時間:2022-09-24 08:54:38
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇生物技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
生物技術專業畢業論文為實驗研究類課題,每一個實驗都需要多種儀器、生化試劑和其他耗材,特別是分子生物學試劑,價格非常昂貴。對于一些剛升格為本科院校的生物院系,教學資源會相對不足,如實驗場地不夠、儀器設備不全、少藥品等現象較為普遍。學校對生物技術專業畢業論文經費的撥付是通過折算成課時(每位按28學時)以課時酬金的形式撥給指導教師。但許多高校對本科畢業論文經費的投入非常低,如有的高校生平均經費只有100元[3]。因此,大部分經費只能從指導教師自己的科研課題中撥付。加上大多數生物技術專業本科畢業論文由于缺乏系統性和創新性,其研究結果發表的價值不大。因此,從投入和產出的角度考慮,部分指導教師不太情愿投入過多的經費,而這反過來又會嚴重影響生物技術專業本科畢業論文的質量。
2提高南華大學生物技術專業本科畢業論文質量的建議
2.1改革現有教學模式
目前,生物技術專業人才不但需要掌握扎實的生物學理論知識,而且還需要具有一定獨立從事科學研究和創新能力。許多綜合性大學生物類研究生的招生規模已超過了本科生的招生規模。為了滿足社會的需要,應在本科階段即開始培養學生科學研究和創新的能力,為學生的進一步深造打下良好基礎。因此,可以考慮改革現有教學模式,將生物技術專業畢業論文時間安排提前,在大三甚至大二時學生即可以在導師指導下進入實驗室進行科學研究。鄭增娟等對某醫學院校本科生通過問卷調查研究發現42.6%受調查的學生都希望將畢業論文撰寫時間提前至大三[4]。這樣不但可以增加學生對理論知識掌握和應用的能力,還可以加強學生的科學研究素養,讓學生有充分的時間去完成創新性和探索性較高的課題,以保證畢業論文的質量。目前,我校藥學與生物科學學院已開展了嘗試,在新生入校起,所有生物技術專業本科生就實行導師制,一般每位導師指導2-4名本科生。這樣學生從大一開始,就可以進入導師的實驗室,有充足的時間來確定畢業論文的選題,以及培養學生的科研興趣、實踐能力和創新思維能力。
2.2選拔具有較高學術水平和責任感的教師承擔論文的指導
要明確指導教師的責任,通過制定指導教師工作細則來實現本科畢業論文指導的制度化[5]。指導教師應在畢業論文過程中培養學生樹立勤勉嚴謹的工作態度、實事求是的科學作風,使學生充分認識到做好畢業論文對提高自身思想道德、業務水平、工作能力和綜合素質的意義。同時指導教師自身的學術水平、學術道德和品行操守對學生會有深刻的影響。
2.3全程監控畢業論文質量
畢業設計過程中,要始終以指導教師為主導、學生為主體、組織管理為保障[6]。從任務書的下達、相關文獻的查閱和論文的準備、開題、實施、中期檢查、論文撰寫階段教師均要全程進行指導和監控。學校教務部門應制定論文開題與中期檢查制度,全程監控論文的實施和完成情況。學校還應為學生建立完整的論文檔案,如學生的任務書、開提報告、實驗記錄、論文等。指導教師在論文全程中的指導和監督是指強調指導教師的啟發和引導作用,而不是布置任務似的指導,否則會導致學生過分依賴于指導教師,無法培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。
2.4規范論文寫作、嚴格答辯程序、客觀評定成績
論文寫作要按正式期刊的發表要求來規范,從科學術語、文獻引用、標點符號使用、圖表繪制、圖表說明等方面都應規范化。學校從2012年起實行本科畢業論文制度,規定重復率在30%以上的必須修改后才能參加答辯,重復率在60%以上的推遲一年答辯。對答辯過程應嚴格監督,如采取的教研室小組答辯、院級公開答辯和校級公開答辯三種形式是一種較好的嘗試。小組答辯以教研室為單位分組進行,導師一概回避,互相答辯對方評委的學生,嚴格規定答辯程序和時間(如學校規定陳述和答辯時間必須控制在15min左右)。成績的評定應采用客觀、公正、合理的評價體系,最好是能量化的指標,如從論文的創新性、理論知識的掌握、論文工作量、實驗結果、論文撰寫等各個環節給出具體評分標準,成績評定的主體可采用指導老師、論文評閱教師、答辯評委三級評分相結合。隨機抽取30%左右參加院級公開答辯,被評為優秀的再參加校級公開答辯。這樣能有效地對畢業論文(設計)的最終質量進行監控。
2.5建立本科畢業論文的激勵制度,提高學生畢業設計的積極性
應建立完善的本科畢業論文激勵制度,如學生的畢業論文公開發表在學術刊物上、獲得了某些等級的獎勵與表彰、獲得了國家專利等,學校應給予一定的獎勵??梢酝ㄟ^物質鼓勵或以增加綜合素質測評績點、評優、評先、評獎學金、免試推薦攻讀研究生等形式進行獎勵。這樣就能大大提高學生畢業論文的積極性,為畢業論文質量的提高打下基礎。
