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生物能源的优缺点范文1
[关键词]微藻；兼养能源
中图分类号：S968.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0291-01
随着化石能源的日渐枯竭，全球的能源危机日益加剧，目前已发生了多场以石油掠夺为目的的战争，世界安全局势因能源危机而日益紧张。与此同时，化石能源的利用所造成的环境污染不断加剧，特别是近年来由于煤炭燃烧和汽车尾气排放的增加，雾霾的出现愈发频繁。因此，对清洁可持续替代能源的开发迫在眉睫。目前的清洁能源有天然气、氢气和乙醇汽油等，这些替代能源主要由作物秸秆等材料经发酵制得，因此对农业生产的依赖比较强，而现在由于城市的发展和土壤污染可用耕地面积日益减少，使得这些能源的开发利用受到很大的制约。我们生活的地球约三分之一的面积为海洋，海洋中蕴含着巨大的生产力。因此，人类社会未来发展的方向必然是海洋，未来能源的开发也将来自于海洋。海洋藻类特别是海洋微藻是主要的生产者，也是未来能源生产的主要利用对象。
1.微藻营养方式的研究
目前对利用进行微藻生物能源生产的研究已有许多报道，研究主要集中在探索微藻产生如氢气、甲烷和油脂等代谢产物的机理和提高代谢产物产量的方法上。无论想要获得哪种微藻代谢产物均需要对微藻进行大规模培养，微藻的生物量通常与其代谢产物的量呈正相关，因此微藻的培养是进行一切其它研究的起点和重点。微藻具有多种不同的营养方式，大多数是以光合自养的形式生长，也有部分藻具有利用外加有机物进行异养生长的能力。对于大规模的工业培养，采用光合自养方式不利于获得大量的微藻生物量这主要是由于当微藻细胞密度达到一定程度时会阻挡光的照射引起光能限制。于是研究人员发现有一些微藻可以利用有机物作为唯一碳源进行异养生长，通过异养生长可以解决光抑制及二氧化碳供应的问题，它为进一步增加微藻的细胞密度和生产力提供了可能性。
但并不是所有的微藻都可以进行异养生长，针对于这种现象有研究者提出有3种可能的假说：一是由于缺少必要的酶，有些微藻由于缺少分解和利用某种有机碳的酶而不能在该种碳源培养基中进行异养生长，然而这并不代表其不能在其它碳源的培养基中异养生长，因此可以尝试其它碳源。二是由于部分微藻存在吸收有机碳的屏障，这些微藻的细胞膜上缺少转运有机碳的通道和载体，使微藻无法利用外界有机物。为了打破这一屏障有研究者通过向微藻中转入人的红细胞葡萄糖转运蛋白等基因帮助微藻建立吸收外源有机物的途径。三是在有机物分解代谢过程中产生的中间产物对微藻的影响，有些中间产物对微藻具有毒害作用使其无法继续生存。还有些中间产物虽然对微藻无害，但其代谢过程与ATP的合成不相偶联，无法为微藻生长提供能量，同样不能生存。
近年来报道的微藻培养系统有：自养、化能异养、光激活异养、光异养和兼养培养。化能异养是指在完全无光的条件下利用有机碳进行异养生长。光激活异养是每天对微藻进行脉冲式短暂照射，及施以光照又不足以支持微藻进行自养生长。光异养是在含有机碳源的培养液中加入合适浓度的光系统Ⅱ活性抑制剂二氯苯基二甲基脲（DCMU）来实现，非环式电子传递被阻止，但光系统Ⅰ仍可以起作用产生ATP。或者通过在不足以支持微藻进行自养生长的光照强度下利用有机碳进行异养生长。兼养培养是在足以支持微藻进行自养生长的光照强度下利用有机碳进行异养生长。小球藻FACHB484在不同营养方式下的生长情况为：兼养生长>光异养生长>光激活异养生长>化能异养生长>光合自养。文献报道，通常微藻兼养的比生长速率等于异养培养与自养培养比生长速率之和，兼养培养兼有光合自养与异养代谢的性质，在光合自养条件下，二氧化碳作为唯一碳源维持微藻生长，在光异养条件下，非环式电子传递被阻断，二氧化碳不能被同化吸收，微藻只能利用有机碳进行生长[1]。因此，或许会出现白天自养而夜晚异养的情况。
