點(diǎn)和特點(diǎn)，實(shí)踐教學(xué)不但是生物工程專業(yè)本科教學(xué)的重要組成部分，而且是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐活動(dòng)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才的重要環(huán)節(jié)。生物工程作為一門實(shí)踐性及應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，不僅要求學(xué)生具備深厚的理論基礎(chǔ)，還應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。因此在人才培養(yǎng)過程中，如何強(qiáng)化工程能力及實(shí)踐能力的培養(yǎng)是—個(gè)非常重要的問題。

(1)積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

我校生物工程專業(yè)非常重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、課程整合與優(yōu)化、完善管理機(jī)制等方面進(jìn)行了改革，以滿足生物工程專業(yè)發(fā)展的需要。①在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系方面，實(shí)行多層次改革，對(duì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生參與教師科研、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)沒計(jì)競(jìng)賽等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，建立更完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。②在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容方面，增加能更好地提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的設(shè)汁性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證性、認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，促進(jìn)科研成果向本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化，并根據(jù)學(xué)科發(fā)展更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，引入特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。③在課程整合與優(yōu)化方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)相承的課程，打破課程壁壘，進(jìn)行課程整合，開設(shè)專業(yè)模塊大實(shí)驗(yàn)，如將“基因工程”、“生化制藥學(xué)”的實(shí)驗(yàn)課整合為“基因工程實(shí)驗(yàn)”，將“工業(yè)微生物學(xué)”、“生物工藝學(xué)”、“發(fā)酵設(shè)備”的實(shí)驗(yàn)課整合為“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”?！盎蚬こ虒?shí)驗(yàn)”將基因工程常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)串聯(lián)起來，涉及基因克隆、菌種構(gòu)建、工程菌的發(fā)酵、蛋白分離純化、產(chǎn)品電泳與檢測(cè)等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程中了解各項(xiàng)技術(shù)，既有“點(diǎn)”、又有“面”，改變了過去實(shí)驗(yàn)課時(shí)少、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立、交叉重復(fù)等現(xiàn)象。④在完善管理機(jī)制方面，建立開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，通過該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息、師生交流、資源共享、實(shí)驗(yàn)管理等功能。

(2)建設(shè)特色實(shí)驗(yàn)室，加大實(shí)驗(yàn)室開放力度

我校生物工程專業(yè)建有生化分離工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、基因工程、化學(xué)合成和化工原理等特色實(shí)驗(yàn)室，面向全校開放。每年承擔(dān)150余項(xiàng)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目供全校學(xué)生選擇，內(nèi)容涉及生物工程各個(gè)方面，通過這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及科研能力。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生的科研興趣及就業(yè)方向，分不同專業(yè)方向，通過實(shí)行科研導(dǎo)師制、撰寫論文以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，如采用發(fā)酵工程技術(shù)培育藥用菌（中藥）、中藥成分分離分析工程、中藥制劑工藝、細(xì)胞工程、生物制劑等不同方向。

(3)注重實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才

通過學(xué)生實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，改善實(shí)習(xí)教學(xué)條件，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。通過打通校企聯(lián)系渠道，使企業(yè)全方位參與人才培養(yǎng)工作。除建立校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地外，與多家校外具有中醫(yī)藥特色企業(yè)簽訂了合作協(xié)議，建立了校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地。校企合作建立人才培養(yǎng)基地，為學(xué)生跨專業(yè)、跨學(xué)科、跨行業(yè)的社會(huì)實(shí)踐提供平臺(tái)，使企業(yè)中具有豐富生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師作為專業(yè)師資的補(bǔ)充，為培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的生物工程應(yīng)用型人才提供了有力保障。

總之，浙江中醫(yī)藥大學(xué)在全國20多所中醫(yī)藥院校中首次開設(shè)生物工程專業(yè)，沒有先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。根據(jù)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的實(shí)踐，探索出了現(xiàn)代生物工程與傳統(tǒng)中醫(yī)藥交叉融合這一專業(yè)特色，并確定了具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。圍繞這一人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，通過優(yōu)化改革課程體系、編寫選用特色教材、構(gòu)建強(qiáng)化學(xué)生工程能力與實(shí)踐能力的實(shí)踐教學(xué)體系，最終形成了具有中醫(yī)藥背景的生物工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)模式。這將為中醫(yī)藥院校生物工程專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)提供—個(gè)良好的理論支撐，也將為中醫(yī)藥院校其他非傳統(tǒng)專業(yè)（傳統(tǒng)專業(yè)指中醫(yī)、中藥等）的開設(shè)提供參考。

參考文獻(xiàn)

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篇5

【關(guān)鍵詞】蛋白質(zhì)工程課程；科學(xué)思維能力；教學(xué)方法

人類的進(jìn)步離不開科學(xué)的發(fā)展。在人們通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法以期獲得對(duì)自然世界的客觀解釋的過程中，科學(xué)思維貫穿其中，并顯示出重要的作用[1]。高等教育不僅要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)能力和專業(yè)技能，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。生物工程專業(yè)高等教育的目的，是培養(yǎng)具備扎實(shí)專業(yè)功底和科學(xué)思維能力的生物學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域高技能人才。縱觀國內(nèi)近幾年的生物工程等專業(yè)的教育教學(xué)改革實(shí)踐，對(duì)于課程體系的構(gòu)建，課程內(nèi)涵的建設(shè)，以及具體教學(xué)方法的改革，其核心目標(biāo)都是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，并以科學(xué)思維能力為源，派生出終身學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維、分析解決問題、自我完善發(fā)展等能力?！兜鞍踪|(zhì)工程》是本校生物工程專業(yè)十分重要且極具特色的選修課之一，是學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，了解生物學(xué)前沿領(lǐng)域的專業(yè)素質(zhì)提升拓展課程。因此，在蛋白質(zhì)工程課程教學(xué)中將培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力始終貫穿于教學(xué)中就顯得極為重要。

1 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的必要性

1.1 培養(yǎng)高素質(zhì)生物工程領(lǐng)域人才的客觀需要。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，作為前沿科學(xué)的生物學(xué)，其發(fā)展速度十分迅猛。生物工程領(lǐng)域的從業(yè)者需要不斷學(xué)習(xí)和吸收日新月異的生物學(xué)最新研究成果，并將這些理論成果通過工程學(xué)的方法與手段轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力造福人類。因此，在教學(xué)過程中除了教給學(xué)生基本的知識(shí)理論外，還應(yīng)積極培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。這樣就等于培養(yǎng)了學(xué)生具備一個(gè)活躍思維能力的頭腦，使他們具備了今后發(fā)展的具大潛力。

1.2 學(xué)生思維發(fā)展水平的客觀要求。從思維的發(fā)展來說，大學(xué)生的抽象思維已居于主導(dǎo)地位，他們喜歡進(jìn)行比較系統(tǒng)的理論論證，在專業(yè)學(xué)習(xí)中追求較高的理論深度，其思維的獨(dú)立性、批判性更加增強(qiáng)，運(yùn)用思維技能嘗試發(fā)明創(chuàng)造的興趣逐漸增長[2]。在教學(xué)實(shí)踐中抓住這個(gè)大學(xué)生思維方式進(jìn)入塑造成型的關(guān)鍵階段，對(duì)大學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維方式的培養(yǎng)，提高其思維的廣度、深度、靈活性和敏捷性，將獲得立竿見影的效果。

