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生物工程在农业上的应用范文1
关键词：微生物工程 现状 前景
一、微生物工程面临的挑战
1. 微生物工程与合成化学工业的竞争
微生物工程，合成化学工业与农业生物工程在过去几十年中各自经历了巨大变化，以前， 农业一直为微生物工程和化学工业提供原料，包括淀粉，蛋白质，油脂等.微生物工程完全依赖 于农业原料，生产乙醇，酒精，丙酮丁酸，氨基酸，有机酸等小分子化学品，以及复杂的次级代谢产 物（抗生素）.小分子发酵产物为化工制药提供原料，复杂代谢产物又为农业提供安全，无污染农 药.化学工业自 20 世纪 50 年代以来，采用石化原料合成多种合成纤维，塑料，人造橡胶，有机溶 剂等，特别是有机溶剂的化学合成极大威胁微生物工业的生产.如 20 世纪 50 年代以后，丙酮丁 酸发酵工业在石油化工发达的国家消失，我国丙酮丁酸发酵一直坚持到 90 年代，当时受国内 石化工业的压力和进口产品涌入的双重竞争，使丙酮丁酸和乙醇大规模发酵工业基本消失. 但是，时代在前进，科技在进步，生物技术也在发展.从国际上来看，当前的微生物工程已开 始对合成工业进行强烈竞争，由于育种技术，基因工程等多方面的运用，两项大产品柠檬酸和味精，估计年产量均已接近百万吨，单价也接近中等规模合成化学品；用作燃料的乙醇已达 13 亿吨，而合成不到 1 亿吨；另一例子是发酵乳酸，已完全替代合成乳酸.从工业用酶，如半合成青 霉素，头孢菌素和淀粉糖化产业的发展，可以看到微生物技术的实力.
2. 农业生物工程对微生物工程与合成化学工业的冲击
植物分子生物学的进展，促进农业生物技术突起，首先成功的是转基因作物，至今已有几十种转基因作物，如抗虫棉花，玉米，马铃薯，大豆，抗软化的番茄等，在许多国家大面积种植.除 了提高抗性外，还进一步提高产品质量（如含硫氨基酸，赖氨酸等）. 另外，多种微生物的酶可以在植物中表达，如植酸酶，菊粉合成酶，海藻糖合成酶，（PHB（V））， 其中植酸酶可作为饲料添加剂，植酸酶转基因油菜种子，不经分离，用作饲料添加剂，效果显著. 再者，转基因植物可生产多种抗体，包括霍乱毒素（CT-B，LT-B 亚基）抗体，病毒外壳蛋白抗体，表 面抗原抗体，狂犬病毒抗体，在马铃薯，烟草，菠菜中表达成为口服疫苗.在转基因植物中生产这些分子药物具有成本低于传统微生物发酵技术等的特点，所以，分子农业（molecular farming） 对微生物技术有冲击.
二、微生物工程的发展方向
目前，微生物工程技术已深入到生产的各个行业，如工业、农业、矿业、化工、医药、食品、能源和环境保护等.微生物工程技术已作为一种新兴的工业体系发展起来，在各个行业的 知识和技术创新中起着越来越重要的作用.
1、 医药工业 新技术主要应用于三个方面：工艺改进、新药研制和菌种改造.工艺改进主要依赖于计算机理论及技术的发展.新药研制则得益于医学研究中对疾病机理的深人了解.菌种改造主要利用基因工程原理及技术.正是由于采用其它学科的理论和新技术成果，使得微生物工程成为一种高新技术.这反应出当今各学科之间相互渗透、相互支持，促进科学技术加速发展的趋势.
