生物工程基础知识范例6篇

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生物工程基础知识范文1

【关键词】植物碎石床湿地技术;出流改道;应用

0.前言

星云湖与抚仙湖为云南省九大高原湖泊中的二个姐妹湖,二湖与隔河相连,现状为>Ⅴ类水质的星云湖水流入基本为I类水质的抚仙湖,使具有“纳污吐清”特性、湖水更换周期达167年的抚仙湖受到严重的威胁。为了尽早扭转这一趋势,云南省决定实施抚仙湖、星云湖综合治理出流改道工程。

1.人工湿地的工艺流程及主要设计参数

1.1试验工程

1.1.1地点和目的

试验地点选在星云湖边,直接对星云湖出流湖水进行试验,试验结果不但对工程的设计有直接的指导意义,而且有很高的科学参考价值。本试验选在星云湖南岸江川县路居镇大凹村湖边,距星云湖500米。本项目试验不但为工程上马提供设计参数,还将为以后工程的运行提供管理维护经验。

1.1.2试验工艺流程及主要设计参数(以1000m3/d为例)

(1)工艺流程。

星云湖水高等水生维菅束植物净化池除藻池一级水生物塘一级植物碎石床二级水生物塘二级植物碎石床植物砂滤池出水

(2)设计主要参数。

①进水水量:1000m3/d。

②进水水质:星云湖水体平均浓度CODMn7.13mg/L;BOD54.15mg/L;叶绿素a48.61mg/m3;TN4.602mg/L;TP0.257mg/L;非离子氨0.060mg/L。

③主要构筑物设计参数(单位:米)。

A.一级水生物塘: (20.6+18.2)/2×7.5=145.5m2。

B.第一级植物碎石床: (17.9+14.6)/2×19.3=313.6m2。

C.二级水生物塘: (13.5+14.05)/2×9.2=125.1m2。

D.第二级植物碎石床: (14.01+12.55+16.85)/3×24.1=348.7m2。

E.植物砂滤池: (16.75+16.9)/2×8.9=149.7m2。

A~E的面积: 1082.6m2。

④水力停留时间。

A.一级水生物塘 5.59小时。

B.第一级植物碎石床 1.81小时。

C.二水生物塘 5.71小时。

D.第二级植物碎石床 1.77小时。

E.植物砂滤池 0.25小时。

A~E的停留时间: 15.13小时。

(3)布水。

流程各单元均采用平行布水,各单元之间进出水采用上进下出或下进上出方式。

1.1.3生态工程植物品种的选择

生态工程的植物品种主要选择适合当地条件的高等维管束植物。

(1)一级水生物塘。

考虑到以后出流水水质净化工程植物对环境的适应性,如水质、气温等生境条件。故一级水生物塘选用星云湖中的凤眼莲。

(2)第一级植物碎石床。

考虑到植物碎石床是本环境工程(即出流水水质净化工程)重要部分,同时此部分不在湖里和湖边带,故选用目前国内外人工湿地优良品种。经过近三年的筛选,主要植物为:芦苇、伞草、野姜花、风车草、菖蒲。

(3)二级水生物塘。

凤眼莲、大薸。

(4)第二级植物碎石床。

芦苇、伞草、美人蕉、马蹄莲、花叶芦荻。

(5)植物砂滤池。

芦苇、花叶芦荻。

1.1.4试验结果

本试验工程2001年9月5日建成栽种植物,经运行40个多月。40个月的运行试验结果说明,经本试验工程处理后的星云湖出水水质能够改善达到地表水III类水水质要求。结果见表2—1。由表可见试验湿地连续运行3年多的处理效果是很稳定的。

1.1.5现场试验结果及在出流改道工程中的可适性分析

从现场1000m3/d模拟试验测试结果(表2—1)可以看出:

(1)采用本生态净化工艺,星云湖湖水出流水能达到地表水III类水标准。

(2)本试验工艺除藻和去除叶绿素a效果好,去除率达99.87%和98.45%,成本又很低,不需耗能和不采用其它理化措施。

(3)非离子氨的去除能力也高,可达93.33%。

(4)BOD5去除率可达60.84%,CODMn去除率相对较低为:34.87%。

(5)TP去除率可达68.83%,TN去除率达到50.0%,NH3-N去除率54.13%。

(6)凤眼莲、大薸、芦苇、伞草、野姜花、花叶芦荻、美人蕉、风车草、马蹄莲比较适合本试验生长环境。

若采用本模拟示范试验的人工植物碎石床工艺及在星云湖出流前用挺水植物净化处理,净化1m3水仅需1.0平方米面积,水力停留时间小于24小时,就能够达到抚仙湖、星云湖出流改道工程中星云湖出流水III类水水质要求。

由于1000m3/d现场示范的条件和出流改道20万m3/d人工湿地条件基本相同,所以现场试验成果应该能够适应出流改道工程中的人工湿地。

表2—1出流水污染控制环境工程现场示范试验结果表(1000m3/d)