2.6加大本科畢業論文的經費投入
林木組培培養是采用林木的器官和組織作為外植體進行苗木快速繁殖的技術,目前可以通過組織培養繁殖的木本植物多達120余種,并且逐年在增加。美國1978年已經使用火炬松組培苗進行小范圍造林,1983年其里格斯苗圃林木組培苗的生產規模就達到100萬株,德國、法國、加拿大和巴西等國家對云杉、楊樹、桉樹等樹種的組培方面也進行了較為系統的研究,并投入了工廠化生產。我國于20世紀70年代開始了林木組織培養研究。通過科研工作者的不懈努力,先后分別有楊樹、桉樹、馬尾松、泡桐、杉木、濕地松、馬褂木、柚木和桑樹等樹種通過組織培養成功獲得再生植株。目前,我國的林木組織培養育苗研究已從實驗室研究進入工廠化生產階段,分別華北和華南建立了具有國際先進水平的組織培養育苗工廠,僅中國林業科學院在湛江的南方桉樹中心,年產桉樹組培苗就達到300萬株。
2林木轉基因育種
基因工程是生物技術五大工程之一,是生物技術的核心,基因工程育種的原理是將目的基因片段整合到到相應的受體植物細胞的染色體中,改變受體植物的DNA組成,進而改變林木自身的相關性狀,產生新的有利性狀,轉基因為林木遺傳改良提供了一條全新的途徑?;蚬こ碳夹g與常規雜交育種和純合育種相結合,可以大大縮減育種周期,加快林木育種進程,可以有效打破遠緣雜交不親和的生殖隔離障礙,創造新物種和選育新品種,對優質人工林的營造和生態環境保護具有重要意義。近年來,基因工程在林木育種工作中開始大量應用,其中主要技術有基因片段的分離與鑒定、植物細胞遺傳轉化和轉基因植株的鑒別等。目前我國的林木基因工程育種研究取得了較大進展,已經有幾十種樹木如楊樹、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻櫟、桉樹、蘋果、羅威云杉等先后進行了基因工程研究,已經獲得轉基因植物的有楊樹、核桃、柳樹、松樹、蘋果、李和葡萄等。研究領域主要有抗病蟲害、抗除草劑、抗逆性、花色花期調控等基因,其中抗蟲基因工程已經取得突破性進展,培育的抗蟲轉基因楊樹新品種已實現商品化生產。
3林木分子標記輔助育種
遺傳標記是指能穩定遺傳,容易識別的遺傳學特征,包括形態特征、細胞學特征、生化特征和分子標記等。分子標記是在分子生物學基礎上發展起來的一項技術,已經廣泛應用于生命科學研究的各個領域,由于DNA分子具有多態性,能體現生物的基因特征,常作為分子標記的遺傳標記。目前,在林木育種工作中用的分子標記手段主要有4種,分別是限制性片段多性(PFLP)、隨機擴增多態性(RAPD)、擴增性片段多態性(AFLP)和簡單重復序(SSR)等。在林木遺傳改良中,分子標記主要用于種質鑒定、遺傳多樣性分析、遺傳連鎖圖譜構建、分子標記輔助選擇、)重要經濟性狀基因定位等方面。目前,借助分子標記技術,楊樹、桉樹、松樹等主要經濟樹種已經建立了遺傳圖譜,通過遺傳圖譜能識別遺傳標記的具置,可以對樹高、胸徑、材積、干形等指標進行定位研究,遺傳圖譜對林木育種工作有極大的促進作用,有利于優良品種的定向選育與培養。隨著分子標記技術的發展和應用成本的不斷降低,作為一種行之有效的遺傳標記,在現代林木遺傳育種研究中發揮著越來越重要的作用。
4林木次生代謝物質生產
我國是世界上人口最多的國家,所以我國對農產品的需求量也是很大的,在最近幾年,很多新技術都出現在了農業生產領域當中,生物技術就是其中十分重要的一種,它的發展速度非常快,并且已經在農業生產中開始應用。如果在沒有污染的自然生態環境中,這項技術可以有效的解決我國糧食短缺的問題。而且這項技術在應用的過程中也存在著非常顯著的優勢,該技術不需要大量的投資,產量也非常高,同時收益也比較好,減小也非???,與此同時,這項技術也可以使得資源的配置效率更高,資源的使用也更加的合理,從而也大大的降低了資源的浪費幾率,對我國生態環境也不會造成非常不利的影響,所以這項技術對農業的發展有著十分積極的推動作用,這也對我國建設生態型社會會產生非常大的正面作用。
2生物技術在農業種植中的應用
2.1通過該技術提高糧食產品的產量。在我國,一個顯而易見的現象就是人口總數多,人均占地面積很小,而糧食分布不均,這就使得很多地區的糧食儲量都無法達到其實際的需要,這也成為了阻礙我國經濟健康穩定發展的一個十分重要的因素,雜交水稻的成功就是生物技術應用的一個重要的成果。
2.2應用生物技術,改進農產品自身的品質。經濟的發展使得人們的生活水平也在不斷的提高,當前人們更加關注的是食品自身的質量和營養價值等。生物技術的應用就很好的滿足了這一要求,舉例來說,轉基因技術就是通過對產品的基因進行改良和重組來提高產品當中營養元素的含量,同時也大大的提高了產品自身的抗病能力,減少了農業生產過程中不必要的損失。
