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本文以生物工程人工生命的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)為題展開了相關(guān)的分析與探討,重點(diǎn)就材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程以及生物工程人工生命這三者間的相關(guān)性展開了深入的研究,結(jié)合本次研究最終對(duì)材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工工程以及具備改善人體組織器官功能的人工組織進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
關(guān)鍵詞:
生物工程;人工生命;組織工程;人工組織;人工器官
0引言
從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結(jié)構(gòu)以及外在形象的人工制造系統(tǒng),是人對(duì)于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學(xué)科合并之后的產(chǎn)物。一般認(rèn)為人工生命學(xué)科是由生物科學(xué)技術(shù)與工程科學(xué)技術(shù)所結(jié)合而產(chǎn)生出的一門學(xué)科。下文將主要就針對(duì)材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程與組織工程、人工生命間的相關(guān)性,以及材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)工程
此種工程學(xué)科的主要研究目標(biāo)即為各類生物材料及人工器官組織,其中就涵括了組織工程學(xué)科。在此方面研究工作中涵括有材料科學(xué)、生物科技、化學(xué)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)以及生命科學(xué)等多門學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)。生物材料也就是對(duì)于生物體進(jìn)行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來,亦或是增強(qiáng)人體某一部分功能的材料,因此就必須要求其能夠植入到人體當(dāng)中并不出現(xiàn)排異反應(yīng),確?;铙w細(xì)胞可以在此材料之上自然生長(zhǎng)。生物材料亦可被視作構(gòu)成人工組織與器官的核心材料。生物醫(yī)學(xué)材料在未來一段時(shí)期的主流發(fā)展趨勢(shì),即為給予組織工程的發(fā)展提供優(yōu)勢(shì)特性顯著的活性生物材料,應(yīng)確保其具備良好的生物相容特點(diǎn);親水特性;性;預(yù)防組織粘附特性;抗炎特性;抗凝特性等。以保障活體細(xì)胞能夠在所制成的人工材料上生長(zhǎng)并對(duì)病變組織起到良好的改善、恢復(fù)效果,使之免疫識(shí)別與生物催化性能得以有效提高。依據(jù)生物醫(yī)學(xué)材料的屬性可將之主要?jiǎng)澐譃橐韵聨追N:
(1)無機(jī)非金屬生物材料。①同人體組織力學(xué)間具備良好的相容性,同時(shí)還可改善組織生長(zhǎng)的材料。②具備人體有機(jī)以及無機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)合型材料。
(2)金屬生物材料。①毒性較低,彈性模量更加符合入骨特點(diǎn)的合金材料。②各種植入人體當(dāng)中的器械材料,如較為常見的人工關(guān)節(jié)、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫(yī)療器械設(shè)備如官腔支撐架、引導(dǎo)絲等。
(3)生物醫(yī)用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質(zhì)吸出的材料。②能夠在臨床上應(yīng)用于免疫性病癥治療的材料。
2組織工程與人工組織
目前臨床上所面臨的主要醫(yī)學(xué)問題當(dāng)中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷,而臨床上在應(yīng)對(duì)此類問題時(shí)所較常采用的措施方法主要包括以下三方面:
(1)自體移植。由人體自身的部分組織來對(duì)損傷位置進(jìn)行修復(fù),例如,對(duì)面部皮膚大面積燒傷患者進(jìn)行面部手術(shù)修復(fù)時(shí)通常會(huì)取其自身大腿位置的皮膚來進(jìn)行修復(fù)損傷組織。
(2)異體移植。例如,某患者在遭遇意外事故時(shí),家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻(xiàn)給有需要的人。然而此種情況時(shí)常會(huì)出現(xiàn)異體組織的兼容性問題,同時(shí)需要被捐助的人員與每年的捐獻(xiàn)人數(shù)相比差距過大,供體不足情況十分顯著。
(3)人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況,但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應(yīng)與感染情況十分明顯,絕大多數(shù)的患者在接受器官移植后都是應(yīng)各類感染致死。對(duì)此人們也就設(shè)想若是能夠采用母體細(xì)胞以及生物降解材料在人體當(dāng)中構(gòu)建起新的組織器官,也就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)組織,代謝組織以及細(xì)胞系統(tǒng)的重新建構(gòu)。目前這一設(shè)想已經(jīng)不再是僅存在于人們腦海之中的假想,而已經(jīng)走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中,可以預(yù)見組織工程的發(fā)展必將會(huì)促成這一設(shè)想的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前,組織工程研究的主要內(nèi)容即為:適宜的母體細(xì)胞來源;能夠?yàn)榧?xì)胞粘附生長(zhǎng)提供空間的細(xì)胞外基質(zhì);可應(yīng)用在促進(jìn)細(xì)胞組織再生長(zhǎng)的因子;以及組織間的相容性。開展組織工程通常會(huì)應(yīng)用以下三種策略:
(1)細(xì)胞以及生物材料的雜化體系,例如由小塊活體組織將特異細(xì)胞分離出來,通過體外擴(kuò)散增大之后種植于生物相容性較好同時(shí)能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當(dāng)中,在體外培養(yǎng)一段時(shí)間后可將細(xì)胞和支架結(jié)構(gòu)置入于患者體內(nèi);伴隨著組織缺損部位的重新構(gòu)建,聚合物將會(huì)逐漸降解并消失。
(2)僅具備生物降解材料體系,借助于生物生長(zhǎng)方式促使細(xì)胞成長(zhǎng)為多孔支架結(jié)構(gòu),在通過增殖、分化來產(chǎn)生為相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu),并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷,其孔隙架構(gòu)與人體骨架構(gòu)極為接近,可被應(yīng)用在骨組織工程支架中。
(3)細(xì)胞體系,經(jīng)過移植的細(xì)胞經(jīng)由生物過程演變?yōu)槲⒔Y(jié)構(gòu)。
3結(jié)束語(yǔ)
總之,從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)以及生物工程科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。材料技術(shù)型生物醫(yī)學(xué)是工程的研究對(duì)象主要是生物材料與人體的各個(gè)身體器官。組織工程則是借助于生命科學(xué)以及工程科學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法,來探究并開發(fā)出具備修復(fù)以及改善人體組織器官功能的新型臨床應(yīng)用取代物,也就是人工組織,因而材料技術(shù)性生物醫(yī)學(xué)工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:生物化學(xué)實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新計(jì)劃;教學(xué)促進(jìn)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)51-0249-02
生物化學(xué)是從分子水平和化學(xué)變化的深度闡明生命活動(dòng)機(jī)理的科學(xué),是整個(gè)生命科學(xué)的領(lǐng)先學(xué)科和中心支柱。近幾十年來生命科學(xué)取得驚人成就,生物化學(xué)也成為該領(lǐng)域最活躍的學(xué)科之一,是發(fā)展生命科學(xué)各學(xué)科和生物工程技術(shù)的重要基礎(chǔ),特別是21世紀(jì)隨著人類基因組框架圖的繪制完成,生命科學(xué)邁入了后基因時(shí)代,應(yīng)用各種生物化學(xué)技術(shù)手段也成為生命科學(xué)研究領(lǐng)域的主流,作為生命科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科的生物化學(xué)無論從理論還是從實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面都占有重要的地位。生物化學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課程是生物工程等專業(yè)開設(shè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)效果直接影響到學(xué)生對(duì)后續(xù)課程,如微生物學(xué)、基因工程與分子生物學(xué)、微生物生理學(xué)、酶工程等的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)生物化學(xué)理論的同時(shí),需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證所學(xué)理論,以便熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能,為今后繼續(xù)深造和參加科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
筆者所在學(xué)院開辦生物工程專業(yè)已有二十余年,其前身是原貴州工學(xué)院輕工系1986年建立的發(fā)酵工程專業(yè)。生物化學(xué)及其實(shí)驗(yàn)課程是目前我院生物工程、釀酒工程、食品科學(xué)與工程的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)地位十分重要。然而目前生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的主要困境是開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較為陳舊,人均實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)偏少,難以適應(yīng)現(xiàn)代生物化學(xué)的研究與發(fā)展,也不能滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求。針對(duì)現(xiàn)有生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足,筆者認(rèn)為通過大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高他們的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力以及分析問題和解決問題的能力。
一、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題
我院自開設(shè)生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程以來,雖然實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過多次調(diào)整和改進(jìn),但受制于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足、師資缺乏,以及教學(xué)改革帶來的課程學(xué)時(shí)壓縮等因素,目前開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)已很難適應(yīng)現(xiàn)代生物化學(xué)的研究與發(fā)展。筆者認(rèn)為當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要存在以下幾方面問題,需要進(jìn)一步改進(jìn)才能提高整個(gè)生物化學(xué)課程的教學(xué)效果。
1.人均實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少,學(xué)生缺少足夠的動(dòng)手訓(xùn)練機(jī)會(huì)。筆者所在學(xué)院開設(shè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程主要面向生物工程和釀酒工程專業(yè)。生物化學(xué)是一門理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合很強(qiáng)的課程,需要開設(shè)足夠的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證相關(guān)的理論知識(shí),同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。然而隨著多次教學(xué)改革的實(shí)施,實(shí)踐教學(xué)部分得到加強(qiáng),課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)卻減少了。目前我院生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程總共16~18學(xué)時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于省外一般大學(xué)和211院校,無法滿足學(xué)生對(duì)該門課程的實(shí)際實(shí)驗(yàn)需求。另一方面,由于受實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地以及師資匱乏等因素的制約,學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)時(shí)往往2~4人一組,每個(gè)人只負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)環(huán)節(jié),很多實(shí)驗(yàn)不是獨(dú)立完成,因而學(xué)生缺少必要的實(shí)驗(yàn)鍛煉。雖然近幾年在省政府的大力支持下,學(xué)校基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)用地等方面得到很大提升,但短期內(nèi)很難顯著提高學(xué)生人均實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)。