1.2人工湿地工程

1.2.1挺水植物带工艺设计

挺水植物带成U字型,占地总面积68.9亩,其中植物种植面积为54.2亩,沉砂区面积7.2亩,植物采用星云湖类芦苇。

1.2.2一期人工湿地工艺设计

人工湿地及砂滤池的运行水位控制在有效水深1.5m;一级生物塘水深不低于2.0m;二级生物塘的运行水位控制在有效水深2.0m。

第一期人工湿地占地面积为193.9亩,由处理系统1至处理系统4组成,含18个子系统。

(1)各子系统流程。

第一级植物碎石床第二级植物碎石床第二级水生物塘第三级植物碎石床砂滤池。

(2)进水布水方式。

一、二级人工湿地碎石床进出水采用穿孔管布水,从上部进水,从下部出水;二级生物塘采用“下—上—下”进出水方式;砂滤池采用上进下出方式布水,在顶部设置进水管均匀布水。

(3)设计坡度。

一、二级人工湿地碎石床设计底坡度0.3%~0.5%,设计水面坡度0.1%~0.2%;二级生物塘设计底坡0.3‰~0.5‰,设计水面坡度0.1%~0.2%;砂滤池设计底坡度0.2%~0.3%。

(4)工艺尺寸。

第一级人工湿地碎石床:35m×36m×1.5m,设计深度1.5m(内填碎石)。

第二级人工湿地碎石床:35m×35m×1.5m,设计深度1.5m(内填碎石)。

第二级植物塘:35m×32m×2.0m;设计深度2.0m。

第三级人工湿地碎石床:35m×53m×1.5m,设计深度1.5m(内填碎石)。

砂滤池:35m×18.5m×1.5m,设计深度1.5m(内填砂)。

1.2.3人工湿地水力负荷设计

(1)水力停留时间:19.3h;其中第一级生物塘:5.8h第一级植物碎石床:1.7h;第二级植物碎石床:1.7h;第二级生物塘:7.7h; 第三级植物碎石床:2.44h。

(2)水力负荷:0.8~1.0m3/m2.d。

1.2.4植物设计(一期)

(1)植物品种设计。

植物品种设计采用与实验相同的方案,主要品种有:凤眼莲、芦苇、伞草、野姜花、风车草、菖蒲、大薸、美人蕉、马蹄莲、花叶芦荻等。

(2)植物栽种规格。

1)植物碎石床:10棵/m2;2行/m2,每行5棵。

2)水生物塘:50棵/m2。

1.2.5人工湿地施工及初期运行

人工湿地于2005年12月开始建设,2008年10月主遂洞贯通可通水进行湿地植物的移栽,通过近一年的植被养护,环保部门对人工湿地出流水检测结果为除TN、TP稍超标外,其他指标均达到地表水III类水标准。水质指标TN、TP超标主要因为进水量可能偏大(大于设计进水量1.16m3/s)及湿地植被生长不均和生长量未达到设计生长量。

2.结束语

生物工程基础知识范文2

关键词:生物工程导论;中医药院校;教学

生物工程导论是一门生物工程专业基础理论课,属于生命科学的前沿学科。开设对于让学生认识专业、了解专业、重视专业、热爱专业有重要的意义。中医药院校生物工程专业开设生物工程导论课程的宗旨不仅仅是引导学生全面而系统地了解专业全貌,进一步拓展学习的知识面,增强学生对所学专业的兴趣;还引导学生在学习的过程中思考生物工程与中医药的联系,如何使现代的生物工程技术与古老的传统中医药结合起来,从而促进中医药的发展,培养中医药背景的生物工程复合型人才[1]。本文就中医药院校生物工程专业生物工程导论教学方法进行初步探讨。