2.3生物農藥方面也有著非常廣泛的應用。在實際的生產活動中,農作物的產量會受到很多因素的影響,在這些影響因素當中,病蟲害是一個十分關鍵的因素,在傳統的種植活動中需要使用大量的農藥,這樣不僅會給產品自身的性能帶來很大的影響,同時農藥的使用也會對環境造成非常大的污染。而生物農藥主要就是利用生物新陳代謝出來的產物經過有關技術的提取,最終制成的農藥,這種農藥和以往使用的農藥相比要具備更大的優勢,生物農藥具有非常強的多樣性,所以農戶可以根據自己的需要去選擇適合的農藥類型,而且生物農藥在研制和生產的過程中使用的化學成分非常的少,這就使得這種農藥在使用的過程中對農作物本身和種植環境的負面影響就更小。以往的農藥都是通過生物組織而生產出來的,而且這種農藥在使用的過程中有著十分明顯的范圍限制,同時因為其制作的成本較高,所以其售價也比較高。但是生物農藥就不會出現這樣的情況,使用生物農藥可以使得農作物生長的更快,同時使用范圍也不會受到像傳統農藥那樣嚴格的限制,同時它也大大的減少了生產過程中需要的資金。
2.4通過生物技術提高了農作物的抗病性和抗蟲性。在我國,除了水稻等極少數農作物的產量高以外,大部分農作物產量低,其中很大原因就是我國農作物抗病性和抗蟲性差。農作物抗蟲性和抗病性差不僅僅影響農作物的產量,甚至可能導致農作物的死亡。要想提高我國農作物的產量就必須提高農作物的抗病性和抗蟲性。生物技術的引入,給解決這種難題帶來了契機,如利用馬鈴薯自身分泌的一種蛋白物質來抵抗科倫那多甲蟲對其的傷害。長期利用生物技術防蟲害,可以使農作物產生一定的抗蟲性和抗病性,這也會減少傳統農藥的使用。2.5通過生物技術來提高農作物的抗金屬性。當今社會,經濟發展中工業經濟所占的比重很大,而工業發展離不開對金屬的利用。由于對金屬的廣泛運用,使得金屬微粒無處不在,甚至于我們呼吸的空氣中也含有這些金屬微粒。有些重金屬本身是有毒性的,它們被植物所吸收后,生長產生的農作物產品中就會帶有這些重金屬元素,這就會給食用者帶來身體上的危害。土壤中也會含有大量對人體有害的重金屬元素,由于這些土壤一直生長著農作物,所以這些土壤中的重金屬不易移除。如今,通過生物技術,提高了農作物自身的重金屬抗性,含有重金屬元素的土壤,在經過改良后農作物的循環種植,重金屬被逐步移除。
3對生物技術在農業領域前景的展望
3.1利用農作物的光合作用進行生物利用的研究.光合作用是指植物通過對光源的利用,達到植物產量的增收。在生物技術方面,就是要通過對光合作用的深入研究,提高植物光合作用率,從而在農業領域大展拳腳。
3.2生物固氮技術。傳統的化肥雖然能起到一定的養料作用,但是也對農作物及土壤有著很大的傷害。氮肥是對農作物使用最廣泛的一種化肥,傳統的氮肥基本上都是化學肥料,傷害土壤和農作物本身。利用生物技術進行生物固氮,提高了氮的使用效率,降低了氮肥的成本。
3.3通過對農作物生物反應器的研究,提高農作物產量。目前,對于菌類的生物反應器的掌握難度較大,技術要求比較高,成本也相對較高。但是植物農作物的反應器就相對容易掌握,便于管理,對操作技術要求低。合理利用農作物的生物反應器,必將會取得不凡的成就。
4加強對農業生物技術的推廣和宣傳
目前農業生物技術還沒有被廣泛的應用,這就應該加大推廣力度,豐富宣傳手段。農業生物技術如果被全面的推廣應用,必將成為農業史上又一次偉大的革命,它必將引領農業生產潮流。政府應該加大農業生物技術扶持,加強宣傳投入。
5結論
古人說的好,盡信書,不如無書。教師根據學生出席卡反饋的內容,要求學生對提出的課程外延內容作陳述,教師和其他同學提出觀點和意見,增加學生發言機會,提高學生認識問題、分析問題和獨立思考的能力,拓寬學生知識面,增強學生自信和適應社會的能力。
2教學形式的開放
教學形式是教學的方法,不同的教學方法產生不同的教學效果。單一的教學方法乏味,引不起學生的興趣。教學方法是為了完成一定的教學任務,師生在共同活動中采用的手段,它包括教師教的方法和學生學的方法,是教師引導學生掌握知識技能、獲得身心發展的方法。一直以來,我國傳統的教學方法以講授式為主,只強調教師的教法,而忽視了學生的學法,將教學活動看成是一個單向流動的過程,而不是一個雙向甚至多向交流的過程。開放式教學的教學方法將教學活動定位為教師—學生的雙向交流活動,既重視教師的“教”—教會學生學習,又重視學生的“學”—學會如何學習。在教學過程中,積極采用啟發式、討論式、答辯式、問題式等現代教學方法,采用多媒體演示和網絡教學平臺,這無疑是教學方法的一大進步,對于提高教學水平,培養學生獨立思考意識和創新精神有積極的作用。針對“生物技術概論”課程的特點,我們在授課過程中部分章節采用多媒體教學、啟發式教學和分組討論是授課過程常用的教學方法,根據學生自己的興趣,結合課程內容寫綜述性論文,鼓勵學生發表,并要求學生在課堂試講,陳述個人觀點。借助網絡教學平臺,每周提出一些問題,要求學生選擇性的完成,課余時間帶領學生參觀學校研究測試中心,校外產學研實習基地,增強學生對專業的認識。