1.3 課程固有內(nèi)涵性質(zhì)的客觀要求。蛋白質(zhì)工程課程的主要內(nèi)容，是以蛋白質(zhì)化學(xué)的相關(guān)基礎(chǔ)理論為基本依據(jù)，結(jié)合分子生物學(xué)、生物信息學(xué)和工程學(xué)的技術(shù)手段，討論蛋白質(zhì)的分子設(shè)計(jì)、修飾表達(dá)、純化鑒定和實(shí)際應(yīng)用等領(lǐng)域的最新成果和研究方向。課程教學(xué)要求師生既要具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又要具備靈活運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析解決的思維能力。所以，課程本身具備了科學(xué)思維的內(nèi)涵，勢(shì)必要求我們采用合適的教學(xué)方法，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

2 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的方法

2.1 理清課程思路，以科學(xué)思維指導(dǎo)教學(xué)。課程的教學(xué)需要師生的努力與配合，方能達(dá)到較好的效果。但教學(xué)的初始，是教師對(duì)課程內(nèi)涵的深刻理解，和對(duì)教學(xué)模式的合理安排。所以，在蛋白質(zhì)工程課程的教學(xué)過程中，任課教師首先要具備科學(xué)的思維模式和方法，積極開動(dòng)腦筋，深刻挖掘課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，準(zhǔn)確掌握學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)、能力水平和個(gè)性特點(diǎn)，遵循學(xué)生心理認(rèn)識(shí)發(fā)展的規(guī)律，設(shè)計(jì)出有利于學(xué)生科學(xué)思維能力培養(yǎng)的課堂教學(xué)程序。

2.2 合理使用教學(xué)方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力。蛋白質(zhì)工程課程的授課內(nèi)容大致分為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)、修飾表達(dá)及純化鑒定，蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的最新研發(fā)進(jìn)展這三個(gè)模塊。每一個(gè)模塊的具體內(nèi)容，教學(xué)要求都不盡相同，因而需要采用不同的教學(xué)方法，來達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的目的。

2.2.1 采用思維導(dǎo)圖輔助教學(xué)法。這一方法適用于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)模塊的教學(xué)。學(xué)生在學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)工程課程之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征已有了一定的了解，但仍需在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征以及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系等方面進(jìn)行更為深入的學(xué)習(xí)。所以，這一模塊的教學(xué)有著明顯的“溫故知新”的特點(diǎn)，學(xué)生應(yīng)以已有知識(shí)為學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，以發(fā)散性的思維拓展學(xué)習(xí)的廣度與深度。思維導(dǎo)圖，作為一種表達(dá)發(fā)射性思維的有效圖形思維工具，運(yùn)用圖文并重的技巧，把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來[3，4]。這種思維方式非常適合于“溫故知新”式的學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)過程的思維導(dǎo)圖的繪制，學(xué)生不僅可以運(yùn)用發(fā)散性的思維方式學(xué)習(xí)更廣泛的基礎(chǔ)知識(shí)，而且可以在整個(gè)發(fā)散性思維過程之后理清各知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)系。同時(shí)，作為一種具體化的思維方式，思維導(dǎo)圖還具備了可回顧反思的作用。

2.2.2 采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法。這一方法適用于蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)、修飾表達(dá)及純化鑒定模塊的教學(xué)。這一模塊的教學(xué)內(nèi)容以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及功能知識(shí)為基礎(chǔ)，著重講授如何在特定的條件下，靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)，完成對(duì)目的蛋白質(zhì)的分子改造、結(jié)構(gòu)修飾及純化。鑒于該模塊內(nèi)容具有很強(qiáng)的實(shí)踐操作價(jià)值，筆者結(jié)合自身的科研實(shí)際，設(shè)計(jì)了具體的蛋白質(zhì)分子改造、結(jié)構(gòu)修飾及純化的小課題，以小課題為任務(wù)，帶領(lǐng)學(xué)生完成課題內(nèi)容。以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式，綜合了計(jì)算機(jī)模擬蛋白質(zhì)分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)修飾，蛋白質(zhì)提取純化和初步鑒定的實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，讓學(xué)生親身參與課題的研究。任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)又能提供給學(xué)生真實(shí)的研究經(jīng)歷，讓學(xué)生在積極的探索實(shí)踐中掌握課程內(nèi)容，鍛煉科學(xué)思維。

2.2.3 采用學(xué)生自主講座式教學(xué)法。這一方法適用于蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域最新研發(fā)進(jìn)展模塊的教學(xué)。蛋白質(zhì)工程是目前最熱門的生物學(xué)研究領(lǐng)域之一，近幾年來，其在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用方面的進(jìn)展十分迅猛。對(duì)于這樣的前沿內(nèi)容，十分適合采用專題講座的方式進(jìn)行。同時(shí)，筆者考慮到，一名出色的生物工程領(lǐng)域從業(yè)者，必須對(duì)專業(yè)領(lǐng)域研發(fā)的最新動(dòng)態(tài)保持敏銳的嗅覺，能熟練進(jìn)行信息檢索以及時(shí)獲取權(quán)威可靠的科技資訊，并能對(duì)獲取的資訊進(jìn)行科學(xué)的分析和整理。為此，筆者在教學(xué)實(shí)踐中，布置學(xué)生對(duì)蛋白質(zhì)工程某一具體研究或應(yīng)用的最新成果進(jìn)行查詢檢索，并以向全班同學(xué)作專題報(bào)告的形式，對(duì)自己的檢索整理結(jié)果進(jìn)行展示。通過這樣的方式，使學(xué)生的科學(xué)思維得到進(jìn)一步的鍛煉。

總之，學(xué)生在進(jìn)行蛋白質(zhì)工程課程的學(xué)習(xí)時(shí)，已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，急需通過更深入的學(xué)習(xí)實(shí)踐來鍛煉自身的科學(xué)思維能力，這是人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要，也是學(xué)生自身發(fā)展的需要。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，從培養(yǎng)訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，促使學(xué)生成績大幅度提升。同時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性也普遍提高，獨(dú)立分析問題和解決問題的能力也得到了增強(qiáng)。

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篇6

關(guān)鍵詞基因工程;教學(xué)改革;獨(dú)立學(xué)院

基因工程是通過人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，與載體DNA分子連接重組，再導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使其在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)，創(chuàng)造出人們所需要的新品種的一種技術(shù)體系[1]。由于基因工程可以突破物種間的遺傳障礙，大跨度的超越物種間的不親和性，具有無限光明的應(yīng)用前景。因此，吸引人們進(jìn)行了廣泛的研究與探索，其結(jié)果迅速地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工、化工、環(huán)境等各個(gè)領(lǐng)域[2-5]。目前，隨著基因工程的發(fā)展，急需大批的專業(yè)人才。因此，許多高校為滿足社會(huì)需求，新增了生物技術(shù)和生物工程專業(yè)，開設(shè)了基因工程課程，希望能為國家培養(yǎng)和輸送人才?；蚬こ堂嫦颡?dú)立學(xué)院生物技術(shù)和生物工程專業(yè)本科生已開設(shè)多年。在教學(xué)過程中，課程組教師針對(duì)該課程及獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)這門課程的教學(xué)進(jìn)行了探索，獲得了許多經(jīng)驗(yàn)。

