時間:2023-03-25 10:51:47
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關鍵詞:生物技術;基因工程;細胞工程
現代生物技術的迅猛發展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經濟的發展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發展進程?,F代生物技術的成果越來越廣泛地應用于醫藥、食品、能源、化工、輕工和環境保護等諸多領域。生物技術是21世紀高新技術革命的核心內容,具有巨大的經濟效益及潛在的生產力。專家預測,到2010~2020年,生物技術產業將逐步成為世界經濟體系的支柱產業之一。生物技術是以生命科學為基礎,利用生物機體、生物系統創造新物種,并與工程原理相結合加工生產生物制品的綜合性科學技術?,F代生物技術則包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等領域。在我國的食品工業中,生物技術工業化產品占有相當大的比重;近年,酒類和新型發酵產品以及釀造產品的產值占食品工業總產值的17%?,F代生物技術在食品發酵領域中有廣闊市場和發展前景,本文主要闡述現代生物技術在食品發酵生產中的應用。
一、基因工程技術在食品發酵生產中的應用
基因工程技術是現代生物技術的核心內容,采用類似工程設計的方法,按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速表達,產生出人類所需要的產品或組建成新的生物類型。
發酵工業的關鍵是優良菌株的獲取,除選用常用的誘變、雜交和原生質體融合等傳統方法外,還可與基因工程結合,進行改造生產菌種。
(一)改良面包酵母菌的性能
面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優良酶基因轉入面包酵母菌中后,其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高,面包加工中產生二氧化碳氣體量提高,應用改良后的酵母菌種可生產出膨潤松軟的面包。
(二)改良釀酒酵母菌的性能
利用基因工程技術培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術將大麥中的淀粉酶基因轉入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發酵,使生產流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產工藝。目前,已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株,提高生香物質含量的啤酒酵母菌株。
(三)改良乳酸菌發酵劑的性能
乳酸菌是一類能代謝產生乳酸,降低發酵產品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統包括糖誘導系統、Nisin誘導系統、pH誘導系統和噬菌體衍生系統。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言,德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏,但是已經發現質粒pN42和PJBL2用于構建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發現乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉座子,第二種方法是依賴于克隆的基因組DN斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發酵劑具有優良的發酵性能,產雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。
二、細胞工程技術在食品發酵生產中的應用
細胞工程是生物工程主要組成之一,出現于20世紀70年代末至80年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規模細胞培養以獲得人們所需物質的技術過程。細胞工程主要有細胞培養、細胞融合及細胞代謝物的生產等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間)細胞或原生質體相互接觸,從而發生膜融合、胞質融合和核融合并形成雜種細胞的現象。細胞融合技術是一種改良微生物發酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產物的產量、使菌種獲得新的性狀、合成新產物等。與基因工程技術結合,使對遺傳物質進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應用細胞融合技術使產生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產量高3倍的賴氨酸產生菌和蘇氨酸高產新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術獲得了優良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領域的新菌種。