2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,限制了學(xué)生的創(chuàng)造性。目前我院生物化學(xué)課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn),如氨基酸的層析分離、酪蛋白的制備、考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)等,大多屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),而綜合性實(shí)驗(yàn)比較少。由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般都會(huì)有比較明確的實(shí)驗(yàn)預(yù)期,所以可能會(huì)出現(xiàn)一些學(xué)生實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真,甚至根據(jù)預(yù)期編造實(shí)驗(yàn)結(jié)果,同時(shí)抄襲他人實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生,這些都不利于培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。另一方面,生物化學(xué)屬于專業(yè)基礎(chǔ)課,筆者所在學(xué)院一般安排在大二上學(xué)期開設(shè)該門課程,而這階段學(xué)生思維還是沿襲了高中的授課方式,以老師灌輸為主,學(xué)生的動(dòng)手能力及自主思維創(chuàng)新的能力較差。雖然授課教師會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)的重要性,但由于很多學(xué)生自覺性較差,并不能按時(shí)預(yù)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)的過程中只是按照實(shí)驗(yàn)教材中的步驟機(jī)械地進(jìn)行,部分同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理、步驟和現(xiàn)象不理解,教學(xué)效果欠佳。長(zhǎng)此以往就會(huì)造成學(xué)生慣于接受、疏于思考、依賴性變強(qiáng)的惡性循環(huán),其主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性進(jìn)一步降低。
3.開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容滯后,難以滿足現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展需求。隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的提高以及專業(yè)的進(jìn)一步細(xì)化,最近我院在原先生物工程基礎(chǔ)上,結(jié)合貴州省白酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,新開辦了釀酒工程專業(yè),這對(duì)生物化學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新要求。目前生物化學(xué)教學(xué)一直沿用原先發(fā)酵工程的模式,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及大綱只是在原有基礎(chǔ)上做了細(xì)微的調(diào)整,沒有體現(xiàn)各專業(yè)對(duì)生化實(shí)驗(yàn)技能的特殊要求。另一方面,最近十幾年生物技術(shù)突飛猛進(jìn),生命科學(xué)邁入了后基因時(shí)代,應(yīng)用各種生物化學(xué)技術(shù)手段也成為生命科學(xué)研究領(lǐng)域的主流。受制于教學(xué)條件和師資力量的匱乏,我院目前開設(shè)的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程基本停留在簡(jiǎn)單的定性驗(yàn)證,且實(shí)驗(yàn)對(duì)象大多數(shù)集中在糖和蛋白質(zhì),核酸部分的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)偏少,學(xué)生很難接觸到分子生物和基因工程等先進(jìn)儀器設(shè)備,難以掌握現(xiàn)代生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)技能。
二、大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用
為了全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì),教育部和許多院校都設(shè)立了以本科生為主體的創(chuàng)新能力培養(yǎng)計(jì)劃,即國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,其目的是通過學(xué)生參與科研實(shí)驗(yàn),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神,鍛煉他們分析問題和解決問題的能力。近年來,我校也加強(qiáng)了本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),設(shè)立了專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)用于支持大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。筆者這幾年作為指導(dǎo)教師,帶領(lǐng)本科生完成了國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和貴州大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。通過這些計(jì)劃的實(shí)施,學(xué)生動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)普遍得到加強(qiáng),可以一定程度上彌補(bǔ)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的缺陷。
1.實(shí)驗(yàn)時(shí)間有保障,動(dòng)手能力得到加強(qiáng)。教學(xué)實(shí)驗(yàn)一般要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成,且教學(xué)課時(shí)比較少,所以很多學(xué)生缺少機(jī)會(huì)進(jìn)行充足訓(xùn)練。相比而言,大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃則比較靈活,一般是在空余時(shí)間安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。雖然大部分創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃只資助半年或一年,但項(xiàng)目結(jié)束后仍可在老師指導(dǎo)下繼續(xù)參加導(dǎo)師項(xiàng)目研究,甚至還可以結(jié)合本科畢業(yè)論文進(jìn)行持續(xù)鍛煉,因而學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間有充分保障。另一方面,大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于教學(xué)實(shí)驗(yàn)工作量,雖然每位參與學(xué)生在課題執(zhí)行中承擔(dān)各自的任務(wù),但人均實(shí)驗(yàn)量還是比較大,學(xué)生有充足的時(shí)間來鍛煉動(dòng)手能力。
2.進(jìn)一步開闊學(xué)生的視野。本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)開設(shè)的內(nèi)容相對(duì)比較滯后,無法滿足學(xué)生對(duì)掌握新技術(shù)、新方法的需求。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的模式是按照科研項(xiàng)目的評(píng)價(jià)體系來申報(bào)和驗(yàn)收的,因而實(shí)驗(yàn)需要突顯一定的創(chuàng)新性。本科生在參與大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí),需要在老師指導(dǎo)下閱讀一定量的文獻(xiàn),了解與研究相關(guān)的前沿技術(shù),同時(shí)在實(shí)施過程中有機(jī)會(huì)接觸和使用先進(jìn)的儀器設(shè)備。近年來生物科學(xué)進(jìn)展日新月異,特別是后基因時(shí)代涌現(xiàn)很多新技術(shù)和新方法,而現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本停留在原先的模式,學(xué)生很難掌握日益革新的實(shí)驗(yàn)技能。通過大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施,可以進(jìn)一步拓寬學(xué)生的視野,提高他們的綜合實(shí)力。
3.激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力。本科生物化學(xué)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)大多屬于驗(yàn)證性質(zhì),同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為單一,缺少對(duì)知識(shí)理論的綜合運(yùn)用。相比而言,大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的基本屬于探索性研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般不可預(yù)知,這可以在一定程度上激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)驗(yàn)較為系統(tǒng),不僅僅是由單一實(shí)驗(yàn)構(gòu)成,需要學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用。筆者指導(dǎo)的大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,需要學(xué)生完成微生物的接種和培養(yǎng),固態(tài)發(fā)酵工藝的控制和優(yōu)化,以及蛋白酶的分離純化和酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)測(cè)定,不僅要求學(xué)生掌握蛋白質(zhì)化學(xué)的基本理論和實(shí)驗(yàn)技能,同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)微生物培養(yǎng)這塊的理論和實(shí)驗(yàn)操作技能。另一方面,在創(chuàng)新計(jì)劃的實(shí)施過程中,除了前幾次實(shí)驗(yàn)需要指導(dǎo)老師進(jìn)行準(zhǔn)備和示范,后續(xù)的研究一般要求學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和具體實(shí)施,在遇到問題時(shí)能夠通過小組討論,提出解決問題的切實(shí)方案。因此,通過大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施,可以激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力。
三、結(jié)語(yǔ)與展望
通過大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃的實(shí)施,可以一定程度上解決現(xiàn)有生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些弊端,并激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力,全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì),滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求。然而受資金等因素的限制,大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃只能在有限的范圍內(nèi)開展??紤]到一般學(xué)校很多老師的科研項(xiàng)目與生物化學(xué)專業(yè)知識(shí)體系密切相關(guān),所以筆者認(rèn)為可以將學(xué)生吸納到教師的科研實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鍛煉,讓更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸前沿技術(shù),并通過創(chuàng)新研究提高自身的綜合實(shí)力。
參考文獻(xiàn):
[1]胡曉倩,陳來同.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2006,25(8):960-962.
關(guān)鍵詞:生命科學(xué);發(fā)展;人類生活;影響;分析
科學(xué)的發(fā)展與人類的生活需要息息相關(guān),尤其是生命科學(xué)的發(fā)展,對(duì)人類的生產(chǎn)、生活和健康的影響是非常巨大的。生物科學(xué)技術(shù)直接關(guān)系到與人民生活、衛(wèi)生、健康密切相關(guān)的農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,同時(shí)對(duì)環(huán)保、能源等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有很大的滲透、交叉作用,能夠產(chǎn)生難以估量的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用將對(duì)二十一世紀(jì)的人類生活產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。
一、生命科學(xué)概述
1、生命科學(xué)的概念。生命科學(xué)即生物學(xué),是通過分子遺傳學(xué)為主的研究生命活動(dòng)規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律,以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué),最終能夠達(dá)到治療診斷遺傳病、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改善人類生活、保護(hù)環(huán)境等目的。生命科學(xué)研究不但依賴物理、化學(xué)知識(shí),也依靠后者提供的儀器,如光學(xué)和電子顯微鏡、蛋白質(zhì)電泳儀、超速離心機(jī)、X-射線儀、核磁共振分光計(jì)、正電子發(fā)射斷層掃描儀等等,舉不勝舉,生命科學(xué)學(xué)家也是由各個(gè)學(xué)科匯聚而來,學(xué)科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長(zhǎng)點(diǎn)與新興學(xué)科[1]。
