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生物工程论文:依托科研课题探索和实践生物工程专业本科毕业设计(论文)教学 摘要:在分析造成生物工程专业本科毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)实践环节,从科研团队、论文选题、学术报告和评价体系四个方面进行改革和实践,以期为生物工程专业本科毕业设计(论文)教学改革提供一定参考。 03 一、前言 毕业设计(论文)是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1,2]。对学生而言,是理论与实践相结合的学习阶段,可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力,培养科技文献查阅与科技论文撰写能力,以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言,是提升本科教学质量的主要抓手,也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。 生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一,因此,生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求,我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3,4]。目前,高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一,它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5,6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业,具有很强的实践性,因此做好该专业的毕业设计(论文)实践环节,对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而,目前高校毕业设计(论文)的质量整体上出现了下滑的趋势,主要表现在:(1)师生比例偏低,指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计(论文);(2)选题盲目,课题研究内容陈旧,缺乏创新性,有的还脱离生产实际;(3)毕业论文的写作水平差,学生缺乏科技论文写作训练,论文写作格式与文献引用缺乏规范;(4)评价体系不完善。学生们在毕业设计(论文)阶段的表现是良莠不齐的,但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%,极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此,为了提高毕业设计(论文)质量,如何改革并完善现有的毕业设计(论文)教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。 从2010年开始,我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计(论文)的探索和实践,让学生在毕业设计(论文)的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例,就相关的探索和实践进行了总结。 二、依托科研课题教学本科毕业设计(论文) 1.形成合理的科研团队。目前,高等院校本科毕业设计(论文)的教学方式多采用导师制。然而,导师制是一种精英教育的教学模式,其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率,它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临,高校办学规模的扩大,生师比持续升高,办学资源日益紧张,高成本原始形态的导师制已难以为继,它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),学生在选题后就进入到导师的课题组中,与研究生统一学习和交流,建立一个由导师、研究生和本科生(1∶5∶3)构成的梯度研究团队。在这个团队中,导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划,对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳,形成一个个独立且相关联的子课题。然后,本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样,以科研课题为基础,通过科研团队各成员的分工和合作,一方面减轻导师的工作量,使导师能够高效利用有限的精力和时间,达到事半功倍的效果。在教学过程中,避免了以往导师对指导内容不明确,对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面,传统的一个导师和一个学生的面对面的交流,转变成本科生与具有一定科研基础的研究生,特别是博士生进行高度个人的接触和交流,有效地缩短了本科生的适应期,极大地提高了其积极性和主动性。 2.选择合适的论文题目。毕业设计(论文)的选题显著影响毕业论文的质量,若选题过于陈旧或是假题目,研究内容与实际的研究和生产严重脱节,则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计(论文),会严重挫伤学生的积极性和主动性,不利于其创新能力的培养,实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),让学生参与到导师的在研课题中,做到真题真做,使得学生产生浓厚的兴趣,不仅能够提高其主观能动性,还能极大地激发其创造性。另一方面,由于毕业设计(论文)教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度,导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”,让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究,实现提高毕业论文质量的目的。比如,针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题,要求学生尝试各种先进分离提取方法,发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性,最终提出一种可行的分离提取工艺路线,并进行实验验证和评价。此外,由于生物工程专业的毕业设计(论文)选题有两种形式,即试验性题目和设计性题目,为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作,对学生进行分流,充分发挥其特长,激发学习兴趣,保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦,并巧妙地加以引导利用,帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环,使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中,鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法,在对该方法进行充分实验和评估后,将其整合到原有分离提取技术路线中,并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的,则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计,为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。 3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程,并不是单纯的工作总结,而是进行科学研究的基本训练,是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而,本科生在毕业设计(论文)教学环节之前,本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程,学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此,学生在总结科研成果,撰写毕业论文的时候往往存在以下问题:(1)学术道德观念淡薄,论文有明显的拼凑,更有甚者直接从网上抄袭;(2)缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果,措辞不严谨、论文层次不分明,图表说明不合理;(3)论文格式不规范,特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),在教学实践中,导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动,包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中,要求学生阅读、分析和归纳1~2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文,以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发,并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上,要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析,导师和学生一起讨论分析,并依据实验结果安排下一步工作计划。此外,课题组不定期组织专题报告,由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告,报告选题有“如何写好毕业论文”,“生物工程学科常用科研软件的使用”,“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议,使得本科生在文献阅读能力,课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。 4.构建合理的评价体系。毕业设计(论文)教学环节,从选题、实施到论文定稿,历经约8个月甚至更长的时间,学生投入大量的时间和精力。因此,毕业设计(论文)质量的合理评价,建立奖惩制度,可以使学生产生公平感和信任感,对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前,本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计(论文)教学环节,学生与导师(指导教师)有更多的接触和交流,导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此,指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计(论文)指导和管理规范的基础上,利用模糊评价的方法[8],构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系,见表1,从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计(论文)实践环节的表现,保证毕业设计(论文)成绩评定的客观、公正。 三、结束语 毕业设计(论文)是高校本科教学的最后一个实践性教学环节,是提高学生综合能力和素质的重要步骤,也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计(论文)教学过程中暴露出的问题,剖析了造成毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)的方法,通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计(论文)的质量,取得了一定的成效,已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力,较高的职业道德能力和水平,得到了社会的初步认可。然而,在教学改革和探索的过程,发现仍有一些问题,如毕业论文(设计)题目的难度选择,毕业论文(设计)教学与学生考研和找工作的时间冲突等,这些问题尚需在实践中不断改进与完善。 生物工程论文:微生物工程本科毕业论文的教学改革 【摘 要】本文介绍了微生物工程本科毕业论文教学的特点及进行改革的必要性,并从学生选题、教师指导、论文考核及质量评价等方面对微生物工程本科毕业论文的教学改革进行了探讨。 【关键词】微生物工程 本科毕业论文 教学改革 微生物工程学科主要是从生产需要出发,研究微生物的生命及其代谢途径,以及人为控制微生物代谢的规律性,从而利用微生物转化生产所需产品,该学科实用性较强。掌握扎实而广泛的基础知识和熟练的微生物操作技能,可以在相关科研和生产活动中得心应手。因此,如何培养微生物工程领域适应新时代需求的创造性人才,是摆在从事相关教学和科学研究的教师面前不容忽视的问题。微生物工程毕业论文是考查学生微生物专业知识和基本实验操作技能的一个综合性的学术性论文,其实践教学对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。同时,毕业论文的质量也是衡量教学水平、学生毕业与学位资格认证的重要依据。因此,严格教学管理,确保毕业论文的质量,是微生物工程学科相关院系目前亟待解决的重要问题。 尽管微生物工程本科毕业论文对于教师和学生都是一个重要的实践教学环节,但目前仍存在一些问题:(1)毕业论文选题不当。有的导师在拟定参考选题时,没有投入充分的精力进行认真考虑和精心设计,从而导致很多学生的论文选题不当。(2)毕业论文教学过程疏于管理,毕业论文的监管力度不够,重结果、轻过程现象严重。(3)学生对待毕业论文的态度不够端正。有部分学生对撰写毕业论文的重视程度不够,许多人不理解毕业论文写作的意义,还有学生认为毕业论文与就业没有太大关系,没有投入充足的时间参与科研活动和论文写作,导致毕业论文质量欠佳,存在着论文观点不明、论证不清和缺乏规范等问题。(4)教师对学生毕业论文的重视程度不够。有的教师对指导毕业论文流于形式,对学生要求不严。还有部分教师本身承担许多研究工作和社会工作,时间和精力有限,指导学生过多,也影响了毕业论文的质量。 对于大多数学生来说,本科毕业论文环节是他们实现所学专业知识由理论到实践的初次跨越,因此,整个教学实践要循序渐进、系统有序地进行。 一 改革学生被动的选题方式 采取指导教师定题和学生自主选题相结合,学生与指导教师双向选择的方式。指导教师根据自己的教学和科研项目,结合教学、科研、生产等专业特点设置若干难易适度、大小适中的开放课题供学生选择,指导教师同时公布指导方向相关信息,包括承担研究课题及历届论文课题信息。学生在规定的时间和选题范围内选择自己最感兴趣的课题,学生与选择的指导教师沟通,指导教师指出一个方向并指导学生进行文献检索,了解研究动向,找到研究切入点,最终确定课题,并加入到指导教师所承担的科研课题研究中,与研究生和博士生的科研工作相结合,独立研究。 二 对学生进行正规、系统的科研训练,培养学生的科学素养 指导老师根据学生的选题及时下达毕业论文任务书,其内容包括:毕业论文的题目、应阅读或翻译的文献资料、毕业论文的要点及毕业论文的进程安排。对文献综述、论文实验记录、论文研究项目及内容、外文翻译篇数或字数及毕业论文字数等指标提出明确的要求,以便学生明确毕业论文要做的工作,做到心中有数,早做准备。在毕业论文教学环节,开设讲座,邀请有关的教学管理专家及教学水平、科研水平俱佳的教授,为毕业生举办有关科研选题、科学研究与资料收集、毕业论文撰写与答辩的专门座谈和专题学术报告。同时,指导教师组织小组成员听取并讨论学生以多媒体形式呈现的汇报,汇报内容包括文献综述、研究进展、论文初稿等。参加成员就相关内容提出质疑并共同探讨,指导教师就完成论文过程中出现的问题给予深入细致的讲解和解答,并从观点、材料、结构、语言、格式等方面对毕业论文进行指导。小组其他成员也能从中接受新的信息,形成双向思想交流,起到举一反三、触类旁通的作用。学生根据大家的意见修订实验设计,进行论文修改和补充,最后形成一篇质量较优的论文。通过此过程培养学生独立思考和自主研究的能力,提高其逻辑思维能力和口头及书面语言表达能力,使学生毕业后能快速适应生产和科研的需要。 三 改革考核方式和内容 建立毕业论文质量评价机制,统一毕业论文的评分标准,力争公平、公正、严格。考核包括前期和中期考核,答辩也包括预答辩和正式答辩。考评内容包括平时表现、科研态度、动手能力、分析及解决问题的能力。 成立毕业论文答辩委员会和答辩小组。学生答辩前,指导教师要先对所指导的毕业论文写出评语,并预评成绩,同时请具有论文指导资质的相关专业教师进行评阅。根据指导教师和评阅教师的评审成绩决定是否有资格参加答辩。进入答辩程序的毕业论文,由各专业答辩小组以公开方式进行答辩,同时做好答辩记录。答辩时对幻灯片制作水平、语言表达能力、对问题的分析和解答能力等进行综合打分。学生终评成绩等级由答辩委员会确定,综合指导教师、评阅教师、答辩小组三方评审结果,按3∶2∶5的比例评定论文成绩,以保证毕业论文成绩评定的公平公正,对具有实际应用和参考价值的论文优先评优。 四 组织开展毕业论文的检查工作 学生毕业论文的选题确定后,根据具体情况,在学生毕业论文完成过程中要进行多次检查。具体分为:(1)毕业论文前期检查。确保题目申报、论文计划任务书、选题工作等落实到位。(2)毕业论文中期检查。重点检查毕业论文工作的进度问题。(3)建立毕业论文质量评价机制。答辩结束时,进行毕业论文抽查工作,随机抽检部分毕业论文,组织专家对选题质量、格式规范、论文质量及成绩评定等进行检查评议。 五 重视分析及总结工作 毕业论文工作结束后,认真整理、分析和总结整个毕业论文过程,并进行数据汇总分析和评优工作,编印优秀毕业论文集。推荐优秀毕业论文,并给予奖励。优秀毕业论文汇编成集,存入学院资料室,为今后学生写作毕业论文提供借鉴,也为进一步改进毕业论文工作提供宝贵的经验。 毕业论文教学是培养学生实践能力和创新精神的重要途径,微生物工程是一门实践性很强的学科,与其他专业相比,更强调能力培养,强调实验和操作技能的训练。实验研究具有较强的设计性及连贯性,系统的实验操作包括从菌株的筛选与分离、培养基制备等开始,中游阶段主要内容包括种子扩大培养、发酵、发酵过程参数控制等,下游阶段内容主要是对产物的分离纯化等。微生物工程毕业论文教学实践强调动手能力,突出创新能力,不仅要求具有宽厚而系统的生物学及相关学科的基础理论和基本知识,还要具有系列基本操作技能。因此,该教学实践环节相当于学生踏入社会前的一次工作演练,强调学生科研素养的系统培养和综合实力的提升。在毕业论文教学实践过程中,如果学生接受了系统的科学研究思维和实验训练,将更好地适应当今生物制品等行业出现的新变化和新要求,进而满足经济建设和市场需求。 生物工程论文:生物工程专业"学科交叉、产学研结合"多元化毕业设计(论文)模式的改革与实践研究 【摘要】从教学改革的角度出发,探讨了毕业设计(论文)这一教学环节的重要性;采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养,建立和完善了独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地和实效显著的校内工程训练基地,对校内指导教师进行工程实际能力再培训,建立具有可操作性多元化毕业设计(论文)新模式的质量保证和评价体系。结果表明,以上改革和实践是提高学生综合素质、独立工作能力以及创新创业精神的重要途径。 【关键词】生物工程毕业设计(论文)多元化 本科生毕业设计(论文)是工科高等院校教学计划中最后也是最重要的教学环节,占用一个学期,达大学教育阶段的八分之一。这一教学环节能培养学生查阅文献资料、使用各种工具书、应用计算机、外文翻译、工程设计与科技论文写作等方面的能力,提高学生的调研能力、实践能力、动手能力、社交能力,同时通过毕业答辩培养和强化学生的材料组织能力、讲演与口头表达能力、反应敏捷能力。东北电力大学生物工程专业的教师经过多年的教研总结出:这些培养目标仅靠在校园里苦读书本、纸上谈兵是根本不可能实现的,要提高毕业设计(论文)的质量,提高学生的综合素质,增加学生就业的机会,只有到社会实践中去,走学科交叉、产学研合作办学之路。 一、改革的措施 1.采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养 将参与毕业设计(论文)的学生分为考取研究生进一步深造型、签约就业型和自主创业型三类。根据不同类型学生特点,进行个性化培养,指导教师有针对性开题,学生根据自己的特长并结合自己的毕业去向选择合适的毕业设计(论文)题目;也可以让学生根据自己的兴趣提出新颖创新的毕业设计(论文)题目,由专业教师把关审题;也可支持学生到就业单位或实习实训基地做毕业设计(论文),可使学生受到正规的科技开发训练,熟悉未来工作单位的环境和要求,提前完成由学生向工程技术人员的角色转换;支持学生参与大学生"综合性、设计性、研究性、自主开放型"实验项目的研究,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛,为日后的就业、创业和研究生学习打下良好的基础;支持考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究。这些措施能极大地激发学习的积极性,对增强我校学生的社会竞争力具有非常重要的意义。 2.建立和完善独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地 积极探索与企业联合开展科学研究、产品开发、共建研究等产、学、研合作模式,企业借学校人力资源进行研发工作,学校利用企业条件培养人才,互利互惠,建设一批工程实践基地,形成长期稳定的合作关系;学生作为生力军,直接参与工艺设计、产品研制、科技开发工作,锻炼了学生的工程能力,形成了特色。我校地处各大类企业门类齐全的东北老工业基地的吉林省,有优越的校企联合优势和校企合作传统,同时,各企业中的工程技术人员和管理人员很多是我专业的毕业生,因此可依托本地建立多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地,在培养一批校外兼职指导教师同时,也解决了教学设施和工程训练场地不足及到企业实习只能以参观形式进行的困难,为学生工程能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障。 3.建立和完善实效显著的校内工程训练基地 利用校内资源条件,发挥学科优势,依托我院学生科技园、应用化学特色专业、省水处理实验中心组建了培养学生工程能力的校内工程训练基地,为毕业设计(论文)的顺利进行提供了有力保障。 4.对校内指导教师进行工程实际能力再培训,增强题目的工程实用性 近几年,我专业引进了一批青年教师,他们的学历高、综合素质高,但没有工厂企业工作的经历,缺乏深入的工程背景。因此,每年安排青年教师在学生到单位进行毕业设计(论文)过程中也下到企业锻炼,亲身体验工程实际和生产管理运行过程,积累工程经验,既可提高他们的理论教学水平和科学研究水平,同时,也能提高毕业设计(论文)的指导水平。 5.建立可操作性强的质量保证和评价体系 针对不同方式的毕业设计(论文)情况,制定相应的工作计划要求及联合指导协议书等教学文件,以保证毕业设计(论文)的有序进行。为考核学生的培养效果,制定了学生毕业设计(论文)质量评价内容和指标体系,提出了评价的操作及过程控制方法。在毕业设计(论文)中实行10~15%的末位复审制,保证了毕业设计(论文)的质量。 二、改革的可行性 "学科交叉、产学研结合"毕业设计(论文)新模式的研究与实践是一种有益的尝试,它是教师的一种自觉需求,教师既可以寻找科研立项课题,也可为企事业单位解决一些实际问题;同时在为社会服务的过程中,学习生产新技术,反过来又促进教育质量的提高,最终为教师提供了一个施展才华的更加广阔的空间,有利于高校双师型师资队伍的形成。 这种模式也是学生渴望的,学以致用,用才是学习的终极目标。一方面考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究,激发学习的积极性,也提高了我专业研究生的综合素质;同时有计划地指导学生在毕业设计(论文)过程中申请校级、市级、省级乃至全国的自主创新科研项目,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛。另一方面企事业单位委托的课题具有很强的实用性,学生真题真做感兴趣,更易激发他们的创新潜能,培养合作和团队精神,提高综合素质;同时,企业在这个过程中也能了解到学生的真实情况,及时与优秀学生签订就业协议,在一定程度上防范人才流失,增加了引进人才的可靠性,节省了培训费用。 通过这种模式的实践有效地缓解了我们专业实验资源不足的问题,充分利用企业或科研院所的实验设备作为学生毕业设计(论文)实验的有益补充,能有效地缓解学校因扩招而造成的资源紧缺的状况,提高了企业与科研院所实验设备的使用价值。 三、结束语 这种新模式的研究与实践有利于造就优秀的应用型本科人才,可全面提高我专业的教学质量,是我专业教学改革的方向,符合高等教育综合化的发展趋势。 生物工程论文:湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)抽查有感 摘 要: 作者通过对湖南省19所高校的普通全日制生物工程专业毕业论文(设计)的抽查,总结了目前存在于各院校毕业论文(设计)中的主要问题,并对这些问题提出了相应的改进建议,为进一步提高全省乃至全国高校生物工程本科毕业论文(设计)整体质量提供了新思路。 关键词: 湖南省高校 生物工程专业 本科毕业论文(设计) 改进建议 为了促进高等学校加强教学管理,重视毕业论文(设计)指导,提高教学质量,湖南省教育厅高等教育处2010年底组织了对全省普通高校2010届本科毕业生毕业论文(设计)的抽查工作,抽查对象包括来自湖南省19所高校(含二级学院)的普通全日制生物工程专业。我作为评审专家之一,参加了这次毕业论文(设计)的抽查工作。从各高校提交的10名学生的毕业论文(设计)原件和反映教师对论文写作的指导及评阅、评分等情况的相关材料,以及学校关于毕业论文(设计)教学环节的相关规定等各方面总体来看,各高校对学生的毕业环节工作非常重视,对毕业论文(设计)都制定了较为完整的工作手册或规范要求,毕业生文档材料齐全,成绩评定基本合理;部分学校还有详细的指导老师指导记录;有的学校除毕业论文正式稿以外,还留有教师批改痕迹的修改稿;有的学校还备有学生毕业论文(设计)的光盘电子稿;中南大学的送检材料中甚至有英文撰写的毕业论文,等等。但是,通过抽查也发现了一些在今后工作中需要认真加以解决的问题,对此我进行了一定的总结,并且提出了一些改进建议,供同行参考。 1?郾湖南省高校生物工程专业本科毕业论文(设计)文档中存在的主要问题 1.1毕业论文(设计)的选题方面 生物工程专业隶属工科办学专业,属于以工为主、以理为辅、工理管结合的复合型专业,培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。因此,学校应该安排一定比例的生物工程专业学生开展毕业设计工作,然而,在检查中我们发现19所学校中仅有中南大学等3所提交的材料中显示有进行毕业设计的学生。同时,生物工程专业在办学的学科定位上,应该既有别于生物科学专业,又不同于生物技术专业。然而,在提交的毕业论文中,我们发现部分地方院校存在对上述3个专业定位认识不清的现象,论文选题除了存在过于简单的一般性问题以外,甚至存在脱离生物工程专业培养要求的原则性问题,例如某校学生的毕业论文内容竟然是教学实验室保存的蛙类标本的比较研究,又如某校学生的毕业论文内容是关于该校学生膳食结构的问卷调查分析,等等。 1.2指导老师对毕业论文(设计)指导工作方面 上述毕业论文选题方面存在的一些问题与指导老师的素质及工作态度有着直接的关系。指导老师应当在学生开展毕业环节工作的整个过程中都对学生起到重要的引导和教育作用。一些地方院校教师由于承担的各类科研项目少,科研和教学经费不足,再加上招生规模大,未能做到一人一题,某高校甚至出现了同一名教师指导的三名学生同题的现象,更为恶劣的是三名学生论文中仅有的一张凝胶电泳实验结果图也是相同的。指导老师对学生毕业论文(设计)的指导不仅仅体现在选题方面,还体现在对学生开展毕业论文(设计)工作的全程监控方面。尽管有些学校非常重视学生毕业环节的质量监控,专门绘制了教师指导学生的记录表格,要求教师对于每次的指导情况进行包括时间、地点、内容等方面的详细记录,但是,从材料中我们也发现存在少数教师在毕业论文(设计)前期和中期对学生无指导、在毕业答辩前突击多次指导的现象,实际上没有实现对学生毕业环节全程指导和监控。 1.3学生毕业论文(设计)的质量方面 学生毕业论文(设计)的质量,是本次抽查的重点之一。学生是做好毕业论文(设计)工作的主体,因此学生对待毕业环节的态度是影响毕业设计(论文)质量的决定性因素。虽然各高校对于毕业设计(论文)的内容及规范都有具体要求,但是在抽查的毕业论文(设计)材料中仍然存在一些不合学校规范的地方,除了前面提到的论文选题不恰当以外,还有论文中研究背景介绍(即综述部分)篇幅大而正文部分篇幅小、内容空洞、存在东拼西凑的现象、论文字数未能达到学校规定的要求、设计图纸绘制及标注不规范等问题。 1.4毕业论文(设计)的成绩评定方面 毕业论文(设计)答辩与成绩评定是毕业论文(设计)工作的一个重要环节,各院校均制定了一套评定标准,并且大多数院校都实行指导老师评阅、评阅老师审阅和论文(设计)答辩三重打分评定,一般采用五级记分制(优、良、中、及格和不及格),成绩要求呈正态分布,优秀比例一般控制在10%―15%。但是,在抽查中我们发现各高校评分普遍存在偏高的现象。另外,在评语撰写方面,许多学校的评语均采用通用性语句对学生毕业论文(设计)完成过程、论文撰写质量及答辩效果等方面进行描述,如该生实验工作积极主动、论文书写规范、答辩中回答问题思路清晰等,缺乏对学生具体工作的个性化评价。 2?郾改进毕业论文(设计)工作的建议 2.1加强毕业论文(设计)的选题工作 选题是开展本科毕业设计(论文)工作的第一个重要环节。原则上,选题应避免过大或过小、过易或过难。学生进入毕业环节前,各院校应根据生物工程专业人才培养的要求、教学实验室规模及师资队伍情况,确定分别开展毕业论文和毕业设计的学生人数,公开征集专业教师甚至学生自己的论文(设计)题目并进行认真审查和可行性分析。然后将获得批准的题目及相关指导老师情况向学生公布,让学生根据自己将来的发展方向选择要做的题目及相关指导老师,并在师生双向选择的基础上进行适当微调。这样既可以避免选题不符合生物工程专业培养目标的情况发生,又可以兼顾学生的兴趣和志向,保证毕业设计(论文)后续工作的顺利开展。 2.2加强指导老师队伍的建设 指导老师在本科毕业论文(设计)工作中的作用是多方面的,其中包括选题和拟定毕业设计任务书、对学生开展毕业论文(设计)工作进行指导和监督、对学生撰写的毕业论文(设计)材料进行修改及成绩评定等,因此,对指导老师的综合素质要求是比较高的。指导老师对学生毕业论文(设计)质量的影响存在主客观因素。客观因素是部分院校的生物工程专业师资队伍结构不合理,缺乏具有工程方面知识背景的教师,造成无法开展毕业设计,只能开展毕业论文工作。主观因素则是有些指导老师对本科毕业论文(设计)不够重视,认为在短短几个月时间里学生做不出什么成果,不愿意花费精力对本科生进行认真指导。因此,各院校一方面应当根据自身师资队伍结构现状,适当引进能够指导毕业设计的工程技术人才,适应生物工程专业本科生的培养要求,另一方面应当强化制度管理,明确指导老师的职责,杜绝毕业环节教学事故的发生,同时制定适当的奖励措施,调动指导老师的积极性。 2.3引导学生正确对待毕业论文(设计)工作 毕业论文(设计)一般都安排在大学四年的最后一个学期,不仅时间较短,而且往往受到学生考研复试、求职应聘等诸多因素的影响。从抽查的结果来看,大多数学生都能以端正的学习态度对待毕业论文(设计)工作,但也有一定数量的学生对毕业论文(设计)不够重视或不太负责任。指导老师应当加强对学生的教育和引导,提高学生对于毕业论文(设计)的主观能动性,使他们意识到本科毕业论文(设计)可能是他们当中的大多数人走上工作岗位前最后一项标志性作业,也是对自己四年所学知识进行总结和提高的一次难得机会。另外,还应当鼓励学生到生物工程相关企业或者科研院所完成毕业论文(设计)工作,通过真题真做,促进学生学以致用,增强他们的事业心和成就感,同时也为学生开辟就业的绿色通道。 2.4完善成绩评定机制 毕业论文(设计)的成绩评定应当做到全面、客观、公开和公正,一般应由以下三部分组成,即指导老师从学生开展毕业工作中的表现等方面给予的考核成绩,论文(设计)评阅教师从学生的毕业论文(设计)材料的撰写质量方面给予的书面材料成绩,以及答辩委员会教师对学生毕业现场答辩表现给予的打分成绩。只有这样,才能从众多毕业论文(设计)中评定出真正优秀的代表作品,在使应届毕业生心悦诚服的同时,对于下一届毕业生以积极的态度面对即将到来的毕业环节也有辐射示范作用。另外,教师在撰写评审意见时应当注意:既然学生的毕业论文(设计)是一人一题,毕业答辩时回答的问题也各有不同,对学生的评语当然应该具有针对性,切忌使用过多俗话、套话等没有实质性内容的通用性语句,这也是对学生历经数月完成毕业论文(设计)工作的一种尊重与肯定。 3?郾结语 湖南省许多高校的生物工程专业属于新办专业,都处于积累办学经验的起步阶段,正因如此,湖南省教育厅高等教育处选择了生物工程专业作为2010年的重点抽查对象,对毕业论文(设计)开展了抽查工作。虽然评审专家的评审意见已由省教育厅高等教育处反馈给了各高校,但我觉得毕业环节当中发现的这些问题可能具有普遍性,因此将参加抽查工作的心得体会撰写成文,供国内其他兄弟院校生物工程专业的教学同行参考,希望共同促进我国生物工程专业人才培养质量的提高,满足新时期的生物工程产业对人才的需求。 基金资助:教育部新世纪人才项目NCET-07-0869和中南大学教改项目-中大教字(2006)137号―20。 生物工程论文:乳酸菌生物工程技术论文 1乳品发酵项目中的生物工程技术运用分析 1.1细菌素 乳酸菌的细菌素本质为蛋白质,可以当作防腐剂容易被胃酶讲解,拥有相对较好的理化与抑菌特点。当前,nisin与microgard已经运用在乳食产品防腐剂中。nisin作为乳酸乳球菌亚种的一项分泌肽,大量的革兰氏阳性菌与少量的革兰氏阴性菌具备一定的抑制作用。在上世纪中期nisin主要用在对芽孢生长菌成长的控制与有效延长乳制品等的货架期。目前,FDA已经通过有关部门批准可以运用在融化干酪相关抗菌剂。除去当作食品的防腐剂之外,nisin可以当作医疗制剂运用在牛乳房炎的治疗中。另外,microgard还是一种具备抑制性的革兰氏阴性菌与真菌细菌素,可是其不能抑制革兰氏的阳性菌。例如美国的1%microgard溶液普遍运用在保存乡村干酪。同时microgard能够有效控制瑞士干酪皮的出现的腐败问题。运用定点突变的作用,例如蛋白质相关生物工程技术能够有效拓宽细菌素相关狭窄的抑菌普。现阶段,已能够克隆与测序nisin形成的相关基因,可以实现定位在质拉或是染色体DNA中编码等的克隆与测序。大量细菌素基因可以定位于接合质粒或是转座子上,比较便于基因转移至其他相关微生物。 1.2促进干酪成熟 干酪的成熟期相对较长,冷藏与库存的费用也比较高。对此,促进干酪的成熟已经成为干酪研究的主要内容。促进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类和经过基因工程技术修饰之后的如霉菌促进干酪的成熟。许多学者都重点研究基因工程技术的乳酸菌修饰,能够加速干酪的成熟,拥有相对良好的抗噬菌体能力。充分运用蛋白质的分解阴性等促进干酪的成熟。另外,乳糖代谢之后的阴性乳酸菌能够以高密度进入干酪的凝乳当中,促进干酪的成熟。相对较强的蛋白质分解能够有效加速苦味肽进一步生成。对此,蛋白质所分解的阴性菌体和一般菌株混合运用可以有效促进干酪的成熟。 2生物工程技术的育种手段 2.1原生质体融合 原生质体的融合技术作为创建杂合微生物的主要工具,其能够把相对较好的菌株形状有效结合在相同的菌株中,在乳酸菌的育种方面有着深远意义。在原生质体的融合过程中,可以先运用酶除去两个亲体的细胞壁,从而是使菌体细胞可以在高渗的环境当中释放原生质体,同时在高渗环境下实现混合,然后通过聚乙二醇的促进,可以实现两种原生质体的凝集从而有效融合,获取异核体或是重组子。充分运用杂合菌能够有效提升发酵制品特性或是发展新型产品。另外,原生质体的融合技术可以建立高蛋白质的表达水平相关突变体的主要方式。 2.2电穿孔法 在重组DNA技术快速发展形势下,当代微生物研究人员可以相对精确的变化乳酸菌的生理特性,从而为乳品的发酵项目提供较好的菌株。对此,一定要具备合理、安全、科学的细菌转换手段。近些年来,具备良好发展前景的转换手段就是电穿孔法。在上世纪,Harlander第一次报道了乳酸乳球菌的乳酸亚种的有关电转化,该转化率能够和原生质体融合的转化率相比。另外Chassy与Flickinger也报道了干酪的乳杆菌有关干酪亚种电转化。当前成功完成电转化的乳酸菌有多种,例如嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌的乳油亚种等。通过研究表明各种菌株之间也能够完成电转化。其和原生质体的融合技术相比较而言具有一定优势。 2.3基因的送递系统 在乳酸菌的转化系统快速发展影响下,建立基因的传递系统成为了必然趋势。载体主要可以分成试验用载体与食品级载体两大种类。充分考虑到食品的安全性与稳定性,食品级的载体不能利用抗生素的抗性基因当作选择性的标记。因此,食品在集体的选取一定要在食品级GRAS的菌中分离出选取性标记。在进行记载时所运用的乳酸菌标记主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所编码的细菌素产生和糖类运用或是免疫性基因可以满足食品级基因相关传递系统的选择性标记要求。 3结语 近些年来,乳酸菌的生物工程技术取得相对较大的进步。经过分析乳酸菌相关生物化学的代谢途径,制定与纯化生物基因的转移与递送系统,明确基础的表达与分析信号。深入研究定位和分离基因以及序列。现阶段,乳酸菌的生物工程技术从原来的乳球菌研究慢慢扩展到乳杆菌与双歧杆菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技术进一步研究下,乳品发酵项目必然会步入到一个崭新的时代。而在该时代下可以为消费者提供更加安全与可口、可靠的健康发酵乳制品。 作者:王莉 单位:包头轻工职业技术学院 生物工程论文:生物工程环境保护论文 1生物工程技术减少污染物排放 在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。 2生物工程在环境监测的应用 环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。 3生物工程在废水处理中的应用 需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。 4应用生物工程技术处理固体废弃 物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。 5应用生物工程治理大气污染废气 的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。 6应用生物工程治理土壤污染土壤污染 主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金属是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人体健康。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。微生物修复的主要原理是用基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。另外,农业生产中,土壤之中有80%以上的农药会残留,主要污染物质是其中的磷、氯代烃等。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。 作者:陈磊单位:长江大学生命科学学院 生物工程论文:犬胫骨修复手术生物工程论文 随着我国宠物犬饲养量的剧增,临床需要手术治疗的病例也不断增多。在进行犬的各种类型的手术麻醉时经常会遇到麻醉深度的问题。麻醉深度过浅,一方面会使犬遭受痛苦,同时会影响犬的手术进程和愈合的效果。如果麻醉深度过深,较轻者需要进行抢救,影响手术的开展,严重者可导致犬的死亡,对犬主人造成一定的经济损失和心理伤害。因此,手术的成功关键是正确选用麻醉效果恰当、副作用低、安全范围广的麻醉药。就注射用药而言,单用一种麻醉药往往难以满足临床麻醉的需要,临床上常常使用复方麻醉剂,以达到理想的麻醉效果。笔者通过对6例犬胫骨缺损手术过程以及麻醉配合、麻醉深度的把握及麻醉后的监护等方面进行了总结,以期为临床应用提供参考。 1术前准备 1.1手术室准备 (1)手术室消毒:手术室在手术前1d进行全面的消毒,可用喷雾消毒和紫外线照射等消毒方式。 (2)手术室设备准备:术前检查呼吸机、电源、吸引器、心电监护仪和高频电刀等设备,使之处于正常工作状态。 1.2手术器械物品准备 生物工程骨、常规骨科下肢器械、电钻、锯片、电动摆锯、线锯、橡皮止血带、血管显微器械、无损伤血管缝线(5/0、6/0Prolene)、钛夹(中、小)、无菌巾等。 1.3手术药品准备 麻醉类药物:阿托品、速眠新、盐酸氯胺酮、3%戊巴比妥钠等;消炎类药物:氨苄青霉素等;抢救类药物:肾上腺素、尼可刹米、东莨菪碱等;消毒药物:碘酒、酒精及生理盐水等。 2麻醉方法 2.1麻醉前给药 麻醉前肌注0.5mg阿托品,阿托品能抑制唾液和呼吸道腺体的分泌,减少麻醉过程中支气管粘液分泌和解除麻醉药物导致的平滑肌痉挛,在麻醉前注射阿托品可保持呼吸道通畅并能减少呕吐。 2.2麻醉给药 称重,将犬固定好,再按照0.2mL/kg体重肌肉注射速眠新和盐酸氯胺酮相配合的复合麻醉药,将术部用剃毛刀清理并消毒后送至手术室。创建有效的静脉通道,静脉注射时采取留置头皮针外加三通装置的方法,在静脉输液同时可自由追加麻醉药3%戊巴比妥钠。 2.3术中的麻醉配合 麻醉术者在术中必须密切观察犬的睫毛反射、呼吸次数、呼吸频率、肌松度等各项体征反应,以便及时适量地追加麻醉药。一般来说,经速眠新和盐酸氯胺酮配制的复合麻醉药在首次麻醉30~40min后,就应该静脉追加3%戊巴比妥钠0.08~0.1mL/kg的用量,之后再维持30~40min。在静脉追加过程中必须要观察犬的各项体征以便控制静脉追加的速度和麻醉的深度。 3犬胫骨生物工程骨修复手术 将犬麻醉后,平卧,将患肢置于上侧。加压固定,用碘酊、酒精消毒手术部位,按常规铺单。将患部逐层切开直至暴露术野。在骨折胫骨前后切取留在犬胫侧的深筋膜瓣和游离长隐血管束,并尽可能多携带筋膜组织,保护好,以备后用。自骨折胫骨前后切开、游离骨膜,把所有骨折碎片取走,切除骨膜及远、近断端骨膜,钢板螺钉固定于胫骨外侧,远、近端各固定1枚螺钉,中间孔正对骨缺损处。将隐血管束通过侧槽植入已准备好的生物工程骨中空管内,深筋膜瓣环抱后,填充于缺损处。血管入、出口处的骨断端皮质要制成缺口,并用软组织覆盖,以避免血管直接与骨面接触。观察血管通血情况。逐层闭合切口,松开止血带,观察手术部位有无明显渗血现象,确定止血完全后包扎。于15d后再做另一侧胫骨生物工程骨修复手术。同时,术中要严格止血,适量补液,同时在术中用160万IU青霉素加在100mL生理盐水中静滴。术后连续6d每天肌注氨苄青霉素80万IU/次,以控制手术伤口的感染,手术后不需要制动、换药和拆线,同时要适当给患犬添加营养物质,提高患犬的机体抵抗力。 4结论 笔者对6只犬进行胫骨生物工程骨修复手术,这6例病犬均患严重粉碎性胫骨骨折,手术均用复合麻醉。手术时间是90~120min,手术中犬的呼吸脉搏平稳,采用氯胺酮和速眠新配合的复合麻醉剂能维持麻醉时间30~50min,故采用置留头皮针和三通配置以便输液和追加麻醉药(3%戊巴比妥钠),控制麻醉维持时间。本手术所采用的这种复合麻醉剂效果显著。因此,采用速眠新和盐酸氯胺酮作复合麻醉剂,再用3%戊巴比妥钠维持麻醉时间,此法适合犬类胫骨生物工程骨修复手术的麻醉。6只犬的胫骨生物工程骨修复手术均成功,经术后护理均康复出院。随访一年患肢活动自由能平稳负重且跑动自如。应用于犬手术的全身麻醉药种类很多,但目前尚没有一种麻醉药物可满足理想麻醉的要求,临床上多采用复合麻醉。复合麻醉可发挥每种麻醉药物的优点,减少单一药物的剂量和单一药物毒副作用,同时可以减少使用单一麻醉药物时出现麻醉过深以及长时间、大剂量使用单一麻醉药物对机体可能带来的诸多不利因素,增强了麻醉的可控性与安全度,提高了麻醉效果,在保护患犬的同时,达到了更好的手术预期效果。在术后给予抗菌素控制手术伤口的感染,同时适当添加营养来提高犬的机体抵抗力。 