時間：2023-01-13 12:55:25
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在進行學(xué)院轉(zhuǎn)型和專業(yè)教學(xué)改革的過程中，需要遵循重要原則是相應(yīng)的學(xué)科與學(xué)校轉(zhuǎn)型相適應(yīng)，首先各個專業(yè)教學(xué)的改革要與學(xué)校轉(zhuǎn)型的程度相一致，只有這樣具體的專業(yè)調(diào)整才能夠和學(xué)校相適應(yīng)，有效地借助于院校的優(yōu)勢進行專業(yè)教學(xué)的改革。另外，學(xué)科的發(fā)展和改革離不開學(xué)校轉(zhuǎn)型的幫助，只有遵循學(xué)校轉(zhuǎn)型的規(guī)劃和方向，才可以實現(xiàn)有效的學(xué)科規(guī)劃。總而言之，兩方面都是息息相關(guān)、相輔相成的，只有兩者積極配合，才能夠?qū)崿F(xiàn)有效的教學(xué)改革和教學(xué)實踐。
2.學(xué)生特點與專業(yè)改革相融合
在進行教學(xué)轉(zhuǎn)型和教學(xué)改革過程中，還要能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生特點和專業(yè)改革的融合。因為學(xué)生是教學(xué)的主體，無論是專業(yè)教學(xué)還是院校的轉(zhuǎn)型，學(xué)生永遠是這些活動的中心。如果學(xué)生無法適應(yīng)這些教學(xué)的改革，無論改革理念有多么先進，這些改革注定是要失敗的。所以，在進行教學(xué)改革和教學(xué)轉(zhuǎn)型時，必須要實現(xiàn)學(xué)生與教學(xué)的一致，實現(xiàn)學(xué)生能力、學(xué)生特點與教學(xué)理念、教學(xué)改革的相統(tǒng)一，只有如此，才能讓后續(xù)的工作按照既定的方向和目標進行下去。
二、生物工程專業(yè)在教學(xué)轉(zhuǎn)型過程中存在的問題
1.學(xué)科定位、專業(yè)設(shè)置不夠合理
生物工程專業(yè)在教學(xué)過程中出現(xiàn)的一個突出問題是學(xué)科定位、專業(yè)設(shè)置不夠合理，這阻礙了教學(xué)的進步。地方院校生命科學(xué)院設(shè)置的生物工程專業(yè)的課程設(shè)置、學(xué)生數(shù)量、就業(yè)狀況、存在的問題，課程比例不協(xié)調(diào)，一般課程和專業(yè)課程的比重不夠和諧，往往容易造成專業(yè)課程稀少，一般課程較多的現(xiàn)象，不利于學(xué)生專業(yè)能力的提高；學(xué)生數(shù)量不穩(wěn)定，每年的招生計劃不夠穩(wěn)定，這必然不利于對人才的培養(yǎng)；在就業(yè)上，由于學(xué)生素質(zhì)、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)體系的不夠完善，使得就業(yè)也成為了一大問題。
2.教學(xué)理論與實踐矛盾突出
在教學(xué)中出現(xiàn)的另外一個問題是教學(xué)理論與教學(xué)實踐的嚴重脫節(jié)。教學(xué)與實踐脫節(jié)、教師與實踐脫節(jié)、課程設(shè)置與實踐脫節(jié)等現(xiàn)象的產(chǎn)生，使教學(xué)秩序混亂，理論化過于嚴重，實踐性很差，這必然不利于學(xué)生本身的成長?？梢?，理論和實踐的突出矛盾是影響教學(xué)改革的突出因素。
3.教師考核方式不靈活阻礙教學(xué)轉(zhuǎn)型
教師的考核方式不靈活也阻礙了教學(xué)改革及院校的轉(zhuǎn)型。在很多的考核中，考核方式單一模式化，這在很大程度上影響了教師主動性的發(fā)揮和創(chuàng)造力的培養(yǎng)，抑制了教師的活力和激情。目前對教師的主要考核方式還停留在對單純的課堂講授、教案等純理論上的考核，在教師職稱的評定方面也是唯科研項目和是好，所謂教學(xué)成績的評定也是純紙面上的指標。單一的考核方式讓很多教師不得不去為了應(yīng)付相應(yīng)的“政策”做一些無用功，很少有自己的精力和時間去研究教學(xué)，無法和學(xué)生展開深入探討和分析，這對于教學(xué)實踐和教學(xué)改革是相當(dāng)不利的，只有加速教學(xué)改革，深入院校的教學(xué)轉(zhuǎn)型，才能夠不斷地提高教學(xué)質(zhì)量，為國家和社會培養(yǎng)出更多優(yōu)秀人才。
4.學(xué)生的綜合能力無法滿足教學(xué)改革的需要
學(xué)生的綜合能力無法滿足教學(xué)改革的需要是一些院校轉(zhuǎn)型過程中面臨的重要問題。由于學(xué)生是所有教學(xué)活動的主要力量，學(xué)生的參與是教學(xué)活動的根本。學(xué)生缺乏能動性和動手能力與創(chuàng)造力等問題嚴重影響到了教學(xué)的改革。如果學(xué)生的綜合素質(zhì)無法滿足教學(xué)改革的條件，那么所有的教學(xué)轉(zhuǎn)型和教學(xué)改革將不能得到深入開展和實踐。我們要清楚地看到，學(xué)生缺乏能動性和創(chuàng)造力的根本原因所在，歸根結(jié)底是我們的教學(xué)體系、制度存在不少問題。所謂“一代新人趕舊人”，我們要始終相信學(xué)生的潛力是客觀存在的，關(guān)鍵是看培養(yǎng)機構(gòu)有沒給他們提供發(fā)揮潛能的機會與平臺。因此，要想實踐生物工程專業(yè)教學(xué)改革和院校的有機轉(zhuǎn)型，就必須首先提高學(xué)生的主觀能動性和動手能力，提高他們的潛在素質(zhì)，提高他們的根本實力，適應(yīng)教學(xué)改革。
三、如何實現(xiàn)地方院校生物工程專業(yè)教學(xué)的改革及轉(zhuǎn)型
1.學(xué)校加強頂層設(shè)計，從整體上把握改革方向
實現(xiàn)生物工程專業(yè)教學(xué)的改革和院校教學(xué)轉(zhuǎn)型，首先要站在學(xué)校的立場加強頂層設(shè)計，從整體上把握教學(xué)改革的方向。廣泛聽取學(xué)生、教師、和社會需求的呼聲，在管理制度，對教師考核晉級，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核方式、培養(yǎng)與就業(yè)模式等方面做出制度性的改變。改變傳統(tǒng)、落后的教學(xué)形式和管理制度，站在人性化的立場進行分析，結(jié)合時代的要求和素質(zhì)教育改革的根本需要來確定改革的方向，科學(xué)、理性地把握改革目標，力求實現(xiàn)成功的教育轉(zhuǎn)型。
2.徹底改變課程設(shè)置與教學(xué)模式
要徹底改變原有的，不合理的課程設(shè)置方式和教學(xué)模式，調(diào)整理論課和實踐課的比例，不斷地強化素質(zhì)教育，特別是對生物工程專業(yè)來說，要逐步改變重理論課、輕實驗課，重閉卷理論考試輕動手操作、設(shè)計能力，重課堂輕社會實踐等種種弊端。建議大學(xué)學(xué)習(xí)全程開展理論占三分之一、實驗課三分之一、工程實習(xí)三分之一的時間分配的教學(xué)模式，不斷強化實踐課的學(xué)習(xí)，在這個過程中不斷地增強學(xué)生的動手能力和實際操作能力，提高他們的創(chuàng)新能力和思維能力，只有這樣才能夠讓學(xué)生在以后的人生走得更遠。
3.加快師資結(jié)構(gòu)與教師隊伍的轉(zhuǎn)型
加速師資結(jié)構(gòu)的調(diào)整和教師隊伍的轉(zhuǎn)型，首先要考慮不斷地聘請科研一線、生產(chǎn)一線、管理一線資深人員進課堂講課，培養(yǎng)理論實踐結(jié)合型教師隊伍；其次，加強對在編教師的引導(dǎo)和時間能力的培訓(xùn)，尤其是對年輕教師的引導(dǎo)和培訓(xùn)，他們充滿激情與活力，精力充沛，干勁十足，要鼓勵他們多下企業(yè)，沉到生產(chǎn)一線，打造一批精干的實踐與理論結(jié)合型教師隊伍。這首先需要學(xué)校從對教師的評價制度方面進行引導(dǎo)，這樣才能真正湊效。對于那些多年來一直以理論教學(xué)為主的老師，應(yīng)該讓他們繼續(xù)開展理論教學(xué)活動，因為要改變他們往往較為困難。對于年輕的教師來說，要加強對他們的重點培訓(xùn)，讓他們在懂理論的基礎(chǔ)之上增強自己的實踐能力和動手能力，不斷地提高他們自身的素質(zhì)。只有這樣，他們在教學(xué)中才能夠做到游刃有余，為學(xué)生進行有效指導(dǎo)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促使他們進步和成長。
4.學(xué)校加強學(xué)生實踐基地建設(shè)
生物工程專業(yè)對學(xué)生的動手能力和實踐能力都有很高的要求，因此，要想增強學(xué)生的實踐能力，可以加強學(xué)生實踐基地的建設(shè)來實現(xiàn)。就學(xué)校而言，可以與社會上的企業(yè)進行合作，讓學(xué)生有地方實習(xí)，有機會練手，或者可以定期組織學(xué)生到相關(guān)的單位進行學(xué)習(xí)和鍛煉，不斷地強化學(xué)生的實踐能力。不僅如此，學(xué)校也可以增設(shè)實驗室，給予學(xué)生充足的課外空間，給他們足夠的實踐機會進行學(xué)習(xí)和鍛煉。總而言之，只有加強學(xué)生的實踐能力，才能夠從根本上促進他們成長，為他們以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
5.改革對教師的評價方式
教師是教學(xué)活動的中堅力量和靈魂所在，要改變傳統(tǒng)錯誤的教師評價方式，尤其要改革職稱評審中重課題、論文和課堂教學(xué)的純理論式的評價方式，從評價機制上激發(fā)教師轉(zhuǎn)型的積極性。這勢必存在一定的困難，因為職稱評定是省一級行政部門主管制定政策，單靠學(xué)校很困難。所以很多問題可以探討，但實施很難。另外，教師也要提升個人的內(nèi)在自覺，不斷地強化他們的軟實力，塑造高貴的靈魂和較高的社會責(zé)任感，增強個人的責(zé)任意識和奉獻精神?？傊?，要善于從多方面來加強對于教師的培養(yǎng)，不斷地進行師資的整頓和教育，只有這樣才能夠促使教學(xué)以更加積極健康的姿態(tài)成長，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才，為國家和社會貢獻自己的力量。
二、改革具體措施
1.堅持以教學(xué)為中心，科研促進教學(xué)?？蒲惺谴髮W(xué)活力的源泉，以科研促進教學(xué)是提高大學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑[3]?？茖W(xué)研究不僅可以增強教學(xué)的深度、拓展教學(xué)的廣度，而且可以更新教師知識結(jié)構(gòu)、完善教師的知識體系，提高教學(xué)效果。高校教師既要從事教學(xué)，又要進行科研，要將二者有機結(jié)合，以科研促進教學(xué)。我院提出了以行業(yè)產(chǎn)業(yè)為導(dǎo)向的生物工程卓越工程師培養(yǎng)模式。在培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的辦學(xué)定位基礎(chǔ)上，以教學(xué)為中心，根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展需求和自身條件、發(fā)展?jié)摿Γ^承辦學(xué)傳統(tǒng)，不斷深化人才培養(yǎng)模式改革，明確了“堅持立足地方、依托地方、服務(wù)地方的辦學(xué)方針，依托四川及成都市現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)，堅持以生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的需求為導(dǎo)向”的辦學(xué)理念。我院堅持以現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才需求為導(dǎo)向，構(gòu)建了以產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略聯(lián)盟為平臺，學(xué)科鏈、專業(yè)鏈對接產(chǎn)業(yè)鏈的辦學(xué)模式。已在全院范圍內(nèi)努力營造了“產(chǎn)學(xué)合作、工學(xué)交替”的良好氛圍。使“以教學(xué)為中心，科研促進教學(xué)”成為學(xué)院的共識和自覺行為。
