生物工程碩士畢業(yè)論文

　　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，90年代誕生了基于系統(tǒng)論的生物工程，即系統(tǒng)生物工程的概念。

　　【一】生物工程專業(yè)實踐教學(xué)改革探析

　　摘要分析高等學(xué)校生物工程專業(yè)實踐教學(xué)中普遍存在的問題，提出深化實踐教學(xué)改革的思路。

　　依托吉林大學(xué)國家級生物實驗教學(xué)示范中心，對實踐教學(xué)體系、方法、評價體系進行一系列的改革與嘗試，初步探索出一條適合吉林大學(xué)生物工程專業(yè)發(fā)展的實踐教學(xué)道路。

　　關(guān)鍵詞生物工程;實踐教學(xué);實訓(xùn)基地

　　1前言

　　生物工程作為21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心之一，是一門實踐性、應(yīng)用性、綜合性很強的交叉學(xué)科[1]。

　　隨著科技的進步，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，生物產(chǎn)業(yè)的前景也愈發(fā)廣闊。

　　然而生物工程專業(yè)學(xué)生就業(yè)卻較為困難，究其根本原因，一方面是我國生物工程產(chǎn)業(yè)化水平較低，另一方面是因為學(xué)生的“三個能力”即實驗技能、工程能力、創(chuàng)新能力等方面有所欠缺。

　　實踐教學(xué)是本科教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實際能力的過程，對大學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)也至關(guān)重要。

　　本文在分析國內(nèi)生物工程專業(yè)實踐教學(xué)弊端的基礎(chǔ)上，依托吉林大學(xué)國家級生物實驗教學(xué)示范中心(以下簡稱實驗中心)，對生物工程專業(yè)實踐教學(xué)改革進行初步探討。

　　2生物工程實踐教學(xué)存在的問題

　　忽視實踐教學(xué)，教育理念落后傳統(tǒng)教育觀念重理論、輕實踐，認為實踐教學(xué)是理論教學(xué)的補充，是驗證理論課的一種手段[2]。

　　因此，生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課設(shè)置門數(shù)較多，學(xué)生課業(yè)較重，課余時間不足。

　　相對而言，實驗課不設(shè)考試，沒有學(xué)分，只注意如何更好地配合理論教學(xué)，這就造成學(xué)生不重視實驗課和實驗技能，成為生物工程專業(yè)實踐教育的一大痼疾。

　　實驗內(nèi)容陳舊，實驗課安排不合理傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容大多是由課程指導(dǎo)教師獨立設(shè)置，而部分指導(dǎo)教師科研方向與所教課程方向不一致，無法將新知識、新技術(shù)和新方法引入實踐教學(xué)內(nèi)容中，勢必導(dǎo)致實驗內(nèi)容陳舊，方法老套。

　　再加上各課程指導(dǎo)教師缺乏應(yīng)有的溝通，故而實驗課內(nèi)容零散，實驗內(nèi)容重復(fù)[3]，使得學(xué)生喪失主動學(xué)習(xí)的興趣。

　　同時，由于實驗課依附于理論課，沒有獨立的學(xué)時，實驗課普遍安排在學(xué)生課余時間，實驗時間不足，學(xué)生對實驗中的一些現(xiàn)象缺乏思考[4]。

　　由于整個實驗中學(xué)生都是被動參與，他們的主動性和積極性沒有被充分調(diào)動，一旦出現(xiàn)問題便難以解決，限制了他們創(chuàng)新能力和工程實踐能力的發(fā)展。

　　實驗教學(xué)經(jīng)費投入少，師資隊伍薄弱由于經(jīng)費投入不足，很多儀器設(shè)備臺套數(shù)不夠，許多實驗中幾個甚至是十幾個學(xué)生共用一套儀器設(shè)備，且難以更新?lián)Q代，先進的技術(shù)設(shè)備進入不到教學(xué)中來，造成理論與實際脫節(jié)，不能充分調(diào)動學(xué)生動手操作的積極性[5]。

　　加之長期以來受傳統(tǒng)教育觀念影響，實驗系列教師一直不被重視。

　　從事實踐教學(xué)的教師普遍存在學(xué)歷低、水平不高、進修機會少、職稱評定和工作量計算不合理的情況[6]，導(dǎo)致實驗教學(xué)人員工作熱情不高、責(zé)任心不強，嚴重影響了實踐教學(xué)的質(zhì)量。

