時間：2022-03-26 03:47:52
序論：在您撰寫生物工程論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
【摘要】試驗設計與數(shù)據處理是一門應用廣泛的技術課程,主要解決工藝控制、過程優(yōu)化模擬等工程問題,是生物工程專業(yè)課程之一,具有實用性強、內容繁復、初學者難于記憶和靈活運用等特點。從課堂教學出發(fā),闡述了該課程在應用型工科院校生物工程專業(yè)中的教學對策。
【關鍵詞】生物工程專業(yè);試驗設計與數(shù)據處理;教學對策
作為地方本科院校,將教學目標定位于培養(yǎng)應用型人才,是提高學校競爭力、突出辦學特色的關鍵。南陽理工學院生物工程專業(yè)立足于自身教學條件,積極將培養(yǎng)模式與南陽地區(qū)經濟特點相結合,緊密圍繞南陽市支柱產業(yè)——生物制藥和工業(yè)發(fā)酵,發(fā)展工業(yè)微生物菌種選育、發(fā)酵工藝調控和中藥材藥用成分提取分離為主攻方向的專業(yè)特色。畢業(yè)生主要在科研開發(fā)、生產監(jiān)控、質量檢測等方向就業(yè),工作中經常涉及到工藝控制、過程優(yōu)化模擬、質量檢測控制等問題。對于這些實際問題若不進行科學的試驗方案設計和數(shù)據結果分析,將很難在短時間、低成本內得到正確的結果。因此,有必要對生物工程專業(yè)學生開設相關課程。
試驗設計與數(shù)據處理是一門應用領域相當寬廣的現(xiàn)代技術課程,主要介紹工程技術和科研試驗中常用的試驗設計與數(shù)據處理方法。通過對本課程的學習,學生能夠掌握試驗設計和數(shù)據處理的基本原理和方法,為后續(xù)教學環(huán)節(jié)如專業(yè)試驗、畢業(yè)論文和今后在工作中開展產品工藝優(yōu)化、質量管理等工作的順利進行打下良好基礎。該門課程教學內容主要包括2個方面:試驗設計和數(shù)據處理。試驗設計部分主要是讓學生掌握設計試驗的方法,能做到在有限的試驗條件下,用最少的試驗量獲得盡可能多的信息;數(shù)據處理部分主要是讓學生學會對實驗結果采用合理、有效的分析方法,從而發(fā)掘出潛在的、有用的信息[1]。
為了提高試驗設計與數(shù)據處理的教學質量,培養(yǎng)學生的學習興趣,增強學生應用的能力,筆者對試驗設計與數(shù)據處理的教學研究做了很多努力和嘗試,現(xiàn)將幾點教學心得體會歸納如下。
1講好緒論,強調課程的重要性
緒論就像是一部電影的開場,直接影響著整門課程的教學效果,好的開場才能吸引學生的注意力,激發(fā)其學習興趣。試驗設計與數(shù)據處理是統(tǒng)計學在生物領域的應用,是一門應用技術學科,在緒論中不僅要介紹學科發(fā)展的歷史,還應該清晰展示課程的內容體系及本門課的任務和作用,重點介紹要學習什么、知識點之間有什么聯(lián)系、這些知識可以幫助解決什么問題、該如何學習等。在緒論中應多列舉一些利用本門課程的知識解決實際問題的例子來強調本門課程的重要性,如在畢業(yè)實踐環(huán)節(jié),將試驗設計和數(shù)據分析的知識用于畢業(yè)論文的設計和撰寫中,以求論文結構的系統(tǒng)性和試驗結果的科學性。在走向科研工作崗位后,利用試驗設計和數(shù)據分析的知識合理設計科研方案、分析結果,以求在低成本、短時間內完成任務。通過這些例子來明確學生的學習目的,激發(fā)其學習興趣。
2重在培養(yǎng)應用能力
應用性本科培養(yǎng)的是運用科學理論從事高技術工作的應用型專門人才,在培養(yǎng)規(guī)格上以行業(yè)需求為本位,注重知識的復合性、現(xiàn)時性和應用性。培養(yǎng)出的人才應具備綜合運用理論知識和方法解決實際問題的綜合能力和實踐能力,并兼?zhèn)浼夹g創(chuàng)新能力[2]。因此,在教學內容組織和知識側重點的處理上應以結合專業(yè)特色、適應行業(yè)需要為主旨。試驗設計與數(shù)據處理是以統(tǒng)計學原理為基礎的學科,其原理部分涉及到高等數(shù)學、概率論和線性代數(shù)的知識,這部分內容在基礎課程中已有詳細講述。因此,教學重點放在各種試驗設計方法和數(shù)據處理方法的具體應用上,而方法的理論推導過程可以作為學生自學內容。如講解方差分析時,將重點放在方差分析的具體步驟上,而偏差平方和分解過程的推導則作為自學內容;在正交試驗設計及分析部分,教學側重點主要放在如何使用正交表及如何對正交試驗結果作恰當?shù)姆治錾?而對于正交表的構成原理、特點僅作簡要介紹。
3選擇合適的例題,做到熟能生巧
試驗設計與數(shù)據處理的應用領域非常廣泛,不僅用于生物,還應用于化工、食品、機械加工制造等領域。為了讓學生正確理解和掌握知識,在舉例說明時應選擇試驗設計與數(shù)據處理在本學科的應用實例。面向生物工程專業(yè)的學生時,結合生物工程專業(yè)的特色,主要從菌種選育條件、發(fā)酵工藝控制、目標產物分離等方面選擇相應的例子,最好是專業(yè)試驗或科研中的真實問題,如淀粉酶產生菌選育方案的設計、乳酸發(fā)酵條件的確定、茶多酚提取工藝的優(yōu)化,這有助于學生了解本門課的應用領域,激發(fā)學生學習本課程的興趣,調動學生的積極性和主動性。
對于應用技術學科,關鍵是能將書本上的知識應用自如。對于試驗方案設計方法,如正交試驗設計、均勻試驗設計、回歸旋轉試驗設計、sn比試驗設計等方法,要求能夠根據試驗周期的長短、原料易得性、條件控制難易、待考察因素水平的數(shù)量等實際情況,選擇合理可行的試驗方案設計方法。對于所得數(shù)據結果,要求能夠采用正確的分析方法,發(fā)掘出有用的信息。數(shù)據分析方法部分有很多公式,如偏差平方和的分解公式、回歸系數(shù)的求解公式等,若要做到靈活運用課程的知識,就必須加強公式的記憶,因此多做練習是必要的。雖然現(xiàn)在有很多軟件能解決計算問題,但是還要求學生掌握各種分析方法的分析過程,這些都需要在教學中安排一定的練習量,使學生熟能生巧。
4把握前沿知識,擴展學生視野
試驗設計與數(shù)據分析的方法種類多樣,在本科教學階段主要要求學生掌握單因素試驗設計、正交試驗設計和均勻試驗設計等方案設計方法,極差分析、方差分析和回歸分析等數(shù)據分析方法。這些內容是本門課程的基本內容,但并不是本學科的全部知識。為了讓學生充分認識本學科的重要性,可以在教學學時允許條件下,補充知識點,開拓學生的視野。如向學生介紹旋轉試驗設計及其分析方法,指出它的作用和優(yōu)勢;對于解決多指標問題的試驗設計和分析時引入主成分分析方法的知識[3];在對回歸方程求解最優(yōu)解時引入遺傳算法的理論[4];對于試驗問題建模分析時引入神經網絡建模方法[5]。這些試驗設計和分析方法很多都是近幾年才應用到生物工程領域的,在要求學生牢固掌握基本知識的前提下,引入前沿知識有助于拓寬知識面,在今后的學習和工作中能更好地發(fā)揮學生的能動性。
5重視上機環(huán)節(jié)
試驗數(shù)據的處理計算量很大,完全依靠手算既浪費時間又容易出錯。而現(xiàn)在有多種軟件,它們可以對數(shù)據作各種分析,并能夠在短時間內得到準確的結果。因此,應重視上機環(huán)節(jié),要求學生至少掌握1種統(tǒng)計軟件的使用方法,學會用軟件繪圖、計算,并能正確理解分析結果。例如spss是一個功能全面的統(tǒng)計分析軟件,操作界面友好,易學易用,廣泛應用于自然科學、社會科學領域[6]。在教學過程中安排適當學時進行上機操作,要求學生能夠使用軟件進行平均數(shù)假設檢驗、方差分析、多重比較、回歸分析等操作,不僅能增強知識的掌握程度,還可以激發(fā)學生的學習興趣,獲得良好的教學效果。
21世紀是生命科學和信息科學的時代，高等農業(yè)院校作為培養(yǎng)生物工程專業(yè)人才的搖籃，應該培養(yǎng)復合型生物工程人才，重視學生的創(chuàng)新能力和團隊精神培養(yǎng)，讓學生掌握生物工程及其產業(yè)化的科學原理，掌握生物化學、分子生物學、微生物學、天然產物提取、發(fā)酵工程和酶工程等學科的基本理論知識；掌握微生物育種、微生物細胞大規(guī)模培養(yǎng)、微生物發(fā)酵產品及其分離純化的基本技術，具備在農業(yè)生物技術領域從事生產管理和產品研發(fā)的能力。然而在傳統(tǒng)生物工程實驗課程體系中，由于缺乏多媒體教學環(huán)節(jié)，對實驗技術和原理的講解比較困難；各門實驗課程相對獨立，實驗內容往往互不銜接，上課時間不集中，難以形成完整的課程體系；教學以被動的灌輸式為主，學生缺乏主動探索精神；課程實驗室相對獨立，設備重復低端現(xiàn)象嚴重,浪費了寶貴的實驗資源。因此，開展生物工程專業(yè)實驗課程體系的改革勢在必行。
一、生物工程專業(yè)實驗課程改革的基本內容
農業(yè)院校生物工程專業(yè)開設的實驗課程主要有：生物化學與分子生物學實驗技術、微生物學實驗技術、天然產物提取、發(fā)酵工程和酶工程實驗技術、基因工程實驗技術、細胞工程實驗技術等，大多以農作物、發(fā)酵微生物和中草藥作為實驗材料。在教學內容上將不同相關實驗課程整合。從專業(yè)培養(yǎng)層面統(tǒng)一開設系統(tǒng)的實驗項目，將各門課程的實驗內容和時間盡量銜接。通過對酶工程、生化及分子生物學實驗技術、微生物實驗和天然產物提取學等實驗課程的調整，統(tǒng)一整合為生物工程專業(yè)綜合實驗，更新實驗教學內容，完善實驗體系。在教學方法上加入多媒體教學。傳統(tǒng)的實驗課程教學主要沿襲黑板講解、學生操作的模式。這種教學方式信息量小，不夠形象生動。通過拍攝實驗教學視頻，制作多媒體課件教學，能夠透徹的講解實驗原理和操作過程，使學生較容易地掌握實驗技能。同時將課程內容網絡化，以微博、微信、博客、校內網站為主要平臺，使課程上網，便于學生隨時預習復習、答疑解惑。在教學資源上盡量共享實驗平臺資源。將課程實驗室統(tǒng)籌安排,常用設備安排在公共開放房間，方便師生使用，嚴格避免設備重復采購,將實驗資源主要用于教學效果好的綜合實驗項目。在實驗能力上重視培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和團隊精神。教師在實驗前將全班同學分成若干小組，確定實驗目標，共同設計實驗方案，開展實驗準備工作，合理分工完成實驗任務。實驗報告書寫時要求闡明實驗意義，掌握所涉實驗技術的原理、分類、適用范圍和同類比較，深入展開數(shù)據現(xiàn)象分析、實驗方法分析和操作技能分析。
二、生物工程專業(yè)實驗課程改革的基本程序
涉及到專業(yè)人才培養(yǎng)層面的實驗課程改革事關重大，應由專門團隊在上級主管部門和專家組的指導下開展工作。首先召開專門的教學研討會，根據生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)來確立實驗課程改革目標，以團隊方式完成課程改革方案；實驗課程改革方案由系里報送實驗中心審核通過，獲得上級有關部門的資金、硬件等支持；團隊對改革方案進行執(zhí)行，新實驗項目應進行1年左右的班級試運行，檢驗實施效果和運行環(huán)境是否良好；待新實驗項目試運行良好后，課程負責人修改教學大綱和實驗指導，經教學研討會通過；改革后的實驗課程教學大綱和實驗指導報上級主管部門批準后，正式實施運行。
三、生物工程專業(yè)實驗課程改革的討論
生物工程專業(yè)實驗課程改革中遇到的常見困難是經費緊張、設備不足等，而且課程涉及面廣，相關團隊和人員較多，協(xié)調難度較大。另外教學改革不宜影響正常教學計劃和學生培養(yǎng)，新修訂的實驗內容在學生方面也存在難以進行大班試行的問題。建議校、院兩級加大專業(yè)實驗課程改革的投入力度，給一線教學團隊以更大的試驗自主權限，精簡審批程序，對新的實驗課程方案挑選試驗班試行，用實踐來檢驗教改內容的科學性、可行性。生物工程專業(yè)實驗課程改革的直接執(zhí)行者是各課程負責人、任課老師和實驗員，上級部門應當配套相應政策和條件，鼓勵改革工作的進行，以更好的培養(yǎng)創(chuàng)新復合型生物工程人才。
作者：周曉明 田云 盧向陽 藺萬煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 單位：湖南農業(yè)大學生物科學技術學院
1乳品發(fā)酵項目中的生物工程技術運用分析
1.1細菌素
乳酸菌的細菌素本質為蛋白質,可以當作防腐劑容易被胃酶講解,擁有相對較好的理化與抑菌特點。當前,nisin與microgard已經運用在乳食產品防腐劑中。nisin作為乳酸乳球菌亞種的一項分泌肽,大量的革蘭氏陽性菌與少量的革蘭氏陰性菌具備一定的抑制作用。在上世紀中期nisin主要用在對芽孢生長菌成長的控制與有效延長乳制品等的貨架期。目前,FDA已經通過有關部門批準可以運用在融化干酪相關抗菌劑。除去當作食品的防腐劑之外,nisin可以當作醫(yī)療制劑運用在牛乳房炎的治療中。另外,microgard還是一種具備抑制性的革蘭氏陰性菌與真菌細菌素,可是其不能抑制革蘭氏的陽性菌。例如美國的1%microgard溶液普遍運用在保存鄉(xiāng)村干酪。同時microgard能夠有效控制瑞士干酪皮的出現(xiàn)的腐敗問題。運用定點突變的作用,例如蛋白質相關生物工程技術能夠有效拓寬細菌素相關狹窄的抑菌普?，F(xiàn)階段,已能夠克隆與測序nisin形成的相關基因,可以實現(xiàn)定位在質拉或是染色體DNA中編碼等的克隆與測序。大量細菌素基因可以定位于接合質?；蚴寝D座子上,比較便于基因轉移至其他相關微生物。
1.2促進干酪成熟
干酪的成熟期相對較長,冷藏與庫存的費用也比較高。對此,促進干酪的成熟已經成為干酪研究的主要內容。促進干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶類和經過基因工程技術修飾之后的如霉菌促進干酪的成熟。許多學者都重點研究基因工程技術的乳酸菌修飾,能夠加速干酪的成熟,擁有相對良好的抗噬菌體能力。充分運用蛋白質的分解陰性等促進干酪的成熟。另外,乳糖代謝之后的陰性乳酸菌能夠以高密度進入干酪的凝乳當中,促進干酪的成熟。相對較強的蛋白質分解能夠有效加速苦味肽進一步生成。對此,蛋白質所分解的陰性菌體和一般菌株混合運用可以有效促進干酪的成熟。
2生物工程技術的育種手段
2.1原生質體融合
原生質體的融合技術作為創(chuàng)建雜合微生物的主要工具,其能夠把相對較好的菌株形狀有效結合在相同的菌株中,在乳酸菌的育種方面有著深遠意義。在原生質體的融合過程中,可以先運用酶除去兩個親體的細胞壁,從而是使菌體細胞可以在高滲的環(huán)境當中釋放原生質體,同時在高滲環(huán)境下實現(xiàn)混合,然后通過聚乙二醇的促進,可以實現(xiàn)兩種原生質體的凝集從而有效融合,獲取異核體或是重組子。充分運用雜合菌能夠有效提升發(fā)酵制品特性或是發(fā)展新型產品。另外,原生質體的融合技術可以建立高蛋白質的表達水平相關突變體的主要方式。
2.2電穿孔法
