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厌氧生物的生存受到诸多因素的限制,为此,想要利用厌氧生物进行工业废水处理就需要为其营造一个良好的繁殖环境。废水厌氧硝化过程中,不同的微生物群的生理作用是联合完成的,为此就要对各种因素进行综合考虑,以保证最优的技术效果。下面就以下因素来分析影响厌氧生物技术效果的几点因素。
1温度要保证
厌氧生物的生存,温度是主要前提。一般而言,甲烷菌适宜生存的温度为50℃~60℃,如果将温度控制在35℃或者53℃左右,厌氧生物的硝化作用将十分显著,而40℃~45℃时,硝化率将明显降低。通过区分适宜温度,可以将厌氧生物的硝化分为三类,分别为:常温硝化、中温硝化以及高温硝化。
2pH值
适宜的pH值是保证厌氧生物生存的另外一个因素,厌氧生物的硝化作用离不开pH值的辅助。例如,甲烷菌的繁殖需要保证酸碱适中,pH值大约保持在7.0~7.2之间,产酸菌的pH值应控制在4.5~8.0之间。在利用厌氧生物技术处理污水时,厌氧体系相当于pH值的缓存体,为此繁衍酸菌和甲烷菌会在一个处理器中完成,那么该环境下的pH值就应该控制在6.8~7.2之间。
3氧化还原
电位严格的无氧环境是保证产甲烷菌正常活动的基本因素,也是保证其繁殖的重要条件。研究人员可以借助浓度与电位之间的关系,分析判断厌氧反应器中的氧气浓度。一般情况下,最适合产甲烷菌的氧化还原电位的范围是-150mv~-400mv,最适合非产甲烷菌的氧化还原电位的范围是-100mv~100mv。
4有机负荷据研究调查
有机负荷将会直接影响厌氧生物的厌氧硝化率,它对处理器的产气量和工作效率都将起到决定性作用。在一定范围内,厌氧生物处理器的有机负荷与产气率成相反趋势变化,而与其容量则呈正相关。
5F/M比相对于好氧生物而言
厌氧生物技术处理方式下的有机负荷更高,通常情况下可以保持在5kgCOD/m•d~10kgCOD/m•d之间,有时甚至能够达到50kgCOD/m•d~80kgCOD/m•d之间。想要选择较高或较低负荷启动设备运行时,一定要考虑该反应器此时拥有的生理量的高低。
6有毒物质
一些有毒物质的存在会直接影响到厌氧生物的生存,例如:重金属、硫酸盐以及氨氮等。一旦厌氧消化过程中掺入硫酸盐,其很容易被还原为硫化合物,这将抑制产甲烷过程。如果此时在反应器中加入金属盐类,很容易使这些有害物质的毒害作用得到缓冲。
二将厌氧生物技术应用于处理
工业废水的发展前景近年来,随着研究人员对于厌氧生物技术的不断完善,对于厌氧生物技术在工业废水领域的应用也越发成熟。较为典型的研究成果有:厌氧滤池、升流式厌氧污泥床以及厌氧膨胀颗粒污泥床等。这些技术虽然较过去而言已经有了很大进步,但还存在一定的不足有待完善。综合微生物和化学的角度,厌氧处理只是一个预处理过程,它要在完成水处理的前提下,去除残留的有机物质。因此,在高浓度有机废水处理过程中经常采用厌氧生物技术为主要处理方式。未来的工业废水处理手段也应主要采用厌氧生物技术来支持,以好氧生物处理技术为其辅助路线。为此,以后的发展过程中,相关人员可以考虑对以下几个方面进行研究。
1由于相对于好氧生物处理方法而言
厌氧生物技术的能源耗用量较小、成本费用较低,加之污泥量少、易于处置等优势,将会成为提升城市工业废水处理率的最主要途径。但是,由于厌氧物质对于有毒物的高敏感性,产甲烷菌的繁殖过程将很容易受到硫化物、重金属的破坏。为此,以后的研究中,为提高其效用,需要将工业上的其他污水处理技术与现有的技术进行结合,以构成一个综合处理循环系统,例如:好氧—厌氧—湿池等。
2由于受到环境以及其它制约因素的限制
单独使用厌氧技术处理工业废水的方式还没有被广泛投入使用。对厌氧出水的后续处理过程进行改进,将是解决这一问题的不错办法。例如,厌氧技术+酸化+好养技术的使用,它能够在前半段去除大多数COD(循环过程中的能源消耗能由此而大幅度降低),后半段的出水量可以采取不同规定下的排放标准。
三结语
生物技术专业毕业论文为实验研究类课题,每一个实验都需要多种仪器、生化试剂和其他耗材,特别是分子生物学试剂,价格非常昂贵。对于一些刚升格为本科院校的生物院系,教学资源会相对不足,如实验场地不够、仪器设备不全、少药品等现象较为普遍。学校对生物技术专业毕业论文经费的拨付是通过折算成课时(每位按28学时)以课时酬金的形式拨给指导教师。但许多高校对本科毕业论文经费的投入非常低,如有的高校生平均经费只有100元[3]。因此,大部分经费只能从指导教师自己的科研课题中拨付。加上大多数生物技术专业本科毕业论文由于缺乏系统性和创新性,其研究结果发表的价值不大。因此,从投入和产出的角度考虑,部分指导教师不太情愿投入过多的经费,而这反过来又会严重影响生物技术专业本科毕业论文的质量。
2提高南华大学生物技术专业本科毕业论文质量的建议
2.1改革现有教学模式
目前,生物技术专业人才不但需要掌握扎实的生物学理论知识,而且还需要具有一定独立从事科学研究和创新能力。许多综合性大学生物类研究生的招生规模已超过了本科生的招生规模。为了满足社会的需要,应在本科阶段即开始培养学生科学研究和创新的能力,为学生的进一步深造打下良好基础。因此,可以考虑改革现有教学模式,将生物技术专业毕业论文时间安排提前,在大三甚至大二时学生即可以在导师指导下进入实验室进行科学研究。郑增娟等对某医学院校本科生通过问卷调查研究发现42.6%受调查的学生都希望将毕业论文撰写时间提前至大三[4]。这样不但可以增加学生对理论知识掌握和应用的能力,还可以加强学生的科学研究素养,让学生有充分的时间去完成创新性和探索性较高的课题,以保证毕业论文的质量。目前,我校药学与生物科学学院已开展了尝试,在新生入校起,所有生物技术专业本科生就实行导师制,一般每位导师指导2-4名本科生。这样学生从大一开始,就可以进入导师的实验室,有充足的时间来确定毕业论文的选题,以及培养学生的科研兴趣、实践能力和创新思维能力。
2.2选拔具有较高学术水平和责任感的教师承担论文的指导
要明确指导教师的责任,通过制定指导教师工作细则来实现本科毕业论文指导的制度化[5]。指导教师应在毕业论文过程中培养学生树立勤勉严谨的工作态度、实事求是的科学作风,使学生充分认识到做好毕业论文对提高自身思想道德、业务水平、工作能力和综合素质的意义。同时指导教师自身的学术水平、学术道德和品行操守对学生会有深刻的影响。
2.3全程监控毕业论文质量