　　3生物工程實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

　　近幾年，針對生物工程專業(yè)存在的實際問題，進行許多改革嘗試。

　　通過專業(yè)整合，將原屬于農(nóng)業(yè)與機械學(xué)院的生物工程專業(yè)調(diào)整到生命科學(xué)學(xué)院，依托實驗中心對生物工程專業(yè)實踐教學(xué)進行改革，把實驗從理論課中分離出來，設(shè)計獨立的實踐課程和考核方法，理順學(xué)科脈絡(luò)，明確各課程的授業(yè)范圍，引入學(xué)科交叉和開放創(chuàng)新實驗，強化課程實驗與實訓(xùn)實習(xí)內(nèi)容的相互銜接，構(gòu)建循序漸進、逐步深入、全面系統(tǒng)的課程體系。

　　這樣調(diào)整，使得課程內(nèi)容既避免重復(fù)，又相互銜接;既反映學(xué)科前沿，又突出學(xué)科交叉融合之勢。

　　專業(yè)基礎(chǔ)實驗專業(yè)基礎(chǔ)實驗以培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰�為目的，強化學(xué)生的理論知識和實驗技能訓(xùn)練。

　　同時，在每門實驗課程內(nèi)設(shè)計一定學(xué)時的設(shè)計實驗項目和綜合實驗項目供學(xué)生自主選做，有一定加分，提高實驗的深度和廣度，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣發(fā)展。

　　以微生物學(xué)實驗為例，設(shè)計為64學(xué)時，必選實驗有3項為54學(xué)時。

　　同時，設(shè)計6項選做實驗，其中3項綜合性實驗“從酸奶中分離、培養(yǎng)產(chǎn)乳鏈菌肽的乳酸乳球菌及乳鏈菌肽效價測定”“大腸桿菌噬菌體的分離、純化及效價測定”“纖維素酶產(chǎn)生菌的選育”，每項為8學(xué)時;3項設(shè)計性實驗“高產(chǎn)淀粉酶霉菌的分離純化”“高產(chǎn)酒精的釀酒酵母菌株的誘變選育”“高產(chǎn)抗菌肽乳酸菌的分離純化”，每項為2學(xué)時。

　　學(xué)生做完必選實驗后，至少再選作1項綜合性實驗和1項設(shè)計性實驗才能結(jié)課，這樣有助于確立學(xué)生在實踐中的主體地位，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，鍛煉其實驗技能。

　　另外，承辦院、校、省級生物實驗技能大賽，根據(jù)競賽成績選拔下一級參賽人員。

　　通過這樣一種“層層遞進式”的競賽方式，學(xué)生的實驗技能進一步得以鞏固、加深。

　　實習(xí)實訓(xùn)為了更好地實現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)的對接，將專業(yè)實踐分為校內(nèi)實訓(xùn)和校外實習(xí)兩個階段。

　　校內(nèi)實訓(xùn)建設(shè)了實訓(xùn)基地，配備了相應(yīng)的儀器設(shè)備，如多臺5～100L發(fā)酵罐、空壓機、電鍋爐、大容量冷凍離心機、高壓均質(zhì)機、噴霧干燥器、中試型流化床、滴丸機、凍干機等先進儀器。

　　同時，將基因工程、發(fā)酵工程、代謝控制工程、生物分離工程等課程有機整合在一起，以典型的生物產(chǎn)品和教師的科研成果為內(nèi)容，在學(xué)生具備專業(yè)基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Φ幕�礎(chǔ)上，從原材料開始到終產(chǎn)物的制備，用一個完整的實驗過程培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、技術(shù)與方法解決實際問題的能力。

