分子生物學發展前景精品(七篇)

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分子生物學發展前景范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：分子生物學；教學；探索

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）10-0094-02

分子生物學創立于20世紀50年代，是從分子水平闡述細胞活動的規律、揭示生命本質的一門新興學科，是生命科學深入發展到一定階段的必然產物，是人類了解生命活動規律的必經階段，對生命科學領域的各分支學科都具有廣泛而深遠的影響[1]。隨著DNA的結構與功能、RNA在蛋白質合成中的作用、蛋白質的結構與功能、遺傳密碼及基因調控的本質等被相繼闡述，幾乎所有的生命現象都可以深入到分子水平去尋找本質。所以分子生物學誕生后迅速與細胞學、微生物學、動物遺傳育種學、獸醫藥理學、獸醫傳染病學、獸醫免疫學、動物營養學、人畜共患病學等學科融合，形成了一系列的交叉學科，其研究手段和方法已成為現代畜牧業發展的核心技術[2]。

我國作為畜牧業生產和消費大國，迫切需要具有專業理論知識、創新能力和實踐能力強的復合型人才，這就使得高等農業院校教育的使命轉移到培養理論和應用并重的復合型人才上。因此，重視和加強畜牧獸醫類本科生《分子生物學》的理論及實踐教學，對培養在畜牧業領域既有理論又有實驗技能的優質畢業生具有重要意義。為了實現這一目標，《分子生物學》理論和實驗教學的改革勢在必行。下面就結合河南農業大學牧醫工程學院《分子生物學》的教學現狀，對理論及實踐教學的改革問題做一些粗淺的探討。

一、理論改革

1.選擇合適教材、優化教學內容。教材是學生獲取知識的最直接來源，合適課程教材的選取對于學生入門分子生物學尤為重要。我院的分子生物學課程開設于第三學年第一學期，在此之前已經教授過動物生物化學和動物遺傳學，而這兩門課程在部分內容上與分子生物學有交叉，學生們對于核酸、蛋白質以及遺傳信息的傳遞等基礎知識已經有一定的了解；并且，相當一部分的大三學生已經進入到實驗室，開始接觸到PCR、質粒構建、蛋白表達等基礎的分子實驗操作。因此，對于此門課程的學習則應偏重于幫助學生了解分子生物學的研究方法，如：DNA、RNA、蛋白質的操作技術和基因功能的研究技術等，真正滿足學生的現實需要，最大限度地避免重復學習和資源浪費。

現代分子生物學發展飛速，各種新知識、新技術不斷涌現，國內外教材版本更新極快。雖然我院的分子生物學推薦教材為朱玉賢等主編的第3版《現代分子生物學》，但這個版本出版于1997年，不能滿足學生對于新知識的渴求。因此，通過對多種分子生物學教材的分析和比較，我們最終選擇了朱玉賢等主編的《現代分子生物學》第4版。該教材除了系統講解遺傳物質的復制、轉錄、翻譯以及調控機制外，還著重介紹了分子生物學常用的研究方法，和當前熱門的基因組測序技術，具有內容緊湊、邏輯性強、圖文并茂等特點。在此基礎上，通過征詢學生意見并結合畜牧專業的特點，有針對性地調整授課內容：對學生學過的章節進行簡單回顧；詳細介紹現代分子生物學的一些新內容、新技術；重點介紹與生產實驗相關章節，使整個內容不僅理論聯系實際，又緊臨當今生物科學發展的前沿。

2.豐富教學形式、調動學生積極性。生物學的研究對象是一個豐富多彩、充滿活力的世界，但在表述內容上卻稍顯抽象、復雜和較難理解。單純依賴書本的介紹和教師的講述難以在色彩、形象、質感、尤其是動態上給學生一個準確的印象。現代化多媒體課件的出現很好地解決了這一問題，它能夠將文字、圖像、聲音和動畫等信息同時輸出，形象化理論的、抽象的東西，具體化空間的、難以想象的內容，還可以在課件中展示自然界的直觀現象、重現研究過程并模擬微觀反應，創造出愉悅的教學情景，極大地激發學生的學習興趣，增強學習的積極性[3]。如：先向學生講述真核生物的DNA通過轉錄形成mRNA、出細胞核并在核糖體等的協助下翻譯出蛋白質的內容，再給學生放映國外專業網站下載的堪比好萊塢大片效果的此過程模擬動畫，便很容易在學生腦中留下深刻印象，有助于理解和記憶。

從知識“被動接受者”到“主動介紹者”身份的轉變，會最大限度調動學生的學習積極性，鼓勵學生動手動腦，發表不同看法，質疑問難，有利于培養學生探索創新精神。因此，在教學中我們抽出兩次的授課時間，讓學生自主選擇分子生物學實驗技術、癌癥與腫瘤、病毒或基因與發育等不同主題制作PPT，然后每個學生花5～10分鐘介紹PPT。整個過程鍛煉了學生查找資料、獲取信息、制作多媒體課件和演講的能力，由于知識是由學生自己通過探究獲得的，所以理解記憶更加深刻，掌握起來較為容易，不易被遺忘，還鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力。

二、實踐改革

分子生物學是一門實踐性極強的學科，實驗教學是分子生物學課程非常重要的組成部分，一些實用性很強的技術：核酸的提取與純化、PCR擴增、電泳分離與鑒定、限制性內切酶切、質粒構建、細菌轉化、蛋白質表達等等，這些都是畜牧獸醫專業學生在之后的學習、研究和工作中經常用到的基礎專業技能。此外，在實際操作過程中同學們可以將學到的理論知識與實踐相結合，增強學生的學習興趣，提高學習效率并促進學生分子生物學理論知識和實驗操作技能的全面發展。

1.設計針對性強的實驗課程，注重實際應用。高等農業院校的教育宗旨是培養與社會實踐接軌、具有實用技能的新型農業人才。為使分子生物學實驗課程更有針對性、注重實際應用，建議增加實驗課時數并分階段安排實驗課程。首先，掌握最基本的基礎性實驗，包括：DNA提取、RNA提取及反轉錄、PCR、酶切連接轉化、感受態制備、蛋白質表達純化等。通過基礎性實驗的練習，使學生達到理論與實驗熟練于心的效果；然后，針對畜牧獸醫的專業要求及社會需要，開展具有實際應用的實驗項目[4]。例如獸醫傳染病學，需要學生對病例的實驗室診斷具有一定的掌握。在學生熟練掌握基礎實驗技能的基礎上，通過設計病原引物、基因擴增及測序等應用性實驗來確診病原，這樣不僅讓學生了解分子生物學技術在本學科的應用價值，同時提高學生動手實踐能力，將所掌握的基礎實驗技能應用于實踐中[5]。

2.培養扎實操作技能，調動學生積極性。由于分子生物學實驗過程長、所用試劑及操作儀器較多，傳統實驗課模式為：教師做好準備工作、講解演示、學生實驗。這樣的授課方式存在學生的參與度不夠、基礎的操作技能掌握不扎實、良好的實驗習慣養不成等弊端。建議將實驗的整個準備工作，包括EP管、移液器槍頭和玻璃器皿的滅菌，試劑的配制以及實驗室規范使用和衛生清理等，全部交由學生在教師的指導下完成。此過程以讓學生更好地融入實驗，發現問題，深入理解規范實驗的重要性。逐漸讓學生在循序漸進、潛移默化中養成良好的實驗習慣。此外，對于簡單的實驗步驟，讓學生自己設計、討論并驗證，最后對比前人做的工作，得出結論。使學生從被動的接受者轉變為主動的學習者，增加了學生對實驗課的參與程度，同時也可激發學生對實驗科學的探索熱情。

三、結語

作為高等農業類院校，搞好教育工作、培養優質專業人才是學校的頭等大事，而好的教育模式需要教育工作者們不斷地提高自身專業水平、改革高校教育理念、建立科學的教學實驗管理模式、不斷完善和創新，充分調動學生自主學習分子生物學的興趣，為國家培育出更多、更優秀的符合現代化畜牧獸醫發展需求的高質量畢業生。

參考文獻：

[1]朱玉賢，李毅.現代分子生物學[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]岳陽，孫靜，石達友，姚德昌.基于共詞分析的獸醫分子生物學領域研究熱點分析及初步展望[J].廣東畜牧獸醫科技，2015，（2）：1-4.

[3]李市場.本科分子生物學教學改革的初步探討[J].科技創新導報，2013，（21）：161-162.