2.強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。我們將具備一定專業(yè)知識并能運用所學(xué)知識完成工程項目的能力稱為工程能力。就目前社會所需來看，我們的學(xué)生在這方面還存在著巨大的不足。因此，強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力有助于他們今后在走入工作崗位時更好地解決實際困難。例如，在實踐環(huán)節(jié)方面，圍繞學(xué)生的工程實踐能力的提高，盡力運用校內(nèi)外資源，為學(xué)生設(shè)置工程實踐與鍛煉環(huán)節(jié)。通過生產(chǎn)實習(xí)，幫助學(xué)生建立專業(yè)與工程的概念。大力培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，尤其重視對學(xué)生實驗技能的培養(yǎng)，越是基礎(chǔ)的實驗要求越嚴格越規(guī)范，做到讓每一位學(xué)生都能帶著嚴謹?shù)膽B(tài)度操作每一個實驗項目。強化創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)中的一個重要內(nèi)容，是科技活動的靈魂。在科技活動中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要[4]。鼓勵教師在教學(xué)方法上做出一定的創(chuàng)新，通過與學(xué)生之間的互動，將創(chuàng)新思想引入課堂，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，從而啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，最終樹立起自己的創(chuàng)新觀點。運用創(chuàng)新的教學(xué)模式，例如通過多媒體形式將世界最新科技引入課堂，組織一場針對最新科技的討論，讓學(xué)生像參與者一樣體會整個項目的策劃實施。
2提高工程實踐能力的方法探索
四川理工學(xué)院生物工程學(xué)院作為地方工科院校，培養(yǎng)的是具有工程專業(yè)技術(shù)人才，因此一直以來非常重視學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，針對新進教師沒有或缺乏工程實踐能力的現(xiàn)狀，積極采取措施，形成了一套行之有效的培養(yǎng)青年教師工程實踐能力的方法，為培養(yǎng)卓越工程師提供了保障。
2．1企業(yè)掛職鍛煉企業(yè)是最直接培養(yǎng)工程師的搖籃。選派教師到企業(yè)去掛職鍛煉是提升工程實踐能力最直接的方法。對于地方工科院校，為地方經(jīng)濟服務(wù)是我們這類高等院校的職能之一。我院與地方企業(yè)，比如瀘州老窖股份有限公司、保寧醋有限公司等十余家企業(yè)有著長期的良好合作基礎(chǔ)，學(xué)院的一些老教師也被聘為這些公司的顧問，因此通過這些途徑，我們將青年教師有目的的選送到這些企業(yè)進行為期6－12個月的掛職鍛煉，這些青年教師通過在這些企業(yè)做掛職鍛煉，對企業(yè)的感性認識上升到理性認識，不僅僅是工程實踐能力的提高，在管理水平等其他方面也得到了鍛煉。
2．2崗前培訓(xùn)對于新進教師，在上崗之前進行相關(guān)的培訓(xùn)是提高教師素養(yǎng)必不可少的環(huán)節(jié)。對于工科院校，特別是在畢業(yè)環(huán)節(jié)中對于學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計要求必須占有較大的比例。這就要求教師必須有工程實踐經(jīng)驗才能去指導(dǎo)學(xué)生。因此我們首先組織新進教師到企業(yè)參觀，同時還請有工程實踐經(jīng)驗的老教師做相關(guān)的培訓(xùn)，并建立建立青年教師導(dǎo)師制，由學(xué)校內(nèi)經(jīng)驗豐富的老教師來擔(dān)任指導(dǎo)老師，定期對青年教師的教育教學(xué)實踐等方面進行指導(dǎo)。
2．3指導(dǎo)校外實習(xí)對于工科學(xué)生到工廠實習(xí)是實踐教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)。對于新進教師由于來自不同的學(xué)?；虿煌男袠I(yè)，因此對我校原有的一些實習(xí)基地不熟悉，對這些工廠的生產(chǎn)情況也不太了解。我們由有經(jīng)驗的老教師和新進教師組成校外實習(xí)指導(dǎo)小組來指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)，一方面新進教師可以跟老教師學(xué)習(xí)如何帶實習(xí)，另一方面老教師在給學(xué)生安排實習(xí)任務(wù)的時候其實也是在給新教師安排實習(xí)任務(wù)，讓新教師在這些廠里面去深入學(xué)習(xí)，向工廠里工程實踐經(jīng)驗豐富的師傅請教，提高自己的工程實踐能力。
2．4指導(dǎo)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論與技能分析解決實際問題的能力，全面、系統(tǒng)、嚴格地完成工程設(shè)計基本訓(xùn)練的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它不僅能提高學(xué)生能力，同時對教師的能力提升也是行之有效的途徑。畢業(yè)設(shè)計的題目可以和教師的科研有機的融合，這樣既鍛煉了學(xué)生的工程實踐能力，又督促教師對新的問題進行思考和再學(xué)習(xí)。對于常規(guī)的課程設(shè)計，我們也是采用“老帶新”的方式，讓沒有工程經(jīng)驗的青年教師跟著老教師學(xué)習(xí);對于畢業(yè)設(shè)計題目則主要采用和教師科研相結(jié)合的方式，近年來我們有80%的設(shè)計題目是源于教師的科研，很多教師的科研項目都是和學(xué)生共同完成的，這大大促進了教師和學(xué)生的科研積極性。
2．5指導(dǎo)實驗通過動手做實驗，教師才能了解本專業(yè)對于實踐能力的要求，熟練掌握本專業(yè)所開設(shè)的實驗。通過參與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)，一方面可以發(fā)現(xiàn)自己存在的問題和具體專業(yè)實踐能力的缺乏，及時學(xué)習(xí)提高，另一方面也可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實際應(yīng)用中通?？赡艽嬖诘膯栴}，以便在今后的教學(xué)中可以有針對性地強調(diào)和解決。新進教師對于以后是否會帶實驗課，學(xué)院都要求先到實驗室實習(xí)，通過準備實驗及動手實驗，了解實驗室有哪些儀器設(shè)備，這些儀器設(shè)備是如何進行操作和管理的，這樣也有利于教師指導(dǎo)學(xué)生實驗，同時也有利于教師在進行科學(xué)研究時能根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有的條件來制訂實驗方案，有效的利用現(xiàn)有的資源來完成相關(guān)的研究課題，做到有的放矢。
2．6依托學(xué)術(shù)團隊和研究平臺、參與橫向科研課題企業(yè)提出的研究課題一般是市場需求的、企業(yè)亟待解決的、多學(xué)科交叉的問題，具有較強的應(yīng)用前景，在一定程度上代表著學(xué)科發(fā)展方向。如果青年教師參與到這些課題中就可以站在學(xué)術(shù)前沿，并且有學(xué)科知識淵博的資深專家學(xué)者和工程實踐經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術(shù)人員給予指導(dǎo)，有企業(yè)研發(fā)團隊的支持，這些完全可以促使青年教師不斷優(yōu)化自己的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)，不斷拓寬學(xué)術(shù)視野，將理論性與應(yīng)用性、學(xué)科的單一性與交叉性、學(xué)術(shù)研究的嚴謹性與實際工作的靈活性融會貫通，提升自己的科研能力，鍛煉自己的實踐能力，積累工程實踐經(jīng)驗。生物工程學(xué)院于2012年專門成立了科研團隊，要求科研團隊中必須有合理的人員結(jié)構(gòu)，青年教師要加入到團隊中，在團隊中得到成長，同時充分發(fā)揮老教師的引領(lǐng)及指導(dǎo)作用。同時生物工程學(xué)院還擁有“釀酒與生物技術(shù)四川省重點實驗室”，“國家固態(tài)釀造工程中心”等重點科研平臺，依托重點科研平臺，搭建了適合生物工程專業(yè)教師進行工程訓(xùn)練與創(chuàng)新培養(yǎng)的科研與教學(xué)平臺，這都使得教師的工程實踐能力得到了極大的提高。
2．7參與行業(yè)的會議交流、短期培訓(xùn)通過參加生物工程行業(yè)各個專業(yè)委員會的會議以及有關(guān)的短期培訓(xùn)，有利于教師獲取最新的市場動態(tài)信息;了解行業(yè)生產(chǎn)中遇到的問題及相關(guān)的解決方法以及可能存在的解決方法;同時了解市場上新產(chǎn)品利益特征;近年來我們選派了青年教師參加了“生物技術(shù)工業(yè)高峰論壇”、“全國及省調(diào)味品行業(yè)協(xié)會工作會”、“乳酸菌與健康國際會議”等，教師在這些培訓(xùn)中獲益匪淺。
2．8選派到企業(yè)做博士后依托企業(yè)博士后工作站，讓青年教師深入生產(chǎn)一線，發(fā)揮專業(yè)特長，有針對性地主持產(chǎn)品研發(fā)、從事科研攻關(guān)，把理論知識和具體的生產(chǎn)實踐需求相結(jié)合，這要更能有效的鍛煉教師的工程實踐能力。瀘州老窖股份有限公司、劍南春股份有限公司這些和我們學(xué)院具有良好合作基礎(chǔ)的企業(yè)都有博士后工作站，我們鼓勵青年教師到這些工作站去工作，現(xiàn)已有2名博士從站里出來并在工作崗位上發(fā)揮重要的作用，我們還將繼續(xù)派出更多的博士到企業(yè)去做博士后，為我們以后的工程師搖籃提供有力的師資保障。
2．9參與實驗室建設(shè)近年來學(xué)校對我院的工程實踐教學(xué)方面的投入資金不斷地加大了，相繼建成了“食品與發(fā)酵工程實驗教學(xué)中心”、“天然產(chǎn)物提取實驗室”、“果酒釀造中試車間”、“清酒釀造實驗室”、“調(diào)味品釀造實驗室”等相關(guān)專業(yè)教學(xué)與研究中心，同時學(xué)校還在建設(shè)二期工程，進一步加大實驗場地及設(shè)備的投入。在這些教學(xué)與研究中心的建設(shè)過程中，我們邀請青年教師積極參與驗室整體規(guī)劃，儀器的調(diào)研、采購和安裝及調(diào)試等。一方面在實驗室建設(shè)過程中教師更了解實驗室的設(shè)置、儀器的性能，另一方面在實驗教學(xué)過程中能給學(xué)生透徹地講解，也利于開設(shè)新的實驗項目。同時通過辛勤勞動的付出，他們更能懂得珍惜和愛護這些設(shè)備，使設(shè)備能充分發(fā)揮其作用。