2、生命科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。自從有了人類,就有了生命科學(xué),早期對(duì)生物的觀察既是生命科學(xué)的開始,也是對(duì)生命現(xiàn)象研究的開端,后來人們對(duì)生物學(xué)的興趣從簡(jiǎn)單觀察轉(zhuǎn)向了實(shí)際應(yīng)用,例如對(duì)動(dòng)、植物的馴化和飼養(yǎng),但這些觀察和應(yīng)用的目的都是為了滿足人類自身食物和住所的實(shí)際需求,而并非有意識(shí)的探索[2]。由此可見,生命科學(xué)是在人類的生活實(shí)踐中自發(fā)產(chǎn)生的,早期最為引人矚目的生物學(xué)研究者是希臘哲學(xué)家亞里士多德,他對(duì)生物體進(jìn)行了大量的觀察,深刻地解釋了許多自然現(xiàn)象。他研究了多種水生生物的生命史和自然史以及雞的胚胎發(fā)育,開始了生物科學(xué)的第一次飛躍和革命。盡管這些研究還只是代表著生物研究的最初階段,但這是人類開始有意識(shí)地將它作為一門學(xué)科來進(jìn)行的研究,所以亞里士多德被稱為“動(dòng)物學(xué)之父”。
二、生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響
1、對(duì)倫理道德中公平觀的影響。傳統(tǒng)倫理道德上的公平,是指普遍存在的一種人與人、人與自然、人與社會(huì)之間合理享有的基本價(jià)值,如自由、自尊、機(jī)會(huì)、榮譽(yù)等的倫理道德關(guān)系和倫理道德要求,強(qiáng)調(diào)對(duì)于所有的人來說都具有作為人的共同點(diǎn),在此范圍內(nèi)他們是公平的,同樣它也要求生命科學(xué)的研究和應(yīng)用要有公平性,而生命科學(xué)的發(fā)展卻給這種倫理道德觀的破壞提供了可能。根據(jù)當(dāng)代分子生物學(xué)研究的進(jìn)展,遺傳學(xué)家們發(fā)現(xiàn)原以為與遺傳背景無關(guān)的諸多疾病,甚至性格特征、行為方式等性狀已被證明與遺傳背景有關(guān)[3]。譬如武斷的個(gè)性60%源于遺傳背景,具有XYY型染色體的男性容易犯罪。把人們?cè)械摹叭松降取钡挠^念轉(zhuǎn)換為“人生而有優(yōu)劣不同”,從而帶來基因歧視的問題。當(dāng)人類有能力選擇下一代的基因成分而制造“完美嬰兒”時(shí),社會(huì)中現(xiàn)存的有缺陷的人會(huì)更容易受到歧視,他們的尊嚴(yán)也會(huì)受到打擊;再譬如,由于世界各國(guó)對(duì)基因圖譜的公開和共享達(dá)成了共識(shí),個(gè)人的基因信息將不可避免的成為像身份證上的信息一樣公開化,這對(duì)于那些被檢測(cè)出有基因缺陷的人來說,就有可能遭受到來自社會(huì)各方的歧視。
2、解決環(huán)境污染問題的有效武器。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,環(huán)境污染問題已成為世界范圍內(nèi)的難題。解決環(huán)境污染的方法有物理法、化學(xué)法和生物法三類,其中生物法應(yīng)用最為普遍。在污水處理、大氣凈化和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面正在廣泛使用生物技術(shù)。特別在二十世紀(jì)七十年代以后,人們發(fā)現(xiàn)了許多具有特殊降解能力的細(xì)菌,它們分別含有具有不同降解特點(diǎn)的降解質(zhì)粒或代謝質(zhì)粒,在生物工程技術(shù)的幫助下,已培育出分解性能高并在混合系統(tǒng)中能夠占優(yōu)勢(shì)的菌種,如利用重組DNA技術(shù)把甲苯質(zhì)粒中的甲苯降解基因和萘質(zhì)粒中的萘降解基因在大腸桿菌中克隆,獲得的多質(zhì)粒細(xì)菌降解石油的效率會(huì)大大提高;又如通過生物工程技術(shù)培養(yǎng)的新細(xì)菌,可以把污染物中的有機(jī)汞轉(zhuǎn)變成金屬汞,以用于處理含有機(jī)汞的廢水,同時(shí)回收金屬汞,從而化害為利,變廢為寶;再如細(xì)菌浸礦在采銅和采鈾工業(yè)中得到應(yīng)用,經(jīng)生物技術(shù)改造的細(xì)菌,不但對(duì)金屬的親合力強(qiáng),耐酸、耐熱和抗金屬毒性能力都得到提高,既可以降低生產(chǎn)成本,又可以降低對(duì)環(huán)境的污染[4]。
3、有效解決了能源危機(jī)。再生能源是能夠成為二十一世紀(jì)能源的一個(gè)必要條件,所謂再生能源,是指不隨本身的變化或被利用而日益減少的能源,如風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮堋⑻?yáng)能等,它們可以從自然界源源不斷地得到補(bǔ)充。與其相反,非再生資源的化石燃料、核燃料是隨著被人類利用而逐漸減少的能源,特別是化石燃料將面臨著枯竭的危機(jī),而可再生能源家族中現(xiàn)實(shí)可行的能源是生物能源。我們的生活離不開能源,但我們的生活同樣離不開美麗的環(huán)境,新世紀(jì)我們需要的是潔凈、可再生和無污染的新一代能源。中國(guó)科學(xué)家從一種灌木的果實(shí)中,成功提取并加工出與柴油相近但更加環(huán)保的燃油,這種新型燃油可適用于各種柴油發(fā)動(dòng)機(jī),并在閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關(guān)鍵技術(shù)上均優(yōu)于國(guó)內(nèi)零號(hào)柴油[5]。生物柴油的燃油無論是用在農(nóng)用發(fā)電機(jī)、拖拉機(jī)還是汽車,都沒有出現(xiàn)傳統(tǒng)柴油容易導(dǎo)致的黑煙彌漫的現(xiàn)象。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,現(xiàn)代生物技術(shù)和生命科學(xué)的新進(jìn)展,將進(jìn)一步影響到社會(huì)進(jìn)步和人們的社會(huì)生活。按照人類的意愿和需要改造現(xiàn)有的生物類型和生物機(jī)能,或創(chuàng)造全新的生物類型和生物機(jī)能,來造福人類正在逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
作者:陸沐寧
參考文獻(xiàn)
[1] 黃鍇.芻論物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展對(duì)人類生活與管理方式的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017,(05):300.
[2] 黃國(guó)瓊,秦宇彤,羅長(zhǎng)坤.生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)醫(yī)學(xué)的影響[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué)(人文社會(huì)醫(yī)學(xué)版),2011,32(02):13-15+30.
[3] 蔡太生.淺談生命科學(xué)的發(fā)展對(duì)人類生活的影響[J].生物學(xué)通報(bào),2007(02):28-30.
關(guān)鍵詞:生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 技能培養(yǎng)
生命科學(xué)是實(shí)驗(yàn)性科學(xué),生命科學(xué)研究及其應(yīng)用的技術(shù)和手段是推動(dòng)理論研究及相關(guān)產(chǎn)業(yè)形成發(fā)展的動(dòng)力;同時(shí),隨著我國(guó)高校的大規(guī)模擴(kuò)張,培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新能力,拓展學(xué)生的就業(yè)面,直接服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)也已成為當(dāng)前高校的重要任務(wù)之一。因此,我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)容隨著生命科學(xué)發(fā)展及社會(huì)需求進(jìn)行了改革,創(chuàng)造生命科學(xué)本科生技能平臺(tái),強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐技能,使畢業(yè)生既能在科研機(jī)構(gòu)或高等學(xué)校從事科學(xué)研究或教學(xué)工作,也能在工業(yè)、醫(yī)藥、食品、農(nóng)、林、牧、漁、環(huán)保、園林等行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)和行政管理部門從事與生物科學(xué)及技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理和行政管理等工作。以適應(yīng)飛速發(fā)展的生命科學(xué)與生物產(chǎn)業(yè)的需要。
生命科學(xué)本科生技能平臺(tái)建設(shè)一直是我院本科教學(xué)中的重點(diǎn)之一。1978年學(xué)院成立了獨(dú)立建制的生物學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室;1996年,學(xué)院被批準(zhǔn)建設(shè)“國(guó)家生物科學(xué)理科基礎(chǔ)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地”,同時(shí)建設(shè)生物學(xué)國(guó)家理科基地實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,2004年被遴選為江蘇省生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。
在生命科學(xué)本科生技能平臺(tái)建設(shè)中,我們重點(diǎn)進(jìn)行了下列幾方面的改革與實(shí)踐:
1 明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)定位,創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。生命科學(xué)發(fā)展是依賴研究方法、技術(shù)和手段的創(chuàng)新,因此生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中人才培養(yǎng)的理念應(yīng)體現(xiàn)四個(gè)觀念:
發(fā)展觀:所培養(yǎng)的人才具有可持續(xù)發(fā)展觀,掌握生命科學(xué)前沿技術(shù);
整合觀:能夠整合并靈活運(yùn)用生命科學(xué)研究方法和各種資源;
科學(xué)觀:所培養(yǎng)的人才具備嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神:
創(chuàng)新觀:培養(yǎng)的人才富有原創(chuàng)性思維,為在科學(xué)研究、生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)建設(shè)中做出創(chuàng)新性的成果發(fā)揮作用。
2 注重生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層分類與系統(tǒng)性的結(jié)合,構(gòu)建實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)體系。
2.1
以“口徑寬、基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)”為人才培養(yǎng)目標(biāo),注重整個(gè)課程體系中實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的整合,積極把最新科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,按基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)(綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)等)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。按基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)、科研訓(xùn)練和專業(yè)實(shí)習(xí)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,綜合性實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)的20%,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)的10%,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)的10%。使生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系形成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性專業(yè)訓(xùn)練、研究創(chuàng)新性實(shí)踐三個(gè)層次。其中第1個(gè)層次主要是系統(tǒng)學(xué)習(xí)從宏觀到微觀的生物學(xué)知識(shí),第2、3個(gè)層次重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和研究能力。
2.2 充分發(fā)揮南京師范大學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心空間的巨大優(yōu)勢(shì)。統(tǒng)一布局基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、拓展實(shí)驗(yàn)室、大型設(shè)備實(shí)驗(yàn)室及博物館,加快創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、模擬車間工廠和校內(nèi)實(shí)踐基地建設(shè),在學(xué)院教師科研實(shí)驗(yàn)室中遴選培育可持續(xù)性發(fā)展的大學(xué)生科研訓(xùn)練的基地。開展低年級(jí)學(xué)生與高年級(jí)學(xué)生組合、本院學(xué)生與校內(nèi)外學(xué)生聯(lián)合等形式的科技創(chuàng)新實(shí)踐團(tuán)隊(duì)建設(shè),獲得高水平的訓(xùn)練成果。
2.3 建設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室:現(xiàn)代生物科學(xué)研究技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和生物技術(shù)制品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化過程模擬訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室。