2、食品工业 随着全世界人口总数的不断增加，可耕地面积日益减少，粮食及其它食品的需求问题日益严峻.而微生物工程正是为人类提供食品、改善营养的重要途径之一微生物蛋白微生物发酵 生产的蛋白质，有的可直接供人食用，有的可做家畜、家禽饲料，增加市场的肉食供应.科学家们设计了分泌蛋白质的微生物，由“工程菌”（大肠杆菌和酵母菌）发酵生产高营养强化蛋氨酸的 大豆球肮和鸡卵清蛋白，不再受动植物来源限制和季节气候的影响，单靠微生物就能高效快速 地生产出动植物的纯蛋白氨基酸氨基酸生产过去都采用动植物蛋白提取和化学合成法生产，而采用基因工程和细胞融合技术生成的“工程菌 ”进行发酵，其生产成下降、污染减少，产量可成倍增加.饮料酒类 我国一直沿用混合菌株传统酿造发酵技术（霉菌、酵母菌、细菌多菌株自然接 种混合发酵），产品具有特殊香型风味一酒香、酱香、醋香.近年来已分离出己酸菌和甲烷菌， 并发现它们在酿酒香型风味中的作用.利用现酵工程技术改革旧工艺，也已取得明显效果，例如在传统酿酒工艺过程中，构建由己酸菌和甲烷菌组成的“人工老窖” ，大大提高了产品的产量和成品味感；啤酒生产中在生物反应器中把酵母吸附于不动载体上，缓缓流人麦芽汁， 啤酒的发酵时间缩短到 1 天，甚至 9 0 分钟，而生物反应器中的酵母菌连续发酵 3 个月活力不降低，为制造“生物啤酒” ，开创了新途径. 其他食品添加剂微生物发酵生产 的柠檬酸、乳酸、苹果酸等多种有机酸，是饮料中不可缺少的酸味剂.另外，发酵工程生产的天然色素、天然新型香味剂，正在逐步取代人工合成的色素和香精，这也是现今食品添加剂研究的一个方向。
3、能源工业 能源紧张，是当今世界各国都面临的一大难题，石油危机之后，人们更加认识到地球上的石油、煤碳、天然气等石化燃料终将枯竭，而利用微生物工程则能开发再生性能源和新能源. 1.绿色能源的再生人类对太阳能的利用是微乎其微的 地球上贮存太阳能的只有绿色植物和光合微生物， 但它们贮存的能量也只是照射到地球上的太阳能量的 0 . 0 5 % .如能将这些能量利用，能源紧张问题也就大大缓解了.通过微生物发酵的技术，可将绿色植物秸杆、木屑、工农业生产中的纤维素、半纤维素、木质素等废弃物转化为液体和气体燃料 （酒精和沼气 ） 2. 采油微生物运用向油层注人细菌或其产物（生物聚合物、表 面活性 剂等 ），可以增大油层压力，降低原油粘度，将残留在岩石空隙间的深层粘滞性原油从“枯竭”的油田中采出，提高 产量的 2 0 % 一 3 0 % .现各国均在大规模现场试验，已取得满意结果. 3 微生物电池 利用微生物的代谢产物（氢气、甲酸或氨等 ）作为电极活性物质，通过阳极、 阴极电子流动从而获取电能的装置，叫做微生物电池.其中日本科学家设计的生化燃料电池最为理想.他们把氢气产生菌（丁基梭菌 ）固定在阳极，阴极为炭极（由蚁酸氧化空气中的氧）， 这样就构成了氢一氧（空气）型微生物电池。
生物工程在农业上的应用范文2
关键词：生物工程；成本问题控制
我国生物工程是应用生物体(包括微生物、动物细胞、 物细胞)或其组成部分(细胞器和酶)，在最适条件下，生产有价值产物的生物技术。生物工程通常有几列几个分支：发酵工程(微生物工程)；细胞工程；酶工程；基冈工程；蛋白质工程。生物工程主要运用于农业生产和医药工业生产两方面。在农业生产运用方面．主要应几于植物基因重组抗病毒、虫害问题、清除杂质，还可以用于提高水果保鲜度等方面，术朱将会对农业生产带来不可估量的作用 在医药工业方面的运川， 娶应用基因工程生产药品、抗病毒干扰素等，解决人们的病痛，提高生活质量。可见生物工程行业与人们的生活水平和身体健康有着密切的联系。政府应该鼓励生物工程企业的发腱，解决目前存在的许多疑难问题。
生物工程行业是一个新兴高科技行业，目前规模还小夫，随着加入WTO后中国经济融人世界经济的进程的深人，随着生物工程行业的不断发展，竞争会越来越激烈，为了能够在竞争中生存并不断发展，有效的成本控制是必须的。根据生物工程企业经营活动的侧雨点不同，生物工程企业主要有研发型、生产型、销售型一类企业。本义主要针对研发型生物工程企业的成本控制进行探讨：在研发过程中耍缩短研发周期，控制研拉费用，以最低的成本实现既定目标， 是企业取胜的 键。
一、生物工程行业成本的特点
生物工程行业是一个高新技术产业，在我国．生物工程企业数母多。但规模较小，而且对人力资源的依赖性较高，造成其成本具卉一些于其它企业不同的特点，主要表现在以下几个方面。
1、人力资源成本在成本中的比重较大研发型生物I 程企业主
要是以科技人员为主体。从事新技术的开发，而新技术开发从设计、试制到投产的各个阶段费用中，人力资源成本均占较大比露 有关统计数据显示，人力资源成本大约要占60％左右。人力资源成本将是研发型生物工程行业进行成本控制重点关注的对象。
2、研发费用是一项重要的支出 对于研发型生物r程 业，研发
费用犬约占企业总费用的50％以上。而且研发型企业的核心竞争力就在于不断创新技术，企业需要不断投入大量的研发费用用以研究新技术，开发新产品，以保持技术优势，在市场竞争中能够占有一席之地。另外，我国许多生物工程企业目前还没有自己的核心技术，只是处于拷贝阶段。因此。从行业发展角度来看，我国生物工程行业要能在世界上站稳脚跟，必须大力搞研发，开发自己的核心产品。未来我国生物工程行业必将大幅度增加研发投资，研发费用会随之卜升。
3、行姐风险大。面临着巨大的破产成本生物工程行业风险大，主要有技术风险、融资风险和市场风险。技术风险是指产品研发失败的风险 融资风险是指企业不能及时融到所需资金导致企业陷于瘫痪的风险，目前我国许多生物工程企业规模小，内部融资能力差，巨额的研发费用主要依靠借款支撑，一旦借款不能及时筹集，则整个企业就可能陷入瘫痪甚至破产，这也是我国生物工程行业面临的最大问题。市场风险是指研发成功的技术或产品市场推广失败的风险，这既可能是因为先期市场调查不够。研发的技术不适合市场需要，也可能是困为缺少相关营销人才。