一根据中医药院校特点优化教学内容

生物工程导论的学习旨在使学生对生物工程的发展有一个总体认识,初步了解和掌握生物工程的知识体系。生物工程导论在我校生物工程专业属于专业必修课,共有36学时,主要是介绍基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等五大工程及其在各个领域中的应用。但由于学时有限,生物工程专业在高年级会开设基因工程、细胞工程等对应的专业课。因此,教师在授课过程中应针对专业特性进行教学内容的优化,减少具体深入的理论性知识的讲授,增加生物技术在中医药开发、研究中的应用,授课内容应难易适宜、详略得当,从而达到普及生物工程技术的基本知识,完善学生的知识体系的教学目的[2]。由于生物工程导论中涉及的内容非常丰富,涵盖了生物相关的方方面面,因此,生物工程导论这门课的内容必将与其它课程的内容存在或多或少的重复。如基因工程中的核酸、蛋白质的基本结构与功能等内容可能在分子生物学中已经有过讲述;细胞工程中动物细胞培养、植物细胞的全能性等内容与先导课程细胞生物学课程有所重复;发酵工程中菌种的选育和保藏等内容与同学期开设的工业微生物学重复较多。为了避免相同内容的重复授课,避免学生形成对相同课程内容的疲倦性,同时结合有限的授课学时,故针对相关内容进行有侧重的讲解。如基因工程摘除与分子生物学重复的内容,细胞工程摘除与细胞生物学所讲授的,重点讲述植物组织培养在中药材生产中的应用、细胞融合、单克隆抗体、干细胞工程等与医药相关的部分内容。我们根据中医药院校生物工程专业特点和培养要求,选取“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,即由科学出版社出版的,宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论(第四版)》为教材。按在过去三年的教学中,我们在学时数不变的前提下,根据需要和教学实际,对教材内容有所取舍,进行适当调整,优化教学内容。具体调整方案为:第一章生物技术总论及第2-6章基因工程、蛋白质工程等五大工程各4学时,共计22学时,在有限的学时里让学生对生物工程的五大工程有所了解,讲述的过程中舍去在生物化学和分子生物学等相关课程中已经详细讲述的内容,避免基础知识的重复介绍,把重点放在各个工程产生的由来及发展上,对具体的复杂的技术理论仅做一般了解。剩余14学时着重以实例的形式讲述生物技术在中医药中的应用,如:细胞悬浮培养、毛状根培养等技术在中药材生产中的应用、单克隆抗体在现代肿瘤治疗中的应用,传统红曲等发酵类中药的现代制备工艺等,让学生能接触到生物工程,了解到生物工程的广泛内涵,增加其专业的归属感,培养学生的中医药思维。

二充分利用丰富教学资源

在生物工程导论教学过程中,我们把学生需要掌握的重点、难点与学生自身兴趣点结合起来,理论联系实际,培养学生参与课堂的积极性。生物工程导论课程理论点多面广,很多内容又相对深奥抽象,学生难于理解,加之该学科发展更新快,学生要想在有限的课堂教学中全面的、系统的掌握生物化学知识困难重重。适当运用多媒体教学,充分利用国内外的图片、影像资料,借助色彩明快、富于变化的图片资料和短小精干的动画等,对大学生扩大、拓宽知识面,加强学科间的横向联系,调动学生学习的积极性和主动性具有重要现实意义。如在讲述PCR反应原理时,我给同学们播放美国Bio-Rad公司的PCR之歌,歌曲内容包括了PCR技术发明的背景、发明人、PCR原理及过程、PCR技术的用途等,在短短的三分钟内不仅吸引了学生的兴趣,不仅活跃了教学气氛,降低了学习的难度,而且可以启迪思维,加深学生对重点、难点的理解和把握。在网络资源日益发达的今天,网络资源在教学工作中发挥着越来越重要的作用。学生学习的知识的途径不再是单一的教材,网络也成为向学生输送知识的一条重要窗口。在生物工程导论的教学中,我们应充分利用网络资源,充分发挥学生的主体地位,引导学生进行自主探究学习。我们在教学中,积极向学生推荐相关专业网站等,配合课堂教学,帮助学生全面了解生物工程相关知识的大体框架,扩展视野,充实自我,也为将来进一步学习其他专业课程打下基础。

三增加背景知识,激发学生的求知欲

课堂教学是以教师为主导,以学生为主体的复杂过程,提高课堂教学效果是提高教学质量的关键。作为一名教师,要讲好每一堂课,需要针对该学科的特点,在学生的接受能力的范围内,灵活地采用不同的教学方法[3-4]。在生物工程导论教学过程中,我们除了强调将教学大纲要求掌握的知识点与学生兴趣点结合,基础知识与生产应用相结合,还着重增加一系列背景知识,如经典技术的发现和发明过程,有卓越贡献的科学家的传奇故事等,进一步激发起学生的学习兴趣,避免整堂课进行填鸭式“枯燥”理论的学习。例如,在讲述限制性内切酶时,我列出了一个由限制性内切酶的发明人—瑞士微生物遗传学家阿尔伯的女儿西尔维娅讲述的国王与仆人的故事,在故事中引导学生发现限制性内切酶的作用及其限制修饰的基本原理。在介绍到一些重要的实验技术时,对该技术的发明者及该领域的一些著名专家给予一定的介绍,吸引学生学习该技术的兴趣。例如,在讲解蛋白质结构解析时,我会给学生介绍我国著名的结构生物学家施一公教授及其部分研究成果,以引起学生探究神秘的蛋白质结构的兴趣。

四联系生物工程应用实例,激发学生学习的兴趣

21世纪以来,随着生物技术的飞速发展,许多生物技术成果已在现实生活中得到了广泛应用,将这些真实的事例向学生讲解,说明生物工程技术改变我们现实生活的巨大潜力,从而进一步提高学生的求知欲和学习的兴趣。如在讲述单克隆抗体时,我会进一步讲述单克隆抗体药物在抗肿瘤和自身免疫系统缺陷治疗领域的应用,并以贝伐珠单抗等常用单克隆抗体药物为例介绍单抗药物的分子机理及市场趋势,让学生真实了解到生物技术为人民健康和企业发展带来的巨大利益。类似的实例还有很多,例如高通量测序技术在胎儿产前诊断中的应用、CRISPR/Cas9技术在基因治疗中的应用潜力、人参、丹参毛状根的大规模发酵生产等,通过这些案例的讲解,学生既增强了理论知识的理解,也增强了理论与实践相结合的观念,对其建立专业的认知的树立专业的归属感具有重大帮助。