三、酶工程技術在食品發酵生產中的應用
酶是活細胞產生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現代生物技術的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應技術,是在一定的生物反應器內,利用生物酶作為催化劑,使某些物質定向轉化的工藝技術,包括酶的研制與生產,酶和細胞或細胞器的固定化技術,酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術在發酵生產中主要用于兩個方面,一是用酶技術處理發酵原料,有利于發酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時,會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質降解不足,從而減慢發酵速度,影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發酵菌種的代謝產物,縮短發酵過程,促進發酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發酵后期還原雙乙酰需要約5~10d的時間。崔進梅等報道,發酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發酵周期,減少雙乙酰含量。
四、小結
在食品發酵生產中應用生物技術可以提高發酵劑的性能,縮短發酵周期,豐富發酵制品的種類。不僅提高了產品檔次和附加值,生產出符合不同消費者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業的發展。隨著生化技術的日益發展,相信會開發出更多物美價廉的發酵制品,使生物加工技術在食品發酵工業中的應用更加廣泛。
參考文獻
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【摘要】食品科學有著悠久的歷史、豐富的內涵,它深深植根于人們的日常飲食生活中。人類的生存離不開食品,它是人類與環境進行物質聯系并賴以生存的基礎,是人類維持生命活動的重要物質。
【關鍵詞】食品科學有著悠久的歷史 豐富的內涵
【本頁關鍵詞】核心期刊快速發表 雙刊號CN期刊
【正文】
食品科學有著悠久的歷史、豐富的內涵,它深深植根于人們的日常飲食生活中。人類的生存離不開食品,它是人類與環境進行物質聯系并賴以生存的基礎,是人類維持生命活動的重要物質。社會發展到今天,人類對食品有了更全面更深層的認識。人們開始從健康、衛生、營養、科學的角度注重飲食生活。因飲食不當等種種原因造成的心臟病、糖尿病等各種慢性疾病已逐漸減少。
1.發酵食品。是人類巧妙的利用有益微生物加工制造的一類食品,具有獨特的風味,它豐富了我們的飲食生活。如酸奶、干酪、酒釀、泡菜、醬油、食醋、豆豉、腐乳、黃酒、啤酒、葡萄酒,甚至還包括臭豆腐,這些都是頗具魅力而長期為人們喜愛的食品。發酵食品經發酵后使一些不能被人體利用的物質(如乳糖、棉子糖等)轉變成能被人體吸收利用的物質,并使一些食物中有害的氰基化合物經發酵轉變成安全無毒的物質,改善了風味和結構;對于酸奶發酵生成乙醛、雙乙酰、3-羥基丁酮等,使其產生愉快的口感,具有柔軟結構,而且發酵食品有一個最大的優點,就是抑制微生物的生長,增加保質期。發酵能提供種類繁多的組分、風味和結構的食品。
2.方便食品。多指工業化大規模加工制成的,可直接食用或稍加烹調即可食用的食品。隨著人們生活節奏的加快和旅游業的興起,省時省力的方便食品已是食品市場的“寵兒”,并逐漸成為市民們生活中不可缺少的一部分。像現在最普遍最常見的方便面、各種飲料、以及方便米粉、芝麻粥、果蔬罐頭、肉類罐頭、速凍水餃、速凍面條等,種類繁多、風味各異,趨于大眾化,是利于人們生活性很強的食品,它將成為食品中消費量最多的食品。
3.冷藏食品。是抑制化學反應和酶反應,阻止微生物生長的手段,使其保持原有的色、香、味。冷藏食品是消費者喜歡并青睞的食品。人們把新買來的食品放入冰柜中冷藏,幾天后還可以保持其新鮮度。在一些超市可以看到有些食品通過包裝改變氣體并與低溫相結合,使食品有更好的保藏效果。食品的冷藏技術在我國已得到了高效快速的發展。