　　如“好氧發(fā)酵—谷氨酸發(fā)酵”和“重組人白介素18的發(fā)酵、純化及鑒定”分別是傳統(tǒng)生物產(chǎn)品實驗及科研成果實驗的代表。

　　為了使課程內(nèi)容與產(chǎn)品生產(chǎn)一致、儀器設(shè)置與生產(chǎn)要求一致、教學(xué)過程與工藝流程一致，校內(nèi)實訓(xùn)以學(xué)生為主，教師負責(zé)指導(dǎo)，學(xué)生按照企業(yè)的生產(chǎn)流程通過小組合作生產(chǎn)出相應(yīng)產(chǎn)品，通過這一過程使得學(xué)生對生物產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、提取、檢驗等一系列過程有了深刻的了解。

　　同時，積極推進產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，推動教師參與企業(yè)的產(chǎn)品與技術(shù)開發(fā)，從企業(yè)引進生產(chǎn)經(jīng)驗豐富的工程師到學(xué)校任教，并與16家科研院所和企業(yè)聯(lián)辦實習(xí)基地。

　　在學(xué)生完成校內(nèi)實訓(xùn)，掌握相關(guān)生產(chǎn)原理及工藝流程后，帶領(lǐng)他們到相關(guān)的工廠實地實習(xí)，了解工廠設(shè)計，熟悉生產(chǎn)流程，加深對自動化的認知。

　　這樣既促進了學(xué)生職業(yè)能力的發(fā)展，也為教師和企業(yè)的合作提供了平臺，實現(xiàn)了共贏。

　　創(chuàng)新實驗創(chuàng)新實驗依托開放實驗、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃、吉林省生命科學(xué)創(chuàng)新實驗大賽、本科畢業(yè)論文等來推動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和科研興趣。

　　在大創(chuàng)計劃和創(chuàng)新大賽中，學(xué)生自主選擇題目并由教師指導(dǎo)學(xué)生自主閱讀文獻、設(shè)計路線和進行試驗。

　　在畢業(yè)論文中，教師以自己的科研課題為主設(shè)計題目，教師和學(xué)生實行雙向選擇，確保一人一題。

　　在這一過程中，使學(xué)生了解科研過程，具備文獻檢索、設(shè)計實驗方案、論文寫作等科研工作必備素質(zhì)。

　　經(jīng)過幾年的積累與沉淀后，學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力顯著提高，本科生承擔(dān)創(chuàng)新實驗項目47項，發(fā)表研究論文19篇，參與申請發(fā)明專利6項。

　　4生物工程專業(yè)實踐教學(xué)方法的創(chuàng)新

　　隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息技術(shù)與教育的深度融合已成為必然趨勢。

　　“互聯(lián)網(wǎng)+”實踐教學(xué)不受時間的限制，學(xué)生可隨時通過手機等現(xiàn)代通信工具進行選課、預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、查詢成績、課后交流，由“被動灌輸”變?yōu)?ldquo;主動探索”，提高了學(xué)習(xí)效率，促進了自主學(xué)習(xí)。

　　以實驗中心網(wǎng)站為平臺，將現(xiàn)代信息技術(shù)與啟發(fā)式、互動式、探究式的教學(xué)方法相結(jié)合，進行數(shù)字化教材、虛擬仿真技術(shù)、微課等輔助教學(xué)。

　　1)在實驗中心網(wǎng)站上發(fā)布本學(xué)期實踐教學(xué)日程安排，學(xué)生根據(jù)選課查閱相應(yīng)的數(shù)字化資源，通過相關(guān)儀器使用視頻、課件和相關(guān)資料預(yù)習(xí)，盡早熟悉操作技能，理解實驗原理，提高實驗效率，減少實際操作中的錯誤。

　　2)通過基本實驗技術(shù)、選做和驗證性等微實驗知識點或技能點視頻的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在短時間內(nèi)熟悉實驗原理、實驗過程、實驗操作和實驗現(xiàn)象，進而將更多的時間投入到綜合性、探究性實驗上。

　　3)通過對操作復(fù)雜、大型設(shè)備使用技術(shù)、不可見的實驗原理和不可見的實驗現(xiàn)象或結(jié)果的虛擬仿真實驗學(xué)習(xí)，如動物解剖、外源基因轉(zhuǎn)入受體菌的過程，發(fā)酵罐控制、高效液相色譜的操作等，使學(xué)生網(wǎng)上模擬實驗過程操作，形象、直觀地熟悉實驗原理和實驗現(xiàn)象，加深對實驗過程的理解，為真實的實驗操作打下基礎(chǔ)。