五科研反哺教学,课堂融入科研成果

教学和科研是推动高校发展的两翼,也是人才培养的两大支柱。只有教学与科研有机结合,有效地实施科研反哺教学,才能使教学与科研共同提高,从而建立良好的教学环境,培养造就出创新能力强、适应社会发展需要的高素质科技人才[5]。生物工程领域的许多基本原理和理论均与实际生产联系十分密切,在教学过程中就注意将书本上的理论知识与一些实际科研问题联系起来,在部分相关章节的讲述中结合目前教师所在的课题组已取得的部分科研成果,这样有利于发现学生兴趣,为进一步鼓励引导学生及早进入教师研究室参与教师的科研活动,培养学生创新能力奠定基础。例如,在讲述高通量测序在药用植物中研究的应用时,我以课题组前期发表的相关论文为例,为学习详细阐述高通量测序在河南道地药材地黄、山茱萸次生代谢生物合成中的作用。所选用的文章涉及了RNA提取、RNA质量控制、转录组测序、生物信息学分析等方面的内容,通过对文章的详细讲述,不仅回顾了之前章节核酸的性质的部分内容,又结合了正在讲述的高通量测序,还进一步对后续章节中的生物信息学分析有了初步的印象,使学生对所学内容有一个整体的观念,也启发学生如何探索科研的思路。通过上述的探索在教学中的应用,培养了学生学习该课程的兴趣、增强了其专业的认同感,学习效果也得到了普遍的提高。

参考文献

[1]余勤,吴昊,万海同,等.中医药院校生物工程专业的特色定位和人才培养[J].教书育人:高教论坛,2015(1):34-35.

[2]苏秀红,董诚明.《生物工程概论》教学中的问题及解决途径[J].中国中医药现代远程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖润华,杜洁,苏小丽,等.《近代生物工程导论》课程教学改革的初探[J].科技创新导报,2014(34):155-156.

[4]纠敏,汪伦记,邱智军.生物工程概论课程教学方法改革初探[J].科教导刊,2013(10):116-116.

生物工程基础知识范文3

关键词:生物工程;教学改革;高等院校

面对生物工程产业化的发展趋势,我国各高校均开设了生物工程专业,为该产业提供了不少高级专业人才。但是受经济条件和地方背景影响,高校在专业教学体系方面仍有较大差距,一些高校在教学设置上缺少特色和经验,从而影响自身的发展和人才的输出,因此高校必须就生物工程专业教学进行改革和创新。

一、明确人才培养方向,优化专业教学内容

生物工程专业人才必须要适应当代高新科学技术产业的实际需求,所以高校在培养人才时,除了要求其掌握生物工程专业基础知识和基本技能,还应注重提高学生的综合素养以及创新创造能力。但是当前高校在该专业的教学体系方面仍旧存在教学内容陈旧的问题,为了实现为社会输送高级专业人才的目标,促进自身生物工程专业的可持续发展,高校必须结合新时期发展背景,明确人才培养方向,优化专业教学内容。对此,高校首先应该对传统的“以书本为教学中心”的教学方式进行改革,利用信息技术和互联网技术拓宽专业教学模式,重视学生的个性化,对学生采取因材施教的教育模式,坚持“开放式”教学理念,营造愉悦且轻松的课堂教学氛围,从而充分调动学生的积极性,促进学生进行创造性的自主学习。[1]其次,生物工程专业的教师应当结合当下生物工程产业的发展形式,对教学大纲、教学内容和教学方案进行修订,继承传统教材中的创造性因素,融合国内外先进技术理念,有机整合生物工程教学知识点,实现优化专业教学内容、培养学生创新创造能力的目的。最后,高校必须明确生物工程专业的人才培养方向,由于生物工程是一个与实际生产紧密联系的学科,人才的需求情况会随着产业的变化而发生变化,所以生物工程专业的教师在进行教学安排时,必须与生物产业实际相结合,在传授基本知识的同时,应该根据最新产业进展现状不断更新教学内容,以此培养符合产业发展需求的高素质人才。