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關鍵詞 檸檬酸;仿真實驗;實踐教學
中圖分類號:TP391.9 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2015)12-0049-02
1 前言
實踐教學是高等工科教育教學中的重要組成部分。通過實踐教學,可以幫助學生鞏固課堂知識、培養其專業基本技能、養成并具備良好的創新習慣??墒牵趯嶋H教學實施過程中存在諸多問題。
首先,能夠接受學生去實習的企業數量有限,學生數量又較多,都到企業或工廠進行實習,給工廠帶來較大的壓力。
其次,工廠現在都是大規模連續生產,生產過程要求連續穩定,導致學生在生產實習時只能看不能動手操作,難以完成生產實習的教學目標。
最后,隨著科技的進步,現有大型生產裝置日益系統化、自動化,導致學生只能觀察和了解整個系統的表面,無法深入學習,難以提高教師和學生的積極性,生產實習的效果很差。
2 仿真實驗
在增加硬件實驗設備難以立即實現的情況下,利用計算機仿真技術,開發適合于專業需求的實驗與操作實習仿真軟件成為解決當前實驗教學存在問題的一個重要途徑。區別于傳統的實驗,仿真實驗不需要實物形態工具與對象,實驗時主要是針對軟件設計的實驗設備與儀器進行。計算機仿真技術借助面向對象編程軟件與多媒體制作技術,制作與傳統實驗操作相對應的軟硬件條件。學生在仿真實驗中可像在真實環境中一樣實現各種實驗項目,實驗結果甚至優于實際實驗??梢?,計算機仿真實驗可輔助、部分替代傳統實驗操作。仿真實驗提供了友好、操作方便的教學環境,學生的學習興趣也大大提高。仿真實驗與互聯網信息技術結合后,通過網絡鏈接,學生可在網絡上進行遠程實驗課程學習,克服了傳統實驗教學空間和時間的限制,同時能大幅降低實驗經費。
當前,計算機仿真在工科實驗教學中已經得到越來越多的應用。以生物工程專業為例,煙臺大學就已經開發完成一套谷氨酸發酵生產仿真軟件,實現了谷氨酸發酵生產與分離提取過程的形象化與動態模擬。該軟件在山東輕工業學院、青島農業大學、文經學院等多所學校內試用,成為生物工程專業實習教學與培訓的重要輔助手段。國內某公司開發的離心泵單元仿真培訓被眾多院校采用,作為相關專業的離心泵操作訓練工具。
其他專業如熱能與動力工程專業,許多高校都在實驗教學中加入仿真實驗以輔助教學,如制冷模擬教學課件[1]、小型冷庫仿真教學系統[2]、制冷空調綜合創新模擬實驗平臺[3]等。煙臺大學也研制了傳熱學實驗教學仿真軟件[4]輔助實驗教學。這些仿真實驗在實際應用中都取得較好的教學效果,值得大力推廣。
3 檸檬酸發酵生產仿真實驗
檸檬酸發酵實驗 檸檬酸發酵實驗是生物與食品類專業的主要實驗教學內容之一,目的是讓學生了解檸檬酸的生產原理與流程,掌握檸檬酸的發酵生產工藝與發酵分析方法,通過實驗能熟練地掌握真菌發酵的接種、培養與發酵產物的分析測定等技術。由于檸檬酸整個發酵生產流程所需設備眾多,現在國內還沒有廠家制作銷售實驗用檸檬酸全過程生產演示的儀器,大多數學校實驗教學中只是在實驗室中開展檸檬酸生產中發酵部分的實驗,無法實現整個生產過程的操作練習。由于檸檬酸生產廠家分布過于分散,大部分高校因人力、物力等資源限制,無法開展實地操作實驗教學。
針對此問題,本文開發了檸檬酸發酵生產仿真軟件。該軟件能夠實現檸檬酸發酵生產全過程的仿真模擬,為廣大生物與食品類專業學生的生產實習提供支持。通過該軟件的推廣使用,滿足這些專業實驗教學的迫切需要。
檸檬酸實驗仿真工具 檸檬酸實驗仿真軟件的開發是根據教學任務要求,分析整理實驗教學內容而進行的。利用該軟件,學生對檸檬酸生產流程獲得形象化的認知,還可以在仿真平臺上完成實驗虛擬操作,得到實踐成績。
本軟件含有實驗內容、成績評定、使用幫助等內容。軟件能夠實現的實驗內容包括檸檬酸生產的淀粉糊化、發酵、粗提和精提四個主要流程,在每個流程的實驗界面上,都設計了該流程所需的全部實驗部件,包括罐體、閥門、泵、過濾機、攪拌器等,各動力機械與調節閥門均可實現手動調節。學生在該仿真軟件上手動完成各生產過程的相關操作練習。軟件的成績評定功能將在學生實際操作過程中,根據操作過程順序以及由此引起的生產工藝參數變化情況給出實驗成績,并提供詳細的得分明細與說明,學生可根據該明細查找實驗操作中出現的問題并加以改進。軟件的實驗成績判別功能實現了實驗操作的定量計分,減輕了實驗指導教師的負擔。軟件提供的幫助功能為學生提供逐步實驗操作指導,幫助學生更快地熟悉相關實驗操作。軟件還提供了時間加速功能,使得學生能夠在較短的時間內就完成檸檬酸的實際長時間生產過程。
軟件采用VB6.0軟件開發,功能包括裝置組成與工藝流程演示、部件運行與閥門操作動態演示、工藝參數動態變化、逐步指導等功能。圖1~圖4分別為淀粉糊化、發酵、粗提和精提四個流程的實驗界面。