　　4)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)互動平臺，實現(xiàn)自主答題、自主測試、師生互動、成績查詢、教學(xué)評價等。

　　5)教師可登錄后臺，查看學(xué)生的觀看視頻次數(shù)、時間、模擬實驗操作情況，評定學(xué)生自學(xué)成績等。

　　幾年來，中心開發(fā)網(wǎng)絡(luò)課程13部、在編數(shù)字化課程3部、視頻71部、多媒體課件89個、仿真實驗6個，促進了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，取得較好的教學(xué)效果。

　　5生物工程專業(yè)實踐教學(xué)評價體系的建立

　　完善的實踐教學(xué)評價體系是實踐教學(xué)目標(biāo)得以實現(xiàn)的根本保障。

　　經(jīng)過幾年的摸索、總結(jié)和實踐，構(gòu)建了一套以學(xué)生為主體、內(nèi)容多元性、渠道多樣化、注重評價對象未來發(fā)展的實踐教學(xué)評價體系。

　　該體系由實踐教學(xué)考核體系和實踐教學(xué)效果評價體系兩部分組成。

　　1)學(xué)生實踐成績評價體系由五部分組成：①學(xué)生預(yù)習(xí)實驗、觀看儀器操作的程度，占總成績的10%;②進行儀器操作的考核，合格者發(fā)儀器使用許可證，占總成績的20%;③良好的實驗習(xí)慣，由研究生助教和實驗系列人員對實驗中的行為打分，占總成績的20%;④全部實驗結(jié)束后的考試，占總成績的25%;⑤實驗報告、實驗結(jié)果電子分析報告，占總成績的25%。

　　另外，如果實驗為探究型實驗，則降低④⑤各5%的占比，增加實驗設(shè)計和論文撰寫10%的占比。

　　2)實踐教學(xué)效果評價體系由三部分組成：①學(xué)期末，對在校學(xué)生、畢業(yè)一年的學(xué)生和任課教師做調(diào)查問卷，并收集網(wǎng)上反饋信息，以此作為改進的依據(jù);②學(xué)期初，組織任課教師、校內(nèi)專家、用人單位專家認真總結(jié)實踐教學(xué)不足，提出改進意見并參與培養(yǎng)方案制訂，使各項改革有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，符合社會需要;③設(shè)立實踐教學(xué)督學(xué)委員會，指導(dǎo)并監(jiān)督各項實踐工作落到實處。

　　實踐證明，該評價體系對促進學(xué)生提高創(chuàng)新能力、工程實踐能力、科研素質(zhì)等具有明顯效果，大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃立項不斷增加，發(fā)表論文、申請專利的數(shù)量和質(zhì)量一直攀升，各級學(xué)科競賽獲獎大幅度增多，被國內(nèi)外知名院校錄取的研究生數(shù)量逐年增加，得到用人單位廣泛認可。

　　6高水平的實踐教學(xué)團隊的建設(shè)

　　教師是培養(yǎng)方案的執(zhí)行者，教師的素質(zhì)、能力與水平，直接關(guān)系到教育質(zhì)量的高低，關(guān)系到培養(yǎng)學(xué)生的社會認可度[7]。

　　針對青年教師的培養(yǎng)，首先，采取老教師傳、幫、帶的措施，定期對青年教師進行教學(xué)理念、教學(xué)方法的指導(dǎo)，提高青年教師的教學(xué)水平;其次，鼓勵中青年教師在職攻讀博士學(xué)位，提高學(xué)歷層次;最后，為中青年教師提供參加各種教學(xué)、科研會議的機會，幫助中青年教師申請教學(xué)、科研項目，提高業(yè)務(wù)水平，開闊科研視野。

　　經(jīng)過幾年的建設(shè)，中心教學(xué)團隊的年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)趨于合理，中青年教師比例為72%，博士學(xué)位獲得者比例為39%，高級職稱擁有者比例為28%。

　　教學(xué)成果不斷涌現(xiàn)，主編出版實驗教材15部、實驗教改專著6部，發(fā)表教學(xué)研究論文120篇，獲各類教學(xué)改革獎勵與榮譽158項，確保了培養(yǎng)方案的順利實施和實踐育人質(zhì)量的不斷提高。