2．10指導(dǎo)大學(xué)生課外科技活動課外科技創(chuàng)新活動是培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新精神和科技創(chuàng)新能力的重要載體，是實現(xiàn)科技創(chuàng)新教育目標的重要方式。當(dāng)前我國有大量面對高校大學(xué)生開展的課外科技活動，在高校的“第二課堂”中占有重要的比例比如挑戰(zhàn)杯，國家、省和學(xué)校的大學(xué)生創(chuàng)新基金，這些都要求指導(dǎo)教師要有較高的教學(xué)水平、科研創(chuàng)新能力，這樣才能引導(dǎo)學(xué)生研究問題、幫助學(xué)生解決創(chuàng)新活動中遇到的問題的能力。同時在指導(dǎo)學(xué)生進行課外科技活動中能進一步完善自身知識結(jié)構(gòu)，改進思維方式，研究新情況，解決新問題，指導(dǎo)教師的教學(xué)水平和實踐能力的提高也有極大的促進作用。近六年來，獲學(xué)校審批大學(xué)生課外科技活動項目110余項(其中瀘州老窖科研獎學(xué)金項目共立項29項)，共發(fā)表學(xué)術(shù)論文142篇，有30多人次在校內(nèi)獲獎，推薦的優(yōu)秀成果參加全省和全國的“挑戰(zhàn)杯比賽”，有5個項目25人次獲獎。生物技術(shù)與工程協(xié)會榮獲第四屆“全國高校優(yōu)秀社團”榮譽稱號。這都極大了鍛煉了教師的工程實踐能力。
乳酸菌的細菌素本質(zhì)為蛋白質(zhì),可以當(dāng)作防腐劑容易被胃酶講解,擁有相對較好的理化與抑菌特點。當(dāng)前,nisin與microgard已經(jīng)運用在乳食產(chǎn)品防腐劑中。nisin作為乳酸乳球菌亞種的一項分泌肽,大量的革蘭氏陽性菌與少量的革蘭氏陰性菌具備一定的抑制作用。在上世紀中期nisin主要用在對芽孢生長菌成長的控制與有效延長乳制品等的貨架期。目前,FDA已經(jīng)通過有關(guān)部門批準可以運用在融化干酪相關(guān)抗菌劑。除去當(dāng)作食品的防腐劑之外,nisin可以當(dāng)作醫(yī)療制劑運用在牛炎的治療中。另外,microgard還是一種具備抑制性的革蘭氏陰性菌與真菌細菌素,可是其不能抑制革蘭氏的陽性菌。例如美國的1%microgard溶液普遍運用在保存鄉(xiāng)村干酪。同時microgard能夠有效控制瑞士干酪皮的出現(xiàn)的腐敗問題。運用定點突變的作用,例如蛋白質(zhì)相關(guān)生物工程技術(shù)能夠有效拓寬細菌素相關(guān)狹窄的抑菌普?，F(xiàn)階段,已能夠克隆與測序nisin形成的相關(guān)基因,可以實現(xiàn)定位在質(zhì)拉或是染色體DNA中編碼等的克隆與測序。大量細菌素基因可以定位于接合質(zhì)?；蚴寝D(zhuǎn)座子上,比較便于基因轉(zhuǎn)移至其他相關(guān)微生物。
1.2促進干酪成熟
干酪的成熟期相對較長,冷藏與庫存的費用也比較高。對此,促進干酪的成熟已經(jīng)成為干酪研究的主要內(nèi)容。促進干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶類和經(jīng)過基因工程技術(shù)修飾之后的如霉菌促進干酪的成熟。許多學(xué)者都重點研究基因工程技術(shù)的乳酸菌修飾,能夠加速干酪的成熟,擁有相對良好的抗噬菌體能力。充分運用蛋白質(zhì)的分解陰性等促進干酪的成熟。另外,乳糖代謝之后的陰性乳酸菌能夠以高密度進入干酪的凝乳當(dāng)中,促進干酪的成熟。相對較強的蛋白質(zhì)分解能夠有效加速苦味肽進一步生成。對此,蛋白質(zhì)所分解的陰性菌體和一般菌株混合運用可以有效促進干酪的成熟。
2生物工程技術(shù)的育種手段
2.1原生質(zhì)體融合
原生質(zhì)體的融合技術(shù)作為創(chuàng)建雜合微生物的主要工具,其能夠把相對較好的菌株形狀有效結(jié)合在相同的菌株中,在乳酸菌的育種方面有著深遠意義。在原生質(zhì)體的融合過程中,可以先運用酶除去兩個親體的細胞壁,從而是使菌體細胞可以在高滲的環(huán)境當(dāng)中釋放原生質(zhì)體,同時在高滲環(huán)境下實現(xiàn)混合,然后通過聚乙二醇的促進,可以實現(xiàn)兩種原生質(zhì)體的凝集從而有效融合,獲取異核體或是重組子。充分運用雜合菌能夠有效提升發(fā)酵制品特性或是發(fā)展新型產(chǎn)品。另外,原生質(zhì)體的融合技術(shù)可以建立高蛋白質(zhì)的表達水平相關(guān)突變體的主要方式。
2.2電穿孔法
在重組DNA技術(shù)快速發(fā)展形勢下,當(dāng)代微生物研究人員可以相對精確的變化乳酸菌的生理特性,從而為乳品的發(fā)酵項目提供較好的菌株。對此,一定要具備合理、安全、科學(xué)的細菌轉(zhuǎn)換手段。近些年來,具備良好發(fā)展前景的轉(zhuǎn)換手段就是電穿孔法。在上世紀,Harlander第一次報道了乳酸乳球菌的乳酸亞種的有關(guān)電轉(zhuǎn)化,該轉(zhuǎn)化率能夠和原生質(zhì)體融合的轉(zhuǎn)化率相比。另外Chassy與Flickinger也報道了干酪的乳桿菌有關(guān)干酪亞種電轉(zhuǎn)化。當(dāng)前成功完成電轉(zhuǎn)化的乳酸菌有多種,例如嗜酸乳桿菌和乳酸乳球菌的乳油亞種等。通過研究表明各種菌株之間也能夠完成電轉(zhuǎn)化。其和原生質(zhì)體的融合技術(shù)相比較而言具有一定優(yōu)勢。
2.3基因的送遞系統(tǒng)
在乳酸菌的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)快速發(fā)展影響下,建立基因的傳遞系統(tǒng)成為了必然趨勢。載體主要可以分成試驗用載體與食品級載體兩大種類。充分考慮到食品的安全性與穩(wěn)定性,食品級的載體不能利用抗生素的抗性基因當(dāng)作選擇性的標記。因此,食品在集體的選取一定要在食品級GRAS的菌中分離出選取性標記。在進行記載時所運用的乳酸菌標記主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所編碼的細菌素產(chǎn)生和糖類運用或是免疫性基因可以滿足食品級基因相關(guān)傳遞系統(tǒng)的選擇性標記要求。
骨組織工程可追溯到urist［10］1965年報道的用DBM(骨形態(tài)發(fā)生蛋白)誘導(dǎo)間充質(zhì)細胞形成進而分化為成骨細胞。直到1987年在美國紐約的學(xué)術(shù)會議上才正式提出組織工程學(xué)定義，其目的和意義是在細胞水平和分子水平構(gòu)建具有生命力的細胞生物材料復(fù)合體，從形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上對缺損或功能障礙的組織、器官進行永久性地置換及替代，實現(xiàn)組織器官的形成及再生。組織工程學(xué)的不斷創(chuàng)新使骨缺損的研究有了突破，使得骨移植后有骨生成、骨誘導(dǎo)、骨重建、骨修復(fù)作用。目前，骨組織工程學(xué)有不同的復(fù)合形式，生物材料復(fù)合成骨細胞和生長因子則是近年來的研究熱點。近年來骨組織工程所用的生物材料也是多種多樣，各具特點，與骨組織工程、基因工程聯(lián)合應(yīng)用研究越來越多，可以做到互補。如陶瓷材料的生物力學(xué)性能和骨誘導(dǎo)不足可以被轉(zhuǎn)基因處理的細胞分泌生長因子所彌補，生物材料可增加骨傳導(dǎo)和穩(wěn)固性，提供適宜的環(huán)境促進細胞增殖與分化［11］。Dupont等［12］用合成支架涂層聯(lián)合腺病毒承載的BMP-2用于修復(fù)骨缺損，結(jié)果顯示復(fù)合生物材料脫細胞移植有良好的骨誘導(dǎo)能力。生物陶瓷獨特的多孔結(jié)構(gòu)模擬骨松質(zhì)可以加速缺損部位的血管化有利于運輸營養(yǎng)，加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性，可有不同時間段的吸收后骨重建。目前，研究最多的陶瓷材料是多孔性的羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，它同生物玻璃都屬于活性生物陶瓷。由于HA的強度并不高，多用于強度較低的骨缺損修復(fù)，如頜面部外傷缺損。珊瑚是HA的代表，近年來僅作為填充物應(yīng)用于臨床，而忽視了其可作為生物工程支架和載體的作用［13］。另外一種廣泛應(yīng)用的是β-磷酸三鈣(β-TCP)，其最大的優(yōu)勢是植入機體后生物相容性好，所以也稱為生物吸收性材料，局部反應(yīng)和全身毒性反應(yīng)都比較少見，降解的速度也較HA較快(主要與TPC的表面結(jié)構(gòu)，晶體類型與比例，孔隙率和臨床科研的動物有關(guān))?？紫堵适?5%的TPC是最好的骨替代材料，但同樣是因為強度不夠，而只能用于不負重骨部位［14］。磷酸鈣陶瓷在體內(nèi)的代謝途徑目前認為是粒子而不是離子，所以長時間聚集可能會造成淋巴結(jié)增生。磷酸鈣骨水泥可用作復(fù)合材料成分之一，承擔(dān)組織工程中載體作用，顯示出在細胞保護、增殖、堿性磷酸酶與骨膠原生成等方面的良好效果［15］。通過向磷酸鈣陶瓷中添加相應(yīng)增強韌性的材料而形成的TPC復(fù)合材料已經(jīng)成為研究熱點之一，伴隨著納米技術(shù)的引入，該種材料的學(xué)術(shù)研究和市場都會有廣闊的前景。復(fù)合生物材料用于骨組織工程也能表現(xiàn)一定的作用。高分子聚合物可賦予骨基質(zhì)各種理化和力學(xué)特性，可分為天然聚合物如纖維蛋白、甲殼素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)。骨膠原(Collagen)是骨細胞外基質(zhì)成分，可以促進鈣沉積，血管內(nèi)向性生長及生長因子錨定，促進骨愈合，是良好的細胞、藥物、基因、蛋白支架，也常作為黏合劑與具備骨傳導(dǎo)能力的載體，如羥基磷灰石或磷酸三鈣等合用發(fā)揮各組分的優(yōu)勢。王浩等［16］將鼠間充質(zhì)干細胞種植在骨膠原-羥基磷灰石-硫酸軟骨素復(fù)合材料上，并在體外培養(yǎng)增殖，再將該復(fù)合物植入大鼠肌肉內(nèi)。結(jié)果顯示該復(fù)合材料的三維微孔結(jié)構(gòu)可促進細胞向內(nèi)生長，其在大鼠肌肉內(nèi)逐步降解的同時伴有新骨形成，提示該復(fù)合物在細胞附著與誘導(dǎo)分化上有著良好表現(xiàn)。目前用于骨組織工程的目的細胞有:成骨細胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、軟骨細胞、骨髓基質(zhì)干細胞(bonemarrowstemcells，BMSC)、人臍帶間質(zhì)干細胞(HUCMSCs)、脂肪干細胞(adiposederivedstemcells，ADSCs)、胚胎干細胞(embryonicstemcells，ESCs)、轉(zhuǎn)基因細胞等，大多是自體細胞，它們能大量分泌生長因子且有多分化潛能，如將BMP基因轉(zhuǎn)染軟骨細胞后可促進Ⅱ型膠原、軟骨寡聚蛋白等的分泌［17］。BMSC存在成體骨髓內(nèi)，在一定的條件下可向骨、軟骨、脂肪三系分化，培養(yǎng)擴增幾億倍仍可保存其分化潛能，也能長期穩(wěn)定的表達外源性生長因子基因。Corn等［18］人用熒光成像的方法證實了間充質(zhì)干細胞在移植后的修復(fù)作用。HUCMSCs的選擇主要集中在足月新生兒，它的特異性抗原標記仍不明確，所以移植后的效果評價還停留在流式細胞術(shù)階段。ESCs在表現(xiàn)其強大優(yōu)勢時也暴露其負面的遺傳性，如攜帶致瘤基因，所以在未找到消除消極因素前可能會限制該細胞在臨床上的應(yīng)用。ADSCs體外培養(yǎng)易成活，免疫特性低，還具有刺激組織細胞分泌血管生長因子作用而被廣泛認可，其發(fā)展也最有前景。成骨細胞因易老化等缺點而被淘汰。盡管倫理、干細胞界定、分離和增殖上仍有挑戰(zhàn)，但干細胞在組織再生方面的臨床價值值得探索。