現(xiàn)代生物科學(xué)研究技術(shù)實(shí)驗(yàn)室:依托學(xué)科優(yōu)勢(shì),從分子水平、細(xì)胞水平及系統(tǒng)生物學(xué)層次,構(gòu)建生物化學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)、細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)技術(shù)、生物多樣性與生態(tài)學(xué)技術(shù)、生物信息學(xué)等訓(xùn)練平臺(tái),開展研究性教學(xué),開設(shè)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)。開展SRT研究、畢業(yè)論文及大學(xué)生創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽,學(xué)生自主選題與教師指導(dǎo)相結(jié)合,重在訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考、查閱文獻(xiàn)、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。在逐步學(xué)習(xí)和掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)、驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)的同時(shí),完成課題。將研究性學(xué)習(xí)、綜合能力培養(yǎng)、科學(xué)研究成果及轉(zhuǎn)化等產(chǎn)學(xué)研一體化理念寓于實(shí)驗(yàn)教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
生物技術(shù)制品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化過程模擬訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室:建設(shè)生物發(fā)酵工程及其下游技術(shù)體系、生物活性成分提取、分離與純化技術(shù)體系、生物功能分子功能評(píng)價(jià)技術(shù)體系與生物制品技術(shù)體系四個(gè)專業(yè)體系;與上述四大體系配套的生物工程下游技術(shù)、生物藥學(xué)綜合大實(shí)驗(yàn)二門實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。開展本科學(xué)生生物工程與生物制品相關(guān)的研究開發(fā)的初步訓(xùn)練和畢業(yè)實(shí)踐,掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,為國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)人才,為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研、工程和社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐結(jié)合。開放實(shí)驗(yàn)和科研訓(xùn)練為廣大師生創(chuàng)造科研條件,促進(jìn)學(xué)生科研水平和能力的提高,學(xué)生根據(jù)自己的科研興趣在導(dǎo)師指導(dǎo)下申報(bào)科研訓(xùn)練項(xiàng)目,在良好的實(shí)驗(yàn)條件下取得了豐碩的科研成果。借助教師科學(xué)研究的基礎(chǔ),積極開展大學(xué)生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)計(jì)劃策劃與競(jìng)賽,獲得第五屆“挑戰(zhàn)杯”江蘇省大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽的特等獎(jiǎng)。
積極安排有針對(duì)性的專業(yè)實(shí)習(xí),建設(shè)實(shí)習(xí)基地,使學(xué)生直接投入到疾病監(jiān)控與預(yù)防、環(huán)境監(jiān)控與保護(hù)、生物資源調(diào)查和收集、生物資源開發(fā)、生物茶品的工業(yè)化生產(chǎn)等實(shí)際工作。
多渠道、多方位開展社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),開創(chuàng)性地開展主題為科技興農(nóng)、環(huán)保宣傳、水質(zhì)調(diào)查、生物夏令營(yíng)和衛(wèi)生咨詢等社會(huì)實(shí)踐活動(dòng),服務(wù)地方的各項(xiàng)建設(shè),取得了優(yōu)異成績(jī)。
強(qiáng)化動(dòng)植物野外實(shí)習(xí)對(duì)全面訓(xùn)練與提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要作用。圍繞實(shí)習(xí)基地區(qū)域及生物多樣性的特點(diǎn),通過立項(xiàng)的形式,開展有針對(duì)性的科研實(shí)踐活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。2008年和2009年都設(shè)立天目山野外綜合實(shí)習(xí)科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目。
4 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與創(chuàng)新的研究。實(shí)驗(yàn)教學(xué),關(guān)鍵是讓學(xué)生能夠獨(dú)立操作動(dòng)手,是教技能、教方法,大學(xué)提供的就是良好的設(shè)備條件和技術(shù)服務(wù),從菜種理想要求來看,生命科學(xué)的實(shí)驗(yàn)技能方法應(yīng)是了解和掌握得愈多愈好,愈能開拓思路,愈能技高膽大有創(chuàng)新意識(shí),有創(chuàng)造作為。為進(jìn)一步推進(jìn)我院本科教學(xué)創(chuàng)新,提高教學(xué)質(zhì)量,強(qiáng)化績(jī)效,鼓勵(lì)廣大教師注重教學(xué)工作,積極投身教學(xué)研究與改革,實(shí)施《國(guó)家理科基地高等教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目基金計(jì)劃》。
我們鼓勵(lì)廣大教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員積極爭(zhēng)取實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究立項(xiàng),鼓勵(lì)自編教材,獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究成果,讓生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)出更多能動(dòng)手干事、有扎實(shí)專業(yè)技術(shù)本領(lǐng)的優(yōu)秀人才來。資助實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員參加各類的實(shí)驗(yàn)
教學(xué)研究與改革學(xué)習(xí),通過本科的實(shí)驗(yàn)教學(xué),努力改變學(xué)生不僅僅會(huì)“看”,更多是會(huì)“做”。強(qiáng)調(diào)技能培訓(xùn),堅(jiān)持技能考核過關(guān),嚴(yán)格規(guī)范的進(jìn)行專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí),讓學(xué)生能真正牢固的掌握專業(yè)技術(shù)本領(lǐng),為今后的學(xué)習(xí)研究和工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。結(jié)合學(xué)院的學(xué)科優(yōu)勢(shì)和以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色項(xiàng)目從2000年起自編使用了八本實(shí)驗(yàn)講義:“植物學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”、“遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)”和“生化下游技術(shù)實(shí)驗(yàn)”,收到了良好的教學(xué)效果。其中,“植物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”教材已出版,“動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)”還被南京醫(yī)科大學(xué)采用,已使用了四屆,受到好評(píng)。
設(shè)立實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完善、更新與創(chuàng)新研究基金,不斷改革更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,提高技能培訓(xùn)的份量,強(qiáng)調(diào)實(shí)際動(dòng)手能力的提高和實(shí)用方法技術(shù)的掌握,同時(shí)積極創(chuàng)造條件,跟進(jìn)相應(yīng)設(shè)備條件的改善和添置補(bǔ)充。
為了強(qiáng)化本科生科研素質(zhì)和能力的培養(yǎng),強(qiáng)化績(jī)效,鼓勵(lì)教師積極開展大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃,取得顯著的科研訓(xùn)練效果與成果,為此,生命科學(xué)學(xué)院實(shí)施國(guó)家生物學(xué)理科基地基礎(chǔ)人才培養(yǎng)創(chuàng)新能力訓(xùn)練基金計(jì)劃。資助教師承擔(dān)大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目與競(jìng)賽項(xiàng)目、大學(xué)生科研訓(xùn)練。
5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段信息化,實(shí)行準(zhǔn)入制與開放式。完善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)與管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。利用blackboard平臺(tái),全面實(shí)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化,開發(fā)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的系列多媒體教學(xué)軟件和網(wǎng)絡(luò)視頻課程,推廣虛擬、仿真等實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段,輔助生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)現(xiàn)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程教學(xué)?,F(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心有了完善的教學(xué)資源和信息平臺(tái),它是我們倡導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要“精講多練”的重要前提。擁有生物互動(dòng)顯微鏡室,每門實(shí)驗(yàn)課程都建有基于“畢博平臺(tái)”的網(wǎng)絡(luò)課件,學(xué)生可以方便地在網(wǎng)上瀏覽實(shí)驗(yàn)多媒體課件,可以在網(wǎng)上預(yù)習(xí),與老師交流等。學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前,必須通過預(yù)習(xí)考核,方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。因此,每位學(xué)生做實(shí)驗(yàn)都是“有備而來”,所以教師只需講解要點(diǎn)、難點(diǎn),讓學(xué)生有更多的時(shí)間動(dòng)手操作。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心網(wǎng)站集實(shí)驗(yàn)中心管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、中心新聞、實(shí)驗(yàn)教學(xué)論壇、設(shè)備管理、學(xué)生預(yù)習(xí)、學(xué)生選課等功能于一身。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是校院兩級(jí)管理、相對(duì)獨(dú)立運(yùn)作的開放性實(shí)體,實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行準(zhǔn)入制與開放式運(yùn)行:①生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行預(yù)習(xí)準(zhǔn)入制,學(xué)生在線完成教學(xué)內(nèi)容預(yù)習(xí)和測(cè)試、獲得合格后,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放性操作,允許在一定時(shí)間范圍內(nèi)完成。②拓展性實(shí)驗(yàn)和學(xué)生SRT項(xiàng)目,實(shí)施全開放。
6 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)保障體系建設(shè)。硬件保障:生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心專用建筑面積達(dá)7200m2。中心下設(shè)儀器臺(tái)套件數(shù)充足的生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、設(shè)備先進(jìn)及精密的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室和大型設(shè)備實(shí)驗(yàn)室、資源豐富及實(shí)踐性強(qiáng)的博物館、生物工程中試車間及校內(nèi)動(dòng)、植物學(xué)實(shí)踐基地。截至目前,實(shí)驗(yàn)儀器已超過2000臺(tái)(套),資產(chǎn)超過2500萬元,設(shè)備完好率100%,設(shè)備利用率100%。為開展研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了保證。