对于异养培养外加有机物的选择十分重要，这关乎微藻培养的成败。常用的碳源有葡萄糖、醋酸盐、乳酸盐和酵母提取物。而氮源主要有蛋白胨、玉米浆和尿素。这些物质各有优缺点，其中较好的是以醋酸盐作为碳源，醋酸盐可以调节pH值同时可污染的杂菌种类和数量有限，选用何种有机碳源进行微藻异养化取决于微藻的种类、异养化生产的终产物以及碳源成本等。以尿素作为氮源，尿素在微藻利用过程中的pH值的变化小且成本低。一般而言，氮源浓度的增加可以提高蛋白质的含量，但会降低脂类和碳水化合物的含量。因此，为了既使微藻能够有充足的碳源来吸收合成生长代谢所需的糖类物质和储存能量的脂类物质，又不至于因为氮源的不足或过量而影响蛋白的合成，在高细胞密度、高目标产物产率的异养培养中有必要确定培养基中初始的C/N。
对于微藻营养方式可以通过一些方法进行检测，DNP是一种疏水性质子载体，为氧化磷酸化的解偶联剂，DNP能轻易扩散穿过线粒体内膜，以质子化的形式将膜间隙的氢离子带回线粒体并释放到基质中，从而消除了线粒体内膜两侧的质子浓度梯度，破坏了激活ATP合成酶的质子驱动力，ATP不能被合成，使氧化和磷酸化脱偶联，氧化释放的能量全部以热的形式散发。通过处理效果可以判断微藻生长的能量来源。验证微藻是否存在呼吸代谢途径和末端氧化系统的酶，可以采用丙二酸钠和叠氮化钠对微藻进行抑制试验。琥珀酸脱氢酶是连接氧化磷酸化与电子传递的枢纽之一，具有严格的立体专一性。丙二酸是琥珀酸的类似物，是琥珀酸脱氢酶的强有力的竞争性抑制物，可以阻断三羧酸循环。细胞色素氧化酶是电子传递链末端的酶。细胞色素和P450辅基中的铁原子可以与叠氮化合物形成一个配位键，阻断呼吸链的电子传递。如果微藻对丙二酸钠和叠氮化钠的抑制都敏感[2]，则说明该微藻含有氧化呼吸的关键酶。
2.面临的问题
异养培养也面临着一些问题，首先是杂菌污染问题，由于异养培养体系中含有大量的有机物，因此特别适合微生物生长，而大部分的微生物与微藻是竞争关系，并且会产生一些有害物质抑制微藻生长。为了解决这个问题可以对微藻进行无菌化处理，纯化出无菌的微藻并在培养过程中添加抗生素抑菌，用于除菌的抗生素应具备两个特点：较强的抑菌或杀菌能力和对微藻较小的伤害性。不同的微藻种类其杂菌群落不同，所以选择的抗生素种类和给药浓度也不同。常用的抗生素有青霉素、卡那霉素、链霉素、庆大霉素以及氯霉素等。单种抗生素给药往往难以完全除菌，所以通常将若干种抗生素联合使用以达到更好的除菌效果。由于大规模工业生产中保持绝对无菌十分困难，因此也可以人为添加与微藻可以共生又可抑制杂菌生长的微生物。另一个问题是确定有机物浓度的问题，随着培养的进行有机物的含量逐渐减少，而初始的浓度不能过高，因此需要不断的进行补料，同时及时排除多余的离子，维持相对稳定的培养环境。可以通过控制稀释率和乙酸的添加量，把残留的乙酸维持在较低的水平。同时一些盐和有毒的代谢产物可以利用小孔径的滤膜而被排除，而直径较大的微藻细胞被保留下来。由于营养方式的不同可使微藻所含的化学成分发生明显的变化，研究者发现在兼养时的叶绿素比值及类胡罗卜素的含量都有所下降，和自养的细胞相比异养状态下的细胞的总脂含量是非常低。研究发现利用葡萄糖作为唯一的碳源进行异养生长时能比自养产生更多的多不饱和脂肪酸同时脂肪酸的种类也发生了变化。
3.结论