1基因工程教學(xué)改革的必要性

基因工程是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，其內(nèi)容涉及分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)及分子生物學(xué)等學(xué)科相關(guān)理論基礎(chǔ)及其實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段。課程內(nèi)容繁多、概念抽象、理論性和技術(shù)性強(qiáng)。同時(shí)基因工程發(fā)展非常迅速，相關(guān)知識(shí)可以說是日新月異。然而高等學(xué)校教學(xué)時(shí)間有限，獨(dú)立學(xué)院學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱學(xué)生雖思維敏捷，但強(qiáng)調(diào)個(gè)人喜好，并且學(xué)習(xí)的自主能力也較弱。因此，在有限的課時(shí)內(nèi)，讓他們理解和掌握基因工程相關(guān)的內(nèi)容確實(shí)有難度。而正處于農(nóng)業(yè)高等院校的生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的大學(xué)生們，即將投身于生命科學(xué)社會(huì)實(shí)踐，展現(xiàn)他們的才能，如果他們對(duì)基因工程的基本理論和技術(shù)知之甚少，這種狀況與培養(yǎng)現(xiàn)今的人才培養(yǎng)目標(biāo)極不相稱，這些大學(xué)生在21世紀(jì)的生命科學(xué)時(shí)代中也難以勝任社會(huì)重負(fù)于他們的工作，更難以挑起生物高科技研究和開發(fā)的重?fù)?dān)。雖然在基因工程教學(xué)過程中，教師采取了許多辦法，如采用多媒體教學(xué)，使用Flash動(dòng)畫等將教學(xué)內(nèi)容直觀化，或通過討論、課程論文等激發(fā)學(xué)生對(duì)基因工程的學(xué)習(xí)自主性，但效果還是不理想。經(jīng)過多年的獨(dú)立學(xué)院基因工程教學(xué)，筆者發(fā)現(xiàn)目前的基因工程教學(xué)內(nèi)容體系和教學(xué)方法沒有充分體現(xiàn)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的特點(diǎn)，即沒有補(bǔ)償他們存在的某些缺陷，也沒有充分發(fā)揮獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的優(yōu)勢(shì)。為了使這些發(fā)展?jié)摿Υ蟮膶W(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)一步提高，能夠跟上學(xué)科的發(fā)展進(jìn)程，對(duì)現(xiàn)行基因工程課程教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革勢(shì)在必行。

2構(gòu)筑合理的教學(xué)內(nèi)容體系

2.1精簡(jiǎn)內(nèi)容，突出重點(diǎn)

基因工程與分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)及細(xì)胞工程等課程有著緊密的聯(lián)系，所以學(xué)生在修完了這些課程后才開設(shè)基因工程課程。由于學(xué)生已具備這些課程相關(guān)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，所以基因工程教學(xué)內(nèi)容可精簡(jiǎn)，避免與這些課程重復(fù)，留出充裕的時(shí)間詳細(xì)講解新的知識(shí)點(diǎn)，如細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)在微生物中講授過;基因表達(dá)與調(diào)控在分子遺傳學(xué)中涉及到;轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)再生與細(xì)胞工程內(nèi)容相關(guān)。這些重復(fù)的內(nèi)容可以在課前提醒學(xué)生復(fù)習(xí)，教學(xué)時(shí)通過提問的形式回顧，或以課外作業(yè)的形式進(jìn)行。對(duì)于獨(dú)立學(xué)院中那些基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，可通過基因工程網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行知識(shí)的答疑。

2.2組織合理的教學(xué)內(nèi)容體系

基因工程課程教學(xué)內(nèi)容包括基因操作的基本原理、基本研究方法及應(yīng)用，內(nèi)容廣泛抽象。為使學(xué)生在短時(shí)間理解相關(guān)知識(shí)，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具備較強(qiáng)的系統(tǒng)性和條理性，同時(shí)又能反映學(xué)科的科學(xué)性和先進(jìn)性。因此，構(gòu)建以基因工程操作技術(shù)為主線，以基因工程原理基礎(chǔ)知識(shí)及基因工程應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)為基礎(chǔ)的理論教學(xué)體系十分重要。

基因工程原理基礎(chǔ)知識(shí)包括基因工程基本概念、基因的各種分析手段(包括PCR技術(shù)、分子雜交技術(shù)等)、分子克隆工具酶、克隆載體、目的基因與分子克隆載體的重組、重組體的轉(zhuǎn)化與篩選鑒定、外源基因的表達(dá)等內(nèi)容。這些是基因工程的核心內(nèi)容，因此每部分內(nèi)容的有關(guān)原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用等需詳細(xì)加以闡述。另外，針對(duì)一些抽象內(nèi)容，教師應(yīng)該使用多種教學(xué)方法，使其直觀生動(dòng)，讓學(xué)生易于理解、接受和掌握。同時(shí)，要發(fā)揮獨(dú)立學(xué)院學(xué)生綜合素質(zhì)高的特點(diǎn)，可要求學(xué)生個(gè)人或以班為單位制作Flash動(dòng)畫和視頻等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，挖掘潛能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感悟到對(duì)事業(yè)成功的向往，達(dá)到教學(xué)目的。

基因工程技術(shù)幾乎滲透至生命科學(xué)的各個(gè)方面，大大的推動(dòng)了生命科學(xué)理論研究的發(fā)展，且擴(kuò)展到人類生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)行業(yè)，例如植物、動(dòng)物、微生物、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)、能源等。這部分內(nèi)容主要以學(xué)生為主體，通過討論、專題報(bào)告、實(shí)際案例和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的形式進(jìn)行。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)讓學(xué)生感受科學(xué)發(fā)展與生產(chǎn)實(shí)踐息息相關(guān)，增強(qiáng)學(xué)生的科技意識(shí)及求知欲望。

2.3引進(jìn)新知識(shí)、新動(dòng)態(tài)

基因工程自誕生以來，發(fā)展迅猛，新成果層出不窮。在教學(xué)過程中引進(jìn)生命科學(xué)的最新科研成果及國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，使學(xué)生在有限的課時(shí)中盡量接受基因工程相關(guān)的新觀念、新技術(shù)和新成果。同時(shí)促使他們以發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)研究問題，喚起他們探索未知領(lǐng)域的欲望，增強(qiáng)專業(yè)自信心。

2.4理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相配套

基因工程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，其教學(xué)內(nèi)容除了理論知識(shí)外，還配套有基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)和教學(xué)實(shí)習(xí)?；蚬こ虒?shí)驗(yàn)技術(shù)主要是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能的操練，以班為單位進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過程中，要求學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中的相關(guān)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、了解實(shí)驗(yàn)操作的基本過程及注意事項(xiàng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行操作程序，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和敢于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)課后，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程，寫出實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，提高他們的歸納總結(jié)能力?；蚬こ探虒W(xué)實(shí)習(xí)是以重組體的構(gòu)建、轉(zhuǎn)化、篩選及檢測(cè)為主線的系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)體系。其內(nèi)容包括質(zhì)粒DNA的提取、目的基因及載體進(jìn)行限制性內(nèi)切酶的切割、目的片段與載體的體外連接、感受態(tài)細(xì)胞的制備、重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化、重組子的篩選以及鑒定。整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容緊密銜接，較為完備地將基因工程學(xué)的上游技術(shù)綜合為一體。實(shí)施教學(xué)時(shí)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，了解實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思路和流程，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，書寫實(shí)驗(yàn)方案，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)施。通過這樣的過程培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物學(xué)文獻(xiàn)資料的查詢與消化能力，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，并且實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都可能直接影響最終結(jié)果，所以學(xué)生必須關(guān)注每個(gè)環(huán)節(jié)，才能順利完成在此過程中有助于學(xué)生樹立完整的科學(xué)研究概念，具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。