二、结合实际生产应用,改革专业教学模式

生物工程与生产实际紧密相连,高校的实践体系是否具有针对性和完整性直接影响着生物工程专业的教学质量,如果实践教学体系存在疏漏,就会严重制约学生的实践能力、创新能力。另外,生物工程专业的理论知识较为抽象,如果不能与实际应用结合学习,就容易导致学生只会纸上谈兵,与生物工程产业对人才的实际需求严重脱离。为了能够为生物工程产业输送理论知识扎实、实践操作能力优秀的专业人才,高校必须结合实际生物生产,优化教学实验项目,安装新型先进实验设备,结合当前应用技术改革专业教学模式。在设置生物工程专业的实验课程时,教师应当跟紧当前生物产业的热点应用技术,及时优化、更新实验项目,减少单一的、陈旧的且重复性、验证性较强的实验,多选择技术含量高且操作技术强的“新”实验,令学生能够将新技术和新理念融入到实践中,培养学生的动手能力和实践能力,使其不会与生物产业实际应用脱节。[2]除此之外,高校培养生物工程专业人才的主要目的是为了生物行业的实际生产服务,所以高校在进行实验教学模式改革时还应当重视实验的情景设定,尽量将真实生产情景融入到课堂教学中,使教学与生产实践能够紧密相连,从而实现提高学生专业技能水平的目的。例如建立微生物资源与发酵实验室,将真实样品作为实验对象,模拟企业生产车间和流程,营造真实市场和生产情景,令学生能够从企业的角度设计实验方案、发现问题并解决问题,使学生能够一毕业就快速融入到实际工作中。

三、加强高校企业联合,提升师资教学水平

生物工程要求学生能够充分掌握技能的应用性,所以学生不仅要具备扎实的理论基础,还要拥有较强的实际操作能力。为了能够培养出符合生物产业要求和社会发展需求的应用型人才,高校可以加强与企业之间的合作,按照企业对人才的需求情况改革专业教学体系,派遣教师为企业解决实际生产问题并学习最新、最前沿的生物技术,或者聘请企业的一线专家为学生讲授实际生产中需要注意的问题和知识,努力提升师资教学水平。如此,不仅能够丰富教师的知识储备、提高其技能素质,还能使学生真正了解实际生产情况,有力推动了生物工程专业的教学改革。另外,生物工程专业的教师还应当保持勤奋刻苦、持之以恒的学习态度,随着时展不断更新自身专业知识,提高专业技能水平,为培养教育专业人才奠定基础。

生物工程基础知识范文4

讲授各类生物工程设备的结构和性能时,因为涉及设备部件和图片较多,学生对于课堂讲授的内容很难记住,而且普遍感觉内容枯燥乏味。即便有的时候采用多媒体动画进行教学,学生课后依旧有很多记不住的东西。学生学完课程之后,到工厂也表现不出具有较好的工程能力。如果将授课地点搬到专业实验室或工厂一线的话,因为场地和学生人数的限制,也不利于相关设备知识的讲授。基于“卓越计划”的要求和学生迫切希望学有所用的心理,我们在采用多媒体课件对设备的结构组成、工作原理及相关的设计计算内容等进行讲授之后,引入实际工程实例,让学生参与讨论和思考,学生直接感觉到自己是在作为一个“工程师”给企业做项目,学习的积极主动性会因此大大提高,创新思维能力也被激发出来,相关基础知识也明显掌握得理想了。例如,讲授完通用的机械搅拌发酵罐构造和设计之后,我们让学生按要求给一个单位配置一些发酵中试系统,因为发酵罐本身是一个“非标准产品”,各个部件都是组装的,学生在配置发酵罐时会涉及很多问题,不仅仅要熟悉发酵罐的基本构造,还要懂得各个部件具体如何选型。在讲授过程中,我们将多个实际的工程招标文件拿出来供学生进行讨论学习,如以某研究所配置的100L发酵罐为例,同学们对100L发酵罐的通气系统配置了解得更加清楚,也直接体会到书本知识在实际工程运用的乐趣!教学效果和学生的工程能力也得到了明显提高。

二、实践环节进一步强化对课程内容的理解

生物工程设备课程本身是实践性很强的学科,我们在生物技术专业和生物工程专业课程体系设置中都开设了专门的“生物工程综合实验”“认识实习”和“生产实习”等直接工程运用的课程。学生可以在已有知识的基础上,通过实践环节的加强,进一步巩固和掌握所学生物工程设备知识。如我校已经配置了上海国强生化公司的50L自动控制发酵罐、空压机和蒸汽锅炉等系统,在生物工程大实验环节,每个学生都可以亲自动手操作在线灭菌的50L发酵罐。特别地,综合实验针对生物工程的上游技术到下游分离都开设了相关的内容,我们集中8周时间,将经验丰富的师资和先进的设备(大容量高速冷冻离心机、蛋白纯化分离系统、超滤系统、冷冻干燥设备等)融入其中,这也为提高生物工程设备课程的教学质量和学生的工程能力奠定了坚实的基础。此外,我们与苏州地区的多个生物工程相关企业建立了广泛的联系,在认识实习和生产时环节中,学生可以直接到企业一线认识和感受生物工程的魅力,进一步强化对生物工程设备相关内容的理解。如在华东理工大学常熟研究院,学生可以看到蛋白酶产品的发酵、冷冻干燥、板框式过滤等装备;在苏州第四制药厂,学生可以直接掌握抗生素(林可霉素)从发酵到经过板框式过滤、离子交换层析、结晶等获得产品的下游分离全过程工艺。总之,上述多个实践环节在加强学生对生物工程设备课程的进一步理解和提高工程能力方面起到了直观有效的作用。