二、生物工程行业成本控制过程中应注意的问题
成本控制有狭义和广义之分。狭义的成本控制足指在企业生产：经营过程中，对影响成本的因素加强管理，及时发现与预定的目标成奉之间的差异，采取一定的措施，尽可能以较少的耗费，保证完成预定的目标。广义的成本控制是针对企业发生的各项成本加以控制，以确保企业发展战略的实现，本文采用广义L的成本控制概念。考虑到生物工程行业成本的特殊性，我们在进行成本控制时除_r注意一些常识性内容之外。还应格外关注以下几点：
1、 根据企业发展战略，确定成本控制目标 企业成本控制目标的确定，要根据企业发展战略束制定。研发型牛物工程企业主要的发展战略就是以新技术取胜。然而企业发展战略的实现是以企业有实力完成为前提的，如果企业都不复存在了，还谈何发展战略，这就要求企业制定适合自身实力的发展战略。例如。仓业没有实力进行开发新产品，就不能制定新产品优势战略，要转向产品生产或产品销售．待企、 经过一段时间的发展，积累起一定的资金、管理和技术实力后，再考虑转为产品研发。研发型生物上程企业要制定合理的成本控制目标以确保研发成功，其他类型的企业，也要制定相应的成奉拄制日标
2、成本效益原则 在生物工程行业实施成夺控制并不是一味地缩减成本，因为实施成本控制的同时也在发生成本，只有当成本拄制实施的收益大于 成本时，这样的成本控制系统才是合理的，这就是成本控制的成本效益原则。对于生物上程行业中的研发企业来说，能因实施成本控制而缩手缩脚，使奉来能够研究出的产品变为不可能，这样就得不偿失，捡了芝麻丢了西瓜。再比如专门搞销售的企业。其售后服务在企业经营中起着 戈键作用，因而不能为了降低成本而降低服务质量，导致客户流失，市场份额减少。所以说，在生物工程行业蛮施成本控制应遵循适度原则，进行合理化成本控制。
生物工程在农业上的应用范文3
[关键词] 创新型人才 人才培养方案 平台 模块 课程群
现代生物工程技术是当今世界科学发展中极为重要、极为活跃的科学领域,尤其是基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程进展迅速,连同近年来该领域又逐步发展形成的蛋白质工程、生化工程技术等,已在社会经济建设的各个领域发挥着重要作用,与人类的生产、生活密不可分。
郑州大学在原有“生物技术”本科专业开设及建设的基础上,于2007年起设立“生物工程”本科专业。该专业的设立不但将对河南省生物工程与技术产业的发展起着重要的推动作用,而且对学校的学科建设也非常重要,直接影响到郑州大学工程学科的综合实力。2008年郑州大学将“生物工程”专业列为全校“教学内容与课程体系改革与建设”试点专业,要求在原有人才培养方案的基础上,对“生物工程”专业培养方案进行修订完善,并将相关教学内容和知识体系进一步进行整合,制定出新的培养方案。生物工程专业旧的人才培养方案是在专业开办申请时参考教育部生物科学与生物工程教学指导委员会拟定的“生物工程专业规范”的基础上制定的,为此我们根据学校课程体系改革的精神及要求,结合学科发展特点、国内外生物工程技术发展现状、趋势,以及郑州大学生物与工程技术学科的实际,对该专业的课程体系框架及教学内容进行整合建设,以期满足生物工程学科创新型人才培养的要求。
一、认真组织调研,学习国内相关高校开展课程体系改革与建设经验
在明确课程体系改革与建设的目标和任务的基础上,我们对国内教育部直属重点大学及部分地方特色高校开展课程体系改革的经验与做法进行了认真地调研和分析,重点围绕生物工程学科发展和技术进步对专业教育带来的影响、生物工程专业课程体系的优化与教学内容的整合重建、实践教学体系构建与教学模式探索、生物工程与技术学科教学方法改革等进行深入的研究和分析总结。通过调研,负责“课程体系改革与建设”的老师及教学委员成员深受启发,对充分学习和借鉴各高校课程体系改革与建设过程中所取得的各项成果、经验,以及进一步明确专业办学方向、理请办学思路,明确生物工程专业模块设置方向等具有积极意义。
二、瞄准学科前沿及国家生物产业发展政策,明确专业发展方向
随着生物工程与技术学科的迅速发展,其在国民经济建设中越来越发挥着重要作用。生物工程技术广泛应用于医药、农业、能源、环境等行业,发展日新月异。2007年2月28日,国务院召开“十一五”期间高技术产业和生物产业发展问题研究会议,强调“十一五”期间,要把加快发展生物产业放在突出重要的战略位置。加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业,加强生物资源的保护和开发利用,强化生物安全管理体系建设。形成一批具有自主知识产权的生物技术产品,培育一批大型生物企业和生物产业基地,使生物产业真正发展成为增长速度快、质量效益好、带动效益强的战略性新兴产业。
三、整合教学内容及知识点,确定新的人才培养方案体系框架
基于生物工程专业人才培养目标在于,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。在充分借鉴国内其他高校经验与做法的同时,我们对原有课程的教学内容、知识体系进行了认真整合。
1.原有教学内容及知识体系存在的问题
问题主要反映在实践实习教学环节及课程体系结构两个方面。前者有:(1)实践教学环节形式单一。主要是分散的课程实验,缺乏集中安排的课程及专业综合实验、专业课程设计及各种实习、实训等;(2)实习、实训等实践教学基地数量严重不足,急需加强建设以满足实践实习教学;(3)实验教学综合性、创新性实验项目比例偏少,需要进一步增加。(4)没有完全建立独立于理论教学的实践教学体系。实践、实习环节需要进一步加强。尤其是与生物技术专业相比,生物工程专业办学需要进一步与企业密切联合。