作者:欧阳志良 王肇基 万志伟 黄润标 单位:广东省东莞市农业技术服务中心 生物工程论文:生物工程专业教学改革论文 一、地方院校转型及专业教学改革需要遵循的原则 1.相应的学科应该与学校转型相适应 在进行学院转型和专业教学改革的过程中,需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应,首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致,只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应,有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外,学科的发展和改革离不开学校转型的帮助,只有遵循学校转型的规划和方向,才可以实现有效的学科规划。总而言之,两方面都是息息相关、相辅相成的,只有两者积极配合,才能够实现有效的教学改革和教学实践。 2.学生特点与专业改革相融合 在进行教学转型和教学改革过程中,还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体,无论是专业教学还是院校的转型,学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革,无论改革理念有多么先进,这些改革注定是要失败的。所以,在进行教学改革和教学转型时,必须要实现学生与教学的一致,实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一,只有如此,才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。 二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题 1.学科定位、专业设置不够合理 生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理,这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题,课程比例不协调,一般课程和专业课程的比重不够和谐,往往容易造成专业课程稀少,一般课程较多的现象,不利于学生专业能力的提高;学生数量不稳定,每年的招生计划不够稳定,这必然不利于对人才的培养;在就业上,由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善,使得就业也成为了一大问题。 2.教学理论与实践矛盾突出 在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生,使教学秩序混乱,理论化过于严重,实践性很差,这必然不利于学生本身的成长。可见,理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。 3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型 教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中,考核方式单一模式化,这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养,抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核,在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好,所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功,很少有自己的精力和时间去研究教学,无法和学生展开深入探讨和分析,这对于教学实践和教学改革是相当不利的,只有加速教学改革,深入院校的教学转型,才能够不断地提高教学质量,为国家和社会培养出更多优秀人才。 4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要 学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量,学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件,那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到,学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在,归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”,我们要始终相信学生的潜力是客观存在的,关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此,要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型,就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力,提高他们的潜在素质,提高他们的根本实力,适应教学改革。 三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型 1.学校加强顶层设计,从整体上把握改革方向 实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型,首先要站在学校的立场加强顶层设计,从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声,在管理制度,对教师考核晋级,对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度,站在人性化的立场进行分析,结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向,科学、理性地把握改革目标,力求实现成功的教育转型。 2.彻底改变课程设置与教学模式 要彻底改变原有的,不合理的课程设置方式和教学模式,调整理论课和实践课的比例,不断地强化素质教育,特别是对生物工程专业来说,要逐步改变重理论课、轻实验课,重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力,重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式,不断强化实践课的学习,在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力,提高他们的创新能力和思维能力,只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。 3.加快师资结构与教师队伍的转型 加速师资结构的调整和教师队伍的转型,首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线资深人员进课堂讲课,培养理论实践结合型教师队伍;其次,加强对在编教师的引导和时间能力的培训,尤其是对年轻教师的引导和培训,他们充满激情与活力,精力充沛,干劲十足,要鼓励他们多下企业,沉到生产一线,打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导,这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师,应该让他们继续开展理论教学活动,因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说,要加强对他们的重点培训,让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力,不断地提高他们自身的素质。只有这样,他们在教学中才能够做到游刃有余,为学生进行有效指导,从而提高学生的学习效果,促使他们进步和成长。 4.学校加强学生实践基地建设 生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求,因此,要想增强学生的实践能力,可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言,可以与社会上的企业进行合作,让学生有地方实习,有机会练手,或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼,不断地强化学生的实践能力。不仅如此,学校也可以增设实验室,给予学生充足的课外空间,给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之,只有加强学生的实践能力,才能够从根本上促进他们成长,为他们以后的工作打下良好的基础。 5.改革对教师的评价方式 教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在,要改变传统错误的教师评价方式,尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式,从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难,因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策,单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨,但实施很难。另外,教师也要提升个人的内在自觉,不断地强化他们的软实力,塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感,增强个人的责任意识和奉献精神。总之,要善于从多方面来加强对于教师的培养,不断地进行师资的整顿和教育,只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长,培养更多优秀的人才,为国家和社会贡献自己的力量。 四、结语 总体而言,地方院校教学的转型不仅仅是国家对教育的整体统筹,更是素质教育的深入开展和践行。目前我国地方院校的专业教育确实存在着不少的问题,例如学科定位和课程设置不够合理,教学理论与实践矛盾重重,教学考核方式过于落后,学生本身能力不足等。要改变这些问题,就需要不断地调整专业课程的设置,从整体上把握改革方向,加强师资队伍建设,改变传统的教学评价方式,强化学生的课程实践教学,从各个维度来加速专业教学的转型,促进专业教学质量的提高. 作者:唐青海 单位:南阳师范学院 生物工程论文:生物工程与生物技术论文 一、专业基础课 专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1)。然而从科学到技术的差异很小,仅增加了工程基础课4学分(约11%),应为技术基础课,且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化,按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一,且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上,生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录,如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷,且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课(见表1)。 二、专业课 专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1),从科学到技术的专业课调整率达30%,而从技术到工程的专业课虽然有较大变化,但所列举的课程多为非典型的工科专业课(如基因工程、细胞工程、蛋白质工程),回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理,三个相近专业,不论理科还是工科,学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自主权。另外生物工程是典型的工艺类专业,专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患,故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。 三、实习及毕业实践环节 生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致(见表1),未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节,但在许多学校以“毕业设计(论文)”的形式出现,实际实施则只做毕业论文,没有毕业设计,使毕业设计名存实亡,致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计,许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节,可以设计论文二者兼顾,至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定,唯有如此,生物工程专业才能名符其实。 四、师资要求 师资的最低要求在规范中描述不尽一致,应加以统一。且应规定专业课的师资要求,因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课,而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外,应规定专业要求,即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。 五、其他 近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展,统一实践等硬件条件形式较为困难,而且也不符合时代要求。建议教室(专用或生均面积)、专业课实验室(面积及专用设备)、图书资料数据库量设定为刚性要求,研究所(室)或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。 作者:陈朝银 赵声兰 单位:昆明理工大学 云南中医学院 生物工程论文:发酵生物工程技术论文 1材料与方法 1.1材料及仪器原材料:红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌(生香酵母)。仪器设备:Agilent7890N气相色谱仪,美国Agilent公司;UV-5200紫外分光光度计,上海精密仪器有限公司;ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统;傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。 1.2酵母菌培养基活化培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。 1.3分析方法总酯测定:按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定:利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件:进样口温度230℃,载气He(99.999%);恒流1.0mL/min,分流比50:1,进样量1uL;程序升温,初始温度60℃,保持1min,以5℃/min升至155℃,再以3℃/min升至180℃,保持10min。感官品评:按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。 1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行,以保证实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行,以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液(OD值为1.6~1.8,620nm处测定)用量不同外,其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d,其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。 2结果与分析 2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看,堆积过程中,实验4组的最高品温变化可达到36℃,超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的最高品温并未超过33℃。而且实验3组的最高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃~3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后,除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外,其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程,所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2~3d。 2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境,使其进行数量的大量繁殖;另一方面,通过堆积,也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数,结果如图2所示。图2结果表明,实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度,导致在堆积过程当中,其酵母菌数量最高仅达4.15×106cfu/g,远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中,实验3组当中酵母菌富集效果最好,达到了3.72×108cfu/g,结合图1中的品温情况,说明要保证后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间,前期的堆积过程必须控制好堆积温度,堆积温度最好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。 2.3在制品(15对时)酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中,7~15对时这个阶段,是酒精发酵的主要阶段,15对时之后,随着酒醅中酒度、酸度的积累,对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响,一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到,实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析,其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值(0.23、0.45、0.28)均>0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值(0.03)<0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面,各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致,结果见图4。 2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果 2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好,此外,汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保证清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明,适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到,4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量最高,可达8.3g/L,比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当,分别是7.3g/L和7.5g/L。其中,实验4组在四个实验组中总酯含量最低,但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到,通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高,其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多,高达1.5。 2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评,结果见表7。结合表7描述,可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香,清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。 3结论 3.1经中试实验可知,采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中,堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量,提高幅度高达76.6%,能够很好地保证和提升汾酒品质。 3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值,最高可提高至1.5,在提高总酯的同时,实现了“增乙降乳”的目的,可大大地提升了汾酒的放香和口感。 3.3通过实验发现,由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点,通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量,进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。 3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验,堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。 3.5堆积过程中吡嗪、嘧啶等杂环化合物的含量及对酒体的影响还有待进一步研究。 作者:王晓勇单位:山西杏花村汾酒厂股份有限公司 生物工程论文:实践教学生物工程论文 1加强实践教学,培养学生创新思维 构建了以实验教学和课程设计为基础,实习和实训为优秀,社会实践和科研创新活动相结合的实践教学新体系.理工并重,产、学、研有机结合,全面提高学生的创新能力和实践应用能力. 1.1改革实验课程体系,构建新的实验教学方式受重理论、轻实践传统教学思想影响,实验教学以教师为主导,学生没有真正融入教学过程.对此,建立了以学生为主体的实验教学方式,采用启发式和引导式教学,培养学生问题意识,形成积极的思维方式,促使学生有目的、自主地进行实验操作,在实践中寻找解决问题的方法,提高实验技能.将多媒体引入实验教学,使整个教学过程更加直观、具体.1.1.1加大综合性、设计性实验比例传统实验教学中以简单的验证性实验为主,内容分散、陈旧.综合性、设计性实验开出率低,不利于学生综合能力的提高.为此,加大涉及多学科、多因素的综合性实验,以及由学生自行设计实验方案的设计性实验,减少验证性实验,促进学生知识、能力和素质的全面提高.如生物工程专业设置的“DNA的重组、转化及筛选”综合性实验,全面综合了从目的基因获得、重组、转化及筛选的整个DNA重组技术的原理和操作.此外,开设的生物技术大实验,综合了天然药化、生化工程等实验课程,解决了专业实验课程内容重复、衔接不当等问题.设计性实验是对综合性实验的进一步提升,强调自主性,为学生提供了更大的发挥空间.为进一步提高实验综合性,实施了模块化实验教学.结合生物工程产业发展趋势,整合多门实验课,将实验分为三大模块:以产品的提取、分离为主的生化工程模块,以微生物发酵为主的发酵工艺模块及以DNA重组及表达为主的基因工程模块.减少了实验门数,强化知识的衔接和融合,全面促进了学生综合能力的提高.1.1.2构建多层次、立体化的开放性实验教学改革传统的实验教学方式,构建开放性实验教学模式是提高学生实践动手能力和综合应用知识能力的重要途径.开放性实验教学是以能力培养为优秀,以学生为主体,变被动学习为主动学习,提高学生综合素质的一种教学体系.其教学模式包括时间开放和空间开放(实验室场所,资源开放),也包含开放式的实验教学方式.实行分层次开放性实验教学,将实验内容分为基础型、提高型和研究创新型,循序渐进地提高学生全面素质. 1.2加强实践教学,加大实训、实习基地建设 生物工程专业是为实际生产服务,其特点是实践应用性强.实验室教学具有其局限性,它与实际生产存在较大距离.因此,培养工程实践人才,应加强实践教学环节,建设良好的实习和实训基地.以社会和市场需求为导向,以专业技能训练为主要目标,构建了面向生产实际的,集技能实训、工艺设计、产品研发于一体的任务驱动式综合化实践教学体系.为解决实践教学基地不足的问题,与多家企业、工厂建立合作关系,成立多个校外实践基地.校企合作是使学生接触生产实际的有效途径,克服了传统办学模式中人才培养与社会需要相脱节的现象.学生通过深入生产一线,熟练大型设备操作,掌握基本生产流程,增强了工程意识,提高了实践应用能力和创新能力.因此,应进一步实行校企联合,通过结合企业最新研究及发展方向,确定专业技术课程和技能实训模块,使教学更具实践性,培养学生理论知识转化为实际生产力的意识和能力.此外,校企共建技术中心共同研究开发课题,加速了科技成果的产业化,促进了学校与企业共同发展,推动了区域经济建设. 1.3实行双师型教学 建立“双师型”师资队伍.聘请企业高级技术人才作为兼职教师,激励教师到企业学习,建立高素质的教学师资队伍.使学生了解企业运行机制,巩固理论知识,提高工程素质. 2将科研引入教学,培养学生创新能力 科研带动了生物工程行业的发展,没有科研就没有创新.培养学生创新能力的关键是使学生掌握科学研究的思想和方法.教不研则枯,科研融入教学,有利于及时地将新技术、新知识注入实验教学,培养学生积极主动的探索精神,激发创新思维. 2.1引入科研课题 将教师的科研课题引入实验课或毕业论文的选题中.教师给定实验的目的与要求,由学生根据实际条件,查阅文献并制定实验方案,由指导教师核定后实施. 2.2建立创新实验室,设立专项科研基金 建立本科创新实验室,为学生的研究设想提供理想的平台,充分调动了学生的自主性,培养学生的创新思维.通过设置大学生创新项目基金,为创新实验提供经费支持.该项目由学生自主申请、组织开展课题研究.对于结题及取得良好成果的采取记学分、奖励等措施,激发学生积极性.这种探索性科学研究,培养了学生分析与综合、抽象概括、归纳演绎等科学的思维方法,提高了学生创新能力,已有一些成果在高水平的科学杂志上发表. 2.3实行大学生导师制 从低年级开始,由学生根据自己的兴趣,选择导师及研究方向.通过加入教师的课题,在导师指导下开展实验研究,培养学生的科学精神和科学素养.导师制为学生提供宝贵的智力资源,学生可以自由地与高层次的科研人员进行学习交流,实现了因材施教,有利于学生积极性的提高及个性发挥.科研训练环节作为高层次实验教学环节,是实现培养创新型人才目标与定位不可缺少的途径.由科研一线教师担任指导老师,对学生进行科研训练,提高学生的科研能力,是创新型人才培养的一个特色. 2.4开放科研实验室 高校科研实验室是高校科学研究、学术交流和产品研发的重要场所,是科研成果和创新思想的重要产地.为充分利用科研实验室的资源优势,对其实施开放,将科研实验室融入本科教学,构建科研与教学有机结合的创新人才培养模式.资源生物重点实验室开放以来,激发了学生创新能力,提高了学生操作技能,使学生形成了良好的科研素质.此外,深化教学管理制度的改革,优化教学过程控制,是提高教学效果的保障.为此,建立了以能力考核为优秀,多元化的、全面的考核评价体系.加强过程考核,使学生注重平时的学习和实验操作.把学生的发展情况作为衡量教学成果的主要标准、突出创新和应用能力的评价,全面考核学生的综合素质. 3结语 科研融入教学,产、学、研合作教学,理论与实践紧密结合,实现科研实验室向教学实验室转变,强化科研对教学的反哺,是生物工程专业人才培养模式的主要特色及优势.通过校企合作,加强认识实习、生产实习等实践环节,加大实践教学基地建设,培养了学生适应工业化生产高新技术的不断更新及社会生产结构变化的能力,他们的创新能力、工程意识及工程能力普遍提高,知识、能力和素质得到全面发展. 作者:张晓娟陈文强霍科科赵辉单位:陕西理工学院生物学院 生物工程论文:基于化工原理的生物工程论文 1多媒体教学与传统教学相结合,生产实习和实验结合,提高教学效果 化工原理课程需要重点论述单元操作的基本原理和计算方法,其中包含许多公式的推导和计算。教师充分利用网络资源,制作多媒体课件进行启发式教学,将抽象的原理以小视频、Flash动画等形式展示给学生,提高教学效率,增强教学效果;使学生在教室中就了解到工厂产品的生产流程和设备。如第二章流体输送机械中,使用动画或者Flash影片播放各种输送机械的工作过程,如离心泵、往复泵等,第四章传热中列管式换热器使用三维动画生动地展示其工作原理,使学生直观的理解。我们从之前的教学经验发现,单纯采用PowerPoint课件进行讲解,公式在屏幕上显示直观感觉“乱”,造成学生视觉上的疲劳,而且许多学生往往还没有反应过来,页面就已经翻过去了,学生会感到枯燥无味,造成多数学生不爱听,失去学习化工原理的兴趣。此部分内容教师需要借助板书,手写推导,随写随看,诱导学生进入动态思维过程,调动学生学习的能动性,从而让学生跟着教师的思路走。此外,课堂上理论知识的讲解,只能让学生对化工原理涉及的单元操作和设备简单的理论了解。安排学生进入化工厂参观实习及实验操作,结合工厂工程师的讲解,增加学生的感性认识,使知识转化为实践,使学生对化工原理的知识掌握不再是“纸上谈兵”。 2重视预习,调动学生主动学习积极性 化工原理课程是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分析解决化工类生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[3]。课程学习相对于其他科目难理解、难推导、难掌握,从以往的教学经验发现,部分学生对这门课程存在抵触、害怕的情绪,使得学习和讲授过程相对较难,互动较少,学习效果差。在第一堂课的授课过程中消除学生对本门课程的害怕抵触情绪,之后的教学中教师提前布置预习任务,学生在课下主动学习,熟悉课堂内容,查阅资料[4]。课堂上以回答问题和分组讨论的形式检查预习情况,发现学生难理解的内容,再对其进行详细讲解和分析,使学生将课程内容理解掌握,提高学习效率。这种方式改变了传统的学习方式,使学生从被动的接收内容转变为主动学习知识,充分发挥学生的主观能动性,并培养了自学能力。对于流体输送机械、沉降与过滤、传热、精馏塔、干燥几章内容,涉及到设备的结构与操作原理,采用以学生自学、查阅资料为主,自己制作多媒体课件,课堂上以讲课的形式展示自己的自学成果,使学生真正成为课堂学习的主体[5]。 3习题课的重要性 课后习题是对课堂内容的应用和巩固,每个重要知识点结束后,布置相关的习题,使学生在解题过程中加深对基本原理的理解与掌握。如布置第一章中流体流动中流体静力学方程式、伯努利方程式的应用题,让学生课下完成。下次讲课之前,用10-15分钟时间进行习题的解答,由学生解答习题思路,在讲台上板书讲解,其余同学对其思路进行讨论,这样可以发挥学生的主动性,积极参与到课堂上。如果课时允许,可以设置专门的习题课,对习题进行集中讲解和讨论,加深学生对基本概念和方法、基本工艺计算的理解,从而巩固课程的理论知识。综上所述,结合化工原理课程和生物工程的专业特点,我们通过不懈的努力,优化教学内容,改进教学方法,调动学生学习的积极性,我们围绕新的课程要求积极改进教学方法,提高教学质量,以培养学生综合素质为目标,培养学生创新能力为重点,为培养具有工程概念的生命科学人才打下了坚实的基础。 作者:杜晓娜关海燕周晨妍单位:新乡医学院三全学院生命科学技术学院发酵工程教研室新乡医学院生命科学技术学院 生物工程论文:实践教学的生物工程论文 1在考核评价上 突出学生学习能力、综合实践动手能力的评价,采用口试、答辩和解决实际问题等形式,考核评价学生的学习效果。鉴于实践课程内容的复杂性、实践时间的长期性,专业将过程考核应用于成绩考核当中,不再以最终的成绩确定学生的实践动手能力,而将同学的准备情况、实践态度、思考过程及难易度、实验结果等都纳入到实践教学考核体系当中。学生既是被考核对象,又是考核监督对象,提高了学生的参与热情。 2专业优秀技能提升训练体系 2.1专业基本技能培训体系结合专业人才培养方案,已制定实践教学培训计划和专业技能基础体系,以培养学生的专业基本技能。相关实践教学课程包括:一是基础技能:生物化学、分子生物学、微生物学、细胞生物学、基因工程、免疫学、化工原理等;二是生物工艺过程基本技能相关课程:工业发酵分析、淀粉分析与检验、变性淀粉、发酵工程、发酵设备等。 2.2科研训练提升专业基本技能培训体系塑造了学生最基本的专业技能,为提高专业技能,生物工程专业在实践教学过程中制定了相应的“研究式”实践教学模式,即将学生融入教师的相应课题研究中,利用课余时间,进行课题研究。 2.3社会实践锻造生物工业过程实习主要包括:酶工程实习、化工原理实习及生物工艺学实习。是生物工程专业实践性教学中一个极其重要的环节。本实践环节在前述实践教学基础上,通过构建学生自主实习、校内外双导师制、厂校双重考核等实践教育模式,让学生进入生物工程公司每一个操作工段。通过这一环节的实践学习,让学生更加深刻理解生物工程工艺流程,加深了对理论知识的理解与掌握,专业技能和素养在工业环境中得到进一步提升,同时提高了学生的工程意识和工程能力以及创新能力。 2.4大学生科技创新培养计划科技创新计划就是利用科研工作助推本科生创新能力的提升,由学校及指导教师提供研究费用及实验条件,同学通过申请、答辩的方式进行优选,使学生在掌握专业技能基础上,培养和提升创新能力。如:同学们参与了“一种秸秆生物质的制备技术研究”及“蜂花粉系列产品的研制”等科研工作,通过实践检验研究思路的合理性,使科研课题设计能力、组织实施能力、科研素养和创新能力得到进一步培养和提高。 作者:王刚郭明珠陈欢刘娟史云婷孙旸陈光单位:吉林农业大学生命科学学院长春职业技术学院信息分院 生物工程论文:面向区域经济的生物工程论文 一、培养面向区域经济和产业发展的生物工程高层次人才的必要性 区域产业是指在某一特定区域内,生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合,反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤,产业相关集群的形成对于促进地方经济建设,保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。 1.生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来,国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,生物产业产值以年均22.9%的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出,到2015年,生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番;到2020年,把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术,显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一;将生物制药技术列为重大支持方向之一;将食品安全列为民生科技示范重点,食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。 2.吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市部级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势,已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业,以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年,相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头,全年医药产业实现销售产值1550亿元以上,同比增长34.7%⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出,在医药产业方面,将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地;在医疗仪器设备及器械方面,提升医疗器械行业发展水平,加快补齐医药产业发展短板,重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年,全省医药工业总产值达到2000亿元,年均增长27%⑦。 3.吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前,吉林省生物技术制药产业发展迅速,但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大;高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱,缺少足够的优秀创新人才,造成优秀技术往往依赖引进,受制于人。生物工程产业是高技术产业,通过对相关产业调研发现:(1)生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大;(2)产业创新能力提升导致高端人才匮乏;(3)国内外同行业的发展差距导致人才流失严重;(4)要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才;(5)高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》指出,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才;鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地;建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前,吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所,即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才,但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。 二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索 1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。 2.优化课程体系,构建双师型导师队伍,探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势,按照专业方向的不同,采用分类培养的指导思想,突出知识背景交叉与能力培养并重的特色,设置了科学合理的课程体系,包括必修课(18学分)、公选课(10学分)、方向选修课(6学分)三个模块,模块间遵循“夯实基础-提高能力-强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成,企业专家讲授实践性较强的课程,国外专家学者主讲学科前沿性讲座,突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式,构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师,和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体,融通基础理论教学、前沿技术和实践教学,构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式,学制2.5年;非全日制学习方式,学制3年。培养方式为校企(行)联合培养,对于全日制学生,1年在校理论学习,半年行(企)业顶岗实践,1年结合岗位实践内容完成毕业论文;对于非全日制学生,1年在校理论学习,半年企业顶岗实践,1.5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接,学校和用人单位的无缝连接。 3.建立校企联盟,拓展实践教学基地,全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养,企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此,通过校企合作和优势互补,建立工程实践基地,实现研究生联合培养,已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上,建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前,与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议,形成了以吉林省为中心,辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外,校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心,吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室,2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前,已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设,为学生提供了充足的实践机会,使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发,全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。 4.“产学研”联动,以科研合作为纽带,保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育,实现教学、科研、生产三结合,能更有效地提高办学水平和人才培养质量,克服高等教育脱离社会实践需要的倾向,增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来,我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业,联合完成了部级、省级和横向科研项目17项,累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带,将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合,形成了“产学研”联动模式,增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求,鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下,掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段,具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力,保障了学位论文的先进性与实用性。 5.加大政策性投入,科学规范管理,完善质量保障与监控系统长春理工大学“2020年教育事业发展规划”明确提出,按照“入主流,重交叉,创特色”的新兴学科发展思路,进一步完善学科体系,积极创造条件,将生物工程学科建设成硕士学位授权一级学科。