2基因工程修復(fù)骨缺損進展
1973年開始，基因治療已經(jīng)不局限于遺傳病的治療，隨著對生長因子基因的不斷認識與克隆，人們想到將內(nèi)源性生長因子穩(wěn)定有效地表達在骨缺損部位用于骨愈合的治療，尤其是在缺乏血管和神經(jīng)的關(guān)節(jié)軟骨缺損修復(fù)過程中應(yīng)用更為必要。Sheyn等［19］將基因修飾的干細胞用于椎體骨修復(fù)的模擬實驗結(jié)果顯示骨缺損得到良好修復(fù)，彌補了外科手術(shù)的不足。治療骨缺損基因工程所需要的目的基因主要是一些生長因子基因:骨形態(tài)生成蛋白(bonemorphogeneticprotein，BMP)、胰島素樣生長因子(IGF-1)、轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF-A、B、E促進血管以出芽的方式生成，VEGF-C、D則促進淋巴管生成)、甲狀旁腺素(PTH)等。目前，已經(jīng)認識到骨缺損愈合的過程中是多種生長因子共同參與、協(xié)同作用，共同促進愈合。已經(jīng)有實驗證明多生長因子基因聯(lián)合作用較單個基因在促進成骨時更有效［20-21］。研究最多的是BMP超家族的成員，它是骨修復(fù)生長的啟動基因，誘導(dǎo)成骨細胞生成，對未分化的骨髓干細胞有促進增殖和分化的作用，對成熟的細胞無作用。同時能促進骨折部位的穩(wěn)定［22］，即使在炎癥因子存在時也能顯著誘導(dǎo)骨基質(zhì)形成。BMP通過細胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受體(都是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶超家族成員)，在細胞外聚集并通過Smad將信號轉(zhuǎn)入胞內(nèi)，引發(fā)骨生成［23］。例如，將外源性BMP2基因轉(zhuǎn)染從機體上分離出的靶細胞，進行體外培養(yǎng)，然后再轉(zhuǎn)移到缺損部位進行骨誘導(dǎo)修復(fù)即體外轉(zhuǎn)染途徑，或者基因表達載體直接注入機體靶細胞促進修復(fù)即體內(nèi)轉(zhuǎn)染途徑。轉(zhuǎn)染BMP2基因常選用的載體有病毒載體如腺病毒(a-denovirus，Ad)和非病毒載體如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等［24］利用腺病毒載體轉(zhuǎn)染大鼠的骨髓基質(zhì)細胞，利用骨缺損處成骨反應(yīng)時產(chǎn)生的放射線觀察得到證實。Clements等［25］用載有堿性生長因子的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染BMSC結(jié)果證明了非病毒載體的可行性。相比較而言體內(nèi)轉(zhuǎn)染途徑在臨床上更容易實施，因體內(nèi)轉(zhuǎn)染途徑不僅能較好表達生長因子且能避免病毒傳播和免疫反應(yīng)的副作用［26］。只是在臨床中會遇到這樣的問題:注射到局部的BMP會被滲出的體液沖散而引來吞噬細胞且靶細胞的選擇不容易控制，降低了生長因子的作用效率。目前采用超生介導(dǎo)的體內(nèi)轉(zhuǎn)染操作簡單可指導(dǎo)臨床應(yīng)用，體外轉(zhuǎn)染也有其明顯優(yōu)勢，高效的細胞轉(zhuǎn)導(dǎo)，操作簡便，還可與骨組織工程結(jié)合來完成骨修復(fù)，將來源于自身組織的細胞復(fù)合組織工程載體，然后經(jīng)過細胞生物反應(yīng)體系培育，再轉(zhuǎn)移到宿主能夠減少生長因子被蛋白酶水解提高移植質(zhì)量，如rhBMP-2聯(lián)合膠原蛋白海綿載體，但BMP-2用量會是生理需要的1000倍，帶來經(jīng)濟負擔(dān)和不良反應(yīng)如水腫、異位成骨等。于是，有人選用與BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24來代替rhBMP-2，實驗結(jié)果表明有明顯的成骨效應(yīng)［27］。需要注意的是，不是越多的生長因子表達就越好，如VEGF過度表達會引發(fā)骨重建環(huán)境的不穩(wěn)定，增加骨降解［28］。載體承擔(dān)傳遞基因的作用，要根據(jù)骨缺損的大小、位置等來選擇合適的基因工程載體。病毒載體以腺病毒(Ad)應(yīng)用最多，因為本身就具有致病性所以制備起來復(fù)雜，安全度低且有免疫反應(yīng)(原因是病毒表面的抗原暴露在靶細胞的表面)，但轉(zhuǎn)染率高還能控制BMP的過量表達。有人用藥物來阻止免疫反應(yīng)從而減輕病毒載體的免疫損害，結(jié)果顯示免疫抑制后靶細胞仍然可以表達目的基因進行骨誘導(dǎo)［29］。而非病毒載體雖然低毒、不會引發(fā)較強的免疫反應(yīng)，也比較穩(wěn)定可重復(fù)多次使用，但轉(zhuǎn)染率相對較低。有文獻報道生長因子表達的時間和量都是影響基因治療的因素，所以新開發(fā)的慢病毒介導(dǎo)BMP2表達時間要長于Ad介導(dǎo)的表達時間［30］?；蜣D(zhuǎn)染的生化方法主要有磷酸鈣介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染、二乙氨乙基聚糖介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染(DEAE)及脂質(zhì)體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染等。其中，由脂質(zhì)雙分子層組成環(huán)狀封閉囊泡的脂質(zhì)體多用，它與DNA形成脂類復(fù)合物，通過入胞方式使基因轉(zhuǎn)入細胞。不同的脂質(zhì)體也有不同特點，Lipofecamine對于一些難轉(zhuǎn)染的細胞轉(zhuǎn)染效率高，但細胞毒性較大;Fugene6細胞毒性小，轉(zhuǎn)染效率高，操作簡單，已經(jīng)占了主導(dǎo)地位。當(dāng)然，轉(zhuǎn)染也有物理方法，包括電穿孔法和顯微注射法，后者就是直接用微吸管吸取DNA液，在顯微鏡的幫助下，注射到目的細胞或者靶細胞的細胞核中，操作的技術(shù)要求較高。
3兩種方法的聯(lián)合應(yīng)用
組織工程在骨缺損修復(fù)中雖然有前景，但目的細胞在體外培養(yǎng)時極易老化，從而喪失增殖和分化能力。所用目的細胞體外培養(yǎng)的需要量大，且必須加以誘導(dǎo)才能促使其向成骨細胞分化，而多次注射生長因子代價也會很高。基因工程雖然在骨誘導(dǎo)方面有很大的優(yōu)勢，但是體內(nèi)轉(zhuǎn)染途徑的靶細胞不好定位，體外轉(zhuǎn)染途徑若是不聯(lián)合骨組織工程，缺損部位的骨強度不夠會影響近期支撐功能。目前采用基因工程聯(lián)合骨組織工程可以有效防止細胞老化，并且能使細胞長期有效地表達生長因子，避免重復(fù)注射生長因子，而且基因工程所表達的是內(nèi)源性的生長因子，生物活性比外源性的更強，更有利于干細胞向成骨細胞的分化，加速新生骨的形成，另外組織工程也可彌補基因工程骨傳導(dǎo)不良的缺陷。大片移植骨時，即使是運用了各種有孔生物支架或是直接將內(nèi)皮細胞和骨髓干細胞放在試管內(nèi)培育，工程骨的血管生成與骨誘導(dǎo)同時有效仍然是個沒有攻克的難題，難免會顧此失彼。最近有報道將RunxⅡ基因轉(zhuǎn)染的脂肪干細胞聯(lián)合血管束一同移植到骨缺損部位結(jié)果顯示有良好的骨再生和血管形成能力［31］，所以雖然兩種工程看似是單獨個體，卻可以聯(lián)合起來引領(lǐng)骨缺損的治療方向。
本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）是工科高等院校教學(xué)計劃中最后也是最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，占用一個學(xué)期，達大學(xué)教育階段的八分之一。這一教學(xué)環(huán)節(jié)能培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻資料、使用各種工具書、應(yīng)用計算機、外文翻譯、工程設(shè)計與科技論文寫作等方面的能力，提高學(xué)生的調(diào)研能力、實踐能力、動手能力、社交能力，同時通過畢業(yè)答辯培養(yǎng)和強化學(xué)生的材料組織能力、講演與口頭表達能力、反應(yīng)敏捷能力。東北電力大學(xué)生物工程專業(yè)的教師經(jīng)過多年的教研總結(jié)出：這些培養(yǎng)目標僅靠在校園里苦讀書本、紙上談兵是根本不可能實現(xiàn)的，要提高畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增加學(xué)生就業(yè)的機會，只有到社會實踐中去，走學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研合作辦學(xué)之路。
一、改革的措施
1.采用多元化畢業(yè)設(shè)計（論文）模式進行個性化培養(yǎng)
將參與畢業(yè)設(shè)計（論文）的學(xué)生分為考取研究生進一步深造型、簽約就業(yè)型和自主創(chuàng)業(yè)型三類。根據(jù)不同類型學(xué)生特點，進行個性化培養(yǎng)，指導(dǎo)教師有針對性開題，學(xué)生根據(jù)自己的特長并結(jié)合自己的畢業(yè)去向選擇合適的畢業(yè)設(shè)計（論文）題目；也可以讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣提出新穎創(chuàng)新的畢業(yè)設(shè)計（論文）題目，由專業(yè)教師把關(guān)審題；也可支持學(xué)生到就業(yè)單位或?qū)嵙?xí)實訓(xùn)基地做畢業(yè)設(shè)計（論文），可使學(xué)生受到正規(guī)的科技開發(fā)訓(xùn)練，熟悉未來工作單位的環(huán)境和要求，提前完成由學(xué)生向工程技術(shù)人員的角色轉(zhuǎn)換；支持學(xué)生參與大學(xué)生"綜合性、設(shè)計性、研究性、自主開放型"實驗項目的研究，參加大學(xué)生節(jié)能減排等社會實踐與科技競賽，為日后的就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和研究生學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)；支持考研學(xué)生參與教師的科研課題，提前進入研究生課題的研究。這些措施能極大地激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，對增強我校學(xué)生的社會競爭力具有非常重要的意義。
2.建立和完善獨具特色的多元化畢業(yè)設(shè)計（論文）聯(lián)合指導(dǎo)企業(yè)基地
積極探索與企業(yè)聯(lián)合開展科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)、共建研究等產(chǎn)、學(xué)、研合作模式，企業(yè)借學(xué)校人力資源進行研發(fā)工作，學(xué)校利用企業(yè)條件培養(yǎng)人才，互利互惠，建設(shè)一批工程實踐基地，形成長期穩(wěn)定的合作關(guān)系；學(xué)生作為生力軍，直接參與工藝設(shè)計、產(chǎn)品研制、科技開發(fā)工作，鍛煉了學(xué)生的工程能力，形成了特色。我校地處各大類企業(yè)門類齊全的東北老工業(yè)基地的吉林省，有優(yōu)越的校企聯(lián)合優(yōu)勢和校企合作傳統(tǒng)，同時，各企業(yè)中的工程技術(shù)人員和管理人員很多是我專業(yè)的畢業(yè)生，因此可依托本地建立多元化畢業(yè)設(shè)計（論文）聯(lián)合指導(dǎo)企業(yè)基地，在培養(yǎng)一批校外兼職指導(dǎo)教師同時，也解決了教學(xué)設(shè)施和工程訓(xùn)練場地不足及到企業(yè)實習(xí)只能以參觀形式進行的困難，為學(xué)生工程能力的培養(yǎng)提供了有力的硬件支撐和保障。