三、同行学习小组(PLG)促进对生物工程设备知识的掌握

传统的教学方法都是由老师作为教学中的执教者。在同行学习小组(PeerLearningGroup)中,学生之间可以互相学习。也就是说,学生自己既是教师又是学生。苏州科技学院的化学生物与材料工程学院现已组建了跨越年级的“科研人才班”,指导教师由多名教学科研经验丰富的老师组成。不同年级的“科研人才班”学生可以在同一个老师指导下进行科研活动,这也为PLG提供了互相教学的机会。例如,生物工程设备课程里讲过发酵罐的实罐灭菌,课堂上老师的教学仅仅是从操作步骤和操作注意事项等方面给学生进行讲授。该班的学生可以形成一个同行学习小组,比如高年级的学生因为在老师的指导下已经熟悉了发酵罐的实罐灭菌,刚学完本科生物工程设备课程的学生,则可以由熟悉操作的学长指导,很快地掌握实罐灭菌的操作技巧。其他如生物产品分离等技术也是如此。在PLG中,很多有关生物工程设备的构造和操作技巧都可以由学生们自己进行教授而掌握。这样既减轻了老师的教学负担,又很好地提升了学生实际的工程运用能力!

四、富有工程经验的博士教学团队提升教学质量

生物工程基础知识范文5

一、我校生物技术专业的制药方向专业课的设置

作为我国高等学校生物工程类专业的专业课模块之一的制药模块,是培养生物工程产业化应用性人才的重要内容,其相关课程的课堂教学是加强学生素质教育、培养学生理论联系实践的有效手段,是培养学生创新意识、培育创新人才的重要途径,也是当前生物医药领域技术应用型人才培养的重要模式。

我校开设生物工程类专业时间较长,专业教学的硬件和软件条件较好,专业模块课程的设置和课程内容的设计上,体现出我校培养生物医药领域技术应用型人才的培养目标和教学特色,适应生物技术与生物工程产业发展的需要,尽可能扩大了学生毕业进入社会后的择业面。在此背景下,我校从2002级生物技术专业开始,在制药模块中重点开设了《天然药物化学》《生物制药工艺学》《分离纯化工艺原理》和《生物制品》等课程,采用了国内生物制药相关专业的经典教材。

二、综合运用多种教学方法,优势互补。提高课堂教学效果

教无定法,教要得法,内容决定形式。在制药模块专业课程的课堂教学过程中,针对不同的教学内容设计与之相适应的教学方法是教师在教学改革中所要遵循的基本原则之一。我们对专业课教材进行认真分析,选用合适的教学方法。多种教学方法的灵活运用,不仅降低了课程的学习难度,而且激发了学生主动学习的兴趣,取得了良好的教学效果。

1 案例教学法

案例教学法是教师根据教学内容的不同要求,采用案例展示的方式组织学生学习、研讨、探究,从而培养和提高学生学习能力的一种方法。专业课作为以综合性应用知识为内容的课程,可通过以下几种途径实现案例教学:一是从各种传媒报道的案例中选择。如在讲解生化药物的临床应用时,如果只是依照书本上的几条来讲,不但枯燥,而且学生对各种类型的生化药物的重要应用不会有切身的体会。德国教育家第斯多惠说得好:教学的艺术不在传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。尤其是专业课教师,更应该用自己对专业课高昂的情绪去激励学生。采用传媒报道的案例,如牛黄解毒丸成功挽救东方卫视的女主播刘海若的真实报道,引入牛黄解毒丸方药成分之一,脂类药物人工牛黄具有清除氧自由基功能,用于消炎的临床应用。又如山东正大福瑞达制药有限公司研制的透明质酸眼药水系列产品一上市,就为企业赢得了上亿元的销售业绩。这些例子既通俗易懂又紧贴实际,不仅能帮助学生更好地理解书本中的知识,而且能引导他们对书本知识做更深的思考与讨论。二是结合教学内容,贴近生活。如在讲解核酸药物时特意引入炒作的“核酸基因营养素”的概念展开讨论,让同学们针对争议问题自己得出科学结论,并在此基础上讲解核酸药物的药理活性。三是从科学发展史的角度,引入经典科学案例。如在讲解新药研发的一般规律时,以青霉素的发现之旅为例,以生动有趣的科学故事告诉学生科学发展过程中的一些经典故事,以科学家严谨的工作态度和创新的工作方法来教育学生树立正确的世界观和人生观。