經(jīng)過多年的建設(shè),南京師范大學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已經(jīng)擁有一支教學(xué)梯隊(duì)整齊、年齡與職稱結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)背景多樣、研究領(lǐng)域開闊、教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)互補(bǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師隊(duì)伍中,現(xiàn)有教授15人、副教授12人、高級(jí)實(shí)驗(yàn)師4人、講師和實(shí)驗(yàn)師3人、助教7人。博士學(xué)位獲得者20人、碩士學(xué)位獲得者12人。平均年齡不到40歲,以中青年教師為主體的師資配備,年齡梯隊(duì)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展?jié)摿Α7謩e來自于中國(guó)科學(xué)院、南京大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)藥科大學(xué)、南京師范大學(xué)等院校以及多位從國(guó)外留學(xué)回國(guó)的高層次人才,涉及生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、海洋、化學(xué)、食品、工程、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科,具有良好的學(xué)緣結(jié)構(gòu),具有多學(xué)科交叉、互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)。
中心建制:生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)行校院兩級(jí)管理、相對(duì)獨(dú)立的實(shí)體運(yùn)作,工作任務(wù)相對(duì)獨(dú)立,所有實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立設(shè)課,承擔(dān)生科院內(nèi)外的全部實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),在生科學(xué)院教學(xué)委員會(huì)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心管理委員會(huì)指導(dǎo)下,開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革與研究,進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理。
人事制度:設(shè)立實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)鍵崗、高職崗位,建立人性化、激勵(lì)先進(jìn)、職稱及進(jìn)修深造有發(fā)展空間的人事制度,穩(wěn)定了實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍。
7 發(fā)揮南京師范大學(xué)師范教育特色,推進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。南京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院是江蘇省中學(xué)生物教師培養(yǎng)基地,是中學(xué)教師生命科學(xué)理論更新和現(xiàn)代生物學(xué)教師技能培訓(xùn)的基地,承擔(dān)國(guó)家中學(xué)生物學(xué)教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)制定、教育與實(shí)驗(yàn)的編寫及主辦《中學(xué)生物學(xué)》雜志,每年承擔(dān)江蘇省中學(xué)骨干教師培訓(xùn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。
8 利用南京師范大學(xué)生物學(xué)教學(xué)中心資源優(yōu)勢(shì),發(fā)揮輻射作用。目前,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程數(shù)為12門,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)144個(gè)。每年承擔(dān)6個(gè)專業(yè)類(逾千名本科生)186000實(shí)驗(yàn)人時(shí)數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。2004年,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心被江蘇省教育廳遴選為首批面向南京仙林大學(xué)城的基礎(chǔ)課共享共建實(shí)驗(yàn)室,是省校院三級(jí)共建項(xiàng)目,接受南京醫(yī)科大學(xué)、南京中醫(yī)藥大學(xué)、常熟理工學(xué)院和南京曉莊學(xué)院等院校本科生來本中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí),接受了省內(nèi)外幾十家高校的參觀學(xué)習(xí),已成為共享的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基地。
參考文獻(xiàn)
生物工程技術(shù)也稱生物工程,它是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的、為創(chuàng)建新的生物類型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù),是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。具體而言,生物工程技術(shù)包括轉(zhuǎn)基因植物、動(dòng)物生物工程技術(shù)、農(nóng)作物的分子育種技術(shù)、納米生物工程技術(shù)、重要疾病的生物治療等;基因操作技術(shù)包括人類功能基因組研究、重要?jiǎng)又参锕δ芑蚪M研究等;生物信息技術(shù)包括生物信息的獲取與開發(fā)、加工與利用,以及結(jié)構(gòu)基因組和蛋白質(zhì)組學(xué)研究、藥物篩選、小分子藥物設(shè)計(jì)等;創(chuàng)新藥物和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)上,將重點(diǎn)建立完善的藥物篩選體系、研制重要藥物品種、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、藥物制劑技術(shù)等。生物工程技術(shù)有五個(gè)方面的特征:
1.大科學(xué)工程研究方式的出現(xiàn)。20世紀(jì)八十年代中期開始的基因組的研究,使得生物工程技術(shù)的研究從作坊式轉(zhuǎn)而進(jìn)入了大科學(xué)的運(yùn)作方式?;蚪M研究以人類基因組為代表,其研究對(duì)象是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),要在整體上破譯遺傳信息,不可能用以前零敲碎打的方式,而是采用了其他學(xué)科的一些運(yùn)作方式,包括大規(guī)模、高通量、信息化的工業(yè)運(yùn)作方式。由于人類基因組計(jì)劃對(duì)產(chǎn)業(yè)的巨大帶動(dòng)作用,引起實(shí)業(yè)界濃厚的投資興趣,投資量逐年遞增。
2.精細(xì)分析和廣闊綜合的統(tǒng)一。生物工程技術(shù)在分子、細(xì)胞、組織、器官、整體乃至群體的多層次、全方位研究,以及生物工程技術(shù)與數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、信息科學(xué)的前所未有的整合,使得很多生命系統(tǒng)復(fù)雜問題的解決出現(xiàn)了可能。
3.科學(xué)進(jìn)步和技術(shù)革命互為因果。生物工程技術(shù)的每一次突破,都與技術(shù)革命相關(guān),科學(xué)與技術(shù)之間的界限也是越來越模糊了。
4.基礎(chǔ)與應(yīng)用的結(jié)合。生物工程技術(shù)與醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)有著不可分割的聯(lián)系,是這些應(yīng)用學(xué)科的基礎(chǔ),也能從應(yīng)用學(xué)科中獲取基礎(chǔ)研究的源頭活水。很多重大社會(huì)需求的問題會(huì)構(gòu)成揭示自然規(guī)律的一些重大科學(xué)工程的出發(fā)點(diǎn),如對(duì)艾滋病、腫瘤、人口控制、抗病蟲植物等方面的研究。
5.產(chǎn)業(yè)化的速度大大加快。各種生物工程技術(shù)的發(fā)展,使得生物工程技術(shù)基礎(chǔ)研究到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的距離較之以往大大縮短。
二、生物工程技術(shù)的應(yīng)用
生物工程技術(shù)作為21世紀(jì)高新技術(shù)的核心,對(duì)人類解決面臨的食物、資源、健康、環(huán)境等重大問題將發(fā)揮越來越大的作用。大力發(fā)展生物工程技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)已成為世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。近十幾年是世界生物工程技術(shù)迅速發(fā)展時(shí)期,無論在基礎(chǔ)研究方面還是在應(yīng)用開發(fā)方面,都取得了令人矚目的成就,生物工程技術(shù)的研究成果越來越廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、輕工食品、海洋開發(fā)及環(huán)境保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。生物工程技術(shù)將是21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)之一,甚至可能引發(fā)一次新的工業(yè)革命,對(duì)人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活各方面必將產(chǎn)生全面而深刻的影響。
1.農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)。近幾年來,國(guó)際農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)發(fā)展之快,對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的改善和產(chǎn)量增加的作用之大,已引起世界各國(guó)政府和科學(xué)家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)領(lǐng)域中研究最活躍的是應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù),將目的基因?qū)雱?dòng)植物體內(nèi),對(duì)家畜、家禽及農(nóng)作物進(jìn)行品種改良,從而獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物新品種,達(dá)到充分提高資源利用效率、降低生產(chǎn)成本的目的。
2.海洋生物工程技術(shù)。海洋生物學(xué)與生物工程技術(shù)相結(jié)合,產(chǎn)生了海洋生物工程技術(shù)這一新的領(lǐng)域。海洋生物工程技術(shù)作為加速開發(fā)利用海洋生物資源、改良海洋生物品種、提高海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)量和質(zhì)量、獲取有特殊藥用和保健價(jià)值的生物活性物質(zhì)的新途徑,越來越受到人們的重視,許多國(guó)家已將海洋生物工程技術(shù)作為21世紀(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。
3.輕工、食品生物工程技術(shù)。輕工、食品行業(yè)是生物工程技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一,主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:一是利用生物工程技術(shù)進(jìn)行農(nóng)副原料加工直接制成商品,如發(fā)酵制品、釀造等產(chǎn)品;二是以生物工程技術(shù)產(chǎn)品為基礎(chǔ),進(jìn)行二次開發(fā)形成的新產(chǎn)業(yè),如低聚糖加酶洗滌劑、高果糖漿等;三是以生物工程技術(shù)為手段對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造,從而降低消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4.醫(yī)藥生物工程技術(shù)。醫(yī)藥生物工程技術(shù)是生物工程技術(shù)研究開發(fā)的熱點(diǎn),近十多年來一些發(fā)達(dá)國(guó)家投放大量的人財(cái)物力研究和開發(fā)醫(yī)藥領(lǐng)域的生物工程技術(shù),已取得新的進(jìn)展,其中基因治療技術(shù)和新型生物藥劑方面的開發(fā)應(yīng)用最為廣泛。
5.其他生物工程技術(shù)。隨著世界生物工程技術(shù)的迅速發(fā)展,生物工程技術(shù)除廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、海洋、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域外,在其他諸如環(huán)境保護(hù)、石油化工等領(lǐng)域也開展了大量的研究工作。
三、生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
[關(guān)鍵詞]地方本科院校 生物工程 專業(yè)綜合改革
[中圖分類號(hào)] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2015)03-0139-03
懷化學(xué)院生物工程專業(yè)是湖南省普通高等學(xué)?!笆濉睂I(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目專業(yè),如何開展生物工程專業(yè)綜合改革,主動(dòng)適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略和地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求,推動(dòng)地方本科院校專業(yè)改革與發(fā)展,更好地發(fā)揮項(xiàng)目建設(shè)在教學(xué)改革深入、創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式構(gòu)建、教學(xué)特色和人才培養(yǎng)水平提高上的引領(lǐng)、示范、輻射作用?筆者圍繞專業(yè)綜合改革的建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容、教學(xué)管理等進(jìn)行探索和實(shí)踐。
一、專業(yè)綜合改革的建設(shè)目標(biāo)
生物工程專業(yè)建設(shè)的總體目標(biāo)是以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向,以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo),教學(xué)改革為核心,能力培養(yǎng)為重點(diǎn),師資隊(duì)伍建設(shè)為根本,教學(xué)條件改善為基礎(chǔ),依托現(xiàn)有學(xué)科平臺(tái),通過調(diào)整專業(yè)建設(shè)思路,改革人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)學(xué)生融“知識(shí)、能力、素質(zhì)”三位一體產(chǎn)學(xué)研合作育人模式,為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)生物工程合格人才,努力將本專業(yè)建設(shè)成為省內(nèi)一流,國(guó)內(nèi)有影響的特色鮮明、人才培養(yǎng)質(zhì)量高、社會(huì)聲譽(yù)好的品牌專業(yè)。