经过十余年的建设和发展,在我校生物医学工程一级硕士学科的建设基础上,目前校内拥有了基础实践教学与工程化一体教学基地,配备了先进仪器设备及与该学科相关的图书资料。学校与行(企)业开展多种形式的合作办学,建设了国内行业一流国企、股份制公司、行业监督检验技术执法等校外基地15家,通过优势互补,共建共管,做好研究生招生、培养、实践实训及就业导向等工作。成立了由学校、学院、行(企)业专家构成的学位委员会,制定了《生物工程专业硕士合作培养协议》、《生物工程专业硕士管理规定》、《生物工程专业硕士培养方案》、《生物工程专业硕士学位论文规范》等文件,规范了生物工程专业硕士培养的实施过程,完善了考核评价体系,保障了学生、企业、学校三方的权益,为更好地建设校企联合培养基地营造了良好的环境和氛围。学校针对专业硕士学位研究生培养建立了完善的质量保障体系,实施全过程质量监控,将生物工程专业硕士研究生教育评估全面纳入研究生管理部门的日常工作,将生物工程专业学位点的建设,包括招生规模、合作基地、师资队伍、科研项目、成果专利、论文质量等纳入学科年度考核,积极开展学习与调研,引入行业评价,以评促建,确保了学科建设和人才培养的可持续发展。 作者:郝凤奇庞春颖宁春玉稽晓强金丽虹于源华单位:长春理工大学生命科学技术学院 生物工程论文:基于卓越计划的生物工程论文 一、改革目标 “卓越工程师培养计划”是适应我国工业化发展进程,培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措,是增强我国优秀竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择[2]。实施“卓越工程师教育培养计划”,将进一步丰富我校的产学合作教育模式内涵,提升它的品牌效应。实施“卓越工程师教育培养计划”也将使我校的办学特色更为鲜明,两者是相互促进的。我们将紧紧抓住这次机遇,按照“卓越工程师”的要求,整体设计人才培养方案,科学制定培养“卓越工程师”的通用标准和行业标准,深入研究理论与实践课程教学大纲,强化校企实习实训基地建设,强化“双师型”师资队伍建设,建立相应的配套政策和建立质量保障体系,以最大的工作热情确保“卓越工程师教育培养计划”在我校实施成功。为此,我院按照学校要求积极组织实施“卓越工程师教育培养计划”的设计方案。为积极贯彻落实学校在人才培养和学科建设上“顶天立地”的战略目标,学院经过几年的不懈努力与探索,在人才培养模式、效果上大力进行创新。以培养高素质应用型创新人才为指导目标,产学研结合,走出了我院依托科研发展,教学科研良性互动,提升教育教学质量的新路子,在取得了显著的建设成就同时为实施“卓越工程师教育培养计划”奠定了坚实基础。 二、改革具体措施 1.坚持以教学为中心,科研促进教学。科研是大学活力的源泉,以科研促进教学是提高大学教学质量的重要途径[3]。科学研究不仅可以增强教学的深度、拓展教学的广度,而且可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系,提高教学效果。高校教师既要从事教学,又要进行科研,要将二者有机结合,以科研促进教学。我院提出了以行业产业为导向的生物工程卓越工程师培养模式。在培养应用型创新人才的办学定位基础上,以教学为中心,根据经济社会发展需求和自身条件、发展潜力,继承办学传统,不断深化人才培养模式改革,明确了“坚持立足地方、依托地方、服务地方的办学方针,依托四川及成都市现代生物产业,坚持以生物产业发展对人才的需求为导向”的办学理念。我院坚持以现代产业发展对人才需求为导向,构建了以产学研战略联盟为平台,学科链、专业链对接产业链的办学模式。已在全院范围内努力营造了“产学合作、工学交替”的良好氛围。使“以教学为中心,科研促进教学”成为学院的共识和自觉行为。 2.强化培养学生的工程能力和创新能力。我们将具备一定专业知识并能运用所学知识完成工程项目的能力称为工程能力。就目前社会所需来看,我们的学生在这方面还存在着巨大的不足。因此,强化培养学生的工程能力有助于他们今后在走入工作岗位时更好地解决实际困难。例如,在实践环节方面,围绕学生的工程实践能力的提高,尽力运用校内外资源,为学生设置工程实践与锻炼环节。通过生产实习,帮助学生建立专业与工程的概念。大力培养学生的动手能力,尤其重视对学生实验技能的培养,越是基础的实验要求越严格越规范,做到让每一位学生都能带着严谨的态度操作每一个实验项目。强化创新能力是人才培养中的一个重要内容,是科技活动的灵魂。在科技活动中培养学生的创新能力至关重要[4]。鼓励教师在教学方法上做出一定的创新,通过与学生之间的互动,将创新思想引入课堂,激发学生的创新意识,从而启发学生的创新思维,最终树立起自己的创新观点。运用创新的教学模式,例如通过多媒体形式将世界最新科技引入课堂,组织一场针对最新科技的讨论,让学生像参与者一样体会整个项目的策划实施。 3.通过激发兴趣,培养学生综合素质和社会责任感。兴趣是学习最好的老师,一旦我们对某种事物产生了兴趣我们就会全身心投入进去,不断探索,不断求知。因此兴趣的培养是“卓越工程师教育培养计划”中的一项重要内容。为充分培养学生的兴趣,首先我们要先启发他们对事物的兴趣,老师可以通过在课堂教学时不断跟同学互动,增进学生对新知识的渴望,把他们引进门后鼓励他们参加各类科研知识讲座、参加科创活动,并在其中不断指导等。设置个性化实验室、简历实验室开放中和实验室竞赛等,着力培养浓厚的学习与研究兴趣,并促使学生进行“兴趣———行动”的转变[5]。 4.建立校企联含培养体。我校“卓越工程师培养计划”采用校企联合的培养,分校内学习和企业学习两个阶段,学制为4年,模式为“3+1”模式,即在校学习3年,在企业学习实践和毕业设计累计1年。注重培养学生的创新能力和动手能力,合理安排教学时间,通过改革教学方法和内容,尽量花较少的时间在教学内容上,让同学们在学校的前3年便能掌握所有的理论知识,而在最后1年安排学生进入企业实习。在这1年的时间中,主要通过企业指导学生解决完成各项在实际工作中面临的各种问题,并对企业中急需的课程做一次培训,提高学生的实践能力。对于毕业论文,通过让学生一边在企业实习,一边由学校指导完成,其中毕业论文的考核方式按企业占50%,考查毕业设计论文的实用性、经济性;学校占50%权重,考查理论深度、分析和解决问题的思路与能力[6]。为能更好地培养工程性人才,学校在选择合作企业时尽量选择具有一定规模、比较知名的企业,争取做到以产学研为纽带的实习、就业的校企合作的实践教学体系。“卓越计划”的实施要求高校加强对工程技术创新人才的培养,作为大学教育中的重要一环,唯有不断探究改进教学方法,才能实现“卓越计划”教学目标。我校为了实现“卓越计划”中制定的目标,在不断设计研究满足高校培养标准的改革同时不断深化课程改革保证卓越工程培养目标的实现,期望培养出更多适应形势发展、走向国际的创新型人才,同时也为其他高校的教学改革提供宝贵的经验。 作者:王跃华孙雁霞邱爱东江明殊许自强单位:成都大学生物产业学院四川师范大学生命科学院 生物工程论文:青年教师能力提升的生物工程论文 1学校的考核及晋升制度不完善 近年来随着社会对高校大学生提出的工程实践能力的需求越来越高,高校对大学生这方面的能力的培训也越来越受到重视,从而对教师就提出了更高的要求,学校也在探求培养具有较强工程实践能力的师资队伍的方法,比如送教师参加各种培训,但总体看来,效果不是太好,多数只是停留于形式,很多好的想法无法真正落到实处。主要是由于高校没有一套行之有效的针对高校教师实践能力培养的政策和保障机制。对于教师有无工程实践能力无考核评价的标准,在职称评定,教学评优,科研工作量考核等方面,未将这一项纳入目标考核,因此教师看中的是学校要求的指标,学校没有硬行规定的一般教师也不会重视,教师中普遍存在重理论、轻工程实践现象。同时学校对于工科教师工程实践能力的缺乏和提高,没有相应的奖惩机制,无法调动教师对于提高工程实践能力的积极性。另外,现在学校扩招之后,在校生的规模迅速扩大,师资严重不足,教学任务繁重,青年教师进校后就承担大量的教学任务,同时学校还有科研任务的考核,使得这些青年教师没有足够的时间和精力去提高工程实践能力,从而形成恶性循环。 2提高工程实践能力的方法探索 四川理工学院生物工程学院作为地方工科院校,培养的是具有工程专业技术人才,因此一直以来非常重视学生工程实践能力的培养,针对新进教师没有或缺乏工程实践能力的现状,积极采取措施,形成了一套行之有效的培养青年教师工程实践能力的方法,为培养卓越工程师提供了保障。 2.1企业挂职锻炼企业是最直接培养工程师的摇篮。选派教师到企业去挂职锻炼是提升工程实践能力最直接的方法。对于地方工科院校,为地方经济服务是我们这类高等院校的职能之一。我院与地方企业,比如泸州老窖股份有限公司、保宁醋有限公司等十余家企业有着长期的良好合作基础,学院的一些老教师也被聘为这些公司的顾问,因此通过这些途径,我们将青年教师有目的的选送到这些企业进行为期6-12个月的挂职锻炼,这些青年教师通过在这些企业做挂职锻炼,对企业的感性认识上升到理性认识,不仅仅是工程实践能力的提高,在管理水平等其他方面也得到了锻炼。 2.2岗前培训对于新进教师,在上岗之前进行相关的培训是提高教师素养必不可少的环节。对于工科院校,特别是在毕业环节中对于学生的毕业设计要求必须占有较大的比例。这就要求教师必须有工程实践经验才能去指导学生。因此我们首先组织新进教师到企业参观,同时还请有工程实践经验的老教师做相关的培训,并建立建立青年教师导师制,由学校内经验丰富的老教师来担任指导老师,定期对青年教师的教育教学实践等方面进行指导。 2.3指导校外实习对于工科学生到工厂实习是实践教学不可缺少的环节。对于新进教师由于来自不同的学校或不同的行业,因此对我校原有的一些实习基地不熟悉,对这些工厂的生产情况也不太了解。我们由有经验的老教师和新进教师组成校外实习指导小组来指导学生实习,一方面新进教师可以跟老教师学习如何带实习,另一方面老教师在给学生安排实习任务的时候其实也是在给新教师安排实习任务,让新教师在这些厂里面去深入学习,向工厂里工程实践经验丰富的师傅请教,提高自己的工程实践能力。 2.4指导课程设计、毕业设计课程设计及毕业设计是培养学生综合运用所学理论与技能分析解决实际问题的能力,全面、系统、严格地完成工程设计基本训练的重要实践教学环节,它不仅能提高学生能力,同时对教师的能力提升也是行之有效的途径。毕业设计的题目可以和教师的科研有机的融合,这样既锻炼了学生的工程实践能力,又督促教师对新的问题进行思考和再学习。对于常规的课程设计,我们也是采用“老带新”的方式,让没有工程经验的青年教师跟着老教师学习;对于毕业设计题目则主要采用和教师科研相结合的方式,近年来我们有80%的设计题目是源于教师的科研,很多教师的科研项目都是和学生共同完成的,这大大促进了教师和学生的科研积极性。 2.5指导实验通过动手做实验,教师才能了解本专业对于实践能力的要求,熟练掌握本专业所开设的实验。通过参与实践教学环节的指导,一方面可以发现自己存在的问题和具体专业实践能力的缺乏,及时学习提高,另一方面也可以发现学生在实际应用中通常可能存在的问题,以便在今后的教学中可以有针对性地强调和解决。新进教师对于以后是否会带实验课,学院都要求先到实验室实习,通过准备实验及动手实验,了解实验室有哪些仪器设备,这些仪器设备是如何进行操作和管理的,这样也有利于教师指导学生实验,同时也有利于教师在进行科学研究时能根据学校现有的条件来制订实验方案,有效的利用现有的资源来完成相关的研究课题,做到有的放矢。 2.6依托学术团队和研究平台、参与横向科研课题企业提出的研究课题一般是市场需求的、企业亟待解决的、多学科交叉的问题,具有较强的应用前景,在一定程度上代表着学科发展方向。如果青年教师参与到这些课题中就可以站在学术前沿,并且有学科知识渊博的资深专家学者和工程实践经验丰富的专业技术人员给予指导,有企业研发团队的支持,这些完全可以促使青年教师不断优化自己的知识结构、能力结构,不断拓宽学术视野,将理论性与应用性、学科的单一性与交叉性、学术研究的严谨性与实际工作的灵活性融会贯通,提升自己的科研能力,锻炼自己的实践能力,积累工程实践经验。生物工程学院于2012年专门成立了科研团队,要求科研团队中必须有合理的人员结构,青年教师要加入到团队中,在团队中得到成长,同时充分发挥老教师的引领及指导作用。同时生物工程学院还拥有“酿酒与生物技术四川省重点实验室”,“国家固态酿造工程中心”等重点科研平台,依托重点科研平台,搭建了适合生物工程专业教师进行工程训练与创新培养的科研与教学平台,这都使得教师的工程实践能力得到了极大的提高。 2.7参与行业的会议交流、短期培训通过参加生物工程行业各个专业委员会的会议以及有关的短期培训,有利于教师获取最新的市场动态信息;了解行业生产中遇到的问题及相关的解决方法以及可能存在的解决方法;同时了解市场上新产品利益特征;近年来我们选派了青年教师参加了“生物技术工业高峰论坛”、“全国及省调味品行业协会工作会”、“乳酸菌与健康国际会议”等,教师在这些培训中获益匪浅。 2.8选派到企业做博士后依托企业博士后工作站,让青年教师深入生产一线,发挥专业特长,有针对性地主持产品研发、从事科研攻关,把理论知识和具体的生产实践需求相结合,这要更能有效的锻炼教师的工程实践能力。泸州老窖股份有限公司、剑南春股份有限公司这些和我们学院具有良好合作基础的企业都有博士后工作站,我们鼓励青年教师到这些工作站去工作,现已有2名博士从站里出来并在工作岗位上发挥重要的作用,我们还将继续派出更多的博士到企业去做博士后,为我们以后的工程师摇篮提供有力的师资保障。 2.9参与实验室建设近年来学校对我院的工程实践教学方面的投入资金不断地加大了,相继建成了“食品与发酵工程实验教学中心”、“天然产物提取实验室”、“果酒酿造中试车间”、“清酒酿造实验室”、“调味品酿造实验室”等相关专业教学与研究中心,同时学校还在建设二期工程,进一步加大实验场地及设备的投入。在这些教学与研究中心的建设过程中,我们邀请青年教师积极参与验室整体规划,仪器的调研、采购和安装及调试等。一方面在实验室建设过程中教师更了解实验室的设置、仪器的性能,另一方面在实验教学过程中能给学生透彻地讲解,也利于开设新的实验项目。同时通过辛勤劳动的付出,他们更能懂得珍惜和爱护这些设备,使设备能充分发挥其作用。 2.10指导大学生课外科技活动课外科技创新活动是培养学生科技创新精神和科技创新能力的重要载体,是实现科技创新教育目标的重要方式。当前我国有大量面对高校大学生开展的课外科技活动,在高校的“第二课堂”中占有重要的比例比如挑战杯,国家、省和学校的大学生创新基金,这些都要求指导教师要有较高的教学水平、科研创新能力,这样才能引导学生研究问题、帮助学生解决创新活动中遇到的问题的能力。同时在指导学生进行课外科技活动中能进一步完善自身知识结构,改进思维方式,研究新情况,解决新问题,指导教师的教学水平和实践能力的提高也有极大的促进作用。近六年来,获学校审批大学生课外科技活动项目110余项(其中泸州老窖科研奖学金项目共立项29项),共发表学术论文142篇,有30多人次在校内获奖,推荐的优秀成果参加全省和全国的“挑战杯比赛”,有5个项目25人次获奖。生物技术与工程协会荣获第四届“全国高校优秀社团”荣誉称号。这都极大了锻炼了教师的工程实践能力。 3结语 在充满挑战与机遇的21世纪,工科院校肩负着为社会输送高质量工程技术人才这一历史使命,因此必须根据自身的特点,打造符合工程教育人才培养特色的年轻师资队伍,提高工科院校整体办学水平。四川理工学院生物工程近年来的这些做法虽然在一定程度上提高了青年教师的工程实践能力,但不是所有青年教师都有机会经过各个环节的锻炼,这也就造就了一些工程实践能力的欠缺,同时由于学校考核机制的影响,这对培养青年教师工程能力意识有极大的影响,因此教师工程实践能力的培养还任重而道远。 作者:邓静张静赵兴秀吴华昌单位:四川理工学院生物工程学院 生物工程论文:骨缺损修复生物工程论文 自体和异体骨移植技术不同程度的修复了骨缺损,仍达不到最理想的修复层次,目前研究最热门的是骨组织工程联合前沿的生物材料和细胞生物学技术试图达到理想层次骨修复,将损失减少到最小。 1组织工程修复骨缺损进展 骨组织工程可追溯到urist[10]1965年报道的用DBM(骨形态发生蛋白)诱导间充质细胞形成进而分化为成骨细胞。直到1987年在美国纽约的学术会议上才正式提出组织工程学定义,其目的和意义是在细胞水平和分子水平构建具有生命力的细胞生物材料复合体,从形态、结构和功能上对缺损或功能障碍的组织、器官进行永久性地置换及替代,实现组织器官的形成及再生。组织工程学的不断创新使骨缺损的研究有了突破,使得骨移植后有骨生成、骨诱导、骨重建、骨修复作用。目前,骨组织工程学有不同的复合形式,生物材料复合成骨细胞和生长因子则是近年来的研究热点。近年来骨组织工程所用的生物材料也是多种多样,各具特点,与骨组织工程、基因工程联合应用研究越来越多,可以做到互补。如陶瓷材料的生物力学性能和骨诱导不足可以被转基因处理的细胞分泌生长因子所弥补,生物材料可增加骨传导和稳固性,提供适宜的环境促进细胞增殖与分化[11]。Dupont等[12]用合成支架涂层联合腺病毒承载的BMP-2用于修复骨缺损,结果显示复合生物材料脱细胞移植有良好的骨诱导能力。生物陶瓷独特的多孔结构模拟骨松质可以加速缺损部位的血管化有利于运输营养,加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性,可有不同时间段的吸收后骨重建。目前,研究最多的陶瓷材料是多孔性的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),它同生物玻璃都属于活性生物陶瓷。由于HA的强度并不高,多用于强度较低的骨缺损修复,如颌面部外伤缺损。珊瑚是HA的代表,近年来仅作为填充物应用于临床,而忽视了其可作为生物工程支架和载体的作用[13]。另外一种广泛应用的是β-磷酸三钙(β-TCP),其最大的优势是植入机体后生物相容性好,所以也称为生物吸收性材料,局部反应和全身毒性反应都比较少见,降解的速度也较HA较快(主要与TPC的表面结构,晶体类型与比例,孔隙率和临床科研的动物有关)。孔隙率是75%的TPC是最好的骨替代材料,但同样是因为强度不够,而只能用于不负重骨部位[14]。磷酸钙陶瓷在体内的代谢途径目前认为是粒子而不是离子,所以长时间聚集可能会造成淋巴结增生。磷酸钙骨水泥可用作复合材料成分之一,承担组织工程中载体作用,显示出在细胞保护、增殖、碱性磷酸酶与骨胶原生成等方面的良好效果[15]。通过向磷酸钙陶瓷中添加相应增强韧性的材料而形成的TPC复合材料已经成为研究热点之一,伴随着纳米技术的引入,该种材料的学术研究和市场都会有广阔的前景。复合生物材料用于骨组织工程也能表现一定的作用。高分子聚合物可赋予骨基质各种理化和力学特性,可分为天然聚合物如纤维蛋白、甲壳素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)。骨胶原(Collagen)是骨细胞外基质成分,可以促进钙沉积,血管内向性生长及生长因子锚定,促进骨愈合,是良好的细胞、药物、基因、蛋白支架,也常作为黏合剂与具备骨传导能力的载体,如羟基磷灰石或磷酸三钙等合用发挥各组分的优势。王浩等[16]将鼠间充质干细胞种植在骨胶原-羟基磷灰石-硫酸软骨素复合材料上,并在体外培养增殖,再将该复合物植入大鼠肌肉内。结果显示该复合材料的三维微孔结构可促进细胞向内生长,其在大鼠肌肉内逐步降解的同时伴有新骨形成,提示该复合物在细胞附着与诱导分化上有着良好表现。目前用于骨组织工程的目的细胞有:成骨细胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、软骨细胞、骨髓基质干细胞(bonemarrowstemcells,BMSC)、人脐带间质干细胞(HUCMSCs)、脂肪干细胞(adiposederivedstemcells,ADSCs)、胚胎干细胞(embryonicstemcells,ESCs)、转基因细胞等,大多是自体细胞,它们能大量分泌生长因子且有多分化潜能,如将BMP基因转染软骨细胞后可促进Ⅱ型胶原、软骨寡聚蛋白等的分泌[17]。BMSC存在成体骨髓内,在一定的条件下可向骨、软骨、脂肪三系分化,培养扩增几亿倍仍可保存其分化潜能,也能长期稳定的表达外源性生长因子基因。Corn等[18]人用荧光成像的方法证实了间充质干细胞在移植后的修复作用。HUCMSCs的选择主要集中在足月新生儿,它的特异性抗原标记仍不明确,所以移植后的效果评价还停留在流式细胞术阶段。ESCs在表现其强大优势时也暴露其负面的遗传性,如携带致瘤基因,所以在未找到消除消极因素前可能会限制该细胞在临床上的应用。ADSCs体外培养易成活,免疫特性低,还具有刺激组织细胞分泌血管生长因子作用而被广泛认可,其发展也最有前景。成骨细胞因易老化等缺点而被淘汰。尽管伦理、干细胞界定、分离和增殖上仍有挑战,但干细胞在组织再生方面的临床价值值得探索。 2基因工程修复骨缺损进展 1973年开始,基因治疗已经不局限于遗传病的治疗,随着对生长因子基因的不断认识与克隆,人们想到将内源性生长因子稳定有效地表达在骨缺损部位用于骨愈合的治疗,尤其是在缺乏血管和神经的关节软骨缺损修复过程中应用更为必要。Sheyn等[19]将基因修饰的干细胞用于椎体骨修复的模拟实验结果显示骨缺损得到良好修复,弥补了外科手术的不足。治疗骨缺损基因工程所需要的目的基因主要是一些生长因子基因:骨形态生成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、转化生长因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF-A、B、E促进血管以出芽的方式生成,VEGF-C、D则促进淋巴管生成)、甲状旁腺素(PTH)等。目前,已经认识到骨缺损愈合的过程中是多种生长因子共同参与、协同作用,共同促进愈合。已经有实验证明多生长因子基因联合作用较单个基因在促进成骨时更有效[20-21]。研究最多的是BMP超家族的成员,它是骨修复生长的启动基因,诱导成骨细胞生成,对未分化的骨髓干细胞有促进增殖和分化的作用,对成熟的细胞无作用。同时能促进骨折部位的稳定[22],即使在炎症因子存在时也能显著诱导骨基质形成。BMP通过细胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受体(都是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶超家族成员),在细胞外聚集并通过Smad将信号转入胞内,引发骨生成[23]。例如,将外源性BMP2基因转染从机体上分离出的靶细胞,进行体外培养,然后再转移到缺损部位进行骨诱导修复即体外转染途径,或者基因表达载体直接注入机体靶细胞促进修复即体内转染途径。转染BMP2基因常选用的载体有病毒载体如腺病毒(a-denovirus,Ad)和非病毒载体如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等[24]利用腺病毒载体转染大鼠的骨髓基质细胞,利用骨缺损处成骨反应时产生的放射线观察得到证实。Clements等[25]用载有碱性生长因子的质粒转染BMSC结果证明了非病毒载体的可行性。相比较而言体内转染途径在临床上更容易实施,因体内转染途径不仅能较好表达生长因子且能避免病毒传播和免疫反应的副作用[26]。只是在临床中会遇到这样的问题:注射到局部的BMP会被渗出的体液冲散而引来吞噬细胞且靶细胞的选择不容易控制,降低了生长因子的作用效率。目前采用超生介导的体内转染操作简单可指导临床应用,体外转染也有其明显优势,高效的细胞转导,操作简便,还可与骨组织工程结合来完成骨修复,将来源于自身组织的细胞复合组织工程载体,然后经过细胞生物反应体系培育,再转移到宿主能够减少生长因子被蛋白酶水解提高移植质量,如rhBMP-2联合胶原蛋白海绵载体,但BMP-2用量会是生理需要的1000倍,带来经济负担和不良反应如水肿、异位成骨等。于是,有人选用与BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24来代替rhBMP-2,实验结果表明有明显的成骨效应[27]。需要注意的是,不是越多的生长因子表达就越好,如VEGF过度表达会引发骨重建环境的不稳定,增加骨降解[28]。载体承担传递基因的作用,要根据骨缺损的大小、位置等来选择合适的基因工程载体。病毒载体以腺病毒(Ad)应用最多,因为本身就具有致病性所以制备起来复杂,安全度低且有免疫反应(原因是病毒表面的抗原暴露在靶细胞的表面),但转染率高还能控制BMP的过量表达。有人用药物来阻止免疫反应从而减轻病毒载体的免疫损害,结果显示免疫抑制后靶细胞仍然可以表达目的基因进行骨诱导[29]。而非病毒载体虽然低毒、不会引发较强的免疫反应,也比较稳定可重复多次使用,但转染率相对较低。有文献报道生长因子表达的时间和量都是影响基因治疗的因素,所以新开发的慢病毒介导BMP2表达时间要长于Ad介导的表达时间[30]。基因转染的生化方法主要有磷酸钙介导的转染、二乙氨乙基聚糖介导的转染(DEAE)及脂质体介导的转染等。其中,由脂质双分子层组成环状封闭囊泡的脂质体多用,它与DNA形成脂类复合物,通过入胞方式使基因转入细胞。不同的脂质体也有不同特点,Lipofecamine对于一些难转染的细胞转染效率高,但细胞毒性较大;Fugene6细胞毒性小,转染效率高,操作简单,已经占了主导地位。当然,转染也有物理方法,包括电穿孔法和显微注射法,后者就是直接用微吸管吸取DNA液,在显微镜的帮助下,注射到目的细胞或者靶细胞的细胞核中,操作的技术要求较高。 3两种方法的联合应用 组织工程在骨缺损修复中虽然有前景,但目的细胞在体外培养时极易老化,从而丧失增殖和分化能力。所用目的细胞体外培养的需要量大,且必须加以诱导才能促使其向成骨细胞分化,而多次注射生长因子代价也会很高。基因工程虽然在骨诱导方面有很大的优势,但是体内转染途径的靶细胞不好定位,体外转染途径若是不联合骨组织工程,缺损部位的骨强度不够会影响近期支撑功能。目前采用基因工程联合骨组织工程可以有效防止细胞老化,并且能使细胞长期有效地表达生长因子,避免重复注射生长因子,而且基因工程所表达的是内源性的生长因子,生物活性比外源性的更强,更有利于干细胞向成骨细胞的分化,加速新生骨的形成,另外组织工程也可弥补基因工程骨传导不良的缺陷。大片移植骨时,即使是运用了各种有孔生物支架或是直接将内皮细胞和骨髓干细胞放在试管内培育,工程骨的血管生成与骨诱导同时有效仍然是个没有攻克的难题,难免会顾此失彼。最近有报道将RunxⅡ基因转染的脂肪干细胞联合血管束一同移植到骨缺损部位结果显示有良好的骨再生和血管形成能力[31],所以虽然两种工程看似是单独个体,却可以联合起来引领骨缺损的治疗方向。 4展望 综上所述,人类在骨缺损修复治疗上已经有新的突破,最近胸腺肽-β、整合素α5等[32-33]也被挖掘认为与骨再生有关,可见未来会有更多的积极因素被发现,只是不同的研究方法仍然存在需要解决的问题。很多成果都仅在动物模型上获得了成功,缺乏临床研究的实验数据。在生物陶瓷方面,第一,孔型结构有很多优势但也要知道这种结构会造成氧自由基、代谢物的四处扩散;第二,依照全身不同部位的骨骼特性,使陶瓷材料在制作加工的过程中,在结构、化学物质组成、性质都尽量的符合骨骼愈合过程中的变化,即让材料在移植之后能完成一种由无生命到有生命的蜕变过程,这种过程包括材料降解之后在体内的分布和代谢;第三,生物材料的脆性和疲劳性也是一个需要解决的问题。组织工程与基因工程所用的干细胞的成骨诱导作用,在3D结构支架上的加强和引导也是一个难题。目前,无论是组织工程、基因工程还是骨移植材料都没有一个具体的标准来衡量治疗的安全性和长期有效性,如基因转染的剂量控制标准、负面影响目的细胞增殖分化的生物因子量如白介素4等。有人研究用磁场和低能量脉冲超声波来治疗骨折不愈合和骨缺损[34],可能与DNA结合抑制因子(ihibitorofDNAbinding4,Id4)有关[35-37]但确切的机制还不清楚。即使有许多问题都还有待于解决,但是新技术的前景是无法估量的。所有的技术都不是孤立存在的,将各种方法联合起来应该是一种治疗方向。 作者:郭宜姣李文华单位:西藏民族学院医学院高原环境与疾病相关基因研究实验室生命科学基础实验室 生物工程论文:生物工程论文检查与控制 一、生物工程专业论文前期质量监控 1.指导教师监控机制 学生能否按规定的要求,保质保量地完成毕业论文任务,指导教师起到优秀监控作用。教师的知识结构、学术水平、教学经验、工作作风、工作责任心等,都对毕业论文指导效果发挥影响。指导教师应有曾经独立指导或协助指导过毕业论文工作经验,在以往指导毕业论文过程中认真负责、学生反映良好、毕业设计完成较好。生物工程专业属于理工科,除了有良好态度外,还要求指导教师有较高的科研素养。 2.选题监控机制 为了较好地开展毕业论文选题工作,在第七学期教师应该下达关于毕业论文选题的工作。学生可以结合教师的科研选题,学生确定后,指导教师介绍课题的基本要求,并提供一部分资料。学生自行选题,学生根据实际工作或者实习情况,对未来所从事的工作有明确想法,对未来工作有应用价值,可以进行这个方面的研究选择,但指导教师必须严格控制,学生必须写出提纲和内容摘要,明确研究目的方向。生物工程专业毕业生选题来源也无非这几个方向,对于重实验、重数据的专业来说,更是需要在选题的时候把控好方向。 3.开题监控机制 开题环节是做好毕业论文工作重要部分,督促学生完成好开题报告能够控制意外的发生。课题内容是否适合学生的能力,能够在规定时间完成,选题是否存在过大或者过窄,是否需要更换题目,通过审查开题报告内容发现研究路径和方法是否合理。论文结构是否恰当。这个环节做充足,能够减少重大失误,提醒学生在研究课题过程中应注意的问题和环节,对研究困难有一定预见性。生物工程的毕业生更是应该在这个环节做充分准备。 二、生物工程专业论文中期质量监控 重点监控毕业生参加毕业论文的态度、自觉性,时间与精力是否有保证等。由指导教师组织、安排,要求毕业学生汇报课题进展情况,回答指导教师提出的问题,对毕业论文中存在态度问题的学生及时进行批评、警告,及时指明努力方向,采取补救措施。任何专业都需要强调毕业生个体的努力,对于毕业生的学习风气应该常抓不懈。 三、毕业论文后期质量监控阶段 1.论文答辩前监控 院系检查学生是否按毕业论文要求完成所有工作,对学生成果验收和答辩资格审查,确定学生答辩资格。毕业论文成绩一般采用五级计分制:优秀、良好、中等、及格、不及格。指导教师、评阅教师对学生的论文进行评定。指导教师主要关注选题意义、材料选择及组织能力、结构框架、基础理论的运用及分析能力、论文的学术水平等;评阅教师主要关注选题意义、论文难度、结构、资料使用、论述、运用能力等方面,只有指导教师和评阅教师给出的成绩达到及格,才能进行答辩。 2.论文答辩过程监控机制 答辩分组进行,指导教师回避,互相答辩对方的学生。严格控制论文质量,要求学生突出自己的工作,时间一般为15分钟,由答辩教师根据具体研究提问关于研究相关情况,时间一般为10分钟。论文答辩的评分要素为:论文选题、论文难度与工作量、语言组织、回答问题的圆满程度、论文的思路、基础知识的运用、相关知识面、对论文所涉及问题的理解程度等方面。采用指导教师、评阅教师和答辩小组三级评分体系,其中指导教师、评阅教师、答辩委员会的评分求和权重分别为50%、20%、30%。总之,建立一套全面的毕业论文质控体系能最大限度地保证生物工程专业毕业生的教学水平。 作者:韩洪波刁毅万书权单位:攀枝花学院生物与化学工程学院
生物工程课程改革探讨:生物工程实验课程改革探索 21世纪是生命科学和信息科学的时代,高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮,应该培养复合型生物工程人才,重视学生的创新能力和团队精神培养,让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理,掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识;掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术,具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中,由于缺乏多媒体教学环节,对实验技术和原理的讲解比较困难;各门实验课程相对独立,实验内容往往互不衔接,上课时间不集中,难以形成完整的课程体系;教学以被动的灌输式为主,学生缺乏主动探索精神;课程实验室相对独立,设备重复低端现象严重,浪费了宝贵的实验资源。因此,开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。 一、生物工程专业实验课程改革的基本内容 农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排,常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购,将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。 二、生物工程专业实验课程改革的基本程序 涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。 三、生物工程专业实验课程改革的讨论 生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自主权限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。 作者:周晓明 田云 卢向阳 蔺万煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 单位:湖南农业大学生物科学技术学院 生物工程课程改革探讨:生物工程综合大实验课程改革 摘要: 针对目前生物工程专业实验课教学中面临的问题,对《生物工程综合大实验》教学内容、教学方法、教学管理方式和考核方式等进行了课程改革与实践.结果表明,通过改革激发了学生的学习热情,有效地提高了教学效果,有利于生物工程专业应用型创新人才的培养. 关键词: 生物工程;实验教学;综合实验;教学改革 《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020)》提出,深化教学改革、强化实践教学环节、全面实施高等学校本科教学质量与教学改革工程是提高人才培养质量的关键,从而明确了培养拔尖创新人才的教育改革发展目标[1].在高校中创新型人才培养的关键是学生创新意识和创新能力的培养.高校实验教学是培养学生创新意识和实践能力的重要环节之一.实验教学一方面有利于学生进一步理解和掌握基本理论知识、培养基本的实验技能;另一方面通过开设一些综合性、设计性、探究性的实验,有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力,有利于学生创新能力的培养,能够为学生踏入工作岗位,进行开拓性的工作打下良好的基础,所以实验教学在学生素质教育中占有重要地位.实验教学的质量直接决定了人才培养质量的高低[1-3]. 1开设《生物工程综合大实验》的必要性 近年来,我国许多高校的生物类专业在人才培养模式、专业建设、课程建设等方面进行了空前的改革,随着教学条件的改善,实验教学改革步伐更快,实验技术、实验设备都有明显的改进和更新[3-6].一直以来,学校生物工程实验课程主要依附于理论课教学,大部分专业基础课和专业课都开设了相应的实验课程,但是由于课程学时的限制,能开设的实验项目主要是验证性或演示性的实验,无法开设综合性、设计性的实验.教学方式一般是任课教师要求学生提前预习实验内容,教师提前把实验课所需的各种用品准备好,上实验课时学生按照实验步骤完成实验.这是目前比较成熟的高校实验教学组织形式[7].这种实验教学模式虽然有利于学生对专业课程的理解和基本技术方法的掌握,但是不能充分调动学生的学习积极性和创造性,也不利于学生综合运用所学的理论与技术解决实际问题能力的培养.为了达到生物工程专业应用型、复合型人才培养目标,针对生物工程专业目前实验课程体系不合理的现状,我们对生物工程专业高年级学生设置了《生物工程综合大实验》课程.开设这门课程的主要目的是培养学生综合运用所学的理论知识和基本实验技能去解决实际问题的能力,要求学生查阅文献资料、分组探讨设计实验方案、独立完成实验等,并对实验结果进行综合分析讨论,使学生养成科学思维意识,具备初步的科研能力和创新意识. 2《生物工程综合大实验》教学内容体系的构建 综合实验是将学生已学的基础理论及实验方法有效地融合后开设的实验,各环节之间有着内在的联系,学生在实验过程中不再孤立地进行单元操作,而是将这些基本操作有机结合起来,并有一定的自主创新空间,最终实现的是解决一个具体问题或是生产出具体产品[8].《生物工程综合大实验》的教学内容组织要体现出生物工程专业的主干课程如生物化学、微生物学、发酵工程、酶工程和生物工程下游技术等所讲授的基本理论知识和基本实验技能.让学生利用所掌握的这些基本技能,自行设计实验方案并实施.选择和设计《生物工程综合大实验》教学内容时,尽量避免与基础课程实验内容的重复,为了保证所学知识的系统应用,通常要求完成一个产品的制备,把实验的各个环节贯穿在一起,构成一个完整的生物工程过程.结合生物工程专业的实际应用,《生物工程综合大实验》教学内容可以设计成若干个实验单元,由学生自主选择.例如,笔者在教学实践中设计了以下两个实验单元:(1)红曲色素固态发酵,包括红曲霉菌种的分离、菌种扩大培养、固态发酵、红曲色素提取及含量测定;(2)动物血液中铜锌超氧化物歧化酶的分离提纯、活力测定及纯度鉴定.设计这两个实验主要是因为:完成实验所需时间和课时数较接近;学生已经具备完成该实验所需的基本理论和基本实验技能;实验内容难度适宜,有利于调动学生的学习积极性,体会在一个完整实验过程中如何运用所学知识和技能;该实验内容系统性较强,符合综合实验的特点,有利于学生对所学生物工程专业知识的融会贯通. 3《生物工程综合大实验》的教学实践 3.1时间安排 《生物工程综合大实验》课程设置在三年级下学期,采用集中授课的方式进行. 3.2实验分组 改变实验以班级为单位的分组习惯,综合实验安排每小组3~4名学生,使每个学生都有充分动手的机会. 3.3组织实施 (1)课前准备:课前集中时间把实验任务布置给学生,包括实验内容、主要要求及注意事项,通常在实验前的2~3周进行,要求学生搜集资料,充分理解实验原理,小组成员一起讨论比较多种实验方法和实验步骤的优缺点及可行性,每小组都要提交实验方案,再经过学生的充分讨论,最后制定一套可行的实验方案.(2)实验操作:在实验过程中,学生是主要完成人,教师的作用是指导学生、纠正错误,并扮演安全员的角色.由学生独立完成试剂的配置、仪器的选用、实验的组织与实施等.我们开设的红曲色素固态发酵实验,学生要完成从上游的生产菌种筛选到下游的产品红曲色素提取分离、检测的完整过程.由学生自己动手完成培养基制备、菌种的分离及扩大培养、发酵参数控制、红曲色素提取以及色价检测等各个环节.在安全的范围内,可以满足学生按自己的想法和推理进行操作.(3)实验结果处理:要求学生如实记录实验过程与原始实验数据,实验结束后以小组为单位讨论整理实验结果,要求学生应用学过的生物统计学知识对实验结果进行分析讨论,注意实验过程中异常现象和异常数据的处理,引导学生分析现象产生的原因.实验报告写成学术论文的形式.引言部分要介绍实验目的、研究方法、实验设计和研究意义等.结果与分析中要对所记录的实验数据、现象进行合理的组合处理和分析判断.小组讨论分析实验成功的关键步骤,交流实验中的收获与体会等,在实验过程中学生初步了解了生物工程专业科研特点,为今后的毕业论文(设计)打好基础. 4《生物工程综合大实验》教学管理 4.1组建实验管理队伍 开设综合性、开放性的实验课,对任课教师和实验员都提出了更高的要求,在学生实验过程中教师要保证坚守岗位,对学生实验过程中遇到的问题给予及时解决.学生有时遇到实验某个环节失败容易半途而废,这时教师要鼓励学生,认真分析问题,找出原因,保证完成实验.另外,综合实验课所需的设备仪器、药品比较多,实验过程中一些易耗品、玻璃器皿可能随时都需要补充,实验员应做好后勤保障,使学生能顺利开展实验课.实验时间除了课内,可能还包括课外时间,这就要求实验室要在任课教师和实验员的监管下实现多方位开放[9]. 4.2编写实验讲义 在《生物工程综合大实验》课程改革实施过程中,要以学生为中心,激发学生的学习兴趣,注重学生独立思考、科学研究、综合创新能力的培养[10].依据现有的实验条件和专业特点在设计相关实验的同时编写实验讲义,并在教学实践中不断地予以修改完善. 4.3建立合理的成绩评定办法 建立多元化的实验考核办法,能够充分调动学生的学习热情[11-12],我们在制定综合实验课成绩评定办法时坚持了三结合的原则:课前方案设计、课中执行和课后总结相结合(占该门课程总成绩的40%);实验操作和实验结果相结合(占该门课程总成绩的40%);小组个人能力发挥和团队的协作情况相结合(占该门课程总成绩的20%).调查结果显示,95%的学生对《生物工程综合大实验》的这种教学形式和成绩评定办法表示十分满意。 5结语 实践证明,开设《生物工程综合大实验》这一课程,学生能够综合性、系统性地把相关的专业课程的理论知识和基本技能充分融合到综合实验中,有助于培养学生解决实际问题的能力,比较符合生物工程专业人才培养目标.在教学过程中突出了学生的主体性,学生比较积极主动地设计实验方案,分工合作地完成实验,有效地培养了学生的动手能力和创新意识.学生在获得初步科研能力的同时,专业综合素质和创新能力得到明显提高,团队意识也得到了加强[13].目前,开设的《生物工程综合大实验》课程还需要进一步完善,有一些问题需要解决,随着实验室硬件条件的逐步改善,进一步充实和拓展实验内容,如生物技术上游技术的内容进一步扩充到实验内容中去.另外,在教学计划中应逐步减少相关基础课程的验证性实验,多增加一些综合实验课程的学时,使学生有机会独立设计实验.随着社会对创新人才需求标准的提高,教学工作应该促进学生的学科知识、综合能力和创新能力的全面协调发展.《生物工程综合大实验》课程教学改革与实践,对其他专业课程教学改革具有一定的借鉴意义. 作者:张彩莹 夏敏 周索 单位:南阳师范学院生命科学与技术学院 生物工程课程改革探讨:“生物工程设备”课程改革研究 [摘要]文章以“生物工程设备”课程为例,研究了教学内容、教学资源、教学方法及考核方式的新课程建设与改革方案,并将此方案初步进行了实施,通过比较实验班和对照班的学生得出该方案的实施结果。 [关键词]高职教育 教学改革 实践 [作者简介]张春玲(1974- ),女,吉林四平人,吉林农业工程职业技术学院生物系,副教授,研究方向为生物工程设备课程教学。(吉林 四平 136000) “生物工程设备”是我院生物工程系生物技术及应用专业的一门重要的专业课。大多数高职院校的“生物工程设备”课程是从本科院校演变而来的,自身带着重理论轻实践、重设计轻操作的特点,与高职教育培养应用型技能型人才的要求不符。为适应教学改革和建设的需要,“生物工程设备”课程组做了大量的调查走访研究,并参加高职院校骨干教师的培训班的学习,总结过去教学过程中的弊端,全面进行了课程建设与改革。 一、教学改革方案 1.教学内容的改革。打破传统的章节模式安排教学内容,以典型生物发酵产品为载体,按照生物产品的生产加工过程中所涉及的典型设备,制定了四个学习情境,分别是:啤酒生产设备、酒精生产设备、味精生产设备、青霉素生产设备。每个情境中均包含有理论知识部分、实训部分和习题部分,理论与实训所占的学时比例达到1U2,理论内容是围绕着实训任务需要来讲解的,是为实训而服务的。 2.教学资源的建设。充分利用多种教学资源,如教材、多媒体课件、设备模型、仿真操作软件、校内外实训基地、网络平台,等等,构建了一套立体化的教学体系。(1)教材建设。由于现有的教材已不符合教学内容的要求,因此“生物工程设备”课程组成员与企业的有关专家合编教材一部,按照企业实际生产岗位需要,本着理论为实训服务的原则,教材中加入校外企业参观实习及校内实训的内容,详细介绍了产品生产过程中所需要的典型设备的结构及操作,重点放在了设备的操作与维护上。同时引入一些本课程中的当前所采用的新工艺、新方法、新设备,使教材的内容更加与时俱进。(2)多媒体课件及模型的制作。课程组成员大多具备多年的教学经验,经过大家的共同研究,开发了一套用于课堂教学的PPT课件,课件中融入了许多设备的图片及动画,还有有关工厂的设备运行的照片及录像,生动形象地再现了设备的原理及工作过程。另外,利用课余时间,组织兴趣小组,带领学生亲自动手制作一些设备的模型,模型的材料多是利用一些生活的废弃物,集思广益,变废为宝,既提高了学生的动手能力,又使得抽象的设备得以形象地展示,同时也提供了教学的素材。(3)仿真软件的操作。仿真软件是信息化时代的一大成就,它可以在电脑上模拟实际的生产操作过程,学生利用键盘和鼠标操作设备的按钮,来实现对设备的运行及维护。它摈弃了过去实践教学对时间、场地的限制,也大大节省了设备在真实环境中运行、维护的费用。(4)校内实训室利用。在校内建设有啤酒发酵设备实训室、通风发酵设备实训室,在课程讲解过程中,可以随时将学生带到相应的实训室,对着现成的设备进行讲解,也可以专门安排学生进行实训,操作设备生产啤酒、谷氨酸等产品。在实训时,将学生划分成几个小组,分组进行操作,每组负责完成一项任务,轮换进行,强化学生之间的协作意识和团结合作的精神。(5)校外实训基地实习。与周边相关企业洽谈,建立合作机制,学生通过到企业参观实习、顶岗实习,也可请企业有经验的专家来校讲学,让学生在校学习期间,就充分了解和掌握实际生产操作的本领,与企业零距离接触,为就业上岗练就过硬的本领。(6)网络资源的开发。网络上信息贮存量大、更新快,应培养学生良好的网络学习习惯,例如在学习过程中遇到一些书本上难以解决的问题,可以在网上寻求解决的答案。