毕业设计过程中,要始终以指导教师为主导、学生为主体、组织管理为保障[6]。从任务书的下达、相关文献的查阅和论文的准备、开题、实施、中期检查、论文撰写阶段教师均要全程进行指导和监控。学校教务部门应制定论文开题与中期检查制度,全程监控论文的实施和完成情况。学校还应为学生建立完整的论文档案,如学生的任务书、开提报告、实验记录、论文等。指导教师在论文全程中的指导和监督是指强调指导教师的启发和引导作用,而不是布置任务似的指导,否则会导致学生过分依赖于指导教师,无法培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
2.4规范论文写作、严格答辩程序、客观评定成绩
论文写作要按正式期刊的发表要求来规范,从科学术语、文献引用、标点符号使用、图表绘制、图表说明等方面都应规范化。学校从2012年起实行本科毕业论文制度,规定重复率在30%以上的必须修改后才能参加答辩,重复率在60%以上的推迟一年答辩。对答辩过程应严格监督,如采取的教研室小组答辩、院级公开答辩和校级公开答辩三种形式是一种较好的尝试。小组答辩以教研室为单位分组进行,导师一概回避,互相答辩对方评委的学生,严格规定答辩程序和时间(如学校规定陈述和答辩时间必须控制在15min左右)。成绩的评定应采用客观、公正、合理的评价体系,最好是能量化的指标,如从论文的创新性、理论知识的掌握、论文工作量、实验结果、论文撰写等各个环节给出具体评分标准,成绩评定的主体可采用指导老师、论文评阅教师、答辩评委三级评分相结合。随机抽取30%左右参加院级公开答辩,被评为优秀的再参加校级公开答辩。这样能有效地对毕业论文(设计)的最终质量进行监控。
2.5建立本科毕业论文的激励制度,提高学生毕业设计的积极性
应建立完善的本科毕业论文激励制度,如学生的毕业论文公开发表在学术刊物上、获得了某些等级的奖励与表彰、获得了国家专利等,学校应给予一定的奖励。可以通过物质鼓励或以增加综合素质测评绩点、评优、评先、评奖学金、免试推荐攻读研究生等形式进行奖励。这样就能大大提高学生毕业论文的积极性,为毕业论文质量的提高打下基础。
2.6加大本科毕业论文的经费投入
专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1)。然而从科学到技术的差异很小,仅增加了工程基础课4学分(约11%),应为技术基础课,且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化,按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一,且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上,生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录,如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷,且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课(见表1)。
二、专业课
专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程(见表1),从科学到技术的专业课调整率达30%,而从技术到工程的专业课虽然有较大变化,但所列举的课程多为非典型的工科专业课(如基因工程、细胞工程、蛋白质工程),回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理,三个相近专业,不论理科还是工科,学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自。另外生物工程是典型的工艺类专业,专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患,故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。
三、实习及毕业实践环节
生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致(见表1),未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节,但在许多学校以“毕业设计(论文)”的形式出现,实际实施则只做毕业论文,没有毕业设计,使毕业设计名存实亡,致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计,许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节,可以设计论文二者兼顾,至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定,唯有如此,生物工程专业才能名符其实。
四、师资要求
师资的最低要求在规范中描述不尽一致,应加以统一。且应规定专业课的师资要求,因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课,而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外,应规定专业要求,即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。
五、其他
1污染现状
随着经济社会的发展和生活水平的提高,畜禽养殖发展迅速,畜禽养殖呈现出规模化等特点,污染问题越来越突出。畜禽粪便尿未经处理直接排放,影响周边环境卫生和群众生活,养殖场(大户)与周边群众因污染而引发的纠纷不断。此外,在城镇污水处理管网覆盖不到的区域,生活污水基本上采用传统化粪池处理或直接排放。传统化粪池仅将粪便尿和污水过滤沉淀,其固化物在池底分解,上层的水化物进入管道流出。污水在进入化粪池时,细菌会对污物进行无氧分解,并使固体废物体积减小,再经过沉淀后排出,水质污染程度就会降低,但是达不到污染排放标准要求。而且在化粪池里有大量的沼气产生,存在安全隐患,一旦发生泄漏将危害周围群众的身体健康。
2工程原理
中小型沼气生物净化工程处理生活污水或养殖场粪便尿污染物技术,其原理是在严格的厌氧环境条件下,利用厌氧微生物的分解代谢和兼氧生物过滤净化技术,对高浓度粪便尿和生活污水进行处理,把复杂的有机物分解成简单溶解性有机物和无机物,随后,这些具有溶解性的低分子有机物进入厌氧微生物细胞内,由胞内酶分解为易挥发的乙酸、丙酸等脂肪酸和乙醇等醇类,在甲烷菌作用下,利用乙酸等生成甲烷,从而达到降解有机物的目的。目前,厌氧-好氧活性污泥法已广泛用于生活污水和养殖场粪便尿治污处理,自2000年以来,玉溪市结合“三湖”农村面源污染综合治理,已引进示范推广了100余座生物净化公厕。