該軟件的開發采用模塊化編程,每部分實驗內容作為一個大模塊,大模塊中還細分為若干個小的模塊,模塊之間通過操作流程引起的操作流程因果關系、耦合參數進行銜接。開發過程中采用動態模擬技術實現攪拌器、罐體液位、管道內流體流動等動態變化內容,實驗參數可依據實際操作實現動態即時顯示,學生能夠隨時了解參數的動態變化情況,并據此判斷操作時機。
教學效果 基于仿真技術開發的檸檬酸發酵生產仿真軟件,完整地模擬了檸檬酸生產的全過程,學生通過使用該軟件,不僅加深了對所學理論知識的理解,還對檸檬酸的生產流程有了更深刻全面的認知,生產操作水平也得到了較大的提高。仿真實驗由于界面設計友好,形式新穎,學生對此普遍歡迎,實驗興趣大大提高,取得較好的教學效果。可見,檸檬酸發酵生產仿真軟件很好地解決了實踐教學過程中存在的不足,提高了實踐教學的水平,強化了生物工程專業學生綜合素質的培養。
4 結論
本文首先分析傳統實驗與實習教學存在的一些問題,總結仿真實驗教學應用現狀及其優點,敘述自主開發的檸檬酸發酵生產仿真軟件以及學生的使用體會?!?/p>
參考文獻
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關鍵詞:技工學校;發酵技術;專業培訓;教學改革
發酵是指比較復雜的有機物在特定的微生物作用條件下分解成相對簡單的物質。在技工學校很早就開設有發酵工程,也叫做微生物工程,也是生物工程專業所開設的理論與實踐相結合的基礎課程。技工學校在進行發酵技術的培訓方面更應該注重實驗課的主體地位,只有讓學生掌握了主要的操作技術,才能做好發酵工作。
1改革技工學校的發酵工程實驗課教學
發酵專業必然要進行實驗課的教學,技工學校的教師一定要把握好實驗課所具有的實踐性、啟發性、探索性、綜合性等特點,努力提高學生的實踐能力、綜合素質以及創新意識。筆者認為,實驗課的教學改革是必然的。隨著我國經濟的不斷發展,國家應在實驗設備等方面對技工學校加大資金投入和技術支持,確保學生在實踐和探索的基礎上增強主動性。發酵工程的實驗培訓要強調教學方法的重要作用,以及在考評制度方面的合理改革,確保技工院校的學生能夠在有限的時間內學到更多的實踐技能。與此同時,教師也要根據不同學生的實際情況制定不同的教學計劃,以提高學生的綜合素質??傊?,技工院校對于學生發酵技術的思維培養和動手能力方面要進行相應的改革,以期取得更好的教學效果。
2.1實驗教學內容的改革方案
技工學校要想做好發酵專業的培訓,就一定要在發酵工程的實驗內容方面做好選擇,只有選擇了適合本學校的教學內容,才能取得更好的教學成果。事實上,不同的教學方案會對發酵專業的技能培訓造成很大的影響。教學內容要強調發酵知識的系統性和基礎性,循序漸進地對學生進行教育,在突出基本實驗技術的基礎上,根據學校的教學水平和實驗設備對學生進行更加深入的發酵技能的培訓。例如,培養基的滅菌技術和培養基的制備方法、材料的預處理及加工、菌種的活化、擴大培養等技術的應用。另一方面,技工學校還要根據發酵專業的專業特點開展一些大型的綜合性實驗,可以借鑒我國的一些高?;蛘邍庀冗M的教學方案,像中國農學院的生物工程專業在進行發酵實驗的過程中,會讓學生實際操作來篩選培養基以及思考用怎樣的提純方法可以優化發酵的條件,這些連貫性的大型實驗不僅培養了學生的實際動手能力,還培養了創新思維。這些技能恰巧是技工學校所缺乏的。因此,技工學校要在今后的發酵技能培訓方面注重學生的主體性和創新思維。
2.2改革教學方法
2.2.1參與實驗準備。發酵工程的所有實驗都是對基礎理論內容的加深理解和鞏固,所以,技工學校在發酵專業的技能培訓方面務必使每名學生在進行實驗前就要明確本次實驗的目的和意義。傳統的實驗課由于課時有限,準備實驗的內容都由教師完成,但如果讓學生參與到這個環節,對于掌握整個實驗的原理更為有效。在教學過程中,可以安排學生提前進入實驗室,一方面可以協助教師進行一些實驗的準備工作,另一方面也使學生對實驗目的、原理、基本步驟做到心中有數,對整個實驗加深理解。
2.2.2注重實驗報告的討論階段。實驗報告需要寫出實驗目的、原理、內容以及操作步驟,然后從分析實驗結果、討論成功的關鍵、失敗的教訓到聯系理論課內容來完成。例如,發酵產品的培養基篩選和發酵條件優化及提取純化實驗,通過實驗的操作過程及結果的獲得,可以有效地把理論知識通過連續性實驗表現出來,鍛煉了學生的動手能力,使所學知識的掌握更牢固、更扎實。在這一過程中,很多學生能夠主動查找文獻,把結果分析透徹,對實驗中遇到的種種現象提出自己的看法,并能想出解決辦法。由此看來,對學生實驗報告的要求直接影響到今后畢業論文的水平,甚至影響到以后工作中分析問題和解決問題的能力。所以,提高學生實驗報告的質量非常重要。
2.3建立合理的成績評定制度