3改進(jìn)教學(xué)方法

3.1傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合

在基因工程教學(xué)中，傳統(tǒng)的板書教學(xué)必不可少。這是由于學(xué)生雖具備一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，但知識(shí)比較凌亂，更無法很好的應(yīng)用于基因工程學(xué)習(xí)中。板書教學(xué)能夠很好的將這些知識(shí)系統(tǒng)而又精煉的展示出來，并且有助于老師控制講課的進(jìn)度，學(xué)生也可以詳細(xì)的記好筆記，增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的記憶。但是傳統(tǒng)的板書教學(xué)呆板，所提供的信息量非常有限。對(duì)于基因工程這門課程，完全采取板書教學(xué)無法直觀生動(dòng)的將所有內(nèi)容演示。另外，板書教學(xué)中老師是主體，學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)的好壞只與老師有關(guān)而與自身毫無關(guān)聯(lián)，學(xué)習(xí)的積極性不高，無法達(dá)到教學(xué)目的。多媒體教學(xué)能綜合應(yīng)用影視、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和文字等信息，可以使抽象的概念直觀化、復(fù)雜的問題簡(jiǎn)明化、整體的過程動(dòng)態(tài)化。它可以使學(xué)習(xí)內(nèi)容圖文并茂、有聲有色、栩栩如生，便于學(xué)生理解記憶。但是課件是一頁頁地進(jìn)行顯示，單獨(dú)使用課件會(huì)降低課堂授課內(nèi)容的連續(xù)性及關(guān)聯(lián)性，使學(xué)生不易掌握每一次授課的線索及整體內(nèi)容。因此，在講課過程中很有必要將傳統(tǒng)板書教學(xué)與多媒體教學(xué)結(jié)合、教師傳授知識(shí)與學(xué)生自主學(xué)習(xí)結(jié)合，采取多種教學(xué)方法使課程教學(xué)更為生動(dòng)、豐富，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的消化、理解和升華。

3.2“研討式”教學(xué)

獨(dú)立學(xué)院學(xué)生感應(yīng)新事物的能力較高，他們查閱相關(guān)資料后，能夠就某些問題提出見解。因此，筆者設(shè)計(jì)一些討論題，供學(xué)生思考與討論，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性、自主性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生真正成為課堂的主體。例如關(guān)于基因工程安全性的問題，是以討論課的形式進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生不但對(duì)現(xiàn)存的一些安全問題進(jìn)行了全面的闡述，而且還提出了自己的一些見解。針對(duì)一些不一致的觀點(diǎn)，可以進(jìn)行辯論，不僅使課堂氣氛非常活躍，而且鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，使他們樹立了看待科學(xué)問題的批判意識(shí)。

課程組的老師都從事了與基因工程相關(guān)的研究工作，經(jīng)常將科學(xué)研究結(jié)果融入教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)一些研究性課題和進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與研究工作。通過對(duì)科學(xué)研究的探索，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的能力，有助于他們樹立艱苦奮斗的精神。

3.3“總結(jié)歸納”式教學(xué)

每一章內(nèi)容結(jié)束后，要求學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和歸納，系統(tǒng)地梳理知識(shí)體系。另外，組織學(xué)生聽取一些專題報(bào)告會(huì)，以提高學(xué)生對(duì)學(xué)科前沿知識(shí)的了解。

基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，教學(xué)效果的好壞直接影響高校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的素質(zhì)，進(jìn)而影響高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。嘗試通過對(duì)基因工程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，使他們適應(yīng)21世紀(jì)生命科學(xué)時(shí)代的工作需求。

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篇7

【關(guān)鍵詞】生物工程專業(yè) 學(xué)科建設(shè) 工科

我國生物工程專業(yè)正式設(shè)立于1998年，它包含了原來的生物化工、微生物制藥、生物化學(xué)工程、發(fā)酵工程等4個(gè)專業(yè)。自設(shè)立以來，發(fā)展迅速，全國辦學(xué)點(diǎn)數(shù)從1997年的57個(gè)發(fā)展到2010年的284個(gè)，招生人數(shù)從1997年的約2250人達(dá)到2010年的30多萬人，培養(yǎng)了大量的專業(yè)人才。隨著科技發(fā)展，生物工程產(chǎn)業(yè)對(duì)從業(yè)人員的實(shí)驗(yàn)技能、工程問題解決能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都提出更高層的要求，形成了高素質(zhì)人才稀缺的局面。本文重點(diǎn)探討目前生物工程專業(yè)的現(xiàn)狀，分五個(gè)部分詳細(xì)分析面臨的問題，在此基礎(chǔ)上提出專業(yè)改革的合理方案。

一、課程設(shè)置

多數(shù)生物工程專業(yè)是由原來分屬于化工、輕工、醫(yī)藥等學(xué)科的生物化工、發(fā)酵工程、微生物制藥等專業(yè)調(diào)整而來，部分是在師范、農(nóng)林及其他綜合性院校的生物學(xué)、生物技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上成立的，各高校生物工程專業(yè)的教學(xué)背景和專業(yè)方向上存在較大差異，在學(xué)科定位、人才培養(yǎng)、課程體系等方面大相徑庭，各有偏頗。如師范、農(nóng)林及其他理科院校和部分綜合性大學(xué)，背景偏理，工科基礎(chǔ)薄弱，多存在重理輕工現(xiàn)象：專業(yè)課程如細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等課程所占課時(shí)比例較大，工程類課程如生化反應(yīng)工程、分離工程、生物工程設(shè)備等課程所占課時(shí)較少。而工科院校專業(yè)課程設(shè)置則相反，偏重于生化反應(yīng)工程、生化分離工程等工科課程的教學(xué)，不重視生物學(xué)基礎(chǔ)，大綱很少涉及細(xì)胞生物學(xué)等理論基礎(chǔ)內(nèi)容。這些致使各高校生物工程專業(yè)在課程體系上普遍存在上下游技術(shù)結(jié)合不夠緊密、學(xué)研產(chǎn)環(huán)節(jié)薄弱甚至脫節(jié)的情況，影響了生物工程專業(yè)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和結(jié)合型人才的培養(yǎng)。

再有，現(xiàn)行課程體系中，基礎(chǔ)類課程占據(jù)學(xué)生課程學(xué)習(xí)的3/4以上，致使專業(yè)課程的時(shí)間和空間嚴(yán)重受限，與人才培養(yǎng)的多元化目標(biāo)背道而馳。此外，隨著科技進(jìn)步產(chǎn)生交叉學(xué)科、邊緣學(xué)科，學(xué)科越分越細(xì)，內(nèi)容龐雜，與此同時(shí)，新一輪的教改進(jìn)一步縮減了理論教學(xué)課時(shí)，尤其專業(yè)課程學(xué)時(shí)，從而導(dǎo)致學(xué)科的新思想、新成果難以及時(shí)進(jìn)入課堂，知識(shí)更新速度慢。

因此，迫切需要整改課程體系，切實(shí)推進(jìn)課程建設(shè)的改革，全面分析專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐部分，統(tǒng)一規(guī)劃授課內(nèi)容，通過每周的教師例會(huì)，將各課程體系中重復(fù)的環(huán)節(jié)適當(dāng)刪減，在保證學(xué)生知識(shí)體系完整的基礎(chǔ)上，使課堂內(nèi)容精簡(jiǎn)有致。

二、教材建設(shè)