3教學過程的開放
開放式教學倡導師生之間精神世界的開放,從而使師生關系呈現出民主、平等的特征。開放式教學認為,面對知識的學習師生都是認識的主體,教師是有主導作用的主體,學生是有研究探索的主體,二者的主客體地位在教學實踐過程中不斷進行著相互轉化。教師由于聞道在先,在教學過程中積累了豐富的經驗和策略,是研究的先行者、組織者。但師生在知識、經驗上的差異不能造成人格上的差異,學生的學習經驗和研究能力同樣具有其獨特的價值。教師應處在與學生平等的地位上,充分尊重、信任每個學生,傾聽學生的聲音,理解學生的情感、意愿等內心世界,讓學生有足夠的表達自己思想和情感的機會,學生的個性中往往蘊藏著創造性的萌芽,對學生的任何創新都應予以及時的肯定。開放教學理論認為,互相信任和尊重的氣氛可以產生最好的學習效果,從而有效地刺激和促進學生的發展。因此,開放式教學中的師生關系應該是民主、平等的關系,教師與學生相互尊重,創造和諧融洽的學習氛圍。
4教學效果分析
授課結束后,我們利用同一套試題對開放教學班和正常教學班進行了閉卷測試,卷面總分100分,我們對兩個班級的卷面最高成績、最低成績、平均成績等進行了統計(見表1)。從表1可看出,開放式教學班最高成績為96分,正常班為93分,開放式教學班平均成績顯著高于(P<0.01)正常班,正常班最低分低于開放式教學班9分,優秀率、良好率和及格率在開放式教學班均高于正常班,不及格人數在正常班多于開放式教學班。這些指標反映出,開放式教學班教學效果優于正常教學班。試卷題型包括填空(10分)、選擇(20分)、術語解釋(20分)、判斷(10分),簡答(20分)和論述(20)六種題型。其中,客觀題60分,主觀題40分。對卷面主觀題和客觀題等在兩個班的得分進行了統計(見表2)??陀^題得分在開放式教學班和正常教學班差異不明顯,主觀題得分差異比較明顯,差距接近9分,兩個班在填空題、選擇題、判斷題、術語解釋4個題型的平均得分都比較接近,但是簡答題和論述題得分,開放式教學班的均分均顯著(P<0.05)高于正常教學班,差距均在4分以上,說明開放式教學班學生對主觀知識的掌握優于正常教學班。
5討論
開放式教學是培養跨世紀創新型人才的需要,它是在改革傳統教學方法的基礎上提出來的,是對教學系統的改革。生物技術概論是高校動物科學專業、水產專業和生物技術專業的專業基礎課。學好這門課程對動物科學、水產專業和生物技術專業本科學生來說,是他們對基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程、蛋白質工程、生物技術與農業、食品、能源、人類健康、環境保護和生物安全等知識的掌握必不可少的一門課程,而且通過學習這門課程,能使學生的視野得到開闊,想象力有所啟迪,分析問題和解決問題的能力得到提高,特別是能掌握和了解現代生物技術在畜牧業中的應用以及研究原理,以適應現代畜牧業科學技術和生命科學技術的迅速發展的需要。為學生完成畢業論文打下堅實的理論基礎,并具有制定分子水平研究路線的能力。本研究將開放式教學引入生物技術概論,經過詳細的調查和研究,初步構建了生物技術概論開放式教學體系。實踐表明開放式教學可以提高學生的學習興趣,培養學生的創新意識和工程實踐能力,提高教師的綜合素質,促進生物技術概論課程理論教學體系的完善和發展。
6結語
該院生物技術專業在免疫技術方向主要針對抗體的生產,在相關課程的教學、開發方面還存在一定程度的欠缺,使得培養出的學生不能勝任對抗體生產有較高要求的崗位,限制了學生的發展,也限制了該專業在當前發展契機下的快速發展。該院在免疫技術相關課程的教學、開發的欠缺有如下原因:①該院生物技術級應用專業于2012年由微生物技術及應用專業更名而得。而此前的人才培養還主要偏向于微生物技術應用,對免疫技術的要求不高,相關的免疫技術課程開設力度不大,只有《分子生物學》、《免疫技術》兩門課程?;A課程的薄弱,造成該院在免疫技術領域的人才培養力度欠缺。②此前該專業在已有的免疫技術相關課程體系不夠完整,與當前的免疫技術對人才的需求脫節。導致生物技術專業畢業生在免疫技術方面的專業知識和技能較差。免疫技術相關企業招聘該校的學生后,仍要花費人力物力培訓基礎技術。因此,為了提升該院生物技術及應用專業在免疫領域的教學質量,培養出具備免疫技術相關技能、滿足企業需求的畢業生,該專業應積極采取措施,走出人才培養困境。