另外在校园网上建立一个师生互动的平台,在这个平台上进行在线的互动,帮助学生解决疑问,还可将各种学习资料上传到网上,供学生自学。进行一些网络测试,来检验学生的学习情况。 3.教学方法的改革。根据课程的需要,采用了多种教学方法,现简单介绍如下:(1)问题引导法。在讲解过程中,经常采用问题来引导学生思考,在讲解新的任务时,通常会对学生提出一个问题,这个问题往往是讲过的内容的延伸,可以通过这个问题的提出,引导学生进行新的任务的学习。例如在介绍啤酒发酵设备时,教师先提出问题,让学生回忆实习中看到的生产设备的构造,然后让学生结合专业知识分析讨论该设备的优缺点,教师对学生的回答进行总结,再介绍一些新的设备的使用情况。(2)现场讲授法。利用校内实训室现有的设备进行现场讲授。例如,当讲到通风发酵设备这部分内容时,组织学生到校内的通风发酵设备实训室现场讲解,让学生从直观上对设备的各部分结构有了深刻的认识,在现场讲解时,先由教师对设备的结构及作用进行介绍,再对设备的操作过程按流程顺序进行讲解,然后让学生自己叙述一遍设备的操作过程。(3)仿真操作法。利用仿真软件来辅助教学应该是我们课程改革的一大亮点,在进行情境四,即青霉素生产设备与实训这一部分教学过程中,利用引进的仿真软件,以理实一体化的方式进行学习。首先给学生下达学习任务书和指导书,让学生了解学习内容和任务,接着教师通过一些问题引导学生学习理论知识,再向学生介绍仿真软件的操作要点及过程,学生通过自主练习获得一些操作经验,然后教师出一套操作测试题,由学生在规定的时间内完成操作,成绩由电脑自动评分系统给出学生操作的分数,再由学生上交一份实训报告,分析在仿真操作过程中的感想体会,最终由指导教师和学生共同填写过程性考核评价表来给出学生成绩。 4.考核方式的改革。在考核方式上,打破过去传统的以期末考试来决定成绩的方式,以过程性考核和终结性考核的方式来完成。为了调动学生的学习积极性,适当提高过程性考核所占的比重。每一个情境都有各自的统计表,分别通过教师评价、学生自评和小组互评三方评价,共同给出过程性考核的成绩。将四个学习情境的成绩汇总到总的成绩评价表中,结合终结性考试成绩,按照考核权重计算出每个学生的总成绩。 二、教学改革的实施及成效 课程改革在我院生物工程系2008级的三个专业六个班中进行初步实施,选出三个实验班和三个对照班,实验班按改革后的方式进行教学,对照班按改革前的传统方式进行教学。为了体现同一性,充分说明改革的成效,实验一班和对照一班由同一名教师讲授,实验二班和对照二班由同一名教师讲授,实验三班和对照三班由同一名教师讲授。在初步实施过程中,课程组成员共同协商制定了改革后的课程标准,严格按照该课程标准所制定的教学任务来实施改革方案。通过集体备课,互相听课,互相监督,期末时通过学生成绩和教学质量调查分析初步实施结果,得出改革成效。 1.教学质量调查的比较。通过一学期课程改革的初步实施,以问卷调查的方式,对实验班和对照班的学生分别进行教学质量调查,并将三个实验班和三个对照班的平均评价结果进行比较分析。结果表明,实验班的教学质量、优秀率远远高出对照班,而中等率和及格率远远低于对照班。学生普遍认为改革后教学效果良好,学习的主动性和积极性有了很大的提高。 2.学生成绩分析对比。根据制定的过程性考核表,在完成每一个学习情境时,均对各实验班的成绩进行汇总,期末统一制定出实验班与对照班的成绩对比。结果表明,平均优秀率及平均良好率上,实验班均高于对照班,而平均中等率、平均及格率和平均不及格率上,实验班均低于对照班。由此可以看出,改革之后的学生成绩上明显好于改革之前,说明改革对于提高学生成绩也是很显著的。 三、课程改革的总结 本课程的改革,现对其亮点总结有二:一是教学手段丰富。理论讲解时采用了多媒体、模型、图片、录像、网络等多种教学资源;实训又包含了校内实训室现场讲解、动手操作、仿真实训,以及校外实训基地的参观实习、顶岗实习,充分体现了立体化的教学资源。二是教学目标的改革,从重视“设备设计”向重视“操作维护”转变。改革后的课程重视培养学生对设备的操作与维护能力,更加接近社会对高职人才的需求目标。 生物工程课程改革探讨:高等农业院校生物工程专业实验课程改革探索 摘要:从高等农业院校生物工程专业人才培养出发,探索了实验课程改革,重点在于实验课程中运用多媒体工具讲解实验技术和原理,将相关实验课程进行整合,从专业层面开设系统的实验课,使各门课程的实验内容和上课时间尽量衔接,共享实验平台资源,重视培养学生的创新能力和团队精神。 关键词:生物工程 实验课程 改革 21 世纪是生命科学和信息科学的时代,高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮,应该培养复合型生物工程人才,重视学生的创新能力和团队精神培养,让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理,掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识;掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术,具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中,由于缺乏多媒体教学环节,对实验技术和原理的讲解比较困难;各门实验课程相对独立,实验内容往往互不衔接,上课时间不集中,难以形成完整的课程体系;教学以被动的灌输式为主,学生缺乏主动探索精神;课程实验室相对独立,设备重复低端现象严重, 浪费了宝贵的实验资源。因此,开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。 一、生物工程专业实验课程改革的基本内容 农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有:生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等,大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。 在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目,将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整,统一整合为生物工程专业综合实验,更新实验教学内容,完善实验体系。 在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小,不够形象生动。通过拍摄实验教学视频,制作多媒体课件教学,能够透彻的讲解实验原理和操作过程,使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化,以微博、微信、博客、校内网站为主要平台,使课程上网,便于学生随时预习复习、答疑解惑。 在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排, 常用设备安排在公共开放房间,方便师生使用,严格避免设备重复采购, 将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。 在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组,确定实验目标,共同设计实验方案,开展实验准备工作,合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义,掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较,深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。 二、生物工程专业实验课程改革的基本程序 涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大,应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会,根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标,以团队方式完成课程改革方案;实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过,获得上级有关部门的资金、硬件等支持;团队对改革方案进行执行,新实验项目应进行1年左右的班级试运行,检验实施效果和运行环境是否良好;待新实验项目试运行良好后,课程负责人修改教学大纲和实验指导,经教学研讨会通过;改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后,正式实施运行。 三、生物工程专业实验课程改革的讨论 生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等,而且课程涉及面广,相关团队和人员较多,协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养,新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度,给一线教学团队以更大的试验自主权限,精简审批程序,对新的实验课程方案挑选试验班试行,用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员,上级部门应当配套相应政策和条件,鼓励改革工作的进行,以更好的培养创新复合型生物工程人才。
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生物工程人才培养探索:基于生物工程专业人才培养的药理学教学模式 【摘要】探讨高校生物工程专业药理学课程教学模式。提出了从转变教育理念、注重知识的整合、合理运用教学手段,组织课堂教学、综合能力的培养等方面的药理学教学方法。激发了学生的学习主动性。培养了学生的综合能力和创新意识。结论:生物工程专业药理学教学模式的改进对实现培养适应生物工程专业需要的应用型创新型人才培养的目标具有实际意义。 【关键词】生物工程专业;人才培养;药理学教学模式 生命科学的发展与人类的生息和文明以及现代生命科学的研究和产业的发展息息相关。生物工程技术现已成为21世纪推动社会进步的关键技术之一,生物工程产业已逐步成为推动国民经济发展新的经济增长点的新兴学科和支柱产业。国家教育部把生物工程专业列入高等教育专业目录,成为与理科的生物科学和生物技术专业并列的与生物学有关的工科专业。旨在培养适应现代化社会和全球化生物产业发展需要,掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能基础理论和专业知识扎实、实践和创新能力强,综合素质高,具有掌握生物工程产业各环节涉及到的基本技能和技术,具有创业意识,能从事生物工程和食品生物技术产业的技术管理、应用研究、生产管理、技术研究创新和产品开发的应用型、复合型高级技术人才。近年来,药理学教学改革方兴未艾,广大高校的教育工作者对药理学教学进行了一系列的探索与实践,如耿磊[1]等加强药理学教学中能力培养研究,张茹等等[2]药理学课程整合与教学改革探讨的研究,唐丽娟[3]等探讨药理学课程教学实践中运用普遍联系的观点在提高药理学课程教学效果的作用等,取得了一定的成绩。但是面对行业竞争日益激烈,作为21世纪推动社会进步的生物工程技术和产业对于发明、发现、开拓、创新类应用型人才的需求越来越多、要求越来越高,这对高等院校人才培养不断提出新的更高的要求。生物工程专业药理学教学模式改革研究,是探讨培养学生探求知识的科学态度和全面分析问题的能力,锻炼和提高学生创造性思维能力和综合素质人才,培养适应现代社会发展需求的新型应用型人才的教学方法。面临科技飞速发展带来的应用型人才市场,为了更好地实现这一专业培养目标,作为药理学课程的教师应如何教学呢? 1.转换教育理念,树立应用型人才培养模式观念 科技的进步在很大程度上靠各种发明、发现、开拓、创新所支撑。所以,各行各业对具有发明创新能力的应用型科研人才也越来越重视。行业竞争日益激烈,这类人才的需求越来越多,要求也越来越高,对于高等院校培养人才面临着更大的挑战。如何把生物工程专业办成21世纪最具影响和竞争力的专业,怎样才能使培养出的人才更具有创造性、开拓性,怎样对学生的知识、能力和素质进行有效的教育是生物工程专业面临的最现实的问题。显然,传统的应试教育,单一的知识传授方式,已无法适应高素质人才培养的要求。着眼于学习能力的培养和创新能力的训练,改变旧的教育观念和教学方法,已成为高等教育改革的必然方向。21世纪科技的高速发展对整个生物工程专业的教育模式、课程体系、教学内容和方法、教育观念等均提出了新的挑战。教学改革刻不容缓,传统的药理学教学体系,已经不能适应新形势的需要,不利于学生能力与素质的培养。 药理学课程新教学的新模式,是根据社会对人才的要求与生物工程专业培养目标结合,坚持教育“面向现代化,面向世界,面向未来”的方针,培养适应新世纪人才需求的教学方法。是使学生运用已经掌握的基本理论和基本知识学以致用,学习解决问题和分析问题的能力。也是新世纪科技飞速发展的迫切需求。因此,教育工作者首先应该转变观念,树立培养面向生物工程专业应用型人才为目标的新观念,深入研究和探讨适应于生物技术专业应用型人才培养的药理学课程教学模式,培养符合国家、社会要求的新型生物技术人才。培养学生探求知识的科学态度、全面分析问题的能力,锻炼和提高学生的实验操作技能、科学的创造性思维能力及综合素质。为培养出具有创新能力的高素质应用型人才打下坚实的基础。对于适应现代化高新技术产业发展对人才的需要具有重要的实际意义。 2.注重知识的整合,体现培养应用性人才的教改思路与方法 传统的药理学教学是以药为中心,学生常常是知道药物作用及原理,却出现理论不能结合到实际中的问题。例如遇到某种疾病时,用什么药物治疗最佳,最佳治疗思路及其作用机制等等,学生往往很难掌握,不能很好的应用药理学知识分析其药理作用机制及不良反应。在这种传统教育方式下,学生学习的理论知识不能很好的应用,更不能上升到综合分析能力培养的层次。这样的学习效果并不是学生的学习不努力,也不是教师教学不认真负责,而是传统教学方模式对于药理学这样集综合性和应用性为一体的学科而言,已经远远不能达到应用型人才培养的教学目的,也不符合生物工程专业培养目标的要求。 生物工程专业药理学课程教学的新模式,使学生在了解药理学知识、发病机制和用药原理的基础上,通过理论联系实际,将生物工程相关的一系列知识通过整合和把整体学习的理念贯穿于药理学教学之中的教学过程,培养具有较强的综合分析能力的生物技术专业应用型人才的药理学课程教学模式。使学生将已经掌握的基本理论和基本知识学以致用,学习解决问题和综合分析问题的能力。包括优化理论课内容、改进教学方法、增强学生的学习兴趣等。诸如设计综合性及案例教学法、改革考核方法,优化提高药理学的教学质量,培养适应现代化高新技术产业发展的人才。例如针对药理学专业化比较强的特点,教师在对教学内容进行指导性教学时,对于所授相关知识的整合和链接显得尤为重要。如解剖生理学知识、免疫及生化知识、疾病的临床表现等,尤其是在讲授重难点章节时,相关的背景知识介绍等等,为探求未知的领域埋下重要的伏笔。这一方面激励教师通过不断学习去拓宽自己的知识面;提高知识的深度和广度。也激发学生的求知欲,让学生带着探求的精神去学习新知识。既为学生对知识的理解打下良好的基础,又拓宽了学生的知识面,激发了学生的学习积极性和求主动性。同时通过列举临床实例留给学生去独立思考和探求的空间,指导学生去通过查阅整理资料的过程解决疑惑,丰富知识;由此使学生的学习主动性得到充分的发挥,进而进形成较为完整的理论基础。 3.合理运用多各种教学手段,有效地组织课堂教学 药理学是一门综合性较强的重要学科,其中涉及到医学名词、药物作用机理以及疾病的临床表现多复杂性,且有些机制难以直观教学和理解。因此,正确灵活的运用多种教学教学方法和手段在药理学教学就显得更为重要。为了达到直观易懂的教学效果,激发学生的探究精神,教师一方面要尽可能的为学生提供较为详尽丰富合理的的感性学习材料;同时结合使用包括幻灯、录像、自编多媒体课件、计算机等多种现代化教育手段达到最好的教学效果。例如利用多媒体教学采用大量彩色图片和动画演示,把抽象深奥的药理学概念、概念、机制等理论通过制作成赏心悦目的视频、音频材料而形象逼真地展现出来,从视觉、听觉等多个方面刺激学生的感官,加深学生的记识忆和理解,大大提高了教学的效果和效率。在使用现代化教学手段和设备的同时,传统的讲授教学法也不容忽视。先进的教学设备一方面使的教师摆脱了黑板便于走下讲台,走近学生适时讲授,既避免了常见的坐在多媒体前单纯机械的放映和宣讲的弊端,又可以通过深入的讲解与学生近距离交流和探讨。从创设问题情境出发,激发学生的兴趣和探究激情,引导学生自主体验知识的发生过程,启发学生的创造性思维。这种多媒体教学方法与师生近距离的互动、双边交流相结合的形式,既有利于学生学习理解和掌握知识、鼓励学生进行质疑批判和发表独立见解,又活跃了课堂气氛。对提高教学质量和创新能力的作用效果显著。 4.重视实践,激励创新精神,注重综合应用能力的培养 药理学实验教学是生物工程教学的一个重要环节,实验过程是对理论知识的验证过程,学生通过实验使抽象的书本理论和课堂教学更加形象、具体的再现,更是培养具有创新型、应用型人才的第一实训基地。因此建立新型的实验课程教学管理体系,积极进行实习实训的的改革,提高实验效果,巩固理论知识,提高综合分析能力[4],也是生物工程专业应用型人才培养的教学模式的重要内容。一方面,进行实验室制度的改革,对现有实验条件进行必要革新。如打破了传统实验室运行模式,实行开放式实验室管理制度,合理高效的利用实验教学资源。随时为学生提供开放实验室,鼓励学生积极利用课余时间开展各种形式的验证实验及探究型研究,培养学生的分析解决问题的能力和动手能力。积极鼓励学生主动的观察、分析、探究,培养科学研究的意识和创新思维。另一方面,进行实验内容的不断改进,如变单一的基础性实验为集综合性、探究性为一体的多层次实验体系。如建立模拟药品实验室,让学生进入实验室犹如进入药店,拿到一种药物的外包装既能说出药物的名称、作用机制、临床应用、体内过程、不良反应禁忌症等。鼓励学生组建创新团队开展探求型、设计型实验,并将实验结果以撰写论文形式在全班开展论文的探究式答辩,团队间进行交互式的信息交流[5]。充分发挥了大学生的主观能动性。既巩固了课堂知识,又学习了设计实验的过程、了解论文的撰写。这种使实验教学具有创新性、系统性和高效性的实验教学,巩固了学生的理论知识,增加了学生的识记能力,激发了学生对知识的探求欲,增强了学生的学习自我检测意识和自信心,提高了学生的动手能力。逐步形成了学生的能力体系和知识体系。 综上所述,生工专业应用型人才培养的药理学教学模式,能加深理解、巩固、验证药理学理论知识,更有利于大学生对所学知识的综合,探究和创新精神的培养。调动主动学生学习药理学知识的积极性,使学生在学习过程中认知科学现象、感知科学情境、历经科研过程、体验科学探究的曲折和坚持,从而形成勤于思考、勇于创新、善于探索的综合能力较强的高素质应用型人才,进而达到培养适应新世纪人才需求的应用型综合性人才培养的目标。 作者简介:孟志卿(1958—),女,教授,主要从事药理学教学与研究工作。 生物工程人才培养探索:生物工程应用型人才的培养 1国内外在高级应用型本科人才培养方面的研究现状 西方高等教育应用型人才培养模式创建较早,其模式大致可分为FH模式、CBE模式和TAFE模式。德国上世纪60年代末70年代初建立的应用科技大学(FH)作为一种高等应用型人才培养模式十分注重基础理论知识传授、面向实践的教学及学生面向应用的研究、发展和技术转化能力的训练有机结合,首次提出了所谓的“3+1”培养模式;“以能力培养为中心的教育教学体系”(CBE)主要在加拿大、美国、英国等发达国家较为广泛运用。CBE模式实际上是一种以职业综合能力为基础、以胜任岗位要求为出发点的教学体系。TAFE即“技术与继续教育”。是以澳大利亚为代表的人才培养模式。纵观发达国家高等教育应用型人才培养模式,发现西方教育与企业和实际市场需求紧密结合,在课程设置、教学手段、实践实习等方面有许多成功经验。主要体现在以下几个方面:其一,教学计划及课程设置以实用为目标,重视学生操作能力的培养,建立以就业为导向、面向岗位群的应用型人才培养体系;其二,重视开展“发现教学”,鼓励创造性思维,激发学生的学习潜能;其三,注重将企业实习纳入大学课程,重视实验和实践性教学。我国近几年也涌现出了一批关于应用型人才培养的成果,研究涉及的学科有工科、理科土木工程类、机械类、化工类、食品科学、生物医药工程等。但是关于如何加强生物类包括生物工程类本科生应用型人才培养的培养模式、课程体系及教学手段、教学管理等相关研究尚不多见。而且,由于各高校发展方向不同、所处地域经济发展类型不同,即使同一专业其专业方向设置、师资结构等都有差异,因此在研究应用型人才培养时应在国家教育规划大方向指引下结合自身特点构建适合的培养模式。 2生物工程类应用型人才培养的教学改革探索 烟台大学是一所教学研究型的地方性普通高校,其生物工程专业由原来的发酵工程专业演变而来,期间经北京大学和清华大学的援建指导,经过近20年的发展,目前已经发展有海洋生化工程、生物制药和微生物与发酵工程三个方向,所设置的课程体系和教学模式基本沿用北大、清华等重点院校的培养方案。但是随着生物工程行业的快速发展和学校资源限制及目前的政策、评价体制等原因,使得在现行的人才培养方案下,我校生物工程类本科生不能很好的达到应用型本科人才应具备的创新性、能力性、复合性和实践性的特点。因此如何结合学校自身特点和区域经济特点,探讨“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的高素质应用型人才的培养方式是当前高校尤其是地方普通高校生物类专业所面临的主要问题。我校经过3~5年的探索,从培养高级应用型人才的目标出发,先后对生物工程专业培养方案进行了两次修订,在不违背教育部总体培养方案的原则下,结合我校本专业实际情况,从课程体系、教育模式和实践教学改革方面进行了探索,取得了一定的效果。 2.1“重实践性、增加灵活性”课程体系的重构传统的培养方案中,学生在第7学期仍是以课堂理论教学为主的专业课学习。虽然也设置了科研技能课能实践环节,由于课堂教学占据了学生大部分时间,因此学生真正参与科研实践的时间很少,达不到培养的目的。同时,由于我校与中科院海岸带研究、中科院海洋所等都有密切的交流,而中科院所由于项目多,学生少,因此他们非常希望我们专业三、四年级的学生能够去他们那里做实验,如果是这样,也正好可以弥补目前我校本专业教师承担应用型项目较少和实验室紧张的不足。但是,由于第6~7学期的课堂理论课占据了学生大部分时间,使得学生不能拿出整块时间去做实验。针对这种情况,我们新的培养方案中,尝试增加专业限选课和任选课的选择自有度,引入“创新学分”和“课外学分”,通过学校与合作单位签订合同,发挥我院教师与海岸带研究所、海洋所等中科院系统长期合作的优势,探讨资源优化、互惠互利、学分互认的可操作性,加强学生应用型能力培养平台建设。这样学生既可以有更多的时间直接参与科研实践,又能保证修完学分,并能很好的将理论课与科研实践结合,达到活学活用的目的,加强创新、创业能力和应用能力的培养和训练。 2.2教育方式、教学手段的优化根据应用型人才培养的特点,研究和借鉴发达国家和国内其他高校专业教育的先进经验,我们通过优化组织教育过程,打破旧有的教与学的组合形式和封闭的教学局面,探索“开放式教学体系”、“发现教学”、“流动教学”、“仿真教学”等教学方式及“项目驱动式”、“研讨式”等教学手段的实施及应用。比如,《厌氧发酵工艺学》、《抗生素发酵工艺》等一些工艺学课程,如果仅简单的在课堂上讲授课本上的文字,会枯燥而抽象,学生印象不深。我们在教学中采用计算机模拟仿真软件,可以在课堂上直接给学生演示整个工艺流程,学生也可以通过计算机自己操作整个工艺过程,达到极好的教学效果。一些前瞻性较强的专业课程,如《酶工程》课程当中“酶的应用”部分,课堂授课打破传统的老师讲学生听的模式,采用“研讨式”教学手段,先将学生分成小组,规定好讨论的题目和大纲,然后让学生以小组研讨形式通过文献查阅、整理,获得相关题目的资料,整理成课件,最后每组派出人选在课堂上进行汇报。“研讨式”教学模式可以很好的激发学生自主学习的动力,锻炼其文献查阅、整理、课件制作和汇报等实践能力。“流动教学”是指针对每门课的具体授课内容,可以灵活授课地点(备注:一般高校教学规定课堂理论教学地点在计划下达时已经给定,一般是不允许随意换的),结合实物操作给学生做讲解,甚至让他们操作,这样也会有利于培养学生的应用能力。如《生物工程设备》课中关于发酵罐的内容,虽然老师们的课件里都会有发酵罐的构造图,但是这样的讲解仍然会很抽象,如果这堂课的内容能灵活搬到实验室让以一台发酵罐实物为例来讲,甚至让同学按流程操作,那么学生的实践应用能力自然会增强。“项目驱动式”教学则是要求承担科研项目的老师在授课时,能够结合授课内容,加入自己科研项目的成果,以启发、增强学生理论联系实际的能力。 2.3多层次、多元化实践教学体系的构建途径实践环节的教育对应用型人才的培养极其重要。目前现行的生物工程本科专业培养方案中规定的实践教学主要包括第四学期的认识实习或安排在第6学期末或第7学期初的生产实习,有些院校还会针对三年级以上学生开设科研技能课作为选修实践课程。但是,由于一方面扩招带来学生数量较多使得集中实习时一个工厂难以容纳;另一方面工厂现在都是大型连续化生产,要求生产连续稳定,同时从安全管理角度考虑,多数企业不愿也没有能力接受太多学生到车间实习,因此学生实地考察时只能看不能动,缺乏上岗操作的机会,使得实习环节多数流于形式,无法达到实践教学的目的。针对目前实践环节中存在的突出问题,借鉴国内外其他大学成功的经验,我们探索构建多层次、多元化实践教学体系,即打破传统学生在统一时间以统一的模式到工厂实习的实践教学模式,以加强原有课程设置中的实习、实践环节为基础,探讨增加“创新实验课”、校内实习基地(开放实验室)、校企联合培养等多个途径来构建从课堂内系统的、综合性的实践技能训练到课外的自助式开放实验、专业素质拓展训练和校外实习相结合的实践培养体系。 首先,调整培养方案,将理论教学全部安排在前六个学期,将生产实习环节和毕业论文(设计)相结合,集中在第7~8学期完成,这样学生就会有更多相对集中地时间更好的完成实践任务;其次,打破实习只有几个相对固定的老师指导的模式,鼓励本专业所有老师提供实习岗位和要求,并将提供的岗位分为“生产型”和“研发型”,让学生结合自身的就业目标进行选择。这样虽然教学管理会繁琐些,但是学生可以被分流到更多的实践岗位上,人数减少,实习时间增加,企业也愿意接受。同时,还增设了“创新实验课”和“开放实验室”项目,即,请在科研、生产方面有经验的老师结合自身的研究课题,提出创新实验项目,学生可以根据自己的兴趣爱好进行答辩、申报,申请立项,如果获批学院会提供相应的经费和实验室,供学生进行创新研究。并且“创新实验课”和“开放实验室”项目不仅可以在本校完成,还可将其推广到与我院有长期合作关系的中科研相关院所,所修学分互相认可,使学生收益匪浅。以上所有实践环节都可以和学生的考研、就业和最后一学期的毕业论文(设计)紧密关联,也解决了传统培养方案中第八学期的毕业论文(设计)环节由于时间短(一般学生在实验室的时间只有2~2.5个月),出现流于形式,达不到培养目的的问题。 3结束语 生物工程产业是一个多学科交叉渗透的高新技术产业,是生命科学研究成果产业化的关键工程技术学科,同时也是技术更新非常快的一个领域,这一学科性质对于高校应用型人才培养提出了严峻的挑战,因此学校必须结合区域经济发展特点和自身办学条件,改革传统的教学模式,探索新的应用型人才培养方案,构建自身特色的生物工程本科人才教育模式,才能使高校生物工程专业人才培养与生物工程产业的发展相一致。 作者:孙利芹单位:烟台大学生命科学学院 生物工程人才培养探索:大学生生物工程创新人才的培养 1大学生创新工作室与生物工程专业创新人才培养 1.1提高了大学生的综合素质大学生在创新工作室完成科研项目的过程中,又能实现多学科教学内容的交叉与融合。此外,大学生创新工作室一般是几个人一个小组,小组成员来自不同班级、年级,这就要求他们在完成项目的过程中了解各自在解决一个综合的实际问题时所扮演的角色,通过小组讨论、相互评价、互帮互学,培养了他们团结协作的精神。而项目完成后的成功,会让学生树立信心和良好的自我意识,这也有助于学生健全人格的培养和塑造,使他们终身受益。 1.2增强了大学生社会适应能力大学生在创新工作室完成项目,能够使学生较早的接触研究性学习和科学研究实践,增强了学生对科学技术日新月异的发展和社会需要的适应性。学生在创新工作室中进行开发和设计,或在公司情景中学习,能够形成独特的“课题式、情景式、体验式”研究性学习方法,还能够学会尊重、沟通、合作,体会驾驭综合性的事物,体验专业与社会的连接,使学生主动找到社会位置,在完成项目的过程中甚至会产生较好的创业思想。 1.3培养成绩大学生创新工作室产出了大批成果,学生在发表学术论文、参加竞赛、申请专利等方面都取得了较好的成绩,甚至有些本科生已经发表了SCI收录的高水平论文。笔者自2010年开始,依托“金黎明创新工作室”,指导学生开展了一系列创新教育活动。指导学生完成“太阳鸟”科研项目9项,学生以第一作者16篇,获批专利1项。学生获集中实践环节优秀学生作品评选二等奖1项。指导学生参加“大学生创新创业训练计划”,获2012年度校级立项1项、部级立项1项,2013年度省级立项1项。笔者也连续三年获大连民族学院“优秀课外活动指导教师”。学生在大学期间取得的成果,为其毕业后考研、就业、出国等也打下了良好的基础,许多经过创新教育的学生,就业时手持多项专利、产品、证书等,就业位置和起薪非常可观。 2大学生创新工作室存在的问题 2.1创新工作室任务设置大学生都有自己教学计划内的专业学习任务,尤其是生物工程专业学生实验课较多,课业负担较为繁重,不可能把大部分时间和精力放在工作室上。这就要求创新实验室的实施必须以大学生实际为立足点,尽量不脱离其专业领域,选择难易适中且具有实际意义与价值的课题。以培养创新意识、创新精神与创新能力为主,出成果为辅。及时指导循序渐进,才能将大学生创新素质培养建立在扎实的基础上。 2.2导师队伍建设在大学生创新工作室,导师在团队中发挥着引导作用,是实施创新活动的主要载体,是提高创新教育质量的有效保障。这就需要教师继续提高自身的学术造诣和自主创新能力,提高“教学、科研、社会服务”相融合的创新素质,提高组织协调能力和乐于奉献的精神,全面推进创新教育导师队伍的建设。 2.3创新工作室监管机制大学生创新工作室自2009年实施以来的两年间,发现了部分立项不能按期结题完成的问题,这就需要学校教务处相关管理部门加强监管机制,做好中期检查、验收工作,对无故多次不能按期结题的工作室实行处罚或取缔,从而能够更好的发挥创新工作室的作用。 3结语 综上所述,大学生创新工作室是培养生物工程专业学生创新意识、创新精神与创新能力的极好平台,对学生培养起到了不可忽视的作用。但是,构建大学生创新工作室的路还很长,还需要用科学和发展的眼光去对待,需要时间去经营,更需要精心设计、重点扶持。 作者:金黎明许永斌权春善张艳梅马堃单位:大连民族学院生命科学学院 生物工程人才培养探索:生物工程人才培养生态教学的构建 1生物工程专业创新人才生态优化培养目标的确立 生态发展注重群落内部,各种物种的平衡整体发展。从生态角度理解高校教学目标,要求我们遵循高校教育规律,尊重学生成长规律,以个体的成长特性为基础,以社会的发展为主导,把学生培养成现代社会所需要的全面发展的创造型人才。生物工程涉及到人类发展的方方面面,与绿色产业、可持续发展关系十分密切,而且还与现代工程技术相结合,应用于轻工、食品、医药、保健、环保、农业、畜牧业等众多领域。这就要求我们在教育教学中必须将科学、工程技术教育和人文、工程实践融为一体,加强培养学生获取知识的自觉性、主动性以及创新的能力,转变过去只强调专业对口的专业教育为适应社会需求的现代工程师的基本素质教育。经过多方调研,制药和食品行业始终是民需的行业,每年需要大量毕业生。在教学体系上设立生物制药和食品生物技术两个专业方向,修订好生物工程专业本科教学计划,分别设置教学环节,开发体现专业优秀能力的教学课程体系。在人才培养上体现我校的特色:培养实践能力强的高级专门人才,主要培养生产第一线的高级工程应用型人才。要强化工程意识的培养,强化理论与实践的结合,强化实践教学和突出工程训练。培养学生毕业后到医药、农药、兽药、食品加工、食品检验领域从事生产、技术、科研开发工作。 2生物工程专业创新生态理论教学体系的构建 要创新必须先给学生减负。根据在各高校调研的结果和我校的实际情况,并深入了解了辽宁省地区相关企业、事业单位对人才的需求,对现有的教学计划进行了修订,修订的基本原则是适应区域经济发展和社会进步的需要,体现为振兴辽宁老工业基地服务。 2.1依据需求制定教学计划 教学计划要体现“注重基础、拓宽专业、加强创新能力”的原则。在“素质高、知识面宽”两方面多下功夫。在构建生态理论教学体系上,我们主要从4个方面进行实施。 (1)建立扎实的基础知识体系。课程设置上主要有高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学等。这些基础知识的积累为后续的专业知识及工程知识的提高提供了有力的保障。 (2)建立牢固的专业知识体系,开设的课程有细胞生物学、分子生物学、微生物学、现酵工业、食品工艺学、生物制药工艺学等。内容包括细胞结构与功能,细胞特性、营养、生长,代谢途径与代谢调节,微生物生长与代谢产物等,便于学生由浅入深理解掌握。 (3)建立广博的工程知识体系,以适应大规模现代化生产中的工程设计,参数测控,生物工业产品下游处理,工艺过程的动态优化等技术需要。课程有工程制图、化工原理、电工学、生物工程设备、生物分离工程、生化仪器分析等。 (4)建立多样化的素质知识体系,加强人文社科、经济管理、创新创业知识的培养和教育。针对不同的专业方向,增设选修课,如计算机在生物工程中的应用、生物制药、酶工程、遗传学、环境生物工程、发酵工厂设计、食品加工技术、食品质量与安全等,使学生在系统掌握专业基础知识的基础上,通过多选课拓宽专业面,不断提高自身素质与能力。 2.2压缩学时划分模块课程 生物工程专业教学计划严格控制总学时数在2500学时以内,总学分在180左右。给学生留出充分时间和空间参加大学生科研创新项目或选修其他课程。课程区分为优秀课程、目标控制课程和普通课程3个模块。 (1)优秀课程确定为考试课程,主要有高等数学、无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、生物化学、化工原理、微生物学、食品工艺学、生物制药工艺学等,考核方式大多采用全程性,多元化方式。 (2)计算机基础和大学外语两门课程为目标控制课程,要求学生参加全国大学外语四六级考试及全国计算机等级考试(NCRE),允许学生在4年内达标。 (3)其他均为普通课程,可按不同方式进行考查和考核。如大学物理、细胞生物学、分子生物学、酶工程、发酵工厂设计、食品加工技术、食品质量与安全等。 3生物工程专业创新生态实践教学体系的构建 我校生物工程专业的实践教学体系内容主要包括实验室进行的实验课程、校内外实习基地进行的各种实习、毕业论文或毕业设计,此外还包括大学生科技创新创业等环节,具有明确的实验项目、实践内容和训练体系,构成一个完整的教学体系。使学生从大一开始分阶段、按步骤接受包括实验、实习、课程设计、科研创新训练、毕业设计等一系列实践训练,根据经济社会发展需要,培养实践创新能力强、社会适应能力强的合格人才。 3.1构建创新生态实验教学体系 3.1.1创新生态实验教学的基础平台。辽宁科技大学化工学院拥有核磁共振仪、高效液相/质谱联用仪、紫外/可见/近红外分光光度计,全自动制备液相系统、全自动微波合成仪、模拟移动床等先进的仪器设备,为进行高水平的科研项目搭建了先进的平台。目前享有省级基础化学实验室、省级分离工程实验中心;校外企业实习基30多个;校内拥有理论化学实验室、生物工程综合实验室、生物化学实验室、微生物实验室等多个专业实验室。在实验教学中注重实验技术的规范和创新,将现代化新型仪器设备的使用引入实验项目,将有特色的科研项目充实到实验课中。这样既完成了实验课程要求的实践任务,又增加了创新性和工程性,充分调动了学生的兴趣和学习主动性,提高学生的的动手机会,提升学生的实验技能。 3.1.2创新生态实验教学的教学方法。与理论教学不同,在实验教学中,学生可将学到的理论知识融入到实验过程中,通过亲自动手操作,培养和强化学生动手能力;通过观察实验现象,培养学生分析问题、解决问题和发现问题的能力;通过实验数据处理和撰写报告,掌握初步的科学研究思路,奠定一定的科研基础;通过实验中互相帮助、共同讨论问题,培养其团队精神和协作能力;在实验教学中采用生态多样的教学方法,注重教与学的互动、生成与实效,使教学达到自然天成的境地。加大学生的参与度,给学生提供一个无心理压力的生态课堂环境,提高教学效果。教学方法不仅是教法,而且是学法,两者相互联系。学生通过剖析失败实验原因,体会科学实验方法,磨练坚韧不拔意志;通过学生对实验方案的自主设计,建立新思路,培养创新能力和科学的世界观。 3.1.3创新生态实验教学的管理模式。自主选题、设计的实验创新教学模式需要有创新性的实验教学管理模式与之配套。实验选题的多样性决定了实验时间的不确定性和内容的多样性,我们采用了开放型实验教学模式,对实验时间、实验内容和实验主体进行一个或多个维度的开放,学生可以在实验室开放的时间,根据实验室提供的条件,有选择地预约登记上课。实行开放式实验教学的根本目的是提高实验教学质量。为了保证开放式实验教学的顺利进行,保证开放式实验教学的质量,就要建立健全一系列开放式实验室管理制度、实验教学质量考核标准,以及实验教学质量监控系统,将质量意识和质量控制措施自始至终地贯穿于整个实验教学过程中。 3.2构建创新生态实习教学体系 3.2.1创新生态实习基地建设。创新生态实习基地建设旨在充分利用地域优势,通过优化校内外实践教学资源,构建有大中型国有企业、中小型民营企业、校内实验室等不同层面的多元化高素质应用型人才培养的实践教学基地,积极挖掘和充分发挥其拥有的软硬件资源优势,满足学生工程实践知识和工程实践能力及创新精神培养与训练的目的,实现校企合作培养人才的新模式,为新形势下的高校实践教学改革实现可持续发展战略,使培养计划既符合教学规律又能体现企业生产对用人的需要。经过多年的校企合作建设,辽宁科技大学化学工程学院生物工程专业共建设有30多个“校企合作”单位,包括国有大型企业有东北制药集团、哈尔滨制药集团、华北制药集团股份有限公司、沈阳红梅味精股份公司等,民营企业有辽宁恒生生物制药有限公司、完达山乳业有限公司、沈阳丰收农药有限公司等,以及鞍山市药品检验所、辽宁省食品药品监督检验所等研究单位,这些企业为学生实践教学提供了重要的教学基础条件。生物工程专业的学生可在这些单位进行各种实习和毕业环节,积极探索学、研、产合作教育模式,使实践教学产生良好的经济效益和社会效益,并为企业提供人才来源和技术支持。 3.2.2创新生态实习方式建设。传统教学环境大多限制甚至遏制学生个性和潜能的发挥、发展。生态教学的环境从尊重、激发学生个性的角度去创建,可以有效地弥补传统教学的这一缺憾,促进学生个性的发展、潜能的发挥。高校教师应以生态和谐的方式尊重理解、平等对待学生,激发学生学习的主动性、积极性和创造性,引导他们实现自身发展;关心学生的发展,结合社会需求,培养具有多层次的适应创新社会经济的特色人才、地区性服务人才及行业专业人才。我们对不同追求的学生采取不同的实习方式。(1)对不愿考研究生的学生采取以下措施:大学一、二学年学习完成基础课,大学第三学年完成专业课程学习,并根据市场调研,将专业方向设置为企业目前或预测未来几年实际需求的方向;大学第3学年的暑期及大学第4学年学期初的生产实习、毕业实习甚至毕业(论文)设计结合起来,到企业实践教学实习就业基地进行工厂化岗前培训或称就业实习。实习结束正值企业招聘活动开始,经过企业与学生的实地交流,双方认可,即可签订就业协议,同时,也为学生下一步的工作打下基础。(2)对于参加研究生考试的学生(其中还有一部分暑期实习后没有被企业选中的学生),可采取大学第4学年的寒假时间到企业实践教学基地实习(尤其农药企业基本是每年的10月1日至次年的5月1日生产),而空出大学第3学年的暑期为其考研准备时间。同样利用寒假时间实习,为其一旦考研落榜,经过企业与学生的实地交流,双方认可,即可签订就业协议。 4结语 把生态教学理念与高校教学体系进行有机结合,开辟了高校新型教学体系构建的新视角,以创新能力培养为本位,搭建了生态教学整体平台,使创新教育贯穿整个教学过程。在课堂教学中,对教学内容和教学方法进行了生态化改革;在实验教学中,注重学生实践能力和创新能力的培养,不断提高综合性、设计性和创新性实验比例;积极开展创新基地建设,与企业导师共同指导课外创新活动。辽宁科技大学生物工程系与创新教育基地企业导师合作承担的各类科研课题20多项,不仅提升了企业的技术水平,又提高了企业经济效益,科研合作成果为合作企业带来超过千万元的经济效益,真正实现了校企合作互利共赢的生态合作关系。近3年生物工程专业学生考研率超过25%,就业率超过95%,取得了很好的效果。(本文来自于《安徽农业科学》杂志。《安徽农业科学》杂志简介详见.) 作者:高云方志刚徐英黔王勇张伟单位:辽宁科技大学化学工程学院 生物工程人才培养探索:生物工程人才培养模式的构建 1生物工程人才培养的现状 目前虽然大多数高等院校都开设了生物工程专业,在人才培养上也进行了完善和创新,但是依然存在很多问题。 1.1课程设置不科学 在课程设置上,学分分配存在诸多不合理,每个学科都有不同的特点,各个模块因此要做不同的调整。专业课程之间未体现联系与衔接,选修课程学分分配过少,且缺乏广度和特色。 1.2实验模块缺乏合理的体系,实验室硬件设施不完备 验证性、经典性实验占主导的现状对创新人才的培养是极为不利的。实验设施不齐全给实验的顺利开展造成很大的阻碍,尤其很多实验室缺少后期投资,仪器的定期检修与精密仪器的校正等都做得不到位。 1.3教学模式单一,缺少创新 目前在教学过程中,多数授课教师仍然采用“满堂灌”和“独角戏”模式,教师在讲台上照本宣科,并没有采用师生互动式、启发式、问题式、学导式、案例式等新教学方法,无法激发学生的学习兴趣和认知思维,结果是课堂气氛沉闷,学生昏昏欲睡,收不到应有的教学效果。 1.4实习体系不完善,缺乏优质的实习基地 教学实践是巩固理论知识的重要手段,也是训练学生动手能力与技能的必要途径之一。根据调查,发现目前多数高校在学生见习和实习方面,基本上是采取到生物公司或食品企业进行走马观花式参观的模式,高校与企业结合在创新性人才培养上比较松散,尚没有真正形成密切的结合体。 2生物工程创新人才培养模式的构建方法 2.1课程体系的设置 课程体系是构建人才培养方案的优秀,结合生物工程专业的性质以及培养目标,课程结构设置应该以重视基础、拓宽范围、提升素质、强化能力为原则,着力培养和提升学生的综合素质,体现创新性教育的理念,并且突出实践能力培养为目标。将课程分为五大模块,每个模块具有不同的作用。很多高校的课程体系也是非常全面的,这就要求在课程的深度和广度方面掌握好尺度,避免重复知识占用课时,又要保证体现知识体系之间的衔接,专业课教师之间做好沟通交流,达成知识范围的界定与连接。针对以上课程体系,可相对增加专业选修课程的开设范围。这是源于生物学的学科特殊性。生物学区别于其他学科,其涉及的范围更加广泛,学科交叉性比较强,这就要求学生具有更全面的知识体系,从多方面加深自己的学科认知。选修课不仅要内容丰富,还要具有不同的特色,体现相关学科、交叉学科以及边缘学科的理论知识,拓展学生的知识面,发现自身感兴趣的方向,了解生物工程多方面的发展前沿,增加就业选择性以及考研的方向性选择。比如医药、食品、能源、生物仿制等均是生物工程理论与技术涉及的应用领域,开设一些如药理学、毒理学、食品工艺学、天然药物学、生物能源、环境工程、化工、材料学等课程,有助于开发学生的思维,激发学生的学习兴趣。 2.2实验体系的设置 生物工程是一门实验性和实践性非常强的学科,因此实验体系显得至关重要,它不仅是理论与实践之间的契合点,更是培养学生实际操作以及创新等多方面能力的关键点,所以对实验体系的科学合理的设置是生物工程创新性人才培养的关键之一。生物实验可分为3个类型:基础性实验、专业综合性实验、研究创新性实验。基础性实验主要是培养学生的基本实验技能,包括经典或验证性实验的操作方法和原理、一般仪器的使用、实验数据的处理、实验报告等。主要实验内容包括动植物组织制片与染色技术、细胞形态观察、流式细胞仪、酶标仪、电泳技术与PCR技术的操作训练等。专业综合性实验与基础性实验的区别在于更加系统,难度更大,不仅要求学生具有良好的动手能力,还要具备分析问题与解决问题等诸多方面的能力。在这个过程中,目的是培养学生实践操作、独立思考与解决问题、综合知识的运用等方面的能力,同时树立科学、严谨的实验态度。主要实验内容包括生化遗传实验、细胞生物学实验和分子生物学实验等。研究创新性实验可以说是培养学生的创新意识、创新思维、创新技能的关键所在,学生需要在导师的指导下完成实验方案的设计、方法的选择、步骤的执行、数据的处理、结果的分析等一系列过程,主要内容包括创新实验、毕业论文设计与导师科研项目等。确定以基础性实验为基石,专业综合性实验为主体,研究创新性实验为龙头的原则,在实验课程安排上:第一二学年主要开设基础实验,可鼓励学生积极参加大学生创新试验、大学生科研训练试验项目,提前进入老师实验室,适应实验室氛围,作为老师和研究生助手,学习更多的基础操作技能;从大二下学期开始开设专业综合性实验,与相应专业课的开设相对,期间可同时在要求范围外为学生提供研究创新性实验。第四学年主要是研究创新性实验,如毕业论文试验、也可以与企业联合培养,做毕业论文设计等。值得强调的是:①科技的更新速度特别快,在实验内容设置上,也要不断更新前沿科技,重视增加现代生物实验技术和方法;②目前本科生的实验准备工作基本是由实验员或授课老师完成,比如实验仪器的预热,实验材料的前期处理,实验试剂的配制,实验过程中数据的计算等,应组织学生参与实验的准备工作,让学生了解整个实验的统筹安排,锻炼学生的思维与动手能力;③在日常的实验教学中,要积极鼓励学生对实验中遇到的“非正常”现象提出思考与验证,在学生的实验报告中,要求对实验中出现的问题进行讨论和分析;④全力支持学生申请部级或校级创新实验项目、大学生科研训练计划以及参与老师的科研项目。为了能让更多的学生参与到科研创新活动中,学院应为学生提供开放式的实验平台和特定实验室。二、三年级学生也可以根据自己的兴趣,自主选择一个课题进行独立研究,老师提供指导,学院增加科研经费,支持学生的科学研究。结题后,鼓励学生发表学术论文、申请专利等,培养学生的科研兴趣与实践创新能力。可在此模块设置相应的精神和物质奖励,调动学生和指导老师的积极性。 2.3教学模式的创新 教学对于学生知识系统的形成是至关重要的,课堂教学自然成为主要形式。首先,应建立一支高素质、跨学科、具有创新能力的师资队伍,以为人才培养提供强大的支撑。目前课堂教学普遍缺乏创新,老师是课堂的主角,以单一的讲授方式灌输专业知识,缺乏互动与其他新式的传授方式,这对于学生的主动性以及思维方式的锻炼存在很大的弊端。关于教学模式问题的提出已由来已久,关键在于教师。良好的教学模式需要教师具备足够的耐心、责任心以及对现代人才需求等方面的充分认知。目前比较好的方式有:①启发式:教师创造问题情境、设置疑问,引导学生进行新知识的获取与学习;②讨论式:教师设置问题,学生以小组等形式讨论得到问题的答案;③互动式:增加老师与学生,同学之间的互动,使课程更加生动,提升学生的学习兴趣;④其他新型的课堂学习模式:比如学生讲课制,案例式等。与此同时,采用先进的教学方法,如网络教学、多媒体、网上答疑等教学手段,建立现代信息化教学平台。目前一些高校在部分专业课上采用英文教材,双语授课,这不仅可以提高学生的英文水平,也可增加专业英语认知、英文论文写作能力,取得了较好的效果。此外,在教学内容相对稳定的情况下,教师应该在课堂上及时补充与课程相关的最新科研成果,让学生能了解到学科的前沿与发展方向。新的教学模式对教师提出了更高的要求。在对学生充分负责的原则下,教师要及时调整自身课堂进度,以及对正确、完整知识的讲授、补充,对语言与表达的准确把握等。新世纪优秀的人才必须具备良好的综合素质。高校要把“第二课堂”提到一定高度,作为素质教育的补充,一方面要积极对教学内容、教学手段与方法、实验教学等各个环节进行改革与优化,另一方面要积极开展各种学术讲座、知识竞赛、兴趣小组、创新实践等方面的活动,巩固学生的实践能力,激发学生的学习兴趣。这种形式的实践学习对于学生的主动学习,实践创新等方面能力的提高都能起到促进作用,应该大力提倡。 2.4实习基地的建立与实习体系的完善 建立实习体系的目的是在真实的环境中培养学生的专业技能和创新能力,以及解决实际问题的能力,达到理论与实践结合,进而实现理论服务于实践的提升,增强实际的工作能力和专业技能。相关实习经历能使学生接触到生物工程领域科技与技术在实际中的运用模式,以及产业化与实验室水平存在的差异,进而回到理论的研究与提高,即理论—实践—理论的模式。要做到如下几点:①学院要从学科的不同角度出发,以“双赢”的模式积极与企业建立实习基地,联系食品、医药、食用菌等方面的公司与企业,以为企业提高技术方法咨询等形式,为学生争取到优质的实习基地;②保障实习内容,根据学生的兴趣分配实习基地,每组要配备一名导师,负责指导和监督,保证学生能真正参与到生产流程的多个环节并能从中得到锻炼;③合理调配实习时间,目前实习一般安排在大三的暑假或者是大四上学期,为期1个月以内,可适当延长或者以多时段的方式增加实习时间,形成系统的实习体系,包括参观实习、实践实习等形式;④一些企业考虑自身利益,很多关键性的岗位不让学生动手参与,减少了学生动手实践的机会,因此,可采取校内与校外实习相结合的方式,由学院投入资金建立校内实习教学基地,弥补校外实习学生动手不足的缺点;⑤聘用企业的研发人员、工程师等承担部分课程或者到学院开展讲座等形式,让学生了解企业的前沿技术与理论运用,教师在日常的教学活动中也应涉及相关工程产业的渗透与实习重要性的灌输。 3结语 在生物工程学科蓬勃发展的今天,对创新性人才的要求与需求也不断提高。因此,良好的人才培养模式是最基础也是最重要的保障。在今后的教学实践中,学校应大力加强对学生的专业基础、实践创新能力以及多方面素质素养的培养,为生物工程领域培养更多更优秀的创新人才,为专业与人才发展提供强有力的保障与动力。(本文来自于《安徽农业科学》杂志。《安徽农业科学》杂志简介详见.) 作者:陈勤谢继莘开远忠戴玲单位:安徽大学生命科学学院