篇(2)

【關鍵詞】文蛤；養殖；遺傳多樣性；分子生物學

0 引言

文蛤是一種經濟價值較高的海洋貝類，是貝類海鮮中的上品。文蛤營養豐富，含有碳水化合物2.5%，脂肪1.2%，蛋白質10%，還富含各種氨基酸、維生素及鈣、鐵、鉀、鎂等多種人體必需的礦物質。很多研究表明：文蛤有清熱利濕、化痰、散結的功效，對肝癌有明顯的抑制作用，對甲狀腺腫大、慢性氣管炎、哮喘、淋巴結核等病也有明顯的療效。

1 種類及分布

文蛤（Meretrix meretrix），英文名Hard clam，屬軟體動物門（Mollusca）、雙殼綱（Lamellibranchia）、異齒亞綱（Heterodonta）、簾蛤目（Veneroida）、簾蛤科（Veneridae）、文蛤屬（Meretrix）。地理分布較廣，在日本、朝鮮和中國沿海分布較多，我國沿海自南至北都有分布，如臺灣省西部沿海、廣西合浦沿海、江蘇省南部沿海、山東省萊州灣沿海、遼寧省遼河口沿海，是我國文蛤的主要產區[1]。我國沿海文蛤屬種類有文蛤（Meretrix meretrix Linnaeus）、中國文蛤（Meretrix petechialis Lamarck）、斧文蛤（Meretrix lamarckii Deshayes）、簾文蛤（Meretrix lyrats Sowerby）、麗文蛤（Meretrix lusoria Rumphius）和臺灣文蛤（Meretrix formosana Sowerby）等6種[2]。不同海區的文蛤在形態上存在變異分化，主要區別在于殼色和花紋，黃渤海區分布的文蛤花紋較多，東海和南海區分布的文蛤顏色較單一。

2 我國文蛤養殖現狀

文蛤在我國是一種天然資源豐富的灘涂貝類，是重要的海水增養殖品種，也是主要出口的鮮活水產品之一，在我國臺灣和日本市場上尤為暢銷。由于文蛤增養殖的投資小、見效快、效益高的優點，近年來得到了迅速的發展。目前文蛤己成為我國灘涂養殖的主要經濟貝類之一。

在苗種生產方面，2003年中國科學院海洋研究所和東營黃河入?？谖母蛄挤N繁育有限公司等單位合作承擔國家“863”課題“文蛤大規模人工育苗技術”。通過努力，目前已經建立了一套合理的文蛤苗種規?；a技術工藝，解決了親貝升溫培育、幼蟲孵化、幼蟲培育等關鍵技術，并成功地培育出文蛤稚貝1.55億粒。

在養殖技術方面，隨著苗種人工培育技術不斷完善、人工育苗技術體系建立，文蛤的養殖方式也由過去的自然采捕和粗放式的增殖護養逐漸向池塘混養、網圍精養、蓄水暫養、移苗增殖等集約化模式發展。據不完全統計，我國文蛤養殖產量已達8×104t，出口達3×104t。

隨著文蛤養殖集約化程度的提高，海洋富營養化程度的日趨加重，文蛤的病害也隨之發生。山東沿海灘涂是我國文蛤苗種的主要產區之一，近幾年該海區文蛤死亡現象時有發生，死亡原因主要是由于文蛤體質虛弱、費尼斯弧菌感染以及環境條件差等因素共同作用引起的[3]。據報道，在福建、廣西、江蘇等省也發生過文蛤大批死亡，文蛤死亡率甚至高達80%。2002年，任素蓮等[4]對發生“紅肉病”的文蛤作了組織病理學研究，在組織中發現了病毒樣顆粒。2009年，李國[5]分離了文蛤病原菌（需鈉弧菌）并對病文蛤組織進行了電鏡觀察。這些報道分析了文蛤大量死亡的原因和流行病學規律，開展其病原的分離鑒定、致病性和致病條件、病原傳播方式和途徑及病原分子生物學研究，為有效地遏止文蛤病害的發生和蔓延提出了理論依據。

文蛤大批死亡的原因除了病原及人為的環境污染等因素以外，與其種質質量的下降也不無關系。由于近年來野生種群資源量逐漸枯竭，造成苗種短缺，異地文蛤苗種被大量無序的引入，育種技術的不完善和對遺傳知識的了解不夠，生產單位盲目的進行育苗育種，對種群的遺傳平衡造成了破壞，已經不同程度的出現了遺傳雜合度降低、抗逆性差、性狀退化等問題。因此，要保護文蛤優良種質資源，就要借鑒陸地植物尤其是農作物等的遺傳育種和選育經驗，借助于生物技術手段來保護和改善文蛤的種質質量，推動文蛤養殖業的持續健康發展。

3 文蛤的分子生物學研究

我國文蛤養殖初期，只是注重文蛤的增養殖，而關于文蛤的遺傳背景，特別是文蛤群體的分化和遺傳多樣性的研究并不多，這與該品種增養殖業的可持續發展很不適應。因此，開展文蛤群體遺傳學研究，以摸清我國文蛤種質資源狀況；在此基礎上，加強養殖文蛤良種培育技術研究與應用，對確保文蛤養殖業健康持續發展和文蛤種質資源的持續利用有著重要的現實意義。目前，國內對文蛤的分子生物學研究主要集中在其遺傳多樣性分析方面。

近年來，隨著文蛤養殖業迅速的發展，分子生物技術逐步運用到水產養殖領域當中。其中，遺傳多樣性分析技術已在種質鑒定、資源評估、分子標記輔助育種等方面得到廣泛應用，如RAPD技術、ISSR-PCR技術、同工酶技術、AFLP技術以及序列分析技術等。大部分研究的結果認為，具有不同遺傳背景的文蛤群體間的基因流增加，基因資源正逐步減少。其中，陳大鵬等[6]利用RAPD技術對江蘇呂泗海區分布的文蛤、青蛤、四角蛤蜊的遺傳多樣性進行比較分析。結果發現文蛤群體內的平均遺傳距離低于青蛤和四角蛤蜊，說明文蛤已出現種質退化跡象，分析其原因可能與文蛤自然資源衰退嚴重、致使有效親本群體數量減少，而導致的遺傳漂變和近交，導致種質資源組成趨向同質化。

文蛤的分子生物學研究，為文蛤遺傳育種、雜交育種等種質改良，以及種質資源保護和合理開發利用提供了科學的依據。

【參考文獻】

[1]莊啟謙.中國動物志，軟體動物門、雙殼綱、簾蛤科[M].北京：科學出版社，2001.

[2]張萬隆.我國文蛤Meretrix meretrix Linnaeus增養殖技術現狀及其發展前景[J].現代漁業信息，1993，8（06）：18-24.

[3]張錫佳，楊建敏，房椒珍，王希升，張漢文，李金明，湯憲春.淺海灘涂宮蛤病害防治技術[J].齊魯漁業，2007，24（11）：34-35.

[4]任素蓮，王德秀，繩秀珍.“紅肉病”文蛤中發現的一種球型病毒的形態發生與細胞病理學[J].水產學報，2002，26：03）：265-269.

篇(3)

關鍵詞：生物技術；創新；應用；發展

中圖分類號：FQ81文獻標識碼：A

一、生物技術的基本特征

生物技術也稱生物工程，它是在分子生物學基礎上建立的、為創建新的生物類型或新生物機能的實用技術，是現代生物科學和工程技術相結合的產物。具體而言，生物工程技術包括轉基因植物、動物生物技術、農作物的分子育種技術、納米生物技術、重要疾病的生物治療等；基因操作技術包括人類功能基因組研究、重要動植物功能基因組研究等；生物信息技術包括生物信息的獲取與開發、加工與利用，以及結構基因組和蛋白質組學研究、藥物篩選、小分子藥物設計等；創新藥物和產業化開發上，將重點建立完善的藥物篩選體系、研制重要藥物品種、實驗室建設、藥物制劑技術等。生物技術有五個方面的特征：

1、大科學工程研究方式的出現。20世紀八十年代中期開始的基因組的研究，使得生物技術的研究從作坊式轉而進入了大科學的運作方式?；蚪M研究以人類基因組為代表，其研究對象是一個非常復雜的系統，要在整體上破譯遺傳信息，不可能用以前零敲碎打的方式，而是采用了其他學科的一些運作方式，包括大規模、高通量、信息化的工業運作方式。由于人類基因組計劃對產業的巨大帶動作用，引起實業界濃厚的投資興趣，投資量逐年遞增。