在课程体系结构方面,传统的人才培养方案包含有必修课(含公共、学科基础及专业必修课)、限选课(学科基础及专业限选课)和选修课,总学时和学分分别达到3410学时和182分。必修课过多(尤其是大平台课),选修课较少。必修课学分比例甚至达到60%以上,挤占了学生对专业及其它课程的自主选修学分。同时,大量的课堂教学也同样挤占了学生对其它课程自主选修,不利于学生自主学习积极性的调动和发挥,不利于创新型人才的培养。
2.采取有效措施,推进知识点整合
在教学计划制定过程中,我们考虑了学校有关文件精神要求、其它高校改革的成功经验和做法以及学科本身特点。具体措施有:(1)知识体系重叠部分前移讲授。根据学科特点,召开课程体系论证专家会议,充分征求教师和专家意见进行调整。(2)公共基础平台课进行尝试性改革。压缩部分课程学时、学分等;(3)对生物学基础课程进行整合。根据专业特点,将植物生物学、动物生物学整合为普通生物学开设,增加专业选修课比例,学科群课程增加前沿性、应用性课程比例,多学科知识点重新梳理、衔接,强化实验实习环节,以及将课堂教学与大学生创新实验项目结合等。(4)明确各门课程在培养计划中的地位与边界,界定各门课程的讲授范围,避免课程之间的重复和脱节,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的衔接、推进、渗透及有机联系,克服课程之间的松散性,压缩、删减课程重复和内容陈旧的部分,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容。通过课程教学内容的科学设计与合理编排,培养专业范围宽、基础知识厚、综合素质高、工作能力强的复合型人才。
3.教学内容知识点及人才培养方案体系框架的确定
参照教育部专业规范重新梳理知识体系及知识点,明确生物工程专业共有的100多个知识单元。这些知识单元分属于不同的专业知识领域,同时开设理论课并配备相应的实践教学内容以加强学生创新、动手能力培养。这些知识领域包括基础生物学、生物化学、微生物学、工程制图、发酵工程、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程与分子生物学、生物分离工程、生物工程设备、生物反应工程、发酵工厂设计概论等。
四、按照培养目标和学科发展特点,制定新的人才培养方案
生物工程学科发展迅速,其中生物制药、发酵工程领域在整个生物技术产业中产值及行业规模较大,从就业和学科前景来看,我们计划设置上述两个专业模块,即生物制药模块(服务于制药领域)和发酵工程模块(技术服务于多农业、能源、环保、制造等多个领域)。在此基础上,结合学校新的培养方案设置要求,我们按照“平台+模块+课程群”的体系制定出了新的人才培养方案。
(一)专业培养目标
生物工程专业培养目标定位于,培养掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药或发酵工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物制药或发酵工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。
(二)专业培养基本要求
专业培养要求本专业学生主要学习微生物学、生物化学、生化工程原理、生物工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有宽泛的文化知识、较高的文化素养,不仅具备从事本专业领域业务工作的基本能力和素质,而且有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识;掌握现代生物学、生化工程原理、生物制药或发酵工程领域核心课程的基本理论、基本知识和基本技能;具备在生物制药或发酵工程领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物工程技术及产业发展有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程技术的理论前沿和发展动态;掌握生物工程技术领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
(三)专业模块方向设置及主要课程
1.生物制药模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、免疫学与抗体工程、生物反应工程原理、生物技术制药、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、药学概论、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、实验动物学、工程制图。
2.发酵工程模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、环境微生物学、生物反应工程原理、微生物生理学、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、仪器分析、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、微生物学综合实验、工程制图。
“生物工程”专业新的人才培养方案除包括上述模块设立外,特别注重减少课堂教学总学时数,通过精选教学内容、改进教学方法等推动创新型教学及人才培养。规定本专业须修满指导性教学计划中规定课程学分173学分,其中平台课95学分(比例54.5%),模块课5分(34.0%),课程群1分(比例11.0%)。使得课程体系结构更为合理,更加有利于将学生从填鸭式的课堂教育中解放出来,对培养具有自主学习能力和创新精神的生物工程类人才具有积极意义。
参考文献:
[1]卢碧林,张敏,毛治超,等.生物工程专业课程体系建设与实践研究[J].高教论坛,2006(4):59-61.