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生物工程技术在环境保护中的运用:生物工程技术对环境保护的影响 摘要: 人类社会的发展离不开对自然资源的需求和对环境的影响,因此自然环境与人类社会的发展步伐之间存在着相互制约的紧密联系。近年来日益突出的自然资源紧张和环境污染严重的问题严重影响了社会经济的进一步发展,社会各界都在寻求解决环境问题的新技术,现代化的生物技术为人类提供了崭新的途径,本文将对生物技术解决环境问题时发挥的重要作用予以讨论。 关键词: 生物工程;环境保护;技术应用 1前言 生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。 2我国自然环境面临的问题 我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。 3当前生物工程技术的特点 中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。 4生物工程技术在环境保护领域的应用 可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面: (1)工业和生活废水的整治。水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢?利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。 (2)空气的净化。实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。 (3)对固体垃圾的处理。固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。 (4)利用生物技术维护环境。将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。 5结论 通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。 作者:籍爽 单位:内蒙古神瑞环境检测治理有限责任公司 生物工程技术在环境保护中的运用:生物工程技术在环境保护中的应用 【摘 要】 在可持续发展成为生态环境保护的一个主要方面。在现代生物技术高速发展以及人类环境保护意识提升的状态下,生物技术在环境保护中使用的愈发普遍。在经济高速运转下,透过资源耗费形成粗放型增长,从而影响到生态环境。生态环境的保护已经变成人类可持续发展的一个重要问题。以生物知识为基础,结合生物工程技术保护生态环境。 【关键词】 生物 工程技术 环境保护 当前生物技术包含了新兴生物技术以及传统生物技术。传统生物技术是通过使用细胞工程、基因工程乃至人工改造生物等方式完成物质生产及新兴技术的处理。现代生物技术在环境保护中的应用,显著提升了环境治理的能力,对环保技术的推广十分有利。 1 我国自然环境中的问题 随着经济的不断好转,我国在工业生产中投放了较大的人力及财力,令我国经济迅速增长。不论通过工业生产还是居民消费能力,均获得了显著的成效,可是这些发展严重影响了自然环境。在解放初期,工业能力十分落后,运用的机械设备较为落后,技术水准也无法与发达国家持平,我国工业生产均为高能耗生产方式,大量的生产耗费了我国的自然资源,在发展当中,技术能力逐步追上发达国家的脚步,可是保护自然环境的意识依旧未在百姓心中根深蒂固,经济发展依旧在原本方式中进行,不论作为工业生产还是农业生产,均会严重影响到环境,在遭受人为破坏后,诸多特有的稀有资源均会枯竭,自然环境让人们逐渐意识到,无节制的开发以及破坏会对社会的发展节奏造成影响。所以我国开始执行可持续发展的战略目标,把经济发展以及环境保护相融合,实现共同发展,在确保资源的前提下,强化治理环境污染工作,且寻求出可以替代的能源,确保人类所依赖的环境变成社会长期发展的保障[1]。 2 生物工程技术的特点 我国当前的环境污染状况因为历史遗留问题诸多,并且现代化生产以及生活排放量较大,令环境保护治理工作难上加难。现代化生物工程发展为环境保护工作给予了全新的路径,也因为近些年生物工程技术在环境污染治理中获得了诸多成绩令其收到了重视。生物工程技术透过运用生物制剂把污染物从环境内进行分解和清除,在这一过程里不具备二次污染,并且获得良好的处理,其应用价值十分重要。通过环境系统分析,生物工程技术引用的生物制剂,对环境造成了一定的影响,透过对总体生态环境失衡的协调,令环境获得保护,所以环保功效十分明显。生物工程技术十分灵活,可以依照各种污染物的特征,融合基因工程的先进技术有目的地进行治理,而且从实践中完成可持续发展的保护,逐步在环境保护以及污染治理中展现出良好的优势。 3 生物工程技术在环境保护中的应用 3.1 生物技术在水处理中的应用 生物技术可以改善水体质量,并且能够进一步治理水源的污染。在改善水体质量方面,大量运用了生物技术。污水内具有诸多有毒成分,其中具有较多复杂的物质。运用微生物本身的新陈代谢等方式,可以把水体内的一些有毒物质排除,以此令水体内的有害物质变成无毒物质,令水体获得净化。固体化酶技术则成为运用最为普遍的一种污水处理技术,大多透过物理或化学等方法将水溶性酶与固态不溶性载体相融合,以此把酶变成无法溶于水却依旧具有催化活性的衍生物,以此有效处理污水内的有机污染物。 3.2 生物技术在废气净化中的应用 生物技术已经长期使用在水环境治理当中,可是在废气治理中时间较短,研究也十分有限。在20世纪80年代末,生物技术在工业废气净化中的运用已经变成诸多学者分析的重要所在。目前较为成熟的废气生物处理方法与传统处理方法对比,具有诸多优点。 3.3 生物技术在固废处理中的应用 固废指的是城市中的生活垃圾、污泥乃至工农业的生产废物等。通过生物技术,可以把固体废弃物通过无害化、资源化、减量化进行解决,以便令其可以用在农业生产当中,以此真正变成以废为宝。通常生活垃圾堆肥工艺能够分成好养堆肥以及厌氧堆肥两种,而当前最为推崇的则为高温好氧堆肥工艺。透过高温好氧堆肥工艺获得的腐熟肥料可以将土壤进一步改良,提升肥效,令城市生活垃圾资源化,最终保护环境。 3.4 生物技术在土壤污染治理中的应用 在治理土壤污染时,生物技术大多使用在修复重金属污染当中,也就是通过微生物乃至植物的作用,净化和消减土壤内的重金属,从而减少毒性。透过生物作用,将土壤内的重金属变成化学形态,以此令重金属固定或降解,透过生物吸附的方式,提升有机质的含量,令生态结构获得改善,从而对土壤的固定尤为有利,以免水土流失。 4 生物技术在环境保护中的前景 4.1 微生物脱硫技术的研发 煤在燃烧时会排除诸多有毒气体SO2,对空气造成污染。假如通过微生物将煤中的无机硫以及有机硫脱去,则能够良好控制煤在燃烧时排放有害气体。日本已经透过运用氧化亚铁硫杆菌将H2S脱除,并且脱除率为99.99%。在处理燃煤r,可以把微生物脱硫技术以及浮选工艺相融合而完成煤与黄铁矿的分离,实现清除或减少燃煤排放SO2。并且,微生物还能够使用在石油的脱硫当中。微生物脱硫技术和高活性脱硫菌种的研发及培育,结合清洁技术的分析将会备受瞩目,并且也会变成处理原煤燃烧产生SO2污染的最佳方式[2]。 4.2 其他技术开发 (1)水污染治理工艺需要持续完善。好氧及厌氧工艺相融合、无公害化的生产工艺过程乃至特殊功能的微生物培养分析等层面成为未来需要努力的方面。 (2)研发难降解污染物处理技术。医疗废物、橡胶制品以及塑料等一些均为难降解的污染物,研发这些技术成为当前生物技术发展的一个主要方面。 (3)生物传感器的研制。生物传感器能够自动执行连续监测,分析环境污染的发展形势,探寻环境内的污染物变迁乃至降解规律,查询出污染物突变的原因,了解污染物的来源,以此令环境检测更为灵敏、便利。 (4)与其他技术的结合。生物技术的发展无法脱离科学技术,与其他相应科学技术的融合能够提升处理的效果,提高处理的效率。 5 结语 生物工程技术在环境保护中的应用,显著提升了环境的治理能力,提升了环境保护,减少了环境污染。在生物工程技术的深入下,生物工程技术会愈发醇熟,在环境保护中的应用也会愈发普遍,必定会加快城市的健康化发展。 生物工程技术在环境保护中的运用:浅析生物工程对环境保护的促进 摘 要:“夫天地者,万物之逆旅;光阴者,百代之过客。”回首人类的发展历史,从无到有、从刀耕火种到新事物的层出不穷,这一切都取决于人类技术的不断创新。新技术,带来的是万事万物的变化与不断的升级更新。生物工程就是在人类不断的技术升级中,逐渐发展起来的一项技术工程,它对改造微生物世界及改造环境都有着极为重要的作用,本文就是针对生物工程的特点,着重论述了它对我国环保事业的推动作用。 关键词:生物工程;环境保护;技术工程 1 我国生态环境的现状 随着我国经济的迅猛发展,我国的环境问题也日益突出。改革开放的三十多年给我国人民的物质生活带来了福利,但是工业、农业和科技的高速推进,也给我们生存的环境带来了负面影响。我国目前已经成为世界上污染最严重的国家之一,不论是河流、还是空气,都已经达到令人堪忧的地步。在我国的六百多个城市中有一半以上的城市缺水,有些地区不是没水,而是多数水都不能直接饮用。在我国的七大水系中,现在没有一条水系可以直接饮用,有些水系甚至连灌溉都无法达标。这种生态的恶化,极大的威胁到人们的生活环境与身体健康,大力保护环境迫在眉睫。 2 生物工程在环保领域的应用 中国经济的快速发展另世界瞩目,但是中国环境污染问题也尤为突出。在诸多治理环境污染的办法之中,生物工程越来越凸显出其重要的地位。由于生物工程在对环境进行保护的过程中,不会出现二次污染问题、可以有效的杜绝后患,而且,有些领域利用生物工程进行环保,还可以起到变废为宝的作用,因此,利用生物工程进行环保,已经成为最佳的途径之一,而且受到很多领域的关注与实践。 2.1 生物工程对海水的保护 地球的表面70%是海水,随着现代化的高速发展,来自江河排污及水产养殖业的污染,使我国临近陆地的大多数地区的海水也遭到了不同程度的污染。 海洋中蕴含着无穷的宝藏与丰富的生物,保护海水、净化海水就是在保护人类的生存。在世界淡水资源逐渐缩减的今天,合理的开发利用海水资源,也是助推人类可持续发展的重要途径。 采用生物工程对海水进行保护,主要是通过大面积的藻类培育与种植,使被污染的海水中氮和磷的含量,等于或低于所取海水氮和磷中的含量,并利用海藻的吸附功能,将海洋中的富养生物进行降解,从而使被污染的海水,在不经过二次污染的情况下得以净化;同时,在治理净化海水的过程中,还可将成年的藻类制成食品、饲料和燃料等产品。因此,生物工程治理污染既有成本低、可避免二次污染的特点,又可以产生有价值的衍生品,其功效十分显著。 2.2 生物工程对污水的净化 随着工业的快速发展和世界人口的增长,地球上的淡水资源也在随之遭到破坏,能够让人直接饮用的淡水已经是越来越少,因此,全球范围的供水矛盾也随着人类的发展而日益突出。 目前,我国的生活污水和工业污水是江湖湖泊的主要污染源。将污水治理成可以饮用和灌溉的净水,是我国环保工作中的重要环节。现在我国采用的污水治理方法,大多是物理置换法和多层过滤法。但是这两种方法很难全部去除污水中的有害物质,而且还容易造成水体的二次污染。 采用生物工程治理污水,主要是采用生物基技术,去除水中的水体中氨氮和硫化氢浓度,分解水体中的有机质和亚硝酸盐等有毒物质,从而达到根本的净化水质的作用。 2.3 生物工程对减排的促进 能源是现代科学与高科技发展赖以存在的因素之一。但是随着石油、煤炭的地下资源的日益减少与枯竭,寻找新的能源替代产品,已成为各个国家,经济能否持续发展的重要保障。 新能源是促进当今社会走可持续发展道路不可或缺的基础;也是促进我国经济快速发展、物质文明高速发达的重要助推器。 近些年来,随着传统能源的减少与汽车尾气的超标排放,寻找新的、无污染的能源已成为世界各国政府忙于投入的工作内容。在此过程中,生物能源以其原料容易获得、制备工艺简单、排放清洁等特点,获得了学界、政界及社会各界的青睐。 目前,学术界所说的生物能源主要是指生物柴油。它是以低碳醇和动物油脂或植物油脂反应,得到的脂肪酸酯,再通过添加剂的调和即可生成,这是生物柴油的一种最简单的生产过程。 生物柴油的燃烧排放物,比石化柴油低出许多倍,它对大气的污染微乎其微,基本不会产生温室效应,而且生物柴油还有可降解与再生的功能。生物柴油的诸多优点,成为世界各国大力发展与推广的重要因素。许多发达国家都在开展此项目。 欧盟对生物柴油的研究起步较早,研究的也很系统,并且已经采取了规模化的生产。在政府方面有对生产生物柴油的政策面的支持,例如,他们对种植生产生物柴油的菜籽油,采取政府补贴与减免税收的优惠,而且欧盟的所有成员国都已出台生物柴油的减免税收的政策。 美国是一个对环保和城市可持续发展非常重视的国家,他们对生物柴油的研究始于上个世纪八十年代,而应用于市场,是从九十年代就已经开始,进入二十一世纪后,他们对生物柴油的研究不但突飞猛进,而且已经进入规模性生产的阶段。生物柴油在美国有政策面的支持,他们规定,每混入百分之一的生物柴油在标准柴油之中,即可得到燃油税降低百分之一的补贴,现在美国生物柴油的混合技术最高已达到百分之二十五以上,呈现出逐渐代替石化燃油的趋势。 我国在生物柴油的发展与生产方面,已经取得了重大的进步。但是在技术与设备方面,与西方发达国家相比,还是趋于落后的地位。现在我国的生物柴油已经进入规模化生产,虽然生产数量参比西方发达国家还是逊色了很多,但是,已经呈现出良性的发展规模,同时,也积累了丰富的经验。 3 生物工程的发展前景 地球是一个善性的循环体,只有遵从它的自然规律,人类才可能持续的发展。而利用生物工程进行环保,就是遵从了地球的自然规律。生物工程不但可以促进环保、参与环保,而且还可以避免二次污染,是一种稳妥的环保途径。 另外,生物工程除了对前文所述的各领域环保的促进,它还对垃圾降解、发电等领域有极大的促进。拿发电来说,目前科技界已经发现了绿叶可以发电。绿叶在进行光合作用的时候,就可以夺取水分子中的电子,而且这些电子非常多,如果我们能控制这些电子,使他们朝向一个固定方向流动,那就是电子流。一片叶子的电子流可以支持点亮5瓦的灯泡5分钟。那么,一颗大树有几万片叶子,一片森林的叶子更是无以计数,广阔的绿叶资源如果全部被利用起来,其能量之大是无法形容的。 生物工程的潜能非常巨大,是有待于人类大举开发的。我国的生物工程技术虽然起步较晚,但是,随着我国科技的前进、人们意识形态的进步和各级政府的大力支持,我国的生物工程技术也必将在环保领域做出更多的贡献,它对我国经济的腾飞与低碳生活的打造,也必将起到举足轻重的作用。 生物工程技术在环境保护中的运用:浅谈生物工程在环境保护中的应用 摘 要:随着生物学的迅猛发展,生物工程由于其高效、无二次污染等优点,在环境保护中得到广泛应用。通过综述生物工程在减少污染物排放、环境监测、废水处理、固体废弃物处理、大气污染处理、土壤污染治理等环境保护领域的应用,以供研究者参考。 关键词:生物工程 环境 保护 生物工程,这门新兴的综合性应用学科于上世纪70年代初兴起,是以生物化学、微生物学、遗传学和细胞学等为代表的生物学的理论和技术为基础,结合机械、电子、计算机、化工等现代工程技术,创造出具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,以产生有用的代谢产物或发挥其特别生理功能。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生物反应器等内容。 生物工程用于环境有悠久的历史。但现代生物工程和环境工程的结合,于20世纪80年代诞生在欧美地区,形成了环境生物工程,它涉及的学科领域众多,通过利用生物体或生物体某些组成部分或机能,建立降低或消除污染物产生的工艺流程,或者能高效净化环境污染,同时又生产有用物质的工程技术。利用生物工程处理污染物的最大特点是,处理产物都是水、二氧化碳、氮气等无毒、无害的物质;可以有效避免二次污染,是一种安全而彻底的方法。 1 生物工程技术减少污染物排放 利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,并用于生产流程中,减少污染物排放、甚至零排放。例如,生物农药具有安全、无毒、不污染环境等特点;生物质能源的利用能有效降低污染物排放;高催化效率“工程菌”提高化学反应速度,减少生产过程能源、原料的消耗;这些对于保护生态环境都具有重要意义。 2 生物工程在环境监测的应用 监测环境污染是环境保护工作中的一个重要环节,除了应用化学或仪器分析进行测定外,生物监测也日益成为重要的监测手段。可以利用指示生物、基因工程技术改造过的微生物、分子生物学技术、生物芯片技术、生物传感器等技术监测环境污染。如水葫芦监测水域中的砷;用细菌总数及粪便污染指示菌(大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌等)监测水质;用鼠伤寒少门氏菌检验物质致突变性与致癌性。近年来,研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、生物传感器、核酸探针、酶联免疫吸附技术(ELISA)、生物荧光方法等生物高新技术也应用于环境监测。PCR 技术可用于土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测。生物传感技术可用来测定水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,还可以用来分析大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度等。Andreas等报道了将检测汞的传感器菌株用于测定土壤中汞的生物有效性;Charlesp等用多孔渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成微生物传感器,用此传感器测定样品中的亚硝酸盐含量,可间接测定空气中NOx的浓度,其检出限为1*10-8mol/L。今后,生物工程技术由于其快速、灵敏、特异性强的特性,将在环境监测中广泛应用。 3 生物工程在废水处理中的应用 废水中所含的污染物质是多种多样的,需要几种方法组成一个多层次处理系统。物理方法一般适用于预处理,化学方法容易产生二次污染;利用生物工程措施净化废水则是利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质。 固定化微生物技术。这是生物工程领域的新技术,利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,极大提高了处理工业废水和分解难生物降解的有机物质的效率,具有明显优势。 生物反应器技术。在活性污泥中加入既有固定载体又有流动载体,既有好氧又有厌氧固定膜的反应器,大大增加反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,最高水平地发挥微生物降解污染物的生物活性。此法可提高生物处理的效率,节约大量的人力,简化操作程序。 生物强化处理技术。通过向废水中加入优势菌种或通过基因工程技术产生的“超级工程茵”,形成高效生物膜,以去除有害物质。常见的方法有:高浓度活性污泥法、生物-铁法、生物活性炭法。 随着污染日益严重、环境标准的不断提高、科学技术的进步,利用生物工程技术开发了不少处理废水的新工艺和技术。如升流式厌氧污泥床(USAB)生物处理技术、厌氧折流板反应器(ABR)生物处理技术、间歇式活性污泥法(SBA)生物处理技术、吸附-降解(AB)生物处理技术等。 4 生物工程技术在固体废弃物处理中的应用 固体垃圾处理的常用方法有:堆肥、填埋、焚烧。堆肥法和填埋法利用了生物学原理,通过“无害化、资源化、减量化”措施处理的废弃物,可作为肥料使用,实现废物资源的二次利用。国内张玲、凌云、孙立明、王建香等研究人员都研究了复合微生物菌剂在堆肥和填埋处理中的应用,并取得很好效果。国外有研究人员用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便。蚯蚓床处理可以将废弃物转变为无臭味、肥效高的蚯蚓粪土,蚯蚓本身也是很好的医药原料和优良饲料,效果显著。 生物工程技术对于消除白色污染亦有重要意义,主要表现在以下几个方面:(1)利用基因工程技术可以筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,达到降解白色污染物的目的。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,迅速降解塑料等白色污染物。(3)通过基因工程方法,利用微生物生产可降解塑料。 5 生物工程在大气污染治理中的应用 废气的生物处理和空气净化主要是指利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、消耗低、安全性好和无二次污染等优点,比传统废气处理方法优势明显。此外,还可通过减少生产过程的污染物排放,从源头上减少污染物。酸雨的主要原因是燃煤产生的高浓度SO2,可以通过微生物脱硫技术减少SO2的排放。 6 生物工程在土壤污染治理的应用 土壤污染主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等方面。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。土壤是人类生存的基础,我们既要保证18亿亩耕地红线,又要保证土壤的质量,生产健康的食品。 重金属难以降解,是土壤污染的重要污染源且对人体健康危害极大。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。生物修复的主要原理是利用或通过基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。主要通过以下两种方法实现对重金属的净化:(1)通过生物作用,改变重金属在土壤中的化学形态,降低其移动性和生物可利用性;(2)通过生物吸收、代谢,削减、净化与固定重金属。 另外,农业生产中,80%以上的农药会残留在土壤之中,其中的磷、氯代烃等是造成污染的主要物质。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。 7 结语 综上所述,生物工程已经在环保领域得到了广泛应用,并产生了重要的作用和深远的影响。随着现代生物学技术的迅猛发展和相关工程技术的提高,生物工程在环保领域中必将发挥更积极的作用,担当更重要的角色,带动整个环保事业迈入新发展。 生物工程技术在环境保护中的运用:生物工程技术用于环境保护的研究 摘要:在生物工程技术不断发展并完善的当下,针对于环境保护的应用是值得深思的问题,本文从我国生态环境的现状及治理方向入手,全方位的解析其研究方向及意义,为今后的生物工程技术应用奠定坚实的基础。 关键词:生物工程技术环境保护研究 1.我国生态环境现状及治理方向 环境保护是跨经济、社会、技术等学科的综合性科学。环境保护研究人体健康、人类生产和生活环境的舒适程度,以及自然资源保护和生态系统平衡。环境保护的基本任务是保护和改善生活环境与生态环境,防治污染和其他公害,保障人体健康,保护自然资源,促进社会主义现代化建设的发展。面对随经济的飞速发展而日益加剧的环境污染状况,我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升【1】。 如何保护环境、合理有效地处理环境污染物已迫在眉睫。采用传统的物理、化学方法可达到一定的除污净化效果,但成本高、过程繁琐,并易造成二次污染。近年来,利用微生物等环境生物技术处理环境污染物,所具有的安全、高效、廉价的优点,逐渐引起人们的重视。2.生物工程技术在环境保护中的应用问题研究现状 生物工程技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。因此,现代生物工程技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物工程技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物工程技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点【2】。 2.1生物工程技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 2.2 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 3.现代生物工程技术在环境保护中的应用 3.1污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上【3】 3.2污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 3.3白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。 4.小结 现代生物技术是环境保护广泛应用和十分重要的技术,其在污水的生物净化、工业清洁生产、工业废弃物、城市生活垃圾的处理、有毒有害物质的降解、废物资源化、环境生物监测、环境修复和污染严重的工业企业的清洁生产等方面发挥着重要的作用。随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法,市场对环境生物技术的需求会越来越广泛,且随着现代生物技术的不断发展,在未来的社会发展中,运用现代生物技术预防和治理环境污染,改善生态环境具有巨大的潜力和优势。
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期刊收录:维普收录(中) JST 日本科学技术振兴机构数据库(日) 上海图书馆馆藏 知网收录(中) 北大期刊(中国人文社会科学期刊) 国家图书馆馆藏 CA 化学文摘(美) EI 工程索引(美) 万方收录(中) 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊)
期刊收录:知网收录(中) 维普收录(中) 万方收录(中) 上海图书馆馆藏 统计源期刊(中国科技论文优秀期刊) CA 化学文摘(美) 国家图书馆馆藏 JST 日本科学技术振兴机构数据库(日) 剑桥科学文摘 哥白尼索引(波兰) 农业与生物科学研究中心文摘
生物医学工程论文:生物医学工程应用特色分析论文 摘要:在对“网络及其医学应用”课程教学改革的实践中,在课程内容体系上提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设,注重培本论文由整理提供养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力,将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向,科学合理地培养大学生的IT知识结构,使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求,成为适应未来社会的合格人才。 生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴边缘学科,其主要研究方向是运用工程技术手段,研究和解决生物学、医学中的有关问题。 多学科的交叉使它不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学科。现在的生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用,世界各主要国家均将它列入高技术领域,重点投资、优先发展。 [1-2]计算机网络诞生于20世纪60年代,目前已成为一个重要的研究和学习领域。 计算机信息网络为医学信息交本论文由整理提供流、资源共享、了解医学动态等提供了快捷便利的手段,为医疗事业的发展带来了无限机遇和严峻挑战,未来医疗界的竞争将是医疗高科技信息的竞争。因此,对计算机网络的学习是非常有必要的。 而要学好这门课程,不仅要学习一些概念,掌握计算机网络的基本原理,还要掌握一些技能,具备实际操作的能力。作为非计算机专业的学生,在教学内容和教学方法上都应与计算机专业的学生有所区别,以体现出专业特色。 笔者提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设,注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力,将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向,科学合理地培养大学生的IT知识结本论文由整理提供构,使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求,成为适应未来社会的合格人才。本文就其教学过程中的教学内容谈一点体会。 一、注重教学内容的不断更新计算机网络是当今发展最为迅速的学科之一,每天都有新的发展和应用,教师只有在教学过程中不断更新教学内容,才能跟上时代的步伐 [3]俗话说:你要给学生一勺水,那么你自己就要准备一桶水。要教好这门课,教师需要大量的阅读文献、资料和国内外教科书,对这门课程主要技术的发展背景、关键技术要有深入准确地把握,同时还必须通过承担相关的科学研究,能够通过自己的工作,理论联系实际,真正理解和掌握优秀技术,了解技术发展的动态和学术前沿。还需要在教学的过程中不断地向学生学习,了解他们对问题的一些新的认识、解决的思路以及初学者对哪些问题不容易掌握和它的原因。 针对网络技术发展的不断更新,在教学内容上应安排一些基础的理论内容,比如网络的拓扑结构、数据通信基本原理等,便于同学本论文由整理提供们今后能够在此基础上自学。比如在讲述网络七层协议时,可以参考西安交通大学的计算机网络精品课程内容,以乘飞机的过程举例,提出协议、服务和层次的概念,以此类比,可以让学生更好地理解网络的层次划分。由于本专业的学生没有开设数据通信方面的课程,因此课程安排上要逐步加入通信技术的有关知识,使得学生只要具有物理学方面的基础,就能很好地接受这些知识,而不需要专门去补习这门课程。 二、注重学生实际操作能力的培养在计算机课程的教学中,要紧密结合专业的需要,克服过于偏理论的倾向,以能力培养为导向、以实践为目的的教学思想,调动学生的积极性 例如,在讲授网络技术内容时,可以结合学校校园网或者医院局域网的建设来贯穿整个教学,从物理层直到应用层,同时覆盖网络设备内容。在医院信息系统的讲授过程中,可以以学校校医院的信息系统为例,从整体上了解医院信息系统(HIS)的内容,学生通过在医院本论文由整理提供的实习可以全面了解医院信息的流程和医院管理模式,为学生毕业设计打下坚实的基础。在医院信息系统安装、调试技能实习过程中,以企业研发的主要产品——医院信息系统(HIS)和医学图像存档传输系统(PACS)作为该门课程中的重要内容,突出了课程的实用性和应用性。从专业和非专业的角度来谈教学侧重点,应强调要放在应用上。 因此,在设计教学内容上可以参考西安交通大学的精品课程,强调知识点、技能点,从教学方法上进行改革,比如多种方法的使用、多种手段的使用以及考试评定方法的改革等。虽然在笔者的课堂上也使用过一些教学方法,但还缺少互动讨论,其实对于小班的学生,这种方式更好推广,而且还能很好地调动学生学习的积极性。强调工程应用能力结合理论知识、自上向下地安排教学内容,这和笔者之前的安排完全不同,在教学过程中会出现学生不理解网络有什么用的现象,而采取西安交大的这种方式,可以带着问题进行教学,通过案例,引导学生用理论知识解决实际应用问题,提高学生的学习兴趣。 三、注重课堂气氛的调节对于知识量大的课堂,在安排时不妨在灌输理论知识的同时,合理增加常识性的内容,这样一方面能够重点突出,另一本论文由整理提供方面可以缓解学生的疲惫状态,对一些初学者是一个很好的知识补充 比如在讲传输介质时,前面的大部分时间讲述了关于通信原理的基础知识,有些是非常晦涩难懂的理论,同学们已经显出倦态,因而剩余的小部分时间可以用多媒体的形式播放一段关于双绞线制作的视频。 对于晦涩难懂的教学内容,应该注重学生的反映,通过举手的方式来了解学生理解的程度,比如在讲曼彻斯特编码技术的时候,先让一名同学画出波形图,然后让学生自己判断是否正确,通过了解可以看出学生的掌握情况,然后再进行讲解,反复几次,可以达到良好的教学效果。概念的强调和解释可以用生活中的例子来说明,比如服务和协议,就可以用生活中的例子来解释;而对于有关的、好理解的内容,可以以自学的方法来学习,也可以在课堂教学中省略这方面的内容。 四、注重因材施教应该因材施教,针对理解力强的学生,可以把一些难点让他来讲述,以引发他的兴趣,比如以太网时间槽的概本论文由整理提供念,可以留下疑问到下堂课让他来讲述;针对一般大多数同学,可以在他讲的基础上再讲一遍,用通俗易懂的语言来加深对概念的理解 教学过程应该把重点和难点讲出来,然后由学生组织讨论的方式来理解教学内容,教师不必把所有的点都讲到,知识性的内容不用讲得太详细,因为大学生有这方面的素质,尤其小班上课,可以充分调动学生的积极性来投入到教学中,年轻教师不必拘泥于固有的模式,而应该创造自己的教学方式。尤其讲到分层原理时,可以拿一个例子来讲述整个过程,因为专业的学生有电路的知识和软件的知识,可以理解得比较透彻。 同时配合Flash动画来进行教学,可以取得更好地教学效果。随着卫生信息化的迅速发展,各院校各个层次学生的信息技术教育都要与未来实际应用相结合,从而形成面向应用的专业特色IT课程教学体系。随着网络技术、数字化医疗技术的发展,本论文由整理提供数字化医院、远程医疗等都建立在网络基础之上,熟练掌握网络应用已成为学生将来必备的能力。 生物医学工程论文:生物医学工程医学影像技术教学改革 [摘要]该文重点依据生物医学工程及影像技术学专业的专业特点以及目前国内外医疗行业的用人情况,对目前该院已有的针对以上两学科专业的教学资源和培养方案进行总结和回顾,并对今后的培养模式进行展望。使该院学生能具备扎实的理论基础,良好的实践技能及优秀的社交能力,顺应医学领域不断变化的形势,并且在今后的工作学习中能全面发展,成为对社会、国家和人民作出贡献的杰出人才。 [关键词]生物医学工程;影像技术学;教学体系;实践教学 生物医学工程专业是一门现代医学和医学工程技术相互结合的学科,主要在理工科院校开展,作为一所以医学教育为主的高校,在生物医学工程专业培养中,注意与医学临床实践紧密结合,侧重医疗器械实践培养。该校生物工程专业前身为医学影像学(工程方向),自1999年开办至今,根据实际情况,不断修正培养培养,重视理论与实践相结合,不断提高学生的实践能力,以“工程素质高、实践能力强”的应用型专业人才培养,为培养目标。 1该校发展历程 牡丹江医学院自1958年创立以来,目前已经拥有近60年的教学历史,1997年6月,学院通过了原国家教委本科教学评价,成为全国首批本科教学评价合格院校。从最初的名不见经传到现如今的发展壮大,牡丹江医学院在学科建设、师资力量及科研投入上均下足了功夫。尤其重视实践教学环节,在教学、科研、实习和就业方面均走在了同级别院校的前列。 2生物工程及影像技术的发展背景 生物医学工程(BiomedicalEngineering,BME)是结合物理、化学、数学和计算机与工程学原理,从事生物学、医学、行为学或卫生学的研究;提出基本概念,产生从分子水平到器官水平的知识,开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息学方法,用于疾病预防、诊断和治疗,患者康复,改善卫生状况等目的[1]。近几年来,我国的医疗体制变革正处在快速时期,理工类科学技术在医学领域,尤其是生物医学中的应用范围也越来越广,因此对于具有较高专业素养和应用能力的人才需求就更加急迫。“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重点大力项目[2],同时也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的一项重要措施,该政策旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导。医学影像技术是医学专业其中一门[3]。我国在2006年时出台了改革政策,将医学影像学专业区分为两种学制不同的专业进行教育,此教育模式早在上世纪西方某些发达国家就已经出现,并取得了较好的教育结果。4年制医学影像技术是专门从事影像技术与操作方面的工作的一类高精尖技术人才,在仪器操作及治疗剂量控制方面的能力水平要明显优于五年制的医学影像学专业学生[4]。 3该校学科建设情况 该校拥有较高规格的影像实践基地,该基地初建于2003年,现拥有6个实验区,47间实验室,建筑面积达3000㎡;配备X线机(常规X线机、程控X线机、高频X线机)、CT(螺旋CT、往复式CT)、MRI(超导MRI、小型MRI教学仪)、ECT、DSA、超声(彩超、黑白超、数字超声教学仪)、直线加速器、模拟定位机、麻醉剂、体外碎石机、血液透析机、激光相机、洗片机、高压注射器等50余台设备,总价值达1000余万元。可满足生物医学工程、医学影像技术专业的专业课的实验课、实验室开放等教学活动,可以为学生提供大量的实践动手机会。亦可带领学生参与医院大型设备的拆卸、搬运、安装、维修等工作,让学生得到“实战”的机会。该校于2013年在医学影像学院增设4年制生物医学工程专业、医学影像技术专业,培养方案与原医学影像学专业(工程方向)(5年制)不同,《医学影像设备学》作为重要的专业课之一,教学大纲亦作调整。根据医学生物工程专业、医学影像技术专业的特点,进行教学改革。理论课删减部分陈旧设备相关知识,如压缩常规X射线机结构、功能、工作原理及电路分析的讲解,由学生课余时间自行学习讨论。在实验课改革方面,删减部分陈旧实验项目,让学生多多地参与实验课教学互动中,增加学生实践动手机会,锻炼学生独立分析问题、解决问题的能力。同时针对医学生物工程专业、医学影像技术专业每学期均进行实验室开放,由老师指导学生进行DSA设备的安装,X射线机设备的局部改进设计等。积极组织指导生物医学工程专业、医学影像技术专业学生进行大学生科研立项,近几年该教研室共指导黑龙江省大学生创新创业训练计划项目、牡丹江医学院大学生科研项目共6项,例如:“常规X线机灯丝加热电路改进”。该校积极开展校企合作联合培养学生,2016年1月,医学影像学院经实地考察,与北京威格瑞技术服务有限公司等8家医疗器械公司达成合作。2016年7月,首届2013级医学生物工程专业、医学影像技术专业学生进入公司进行生产实习。2017年7月,经调查反馈,一年来各家医疗器械公司均能按学校要求培养学生,实习效果非常理想,多位学生实习表现优秀,被实习公司正式录用。校企合作模式将继续开展。医学影像学院于2013—2014年编写的高等学校改革创新教材、医学影像专业特色系列教材中,影像设备教研室针对生物医学工程专业、医学影像技术专业编写了《医学影像设备学实验指导》《医用常规检验仪器》《医用传感器》《临床设备学》4本理论及实验教材,并已投入使用。该校现已将生物医学工程专业、医学影像技术专业培养方案的修订已提上日程。 4未来学科发展模式 4.1加强实践教学环节 以教学改革为中心,以培养学生的创新实践能力为只要目的,在不断提升实践教学设施基础的同时,坚持理论教学为基础的主要宗旨[5],让学生在扎实掌握理论基础后,运用先进的实践教学来不断地提升、完善自己的综合技能[6]。使学生在此教学模式下,可以将专业发展为:拥有扎实的理论基础、培养良好的专业素养、形成独特的专业特色的优秀学科[7]。 4.2确立学生在实践教学中的主体地位 无论在学科建设中进行怎样的改革,其宗旨都是培养优秀的毕业生能被社会所用[8]。因此学生在实践教学中的主体地位就显得尤为重要[9]。因此让学生提早进入医院及工厂进行实习,不仅可以开阔学生的视野,而且可以使其在即将进入工作岗位前掌握一定的基本操作技能,在今后的工作中更早上手,从容地应对工作中的一系列问题。在教学中主动聆听学生的意见,根据学生的不同呼声对于教学方案进行及时的调整,尽最大可能地覆盖尽量多学生的特点,提高教学效果[10]。 4.3加强师资队伍建设 学校通过多种途径提高青年教师的学历及教学水平,并在教学实践中不断地提高,逐步培养一支结构合理、理论基础扎实、实践能力过硬、教学效果明显的优秀教师队伍[11]。 4.4建立教学评估及监控体系 完善的一套教学评价及质量监控系统是保证人才培养质量的一项重要措施[12]。建立一套过硬的实践教学基础、完善的实践教学过程、科学的实践教学效果评价、严格的教学质量监控体系,对于加强对整个实践教学工作的宏观调控、保障实践教学体系的落实、高素质应用型创新人才的培养都起到了十分重要的作用[13]。 作者:于广浩 朱险峰 李莲娣 宋华林 徐建忠 董默 李永生 单位:牡丹江医学院医学影像学院 生物医学工程论文:生物医学工程学科发展思路 摘要:生物医学工程,是综合了工程学、物理学、生物学、医学等学科,以预防和治疗疾病、保障人体健康为主要目的的新兴学科。