与光合自养和单纯异养培养相比，兼养的微藻产量提高，成产成本降低，因此是未来微藻培养的主要方式。今后的研究应主要放在兼养藻种选育，通过筛选或基因改造获得适合兼养生长的微藻；碳源氮源选择，筛选成本更低更适于工业生产的碳氮源，同时产生的中间产物对微藻没有毒害作用，利于兼养生长；兼养条件优化，优化兼养培养中的光照强度及光照周期使自养与异养更加协调；培养工艺的提升，提升生物反应器的性能，采用更适于光能利用的培养形式如生物膜贴壁培养。通过以上优化将大大提高微藻的生产效率降低生产成本，微藻的培养应用会日益增多，微藻必将在未来能源、粮食、健康和环境保护中发挥重要作用。
参考文献
生物能源的优缺点范文2
关键词：可降解高分子材料；光降解；生物降解；光-生物降解
随着经济的发展和人们生活节奏的加快，塑料饭盒、塑料袋等一次性产品开始频繁出现在人们的日常生活中，它们在给人们的生活带来便利的同时，也因其非自然降解性造成了极大的环境问题，即“白色污染”。“白色污染”既是一种视觉污染，也会影响土壤、空气、水体等的质量，因此努力合成并推广使用可降解高分子材料成为当务之急。按照降解机理，可降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物双降解高分析材料三大类。
1.光降解高分子材料
光降解高分子材料的特征是含有光敏基团，可吸收紫外线发生光化学反应，在太阳光的照射下，发生分子链的断裂和分解，由大分子变成小分子。
向塑料基体中加入光敏剂是目前使用比较多的制备光降解塑料的方法。光降解引发剂可以是过渡金属的各种化合物，如：卤化物、脂肪酸盐、酯、多核芳香族化合物等。很多学者都发现TiO2对聚丙烯的光降解有明显的催化作用，等人［1］分析了加有锐钛矿型纳米二氧化钛的聚丙烯纤维在人工加速紫外光降解和自然光降解过程中拉伸断裂伸长率和表面形态的变化情况，得出锐钛矿型纳米TiO2可作为聚丙烯的一种高效光敏剂的结论。除了TiO2，还有很多其它光敏剂，如硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰等均对聚乙烯薄膜有显著的光敏化作用效果。
在高分子中添加光敏剂制得改性高分子虽然能降解，但只是部分降解，而化学合成的羰基聚合物、Et/CO等，则能完全降解。一氧化碳和烯烃的交替共聚产物——聚酮，因为分子链中含有大量以酮形式存在的羰基，容易在紫外光的照射下发生光降解，羰基键附近的碳链断裂生成酮类、烯类及一氧化碳等低分子物质并返回到物质循环圈中，不存在环境污染，是一种新型的环境友好材料［2］。且有实验证明，分子量大、结晶度低的聚酮光降解性能更好。
2.生物降解高分子
生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破坏性高分子，前者是指在微生物作用下，在一定时间内能完全分解成二氧化碳和水的化合物；而后者在微生物作用下，仅能被分解成散落碎片。
2.1 淀粉降解塑料
淀粉是天然高分子化合物，具有可再生、价格便宜、生物降解性等优点，成为近年来研究的热点。淀粉降解塑料泛指组成中含有淀粉或其衍生物的塑料，发展至今已经过了四个时期：填充型淀粉塑料，光/生物双降解型塑料，共混型塑料和全淀粉热塑性塑料。
填充型淀粉塑料一般是烯烃类聚合物中加入廉价的淀粉作为填充剂，其中淀粉含量在10%30%，仅淀粉能降解，被填充的PE、PVC等塑料需要几百年才能达到完全生物降解。光/生物双降解型是由光敏剂、淀粉、合成树脂及少量助剂等制成，其降解机理是先降解的淀粉可使高聚物母体变得疏松，增大表面/体积比，同时光敏剂、促氧剂等物质被光、热、氧引发，发生光氧化和自氧化作用，导致高聚物分子量下降并被微生物消化［3］。接下来人们发现，通过共混能解决淀粉粘性高、抗湿性低及与一些聚合物不相容等缺点，于是开始将淀粉与聚烯烃类等一些不可降解聚合物混合来提高淀粉的强度，但这类产品不能完全降解；后来便试图将其与PCL、PEG等可降解聚合物共混，制得了很多可完全降解材料。全淀粉热塑性塑料含淀粉70%-90%,其余组成是一些可光降解的加工助剂，使用后能在环境中完全降解，但天然淀粉不具有热塑性，必须先利用物理场作用使其分子结构无序化后才能在塑料机械中加工成型。