在重組DNA技術快速發(fā)展形勢下,當代微生物研究人員可以相對精確的變化乳酸菌的生理特性,從而為乳品的發(fā)酵項目提供較好的菌株。對此,一定要具備合理、安全、科學的細菌轉換手段。近些年來,具備良好發(fā)展前景的轉換手段就是電穿孔法。在上世紀,Harlander第一次報道了乳酸乳球菌的乳酸亞種的有關電轉化,該轉化率能夠和原生質體融合的轉化率相比。另外Chassy與Flickinger也報道了干酪的乳桿菌有關干酪亞種電轉化。當前成功完成電轉化的乳酸菌有多種,例如嗜酸乳桿菌和乳酸乳球菌的乳油亞種等。通過研究表明各種菌株之間也能夠完成電轉化。其和原生質體的融合技術相比較而言具有一定優(yōu)勢。
2.3基因的送遞系統(tǒng)
在乳酸菌的轉化系統(tǒng)快速發(fā)展影響下,建立基因的傳遞系統(tǒng)成為了必然趨勢。載體主要可以分成試驗用載體與食品級載體兩大種類。充分考慮到食品的安全性與穩(wěn)定性,食品級的載體不能利用抗生素的抗性基因當作選擇性的標記。因此,食品在集體的選取一定要在食品級GRAS的菌中分離出選取性標記。在進行記載時所運用的乳酸菌標記主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所編碼的細菌素產生和糖類運用或是免疫性基因可以滿足食品級基因相關傳遞系統(tǒng)的選擇性標記要求。
3結語
近些年來,乳酸菌的生物工程技術取得相對較大的進步。經過分析乳酸菌相關生物化學的代謝途徑,制定與純化生物基因的轉移與遞送系統(tǒng),明確基礎的表達與分析信號。深入研究定位和分離基因以及序列?，F(xiàn)階段,乳酸菌的生物工程技術從原來的乳球菌研究慢慢擴展到乳桿菌與雙歧桿菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技術進一步研究下,乳品發(fā)酵項目必然會步入到一個嶄新的時代。而在該時代下可以為消費者提供更加安全與可口、可靠的健康發(fā)酵乳制品。
作者：王莉 單位：包頭輕工職業(yè)技術學院
本文作者：馬翠 蔡昌啟 溫惠中 單位：第三軍醫(yī)大學數(shù)學與生物數(shù)學教研室 第三軍醫(yī)大學神經生物學教研室
生物醫(yī)學工程（biomedicalengineering）是一門新興的邊緣學科，它綜合了工程學、生物學和醫(yī)學的理論和方法，目標是培養(yǎng)具備生命科學、電子技術、計算機技術的基礎理論和醫(yī)學與工程技術相結合的科研能力，勝任平戰(zhàn)時三軍綜合性衛(wèi)生勤務保障工作，從事醫(yī)學電子設備、影像設備、軍事衛(wèi)生裝備研究、設計、使用、維修和管理工作的高級工程技術人才。作為該專業(yè)的重要基礎課程之一，高等數(shù)學是學生掌握數(shù)學工具，培養(yǎng)理性思維的主要載體。通過學習該課程，可為后續(xù)課程（復變函數(shù)與積分變換、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、生物數(shù)學建模與仿真）和部分醫(yī)學基礎課的學習以及將來從事生物醫(yī)學工程研究奠定必要的數(shù)學基礎。高等數(shù)學在培養(yǎng)生物醫(yī)學工程領域高技能人才培養(yǎng)目標所必需的基礎知識、基本能力和素質結構中，占有十分重要的地位[1]。如何提高高等數(shù)學教學質量是擺在該專業(yè)高等數(shù)學教師面前的重要任務。結合近年來教學工作實踐經驗，本文主要從如何提高課堂教學水平、培養(yǎng)學生自學能力兩方面進行初步探討。
1改進方法，提高課堂教學水平
課堂教學的好壞直接關系到教學質量的高低。課堂講授在整個教學過程中所占時間最長，與學生接觸最多，是一個重要環(huán)節(jié)。要搞好課堂教學，必須改進教學方法，提高教學水平。
1.1充分備課，強化課堂教學“設計”理念：高等數(shù)學的內容體系業(yè)已成熟，教學參考資料琳瑯滿目。備課過程中，結合生物醫(yī)學工程專業(yè)的特點，在廣泛收集素材的基礎上，教師應不斷更新教學內容，博采眾長，融會貫通，明確重點、難點后，對教學內容進行總體設計，科學重組。根據課程標準和該專業(yè)的培養(yǎng)方案進行有效取舍、詳略得當，并付諸于教案與課件中，力求做到使教學內容脈絡更加清晰、銜接更加自然。課堂講授應留有“余地”，本著“少而精”的原則，既要堅持“在總體上壓縮學時，在內容不減少，重點、難點、目的要求不削弱，能力不減弱”的原則，又要在每個部分上靈活處理，有所伸縮，有所側重，采取有效途徑，在有限的學時內達到該專業(yè)的培養(yǎng)方案以及高等數(shù)學課程標準的要求，讓學生真正弄懂弄通。然而在規(guī)定的教學時間內，要達到最佳的教學效果，對教材內容的講授往往不能面面俱到、平鋪直敘，必須抓住精華、突出重點、把握主線，對重點內容要講深講透，突出一個“精”字[2]。對簡單內容要少講或不講，把那些學生能通過自學弄懂的問題留給他們自己去解決，即使是教師講授，也不要闔盤托出，而應留有余地，提綱挈領地講，把更多的思考空間留給學生自己發(fā)揮。此外，課堂設計提問時，對提什么樣的問題，提問題的時機，以什么形式提問，課前應有明確的安排。在習題課上，應注重揭示教學內容的內在聯(lián)系及規(guī)律，要使講授過的內容系統(tǒng)化、條理化，使學生對于所學課程內容有一個較清晰的脈絡框架。尤其是在習題課的例題設計上，應具有一定的深度、廣度和精度。講授時主要分析解題思路、方法和規(guī)律。作業(yè)布置也要有針對性，特別注重選題的質量，對成績較好的學生可適當增加一些選做題，體現(xiàn)層次性。當然，個別難題可給出必要提示。
1.2取長補短，靈活采用教學手段：將多媒體與板書有機結合，取長補短，是提高高等數(shù)學的課程教學質量的有效途徑。例如，在證明定理、分析例題時，適當采用板書教學，使學生的思維得以連貫，在強化中不斷加深對知識的理解，效果較好。同時，教師可以用課件演示定義、定理以及與教學內容相關的背景材料、歷史故事、數(shù)學家照片、圖形等內容。這樣高等數(shù)學的教學更加直觀，會給學生留下深刻的印象。不僅使學生對學習的內容理解更透徹，而且能提高學生學習高等數(shù)學的興趣。此外，鑒于數(shù)學軟件提供的便捷的畫圖功能和強大的計算功能，不僅使數(shù)學概念的幾何表示更為豐富，還使諸如方程的近似解、數(shù)值計算等內容比以前更加詳盡。在時間允許的前提下，將一些傳統(tǒng)內容（如極限運算、微積分運算、函數(shù)作圖、微分方程求解等）通過數(shù)學軟件加以展現(xiàn)，不僅有利于解決簡單的生物醫(yī)學實際問題，而且有助于學生創(chuàng)造性形象思維的培養(yǎng)。
1.3正確定位，讓課堂充滿激情：一個好的教師要像演員那樣，一上臺就要進入角色，要用自己的語言和動作去感染學生，把經過消化吸收后的教學內容，繪聲繪色的表達出來。要想讓課堂氣氛活躍，教師首先就得對教學感興趣，講課時要充滿激情；板書要簡要、準確、工整、清晰，便于學生理解、記錄；講課時吐字清楚，聲音抑揚頓挫、鏗鏘有力；肢體語言形象直觀、恰到好處，關鍵的地方甚至“手舞足蹈”、“眉飛色舞”，以眼色神情掌握住學生的思路和注意力?？傊?，喜怒哀樂要自然流露，用良好的精神狀態(tài)、豐富的人格魅力去感染學生。讓學生滿懷激情聽講，使其感到數(shù)學課生動而不死板、直觀而不抽象，上數(shù)學課是一種享受，而不是折磨。
2合理引導，培養(yǎng)學生自學能力
高等數(shù)學是一門基礎課程，具有高度的抽象性與嚴密的邏輯性。由于生物醫(yī)學工程專業(yè)所開設高等數(shù)學學時數(shù)的限制，若單靠課堂上的學習，想要提高學生的學習興趣和學習效果是不夠的。而自學能力的強弱對今后的工作學習也是有較大影響的。因此，教師需注重學生自學能力的培養(yǎng)，合理引導學生自學，鼓勵學生將課內學習和課外學習相結合，使其變被動學習為主動學習。學生剛進入大學，自學能力差，不會看書。針對這一點可以在每節(jié)課下課前，利用多媒體顯示出下次上課的預習提綱，這樣學生就可以有針對性地看書。在此基礎上，學生就可以根據提綱進行看書，由于有的地方學生可以讀懂，有的地方讀不懂，那么可以將不懂的地方做上記號，學生帶著問題來聽課，精力自然也會比較集中。久而久之他們就能學會如何抓住書中的重點，慢慢養(yǎng)成自主學習的能力。在定理與習題教學中，可適當減弱條件，讓學生研究發(fā)現(xiàn)結論是否依然成立（如對二階混合偏導數(shù)可交換次序問題），或結論減弱，條件是否也可減弱（如隱函數(shù)存在定理教學）等。通過這些途徑，培養(yǎng)學生良好的自學和思維習慣，激發(fā)學生的思維活動，提高學生的思維能力，鍛煉學生自我攝取知識、正確運用知識、獨立思考和探索問題的能力。同時，還可以利用習題課、自習時間增加適當?shù)臄?shù)學實驗課程，培養(yǎng)學生運用數(shù)學軟件解決實際問題的能力，將會取得更好的效果。自學是一種常態(tài)的學習方法，而不是特例。常態(tài)的方法成為習慣，長期的習慣成為意識，長期的意識養(yǎng)成能力[2]。學生自學能力的提高，既要靠老師不斷積累教學經驗，又要學生不斷努力、開拓進取。
3結語
生物醫(yī)學工程專業(yè)是我校近年來新開設的專業(yè)，其高等數(shù)學教學是一個不斷完善和提高的過程。為了更好的提高該專業(yè)的高等數(shù)學教學質量，需要教師通過充分備課，搞好課堂教學設計；取長補短，靈活采用教學手段；正確定位，讓課堂充滿激情來提高課堂教學水平與質量；通過課堂提示、課后督促、多措并舉、循序善誘的方式培養(yǎng)學生自學能力。在今后的教學過程中，仍需積極探索實踐，不斷總結提高，進而真正提高高等數(shù)學的教學質量，促進我校生物醫(yī)學工程專業(yè)高等數(shù)學的教學改革順利健康發(fā)展。
1植物遺傳工程目前的植物基因工程可通過生物載體細胞注射、基因槍高速細胞子彈轟擊等技術向幾乎所有的植物輸入外來植物基因。以前導入植物體的外源基因只限于外源報告標記基因，抗卡那霉素和抗潮濕鏈霉素基因。最近已導人了BUR等抗除草劑基因、鑲嵌病毒外殼基因、雞蛋蛋白基因、豆血紅蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外，抗病、抗蟲基因的導入也有所報道，對于控制單寧合成的酶基因已被克隆。
目前關于植物—病原物相互關系的分子生物學研究主要著眼于病原物基因工程，即從病原菌中或植物本身克隆制備出致病基因與調節(jié)基因，以及獲得病原物的特異性DN段用于病原分類及病害檢測。
自1986年首次獲得能抗煙草花葉病毒的轉基因煙草植株后，目前已利用基因工程獲得許多抗病毒植株，如抗花葉病毒首楷，抗花葉病毒黃瓜，抗X病毒和Y病毒馬鈴薯等。生物誘導廣泛應用于植物對真菌、病毒及類病毒、細菌等病原物抗性的誘導，在煙草、黃瓜、西瓜、甜菜、馬鈴薯、小麥、蘋果、番茄、棉花、水稻等諸多植物中已見報道。
生物誘導包括:用非病原菌誘導，用異種病原菌誘導，用弱致病力菌株誘導，用熱殺死的病原菌誘導等方法，誘導對病原菌的抗性。生物技術創(chuàng)造了越來越多的基因植物，如消除了腐爛基因的耐貯存番茄，抗病蟲害長頸南瓜，抗蟲害轉基因土豆，抗棉鈴蟲棉花，抗白葉枯病轉基因水稻等等。植物細胞工程包括莖尖脫毒、快速繁殖、花藥、小抱子培養(yǎng)、染色體工程、單倍體育種、原生質體培養(yǎng)、細胞融合等技術。植物細胞融合技術可克服遠緣雜交中的不親和障礙，更加廣泛地組合起多種植物的優(yōu)良遺傳性狀，從而培養(yǎng)出理想的植物新品種。脫毒快速繁殖技術在經濟作物、花卉、果樹上應用效益顯著，快速繁殖成功的植物已有四百多種，其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、蘭花等等已投入生產。
在作物育種方面，用花藥培養(yǎng)和染色體工程育種等技術與常規(guī)育種技術結合的方法已培育出許多具有特殊抗性、耐性的優(yōu)良新品種，利用花藥培養(yǎng)技術獲得純合基因型已在小麥、水稻等谷類作物上廣泛應用。
以原生質體培養(yǎng)再生植株方面，近幾年內取得了突飛猛進的進展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要經濟作物已成功地從原生質體再生成植株，特別是一直認為難以培養(yǎng)的禾谷類，如水稻、大麥、小麥、谷子、高粱的原生質體培養(yǎng)都已相繼突破。木本植物成功的例子也逐漸增加。藥用植物與真菌原生質體培養(yǎng)的進展也十分迅速。以上的成就，為利用原生質體的遺傳操作改良農作物打下了堅實的基礎。
利用原生質體融合獲得體細胞雜種，最近又研究出了利用卡那霉素和潮濕鏈霉素的抗性互補來選擇雜種細胞的方法。中國在單倍體研究上一直處于國際領先水平，原生質體培養(yǎng)及細胞融合研究也趨于國際同類研究水平。
2動物遺傳工程
動物細胞培養(yǎng)中胚胎移植(ET)技術對提高動物的生產率和繁殖力有重要意義，世界范圍內已加以多方面的研究利用。ET技術已在兔、馬、豬、牛、羊等動物上相繼成功，但只有牛的ET技術達到了非手術利用階段，所以牛胚胎移植進入商品化，在美國、加拿大、日本等國推廣較大。日本已利用ET技術擴繁可提供精子用于人工授精的種公牛，1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通過ET技術可使母牛分娩雙胞胎或多胞胎，這種一胚多產的核移技術在日本已獲成功。
中國的單克隆抗體研究始于八十年代，至今已研制成功幾干種單克隆抗體應用于畜禽疫病。在禽畜的性狀選擇育種上，采用DNA指紋鑒定技術識別DN段可加速選擇過程。微生物工程的微生物農業(yè)和微生物開發(fā)，部分解決了養(yǎng)殖業(yè)的飼料問題。用微生物發(fā)酵生產單細胞蛋白飼料，在前蘇聯(lián)年產量約為130萬噸，美國年產80萬噸;以米糠為基礎，添加含桿菌、鏈球菌、酵母菌等微生物作為飼料添加劑喂養(yǎng)豬、牛、雞，能夠分解禽畜糞中的有害氣體，減少環(huán)境污染，提高飼料吸收率，提高肉、奶產量。此外，近年來通過生物技術在食用菌的遺傳育種學上獲得了廣泛的重視。通過原生質體培養(yǎng)，用PEG法和電場誘導法為誘導突變體和遠緣雜交開辟了一條新的途徑，涉及的菇種有香菇、平菇、金針菇、木耳、草菇等。
3生物固氮
菌根菌對植物生育的促進作用近年來逐年受到關注。菌根菌的菌絲可以幫助作物根毛吸收范圍更大的土體中的移動速度緩慢的磷酸鹽離子和鉀離子。VA菌根菌不但可以改善土壤環(huán)境，促進作物對養(yǎng)分的吸收，而且對抗御作物的某些土傳性真菌病害具有十分重要的作用。
VA菌根真菌與根瘤菌雙接種對綠豆、蠶豆、花生、大豆等作物具有良好的生長效應。科學家對豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究從經典的生態(tài)學、生理學和遺傳學研究步入了分子生物學領域。在根瘤菌方面，已確認有結瘤和固氮兩個基因組參與完成共生固氮作用。
4生物防治