2、精細分析和廣闊綜合的統一。生物技術在分子、細胞、組織、器官、整體乃至群體的多層次、全方位研究，以及生物技術與數學、物理學、化學、信息科學的前所未有的整合，使得很多生命系統復雜問題的解決出現了可能。

3、科學進步和技術革命互為因果。生物技術的每一次突破，都與技術革命相關，科學與技術之間的界限也是越來越模糊了。

4、基礎與應用的結合。生物技術與醫學、農學有著不可分割的聯系，是這些應用學科的基礎，也能從應用學科中獲取基礎研究的源頭活水。很多重大社會需求的問題會構成揭示自然規律的一些重大科學工程的出發點，如對艾滋病、腫瘤、人口控制、抗病蟲植物等方面的研究。

5、產業化的速度大大加快。各種生物技術的發展，使得生物技術基礎研究到實現產業化的距離較之以往大大縮短。

二、生物技術的創新前景

世界生物技術在21世紀的發展取決于技術平臺的寬度和高度，預計未來將形成幾個新的生物技術平臺，這些平臺的建立，將使生物技術的發展令人難以預測。

生物技術已有三個平臺，即DNA重組、細胞培養和DNA芯片，已經取得了相當成果，培育出了新的生物技術產業。預計在本世紀還會形成幾個新的平臺。

1、基因組平臺。目前已有數十種微生物和4種模式生物的基因組全序列已進入數據庫，人類基因全序列草圖也剛完成，這意味著有數十萬計的基因及其編碼的蛋白質可供基因工程和蛋白質工程的操作，從而大大擴展了生物技術的產業范圍。

2、生物芯片平臺。它是分子生物學與化學和物理領域的多種高新技術的交叉和融合。從DNA芯片延伸到含各種生物大分子的硅片最終將與納米技術相結合，使離體操作的芯片發展成為可在活體內執行某種功能的組件。

3、細胞生物學平臺。它是克隆動物和克隆組織器官的基礎。

4、生物信息學平臺。目前，生物信息學已經廣泛用于基因組和蛋白質組的研究，但是隨著大多數基因和蛋白質功能的闡明，將會出現一個新的發展前景，這就是在計算機上模擬細胞內和機體內的生化代謝過程，甚至模擬進化的歷程，這將使生物學真正進入理論生物學的新時期。

5、神經科學平臺。目前，國際上正在醞釀開發神經生物學的大計劃。人類的高級神經活動如感覺、認知和思維終將在分子水平和細胞水平上被解析。除了可以預計的上述5個平臺外，還會有新的平臺出現，生物技術的發展前景是難以估量的。

三、生物技術的應用

生物技術作為21世紀高新技術的核心，對人類解決面臨的食物、資源、健康、環境等重大問題將發揮越來越大的作用。大力發展生物技術及其產業已成為世界各國經濟發展的戰略重點。近十幾年是世界生物技術迅速發展時期，無論在基礎研究方面還是在應用開發方面，都取得了令人矚目的成就，生物技術的研究成果越來越廣泛地應用于農業、醫藥、輕工食品、海洋開發及環境保護等多個領域。生物技術將是21世紀的主導技術之一，甚至可能引發一次新的工業革命，對人類社會的生產、生活各方面必將產生全面而深刻的影響。

1、農業生物技術。近幾年來，國際農業生物技術發展之快，對農業產業結構的改善和產量增加的作用之大，已引起世界各國政府和科學家的高度重視。農業生物技術領域中研究最活躍的是應用轉基因技術，將目的基因導入動植物體內，對家畜、家禽及農作物進行品種改良，從而獲得高產、優質、抗病蟲害的轉基因動植物新品種，達到充分提高資源利用效率、降低生產成本的目的。

2、海洋生物技術。海洋生物學與生物技術相結合，產生了海洋生物技術這一新的領域。海洋生物技術作為加速開發利用海洋生物資源、改良海洋生物品種、提高海產養殖業產量和質量、獲取有特殊藥用和保健價值的生物活性物質的新途徑，越來越受到人們的重視，許多國家已將海洋生物技術作為21世紀發展戰略的重要組成部分。

3、輕工、食品生物技術。輕工、食品行業是生物技術應用的重要領域之一，主要體現在以下三個方面：一是利用生物技術進行農副原料加工直接制成商品，如發酵制品、釀造等產品；二是以生物技術產品為基礎，進行二次開發形成的新產業，如低聚糖加酶洗滌劑、高果糖漿等；三是以生物技術為手段對傳統工藝進行改造，從而降低消耗、提高產品質量。

4、醫藥生物技術。醫藥生物技術是生物技術研究開發的熱點，近十多年來一些發達國家投放大量的人財物力研究和開發醫藥領域的生物技術，已取得新的進展，其中基因治療技術和新型生物藥劑方面的開發應用最為廣泛。

5、其他生物技術。隨著世界生物技術的迅速發展，生物技術除廣泛應用于農業、海洋、食品、醫藥等領域外，在其他諸如環境保護、石油化工等領域也開展了大量的研究工作。

四、生物技術產業發展趨勢

生物技術的發展培育了一個完全嶄新的、大有前途的產業領域。生物技術投資包括公共投資和私人投資。生物技術誘發生產力的提高是公共和私人部門投資于生物技術領域的主要動因。基因組產業將成為21世紀的朝陽產業，它的巨大經濟效益吸引著投資商和企業向這一領域匯集。

從20世紀七八十年代開始，生物技術逐漸在整個自然科學的發展中占據了“龍頭”地位。例如，20世紀末，美國的博士學位獲得者中51%從事生物技術研究；在全球500強大公司的前50位中，生物制藥企業有13家，其資本利潤率接近20%，遠高于信息產業?？梢姡锛夹g對社會、經濟的影響是非常重要的。

美國是現代生物技術發展較早的國家，生物技術產業已具有一定的規模，無論是在研究水平和投資強度、還是在產業規模和市場份額上，美國均領先于世界。美國擁有世界上約一半的生物技術公司和一半的生物技術專利；美國生物技術產品的銷售額占全球生物技術產品市場的90%以上。

目前，60%以上的生物技術成果用于醫藥工業，用來開發特色新藥或改良傳統醫藥，由此引發了醫藥工業的重大變革。眾所周知，醫藥業是一項高技術產業，生物醫藥則如皇冠上的寶石，耀眼奪目卻有些可望而不可即。其原因是：它需要資金、技術大規模地投入。于是，一種能匯聚市場上一切偏好風險的投資者的資金，并將之投入到需要融資的企業中去的新型投資方式――風險投資就應運而生。

生物技術是21世紀最具發展前景的高科技產業。我國在部分領域，如人類基因組研究及疾病相關基因研究、植物基因圖譜、轉基因動物、基因芯片、干細胞研究有明顯進展，取得了較好的成績。據有關部門預測，未來幾年中國生物技術產業的年均增長率不低于25%。雖然中國生物科技領域起步較晚，整體水平落后，但中國生物技術產業蘊含著巨大的發展潛力和美好的前景，它必將成為中國高技術產業中最具活力的成長點之一，并躋身于國際先進生物技術的前列。

（作者單位：1，2.武漢科技大學中南分校生命科學學院；3.武漢江夏區第一中學）

參考文獻：

[1]陳竺.“新世紀之初的生命科學和生物技術”，中國科學院網，2001.11.

[2]“The Biotech Century”by Jeremy Rifkin，Penguin Putnam，Inc.Marc-h.1999.

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[4]“The Biotech Investor's Bible”by George Wolff，Wiley，John&Sons，Incorporated，June 2001.

[5]“The Coming Biotech Age：The Business of Bio-Materials”，Richard W. Oliver，McGraw-Hill Professional，November 1999.

[6]李建華.“現代生物產業發展模式初探”，經濟管理，2000.11.

[7]周彥兵.“現代生物技術的應用與展望”，生物學通報，2001.4.

[8]馬述忠，黃祖輝.“關于生物技術產業發展的若干思考”，中國軟科學，2001.8.