3工艺流程
根据农村或养殖场的地理、环境、气候等实际情况,结合排污管网铺设,设计建设造价低廉、靠重力流动、无能耗运行、易管理、回收利用率高的沼气生物净化工程。采取“粪便尿污水-沼气-作物”模式,利用沼气厌氧发酵技术和兼氧生物过滤净化技术,对生活污水或畜禽粪尿进行处理和循环利用,其工艺流程如下:在总结、调研玉溪市生物净化公厕建设成果的基础上,综合考虑养殖场污染物和生活污水排放实际和治理效果,依据厌氧-好氧活性污泥法治污原理,采用“预处理-厌氧处理-兼性滤池”工艺方式处理高浓度污染物。其中,厌氧处理为主体工程,采用50~100m3的中小型沼气池替代生物净化公厕中的厌氧池,厌氧池建成多格式,故称之为中小型沼气生物净化工程。预处理池容积4~6m3,利用自然沉降沉淀入池污染物中的固态无机杂质。高浓度污染物在小型沼气池中经过多级厌氧发酵后,进入填充有格栅、软填料、活性炭、海绵等填料的10~15m3兼性滤池进行过滤脱色,之后流入好氧塘进行适当好氧处理,使其充分接触氧气,进一步降解有机物,实现达标排放的目的。氧化塘又可作为贮液池,农田用肥时抽到田间。养殖场粪便尿或生活污水经过该工程处理后,污染物中的固体有机物大部分被分解,难以降解的,形成活性污泥沉淀池底。厌氧池、生物滤池、好氧塘的污泥定期进行清掏存放,经自然干化脱水后作为有机肥利用或出售。正常运行后,视情况隔2~5年清掏一次污泥。
4生物技术特点
要确保中小型沼气生物净化工程建池质量,应注意以下几点:1)预处理池、厌氧池及兼性滤池底层处理。地基夯实后,用100~200mm厚卵石垫层,200mm厚C20混凝土现浇。2)厌氧池施工严格执行GB/T4752-2002《户用沼气池施工操作规程》,采用C20混凝土整体浇灌,混凝土搅拌均匀,不间断连续操作,用振动器振动捣实,避免池体出现蜂窝麻面现象,若遇池坑地下水位高,开挖集水坑抽排积水和淤泥。3)密封层施工采用四层抹面法处理,选用经省、部级鉴定的优质新型密封材料进行密封处理,确保池内光滑、密实、防腐、耐久性好。4)工程完工后,待混凝土强度达到设计强度的85%时,严格按照GB/T4751-2002《户用沼气池质量检查验收标准》进行试水、试压验收,合格后方可投入运行使用。5)池内正常工作气压≤9kPa,最大工作气压≤10kPa,正常产气率0.3m3/d。6)使用、维修沼气管路及设备时,要严格防火、防爆和防止窒息事故的发生,清掏污泥沉渣时,严禁人员进入厌氧池内,可采用出料装置清除池底的沉渣和污泥。
5污水处理结果
工程竣工投入正常运行3个月后,2006年玉溪市环境监测站对江川县大街镇陆家嘴生物净化公厕进出口水质连续3d取样测定,检测结果见表1。监测结果显示,利用厌氧发酵工艺处理高浓度人畜禽粪便尿污染物是可行的。该工程净化系统出口水质对粪便尿中主要污染物悬浮物(SS)去除率平均达100%,化学耗氧量(CODcr)去除率平均达99.4%,5d生物耗氧量(BOD5)去除率平均达99.2%,氨氮(NH3-N)去除率平均达64.7%,总氮(TN)去除率平均达65.8%;总磷(TP)去除率平均达74.5%,大幅度地减少了各类污染物的含量。
6结论
基因工程的发展促使它成为生命科学研究的核心学科。一般高校都将基因工程这门课作为专业必修课在大三的第二学期开设,其先修课程为生物化学、遗传学以及分子生物学等。基因工程的课程内容具有两个特点:一是教学内容与其他学科紧密相连。基因工程不仅与生物化学等基础课程的内容相互联系、交叉重叠,同时又与细胞工程、蛋白质工程、微生物工程等应用性课程相互呼应与衔接。二是内容涵盖面广,更新发展快。随着人类基因组计划的完成,生命科学的研究已经由基因组时代进入到后基因组时代,单纯的基因测序以及基因工程技术已经不能满足人类对生命信息的探索与追求。后基因组时代到来的标志就是功能基因组学研究的兴起。功能基因组学研究涉及转录组、蛋白质组以及代谢组等多个方面,多学科的交叉研究使其发展迅速。综上两个特点,为了避免课程知识上的教学重复,同时又能在有限的教学课时内将基础知识与最新、最前沿的研究信息最大程度地传授给学生,笔者对课程的教学内容及其对应的教学课时进行适当的调整。以往的基因工程教学内容共有11章32学时,可归纳为4个部分:第1章,基因工程学发展历史概述、基因工程的基本概念(4课时);第2、3章,基因工程的基本原理及技术,主要围绕基因工程的基本构件载体和工具酶(12课时);第4~10章,基因工程实施的三大步骤,包括DNA体外重组、重组DNA导入宿主细胞后扩增和表达以及基因工程后处理(12课时);第11章,基因工程的应用与前景(4课时)。笔者在此基础上对教学内容进行了适当合理的取舍与增加,做到突出重点,加强基本概念和原理的理解,通过列举实际应用研究来介绍相关的技术与方法。同时整合课时分布,在原有的32课时中拿出8课时介绍功能基因组学研究的知识。其内容主要围绕克隆与表达后的目的产物(蛋白质)的提取、分离、纯化与鉴定的方法、原理以及技术。调整后的课程安排如表1。通过此番改革教学内容,一方面可以开拓学生的视野,帮助学生了解基因工程以及功能基因组学的理论知识和实际应用领域;另一方面也可以激发学生学习基因工程的积极性与主动性。
2教学手段与方法的改良
传统的基因工程教学方法在水产类高等学校中多以板书结合多媒体的方法来讲解概念、原理以及性质等内容,其过程相对机械、枯燥,使得学生难以理解所学内容。对此,笔者通过多媒体教学与自制模型演示相结合的方法取代原有的传统教学。由于基因工程的很多内容相对抽象,仅仅通过文字、图片和语言来表述是难以讲解透彻的。现代的多媒体教学技术具有图文声像随意组合、灵活多变的特点,为学生创造了良好的学习情境。通过功能强大的各种计算机软件把一些很难理解的内容做成动画影片,化难为易、化静为动、变抽象为形象,使学生对上课产生兴趣,促进学生对知识学习的渴望。同时,利用自制的模型讲解课程中的重点以及难点。例如:在介绍限制酶的切割位点时,让学生手持模型,分别角色扮演限制酶和基因序列,在排列位置的互换中了解3种切口的方式以及位置。这样的教学方法不仅形象,也让学生在互动中快速、深刻地记忆知识要点。另外,通过当下研究的前沿话题为例,先提出一个问题,引导学生运用其他课程所学过的或者自身所积累的知识来联想、分析、讨论,自己设计解答此问题的方法或实验流程。然后老师再参与其中,在讨论和修改方法以及实验流程的过程中,引出所要讲授的新的概念和知识要点。