2.2 化学合成型生物降解高分子［4］
酯基在自然界中容易被微生物或酶分解，所以常采用含有酯基结构的脂肪族聚酯来合成生物降解高分子材料，工业化的有聚乳酸和聚己内酯。
聚乳酸是以淀粉、糖蜜等为原料，发酵制得的易生物降解的热塑性材料，因乳酸存在一个羟基和一个羧基，可通过缩聚反应直接转换成低分子量聚酯，再通过选择适宜的聚合条件来合成目标分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、机械性能及物理性能等，被视为新世纪最有发展前途的新型包装材料。聚己内酯也是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料，通过己内酯的开环聚合制得，是一种半结晶型聚合物，室温下为橡胶态，具有很好的柔韧性、加工性和生物相容性，土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右，降解产物是二氧化碳和水，被认为是环境友好包装材料。
2.3微生物合成的完全生物降解高分子［21-26］
微生物合成高分子材料是通过用葡萄糖或淀粉类喂养，微生物在体内发酵合成的一类有机高分子材料，主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。
γ-聚谷氨酸就是利用微生物发酵生成的一种多功能生物高分子，具有生物相容性、可降解、无毒副作用等特性，可用于制备高吸水性树脂,作为一种治疗骨质疏松的重要载体、药物缓释材料,吸附重金属等，具有广泛的应用前景［5］。聚羟基脂肪酸酯是一类由很多细菌在非平衡生长条件（如缺氧、磷等）下合成的线性聚酯，可作为碳源和能源的贮藏性物质，增强细菌的生存能力，在自然界中可被微生物和特定的酶降解为二氧化碳和水，并且具有热可塑性、生物可再生、生物相容性、光学异构性等，可作为生物医用材料、日常消费用塑料制品、生物可降解包装材料、生物能源，已成为可降解生物材料领域研究的热点。
3.光/生物双降解高分子材料
顾名思义，光/生物双降解高分子材料同时具有光、生物双降解功能，将光降解机理与生物降解机理结合起来，可以使二者优缺点互补，达到更好的降解效果。其制备方法主要是在通用高分子材料中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和生物降解助剂等。目前研究比较多的有淀粉和光敏剂光降解树脂合成的光/生物双降解淀粉塑料及可控降解剂共混改性法制得的改性可控光/生物双降解聚丙烯纤维制品等。光/生物双降解淀粉塑料前面已提过，此处不再赘述，而可控双降解聚丙烯纤维制品凭借着其可控降解性、存放性、无毒性等众多优点，必将具有巨大的发展前景。
4.结语
随着“白色污染”的日益加重和石油资源的日益枯竭，加大对高分子废弃物的回收利用率和研制出高效的降解技术都是有效的解决途径，但只有研究出可自然降解的高分子材料才能从根本上解决这些问题，且光-生物双降解高分子材料凭借着其独特的优势将会成为今后的研究重点之一。(作者单位：郑州大学材料科学与工程学院)
参考文献：
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生物能源的优缺点范文3