[2]韩雅莉.生物技术专业教学内容和课程体系改革研究与实践[J].高等理科教育,2003(S2):90-93.
[3]易自力,周朴华,曾宝成,等.生物技术本科专业教学内容和课程体系改革的探索[J].中国农业教育,1999(7):46-47.
[4]李庆杨,李明宇.高等学校课程体系改革与创新人才的培养[J].沈阳教育学院学报,2008,10(1)37-38,46.
[5]龙健,乙引.生物技术专业课程体系教学创新探索[J].中国生物工程杂志,2005,(S):221-223.
生物工程在农业上的应用范文4
1、加强农业基础建设
在全镇范围内，对土地的综合利用做全面的规划，总投资110万元，加强新农村基础建设。共植树1.3万株，修整打圪坝500多hm2，打深井12眼，新增容KVA变压器3台，架设高压线5.5 km,低压线4.5 km,很好的改善了农村的生态环境，为农业大丰收打下了坚实的基础，极大的改善了生产生活条件。
为了鼓励农民大力发展新型大棚，哈林格尔镇政府下发文件，出台了多项优惠政策。在区政府对每667 m2土地补贴1 000元的基础上，镇政府再补贴500元，对连片高标准温室改造每667m2补贴5 000元。
另外，镇政府还利用各种形式组织农民，参观考察学习先进的种植技术，采取“走出去，请进来”的办法去各地学习，把农业专家请到当地来给农民现场指导、传授技术。共投资290万元，建设哈林格尔蔬菜批发交易市场，新建1 700m2大棚作为交易场所,280m2配菜中心主体已经竣工。旺季时日交易在1000t以上，产品销往天津、湖北、湖南、广东等地。
2、打连品牌战略
培育绿色蔬菜基地，树立哈林格尔品牌战略，大力发展无公害蔬菜。引导农民科学合理的施放各种农家肥料，积极推广应用有机肥技术种植各种优良的品种。把全镇的无公害绿色蔬菜，推广到133 hm2以上。蔬菜交易要在市场内进行，严格按照标准进行检测，树立良好的社会信誉，使“哈林格尔”牌蔬菜知名度得到提升，把品牌效应做大做强。
海大生物海藻肥被评为“中国著名品牌”、“中国政府首选采购产品 张 澍
2008年3月30日，在全国政协礼堂召开的第四届中国市场品牌战略论坛高峰会上，中国海洋大学生物工程开发有限公司生产的“海状元”、“澳洛珈”系列海藻肥喜获“中国著名品牌”、“中国政府首选采购产品”两项殊荣。中国海洋大学生物工程开发有限公司总经理单俊伟应邀参会。
中国海洋大学生物工程开发有限公司由中国海洋大学、青岛日报报业集团、青岛国家大学科技园、将军集团、澳柯玛集团、天津东海投资集团共同出资组建的新兴高新技术企业，主要从事海洋生物工程领域的产品开发、生产、销售、技术成果孵化及转让，是亚洲最大的专业海藻肥生产基地。依托于中国海洋大学雄厚的科研实力，现拥有6项专利技术，6大系列，100多个农化产品。其主要产品“海状元”、“澳洛珈”系列海藻肥已通过ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、IMO欧盟有机认证，产品远销日本、马来西亚、印度、意大利、德国、荷兰、加拿大等亚欧美国家和地区。
生物工程在农业上的应用范文5
关键词：地方本科院校；生物工程专业；实践教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）28-0139-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》明确指出：高等教育要“坚持能力为重”，着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。专业实践教学作为高等院校本科教学的重要组成部分，有利于培养学生的实践动手、分析和解决实际问题的能力[1]，为高校培养具有实践能力和创新能力的应用型高级专门人才提供保障。
湖北工程学院是一所地方综合性本科院校，为满足地方经济建设和社会、行业发展的需求，2004年，在生物科学、生物技术专业的基础上成功申办了生物工程本科专业，同年开始招生。按照教育部关于普通高等院校专业办学的要求，结合学校办学实际，制定了专业人才培养目标：培养具备生物学与工程学方面的基本知识以及自然科学和人文科学的基础知识，适应地方经济建设和社会发展需要，能够在生物技术与工程等相关领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理、新技术研究和新产品开发等方面的工作，具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才。要实现这一人才培养目标，必须重视和强化实践教学环节。
一、修订人才培养方案，凸显实践教学环节