　　7結(jié)語

　　吉林大學(xué)生物工程專業(yè)于2000年在工學(xué)部食品科學(xué)與工程的基礎(chǔ)上開始建設(shè)，成立時間短、積累少，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)比較薄弱，阻礙了專業(yè)發(fā)展。

　　因此，在專業(yè)建設(shè)和發(fā)展過程中一直重視實踐教學(xué)改革，不斷探討提高實踐教學(xué)質(zhì)量的方法，并取得較好的成績，學(xué)生的實驗技能、綜合能力、創(chuàng)新意識都有了很大程度的提高。

　　將進一步進行實驗教學(xué)梯隊建設(shè)、數(shù)字化教材建設(shè)、教學(xué)管理的探索和改革，使學(xué)生更好地適應(yīng)學(xué)科的發(fā)展和社會的需要。

　　參考文獻

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　　[7]魏煒,趙云,陳放.“生物學(xué)人才培養(yǎng)基地”專業(yè)課教學(xué)團隊的建設(shè)與實踐[J].教育教學(xué)論壇,2011(29):221-222.

　　作者：徐立新 周毓麟 閆國棟 王貞佐 逯家輝 滕利榮

　　【二】生物工程技術(shù)特征及應(yīng)用趨勢

　　【摘要】生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)屬于高新產(chǎn)業(yè)，對各方面要求較高，本身技術(shù)含量高、前期成本大、風(fēng)險高且回報率高。

　　人們對其有著巨大需求，部分人為了其中巨大利潤采用壟斷手段。

　　在這樣的背景下，有必要做好具體研究工作。

　　本文中筆者以生物工程技術(shù)為切入點，分析其應(yīng)用及發(fā)展趨勢，推動社會進步與發(fā)展，實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。

　　【關(guān)鍵詞】生物工程;技術(shù)特征;應(yīng)用趨勢

　　1引言

　　近些年科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，生物工程技術(shù)也不例外，一波又一波的信息革命浪潮激起。

　　生物工程技術(shù)依托生命科學(xué)與生物技術(shù)，發(fā)現(xiàn)前景不容忽視。

　　我國生物工程技術(shù)快速發(fā)展，突破一個又一個的技術(shù)障礙，隨著劃時代的“工作框架圖譜”的完成，生物工程技術(shù)已經(jīng)步入新的階段，直接影響到人們的生活與工作方式，本文就此展開論述。

　　2生物工程技術(shù)特征概述

　　生物工程技術(shù)又稱為生物工程，以分子生物學(xué)為基礎(chǔ)、構(gòu)建新的生物類型或新生物技能的使用技術(shù)，也是有效結(jié)合現(xiàn)代生物科學(xué)與工程技術(shù)的產(chǎn)物。

　　其特征主要表現(xiàn)為以下特征：(1)大科學(xué)工程特征，20世紀(jì)80年代中期基因組的研究開始，生物工程技術(shù)研究自此進入大科學(xué)運作方式。

　　基因組研究的主要代表就是人類基因組，研究對象非常復(fù)雜，需要在整體角度破解遺傳信息，因此采用其他學(xué)科運作方式;

　　(2)高技術(shù)特征，主要表現(xiàn)為高知識層次的人才與先進技術(shù)手段，生物工程技術(shù)作為新興產(chǎn)業(yè)，在疑難病癥領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，有效控制威脅人類生命健康的重大疾病;

　　(3)高投入特征，生物工程技術(shù)投入龐大，投資主要用于研究新產(chǎn)品、建設(shè)廠房及配置設(shè)備儀器;

　　(4)長周期特征，生物工程技術(shù)項目從研制到轉(zhuǎn)化有著很多環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都有繁瑣的審批程序，加上產(chǎn)品培養(yǎng)與市場開發(fā)難度較大，因此開發(fā)周期較長;

　　(5)高風(fēng)險特征，現(xiàn)產(chǎn)品投資到臨床試驗、上市等，一個復(fù)雜的巨大系統(tǒng)工程，任何一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就會影響整個項目。