2該院在免疫技術方向人才培養改革的應對措施
筆者自2013年7月到2014年7月,深入武漢某生物科技有限公司實習一年。該公司主要進行抗體的生產,是利用免疫技術進行生產的企業。該公司已經連續三年從武漢職業技術學院生物技術及應用專業招聘畢業生,是該院的深入合作企業。筆者在長達一年的實習過程中,了解了目前免疫技術領域的最新技術,掌握目前免疫技術領域發展的動態。更關鍵的是可以深入了解免疫技術企業對人才的需求點,并把這些重要信息反饋到學院,學院借鑒這些重要信息,使生物技術及應用專業在免疫技術領域的課程設置、課程開發、課程教學等方面與現階段的需求相結合并得到提升,從而培養出具備免疫技術相關技能的合格人才。
3重構該院生物技術及應用專業免疫方向課程群
筆者通過一年的企業實習,對抗體行業的整體情況有所了解,對抗體行業對人才的需求規格認識深刻。并對抗體行業所需要的技術進行歸類,然后重構目前免疫技術方向課程群,以期培養出抗體行業所需的人才。
3.1抗體市場的發展亟需高職生物技術專業培養掌握免疫相關技能的人才
不考慮多克隆抗體在科研應用市場的營銷額,僅就單克隆抗體藥物在醫藥市場的銷售來看,2000-2013年,全球單克隆抗體藥物市場的復合增長率高達32%,歷年銷售額如圖1所示??贵w市場的規模逐年擴大,將吸引更多的人才加入這個行列。高職生物技術專業應抓住行業發展的機遇,積極推進專業建設,培養合格人才以迎合市場人才需求。
3.2積極適應行業需求,采取措施,力求改進人才培養現狀
該院目前具有培養抗體行業所需人才的課程群及技能培養基礎。通過以上的企業實習及行業調查,不難看出,抗體生產企業需要掌握更多技能的人才。該院生物技術應用專業免疫方向必須要在現有的基礎上做出改進,才能滿足企業的需求。
3.3重新建構免疫方向課程群抗體行業所需的技能
點必須通過拓寬免疫技術理論基礎并強化技能點培養才能達到。因此,需要增設相關課程。具體如表1所示。增設課程后,現有的課程群將發生變化,如圖2所示。
3.4重構課程群的可行性
1選取合適的教材
發酵工程優秀教材很多,像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發酵工藝原理與技術》、《生物工藝學》、《現代工業發酵調控學》、《發酵工藝學》等,我們在前些年的教學過程中也選用了多個版本的《微生物工程》,結合我校生物技術專業學生的知識體系和培養方向,目前我們選用全國高等學校發酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級規劃教材華南理工大學姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》,此書按照發酵工藝操作單元的先后順序排布各章,脈絡清晰,系統性好,該書在難易程度上很適合我們的學生,但是該書側重于發酵機制的講授,發酵工藝和設備沒有涉及。因此,在前期教學積累的基礎上,我們授課團隊正在努力編寫一本適合于我們自己的教材,增添發酵工藝及設備,以及基因工程產品的發酵工藝。同時為提高學習的廣度和深度,為學生推薦了《發酵工藝原理》、《發酵設備》、《發酵工程實驗技術》等參考書。
2開展發酵工程實驗,提高學生綜合素質
發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能,通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用于工業化生產的技術體系,是建立在發酵工業基礎上,與化學工程緊密結合的一門學科,它是連接生命科學研究與應用的橋梁[7]。在基因工程和細胞工程的應用中,要想把定向改造的物種轉化成產品,也需用到發酵工程技術。發酵工程實驗開展的場所是發酵罐,這是發酵工業獨有的特點,同時有一套嚴密的工藝流程讓發酵原料通過菌種吸收轉化成我們所需要的發酵產品,發酵周期長,步驟繁多。通過發酵工程實驗課程的學習,培養學生實際動手操作能力,讓學生親自動手操作發酵罐,開展發酵罐空消和實消操作,以及常規發酵產品如酒精、檸檬酸、青霉素的發酵,使學生真正的達到學以致用,同時又鍛煉了學生的自主性、創作性和責任心。師范院校的理科學生,普遍缺乏工藝概念,但他們又非??释私庹嬲纳a過程。我們針對發酵工程的主要內容,組織學生到啤酒廠、白酒廠、制藥企業開展生產實習,使學生親自到白酒、啤酒和藥物的生產線上了解工藝流程,切切實實的把課堂上學到的理論知識與生產工藝聯系起來,學生反映收獲很大??傊l酵工程實驗集成度較高,牽涉到生物化學、微生物學、分析化學、有機化學、發酵工藝學、化學原理等學科的實驗內容,有別于普通實驗課程的是工廠生產實習,真正做到理論實踐相結合,最終達到學以致用的培養目的。