二、專業(yè)綜合改革實(shí)施內(nèi)容
(一)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求,構(gòu)建科學(xué)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式
為適應(yīng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈、社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才高素質(zhì)能力的需求,我們積極轉(zhuǎn)變辦學(xué)理念,堅(jiān)持“實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、接地氣”應(yīng)用型人才的培養(yǎng)定位,立足學(xué)生以適應(yīng)社會(huì)就業(yè)為導(dǎo)向,確立多樣化的專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格和培育途徑,經(jīng)過幾年的探索,構(gòu)建以專業(yè)能力培養(yǎng)為主的3個(gè)“三位一體”生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。[1]
1.構(gòu)建融“知識(shí)、能力、素質(zhì)”為一體的人才培養(yǎng)規(guī)格
滿足人才培養(yǎng)的行業(yè)和社會(huì)需求,圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),構(gòu)建融“知識(shí)、能力、素質(zhì)”于生物工程專業(yè)“三位一體”的應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)格,即:由基礎(chǔ)平臺(tái)知識(shí)、生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、生物工程專業(yè)知識(shí)、專業(yè)能力發(fā)展知識(shí)構(gòu)成的知識(shí)體系;由價(jià)值判斷能力、交流溝通能力、身心調(diào)適能力、信息處理能力、數(shù)理、生物學(xué)、工程學(xué)等自然科學(xué)知識(shí)運(yùn)用能力,生物工程與技術(shù)領(lǐng)域從事生產(chǎn)、管理、設(shè)計(jì)和新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)等專業(yè)綜合能力,能獨(dú)立進(jìn)行生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目可行性論證、生物工程上游技術(shù)研究、生物工程工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、生物制品分離純化工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝運(yùn)行管理與監(jiān)察、生物制品質(zhì)量監(jiān)控等專業(yè)發(fā)展能力構(gòu)成的能力體系;以及由思想道德素質(zhì)、人文素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)、身心素質(zhì)、工程素質(zhì)和科研素質(zhì)等構(gòu)成的素質(zhì)體系。以期使學(xué)生成為知識(shí)結(jié)構(gòu)完善、專業(yè)技術(shù)過硬、能力突出、素質(zhì)優(yōu)良的應(yīng)用型人才。
2.構(gòu)建融“公共能力、專業(yè)能力、發(fā)展能力”為一體的人才培養(yǎng)課程體系
遵循“實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)、接地氣”的辦學(xué)定位,構(gòu)建公共能力培養(yǎng)課程、專業(yè)能力培養(yǎng)課程、發(fā)展能力培養(yǎng)課程的3個(gè)專業(yè)課程模塊,即:以培養(yǎng)學(xué)生價(jià)值判斷能力、交流溝通能力、身心調(diào)適能力、信息處理能力的公共能力模塊課程;自然科學(xué)基礎(chǔ)能力、生物學(xué)基礎(chǔ)能力、生物工程工藝研發(fā)能力、生物工程設(shè)計(jì)與咨詢能力的專業(yè)能力模塊課程;以及發(fā)酵食品生產(chǎn)技術(shù)必修能力、植物資源利用必修能力、新型發(fā)酵技術(shù)選修能力和生物過程監(jiān)控與產(chǎn)品營(yíng)銷選修能力的“2+1”模塊課程。其中公共能力培養(yǎng)課程學(xué)時(shí)占34.8%,專業(yè)能力培養(yǎng)課程學(xué)時(shí)占47.7%,發(fā)展能力培養(yǎng)課程學(xué)時(shí)占17.5%,實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和綜合實(shí)踐學(xué)分占總學(xué)分的43.39%。這樣形成了實(shí)基礎(chǔ)、重實(shí)踐,培養(yǎng)知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的高素質(zhì)人才培養(yǎng)課程體系。
3.構(gòu)建融“課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、校園文化活動(dòng)”為一體的人才培養(yǎng)途徑
為了提高學(xué)生的綜合素質(zhì),提升地方本科院校生物工程專業(yè)學(xué)生的市場(chǎng)適應(yīng)力,以校系文化活動(dòng)為載體,構(gòu)建融“課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)、校園文化活動(dòng)”為一體的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)途徑,協(xié)調(diào)發(fā)展學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì),幫助學(xué)生提高具有職業(yè)導(dǎo)向性的專業(yè)能力素質(zhì),實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展,更好地適應(yīng)人才多樣化的市場(chǎng)需求。如,校園文化活動(dòng)以課程的形式體現(xiàn)在人才培養(yǎng)計(jì)劃中,生物工程校園文化活動(dòng)課程占總學(xué)時(shí)數(shù)的13%,公共能力培養(yǎng)模塊開設(shè)有價(jià)值判斷能力素質(zhì)拓展、交流溝通能力素質(zhì)拓展、身心調(diào)適能力素質(zhì)拓展、信息處理能力素質(zhì)拓展等活動(dòng)項(xiàng)目;專業(yè)能力培養(yǎng)模塊開設(shè)“特色酸奶工藝設(shè)計(jì)”、“啤酒生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)”等課程;專業(yè)能力設(shè)置“生物科學(xué)節(jié)”、“食品文化節(jié)”等系級(jí)文化特色活動(dòng)課程。為了讓學(xué)生及早與社會(huì)、企業(yè)聯(lián)系,提高學(xué)生的專業(yè)興趣和社會(huì)適應(yīng)能力,構(gòu)建了專業(yè)及社會(huì)實(shí)踐教學(xué)體系。
此外,積極探索與企業(yè)、行業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)研產(chǎn)用應(yīng)用型人才模式,采取學(xué)校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的形式,充分發(fā)揮校企雙方優(yōu)勢(shì),促進(jìn)學(xué)研產(chǎn)用有機(jī)結(jié)合。我們與懷化正大公司、正好公司建立校企聯(lián)合培養(yǎng)的“正大班”、“正好班”,校企雙方每年召開兩次校企合作人才培養(yǎng)研討會(huì)(現(xiàn)場(chǎng)或網(wǎng)絡(luò)形式),共同研討相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃與方案,探討產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目和方式。學(xué)生在完成正常教學(xué)計(jì)劃之外,根據(jù)企業(yè)對(duì)人才的需求,每學(xué)期進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐短期訓(xùn)練,探索培養(yǎng)與企業(yè)相適應(yīng)的學(xué)研產(chǎn)用應(yīng)用型技術(shù)人才。
(二)引聘與培養(yǎng),專兼與合作,打造一支較高水平師資隊(duì)伍
圍繞學(xué)科發(fā)展和應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求,采取積極有效措施,引進(jìn)重點(diǎn)大學(xué)、科研院所的高學(xué)歷、高層次人才以及教學(xué)名師;重視中青年骨干教師的培養(yǎng),制訂并實(shí)施“傳幫帶”教師培養(yǎng)計(jì)劃,鼓勵(lì)青年教師攻讀學(xué)位或進(jìn)修,有計(jì)劃、分步驟安排教師到企業(yè)生產(chǎn)一線掛職鍛煉,有針對(duì)性地開展專業(yè)技能訓(xùn)練,技術(shù)開發(fā)、技術(shù)應(yīng)用推廣等合作研究,培育具有工程背景的“雙師、雙能型”教師;同時(shí)聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)外著名高校、科學(xué)院所、企業(yè)的專家,知名企業(yè)家做講座和客座教授,形成一支結(jié)構(gòu)合理、數(shù)量充足、工程化背景明顯、團(tuán)隊(duì)合作精神強(qiáng)、專兼結(jié)合的高水平教師隊(duì)伍,為專業(yè)建設(shè)發(fā)展提供良好的師資保障。
(三)推進(jìn)課程改革與教學(xué)資源建設(shè),全面提升教育教學(xué)效果
立足地方植物資源優(yōu)勢(shì),突出地方本科院校特色,以省級(jí)、校級(jí)重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科為龍頭,充分發(fā)揮學(xué)科平臺(tái)、學(xué)科團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)特色,構(gòu)建“植物成分利用”相關(guān)特色課程群為生物工程專業(yè)發(fā)展能力模塊,突出地方院校的專業(yè)特色,提升核心競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和人才質(zhì)量。以省、校級(jí)精品課程建設(shè)為重點(diǎn),突出以專業(yè)能力培養(yǎng)為中心,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),改革教學(xué)內(nèi)容,圍繞學(xué)生知識(shí)體系、素質(zhì)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)的形成編制課程提綱,培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、工程實(shí)踐能力突出,具有創(chuàng)新思維能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。加強(qiáng)系部網(wǎng)站、學(xué)科專業(yè)網(wǎng)站、精品課程網(wǎng)站建設(shè),開設(shè)“學(xué)習(xí)園地”、“前沿資訊”、“教學(xué)科研”、“交流論壇”等欄目,搭建師生互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),幫忙學(xué)生了解生命科學(xué)前沿,及時(shí)解答學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)、科學(xué)研究、考研就業(yè)等相關(guān)問題,傾聽學(xué)生的建議與意見,為促進(jìn)生物工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平整體提高提供通暢的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),全面提升教育教學(xué)效果。
(四)構(gòu)建獨(dú)立實(shí)踐教學(xué)體系,突出實(shí)踐教學(xué),提升學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力
為提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、科研創(chuàng)新能力、適應(yīng)社會(huì)能力,在實(shí)踐教學(xué)實(shí)施過程中,把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、科研創(chuàng)新能力、適應(yīng)社會(huì)能力的各個(gè)環(huán)節(jié)作為一個(gè)整體,構(gòu)建了“3+3”(3層次實(shí)驗(yàn)+3個(gè)結(jié)合)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,即3個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次(基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn))和3個(gè)結(jié)合(基本操作訓(xùn)練和綜合應(yīng)用訓(xùn)練相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)課與學(xué)生科研訓(xùn)練相結(jié)合、實(shí)驗(yàn)課與實(shí)驗(yàn)中心開放相結(jié)合),形成了由實(shí)驗(yàn)課50%,課外活動(dòng)30%(包括企業(yè)見習(xí)、校外考察、專業(yè)實(shí)習(xí)、課外活動(dòng)小組),科技活動(dòng)20%(包括學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目)組成的學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新科研能力培養(yǎng)的新模式。同時(shí),為了讓學(xué)生及早與社會(huì)、企業(yè)掛鉤,構(gòu)建了分年級(jí)、循序漸進(jìn)的專業(yè)見習(xí),專業(yè)社會(huì)實(shí)踐調(diào)研,生物產(chǎn)品設(shè)計(jì),工廠畢業(yè)實(shí)習(xí)的生物工程專業(yè)社會(huì)實(shí)踐教學(xué)體系,讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)從感性認(rèn)知到理性提升的跨越,大大增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)興趣。