生物医学工程致力于研发新的生物学制品和生物学材料,改进医疗技术,在现代医学领域中占有重要的地位。本文将追溯我国生物医学工程学科的发展历程,提出发展过程中存在的一些问题,为解决这些问题提供一些可行的策略。 关键词:生物医学工程;学科发展;学科建设 电子学、光电子学、计算机技术、物理学、化学、精密仪器制造等科学技术的高速发展,对现代医学产生了极大的促进作用,生物医学工程就是在这些技术背景下产生的新型医学分支学科。生物医学工程利用现代工程技术来对人体进行研究,分析疾病的机理,从而制定有效的治疗措施,极大提高了现代医学的治疗水平。但是,我国在建设和发展生物医学工程学科的过程中,也遇到了一些问题,必须对这些问题加以解决,才能够促进生物医学工程学科的发展。 1生物医学工程的发展历程 生物医学工程的历史可以追溯到20世纪50年代,起源于美国。这一学科一经产生,就迅速受到世界各国的重视。1965年,国际医学和生物工程联合会建立,后来改名为国际生物医学工程协会[1]。生物医学工程之所以受到世界各国的重视,是因为具有广阔的应用前景,能够产生极大的经济效益与社会效益。生物医学工程将现代科学的技术成果与医学联系起来,极大地提高了人体对疾病的预防水平和治疗水平。欧美等地区的先进国家,在20世纪70年代初就已经成立了针对这一学科的研究部门,负责生物医学工程学科的发展与建设。而我国的生物医学工程起步相对较晚,而且应用范围比较窄,仅限于医院设备保管和维修、医疗物资采购等方面,生物医学工程学科的建设还有很大的提升空间。 2我国生物医学工程存在的问题 我国在生物医学工程的学科建设方面起步比较晚,应用也处于初级水平。导致这种局面的原因主要来自于以下2个方面。首先,历史遗留的体制问题。我国的各级医院,负责生物医学工程的科室没有统一的名称,也没有明确的职责范围,各级医院都是根据自己的理解,设定有关部门的名称、职责范围、人员编制、归属单位等情况,具有很大的随意性。有些医院的生物医学工程部门只负责医疗设备和物资的采购,对医疗设备进行维修,而另一些医院的类似部门,不仅要负责医疗设备和物资的采购,还要负责生活用品的采购;有些医院的生物医学工程部门由医务处来管理,而另一些医院却将其列为后勤保障处的管理范围。这种学科建设上的混乱,极大程度地妨碍了生物医学工程的发展,导致人们对其产生了偏见,没有意识到生物医学工程的重要意义。其次,人员编制问题。我国很多医院在设立生物医学工程的相关部门时,为了方便医疗设备的维修,聘用了一些电工、钳工等专业维修人员。然而随着现代医疗技术的发展,医疗设备越来越精密,这些维修人员的水平已经远远不能满足生物医学工程的需要。如果医院不能够加强对员工的培养,建立起一支理论知识扎实、实践能力强、能够规范应用现代医疗技术的人才队伍,就会导致人员冗余,许多专业能力不足的人占据岗位,真正的人才难以被引进,不能对生物医学工程的发展起到促进作用。 3我国生物医学工程的发展策略 3.1明确生物医学工程的职责范围 在一些生物医学工程发达的国家,医疗、护理、医学工程已经成为了医院发展的3个主要方面,这3大部门共同构成了现代医学的技术体系[2]。而在我国,医学工程的地位远远没有达到与医疗和护理平齐的地步,应用范围还比较狭窄,医学工程的作用还没有得到充分发挥。为了改变这种现状,我国的医院必须调整观念,强化对生物医学工程的建设和管理,明确地划分医学工程部门的工作范围,不仅要负责医疗设备的采购、安装、维修保养,还要做好下列工作。首先,医疗设备的安全性能调试。比如,目前我国医院所运用的先进医疗设备大多数依靠国外进口。但是,医院在引进设备的时候,往往只关注设备的技术水平和价格高低,忽视了医疗设备的插头问题。由于国内外医疗设备的插头标准不同,所以忽视插头问题,很容易导致花费大量资金引入的先进医疗设备无法在国内应用。另外,还有医疗设备的安全等级控制、设备之间的相互干扰问题,这些都是医学工程部门的工作内容。其次,医疗设备的保养。医疗设备的保养包括静态保养和东泰保养两个方面。静态保养就是建立医疗设备的维护保养制度,对设备的存放环境进行整顿;而动态保养则是根据设备的使用、消耗、故障情况实时进行的保养,比如检查设备的运行状况,及时进行故障诊断和维修,更换损害严重的部件等等。 3.2完善医疗设备的管理制度 在我国很多大型医院,都具备各种先进医疗设备,其固定资产的总额甚至能达到几百万、几千万。但是,这些医院当中,都存在一个共同的问题:只重视医疗设备的采购,而忽视了医疗设备的管理,医疗设备的管理制度不够完善,难以发挥医疗设备的最大性能,导致医疗设备闲置或者损坏。对此,我国的医院应当积极完善医疗设备的管理制度,以便能够最大程度发挥医疗设备的性能。比如说,将医院所有的医疗设备集中起来进行管理,而不是将医疗设备分属于各个科室,在各个科室需要使用设备的时候进行租赁。通过这种方式,就能够有效避免医疗设备的闲置状况,而且方便了医疗设备的统一维修与保养。 3.3加强专业人才培养力度 生物医学工程具有极高的科技含量,与众多高新科学技术成果都具有密切的联系。所以生物医学工程的从业人员也要具备相当高的科学素质,在具备应有的医学理论知识的同时,也要能够对各种先进医疗设备进行正确、规范地操作,制定针对患者身体健康状况的分析报告[3]。为了满足生物医学工程的发展需求,医院必须加强人才队伍的建设,着力培养生物医学工程的专业人才。医院要与各大高校进行合作,建立人才的引进机制,同时加强对内部员工的培养,制定激励制度来提高员工的学习热情。 4结论 生物医学工程对现代医学的发展进步具有促进作用,我国各级医院要明确划分医学工程部门的工作范围,提高医学工程部门的地位,完善医疗设备的管理制度,加强专业人才的培养,促进生物医学工程的建设与发展。 作者:罗晓晗 单位:雅礼中学SKY戏剧社 生物医学工程论文:联合办学生物医学工程人才培养研究 [摘要]介绍了第三军医大学与重庆大学在大学联盟的名义下通过组建生物医学工程联合学院,实现整合理工科大学和医科大学2种院校各自优势,共同培养两校生物医学工程专业学员的目的。两校在共同制订人才培养方案的基础上,又针对各自不同的要求,拟定了个性化的课程设置,实现了优势互补、各取所长的联合办学模式。指出了联合办学在具体操作中暴露出的一些问题,并提出了一些建议,以期不断改进和完善联合办学的模式。 [关键词]生物医学工程;联合办学;人才培养 0引言 当今世界正处于大发展、大变革、大调整时期,世界多极化和经济全球化深入发展,各国之间综合实力竞争更趋激烈,创新依然是经济社会发展的主要驱动力,知识创新也已经成为国家竞争力的优秀要素。中央领导特别指出:高等院校特别是研究型大学,既是高层次创新人才培养的重要基地,又是基础研究和高技术领域创新成果的重要源泉,要提升原始创新、集成创新、引进消化再创新的能力,积极推动协同创新,通过体制机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟,促进资源共享,联合开展重大科研项目攻关,在关键领域取得实质性成果,努力为建设创新型国家作出积极贡献。近2a来,围绕国家科技发展战略需求和创新型人才培养需求,许多高校逐步展开了很多协同创新的探索和尝试,如在高校内部设立学科交叉研究中心、培育新兴的学科和研究领域、组建跨学科的研究团队、建立共享研究平台;高校与高校之间根据地域等相关因素成立了许多大学联盟,如北京高科大学联盟、C9联盟、卓越联盟、重庆高校联盟等;高校与企业之间也成立了联盟合作组织,如北京协同创新服务联盟等。这些举措以国家重大战略需求为牵引,以开放、需求、融合、引领为原则,有效地推动了合作研究以及应用,取得了显著成效。由此可以看出,协同创新已经成为当今科技、教育发展的主题[1-6]。 1第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院的工作思路 重庆大学生物医学工程学科专业优势明显,工程技术实力雄厚,科研技术成果丰硕;第三军医大学生物医学工程学科临床教学条件优越,医学教育背景深厚。二者在推动人才教育培养、科研成果产出、学科专业提升等工作中各具独特的优势。2011年以来,为推进重庆市大学联盟合作进程,有效加强理工医学科交叉融合,实现资源共享、优势互补,联合育人、协同创新,建设世界一流的生物医学工程学科和国际知名的生物医学工程学院,第三军医大学和重庆大学以建立生物医学工程联合学院为切入点,以协同创新、提升学科水平为目的,开展了多次战略研讨会。两校就战略合作、协同创新的运行机制和构架进行了多次的协商沟通和讨论,深入分析2个学校的学科分布特点和资源优势,并就联合学院筹建工作领导小组、协调小组的成员组成与职能作用等进行了充分酝酿和友好协商,形成了初步意见,达成了基本共识,明确了联合学院建设发展起步阶段的主要方向。第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院,按照“优势互补、资源共享、互利共赢、共同发展”的原则,通过深入实地调查和理论研究,分析影响高等院校协同创新的主要困难问题,探索高校与高校之间、高校与企业单位之间开展战略联盟协同创新的运行模式与机制,为我国高校实施战略联盟、开展深入合作、建设联合学院、开展协同创新提供了新探索。 1.1联合办学面临的主要教学问题和目前采取的措施 生物医学工程学科“覆盖广、交叉深、发展快、变化多”的特点,使开设生物医学工程专业的综合型大学和医学院校都面临着以下问题:(1)学科资源不均衡。高等医科院校医学大背景深厚,拥有丰富的医学类学科教学资源和优越的临床设备实践条件,但缺乏材料、自动化、通信、机械等重要工程学科的有力支撑;理工类综合性大学工程学科体系完善,师资力量比较强,但是缺乏医学教育资源和学科体系支撑。(2)复合型师资比较缺乏。师资队伍中具有理工科教育背景和医学教育背景的教师比较多,而既懂医学又懂工程技术,能将工程技术与医学需求紧密结合起来的复合型、交叉型、融合型师资比较缺乏。教师队伍知识结构普遍不够合理,与各相关学科交叉融合能力弱。(3)课程体系不够完善,由于生物医学工程学科面广,各高校自主设立的培养方向多,没有相对科学完善的课程体系。(4)学生专业思想不牢固。生物医学工程专业的课程内容在各学科之间交叉频繁,相对材料、自动化、机械、通信等工科专业,生物医学工程专业学员所学知识存在“宽而不精”“广而不细”等问题,就业时处于劣势;部分学员由于学习任务重、压力大,导致学习积极性、主动性不高,专业思想不够牢固,甚至影响到专业整体的学习风气。针对以上问题,通过筹建生物医学工程联合学院,充分发挥重庆大学和第三军医大学各自的学科优势,解决以下教学问题:(1)联合制订人才培养方案和课程体系;(2)共享课程实验教学平台;(3)加强师资的交互培养,切实改善师资队伍的知识结构,提升师资队伍多学科的交叉融合能力、意识和素质,培养一大批复合型教师;(4)建立师资共享共用机制,根据课程特点,统一调配师资力量,提高教学质量;(5)加强实习基地建设,拓展实习教学平台。 1.2人才培养方案与课程体系设置 联合办学实施的总方针是充分发挥重庆大学理工学科资源和第三军医大学医学学科资源优势,实现资源共享、平台共用、优势互补,围绕培养复合型工程技术人才确定人才培养目标,构建发挥各自所长的课程体系。广泛开展创新教育,遵循学科特点,突出学员工程技术技能、交叉融合意识和自主学习能力,提升学员创新素质,深入推进教学改革,提高综合实践课程教学比重,加强学员学习能力、创新能力和批判性思维能力培养,实现传授知识、启迪智慧和培养能力的有机结合。开展形式多样、内容丰富的科研创新类第二课堂活动;设立本科生科研创新基金,结合国家大学生创新创业训练计划,引导部分学有余力的学员参与教员的科研工作,早进课题、早进实验室、早进团队;选拔个别拔尖学员,开展全程系统科研训练,打牢理论基础、掌握科研方法、产出科研成果。联合办学拟订的课程体系主要分成必修课程和专业选修课程2个模块,分别完成生物医学工程专业的通识教育,以及结合学科方向和个人兴趣的专业化教育。其中,政治理论课310学时,军事基础课170学时,公共基础课988学时,专业基础课1080学时,专业课668学时,军事医学课38学时;集中实践环节10周,专业实习(毕业设计)20周。在两校的公共基础课中增设了医学化学、医学文献检索等课程;在专业基础课中强化了人体解剖学、组织学与胚胎学、生物化学、生理学、病理学、临床医学概论、现代生物医学工程概论及前沿技术讲座等医学课程。上述课程以两校学员合班的形式由第三军医大学负责授课,以保证课程教学的质量和医学教学资源的充分利用。在专业课程中,例如《生物医学电子学》《医学仪器原理与设计》《医疗器械的质量控制与检测》《医疗电子仪器的电磁兼容性设计》《医疗电子仪器测试与测量技术》《嵌入式系统及其在医学仪器中的应用》《医学信号处理》《医学影像设备学》《医学装备管理与维护》《医学图像处理》等课程,则构建两校的联合教学组,通过取长补短的方式开展教学。在集中实践环节中,分别安排了《电子设计自动化技术基础》《模拟电子技术课程设计(线性部分)》《数字电子技术课程设计》《可编程的逻辑设计》《生物医学电子综合设计》《医学仪器原理及设计课程设计》。上述课程则充分利用重庆大学完备的工程教学资源和实验室条件,以两校学员合班的形式由重庆大学负责授课。选修课程包括医学人文、通识教育、军事体育和专业拓展4个模块,学员毕业前必须修满相应学分,同时要完成5门自修课程学习。与此同时,还应该注重以下几个方面:(1)注重医学人文教育。组织开展人文教育活动,在专业课程教学中渗透医学人文教育,在人才培养全程中引导学员坚守职业道德、体现人文关怀。(2)注重思辨能力培养。开设《现代汉语》《形式逻辑》等课程,组织演讲比赛、辩论赛等各类活动,使学员具备较强的语言表达能力,掌握思维的一般规律和思考问题的基本方法。(3)注重国际化视野的拓展。加强公共英语和专业英语教学,开设《世界文明史》《中西方文化比较》《世界医疗卫生状况》等课程,开拓学员视野,让学员认识世界、关注世界,具有全球眼光,适应未来在全球范围履行使命任务的需要。 2问题与建议 事实上,在推进协同创新、联合办学的过程中,不同院校仍然面临着利益失调、需求各异、难以协同等困难问题,严重地制约着协同创新的深入化、密切化、广泛化、实质化、高效化[7-10]。在拟订人才培养方案的过程中,为了协调各部门的意见建议,两校的专家组和国际顾问开展了大量细致、艰苦的工作,对某些具体的操作方案进行了反反复复的沟通,目前提出的联合办学方案虽然不是最理想的方案,但却是在当前条件下能够实现的适合方案。由此可见,深入分析影响和制约协同创新密切化、实质化、高效化的困难问题,探索高等院校协同创新的规律和运行机制,是摆在联合办学能否长期进展和持续深入面前的现实问题。建议采取的对策:(1)组织开展学科建设和联合办学的高层论坛,从思想上统一认识,从组织上采取有力的保障,从实际行动中研究探索高校协同创新的新思路、新方法、新举措;(2)成立相应的专家组,定期就联合办学的组织构架、运行机制、平台建设、人员配备等方面问题实施沟通,探索运行机制;(3)通过学术交流和实地调研,全面了解国内一些高校协同创新的组织经验;(4)尤其是美国佐治亚大学和艾莫瑞大学建立生物医学工程联合学院的成功经验。及时总结第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院组建过程中的经验和心得体会,加以研究,同时将研究成果及时应用到联合学院的组建推进进程中。 3结语 重庆大学和第三军医大学的联合办学对生物医学工程专业建设和人才培养是一项有益的尝试,双方围绕国家重大科技战略需求和一流创新性人才培养为目标,体现出了“优势互补、资源共享、互利共赢、共同发展”的原则,有力地促进了第三军医大学—重庆大学生物医学工程联合学院的建设,同时也为其他高校的联盟创新提供了经验和参考。与此同时,研究、创新具体的工作方法,科学、合理地构建联合办学的最佳模式,必须要走理论与实践相结合的道路,在实践的基础上不断总结、完善、应用,确保联合办学效益的最大化。 作者:宁旭 秦明新 李晓寒 李懿 单位:第三军医大学生物医学工程系 生物医学工程论文:生物医学工程专业实验课教学方法 【文章摘要】 本文结合生物医学工程专业的特点和理论课的教学情况,针对目前实验课教学过程中所存在的问题,通过从课程设置、教材建设、教学方法、教学内容等几个方面对生物医学工程的实验课进行了探讨,目的是改进实验课教学质量、培养学生创新能力和实践能力,为学生日后的专业发展打下坚实的基础。 【关键词】生物医学工程,实验课教学,教学方法 0引言 生物医学工程专业是一门多学科相互融合,实践性很强的学科,因此实验课就显得尤为重要,通过设置实验课程可以帮助学生更好地理解和掌握本专业的理论知识,同时也是对学生的逻辑思维能力、实践能力和创新能力的一种培养。我们针对在生物医学工程实验课教学过程中存在的问题,对本专业的实验教学模式进行了改革与实践,以满足市场对高素质人才的需求。 1目前实验课教学中的问题 首先,目前我校的生物医学工程专业的大部分实验课程的教学处于辅助理论教学的地位,实验课程成绩仅占课程总成绩的20%左右,因此很多学生存在着较为重视理论课程,而对实验课程较轻视的现象。长此以往的结果就会使得学生缺乏动手能力和分析解决问题的能力。其次,目前的实验课教学不能够发挥学生的主观能动性,不能够培养学生实际动手操作的能力及创新意识。很多数学生在实验课上只是被动地按照实验指导书的实验步骤机械地操作,对实验的原理不能够充分理解。再次,目前实验课的教学不能够根据学生的特点进行因材施教。由于每个学生的动手能力不尽相同,在规定的实验课的时间内,有些动手能力强的学生会较好的完成实验内容,而基础较差,动手能力较差的额学生到了下课时间并不能顺利的完成实验任务。目前的实验教学模式使得不管本次实验完成与否,学生都要离开实验室,而下次实验课又会开始新的实验内生物医学工程专业实验课教学方法探讨赵晓磊齐秋菊霍旭阳*吉林医药学院吉林132013郭春超吉林医药学院附属医院吉林132013容,从而导致动手能力差的同学对实验课逐渐失去了兴趣,不利于培养学生的创新意识和实际解决问题的能力,使得我们并没有达到开设实验课的目的。 2实验课教学的改革措施 针对目前生物医学工程专业实验课存在的问题,结合我校生物医学专业实验课设置的实际情况,按照实验教学的目的的要求,对本专业的实验课教学考核方法,教学内容以及实验室的建设等几个方面进行了一系列的探索。 2.1实验教学内容的改革 在实验内容的设置上需根据教学大纲要求,以学生为主体,旨在实验教学的过程中重点培养学生实际动手操作的能力及提高学生的综合素质。要不断的对实验内容进行优化,强调实验内容的综合性,注重各学科之间交叉的特点,从而将实验内容分为础实验训练阶段、综合应用实验阶段和创新设计型实验阶段。减少以验证理论知识为主的基础性实验的比例,在基础试验阶段主要以培养学生掌握基本的实验技能为主要目的并进一步巩固理论课上的知识点;相应的增设综合应用性实验和创新设计性的实验。在这类实验的过程中,要以学生为主体,指导教师提供给学生实验的任务和要求,并给出一些相关的电路和参考资料,学生进行自主设计实验方案并完成实验,指导教师在实验教学过程中起到辅助作用。目前我校生物医学专业的实验课都开设了综合性、设计性实验。使综合应用性实验与实际生活相联系,以此提高学生的学习兴趣,充分调动了学生的主观能动性。使学生具有初步的科研意识和创新能力。 2.2改进实验教学方法 实验课一直以来都是培养学生实践创新能力的一个至关重要的环节,在整个教学体系中的作用是不可替代的。为了使学生在实验课上更好地发挥主观能动性和调动学生的积极性,改变学生轻视实验课的现状,因此就要求指导老师要根据专业课程的教学规律和特点,,在实验课教学的过程中不断改进教学形式,应在一部分的专业课程中将实验课独立出来,改变实验教学通常依附于理论教学的传统教学理念给学生创造更多发挥主动性的条件,引导学生关注自身的实践创新能力的培养和综合素质提高。另一方面任课教师要在总结以往教学经验的基础上,采取多元化的,,适合各门实验课的考核方式,从多个角度考察学生的实验能力。可以适当提高实验课成绩在总成绩所占的比重,并结合学生在整个实验的过程的表现,包括对实验的预习,实验的操作,实验的结果及实验报告的完成情况都记入学生的实验成绩当中,从而以充分调动学生对实验课的积极性和主动性,有利于提高实验课的教学质量。 2.3实验室的建设和管理 实验室作为教学和科研的重要场所,要充分利用我校的教学资源,设立各门课程的固定实验室,如电子实验室、医学仪器实验室、微机原理与接口技术实验室等。在实验课的教学过程中要有固定的实验小组和实验台。将各班学生进行,每组都有固定的实验,这样有利于实验教师对每组学生进行有针对性的辅导和管理,同时也有利于实验室的器材与设备的管理。同时建立开放式的实验教学模式,学生可以在课外时间通过预约的方式使用实验室,实验教师为学生提供欲做的实验所需要的设备和资料并配备专门的实验教师解决学生实验过程中所遇到的问题,给以相应的指导,这样可以有效的提高实验室的利用率并进一步减少传统实验课所带来的缺陷。 3小结 生物医学工程专业实验课教学是一项长期的任务,应以培养本专业学生的实践动手能力和创新思维能力为主要目标。通过不断的对实验课教学模式进行改革和时间才能够,提高实验课教学的效果和质量。为培养具备医工结合的实用型、创新型人才打下基础。 作者:赵晓磊 齐秋菊 霍旭阳 郭春超 单位:吉林医药学院 吉林医药学院附属医院 生物医学工程论文:生物医学工程专业生物材料课程教学改革 作为生物医学工程(BiomedicalEngineering,简称BME)专业的主要方向之一,生物材料学在生命科学前沿研究中占据着极其重要的地位。生物材料学是目前涉及学科领域多且广泛(如医学、生物学、材料学、物理、化学、机电、信息等)的典型交叉学科代表,其研究与产业化在欧美日等发达国家已被视为战略性地位。我国“十二五”科学和技术发展规划中已明确指出生物材料是重要的技术领域。据统计,我国生物材料及其应用产品(医疗器械)产值约占GDP的0.4%,而生物材料学在读本科生及研究生约仅占在读大学生总数的0.016%,显著低于该产业对GDP的贡献率,由此可见我国生物材料学专业人才非常匮乏。因此,开设好生物材料这门课程不仅能为学生们打下良好基础以适应社会需求,还能拓宽BME专业学生的知识面,增加就业机会。然而,国内自上世纪60年代出现BME专业以来,大部分高校开设的BME专业课程仍主要集中在仪器电子学等方面,对生物材料学相关专业课程涉及较少。鉴于此,积极推动BME专业的生物材料课程教学改革以培养高素质复合型人才,具有重要的现实意义与潜在战略意义。以下是从教学实践中汲取的一些经验,供同行参考与探讨。 1设计较为完整的生物材料课程知识体系 生物材料是一门分量较重的专业课程,主要通过学习生物医用金属材料、陶瓷材料与高分子材料的组成结构、物理化学性能以及生物相容性评价等,使学生对现代生物材料的基本原理、应用与发展趋势形成较为全面的认识。通过借鉴国内外相关教材可以发现,较为完整的生物材料课程知识体系一般包括材料学与生物学层面的内容[3]。其中从材料学角度出发,生物材料课程需要讲授的内容有生物材料的类型、性质、化学结构、物理性能、力学性能、降解、加工工艺、表面特性等。这些将为学生们打造良好的材料学基础。从生物学层面来看,生物材料课程需要讲授的内容有蛋白质、细胞与生物材料的相互作用、生物材料植入体引起的人体急性炎症、血栓、免疫反应、感染、肿瘤和钙化反应等。特别对于传统的以仪器电子学为主要专业课的BME学生,由于较少接触化学、医学等基础课程,可在生物材料课程里增授一些大学化学、生物化学、医学免疫学等有关的基础知识,以帮助学生更好的学习生物材料的基本知识。构建完整的生物材料课程知识体系具有重要意义,能让BME专业学生报考国内外生物材料学方向的研究生时拥有更多的选择空间。 2适当引入双语教学环节 目前教育部鼓励在大学课堂积极开展双语教学活动,培养学生能够熟练运用外语从事专业工作、学术交流的能力。适当引入双语教学环节对于正处生命科学前沿领域研究热点中的生物材料学意义更为重大。这不仅能及时向学生们介绍最新的研究进展,还能帮助学生们掌握生物材料的专业词汇。这有利于学生们独立阅读外文资料或文献,从而在潜移默化中锻炼出独立思考、探究的能力。这些是未来高素质复合型人才区别于普通人才的基本标志。当然,适当引入双语教学环节也对授课教师也提出了更高的要求。笔者认为高水平的课堂不仅能熏陶出高素质的人才,还能更快地提升教师自身的授课、科研水平。 3增加实践学习环节 生物材料学是一门实用性强的课程,在这几年的授课经验中发现如果将学生们带到研究实验室、医院、企业观摩学习将极大激发学生对生物材料的关注与深入学习的愿望。具体来说,在这些精心设计的实践环节中学生们可以接触到许多高尖新设备,如X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等,通过观摩学习能提高学生们对生物材料表征分析技术的理解,从而加深其理论知识。在临床医院或企业调研学习各类医疗材料(器械)的具体应用、生产加工,能让学生了解不同生物材料在应用或生产中的优缺点、以及医院、企业及对人才的需求。这些都将驱使学生更为积极主动的回到课堂学习生物材料基础知识,为自己今后的择业及人生规划打下良好基础。总之,生物材料是保障人类健康的重要必须品,现已成为各国政府优先支持研究开发的热点。特别对于我国,生物材料不仅是解决看病难、看病贵以及建设小康社会的重要物质基础,还将作为典型的低能耗、低环境污染、高技术附加值的新兴产业,成为未来国民经济中新的增长点。在生物材料课程的教学改革中施行上述办法,将有效培养和锻炼学生们的创新思维与综合能力,能为培养更多优秀人才建设国家做出贡献。致谢感谢河南科技大学青年科学基金(2015QN045)与博士科研启动经费的资助。本文通讯作者为郑军博士。 作者:周为 郑军 单位:河南科技大学医学技术与工程学院 生物医学工程论文:生物医学工程专业中生物化学教学探究 一、鼓励学生自主学习 自主学习是学生在大学阶段需要掌握的一个重要学习能力,对他们在将来的学习和工作都具有重要意义。这也是大学教师教育的真正意义所在,即“授予鱼不如授予渔”。而我们学校设立的生物医学工程专业是以生物医学电子为主要方向,强化学生的动手能力、设计能力和创新意识,培养具备生命科学、电子、信息、计算机技术的基础知识,能在生物工程、生物医学工程、医学仪器、医用电子设备、医疗信息技术及电子、仪器、信息领域等从事研究、设计、制造、应用和管理的复合型高级工程技术人才。因此,本专业所设立的专业课具有知识面广、交叉性强的特点,尤其需要学生能够具有很强的自主学习能力,将老师在课堂上传授的各种知识相互贯通,并理解。在生物化学课程讲授中,根据专业的特点,我们制定了如下方法来指导学生学会自主学习。首先,帮助学生制定学习计划。要求学生自己制定或在老师的帮助下制定一份合理的学习计划,需要详细列出学习内容和时间安排,该安排应该与教师上课内容一致,且学习计划应具有针对性。在给生物医学工程专业学生授课时,有一部分学生对生物化学非常感兴趣,也表示出希望在研究阶段从事生物专业的学习。而生物化学作为生物专业的必修课,也是生物方向考研的必考专业课之一。这样,我们专业所教授的生物化学知识是无法满足学生学习需要的。这就要求这部分学生需要制定更为全面的学习计划,除涵盖本专业的学习要求外,还应将生物专业的知识要求加入。而对于希望从事医学电子方向的学生来说,只需完成本专业学习计划即可。其次,将授课教师的联系方式和办公室地址公布,方便学生随时联系老师。最后,给出精品课程及网络课程的网上资源地址、主要参考书目及主要文献资料和主要实践资料,使学生能够更好地自主学习。在完成这些工作后,也要定时联系学生,对学生自主学习情况进行评价,让学生写自主学习自我总结评价,来评价他们的学习结果,使学生的学习能力得到提升。 二、在生物化学教学中引入创新实践型教学 生物医学工程专业是由其复杂的、庞大的知识体系交叉形成的学科,在教学中如何将各个课程融会贯通也是其教学的一个难点。而生物化学作为生物和医学共同的基础课,其授课的效果对后续课程的教授具有重要的意义。而创新实践型教学对该门学科的授课质量具有重要作用。这是因为生物化学就是建立在前人不断实验,并将实验结果分析总结形成理论的学科。所以,实验教学对教好、学好这门课具有至关重要的作用。同时,想要提高学生的综合素质和创新能力,就需要在基础教学的基础上进行实践的锻炼和积累。我们针对实践型教学做了如下的工作。首先,设置了课内实验和专题实验。课内实验是在授课同时进行开设的,可对课堂学习的知识进行巩固和加深了解。而专题实验,我们一般开设在高年级,此时学生已经学习了大多的专业课程,而专题实验可将生物化学和这些专业知识融会贯通,进而增加对生化进一步认识,也锻炼学生动手能力和独立思考能力。其次,让学生加入到课题研究中。如大学生创新项目,鼓励学生积极申报,并锻炼学生通过查找资料提出与生物化学有关的题目,并在老师的指导下写项目书、项目计划、实验方案,进行实验,最终写结题报告,发表文章。在这过程中,提高学生能力,对学生的综合素质和创新能力进行了培养。将创新实践型教学与生物化学传统教学相结合,通过实践教学将学生从传统的课堂教学中拉了出来,走入实验室,运用所学知识来解决问题,让学生对学习的理论知识有了进一步认识,提高学习积极性。 三、结论 生物医学工程专业涵盖了工程技术、图像处理、医学仪器等研究方向,具有复杂性和高度的交叉型。在进行生物化学授课时,应考虑该专业特点。我们在授课中探索出将PBL教学、自主学习和实践型教学引入生物化学传统教学中,提高了授课质量,并摸索出一套适合本专业的授课方式。 作者:赵晨 倪原 陆文总 贾光锋 单位:西安工业大学 生物医学工程论文:生物医学工程专业实验教学研究 1实验内容改革 在实验教学内容上,从专业培养目标出发,全面修订了实验教学大纲,优化实验知识结构,形成梯次的教学内容体系,即基础性实验、综合性实验和创新设计性实验。在实验总学时保持不变的前提下,减少验证性实验项目,增加了综合性、设计性实验项目,并且注重实验项目课程内综合更新、课程间重组以及跨学科交叉融合,尤其重视医学和生物医学工程专业知识综合运用能力和研究创新能力的培养。近两年,面向本院生物医学工程专业本科生所开设的数字电子技术实验项目及学时分配如表1所示。从表1可知:实验项目从12个减少到9个,但是总学时保持未变;从实验内容设置来看,实验难度成梯度;实验类型分为基础验证性、设计性和综合创新设计性三种。纯粹的验证性实验只有2个,分别为实验一逻辑门测试和实验四触发器功能测试。实验一为第一次实验课,先要教会学生使用实验箱和认识芯片实物,向学生传授实验技巧,所需时间较多,因此设置的内容稍简单,让学生的实验过程既顺利又充实而有成就感,从而激起学生的实验兴趣。实验五分为两个部分:先验证计数器及寄存器逻辑功能,随后重点完成常用计数器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的扩展应用设计,如果只是单纯的芯片功能测试,就缺乏应用训练,不利于后面相关设计性实验的开展。实验二和实验三为组合逻辑电路设计,分为小规模和中规模,内容上不重复,电路的实现从采用逻辑门升级到采用中规模集成芯片。实验六为经典的时序逻辑电路设计,考虑到难度稍难及根据往届实验情况,将其学时调为3学时,通过该实验项目,学生对时序逻辑电路的设计流程、动作特点及测试方式有了更深刻的理解。实验七为综合性实验,主要进行综合实践训练,培养学生综合运用知识的能力。时钟脉冲信号在数字电路的工作中起控制作用,因此,特设置了一个采用经典的模数综合器件555定时器来构建简易时钟脉冲信号源的实验项目。前八个实验基本涵盖了数字电路理论内容,且按照理论课章节顺序来设置。在实验课程的最后,为了综合考查学生知识运用、创新、动手操作及团队合作能力,特设置了一个系统设计性实验项目,如《交通灯控制电路设计》。该设计任务涉及到多个功能模块,由于电路较复杂,设定学时为6学时,需要学生综合运用所学知识来实现,作为实验课程考核部分之一。综上,整个实验教学分为四个阶段:基础训练实验阶段、基础设计实验阶段、综合应用训练阶段和系统设计实验阶段。使学生从基本的实验设备和器件的使用、实验数据的处理、知识的综合运用、电路设计调试到实践创新能力都得到了训练。 2实验方式方法改革 在学生掌握了常用的实验仪器如数字电路实验箱、万用表、信号发生器等的使用方法,熟识了常用的集成电路芯片的基础上,结合各实验项目的要求及特点,采用多种实验方式来完成实验。验证性实验可只用数字电路实验箱来实现,多个芯片同时在实验箱上连接,连线方便,费时较短,一次实验课中可以完成多个任务。较简单设计性实验采用分立元件连接来构建电路,既可以锻炼学生动手能力,又可以在规定时间内完成实验。综合设计性实验由于难度最高,可让学生用软件仿真出电路原理图,然后制作PCB板,实现电路实物。课程开始时教师讲授的时间不易超过15min,主要帮助学生完成对实验的理解,思路的建立。实验方案的设计、实验电路的搭建及问题的排解,要有学生自主完成。在实验进行中,教师和学生各自的定位要准确,教师主指导,注重培养学生的实验兴趣。在整堂实验课中,要让学生体现主动性,感受到“做中学”的乐趣。由于实验内容大部分为设计性实验,如果纯粹依赖实验指导书进行教学,较难达到培养学生电路设计能力的目的。因此在现阶段,采用项目驱动法来开展实验教学,具体做法为:开学初把数字电子技术实验的所有实验项目以电子文档的形式发送给学生,每个设计性实验只提供设计任务、设计要求和可供参考使用的芯片种类,设计方案和电路原理图由学生自主完成。这样既可以改善学生的懒惰思想,又可以实现课前预习、培养学生查阅参考文献的和初步设计的能力。对于学时较长和难度较大的实验项目,2~3名学生可组成小团队,团队成员在参阅大量参考文献后进行小组讨论,多次讨论后确定设计方案。在电路构建及测试过程中,每个成员都必须积极参与,教师也给予一些必要性的指导。经过两年的实践发现,该实验教学方法有效增强了学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力、自我管理能力、团队合作能力和创新实践能力。每次实验完成之后,学生不仅对相关知识有了更深刻的理解,也获得了满足感,极大提高了学生参与实验的兴趣。 3实验室教学管理改革 对于任何一个实验项目,都允许并鼓励学生之间相互交流,教师作为引导者虽不过多干预学生的实验过程,但是也积极关注他们的实验进度,认真聆听他们的实验想法,适时给出建议,甚至和学生进行热烈讨论,帮助他们构建更正确的实验方案。当学生搭建的电路不能正常工作时,不过多责备,反而是启发他们自己寻找问题的所在,鼓励学生多思路分析问题。因此,实验室的氛围既严谨又活跃,绝大部分学生都非常专注的投入到实验中,实验效果理想率可达到95%以上,实验数据抄袭的现象非常少。 4实验考核方式改革 很多学生不重视数字电子技术实验教学的原因之一就是其考核方式不太合理,实验成绩要么只占数字电路课程成绩的百分之二十,要么只由实验报告的成绩和平时考勤成绩组成,导致有些学生认为只要期末考试卷面成绩高就行,实验做不做问题不大,有些学生虽然每次实验都出勤,但是在实验室并不认真做实验,实验报告抄袭他人。基于这些现象,近两年本院生物医学工程专业开展的数字电子技术实验考核方式做了如下改革。 (1)电子技术实验单独为一门课程。该课程成绩中模拟电子技术实验成绩占50%,数字电子技术实验成绩占50%。就数字电子技术实验成绩而言,平时出勤率仅占10%,实验过程中的表现占40%,系统设计实验考核成绩占30%,实验报告成绩占20%。因此,学生的实验态度与实验能力最大程度上决定了其课程成绩。这就使得绝大部分学生能以正确、积极的态度来对待实验课程,并尽量通过自主努力完成实验。 (2)系统设计实验项目考核时,分模块考核。比如在《交通灯控制电路设计》实验项目中,总分100分,完成时钟信号源电路模块,得10分;完成定时器模块,得25分;完成控制器模块,得40分;完成译码驱动器模块,得15分;设计方案阐述和回答教师提问部分完成,得10分。这样不仅避免由于电路硬件原因导致电路系统最终实验效果不理想而得零分,打击学生信心的情况出现,又可以让学生在实验过程中能逐级测试电路,保证最后的电路系统效果理想,且对学生的团队合作能力和答辩能力进行了培养。 5结语 通过采用设置梯次的实验教学内容、项目式开放式实验教学方法及综合式实验考核方式等手段对生物医学工程专业数字电子技术实验教学模式进行了改革,改变了以往单一性的、被动的、以教师为主体的实验教学方式,真正提高了分析问题和解决问题、综合运用知识、实践动手及创新思维等多方面的实验能力,且取得了较好的实验教学效果。 作者:彭微 单位:湖北科技学院生物医学工程学院 生物医学工程论文:生物医学工程学在医院的应用 1医学工程学发展历史 从17世纪列文虎克(Leewenhock)用自己研制的光学显微镜发现微生物开始,医学的每一次重大进展都留下了工程技术的痕迹。200多年前Galvani和Volta两位科学家在电生理方面的先驱性研究,常为追溯生物医学工程的发展时提起。现代生物医学工程孕育于19世纪,其作为一门独立学科的发展历史还不过数十年时间。1985年X射线发现后,X光机很快进入医学临床,开创了医学图像学。以后航天技术、微电子技术、计算机等高技术的飞速发展,为人类研究和改善生命运动过程开辟了新的前景,工程技术与医学更加广泛深入地渗透结合,于是逐步形成了多学科与生物医学交叉融合的生物医学工程学科。生物医学工程在20世纪50年代形成学科领域,60年代崛起发展。1953年,德国在ILMENAU大学建立了第一个生物医学工程系。1964年,世界性的生物医学工程联合会(theInternationalFederalofMedicalandBiologicalengineering,IFMBE)成立,到1991年已举办九届世界生物医学工程大会。1979年,美国物理学家科马克(A.M.Cormack)和英国的电气工程师亨斯菲尔德(G.N.Hounsfield)发明了用电子计算机将X射线穿透人体形成重叠影像展开技术,无创伤地取得人体横断面图像,创造了X射线CT,因而获得诺贝尔生理学与医学奖,更成为工程技术与医学交叉融合而对医学进步产生巨大推动作用的标志。自20世纪60年代以来,美国许多著名大学都开始了生物医学工程高层次人才的培养,代表了全世界生物医学教学和研究的前沿。美国生物医学工程从基础教育到研究生培养,从理论教学到行业训练乃至职业培训,都有一套较为完善的制度,从而在生物医学工程领域长盛不衰。我国的生物医学工程学科是1978年由国家科委正式确立的,1980年成立了中国生物医学工程学会,1986年正式加入世界生物医学工程联合会IFMBE。截止2003年,我国已有48所综合或理工科大学、18所独立医科大学设立了生物医学工程专业,培养从本科到博士各层次专业人才,另有9所专科院校开设了医疗器械专科教育。 2国外医学工程学科的发展方向 在国外,医学工程专业已经深入到医学的各个领域,发挥着重要的作用。主要体现在医疗设备研发、医疗设备管理、医疗设备维护以及医疗设备的质量控制方面。 2.1医疗设备研发 各种医疗设备的研发均源于医学临床实践,国外的医学生经过4年的理工科大学学习,其医生均为生物医学工程和临床医学的双学士。因此,国外医疗设备的研发速度和思路远大于国内,许多最新的医疗设备发明均源于国外临床实践[2]。 2.2医疗设备管理 医疗设备管理主要是通过科学化管理更大效能地发挥医疗设备的作用,为医疗机构创造更大的效益。其中包括医疗设备的采购、医疗设备的监控及医疗设备的效率评价等。 2.3医疗设备维护 医疗设备使用过程当中维护、保养异常重要,因此医疗设备的维护是医学工程专业在国外医疗机构的主要职能之一。 2.4医疗设备的质量控制 医疗设备若保证其诊断治疗质量则必须进行定期的质量控制,包括计量检测、周期检验、强制检验和维修后计量修正等,确保医疗设备的性能和准确性[3]。 3国内医学工程发展情况 国内医学工程专业起始于20世纪80年代,军队主要有第一军医大学生物医学工程系(现更名为南方医科大学生物工程学院),每年全国招生40人左右,主要方向是:放射医学专业和医学影像专业,突出的成就是研制出了我国第一台X刀放射治疗系统。第四军医大学生物医学工程系每年全国招生20余人,主要方向是:电子工程与计算机智能化,突出成就是全国第一次研制人体阻抗断层成像。地方大学开设生物医学工程专业的主要有浙江大学、清华大学、四川大学、天津大学及成都电子科技大学等[4]。地方大学培养生物医学工程专业与部队有差别,军队主要是以医科大学为基础,毕业生的医学理论基础较好,但是理工科稍微欠缺;地方大学主要是理工科为基础,基础医学有所欠缺。因此,之后北京大学、四川大学开设生物医学工程专业时则结合了双方的优势,取得了很好的效果。医学工程专业的人员不深入临床是无法获得创新灵感的[5]。就生物医学工程专业人才分布流向而言,主要是去往大型国外医疗设备公司做销售、售后服务;去往国内医疗设备公司做研发、销售;去往各类医院的设备科、信息科、网络中心等。 4医学工程专业在医院的发展 医学工程专业是医院发展的主流方向,医学工程在医院虽然属于辅助科室,但对于医院的发展实属不可或缺,其主要工作是设备管理、设备维护、质量保证和设备计量。 4.1医疗设备管理 医院的医疗设备管理工作非常重要,医院的优秀竞争力是医院的先进的医疗设备。如何最大限度地发挥医疗设备的作用和医疗设备的全生命周期管理是医疗设备管理的主要目标[6]。(1)设备的购置论证。以购置何种医疗设备最有利于医院的学科建设和发展为目的,每采购一种医疗设备均需进行严格的购置论证。(2)设备的购置管理。设备的购置需要调研、论证及招标等多个环节,购置管理需要采用科学化的方法优化流程、提高效率及避免商业腐败。(3)设备的档案管理。医疗设备使用和后期的管理必须进行科学化的医疗设备档案管理,目前网络化、电子化档案管理是发展的趋势[7]。(4)设备的发放储存。设备和耗材的发放和储存是物流管理的范畴之一,如何降低库存减少资金积压、提高储存的质量等需要进行科学、精心的研究[8]。(5)设备的使用监督。医疗设备能否有效使用需要监督和管理,提高设备的使用效率,加强设备的使用监督是医疗设备管理中的重要环节。(6)设备的报废回收。设备使用一定的时间需要报废,何种设备符合报废的标准、报废的设备如何处置等是医学工程人员的重要研究范畴。(7)设备的效益评估。何种医疗设备可以继续购置、何种医疗设备购置后会亏损等是对医疗设备的效益评估,同时也是医院领导对医疗设备采购决策的主要依据。(8)设备的租赁管理。有些医疗设备没有必要每个临床科室都去购买,设备租赁是提高设备的利用率的好办法。做好医院内设备的租赁管理,合理高效地调整设备是医学工程科室的重要管理范畴。4.1.1医疗设备管理目标和原则(1)医疗设备管理目标:设备检查收益是医院最大的利润增长点,应围绕新技术、新设备开展医院的新业务,设备管理的目标就是使得设备在医院收益中发挥最大的作用。(2)医疗设备管理原则:科学化管理,科学化决策,以经济效益为中心对设备进行科学化评估和决策,避免设备的闲置、浪费、重复性购置,把设备的效益发挥最大化。4.1.2医疗设备管理中存在的问题及对策(1)现阶段医院在设备管理方面存在以下主要问题:①设备采购盲目,事先的评估不足或者评估误差大;②采购的设备其发挥效能低下,无预先的盈亏控制体系,无法发挥设备的效能;③设备管理混乱,使用率、开机率不足,无法有效调动临床使用科室的积极性;④设备的监控体系缺乏,无法对具体设备的效益做出定量评估,致使再次采购缺乏依据。(2)针对以上存在的问题可以采取以下的一些对策:①医学工程科应该承担起自己的职能,配合院领导做好设备购置的科学决策;②设备管理是科学,决策的原则是效益,围绕效益做好医院的设备统筹;③设备管理包括设备的购置、监督、报废、评估,是医疗设备“全生命周期”的科学管理,是医学工程学科研究的主要方向;④因地制宜发挥医疗设备的最大效能。 4.2医疗设备维护 设备维护是延长设备使用寿命、提高设备使用率和效率的关键[9]。现在的设备维护不同于过去,设备维护主要应做好以下工作:①设备维护从过去的简单修补到设备的效益保证转变,能发挥设备的最大效益是优秀;②设备维护从简单的元件维护,到整机的保障,着重强调时间和经济效益的比例;③设备维护从简单设备的维修到复杂大型设备的工作保障;④设备安全维护的出发点和立足点是医院的经济效益和社会效益;⑤医疗设备维护应该从以往的集中统一维护逐步过渡到专人保养维护,提高设备的使用率,将设备的故障隐患消灭在萌芽状态之中;⑥医疗设备维护应该从以往的等待设备随机故障发生后的紧急随机维修逐步发展到对设备预防性维护保养,充分发挥设备的效能。 4.3医疗设备质量保证 医疗设备的质量保证是发挥医疗设备作用的前提,医疗设备的精度和准确度直接关系到诊断和治疗的结果。因此,对医疗设备的质量控制是医疗设备管理的重中之重。国外的大型医疗设备有严格的治疗控制流程和管理人员。医疗设备的保证已经逐步成为医学工程学科的一个重要分支。医院的大型医疗设备必须进行定期的周期检验和质量监控。为此,医疗设备质量控制工程师应运而生,成为医疗设备发挥作用的“保护神”[10]。 4.4医疗设备计量 医疗设备计量是保证医疗设备诊断治疗准确的前提。设备计量包括:设备使用前的计量检定;设备维修后的计量检定[3]。设备的检定类型:国家强制计量检定(强检);周期性计量检定(周检)。《计量法》是医疗设备计量工作的依据。军队计量体系规定军区总医院建立三级计量站,为医院医疗设备进行计量的强检和周检。医疗设备计量是医学工程科的重要职责。 5结语 每一次的医学进步都与工程学息息相关,因此作为医学工程师应该要深入临床一线,发现问题解决问题,成为真正的临床工程师。只有理解了临床的问题才能有新的思路和新的科研方向。科研创新应该从基础做起,把握科研发展的方向。应用于临床诊断数据的获取、分析的单片机技术以及在医学中应用的计算机技术是医学工程飞速发展的基础;设备管理的自动化和科学化、检测设备的无创化、小型化及家庭化是科研发展的重要方向[11]。 作者:张虎军 张超群 张楠楠 蔡峰 顾建文 工作单位:成都军区总医院医务部 生物医学工程论文:生物医学工程人才能力培养思考 1生物医学工程专业创新型、实践型人才培养模式现状分析 目前,我国开设工科专业的本科高校有1003所,占本科高校总数的90%;高等工程教育的本科在校生达到371万人,研究生47万人[2]。