3改進教學方法,切實提高學生創新能力
教學方法的改革,首先取決于教師本身的學術水平和綜合素質的提高,教學方法改革服從人才素質培養,以大面積提高教學質量為目標,和教學內容的改革密不可分。生動、豐富的教材,有價值的有說服力的理論,以培養學生學習和實踐的態度、思維以及能力的開放式教學,無疑會激發學生的學習興趣。從某種意義上說教學的目的是教會學生“學會學習”,“授人以魚,不如授人以漁”。
3.1案例教學
發酵工程是一門實驗實踐極強的學科,知識的歸納和總結是建立于具體的發酵機制和工藝案例的基礎上。在授課過程中,典型的案例不僅使課堂生動形象,而且使學生容易理解和記憶,觸類旁通,達到知識遷移的目的。例如在講青霉素的發酵這部分內容時,通過詳細講解青霉素的發現,引出偉大的科學家弗萊明,進而講解青霉素發酵的發酵機制、過程控制、提取及純化相關內容,學生被激起興趣,學起來也容易接受。學習之后,可以引導學生進行討論,如抗生素的種類、我們生小病的時候用到了哪些抗生素、抗生素對能治療那些疾病、濫用抗生素有何危害等等問題,使學生從思想上真正理解“抗生素是一把雙刃劍”,從而在以后的生活中學以致用,進而影響身邊的人及下一代合理利用抗生素,為社會進步做出貢獻。
3.2啟發、討論式教學
講課的過程中首先講授難點、重點,善于提出問題,讓學生跟著老師的思路走,隨著一個又一個的問題啟發學生思考、歸納、總結。比如在講授發酵過程的控制這部分內容開始時,引入酸奶的發酵。酸奶在生活中很普遍,同學們也不陌生,有的同學家做過酸奶,因此對酸奶的發酵還有一點常識,接受起來更容易一些。首先提出問題,酸奶發酵的原料和菌種從哪里來?酸奶發酵是好氧發酵還是厭氧發酵?發酵多長時間合適,夏天和冬天發酵時間一樣嗎?通過這些問題,啟發學生思考討論,最終引出酸奶的發酵工藝及注意事項,隨后在實驗課時讓每位同學親自動手做一款自己喜歡的酸奶,鞏固和吸收理論學習。
3.3比較歸納教學法
比較式教學法通過對不同知識點的對比分析,找到其相同和不同處,在比較的過程中對知識點歸納概括,有助于從本質上理解和記憶知識。比如在講授培養基的制備過程中,讓學生比較種子培養基與發酵培養基的相同點和不同點,說出兩種培養基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在講培養基的滅菌時,在講述了分批滅菌和三種常見的連續滅菌流程連消塔——噴淋冷卻流程、噴射加熱——真空冷卻流程、薄板熱交換器連續滅菌流程之后,讓學生對分批滅菌和連續滅菌進行對比總結,學生就容易理清楚,弄懂復雜的內容。
4優化考試模式,重在平時學習的思考與探討
在發酵工程實驗及理論教學考核方法中,一是包括到課情況。在開課之前詳細向學生講述發酵工程課程在生物技術專業的應用及其重要性,課程的講授和考核方式,通過到課率來約束學生學習及實驗的自覺性。二是考核內容和考核方式多樣化,加強課堂考核、作業考核,平時考核與期末考核成績的比例由原來的3∶7加大到6∶4,綜合反映發酵工程課程實踐性強的特色。三是實踐教學實施“以考促訓,以賽促練”,強化技能培養,規定技能考試不過關,不允許參加理論考試。四是在教學中注重因材施教和個性化培養。
5小結
近20年來,我國生物技術取得了長足的發展,培養了一支約2萬人的從事生物技術研究、開發、生產和管理的科技隊伍,其中有一批留學海外學成回國的中青年生物技術專家;建立了相當數量的研究開發機構及產業化基地;初步形成了醫藥生物技術、農業生物技術、輕化工生物技術、海洋生物技術等門類齊全的生物技術研究、開發、生產的體系。作出了一批具有較高水平的生物技術研究開發成果,開發出一批生物技術產品并投放市場。繼1996~1997年第一個基因工程產品上市的之后,預計在2003~2005年我國將出現生物技術產品上市的第二個。由此可見,與其它高技術領域相比,我國的生物技術總體水平及產業化程度與國際先進水平的差距明顯縮小。在我國重要的高技術領域中,從目前基礎條件、資源優勢和發展態勢來看,生物技術最有希望取得創新性進展,最具參與國際市場競爭的潛力。因此,建議國家將發展生物技術及其產業作為21世紀加速發展我國高技術產業、提高國際競爭能力的“突破口”。把握有利時機,進一步把發展生物技術及其產業放在突出的戰略地位,力爭在21世紀的前10年內使我國生物技術及產業躋身于世界先進行列。
2制定發展戰略、明確戰略目標、選擇發展模式總體戰略
我國的生物技術及產業發展應改變以往跟蹤為主的戰略,實施積極創新為主集成應用的戰略方針。基于目前我國生物技術及產業發展的實際狀況、水平和能力,在未來10~15年內,我國宜采取“立足創新、集成應用、需求導向、重點突破”的發展戰略。