由于地球環(huán)境日益惡化，生物防治植物病蟲害的方法受到重視，生物防治包括天敵防治和微生物制劑防治。微生物制劑包括細菌制劑、病毒制劑和真菌制劑。
細菌制劑以蘇云金桿菌(BT)為主?，F(xiàn)在全世界已有60多種BT制劑工業(yè)化商品，能有效防治150多種鱗翅目害蟲，年產量達8000噸左右。BT殺蟲劑與其它微生物農藥相比，具有選擇性高、混用性強、毒力強、速效、無污染等優(yōu)點，因而廣受歡迎。植物細菌殺菌劑是以放線菌類的鏈霉菌屬為基礎制成的，防治菜豆、大豆和其它作物的細菌病害，可使細菌病害感染率下降7。%。目前正進行基因篩選組合，以制出廣譜新菌種，獲得BT基因導入植株中培養(yǎng)出抗病蟲植株。利用目前的優(yōu)良菌種，培育出不產芽抱，只產晶體的高效菌株是正在開發(fā)的新技術。
病毒生物制劑是以核型多角體病毒(NPV)的顆粒體病毒為基礎制成的，目前已生產出防治甘藍夜蛾、棉鈴蟲、黃地老虎、美國白蛾等害蟲的病毒制劑。
真菌生物制劑中有蠟蟻輪枝菌制劑用于防治溫室白粉虱;白僵菌制劑防治馬鈴薯甲蟲和溫室煙薊馬;座殼抱菌制劑防治黃瓜溫室白粉虱;木霉菌制劑防治根腐及其它植物病害;單端抱霉素防治黃瓜白粉病;腔蠢盤抱劑防治白粉病等。
隨著生物技術的發(fā)展，農業(yè)對生物技術日見倚重，到2000年，運用生物技術和其它增產措施將占世界糧食增產的5/6，農業(yè)中出現(xiàn)的問題最終也將由生物工程來解決。
摘要:通過對鹽城師范學院生物工程專業(yè)5屆學生268篇畢業(yè)論文進行調研分析,總結出在指導教師、論文選題研究類型及領域、論文研究內容創(chuàng)新性、論文的過程管理四個方面存在著問題。學院從增加教師數(shù)量、提高教師工程實踐能力、加強校企合作、完善管理制度以及提高學生認識這五方面進行探索實踐,逐步提高生物工程專業(yè)畢業(yè)論文質量。
關鍵詞:生物工程畢業(yè)論文質量實踐
本科畢業(yè)論文“是高等學校本科教育教學中的最后一個環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學生綜合運用所學的理論知識和實踐技能解決實際問題的一種教學形式,同時也是總結學生在校期間的學習成果,衡量教學質量的重要指標”[1]。所以本科畢業(yè)論文質量的高低就成為評價專業(yè)培養(yǎng)質量的重要內容之一。鹽城師范學院生物工程專業(yè)開設于2006年,為了進一步做好專業(yè)建設,提高人才培養(yǎng)質量,學院從畢業(yè)論文入手,總結畢業(yè)論文存在的問題,并通過各個層面的努力探索實踐,逐步提升了生物工程專業(yè)畢業(yè)論文質量。
1生物工程專業(yè)畢業(yè)論文存在的問題
2010-2014年生物工程專業(yè)畢業(yè)5屆學生,共完成畢業(yè)論文268篇。通過調研分析,主要存在以下幾個方面問題:
1.1指導教師
指導畢業(yè)論文的專職教師的嚴重不足,全校一共有37位教師參與生物工程專業(yè)畢業(yè)論文的指導工作,但隸屬生物工程系的教師不到10人,基本沒有工科背景的教師。專職教師每屆平均指導8名學生,有個別老師最多一屆指導13名學生畢業(yè)論文。海洋與生物工程學院在校學生700-800人,而專職教師不到30人,師生比例嚴重不協(xié)調。一個教師即使水平很高,經驗豐富,若指導的論文選題太多,學生太多,也會影響到畢業(yè)論文質量[2]。此外指導學生最多的教師基本是剛進校的博士,青年教師指導論文由于缺乏實踐經驗,教學和科研還沒有完全適應學校節(jié)奏,學生的畢業(yè)論文質量難以得到保障。
1.2論文選題研究類型及領域
生物工程專業(yè)屬于典型的工學專業(yè),因此要求本專業(yè)本科生掌握生物產品生產工藝技術的基本技能,成為滿足社會和企業(yè)需要的工程技術人才。要達到這一培養(yǎng)要求,作為本科培養(yǎng)最重要的一項實踐環(huán)節(jié),畢業(yè)設計(論文)中工程設計類題目必須占到總題目的一半及以上[3]。我院生物工程論文268篇,其中基礎研究(動物學、植物學、遺傳進化等)145篇占54%,工程類論文(生物化學工程、發(fā)酵工程、細胞工程、基因工程、食品工程等)123篇占46%。其中生物化學工程和發(fā)酵工程相關論文各40篇,食品工程22篇,基因工程和細胞工程共21篇。此外有4篇為綜述性論文,出現(xiàn)在專業(yè)建立的前兩年。目前生物工程專業(yè)論文全部是實驗性研究。從廣義的生物工程學來看,選題類型和領域基本達到工程類畢業(yè)論文的要求,但沒有工程設計類論文,遠遠有悖于真正意義工科專業(yè)要求,從論文的整個選題內容來與生物技術專業(yè)并沒有區(qū)別,造成人才培養(yǎng)的結果與理科專業(yè)沒有區(qū)分度,從而不能突出工科專業(yè)的優(yōu)勢。
1.3論文研究內容創(chuàng)新性
經過初步統(tǒng)計有60篇左右的論文有一定的創(chuàng)新性,這些論文經過整理部分可以達到發(fā)表的要求,但只占總論文數(shù)的22%?？傮w來看畢業(yè)論文創(chuàng)新性不夠,質量不高,實用價值小“。提取工藝的優(yōu)化”成為每年必不可少的題目之一。
1.4論文的過程管理
目前各個高校都在迎接審核性評估,所以對論文的過程管理的要求更為嚴格,但是這一措施對提高論文質量并沒有很大作用。而且由于學生和老師的思想重視程度不高以及過程管理機制不健全,導致論文的過程中的開題、中期檢查、論文答辯等都在走形式。例如中期檢查時我校要求學生找一篇英文文獻全文翻譯,而且要求手寫版本。這項要求的本意是好的,為了提高學生的英文文獻的閱讀能力,并防止網上復制。但在過程管理中并沒有提前告訴學生有這一要求,而是快到中期檢查時才這一新要求。這就導致過程管理效果不佳,結果翻譯幾乎都是網上字典翻譯。此外學校畢業(yè)論文網上錄入系統(tǒng)很不科學,多數(shù)指導教師不知道如何正確操作,導致最后在錄入論文材料時浪費大量的時間。
2提升生物工程專業(yè)論文質量的實踐探索
為了提升生物工程專業(yè)論文質量,二級學院從2014年開始從以下幾方面進行實踐探索,并取得了一些效果。
2.1引進人才,不斷增加專職教師人數(shù)
師生比例不協(xié)調是影響論文質量的重要因素,一個專職教師每年指導3-5個學生進行畢業(yè)論文是比較合適的。目前我院每年引進2名博士作為專職教師,而且偏向工科,同時與灘涂重點實驗室聯(lián)合,至2016年,每個畢業(yè)論文指導教師平均指導6個學生。這樣在畢業(yè)論文期間,教師的工作量相對減少,他們就有更多的精力去思考論文選題以及指導學生,這樣無形中就提高畢業(yè)論文的質量。
2.2加強現(xiàn)有教師的工程實踐設計能力。
學院聘請有工科背景的江南大學教師給生物工程專業(yè)學生上《生物工程工廠設計概論》等課程,同時安排本院教師隨堂聽課學習。另外學院聘請鹽城工學院專職教師給本院教師培訓如何進行畢業(yè)設計。目前生物工程專業(yè)畢業(yè)論文已經增加了畢業(yè)設計,這也是我院生物工程專業(yè)畢業(yè)論文方面的一個重大的突破。
2.3增加校企合作單位,鼓勵學生到實習單位做畢業(yè)論文
通過學校教務處和學院的共同努力,校企合作單位逐年增加。學生可以實習并做畢業(yè)論文的單位也越來越多。學生通過實習掌握專業(yè)技能,并找到合適的課題完成畢業(yè)論文,企業(yè)也比較認同這一方式,這樣學生在企業(yè)里工作的時間相對較長,能真正的為企業(yè)做一些工作,從而實現(xiàn)雙贏。而且在企業(yè)里做畢業(yè)論文這種形式也增加了畢業(yè)論文的創(chuàng)新性和實用性。
2.4逐步完善畢業(yè)論文相關管理制度
生物工程專業(yè)從2014年起,每年7-8月對上屆畢業(yè)論文進行全面調研,針對畢業(yè)論文實施和寫作過程中出現(xiàn)的新問題、新情況,及時修改并制訂切合實際的管理制度。生物工程專業(yè)嘗試三年級下學期開始布置論文選題,學生也可以在大三自由選擇指導教師,并根據自己的意愿選擇和確定論文題目,在第七或第八學期靈活的進行畢業(yè)論文。一方面避免實驗室準備不足,另一方面學生也可以安排好自己的實習和考研,保證了畢業(yè)論文的時間。
2.5提高學生對畢業(yè)論文的認識
對大二、三學生進行畢業(yè)論文相關的宣傳,并選取部分同學提前參與某些課題的研究。使學生對科學研究、科技論文寫作有一個正確理性的認識。在做好學院和指導教師工作的前提下,讓學生認識到畢業(yè)論文的重要性,而且讓學生明白畢業(yè)論文的主要工作是學生自己,教師僅僅起指導作用。只有這樣才能真正的提高學生的個人能力。我院生物工程專業(yè)通過這一系列的實踐探索,在提升畢業(yè)論文質量方面取得了一定的成效。同時通過畢業(yè)論文的鍛煉,一些考上研究生的學生受到錄取學校的好評;通過實習加畢業(yè)論文的方式,用人單位增加了對我院學生的了解,大大提高就業(yè)率。但從生物工程專業(yè)建設和人才培養(yǎng)的角度來看,畢業(yè)論文的質量的提升仍需要進一步探索與實踐,特別是畢業(yè)設計。
作者：范忠軍 單位：鹽城師范學院
摘要：科技英語是生物工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程。本文根據課程特點及生物工程的專業(yè)特點，綜合了國際生物工程的前沿性和地方發(fā)酵工程行業(yè)的特色性，從教學內容、教學方法與手段、考試方式等方面，對生物工程專業(yè)英語課程教學改革進行了探討。
關鍵詞：生物工程專業(yè)英語教學改革
1引言
隨著全球一體化進程的深入以及科學技術的發(fā)展，科技英語成為了獲取學術信息、進行學術交流、發(fā)表學術成果等科研學術工作中必不可少的工具。生物工程專業(yè)作為上個世紀70年代新興的學科，其理論基礎涉及微生物學、遺傳學、生物化學與分子生物學等學科，主要通過自覺地操縱遺傳物質，定向地改造生物或其功能，以生產大量有用代謝產物或發(fā)揮它們獨特生理功能一門新興技術。生物工程專業(yè)是發(fā)展迅速、多學科融合的新興科學，國際刊物每天都有大量相關研究領域研究動態(tài)發(fā)表，因此，為了使學生接受生物工程專業(yè)理論學習的同時，能夠與國際水平接軌，迅速獲取國際信息來源，我國各大高校生物工程專業(yè)幾乎均開設了科技英語課程。對于生物工程專業(yè)的本科生而言，掌握科技英語的特點，學會如何檢索及閱讀專業(yè)文獻已經成為現(xiàn)代科技人員不可或缺的能力。同時，由于歷史原因和地域特點，國內各大地方院校生物工程成立背景不同，因此專業(yè)設置方向也有所區(qū)別，所教授的課程體系也不盡相同，體現(xiàn)了不同的學校特色。西華大學地處微生物發(fā)酵調味品及國內白酒行業(yè)高度發(fā)達的四川省，因此本校食品與生物學院的生物工程專業(yè)側重于發(fā)酵工程。針對于此，我們綜合了國際生物工程的前沿性和地方發(fā)酵工程行業(yè)的特色性，在本校生物工程科技英語課程設計上，突出了培養(yǎng)學生學以致用的實際應用能力和專業(yè)地方特色這兩點，以激發(fā)學生興趣，更好地增強教學效果，使學生能夠長久的受益。
2教學改革相關措施及實踐
2.1教學內容選擇既緊密集合地區(qū)特色，同時將國際科研前沿融入教學
由于現(xiàn)在生物專業(yè)科技外語教材不多，且更新速度相對緩慢，在生物科學發(fā)展迅速的當今時代，科技外語教材的建設已遠不能滿足高等教育發(fā)展的需要。并且，生物專業(yè)所涵蓋的內容相當寬泛，信息量極大。因此，我們在授課過程中，依據本地區(qū)行業(yè)特色和本專業(yè)學生將來的發(fā)展方向，只推薦了部分參考教材，并未指定專用教材。而在教學過程中，則結合了本校本專業(yè)的方向特點，授課精講內容傾向于發(fā)酵工程領域。同時，考慮到文獻的時效性和激發(fā)學生對本專業(yè)的興趣，我們選擇了本領域的最新研究報告，使學生能夠了解本專業(yè)方向的發(fā)展，接觸到此領域的科學前沿，為培養(yǎng)學生的科研思路打下良好的基礎。在精讀過程中，其中穿插英語科技論文語法、寫作及翻譯技巧等。泛讀內容則引導學生自己查找高水平文獻。
2.2授課過程中傳授英文文獻檢索及英文文章寫作技巧，使學生通過專業(yè)外語的學習達到學以致用的目的
在當今信息時代，科技外語開設的一個最主要的目的就是獲得國際相關領域的科研動態(tài)信息，因此，掌握英文文獻檢索技巧是生物專業(yè)學生學習科技英語后應當具備的基本能力。因此，我們在授課過程中，將教師自己在科研過程中積累的大量關于文獻檢索、SCI英文文章寫作和投稿發(fā)表過程中的經驗傳授給學生，使學生真正通過科技英語的學習，達到學以致用的目的，為有進一步從事科學研究的學生打下良好的科研基礎。
2.3打破傳統(tǒng)以教為主的授課模式，鼓勵學生主動參與，活躍課堂氣氛，調動學生積極性
傳統(tǒng)的科技英語講授模式，多為教師為主，帶領學生進行大量的詞匯擴展和科技文獻的逐句翻譯，而學生一般只能被動的接受。由于專業(yè)詞匯信息量大，且翻譯過程枯燥繁瑣，學生往往昏昏欲睡，提不起興趣，教學效果欠佳。針對上述問題，我們打破傳統(tǒng)教學模式，弱化教師課堂的主導地位，將課堂交給學生，引導學生參與互動，在講解一些基本的翻譯規(guī)則后，即鼓勵兩組同學主動走上講臺進行計時競賽，在黑板上按自己的理解進行翻譯，同時臺下同學分組自行翻譯，在任務完成后，再將自己的理解和體會分別講述出來，最后由教師進行綜合點評。分組規(guī)則采用“一人代表+多人輔助”的形式，使每一位同學都參與進來，充分調動了學生的積極性。競賽規(guī)則采用計時比賽，在緊張的時間內使學生注意力高度集中，提高了課堂效率。
2.4考試方式的改革
結合鼓勵學生積極主動參與課堂活動，我們在考試方式上也進行了相應的改革。傳統(tǒng)考試方式主要采用期末一份試卷考試，考核內容涉及大量的中英文專業(yè)詞匯考察、長短句翻譯以及英文短文寫作等等。此種考核方式對于英語基礎較好的學生來講，只需期末突擊學習幾天也可獲得較好成績，而對于英語較差的學生則努力之后仍有遺憾，不能全面考核學生的學習狀況，嚴重影響學生平時課堂學習的積極性。因此，我們在進行調查后，期末考核方式采用了“課堂表現(xiàn)打分+積極主動參與加分+期末考試”的形式，其中突出了“積極主動參與加分”和課堂表現(xiàn)所占的比例，尤其是“主動加分”項，只要學生迅速主動參與，就可獲得額外加分，這樣引導本身英語較差的學生也能夠積極參與進來，如果課堂翻譯等環(huán)節(jié)展示自己的見解和體會，則可獲得進一步加分。在實踐過程中證明，課堂氣氛大大活躍，學生都爭先恐后走上講臺。通過考核方式的轉變，極大的提高了學生的參與度，鍛煉了學生的英文學習和交流能力。
3結語