以培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)造性、激發(fā)學(xué)生的潛能、發(fā)展和完善學(xué)生的個(gè)性為核心,設(shè)立 “懷化學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新基金”和“生命科學(xué)系大學(xué)生科技創(chuàng)新基金”,創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。以主動(dòng)參與、協(xié)同合作、自主發(fā)展為特征,以做課題、查文獻(xiàn)、做實(shí)驗(yàn)、寫論文、作報(bào)告等活動(dòng)為途徑,培養(yǎng)學(xué)生“五會(huì)”、“四知”、“三懂”、“兩能”、“一有”,即會(huì)識(shí)圖表,會(huì)擬摘要,會(huì)擬關(guān)鍵詞,會(huì)閱讀專業(yè)文獻(xiàn),會(huì)鑒定生物種類;知道找尋課題,知道查找資料,知道制訂研究路線,知道設(shè)計(jì)研究方法;懂得獲得研究器材途徑,懂得記錄整理研究資料,懂得交流研究信息;能按計(jì)劃開展研究工作,能撰寫專業(yè)論文或報(bào)告;有解決生物工程領(lǐng)域生產(chǎn)實(shí)踐中關(guān)鍵技術(shù)問題的綜合能力。此外,按照學(xué)科劃分“實(shí)驗(yàn)室”的布局,建立學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、學(xué)科實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)新平臺(tái)一體化分布格局,通過開設(shè)大量綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),實(shí)施以研究型為主線的“課上-課下-社會(huì)實(shí)踐應(yīng)用”相互滲透的開放式研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,讓學(xué)生從低年級(jí)開始接受科研訓(xùn)練,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。[2]
(五)深化教學(xué)方法與考試改革,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量
加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革,夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)專業(yè)能力模塊理論課程推行學(xué)習(xí)性教學(xué),讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí),實(shí)行過程考核,即小考制度,小考的次數(shù)按每門課程的學(xué)分來計(jì)算(一學(xué)分一次小考),督促學(xué)生學(xué)習(xí);實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)在學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作儀器設(shè)備,突出培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力等。專業(yè)發(fā)展能力模塊課程的理論課程采取案例化、專題化教學(xué)方法,實(shí)驗(yàn)課程采用項(xiàng)目化教學(xué),突出教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。
積極探討課程考試方式改革,全面綜合評(píng)價(jià)學(xué)生。理論課實(shí)行過程考核,面試與筆試相結(jié)合,設(shè)立3-5人組成的課程考核小組,綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)??己顺煽?jī)由三塊組成:平時(shí)考核50%,面試30%,期末考試20%。實(shí)驗(yàn)課采取多元實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核方法,考核成績(jī)由平時(shí)考核占60%-70%(實(shí)驗(yàn)習(xí)慣10%、實(shí)驗(yàn)操作40%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果10%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告10%),期末實(shí)驗(yàn)操作和理論考試占20%,設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)占10%-20%,建立“平時(shí)成績(jī)記分簿”,把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣納入實(shí)驗(yàn)考核范疇,制定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)行為18條規(guī)定,違反一條扣0.5-3分,累計(jì)扣除10分后,取消該門實(shí)驗(yàn)成績(jī),并要求重修。學(xué)生在反饋意見中,都感謝“實(shí)驗(yàn)室”對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的培養(yǎng),使學(xué)生終身受益。
三、深化教學(xué)管理改革,形成特色鮮明的教學(xué)管理模式
(一)常規(guī)教學(xué)管理出“特”
將“三查四考勤三評(píng)”改為“三查四考勤三評(píng)二督二通報(bào)”的特色教學(xué)常規(guī)管理?!叭椤保翰樵缤碜粤?xí)、查課堂、查教師教學(xué);“四考勤”:系值班領(lǐng)導(dǎo)、教務(wù)干事或?qū)W生輔導(dǎo)員、任課老師或班主任、班干部的四級(jí)考勤;“三評(píng)”:教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、教研室、學(xué)生對(duì)教師的課堂評(píng)價(jià);“二督”:值班領(lǐng)導(dǎo)對(duì)課堂直接督導(dǎo)、教研室對(duì)老師教學(xué)環(huán)節(jié)督導(dǎo);“二通報(bào)”:學(xué)生一天一通報(bào)、教師一周一通報(bào)。這樣有效促進(jìn)了良好學(xué)風(fēng)和教風(fēng)的形成。
(二)專業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)從“實(shí)”
根據(jù)生物工程專業(yè)特點(diǎn)和人才培養(yǎng)的要求,以生物工程教研室為首,連同實(shí)驗(yàn)室與系部共同制訂了生物工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)技能標(biāo)準(zhǔn),對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行嚴(yán)格要求,系統(tǒng)規(guī)范,并在三年級(jí)第二學(xué)期舉行專業(yè)技能大賽和專業(yè)技能過關(guān)測(cè)試,提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能,營(yíng)造了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍。
(三)教學(xué)質(zhì)量保證體系推“新”
我們制定了生命科學(xué)系各級(jí)各類人員的崗位職責(zé)、管理?xiàng)l例,形成了自己完善的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。一是教學(xué)檢查制度:由系主任組織教研室主任、實(shí)驗(yàn)室主任定期開展教學(xué)檢查,全面了解教學(xué)情況;二是教學(xué)督導(dǎo)制度:聘請(qǐng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師組成教學(xué)督導(dǎo)組,不定期到課堂聽課,了解師生的教學(xué)情況;三是系領(lǐng)導(dǎo)聽課制度:不定期檢查教師的授課情況;四是學(xué)生信息員制度:及時(shí)了解和反映學(xué)生對(duì)教學(xué)工作的意見和建議;五是學(xué)生評(píng)教制度:促進(jìn)教師改進(jìn)教學(xué)工作,提高教學(xué)水平;六是青年教師教學(xué)質(zhì)量?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)評(píng)選制度;七是畢業(yè)生跟蹤調(diào)查制度:了解用人單位對(duì)畢業(yè)生的評(píng)價(jià)以及社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的意見與建議,為改革人才培養(yǎng)模式提供依據(jù)。
四、結(jié)束語(yǔ)
專業(yè)綜合改革是高等學(xué)校進(jìn)一步優(yōu)化高校專業(yè)設(shè)置,提升專業(yè)建設(shè)水平、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量以及專業(yè)特色的重要手段。[3]懷化學(xué)院生物工程專業(yè)綜合改革,堅(jiān)持以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展為導(dǎo)向,以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo),教學(xué)改革為核心,能力培養(yǎng)為重點(diǎn),師資隊(duì)伍建設(shè)為根本,教學(xué)管理規(guī)范為保障,培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力較強(qiáng)、適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。專業(yè)綜合改革是時(shí)展的需要,是高等教育規(guī)律的使然,只有更進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教育觀念,明確目標(biāo),自覺探索和實(shí)踐,才能為相關(guān)專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展起到引領(lǐng)、示范作用,為國(guó)家和地方建設(shè)培養(yǎng)合格人才。
[ 注 釋 ]
[1] 胡興,劉勝貴,皮建輝,等.以能力為主的“三位一體”生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究[J].懷化學(xué)院學(xué)報(bào),2013(5):85-87.
2010年3月,教育部發(fā)出了關(guān)于征求本科專業(yè)目錄修訂工作意見和建議的通知,在2011年《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄(修訂一稿)》中,生物科學(xué)類專業(yè)在原有生物科學(xué)專業(yè)、生物技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上又增加了生物信息學(xué)專業(yè)和生態(tài)學(xué)專業(yè),生物工程類專業(yè)在原有生物工程專業(yè)的基礎(chǔ)上又增加了生物醫(yī)藥專業(yè),以適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和高等教育改革發(fā)展的需要,具有前瞻性,有利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,有利于優(yōu)化學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)。生物技術(shù)專業(yè)是生物學(xué)領(lǐng)域一個(gè)新興的本科專業(yè),1998年正式列入教育部專業(yè)目錄。該專業(yè)的設(shè)立旨在適應(yīng)我國(guó)生物學(xué)應(yīng)用研究型人才培養(yǎng)的需要,以服務(wù)我國(guó)新興生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求。教育部1998年頒布的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹》中指出,生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具備生物科學(xué)的基本理論和較系統(tǒng)的生物技術(shù)基本理論、基本知識(shí)和基本技能,能在農(nóng)、林、牧、漁、環(huán)保、園林、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的企業(yè)、事業(yè)和行政管理部門從事與生物技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理等工作的專門人才。生物技術(shù)專業(yè)開設(shè)的主要課程有微生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞工程、基因工程、微生物工程、生化工程、發(fā)酵工程設(shè)備、生物工程下游技術(shù)等,還有實(shí)驗(yàn)課和必要的生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
生物技術(shù)專業(yè)教育和建設(shè)的共識(shí)