例如介绍表达物质(蛋白质)的鉴定时,老师会先提出问题:基因克隆表达出的物质是什么?这些物质是由什么组成的?鉴定这些物质可以使用什么方法?然后引导学生回顾生物学中心法则,得出基因表达物质为蛋白质,蛋白质是由氨基酸组成等所学过的知识,由此学生可归纳出氨基酸测序法等鉴定蛋白质的方法。最后老师再在此基础上补充出WesternBlot法、生物质谱技术等新的鉴定方法。这样的讲课方式让学生回到课堂上的主角位置,在复习了以往的知识要点的同时也加深了学生对新知识的理解与记忆,在一定程度上启发了学生如何去发现问题和解决问题。此外,基因工程是一门实践性很强的课程,在讲授理论课的同时,实验课的安排也是非常重要的。设计好与理论课相配套的实验课程,可以使学生加深对基因工程学理论的学习和理解,达到理论和实践相结合的目的。对此,各大高校均在基因工程实验课上进行了改革创新,但有一点总被忽略,那就是实验研究对象。目前,国内大多数高校基因工程实验课所使用的研究对象均为果蝇等无脊椎模式生物。这种情况对于普通高校而言是可行的,但是对于拥有特色学科的水产类高校而言,研究对象也应具有其专业特点。所以本实验课所使用的研究对象是斑马鱼这种海洋模式生物。研究对象的改变虽微不足道,但是能让学生更好地理解自己所学专业的特色,在实践操作中加深对所属专业的热爱。
3成绩考核
中国传统的应试教育产生了“高分决定一切”的迂腐思想。随着国家教育体系改革的不断推进,学生对于专业知识的掌握与否,已经不能仅从一张考卷成绩的高低来反映,考核成绩的结构应向多元化的方向发展。基因工程的最终考核成绩主要包括两部分:平时成绩占40%,其中课堂出勤率10%、课堂讨论10%、课堂小考10%以及实验报告10%;期末考试成绩占60%。这样的考核体系改变了过去注重结果忽略过程的做法,让学生在平时将知识一点一滴地积累起来。同时,也让授课教师能够及时得到教学效果的反馈信息,进一步提高教学水平。
4结语
目前国内外对创新型人才的定义尚未统一,现有研究主要从以下三个角度来对创新型人才加以解释:从创新型人才本身的综合素质加以定义,从创新型人才的价值加以定义,综合创新型人才的素质和价值加以定义。通俗讲,创新型人才,就是具有创新精神和创新能力的人才,通常表现出灵活、开放、好奇的个性,具有精力充沛、坚持不懈、注意力集中、想像力丰富以及富于冒险精神等特征。现有的大学生科技创新能力评价标准和实施办法对于培养和提高大学生科技创新意识和能力都发挥了较好的作用,但还存在一定缺陷。
1.1理论研究滞后,缺少完善的评价模式
目前,创新型人才和创新能力受到了广泛关注,但创新能力的界定和内涵尚未取得一致的认识。特别是创新能力是一种综合能力的体现,不同专业人才所需具备要素构成不完全相同。邓成超等认为大学生创新能力主要由创新思维、创新学习和创新操作构成。胥群从心理层面指出创新能力包含创新意识、创新思维、创新技能和创新情感。纪延光等则认为大学生创新能力有基础要素、创新要素、协作要素三大组成要素。金琴将创新能力分成了创新学习能力、创新知识基础、创新思维能力和创新技能4个指标。而针对不同专业更有不同的内涵界定。但目前任何一种研究尚局限于理论探索阶段,尚没有成为一致认可的标准,可操作性不足。另一方面,我国高等教育规模庞大,专业种类繁多,办学层次、办学历史、办学水平差异很大,采用统一的评价模式自然不能满足客观需要。对于生物技术这种理工结合、理论与实践兼顾,办学历史不长,学科仍处于不断快速发展之中的专业,相关研究更显不足。
1.2评价形式单一,评价内容片面
长期以来,我国对学生总体水平和素质的评价大多局限于闭卷考试,对人才的培养多以考试成绩为唯一标准,评价形式单一,这种从小学延续至大学的评价模式桎梏了大多数人的创新性和主观能动性。近年来,许多高校逐步改变了对大学生以分数作为唯一标准的评价体系。开始从课外活动、科学研究参与、校外暑期实践、参与科技竞赛活动、获奖以及人文艺术修养等方面进行综合评价,为更客观全面评价创新型人才提供了一些有益和可操作的经验。但总体讲,评价内容仍未脱离以分数为绝对主体的评价标准,上述活动在执行中仍面临参与人数少、敷衍应付、不具有强制性的尴尬。现有评价内容多体现出对知识的掌握程度。
1.3评价结构缺陷,重结果轻过程
现有评价体系中,过于强调考试的作用,看重的是最终评价,往往以一次考核来评定学生的优劣。这种应试化倾向的大学生学业评价体系导致大学生主体性的丧失,而培养创新能力的关键就在于提升人的主体性。此外,评价的主体是任课老师、评价的标准是分数,而对于过程和课外往往是忽视的。创新性人才的培养是一个长期的动态过程,每个学生的创新精神和创新能力亦是动态发展和不断积累的,且由于人的兴趣爱好、特长不同,创新能力体现的方面亦会有所差别,而现有评价机制往往缺少对创新能力的动态把握,不能在教学过程中实现对创新能力的动态评价,不能切实发挥教学评价体系的导向和激励作用,制约了学生创新能力的培养。
2生物技术创新型人才培养评价体系对策分析
2.1从共性和多样性角度界定创新型人才评价的内涵
在创新型人才评价标准上,既要坚持人的共性发展原则,又要突出人的个性特质。在创新性人才评价标准上,既要具备创新思维、创新技能等能力建设,又不能忽视精神层面、培养手段科学性、培养环境建设等多方面的要素。同时,专业、学科的差异使得这一内涵应具备专业所需要的特有标准,文科、理科、工科,以及本科教育、研究生教育及职业教育所蕴含的创新能力要求呈现出多样性。如生物类专业中生物技术和生物工程则应有所区别,生物技术侧重的是科学开发的创新,目前我国生物技术企业最需要就是研究开发型人才,占此类人才需求的58.3%,但“重理论、轻实践”培养出的生物技术人才应用性又较低,导致企业招不到合适人才与生物技术专业学生就业困难并存。生物工程人才应侧重的是工程技术设计、工艺流程的掌握与改进、技术开发等方面。因此,专业特点应在创新型人才的评价体系中得到体现。
2.2改革传统课程考核评价方法
目前,在大多数课程考核中同样体现出评价体系结构的局限性:闭卷考试多,开卷考试少,题型客观题多,主观发挥题型、思维题型量少;上课内容和实践内容陈旧、教学内容方式不够灵活、探究少;学生参与少、动脑机会少。传统的教学内容和考核方式不需要太多的灵活运用和平时知识积累,许多同学通过短暂的突击就能应付考试过关。因此,我们在教学中增加提问探究环节,考试环节增加主观题型、提高了无统一答案的试题比例,甚至在部分课程增加了学生自己查找资料、制作幻灯片和上台讲课的环节,收到了较好的教学效果,调动了学生的积极性和创造性。近年来生物技术专业学生在各种创新竞赛和社会调研活动中成绩不俗:如《赛克(cycle)生态农业科技有限公司创业计划书》获第七届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛荣获金奖;“规模化猪场粪便污水生物处理及资源化工艺”获第一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖。