科技外語是生物工程專業(yè)的一門基礎性的課程，通過科技外語教學方式的改革，使學生真正能夠掌握這門工具，可以開闊學生的視野，大大提高學生對國際生物工程前沿信息的把握，激發(fā)學生對本專業(yè)的興趣。同時，通過實用性檢索工具的傳授，可以為學生將來進行科學研究工作打下良好的基礎，提高地方院校人才培養(yǎng)的質量?？萍纪庹Z教學工作改革是一項長期而艱巨的任務，對于西華大學這樣的地方院校來講，如何立足國際前沿又結合地方行業(yè)特色，培養(yǎng)具有國際視野又具有地方特色的生物工程專業(yè)人才，依據專業(yè)特點進行生物工程科技外語的教學改革具有重要意義。
作者：劉義 饒瑜 孫偉峰 單位：西華大學食品與生物技術學院
畢業(yè)設計是一種總結性的實踐教學環(huán)節(jié)，是普通本科教學過程的最后階段。目前，用人單位在招聘時越來越注重學生的專業(yè)基礎知識和實際動手能力，希望學生具有從事實際工作的能力和經歷，盡快適應工作需要。通過畢業(yè)設計，可以使學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能，進行工程設計、制造工藝設計和科學研究等工程師的基本訓練。我們從專業(yè)培養(yǎng)方案的要求和實習基地等實際條件出發(fā)，認真探索適合生物工程專業(yè)學生的畢業(yè)設計教學內容與教學過程等，并不斷進行改革實踐，真正實現(xiàn)提高學生綜合實踐能力的目的。
1畢業(yè)設計教學過程
本校生物工程專業(yè)2001年開始招生，畢業(yè)生授予工學學士學位。按照學院培養(yǎng)方案要求，生物工程專業(yè)旨在培養(yǎng)高級工程技術人才，所以，提高學生的理論知識運用能力和工程實踐能力的畢業(yè)設計在人才培養(yǎng)過程中就顯得尤為重要。畢業(yè)設計歷時20周，大四上學期4周，下學期16周。本校生物工程專業(yè)的主要方向是生物發(fā)酵，畢業(yè)設計工作也主要圍繞生物發(fā)酵展開。在學生大四上學期的后四周，教師開始下達畢業(yè)設計題目和任務書，學生進行畢業(yè)設計的前期準備工作，即進行文獻綜述，以鍛煉學生查閱文獻、閱讀文獻及提煉觀點的能力；進行外文文獻翻譯，提高學生專業(yè)英語水平。進入大四下學期，學生們將在教師指導下，完成工廠實習、工藝計算、工藝論證與設計等環(huán)節(jié)，最終完成整個畢業(yè)設計工作，參加畢業(yè)答辯，綜合訓練學生的解決工程實際問題的能力。
2畢業(yè)設計環(huán)節(jié)存在的問題
畢業(yè)設計是非常重要的教學環(huán)節(jié)是不言而喻的，但是現(xiàn)在的畢業(yè)設計卻存在著很多問題。首先，是畢業(yè)設計的選題問題。歷年的畢業(yè)設計，都曾經只是圍繞酒精發(fā)酵展開，生產工藝沒有大的改動，實習工廠多年未變。學生之間設計的主要區(qū)別在于生產產量、生產方法、以及不同的工藝段設計。彼此之間差別不大，就造成了同學之間，上下屆之間的相互抄襲。其次，是大四學生的時間分配問題。大四的學生基本處于兩種狀態(tài)，忙于考研和忙于找工作，畢業(yè)設計在學生的心里處于次要地位，因此，看似20周的時間，但學生實際用在畢業(yè)設計上的時間卻很少?？佳械耐瑢W基本在大四上學期是不進入畢業(yè)環(huán)節(jié)的，等到大四下學期開學，又開始準備復試或聯(lián)系調配等；忙于找工作的同學，自大四上學期的年底開始，準備資料，參加招聘會，用人單位面試等，簽訂三方協(xié)議后，又經常應用人單位的要求去實習數(shù)月，這樣，畢業(yè)設計的時間非常難于保證。再者，畢業(yè)設計監(jiān)管失效。畢業(yè)設計的進行，多數(shù)是在教師分配任務以后，學生獨立完成的。這就使得某些學生并不是獨立的完成畢業(yè)設計工作，而是照搬照抄其他同學的內容，老師檢查時，常出現(xiàn)兩份、有時甚至幾份雷同的現(xiàn)象。最后，是畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)。畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)問題的設置比較單一，常常停留在檢查學生上交材料是否正確上，而沒有深入挖掘學生是否自己獨立完成，是否對畢業(yè)設計關鍵內容有所掌握。畢業(yè)設計過程中出現(xiàn)的問題遠不止這些，但這幾點，我們認為是最主要的，解決了這些問題，才能真正鍛煉學生，達到畢業(yè)設計教學應有的目的。
3畢業(yè)設計教學的改革與實踐
面對畢業(yè)設計過程中出現(xiàn)的問題，我們采取了相應的應對措施，期待畢業(yè)設計教學真正起到相應的作用。首先，針對畢業(yè)設計選題比較單一的問題，各位指導教師不辭辛苦，多方開拓渠道，開辟新的實習基地，提出新的設計課題，在原有酒精發(fā)酵的基礎上，提出谷氨酸發(fā)酵、鏈霉素發(fā)酵、干擾素發(fā)酵、啤酒發(fā)酵等新課題，使畢業(yè)設計的選題日趨多樣化，學生可以根據自己的興趣愛好進行選擇。在每一個大課題下，又分為若干個子課題，真正做到一人一題。這樣，大大避免了由選題單一帶來的同學之間雷同，上下屆之間雷同的問題。其次，對學生畢業(yè)設計時間不能保證的問題，我們也采取了不同情況不同對待的措施。對考研的同學，在大四上學期的四周給予充分的理解，允許暫時不參與畢業(yè)設計的準備工作，相應時間調整到寒假期間。在選定指導教師的時候就達成此協(xié)議。參加考研的學生多數(shù)都是平時成績較好，有一定學習欲望的孩子，師生之間的理解與尊重，讓他們能夠按照約定在大四下學期開學前完成任務。開學之后，四月份是考研復試和面試的時間，根據考研學生的具體情況，為他們制作相應的畢業(yè)設計時間表，他們基本都能夠保質保量的完成設計任務。對找工作的同學，敦促他們在不參加招聘會的時間里，必須按時完成任務。指導教師每周安排工作匯報，檢查學生的畢業(yè)設計進度。對于外出實習的同學，與實習單位簽訂協(xié)議，請實習單位提供相應的畢業(yè)設計條件，有條件的單位還可以另立課題，指導學生進行與本學科相關的畢業(yè)設計工作。這樣，一方面解決了學生的就業(yè)問題，也解決了畢業(yè)設計問題。畢業(yè)設計學生的監(jiān)管一直存在問題，教師不可能全程陪同學生完成畢業(yè)設計工作。所以我們設定了指導教師每周的檢查，以及學院的定期檢查制度。期初設定期初教學檢查、開題報告等；期中設定學生自查與期中教學檢查，期末設定指導教師評閱、其他教師互評等環(huán)節(jié)，通過層層把關并完成畢業(yè)設計任務的學生，才能獲得參加畢業(yè)答辯的資格。畢業(yè)答辯環(huán)節(jié)，問題設置多樣化，全方位考察學生是否獨立完成、是否深入理解自己所進行的設計、對自己的設計材料是否真正融會貫通等。
4結語
通過對畢業(yè)設計過程的全面改革，生物工程專業(yè)的畢業(yè)設計取得了良好的教學效果，學生們真正得到了訓練。當然，新的問題還在不斷出現(xiàn)，在今后的教學過程中，還應根據實際情況不斷的加以完善。
作者：葛雅琨 張元新 單位：吉林化工學院 生物與食品工程學院
1生物工程技術減少污染物排放
在生產流程中,為了減少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技術,研制具有特別功能的“工程菌”或“工程細胞株”,例如,在農業(yè)領域使用生物農藥無毒、安全、無污染等;利用生物質能源能極大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化學反應,使生產過程能源、原料的消耗降低;綜上所述,生物工程技術對于生態(tài)環(huán)境保護意義重大。
2生物工程在環(huán)境監(jiān)測的應用
環(huán)境保護工作中的一個重要環(huán)節(jié)就是監(jiān)測環(huán)境污染,應用化學儀器分析以及生物監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測的重要方法?？梢岳没蚬こ碳夹g改造過的微生物、指示生物、生物芯片技術、生物傳感器技術、分子生物學等技術監(jiān)測環(huán)境污染。近年來,環(huán)境監(jiān)測也可以通過研究較多的有聚合酶式反應技術(PCR技術)、酶聯(lián)免疫吸附技術(ELISA)、核酸探針、生物傳感器、生物熒光方法等生物高新技術。土壤、沉積物、水樣等環(huán)境標本的細胞檢測可以通過PCR技術完成。水體中的BOD、酚、NO3、有機磷,以及大氣中的CO2、SO2、NOx的含量及濃度分析都可以用生物傳感技術測定。今后,由于其快速、靈敏、特異性強的特性,生物工程技術將在環(huán)境監(jiān)測中廣泛應用。
3生物工程在廢水處理中的應用
需要一個由多種方法組成的多層次處理系統(tǒng)將廢水中所含的多種污染物質處理。預處理多為物理方法,化學方法容易產生二次污染;利用生物的新陳代謝作用,對廢水中的污染物質進行轉化和穩(wěn)定,將廢水中污染物轉化為無毒、無害、穩(wěn)定的物質,這種方法就是利用生物工程措施在廢水凈化中的應用。固定化微生物技術。利用基因工程技術將一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些具有脫色菌、脫氮、脫磷等高效專性菌進行固定化后,菌體密度提高,這種技術應用于廢水處理,有利于提高生物反應器內微生物(尤其是特殊功能的微生物)的濃度,有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響,有利于反應后的固液分離,縮短處理所需的時間。生物反應器技術。在活性污泥中加入固定載和流動載體,以及好氧和厭氧固定膜的反應器,極大的增加了反應體系中的生物量和生物類群,運用發(fā)酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的發(fā)揮。此法處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單。生物強化處理技術。通過向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的濃度,增強對難降解有機物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對難降解有機物的去除效能。在水污染治理中的應用主要有:治理高濃度有機廢水;有毒、有害難降解污染物的治理;脫氮除磷等。
4應用生物工程技術處理固體廢棄
物固體垃圾處理通過物理的手段(如粉碎、壓縮、干燥、蒸發(fā)、焚燒等)或生物化學作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以縮小其體積、加速其自然凈化的過程。焚燒、填埋等常規(guī)處理方式不能從根本上解決污染問題,污泥直接焚燒的熱值過低,還要治理有害氣體、粉塵污染,污泥焚燒的一次性投資和運行成本過高,采用現(xiàn)代生物技術處理這些有機物,把有機廢棄物發(fā)酵成為有機肥或營養(yǎng)土去肥沃土地,再把植物變成食物,這是適應大自然自身規(guī)律的一種處理和循環(huán)利用方式。生物工程技術在消除白色污染方面意義重大,主要表現(xiàn)為:(1)通過基因工程技術可篩選優(yōu)勢微生物、構建高效降解菌,并通過發(fā)酵工程技術大量培養(yǎng),可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技術將能編碼降解蛋白的基因導入某一土壤微生物中,使他們共同發(fā)揮各自的功能和作用,迅速將塑料等白色污染物降解。
5應用生物工程治理大氣污染廢氣
的生物處理和空氣凈化是一種利用微生物吸附分解有機物能力和降解惡臭物質與有機廢物的方法,主要方法有生物洗滌、生物過濾、生物吸附法等。這些方法具有成本低、效率高、安全性好和無二次污染等優(yōu)點。
6應用生物工程治理土壤污染土壤污染
主要包括重金屬污染、農藥殘留、土壤板結等。我國土壤重金屬污染物主要來源于工業(yè)廢渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金屬是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人體健康。重金屬污染土壤生物修復技術包括植物修復和微生物修復。微生物修復的主要原理是用基因工程技術改造微生物、動物和植物等生物的功能,將重金屬吸附或轉化為無毒產物。另外,農業(yè)生產中,土壤之中有80%以上的農藥會殘留,主要污染物質是其中的磷、氯代烴等。運用現(xiàn)代微生物技術可以將這些有害物質分解為H2O和CO2等無毒無害或毒性較小的其他物質,不會對環(huán)境造成破壞。
作者：陳磊單位：長江大學生命科學學院
1植物遺傳工程
目前的植物基因工程可通過生物載體細胞注射、基因槍高速細胞子彈轟擊等技術向幾乎所有的植物輸入外來植物基因。以前導入植物體的外源基因只限于外源報告標記基因，抗卡那霉素和抗潮濕鏈霉素基因。最近已導人了BUR等抗除草劑基因、鑲嵌病毒外殼基因、雞蛋蛋白基因、豆血紅蛋白基因和谷酞胺酶合成基因。此外，抗病、抗蟲基因的導入也有所報道，對于控制單寧合成的酶基因已被克隆。目前關于植物—病原物相互關系的分子生物學研究主要著眼于病原物基因工程，即從病原菌中或植物本身克隆制備出致病基因與調節(jié)基因，以及獲得病原物的特異性DN段用于病原分類及病害檢測。自1986年首次獲得能抗煙草花葉病毒的轉基因煙草植株后，目前已利用基因工程獲得許多抗病毒植株，如抗花葉病毒首楷，抗花葉病毒黃瓜，抗X病毒和Y病毒馬鈴薯等。生物誘導廣泛應用于植物對真菌、病毒及類病毒、細菌等病原物抗性的誘導，在煙草、黃瓜、西瓜、甜菜、馬鈴薯、小麥、蘋果、番茄、棉花、水稻等諸多植物中已見報道。生物誘導包括:用非病原菌誘導，用異種病原菌誘導，用弱致病力菌株誘導，用熱殺死的病原菌誘導等方法，誘導對病原菌的抗性。生物技術創(chuàng)造了越來越多的基因植物，如消除了腐爛基因的耐貯存番茄，抗病蟲害長頸南瓜，抗蟲害轉基因土豆，抗棉鈴蟲棉花，抗白葉枯病轉基因水稻等等。植物細胞工程包括莖尖脫毒、快速繁殖、花藥、小抱子培養(yǎng)、染色體工程、單倍體育種、原生質體培養(yǎng)、細胞融合等技術。植物細胞融合技術可克服遠緣雜交中的不親和障礙，更加廣泛地組合起多種植物的優(yōu)良遺傳性狀，從而培養(yǎng)出理想的植物新品種。脫毒快速繁殖技術在經濟作物、花卉、果樹上應用效益顯著，快速繁殖成功的植物已有四百多種，其中甘蔗、菊花、康乃馨、草萄、蘭花等等已投入生產。在作物育種方面，用花藥培養(yǎng)和染色體工程育種等技術與常規(guī)育種技術結合的方法已培育出許多具有特殊抗性、耐性的優(yōu)良新品種，利用花藥培養(yǎng)技術獲得純合基因型已在小麥、水稻等谷類作物上廣泛應用。以原生質體培養(yǎng)再生植株方面，近幾年內取得了突飛猛進的進展。一些作物如赤豆、大豆、刀豆、棉花、油菜等重要經濟作物已成功地從原生質體再生成植株，特別是一直認為難以培養(yǎng)的禾谷類，如水稻、大麥、小麥、谷子、高粱的原生質體培養(yǎng)都已相繼突破。木本植物成功的例子也逐漸增加。藥用植物與真菌原生質體培養(yǎng)的進展也十分迅速。以上的成就，為利用原生質體的遺傳操作改良農作物打下了堅實的基礎。利用原生質體融合獲得體細胞雜種，最近又研究出了利用卡那霉素和潮濕鏈霉素的抗性互補來選擇雜種細胞的方法。中國在單倍體研究上一直處于國際領先水平，原生質體培養(yǎng)及細胞融合研究也趨于國際同類研究水平。