關于集成應用,主要是指把現有的已成熟的先進技術(不管這些技術源自何處)組合集成起來運用于生物技術的研究開發和產品生產。充分借助和合理利用現代科學技術所取得的成就,對于我國生物技術產業以及其他高技術產業的發展都十分重要。
1)戰略目標
21世紀初我國生物技術及產業的發展目標應定位在:努力提高生物技術在我國國民經濟和社會發展中的貢獻率,增強我國生物技術的創新能力和國際競爭能力;爭取在21世紀初的10年內,使我國生物技術的整體水平躋身于世界先進行列,生物技術新興產業發展成為我國的支柱產業之一。
2)發展模式
我們認為,在未來10~15年內,我國的生物技術及產業發展宜采取“政府引導,企業為主,官、產、學、研、資相結合”的發展模式。
眾所周知,產、學、研的結合是促進科技進步,加速科技長入經濟,提高研究開發效率的良好方式。結合現階段我國實際情況,為保障生物技術及產業得以迅速發展,政府的作用十分重要。政府應該對全局研究開發及產業化的發展方向、目標、策略和措施進行系統的規劃和設計,對各類各層次不同機構的研究開發工作給予重要的引導;對于一些重要的領域,國家應給予一定的資金支持,可以更加有效地引導企業界、金融界以及地方政府的資金和支持,各方面力量形成的合力將加速國家目標的實現。
高技術是基于多種學科的綜合技術,而高技術產業則必須加上科學的經營管理和營銷策略。發展高技術產業只有以企業為主,才能有效地將分離的科學與技術、科技與產業、產品與市場緊密地有機地聯系在一起。同時生物技術產業的發展需要技術資本和金融資本的聯合運作。沒有一個良好的資本市場,生物技術產業將難以迅速發展。
3主要對策
1)健全和完善管理體制、加強整體協調、形成優勢集成
總體而言,我國目前尚沒有全國性統管生物技術研究開發及產業化的組織管理機構,缺乏全局性的戰略部署。目前國家各類科研計劃雖然都在不同程度上注重基礎性創新性研究,但在具體實施和操作過程中,往往傾向于選擇短期能產生效益的研究項目,導致創新的源頭匱乏。更為嚴重的是,各類計劃之間缺乏必要的溝通與協調,各部門、地方自成一體、封閉運行,導致科研力量分散,形不成合力,而且造成低水平重復。
現階段我國正處在從計劃經濟向市場經濟過渡的轉軌期。發展我國的生物技術及其產業,必須結合我國具體國情,同時運用計劃和市場兩種資源配置的調節手段,采取“兩彈一星”+利益捆綁的新機制,盤活我國技術、設備與設施、人才等方面的存量,使各方面的優勢系統有效地集成;必須同時調動國家、地方和企業以及科技人員的內動力和凝聚力;必須下決心解決部門地方條塊分割、低水平重復的頑癥。為此,建議國家適時成立全國性的組織管理機構,對全國生物技術及產業發展進行總體規劃和協調指導,從而做到整體協調,避免多頭指揮和政出多門,實現決策、協調和實施系統的統一、簡便和高效。
2)進行戰略布局,形成產業聚集區
國外生物技術及其產業發展的經驗表明,在一些地理、交通、信息、政策等環境較好的地域,容易形成生物技術研究開發和產業的“聚集區”。這種“聚集”促進了不同研究開發領域的交流與合作,不僅加速了生物技術研發及產業的發展,同時通過“聚集”進一步吸引人才、技術和資金,起到了“聚集”帶動“聚集”的作用,形成了良性發展的循環。根據目前我國生物技術及產業發展情況,結合現有國家級高技術產業開發區,可選擇技術力量比較雄厚、投資環境好并已有一定生物技術產業基礎的上海、北京、廣東(深圳)、長春等地作為生物技術產業化基地,給予更為優惠的財政和稅收扶持政策。集中力量有選擇地發展3~5個生物技術產業聚集區(如以北京為中心的京津冀聚集區、以上海為中心的江浙滬聚集區、以深圳為中心的粵港聚集區、以長春為中心的長沈大聚集區等),發揮生物技術產業發展的聚集效應,盡快形成較大的生物技術產業規模。對上述生物技術產業聚集區,國家應積極發揮引導作用,充分調動地方和企業界的積極性,以國家重大項目為紐帶,促進優勢互補的聯合與協作,逐步形成既有合作(包括跨國和跨地區合作)又有競爭的社會化的生物技術研發與生產的格局。
3)選擇部分重點產品,目標定位國際市場
對于某些我國有較好基礎、接近或達到國際先進水平或是我國有資源優勢的技術領域,例如轉基因動物反應器、轉基因植物、功能基因組、生物芯片、組織工程、中藥等領域,應選擇部分重大項目,目標瞄準國際市場,通過運用優勢集成、整體設計、分段實施的操作方式,加大協同攻關力度,盡快將一批擁有自主知識產權的生物技術和產品推向國際市場,增強并確立我國生物技術及產業的國際競爭能力和地位。
4)建立國家生物技術重大項目孵化器