3.建立和完善實效顯著的校內(nèi)工程訓(xùn)練基地
利用校內(nèi)資源條件，發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，依托我院學(xué)生科技園、應(yīng)用化學(xué)特色專業(yè)、省水處理實驗中心組建了培養(yǎng)學(xué)生工程能力的校內(nèi)工程訓(xùn)練基地，為畢業(yè)設(shè)計（論文）的順利進行提供了有力保障。
4.對校內(nèi)指導(dǎo)教師進行工程實際能力再培訓(xùn)，增強題目的工程實用性
近幾年，我專業(yè)引進了一批青年教師，他們的學(xué)歷高、綜合素質(zhì)高，但沒有工廠企業(yè)工作的經(jīng)歷，缺乏深入的工程背景。因此，每年安排青年教師在學(xué)生到單位進行畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中也下到企業(yè)鍛煉，親身體驗工程實際和生產(chǎn)管理運行過程，積累工程經(jīng)驗，既可提高他們的理論教學(xué)水平和科學(xué)研究水平，同時，也能提高畢業(yè)設(shè)計（論文）的指導(dǎo)水平。
5.建立可操作性強的質(zhì)量保證和評價體系
針對不同方式的畢業(yè)設(shè)計（論文）情況，制定相應(yīng)的工作計劃要求及聯(lián)合指導(dǎo)協(xié)議書等教學(xué)文件，以保證畢業(yè)設(shè)計（論文）的有序進行。為考核學(xué)生的培養(yǎng)效果，制定了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量評價內(nèi)容和指標體系，提出了評價的操作及過程控制方法。在畢業(yè)設(shè)計（論文）中實行10～15%的末位復(fù)審制，保證了畢業(yè)設(shè)計（論文）的質(zhì)量。
二、改革的可行性
"學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合"畢業(yè)設(shè)計（論文）新模式的研究與實踐是一種有益的嘗試，它是教師的一種自覺需求，教師既可以尋找科研立項課題，也可為企事業(yè)單位解決一些實際問題；同時在為社會服務(wù)的過程中，學(xué)習(xí)生產(chǎn)新技術(shù)，反過來又促進教育質(zhì)量的提高，最終為教師提供了一個施展才華的更加廣闊的空間，有利于高校雙師型師資隊伍的形成。
這種模式也是學(xué)生渴望的，學(xué)以致用，用才是學(xué)習(xí)的終極目標。一方面考研學(xué)生參與教師的科研課題，提前進入研究生課題的研究，激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性，也提高了我專業(yè)研究生的綜合素質(zhì)；同時有計劃地指導(dǎo)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中申請校級、市級、省級乃至全國的自主創(chuàng)新科研項目，參加大學(xué)生節(jié)能減排等社會實踐與科技競賽。另一方面企事業(yè)單位委托的課題具有很強的實用性，學(xué)生真題真做感興趣，更易激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)合作和團隊精神，提高綜合素質(zhì)；同時，企業(yè)在這個過程中也能了解到學(xué)生的真實情況，及時與優(yōu)秀學(xué)生簽訂就業(yè)協(xié)議，在一定程度上防范人才流失，增加了引進人才的可靠性，節(jié)省了培訓(xùn)費用。
通過這種模式的實踐有效地緩解了我們專業(yè)實驗資源不足的問題，充分利用企業(yè)或科研院所的實驗設(shè)備作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）實驗的有益補充，能有效地緩解學(xué)校因擴招而造成的資源緊缺的狀況，提高了企業(yè)與科研院所實驗設(shè)備的使用價值。
三、結(jié)束語
這種新模式的研究與實踐有利于造就優(yōu)秀的應(yīng)用型本科人才，可全面提高我專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，是我專業(yè)教學(xué)改革的方向，符合高等教育綜合化的發(fā)展趨勢。
參考文獻
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發(fā)酵工程優(yōu)秀教材很多，像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發(fā)酵工藝原理與技術(shù)》、《生物工藝學(xué)》、《現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)》、《發(fā)酵工藝學(xué)》等，我們在前些年的教學(xué)過程中也選用了多個版本的《微生物工程》，結(jié)合我校生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生的知識體系和培養(yǎng)方向，目前我們選用全國高等學(xué)校發(fā)酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材華南理工大學(xué)姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》，此書按照發(fā)酵工藝操作單元的先后順序排布各章，脈絡(luò)清晰，系統(tǒng)性好，該書在難易程度上很適合我們的學(xué)生，但是該書側(cè)重于發(fā)酵機制的講授，發(fā)酵工藝和設(shè)備沒有涉及。因此，在前期教學(xué)積累的基礎(chǔ)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(fā)酵工藝及設(shè)備，以及基因工程產(chǎn)品的發(fā)酵工藝。同時為提高學(xué)習(xí)的廣度和深度，為學(xué)生推薦了《發(fā)酵工藝原理》、《發(fā)酵設(shè)備》、《發(fā)酵工程實驗技術(shù)》等參考書。
2開展發(fā)酵工程實驗，提高學(xué)生綜合素質(zhì)
發(fā)酵工程是利用工業(yè)微生物的特定性狀和功能，通過發(fā)酵過程來生產(chǎn)目的產(chǎn)物或?qū)⑸镏苯佑糜诠I(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是建立在發(fā)酵工業(yè)基礎(chǔ)上，與化學(xué)工程緊密結(jié)合的一門學(xué)科，它是連接生命科學(xué)研究與應(yīng)用的橋梁[7]。在基因工程和細胞工程的應(yīng)用中，要想把定向改造的物種轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，也需用到發(fā)酵工程技術(shù)。發(fā)酵工程實驗開展的場所是發(fā)酵罐，這是發(fā)酵工業(yè)獨有的特點，同時有一套嚴密的工藝流程讓發(fā)酵原料通過菌種吸收轉(zhuǎn)化成我們所需要的發(fā)酵產(chǎn)品，發(fā)酵周期長，步驟繁多。通過發(fā)酵工程實驗課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生實際動手操作能力，讓學(xué)生親自動手操作發(fā)酵罐，開展發(fā)酵罐空消和實消操作，以及常規(guī)發(fā)酵產(chǎn)品如酒精、檸檬酸、青霉素的發(fā)酵，使學(xué)生真正的達到學(xué)以致用，同時又鍛煉了學(xué)生的自主性、創(chuàng)作性和責(zé)任心。師范院校的理科學(xué)生，普遍缺乏工藝概念，但他們又非?？释私庹嬲纳a(chǎn)過程。我們針對發(fā)酵工程的主要內(nèi)容，組織學(xué)生到啤酒廠、白酒廠、制藥企業(yè)開展生產(chǎn)實習(xí)，使學(xué)生親自到白酒、啤酒和藥物的生產(chǎn)線上了解工藝流程，切切實實的把課堂上學(xué)到的理論知識與生產(chǎn)工藝聯(lián)系起來，學(xué)生反映收獲很大?？傊l(fā)酵工程實驗集成度較高，牽涉到生物化學(xué)、微生物學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)、發(fā)酵工藝學(xué)、化學(xué)原理等學(xué)科的實驗內(nèi)容，有別于普通實驗課程的是工廠生產(chǎn)實習(xí)，真正做到理論實踐相結(jié)合，最終達到學(xué)以致用的培養(yǎng)目的。
3改進教學(xué)方法，切實提高學(xué)生創(chuàng)新能力
教學(xué)方法的改革，首先取決于教師本身的學(xué)術(shù)水平和綜合素質(zhì)的提高，教學(xué)方法改革服從人才素質(zhì)培養(yǎng)，以大面積提高教學(xué)質(zhì)量為目標，和教學(xué)內(nèi)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(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐的態(tài)度、思維以及能力的開放式教學(xué)，無疑會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從某種意義上說教學(xué)的目的是教會學(xué)生“學(xué)會學(xué)習(xí)”，“授人以魚，不如授人以漁”。
3.1案例教學(xué)
發(fā)酵工程是一門實驗實踐極強的學(xué)科，知識的歸納和總結(jié)是建立于具體的發(fā)酵機制和工藝案例的基礎(chǔ)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(xué)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(fā)酵這部分內(nèi)容時，通過詳細講解青霉素的發(fā)現(xiàn)，引出偉大的科學(xué)家弗萊明，進而講解青霉素發(fā)酵的發(fā)酵機制、過程控制、提取及純化相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生被激起興趣，學(xué)起來也容易接受。學(xué)習(xí)之后，可以引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(xué)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(fā)、討論式教學(xué)
講課的過程中首先講授難點、重點，善于提出問題，讓學(xué)生跟著老師的思路走，隨著一個又一個的問題啟發(fā)學(xué)生思考、歸納、總結(jié)。比如在講授發(fā)酵過程的控制這部分內(nèi)容開始時，引入酸奶的發(fā)酵。酸奶在生活中很普遍，同學(xué)們也不陌生，有的同學(xué)家做過酸奶，因此對酸奶的發(fā)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(fā)酵的原料和菌種從哪里來？酸奶發(fā)酵是好氧發(fā)酵還是厭氧發(fā)酵？發(fā)酵多長時間合適，夏天和冬天發(fā)酵時間一樣嗎？通過這些問題，啟發(fā)學(xué)生思考討論，最終引出酸奶的發(fā)酵工藝及注意事項，隨后在實驗課時讓每位同學(xué)親自動手做一款自己喜歡的酸奶，鞏固和吸收理論學(xué)習(xí)。