专业实践教学内容的针对性和完整性与学生实践能力、创新能力的培养相关，也直接决定着学生走向社会后的竞争力和发展潜力。为保证和提高教学质量，规范生物工程专业本科教学实践环节，根据学校有关规定，在2004版、2008版人才培养方案和市场调研的基础上，综合历届学生与用人单位的意见，2013年对人才培养方案进行了重新修订。
人才培养方案中实践教学体系由课程实验、集中综合实践（由专业认知实习、课程实习、专业实习、毕业实习和毕业论文“设计”环节构成）、科研训练、军事训练以及社会实践和创新活动等环节组成（见表1）。
由表1可知，在总学时学分不变的前提下，2013版人才培养方案（简称2013版，以下同）进一步优化了生物工程专业实践教学内容体系，凸显了实践教学环节的重要性。2013版实践教学环节的总学时由2004版的491学时、2008版的614学时增加到688学时，总实践周数由2004版的34周、2008版的42周增加到52周，各实践教学环节累计学分由最初的39分增加到48分，且占总学分的比例由2004版的24.4%增加到2013版的30%。在2013版中，科研技能训练由2004、2008版的5周调整为8周，明确规定其不占教学周数，分散在理论课集中教学时间内完成，将部分实践教学环节安排在暑期进行，与学生的社会实践活动相结合，进一步强化学生专业技能、创新精神和实践能力的训练，体现了“重应用、强能力”的教育理念。
二、精心设计实验项目，强化学生的实践动手能力
实验教学是课堂教学的延续，是对学生进行基本技能训练的主要环节，其基本任务是加深和巩固理论知识，在学生掌握相关理论知识的基础上，有目的地精心设计实验项目。
1.保留经典实验项目，淡化课程界限，整合相关实验教学内容，夯实基础实验技能。经典实验项目有利于学生学习基本实验技能，有些经典项目大多会设置在不同的实验课程中，如“分光光度计的使用”这一经典实验项目在“生物化学”、“发酵产品分析”等实验课程中都会设置，为避免资源浪费，按照课程的先后，将其整合到生物化学实验中，通过强化练习，学生的这一基本实验技能得到了巩固，为后续实验内容的选择拓展了空间。
2.将科研成果融入到教学中。如将“珍珠花”的DNA提取、“孝感民间传统米酒菌株的分离、鉴定与筛选、培养”等课题研究成果应用于生物化学、微生物学等课程的实验教学中，不仅使学生掌握了基本实验技术，而且对教师的科学研究领域也有了一定的了解，激发了学生的科研兴趣和创新意识，有利于强化学生的实践动手能力和创新素养。
3.结合地方生物工程产业发展动态，精心挑选典型的生物制品案例，设计具有地方特色的专业综合大实验。如本专业开设的综合型实验《黑曲霉高产淀粉酶菌株的选育、发酵及产品的提取纯化实验》就是结合本地生物工程产业状况开设的，实验包括菌种选育、培养基的设计、发酵条件的优化到发酵产品的提取与纯化[2]等一系列连贯的内容，实验设计既涵盖了生物工程产品的上游、中游、下游的相关技术，又体现了生物工程专业核心课程如生物化学、微生物、生物工艺学以及生物分离工程中的主要内容。综合大实验是对学生专业操作技能的全面训练，加深了专业理论与实践的联系，有助于培养学生综合性、系统性地应用所学知识和技能解决实际问题的能力[1]。
三、构建多样化实践教学平台，提升学生科研创新与实践动手能力
为提升学生科研创新与实践动手能力，构建实训实习、科研训练等多样化的实践教学平台，动员和鼓励学生进行科研训练或结合各类实习实践活动使学生直观了解生物工程相关行业发展趋势及存在的问题，积极主动解决生产实践中遇到的实际问题，培养学生严谨的科学态度，提升其分析问题、解决问题以及独立进行科学实验研究的能力。
1.完善实验教学条件，为学生实践动手能力的培养提供保障。争取学校和社会资金的注入，加大实验教学经费的投入，注重仪器设备的增补和更新，先后购置了小型啤酒、果汁饮料等小型生产线，动态浓缩提取机组、喷雾干燥塔等与生物工程产业相关的大型仪器设备，建成湖北省实验教学示范中心，学生在中心就可以接受工程化的训练，切实将理论与产业实际相结合，激发学生的学习兴趣，培养了学生的实践动手能力，提升了学生的就业能力。
2.加强学科平台建设，引导学生科研训练，提升学生科研创新能力。结合学校办学实际，主动探索服务地方经济的途径，先后建成了农业资源与环境湖北省重点学科、生物质资源转化利用湖北省协同创新中心、特色果蔬质量安全控制湖北省重点实验室、生物质资源化学与环境生物技术湖北省重点实验室、鄂北特种植物珍珠花的基础研究及其产业化开发等省级创新团队、国家植物功能成分利用工程技术研究中心以及麻糖米酒工程技术研究中心等一系列学科平台，充分挖掘上述平台在生物工程专业人才培养中的作用，引导学生参与科学研究，培养学生创新精神，提升学生创新能力。