　　3生物工程技術(shù)應(yīng)用分析

　　21世紀(jì)高新技術(shù)的核心就是生物工程技術(shù)，可以有效解決人類社會面臨的各類重大問題，比如食物、環(huán)境及資源等。

　　世界各國經(jīng)濟發(fā)展的都向生物工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)傾斜。

　　其應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾方面：

　　3.1農(nóng)業(yè)方面

　　國際農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)迅速發(fā)展，有助于改善農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與增加作物產(chǎn)量，受到各國政府與科學(xué)家的重視。

　　其中研究最深與最廣的就是轉(zhuǎn)基因技術(shù)，該技術(shù)直接將目的基因?qū)�入動植物體內(nèi)，改良家畜、家禽及農(nóng)作物品種，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新品種，提高資源利用效率降低成本。

　　抵御各種蟲害，自然環(huán)境的影響對于農(nóng)作物也是有一定的影響，也可以讓其進行改善。

　　今后生產(chǎn)效率也將要依靠它來提高。

　　3.2海洋方面

　　有效結(jié)合海洋生物學(xué)與生物工程技術(shù)，形成新的海洋生物工程技術(shù)。

　　海洋生物工程技術(shù)的主要作用時提高海洋生物資源利用率、有效改善海洋生物品種、提高海洋養(yǎng)殖產(chǎn)量與質(zhì)量，獲得具有特殊藥用與保健價值的生物活性物質(zhì)，因此人們對其越來越重視，很多沿海國家將其作為自己的研究重點，上升到戰(zhàn)略層次，為社會穩(wěn)定與經(jīng)濟發(fā)展貢獻一份力量。

　　3.3輕工方面

　　生物工程技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域就是輕工與食品行業(yè)，主要表現(xiàn)為三方面：農(nóng)副原料利用生物工程技術(shù)直接加工成商品，常見的比如釀酒、發(fā)酵行業(yè)等;以生物工程技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)生二次開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)，比如高果糖漿等;最后傳統(tǒng)工藝存在某些不足的地方，利用生物工程技術(shù)進行改造，有效解決傳統(tǒng)工藝不足的地方，降低成本與資源消耗，促進產(chǎn)品質(zhì)量的提高。

　　3.4醫(yī)藥方面

　　醫(yī)藥生物工程技術(shù)是生物工程技術(shù)研究開發(fā)的熱點，近十多年來一些發(fā)達國家投放大量的人財物力研究和開發(fā)醫(yī)藥領(lǐng)域的生物工程技術(shù)，已取得新的進展。

　　作者：吳賽 單位：湖南省邵陽學(xué)院生化系

　　【三】生物工程專業(yè)發(fā)酵工藝教學(xué)改革探索

　　摘要:根據(jù)發(fā)酵工藝原理課程的特點和性質(zhì)及吉林大學(xué)生物工程專業(yè)的具體情況，制定課程教學(xué)改革的思路和方法，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面探索教學(xué)模式在教學(xué)過程中的應(yīng)用，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得良好的教學(xué)效果。

　　關(guān)鍵詞:發(fā)酵工藝原理;生物工程;教學(xué)改革

　　1前言

　　發(fā)酵工程是基因工程、酶工程和細胞工程等其他生物技術(shù)的最終手段和方法，是生物技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

　　發(fā)酵工藝原理是吉林大學(xué)生物工程專業(yè)開設(shè)的一門重要專業(yè)課，是綜合運用所學(xué)知識來解決工程實際問題的一門重要課程，同時也是學(xué)生后續(xù)進行畢業(yè)設(shè)計及進入相關(guān)領(lǐng)域工作的基礎(chǔ)。

　　由于此課程內(nèi)容豐富，涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微生物學(xué)及化工原理等理論，各學(xué)科間相互交叉滲透[1]，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。

　　因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在有限的學(xué)時內(nèi)對發(fā)酵過程有系統(tǒng)全面的認識，掌握發(fā)酵工藝的基本內(nèi)容和操作過程，提高分析和解決實際問題的能力[2]，其取得良好的教學(xué)效果，是高校教師在教學(xué)工作中需要探索的重要問題[3-4]。

　　筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)工作，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進行調(diào)整，取得一定的效果。

　　2教學(xué)改革探索

　　優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容合理的教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生綜合素質(zhì)的提高起重要作用。