考核是教學過程的一個重要環節,實驗報告分析包括所學到的實驗原理,實驗步驟以及實驗中的一些思考題和注意事項。實驗操作能力的考核是根據平時的實驗過程中的操作認真程度進行評定的,通過實驗內容包括器皿的包扎、微生物培養和分離技術、培養基的配制及滅菌技術、培養基篩選和發酵條件優化及提取純化等各部分的操作,學生對實驗技能掌握的熟練程度、對實驗原理的理解程度及分析問題和解決問題的能力都有很大的提高。在成績評定的過程中,不能只注重學生的考試成績,更要根據其平時的實驗課表現來綜合評定,只有建立了合理的成績評定制度,才能保證發酵專業的學生能夠全方位發展,提高學習和實驗的積極性。
3結語
自從我國改革開放以來,很多地區的生物產業不斷地發展壯大起來,對于具有發酵技術的高科技人才的需求也在逐年加大。然而,我國卻很缺乏具有專業發酵技術的人才。所以,技工院校要通過改革等措施更好地培訓學生的發酵技能,尤其要注重發酵工程實驗課的教學,提高學生對發酵操作的積極性和創造性。只有使學生發揮主觀能動性,提高觀察和思維的能力,才能夠保證其在實際的工作中更好地完成發酵工作。
參考文獻:
論文關鍵詞:知識發酵;雙師教學團隊;創新研究
雙師教學團隊建設是提高教師教學能力和教學質量、促進教師專業發展的一種重要形式,其根本目的在于提高人才培養質量。當前高職院校雙師教學團隊建設主要集中在團隊結構搭配、共同愿景構建、成員角色分工、創新能力形成等方面,這些問題的探討都離不開對雙師教學團隊內在機理的分析。本文從知識發酵理論角度出發重新審視了雙師教學團隊建設問題,為雙師教學團隊建設提供新的視野。
一、知識發酵理論及其對雙師教學團隊建設的啟示
知識發酵是指知識菌株在知識酶的作用下,利用相關信息技術,通過一定的環境,由知識母體融合組織內外各種知識在發酵吧中進行發酵,產生新的知識,從而達到知識傳播和更新的目的。知識發酵由知識菌株、知識母體、知識酶和知識發酵吧等要素組成。
知識發酵理論借助仿生學原理,闡述了知識發酵的內在機理,提出知識菌株是知識發酵的起點,知識母體是知識發酵的物質基礎,知識酶是知識發酵的催化劑,知識發酵吧是知識發酵的場所。在這幾種要素中,它們相輔相成,有機統一,共同完成知識發酵的全過程。知識發酵理論為雙師教學團隊建設提供了新的思路。
雙師教學團隊以提高教學質量和教學效果、推進教學改革為主要任務,由一定數量的知識與業務能力互補、年齡結構和職稱結構搭配合理的專兼職教師組成。他們以教研室、實驗室、教學基地、實訓基地等為建設單位,以課程或專業為建設平臺,利用自身及團隊知識,完成團隊目標。雙師教學團隊建設的實質是知識的學習、轉化與應用。
由知識發酵理論可知,雙師教學團隊建設的過程歸根結底就是“團隊知識發酵”的過程,即雙師教學團隊建設就是團隊成員(雙師教學團隊菌株)在團隊愿景和團隊帶頭人(雙師教學團隊酶)的作用引導下,依賴自身及組織知識(雙師教學團隊母體),憑借相關信息技術,利用一定的場所(雙師教學團隊發酵吧)執行一次次教學改革任務、完成一次次教學改革目標的過程。團隊執行每一次任務、完成每一次目標的過程就是一次發酵過程。在這一發酵過程中,雙師教學團隊菌株、教學團隊母體、教學團隊酶、教學團隊發酵吧構成其基本要素,它們相互聯系,有機統一,共同演示雙師教學團隊建設的內在機理。
二、知識發酵理論視野下的高職雙師教學團隊建設
(一)合理搭配雙師教學團隊成員,優化雙師教學團隊菌株
優化雙師教學團隊菌株要求教學團隊應具有合理的知識、職稱、年齡、性別和雙師結構,有共同的事業和追求,樂于奉獻,具有較強的教學、科研和實踐能力,能夠發現問題并提出解決問題的建議。教學團隊成員只有具有過硬的理論知識、實踐技能和教學科研經驗,才能實現團隊技能的共同提高,實現教學團隊成員組合的最優化。比如,按照團隊角色理論,挑選有學術專長又有人格魅力的、并且具有較高職稱人員擔任團隊建設帶頭人,引領整個團隊的發展;選取對團隊愿景有整體認識,辦事認真、精明,分析問題細膩的成員擔任團隊監察者角色;選取處事小心果斷、辦事有效率、能集中注意力,能看清楚目標的成員擔任執行者;選取善于發現別人的長處和短處,能考慮別人情緒、在別人不開心的時候,能開解他們,能調和氣氛的成員擔任協調者,等等。通過有意識的團隊角色建構,以及坦誠交流、和諧合作氛圍下的信息溝通,讓每一位成員的才能與角色相匹配,從而提高團隊工作績效。
(二)以校企合作方式促進交流與學習,提高雙師教學團隊母體質量
同生物發酵過程中生物菌株的成長需要從營養母體中汲取養分類似,教學團隊菌株的成長也要依賴一個具有給定素質的“母體”。在雙師教學團隊建設中,它的母體來源于成員相互溝通和交流中呈現的顯性知識與隱性知識,來源于通過各種渠道獲得的文件、資料、音像等知識與信息。它們都可為教學團隊菌株提供“養分”。
提高雙師教學團隊母體質量,一方面,要激勵教師以“頂崗實踐”、“下企業”等多種形式參與企業實踐活動,通過技術設備研發、科研活動的傳幫帶及參加技師培訓等多種方式,自覺接受崗位新觀念、新信息,了解新設備,跟蹤新技術,不斷更新自身的知識體系和能力結構,以適應崗位環境變化,豐富教學內容,提高雙師素質。另一方面,要吸引企業優秀的崗位技術人員,特別是具有中高級職稱的崗位技術人員參與其中,邀請行業專家擔任兼職教授或者客座教授,甚至名譽崗位帶頭人等。由于行業、企業人員具有多年的實踐經驗、操作技能和新技術,教師通過與企業、行業人員的相互交流與合作,有利于提高自身的實踐能力。引進兼職教師后,還要創造條件對其進行教育理論、教學方法、教師職業規范培訓,提高兼職教師隊伍的綜合執教能力。