許多學(xué)校都對(duì)教材選用嚴(yán)格管理，主干課程全部選用教育部“十一五”規(guī)劃教材或面向21世紀(jì)課程教材。在教學(xué)過程中，存在下列問題①教材編寫面面俱到：各教材為了強(qiáng)調(diào)它的理論性和系統(tǒng)性，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面不斷加寬，例如生物化學(xué)教材從原來的十七個(gè)大章節(jié)增加到現(xiàn)在的四十大章節(jié)，內(nèi)容增加一倍多，教師把握教材的難度明顯加大。②知識(shí)點(diǎn)重復(fù)與漏洞現(xiàn)象并存：專業(yè)課程知識(shí)分割過細(xì)，沒有從課程體系整體考慮，例如“氧化磷酸化與形成”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在主干專業(yè)課程中有七門課的任課教師都講授、“代謝調(diào)控”有七門課重復(fù)講授；而“包涵體”“熱源”“蛋白質(zhì)的修飾”等重要概念，卻鮮有課程涉及。③工程實(shí)踐類教材奇缺：如生物工廠設(shè)計(jì)，全國出版的教材只有“發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)”（1992年出版）和“生物工程設(shè)計(jì)概論”（原為發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論，1995年出版），內(nèi)容陳舊，不能反映學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)和專業(yè)科技發(fā)展的趨勢(shì)。

針對(duì)這種現(xiàn)象，高校在教材選擇和授課內(nèi)容上需要適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，在教學(xué)大綱的編寫環(huán)節(jié)明確學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，全面梳理專業(yè)知識(shí)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上編寫適合專業(yè)特色的教材體系，避免教材間的過多重復(fù)，提升教學(xué)質(zhì)量。

三、觀念影響下的實(shí)踐教學(xué)

受傳統(tǒng)教育觀念影響，我國各級(jí)教育歷來重理論、輕實(shí)踐。而工科的顯著特點(diǎn)就在于其有很強(qiáng)的工程性、技術(shù)性、實(shí)踐性，其忽視實(shí)踐教學(xué)的后果會(huì)嚴(yán)重制約人才素質(zhì)。歐美發(fā)達(dá)國家不但在工科本?？平逃A段有充分的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，而且在這之后還必須接受幾乎全部為實(shí)踐技能訓(xùn)練的繼續(xù)工程教育。而我國的生物工程專業(yè)普遍存在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不足、執(zhí)行困難的問題。

切實(shí)改變觀念，提升對(duì)實(shí)踐教學(xué)的重視程度，深刻理解實(shí)踐教學(xué)對(duì)工程類學(xué)科的重要意義，在教學(xué)設(shè)置中增加實(shí)踐教學(xué)的比例，是解決現(xiàn)有問題的必經(jīng)之路。

四、實(shí)踐教學(xué)方法和手段

實(shí)踐教學(xué)方法和手段落后，也是影響實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的主要問題。原因有兩個(gè)方面：一是傳統(tǒng)教學(xué)模式中，涉及的實(shí)驗(yàn)多為演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的參與性、創(chuàng)新性得不到體現(xiàn)。二是教育經(jīng)費(fèi)的緊張與逐年擴(kuò)大招生的現(xiàn)實(shí)矛盾使高校本科實(shí)驗(yàn)室硬件建設(shè)落實(shí)困難，教育手段、教學(xué)方式難以突破革新。

我院的專業(yè)實(shí)驗(yàn)安排為專業(yè)理論課程的附屬部分，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有幾點(diǎn)明顯不足：①實(shí)驗(yàn)時(shí)間短而分散；②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及容量受到局限；③綜合實(shí)踐性差。實(shí)驗(yàn)多安排為一周兩次，每次3～4學(xué)時(shí)，連貫性差，只能開設(shè)一些驗(yàn)證性或經(jīng)驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)，無法實(shí)施設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

改革實(shí)踐教學(xué)模式和手段，增加綜合性，設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)，不僅提高了學(xué)生們的動(dòng)手能力，對(duì)其創(chuàng)新意識(shí)和科研能力的培養(yǎng)也不無裨益。另外，積極利用多媒體教學(xué)對(duì)學(xué)生感觀的強(qiáng)烈刺激，錄制實(shí)驗(yàn)步驟，形象演示，并增加學(xué)術(shù)報(bào)告豐富教學(xué)內(nèi)容，都能夠以新穎的方式提升教學(xué)質(zhì)量。

五、校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)

受市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的影響，很多企業(yè)擔(dān)心學(xué)生短期的實(shí)踐會(huì)影響到有序的正常生產(chǎn)，影響經(jīng)濟(jì)收益，拒接學(xué)生實(shí)習(xí)，校外實(shí)習(xí)走馬觀花，變成了“參觀式”學(xué)習(xí)，學(xué)生無法接觸一線生產(chǎn)，沒有親自動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，專業(yè)技能得不到訓(xùn)練。

另外，教師自身的實(shí)踐水平也是左右實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。就生物工程專業(yè)來說，由于近年博士招生規(guī)模同比擴(kuò)大，大量剛剛離開校門的年輕博士紛紛走上講臺(tái)，他們的成長背景決定了其在專業(yè)小領(lǐng)域具有比較深入的了解，但對(duì)學(xué)生多方面知識(shí)的渴求往往顯得力不從心，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手能力訓(xùn)練時(shí)難免底氣不足，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

針對(duì)上述問題，一方面需要重視實(shí)習(xí)基地建設(shè)，設(shè)置學(xué)校自己的校內(nèi)中試規(guī)?；兀硗?，對(duì)師資隊(duì)伍尤其是新進(jìn)教員進(jìn)行及時(shí)的實(shí)踐培訓(xùn)也是提升實(shí)踐教學(xué)水平的必要措施。

結(jié)語

綜上，我們將繼續(xù)研究分析國內(nèi)外生物工程技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，加強(qiáng)素質(zhì)教育，為全國生物技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展提供廣泛的智力支持。

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篇8

關(guān)鍵詞：環(huán)境生物；交叉學(xué)科；人才培養(yǎng)；實(shí)踐能力

Study on education of innovation and practice ability for environmental-biological interdiscipline subject students in engineering colleges

Du Qingping, Li Yanxu, Xu Yanbin, Tang Bing

Guangdong university of technology, Guangzhou, 510006, China

Abstract: The main reasons that influenced the interdiscipline subject talents training were analyzed in this article. Then two substantial ways were proposed to personnel training for EB interdiscipline subjects in engineering colleges: improving and optimizing the distinctive teaching plan and teaching programme; developing diversity experiments practicing teaching focused on strong actual effects.

Key words: environmental biology; interdisciplinary subjects; personnel training; practical ability

環(huán)境保護(hù)已成為當(dāng)前國際關(guān)系、經(jīng)貿(mào)合作的一個(gè)極為重要問題，嚴(yán)重地影響著我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。如何在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí)控制環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，這是我國目前亟待解決的重要問題[1]。生物高新技術(shù)是環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用最廣、最為重要的單項(xiàng)技術(shù)，其在水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔以及可再生能源的開發(fā)、廢物資源化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染環(huán)境的修復(fù)等各個(gè)方面發(fā)揮著極為重要的作用[2]。歷年的創(chuàng)紀(jì)錄高溫、低溫、干旱、冰雹等惡劣氣候環(huán)境，使得人們對(duì)環(huán)保治理的質(zhì)量和效益要求越來越高?；瘜W(xué)、計(jì)算機(jī)、地理等學(xué)科領(lǐng)域都在參與生物學(xué)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究，甚至連傳統(tǒng)學(xué)科中的數(shù)學(xué)、物理都悄然開始生物數(shù)學(xué)和生物物理學(xué)的研究[3]。環(huán)境生物教育的國際化、學(xué)科交叉的復(fù)雜化和科技知識(shí)更新的頻繁化，對(duì)工科院校環(huán)境生物交叉學(xué)科學(xué)生的實(shí)踐能力提出了新的要求。