2動物遺傳工程
動物細胞培養(yǎng)中胚胎移植(ET)技術對提高動物的生產率和繁殖力有重要意義，世界范圍內已加以多方面的研究利用。ET技術已在兔、馬、豬、牛、羊等動物上相繼成功，但只有牛的ET技術達到了非手術利用階段，所以牛胚胎移植進入商品化，在美國、加拿大、日本等國推廣較大。日本已利用ET技術擴繁可提供精子用于人工授精的種公牛，1992年全日本的奶公牛有8。%以Erf分娩育成。通過ET技術可使母牛分娩雙胞胎或多胞胎，這種一胚多產的核移技術在日本已獲成功。中國的單克隆抗體研究始于八十年代，至今已研制成功幾干種單克隆抗體應用于畜禽疫病。在禽畜的性狀選擇育種上，采用DNA指紋鑒定技術識別DN段可加速選擇過程。微生物工程的微生物農業(yè)和微生物開發(fā)，部分解決了養(yǎng)殖業(yè)的飼料問題。用微生物發(fā)酵生產單細胞蛋白飼料，在前蘇聯(lián)年產量約為130萬噸，美國年產80萬噸;以米糠為基礎，添加含桿菌、鏈球菌、酵母菌等微生物作為飼料添加劑喂養(yǎng)豬、牛、雞，能夠分解禽畜糞中的有害氣體，減少環(huán)境污染，提高飼料吸收率，提高肉、奶產量。此外，近年來通過生物技術在食用菌的遺傳育種學上獲得了廣泛的重視。通過原生質體培養(yǎng)，用PEG法和電場誘導法為誘導突變體和遠緣雜交開辟了一條新的途徑，涉及的菇種有香菇、平菇、金針菇、木耳、草菇等。
3生物固氮
菌根菌對植物生育的促進作用近年來逐年受到關注。菌根菌的菌絲可以幫助作物根毛吸收范圍更大的土體中的移動速度緩慢的磷酸鹽離子和鉀離子。VA菌根菌不但可以改善土壤環(huán)境，促進作物對養(yǎng)分的吸收，而且對抗御作物的某些土傳性真菌病害具有十分重要的作用。VA菌根真菌與根瘤菌雙接種對綠豆、蠶豆、花生、大豆等作物具有良好的生長效應。科學家對豆科植物-一根瘤菌共生固氮的研究從經典的生態(tài)學、生理學和遺傳學研究步入了分子生物學領域。在根瘤菌方面，已確認有結瘤和固氮兩個基因組參與完成共生固氮作用。
4生物防治
由于地球環(huán)境日益惡化，生物防治植物病蟲害的方法受到重視，生物防治包括天敵防治和微生物制劑防治。微生物制劑包括細菌制劑、病毒制劑和真菌制劑。細菌制劑以蘇云金桿菌(BT)為主。現(xiàn)在全世界已有60多種BT制劑工業(yè)化商品，能有效防治150多種鱗翅目害蟲，年產量達8000噸左右。BT殺蟲劑與其它微生物農藥相比，具有選擇性高、混用性強、毒力強、速效、無污染等優(yōu)點，因而廣受歡迎。植物細菌殺菌劑是以放線菌類的鏈霉菌屬為基礎制成的，防治菜豆、大豆和其它作物的細菌病害，可使細菌病害感染率下降7%。目前正進行基因篩選組合，以制出廣譜新菌種，獲得BT基因導入植株中培養(yǎng)出抗病蟲植株。利用目前的優(yōu)良菌種，培育出不產芽抱，只產晶體的高效菌株是正在開發(fā)的新技術。病毒生物制劑是以核型多角體病毒(NPV)的顆粒體病毒為基礎制成的，目前已生產出防治甘藍夜蛾、棉鈴蟲、黃地老虎、美國白蛾等害蟲的病毒制劑。真菌生物制劑中有蠟蟻輪枝菌制劑用于防治溫室白粉虱;白僵菌制劑防治馬鈴薯甲蟲和溫室煙薊馬;座殼抱菌制劑防治黃瓜溫室白粉虱;木霉菌制劑防治根腐及其它植物病害;單端抱霉素防治黃瓜白粉病;腔蠢盤抱劑防治白粉病等。隨著生物技術的發(fā)展，農業(yè)對生物技術日見倚重，到2000年，運用生物技術和其它增產措施將占世界糧食增產的5/6，農業(yè)中出現(xiàn)的問題最終也將由生物工程來解決。
一、傳統(tǒng)教育理念的制約性
教師的教學理念是教師對教育、教學、學習及學生相關概念的看法。教師的教學理念直接決定教師教學行為和教學效果。中國教育長期以來受傳統(tǒng)觀念影響很深，尤其是受應試教育觀念的影響很深。。應試型教育在教育觀念、教學模式、教學方法、內容和考試方式上都嚴重制約著學生的發(fā)展，制約著教育的發(fā)展，不適應市場經濟發(fā)展的需要。傳統(tǒng)教育在教育觀念上以知識為本，立足于灌輸知識，不考慮學生的接受能力，不注意培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性。教學方法上填鴨式教學，上課好像教師在唱“獨角戲”，或激昂或沉悶，學生要么混混欲睡，要么被動接受知識，缺乏思考，逐漸喪失發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力，制約了學生學習的主動性。教學內容有很多地方繁、難、偏、舊，考試方式上以一次性記憶的內容為主，一次考試定成績，影響學生綜合素質的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教育已經嚴重制約了生物工程專業(yè)教學的發(fā)展，這將必然影響到支柱產業(yè)人才的培養(yǎng)。因此，生物工程專業(yè)的老師必須改變傳統(tǒng)的教育觀念，樹立新的教育理念。
二、現(xiàn)代教育理念指導下教學方法的改進
針對傳統(tǒng)教育在生物工程教學中的制約性，綜合生物工程課程的特點，通過三年的實踐教學，從教學模式、教學方法、教學內容等多個方面對課程教學進行了一系列探索。
1．以學生為本，采用雙主體教學模式
郭思樂教授認為，教育必須適應學生，而不能讓學生去適應教育?，F(xiàn)代教育理念認為教學活動由教師、學生和教學內容三部分組成，教學活動是教師和學生共同進行的一種活動，教師是教學活動的主體，學生也是教學活動的主體。只有充分發(fā)揮二者的共同作用，充分調動學生積極性才能達到良好的教學效果。為了讓教育適應學生，我們一改傳統(tǒng)的“填鴨式”教學，采取雙主體教學，把學生升到主體地位。在課堂中以“大”朋友的身份與學生相處，保持師生地位的平等性。為學生創(chuàng)設融洽、和諧的課堂氣氛，尊重、鼓勵學生，引導學生共同探討，給學生提供充分表現(xiàn)的機會，讓每一個學生自由地發(fā)揮自我能動性，培養(yǎng)他們的自主學習意識和能力，讓學生在輕松愉快的情境中獲得知識。實行賞識教育，用“放大鏡”去尋找發(fā)現(xiàn)學生身上哪怕是細微的發(fā)光點，充分凋動學生學習積極性。教會學生獲取知識的方法，“授之以魚，不如授之以漁”。雙主體教學，以學生為本，立足于學生的接受能力與學生的需求，讓學生成為學習知識的主人，快樂地學習，有助于提高學生的整體素質。
2．立足學生，優(yōu)化教學內容
目前的生物技術發(fā)展迅速，新技術、新方法層出不窮，講課不可能面面俱到，應根據學生現(xiàn)有的專業(yè)基礎和畢業(yè)走向對講課內容進行適當?shù)恼{整。根據需要我們合并了酶工程和蛋白質工程，把生物工程概論分成緒論、基因工程、酶工程(蛋白質工程)、細胞工程、發(fā)酵工程和生物安全性6個專題。重點講述緒論、基因工程和發(fā)酵工程。緒論是一門課的開門曲，也是內容的概括。一門課講的成功與否緒論起著至關重要的作用，精彩的緒論可以激發(fā)學生對該門課程的學習興趣?；蚬こ淌巧锕こ痰暮诵?，任何工程的發(fā)展都離不開基因工程?；蚬こ虡酥局F(xiàn)代生物技術的到來，有了它人們才能根據自己的意愿改造生物，得到對人類有用的產品?；蚬こ痰镊攘υ谟凇爸挥邢氩坏降?，沒有做不到的”。將來我們的學生有90％以上要考研究生，基因工程是學生將來做科研的一項必須基本功。發(fā)酵工程是生物工程的終端，幾乎所有的工程想得到目的產物都離不開發(fā)酵工程，而且發(fā)酵工程對學生將來的工作也有很大幫助。把“生物技術是柄雙刃劍”的思想始終貫穿全課程，教育學生樹立良好的職業(yè)道德，堅持做對人類有益的事情?；蚬こ痰暮诵牡匚回灤└鱾€專題，除掉教科書中偏、難、繁、舊的內容，及時給學生補充國內外研究進展，保證了教學內容的開放性和信息化。對于有爭議的問題，擺出各種觀點讓學生自己去分析，鼓勵學生提出自己的觀點而不是把教師的觀點強加給學生，在教學過程中培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。
3．因材施教，選擇多樣化的教學方法
生物工程是由多學科綜合而成的一門新學科，不同工程的操作對象和操作技術各不相同，因而，應針對不同的章節(jié)采用不同的教學方法。每次課設置不同的導入方式，緊緊抓住學生的好奇心。緒論中用大量生動的圖片展示國內外研究進展，如含有疫苗的轉基因西紅柿、轉基因豬、黃金米(轉有胡蘿卜素基因的大米)、藍玫瑰、熒光魚等抓住學生好奇心，總結出什么是生物工程；以生動實例講述生物工程在各領域的應用以激發(fā)學生對該課程的興趣。在講述基因工程章節(jié)時，用flash的方式講解演示什么是基因工程、酶切、連接、轉化、篩選等步驟，把復雜抽象的內容直觀化、形象化；把基因工程和建筑工程、模特從巴黎訂表演服裝過程進行類比，幽默風趣淺顯易懂；還以各大高校的研究進展為例講述各個步驟所涉及到的方法。講細胞工程時從學生熟知的電影《生化危機》中的克隆人引入，以克隆一個希特勒為例講述動物克隆的整個過程l告訴學生十二生肖中已有一半以上成功克隆，放出憨態(tài)可掬的克隆動物的照片；把細胞工程涉及的方法和日常生活中常見的例子作類比，把細胞拆合同生活中男生拆裝鬧鐘作類比，學生個個興趣盎然。講發(fā)酵工程時由學生常見的實驗室用搖床培養(yǎng)微生物引入，工業(yè)化生產時從成本考慮廠家不可能買許多占地面積大、價格昂貴的搖床，而必須有專門培養(yǎng)微生物的裝置發(fā)酵罐；把發(fā)酵罐各單元做成flash，講到某一個地方就把它拿出來用一下，直觀方便；讓學生根據已有知識，自己設計實驗篩選抗重金屬的細菌、降解木質素的菌、降解蛋白的菌。培養(yǎng)學生設計實驗和動手操作的能力，既使學生學以致用，又激發(fā)了學生的學習興趣。講到酶工程讓學生分組討論天然酶的優(yōu)缺點，講到生物安全性，讓學生自己查資料，分成正反方進行辯論，最后由老師總結。我們還嘗試過讓學生分組查資料，把感興趣的內容做成課件，拿到課堂上一起分享，既鍛煉了制作課件的能力，又提高了學生開口講的膽量，還培養(yǎng)了學生團隊合作精神。此外，我們還嘗試過讓學生對自己感興趣的內容查資料寫論文，結果顯示學生論文格式規(guī)范，每人的偏重點都不同，為將來論文撰寫打下基礎。課程結束時讓學生對教師的教學方式進行評價，提出好的意見和建議以備改進。
4．信息化教育，采用現(xiàn)代教育技術手段
教育信息化是指在教育領域全面深入地運用現(xiàn)代信息技術來促進教育改革與發(fā)展的過程。生物工程概論內容多、概念抽象、知識的融合面廣，要將新技術和新的理論研究成果充實到教學內容中，單靠傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”顯然無法滿足現(xiàn)代教學需要。傳統(tǒng)的教學中，老師費時費力，學生費勁，教學效果差。多媒體可借助文字、圖像、動畫和聲音相結合的方法來傳遞信息，為解決生物工程專業(yè)內容抽象難懂提供了一種非常有效的教學手段。生物工程概論內容多，課時相對較少，在教課過程中使用了多媒體輔助教學，節(jié)省了部分板書的時間，在短時間內向學生傳遞大量的信息。制作課件前，查閱大量的外文資料，獲得了許多精美的圖片和資料，如利用網絡下載了大量的flash動畫、視頻和色彩豐富的實例圖片，自己動手剪輯了部分影音資料。課件制作過程中精心設計每張幻燈片，合理插入圖片、動畫和影音資料，力求文字精練、重點突出、層次分明、趣味性強。把復雜的工藝過程繪成流程圖，內容條理清楚，系統(tǒng)性強。通過多媒體的使用，將抽象內容直觀化、具體化、形象易懂，加上教師幽默的談吐，使學生在一個輕松活躍的氛圍內了解相關知識，達到開拓眼界，拓寬知識面的目的。這樣做不僅有助于學生對所學知識的理解，提高了學生的接受能力，而且有助于培養(yǎng)專業(yè)興趣。
5．個性化教育，改革考核方式，注重能力培養(yǎng)
每個學生性格、特長各不相同，根據學生的不同特點采用不同的教學方法和成績評定方法，加強素質培養(yǎng)。以不同的教學方法使學生發(fā)揮各自特長、充分展現(xiàn)自己的風采，在增加學生自信心的同時培養(yǎng)了學生實驗設計、動手操作、課件制作、演講、辯論等方面的能力，激發(fā)學生學習興趣。創(chuàng)造性是新經濟時代人才必備的基本素質。缺乏創(chuàng)造能力的大學生不可能在新經濟社會里有所作為。通過表揚和加分的方式鼓勵學生的創(chuàng)新性，把實驗設計、動手能力、查閱文獻、論文寫作、制作課件、課堂表現(xiàn)和辯論成績都納入成績總評，對學生的能力作綜合評價。從過去考查記憶性、認知性的知識轉變?yōu)榭疾閷W生的學習能力、分析能力、理解能力、創(chuàng)新能力。在現(xiàn)代教育理念指導下，在不斷與學生交流的基礎上對教學方法進行了一系列改進。學校舉行的學生評教結果顯示，三年來學生對本課程的滿意度都是平均95分，在學院排名位于前列。實踐證明，通過生物工程概論的學習，激發(fā)了學生對生物工程的興趣，鍛煉了學生設計實驗的思路，提高了動手能力和制作課件、查閱文獻及論文撰寫能力，培養(yǎng)了團隊協(xié)作精神，使學生的整體素質得到了提升。
摘要：通過優(yōu)化生物工程專業(yè)分析教學內容，改進教學方法，加強實踐教學，旨在提高生物工程專業(yè)分析課程教學質量，從而培養(yǎng)更多生物工程領域的高層次應用型人才。
關鍵詞：生物工程專業(yè)分析；教學內容；教學方法
“生物工程專業(yè)分析”是生物工程專業(yè)大學生必須學習和掌握的一門專業(yè)工具課，也是一門實踐性很強的專業(yè)基礎課，并且是學生將來從事科學研究或生產技術工作必須掌握和具備的技能。湖北工業(yè)大學生物工程專業(yè)為國家特色和湖北省品牌專業(yè)，如何根據湖北工業(yè)大學生物工程專業(yè)特色合理構筑理論和實踐知識結構，為學生今后繼續(xù)深造或走上工作崗位奠定堅實的基礎是本課程的重難點。筆者對“生物工程專業(yè)分析”的理論與實踐教學體系、教學手段與方法等方面進行了一些改革嘗試，希望能與同行老師進行有益的交流探討，提高教學質量。
一、精選教學內容，構建合理的課程體系