2.3完善实践教学质量评价体系提高学生创新能力
实践教学作为生物技术专业教学体系的一个重要组成部分,包含了校内实验性教学环节,以及毕业实习、生产实习、参与科研活动、参加学术讲座活动、申请承担研究性学习和创新性实验计划等弹性较大的其他实践活动。现有实验实践质量评价体系大多以实验报告、实习报告为依据,没有细化的评价指标,忽视了教师教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和教学效果等情况的评价。而一个良好的实践教学评价体系对调动教师的创新性和学生的积极性至关重要。因此,建立涵盖实验教师教学质量、实验效果信息反馈和合理实验成绩构成的评价体系将有利于提高实验实践在创新思维培养、创新能力锻炼中的主导地位。一个良好的实验实践教学评价体系应包含合理的教学内容、贯穿全过程的量化指标,有利于强化教师的竞争意识和责任意识,引导教师开展教学创新研究。实验教学质量评价体系在提高学生创新能力,提高人才培养质量方面的研究已有一定报道,并且收到了比较好的效果。郭风法将实验课教学质量评价分为教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和学生情况等五个方面,每一方面包含若干评价指标。我们通过设置配套的教学与科研紧密结合的实验教学内容,完善管理措施,将实验教学从基拙性向研究综合性、开放性推进,特别是与企业紧密合作,显著提高了学生的研发能力。近2年获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验2项,校级大学生研究性学习及创新性实验项目3项,学生创新思维和创新能力得到明显提升,一批学生进入中国科学院、上海交通大学、厦门大学等单位攻读硕士研究生,表现出较好的创新意识和实验能力。
2.4建立覆盖学生学习过程的动态评价机制
随着科学技术的发展,生物技术得到了快速发展,尤其是近几年才兴起的新技术,具有投资少、产量多的优点,在农业种植领域中广泛应用生物技术具有十分重要的意义,不仅能有效提升我国农作物产量减少资金投入,也可以提高农产品产量,并且可以实现自然资源的综合利用,因此,生物技术对资源的利用具有重要影响,可以确保环境保护工作的有效开展。
2农业种植领域中生物技术的应用
随着生物技术不断的发展和进步,生物技术在农业种植中得到广泛应用,主要包括以下几个方面:
2.1转基因技术转基因技术应用到农业种植领域中,即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上,以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造,并重新组合,最终将其导入到生物体内,其中,目的基因的提取是转基因技术的核心,据调查了解,当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术,转基因技术对农业种植具有十分重要的意义,在农业种植领域中,常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等,由于植物中提取的目的基因具有良好的性能,因此,利用转基因技术提取植物中的目的基因,并将其转移到另一农作物上,不仅可以促进农作物的生长,也可以提高农产品产量、质量,因此,转基因技术应用在农业种植中具有重要作用,其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究,转基因技术将会得到进一步发展,并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大,据资料表明,当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大,在我国农业种植中,利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外,在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作更为简单,在农业种植实践中,杂交育种技术已取得了良好的效果。
2.2组织培养技术组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术,这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下,才能确保植物细胞得到良好的发育,最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中,既可以加快植物繁殖的速度,也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种,同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害,因此,针对组织培养技术对农作物生长的有利条件,在今后的农业种植中,应大力推广和运用组织培养技术,但是,组织培养技术在农业种植中,应注意以下几点:在植物组织培育中,培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件,并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求,有效控制外界因素对植物组织培育的影响,为植物组织培养发育提供优质的条件,并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作,由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象,然而,褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育,所以,做好褐变处理工作,以保证植物培养工作顺利进行。
3结语
1.1实验教学方面
验证性实验比例高达80~90%,而综合性或设计性实验比例很低或缺无;部分地方高校虽然设备更新很快,但不注重实验内容的开发,重硬轻软;实验师资队伍不稳定,加上学生多,分组大等因素,教学效果不佳;实验考核环节简化,缺乏对学生动手能力的测评.
1.2生产实习方面
高质量的实习基地建设较为困难;实习内容单一,难以满足实纲的要求;实习指导教师相对缺乏,且队伍不稳定,难以满足实习需要.
1.3毕业论文方面
选题开题一般安排在第七学期初进行,时间较晚;选题面相对比较窄,虽然能够满足每生一题,但真正原创性的选题比例较低,验证实验论文选题比例偏高;另外,综述性论文相对较多.