(三)挖掘教學團隊中的各種關鍵因素,發揮雙師教學團隊酶的催化作用
在雙師教學團隊建設中,教學團隊酶起著組織協同和催化的作用,可以降低建設成本和提高效率。教學團隊酶既包括教學團隊內部的規章制度、組織文化、共同愿景,也包括團隊成員的學習愿望、傳授愿望以及成員間的溝通交流的合作愿望等。挖掘教學團隊中的各種關鍵因素,有利于提高教學團隊建設的有效性。
1. 它要有個切實可行的、能被成員認可并愿意為之努力的教學團隊愿景。團隊愿景能使成員對團隊產生歸屬感,樹立團隊內每位教師的主人翁意識,在團隊內部形成廣泛的協同和良好的溝通。在建設舉措上,要堅持團隊共同愿景與團隊成員個人愿景相結合原則,根據教學內容改革的實際需要,動員全體團隊成員積極規劃團體未來,做到團隊與團隊成員共同進步、共享榮譽。
2. 需要一個有號召力的、站在專業前沿、掌握行業企業最新技術動態的教學團隊帶頭人。他的學術水平和組織能力決定著團隊的興衰。因此,在團隊帶頭人的選拔和培養上,要堅持以崗位知識和實踐技能的標準,依托實訓基地和緊密型合作企業,通過國內外培訓、國內外交流、參與企業產品研發及參與企業生產過程管理等方式,進行有針對性、有計劃性的培養。在方法上,可聘請行業或企業的技術專家或能工巧匠擔任其導師,負責培養指導工作,也可安排團隊帶頭人到國內外一流大學和國內知名企業、研究機構進修培訓,并定期到國內大企業開展實踐,讓團隊帶頭人活動于企業與學校之間,處于學術與技術最前沿、游刃于教學與生產之間,成為擁有創新思維、掌握最新技術、擅長于團隊管理與組織的領軍性人物。
3. 要有一套可以使成員獲得承認、尊重的激勵機制。激勵機制包括經濟利益激勵、地位榮譽激勵和文化激勵。在經濟利益激勵上,先要關注團隊整體的工作業績,建立以業績為標準的團隊激勵機制,獎勵成員之間因彼此的合作而有效實現團隊目標的行為。同時也要關注團隊中個人貢獻的不同,對有突出成績的團隊帶頭人和成員給予物質獎勵方面的政策傾斜,從而為教學團隊的健康發展營造良好的競爭環境;在地位榮譽激勵上,要盡可能為成員提供實現自我的環境與機會。讓其接受多方面的鍛煉,實現優化組合,人盡其才。在文化激勵上,堅持“以人為本”和“人高于一切”的理念,并將其落實到各項具體工作中,創造出一種以民主為特征的環境機制,強調溝通與協調,切實體現出對成員保持不變的尊重。同時,在“公平、公正、公開”的基礎上展開競賽,讓優秀人才脫穎而出。做到團隊激勵機制以物質激勵與精神激勵相結合,最大限度地激發團隊的工作熱情,促使團隊目標的實現。
(四)虛實相結合,拓展雙師教學團隊發酵吧的范圍
同生物發酵“吧”需要為發酵提供適宜的溫度、濕度等環境條件相類似。教學團隊建設同樣需要一種和諧的環境氛圍以促進成員間知識的共享與交流。教學團隊發酵吧既包括會議室、辦公室、工作現場等可見的物理場所,也包括虛擬場所,如視頻會議室、虛擬聊天室等。
和諧完美的團隊教學發酵吧能吸引相關智能人(知識母體)在真實的或者虛擬的場所實現聚集,促進知識交流、共享與創新,從而實現雙師教學團隊目標的達成。
三、結語
一 研究生擔任本科實驗實踐教學助教中應具備的基本素質
1 較好的語言表達和溝通能力
語言表達能力是現代人才必備的基本素質之一。在助教過程中,要求研究生能夠用流暢明晰的語言表達出實驗教學目的、實驗原理和詳細的操作步驟,明確對實驗材料的具體要求。要求研究生助教在教學過程中聲音洪亮,思維縝密,重點突出。
2 寬厚扎實的基礎知識,合理優化的知識體系
實課驗程一般是理論和假說的驗證,例如,微生物學實驗中的“微生物染色法”這一節實驗課,就要求研究生助教要具備有機化學,生物化學,細胞生物學等多方面的基礎知識,具備這些知識的研究生才能在講授選擇合理的實驗原理進行實驗,以及用染色法觀察微生物在各類生物實驗中起到的作用時游刃有余。能夠引導學生進入微生物的世界,使本來枯燥的實驗課程講解得非常生動、具體,實驗課程所包含的知識面和信息量都非常飽滿。
3 要有不怕吃苦,熱愛實驗實踐教學工作的精神
助教工作應該由品學兼優的研究生擔任。單從個人能力考慮,研究生完全可以勝任教學工作中的助教工作;但實際教學實踐過程中個別研究生助教在實驗課程中長時間呆在實驗室某角落,不注重發現并及時解決學生在實驗中所遇到的問題。導致研究生助教不能出色地完成學院交付的任務,有兩個主要原因:一方面部分研究生助教在工作中總是抱怨周期長、報酬少、不自由,導致思想懈怠,進取心被磨滅;另一方面,實驗教學之前研究生助教不僅需要充分參閱資料,還需提前安排好學生實驗所需材料類型和數量器材等,做好充分的課前準備。因此研究生助教工作要求研究生必須具備積極進取、勇擔責任、甘于奉獻的精神。
4 較強的實驗技能