篇(4)

新版的本科專業目錄仍然按照學科門類、專業類和專業三個層次進行劃分，學科門類由原來的11個增加到12個，新增加藝術學門類；專業類由原來的73個增加到92個；專業由原來的635種調減到506種。面對如此多的專業，你準備報考哪個呢？如果你仔細看了新版的本科專業目錄，你會發現，其中有些專業聞所未聞，有些專業的名稱則甚至可以說是晦澀難懂，有點讓人摸不著頭腦。下面就讓我們一起來解讀幾個這樣的專業吧！

什么是物聯網？有些同學可能聽說過，有些同學可能多少了解一點，但估計很多同學都不知道物聯網是什么東西，有什么用。要了解物聯網工程專業，我們首先得弄明白什么是物聯網。

通俗地來說，物聯網就是通過各種信息傳感設備，如射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等，把所有物品與互聯網結合起來，實現智能化識別和管理。物聯網是繼計算機、互聯網和移動通信之后的又一次信息產業的革命性發展。目前，物聯網被正式列為我們國家重點發展的戰略性新興產業之一。

2010年初，教育部下達了高校設置物聯網工程專業申報通知，眾多高校爭相申報。物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點，其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業。據測算，物聯網的產業規模比互聯網產業大20倍以上，而物聯網工程技術領域需要的人才每年也將達百萬。

物聯網工程專業涉及廣泛，遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業監測、環境監測和情報搜集等多個領域。

培養目標

物聯網工程專業培養能夠系統地掌握物聯網的相關理論、方法和技能，具備通信技術、網絡技術、傳感技術等信息領域寬廣的專業知識的高級工程技術人才。

專業課程

電工電子技術、射頻識別與傳感技術、單片機技術、嵌入式技術、綜合布線、通信工程制圖、通信原理、通信網絡基礎、光纖通信、無線局域網技術、信息網絡管理、智能樓宇系統、物聯網技術、物聯網應用與物聯網工程等。

就業方向

面向物聯網行業，物聯網工程專業畢業生可從事物聯網的通信架構、網絡協議、信息安全等的設計、開發、管理與維護。主要面向崗位包括：物聯網系統設計架構師、物聯網系統管理員、網絡應用系統管理員、物聯網應用系統開發工程師等核心職業崗位以及物聯網設備技術支持與營銷等相關職業崗位。

學校推薦

根據2012-2013年中國大學本科教育分專業排行榜所提供的信息，物聯網工程專業排名前八位的大學為：哈爾濱工業大學、江南大學、西北工業大學、重慶郵電大學、吉林大學、中南大學、華中科技大學、西安理工大學。

電氣工程及其自動化這個專業確實不像有些專業一聽就知道是干什么的，比方說通信工程、計算機軟件技術、新型材料等等。

電氣工程及其自動化涉及電力電子技術、計算機技術、電機電器技術、網絡控制技術、機電一體化技術等諸多領域，是一門綜合性較強的學科，其主要特點是強弱電結合，機電結合，軟硬件結合。

電氣工程及其自動化專業是電氣信息領域的一門學科，由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關，發展非常迅速，現在也相對比較成熟。它已經成為高新技術產業的重要組成部分，廣泛應用于工業、農業、國防等領域，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。

培養目標

該專業培養具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識，受過電工電子、系統控制及計算機技術方面的基本訓練，具有解決電氣工程技術分析與控制問題基本能力的高級工程技術人才。

學科特點

學習本專業將受到電工電子、信息控制及計算機技術方面的訓練。主要學習課程有電工技術、電子技術、控制理論、信息處理、系統工程、自動檢測與儀表、計算機與應用和網絡技術等方面的基本理論和基本知識。會受到良好的工程試驗基礎訓練，還有大量上機實習等實際鍛煉的機會。將在控制與生產自動化、自動控制與自動化軟件應用方面獲得系統分析、設計、開發與研究的基本能力。

報考提示

電氣工程及其自動化專業對廣大考生有很強的吸引力，屬于熱門專業，高考錄取分數線往往要比其他專業高許多，造成這一情況的主要原因有：①就業容易，工作環境好，收入高；②該專業方向有著非常好的發展前景，研究成果較容易向現實產品轉換，而且效益相當可觀。但是鑒于國內現在的形式，考生在報考該專業的時候應該注意以下兩點：

（1）充分考慮自己的興趣。也許自己本來并不對該專業感興趣，但是許多人都說好，于是自己就“感興趣”了。這對以后的發展是很不利的，畢竟興趣是最好的老師。

（2）衡量自己的綜合素質。電氣工程及自動化專業需要具有扎實的數學、物理基礎，及較強的外語綜合能力，為今后能夠掌握并且靈活運用專業知識做準備。

就業前景

由于本專業研究范圍廣，應用前景好，畢業生的專業素養相對較高，因此就業形勢非常好。通常情況下，學生畢業后可以選擇質量技術監督部門、研究所、工礦企業等，也可以是一些外資、私營企業。如果畢業生能力足夠強，又在學習期間積累了比較好的研究成果，完全可以自己創業，闖出一片屬于自己的天地。需要指出的是，由于國外在該專業方向的研究要領先于我們，因此若想要有進一步的發展，出國深造是一個不錯的選擇。

高校排名

電氣工程及其自動化專業綜合實力排名：

1. 清華大學。有相關院士2人（盧強、韓英鐸），國家重點實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科，國家二級重點學科4個（電機、電力系統、電工和高電壓）。各方面都是強項，國內頂尖。

2. 西安交通大學。有相關院士2人（邱愛慈、王錫凡），國家重點實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科3個（電機與電器、高電壓與絕緣技術、電力系統及其自動化）。強在高壓和系統，科研實力僅次于清華。

3. 華中科技大學。有相關院士3人（樊明武、潘垣、程時杰），國家重大科學裝置1個，國家重點實驗室1個，國家專業實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科4個（電機、電力系統、電力電子、電工）。電力電子和電機是強項，師資雄厚，近年來科研平臺建設有了建設性發展，且院士最多。

4. 重慶大學。有相關院士1人（楊士中），國際電氣工程師協會院士1人（李文沅），國家重點實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科3個（高電壓、電工理論與新技術、建筑電氣）。高壓是強項，業內很有名，此外電工理論與新技術以及建筑電氣實力都很強勁。

5. 浙江大學。有相關院士1人（韓禎祥），國家專業實驗室1個，電氣工程國家一級重點學科、國家二級重點學科2個（電力系統和電力電子）。

你知道什么是非織造材料么？非織造技術又是什么技術呢？非織造材料與工程專業是個什么樣的專業??？

先來看一下國家標準的非織造材料的定義：定向或隨機排列的纖維通過摩擦、抱合或粘結或這些方法的組合而相互結合制成的片狀物、纖網或絮墊（不包括紙、機織物、針織物、簇絨織物、帶有縫編紗線的縫編織物以及濕法縮絨的氈制品）。這個定義還是讓人有點不知所云。如果告訴你，非織造材料又稱非織造布、非織布、非織造織物、無紡織物或無紡布，是不是有點明白了？

非織造技術是一門源于紡織，但又超越紡織的材料加工技術。它結合了紡織、造紙、皮革和塑料四大柔性材料加工技術，并充分結合和運用了諸多現代高新技術，如計算機控制、信息技術、高壓射流、等離子體、紅外、激光技術等。非織造技術正在成為提供新型纖維狀材料的一種必不可少的重要手段，是新興的材料工業分支。無論在航天技術、環保治理、農業技術、醫用保健，還是人們的日常生活等許多領域，非織造新材料都已成為一種愈來愈廣泛的重要產品。非織造產業被譽為紡織工業中的“朝陽工業”。

非織造材料與工程專業是一個多學科交叉且實踐性較強的專業。在專業教學中重視理論基礎，強化實踐環節，立足產品開發，注重能力培養，強調創新意識。

培養目標

具有扎實紡織及材料科學方面基礎知識和能力，適應現代新材料迅速發展趨勢，能在非織造材料與產品制造領域從事科學研究、技術開發、工藝和裝備設計、環境保護、國內外貿易、產品設計、新產品研制、工程應用及營銷與管理等工作。

培養要求

本專業旨在培養具有扎實紡織及材料科學方面基礎知識和能力，適應現代新材料迅速發展趨勢，能在非織造材料與產品制造領域從事科學研究、技術開發、工藝和裝備設計、環境保護、國內外貿易、產品設計、新產品研制、工程應用及營銷與管理等工作的社會急需的復合型高級專門人才。

主干學科

非織造材料與工程學、非織造布學、非織造學、非織造布后整理、非織造產品開發、非織造產品與應用、非織造工程設計、非織造產品質量與檢測、高分子物理與化學、功能纖維及其應用、復合材料、紡織材料學等。