1.4课程见习方面
课程见习还没有形成综合课程见习体系,单门课程见习课时较少,多数是组织学生到企业参观,对学生的要求也不高,一般只需完成一份参观体会或调查报告即可,对课程见习的考核流于形式.
1.5社会实践方面
很多地方性高校大学生的社会实践活动由共青团组织,没有设立全校层面的管理和协调机制,不利于实践活动的有效开展;部分地方高校未把该环节列入人才培养计划,自主性较大,且考核不严格,也不能满足全体学生参加,效果不明显.另外,学生参与的社会实践内容与专业的关系往往不密切,仅仅停留在调查层面,缺乏专业性或者探究型的社会实践.
1.6科技创新方面
多数地方性高校大学生科技创新活动没有列入人才培养计划,有的高校即使列入了人才培养计划,也只是抵其它模块的学分(譬如公选课学分),而大部分学生参与科技创新的机会不多,且参与时间一般都在三年级以后,科技创新活动往往又归属于团委管理,这种管理归属不当,导致组织不力,考核不严,学生及指导教师的参与率均较低,不能培养大部分学生的科技创新能力。
2实践教学体系的构建与实践
构建完善的实践教学体系,能够有效地开展实践教学,解决实践教学中存在的突出问题.要体现“优化课内、强化课外、交叉融合、功能互补”,也要体现知识、能力、素质结构,强调宽口径专业教育和综合能力培养,更要加强动手能力培养,重视应用性技能培养,突出职业技能和创业能力的培养.以专业实践能力培养要求为主线,构建全程实践能力训练的教学体系,即构建以实验教学、知识应用、素质拓展、科技创新和社会实践等模块为载体的实践能力培养体系,完善和丰富每个实践教学平台中的具体内容.使实践教学累计学分占总学分及课程实践实验教学学时占理论课总学时均达35%以上.
2.1实验教学平台
将生物技术专业的传统实验课程进行有机整合,构建实验教学平台,按照“基础-应用-综合-创新”的四层设计思路,设计生物学基础实验、专业应用实验、综合运用实验和创新设计性实验等,深化专业知识的掌握,提高学生的动手能力和创新能力.该平台包含形态结构模块、生物分子与功能模块和及生物技术专业实验模块.在保证掌握基本知识、基本技能和基本实验方法的前提下,减少验证性实验数量,增加设计性及综合性实验的开设比例,培养学生的实验创新能力.该平台由基础交叉学科课程实验、微生物学、生物化学等专业基础课实验及分子生物学、微生物工程学及生物技术大实验专业技能实验等共计15门实验课程构成,各门实验课程既相互独立,又交叉互补,实验内容得到优化和整合.
2.2课程见习平台
由动物生物学、植物生物学、食品微生物学等及生物制品学、生物技术制药基础、生物工程设备及生物工程下游技术等18门课程,构成课程综合见习平台.每门课程设置9~12学时的课外实践课程,各门课程根据内容的相近和关联性,实施单一或综合课程见习.
2.3综合实践教学平台
该平台体现出基本理论与基本能力的协调、基础与专业能力的融合、专业技能与综合能力训练相结合的整体要求,以实践教学全程化、实践环节课程化为途径,旨在培养学生的基本技能,强化学生职业技能训练,培养学生的综合能力、从业能力及创新精神.该平台学生需修满34学分.
2.3.1知识应用模块
按照生产见习与职业岗位、生产实习与就业、毕业论文及学年论文与实际需要相结合的原则,设置生产见习、生产实习、学年论文和毕业论文等实践环节.对“实习”教学,积极主动地开发和建设校内外优质实习基地及实践教学基地,增加实习经费投入,保证实习时间和质量;同时,充分利用学校与企业及科研院所的科研合作关系,加强与产业、企业在人才培养方面的合作.实习期限由过去的6周增加到21周(一个学期).该模块学生需完成20学分.
2.3.2科技创新模块
课外科技创新包括专业技能竞赛、科技创新项目、科研论文等内容.设置科技创新学分,鼓励学生尽早参加科研和创新活动,以提高学生的科学素养和科研能力、技术开发能力,以及发现问题、分析问题、解决问题能力和创新能力.本模块学生需完成4学分.
2.3.3社会实践模块
积极鼓励学生面向行业,走向社会,加强学生与社会生活生产实际的联系,提高学生的社会服务意识,增强了解社会、适应社会、服务社会的能力.主要在暑期进行与生物技术产业相关的市场调研,了解行业发展现状,掌握专业发展趋势,提交产业调查或发展规划建议报告.本模块学生需完成2学分.
2.3.4素质拓展模块
素质拓展计划以培养学生综合素质、精神品质、身心健康和延伸专业能力为目标,根据学生的个性差异和兴趣爱好,通过实施厚德计划、博学计划、创新计划、远航计划、笃行计划及铸魂工程、治学工程、培英工程、励志工程、沟通工程、心理工程,实现学生能力训练的规范化和全程化,培养学生的综合素质,促进学生全面发展.本模块学生需完成8学分.
3结果
3.1实践教学所占比重
生物技术专业实践教学体系的构建、完善及实施,为应用型专业人才培养奠定基础.构建的实践教学体系中,实践教学累计学分占总学分的比例为35.6%;专业课程实践、实验教学学时占理论课总学时的比例为38.8%。
3.2实施后的成效
1.实验、见习及实习教学大纲得以完善.修订完善了实验教学大纲、课程见习及专业见习、实纲.
2.制度得到完善.形成了学年论文、毕业论文工作条例和考核等管理制度;完善了专业技能竞赛办法和科技创新奖励激励措施.
3.学生取得成绩.该实践教学体系实施后,学生的综合素质得到提高.2011~2013年该专业学生在河南省生物基础实验技能竞赛中获得一等奖3项,二等奖5项,三等奖6项;在第九届挑战杯赢响中原河南省大学生课外学术科技作品竞赛中获得二等奖6项,三等奖12项;获得国家级创业设计大赛项目7项;毕业数量逐年增加,该专业学生2011届毕业生毕业率为12.2%,2012届毕业率为16.4%,截止2014年4月15日,2013届毕业率(包括录稿)为16.9%.