2 多媒体教学法

制药模块专业课某些章节联系实际紧密,但制药原理及制药机械抽象枯燥,只凭教材中的文字描述和简单的原理图很难使学生真正理解,而另一方面是这些制药机械在实际应用中则非常简单直观。如采用多媒体教学,运用图片、动画以及录像,既能激发学生的学习热情,同时直观生动的学习又可使学生一目了然,降低了学习难度,掌握的基础知识也较扎实。在做好信息技术与本学科的整合时,专业课教师需要组建自己的多媒体素材库。素材库是教学素材的集合,它以知识点为基础,按照学科检索和分类规则组织素材资料,包括文本、图形和图像、动画、视频、音频等多种资源。我们通过网上搜集、日常积累以及自己制作,通过扫描仪或数码相机输入,采集视频素材或抓取计算机操作界面等方法,动态演示生产车间、制药设备、操作工艺等过程。如在讲解抗生素发酵工艺内容时,发酵罐是一个非常重要的生产设备,我们用从互联网上下载的一段录像,动态地演示了发酵罐的工作情况,不仅使学生清楚地看到发酵罐的形状,而且对于与抗生素生产工艺相关的内容也能得到很好的理解。在备课过程中,教师要结合教学目标、教材内容及学生实际,选取相应的素材,以小专题或单元为基本模块进行组织和链接,使之成为目标明确、条理清晰、程序合理、易于操作的多媒体课件,既可以用于课堂教学,也便于学生课后自学和复习。专业课课程内容丰富,多媒体素材的收集与制作是繁杂而细致的系统工程,需要不断地积累,并与其他教师协作,只有通过几轮的课程讲解后,方可形成较为系统完整的多媒体资源库。

3 实践教学法

我们在制药模块专业课程教学过程中,有机地安排了生产实习,这为专业课课堂教学作了有效的补充。我们在课堂教学时有针对性的结合了生产实习进行部分专业知识的教学工作。制药业是生物技术领域的支柱产业,制药企业数量众多,产品各具特色。参观不同的药厂对学生把书本知识转化为直接经验,与生产实践结合起到了重要的推动作用。为此,学院积极与制药企业联系,目前江苏七七药业和恒顺集团生物工程有限公司已成为学院定点的实习基地。学生在参观药厂前,先准备一些与该药厂相关的专业问题,通过参观药厂,听取介绍,亲身体验并收集相关资料加以整理,解决问题,这样可以加深理解,使学生真正领会生物制药的操作原理及操作流程,从而对制药有一个比较直观的认识。如在安排去七七药业和恒顺集团生物工程有限公司实习前,我们布置了相应的专题,如“中药新药的一般研发原则、方法及过程”“天然药物有效成分提取的常用方法”“生物药物发酵工艺的设计原理和方法”“软胶囊制剂的工艺过程”等,使得学生在实习之前复习相关的基础知识,检索相关的科技文献,然后带着这些问题走进工厂车间,亲身体验并收集相

关资料加以整理,从而理解专业知识。同时,还有助于学生积累生产实践的经验,为自己毕业后走进工厂车间独立开展工作奠定必要的工作基础。

4 互动教学法

随着生物制药的理论和技术日新月异、层出不穷,专业课程的教学、研究内容也更加广泛和深入,要想在课堂上做得面面俱到是不切实际的。但如果教师纯粹为了赶进度泛泛而谈,学生很容易感到枯燥乏味,不知所学。为了扭转以往单纯由教师在台上照本宣科,学生在台下奋笔疾书的沉闷局面,我们采用了“互动式”教学方式,以个人自愿为原则,个人报名,让学生走上讲台,自授自学。对于每一个走上讲台的学生来说,这无疑都是一次挑战与锻炼。学生授课最大的意义并不在于通过这次课能学到什么具体的专业知识,而在于增加一次宝贵的实践机会。让学生感受到要把头脑中预想的一切付诸实施,确实要花一定的功夫,而这点恰恰是我们将要在今后的面试、答辩等环节中要求学生所必须具备的能力。

生物工程基础知识范文6

关键词:生物工程;专业外语;教学改革

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9132(2016)26-0027-02

DOI:10.16657/ki.issn1673-9132.2016.26.016

当前,大学本科生物工程专业就业较为困难,反映出学生专业学习过程与社会需求之间的矛盾,课程设置、教学内容、教学模式、考核方式等均不同程度地与社会发展不相适应。其中尤其需要对生物工程专业外语课程的教学模式和内容进行改革,以契合一般市属高校应用型人才培养目标的要求,切实体现有区别的、个性化的教学理念。

一、生物工程专业外语的教学目的

生物专业英语是面向生物工程专业高年级本科生开设的限选课程,本课程教学内容主要涉及普通生物、微生物学、遗传学、分子生物学等领域的专业基础知识。通过本课程,向学生介绍如何撰写科技论文、投稿等方面的知识,帮助已有一定英语基础的学生提高其阅读、翻译专业英语的能力,目的是扩大学生专业英语的词汇量和阅读量,让学生掌握专业英语书刊的阅读技巧,了解文献检索及科技论文的文体特点和写作方法,从而为学术论文的阅读写作打下坚实的基础。

二、常规生物工程专业外语的教学模式

(一)课程设置

多数高校生物工程专业在大三第二学期或大四第一学期开设专业外语课程,一般为每周2学时。贵阳学院生物与环境工程学院生物工程专业该门课程安排在第四学年的第一学期,学时数36学时,属于专业选修课。这时学生已经完成基础外语和所有生物工程专业基础课以及基因工程、分子生物学、遗传学、发酵工程等专业课的学习,其实已经学习了很多生物学的专业外语词。此时,开设生物工程专业外语课可以帮助学生强化和复习以前其他专业课中接触过的专业词汇,进一步加深理解。