1 環(huán)境生物交叉學(xué)科畢業(yè)生面臨的困境

1.1 環(huán)境生物交叉學(xué)科畢業(yè)生五花八門，學(xué)科背景相差很大

目前，全國理、工、農(nóng)、林、醫(yī)和師范等各類高?；旧隙荚O(shè)置有與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的生物工程專業(yè)。各高校設(shè)置環(huán)境生物交叉學(xué)科的背景不同，專業(yè)基礎(chǔ)相差較大，對(duì)環(huán)境生物類人才培養(yǎng)所使用的專業(yè)培養(yǎng)方案五花八門，對(duì)交叉學(xué)科人才培養(yǎng)的教學(xué)大綱和基礎(chǔ)課程設(shè)置存在著很多不完善的問題。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1.1 學(xué)生基礎(chǔ)課或者公共課程任務(wù)繁重

為了培養(yǎng)具有基礎(chǔ)知識(shí)面寬、適應(yīng)性強(qiáng)、創(chuàng)新意識(shí)突出的優(yōu)秀人才，國家教育部將原有的環(huán)境生物專業(yè)合并到環(huán)境科學(xué)專業(yè)中，使其成為環(huán)境科學(xué)的一個(gè)分支方向[4]。而各學(xué)校都要求交叉學(xué)科學(xué)生必須完成學(xué)校公共基礎(chǔ)課以及學(xué)院或一級(jí)學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。以我校為例，生物工程專業(yè)(環(huán)境生物技術(shù)方向)的學(xué)生不但要完成所有的基礎(chǔ)課程，還要具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐能力，所以學(xué)生的高等數(shù)學(xué)、化工原理、工程制圖和物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等工程基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí)所占的比例也相對(duì)較大。

1.1.2 專業(yè)課程門類多，培養(yǎng)的人才“博”而“不?！?/p>

生物技術(shù)專業(yè)涉及細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程、發(fā)酵工程等課程，而這些知識(shí)又必須建立在細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)上；如果要培養(yǎng)環(huán)境生物技術(shù)人才，學(xué)生還必須掌握環(huán)境檢測(cè)和分析、環(huán)境工程學(xué)、環(huán)境評(píng)價(jià)等基礎(chǔ)知識(shí)。

從以上兩點(diǎn)可以看出，交叉學(xué)科學(xué)生“博覽”多門課程的基礎(chǔ)知識(shí)，但是真正掌握的專業(yè)技術(shù)并不過關(guān)。要培養(yǎng)有特色的環(huán)境生物類技術(shù)人才，必須根據(jù)社會(huì)實(shí)際需求改革人才培養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)現(xiàn)行的教學(xué)培養(yǎng)方案和課程體系進(jìn)行整合和完善。

1.2 環(huán)境生物交叉學(xué)科畢業(yè)生的實(shí)踐能力和綜合處理問題能力欠缺

美國工程與技術(shù)鑒定委員會(huì)(ABET)要求各工程專業(yè)畢業(yè)生必須達(dá)到11種能力要求：包括制訂實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和解釋數(shù)據(jù)的能力；根據(jù)需要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)、一個(gè)部件或一個(gè)過程的能力；對(duì)工程問題進(jìn)行識(shí)別、建立方程以及求解的能力；在工程實(shí)踐中運(yùn)用各種技術(shù)、技能和現(xiàn)代工程工具的能力等[5]。原因主要是：(1)如今很多用人單位反映畢業(yè)生普遍存在重理論輕實(shí)踐、重高端技術(shù)輕基礎(chǔ)實(shí)踐能力的問題。盡管各高校人才培養(yǎng)方案中都設(shè)有實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但實(shí)際上，實(shí)踐教學(xué)資源滿足不了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求。從實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析，高校擴(kuò)招，但教學(xué)設(shè)備沒有大規(guī)模增加，以前20人/批次的實(shí)驗(yàn)資源，現(xiàn)在要滿足50人/批次的需要，學(xué)生不能獨(dú)立操作或者整體完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容沒有根據(jù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行更新。學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)，只是按照教師編寫的非常詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書按部就班操作，在實(shí)驗(yàn)課上不能達(dá)到對(duì)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)的目的。(3)缺乏處理實(shí)際問題的能力。很多專業(yè)沒有固定的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，學(xué)生綜合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)幾乎為零，而且近年來就業(yè)壓力增大，學(xué)生急于找工作，不能獨(dú)立、高質(zhì)量地完成畢業(yè)論文/畢業(yè)設(shè)計(jì)，失去了最后培養(yǎng)實(shí)踐能力和綜合解決問題能力的機(jī)會(huì)。

因此對(duì)環(huán)境生物類交叉人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、方法和手段進(jìn)行改革，建立穩(wěn)定、有特色的實(shí)踐教學(xué)模式勢(shì)在必行。

2 環(huán)境生物類交叉人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)模式初探

2.1 教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案的完善和優(yōu)化

為了培養(yǎng)有特色的環(huán)境生物類技術(shù)人才，不同院校必須有適合自己專業(yè)特色的環(huán)境生物交叉的知識(shí)體系、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案[6]。以我校生物工程(環(huán)境生物技術(shù)方向)專業(yè)為例。教學(xué)中一方面強(qiáng)調(diào)學(xué)生有扎實(shí)的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)，另一方面要求學(xué)生掌握生物技術(shù)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。這些基礎(chǔ)知識(shí)涉及多個(gè)學(xué)科、多個(gè)領(lǐng)域，很多課程所使用的教材內(nèi)容自成一體，缺少系統(tǒng)的適合工科學(xué)生所用的教材[7]。因此教學(xué)中首先根據(jù)本校學(xué)科優(yōu)勢(shì)和本地人才培養(yǎng)需求，將各門基礎(chǔ)課和專業(yè)課所教授的知識(shí)進(jìn)行優(yōu)化整合，把一門課程放到滿足整個(gè)專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的層次上考慮，提煉知識(shí)內(nèi)容，重新設(shè)置課程內(nèi)容，確定課程教學(xué)的核心內(nèi)容。再根據(jù)知識(shí)點(diǎn)之間內(nèi)在聯(lián)系，將知識(shí)領(lǐng)域整合、聚類成環(huán)境生物技術(shù)板塊。最后根據(jù)學(xué)生的興趣和就業(yè)目標(biāo)，將知識(shí)板塊構(gòu)成不同的層次或者技術(shù)培養(yǎng)方向，使知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和教學(xué)目標(biāo)明確。

2.2 開展多樣化實(shí)效強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)

培養(yǎng)環(huán)境生物類交叉技術(shù)人才可以參與的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)實(shí)習(xí)以及科研團(tuán)隊(duì)和自主創(chuàng)業(yè)等活動(dòng)。

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)合格人才的基本環(huán)節(jié)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法和獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，而且培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)的基礎(chǔ)[8]。對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行整合，采取開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊化，將一些技能培訓(xùn)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)融入綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照參與客體的不同分為不同小組；各組學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互支撐，卻各不相同，自成一體，不但增強(qiáng)了學(xué)生的探索精神，而且可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入研究性課題[9]。

(2)通過多種途徑，加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)。充分利用教師的科研實(shí)力，以“互惠互利、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”為原則，多途徑、多形式地與相關(guān)企事業(yè)單位共建校外實(shí)踐教學(xué)基地，并鼓勵(lì)理論功底扎實(shí)、實(shí)踐能力較強(qiáng)的中青年教師帶著學(xué)生與大型企事業(yè)單位的中高級(jí)專業(yè)技術(shù)人員從事校內(nèi)外的合作研究，使教學(xué)和科研工作獲得“雙贏”。