由于研究生助教來自不同的本科院校,實驗基礎不同,自身掌握的基本操作程度不同。有些助教的基本操作如顯微鏡、培養皿、接種針等的正確使用還是不夠規范,甚至對高壓蒸汽滅菌鍋等也不知如何正確操作等。由于這些基本操作在微生物實驗中要求較高,因而在一定程度上影響到實驗教學的質量。作者在教學過程中發現在助教過程表現較好的通常是那些從事微生物相關研究工作的研究生助教,表現一般的往往是僅在本科階段學習過微生物實驗而不從事與此相關研究的研究生;表現較差是那些本科沒有學過這門課程,又不從事相關研究工作的研究生。所以研究生助教必需是在大學本科學習階段系統學習過微生物學及相關課程,或者是在研究生階段從事與微生物有關的科學研究工作,只有經過比較系統的專業訓練在從事實驗教學助教工作中才能游刃有余。因此,相關的學習和研究經歷在實驗教學過程地位相當重要。
二 研究生助教在本科實驗實踐教學中的實踐
由于近年來本科招生規模的逐年擴大,出現了教師數量不足、教學工作量大、實驗教學人員人數遠不能滿足需要等問題,研究生培養規模又在逐年擴大,那么在現有條件下如何優化資源配置,為研究生學習提供更多實踐機會、提高研究生的培養質量是目前刻不容緩的問題。研究生精力充沛,朝氣蓬勃,具有豐富的專業知識,接觸了較多的科研領域,擁有比較靈活的時間,可以在輔助教師指導本科實踐教學中發揮較大的作用。因此為了達到培養提高在讀研究生的綜合素質,提高本科實驗實踐教學質量的雙重目的,生物科學與工程學院根據研究生培養目標定位和學科特點,科學設計和充實助教工作內容鼓勵研究生積極參與實驗課程教學準備、實驗教學、畢業實習和畢業論文撰寫。
1 研究生承擔部分本科實驗教學任務
雖然實驗員在實驗室的綜合管理和實驗教學中發揮了重要作用,但是由于歷史和現實中的種種原因導致實驗員年齡普遍偏大,學歷偏低,實驗技能不高,已經不能適應現代實驗教學的需求。如我院實驗技術人員占全院總教職工人數的15%,其中具有碩士以上學歷的只占實驗人員的28.6%,具有高級職稱的占42.9%,50歲以上的已占42.9%。由于生工院教師的教學、科研任務繁重,教師和實驗員需要投入大量時間和精力。因此,生工院鼓勵優秀的研究生承擔部分本科實驗教學任務,獲得2個學分并享受適當的課時津貼。要求助教研究生上實驗課之前,首先需要隨堂聽課,學習將要上的實驗過程的講解、規范的實驗操作及實驗注意事項,隨后在專業教師的協助下,由助教研究生獨立承擔同一個實驗的講解、實驗操作答疑指導及批改實驗報告。研究生承擔部分本科實驗教學任務,既可以解決師資不足的難題,又鍛煉了研究生的組織能力和語言表達能力,加大了研究生教學能力的培養力度。
2 研究生參與指導本科生實習
本科實踐教學的主要環節之一是實習,針對生物工程和生物技術應用型強的特點,我們注重實驗教學體系的改革與完善,實行將微生物系列課程的實驗教學內容有機地重組成基本操作技能、基礎理論驗證、微生物遺傳改良、應用微生物技術和微生物研究課題等五大模塊的實驗教學改革,使生物工程專業的學生能獲得系統規范的微生物菌株的分離培養,保種傳代和遺傳改良的基本實驗操作技能;在生物工程專業的實踐教學環節中,發酵工程與設備、生物工藝學、代謝控制發酵三門專業課程教學實習,充分利用本院教學實訓基地中試車間8套全自動不銹鋼發酵罐及其配套設備,作為課程實習場所,以科研產品研制(復合微生物肥料)帶畢業實習,實習內容以三大技術:無菌操作技術、純培養技術和顯微操作技術,貫穿在三大工藝,即發酵工藝,即檢測工藝和產品制備工藝中,使學生充分利用先進的發酵設備、檢測設備和后處理設備,利用不同的微生物菌株通過發酵生產制成一種或多種產品,使每個學生在實習過程中得到全面實踐操作訓練。本科生在實習過程中,缺乏專業教師指導其實驗方法和技術,難以達到理想的實驗目的。據此,我們利用優秀的在讀研究生作為本科實習的助理導師,指導本科畢業實習,讓研究生參與到實驗室管理,此舉措不僅可以減輕教師的工作壓力,還能鍛煉研究生的協調、溝通能力,提高其責任意識,使學生在指導過程中學到新知識和鍛煉實際工作能力。
3 研究生指導本科生畢業論文
本科畢業生在學業完成前必須要撰寫并提交畢業論文或設計,并通過畢業論文答辯,方可授予學士學位。根據本科生畢業論文(設計)要求,并結合學院實際情況,我院本科生畢業論文完成方式主要分為以下兩種:一是經指導老師聯系安排,依托外單位(從事本專業生產或科研)的科研或生產項目幫助本科生擬定畢業論文題目、內容及實施方案等,在校外完成畢業論文;二是經指導老師指導安排,依托指導老師正在進行的科研項目幫助部分本科生進行分解選題,在校內完成畢業論文。以上兩種方式均由研究生導師所帶研究生協助指導老師完成指導工作,其中導師負責在論文選題、研究內容、實施方案等方面總體把關;研究生助教則具體負責文獻查閱、操作指導、數據分析等指導工作。這種配合方式不僅可以大大減輕指導老師的工作壓力,而且研究生助教在此過程中也能使自身的科研知識與技能的系統總結能力,協調配合與分析等能力得到提升;更重要的是能避免因指導老師忙于各項工作造成對本科生指導不足的現象,充分保障本科生在畢業論文實施過程中切實體會科研的過程,更加有效的使本科生享受理論與實踐相結合教學的豐碩成果。