3.3比較歸納教學(xué)法
比較式教學(xué)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(zhì)上理解和記憶知識。比如在講授培養(yǎng)基的制備過程中，讓學(xué)生比較種子培養(yǎng)基與發(fā)酵培養(yǎng)基的相同點和不同點，說出兩種培養(yǎng)基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在講培養(yǎng)基的滅菌時，在講述了分批滅菌和三種常見的連續(xù)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(xù)滅菌流程之后，讓學(xué)生對分批滅菌和連續(xù)滅菌進行對比總結(jié)，學(xué)生就容易理清楚，弄懂復(fù)雜的內(nèi)容。
4優(yōu)化考試模式，重在平時學(xué)習(xí)的思考與探討
在發(fā)酵工程實驗及理論教學(xué)考核方法中，一是包括到課情況。在開課之前詳細向?qū)W生講述發(fā)酵工程課程在生物技術(shù)專業(yè)的應(yīng)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(xué)生學(xué)習(xí)及實驗的自覺性。二是考核內(nèi)容和考核方式多樣化，加強課堂考核、作業(yè)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(fā)酵工程課程實踐性強的特色。三是實踐教學(xué)實施“以考促訓(xùn)，以賽促練”，強化技能培養(yǎng)，規(guī)定技能考試不過關(guān)，不允許參加理論考試。四是在教學(xué)中注重因材施教和個性化培養(yǎng)。
1.1城市垃圾生物處理技術(shù)
固體廢棄物的處理方法有很多種，例如堆肥、填埋、焚燒、發(fā)電等，垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物進行自然發(fā)酵，這種方法的處理時間比較長，并且處理量比較??；垃圾填埋需要花費很長的時間，并且還會占用大量的土地，同時填埋的垃圾還有可能污染地下水源；而垃圾焚燒會產(chǎn)生大量的廢氣，引起二次污染，同時還有可能引起火災(zāi)隱患；因此，較好的垃圾處理方法是垃圾發(fā)電。隨著科技的不斷發(fā)展，新的城市垃圾生物處理技術(shù)逐漸被研發(fā)出來，這只給技術(shù)是先經(jīng)過篩選，將可以回收的資源進行回收，然后加入具有特定功能的微生物進行厭氧發(fā)酵或者好氧發(fā)酵，并收集發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣。充分發(fā)酵后的垃圾能當(dāng)做肥料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，這種處理方法的處理量，能自動控制發(fā)酵過程，并且發(fā)酵形成的肥料質(zhì)量可以得到保證。
1.2污水生物處理技術(shù)
污水的處理方法也可以分為化學(xué)法、物理法、生物法三種，目前，在進行污水處理時，經(jīng)常會使用生物法或者生物法與其他方法相結(jié)合的形式進行污水處理。根據(jù)污水處理系統(tǒng)中微生物的狀況可以將生物法分成生物膜法、活性污泥法、懸浮細胞法等幾種情況，其中活性污泥法在城市污水處理中應(yīng)用最廣泛；而生物膜法的效率是最好的，在一些特殊行業(yè)的廢水處理中比較常見。
2微生物對環(huán)境修復(fù)的作用
2.1生物修復(fù)
對于污染嚴重的環(huán)境，是不能利用垃圾處理或者廢水處理的方法進行修復(fù)的，近年來，環(huán)境治理的專業(yè)人士研究出一種能治理大面積環(huán)境污染的技術(shù)，也就是生物修復(fù)技術(shù)。生物修復(fù)技術(shù)也可以稱為生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，這種技術(shù)是利用處理系統(tǒng)中的微生物的代謝活動，將污染現(xiàn)場的污染物濃度降低、轉(zhuǎn)化、降解，將這些污染物轉(zhuǎn)化為無害化物質(zhì)或者元素，生物修復(fù)技術(shù)可以分為環(huán)境條件修飾和講解污染物兩種情況，目前，生物修復(fù)技術(shù)主要用于農(nóng)田農(nóng)藥污染和石油污染中。
2.2生物殺蟲劑
在進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，采用化學(xué)農(nóng)藥很容易形成污染物富集的現(xiàn)象，而采用生物農(nóng)藥則能有效地避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)。目前，生產(chǎn)運用最多的生物農(nóng)藥是由蘇云金芽孢桿菌生產(chǎn)的BT生物殺蟲劑，這種殺蟲劑中含有有毒蛋白質(zhì)，昆蟲吞食后會中毒死亡，同時這種殺蟲劑的主體是蘇云金芽孢桿菌，不會對環(huán)境產(chǎn)生危害。BT生物殺蟲劑是一種高效、安全的生物殺蟲劑，能有效地防治農(nóng)作物害蟲，同時還能殺滅蚊蟲，因此，在進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時，可以采用生物殺蟲劑，從而有效地緩解環(huán)境污染的現(xiàn)象，促進環(huán)境修復(fù)。
1教材分析
1．1教學(xué)內(nèi)容在教材中的地位
生物化學(xué)教材內(nèi)容多且學(xué)時少，學(xué)生普遍感到生物化學(xué)難學(xué)，但也有學(xué)好這門課程的愿望。本課程所用教材是楊麗萍主編的《生物化學(xué)》第四版，緒論是第一課，是對本課程的高度概括，是學(xué)習(xí)生物化學(xué)的前導(dǎo)。講好緒論，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起著非常重要的作用。
1．2學(xué)情分析
授課對象為生物技術(shù)專業(yè)本科的學(xué)生，之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過無機化學(xué)和有機化學(xué)，化學(xué)基礎(chǔ)相對較好，學(xué)習(xí)主動性、積極性、理解分析能力較強。所以在教學(xué)過程中要將緒論講的新鮮有趣，就可以激發(fā)學(xué)生對生物化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生求知欲。有了這種求知欲，將為后續(xù)深入學(xué)習(xí)生物化學(xué)課程打下良好的基礎(chǔ)［1］。
1．3教學(xué)目標
知識目標:(1)掌握生物化學(xué)研究的內(nèi)容與范圍;(2)熟悉生物化學(xué)發(fā)展的歷史;(3)掌握生物化學(xué)的知識框架，熟悉生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。能力目標:培養(yǎng)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法和生物化學(xué)的知識框架。
2教法和學(xué)法指導(dǎo)
2．1教法
(1)層層遞進提問法:提問貫穿于本次課程教學(xué)過程，其目的是學(xué)生可以帶著疑問去思考。不僅激發(fā)學(xué)生的求知欲，還能課程內(nèi)容逐步深入、前后貫通。(2)直觀教學(xué)法:利用多媒體課件和合理的板書設(shè)計，加深學(xué)生了對緒論知識目標的理解掌握，從而為后續(xù)深入學(xué)習(xí)生物化學(xué)課程打下良好的基礎(chǔ)。(3)啟發(fā)對比法:這種方法變學(xué)生被動性學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生分析、歸納總結(jié)問題的能力。(4)列舉實例法:學(xué)生自己探究問題，分析問題，提高了運用所學(xué)生物化學(xué)知識點分析、解決實際問題的能力。上述的四種傳統(tǒng)教學(xué)方法的綜合運用，結(jié)合了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)了學(xué)生分析、歸納總結(jié)問題的能力，提高了學(xué)生的綜合能力。
2．2學(xué)法
(1)學(xué)生應(yīng)課前做好預(yù)習(xí);(2)課上注意聽講、記好筆記;(3)課后做好復(fù)習(xí)。老師應(yīng)介紹怎樣預(yù)習(xí)、如何記筆記、及時復(fù)習(xí)和回顧已學(xué)的知識點等。把學(xué)生引導(dǎo)到生物化學(xué)知識的范圍中來，同時教導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用生物化學(xué)的理論去思考問題，提高學(xué)生分析、總結(jié)生物化學(xué)問題的能力［2］。
3教學(xué)程序設(shè)計
3．1引入課題(10min)
由生物界的各種現(xiàn)象引出生物化學(xué)的概念—是研究生物體的化學(xué)。在學(xué)生理解后設(shè)置問題:自然界中生物體的化學(xué)現(xiàn)象多種多樣且復(fù)雜多變應(yīng)如何分析?此處設(shè)此問題以調(diào)動學(xué)生的求知欲。如果學(xué)生回答不準確或不能回答，則繼續(xù)問:怎樣揭示生物化學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律?啟發(fā)學(xué)生回答:要研究生物界這個復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的物質(zhì)組成及其變化規(guī)律的基本原理，基于生物組成及變化規(guī)律的一致性建立生命現(xiàn)象基本原理整體框架。進一步設(shè)置問題:如何研究?再啟發(fā)學(xué)生舉例回答，從而進入下一環(huán)節(jié)－－生物化學(xué)發(fā)展簡史［3］。
3．2講授生物化學(xué)發(fā)展簡史(15min)
3．2．1生物化學(xué)研究的啟蒙階段在中華民族的歷史中很早就出現(xiàn)了釀酒、制醬、做醋等應(yīng)用;在唐代藥王孫思邈的《千金翼方》中就有“治腳氣常做谷白皮粥防之”，即使用含大量維生素B1的食物對腳氣病進行治療。同時還用豬肝治療雀目(夜盲癥)。講到此處時用多媒體課件展示相關(guān)圖片提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;也可使老師的文字敘述變得更感性。3．2．2生物化學(xué)研究的初始階段生物化學(xué)自18世紀中后期作為一個獨立學(xué)科出現(xiàn)后，涌現(xiàn)出很多卓越的科學(xué)家。講到此處，用多媒體課件詳細解讀相關(guān)研究。原因有三:(1)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;(2)為后續(xù)內(nèi)容如糖酵解、三羧酸循環(huán)和脂質(zhì)代謝等的生理現(xiàn)象的講解做鋪墊;(3)為之后知識拓展埋下伏筆。3．2．3生物化學(xué)研究的快速發(fā)展時期生物化學(xué)研究中諾貝爾獎獲得者也不乏其人，對生物化學(xué)的發(fā)展起著深遠的影響。講到此處可與3．2．2的內(nèi)容做對比，有利于學(xué)生對知識點的理解和記憶。然后設(shè)置過渡問題:從這些研究中可以總結(jié)出生物化學(xué)研究的什么規(guī)律?