就業方向

本專業畢業生可從事非織造材料與工程領域內的產品開發、工藝設計、設備設計與生產、生產技術管理、經營與貿易和質量檢驗等工作，也可就業于國內外紡織貿易、外資企業、政府部門、商檢與海關、國有及私營企業、科研院所等。也可在“紡織工程”“紡織材料與紡織品設計”和“材料學”等學科繼續讀研深造。

學校推薦

東華大學、蘇州大學、天津工業大學、西安工程大學、南通大學、武漢紡織大學。

從字面上來看，生物信息學是將信息科學應用于生物學。生物信息學廣義的概念是指應用信息科學研究生物體系和生物過程中信息的存貯、信息的內涵和信息的傳遞，研究和分析生物體細胞、組織、器官的生理、病理、藥理過程中的各種生物信息，或者說是生命科學中的信息科學。生物信息學狹義的概念是指應用信息科學的理論、方法和技術，管理、分析和利用生物分子數據。一般提到的生物信息學是指這個狹義的概念，更準確地說，應該是分子生物信息。

生物信息學利用應用數學、信息學、統計學和計算機科學的方法研究生物學的問題。目前的生物信息學基本上只是分子生物學與信息技術（尤其是互聯網技術）的結合體。生物信息學的研究材料和結果就是各種各樣的生物學數據，其研究工具是計算機，研究方法包括對生物學數據的搜索（收集和篩選）、處理（編輯、整理、管理和顯示）及利用（計算、模擬）。目前主要的研究方向有：序列比對、基因識別、基因重組、蛋白質結構預測、基因表達、蛋白質反應的預測，以及建立進化模型。

培養目標

本專業培養德、智、體全面發展的，具有生物科學的基礎知識，系統地掌握信息科學的基本理論、基本知識及基本技能，具備生物信息學方面的應用及研發能力。能在生物、信息、計算機、醫藥、醫療儀器等行業的企業、事業和行政管理部門從事應用研究、技術開發、教學及生產管理等方面的工作的復合型高級專門人才。

培養要求

學生主要學習生物信息學的基本理論和方法，受到相關科學實驗和科學思維的基本訓練，具有較好的分子生物學、計算機科學與技術、數學和統計學素養，具備生物信息的收集、分析、挖掘、利用等方面的基本能力，具有較好的業務素質。

主要課程

基礎生物學、生物化學、分子生物學、解剖生理學、生物統計學、生物醫學工程概論、生物信息學算法與實踐、數據庫與數據倉庫技術、醫學成像技術、數字圖像處理、數字信號處理、醫院信息管理、基因組信息學、蛋白質組信息學、計算機輔助藥物分子設計、生物醫學信息處理等。

就業前景

生命科學與信息科學是目前發展最為迅速的兩大領域，作為這兩大學科交叉的產物之一，生物信息學同樣發展迅速，并在基因組學研究中發揮巨大的作用。國外一直非常重視生物信息學的發展，各種專業研究機構和公司很多，生物科技公司和制藥工業內部的生物信息學部門的數量也與日俱增。由于對生物信息學的人才需求迅猛，發達國家也面臨著供不應求、人才匱乏的局面。

專業展望

生物信息學積極倡導的全球范圍的資源共享將對整個人類社會的發展產生深遠影響，其研究領域和應用范圍也將得到進一步拓展。生物信息學不僅具有重要的學術價值，還具有很大的商業價值，有著廣闊的發展前景。隨著后基因組時代的到來，生物信息學將發揮越來越不可替代的作用，將為生物醫學、生物工程、農學、遺傳學、制藥和高科技產業提供巨大的推動力。可以毫不夸張地說，生物信息學將是21世紀生物科學發展的核心領域。

篇(5)

（中北大學理學院，山西 太原 030051）

【摘　要】在當今，數學已經在生物學中得到廣泛的應用，并且生物數學作為一門獨立的學科得到較好的發展與應用。其中生物數學的分支學科種類較多，并且新的分支還在不停的出現。通過對生物數學的發展歷程進行分析，并對生物數學的分支學科內容進行研究，對其發展與應用的前景進行探討，以便促進生物數學的快速發展，為社會提供更多的作用。

關鍵詞 生物數學；發展前景；應用分析

0　引言

生物數學是生物學與數學之間的邊緣性學科，主要是通過利用數學的方式來研究分析以及解決生物學問題，并對于生物相關的數學方法進行研究。生物數學是生物學以及數學的集合，是將數學知識充分應用到生物學科當中，以便更好的發揮出生物與數學的作用。數學已經在生物學科中得到較廣泛的應用，例如在生態、環境、人口、流行病學以及農業等多個領域中均得到廣泛的應用。雖然生物數學的起步比較晚，但是生物數學的應用前景是廣闊的，并且其發展非常迅速。

1　生物數學的發展歷程

由于在生物科學中的生命研究中，通常會使用觀察法與實驗法來研究分析生命體的性質，然而這種觀察與實驗需要大量的數據作為前提條件，如何通過這些數據來分析生命體的性質是非常重要的。隨著實驗研究數據的不斷增加，數學在生物中的應用作用逐漸突顯出來。在早期，人們就將數學方法應用到生命研究中來，其主要研究的是人口增長問題。其中動力學方法在生命研究領域中的應用是早期最成功的范例。另外，在上世紀初，著名的意大利數學家Volierra在羅馬大學中的一次演講中，以數學在生物與社會科學中的應用嘗試的演講題目，為數學在生物科學中的應用提供前提，之后由英國統計學家Pearson創辦的《生物統計雜志》是生物數學發展的里程碑。在20世紀20年代，由數學家福爾特拉以及生物學家迪安考鈉研究的捕食與被捕食關系模型，在理論上解釋了魚群的波動現象，從而得出了實時捕食對被食者有利的結論，并且其也是生態學中的重要基礎理論。其數學在生物領域中的應用不在是靜止的描述生命的現象，而是對其復雜過程以及規律進行探索，通過數學工具建立各種各樣的數學模型，并將微分方程模型引入到生物領域中。之后隨著電子產品的不斷問世，使得生物數學的發展進入到全新的時期，通過電子計算機的應用，使得一些比較難的生物數學問題求解得以實現，并在電子科學的發展基礎上，生物數學出現較多的分支科學，例如，數量分析學科、生物信息學科以及生物控制學科等。隨著電子產品的進一步發展與應用，生物數學的應用領域在不斷的擴大，尤其是在信息時代中，計算機技術與生物數學的有機結合，使得生物數學信息處理更加簡便、快捷、高效[1]。

2　生物數學的分支內容

其一，根據不同的數學方法來分類，可以將生物數學分為生物統計、生物控制、生物動力系統等幾個方面的分支學科。其中生物統計還可以分為統計醫藥學、人口統計學以及統計生態學等幾個方面。而生物動力系統還可以分為傳染病動力學、種群動力學、人口動力學、細胞動力學以及分子動力學等幾個方面。

其二，根據生命科學研究中子學科的不同特點來分類，可以將生物數學分為數量遺傳、生理、生物經濟學；數學生態；數理醫藥；神經科學的數學模型以及傳染病、分子、細胞、人口動力學等幾個分支。在其中的數學生態學中還包括統計生態學、種群生態學以及系統生態學幾個方面的內容。上述各類分支學科是相互聯系，相互交錯、相互包含的關系，在生物數學中發揮著重要的作用[2]。

3　生物數學的發展與應用前景

3.1　生物控制論的應用與發展前景

近年來，隨著生物學科研究的不斷深入，人們發現大多數生物現象的發生以及生物現象的優化控制不存在連續性，無法簡單的使用微分方程或者差分方程來表達。例如，在藥物動力學中，藥物在人體中的吸收、代謝以及排泄等是一個連續的過程，可以使用藥物動力學的模型來表達，但是在口服藥物以及靜脈注射過程中，則需要使用脈沖微分方程模型來表達。另外，在漁業養殖、森林管理、植保研究、環境保護等領域中，均可以使用脈沖微分方程來表達，以便促進各個領域的可持續發展。其中脈沖微分方程的理論以及研究方法等在生命科學大多數研究領域中得到較好的應用，有的甚至在生化制品加工優化中得到較好的應用，由此可以看出生物數學的應用與發展前景是非常廣闊的[3]。