关键词: 民办大学 研讨式教学 基因工程
一、研讨式教学的重要性
研讨式教学也称研究型教学,与其他教学方法相比,更注重教师与学生平等对话,通过巧妙地设置论题,引导学生独立地解决问题,从而使单一的教学活动达到教学和研究、教育与培养的有机结合。研讨式教学并不是近代才提出的时髦概念,早在上古时代就已经贯穿于教学活动中。我国教育学家孔子毕生兴私学,倡导“因材施教”、“循循善诱”,对教学实践的切身体会是“虽有嘉肴,弗食不知其旨也;虽有至道,弗学不知其善也。是故学然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后自强也。故曰:教学相长也”,通过师生研讨达到相互促进的效果。古希腊苏格拉底认为,最有效的教育方法不是告诉人们答案,而是向他们提问;思想应当诞生在学生的心里,教师仅仅是“助产婆”,所以教育不是灌输,而是点燃火焰。
研讨式教学是一种不断发展的教学方法,多媒体计算机和基于Internet的网络通信技术所具有的多种特性为研讨式教学注入了新的活力,是面对新时期大学生素质教育而行之有效的一种教学方式。正如爱因斯坦所说,教师的职责是把学生培养成具有独立行动和独立思考能力的人,研讨式教学可以重新唤起学生深埋的个性,释放学生的思维潜能,从而适应新时期国家发展的需要。
二、民办大学对研讨式教学的传承
我国民办教育一向有进行研讨式教学的优良传统,如春秋时期孔子、孟子及其弟子所兴办的私学,唐末五代出现的以私人创办为主、教学与学术研究相结合的书院等,这些书院多聘名儒为师,大多采用个别钻研、相互问答,时而采用聚众讲论和集会答辩相结合的方式开展教学,类似现代学术性专题讲座或答辩,与研讨式教学极为相近。
当代,我国民办教育从1978年开始起步,但真正发展是从2002年《民办教育促进法》通过之后,由于办学历史短,因此发展速度和规模远远落后于公办教育,生源素质较低。为了在众多高校中求得生存和发展,民办大学往往更注重提高教学质量,彰显特色,增强学生在社会中的竞争力以提高学校声誉。武汉生物工程学院是我国第一所生物工程类普通本科高校,学校自创办至今一直得到著名科学家钱学森院士的亲切关怀,钱老曾先后亲笔致信学校负责人,关心学校发展,鼓励学校为我国“第六次产业革命”――生物工程产业培养合格的人才,学校始终以钱老的科学思想为指导思想,致力于培养富有创新精神的应用型人才,并取得了良好的成效。在此背景下进行研讨式教学有以下几个优势。
1.先进的教学理念
学校秉承“一切为了学生,为了一切的学生”的教学理念,虽然生源质量较低,但是在教学中始终坚持学生“只有差异,没有差生”,尤其注意“善待差异,尊重差异”,鼓励教师通过各种教学途径发现挖掘学生的各方面潜力并进行引导,形成师生平等、亦师亦友的良好教风。
2.强大的师资队伍
与一般民办大学或独立学院不同,武汉生物工程学院不但师资队伍相对稳定,外聘教师一直控制在10%以下,而且2008年启动了“百名博士”引进计划:欲在3年内引进200名博士,至2010年初已有博士教师40余人,优化了师资队伍结构。研讨式教学能够充分发挥博士教师科研基础强、知识面广的优势,有助于获得良好的教学效果。
3.良好的教学环境
学校坚持小班上课,每个班最多不超过30人,每个班的学生除了由辅导员负责解决生活上的问题外,还以每3―6人为一组指定了学业指导老师,定期了解并指导学生的学习。在此情况下,教师对班里的学生比较了解,便于根据学生的实际情况确定研讨内容的深度和广度。
4.活跃的学生群体
民办大学学生虽然学习成绩不如考入公办大学的学生优秀,但是他们思维活跃,“偏才”和“怪才”较多,如果能够提供一定的平台进行挖掘,就可以激发他们无穷的创造力。