(3)建立本科生科研平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生參加創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)。除了加強(qiáng)課堂實(shí)踐能力的培養(yǎng)，積極引導(dǎo)學(xué)生參與特色的課外科研創(chuàng)新課題，努力申報(bào)針對(duì)本科生而設(shè)立的科研項(xiàng)目。鼓勵(lì)參加前期科研團(tuán)隊(duì)的學(xué)生，在畢業(yè)論文/畢業(yè)設(shè)計(jì)期間繼續(xù)參與自己的項(xiàng)目完成畢業(yè)論文/設(shè)計(jì)。該措施在我校環(huán)境生物系取得良好的效

果，近年來畢業(yè)生的就業(yè)率和企業(yè)反饋信息良好。

3 結(jié)束語

隨著生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用，環(huán)境生物學(xué)知識(shí)的高等教育，很可能延伸為一項(xiàng)重要的社會(huì)普及教育[10]。從一個(gè)較全面、系統(tǒng)、科學(xué)的角度，認(rèn)識(shí)和分析環(huán)境生物交叉技術(shù)人才培養(yǎng)中所遇到的問題，強(qiáng)化技術(shù)儲(chǔ)備人才實(shí)踐能力的培養(yǎng)是非常必要的。從完善、優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方案做起，采取不同的途徑加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐能力訓(xùn)練，采用本科生導(dǎo)師制、縱性科研小組等措施，在教學(xué)中實(shí)施以實(shí)踐教學(xué)改革為突破口的整體教學(xué)改革，力求取得更為顯著的成效。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：生物工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；創(chuàng)新能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2012）08-0273-02

引言

在深化高等教育改革中，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力是一個(gè)根本性的指導(dǎo)思想，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等學(xué)校整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的重要環(huán)節(jié)，它包含實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)等一系列實(shí)訓(xùn)性教學(xué)環(huán)節(jié)，具有很強(qiáng)的直觀性和操作性，是對(duì)理論教學(xué)的補(bǔ)充和拓展，是為學(xué)生提供一個(gè)將書本知識(shí)轉(zhuǎn)化為行為能力的重要場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新的基礎(chǔ)，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施創(chuàng)新教育的最重要環(huán)節(jié)，也是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)的“重理論、輕實(shí)踐”的教學(xué)理念培養(yǎng)出來的人才專業(yè)理論知識(shí)較扎實(shí)，但動(dòng)手能力、適應(yīng)能力、創(chuàng)新能力較差，特別在生物工程領(lǐng)域?qū)θ瞬诺膭?chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ筝^強(qiáng)的行業(yè)，尤其需要學(xué)生在有穩(wěn)固的專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

當(dāng)前生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置存在以下幾個(gè)方面的不足：各門實(shí)驗(yàn)課自成體系，為了各自的系統(tǒng)性和完整性，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重復(fù)龐雜；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占的比例大，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少；內(nèi)容陳舊，經(jīng)典驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，研究、探討型實(shí)驗(yàn)少，不利于學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；教學(xué)方法單一，抑制了思維和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。為此，我校生物工程專業(yè)進(jìn)一步深化課程改革，構(gòu)建新型的實(shí)踐課程體系，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

一、構(gòu)建一體化多層次實(shí)訓(xùn)課程體系

一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，是整合各實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，把培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的實(shí)訓(xùn)教學(xué)作為一個(gè)整體考慮，制定實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃與大綱，構(gòu)建綜合實(shí)踐能力整體培養(yǎng)目標(biāo)體系，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和分析解決問題能力，遵循由淺入深，循序漸進(jìn)的教育規(guī)律，加強(qiáng)基礎(chǔ)與專業(yè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)在聯(lián)系、相互滲透和整體設(shè)計(jì)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，開設(shè)自主性、研究性實(shí)驗(yàn)。依據(jù)學(xué)生不同階段的學(xué)習(xí)要求和學(xué)習(xí)能力，設(shè)置了由兩類課程、三個(gè)階段、四個(gè)層次構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，形成循序漸進(jìn)、前后銜接，交叉滲透，由單一到綜合到自主設(shè)計(jì)至研究開發(fā)，貫穿整個(gè)本科教育過程的縱向教學(xué)體系?？梢詮乃膫€(gè)層次來構(gòu)建：

第一層次：

對(duì)低年級(jí)學(xué)生首先通過理論教學(xué)建立學(xué)科的系統(tǒng)概念，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中以過程認(rèn)知教學(xué)為主，通過大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（以演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主），使學(xué)生對(duì)學(xué)科有初步的感知、掌握基本儀器的使用及基本實(shí)驗(yàn)方法，訓(xùn)練其基本技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、規(guī)范的研究習(xí)慣與方法。

第二層次：

在第一層次的基礎(chǔ)上增加專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，逐步減少實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例，同時(shí)加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。

此時(shí)，學(xué)生在掌握了一定基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，加上實(shí)驗(yàn)課程對(duì)學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新能力的訓(xùn)練力度加大，作為進(jìn)一步的措施和發(fā)揮，一方面學(xué)校向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)學(xué)生自主創(chuàng)新，逐步接觸科學(xué)研究；另一方面，學(xué)?？梢越M織學(xué)生到校外的教學(xué)基地去見習(xí)，讓學(xué)生熟悉專業(yè)學(xué)科在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用及整個(gè)生產(chǎn)流程。

第三層次：

主要針對(duì)高年級(jí)學(xué)生，這類學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)有相當(dāng)程度的掌握，主要教學(xué)目標(biāo)為在基本實(shí)驗(yàn)技能、方法的基礎(chǔ)上，促進(jìn)科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的提高，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中可以適當(dāng)穿插跨課程甚至是跨學(xué)科的綜合性大實(shí)驗(yàn)，促使不同課程間的知識(shí)融合；同時(shí)，進(jìn)一步增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，培養(yǎng)的學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

學(xué)生在有一定科研基礎(chǔ)訓(xùn)練的情況下，專業(yè)導(dǎo)師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研論文的寫作方法，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間廣泛涉獵相關(guān)專業(yè)的科研論文，關(guān)注學(xué)科的發(fā)展，完成綜述，嘗試將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室開放所完成的實(shí)驗(yàn)課題形成論文，并鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)表，完成從基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)積累到專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練的過渡。

第四層次：

此時(shí)，學(xué)生進(jìn)入實(shí)習(xí)階段，通過校內(nèi)校外、專業(yè)實(shí)習(xí)畢業(yè)實(shí)習(xí)等多層次的實(shí)習(xí)，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，充分培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。此階段，學(xué)校各級(jí)實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放、充分利用教學(xué)基地的資源來完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）將是工作的重點(diǎn)。通過該層次的訓(xùn)練，學(xué)生不但能體會(huì)自身知識(shí)、能力如何在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用與發(fā)揮，而且完成了學(xué)以致用的過渡，也了解了學(xué)科的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展動(dòng)向、科研論文的研究和寫作方法等。

以上四個(gè)層次的一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建過程中，從基礎(chǔ)教學(xué)逐步過渡到專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及最后的畢業(yè)實(shí)習(xí)階段，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿整個(gè)教學(xué)階段，必須樹立培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的帶教意識(shí)；無論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，都必須堅(jiān)持啟發(fā)式、問題式的教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。