回顧我國(guó)生物技術(shù)教育短暫的歷史,可以得到一些生物技術(shù)教育發(fā)展規(guī)律和生物技術(shù)專業(yè)建設(shè)的共識(shí)與啟迪。生物技術(shù)教育的發(fā)展是國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)人才需求與時(shí)俱進(jìn)的結(jié)果生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)正在崛起的主導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),已成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略重點(diǎn)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn),最終將成為我國(guó)趕超世界發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)力水平、實(shí)現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢(shì)和跨越式發(fā)展最有前途、最有希望的領(lǐng)域。經(jīng)過一系列戰(zhàn)略部署和努力,探索了適合我國(guó)國(guó)情的人才引進(jìn)、培養(yǎng)和使用機(jī)制,我國(guó)生物技術(shù)人才培養(yǎng)工作取得了長(zhǎng)足發(fā)展,培養(yǎng)了一批優(yōu)秀人才,吸引了一批海外尖端人才,已形成一支初具規(guī)模的生物技術(shù)人才隊(duì)伍,并在一定程度上提高了我國(guó)生物技術(shù)領(lǐng)域科研創(chuàng)新能力,生物技術(shù)人才培養(yǎng)工作呈現(xiàn)良好局面。但是,也必須清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)生物技術(shù)人才發(fā)展的總體水平與世界先進(jìn)水平相比還有明顯差距,在支撐我國(guó)生物技術(shù)科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面還有許多不相適應(yīng)的地方。因此,我國(guó)發(fā)展生物技術(shù)科技與產(chǎn)業(yè)需要一支數(shù)量足、素質(zhì)高的人才隊(duì)伍,對(duì)生物技術(shù)人才的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)適度超前,以確保人才源頭供給,也要注意規(guī)模適度,切忌供過于求。充分認(rèn)識(shí)生物技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐性特點(diǎn)生物技術(shù)專業(yè)是以理為主、以工為輔、理工復(fù)合型辦學(xué)專業(yè),培養(yǎng)應(yīng)用研究型人才,人才培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格具有突出的實(shí)踐性特點(diǎn),并與生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展密不可分,學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)理論和基本知識(shí),還應(yīng)接受嚴(yán)格的生物技術(shù)基本技能與研發(fā)能力的訓(xùn)練。這就要求高校必須有充足的經(jīng)費(fèi)投入、完備的教學(xué)儀器設(shè)備、規(guī)范的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地、完善的實(shí)驗(yàn)課和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等。師資隊(duì)伍是保證教育質(zhì)量的關(guān)鍵高質(zhì)量的生物技術(shù)教育必須依賴于高素質(zhì)的師資隊(duì)伍,生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、課程的開設(shè)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)關(guān)鍵在教師。目前的當(dāng)務(wù)之急是要提高教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和教學(xué)水平,特別是提高教師的創(chuàng)新能力,實(shí)踐能力以及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用研究、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理的能力。進(jìn)一步豐富教育資源、完善課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容生物技術(shù)專業(yè)辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)積淀較少,而且在一定意義上又是“高消費(fèi)”辦學(xué)專業(yè),因此進(jìn)一步豐富教育資源、完善課程體系、更新教育內(nèi)容,是適應(yīng)辦學(xué)規(guī)模日漸擴(kuò)大,提高和確保教育教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)生物技術(shù)教育健康發(fā)展的重要方面。
地方高師院校生物技術(shù)專業(yè)建設(shè)存在的主要問題
根據(jù)生物技術(shù)專業(yè)當(dāng)前的發(fā)展速度與招生規(guī)模以及許多學(xué)?,F(xiàn)有的辦學(xué)條件,對(duì)該專業(yè)教育的影響因素大致有如下幾個(gè)值得重視的問題。專業(yè)的學(xué)科定位和培養(yǎng)目標(biāo)有待進(jìn)一步規(guī)范在許多地方高師院校,生物科學(xué)專業(yè)是傳統(tǒng)的師范專業(yè),在該基礎(chǔ)上,又開設(shè)了生物技術(shù)專業(yè)甚至生物工程專業(yè)。在這3個(gè)專業(yè)中,特別是生物技術(shù)與生物科學(xué)專業(yè)之間,在培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面大同小異(多數(shù)學(xué)校課程差異不足10%),專業(yè)定位不準(zhǔn),課程體系缺乏特色,生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)難以落實(shí)或質(zhì)量難以保證,真正實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用研究型人才的培養(yǎng)目標(biāo)還有一定難度。與生物技術(shù)專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用型師資力量薄弱地方高師院校的生命科學(xué)學(xué)院或生物系教師中,絕大多數(shù)甚至全部都畢業(yè)于與生命科學(xué)相關(guān)的理科專業(yè),畢業(yè)于生物工程、發(fā)酵工程等工科專業(yè)的教師很少,應(yīng)用技術(shù)和實(shí)踐能力較差。因此,微生物工程、生化工程、發(fā)酵工程設(shè)備、生物工程下游技術(shù)等生物技術(shù)專業(yè)的主干課程和應(yīng)用性強(qiáng)的選修課程以及實(shí)驗(yàn)課、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面均缺乏優(yōu)秀的技術(shù)型、應(yīng)用型師資,嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。辦學(xué)規(guī)??焖倥蛎浗o原本緊張的教學(xué)資源帶來很大壓力生物技術(shù)專業(yè)從設(shè)置之初就受到社會(huì)的廣泛關(guān)注,辦學(xué)和招生規(guī)模迅速擴(kuò)大,這在地方高師院校中尤其明顯。特別是新辦該專業(yè)的學(xué)校辦學(xué)積淀少,經(jīng)費(fèi)不足,設(shè)備匱乏,實(shí)習(xí)基地建設(shè)跟不上,實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,教學(xué)質(zhì)量問題比較突出。生物技術(shù)專業(yè)特色不明顯地方高師院校生物技術(shù)專業(yè)大多是在原有的生物科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)上設(shè)置的,又是非師范專業(yè),在高師院校的重視程度遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)的師范專業(yè),因此以上3個(gè)問題尤為突出。此外,課程體系千校一面,缺乏學(xué)校特色、學(xué)科特點(diǎn)和地域優(yōu)勢(shì)。所以,地方高師院校生物技術(shù)專業(yè)的特色培育已刻不容緩。專業(yè)特色培育的過程,也是不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)、提高教學(xué)質(zhì)量的過程,因此,專業(yè)特色培育必須立足學(xué)校所在的區(qū)域,從而使其可以更好地為地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。
突出學(xué)生學(xué)習(xí)能力、綜合實(shí)踐動(dòng)手能力的評(píng)價(jià),采用口試、答辯和解決實(shí)際問題等形式,考核評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。鑒于實(shí)踐課程內(nèi)容的復(fù)雜性、實(shí)踐時(shí)間的長(zhǎng)期性,專業(yè)將過程考核應(yīng)用于成績(jī)考核當(dāng)中,不再以最終的成績(jī)確定學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,而將同學(xué)的準(zhǔn)備情況、實(shí)踐態(tài)度、思考過程及難易度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等都納入到實(shí)踐教學(xué)考核體系當(dāng)中。學(xué)生既是被考核對(duì)象,又是考核監(jiān)督對(duì)象,提高了學(xué)生的參與熱情。
2專業(yè)核心技能提升訓(xùn)練體系
2.1專業(yè)基本技能培訓(xùn)體系結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案,已制定實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)計(jì)劃和專業(yè)技能基礎(chǔ)體系,以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基本技能。相關(guān)實(shí)踐教學(xué)課程包括:一是基礎(chǔ)技能:生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因工程、免疫學(xué)、化工原理等;二是生物工藝過程基本技能相關(guān)課程:工業(yè)發(fā)酵分析、淀粉分析與檢驗(yàn)、變性淀粉、發(fā)酵工程、發(fā)酵設(shè)備等。
2.2科研訓(xùn)練提升專業(yè)基本技能培訓(xùn)體系塑造了學(xué)生最基本的專業(yè)技能,為提高專業(yè)技能,生物工程專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)過程中制定了相應(yīng)的“研究式”實(shí)踐教學(xué)模式,即將學(xué)生融入教師的相應(yīng)課題研究中,利用課余時(shí)間,進(jìn)行課題研究。
2.3社會(huì)實(shí)踐鍛造生物工業(yè)過程實(shí)習(xí)主要包括:酶工程實(shí)習(xí)、化工原理實(shí)習(xí)及生物工藝學(xué)實(shí)習(xí)。是生物工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)中一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。本實(shí)踐環(huán)節(jié)在前述實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)上,通過構(gòu)建學(xué)生自主實(shí)習(xí)、校內(nèi)外雙導(dǎo)師制、廠校雙重考核等實(shí)踐教育模式,讓學(xué)生進(jìn)入生物工程公司每一個(gè)操作工段。通過這一環(huán)節(jié)的實(shí)踐學(xué)習(xí),讓學(xué)生更加深刻理解生物工程工藝流程,加深了對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握,專業(yè)技能和素養(yǎng)在工業(yè)環(huán)境中得到進(jìn)一步提升,同時(shí)提高了學(xué)生的工程意識(shí)和工程能力以及創(chuàng)新能力。
年僅36歲的黃方曾求學(xué)于瑞士巴塞爾大學(xué),并在英國(guó)劍橋大學(xué)蛋白質(zhì)工程中心進(jìn)修與工作,在此期間他創(chuàng)造性地將單分子熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)應(yīng)用于蛋白質(zhì)折疊的研究,取得重要研究成果,2008年6月被MRC(英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì))蛋白質(zhì)工程中心聘為研究科學(xué)家(永久性職位)。2009年,黃方回國(guó)加入中國(guó)石油大學(xué)(華東)生物工程與技術(shù)中心,領(lǐng)導(dǎo)海洋膜蛋白實(shí)驗(yàn)室的工作,成為國(guó)內(nèi)生物科學(xué)領(lǐng)域卓越的學(xué)科帶頭人。
黃方及其領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室以蛋白質(zhì)研究為切入點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)和生物能源兩大領(lǐng)域展開攻關(guān)。生物醫(yī)學(xué)方面?zhèn)戎氐鞍踪|(zhì)折疊機(jī)理和膜蛋白功能的研究;生物能源方面主要從事生物制氫以及海洋微藻制生物柴油的研究。兩大領(lǐng)域皆為國(guó)際領(lǐng)先和熱門科研方向,一旦獲得突破,將對(duì)生命科學(xué)、節(jié)能減排產(chǎn)生重大影響。
生物醫(yī)學(xué)是當(dāng)前生命科學(xué)研究的最大熱點(diǎn)之一,關(guān)系到疾病治療、壽命延長(zhǎng)和人類對(duì)生命的探索,黃方所從事的蛋白質(zhì)折疊是生命科學(xué)領(lǐng)域皇冠上的明珠,是分子生物學(xué)中心法則中尚未解決的重要問題。
上世紀(jì)五六十年代的研究已表明蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型是由蛋白質(zhì)序列決定的,但蛋白質(zhì)的序列如何決定其構(gòu)型,即蛋白質(zhì)如何折疊仍然是世界難題。當(dāng)前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊會(huì)導(dǎo)致許多疾病發(fā)生,如瘋牛病、老年癡呆癥、帕金森氏病以及許多癌癥,蛋白質(zhì)折疊機(jī)理研究對(duì)許多疾病的治療將產(chǎn)生重要影響。
黃方能在如此尖端的科研領(lǐng)域有所建樹與他的教育經(jīng)歷有關(guān)。本科與碩士在山東大學(xué)化學(xué)學(xué)院學(xué)習(xí)熒光技術(shù),2000年留學(xué)巴塞爾大學(xué)轉(zhuǎn)向生物領(lǐng)域后,他的化學(xué)基礎(chǔ)得到了意想不到的應(yīng)用――將具有超長(zhǎng)熒光壽命的有機(jī)熒光探針和時(shí)間分辨熒光技術(shù)用于蛋白質(zhì)折疊速率極限和多肽鏈柔軟性研究,前者是蛋白質(zhì)折疊研究中一個(gè)至關(guān)重要的問題,后者可為蛋白的設(shè)計(jì)及蛋白藥物開發(fā)提供新的思路。學(xué)科交叉為黃方帶來了豐碩的研究成果。在劍橋期間,黃方將熒光共振能量轉(zhuǎn)移和單分子熒光技術(shù)引入蛋白質(zhì)折疊課題,取得一系列突破。
在生物能源領(lǐng)域,目前國(guó)際上已有一些成果應(yīng)用于商業(yè)化,但生物乙醇、生物柴油等新能源的獲取主要依賴陸地生物尤其是農(nóng)作物,產(chǎn)生了與人爭(zhēng)糧的問題,而地球擁有巨大的海洋面積,如果能利用海洋生物提供能源,節(jié)能、減排和糧食問題都將得到極大緩解。
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
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榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
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