5.生命科学和生物产业发展迅速
武汉生物工程学院是以生物工程和生物技术为特色的学校,所培养的人才主要满足生物学科的发展和社会发展的需求。从生物学科的发展来看,现代生物学都在向分子领域深入发展,而基因工程几乎已经成为进行科学研究的必备实验技能,虽然民办大学以本科教育为主,但对学生的教育应是一种终身教育,本科院校有责任向层次更高的研究型大学输送优秀的毕业生从事科研工作;从社会需求来看,我国在2007年制定了《生物产业发展“十一五”规划》,随后各省都制定了相应的生物产业发展纲要,无论是生物制药、生物农业还是生物能源等国家重点发展的几个生物产业,无一不涉及基因工程的应用,可以预料,不出几年,在生物产业基地陆续建成之后,社会对具备基因工程教育背景的大学生的需求量会急剧增加,培养同时具备基因工程前沿理论知识和熟练操作技能的学生已经是刻不容缓。要达到这个培养目标,必须改革传统的讲述和灌输法,进行研讨式教学。
三、基因工程研讨式教学实施方法及效果
1.课程模式和体系改革
课题组确定了“精讲先行,研讨为主;精选论题,注重效果”的指导思想,构建以学生为主的课堂模式,注意充分发挥学生主体作用,启迪学生科学思维和创新意识,改变教师占据课堂的格局,逐步加大论题的广度和深度,促使学生从知识积累到综合运用所学知识解决问题的能力及创新能力提高的迁移,形成基本理论知识与前沿知识、理论教学与实验教学、第一课堂与第二课堂、共性培养与个性培养等有机统一的立体化研讨式教学模式。
教学体系的构建以学生创新思维和综合能力培养为目标,合理处理基础性与综合性、系统性与创新性的关系,建立基因工程基础理论知识、科技前沿知识一体化,精讲和研讨合理配比的理论教学新体系,将课堂体系分为精讲理论知识,结合实验进行研讨,结合前沿知识进行研讨,结合社会需求进行研讨的授课模式,以达到既巩固基本理论知识,又有效提高学生创新能力和可持续发展能力的目的。
2.建设高水平的师资队伍
配合学校的高层次人才引进计划,近两年基因工程领域已引进20名左右的博士,加上原来的师资力量,课题组现在已有2名教授,4名副教授,12名博士,均承担有国家、湖北省的科研课题,项目经费达50余万,科研工作为教学不断注入新的活力,现在已经形成了一支由教授领衔、博士主讲的高水平基因工程教学队伍。充分发挥博士教师的科研优势,并转化为教学质量,深化教学体系改革,不断探索新的教学方法,不断更新教学内容,改革考核方式,使教学研究蔚然成风。
3.编写校本教材
研讨式课堂的成功与否取决于课堂上学生和教师的配合度,失败的研讨式教学往往开始于沉默的课堂,若避免学生的沉默,则必须给予学生一个知识对接口,从他们的知识起点出发,逐步拓展知识深度。为此课题组自主编写了适合三本院校的教材《基因工程》,在讲授新内容之前,安排一章内容回顾分子生物学基础理论知识,然后以基因工程的基本流程“切、接、转、增、检”为主线编写上篇基础理论知识部分,作为课堂精讲内容;下篇是转基因植物、转基因动物、基因工程药物等基因工程应用部分,作为研讨论题的来源。
4.提高精讲效果
注重教学内容的选择和讲解,充分利用多媒体辅助教学,在有限的教学时间内,精选教学内容,生动讲解。淡化学生能读懂的教材上的内容,将这些内容精简,选择出有迁移性和发展性的教学内容,并且将更多时间集中于能够启发学生科学思维的教学内容上,注重引入最新的科技前沿知识,让学生建立完整的科学观念,全面理解科学的本质,并学会从各个角度思考问题,在知识准备和思想观念上为创造性发展打下坚实的基础。
5.建立课程网站