3.2　數學生態學的應用與發展前景

3.2.1　分子生態學

分子生態學是數學方法以及生物學相互交叉而產生的一種新型模型生長點，在分子生物學、生態學以及種群生物學等層面發生的形狀、基因以及行為等轉換變化的情況均需要使用包含空間變量的數學模型來研究，并且其也是當今的研究熱點之一。其使用的主要特點有以下幾個方面：其一，通過數學模型可以建設重復的微小生物分化模型過程。其主要分化內容是對生物信號的傳遞、表達、擴散以及響應的一種研究。其二，針對不同時空下的種群需要使用分子技術進行標記。同時，需要根據統計分析來研究不同時空中種群之間的生物學關系，以便為判定宏觀生態過程提供有利的科學依據。其三，在分子層面空間結構方面需要使用數學模型來構建，以便更好的獲得生物單元的形態與功能相關方面的知識與內容[4]。

3.2.2　種群生態學

種群生態學在生態學中是其發展的主要動力，將種群的生長放置在與現實環境更貼近的條件下，其研究的熱點問題主要是種群內外的噪聲干擾、群眾內個體行為以及異質環境對種群動態的影響研究。通過對上述三個方面的研究進行結合，可以建立成具體的生物學模型，其中驗證模型的標準之一就是其是否產生與現實生活生態過程中相同的特性結果。另外，基于個體發展的模型已經深入的進入到空間異質、隨機環境以及個體行為差異對種群動態特征的作用研究領域中，其應用的領域在不斷的擴大[5]。

3.3　傳染病動力學的應用與發展前景

其傳染病動力學在近幾十年中得到較快的發展，大多數數學模型在分析各種各樣的傳染病問題中得到較好的應用。這些數學模型通常比較適合應用于各種傳染病的一般規律性研究。同時，也有一部分數學模型適合應用于麻疹、肺結核以及艾滋病等具體病名的研究中。這些數學模型主要會涉及到以及接觸到不同的感染方式，例如垂直傳播、接觸傳播以及蟲媒傳播等。同時，該數學模型還會考慮到疾病的潛伏期、以及對病人的隔離等方面的內容，因此，在傳染病的研究領域其應用比較廣闊，并將會得到更加深入的發展。

4　總結

在當今社會快速發展的過程中，生物數學在各個領域中均得到較廣泛的應用，其在應用的過程中將會得到不斷的完善與優化，并能夠在更多的領域中得到更好的應用。另外，隨著信息技術的飛速發展，在生物數學中信息技術與其相互融合，可以有效的提高生物數學的應用作用，生物數學的發展必然會更加成熟。

參考文獻

［1］趙強,龐國萍.生物數學的發展及應用[J].玉林師范學院學報:自然科學版,2009,14(3):157-158.

［2］楊義群.生物數學在我國的發展[J].浙江農業大學學報,2012,16(4):326-327.

［3］徐克學.試論生物數學的特點與展望[J].生物數學學報,2011,22(2):164-165.

［4］楊義群,唐松華,吳國楨.生物數學在我國的發展[J].自然雜志,2013,18(6):126-127.

篇(6)

【論文摘要】：《環境工程微生物學》課程是環境工程專業的主要專業基礎課之一。本人經過近兩年的教學實踐，認為應注重以下幾個方面:(1)加強緒論部分的教學，(2)加大新知識和新技術的傳授，(3)激發學生學習興趣，(4)加強實驗教學。做到以上幾點，將極大地提高該課程的教學水平，培養出該領域的優秀人才。

微生物技術是現代高技術之一，對經濟建設與社會進步有著深遠的影響，它以低耗高效、副產物和副作用小、安全性好，而在解決生態和環境問題等方面發揮著越來越重要的作用。在現代技術的交叉滲透過程中，將微生物技術的基本原理應用到環境工程中，為微生物技術從實驗室走向解決環境問題提供了理論基礎。在解決目前人類所遇到的人口、能源、廢物處理等環境問題中發揮了重要的作用，并顯示了可觀的經濟效益和社會效益。因此，國內許多院校的環境工程專業開設了《環境工程微生物學》課程，并將課程的重點放在了介紹微生物的生態與微生物在解決環境問題的應用上。但同時《環境工程微生物學》在內容與研究方法上和環境工程的其它課程又有較大的差別，所以該課程的教學有它的獨特性。

我校水資源與環境學院自開始招環境工程本科生以來，一直把《環境工程微生物學》作為環境工程專業的主要專業基礎課之一。目前，我有幸成為這門課程的主講老師。如何對待該課程的教學? 如何使環境工程專業微生物學教學緊跟學科發展步伐，使學生在系統學習和掌握微生物學基礎理論知識的同時，進一步理解防治環境污染、改善與提高環境質量的微生物學原理、技術和方法? 經過近兩年的教學工作，感受頗多，特將我對講授這門課的一些體會總結如下，請批評指正。

1 加強緒論部分的教學

有些人認為緒論沒有什么具體內容，在教學上可有可無，有些老師往往是讓學生們自學緒論部分。但實際上緒論是一門課程的序曲，又是一門課程的縮影和向導。在緒論的講授中，授課教師應該介紹微生物的發現及其與人類和環境之間的關系，讓學生認識到微生物對于我們人類和環境的重要性;介紹微生物學的奠基、發展歷史、現狀及發展方向，讓學生了解微生物學是在解決實際問題，是在認識自然和改造自然的過程中得到發展的;介紹顯微鏡的發明者列文虎克、青霉素的發現者弗萊明等為微生物學做出杰出貢獻的科學家，啟迪學生為科學獻身的精神[1];介紹環境工程微生物學當前的研究熱點和難點，激發學生的求知欲望。同時，在課程的講授過程中要多聯系生活和實踐，努力使抽象深奧的內容變得具體簡單。例如，在講授微生物發酵時，聯系酸奶的制作，告訴學生各廠家生產的酸奶呈現不同的風味就是因為不同廠家選用的菌種不同，因而發酵產物不同所致，使學生深刻了解了發酵的不同類型。

2 更新教學內容，加大新知識和新技術的傳授

環境微生物學作為一門新興的邊緣學科，隨著生物學、微生物學及環境科學的發展而不斷呈現出新的內容。特別是日新月異的分子生物學技術已滲透到生物科學和技術的各個領域，尤其是與微生物學關系密切，這更加促進了微生物在環境工程中的應用。為了緊跟時代和學科發展的步伐，培養高質量人才，教師需及時更新自己的知識結構，跟蹤學科前沿發展變化的動態，將新的知識和新技術及時增加到教學中來，讓學生熟悉和掌握學科前沿性的理論知識和操作技術，為他們將來深入開展研究打下良好的基礎。例如，可以講解有關DNA重組技術、基因擴增技術、DNA測序技術等高新技術在環境工程中的應用現狀和發展前景[2，3]，為學生將來開展創新性研究工作奠定理論基礎。同時還可以把一些和日常生活關系密切的知識，例如ADIS的傳播及預防，SARS、禽流感的爆發與環境污染的關系等等，以科普形式介紹給學生，既活躍了課堂氣氛，又拓寬了學生的知識面，調動了學生的學習興趣，激發學生對科學研究的責任感和奉獻精神。另外，把一些有爭議的問題引入教學中，也可以開拓學生的專業視野，激發學生智力活動的積極性，培養學生的科研動機，幫助學生認識發現真理的過程，培養其攀登科學高峰的信心和勇氣。

3 改革教學模式，激發學生學習興趣

學習動機是一種內驅力，學習興趣是學習的最佳動力。只有在充分激發學生的興趣，調動他們的想象力和參與能力的情況下才能最大限度地發揮效力。環境微生物學研究的對象是人們在通常情況下看不見的微小生物，其教學內容是一些微觀的、抽象的、闡述性的內容，并且涉及到遺傳學、生理學、生物化學、分子生物學等諸多前沿學科，具有較強的廣度與深度。如果不能及時調動學生的學習積極性，那么這些繁雜的內容就會使學生感到味如嚼蠟，毫無興趣，直接影響學生的理解，最終導致學習效率低下，學習效果不佳。如果激發了學生對課程的學習興趣，就會增加學生課后查找、閱讀參考資料的主動性，這對學生后續內容的學習也是一種鞭策和鼓勵。

學生在學習該課程之前，主要學習了數學、物理和基礎化學等課程，專業課程學習尚未展開，所以學生對環境工程專業學習微生物目的缺乏認識，在他們思想上有一種根深蒂固的想法，即解決環境問題必須用物理化學的方法。針對這種情況，就需要將工程實踐中一些有影響的或與學生生活比較貼近的實例，如:一般的城市二級污水處理廠、城市垃圾資源化系統等內容引入課堂，讓學生明白微生物在處理環境問題中有著廣泛的應用，從而激發他們的學習熱情。