生物工程專業(yè)分析內容繁雜，包括各種分析方法和分析儀器的原理及應用。根據生物工程專業(yè)分析課程特點及我校多年教學科研經驗，將生物工程專業(yè)分析大綱分為13個章節(jié)：第一章，生物工程專業(yè)分析概述，包括物理化學分析及儀器分析方法的概述，樣品的采集、制備、保存和預處理，樣品分析的誤差與數(shù)據處理等內容，講解力求深入淺出，聯(lián)系實際，以激發(fā)學生的學習興趣。第二章，物理檢測法，包括密度與相對密度法、折光法與旋光法原理介紹，講解旋光檢測法時利用動畫效果能使學生更快更直接地理解旋光檢測原理。第三章，水分的測定方法，包括干燥法、蒸餾法、卡爾費休法，講解時注意比較三種方法的適用范圍。第四章，酸類物質的測定，內容包括總酸度的測定、揮發(fā)酸的測定、pH的測定，其中有機酸的分離與測定做簡單講解引導學生自學。第五章，碳水化合物的測定，重點講解還原糖的測定，比較堿性銅鹽法、高錳酸鉀滴定法、薩氏法三種方法原理及適用范圍的異同。總糖、淀粉、纖維、果膠物質的測定做簡單講解。第六章，蛋白質與氨基酸的測定，本章重點講解凱氏定氮法的原理及應用，介紹蛋白質快速測定法（雙縮脲法、紫外分光光度法、染料結合法、水楊酸比色法）的原理，簡單介紹氨基酸分離與測定的原理。第七章，脂類的測定，內容包括索氏提取法、酸水解法、氯仿—甲醇提取法、羅紫-哥特里法、巴布科克法和蓋勃法，講解時注意比較各種方法的適用范圍及應用原理[1，2]。第八章，紫外吸收光譜分析法，重點講解紫外吸收光譜基本原理，介紹紫外可見分光光度計與紫外吸收光譜的應用。第九章，原子吸收光譜分析法，內容包括原子吸收光譜分析基本原理，原子吸收分光光度儀，原子吸收光譜定量分析方法，原子吸收光譜操作條件選擇與應用。第十章，紅外吸收光譜分析法，內容包括紅外光譜基本原理，紅外光譜與分子結構，紅外光譜儀，紅外圖譜解析，激光拉曼光譜，其中紅外圖譜解析及激光拉曼光譜做簡單介紹引導學生自學。第十一章，質譜分析法，本章重點講解質譜分析法的基本原理與質譜儀，介紹離子峰的主要類型與有機分子裂解類型，引導學生自學質譜圖與結構解析，色譜與質譜聯(lián)用技術。第十二章，氣相色譜分析法，內容包括氣相色譜的基本原理，氣相色譜固定相及其選擇，氣相色譜檢測器，分離與操作條件選擇，氣相色譜分析法的應用與毛細管色譜法，重點講解氣相色譜原理及應用，毛細管色譜法引導學生自學。第十三章，高效液相色譜法，內容包括高效液相色譜的原理及特點，主要分離類型，固定相與流動相，影響分離的因素與操作條件選擇，離子色譜法，超臨界流體色譜，其中離子色譜法與超臨界流體色譜做簡單介紹[3]。通過這些內容的學習，使學生系統(tǒng)掌握生物工程分析中各種分析方法的原理及應用。某種成分的檢測往往有多種方法，因此分析方法的選擇是本課程貫穿始終的內容，教學中應注意比較各種方法的異同，通過大量實例讓學生掌握各種分析方法的應用[4]。
二、充分利用多媒體教學
大部分高校目前雖已廣泛采用多媒體教學，但教師們多利用多媒體展示圖片與文字。在生物工程專業(yè)分析課件中，可充分利用動畫教學。如在講解旋光法的原理時，利用動畫教學，可以形象直觀地展示偏振光的產生以及光活性物質使偏振光發(fā)生偏轉的現(xiàn)象。與小型分析儀器（pH計、折光儀、旋光儀等）相比大型分析儀器（質譜分析儀、原子吸收分析儀、紅外分析儀、氣相色譜分析儀、液相色譜分析儀等）的工作原理理解起來更為抽象，充分利用動畫效果可使抽象的原理形象化。如質譜分析法中，利用四級桿質譜儀原理的動畫效果能使學生直觀感受到質譜儀的工作原理；原子吸收分析法中，管式石墨爐原子化器、火焰原子化器、空心陰極燈、霧化器、原子吸收分光光度計的工作原理均可由動畫效果展示；氣相色譜分析法中，傳質阻力項、兩項分配、氫火焰離子化檢測器、熱導檢測器、色譜分離、色譜流出曲線、分子擴散、渦流擴散的原理可利用動畫效果展示等。筆者發(fā)現(xiàn)在理論講解中融入動畫效果會讓學生經歷豁然開朗的頓悟體驗，使學生能更深入理解各種分析儀器的工作原理。
三、總結討論式教學
生物工程專業(yè)分析課程涉及各種分析方法及儀器的原理與使用，如還原糖含量測定堿性銅鹽法分為直接滴定法、高錳酸鉀法、薩氏法，這三種方法的異同如果由老師總結好直接在課件中呈現(xiàn)給學生，學生不一定印象深刻。但是以作業(yè)的形式布置給同學們，讓學生自己總結，能收到更好的教學效果。在講解樣品分析的誤差與數(shù)據處理內容時，關于格魯布斯法、Q值檢測法可結合實例講述，輔以具體案例讓學生親自計算。相對密度測定方法中，關于校正值的加減講解完原理后以實例讓學生現(xiàn)學現(xiàn)用加深印象。水蒸氣蒸餾法測總揮發(fā)酸原理，有些學生聽完老師講解后不能完全理解，可讓學生下課后自行查找資料，等下次課時提問并讓學生回答，最后老師再進行總結。引導學生對每節(jié)課的重點內容進行歸納總結。這樣安排不僅可以督促同學們查閱更多資料將不清楚的知識點弄明白，也鍛煉了學生的表達溝通能力。
四、生物工程專業(yè)分析課程網站建設
積極建立生物工程專業(yè)分析課程網站，課程網站內容包括教學大綱、理論及實驗教學課件、資料習題、下載專區(qū)、友情鏈接等模塊。學生在上課前下載教學課件預習，可有效提高學習效率。資料與習題模塊提供了與課程相關資料與習題下載，學生通過學習課外資料可拓寬知識面，習題下載不僅節(jié)省了課堂教學時間而且習題訓練能鞏固課堂知識、加深學生對課堂知識的理解。友情鏈接模塊提供了國內外其他高校生物工程專業(yè)分析精品課程，國內外生物學知名網站、期刊鏈接，學生可根據自身需要瀏覽各大網站拓寬視野。
五、加強實踐教學環(huán)節(jié)
生物工程專業(yè)分析實驗教學環(huán)節(jié)與理論教學相呼應安排八個實驗，分別是：實驗一，甘露醇注射液中甘露醇含量的測定，味精成品純度的測定；實驗二，白酒總酸度及pH的測定；實驗三，利用直接滴定法測定還原糖的含量；實驗四，考馬斯亮藍法測定蛋白質含量；實驗五，紅外光譜分析法測定有機化合物的結構；實驗六，白酒芳香成分氣相色譜分析；實驗七，黃曲霉毒素降解率檢測；實驗八，利用原子吸收色譜測定銅離子濃度。這八個實驗分別涉及折光計與旋光計、pH計、直接滴定法、紫外分光光度計、紅外色譜分析法、氣相色譜法、液相色譜法、原子吸收色譜法的應用。生物工程專業(yè)分析實驗基本囊括了生物工程專業(yè)主要分析方法及儀器的使用，通過實驗教學環(huán)節(jié)使學生理解與掌握主要分析方法及大型分析儀器的工作原理及應用。生物工程專業(yè)分析實驗課程的教學目的是讓學生掌握合理設計實驗、操作儀器、科學分析實驗結果的方法，因此實驗教學應鼓勵學生獨立設計完成實驗，實驗課前不要將實驗講義直接呈現(xiàn)給學生，而應讓學生在預習實驗報告中親自設計實驗方案，實驗課上老師講解實驗方案時學生可收獲更多。實驗過程中為學生們創(chuàng)造獨立操作空間，不干涉學生的實驗安排及操作，對實驗中的各種問題僅作引導與答疑，盡可能讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學生勤于思考積極動手的習慣。實驗課后認真批改實驗報告并及時將實驗中的各種問題反饋給學生。鼓勵學生走進實驗室，跟隨導師做課題研究，參與導師課題，讓學生學以致用，不僅鞏固了教學效果，也鍛煉了學生的實踐動手能力。
六、考核方法的改革
生物工程專業(yè)分析課程學習，以筆試作為主要考核方式不能真實反映學生對教學內容掌握程度。課堂表現(xiàn)、實驗表現(xiàn)及作業(yè)完成情況都應作為最終成績的一部分，本課程成績組成為：平時成績20%，卷面成績50%，實驗成績30%，通過合理的考核方式，使學生重視課堂表現(xiàn)與實踐環(huán)節(jié)。對于跟隨導師做課題并取得成績（發(fā)表文章、申請專利等）的學生，給予一定精神及物質上的獎勵。
七、結語
湖北工業(yè)大學在生物工程專業(yè)分析課程教學內容優(yōu)化，教學方法改進，實踐教學能力培養(yǎng)，課程網站建設、考核方式改進等方面做了一些教學改革的嘗試，加深了學生對專業(yè)知識的理解，培養(yǎng)了學生良好的思考與動手能力，并得到了學生的好評。但是課程教學改革是一項系統(tǒng)工程，任重而道遠，必須不斷探索實踐創(chuàng)新總結，才能將生物工程專業(yè)分析教學開展得更有生氣，為國家培養(yǎng)更多的高層次應用型人才。
作者：杜馨 王常高 林建國 代俊 蔡俊 單位：湖北工業(yè)大學生物工程學院
摘要:為培養(yǎng)適應產業(yè)化的生物工程專業(yè)人才，進行了一系列的理論探索和實踐，主要措施有:完善生物工程專業(yè)建設體系;制定體現(xiàn)學生個性化的培養(yǎng)與教學計劃;提高專業(yè)師資隊伍教學與科研水平;加強實踐教學環(huán)節(jié)與SRTP訓練;改革教學方法和教學手段等，并取得了較好的成果，對同類專業(yè)的建設與發(fā)展具有一定的借鑒作用和推廣應用價值。
關鍵詞:生物工程;SRTP訓練;實踐教學;課程體系
為適應湖南省經濟的發(fā)展，我校于2002年開始籌建生物工程專業(yè)，2003年開始招收本科專業(yè)。經過十年的專業(yè)建設，本專業(yè)本科生培養(yǎng)方案逐漸成熟，形成了理工交叉、工科特色突出，厚基礎、寬口徑，適應湖南省經濟發(fā)展的一套生物工程本科專業(yè)培養(yǎng)體系。
1專業(yè)培養(yǎng)目標定位
1．1學科定位
生物工程專業(yè)是工科辦學專業(yè)，或者說是側重工科、工管理結合的復合型專業(yè)，以培養(yǎng)應用型、產業(yè)化人才為主。
1．2培養(yǎng)目標
我們的培養(yǎng)目標是:使學生成為既掌握生物科學的基礎理論知識，又具有工程科學背景的復合型人才。通過對生物工程基本原理學習、實驗技能訓練、工廠實習及參加科學研究等多種現(xiàn)代教學手段，為學生的進一步深造或到相關科研單位和企事業(yè)單位從事科學研究、工程設計或經營管理打下堅實的基礎。
2專業(yè)建設具體實踐
2．1完善生物工程專業(yè)建設體系
十幾年來我們十分重視專業(yè)教學計劃的設置與修訂，基本上每年修改或重編一次教學大綱、培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案是根據學科發(fā)展，以構建教學研究型大學人才培養(yǎng)體系為目標，在聽取廣大教師與學生特別是高年級學生意見的基礎上，經專業(yè)教學小組及系、院教學委員會討論后精心制定的。生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標明確，有特色、有措施。培養(yǎng)模式及課程體系設置圍繞“突出具有工程知識背景，又掌握一定的生物科學與技術知識”這兩個基本出發(fā)點。實踐證明，這一專業(yè)人才培養(yǎng)目標是與社會需求相吻合的。
2．2制定體現(xiàn)學生個性化的培養(yǎng)與教學計劃
本專業(yè)人才培養(yǎng)方案目標明確，充分考慮了生物工程學科發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，制定了加強基礎、拓寬知識、素質能力協(xié)調發(fā)展的目標。要求學生通過基礎及專業(yè)知識的學習，使畢業(yè)生具有對新資源、新產品、新工藝的研究開發(fā)、工廠工藝設計、組織生產生物工程產品的實際工作能力，樹立國際競爭意識和較強的國際競爭能力。2013級培養(yǎng)方案與2010級相比，具有較大的改變，在總學分下降8分的情況下，選修學分反而提高了4．5分，使選修課程的學分與總學分的比例從18%提高到近22%。通過學分的調整，給本專業(yè)學生提供了較大的自由選擇課程的空間，培養(yǎng)學生學會自主學習意識和自主學習的能力。專業(yè)選修課的設置，以前開設課程較少，專業(yè)方向單一，特色不明顯，通過近5年來不斷對選修課程進行整合，到2013級為止，新增了8門選修課程，并將選修課分類成2組研究方向，如生物化學工程、生物制藥，極大地拓寬了學生的選課自由度，使他們能充分按自已的個性發(fā)展［4］。
2．3提高專業(yè)師資隊伍教學與科研水平
科研是源，教學是流，教師積極參加科學研究工作，有利于提高自身的學術水平和教學水平，并能及時將學科前沿知識向教學內容滲透，向學生傳遞最新的科學信息，從而提高學生的學習興趣和積極性。長期以來我們十分重視專業(yè)師資隊伍建設，在國內大環(huán)境下，積極創(chuàng)造條件改善師資隊伍結構，以適應生物工程專業(yè)學科發(fā)展與教學需求;通過引進、送出去培養(yǎng)等方式提高專業(yè)師資隊伍。生物工程系的學科隊伍是一支基礎理論扎實、實踐經驗豐富、知識結構合理的隊伍，同時也是一支富有合作精神、年富力強、戰(zhàn)斗力強的隊伍。目前生物工程系現(xiàn)有教職工10人，其中教授2名，副教授4名，教學、科研隊伍中具有博士學位的教師已高達90%，平均年齡為41歲。生物工程系十分注重基礎研究和應用基礎研究。近10年來，先后承擔了國家自然科學基金項目3項、國家973項目1項、863項目1項、“十五”國家科技攻關項目1項，以及一批省部級基金、攻關和重大橫向項目等。近3年來100余篇，其中SCI、EI收錄20余篇，獲發(fā)明或實用新型專利8項。
2．4加強實踐教學環(huán)節(jié)與SRTP訓練
2．4．1實踐教學
實踐教學是整個大學教育中一個非常重要的環(huán)節(jié)。它能培養(yǎng)學生獨立組織、完成實驗的能力及嚴肅認真的工作作風和實事求是的科學態(tài)度，從而為畢業(yè)后從事科學研究和解決工程實際問題打好基礎。生物工程專業(yè)實踐教學管理規(guī)范，嚴格按照學校制定的規(guī)章制度;在課程、實驗、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)的設置上，充分考慮到對本專業(yè)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)。為了加深對課堂教學內容的理解，讓學生切實了解和體驗到整個生產過程，達到實習教學效果。專業(yè)制定了符合本專業(yè)特點的生產實習與認識實習的大綱。在實習前，由學院統(tǒng)一安排所有專業(yè)的實習時間、內容、要求等。實習指導教師按大綱制定出詳細完善的實習計劃，對實習的目的、要求、內容、考核、紀律等都作明確的規(guī)定。在每次聯(lián)系實習時提交給實習工廠，以使實習按計劃進行。實習結束后，教師提交實習小結，學生提交實習紀錄本。
2．4．2專業(yè)實驗教學
生物工程實驗室設備精良，能夠滿足專業(yè)教學需求。專業(yè)實驗教學人員力量強，在帶好常規(guī)教學實驗外，注重專業(yè)實驗室建設。認真制定實驗方案，加強對學生的引導，使學生通過專業(yè)實驗對本專業(yè)有更深刻的了解，通過專業(yè)實驗鍛煉學生獨立分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學生的學習熱情。實驗室目前共開出專業(yè)實驗8個，均為綜合性實驗。對學生開出的所有實驗課程均有實驗指導書，并根據學科發(fā)展的需要對實驗內容進行不斷補充和改革［5］。
2．4．3SRTP訓練