二、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)課程體系構(gòu)建

構(gòu)建一體化多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，堅(jiān)持理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究三位一體（橫向滲透），分層次全程培養(yǎng)學(xué)生的能力（縱向滲透），逐步推進(jìn)體系內(nèi)各個(gè)模塊的實(shí)施和完善，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系各層次教學(xué)質(zhì)量的保證，全面推進(jìn)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

結(jié)束語

安徽工程科技學(xué)院生物工程專業(yè)是省示范專業(yè)，對(duì)如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才進(jìn)行了積極的探索。該專業(yè)通過對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)改革，探討了提高生物工程專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)、強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)等教學(xué)理念。通過幾年的教學(xué)嘗試和改革實(shí)踐，顯著提高了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力。2006年，生物工程專業(yè)構(gòu)建了兩個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和一個(gè)生物參數(shù)檢測(cè)中心。其中，一個(gè)是耗氧發(fā)酵平臺(tái)，學(xué)生利用三聯(lián)發(fā)酵罐模擬生產(chǎn)天然色素、酶制劑、氨基酸、抗生物等生物工程產(chǎn)物，掌握耗氧生物反應(yīng)過程控制、產(chǎn)品提取整套生產(chǎn)技術(shù)；另一個(gè)是利用厭氧平臺(tái)發(fā)即啤酒實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)模擬生產(chǎn)啤酒、功能性發(fā)酵食品。通過校內(nèi)模式生化產(chǎn)品生產(chǎn)裝置實(shí)習(xí)基地的建立，學(xué)生克服了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)缺乏動(dòng)手操作的局限。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，能夠強(qiáng)化學(xué)生設(shè)計(jì)能力和工程意識(shí)，也對(duì)學(xué)生思維能力、分析判斷能力和綜合運(yùn)用知識(shí)能力起到了良好的促進(jìn)作用。

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篇10

本文以生物工程人工生命的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)為題展開了相關(guān)的分析與探討，重點(diǎn)就材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程以及生物工程人工生命這三者間的相關(guān)性展開了深入的研究，結(jié)合本次研究最終對(duì)材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工工程以及具備改善人體組織器官功能的人工組織進(jìn)行了詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：

生物工程；人工生命；組織工程；人工組織；人工器官

0引言

從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng)，是人對(duì)于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學(xué)科合并之后的產(chǎn)物。一般認(rèn)為人工生命學(xué)科是由生物科學(xué)技術(shù)與工程科學(xué)技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學(xué)科。下文將主要就針對(duì)材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程與組織工程、人工生命間的相關(guān)性，以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。

1材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程

此種工程學(xué)科的主要研究目標(biāo)即為各類生物材料及人工器官組織，其中就涵括了組織工程學(xué)科。在此方面研究工作中涵括有材料科學(xué)、生物科技、化學(xué)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)等多門學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。生物材料也就是對(duì)于生物體進(jìn)行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來，亦或是增強(qiáng)人體某一部分功能的材料，因此就必須要求其能夠植入到人體當(dāng)中并不出現(xiàn)排異反應(yīng)，確保活體細(xì)胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構(gòu)成人工組織與器官的核心材料。生物醫(yī)學(xué)材料在未來一段時(shí)期的主流發(fā)展趨勢(shì)，即為給予組織工程的發(fā)展提供優(yōu)勢(shì)特性顯著的活性生物材料，應(yīng)確保其具備良好的生物相容特點(diǎn)；親水特性；性；預(yù)防組織粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活體細(xì)胞能夠在所制成的人工材料上生長并對(duì)病變組織起到良好的改善、恢復(fù)效果，使之免疫識(shí)別與生物催化性能得以有效提高。依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的屬性可將之主要?jiǎng)澐譃橐韵聨追N：

（1）無機(jī)非金屬生物材料。①同人體組織力學(xué)間具備良好的相容性，同時(shí)還可改善組織生長的材料。②具備人體有機(jī)以及無機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)合型材料。

（2）金屬生物材料。①毒性較低，彈性模量更加符合入骨特點(diǎn)的合金材料。②各種植入人體當(dāng)中的器械材料，如較為常見的人工關(guān)節(jié)、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫(yī)療器械設(shè)備如官腔支撐架、引導(dǎo)絲等。

（3）生物醫(yī)用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質(zhì)吸出的材料。②能夠在臨床上應(yīng)用于免疫性病癥治療的材料。

2組織工程與人工組織

目前臨床上所面臨的主要醫(yī)學(xué)問題當(dāng)中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷，而臨床上在應(yīng)對(duì)此類問題時(shí)所較常采用的措施方法主要包括以下三方面：

（1）自體移植。由人體自身的部分組織來對(duì)損傷位置進(jìn)行修復(fù)，例如，對(duì)面部皮膚大面積燒傷患者進(jìn)行面部手術(shù)修復(fù)時(shí)通常會(huì)取其自身大腿位置的皮膚來進(jìn)行修復(fù)損傷組織。

（2）異體移植。例如，某患者在遭遇意外事故時(shí)，家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻(xiàn)給有需要的人。然而此種情況時(shí)常會(huì)出現(xiàn)異體組織的兼容性問題，同時(shí)需要被捐助的人員與每年的捐獻(xiàn)人數(shù)相比差距過大，供體不足情況十分顯著。

（3）人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況，但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應(yīng)與感染情況十分明顯，絕大多數(shù)的患者在接受器官移植后都是應(yīng)各類感染致死。對(duì)此人們也就設(shè)想若是能夠采用母體細(xì)胞以及生物降解材料在人體當(dāng)中構(gòu)建起新的組織器官，也就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)組織，代謝組織以及細(xì)胞系統(tǒng)的重新建構(gòu)。目前這一設(shè)想已經(jīng)不再是僅存在于人們腦海之中的假想，而已經(jīng)走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，可以預(yù)見組織工程的發(fā)展必將會(huì)促成這一設(shè)想的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前，組織工程研究的主要內(nèi)容即為：適宜的母體細(xì)胞來源；能夠?yàn)榧?xì)胞粘附生長提供空間的細(xì)胞外基質(zhì)；可應(yīng)用在促進(jìn)細(xì)胞組織再生長的因子；以及組織間的相容性。開展組織工程通常會(huì)應(yīng)用以下三種策略：

（1）細(xì)胞以及生物材料的雜化體系，例如由小塊活體組織將特異細(xì)胞分離出來，通過體外擴(kuò)散增大之后種植于生物相容性較好同時(shí)能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當(dāng)中，在體外培養(yǎng)一段時(shí)間后可將細(xì)胞和支架結(jié)構(gòu)置入于患者體內(nèi)；伴隨著組織缺損部位的重新構(gòu)建，聚合物將會(huì)逐漸降解并消失。

（2）僅具備生物降解材料體系，借助于生物生長方式促使細(xì)胞成長為多孔支架結(jié)構(gòu)，在通過增殖、分化來產(chǎn)生為相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)，并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷，其孔隙架構(gòu)與人體骨架構(gòu)極為接近，可被應(yīng)用在骨組織工程支架中。

（3）細(xì)胞體系，經(jīng)過移植的細(xì)胞經(jīng)由生物過程演變?yōu)槲⒔Y(jié)構(gòu)。

3結(jié)束語

總之，從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)以及生物工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)是工程的研究對(duì)象主要是生物材料與人體的各個(gè)身體器官。組織工程則是借助于生命科學(xué)以及工程科學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法，來探究并開發(fā)出具備修復(fù)以及改善人體組織器官功能的新型臨床應(yīng)用取代物，也就是人工組織，因而材料技術(shù)性生物醫(yī)學(xué)工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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