3.按照“互利互惠、合作共赢”的原则，试行校―地合作，建立校外实践教学基地，强化各类实践教学环节，提高学生的综合应用能力。目前与孝感市农业局、食品药品监督管理局等多家事业单位建立农产品、食品药品分析与安全检测中心，结合专业认知实习、课程实习，从样品的抽取到成分的分析与检测，学生都可全程参与。与英博金龙泉啤酒（孝感）有限公司等多家企业建立教学实习基地，结合专业实习、毕业实习，一部分学生可以进入实习基地的不同岗位进行顶岗轮训，也有一部分学生参与到企业的科技攻关项目中协同解决生产实践中出现的一些实际问题。这样既为实习单位减缓了人手不足的矛盾并创造了效益，也切实提升了学生的综合应用能力。
四、建立多元化实验考核评价方式，全面提高学生的综合素质
考核评价方式的完善既对学生的专业实践能力的培养起导向作用，也可对教学改革起促进作用[3]。实验考核根据实验课程的特点采用仪器操作、实验设计、现场提问或卷面考试等多元化的方式进行。成绩评定由平时成绩与考核成绩两部分构成，平时成绩的评定以实验态度、操作、能力、结果及报告是否准确、规范为主要依据；考核成绩的评定以学生的知识掌握、实验技能的熟练程度、综合设计能力、创新实践能力以及文字语言表述能力等方面为主要依据。通过实验考核，科学、准确、全面地评价学生成绩，引导学生知识、能力和素质的协调发展。
五、结语
实践教学是培养学生实践动手、创新能力的有效环节。地方本科院校生物工程专业建设要“立足地方”，实践教学应结合地方经济建设和社会发展实际，这样才能培养出具有实践创新能力、满足地方生物工程及相关产业发展所需要的应用型高级专门人才。
参考文献：
[1]靳挺，武玉学，张丽靖.生物工程专业实验教学改革的思考[J].实验科学与技术，2011，9（6）：70-71.
生物工程在农业上的应用范文6
生物工程 实验课程 教学改革
生物工程专业是继生命科学专业和生物技术专业之后出现的生命科学领域的第三大专业，是以生命科学为基础，综合基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程和生化工程等技术手段在内的学科。生物工程是一门实验性和应用性很强的专业，生物工程领域作为生命科学的下游学科，也是比较容易进行产业开发的专业领域，这就对学生的认知能力、实验技能、应用能力和创新意识提出了比较高的要求。近年来，我国对生物工程领域的关注度日益增强，政策性导向也在向生物工程学科倾斜，为生物工程专业的发展创造了机遇。为适应和促进生物工程学科的进一步发展，需要大量高素质的人才，而人才培养中很重要的一个组成部分就是基础的实验课程训练。我们针对生物工程专业的特点，在实验课教学过程中尝试进行改革，初步摸索出一套比较适应现代生物工程学科发展的实验教学方法。
一、改变传统教学观念，提高实验课程关注度
传统教学观念认为，实验课程只是理论课程教学的辅助，处于从属的位置，因而对实验课教学关注度要小于理论教学。但就生物工程专业最近的发展和学生就业情况来看，仅仅具备扎实的理论知识是完全不够的，这和生物工程专业应用性强和产业化开发需求较多的特征不相符合。为适应生物工程领域发展对人才的需要，必须培养基础理论扎实，又同时具备相应的应用能力的综合素质人才。因此，实验教学改革首先要做的是转变传统的“实验课程教学辅助理论课程教学”观念，确立实验课程相对独立的地位，提高实验任课教师对教学的关注度，使教师能够全身心投入到实验课教学中，提高教学效率和教学效果；同时也提高学生对实验课程的关注度，使学生能够通过实验对理论知识进一步理解掌握，也能将所学理论知识更加灵活有效地运用到实验学习过程中。
二、设置合理科学的实验教学内容
生物学科发展迅速，新的技术和新的方法出现和应用很快。因此，实验课程的内容要紧跟学科发展前沿，结合经典实验技术和方法，设置适应学科发展和社会需要的相关实验教学内容。同时，生物工程专业具有应用性和前沿性的特点，这就决定生物工程专业实验课程内容设置的目的是培养具备实践能力和创新能力的人才。因此，在实验内容设置的时候就要考虑实验的实用性和灵活性。
我们实验设置把握的总体思路是以经典技术方法锻炼基础实验操作能力，以探索型实验锻炼学生发现问题及初步解决问题的能力，以综合性连续实验检验学生对实验的整体把握能力。教学内容设置的连续性可以对学生进行循序渐进的实验能力培养，避免出现实验设置顺序混乱对学生思维及能力培养造成不必要的误区。
三、改进教学方式，提高教学效率
与理论课程不同的是，实验课程更多的是考察学生独立发现问题、独立思考解决方法、独立操作验证的能力，整体来讲，学生的相对独立性要高于理论课程。因此，我们在进行实验课教学时，对教学方式进行了一些改进。