但是,我国工程教育仍存在不少问题,主要体现在:人才培养模式单一,多样性和适用性欠缺;工程性缺失和实践教学薄弱问题长期未得到解决;评价体系导向重论文、轻设计、缺实践;对学生的创新教育和创业训练重视与投入不足;产学研合作不到位,企业不重视人才培养全过程的参与[3]。工科创新人才培养需要产学研合作教育。当前,我国工科大学生创新实践能力从总体上看显得比较低,表现在有些学生缺乏创新实践的理念和愿望,缺少创新实践能力的毅力与意志;有些学生有创新实践意识但不能很好利用,有创新实践热情但创新实践能力不够;有些学生虽有创新实践灵感但缺乏创新实践技能等。每年毕业生招聘会上反馈的信息表明,有些毕业生专业技能、创新能力和实践能力等与用人单位的要求还存在不少差距,企业很难招收到需要的高素质人才来承担企业继续发展的重任,出现了学生“就业难”和企业“人才荒”的两难境地。工科院校应正视现状、分析原因,从教育理念、课程体系、教师素质、实践教育、课外科技实践、社会实践等多方面入手,构建有利于工科大学生创新实践能力的培养模式[4]。生物医学工程是一门实践性很强的学科,动手与创新能力的培养对生物医学工程专业人才培养来说显得尤为重要。而生物医学工程专业虽然已成长和发展了几十年,但是,由于其本身“新兴学科”与“交叉学科”的特点,并随着科学技术的进步与发展,对生物医学工程学科的认识及基本定义都还在不断地创新、调整、补充和完善,特别是社会上对这个专业的认识和接受程度还不高,不大清楚这个学科的性质、作用和地位,相关的产业部门认识也较模糊。高等教育人才的培养,不仅要适应科学的进步,更要满足社会对人才的需求。当前,数字化医疗技术正在蓬勃发展中,相关的医疗器械、医疗技术服务产业也在迅速壮大。珠江三角洲、长江三角洲及京津环渤海湾三大区域已成为本土三大医疗器械产业聚集区。据不完全统计,三大区域医疗器械总产值之和及其销售额之和均占全国总量的80%以上。因此,如何结合学科的创新与发展,充分利用产业成长及壮大的时机,培养满足社会需求的人才,是摆在生物医学工程教育者面前的当务之急[5]。为了提高本科生的实践和创新能力,在生物医学工程专业中,实践教学在培养学生的动手能力和创新能力方面是十分重要的,具有不可替代的作用。工程实践能力与创新能力更是教学改革的优秀目标。工程实践能力和创新能力是知识经济社会对优秀工程技术人员素质的要求,是现代企业应对全球经济一体化、参与国际竞争的需要,也是企业可持续发展的需要,同时也是建设创新型国家与科教兴国发展战略的需要。实践是实现、发展、创新知识的源泉,是检验真知的标准,也是深刻认识、理解、学习知识和技术的最好课堂与老师。人们根据经验总结出一句格言:听到的会忘掉,看到的能记住,只有亲自做过的才会真正明白,并深深地刻在记忆中。只有亲历亲为,才能深刻理解、掌握、运用事物的本质、原理、规律,并有新的发现和发展。过去高等学校培养的毕业生虽然掌握了一定的知识和技术,但与企业工程师相比,他们在综合素质、实践与创新能力方面存在着很大的差距。经验告诉我们:知识≠能力,两者之间有一个传动的链条叫做实践,即应用知识解决工程问题。因此要培养未来的卓越工程师,提高工程师教育质量,充分开发学生的实践与创新能力就必须要按照其成长的特点和规律改革教育体系和教学模式,让工程师教育回归工程。 2引进荷兰特色化教学模式DCL培养生物医学工程专业学生实践与创新能力 东北大学中荷生物医学与信息工程学院在对生物医学工程专业实施国际化教学的过程中,结合教学实践,以培养满足社会需求的、“用得上、留得住、干得好”的实用创新型生物医学工程专业人才为目标,从培养模式、专业课程设置、实践教学、本科生导师制等多个方面,深入开展了教学改革与尝试,并成功探索出“以项目为中心的课程设计”本土化实践教学方法,取得了较好的效果。“以项目为中心的课程设计”是一种开展“学习+研究”的教学模式,引进了合作方荷兰埃因霍温科技大学DesignCenteredLearning(DCL)教学模式,基于问题进行研究、面向实践探索学习,在教学中研究、在研究中教学,把学生的科技能力培训列入教学计划,校企合作,发挥资源优势。它是以学生为主体、教师为主导,以学为中心,采取学生分组合作、查阅资料、调查研究、讨论、交流等方式学习设计方法的课程。以培养能力为宗旨,以项目为载体,基于问题研究,以课题研究和问题解决为优秀,学思结合、知行合一的教学活动,注重方案设计、过程训练,激发学生科学研究兴趣,培养学生自主学习能力、团队协作能力,以及提出问题、分析问题、解决问题的能力,让学生提前了解企业运作机制,为学生就业乃至创业搭建一个良好的平台。 3DCL在研究中教学,在教学中研究——以“老年人摔倒测试”案例教学过程为例 3.1案例的选择和设计——整合各类知识、解决实际问题 “老年人摔倒检测”是本科生第6学期进行的DCL项目。这个案例针对当今老龄化社会的热点问题——独居老人的健康智能监护,在生物医学工程专业领域是非常有实际意义和研究价值的课题。当今独居老人逐年增多,老人的健康问题已经成为一个社会问题。摔倒是威胁老年人健康的一个恶性杀手。如何利用生物医学工程的专业知识,研发可以对老年人行为动作进行实时监控的仪器设备,设计有效的摔倒检测的算法,能够在老人发生摔倒危险的第一时间,通知家属和社区医院,从而最大程度的减轻伤害,正是这个课题需要解决的关键问题。而这个课题也是在学生已经学习了信号与系统和数字信号处理两门前序课程的基础上展开的,让学生们能够直接理论联系实际,学以致用,对知识有更加感性的认识。总之,从案例的选择和设计上,首先变以教为主为以学习研究为主[6]。教师根据教学和科研经验,提炼出能够涵盖本课程主要知识内容的项目或研究设计课题。选择提炼项目的原则是项目知识化、知识问题化、问题层次化。然后成立由中外教师和企业专家组成的教学小组,编写该案例的教案、提炼项目、讲授工程案例,选择可以引导学生对此项目和问题开展自主学习、合作探索研究的问题作为主要教学任务和目标。 3.2案例进行过程中——提高团队协作精神、自主学习能力 教师通过案例描述的形式提供给学生信息,通常是这样的描述:介绍一些简单的关键词、主要目标(可以是简单的建议),并给出案例方面的一些暗示。学生需要在小组里(最多不超过8人)完成这个案例。为此,他们需要在助教的协助下每周进行一次会议,每个案例持续10周。与传统课程不同的是助教的职责是作为一名观察者为学生提供改善方案的建议,而不是传统意义上单纯地传授知识。在每次会议期间,学生需要确认自己欠缺的知识、明确自学作业中自己需要完成的任务。每个学生都需要做这些任务并且需要在下次会议中向整个小组汇报自己做的结果。除了专业知识部分的任务,学生还会讨论到各自的进步,如由于在小组里担任讨论组长、会议记录秘书和板书等角色而学会的相应技巧。总的来说,DCL主要是鼓励学生自主学习,鼓励组员之间进行团队合作,鼓励学生独立思考如何组建实验、如何做报告、如何开展一次有效的会议以及如何成为领导者[7]。 3.3案例完成效果考核方式——颠覆死记硬背的传统方式、改善被动抄袭的学习态度 教学模式、目标改变了,成绩考核方式也改变了——小组、教师评价学习研究成果。因此评价学生的学习研究成果时要用新的方法来评价。要从学习知识转向学习能力转变,从关注结果向过程与结果并重转变。要重点考核自学能力、研究能力、实践能力、创新能力、学习研究的态度和学习研究的成果。小组和教师要结合个人在项目中完成任务的情况、工作量的大小、难易程度、贡献大小、自主学习与研究的态度、创新等情况给出该门课程的成绩。值得注意的是教学观念转变的体现标准是:只要经过学习和研究学会了知识,收获了能力,不看成果和贡献大小,都在合格以上。考核评价方法的改革,就是要解放学生,让其轻松快乐地学习,使学习成为一种有趣的研究活动。就“老年人摔倒检测”这个案例来说,最终的考核结果来源于多个方面,包括指导教师根据平时学生的表现、每周的自学报告、会议记录、会议日程完成的情况给定的分数,小组中期答辩的分数,期末答辩时评委根据小组仪器设备展示以及PPT讲述情况给定的分数,其他小组评价的分数,组员之间互评的分数等多个方面,从不同维度对学生成绩进行评估,使考核方式脱离传统,更加科学合理,更有效地调动学生们的积极性[8]。实践表明,这门课程很受学生喜爱,“老年人摔倒检测”这个案例也取得了比预期更好的成效。学生们普遍反映,对前序的信号与系统和数字信号处理的课程理论知识的理解更加深入,而对怎么分工合作完成项目也有了初步的了解,对未来的工作或者继续深造都有很多益处。 4实践效果 经过多年的中外校企合作、学研产医结合,利用教学资源和优势,实施以项目为载体、基于问题的研究,学研一体,在研究中教学,在教学中研究的DCL教学改革,使教学得到了真正意义上的回归,变以教为中心为以学为中心,学生回归了学习的主体地位,教师变成了主导的角色。把学习和研究集合于项目之中,学习知识与收获能力共生并进,用新的考核评价方式评价学生的学习,减轻了学生的学习负担,使学习变成了一种积极快乐的研究活动。东北大学中荷生物医学与信息工程学院本科生大学4年中除基本实验实践类课程外,主持并实际参与的项目案例达10余项,共计2400余学时,学生的英语能力、动手能力及创新能力得到显著提高。几年来本科生的就业率达到100%。在实习与实训考核中,绝大多数学生被东软集团一类的企业纳入人才储备库。这种研究型的教学模式的优势越来越凸显,正在改变着教学的水平和质量,也在改变着教师的教学观念,同时也改变着学生的学习观。 5结语 东北大学中荷生物医学与信息工程学院的教育教学改革仍在不断深化,新的本科人才培养模式在中外合作、产学研合作办学、集成优势资源、通过教学培养人才、科研创造成果、成果孵化高新技术产业、高新技术产业推动人才培养和成果转化、基础研究与技术研发融合、产品生产、市场营销、人才培养和创业培育有机结合等方面做了一些工作,这些成果有待在实践中进一步完善。 作者:姜永生 王丹丹 鲍楠 王之琼 工作单位:东北大学中荷生物医学与信息工程学院 生物医学工程论文:生物医学工程教学改革思考 1奥尔堡大学PBL教学模式在生物医学工程的实践 奥尔堡大学在1970年开始进行“以项目为指导的基于问题的教学模式(TheProjectOriented-PBL,PO-PBL)”的改革,在实施过程中得到了广泛的好评[6],并且在2008年,联合国教科文组织在丹麦奥尔堡大学召开的PBL研讨会上提出了工程教育的PBL定义[7],该校到现在已经逐步完善形成完整、成熟的PBL教学模式[8]。 1.1PO-PBL实施的时间与项目的准备 丹麦奥尔堡大学采用本硕5年制的学制,PO-PBL贯穿于1~4学年的每一个学期,也就是说在每个学期,学生们都要在PO-PBL的引导下进行学习。在项目的准备方面,根据生物医学工程作为交叉性学科的特点,项目题目不仅仅是针对一门课程而设立的,而是考虑到要综合利用到本学期学生所学习的所有相关课程,同时教师根据该学期所学课程难度进行项目难度的相关调整,最终,将所有教师提供的项目题目综合汇总,在学期初期供学生们自由选择。 1.2PO-PBL的实施过程 ①学生们根据教师提出的项目题目进行自由选择,组成4人左右的项目小组(Group),每小组获得一个小教室作为小组讨论的场所。在该学期内,组内成员要在学习理论课程的同时,完成相应的项目;②在完成项目的过程中,采取以组内讨论为主,教师指导为辅的原则。当学生们最初拿到题目时,组内成员对解决该项目所需基本观点自主分地为若干部分,每一部分由一名组员完成,完成结果以文档的形式体现,并且通过Dropbox等网络共享文档随时更新,使其他组员在第一时间即可了解最新进展。下一次组会时由组员对所负责的问题在组内进行讲解,这样,通过合作的方式,组内所有成员就可以掌握该项目所有方面的知识点;③在解决项目的过程中,组内成员要随时交换任务,以便组内每名成员对项目的所有领域都有所掌握;④在项目实施过程中,如果该小组认为已经完成了阶段任务或者需要教师的指导,小组将联系导师召开一个指导会议,教师通过与每名组员对话了解项目进展情况,并且给予一定的指导意见。 1.3PO-PBL的考核 在奥尔堡大学,PO-PBL作为每学期非常重要的科目,其考核也十分严格。PO-PBL的考核定在每学期期末,所有理论课程考试结束之后进行。考核主要分为4个方面:①对文档资料的考核。教师检查小组上交的文档资料,查看小组是否完成了该项目相关知识点的学习,是否及时准确地记录了实验过程等;②对小组陈述的考核。组内每一名成员都要准备一份幻灯片,展示自己在项目过程中对不同阶段任务的完成情况,教师根据学生的陈述为该组打分;③板报展示。学生以组为单位为所完成项目设计一个简单明了的板报,所有小组的板报一起展示,对全体学生与教师开放参观,同时可以向任何小组提出问题;④个人答辩。这一阶段类似于国内本科学生毕业答辩,教师会根据项目向学生进行提问,根据回答情况为每一名学生打分。 2PBL教学模式在我校生物医学工程的初步实践 2.1PBL实施的时间与项目的准备 我系在专业四年制中的第三年第一学期开展共60学时的项目实践课程,根据教学计划,这个时期学生们已经在本科阶段的第1~2年学习了一定的基础知识,如医学基础课程、高级编程语言、电子技术、计算机原理等课程,同时正在进行医用电子仪器、单片机原理等课程的学习,在解决项目问题上有了一定的理论基础。在项目准备方面,要求教师从科研或者与实际应用中选择难度适中、并且可以与学生已经学习过的、或正在学习的知识有衔接的题目,目的在于使学生通过项目实践,更多地感受如何运用已学知识解决实际项目问题。 2.2PBL的实施过程 PBL在我系的具体实施过程与奥尔堡大学相类似,都是以学生自主讨论完成为主,教师指导为辅助手段。不同的是我系在实施过程中,学生按着课程安排的时间定期与指导教师见面,进行项目进展情况的了解与指导,这样更有助于教师及时了解项目实施进展及动态,对学生起到良好的督促作用。 2.3PBL的考核 PBL的考核时间定在第三学年第一学期期末进行,在综合考虑了中国高等教育的特点后,我系将PBL的考核分为如下4个方面:①开题审查。在该阶段,每一组都随机选出一名学生代表该组进行开题陈述,教师主要针对小组提出的解决方案进行审查,评价方案的合理性,该同学得分代表小组得分;②中期检查。学生将到当日为止的工作成果以幻灯片或者实物形式呈现,教师检查其完成程度;③最终答辩。全组以陈述的方式进行,教师通过检查项目完成程度以及提问进行评价与评分;④综合性评价,即对实验记录、报告、海报情况进行评价。这4方面的平均得分将作为该小组的最终得分,分数最高的小组将获得一定的奖励。另外,对于项目完成创新性较好、结果完整的小组,教师将指导学生进行论文的写作,鼓励学生在方面进行初步尝试。 3生物医学工程PBL教学在我校与奥尔堡大学实施情况的比较 在亲身参与了奥尔堡大学与我系的PBL教学后,将生物医学工程PBL教学在我校和在奥尔堡大学的实施情况在几个方面作了一个简要的比较,综合比较情况。 4总结与讨论 生物医学工程是一门综合性学科,我系PBL教学与丹麦奥尔堡大学PBL教学设置总体思路相似,即PBL不是附属于某一门课程的教学方法,而是作为一门单独的项目实践课而存在,主要目的是培养学生利用所学知识综合解决问题以及团队合作的能力。相比普通医学学科中针对某一门课的PBL方式,我们认为这样的设置更加顺应生物医学工程的专业特点。参与了两所高校的PBL教学,一个最为显著的感受就是通过PBL课程,学生们在解决问题能力方面有很大的进步,尤其是当学生面对一个陌生的问题时,在了解问题、提出方法方面不需要教师进行过多的帮助,都可以自主完成。这一点尤为体现在毕业设计完成方面,相对于之前毕业但是未参与过PBL的学生,有过PBL体验的学生执行能力更强。值得提到的另一点,在奥尔堡大学,研究生一年级的学生在学习专业课程的同时也要参与到PBL中来,实施效果很好。目前为止我系进行项目实践课程的对象仅限为本科学生,在以后的发展过程中,也可以尝试进行研究生一年级的PBL项目实践课程,对研究生未来更好地完成科研项目起到推波助澜的作用。在参与比较PBL的过程中也发现,相对于我系学生,奥尔堡大学的学生对于PBL的适应似乎更迅速,解决问题更加积极主动,这可能与本系实施PBL时间尚短、PBL在学期内所占学时较少、国内学生课业相对更重有关。PBL教学在奥尔堡大学已经有40年的历史,其各个专业的PBL体系更为完整和成熟,在生物医学工程方面的PBL教学也非常具有代表性。我系将会继续每年派出1~2名师生亲身体现其实施情况,将其优秀经验转化为适合我国高等教育体系的有效经验,使两者有效融合,相信随着PBL在我系实施时间的增长、经验的增加,本专业的教学质量一定会有非常好的提升。 作者:苏娟 于璐 尹勇 常世杰 沙宪政 工作单位:中国医科大学生物医学工程教研室 生物医学工程论文:中美生物医学工程人才培养对比 1培养目标之比较 美国生物医学工程本科教育注重学生生物医学以及相关的工程学背景双方向的培养,使学生不仅在生物医学工程、生物医学科学及其相关领域内可以继续深造,同时能为在医学、管理和法律等方面继续谋求发展打下坚实基础[2]。通过分析约翰霍普金斯和凯斯西部保留地2个美国具有代表性的大学的学生毕业情况,发现在过去几年里约有2/3生物医学工程本科毕业生选择继续深造,研究方向涉及医学、生物学和工程学在内的各个领域。美国生物医学工程本科教育的培养目标集中在如何提高学生运用数学、物理学、工程学的原理去解决医学问题的能力,培养学生在相关研究领域的学习兴趣,筑牢学生在职业中的实践基础抑或拓展其未来继续深造的可能性,加强学生对职业操守与伦理责任的认识。我国生物医学工程本科教育的培养目标相比美国较具体,主要是以适应岗位需求导向为教育思路,注重培养学生的专业性,毕业生所从事的研究及工作领域相比之下较为局限,缺乏为毕业生后续发展奠基和能力塑造的前瞻性。中美生物医学工程本科教育培养目标出现如此的差异化,主要因为两国在生物医学工程领域发展的阶段、程度及背景上存在差距,这重点反映在教育理念上的不同:美国更加注重本科通识性教育和职业素质的培养,特别是学生可持续发展能力和产业服务技能的培养;中国仍然是以专业化的教育为主,更加注重培养学生在具体专业领域内从事具体工作的技能。 2师资队伍之比较 在美国高校的生物医学工程专业,不仅有负责课程性教学、专业化指导以及自身科研的本系导师,还拥有大量外系以及与研究所联合的教师。以霍普金斯大学为例,它的生物医学工程专业拥有100多名教师,但其本系的教师只有42名,其他均为外系教师,这些教师主要来自于药学院和工程学院。其学科背景更是丰富,涉及到电子学、材料学、数学及统计学、机械、化工等诸多方面,这种充分利用学科间的优势进行教学的模式,不仅丰富了生物医学工程专业,更为共同促进学科发展发挥了强大的推动作用[3]。随着近些年的发展,我国各高校的生物医学工程专业的师资水平有了显著提升。但与美国相比,在联合培养方面还有一定的欠缺,在与其他专业相关领域专家教授的联系方面做的还不够,各高校间的交流程度有待提升。 3课程设置之比较 美国高校的本科课程突出通识化、职业化,学制采用四年制,课程主要分为5个方面:(1)科学基本知识;(2)工程类优秀课程;(3)生物医学类优秀课程;(4)人文与社会科学;(5)工程类选修课程。其中工程类优秀课程类似于国内的专业基础课,而工程类选修课类似于专业课[4]。在4a本科教育中,第1a主要进行通才教育,学习基础知识;第2a学生可根据个人兴趣及就业取向选择主修专业,学校安排相关专业领域的教师帮助选修工程课程并进行科研实践研究指导;最后2a学生则主要进行某一传统工程领域及其生物应用方面的学习。美国生物医学工程本科教育以能力为导向,特别关注于知识背景领域的宽度以及课程与职业发展的密切性,重视人文、社会科学等方面的教育,为今后学生在职业选择上创造了广泛有利的发展条件。我国生物医学工程本科的课程设置则主要集中于影像设备和医学电子工程学这种更为专业化的课程上,基本上没有高校针对生物医学工程自身产业化的过程及其背景等相关知识进行认知性教育。相对于专业教育,在学生职业素养和人文素质方面的培养稍显不足。学生本人对专业课程的自主选择度不高,能够选择的专业课程有一定的局限性。由此可见,我国的生物医学工程本科教育课程设置更加突出技术性和专业性,学科之间的跨度不够,学科交叉性不足,很难实现学科间的共同促进和发展,导致能够帮助学生在未来的职业选择和发展中跨领域发展的可能性降低。各高校在教学科研方面的特长开展,联系实际不够紧密,过分强调专业型技术人才培养,一定程度上与当前知识快速更新的时代脱节。 4实验实践能力之比较 美国高校非常重视学生实验实践能力的培养。生物医学工程专业最早在美国发展,积累下了丰厚的科研基础力量,并且大多高校具备条件优越的实验室,且实验室资源十分充足,为学生科研实践能力的提升提供了优越的条件。例如,哥伦比亚大学和莱斯大学在生物医学工程本科教育中,实验室课程占很大比例;杜克大学重视培养该专业的学生在实验中解决实际问题的能力;弗吉尼亚大学生物医学工程专业的实验课程平均每周超过3h。由于我国生物医学工程专业发展时间相对较晚,目前各高校的专业实验室资源有限,并且对本科生不完全开放,实验条件相对落后,因而在课程设置中实验课比重相对较少。另外,在实践实验能力培养方面相比之下重视程度不高,设置的实验课多半是验证性实验等,缺乏创新性,不能充分调动学生的积极性,也不能发挥学生的主观能动性,因此学生的动手能力得不到充分有效的锻炼。据统计,我国许多高校本科生的实验课时不到总课时的1/6,较美国高校水平差距较大。 5对我国生物医学工程专业本科人才培养发展模式的启示 通过比较中美两国生物医学工程专业本科人才培养模式,发现了我国在该专业本科教育领域存在的不足。针对如何更好地开展生物医学工程本科人才培养,更好地发展我国生物医学工程教育,总结了以下感受与启示。(1)结合我国生物医学工程的发展趋势,确立适合我国生物医学工程发展现状的人才培养目标。目前,我国生物医学工程专业还处于发展的初期阶段,但伴随我国经济的持续发展、技术领域的更新进步,该专业将会进入到一个快速发展的时期。因此,我国生物医学工程本科教育应适当借鉴美国高校的培养模式,更加注重为研究生培养打下坚实基础,而本科阶段主要集中在理工基础知识的掌握以及生物学与医学背景的了解上,从而为学生下一阶段在某个研究领域的继续深造创造有利条件[5]。同时,我国生物医学工程本科教育还要注意与产业发展相结合,致力于培养既能推动科研发展又能满足产业化需求的高素质复合型人才,为该专业下阶段的跨越式发展进行力量储备。(2)根据学科发展的规律及特点,逐步实现我国高校师资队伍的有机整合。生物医学工程专业属于交叉学科,是理、工、医等多学科的交织融合。美国生物医学工程本科教育的教师很多都是各学科分支的领军人物,将他们整合在一起组成师资队伍顺应了学科发展规律,发展势头必然明显。随着我国生物医学工程专业的发展,目前国内也有一大批该领域的专家学者,他们在各自的研究领域都有着不菲的成绩,掌握着丰富的理论知识与科技前沿技术,对临床需求有着深刻的认识与理解。因此,各高校在师资队伍建设方面应当充分考虑生物医学工程专业的发展规律,真正理解交叉学科的内涵,一方面通过高校联合优势,集中解决各个分支专业的教学问题;另一方面,尽可能将该领域的专家融入到教育队伍当中,高效整合师资队伍,使其充分体现医工融合的特点,从而为学生提供优质的教学资源,使其真正领会医工结合的真谛与内涵,那么优秀的生物医学工程人才必将源源不断地被挖掘、培养出来。(3)筑牢学生人文素养基础,强化学生实践能力,课程体系设置应基于产业市场需求和科研发展。美国生物医学工程的本科课程尤其以专业课程设置突出其学科本身涉及面广的特点,同时注重学生人文素质的综合培养以及实验实践能力的有效锻炼,具有相当的灵活性,并且能够结合科研优势突显重点。我国开设生物医学工程的各高校应该充分借鉴学习这些经验做法,并结合各高校的实际情况,贴合自身的科研方向与优势,有针对性地指导学生进行科研实践,提升学生的实验实践能力。同时,要强化研究与产业的双方面发展,将市场需求纳入课程设置的考虑因素,并且融合学生自身的兴趣及未来就业形势等相关方面,灵活创新地设计课程,争取培养出具有特点鲜明的、发展方向广泛的、综合素质与竞争力强大的医工人才。 6结语 我国生物医学工程专业自20世纪70年代创建以来,其发展速度迅猛,学科定位、产业效益和发展前景越来越得到社会的认同和重视。但是,我们要在肯定自身成绩的同时善于发现问题,敢于查找不足。与美国相比,在生物医学工程本科教育方面我们还有很长的一段路要走,这个专业在中国的发展可谓任重道远。作为医工人,我们要继续努力,在各自的岗位上贡献力量,勇于挑起重担,敢于面对挑战,共同促进我国生物医学工程专业的发展水平走上新的台阶。 作者:董旭 张晓玲 工作单位:济南军区青岛第一疗养院器材科 生物医学工程论文:生物医学工程硕士培养方式 一、优化课程设置和教学内容 课程教学是工程硕士培养的重要环节,是知识再积累和知识更新的基础环节,在整个研究生培养过程中,是学校可控时间最长,影响最大的环节[3]。因此在课程设置和教学内容上,考虑工程硕士的特殊性,才能培养出高质量、特色鲜明的工程硕士。在进行生物医学工程硕士培养模式探索期间,我们通过对生物医学工程专业的工程硕士进行了问卷调查及现场调研,并对调查及调研结果进行总结分析,对课程设置和教学内容进行了优化。在课程设置上增设了实用设备类课程的讲解,针对工程硕士要求动手能力强等特点,加设了与医疗相关的设备维修理论及实践课程和相关实用性较强的应用类课程。同时,在教学内容上也进行了优化以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式探索张鑫,曾碧新,黄敏,陈付毅(温州医学院,浙江温州325035)摘要:结合医学院校特点,探讨了以医学院校为背景的生物医学工程领域工程硕士培养模式的创新与优化,从培养目标、课程设置、教学内容、学位论文等方面进行了探索和优化,以不断完善和规范生物医学工程专业工程硕士的培养过程。关键词:生物医学工程;工程硕士;培养模式调整,主要表现为: 1.在讲解基本理论的基础上,增加如电子病历等热门话题的开放式教学模式探讨; 2.攻读工程硕士学位的学生已经具有一定的工作经验及在某一领域已经有一些独到见解,在教学内容上可以安排一些学生讲座,让学生针对自己所熟悉的领域与班级学生进行讲解与互动,从而扩大工程硕士在教学内容上的局限性; 3.在时间充裕的前提下可以尝试邀请相关医院及厂家的专家进行专题讲座,可以增加解决某一专业问题的针对性。 二、优化学位论文指导与评价体系 工程硕士学位论文是工程硕士培养的主要环节,也是最终环节。与工学硕士不同,生物医学工程领域工程硕士的选题应来源于医院及相关部门的实际需要或具有明确的生物医学工程背景,研究成果要有应用价值。因此,在学位论文指导方面可以实施由学校具有工程实践经验的教师与医院相关部门的技术人员联合指导,医、校双方导师发挥各自优势,共同指导。为制定更具实用性的论文指导与评价体系,我们调研了省内10余家附属医院和部分相关企事业单位的相关科室,了解附属医院及相关科室对人才的需求情况,根据相关部门及临床医生提出的意见进一步完善生物医学工程领域工程硕士的毕业论文制订及相关评价体系。在充分调研的基础上,制订了工程硕士论文学位论文质量参考标准,并在多家培养单位中应用,取得了较好的效果。 三、构建适合医学院校生物医学工程领域工程硕士培养的模式 生物医学工程的研究是电子技术、现代通讯技术、计算机技术、生物技术以及材料科学、数学、化学、物理学等新技术的飞速发展和研究的深入,由多学科的渗透与综合作用于传统医学领域而形成的一门新型的交叉的边缘学科。生物医学工程专业具有跨学科、交叉的学科特殊性,在培养模式方面会出现偏重于工科或医科的现象,没有真正体现出医学工程的多学科交叉的特点。那么如何更好地将理、工、医三者有机的结合在一起,使得培养出来的学生的知识结构和基本素质更加完善,这已成为我们在人才培养方面的一个突出问题。为了更好地构建适于医学院校生物医学工程领域工程硕士培养模式,应重视以下几个方面[4]: 1.以社会需求为导向专业设置及培养目标都以社会需求为导向,紧密结合生产和科技发展变化的需要,及时调整课程设置,不断更新课程内容和教学方法,使学生能够尽快地接受新技术与信息。 2.重视实际能力在教学过程中可以开展课程讨论会,重视学生实际操作能力,培养创造精神与创新意识。 3.师生共同参与课程设置课程目标由侧重传授知识转向培养探究能力,由片面增加学生认知成长转向兼顾学生情感发展,课程内容由静态的稳定划一走向动态的开放灵活,课程不再仅仅作为面向过去知识的载体,而更多地呈现为面向未来发展的过程;课程设计趋向更大的弹性,在必修课的基础上,增加了选修课的数量,多方位地开拓学生的知识面,激发学生的想象力和创造力。 鼓励学生积极参与课程设置与发展,通过学生在学习过程中的感受与需要,由学生和老师共同参与课程的设置与修改,而不仅仅是由学校单独制定,课程的组织不再限于学科界限而是面向跨学科和综合化的方向发展。培养模式的创新主要表现为: 1.由学校教师和医院临床医生共同承担教学任务,真正实现理、工、医的有机结合。 2.以培养复合型人才为目标,真正做到与实际相结合。针对医生在诊疗过程中对现有仪器设备的看法和改进意见以及病人的需要建立起一个良好的沟通环境。 3.引进先进的教学理念与方法。 四、结语 生物医学工程领域是一个典型的交叉科学技术领域。生物医学工程领域是生物医学信息、医学电子、医学影像技术、基因芯片、纳米技术、新材料等技术的学术研究和创新的基础。生物医学工程专业工程硕士的培养目标就是为医院及相关企事业单位培养复合型的高级技术人才。本文通过对生物医学工程领域工程硕士培养模式的探讨,包括从课程体系的建设、论文评价标体系优化等,不断完善培养模式。以医学院校为背景的生物医学工程专业工程硕士的培养工作既有优势也有局限性,具有创新性和实用性的培养模式还需要不断探索研究,希望能够不断探索出培养该工程领域高素质、创新型工程硕士人才的新实用模式。 生物医学工程论文:企业和医院融入生物医学工程专业人才培养机制与实践 摘要:立足于工学生物医学工程专业背景与人才培养要求,分别从参与专业建设、参与教学活动、提供实习场所、促进专业教师队伍建设和提供设备与资金支持等五个方面阐述企业和医院在生物医学工程专业人才培养过程中的作用。并提出充分发挥高校、医疗器械生产企业、医院的优势,进一步完善生物医学工程专业工程实践教学体系;充分考虑高校、医疗器械生产企业和医院的文化差异和价值取向,构建长期有效的人才培养合作机制。 关键词:生物医学工程;校企医合作;人才培养模式 生物医学工程是一门工程应用型专业,医院是该专业的服务对象,医疗器械生产企业是该专业服务医学诊断的途径。作为以人才培养为目标的高校,培养生物医学工程专业人才,必然需要依托与企业、医院之间的紧密合作。当然高校是生物医学工程专业人才培养的主要力量,也是责任方、组织方。高校在专业课程设置、教学过程的组织执行与监督以及学生质量的评价与监控等方面都应是生物医学工程专业人才培养的主场,这在很多文献中都有非常详细的讨论[1-7],本文主要分析与讨论生物医学工程学科内涵中所赋予责任的企业与医院在生物医学工程人才培养过程中的作用。 一、企业和医院在生物医学工程专业人才培养过程中起到非常重要的作用 1.参与生物医学工程专业建设,为专业建设提供导向。专业建设是人才培养的最重要工作[8,9]。生物医学工程专业建设只有得到企业或医院的认同与参与,才能确保在人才培养过程中始终围绕社会对该专业人才目标进行[10]。通过企业与医院的信息反馈,为生物医学工程专业建设提供依据与导向,避免课程体系、教学内容与社会的实际需求存在较大差距,学生毕业后无法适应专业岗位要求等现象。 生物医学工程是一门多学科高度交叉、高度融合的学科专业,其在各个学校的办学方向不尽相同,所牵涉到的企业也不一样,因此在生物医学工程专业建设中要紧紧围绕其办学方向,选择好合作办学的企业和医院。 企业与医院参与生物医学工程专业建设的形式多样。首先成立由高校、企业与医院相关专家共同组成的专业教学指导委员会,该委员会的作用与职能是确定以企业和医院相关岗位对人才需求为导向,以能力、知识为依据的专业人才培养方案。并定期召开委员会会议,高校及时了解企业的发展动向,医院的现实需求,为及时修正专业课程体系、教学内容、教学方式提供有力的依据。 2.参与生物医学工程专业教学活动,为专业教学提供支持。生物医学工程,作为一门工科专业,与企业生产实际、医学诊断与治疗技术发展相联系是至关重要的。企业和医院可以更新生物医学工程专业教学内容和教学方式,使得课程和教材内容与发展前沿同步更新。用企业经验和医院需求支持专业课程的充实与改革,培养学生先进的专业思维和创新意识。 与企业医院共建课程是校企、校医在教学上合作的形式之一。高校可以聘请企业、医院的技术专家到校为本科生开设专业课程,在教学内容上与生产实际,与医学问题直接发生联系。特别是对于工程性很强的课程,可以与企业或医院共建课程。另外,邀请相关高级技术人员到学校来讲学,为本科生讲授国内外相关技术的最新发展资讯,可以进一步拓展学生的专业知识。 3.提供生物医学工程实习场所,为提高学生专业实践能力提供条件。工程实践能力是生物医学工程专业本科生创新能力的重要内容之一。实习是学生工程实践能力提高的必经之路[11-13]。实习场所的选择、实习时间与形式上的保障、实习内容的组织都会影响实习的效果,也会影响学生工程实践能力的培养与提高。然后生物医学工程专业学生的实习,除了选择生产企业去实习外,还应到医院的相关科室实习。 生物医学工程专业应安排两次实习。一是在进入专业课程学习之前,安排一个专业认识实习。在这次实习中,既到生产企业参观产品生产线,了解企业的经营状况等,也到医院相关的科室了解医生对工程上的需求,参观医院里的设备,了解其原理、应用对象等。这次实习的主要目的就是要让学生了解在接下来的专业课程的学习的主要内容和服务对象,激发学生对专业课程的学习兴趣。二是在毕业之前安排生产实习。这次实习可以由学生自己的专业发展规划自由选择到生产企业去实习还是到医院去实习,切实提高学生的专业工程实践能力。 4.参与专业教师队伍建设,为提高专业教师教学能力提供帮助。教师是教学过程的主导者,是专业教学计划与活动的执行者,教师队伍质量的高低往往直接影响到本科教学质量的优劣[14-16]。对于生物医学工程专业的教师,其教学能力所涉及的面很宽泛,要求也更高。特别是青年教师教学经验不足,虽然在理论知识方面比较扎实,但在工程实践能力方面较弱,项目经验缺乏导致其教学能力的不足。企业和医院在专业教师队伍建设中可以发挥非常重要的作用。一是向高校提供兼职教师,专业工程实践相关的课程可以与企业或医院共建,聘请相关校外专家担任课程的任课老师,作为高校专业教师队伍的有效补充。二是通过科研合作、企业挂职锻炼等形式为生物医学工程专业教师提供工程实践能力锻炼的机会,逐步提高教师的教学能力,特别是在工程实践方面的教学能力。 5.提供资金与设备支持,增进学生的专业学习兴趣。企业相较高校,资金比较宽裕,拥有专业领域设备的生产线与研发环境。医院拥有充足的医学临床检查设备,这些设备一般都比较贵,如磁共振成像、CT成像等,高校一般都没有如此雄厚的资金来购买这些设备。而这些企业和医院所拥有的这些设备在生物医学工程专业教学与实践中非常重要。企业和医院能够支持生物医学工程专业教学,对于切实提高学生专业工程实践能力有着非常重要的意义。另外,有些企业为了提高知名度、回报社会等,常常通过捐助基金、设立奖学金等形式对高校生物医学工程专业建设与发展给予资金支持。 二、充分发挥高校、医疗器械生产企业、医院的优势,进一步完善生物医学工程专业工程实践教学体系 高校拥有大量的科研能力很强的师资队伍,具备承担国家、自治区重大科研项目的能力,在专业理论、科学试验和工程实践方面具备丰富的经验。是培养学生工程实践能力的主要力量,也是责任方。因此,高校应通过课程实验、课程设计等活动初步训练学生的工程实践能力,通过组织学生参加教师科研课题、大学生创新活动和科协等来提升强化工程实践能力。 医疗器械生产企业的优势是直接面向生产,拥有大量的工程技术人员,掌握着大量工程技术问题及其解决方案,可以为学生提供良好工程实践场所和技术指导等条件。企业可以通过指导实习、毕业论文、讲学以及参与制定培养方案等方式参与到学生的工程实践能力的培养活动中。 医院是生物医学工程学科的服务对象,其优势是掌握大量的医学诊断和治疗的医学问题,并拥有大量的医学设备和经验非常丰富的医生,可以为学生的工程实践能力的培养提供问题来源和实践对象。可以通过提供认识实习的场地、到高校讲学、指导毕业设计等形式融合到学生工程实践能力培养体系。 三、充分考虑高校、医疗器械生产企业和医院的文化差异和价值取向,构建长期有效的人才培养合作机制 高校与企业、医院之间的利益并不完全相同,为了找到校企医合作的利益共同点,三方应该从社会进步和企业发展战略的高度认识校企合作的长期效益。在校企医具有共同一致的合作理念和互惠互利的合作宗旨的前提下,共同对合作项目进行系统管理,在思路上要站得高、看得远,从学校和企业、医院发展的共同愿望出发,将各方关心的热点问题提升到战略的层面上沟通并统筹;在具体合作项目的操作上则要重心低,在具体的作业层面直接接触和开展工作,学校与企业、医院直接融合;在融合中开展多种形式的项目合作,形成良性循环的合作机制;建立全方位的校企医合作体系,实现校企医各方的资源共享与整合。 如图1所示,建立以科学研究为纽带、以人才输出为手段的高校、企业、医院之间的长期合作机制,为生物医学工程学生的工程培养提供良好的条件。科学研究是高校的三项职能之一,是提高人才培养质量的重要支撑;是企业提高产品质量,提升企业优秀竞争力的重要手段;也是医院提高医疗服务水平的关键手段。因此,在高校与相关企业和医院之间建立良好的科学研究合作关系,符合三者的价值取向。高校提升自己的科研能力和解决医疗器械关键优秀技术问题的能力,以与企业、医院保持良好的合作关系,可以为学生工程实践能力的培养提供良好的条件。 同时,对于企业和医院来说,提升竞争力或服务水平关键在于人才,高校与企业、医院联合起来可以培养高素质的技术人才,企业、医疗可以优先选择这些人才。同时,因为人才对相关企业或医院在就业之前就有一定的了解,在大学期间所学习的知识和能力在工作中可以用得上,相比其他人来说更快地进入工作状态,他们更愿意选择合作企业或医院,企业和医院也愿意接受。 在我们的教育实践中,已经成功建立了高校、企业与医院在人才培养方面合作的长效机制。6年来的实践表明,我校充分调动医疗器械生产企业和医院参与到生物医学工程教学活动的人才培养模式是成功的。这既得到了毕业生的欢迎,也受到企业和医院的青睐。我们将继续推进三者紧密合作,旨在为我国医疗器械行业培养切实可用的高端技术人才。 生物医学工程论文:生物医学工程专业创新人才培养策略 摘 要 生物医学工程专业作为一门新兴发展的交叉学科,对创新人才的培养提出更高的要求,需要从改革教学方式、课程体系、实践环节入手,加强学生的逻辑思维和非逻辑思维训练,加强综合素质培养和教育,增强课堂教学效果,注重实践环节的创新能力培养和锻炼,全面提高学生创新能力。 关键词 生物医学工程;创新人才;实验平台 1 前言 生物医学工程是一门新兴发展起来的交叉学科,为人类的健康做出了重要的贡献,培养能够迎接未来挑战的高素质的生物医学工程专业创新人才至关重要[1]。因此,生物医学工程专业以培养方向为引领,改革教学方式、课程结构、实践方法,培育顺应社会发展的、具备创新能力的应用型创新人才,是高等医学院校教育者需要重点研究的课题。 2 打破传统知识桎梏,注重学生创新思维方式的锻炼与培养 创造力是人类知识结构的最高表现形式,除智力这个重要组成因素,还包括独立的个性、广泛的兴趣、好奇心、自信心、坚韧的意志力、灵活的思维等。因此,只有在锻炼学生的逻辑思维的同时加强锻炼非逻辑思维,才能激发学生的创造力与创新精神。学生只有具备很强的非逻辑思维,才能突破思维定式,积极探索看似不相关的事物之间可能存在的内在关联。这样就有希望打破常规,发现那些别人无法想到的新事物和新规律,进而大胆地提出自己的新想法和新发现。 智力水平、学习动机是决定学生是否能做出创新成果的重要诱因,但并不是决定性的。非逻辑思维通常决定一个人能否做出创新成果,一些人智商高并且有较高创新欲望,但一直也没有创新成果,主要原因在于他们在非逻辑思维能力方面还比较欠缺。爱因斯坦在创造活动中更加相信直觉与灵感,他觉得一个人的超强想象力比具备丰富的知识更为关键。所以,创新能力培养的目标也因此发生本质变化,既要让学生学会发现问题、解决问题,又要锻炼学生遇到问题的思考方式和研究方法,特别是有效地锻炼他们的非逻辑思维。 3 优化课程教学模式,加强具有综合能力的应用型人才培育 课程是院校依据教育大纲所制定的教学内容,课程教学结构的优与劣,直接决定了综合素质人才的培养效果[2]。生物医学工程作为一门交叉学科,既要有明确定位并与其他学科有所区别,又要加大与其他学科彼此的渗透与融合,以生物医学工程专业自身的特点为优秀,拟定合理的培训目标,构建生物医学工程专业的特色专业体系,促使学生更好地发挥自身的优势与专长,为成为应用型、创新型专业人才做好充分准备。 为此,首要的是要压缩课堂教学的学时,给学生的个性发展留下足够的时间与空间,将学生置于创新活动的主导地位,鼓励他们按照兴趣与爱好学习,突破传统的教学方式,建立新的教与学的方式,引导启发他们主动学习和探索学习。在校内放宽转换专业的限制,让学生充分发挥自己的特长,允许学生跨学科、跨院(系)甚至跨校选课、辅修,攻读双学位。在建设生物医学工程课程体系时,要在充分调研论证的基础上,充分了解用人单位的人才需求,既要有一定的专业深度,也要有一定的专业广度,避免专业知识的职业化倾向。对学生适当加强人文学科知识的熏陶,增加一定量的文科类选修课,大力强化他们的文化素质,以改变过去存在的过弱的人文陶冶问题,充分锻炼学生的直觉思维和想象力。 对于生物医学工程的实验课,应尽量减少验证性的简单实验,增加一些较新的有创造性的实验,以利于培养学生的动手能力和一定的科研意识和创新能力。优化教学内容应注意拓宽专业基础课,淡化专业方向,减少重复内容,追求课程的独立性和完整性。 4 转变教学方法手段,强化学生的创造力和综合素质 当前,教育活动依然主要采取课堂教学的方式,是学生获取知识、提高综合能力的重要环节,教师的教学方式、方法和教学水平的好坏,主要由课堂教学效果来衡量。充分利用课堂教学有限的时间,启发学生掌握创新性学习和高效率获取新知识的方法是优秀内容。但是,部分教学工作者认为课堂教学只是知识的传递过程,而忽略了营造以学生为优秀的学习气氛。教师应该探索互动交流式的教学模式,将创新思维融入课堂教学中,学生不仅将知识继承,而且要在创新思维下将它们发扬光大。 采用讨论式、启发式、研究式的教学方式,将培养能力素质与传授知识方法相互结合起来。在课堂教学过程中,教师应该压缩理论授课时间,改变满堂灌的教学方法,多给学生一些自由发挥、自由探索的时间,这样对学生创新能力的培养是非常有益的。在课堂教学中,多采取引导式、互动式授课模式,让学生能够自由探索理论前沿,不断激发他们的创新意识。选择前沿的领域为学生设定研究的课题,发动学生利用所学的知识来分析和解决问题,进而使自己的创新意识和思维得到锻炼。在课堂授课活动中,教师与学生通过互动、交流来激发创新的火花。 5 加强社会实践教育,注重实践环节的创新能力培养和锻炼 创新实践与解决问题有着密不可分的联系,解决问题为创新实践提供基础,但不是所有的解决问题的过程都有创新的因素,而创新实践的过程一定能够解决一些问题。所以,既要加强实践知识的传授,又要加强实践环节的锻炼,尤其是对生物医学工程专业学生创新思维的锻炼起到十分重要的作用。 学生的创新精神与创造能力要靠大量的课外活动和社会实践去培养,从课堂获取的创造能力是远远不够的。因此应进行教学模式改革,侧重点放在实践教学上,提高学生动手能力,一方面通过实验将学习与研究、理论与实践结合起来,在实践中锤炼学生的科研能力和创新能力;另一方面通过实践锻炼、毕业设计和各类竞赛,培养学生创造力和实际动手能力。 实验平台是生物医学工程专业培养应用型技术人才的主要环境条件,是进行实践和探索的主要场所[3]。在实验课的课堂教学中,要引导并启发学生用心仔细地观察周围事物。细心的观察决定了开展创造的可能性,科学上的创新大都源于仔细地观察与发现。因此,教师要有意识培养学生仔细观察的能力,同时要倡导学生有目的地锻炼发现问题、解决问题的能力。创新实验要与理论教学相结合,在实验教学过程中要让学生在理论的指引下有所尝试、有所触动、有所发现。 通过实践锻炼、各类竞赛使学生将所学理论与实践锻炼相融合渗透,培养学生创新能力和科学的思维方式与方法。在企业实习的教学实践活动中,改变以往传统的教学理念,在生产实践中锻炼学生的发散思维和求知欲望,让学生互相学习、互相讨论,使学生克服单一的、片面的思维方式,扩展和增强他们的优化思维和创新思维,从而使他们具备勇于创新思考、善于突破常规的能力。毕业设计和各类竞赛的选题多数来自工程实际,在教师的指导下,让学生以“生物医学工程师”的身份去完成从课题的调研、设计、制作到调试以及修改处理的全过程,充分体验“生物医学工程师”应该具有什么样的知识和能力,使他们对“工程能力”的认识产生升华,以最终达到从训练到提高的目的。尽管有了校内实践教学基地,但组织学生到真实的工程环境进行校外实习仍是非常必要的,在工程环境中学生可以感受工程运作过程,明确自己的努力方向,同时参与解决实际工程技术问题是校内实习无法代替的。 6 结语 生物医学工程作为一门新兴的交叉学科,对创新人才培养也提出更高的要求,传统的创新教学模式已经无法满足创新人才的培养需求,需要结合高校自身特点,探索新的途径和方法,构建具有特色的创新人才培养策略。 生物医学工程论文:生物医学工程专业本科培养模式探索研究 摘 要 潍坊医学院生物医学工程专业自2012年开始招生,为提高生物医学工程专业办学质量,通过对生物医学工程专业本科培养过程中遇到的几个共性问题进行分析,提出加大宣传、加强课程体系建设、优化课程设置分配、打造双师型教学团队等几点建议,以期推动潍坊医学院特色名校建设并为社会培养优秀生物医学工程人才。 关键词 生物医学工程;实践实训基地;双师型教学团队 1 前言 潍坊医学院生物医学工程专业自2012年开始招生,至今已有4个年头,在借鉴国内其他院校本专业人才培养经验基础上,在学校专业委员会指导下,经反复论证,已修订了完整的生物医学工程培养方案(2014版)。