　　為了使學(xué)生在校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識既系統(tǒng)科學(xué)又專業(yè)實用，筆者改變以往對單一教科書的依賴，優(yōu)化和充實教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的知識體系，在教材的選擇上以熊宗貴主編的《發(fā)酵工藝原理》為主，同時為學(xué)生推薦《發(fā)酵工程最優(yōu)化控制》《發(fā)酵工藝學(xué)》《發(fā)酵工藝原理與技術(shù)》等側(cè)重點不同的教科書。

　　在此基礎(chǔ)上多途徑(雜志、相關(guān)網(wǎng)站)選擇參考資料[5]，內(nèi)容上涉及教學(xué)小組各教師的科研項目及國內(nèi)外最新的科研成果和專業(yè)技術(shù)，用以擴增課堂信息量，解決原來課上知識乏味、內(nèi)容老舊的問題，從而使學(xué)生對課程內(nèi)容及研究前景有所了解，激發(fā)學(xué)生對相關(guān)方向的研究興趣和熱情，對學(xué)生未來從事相關(guān)科研工作起到一定的啟蒙和科普的作用。

　　教學(xué)順序上為了使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識，講授的主要內(nèi)容按照發(fā)酵工藝進行的先后順序(微生物生長和產(chǎn)物形成、菌種選育與保藏、培養(yǎng)基配制、滅菌、發(fā)酵動力學(xué)、發(fā)酵過程檢測及控制、發(fā)酵過程的實驗室過程和放大、環(huán)境保護、發(fā)酵過程經(jīng)濟學(xué))進行編排，

　　并在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)完成后結(jié)合現(xiàn)有發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)實例進行講授，便于學(xué)生從整體至局部對發(fā)酵工程基本理論及工藝流程進行理解與掌握。

　　改革教學(xué)方法以知識傳授為主的教學(xué)方法在實踐性較強的專業(yè)課程教學(xué)中存在易使學(xué)生知識學(xué)習(xí)片面，不能培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力和提高實踐能力等問題[6]。

　　首先，改變傳統(tǒng)的課堂講授方式，把課堂教學(xué)從傳統(tǒng)的單向傳授變?yōu)殡p向互動的過程，在課堂教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)方法。

　　課上教師有針對性地提出問題并給予一定的提示，使學(xué)生獨立思考，注重對其他已學(xué)課程中知識的聯(lián)系和鞏固，同時布置課后思考題便于學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固課上知識。

　　其次，開設(shè)專題討論課，學(xué)生以小組的形式對感興趣的發(fā)酵過程進行資料的收集和整理，提倡相互交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，深入挖掘?qū)W生的思維潛能。

　　第三，發(fā)酵工藝原理是一門實踐性、應(yīng)用性很強的課程，許多設(shè)備必須以圖像形式展現(xiàn)其關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)和工作原理，有些工藝如果能夠親臨現(xiàn)場或用視頻的形式進行介紹，則能使課堂上的教學(xué)效果大大增強[7]。

　　用制圖軟件提高課件中插圖的質(zhì)量，使圖像色彩化、立體化、直觀化、動態(tài)化，教學(xué)效果遠勝空洞的語言描述。

　　在課堂教學(xué)過程中適當(dāng)增加模擬動畫、工廠生產(chǎn)視頻，使原本抽象的內(nèi)容能夠直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生更容易理解和接受，從而將枯燥的發(fā)酵過程和繁雜的設(shè)備工作原理的記憶過程轉(zhuǎn)化為生動形象直觀理解的過程，學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)效果得到增強。

　　并且通過此方法，可以保證學(xué)生在認識實習(xí)參觀工廠之前對各種設(shè)備和生產(chǎn)工藝建立初步印象和認識，改善以往參觀與課堂知識銜接不理想、見習(xí)效果收效甚微的狀況。

　　加強實驗課程建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力實驗課程是發(fā)酵工藝原理課程教學(xué)中重要的組成部分，對于幫助學(xué)生提高解決實際問題的能力具有重要意義[5]。

　　由于完整的發(fā)酵過程存在實驗時間長的特點，以往在教學(xué)過程中受到實驗課時短、實驗設(shè)備和場地有限等條件的限制，開設(shè)的實驗內(nèi)容孤立，大多為驗證型小實驗，很難調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。