(二)教材

各高校生物工程专业外语的教材也各不相同,有的高校采用了姜巨全主编、化学工业出版社出版的高等教育“十二五”国家级规划教材――《生物专业英语》作为教材,有的农林高校采用了萧浪涛主编、中国农业出版社出版的《生物学专业英语》,该书是全国高等农林院校十二五规划教材。目前,最新的教材是科学出版社出版的《农业与生物科学专业英语》,该书是谭万忠、王进军教授对专业英语课程长期教学经验与教学成果的总结,其内容和编排都比较新颖。由于生物学发展迅猛,日新月异,教材的更新远远滞后于新技术、新方法、新理念和新词汇的产生速度。有的学校采用任课教师自编讲义作为教材,如选用SCI期刊中发表的重要学术论文,或者摘录和提炼英文生物学相关专业书籍的内容等。这些教学内容往往比较生僻,通用性弱,尤其是基础较差的学生学习起来比较困难,不好掌握。因此,亟待编写实用性、可读性和通用性强的生物学专业外语教程,以适应新的教学要求。

(三)课程考核

多数高校专业外语课程属于专业选修课的范畴,通常以考查形成完全课程考核,因此很多学生对这门课程不够重视,甚至完全不当回事。不同高校生物学专业外语的考查方式不尽相同,有的采用开卷答题,有的课程论文翻译,有的还以PPT回报的方式考查,相对随意和简单的考查方式,使得很多学生忽略了该门课程的学习。因此,很有必要研究一套系统的有针对性的生物学专业外语教学内容,并制订出适用于不同基础、不同层次学生的考核标准,逐步规范生物学专业外语的教学和考核过程,实现因材施教,科学考评。

三、生物工程专业外语教学模式的创新

教学模式的创新关键是要根据教学对象的特点,基于学生的学习基础,认识能力以及可接受的教学方式,进行有针对性的启发和引导。大学的教育重点不是知识本身,而是如何获取知识、甄别知识以及运用知识进行创新、创造。因此,笔者认为生物工程专业外语教学模式创新应该从教学手段以及课程内容两方面入手。

(一)灵活多样的教学手段

随着手机APP应用时代的到来,学生成为“低头族”的主要群体,因此开发具有一定趣味性和探索性的生物学专业外语学习的手机应用软件,适应新时代学生的学习特质,将有助于提高学生的学习兴趣,吸引学生主动学习专业外语。在网络时代,各种微课程教学资源越来越丰富,但如何根据每个学生的特点进行个性化教学依然比较困难,学校可以尝试建立由生物专业教师与基础英语教师联合教学的在线平台,让生物学专业教师发挥生物专业教学的优势,基础英语教师发挥英语语言教学的优势,相互配合,互为补充。这样,不仅学生的选择面更广,也可以兼顾到不同学生的特点,实现了网络平台的差异化教学。通过灵活多样的教学手段和方式提高学生对专业外语的学习兴趣,扩展学生学习的时间和空间,在潜移默化中逐步提高了他们的专业外语水平。

(二)专业外语与其他相关课程的整合

大学生物工程专业通常都开设有文献阅读与检索、科技论文写作、生物信息学等课程,这些课程一般学时较短,教学内容比较单一,重点培养学生查阅专业文献、专业数据库,运用数据或模型分析软件,撰写学位论文的基本知识和技能。其实这些课程之间并非孤立,它们之间有着紧密的联系。学生只有具备一定的专业外语知识和查阅文献及运用生物信息学软件的能力,能够在做好实验后完成学术论文撰写才算合格,才不枉费大学四年的学习。基于此,笔者建议将文献阅读与检索、科技论文写作、生物信息学等课程与专业外语课程相整合,即在教授文献检索的方法、科技论文写作的技巧、生物信息学软件应用当中渗透专业外语教学,让专业外语的教学不再孤立和抽象,从而与具体的知识运用和技能培养相结合,提炼和精简其他课程的教学内容,使其更好地与专业外语教学相关结合。

实践证明,通过整合相关课程,精简学习内容,突出重点,压缩专业综合学时,能给学生更多自由空间,实现自主学习,同时还可以增强学生对这些知识的综合认知力和理解力。

四、展望

当前有关生物专业英语教学改革与探讨的论文虽然较多,但多数关注教学技巧提高①、教学内容革新②、教学手段创新③等方面,少有关注教学内容与生产实践相脱节,知识水平与应用不相适应等问题。教学的目的是培养社会所需要的人才,人才培养的目标是运用所学知识进行创新、创造,并解决实际问题。今后在生物工程专业外语教学中,我们应更多关注如何培养和提高学生综合运用知识的能力和水平,提高他们的综合素养,让他们真正学有所用,用之有道。

注释:

① 王娟. 生物科学专业生物专业英语课程教学改革探讨[J].安徽农业科学, 2011,39(18):11339-11340.