3．3生物化學(xué)的知識框架和學(xué)習(xí)方法(20min)
首先設(shè)置問題如“生物體的化學(xué)組成是什么?”，引導(dǎo)學(xué)生思考。此處講授人體每天都和環(huán)境進行物質(zhì)的交換，即新陳代謝。新陳代謝中酶催化了絕大部分生化反應(yīng)，與此同時生物體具有精密的自我調(diào)控方法。這點從幾個層面為學(xué)生理清思路，進行下一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。為了使學(xué)生能更深層次地理解和掌握這一知識重點，可適當(dāng)舉例說明。從“種瓜得瓜”推導(dǎo)出遺傳的概念，結(jié)合本學(xué)科的最新研究進展介紹遺傳的相關(guān)知識點［4］。授課過程中引導(dǎo)學(xué)生討論能激發(fā)學(xué)生探究問題的活躍氣氛，應(yīng)提倡學(xué)生積極參與回答問題。用多媒體課件展示相關(guān)知識點，同時穿插知識點覆蓋的實例。
4課堂小結(jié)
在緒論的教學(xué)過程中應(yīng)不拘泥于教科書，不能生搬硬套、平鋪直敘、枯燥乏味的講解是扼殺積極性的。緒論課最重要的目的是讓學(xué)生形成主動學(xué)習(xí)的意愿。因此可介紹一些目前在基因診斷及其基因治療方面的成功事例，讓學(xué)生明白生物化學(xué)是和我們生活健康密切相關(guān)的，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和主動性。與此同時，緒論最有價值的知識是關(guān)于方法的知識。生物化學(xué)是一門記憶與理解并重的學(xué)科，在記憶的基礎(chǔ)上理解并融會貫通才能牢固記憶［5］。
5課堂效果分析
通過四種教學(xué)方法的綜合運用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣，不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識，同時學(xué)生也在分析、理解及融會貫通中建立了科學(xué)的思維方式［6］。
作者:朱會霞 孫金旭 單位:衡水學(xué)院
參考文獻
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多學(xué)科的交叉使它不同于那些經(jīng)典的學(xué)科，也有別于生物醫(yī)學(xué)和純粹的工程學(xué)科。現(xiàn)在的生物醫(yī)學(xué)工程在疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方面起著巨大作用，世界各主要國家均將它列入高技術(shù)領(lǐng)域，重點投資、優(yōu)先發(fā)展。
[1-2]計算機網(wǎng)絡(luò)誕生于20世紀60年代，目前已成為一個重要的研究和學(xué)習(xí)領(lǐng)域。
計算機信息網(wǎng)絡(luò)為醫(yī)學(xué)信息交本論文由整理提供流、資源共享、了解醫(yī)學(xué)動態(tài)等提供了快捷便利的手段，為醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展帶來了無限機遇和嚴峻挑戰(zhàn)，未來醫(yī)療界的競爭將是醫(yī)療高科技信息的競爭。因此，對計算機網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)是非常有必要的。
而要學(xué)好這門課程，不僅要學(xué)習(xí)一些概念，掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本原理，還要掌握一些技能，具備實際操作的能力。作為非計算機專業(yè)的學(xué)生，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上都應(yīng)與計算機專業(yè)的學(xué)生有所區(qū)別，以體現(xiàn)出專業(yè)特色。
筆者提出構(gòu)建“面向應(yīng)用的生物醫(yī)學(xué)工程特色”的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系建設(shè)，注重培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀和自主學(xué)習(xí)的意識、方法及創(chuàng)新能力，將信息技術(shù)基礎(chǔ)教育緊密結(jié)合本專業(yè)、本學(xué)科未來的應(yīng)用方向，科學(xué)合理地培養(yǎng)大學(xué)生的IT知識結(jié)本論文由整理提供構(gòu)，使學(xué)生畢業(yè)后能夠適應(yīng)專業(yè)工作中對信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的要求，成為適應(yīng)未來社會的合格人才。本文就其教學(xué)過程中的教學(xué)內(nèi)容談一點體會。
一、注重教學(xué)內(nèi)容的不斷更新計算機網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一，每天都有新的發(fā)展和應(yīng)用，教師只有在教學(xué)過程中不斷更新教學(xué)內(nèi)容，才能跟上時代的步伐
[3]俗話說：你要給學(xué)生一勺水，那么你自己就要準備一桶水。要教好這門課，教師需要大量的閱讀文獻、資料和國內(nèi)外教科書，對這門課程主要技術(shù)的發(fā)展背景、關(guān)鍵技術(shù)要有深入準確地把握，同時還必須通過承擔(dān)相關(guān)的科學(xué)研究，能夠通過自己的工作，理論聯(lián)系實際，真正理解和掌握核心技術(shù)，了解技術(shù)發(fā)展的動態(tài)和學(xué)術(shù)前沿。還需要在教學(xué)的過程中不斷地向?qū)W生學(xué)習(xí)，了解他們對問題的一些新的認識、解決的思路以及初學(xué)者對哪些問題不容易掌握和它的原因。
針對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的不斷更新，在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)安排一些基礎(chǔ)的理論內(nèi)容，比如網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信基本原理等，便于同學(xué)本論文由整理提供們今后能夠在此基礎(chǔ)上自學(xué)。比如在講述網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議時，可以參考西安交通大學(xué)的計算機網(wǎng)絡(luò)精品課程內(nèi)容，以乘飛機的過程舉例，提出協(xié)議、服務(wù)和層次的概念，以此類比，可以讓學(xué)生更好地理解網(wǎng)絡(luò)的層次劃分。由于本專業(yè)的學(xué)生沒有開設(shè)數(shù)據(jù)通信方面的課程，因此課程安排上要逐步加入通信技術(shù)的有關(guān)知識，使得學(xué)生只要具有物理學(xué)方面的基礎(chǔ)，就能很好地接受這些知識，而不需要專門去補習(xí)這門課程。
二、注重學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)在計算機課程的教學(xué)中，要緊密結(jié)合專業(yè)的需要，克服過于偏理論的傾向，以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以實踐為目的的教學(xué)思想，調(diào)動學(xué)生的積極性
例如，在講授網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容時，可以結(jié)合學(xué)校校園網(wǎng)或者醫(yī)院局域網(wǎng)的建設(shè)來貫穿整個教學(xué)，從物理層直到應(yīng)用層，同時覆蓋網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)容。在醫(yī)院信息系統(tǒng)的講授過程中，可以以學(xué)校校醫(yī)院的信息系統(tǒng)為例，從整體上了解醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）的內(nèi)容，學(xué)生通過在醫(yī)院本論文由整理提供的實習(xí)可以全面了解醫(yī)院信息的流程和醫(yī)院管理模式，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。在醫(yī)院信息系統(tǒng)安裝、調(diào)試技能實習(xí)過程中，以企業(yè)研發(fā)的主要產(chǎn)品——醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)和醫(yī)學(xué)圖像存檔傳輸系統(tǒng)(PACS)作為該門課程中的重要內(nèi)容，突出了課程的實用性和應(yīng)用性。從專業(yè)和非專業(yè)的角度來談教學(xué)側(cè)重點，應(yīng)強調(diào)要放在應(yīng)用上。
因此，在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容上可以參考西安交通大學(xué)的精品課程，強調(diào)知識點、技能點，從教學(xué)方法上進行改革，比如多種方法的使用、多種手段的使用以及考試評定方法的改革等。雖然在筆者的課堂上也使用過一些教學(xué)方法，但還缺少互動討論，其實對于小班的學(xué)生，這種方式更好推廣，而且還能很好地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。強調(diào)工程應(yīng)用能力結(jié)合理論知識、自上向下地安排教學(xué)內(nèi)容，這和筆者之前的安排完全不同，在教學(xué)過程中會出現(xiàn)學(xué)生不理解網(wǎng)絡(luò)有什么用的現(xiàn)象，而采取西安交大的這種方式，可以帶著問題進行教學(xué)，通過案例，引導(dǎo)學(xué)生用理論知識解決實際應(yīng)用問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、注重課堂氣氛的調(diào)節(jié)對于知識量大的課堂，在安排時不妨在灌輸理論知識的同時，合理增加常識性的內(nèi)容，這樣一方面能夠重點突出，另一本論文由整理提供方面可以緩解學(xué)生的疲憊狀態(tài)，對一些初學(xué)者是一個很好的知識補充
比如在講傳輸介質(zhì)時，前面的大部分時間講述了關(guān)于通信原理的基礎(chǔ)知識，有些是非常晦澀難懂的理論，同學(xué)們已經(jīng)顯出倦態(tài)，因而剩余的小部分時間可以用多媒體的形式播放一段關(guān)于雙絞線制作的視頻。
對于晦澀難懂的教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)該注重學(xué)生的反映，通過舉手的方式來了解學(xué)生理解的程度，比如在講曼徹斯特編碼技術(shù)的時候，先讓一名同學(xué)畫出波形圖，然后讓學(xué)生自己判斷是否正確，通過了解可以看出學(xué)生的掌握情況，然后再進行講解，反復(fù)幾次，可以達到良好的教學(xué)效果。概念的強調(diào)和解釋可以用生活中的例子來說明，比如服務(wù)和協(xié)議，就可以用生活中的例子來解釋；而對于有關(guān)的、好理解的內(nèi)容，可以以自學(xué)的方法來學(xué)習(xí)，也可以在課堂教學(xué)中省略這方面的內(nèi)容。超級秘書網(wǎng)
四、注重因材施教應(yīng)該因材施教，針對理解力強的學(xué)生，可以把一些難點讓他來講述，以引發(fā)他的興趣，比如以太網(wǎng)時間槽的概本論文由整理提供念，可以留下疑問到下堂課讓他來講述；針對一般大多數(shù)同學(xué)，可以在他講的基礎(chǔ)上再講一遍，用通俗易懂的語言來加深對概念的理解
教學(xué)過程應(yīng)該把重點和難點講出來，然后由學(xué)生組織討論的方式來理解教學(xué)內(nèi)容，教師不必把所有的點都講到，知識性的內(nèi)容不用講得太詳細，因為大學(xué)生有這方面的素質(zhì)，尤其小班上課，可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性來投入到教學(xué)中，年輕教師不必拘泥于固有的模式，而應(yīng)該創(chuàng)造自己的教學(xué)方式。尤其講到分層原理時，可以拿一個例子來講述整個過程，因為專業(yè)的學(xué)生有電路的知識和軟件的知識，可以理解得比較透徹。
同時配合Flas來進行教學(xué)，可以取得更好地教學(xué)效果。隨著衛(wèi)生信息化的迅速發(fā)展，各院校各個層次學(xué)生的信息技術(shù)教育都要與未來實際應(yīng)用相結(jié)合，從而形成面向應(yīng)用的專業(yè)特色IT課程教學(xué)體系。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，本論文由整理提供數(shù)字化醫(yī)院、遠程醫(yī)療等都建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，熟練掌握網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成為學(xué)生將來必備的能力。