3.3实施中存在的问题
1.时间保障.由于实践教学往往需要占用较多的时间,因此,在不占用日常课堂教学时间的前提下,挤出时间来实施新的实践教学体系规定的内容,有时候占用了周末时间,使得学生略感学习紧张,产生抱怨情绪.
2.实习见习基地保障.实施中发现,没有充足且与专业方向对口的实习、见习基地是阻碍新实践教学体系实施的重要因素.
医学生物技术是由生命科学与医学交叉融合而成的新兴学科,在人才培养过程中,不仅要求学生掌握生物技术专业相关理论及实验知识,还要求学生有一定的医学知识储备。为此,在实验教学课程设置的过程中,着重突出了一些与现代医学相关的交叉前沿内容,如医学微生物、医学免疫、实验诊断、分子生物学检验技术、临床基础检验技术等,通过这些内容将理论与实践相结合,让学生了解到生物技术在医学领域的具体应用,同时通过对新技术的讲解与示范,进一步拓宽学生的思维视野,为今后的工作以及科研实验打下坚实的基础。
二、实验教学课程整合
生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。
三、开放实验室
建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。
四、鼓励学生参与教师科研实验工作
有些学者认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同,生物技术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。科学家预测,生命科学到2015年会取得革命性进展。这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题,彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量,为社会安全和刑侦提供新的手段。有些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。产生新的有机生命的研究也会取得进展。
1.生物制药现状
目前生物制药主要集中在以下几个方向:
1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。
2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。
美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘,已进入Ⅱ期临床;Cetor′s公司研制一种TNF-α抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。Chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。
4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。
基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。
2.生物制药展望
今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下:
表1热门药物生物技术
疫苗62组织纤溶酶原激活剂4
基因治疗28凝血因子3
白介素11集落细胞刺激因子3
干扰素10促红细胞生成素2
生长因子10SOD1
重组可溶性受体6其他56
反义药物6总数284
生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。
除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。
各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。
到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数,但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。目前主要生物技术公司多分布在美国,如Amgen,Geneticsinstitute,Genzyme,Genentech和Chiron,还有Biogen也发展较快。1987年尚没有一种重组DNA药物进入世界药品销售额排名前列表,但到1996年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生物技术药物主要含3大类,即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。
药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。
我国是世界上人口最多的国家,所以我国对农产品的需求量也是很大的,在最近几年,很多新技术都出现在了农业生产领域当中,生物技术就是其中十分重要的一种,它的发展速度非常快,并且已经在农业生产中开始应用。如果在没有污染的自然生态环境中,这项技术可以有效的解决我国粮食短缺的问题。而且这项技术在应用的过程中也存在着非常显著的优势,该技术不需要大量的投资,产量也非常高,同时收益也比较好,减小也非常快,与此同时,这项技术也可以使得资源的配置效率更高,资源的使用也更加的合理,从而也大大的降低了资源的浪费几率,对我国生态环境也不会造成非常不利的影响,所以这项技术对农业的发展有着十分积极的推动作用,这也对我国建设生态型社会会产生非常大的正面作用。
2生物技术在农业种植中的应用
2.1通过该技术提高粮食产品的产量。在我国,一个显而易见的现象就是人口总数多,人均占地面积很小,而粮食分布不均,这就使得很多地区的粮食储量都无法达到其实际的需要,这也成为了阻碍我国经济健康稳定发展的一个十分重要的因素,杂交水稻的成功就是生物技术应用的一个重要的成果。
2.2应用生物技术,改进农产品自身的品质。经济的发展使得人们的生活水平也在不断的提高,当前人们更加关注的是食品自身的质量和营养价值等。生物技术的应用就很好的满足了这一要求,举例来说,转基因技术就是通过对产品的基因进行改良和重组来提高产品当中营养元素的含量,同时也大大的提高了产品自身的抗病能力,减少了农业生产过程中不必要的损失。