還有，《環境工程微生物學》的前幾個章節主要講述微生物的形態、結構及生化過程，具有概念多、微生物種類多且形態多變的特點，而且由于微生物形體小，無法從日常生活中得到直觀的印象，學生普遍感到“看不見，摸不著”。針對這種情況，應當采用多媒體教學的手段，利用一些典型微生物的圖片或三維動畫形式，描述其形態與生長發育過程，這樣既方便講解又生動活潑，利于學生理解，增加學生學習興趣，提高教學效果。同時，還要鼓勵學生自己動手采集微生物，利用實驗室開放時間，自己去觀察體會，并通過查資料，關注學科進展，采取互動形式，增加學生從課外獲得相關知識的能力。

4 加強實驗教學

微生物學是來源于實驗的科學，所以我們應著重加強實驗教學。環境工程微生物學實驗是一門原理性、概念性、實踐性、操作性難度較大的課程。比如顯微鏡技術、制片和染色技術、培養基的制備技術、無菌操作技術、純種分離培養技術、菌種保藏技術、大氣及水中微生物監測技術等。這些都需要特殊的設備和獨立的訓練，如果沒有足夠的課時及儀器支持，掌握其中的操作技術是很困難的。環境工程微生物學實驗課前期準備工作是一項比較復雜、精細和繁瑣的工作，工作量大，連續性強，即使是微小的疏忽也可能造成實驗的失敗。在做實驗準備的過程中必須認真、細致才能保證實驗課的順利進行，這就對實驗室老師的素質和教學態度提出嚴峻的考驗。

還有，實驗操作過程是培養學生獨立工作能力最好的過程。實驗中，我們應該采取學生獨立思考、自己動手、大膽探索，教師積極引導、注重啟發的實驗教學模式，充分發揮學生在實驗中的積極性和主動性。如在做“細菌革蘭氏染色”實驗時，我們要求每個學生至少完成3個不同類別典型細菌的正確鑒別染色片，從挑取菌種、涂片、固定、染色、調試顯微鏡，直到觀察到染色的微生物形態，鑒別出正確的菌種為止，整個過程完全由學生自己操作，而且實驗的每一步都要非常認真仔細，稍不注意就得不到正確結果[4]。實驗中，學生對涂片后固定細菌時的溫度高低、洗片環節、酒精脫色的時間等精心分析，反復實驗摸索，并在教師的啟發下，找出問題癥結，直到得出滿意的結果為止。實驗過程中，我們還應對學生操作時的習慣性問題和錯誤作重點提示和講解，并在學生操作過程中及時指導糾正動作，嚴格要求學生獨立完成。

實驗課的講授過程中，我們還應盡可能地開一些綜合性地實驗。綜合實驗是一個以學生為主體、學生與教師互動的教學過程，其特點是學生獨立自主進行實驗的設計、組織、實施和管理。演示性、驗證性實驗多，而綜合性、設計性實驗少是過去實驗教學中存在的問題，學生對實驗過程印象不深，理論掌握不牢，動手能力不強，不利于培養學生的創新能力。為此，我們針對學生比較感興趣的實驗課題，如水、室內空氣、土壤和食品中的微生物種類、數量、分布等應用于實驗教學，學生通過查閱資料，設計實驗方案，由指導老師指導和小組討論，確定實驗方案，提高了學生的分析問題和解決問題的能力，這樣激發了學習興趣，鞏固了理論知識和實驗技術，也培養了學生的綜合運用能力。

微生物學博大精深，微生物在處理環境問題時的優勢越來越明顯。作為環境工程專業的重要基礎課之一，《環境工程微生物學》在學科體系中的地位也越來越重要。如何使環境工程專業的微生物教學進行得更合理，如何使環境工程專業的學生具備較高的微生物學綜合素質，相信通過對教學經驗的不斷總結和改革，通過主講老師地不斷學習提高，最終能夠使《環境工程微生物學》的教學工作適應時展要求，為培養具有綜合素質的環境科學人才做出貢獻。

參考文獻

[1] 周德慶.微生物學教程(第二版).北京:高等教育出版社，2002.

[2] 張洪勛，王曉誼，齊鴻雁.微生物生態學研究方法進展[J].生態學報，2003，23(5): 988-993.

篇(7)

【關鍵詞】虛擬仿真；基礎醫學；實驗教學

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：2095-2457（2017）29-0021-002

虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業與信息技術深度融合的產物。為貫徹落實《教育部關于全面提高高等教育質量的若干意見》精神，根據《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》，國家教育部早在2013年8月就已下發通知，要求各高校積極開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作。之后全國各地高校紛紛開始著手此項工作，2014年03月教育部高等教育司對全國各高校申報材料進行遴選后確定了100家普通本科高等學校和軍隊高等學校作為首批“國家級虛擬仿真實驗教學中心”，其內容涵蓋地理信息、醫藥醫學、電力能源、工業制造、軍事戰場等各個領域，旨在通過這些虛擬仿真實驗教學中心的示范、引領作用的，持續推進實驗教學信息化建設，推動高等學校實驗教學改革與創新[1]。乘著這個東風，我們購買了上海夢之路數字科技有限公司的虛擬仿真實驗教學平臺，借助他們強大的技術力量和支持服務體系，初步構建了可用于基礎醫學實驗教學的網絡平臺——《深圳大學醫學部基礎醫學虛擬仿真實驗教學中心》（網址http：//xnfz.szu.edu.cn/），并逐步在我?；A醫學實驗教學中推廣使用。

1虛擬仿真實驗教學的優勢

建立“虛實結合”實驗教學模式，是當前實驗教學改革的方向之一[2]。借助虛擬仿真技術，我們可以展現傳統實驗難以展現的學科前沿技術，對受場地、資源、倫理等條件限制較難開設的醫學類實驗和教學尤其必要。它依托虛擬現實、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，構建了高度仿真的虛擬實驗環境和實驗對象，使學生可以在虛擬的實驗環境中體驗同樣的實驗過程和結果，達到教學大綱所要求的教學效果。其突出的優勢如下：

1）突破了時間、空間和儀器套數的限制。虛擬實驗打破了傳統實驗的模式，學生不再受時間、空間的制約，可實行網絡遠程教學，師生可隨時、隨地進入虛擬仿真實驗室進行

虛擬實驗操作，瞬間觀察到一些需要幾十年甚至上百年才能觀察到的變化過程，還可以進入大到宇宙宏觀物體，小到原子分子層面內部觀察現象[3]，這是電視錄像和多媒體無法達到的。

2）避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。醫學基礎實驗操作中，不可避免的涉及到部分對人體有毒有害微生物菌種和，利用虛擬技術進行實驗，可避免人體直接接觸危險的或對人體健康有害的實驗，還可以降低傳統實驗教學中大量廢棄試劑排放所造成的環境污染[4]。

3）實現真實實驗不具備或難以完成的教學功能。涉及高?；驑O端環境，不可及或不可逆的操作，以及需要高成本、高消耗的大型或綜合性實驗項目，虛擬仿真實驗可以真實、全面的展示教學內容，從而提供給學生更多學習實踐機會。

4）大幅降低教學成本。虛擬實驗減少了教學實驗耗材的實際使用量，尤其對于醫學院校的實驗教學中需要使用大量的實驗動物和人體標本，如能采用虛擬實驗進行輔助教學，可大大減少實驗耗材經費的支出，大幅降低實驗教學的耗材成本。

2虛擬仿真實驗教學平臺的模塊結構：

上海夢之路數字科技有限公司所開發的虛擬仿真實驗平臺系統采用了J2EE技術和B/S構架模式，二維和三維技術，結合程序控制，實現虛擬仿真的實驗操作。該教學平臺分為前臺操作系統和后臺管理系統兩大模塊，前臺操作系統主要包括學生實驗模塊和教師教學模塊，后臺管理系統主要包括學校管理、實驗管理、考核管理、公告答疑管理、系統管理等模塊，每個模塊下面包括3-4個不同的功能。該平臺具備豐富的題庫系統，提供在線自測自評功能，為學生的自我鞏固學習提供一個良好的平臺。教師可以在本平臺開展實驗教學活動，還可以上傳個人教學資源、布置批改實驗報告、網上考試、答疑等；學生可通過平臺進行成績查詢和實驗報告的在線提交和查看批閱情況。這些功能的設置實現了教學資源的共享，減少教師們的重復勞動，促進師生的互動交流，提高實驗教學效果。