充分相信学生的自学能力,并积极加以引导,建立了《基因工程》精品课程网站(jpkc-jygc.省略),将全部课件上网,建立完善的学生自测系统,便于学生预习和复习,提高学生自主学习的效率;及时在网上研讨论题,提供相关参考资料的网络链接,注重强调问题解决方法的不确定性,让学生建立解决问题的思路,并学会通过广泛查阅资料而凝练主题的科学思维方法。
6.精选研讨论题
因为每个学生的知识结构、认知水平和兴趣点都不相同,研讨论题的选择是影响研讨式教学成败的重要因素之一。课题组采取部分与整体、专题与科普、理论与实践相结合的原则组织论题。部分学生参加的论题适合专题研讨,如针对准备考研的学生,可从基因工程领域的某个前沿进展中确定论题,而对毕业后准备就业的学生,确定的论题可以是“目前生物公司所应用的基因工程技术”,采取部分讨论、专题演讲、调查报告的方式进行研讨。全体学生都参加的研讨则适宜选取类似“转基因产品的优缺点”等科普性质的论题,通过采取全体讨论、辩论赛、小论文等形式进行;论题还可以从实验教学或科研训练中找到与理论知识的结合点进行提炼,培养学生查阅文献和解决问题的能力。每次研讨完后,及时针对主题内容、汇报形式等进行点评和评估,并计入平时成绩,点评时注意方法,在表扬和鼓励中提出不足,促使学生自信愉悦地不断进步。
7.强化实验教学
基因工程是实践性很强的一门学科,强化实验技能的训练利于理论课堂的教学。实验教学中注重引进科学研究的新技术、新方法并更新实验教学内容。如结合新发展起来的克隆技术,开设分子克隆技术实验课程,实验材料和内容均来源于教师的科研课题。教师也应鼓励学生阅读文献资料,积极参加老师的科研课题,在研究课题的选择、文献资料的查阅、研究方案的拟定、研究思路的形成和论文的写作方面进行具体的指导,以培养学生自主学习和独立研究的能力。
8.改革考核方式
建立和实施以考核基本理论知识、实验技能与创新能力并重的全程考核体系。美国课程理论家斯塔弗尔比姆提出:“评价最主要的意图不是为了证明,而是为了改进。”哈佛大学教授霍华德・加德纳的多元智力理论启发我们:每个学生都是具有自己的智力特点、学习类型和发展方向的潜在人才,教师应选择相宜、多样的评价手段,应着眼于学习个体的动态发展的全程,针对处在学习群落中的不同个体而使用弹性化的评价尺度。考核成绩一般由理论知识测验、实验技能考核、平时成绩这三部分组成,考核方式采用口试、笔试、实验技能展示、科研结果汇报等多种方式。避免忽视学生的个性差异和基础差异而用量化的统一标准去衡量其课程目标的达成度,而将考核作为激发学生建立在自主性基础上的可持续发展的强劲动力。
9.教学成果显著
通过基因工程研讨式教学的实践,教师教研成果显著,近三年来申请到2项湖北省教改项目,多项校级教研课题,校级精品课程《基因工程》正在申报湖北省精品课程,主编出版教材2部,实验教材1部,公开发表教学研究论文10余篇。本科生考上国内重点高校和科研院所生化与分子生物学专业的研究生达120余人,协助教师完成科研项目4项,公开发表文章10篇,20人毕业论文荣获湖北省优秀学士论文,近两年来本科生就业率在96%以上,许多就职于华美生物工程有限公司、BT菌种公司等基因工程相关公司,丰富的专业知识和娴熟的操作技能得到公司的认可。
本课程教学模式也发挥了良好的示范和辐射效果,主编教材在兄弟院校得到广泛采用。课题组多次与华中农业大学和华中师范大学相关专业教师进行教学交流,并多次邀请其他同行来校交流。
下一步将在现有基础上进一步加强教师队伍建设,进一步优化教学体系和内容,物化教学成果,并将良好的教学经验辐射到其他学科,继续加强对学生创新能力和创造能力的培养,实现学生知识、能力和素质协调发展,为生物产业的发展提供高素质的应用型人才。
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