　　因此，在實驗課程建設(shè)時，一方面將實驗內(nèi)容由單一驗證型向綜合型、研究型發(fā)展，對實驗內(nèi)容進行改革，充分調(diào)動學(xué)生進行實驗操作的熱情，在加深對課程知識理解的同時，提高實驗操作能力。

　　對學(xué)生進行相應(yīng)的實驗技能培訓(xùn)和考核，合格后靈活安排實驗時間，開放實驗室保證學(xué)生能夠充分利用課余時間走進實驗室，對課程中感興趣或有疑問的知識設(shè)計實驗進行驗證，并對實驗結(jié)果加以分析，從而提高設(shè)計實驗和解決問題的能力。

　　另一方面，增加實驗分組數(shù)目，給學(xué)生增加參與實驗操作的條件和機會，爭取實現(xiàn)每個學(xué)生都能充分參與實驗中的每一個過程。

　　另外，因吉林大學(xué)生物工程專業(yè)的學(xué)生在大四上學(xué)期有為期一周的工廠見習(xí)，為了更好地鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識，將發(fā)酵工藝原理課程由原來的大四上學(xué)期調(diào)整至在大三下學(xué)期，通過對發(fā)酵工藝的學(xué)習(xí)，使學(xué)生帶著課堂上學(xué)習(xí)過的理論知識去相關(guān)工廠實習(xí)，實現(xiàn)理論與生產(chǎn)實際的結(jié)合，在鞏固理論知識的同時，對工廠實習(xí)中的工藝流程更加清晰。

　　考核形式的改革以考試為主的評價忽略了對學(xué)生在綜合分析和技能方面的測試，因此，適當(dāng)增加學(xué)生平時成績在課程成績中所占的權(quán)重，學(xué)生課堂討論情況、實驗準(zhǔn)備和操作情況、作業(yè)完成情況都要在課程成績中有所體現(xiàn);

　　考試卷面題目中，為了檢查學(xué)生對實驗的理解和操作，增加一定比例的實驗過程異常情況分析題目;為了考查學(xué)生對專業(yè)前沿技術(shù)的關(guān)注程度，增加主觀題作為附加題目，從而保證通過本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生各方面的必要技能都有所提升，進而達到培養(yǎng)社會需要的復(fù)合型綜合人才的目標(biāo)。

　　3結(jié)語

　　為了更好地使學(xué)生掌握發(fā)酵工藝原理這門專業(yè)課程，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的具有創(chuàng)新思維和實踐動手能力的復(fù)合型人才，針對教學(xué)過程中的部分環(huán)節(jié)進行一些改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的專業(yè)知識掌握、資料收集與展示、實驗操作能力有所提高。

　　隨著生物科技的發(fā)展，教師的教學(xué)工作也應(yīng)不斷地改革創(chuàng)新，培養(yǎng)出高專業(yè)素養(yǎng)的人才。

　　參考文獻

　　[1]胡馨予,王迪.發(fā)酵工程教學(xué)現(xiàn)有弊端及改革措施探究[J].中國教育技術(shù)裝備,2016(8):119-120.

　　[2]馬歌麗,彭新榜,高建奇,等.生物工程設(shè)備課程教學(xué)模式的改革[J].微生物學(xué)通報,2005(5):160-164.

　　[3]任曉莉,趙潤柱,梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革與實踐[J].微生物學(xué)通報,2011(1):127-130.

　　[4]黃金林,潘志明,焦新安.“發(fā)酵工程”課程教學(xué)的思考與探索[J].生物學(xué)雜志,2005(5):46-47.

　　[5]郎亞軍,聶春雨,等.發(fā)酵工藝原理課程教學(xué)體會與教學(xué)改革[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(32):16001-16002.

　　[6]柯樂琴.研究型教學(xué)模式在高校課程教學(xué)中的應(yīng)用研究:以《發(fā)酵工程》課程為例[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2014(24):92.

　　[7]黃方一.發(fā)酵工程課程教學(xué)改革的實踐與探索[J].武漢生物工程學(xué)院學(xué)報,2008(1):31-34.

　　作者:梁清

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