我校針對二、三年級學生推出的大學生科研究訓練計劃(SRTP)，給學生提供了參與科研訓練的機會。從第二期開始至第七期專業(yè)教師和學生共立SRTP項目15項，據不完全統(tǒng)計有40名以上學生參加該項訓練。學生參與各類課外活動積極性高，近年來獲得校級及以上獎2項，4篇。我們采取的舉措有:1)安排學生參與到本系的科研中鍛煉，邀請本科生參加研究組的的專題學術研究討論會。2)在一些專業(yè)課中布置大型作業(yè)，經過教師的評閱后，在課堂上由教師或學生本人作報告，教師組織同學點評與討論，由此提高學生的文獻檢索與閱讀能力，提高文獻綜述和表達能力，營造一種以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主體的學習氛圍。3)實驗室對本科生全天候開放，平時可以在教師或研究生的指導協(xié)助下做實驗，培養(yǎng)動手能力。
2．5改革教學方法和教學手段
為了進一步提高教學信息化水平，促進教學手段的現(xiàn)代化，提高課堂教學效率。針對目前專業(yè)課程學時少內容多的矛盾，生物工程專業(yè)對現(xiàn)有課程的教學方法、模式、手段進行改革、以適應信息時代對教育創(chuàng)新的要求。經過幾年的努力，生物工程專業(yè)開設的專業(yè)基礎課和專業(yè)課程，運用多媒體教學的課程已經達到100%，其中討論課、工程設計課、網絡教學及雙語教學課達到3門。
2．6加強畢業(yè)設計階段的管理
我院對畢業(yè)環(huán)節(jié)非常重視，首先在選題上要求更多注重前沿性、實用性與創(chuàng)新性。根據選題原則，先各自上報論文題目及容納學生數(shù)，再由學生自由選擇填報，在畢業(yè)論文(設計)前一學期落實到學生，以便學生提前作好準備。近3年來，學生選做的畢業(yè)論文題目95%結合課題或生產實際，部分與SRTP項目、實驗室建設、課程建設結合。在每年的畢業(yè)論文進行過程中，學院督導組隨機抽查5%～10%的學生，著重檢查學生是否按照學校和學院關于畢業(yè)論文(設計)工作條例進行工作，如完成文獻綜述、工作進度、存在的問題及指導教師情況。后期論文撰寫答辯，各專業(yè)制定統(tǒng)一評分標準，對學生的研究水平、獨立完成工作能力等進行考核。今年學院還專門下達了文件，采取了一系列有力措施。鑒于院、系管理到位，近5年來，生物工程專業(yè)學生的畢業(yè)論文，在論文復評中沒有出現(xiàn)不符合原等級的論文。
3專業(yè)建設的體會與討論
經過十年來的建設，生物工程專業(yè)已逐步形成鮮明的辦學特色。畢業(yè)生培養(yǎng)質量顯著提高，體會如下:
3．1突出過程工程背景的培養(yǎng)模式
生物工程專業(yè)與生物科學、生物技術明顯差異在于生物工程更強調工程概念，必需培養(yǎng)學生理解與掌握“過程工程”的基本理論與方法，這是培養(yǎng)具有工程知識背景人才的基本點。因此，我們必須圍繞這個基本點來制訂生物工程學科的發(fā)展規(guī)劃，制定培養(yǎng)方案，通過一定的方式和手段落實教學計劃。十幾年來的教學實踐改革證明，堅持這一方針符合生物工程學科的發(fā)展趨勢，也與當前社會需求相吻合［6］。
3．2高水平科研工作是教學與教研的基礎
及時將前沿性科研成果引入課堂和教材中是提升專業(yè)教育水平的重要途徑之一，而實現(xiàn)此過程的關鍵是建立一支高水平的教師隊伍。我們長期堅持安排有科研經驗的教師擔任相近課程的主講教授。加強對年青教師的培養(yǎng)，健全教師培訓機制，同時，利用我校多學科優(yōu)勢，注重學科間的交叉滲透，對于進一步增強科研活力、開辟新的課題或研究方向、促進本科教學水平的提高具有十分重要的意義。另一方面始終安排高水平的教師活躍在教學一線，將新思想、新成果展現(xiàn)在學生面前，大大拓寬了學生的視野，是提高生物工程專業(yè)教學水平的基礎與關鍵。
作者：劉志強 周建紅 許愛清 王能強 單位：湖南科技大學生命科學學院
摘要:學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是高校生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)的重點與難點。主要討論了通過改革實驗教學體系、多開設綜合性實驗課程、開放實驗室、鼓勵學生參加教師的研究課題、充分發(fā)揮校外實習基地的作用以及加強任課教師的實踐教學培養(yǎng)力度等途徑提高生物工程專業(yè)學生實踐能力。通過不斷完善與改革實踐教學，教學效果較好，學生實踐能力明顯增強。
關鍵詞:生物工程;實踐創(chuàng)新;能力培養(yǎng)
為滿足生物工程學科快速發(fā)展的要求以及社會對生物工程人才需求的增加，生物工程作為新的高等教育專業(yè)產生。該專業(yè)主要課程有細胞工程、發(fā)酵工程、基因工程和酶工程等。其特點是知識更新快，且又和生產聯(lián)系緊密。為培養(yǎng)新世紀建設人才，提高大學生的人文素質和科學素質，在本科階段的教學過程中，除了讓學生掌握該專業(yè)的基本理論知識，更應注重培養(yǎng)的學生實踐創(chuàng)新能力。筆者結合近幾年的教學心得，就生物工程專業(yè)學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)進行探討。
1培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的重要性
《中華人民共和國高等教育法》明確規(guī)定:“高等教育的主要任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才?！薄皩嵺`才是工程專業(yè)的根本”已成為國際高等工程教育界的共識。高校在構建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案時，應注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力［1－2］。當今社會的發(fā)展越來越快，競爭越來越激烈，對人才的需求已經發(fā)生了根本性的變化，用人單位及社會所關注的重點不再是畢業(yè)文憑，而是畢業(yè)生是否具有綜合素質和能力。工科學生畢業(yè)，無論是工作還是繼續(xù)深造，實踐動手能力都非常重要。實踐表明，學生實踐能力的提高，能夠促進學生對相關專業(yè)理論知識的掌握，并培養(yǎng)他們的綜合能力。
2培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力途徑的探索
2.1改革實驗教學體系，加強基本技能訓練
實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)之一。通過實驗教學，既可使學生掌握實驗方法和技巧、鞏固所學的理論知識，還可以提高學生分析和解決實際問題的能力［3］。完善生物工程專業(yè)實踐教學體系是建立學生系統(tǒng)的知識體系、提高學生解決實際問題的能力的關鍵。完善實踐教學體系，可采取以下途徑:①轉變教師育學思想，加強學生實踐學習觀念。在教學過程中，實踐教學常常沒有被老師和學生重視，依賴于理論教學而存在。②專業(yè)課程系統(tǒng)化。生物工程專業(yè)應用性強、知識更新快，且各學科聯(lián)系緊密，學生在應用專業(yè)知識解決實際問題時，需具有扎實的理論基礎。因此，需將生物化學、分子生物學、發(fā)酵工程、儀器分析等課設置成有專業(yè)特色的教學系統(tǒng)，科學合理地安排課時。③完善實踐實習課程環(huán)節(jié)，確保實習效果。實驗教學中，實驗課的選題需增加綜合性實驗，確保學生的主觀能動性充分發(fā)揮。為完善實踐教學體系，湖南城市學院生物工程專業(yè)將整個實踐教學系統(tǒng)劃分為基礎實驗、專業(yè)實驗、綜合實驗、認知實習、生產實習、畢業(yè)設計6個階段。④完善學生實踐教學考勤制度。如成立專門的實踐教學管理隊伍，對校內外學生實踐實習進行科學管理;完善實驗報告內容，強調結果討論的重要性。⑤多開設開放實驗室，鼓勵學生進入實驗室進行觀摩、學習和實驗。
2.2開設綜合與開放實驗室，給學生提供創(chuàng)新與實踐平臺
高校的實驗室不僅是高校存放實驗儀器的場地，更重要的是培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力的基地。但僅僅依靠正常的實驗課教學時間來提高學生的實踐創(chuàng)新能力遠遠不夠。因此，為給學生更多的實踐學習機會，我們開設了許多綜合與開放實驗室，主要為那些想利用課余時間來實驗室進行研究提高自己的動手能力、增強實踐能力的學生提供場所。開放實驗室，可從以下幾方面來考慮。首先，制定科學的開放實驗室規(guī)章制度。如規(guī)范進入實驗室研究的學生的思想和行為，加強實驗室管理，如安全教育，包括人身、設備、實驗場所的完全防范工作。其次，引導并吸引學生多進實驗室做實驗、參加科研活動，激發(fā)學習熱情與提高實踐動手能力。第三是提高學生的管理等方面的綜合素質。如指導學生如何處理好上課、學習、休息及參與科研之間的關系;如何安排自己的課題研究工作進度和制定實驗方案和實驗內容等。第四，注重培養(yǎng)學生的團隊精神。在同一開放實驗室內做實驗與研究，共同使用儀器設備及藥品等，需要同學之間相互協(xié)調、配合，從而使實驗順利的開展。最后，極其重要的是要建立一支經驗豐富且有奉獻精神的指導教師隊伍，以便開放實驗室的研究有序進行。
2.3鼓勵學生參加各類學術科研活動
2.3.1鼓勵與指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目
大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，是一種帶有目的性、計劃性、以學生自主學習和教師指導相結合，以解決實際問題為出發(fā)點的科技活動。以科技小組為載體，以導師制為技術指導保障，廣泛開展學生課外科技活動，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，能激發(fā)學生的學習興趣，促進學生對實際操作能力培養(yǎng)的重視。大學生科技創(chuàng)業(yè)活動既是高校教育的組成部分，又是大學生課外活動的重要形式。鼓勵學生積極參加國家、省級和校級大學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目，激勵老師與學生互動進行各種類型的研究活動。積極推動由老師牽頭成立的如“學生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新興趣小組”，指導學生進行各種創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新研究。引導學生參加大學生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動相關研究是學生獲得實踐創(chuàng)新能力的重要途徑之一。
2.3.2鼓勵與指導學生參加教師的應用性研究課題
引導那些對實驗感興趣、想提高自己動手能力的學生多參與教師的研究課題，為其提供學習理論用于實際的機會，有助于提高學生的實踐創(chuàng)新能力，同時也培養(yǎng)了學生學習興趣。鼓勵學生參與教師的科研項目是提高生物工程專業(yè)學生實踐能力的有效途徑之一。
2.4加強校外實習基地建設
學生實踐能力的有效獲得需要加強校外實習基地建設。實習基地選擇與建設非常重要。學生如果沒有親自實踐，很難將所學的理論知識應用到生產實踐中去。因此，除了注重校內實驗室基礎實驗技能訓練外，還應安排學生到校外相關工廠進行一段時間的生產實習。如:“益陽七箭啤酒廠”、“湖南漢森制藥廠”等，主要了解企業(yè)的大規(guī)模生產特點、生產工藝流程等。讓學生進企業(yè)實習，不僅鍛煉了學生的意志，而且有利于提高學生的組織協(xié)調能力、社會活動能力等。所以，加強校外實習基地建設、讓學生進入校外相關企業(yè)實習是培養(yǎng)學生實踐能力的重要途徑。另外，采用“產、學、研”模式，對提高學生實踐創(chuàng)新能力也非常重要［4－5］。
2.5申請更多的經費投入，加強實踐教學任課教師的培養(yǎng)力度
加大實踐教學的經費投入、加強實踐教學任課教師的培養(yǎng)力度也有助于提高學生實踐創(chuàng)新能力。規(guī)定每位教師到相關專業(yè)的企業(yè)或工廠工作學習一段時間，尤其是新進的剛從學校畢業(yè)的年輕教師。另外，學校應該多為實踐教學人員提供進修、培訓、研討交流等各種提高自身業(yè)務能力的機會，制定科學的考核制度和職稱評定方案。同時可在企業(yè)聘請工作經驗豐富和較高學歷的工程技術人員為外聘教師，承擔實踐性教學工作。
3結語
實踐性教學對生物工程專業(yè)學生的實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常重要，湖南城市學院生物工程專業(yè)實驗教學取得了一定效果，但實踐教學還需要從多方面進行革新，不斷探索新的實驗項目，改進舊的實驗方法，加強實驗教學的改革仍然任重道遠。
作者：庫文珍 單位：湖南城市學院化學與環(huán)境工程學院
摘要：基于我國生物工程專業(yè)大學畢業(yè)生就業(yè)率低下的現(xiàn)狀，以我校生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實踐為例，提出以“特色學科建設”為導向，對生物工程專業(yè)課程體系進行優(yōu)化，使得課程體系具備模塊化和特色化特點，這有助于培養(yǎng)復合型創(chuàng)新人才，提高大學生就業(yè)率和就業(yè)質量。
關鍵詞：特色學科建設；生物工程專業(yè)；課程體系優(yōu)化
近年來，國內生物工程專業(yè)大學畢業(yè)生就業(yè)形勢不容樂觀，學生就業(yè)壓力大，畢業(yè)生就業(yè)專業(yè)對口率不高。造成就業(yè)率低下的主要原因有：（1）當今生物產業(yè)規(guī)模不大，人才需求量偏??；（2）國內辦學規(guī)模和招生量膨脹過快；（3）各校生物工程專業(yè)的辦學條件不一，專業(yè)教育與當?shù)禺a業(yè)特色結合度不夠，沒有形成特色[1]。因此，地方高校生物工程專業(yè)課程體系及培養(yǎng)模式的建設需要貫徹改革創(chuàng)新為先、質量效益第一的思想。以“特色學科建設”為導向，設計合理的課程體系，并以此為載體強調實踐技能和工程能力的培養(yǎng)，全面提高人才培養(yǎng)質量，可將專業(yè)教育與當?shù)禺a業(yè)特色緊密結合，形成辦學特色，下面以我校生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實踐為例交流一些體會。
一、特色學科建設對地方高校人才培養(yǎng)的導向