參考文獻：
2空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全工程技術(shù)體系框架
空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全工程技術(shù)體系覆蓋了在空間應(yīng)用有效載荷的工程研制過程中應(yīng)遵循的生物安全要求、分析、設(shè)計防護以及評價等各項技術(shù)范疇，其總體框架如下圖2所示。圖中可以看出，在空間有效載荷產(chǎn)品研制過程中，空間生物安全在工程上首先需要解決的是空間生物安全要求指標問題，然后根據(jù)生物安全要求，結(jié)合空間應(yīng)用的需求情況，對應(yīng)用系統(tǒng)的生物危害材料進行危害等級的識別，再依據(jù)危害等級的識別結(jié)果確定相應(yīng)的安全性包覆等級，作為空間實驗載荷設(shè)備的生物安全性設(shè)計準則要求，依據(jù)此設(shè)計準則開展相應(yīng)的安全性設(shè)計防護;在采用了必要的防護措施同時，有效載荷對于生物危害還應(yīng)具備有效的監(jiān)測手段，確?？臻g應(yīng)用實驗過程中的生物危害可檢測。最后，空間應(yīng)用載荷在上站之前，應(yīng)對生物安全問題進行風(fēng)險評估，其結(jié)果將作為空間科學(xué)實驗載荷上站安全性認證的重要考核內(nèi)容之一，從而為工程決策提供安全性方面的依據(jù)。
2空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全的工程設(shè)計要素
2.1空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全指標要求借鑒實驗室生物安全標準以及國際空間站有關(guān)生物安全的經(jīng)驗，生物安全指標主要是指針對微生物的最低可接受閾值，相關(guān)指標又可細分為飲用水、食品、艙內(nèi)空氣、表面四個主要方面，其中，飲用水、食品以及艙內(nèi)空氣的最低可接受閾值與航天員的醫(yī)學(xué)要求密切相關(guān)。對于表面的生物安全要求，涉及艙內(nèi)艙體內(nèi)表面、艙內(nèi)平臺設(shè)備和有效載荷設(shè)備表面等多個方面，其可能的影響除了傳染到航天員(航天員有可能接觸的情況下)，影響航天員健康外，另一個重要的影響就是對硬件設(shè)備的腐蝕和侵蝕，最終導(dǎo)致硬件設(shè)備的失效或者污染艙內(nèi)環(huán)境。因此，對于空間應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備，應(yīng)提出明確的表面生物安全指標要求，該要求可以參照空間站平臺的表面微生物最低可接受閾值要求，也可根據(jù)空間應(yīng)用系統(tǒng)載荷研制的特點和使用需求單獨提出。另外，對于影響實驗任務(wù)成功的可致病的病原體(包括植物可致病病原體和動物可致病病原體)也應(yīng)根據(jù)實際情況提出有針對性的指標要求。空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全相關(guān)指標體系框架如圖3所示。圖中涉及的植物可致病菌主要是寄生性病菌，病原體有病毒、類病毒、支原體、衣原體、立克次氏體、細菌、真菌、藻類、線蟲和高等植物，其中以細菌、真菌、病毒、支原體和線蟲誘發(fā)的病害較普遍和嚴重，尤以真菌性病害為最，如水稻的瘟病、小麥銹病、棉花的萎蔫病等。各種病原體的生理、生態(tài)、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時期各不相同。可根據(jù)具體實驗樣品和實驗要求確定需要檢測的植物可致病菌。動物可致病菌主要是微生物，包括原生動物、細菌、真菌、病毒、支原體、酵母等，其中細菌和真菌污染是最常見的，如各種沙門氏菌等?？筛鶕?jù)具體實驗樣品和實驗要求確定需要檢測和加以控制防護的動物可致病菌。以微生物污染為主要檢測對象，包括原生動物、細菌、真菌、病毒、支原體、酵母等，其中檢測重點為細菌和真菌?？臻g站微生物主要存在于艙內(nèi)氣體、食品、水、艙體材料、硬件設(shè)備表面以及有效載荷等地方，因此，其微生物控制的要求也應(yīng)根據(jù)這些方面進行規(guī)定。例如，國際空間站微生物控制的指標要求如表1所示。我國空間站工程微生物控制定量要求主要參照國際空間站制定，在我國載人航天工程一期和二期階段，未對微生物控制提出明確的定量要求，在載人空間站階段，提出的初步醫(yī)學(xué)要求中，也僅僅對空氣和物體表面微生物控制提出了限值，與表1中國際空間站的相關(guān)規(guī)定是一致的，而對于食品和水未作明確規(guī)定。
2.2空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全等級的識別開展空間生物安全防護設(shè)計時，首先應(yīng)對生物危害的等級(或稱生物安全等級，BiosafetyLev-el，BSL)進行識別，根據(jù)不同的危害等級制定不同的設(shè)計防護策略，避免設(shè)計上的冒進所帶來的安全患，或者設(shè)計過于保守而帶來的資源浪費和技術(shù)瓶頸。根據(jù)NASA的生物安全小組的工作經(jīng)驗，所有有關(guān)生物學(xué)的材料都要進行生物危害識別，對識別出的生物危害材料都要分配一個生物安全等級［18］。因此，生物危害材料生物安全等級的確定是生物安全工程設(shè)計的首要出發(fā)點。NASA的JSC中心針對空間應(yīng)用項目的生物安全等級制定了專門的規(guī)定［19］，如表2所示。空間生物安全等級主要來源于地面公共衛(wèi)生系統(tǒng)和實驗室生物安全的相關(guān)標準，在空間上用時考慮了空間環(huán)境可能帶來的影響，由于空間飛行獨特的環(huán)境和條件，BSL-2微生物又被分為兩類，BSL-2(中等風(fēng)險)和BSL-2(高風(fēng)險)。主要是由于在微重力環(huán)境下，微生物氣溶膠可能比在地球1g重力下具有更大的風(fēng)險，對于地面上BSL-2等級的微生物在空間應(yīng)用時可能產(chǎn)生更嚴重的后果。因此，在對空間生物安全等級的規(guī)定上進行了適應(yīng)性修改，其原則為:對于地面上可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果(高致病性)的微生物(BSL-3和BSL-4)禁止在太空項目中使用;對于地面上可能造成中等危害后果的微生物，其在空間環(huán)境影響下可能帶來更嚴重的后果，甚至是災(zāi)難性的，因此，地面上BSL-2級微生物在太空中又分為中等危害和高危害兩類。我國載人航天工程目前采用的生物安全等級劃分標準主要遵照現(xiàn)有的國內(nèi)實驗室生物安全防護等級相關(guān)規(guī)定，對于空間生物安全等級尚無具體的標準進行規(guī)定。因此，合理的劃分生物安全等級對于工程中遴選生物樣本和明確有效的控制措施具有重要的意義。
2.3空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全包覆等級的識別與設(shè)計
2.3.1空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全包覆等級的確定工程實踐中，在已明確了有效載荷生物安全等級BSL的基礎(chǔ)上，需要根據(jù)生物安全等級確定相應(yīng)的包覆設(shè)計等級(LevelofContainment，LoC)要求。兩個重要的原則是:1)生物安全防護的包覆等級不得低于其生物安全等級;2)存在多種微生物的情況下，其包覆等級應(yīng)根據(jù)生物安全等級最高的生物樣品來確定。我國空間站空間應(yīng)用規(guī)劃了多項有關(guān)生物、生命、生態(tài)、醫(yī)學(xué)等應(yīng)用與科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶒烅椖?。以?dāng)前規(guī)劃的有關(guān)生命科學(xué)研究的實驗平臺為例，確定其初步的生物安全包覆等級，如表3所示。
2.3.2空間生物安全設(shè)計準則空間應(yīng)用載荷生物安全控制的優(yōu)先級主要包括五個層次(見圖4)。工程設(shè)計實現(xiàn)過程中，有效載荷研制單位應(yīng)根據(jù)識別出的生物載荷的生物安全等級確定相應(yīng)的防護設(shè)計準則，遵循以下原則:1)生物材料的選擇上，應(yīng)在滿足科學(xué)實驗需求的前提下，盡量選擇危害等級低的生物材料和樣品;2)生物實驗載荷的生物包覆等級應(yīng)與其生物安全等級相對應(yīng)，不得低于其生物安全等級;3)對于具有致病性或可能導(dǎo)致設(shè)備故障的主要微生物應(yīng)具有實時監(jiān)測或者離線檢測能力;4)包覆設(shè)計應(yīng)按照最小風(fēng)險控制或者故障容限，或者兩者相結(jié)合的設(shè)計準則進行設(shè)計，如金屬結(jié)構(gòu)采用較高的安全系數(shù)要求;采用多層密封包覆等;5)包覆設(shè)計應(yīng)考慮最大使用條件下進行設(shè)計，并采用試驗的方法驗證;多層包覆設(shè)計時，應(yīng)對每層包覆手段的有效性進行獨立驗證;6)采用物理隔離的方式進行包覆設(shè)計時，應(yīng)滿足密封設(shè)計要求，如所有泄漏路徑均采用軟密封件，墊片或其他密封材料進行雙重密封;金屬零件沿著所有接口有兩個密封(如蓋);流體連接器內(nèi)部和外部的雙道密封;電連接器外部雙道密封和引腳周圍雙密封等;7)采用密封設(shè)計時，需要考慮容器材料與有害生物質(zhì)的相容性設(shè)計與驗證問題;8)采用多層包覆設(shè)計時，應(yīng)盡量采用組合式包覆形式，即不同形式的隔離方式，如物理隔離與負壓相結(jié)合，確保各級包覆是相互獨立的，不會發(fā)生關(guān)聯(lián)失效;樣本操作用手套箱采用在手套故障的情況下保持負壓的雙故障容限的設(shè)計等;9)對于有限壽命的生物危害防護措施，如HEPA過濾器，應(yīng)具有有效的壽命預(yù)測手段，以便采取定期的更換或者清洗消毒等措施。
2.4空間生物危險的監(jiān)測空間微生物的監(jiān)測是實施微生物控制的前提條件。目前對于載人航天工程領(lǐng)域，較為先進的微生物監(jiān)測技術(shù)主要包括以下幾項:1)非培養(yǎng)核酸技術(shù)(基于PCR聚合酶鏈反應(yīng));2)三磷酸腺苷生物發(fā)光技術(shù)(ATP);3)生物傳感器，直接激光檢測;4)流式細胞術(shù)方法;5)基質(zhì)輔助激光解析/電離飛行時間質(zhì)譜(Matrix-AssistedLaserDesorption/IonizationTimeofFlight(MALDI-TOF)massspectrometry);6)微觀方法(MicroscopicMethods)。傳統(tǒng)上，環(huán)境和人員的微生物監(jiān)測主要集中在采用基于培養(yǎng)技術(shù)的細菌和真菌。然而，在空間環(huán)境中，采用大量的分子、生化和理化實驗系統(tǒng)，建立在非培養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上。采用單一的監(jiān)測技術(shù)往往難以滿足微生物監(jiān)測的需求，因此，在工程實踐中，空間科學(xué)實驗載荷研制單位應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)品的特點，結(jié)合各種檢測技術(shù)的優(yōu)缺點，合理選用生物檢測技術(shù)。生物檢測技術(shù)選用參考表如表4所示。另外，空間科學(xué)實驗載荷應(yīng)重點監(jiān)測BSL-2級以上的微生物。根據(jù)國外的經(jīng)驗(ISS，MIR)［10］，空氣中主要的細菌種類為金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌，內(nèi)表面主要的細菌種類為金黃色葡萄球菌和芽孢桿菌等;真菌主要為青霉屬和曲霉。在監(jiān)測點設(shè)置方面，對于密閉的實驗培養(yǎng)箱，應(yīng)從空間應(yīng)用的需求出發(fā)，對于影響實驗效果的入口端應(yīng)設(shè)置微生物監(jiān)控裝置，防止艙內(nèi)空氣和水源中的有害微生物影響實驗效果;同時對于出口端同樣需要設(shè)置微生物監(jiān)控裝置，防止科學(xué)實驗產(chǎn)生的有害微生物污染艙內(nèi)大氣環(huán)境和熱控管路。
2.5空間應(yīng)用系統(tǒng)生物安全風(fēng)險評估國際空間站上，有效載荷生物材料的生物危害風(fēng)險評估在發(fā)射前必須進行，評估生物有害物質(zhì)的標準包括微生物的特性，感染劑量，微生物的存量、感染途徑，以及與實驗協(xié)議相關(guān)的危害。識別出的所有有害微生物被分配一個生物安全等級(BSL)。有效載荷安全審議小組參照BSL為每個有效載荷制定必要的防護等級?？臻g應(yīng)用生物安全風(fēng)險評估的實施流程如圖5所示。