首先，实验的理论知识准备要充分。实验课在准备阶段，我们就要和理论课的进度结合起来，避免出现实验课提前于理论课的情况发生，同时也要尽量避免理论课结束很久之后再进行相关的实验课教学，尽量做到理论课和实验课同步进行，这样可以避免在进行实验课教学时进行长篇累牍的理论知识讲解，影响实验课教学时间和效果；同时，学生在实验课前准备相关理论知识的时候，也可以做到趁热打铁、有的放矢。
其次，实验教学的讲解要简明扼要。以往的实验课程教学，从实验原理到实验器材，从操作注意事项到实验结果处理，甚至实验分析和结果讨论，教师都要进行详细的讲解，这样的教学容易造成教师工作压力增加，而学生对教师的依赖心理过重，甚至觉得实验课就是走过场，对教学效果产生很大的不利影响。我们在教学过程中，针对不同的实验内容，制定相应的教学讲解时间，一般情况不超过25分钟，理论课讲述过的内容，进行简单的提问了解学生掌握情况，把讲解重点放在影响实验成败的细节的指导上，并加一些与实验相关的理论发展过程的讲解，以利于学生对实验的理解掌握。同时，简明扼要的讲解也要求学生在实验课进行前进行大量的相关理论准备工作，把“被动接收”变为“主动获取”，藉此培养学生独立思考的自主性，调动学生积极参与实验教学的主动性。
第三，实验课程进行过程中操作部分要放手。在实验操作过程中，突出学生的主体地位，放手让学生去进行实验的各个步骤，教师的作用是监督实验过程、保证实验安全、保障实验顺利完成。我们在讲解过程中仅演示实验操作的关键细节，其余的实验操作在不影响实验准确性的情况下，让学生根据自己的个人习惯进行操作。在实验整个过程中，教师会全程关注学生的操作，发现操作方面的错误及时进行纠正和辅导。而对实验过程中出现的问题，仅做必要的引导，启发学生依靠自己掌握的理论知识和实验技能进行分析和解决，培养学生独立思考问题和解决问题的能力。
第四，处理数据要缜密，确定结论要慎重。实验结果和结论是对整个实验的总结，是最终要得到的最重要的内容。因此，我们要求学生在处理实验数据时一定要缜密，严格按照相关的实验处理方法进行，得到正确的实验结果；在依照实验结果下结论时考虑周全，不能扩大或者出现不符合实验结果的结论，最终慎重下定结论。以此培养学生科学的思维方式，具备良好的分析能力和总结能力。
第五，最终提交的实验报告能做到实验的可重复性。我们评价学生提交的实验报告是否合格的最重要标准是能否依靠该实验报告重复出该实验，这是对学生表达能力的一种培养。我们在教学过程中要让学生意识到，只有做到清楚表达自己的实验成果，并且能够让别人成功重复，才能证明整个实验是成功的，如果只有自己清楚自己的实验成果而不为别人接受，那么整个实验就是失败的。
四、改进成绩考核方式，激发学生主动性
以往的实验教学考核主要是以学生提交的实验报告作为主要的评分参考，学生为了获得好的成绩，关心最多的是实验结果是否和教科书上描写的一致，是否达到了实验的预期目标，而往往忽视了实验课程设置的最初目的和实验过程中出现的关键实验现象，这种考核机制难以考察学生真实的综合实验技能，也不能有效了解学生对实验课程的掌握情况，不利于学生将来从事科研或生产工作。我们认为，实验课程成绩的考核相比较于理论课程考试，更多的是要考察学生对实验目的和实验原理的认识程度、对实验技能的掌握程度，对实验过程出现的问题的发现能力、针对问题的解决能力以及在实验过程中表现出来的创新思维能力；结合学生提交的实验报告是否能准确描述实验现象、是否能正确处理实验数据、对实验结果讨论分析是否合理以及书写是否规范等，综合评定学生实验课程成绩。
在实验教学中，我们从一开始就向学生明确实验课程的考核标准，让他们了解到仅仅靠实验报告是不能获得一个好成绩的，需要全身心投入到实验课程中去才能获得好的成绩和掌握优秀的实验技能，这样能够提高学生对实验课程的关注程度，激发学生积极参与实验教学的主动性。我们在教学过程中，专门准备有课堂教学备案记录本，从学生进入实验室之后，从讲课过程中学生的回应程度、实验过程中的具体操作、对出现问题的剖析理解、解决问题方法的选择等方面，对每一位学生的具体表现随时在记录本上进行记录备案，作为学生实验课程成绩考核的重要评定依据，再结合学生提交的实验报告进行综合的成绩考核评定。
五、结语
生物工程是生命科学的下游学科，对学生的应用能力和创新能力有更高的要求。作为培养生物工程高素质人才中关键一步的实验教学，不能采取传统的教学方式。经过我们对教学理念及教学方式方法的改变和探索，初步摸索出一套比较适合生物工程本科生实验课程的教学方法。整个生物工程学科要发展，只有做好各个基础性的工作，本科生的实验教学就是其中的一环，因此，生物工程专业的实验课程教学改革还需要朝着更好的方向继续进行下去。
参考文献：
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