由于目前尚无毕业生,培养方案中的很多方面依然在不断探索中。近期,潍坊医学院正在不断推进特色名校建设,生物医学工程专业应该以此为契机,结合学校资源优势,对培养方案进一步完善,逐步形成具有学校特色的生物医学工程培养模式,同时以适应特色名校建设发展的需要。 本文在前期大量调研基础上,对各高校专业培养方案进行认真分析和比较,结合生物医学工程专业社会现状,归纳总结出生物医学工程专业建设过程中存在的几个共性问题。最后,结合生物医学工程专业特点、时代背景、社会需求及潍坊医学院实际,提出几点建议,以期更好地服务于生物医学工程专业培养模式改革。 2 生物医学工程专业建设存在的共性问题 社会认知模糊 生物医学工程专业尽管在国外从20世纪50年代就已经开始发展,但在国内自20世纪70年代起才慢慢发展起来,与其他专业相比相对起步较晚。即便现在,社会对此专业依然普遍存在认识模糊、理解不深的现象。如学生报考志愿、用人单位招聘时,经常将生物医学工程专业与生物技术、生物工程或临床相关专业混淆[1],对学校招生、学生就业造成很大影响。 课程体系差异较大 到目前为止,据不完全统计,国内开设生物医学工程专业的学校已达127所,其中综合类和单科理工类占96所,单科医学类院校为31所。学校层次包括高等专科学校、普通高等院校、国家重点院校不等。综合分析发现,存在的主要问题是各高校课程设置大多依托本校现有的资源和师资,灵活性和随意性较大,很难做到从专业长期发展、时代需求角度出发[2-4]。具体情况说明见表1。这种现象不仅在国内院校存在,本专业世界排名前五的国外院校也有不同程度的体现,见表2。 课程学时分配不统一(课时) 对不同院校课程设置比较分析发现,各高校课程设置除在课程体系方面存在较大差异外,课程学时分配也有较大不同。结合王能河[5]等人的研究结果,举例如表3所示。 复合型师资力量缺乏 生物医学工程专业培养学生具有利用工程技术的手段和方法解决医学相关问题的能力,集中反映在生物医学信号检测和处理、医学成像仪器、生物医学新材料、康复工程、生物系统建模与仿真、远程医疗等相关领域。工程技术本身对知识储备、综合素质、工程经验的较高要求,加上新技术、新方法的不断更新,对生物医学工程教师授课提出较高的要求。而分析发现,目前各高校授课教师大部分缺少工程背景和工程实践经历,虽然在单科领域具有很深的造诣,但是对知识的综合应用能力比较薄弱,因此,授课过程中往往仅停留在对原理和技术讲授的层面,很难从工程原理和技术的角度建立与解决实际问题的联系。又由于一些新技术往往最先在企业推广,而授课教师若无参与企业工程研发等经历,就很难及时掌握这些新技术,授课知识陈旧,所授技术甚至早已被淘汰。除此以外,授课教师若无一定的工程背景,在指导学生实验实训环节,往往会停留在对所学理论的验证实验层面,很难设计和指导学生开展综合设计实验,严重影响学生的创新能力培养。 3 生物医学工程专业建设改革的几点建议 通过上面对生物医学工程专业存在的共性问题进行分析,笔者认为,潍坊医学院生物医学工程专业培养模式改革应该注意以下几个方面。 广泛宣传,提高认识 尽管我国生物医学工程专业存在起步较晚的客观事实,但造成目前该专业社会认知度模糊的主要原因可归结为以下几方面。 1)与其他专业相比,生物医学工程专业招生规模较小,大部分学校每学年只招收1~2个自然班,全国目前开设生物医学工程专业的院校共计127所[2]。每年生物医学工程毕业生除去继续深造,选择就业的不到5000人,他们毕业后又分布到全国各地,因此,人们接触该专业的人相对较少。 2)生物医学工程本身是一个交叉学科,加之各学校培养目标不同,即便都是生物医学工程专业,不同院校的学生毕业后从事的工作差异很大,人们往往会根据自己接触的生物医学工程人员从事的职业,简单地对生物医学工程进行评价,造成认识偏颇。针对以上两方面原因,建议学校和社会共同担负起宣传的责任。 首先,学校在招生前应充分做好专业介绍宣传工作,使学生在报考志愿前对该专业课程设置、培养目标、社会需求有一定的把握,学生根据自己的兴趣选择报考。这样一则可以避免入错行的尴尬,二则学生根据自己的兴趣报考入学后学习积极性高。 其次,入学后学校应尽早安排专业教师对学生进行更加详细的专业介绍,应结合本校生物医学工程培养方案,让学生对四年学业有一个宏观的把握,对部分课程设置进行简单说明,主要从课程设置的意义、该课程与后续课程的联系等角度展开。如此有利于学生从入学就开始对自己的学业建立很好的学习规划,也不至于因课程设置问题造成误解,避免后续学习对某些课程不重视的现象发生。 再次,通过学前教育,专业教师应建立学生学习本专业的自信心,增加学生自身对本专业的认知和认同感,消除学生因专业本身边缘学科的特点而产生被边缘化的想法,提高他们后期学习的积极性。 最后,社会和学校应共同承担起对外宣传的责任,提高用工单位对该专业的认知度,为学生就业提供保障。 加强课程体系建设 生物医学工程学最初是期望基于工程技术的手段,即利用工程学原理和方法,探索、发现和解决医学领域的问题,进而又发展到生物学的研究领域,所以它是医学、生物学与工程学乃至材料学相交叉的系统工程学科,学科呈现知识面广、创新性与实践性强等特点。 基于上述特点,生物医学工程课程设置要把握以下几个方面。 1)要想用工程的手段解决医学相关领域问题,必然要求学生具有一定的医学和生物学背景,同时具有扎实的工程基础,因此,课程设置必须要涵盖医学、生物学和工程学多个方面,通过课程学习使学生掌握丰富的基础知识和基本技能。 2)课程设置应体现专业覆盖知识面广的特点,但绝不是各课程的简单拼凑和堆叠,所设置的课程之间既应注意相互联系,又要有侧重。 3)由于生物医学工程所研究领域新技术、新成果、新材料、新理念和新发现的不断涌入,课程设置还应充分考虑对知识的补充和教材的更新,体现专业本身的“创新性”。 4)课程设置要充分依托学校资源优势和师资力量以突出专业特色,但优秀专业课开设必须遵循适应时展和社会需求的原则,决不能因学校师资和资源问题办成纯工学或纯医学专业。同时,优秀专业课设置还必须做到与培养方案中的培养目标保持一致,而所有课程设置均需在培养方案的指导下完成。 ⑤生物医学工程专业对工程能力的较高要求又决定了开设课程必须具备实践性强的特点,因此,课程设置时应重视实践、实训环节所占的比重。 综合看,课程设置总体原则把握可参考清华大学“厚基础、宽口径、强实践”的培养模式,即既重视专业基础课的学习,又鼓励不同院校专业课求同存异,同时注意加强实训实践环节。 优化课程设置分配 根据部级特色专业建设质量工程评估体系的要求,和四年制本科生物医学工程专业人才培养的实际需要,建议潍坊医学院课程总学时应控制在2600~2800。结合学校教学型院校的特点,建议把理论与实践课程的学时比例控制在1:0.35左右,其中专业课控制在1:0.45左右。 打造双师型教学团队 师资队伍建设是保证人才培养质量的基础,要培养应用型的工程人才,首先要求教师自身是工程型人才[6-7]。生物医学工程专业教师自己进行职业规划时,必须做到同时具有扎实的生物医学工程理论功底和丰富的工程实践经验。学校应通过鼓励生物医学工程专业教师定期到企业进修学习,参与企业技术研发,探索生物医学工程专业校企联合培养模式,积极拓宽实践实训基地等途径,提升教师的工程实践能力[8-9]。如此有利于: 1)将新的技术和方法带到教学中更新知识结构,开拓学生视野; 2)通过解决工程实际问题的经历,将理论知识与实际问题建立联系,解决理论授课枯燥难懂的尴尬; 3)将实际问题引入教学,鼓励学生思考,有利于推动学校PBL等一系列教学方法的改革; 4)指导学生开展综合实验,提高学生的实践动手能力和创新能力; 5)深度参与企业研发,提高学校科研水平。 最后,学校应该针对生物医学工程专业特点,给予专业教师必要的政策扶持与保障。 4 结语 生物医学工程专业是一个新兴产业、朝阳产业,生物医学工程的专业教育有利于为国家培养一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,推动国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略。因此,“十二五”规划中国家对生物医学工程涉及相关领域给予大力支持。潍坊医学院应紧抓时代机遇,认真分析其他院校办学过程中存在的问题,借鉴其办学成功经验,同时结合学校实际,深化改革,打造具有自身特色的生物医学工程品牌专业。
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生物技术专业教学改革探讨:生物技术专业微生物学教学改革的实践与思考 【摘 要】微生物学是一门重要的基础课程,既是生命科学理论研究的优秀,又是一门应用性极强的学科。生物技术是长沙医学院近两年新设置的一门专业,针对本专业特点,笔者结合自身教学实践和遇到的问题,从教学大纲的制定、教材选定、教学内容和教学方法几个方面对微生物学教学进行了初步的改革和探索,以期提高教学质量。 【关键词】生物技术 微生物学 教学改革 微生物学是生物技术专业的一门重要的专业基础课,因涉及面广、实用性强、受益面宽、与生产实践紧密联系和发展迅速等特点,在生命科学领域中越来越受重视,在整个学科设置中占据了重要的地位,对生命科学和生物工程技术的发展起着巨大的推动作用。长沙医学院生物技术本科专业开设于2010年,是一门新开专业,如何结合医学院实际情况及生物技术专业特点和科技发展的要求,让学生及时掌握最新的微生物学理论知识和应用技术,是目前医学院生物技术专业微生物学教学中亟须解决的问题之一。本文针对生物技术专业特点,结合笔者的教学经历和实践中遇到的问题,从三个方面提出自己的点滴体会,期望能够对我院生物技术专业微生物学的教学改革实践有一定的指导意义。 一 明确课程地位、合理修订教学大纲 1.课程地位 根据生物技术专业的培养目标,将微生物学作为生物技术的主要专业基础课。微生物学课程的作用,一是为后续的专业课程学习奠定知识基础,实现专业培养目标;二是为学生今后从事相关专业工作提供丰富的微生物学知识和实践技能。学生只有具备了微生物学的基础理论和实践技能,才能更好地到与之相关的企事业单位从事生产经营、科研和管理工作。 2.教学大纲 在教育改革思想的指导下,结合专业特点,我们通过教学实践不断反思和总结,重新修订了医学院“微生物学教学大纲”和“微生物学实验教学大纲”。在大纲中明确了本课程的性质、目的和任务,对某些章节内容的学时数进行了一定调整,突出了重点内容,减少讲授时数,增加自学、研讨时数;对每一章内容都从“掌握、熟悉、一般了解”三个层次进行分解,形成知识结构体系;每章结束后安排15分钟在教师的引导下让学生自己总结和讨论章节内容,调动和培养学生的自主精神。例如,“原核微生物的形态结构”中“细菌细胞壁组成结构”等重点内容更为突出,所占课时比例增加;学习“真核微生物”时,让学生查阅文献,写出“酵母菌/霉菌在生产中的应用”的综述并安排小组讨论;在学习“微生物遗传”内容中补充微生物的基因组结构。在实验教学大纲中,笔者对实验顺序做了适当的调整,将“培养基的配制”和“消毒灭菌”实验分别作为第一、第二个实验;将“土壤中微生物的分离纯化”与微生物的形态观察如“革兰氏染色”和“微生物菌落的观察”等实验进行有机组合,形成连续、系统的综合大实验。同时,为了培养学生的自主创新能力,实验教学中还加入了自主设计性实验,由学生分组进行。教师提供几个可选主题,学生也可以选择自己感兴趣的方向,最后通过查阅文献设计实验方案进行操作。大纲中明确规定,实验考核不及格不能参加理论课考试,实验技能考核占微生物学总成绩的20%。 二 合理选择教材,注重教学内容的优化和更新 目前,国内出版的微生物学教材很多,但真正适合生物技术专业的微生物学教材却少见。另外,我国教材建设明显滞后国外,出版周期长。为此,在准备课堂教学之前,教师首先应根据专业和学校的实际情况,选择国内外优秀教材,同时要随时关注和紧跟学科发展动态,及时优化和更新教学内容,保证教学内容的先进性、系统性和合理性。 1.教材的选择和调整 教材是沟通教与学的桥梁,是教与学的基本依据,选用具有系统、完整的微生物学学科知识体系和反映当代微生物学领域最新成就的优秀的教材,是确保微生物学教学质量的关键环节。在教学实践中我们选择了袁生教授主编的《微生物学》(高等教育出版社,2009)作为教材进行试用。该教材为普通高等教育“十一五”部级规划教材,在结合精品课程建设,汲取、借鉴和参考国内外一些优秀教材的长处的基础上,加强了对微生物现代分子生物学前沿、微生物多样性等知识,以及当前热点问题的介绍,并且在教材编排比例上做了新的尝试,是一本内容全面、简明扼要、结构合理,并适用于综合性大学生物学、生物技术、生物工程等专业微生物学课程的教材。同时,笔者将周德庆先生编写的《微生物学教程》、武汉大学沈萍教授编写的《微生物学》等作为参考教材,这两部教材内容较新、知识性强,汇集了学科近期研究进展,资料翔实、信息量大。既避免了单纯靠一本教材所带来的局限和不足,拓宽了学生在微生物学领域的视野,又加强了学生的自学能力。此外,还通过给学生提供一些相关的课外学习的参考资料和网站(如《微生物学通报》、生物谷论坛等),让学生自主地了解微生物学的发展前沿与动态,从而激发学生对本课程的学习兴趣。 2.根据教学需要,优化更新教学内容 微生物学课程由于其内容庞杂、微观形态学内容较为抽象,在有限课时内不可能面面俱到。因此,教学中容易出现主线不清、体系不严谨等问题,而且如何在学时相对减少的条件下,处理好理论知识与实际应用、经典内容与现代科技的发展及最前沿的研究内容间的关系是进行教学内容改革首先遇到的问题。为此,首先,要深入研究和领会教学大纲,仔细钻研分析教材,理清脉络,形成立体的知识结构体系,突出重点和难点,与实际应用统一起来,然后再系统地、有侧重点地传授给学生,完成大纲的要求。其次,避免课程间内容交错重叠。笔者对交叉内容进行了适当的优化整合。例如,“微生物的代谢”一章,生物共同的代谢途径部分为生化课的重点内容,以学生自学为主,教师重点讲解微生物特有代谢途径及其作用和应用意义,如乙醇发酵、乳酸发酵、生物固氮等。又如“微生物遗传变异与育种”章节,对于在分子生物学课程重点“遗传物质及基因表达调控”等内容仅作简要概括或让学生自学。此外,适当补充微生物学在工业中的应用等相关教学内容,如在每讲完一大类微生物时,补充相关微生物工业和产品相关内容,既提高了学生学习微生物学的兴趣,又注重了学生实际能力的培养。 三 尝试多种教学方法,选择正确合适的教学方法 教学过程中,许多学生反映微生物学课程“听得懂、理不清、记不住”。因此,继续采用传统“填鸭式”教学方法只会与教学目标背道而驰,这就要求教师在教学过程中注重教学方法的改进,根据不同的教学内容和知识点选择适合的教学方法,形象生动地将微生物学基本知识传授给学生。在教学过程中,笔者尝试过以下几种教学方法。 1.归纳、对比式教学法 对于知识点零乱、分散且容易混淆的内容,可以通过归纳与比较其间的异同,使知识点层次清晰、分明,也可减轻学生记忆的难度。如原核微生物与真核微生物的比较;真病毒与朊病毒的比较;G+细菌与G-细菌细胞壁的比较;细菌、酵母菌、霉菌、放线菌菌落特征的比较;消毒与灭菌的比较;体液免疫与细胞免疫的比较等。比如,G+细菌与G-细菌细胞壁的比较可从四个方面对两者进行比较和说明:细胞壁结构;肽聚糖含量与单体结构;革兰氏染色反应;磷壁酸、LPS的有无等。归纳和比较法授课过程中引导学生自主列表比较,既能促进学生对知识的掌握和巩固,又能提高其自学能力。 2.实例教学法 教学中,要理论联系实际,多引入与生产生活实际密切相关的热点问题或有趣事例。例如,讲到“蕈菌”的时候,可以查阅最新文献向学生们介绍一些常见的食用蘑菇的培养过程,引出真菌繁殖的生活史;开始“病毒”一章的学习时,通过简单介绍当时SARS流行情况,引出其病原体—冠状病毒,讲到“亚病毒”时引入疯牛病的例子,激发学生学习病毒的兴趣。这样,不仅活跃了课堂气氛,还对学生起到开阔视野、拓宽思路、激发学习兴趣的作用。 3.讨论式教学法 教学过程中有些内容与当前热点问题有关,可以提前几周布置作业给学生,让学生通过查阅大量的相关资料写成综述或总结。如讲到细菌耐药性时,可以让学生查阅相关文献,总结和分析当前细菌耐药性研究的进展,包括耐药菌种、耐药机理及可采取的措施等,上课时分组派代表发言讨论,最后教师总结。这样有利于提高学生查阅资料、综合分析的能力,既加深了对知识的理解和记忆,又提高了学生的组织和表达能力。 4.多媒体课件的合理利用 微生物的微观形态特点使得微生物学的教学变得抽象、难以理解,采用多媒体课件辅助教学,可以把在显微镜下的影像信息搬到教室中,使课堂教学形象化,有助于学生理解和接受。如细菌、真菌、病毒的显微世界及鞭毛运动、噬菌体复制、担孢子形成的过程可以通过色彩丰富、生动形象的动画展示,再配有优美的音乐和解说,能够有效激发学生学习的积极性,提高讲课效率。教学过程中要把握好板书与多媒体的有效结合,避免多媒体画面富于变化而带来的讲授内容条理不清晰的弊端,在板书清晰的主线框架的前提下正确合理地利用多媒体教学。 四 结束语 以上是笔者根据微生物学课程的教学基本要求,为搞好课程教学而进行的一些改革实践和探索,并且已取得了一定的效果。但由于医学院生物技术专业开设时间不长,微生物学课程作为生物技术专业的重要基础课程之一,教学改革工作任重道远,今后还有许多工作要做,需要同仁在教学实践中不断改革、思考、总结和深化,使教学质量不断提高。 生物技术专业教学改革探讨:本科院校生物技术专业教学改革探讨和培养目标定位 摘要: 本文探讨了新形势下综合本科院校生物技术专业在人才层次、知识结构、素质能力和职业取向等培养目标上的定位,提出了生物技术专业教学改革的目标与思路,同时介绍了近年来南通大学生物技术专业在培养目标、教学内容改革、课程体系和实践教学方面的实践与探索,以对综合院校生物技术专业建设提供一定的参考。 关键词: 生物技术专业 目标定位 教学改革 综合院校 21世纪生物产业成为继信息产业之后世界经济中又一个新的主导产业,生命科学及生物技术的重大突破正在迅速孕育和催生新的产业革命。近年来,高等院校尤其综合性大学纷纷设置生物技术专业以适应经济和社会发展对生物产业人才的需求,但是,在专业设置上存在着明显的“生源需求导向”,在人才培养目标的定位上是“模糊的复合型”,在教学上倾向于重理论轻实践。上述问题的存在制约了生物技术专业整体的建设与发展。尤其随着经济社会的发展和高等教育的大众化,高等教育的目标也发生了一定的变化。因此,综合院校生物技术专业培养目标的定位和教学改革是一个值得深入探讨的课题。 1.综合院校生物技术专业教学改革的思路和目标 近年来,我国综合院校生物技术专业在教学上更多地沿袭了学历教育的教学方法,始终未能彻底摆脱学科型教学模式的束缚,成为传统本科教育的“翻版”。因此,积极探索符合综合院校生物技术专业人才培养目标的教学改革已成为当务之急。 1.1课程体系开发的思路和目标 课程体系建设中,要改变传统的“学科本位”课程观,按照“厚基础、宽口径、广知识、强实践”的培养目标,向“多元整合型”方向发展,形成一种“多元整合”的课程观。主要改革思路是:注重生物技术与产业化管理相结合,增强课程设置的灵活性,形成模块化、弹性化的课程体系,适应行业和社会对应用人才规格多变的需求。要改变传统生物技术专业的专业课程设置方式,开设以上游应用技术为背景的模块化专业课程,如生物制药技术、食品生物技术、农业生物技术、基因工程药物等;同时,增设以“下游工程”为背景的营销、物流、管理等经济管理类模块化专业课程。模块化专业课程的设置,能够让学生以行业需要为主线,将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。另外,还需开设关于生物技术前沿的讲座及与生物技术相关的法规、知识产权等弹性化课程,以适应日新月异的生物技术及其相关产业管理的需要。 1.2实践教学建设的思路和目标 要改变传统重理论轻实践的教学思路,使生物技术教育向实践应用方向发展,实践教学建设就要紧紧围绕生物技术产业对“双料人才”培养的要求,按照认知实习模块、基本技能训练模块、技能强化综合训练三个模块的特点,构建由实验实习、专业实验实习、社会实践系列所组成的新的实践教学内容体系,并制定相应的评价标准。具体可重点考虑以下实践教学环节:(1)生物技术产品的生产、分析检测;(2)生物技术应用性科学试验与技术推广工作;(3)生物技术产品的市场调查及前景预测;(4)生物技术产品的营销和物流管理;(5)生物技术企业的生产运作管理、信息与技术资源管理与质量管理,等等。 1.3注重教师综合能力发展和引导 教师在教学中要加强对学生引导作用,专业教师在教学中的角色首先是学生将来从事本专业岗位的“榜样”,然后才是教育者,而只有“复合型”教师才能够胜任生物技术专业的教学工作。学校应该重视专业教师的全面发展,努力加强“复合型”师资队伍建设。鼓励教师参加教师“岗位”技术培训和进修,保证知识技能的不断更新;鼓励教师参加与岗位相对应的技术等级和技术水平考试;鼓励教师参与应用型课题的开发与研究,加强与企业的联系与合作。“复合型”队伍的建设是专业建设的重中之重,学校应把“复合型”师资建设作为一项长期性工作来抓。教师自己也要抛弃过去的简单理论教学的短期行为,努力提高自身综合素质,加强理论和应用的结合。这样教学才能有特色,教育质量才能有保证,培养出来的毕业生才能得到社会的认可和欢迎,才是综合院校生物技术专业长远的生存和发展之道。 2.生物技术专业培养目标的定位 2.1人才层次定位 随着社会经济发展,社会对生物技术专业人才的需求是有层次和类别之分的。传统学科型教育在人才层次定位方面有自身的特点,学科型高等教育以学科建设和发展作为专业改革和建设的出发点,培养目标突出“学术型”人才层次。但由于社会经济的发展和高等教育的大众化,这一目标要有改变,要以需求为导向设置专业,围绕地方或行业经济发展的需求开展专业教学建设,培养目标突出“理论﹢应用型”人才层次。综合院校生物技术专业培养的人才必须适应时展的要求,紧密依托行业或企业,满足社会对应用型人才的需求。因此,综合院校生物技术专业人才层次定位应立足于培养高素质的理论应用型专门人才,这既不同于研究生阶段培养的“学术型”人才,又不同于高等、中等职业教育培养的“操作型”人才。对于有兴趣、能力,愿意以后从事生物技术研究相关工作的学生,要培养他们成为“学术型”人才,除了具备理论应用型专门人才知识体系,还要把握生物技术研究前沿和总体进展。 2.2知识结构和素质能力定位 我国生物技术产业面临的主要问题是“重研究、轻应用”,不能形成“科研—商业化”的良性循环[1]。造成这一问题的主要原因就是企业管理、市场营销等方面的人才大多不懂生物技术,同时专业的“学术型”人才又不懂市场开发。据权威人士估计,我国在生物技术领域中,“上游开发”仅比国际水平落后3—5年,而“下游工程”却至少相差15年以上[2]。改变这一状况,需要大批既熟悉生物科技知识,又熟悉产业化诸多环节的复合型“双料人才”。因此,学生在学习公共基础课和专业基础课的基础上,还应学习法律、企业管理、市场调查与预测、市场营销、物流管理、电子商务等工商管理专业类的知识,让在校学生具有复合型人才所需的知识结构。综合院校生物技术专业学生素质能力定位的依据是人才层次的定位。为了适应“上下游工程人才”培养的需要,学生应具有良好的职业道德素质、广博的知识素质、较强的能力素质和健康的身心素质;了解、掌握生物技术及应用专业的知识与技能;具备外语、计算机、法律、管理和经济应用文写作基础;具有较强的市场经济意识、社会适应能力和职业转换能力;具有较强的组织能力、协调能力和团队合作精神。 2.3职业取向定位 有些综合院校生物技术专业的职业定位只针对某一单独的岗位,例如食品发酵领域。随着社会人才总量的不断增加,企业对人才的要求越来越高,相关企业对人才的需求主要为高层次生产或管理人员;对于一线操作任务,出于自身经济利益考虑,企业多由高职或中职生来完成,对本科毕业生的需求有限[5]。因此,职业取向定位的狭窄性,给学生的就业方向造成了一定的模糊性:在生物技能工作岗位竞争不过高职生和研究生,在企业经营管理工作岗位又没有明显优势。为了使培养出来的人才有较强的适应性和就业灵活度,职业取向定位必须有明确的行业依托,即根据行业特点和要求,针对相关岗位确定职业岗位,例如,可以与农业、食品、药品、发酵、园艺、环保等行业或领域相结合。这种面向职业岗位的人才定位,既可避免人才培养目标上的“模糊不清”及“重理论带来的不适用”等不足,又能够培养出真正满足不同行业不同岗位需要的应用型人才,并能够让学生以行业需要为主线,将所学的知识串联起来,构建相对系统的理论知识和实践技能。另外,还需开设与生物技术相关的法规、知识产权等弹性化课程,以适应日新月异的生物技术产业管理的需要。 3.南通大学生物技术专业培养目标定位和教学改革的实践 南通大学生物技术专业自设立以来,经过近几年的改革与发展,通过不断探索专业培养目标定位和深化教学改革,生物技术专业课程建设走向了健康发展的轨道,现已成为定位较准确、特色较鲜明的专业。 3.1培养目标 根据对南通市,以及长三角地区的生物技术及相关行业人才需求情况调研,结合我校的专业优势和条件,我们对生物技术专业的人才培养目标在人才层次、知识结构、素质能力和职业取向等方面都进行了准确的定位,并在教学实践中形成了鲜明的专业特色。具体而言,我校目前生物技术专业的人才培养目标为:符合南通市,以及长三角地区生物技术及相关产业需要、具备基本从业道德和职业素养、掌握现代生化技术及产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物化工、生物发酵、生物制药、药物分析、环境治理及保护、食品加工及制造等相关领域从事开发、生产、检测、营销、运输、仓储、配送、管理或科研辅助等工作的理论应用型专门人才。近年来,我校生物技术专业总体质量和综合素质都得到了明显的提高,学生的从业单位反响良好,初步树立了生物技术专业在本行业中的名声。 3.2教学改革实践 根据专业培养目标定位,在教学改革实践中,既要考虑知识的衔接及其先后程序,又要符合教学规律、循序渐进规律、因材施教规律、学生身心发展规律等;既要通过教学内容、课程体系和实践实习的改革,将知识传授、能力培养、素质教育融为一体,又要加强师资队伍建设,打造一支高质量的专兼结合、校企互通的能工巧匠型教学团队。 3.2.1教学内容和课程体系改革 生物技术专业的教学内容和课程体系改革必须体现职业生涯发展目标,要尊重学生基本学习权益,给学生提供多种选择方向,使学生获得个性发展与工作岗位需要相一致的职业能力,为学生的职业生涯发展奠定基础。因此,我们将教学内容和课程体系分成三大部分:职业基本素质课程、专业基础课程和专业拓展课程,其中,专业拓展课程是我们今后课程体系改革的重点。在专业拓展课程的设置上,结合我校为综合性院校的优势,我们鼓励学生选修以企业管理、市场调查与预测、市场营销、电子商务、物流概论和经济法等经济专业为主的其他学院的课程,或要求辅修取得这些与生物技术应用相关专业的第二学位,完善生物技术专业职业岗位的知识体系。 3.2.2实践教学改革 目前,无论是教师还是学生都明显存在着重理论、轻实践的教学倾向。为此,我校生物技术专业在加强实验室硬件建设的同时,从实验的内容、方法和管理改革入手,强化实验的考核、认知实习和顶岗实习,确保实践教学的质量。 首先,增加投入,改善实践条件。尤其近几年来,我们利用生物学作为学校申博的支撑学科优势,积极争取国家和学校资金,来改善生物技术实验室的设备。我校现有的生物技术专业实验室存设备齐全,基本能够满足与生物科学相关实践实验教学的需要。 其次,借助外部资源,实行资源共享。生物技术专业属于高投入专业,实验设备等各项投资大,尤其是代表上游生物技术发展的基因工程领域学科的实验仪器特别昂贵,在现有办学体制下,对于一个地方教学研究型高等院校,短期内通过筹资方式解决实验室经费不足问题是不可能实现的。因此,我们在仪器购置和实验课程的设置方面并没有简单照搬研究型院校的实验室建设模式,而是整合学校内部及外部资源,实现资源共享。例如,有些大型精密仪器使用就是借助医学院实验室;与生物技术相关工程设备借助机械学院,借助校企合作平台,采用“共建共管共用”的运行机制,不断开辟新的校外实训基地并长效运作,现在我们已经与南通百奥制药有限公司,南通伊士生物工程有限公司,海门联海生物和江苏赛奥等生物工程有限公司等多家知名企业签订了校企合作协议。 最后,合理调整实践教学计划。综合院校生物技术专业重点应突出理论应用技能培养,达到这一目的,应保证有一定时间参加社会实践和实习,并能在生产实践中得以应用。为此,我们建立了实践见习,科研导师,毕业实践教学体系。实践教学在大二就开始,通过前一年年在校学习基本理论知识及基本操作技能,适时到实践实习基地进行短期训练,大三时学生在前两年学校理论学习基础上,选择导师,参加导师的科研工作。在辅助导师的科研工作中提高学生操作技能,培养学生对生物技术专业的兴趣。大四的毕业实践,是我们实践教学的一个重要环节,老师提供研究课题,学生根据自己的兴趣选择毕业论文研究课题,通过老师和学生的双向选择,大大提高了毕业实践的效率。在长达半年多的实践中,学生切实提高了实际操作能力。这些实践练习,有效缩短了由学生转化为职业人的时间,使我校毕业生大多能较快进入状态,受到了用人单位的普遍欢迎。 4.展望 近年来,生物科学和生物技术获得了突飞猛进的发展,国际上很多重大成果的出现,都与生物技术密切相关。国内的生物技术产业也正处于一个快速发展的起飞阶段,要使科研成果以最快的速度转换为生产力,我国迫切需要大批既熟悉生物科技知识,又熟悉产业化诸多环节的复合型人才。虽然我国生命科学学科目前每年有四五万名毕业生,但是由于生物学科仍然采用传统意义的学科分科和专业分支,教育模式和知识结构并没有相应更新。“下游工程人才”培养的缺位,已成为制约生物技术产业发展的瓶颈,这就要求综合院校生物技术专业应重新审视和准确定位人才培养目标,与时俱进地进行教学改革,让在校学生能够向复合型人才靠拢,以便更好地适应生物技术及其产业对新类型、新能力人才的需要。 生物技术专业教学改革探讨:高职院校生物技术专业微生物学课程实验教学改革探析 摘要 总结了高职院校生物技术专业微生物学课程实验教学的改革措施,包括改革教学方法、实行理论课与实践课的一体化教学、加强实验教师队伍建设、构建新的实验教学考核评价体系等内容,以期为高职院校生物技术专业微生物学课程实验教学的改革提供参考。 关键词 高职院校;生物技术专业;微生物学;实验教学;改革 微生物学是高职院校生物技术专业的一门专业基础课,其教学目的是使学生了解微生物的相关知识,掌握微生物实验技能,使其能在相关企业从事产品检验、质量控制及技术管理等工作。传统的实验教学内容多为普通验证性实验,实验之间缺乏系统性及延续性。实验过程以教师为主,学生缺乏主动性和创造性,学生的基本技能得不到系统的训练和提高[1]。因此,笔者结合高职院校微生物学教学特点,总结了高职院校微生物学课程实验教学的改革措施,培养学生的综合能力,适应时展的需求,培养社会需要的高级技能型人才,这也是高等职业教育的出发点。 1 改革现有微生物学课程实验教学方法 1.1 充分利用多媒体教学手段 以前的多媒体手段多用于理论教学,随着各学校硬件及软件设备的不断提高,将多媒体手段用于实验教学,将起到意想不到的效果。借助动画、PPT课件、视频和显微投影等现代教学技术手段,将微观的、描述性的、抽象的内容,变得具体化、形象化。如,将人类肉眼无法直接可见的微生物世界通过图片、动画等形式展示给学生;利用教学视频,使学生能够轻松掌握接种、纯种分离等实验步骤,为后续实验打下基础。运用多媒体教学手段,使教师的实验教学更加形象生动、直观简洁,也激发了学生的学习兴趣和求知欲望,极大地提高了微生物学实验教学的质量和水平[2]。 1.2 学生全程参与实验准备工作 目前高职院校的实验准备工作一般都是由教师来完成的。为了培养学生独立思考和工作的能力,可以让学生全程参与实验仪器与耗材的准备、实验过程及实验结果的分析等。该种做法可以使学生从整体上把握实验思路,掌握实验操作步骤。同时,学生还可以通过实验的准备工作学习到实验试剂的配制方法等,能让其更加充分了解药剂的特性,还能让其在进行正式实验的过程中对实验操作得心应手。因此,应让学生充分参与到实验的各个步骤中去,对其能力的培养有非常重要的作用。但是在实际的实行过程中,会遇到学生对实验准备时间的安排问题。因此,应合理安排学生的课余时间[3]。 2 实行理论和实践课的一体化教学 2.1 更新实验内容,提高实验教学水平 目前,微生物实验教学中存在的一个比较突出的问题就是验证性实验比重太大,而设计性、综合性实验比重太小,这对学生创造性思维的培养非常不利。因此,应适当增加设计性、综合性实验,让学生通过自己掌握的知识,查阅文献,设计实验,有利于提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时还可以提高学生的实验操作能力[4]。此外,还可以利用科研课题的热点将其融入到课堂教学中去,扩大学生的知识面,使其了解最前沿的科研动向。如在学生动手操作之前,用一定的篇幅讲述国内外微生物研究现状及其在工农业生产中的应用,可以增强学生的学习热情。 2.2 有机结合实验课与课程实习 课程实习是通过学校与校外企业合作,让学生去校外企业实训生物技术。由教师带着学生进入企业参观并进行讲解,向企业技术人员请教专业知识,使学生对微生物课程的课本知识得到巩固,加强学生对企业文化的了解[5]。如到酒厂,了解微生物发酵的工艺和设备;到检测中心,了解微生物检验的原理和过程。这样不仅使学生学到更多课堂上学不到的知识,更提高了学生学习的兴趣,学生在做实验时也有更高的积极性。同时也能使学生更快地适应将来在企事业单位的工作。 2.3 实验教学与职业技能鉴定培训相结合 国家从 2000年7月1日起,实行职业资格证书制度,在全社会建立学历证书和职业资格证书并重的人才结构。为进一步贯彻国家职业资格证书制度,实现国家对食品检验人员持证上岗的要求。凡从事技术工种的人员必须经过劳动和社会保障部批准的考核鉴定机构,实施职业技能考核鉴定合格,并取得相应职业资格证书后方能上岗就业[6]。生物技术专业微生物学课程重在培养学生技能,学校应以国际、国家(或行业、企业)制定的食品标准和法规为依据,将培养技能与职业技能鉴定培训相结合,上微生物实验课的同时进行职业技能的培养和工种考证的培训。把学生培养成为专业技术应用型人才,满足企业要求,做到走出校门即能上岗。 3 加强实验教师队伍建设,提高教师自身专业素质 实验教师队伍的教育水平直接影响着实验教学效果[7]。目前部分高校仍“重理论轻实践”,实验技术人员评职称困难,工资待遇也相对较低,造成实验师资队伍学历层次和年龄结构不合理,相关教师的工作积极性也不高,直接影响到教学质量。因此,学校应加强并重视实验教师队伍的建设,以跟上社会发展的脚步。作为微生物专业的实验技术人员,也要不断学习新的专业知识,及时了解和掌握最新的科学技术,探索最佳的实验教学方法和手段,提高自身的科研素质。同时,应充分利用实验室的设备,发挥实验室在教学中的优势,培养出技能强、知识足、动手能力过硬、创新能力好的优质人才[8]。 4 构建新的实验教学考核评价体系 目前,微生物学课程实验教学传统的考核方法是课程结束后,对理论知识进行书面考试,实验课只是结合平时表现与实验报告完成情况给出总评成绩,不再进行综合考核。这势必造成学生重理论、轻实践,不重视实验的不良现象发生,少数学生高分低能,动手能力较差,这违背了高职院校人才培养目标的要求。针对微生物课程实验比例偏多的特点,完善的实验考核制度显得尤为重要,它既是实验教学与质量的反馈,又能直接地反馈实验教学中存在的问题;既能真实地反映出学生的实际水平,又能充分调动学生的学习兴趣。完善的实验教学考核体系应该包括平时成绩考核和期末考核,其中平时成绩考核应该包括到课情况、实验态度、实验原理和基本操作过程的掌握、实验数据处理和结果分析、实验报告完成等几个方面;期末考核可根据不同课程性质,选择采用口试、笔试、动手操作或模拟操作等多种考核形式。通过完善实验考核制度,使学生系统地掌握课程的基本知识内容和实验方法,真正将知识、能力、素质的培养贯彻到实验教学过程的每一个环节[9-12]。 生物技术专业教学改革探讨:医学院校生物工程专业生物技术概论教学改革体会 摘要:生物技术概论作为生物工程专业的必修课,其内容广泛、学习难度较大,为了提高教学质量,培养高素质应用型人才,在教学内容、教学方法、考核体系等方面谈在教学改革中的几点体会。 关键词:生物技术概论;教学改革;体会 一、引言 生物技术是生命科学的前沿和尖端学科[1],是20世纪70年代末80年代初发展起来的,以现代生物学研究成果为基础,以基因工程为优秀的新兴学科[2]。生物技术概论作为将基础知识和前沿科学相结合的综合性课程,近年来,除了生命科学专业将其设置为必修课外,一些本科院校非生命科学专业为了促进复合型人才的培养,也将其设置为公共选修课程。珠海校区在2002年开设生物工程专业,并将生物技术概论设置为必修课程。由于该门课程知识面广,涉及理、工、农、医等多个方面,学习难度相对较大,同时也为了在医学院校培养具有创新能力和科研实践能力的高素质生物技术人才,笔者在多年的教学实践和教学改革中,在教材选用和内容选择、教学手段改进等方面不断探索,有如下几点体会。 二、选择适合的教材,优化教学内容 生物技术发展迅速,因此其内容的更新和扩展也相对较快,同时,相关教材的种类繁多,为增加生物工程专业学生的知识面,培养高素质的应用型人才,教研室教师经过多次集体讨论,将宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论》作为授课教材,该书被列为“普通高等教育‘十一五’部级规划教材”,其内容全面而新颖,概念准确,语言深入浅出、通俗易懂,能反映生物技术各领域的最新研究进展[2],在此教材基础上,又以刘群红、李朝品主编的《现代生物技术概论》,(英)史密斯(Smith,J.E.)著、郑平等译的《生物技术概论(原书第四版)》等书作为教学参考书籍,丰富教学内容,课堂信息量得到大幅度增加。 生物技术作为一门新兴学科,在教材中除了介绍基因工程、酶工程、细胞工程、发酵工程的基本原理及基本方法外,还介绍了生物技术在各个领域中的应用,但本课程理论授课仅有28学时,因此在教学内容选择上,考虑到本专业学生的必修课蛋白质和酶工程、细胞工程和发酵工程这三门课程都有系统的专业课学习,为避免内容重复和学时浪费,将酶工程、细胞工程、发酵工程三章内容在该课程中不做讲解,基因工程虽然也有单独的专业课的学习,但考虑到基因工程技术是生物技术的优秀内容,是后面各章节的基础,因此将其保留。教学学时的合理分配,增强了学生对专业学习的兴趣,提高了教学效率。 三、采用灵活多样的教学方法 教学是一门艺术,而且是一门永无止境的艺术。教学方法即组织教学是取得良好教学效果的重要保障[3]。 1.以问题为导向,激发学生学习的积极性。生物技术概论是一门综合性很强的学科,内容广泛。学生在学习过程中感到难点多、知识杂乱,缺乏兴趣。以往教学模式中,教师是主体,在课堂教学中始终遵循“教师讲授,学生听,课后复习,考试”这样常规的教学思路,学生在学习的过程中始终处于被灌输知识的状态,学生想象力缺乏,对任何知识没有探究欲望,缺乏创新意识,对今后的科研和工作都会产生不利影响。因此,教师在课堂教学过程中,可以针对下次内容提前布置一些问题让学生思考,如在讲授生物技术培育抗除草剂、抗病虫作物时,可预留问题:这些具备抗病、抗虫作物有这么多优势,难道没有危害吗?在生物技术与食品包装内容时,课前先提出问题:目前食品包装方式都有哪些?生物技术在食品包装方面的应用和优势在哪里?这些问题的提出,激发了学生对知识探究的兴趣。为了解决这些问题,学生在课外时间利用相关专业书籍,网络查阅文献,浏览相关网页,不但学生自主学习能力得到提高,而且拓宽了学生对问题的深度和广度的认识。学生在下次课前可积极发言,阐述自己的观点和见解,这样一来,不仅丰富了课堂教学气氛,而且培养了学生的自主学习的能力。 2.多媒体辅助教学,提高学生学习兴趣。兴趣是最好的老师,也是学习的动力。在教学活动中,以多媒体技术作为现代教学手段,可以将文字、图形、声音、动画等多种资源整合优化[4]。由于其丰富多彩的画面的切换使学生置身于教学中,激发了学生的好奇心,使教学表现的内容更充实,更形象生动,更具吸引力[5]。如,讲到PCR技术时,因为在其他科目中已经有介绍,考虑到学生可能有所遗忘,可以直接播放动画,让学生清楚PCR的基本原理和过程。在此基础上再讲解PCR的一些衍生技术,一方面节省课时避免重复,另一方面加深对新内容的理解和掌握。如,在讲解转基因食品优势和安全性问题时,先问学生:在一些油桶说明书上明确写有“本产品为非转基因产品”等字样,为什么?针对提出的问题,教师不给予解释和评论,而是让学生观看利用网络资源搜索到的视频。这种方式比教师单独用枯燥的PPT介绍目前转基因食品种类和相应潜在危害要生动和有趣,同时更能启发学生对问题进行思考。通过这些形象生动的图画和视频内容,学生对这门课程产生了浓厚的兴趣,不但容易掌握和巩固新内容,也激发了学生的求知欲望,让学生感受到生物技术与日常生活、实际应用是息息相关的一门学科。 3.安排一定自学内容,让学生参与教学。生物技术概论内容涵盖面广泛,但教学时数有限;在有限的教学学时内,将所有内容都进行精讲、详讲是不可能的,因此,根据教学大纲要求,教师可安排一些内容让学生课后自学。如,讲解生物技术与农业一章,其中核移植技术、胚胎干细胞技术及其在养殖业中的应用就可以和生物技术安全性及其应对措施一章中动物克隆联系起来,布置一些问题让学生查阅资料,如:克隆技术好不好?从社会伦理角度谈对克隆人的认识。可以分成小组形式进行讨论,或者以正反两方的形式组织辩论,或者以小组形式选派代表阐述自己的观点等,通过这种教学方式,学生的独立思考、创新能力得到培养,并且充分发挥了其团队协作能力,提高了学生的自学能力,为今后的学习和工作奠定了基础。 四、完善考核方式 为避免期末考试一张考卷决定总分的弊端,实施综合考核方案,将平时成绩和期末成绩相结合。对于参与课堂讨论、辩论、回答问题等都作为平时成绩,同时根据平时章节安排,布置了一些论文、书面报告的形式作为作业,也将其归为平时成绩。这种考核方式的变革,使学习不再以单纯记忆型为主体,而是在增加学习兴趣的前提下加强学生自主学习、创新等能力的培养。 五、结语 多年的教学中,教师不断地探索、总结、实践,使学生对学习该门课程充满了兴趣,促进了学生潜能的充分发挥,调动了学生学习的积极性、主动性和创造性,为培养高素质的应用型生物技术人才打下了基础。 作者简介:周鹤峰(1980-),男,山东莱阳人,副教授,硕士研究生导师,硕士。 生物技术专业教学改革探讨:新时期生物技术专业教学改革思考 【摘 要】本文对新时期生物技术专业在培养目标确定、教学内容修订、创立学生自主性实验教学模式及提升学生的综合素质等方面的教学改革进行了初步探讨。 【关键词】生物技术;人才培养;教改 生物学是二十一世纪的主导学科,生物技术产业被认为是继信息技术产业之后世界经济中又一个新的主导产业。 随着生物技术产业的迅猛发展,近年来高等院校尤其综合性大学纷纷设置生物技术专业以适应经济和产业发展对生物技术人才的需求。但是,在专业设置及人才培养目标的定位上,思路不是非常清晰,在实际教学工作中理论课学时大于实践课程的学时。这些问题的存在制约了生物技术专业整体的建设与发展。近年来,随着生物技术产业的快速发展及高等教育的普及,高等教育的目标也随时代的发展发生了一定的变化。因此生物技术专业培养目标、培养方案的改革及相关课程进一步优化势在必行,以适应社会及产业发展对生物技术人才的需求。 1 培养目标的确定 生物技术专业作为我校2006年开设的新专业,专业建立时就确立人才培养要积极主动适应国民经济建设和社会发展需要的思想,尤其是与区域经济和产业的发展紧密结合,将人才培养的重点定位在应用型人才上,将生物技术专业与我校传统工科专业相互结合,互相促进,培养出理工结合、新时代需要的人才是我们人才培养的主要目标。 2 教学内容的修订 按课程教学改革的目标和遵循的基本原则进行,突出学生基本知识、基本能力、科学素养和创新能力的培养,适应新培养计划的要求。 1)优化课程体系,根据修订后的教学大纲,调整各课程的教学内容,避免课程内容上的重复教学,提高单位时间的教学效率。 2)在实验教学内容的选择上,适当减少定性的验证性实验内容,增加与专业培养方向相适应的综合实验和自选实验,引入学生自主性实验教学模式。在实验内容的顺序安排上由浅到深,相互渗透,循序渐进。使实验内容更加符合生物技术专业培养方向和学科发展方向,内容分布更趋合理。 3 创立学生自主性实验教学模式 培养学生的创新意识,培养学生的创新思维和创新能力,培养学生的实践能力,使实验教学活动真正建立在学生自主活动、主动探索的基础上。让学生经历全面的实验技能和科学研究的思想、方法的锻炼,切身感受实验的每个环节的重要性,全面培养和提高学生独立开展实验工作的能力。积极研究自主性实验在生物技术专业实验教学和人才培养中的作用和自主性实验教学模式中教师的作用。 4 提升学生的综合素质 适当减少必修课和指定选修课程的比重,增加任意选修课的比例。压缩课堂教学的时数,将更多时间交给学生进行自主学习。鼓励学生选择人文学、社会学、工课类课程,拓宽学生的知识面,提高学生的综合素养,对学有余力的学生鼓励其辅修其他专业,除可提高学生的文化修养外,还可有效拓宽学生的就业面。组织各种专题讲座、学术报告等学术活动,活跃学术气氛,增加除课堂外的其他知识汲取的途径。鼓励和引导学生参加各种社团活动、暑期社会实践和社会调查,提高学生的与人交往的能力,提高学生的社会适应能力,培养学生的参与及领导能力,达到提高学生情商的目的。 从社会的经济发展及生物技术产业的发展趋势来看,都需要高校培养大批量高素质生物技术人才。但由于生物技术专业开设时间较晚,产业发展又非常迅速,因此开展生物技术专业的教学研究很有必要。在探索和改革中,我们应敢于创新,敢为人先。使得生物技术的人才培养与社会的发展及产业的发展相适应。但改革中切忌步子太大,要做好调研,稳建操作。我们将继续对办学模式、培养目标、课程设置、教学内容等作进一步的探讨、研究和实践。为生物技术专业的发展和培养大批量高素质生物技术人才探索更多的办学经验。
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