我國科技成果轉化難、轉化率低制約了高科技產業的發展,影響了科技作為第一生產力作用的發揮,已成為普遍關注的問題。生物技術因其自身的綜合性、多學科特點,生物技術轉化更具有特殊性。在目前我國資本市場尚不完善的條件下,孵化器的作用尤為重要。孵化器的作用是,通過與研究開發機構建立廣泛聯系,并有力地引導企業介入,密切生物技術上下游的結合,有效地使單一技術的突破盡快孵化為成熟配套的技術和工藝,向產業進行技術轉移和輻射,從而加速具有商業前景的技術和產品盡快形成商品化和產業化。為此,應在已有的工作基礎上,擇優建立數個生物技術國家重大項目孵化器,結合具有自主知識產權、獨特性的生物技術重大項目和重大產業工程的實施,力爭在5~10年內開發出一批具有自主知識產權和國際競爭力的重大生物技術產品,同時走出一條生物技術成果轉化的成功之路。
5)加強生物技術產業相關技術及裝備的產業化及國際化
我國在生物技術及產業發展所需的重要儀器、設備、試劑等支撐技術與裝備方面十分落后,主要依靠國外進口。在國外,生物技術的支撐技術與裝備本身就是一個巨大的產業,其產值占生物技術產業總產值的20%以上。生物技術的支撐技術與裝備具有兩大特點,一是涉及多學科、多技術領域的交叉;二是絕大多數生產經營專用儀器、裝備的公司都擁有國際市場,只有占有國際市場才能在國際競爭中生存和發展。目前我國尚不具備自主研制和生產并占有國際市場的能力。因此,對重要的生物技術儀器、設備和裝備,應采取“桑塔納”模式,走與國外大公司合資合作的發展道路。第一步通過合資合作,引進建設組裝線或生產線,這樣一方面可以迅速提高技術水平和管理水平,另一方面可以與外國公司共同參與國際競爭;第二步加速引進技術的消化吸收,逐步加大國產化比重,同時加強新型號、新設備的研制開發,進而逐步增強參與國際競爭的能力。在此方面,應注意避免自己閉門造車、封閉發展,所開發的產品性能不穩定,測出的數據不可靠,別人不用,自己也不用的尷尬局面。
6)大力發展生物技術中介組織
國外成功經驗表明,中介組織在高技術產業發展過程中發揮了重要作用,中介組織是創新體系的重要組成部分。我國應大力發展從事生物技術信息咨詢、技術評估(包括生物安全評估)、專利(特別是國外專利)、投融資等方面的中介機構。
我們認為,應盡快組建生物技術產業協會。組建生物技術產業協會有利于信息溝通和協作,有利于規范市場和公平競爭,亦可避免不必要的重復,有利于逐步形成社會化發展的格局。協會組成以企業法人和高級主管為主,吸納大學和研究機構的技術、管理、營銷專家參加。政府主管部門可以通過協會進行全局性組織協調工作。
7)充分利用和合理保護我國豐富的生物資源
我國國土遼闊,特殊的地理、氣候、人口、人文、歷史以及多民族等原因,使我國具有豐富的動物、植物、微生物及人類遺傳資源,包括歷史悠久的中醫藥寶庫,為我國在生物技術領域的研究開發提供了得天獨厚的有利條件。但從目前情況看,我國在生物資源的保護和利用方面還存在著明顯的不足。大量的生物資源沒有得到有效的保護和利用,甚至一些重要的資源流失嚴重。例如,我國雖有豐富的微生物資源,但由于資金和管理上的一些因素,導致研究、保藏和開發工作都處于非常困難的境地,至今沒有一個明確的主管部門,也沒有一部微生物資源管理的法規。因此,建議國家有關部門象重視人類遺傳資源一樣高度重視對所有生物資源的保護和利用。一方面應抓緊制定和完善有關各類生物資源管理的法規和規章制度;另一方面應盡快建立健全國家生物資源的保藏及服務體系,其中包括細胞庫、菌種庫、毒種庫、種質庫、信息庫等。此項工作可在相關計劃的基礎上,給予專項經費支持。雖然需要花費一定的資金,但這是一項具有戰略意義的基礎性工作,因此必將起到事半功倍的效果。
8)加強國際合作,建立戰略聯盟
中國改革開放實踐證明,不開放就沒有出路。高技術需要在合作和競爭中求發展。一方面是在合作中競爭,另一方面又要在競爭中合作。國際上,企業間的聯合與建立戰略伙伴關系越來越成為一種重要的發展趨勢。我國在發展生物技術及產業的過程中,必須加強與國外政府間和民間的合作與交流。此外,還應利用國內巨大市場的吸引力,積極與某些大型跨國公司建立戰略伙伴關系,在國內合作建立合資企業,合作開發新產品,合作開拓國際市場。
發展我國生物技術及產業要充分重視利用海外資源,特別是信息及人才資源。在這方面,即使是十分發達的美國也不例外,十分重視利用國外的信息,并吸引別國的優秀人才為其服務。我國除應采取相關措施積極吸引海外留學生和科學家回國為國效力外,還應選擇重大技術領域,在國外建立聯合工作站。863計劃生物領域在“八五”、“九五”期間已試行,效果良好。實踐表明這是實現技術跨越的有效途徑。國家應積極引導支持有條件的科研機構和企業,特別是企業在國外建立研究開發機構,這樣將會大大提高信息采集、技術引進、智力引進、人才培養和國際合作與交流乃至產品出口的效率。
9)高度重視人才的培養和引進