地方高校是具有“地方投資、地方管理、辦在地方、服務地方”特征的高校，與地方經濟社會具有水乳交融的天然聯(lián)系。學科是高校重大項目的承擔者，是創(chuàng)新型成果的生產者，是創(chuàng)新型優(yōu)秀人才的培養(yǎng)基地。地方高校應圍繞區(qū)域經濟社會發(fā)展需求培育高水平特色學科，不斷凝練學科研究方向，提高科技創(chuàng)新能力和社會貢獻度，以特色學科建設促進學科專業(yè)發(fā)展。著力通過應用性特色學科發(fā)展，加強實踐性教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)能夠解決生產實際問題的應用型人才；通過與區(qū)域、企事業(yè)單位合作對接，培養(yǎng)職業(yè)能力為導向的實務型人才；圍繞區(qū)域重大需求和科研任務牽引，通過協(xié)同創(chuàng)新，發(fā)揮不同創(chuàng)新主體科研優(yōu)勢，多單位、跨學科聯(lián)合指導，培養(yǎng)復合型創(chuàng)新人才[2]。近年來，我校生物工程特色學科的快速發(fā)展得益于與地方特色資源相結合，依托江西理工大學“鎢資源高效開發(fā)及應用技術教育部工程研究中心”、“江西省礦冶環(huán)境污染控制重點實驗室”和“江西省礦業(yè)工程重點實驗室”等研究平臺，形成了地方礦冶領域與生物工程緊密結合的特色鮮明的研究方向。學科在鎢和稀土礦山生物修復、礦山環(huán)境微生物學等研究領域獲批多項國家自然科學基金項目和省部級科研項目，涉及的研究方向包括極端礦山環(huán)境抗性生物的篩選、生物極端生境耐受和修復的生理機制、礦山環(huán)境生物修復的工程化技術體系研究，微生物冶金、極端嗜酸菌基因組學、生物肥料研發(fā)、臍橙皮資源綜合利用等。利用特色學科發(fā)展的導向，我校生物工程專業(yè)學生通過參與完成課題研究和實踐，最終獲得優(yōu)良的實驗技能、綜合分析問題能力、實踐能力、創(chuàng)新思維能力、統(tǒng)籌能力和表達能力，成為具有良好綜合素質的生物產業(yè)化專業(yè)技術人才、管理人才和研發(fā)人才。
二、生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實踐
（一）生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化與實踐思路
在學科快速發(fā)展的同時，我校以此為導向對生物工程專業(yè)課程體系進行了改革。通過完成專業(yè)基礎課程體系，使學生的基本操作技能得到全面訓練；通過完成單元操作課程體系，使學生能進行各類生物產品工廠的工藝設計和解決產品生產過程中出現(xiàn)的主要問題；通過完成特色創(chuàng)新課程體系和實踐教學課程體系，提高學生綜合分析能力、統(tǒng)籌能力、實踐能力和創(chuàng)新思維能力；通過教育質量與人才評價體系，使學生對綜合素質項目及其指標有最基本認識并進行自我衡量。通過專業(yè)基礎課程體系、單元操作課程體系、實踐教學課程體系、特色創(chuàng)新課程體系以及教育質量與人才評價體系的整合、連貫，使得生物工程專業(yè)的理論和實踐教學具備模塊化和特色化特點，具有更好的整體性、關聯(lián)性和先進性等優(yōu)點。
（二）以“特色學科建設”為導向的生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化
我們根據專業(yè)教學指導委員會制定的專業(yè)規(guī)范和《江西理工大學關于制訂本科專業(yè)培養(yǎng)方案的指導意見》，通過以“特色學科建設”為導向，為培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，基礎扎實、知識面寬、素質高、能力強、重實踐、具有初步創(chuàng)新能力的應用型人才，我們從以下幾個體系對生物工程專業(yè)課程進行了優(yōu)化：
1.拓寬專業(yè)基礎課程體系
對原有課程體系拓寬至包括酶和植物細胞在內的生物體系，增加普通生物學、細胞工程、基因工程等課程。
2.設置單元操作課程體系
原教學體系中專業(yè)必修課調整為發(fā)酵工程、生物分離工程和基因工程三個單元操作課程體系。以生物產品生產過程的基本單元操作為主線，闡述生物生產工藝的基本理論和操作技能。學生通過這幾個課程體系的學習，能進行各類生物產品工廠的工藝設計和解決產品生產過程中出現(xiàn)的主要問題，并為從事生物新產品和新工藝的研究與開發(fā)打好應有的理論基礎。
3.開設特色創(chuàng)新課程體系
生物工程特色創(chuàng)新課程體系涵蓋專業(yè)必修特色課程：發(fā)酵工程與工藝學、生物分離工程。專業(yè)選修課：主要包括恢復生態(tài)學、資源微生物學、生物統(tǒng)計學、生物信息學等，以及專業(yè)選修特色課程：生物能源、環(huán)境工程概論、生物冶金、礦山生物修復、食品精深加工等。
4.加強實踐教學課程體系
強化實踐教學環(huán)節(jié)，構建不同層次的實踐課程體系，為學生形成創(chuàng)新型的知識結構和加強實踐能力提供教學支撐。增設生物工程認識實習、生物技能大實驗、科技素養(yǎng)實訓等課程體系，以生物工程實踐教學基地建設為契機，加強校企合作，拓寬實踐教學渠道，提升大學生實踐能力，探索產學研結合的辦學模式。通過組織學生參加課外科技競賽，選擇一個特色課題獨立研究，教師或來自企業(yè)的專家給予指導，來培養(yǎng)大學生的學習和研究興趣。
5.構建教育質量與人才評價體系
建立校內專家評價、學生評價與校外實習單位評價、用人單位評價相結合的教育質量評價和人才評價體系；以德、智、體、美全面發(fā)展為主要評價內容；注重教育產出評價、學生學習產出評價、學生個性化發(fā)展評價，以及專業(yè)辦學宗旨實現(xiàn)程度的評價，注重實踐能力、自主創(chuàng)新能力和核心競爭要素的評價。
（三）生物工程專業(yè)課程體系優(yōu)化實踐效果
生物工程專業(yè)為我校新開專業(yè)，從2003年開始招生，目前有8位專業(yè)教師，其中具有博士學位的教師6名，碩士學位的教師2名。我校生物工程專業(yè)以“特色學科建設”為導向的課程體系優(yōu)化改革從2009級生物工程專業(yè)本科生教育開始實施，取得了明顯效果：
1.近幾年，隨著特色學科平臺和師資隊伍建設的加強，我校生物工程學科獲批了包括4項國家自然科學基金項目、1項國家科技支撐計劃子課題、l項國家惠民計劃項目在內的縱向科研項目30余項，縱向科研經費超過400萬元，形成了具有地方礦冶+生物工程的特色鮮明的研究方向，在基礎研究領域取得的重要突破，為地方企業(yè)提供技術支持奠定了基礎。學科分別與贛州菊隆高科技實業(yè)有限公司、江西北清生態(tài)環(huán)保有限公司等公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。我校生物工程本科生參與教師課題研究覆蓋率超過三分之二以上，在科研及課外學術活動取得較好的成績。生物工程本科生的作品獲得全國大學生節(jié)能減排大賽、第十三屆“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技競賽等多項獎項，發(fā)表學術論文多篇。
2.實習教育是生物工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的一個重要內容，了解現(xiàn)場的生產狀況，認識并參與實際生產過程是培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新意識必不可少的重要環(huán)節(jié)。目前，本專業(yè)與贛州菊隆高科技實業(yè)有限公司、贛州中橙果業(yè)科技開發(fā)股份有限公司、江西科泰生物技術有限公司、贛州華露農業(yè)開發(fā)有限公司、贛州章貢酒業(yè)有限責任公司、贛南海欣藥業(yè)股份有限公司、崇義章源鎢業(yè)股份有限公司、贛州稀土集團有限公司等多家單位建立了緊密型校外實習基地，為學生開展生產實習、社會調查、課外創(chuàng)新活動和畢業(yè)論文創(chuàng)造了良好的條件。
3.生物工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率和就業(yè)質量明顯提高。畢業(yè)生就業(yè)率均在90％以上，主要集中在生物資源開發(fā)領域，如雙匯集團、贛州菊隆高科技實業(yè)有限公司、贛州中橙果業(yè)科技開發(fā)股份有限公司、江西科泰生物技術有限公司、浙江日升藥業(yè)有限公司等企業(yè)。畢業(yè)生考研率平均30％左右，錄取的高校90%以上為重點大學和中科院單位，如浙江大學、北京理工大學、江南大學、華南理工大學、中國科學院上海生命科學研究所、中國科學院廣州能源研究所等?？佳械漠厴I(yè)生在研究生復試面試過程中，充分體現(xiàn)了學生理論知識、實驗能力和科研素養(yǎng)的優(yōu)勢，均取得了較好的復試成績，顯現(xiàn)了本專業(yè)以“特色學科建設”為導向的課程體系優(yōu)化教育改革的生命力。
作者：余水靜 鄧揚悟 宋秋華 單位：江西理工大學資源與環(huán)境工程學院
摘要：隨著世界人口的不斷增長，以及人們生活水平的顯著提高，社會對食品的需求在不斷加強。而生物工程技術作為一項應用微生物、動植物細胞以生產具有應用價值產物的新型技術，在食品工業(yè)中得到了飛速的發(fā)展和應用。本文重點分析了基因工程、酶技術以及發(fā)酵工藝等生物工程技術在食品生產、加工中的應用，對于提高食品生產加工效率，以及對生物工程技術的進一步研究具有一定的參考意義。
關鍵詞：生物工程技術；食品工業(yè)；應用
生物工程技術是一項依靠微生物、動植物體作為反應容器進行生產加工的科學技術，興起于20世紀70年代，結合現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，已經形成了與工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療、食品、能源等行業(yè)相結合的綜合型技術。生物技術在食品工業(yè)中的應用主要包括了基因工程、酶工程、細胞工程和發(fā)酵工程等。以上技術在食品生產加工的各個環(huán)節(jié)均有重要的應用。
1.生物工程技術在食品生產中的應用
1.1動物源性與植物源性食品的改良
通過轉基因技術可以使植物和動物獲得某些特定的優(yōu)良性狀，以達到改良食品成分、產量、營養(yǎng)價值等效果。其在動物源性食品生產上的應用尚處于研究階段，實驗顯示，通過轉基因技術改良的動物具有生長速度加快、肉質提高、抗病能力增強等特點，如通過生物技術改變牛乳成分，生產含有豐富改良蛋白的牛乳，降低牛乳中的乳糖含量。而在農作物上的應用主要著眼于在增強作物產量以及抗病蟲害能力。例如通過基因修飾技術提高馬鈴薯中的碳水化合物，控制小麥面粉的黏彈性和加工性能等。除了直接對動植物采用基因修飾技術以外，還可以利用生物技術生產畜用激素，提高牛乳產量，或增加禽畜的瘦肉比例等。但需要指出的是，采用基因技術生產的食品安全性一直受到質疑，相關問題還有待進一步研究。
1.2新型食用資源的開發(fā)與生產
生物工程技術可以開發(fā)生產多種新型食用資源，其中較受關注的有微生物蛋白等。微生物蛋白也叫單細胞蛋白，是用工農業(yè)廢料和石油廢料人工培養(yǎng)生產的微生物菌體。微生物蛋白并不是純蛋白，而是包含有豐富蛋白質、脂肪、碳水化合物、核酸以及維生素、無機物等混合物組成的細胞團。由于采用微生物繁殖，微生物蛋白的原料來源極為廣泛，秸稈、木屑、有機廢水、石油、乙醇等廢物廢料都可以作為微生物蛋白的生產原料；同時，微生物蛋白的生產效率很高，產量高且不受地區(qū)、季節(jié)和氣候限制。在應用上，微生物蛋白不僅可以作為營養(yǎng)豐富的飼料蛋白，還可以加工生產“人造肉”等食品。由于微生物蛋白中氨基酸種類豐富，并含有多種微生物，可以彌補一般糧食中氨基酸種類不全的缺點，常用來加工生產食品添加劑以提高食品的營養(yǎng)價值。需要特別說明的是，在目前生產的微生物蛋白中，由于核酸含量過高，有引起痛風等疾病的風險，其安全性仍待進一步研究和改善。
1.3發(fā)酵飲料的生產與改良
飲料作為食品工業(yè)的支柱產業(yè)之一，越來越多的生物技術在其中得到了廣泛而高效的應用。其應用主要集中于發(fā)酵飲料的改良、酶工程在啤酒生產中的應用以及果膠酶的使用等。發(fā)酵飲料是應用微生物活動制造的風味獨特而營養(yǎng)豐富的飲料產品，發(fā)酵乳以動物乳為原料，將乳酸菌、酵母菌等特定微生物加入殺菌后的動物乳中，經混合發(fā)酵制成，由于其營養(yǎng)價值和口感較好，受到消費者的廣泛歡迎；植物蛋白發(fā)酵飲料與發(fā)酵乳類似，由蛋白質含量較高的核果類接種乳酸菌制成，容易被人體吸收。在現(xiàn)代的啤酒生產中，應用了固定化啤酒酵母技術，通過將酵母細胞固定在基質材料中，來縮短啤酒發(fā)酵時間，提高發(fā)酵質量；同時利用β-葡聚糖酶講解β-葡聚糖以提高啤酒的持泡性。果膠酶在果汁生產中主要起到將果汁提取、澄清、過濾的作用。目前主要使用多種不會產生毒素的曲霉作為產酶菌，現(xiàn)已廣泛應用于果汁果酒的工業(yè)生產。
2.生物工程技術在食品加工中的應用
2.1生產食品添加劑
常用的食品添加劑按制備途徑可以分為天然食品添加劑、化學合成添加劑以及生物技術制備添加劑等。其中生物技術的主要應用有調味品的制備，即以豆泊、高粱、麩皮等為原料，選擇合適的菌株發(fā)酵以制備呈特定味道的可食用物質。如利用枯草桿菌生產核苷酸以制備味精，利用醋酸桿菌發(fā)酵乙酸生產食醋等；還可以利用生物技術制備食品著色劑，市面上由微生物發(fā)酵制得的著色劑有紅曲紅色素、β-胡蘿卜素、維生素B等，一些帶有鮮艷顏色的食品，如紅腐乳等也是微生物發(fā)酵的產物；另外，利用微生物生產的增稠劑如黃原膠等也得到了一定的應用。
2.2在食品保鮮防腐上的應用
生物保鮮技術的一般機理為隔離食品與空氣的接觸，以延緩氧化作用；或者利用本身具有良好抑菌作用的生物保鮮劑，以起到防腐保鮮的作用。例如使用微生物及其代謝產物保鮮，就是利用微生物產生抗生素或抗菌肽，以抑制果蔬表面的細菌、真菌、原蟲等微生物。另外，還可以利用天然提取物中的活性物質來抑制果蔬中酶的活性，以及在果蔬表面形成抗氧化膜，以達到保鮮防腐的效果。
2.3在食品安全檢測中的應用
生物技術在食品安全檢測中也得到了廣泛應用?；蛱结樂ㄓ纸凶龇肿与s交技術，是利用DNA堿基互補配對的特性來監(jiān)測DNA序列的一項技術，通常用來監(jiān)測食品中存在的大腸桿菌、沙門氏菌和葡萄球菌等有害微生物，其精確度高且操作便捷，不足之處是成本較高；而生物芯片技術是按照有序排列在載體表面的大量生物分子的特異性親和反應進行分析，相對于傳統(tǒng)方法，生物芯片技術具有數(shù)據可靠且自動化程度高的特點。
結語：
21世紀的生物技術的時代，隨著生物工程技術的發(fā)展，其在食品工業(yè)領域的應用也會得到飛速發(fā)展。有效利用生物工程技術，不僅能夠大幅度提高食物的產量，還可以生產出符合人類營養(yǎng)要求的特定效用的食品。發(fā)展生物工程技術在食品工業(yè)中的應用，對于我國這樣一個處于高速發(fā)展中的人口大國來說，有著重大的戰(zhàn)略意義。