總之,如何將學校的研究生這支龐大的新生力量補充到有限的教師隊伍中,發揮新生勢力的作用,是高校研究生創新實踐教育的重要論題。教學實踐表明,經過充分的課前準備、課上指導和課后反饋,研究生完全能做好實驗實踐教學的助教工作,并協作導師完成本科畢業論文的指導工作,這是一項很好的舉措。隨著實驗內容的不斷豐富和完善,實驗教學工作量的增加,另一方面,教師數量的增長率也比較小,這就導致了師資力量與實驗教學工作量嚴重不符的矛盾。如果讓在讀研究生參與過實驗課程的指導,則可以部分解決師資力量嚴重不足的問題。實踐證明,研究生雖然缺乏教學經驗,但他們擁有良好的理論基礎知識,動手能力和滿腔的工作熱情,完全可以在專業教師和實驗技術人員的指導下圓滿的完成實驗教學任務。
參考文獻
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論文摘要雞腿菇作為一種食用和藥用價值都很高的菌類產品,具有“天然、營養、保健”三效合一的功效,為了降低成本、提高效益,特從雞腿菇的栽培場所、物料準備、栽培管理、采收時機等方面詳細介紹雞腿菇的栽培技術。
雞腿菇,學名毛頭鬼傘,屬真菌門、擔子菌亞門、層菌綱、傘菌目、鬼菌科、鬼菌屬。雞腿菇是一種可被人工簡易栽培的野生菇種,因形似雞腿而得名。其品質品位均在平菇、香菇之上,是一種色香味形俱佳的珍稀食用菌。栽培雞腿菇的優點很多,如技術簡單,易于栽培,適應性強,易于管理,原材料來源廣泛,生產成本低,且產量高。近年來在國內得到大面積推廣,在全力建設小康社會的今天,農村庭院栽培雞腿菇具有非常廣泛的前景。
1生物學特性
雞腿菇能廣泛利用農產品的下腳料,如麥秸、稻草、玉米芯、玉米秸、棉籽殼、花生皮、木屑、畜糞等進行栽培。雞腿菇菌絲生長的溫度范圍為3~35℃,最適溫度為21~28℃。菌絲適宜培養料含水量以60%~70%為宜,空氣相對濕度70%~80%,子實體生長階段空氣濕度要求在80%~90%。覆土濕度以20%~40%為好,即捏緊成團、觸之能散的濕潤狀態。菌絲生長不需要光線,在黑暗條件菌絲生長旺盛,較強的光照反而對菌絲有抑制作用。雞腿菇菌絲生長和子實體生成都需要新鮮空氣。雞腿菇菌絲能在pH值為2~10的培養基中生長,以pH值為7最適。子實體的發生及生成均離不開土壤,若無土壤刺激,菌絲即使長滿培養料也不會形成子實體,故在栽培雞腿菇時覆土是不可少的。
2栽培工藝
2.1熟料栽培工藝
培養料配制裝袋滅菌接種培養脫袋覆土出菇管理。
2.2棉籽殼生料床栽工藝
培養料配制堆制發酵上床播種發菌管理覆土調水出菇管理。
2.3稻麥草發酵料栽培工藝
配料預濕建堆發酵(6-4-3-2)上床播種發菌管理覆土調水出菇管理。
3栽培技術
3.1栽培季節
一般選擇在秋季或春季,也可以地溫降至20℃左右為準。
3.2栽培場所
選擇土質肥沃、疏松、富含腐殖質、無病蟲害、水源充足、相對潮濕的地點。
3.3物料準備
(1)配方。玉米芯50%,廢菌糠20%,牛馬糞10%,谷糠10%,麩皮10%,石膏1%,石灰2%。
(2)備料。計劃生產500袋,用料400kg,麩皮40kg,其中玉米芯200kg,廢菌糠80kg,牛馬糞40kg,谷糠40kg,麩皮40kg,石膏4kg,(22~24cm)×(55~60)cm的折角袋500個,菌種25瓶(500mL)。
3.4栽培管理
(1)堆積發酵。將稱好的料,充分拌勻,加水,濕度控制在60%~70%,即手握成團落地即散。料堆溫度在60℃后維持12~24h,終止發酵。
(2)裝袋。料發好后散堆降溫,進行裝袋。方法:底部先放一層菌種,裝料至一半時放第二層菌種,裝滿后再放第三層菌種,用種量為培養料干重的10%,然后在20~23℃的溫度下發菌20d,菌絲即可長滿袋。
(3)覆土。所取土壤要肥沃,有一定粘度,拌入2%的生石灰和3%~5%敵敵畏、甲醛液邊翻邊噴霧,并用塑料膜密封3d后使用,覆土厚度3~4cm。
(4)入棚出菇。在露地蔭棚內挖深5cm的畦床,將菌袋去掉薄膜,取出菌棒,截成兩段,斷面朝下,排于畦內并覆蓋3~5cm厚的土,隨即可現蕾。在出菇期間保持85%~95%的濕度,每潮菇采收后,及時清理床面,2~3d后噴1次重水,促使現蕾出菇,可連續出4潮菇左右。
3.5病蟲害防治
(1)病害主要有綠霉、鏈孢霉、鬼傘、曲霉等,可以通過使用50%多菌靈200倍液拌料和環境消毒解決。
(2)蟲害以地蛆、金針蟲、螻蛄為主,可用50%敵敵畏100倍液,地蟲一包凈、一撒靈等拌土或拌料殺蟲。
4采收
雞腿菇從原基到長大成熟十分緩慢,但臨近成熟時,生長速度顯著加快,菌柄不易松動脫落,菌蓋易開傘,子實體易破碎,菌褶變黑而自動溶化,失去商品價值。因此,只有將采收期適當提前,才能充分保證干菇的質量。實踐證明:菇長到七至八成熟時采收,當菇頸變為梭型,菇桿伸長時,菇體結實不中空,采收質量最佳。可采大留小,也可整叢采下,削凈根部,盡快上市。