3虛擬仿真實驗教學平臺建設的內容

虛擬仿真實驗教學資源建設主要針對以下三類教學資源：一是，真實實驗無法開展或高危實驗；二是，大型綜合的虛擬實驗資源；三是，成本高、資源（包括能源和實驗原材料）消耗大、污染嚴重的實驗教學資源。

我校虛擬仿真實驗教學平臺包括機能學、生化與分子生物學、病原生物學和臨床醫學PBL教學六大類共73個虛擬仿真實驗項目。其中機能學14個、生化與分子生物學28個、病原生物學28個（包含微生物學12、病毒學3和寄生蟲學13）和臨床醫學PBL教學3個虛擬仿真實驗。每個虛擬仿真實驗里包含有實驗目的、實驗原理、實驗視頻、虛擬實驗操作、思考題等內容。實驗目的可使學生在虛擬實驗前充分了解虛擬實驗操作所需達到的要求；實驗原理通過文字或動畫形式全面生動的描述；實驗視頻真實呈現實驗操作全過程；思考題涵蓋實驗中可能會遇到的各類問題；虛擬實驗操作首先進入虛擬實驗項目所需的儀器、設備和器材頁面，讓學生對實驗項目有總體概念。通過虛擬的動畫演示和互動操作，依靠虛擬仿真技術準確還原真實實驗的操作步驟，具有實驗操作提示功能。實驗內容在計算機上進行，實驗流程完全模擬實驗室中的操作過程。實驗可以反復操作，使學生有更多的嘗試與實踐的機會，減少實驗資源的耗費。實驗過程中穿插相關知識點考核以及操作要點提示。

在虛擬實驗操作環節還配備相應的知識庫，里面可查到與該實驗相關的知識點，或者在每一個實驗步驟配有文字提示，選錯了可按提示糾正實驗操作，實驗全過程有語音解說或文字解說，尤其適合學生實驗前的預習或課后的復習，比如在《生化與分子生物學》這門虛擬實驗課程中，醫學細胞培養綜合實驗、移液槍基本操作、電泳基本操作等都是醫學生必須掌握的最基本的實驗，學生做這些真實實驗前，隨時可以登陸本平臺進行自由學習，學生預習中遇到某個實驗環節不明白的可以反復重播，反復操作練習，直到熟練并完全掌握為止。熟練全部實驗步驟后，再回到實驗課堂開始真實操作，既可減少課堂中教師的講解和演示實驗時間，又可縮短學生實驗摸索的時間，大大提高了實驗的準確率和學習效果。

4虛擬仿真實驗教學平臺后臺管理：

4.1管理員后臺管理系統的功能：

后臺管理系統分管理員、教師個人和學生個人三個管理模塊，管理員后臺管理系統包括個人資料管理、公告管理、賬戶管理、課程管理、學習統計和系統管理六個模塊，個人資料管理里可以修改用戶個人密碼；公告管理可各類公告通知新聞等；賬戶管理可以導入或刪除教師和學生用戶，可以對學生進行分班管理等。在課程管理中，既可以對已有的課程進行設置管理，也可以通過“導入課程”新添加用戶所需的課程；可以對每一門課程進行個性化的設置，比如添加課程學習課件圖片，知識點，考試題庫，實驗報告，是否允許學生加入為助教，是否允許訪客瀏覽等等；通過“用戶管理”，不僅可將已有的用戶添加到這個課程中，還可以對已申請參與課程的用戶進行審核。學習統計可以查看課程內所有學生的學習進度、學習成績和時間，并可以通過設置計算規則以學習進度、成績和時間作為評分依據來生成每位學生的最終實驗課成績。

4.2教師用戶系統的功能：

教師用戶系統包括個人信息資料管理、教師個人教學管理和課程申請三個管理模塊。在人信息資料管理中可以添加或修改個人資料和密碼，在個人資源區可上傳各類教學資源，公共資源區可以查閱系統中其他老師共享的教學資源，在日程表中可以記錄或標記某日的教學活動（類似備忘錄）；在教學管理中可以查閱個人課程所有學生的學習詳細情況，可以給學生進行分組管理，可以上傳實驗作業和考試卷并在網上進行批改，可以進行學生答疑等。在課程申請中教師可以查閱已有的課程和申請添加新的課程。

4.3學生用戶系統的功能：

學生用戶系統包括個人信息資料管理、學生個人學習管理兩個管理模塊。個人管理部分的功能跟教師的模塊功能相似；在個人學習管理模塊中，學生可以選課學習，可以向任何教師提問并查閱老師答疑的回復，查閱本班或本小組同學，還可以在系統中完成老師布置的作業和批改情況，或查閱測驗或考試成績等。

5虛擬仿真實驗教學平臺使用反饋

虛擬實驗作為一種新型的信息化教學方式，它的出現將有效緩解實驗經費、場地、器材等方面普遍面臨的困難和壓力，能夠突破傳統實驗的“時空”限制，無論是學生還是教師，都可以自由地、隨時隨地登錄。但是我們也要看到虛擬實驗不足的一面。我們曾對14、15級臨床專業共109名學生進行了一次問卷調查，結果顯示學生們普遍認為，虛擬實驗占傳統實驗比例在20-40%左右比較合適，他們認為虛擬實驗更多的適用于拓展性實驗而不是教學大綱（下轉第73頁）（上接第22頁）內的實驗；超過半數的學生認為實驗課前預習和實驗考前復習更適合使用虛擬實驗，隨時都可以進行學習，方便省時。盡管學生普遍反映真實實驗和虛擬實驗相結合的模式可以加深他們對實驗原理、步驟、實驗細節的掌握和理解，提高學習興趣和學習效果，但他們普遍認為虛擬實驗不能替代真實實驗，“虛擬”不叫實驗，因為虛擬實驗無法鍛煉動手能力，沒有實際操作就無法積累實踐經驗等等。由此可見，虛擬實驗最適宜作為傳統實驗課程的輔助和補充，應用于學生的課前預習和課后復習；或者用于彌補現實教學中內容的不足，豐富實驗內容，拓寬學生學術視野。對于很多受現有教學條件所限無法正常開展的基礎醫學類實驗（如人體器官的活動、病毒實驗等等），則可借助虛擬實驗讓學生親臨其境開展相關實驗，擴大了實驗教學的覆蓋范圍。

6虛擬仿真實驗的展望

我國虛擬實驗系統的開發和應用剛剛開始，一些理工科院校如清華大學、華中理工大學、復旦大學等高校走在前列。從各地高校在不同學科開展的虛擬實驗教學改革[5]中可以看出，虛擬實驗技術作為一個新型的教學媒體，以其自身強大的功能，在醫學院校的基礎醫學實驗教學和臨床技能訓練中起著廣泛應用，具有傳統實驗無可替代的優點，然而虛擬仿真實驗與實物操作之間仍然存在一定的差異，虛擬實驗的過程是看不到、摸不著實物的，實際操作過程中出現的各種復雜情況也是虛擬實驗中無法完全復制的，因此虛擬實驗只能作為實驗教學的一種輔助手段，它不能完全取代傳統的實驗教學。此外，從技術上還可以進一步開發個人移動終端版本，讓學生能隨時隨地應用虛擬實驗；在實驗項目設計方面，還可以增加基于知識點的微視頻、微動畫、微考核，拆分冗繁的實驗過程，設計問答式提示以引起學生對實驗過程的思考和知識點的回顧等?？傊诰W絡的虛擬仿真實驗其優缺點都是顯而易見的，它對未來醫學教學領域發揮著重要作用，而且隨著技術的逐漸成熟還能使虛擬技術進一步應用于醫學其它領域，如遠程手術、合作治療、醫療救護等緊急醫務處理等方面，具有廣闊的發展和應用前景。

作者：陳獻雄等

【參考文獻】 

[1]王森，李平.2014年國家級虛擬仿真實驗教學中心分析[J]. 實驗室研究與探索，2016，（04）：82-86. 

[2]孫建林，贠冰，姜偉.實驗教學示范中心與虛擬仿真實驗教學中心相互融合協同發展[J].實驗技術與管理，2016，（09）：208-210+214. 

[3]李莉，張英，成軍，李占軍.分子生物學虛實結合實驗教學模式的初探[J].實驗室研究與探索，2016，（10）：225-227.