2.3生物农药方面也有着非常广泛的应用。在实际的生产活动中,农作物的产量会受到很多因素的影响,在这些影响因素当中,病虫害是一个十分关键的因素,在传统的种植活动中需要使用大量的农药,这样不仅会给产品自身的性能带来很大的影响,同时农药的使用也会对环境造成非常大的污染。而生物农药主要就是利用生物新陈代谢出来的产物经过有关技术的提取,最终制成的农药,这种农药和以往使用的农药相比要具备更大的优势,生物农药具有非常强的多样性,所以农户可以根据自己的需要去选择适合的农药类型,而且生物农药在研制和生产的过程中使用的化学成分非常的少,这就使得这种农药在使用的过程中对农作物本身和种植环境的负面影响就更小。以往的农药都是通过生物组织而生产出来的,而且这种农药在使用的过程中有着十分明显的范围限制,同时因为其制作的成本较高,所以其售价也比较高。但是生物农药就不会出现这样的情况,使用生物农药可以使得农作物生长的更快,同时使用范围也不会受到像传统农药那样严格的限制,同时它也大大的减少了生产过程中需要的资金。
2.4通过生物技术提高了农作物的抗病性和抗虫性。在我国,除了水稻等极少数农作物的产量高以外,大部分农作物产量低,其中很大原因就是我国农作物抗病性和抗虫性差。农作物抗虫性和抗病性差不仅仅影响农作物的产量,甚至可能导致农作物的死亡。要想提高我国农作物的产量就必须提高农作物的抗病性和抗虫性。生物技术的引入,给解决这种难题带来了契机,如利用马铃薯自身分泌的一种蛋白物质来抵抗科伦那多甲虫对其的伤害。长期利用生物技术防虫害,可以使农作物产生一定的抗虫性和抗病性,这也会减少传统农药的使用。2.5通过生物技术来提高农作物的抗金属性。当今社会,经济发展中工业经济所占的比重很大,而工业发展离不开对金属的利用。由于对金属的广泛运用,使得金属微粒无处不在,甚至于我们呼吸的空气中也含有这些金属微粒。有些重金属本身是有毒性的,它们被植物所吸收后,生长产生的农作物产品中就会带有这些重金属元素,这就会给食用者带来身体上的危害。土壤中也会含有大量对人体有害的重金属元素,由于这些土壤一直生长着农作物,所以这些土壤中的重金属不易移除。如今,通过生物技术,提高了农作物自身的重金属抗性,含有重金属元素的土壤,在经过改良后农作物的循环种植,重金属被逐步移除。
3对生物技术在农业领域前景的展望
3.1利用农作物的光合作用进行生物利用的研究.光合作用是指植物通过对光源的利用,达到植物产量的增收。在生物技术方面,就是要通过对光合作用的深入研究,提高植物光合作用率,从而在农业领域大展拳脚。
3.2生物固氮技术。传统的化肥虽然能起到一定的养料作用,但是也对农作物及土壤有着很大的伤害。氮肥是对农作物使用最广泛的一种化肥,传统的氮肥基本上都是化学肥料,伤害土壤和农作物本身。利用生物技术进行生物固氮,提高了氮的使用效率,降低了氮肥的成本。
3.3通过对农作物生物反应器的研究,提高农作物产量。目前,对于菌类的生物反应器的掌握难度较大,技术要求比较高,成本也相对较高。但是植物农作物的反应器就相对容易掌握,便于管理,对操作技术要求低。合理利用农作物的生物反应器,必将会取得不凡的成就。
4加强对农业生物技术的推广和宣传
目前农业生物技术还没有被广泛的应用,这就应该加大推广力度,丰富宣传手段。农业生物技术如果被全面的推广应用,必将成为农业史上又一次伟大的革命,它必将引领农业生产潮流。政府应该加大农业生物技术扶持,加强宣传投入。
5结论
该方法是一种将外源DNA包被在金粉或钨粉微粒表面,在高压作用下轰击受体细胞或组织而达到稳定转化的方法[16]。Qiu等[62]报道了利用基因枪法成功将CaMV35S转录DHN1基因导入到美味猕猴桃悬浮细胞中。在猕猴桃遗传转化中,也有利用PEG介导法的成功报道,朱道圩等[63]成功的利用该方法将绿色荧光蛋白基因(GFP)转入到了软枣猕猴桃原生质体中。成功获得转基因植株的一个基本条件是选择的植物细胞类型或者外植体可区分整个植株。研究表明,幼叶、叶柄和茎尖组织已被成功用于猕猴桃转化中。一般情况下选择的外植体越幼嫩更容易获得再生植株,而Han等[51]在软枣猕猴桃研究中发现,如果选择太幼嫩的外植体,农杆菌共培养后会出现坏死和褐变现象。因此,有研究者提出要保持猕猴桃外植体在农杆菌共培养条件下的活性和耐性,每3-4周进行体外继代培养必不可少[60]。MS基础培养基也被成功的用于猕猴桃愈伤组织诱导和植株再生[28]。植物生长激素和细胞分裂素的使用主要取决于外植体材料。例如,Fraser等[54]研究发现在中华猕猴桃组织再生中,加入0.1mg/L的噻苯隆(TDZ)和10mg/L的激动素再生效果要明显优于其他细胞分裂素。Wang等[60]研究发现在加入了2mg/L玉米素和3mg/L的BAP培养基中,可以获得更高的毛花猕猴桃再生芽。Kim等[47]利用包含0.001mg/L2,4-D和0.1mg/L玉米素的1/2MS培养基获得了美味猕猴桃再生芽。
2猕猴桃育种进展及其方法
2.1猕猴桃育种主要进展
据统计,截止到2013年,全球猕猴桃面积约为17万hm2,产量242.80万t(数据引自第八届国际猕猴桃会议资料)。从1978-2013年,我国猕猴桃种植面积从不足1hm2增加到了11万hm2,截止到2013年我国猕猴桃年产量达到约123.63万t。这些数据说明由于育种家的多年努力,猕猴桃主产国的栽培面积和产量在继续提高。我国猕猴桃育种取得的新进展主要表现在2个方面:(1)主栽区育成一批优良的新品种,实现了国外品种长期主导我国猕猴桃产业的局面。根据相关文献统计,主要美味猕猴桃品种有(陕西)秦美、(湖南)米良1号、(湖北)金魁、(江苏)徐香、(贵州)贵长、(陕西)翠香、(河南)华美2号、(陕西)金香、金硕(湖北)、(湖北)鄂猕猴桃4号(、河南)中猕1号(、安徽)皖翠(、陕西)秦翠(、四川)川猕1号、川猕2号(、河南)蜜宝1号。主要中华猕猴桃品种有(湖北)金桃、(四川)红阳、(陕西)华优、(湖北)金艳、(湖南)翠玉、(湖南)丰悦、(江西)早鲜、(江西)魁蜜、(江西)金丰、(湖南)楚红(、湖北)武植3号、(四川)金什1号(、湖北)金怡、(湖北)鄂猕猴桃3号、(湖北)金早、(湖北)鄂猕猴桃3号(、湖北)金阳1号、金农1号及(四川)川猕3号和川猕4号。主要雄性授粉品种有(新西兰)汤姆利、(新西兰)马图阿、(湖北)磨山4号及(湖北)超红。其他种猕猴桃品种有:毛花猕猴桃品种‘华特’、软枣猕猴桃新品种‘宝贝星’(四川)、黑蕊猕猴桃新品种‘红宝石星’(河南)和大籽猕猴桃新品种‘金铃’(湖北)。在我国大面积栽培的国外品种有海沃德(新西兰)、布鲁诺(新西兰)、Hort16A(新西兰)[1,64,65]。自1978年以来我国选育出了近100多个猕猴桃优良品种(品系),实际上大面积推广栽培的品种很少。截止到2011年,栽培面积占到全国5%的品种仅有红阳、徐香、秦美和金魁4个[1]。总体来说,大面积推广栽培的品种主要表现是产量和品质较高,而最突出的特点是生态适应性广。(2)育种目标趋于多元化发展。例如,传统的猕猴桃以绿肉果实为主,近年来黄肉和红肉猕猴桃逐渐受到消费者青睐,用中华猕猴桃和毛花猕猴桃杂交育成的黄肉品种‘金艳’已经成功进入欧洲和南美市场;另外,也培育了供观赏的品种,如‘江山娇’和‘满天星’[66]。猕猴桃育种中还存在许多较为突出的问题。总体上可以概括为:育种单位多,组织形式不合理,缺乏有效协作和必要的合作,材料和信息交流不畅通,严重影响了我国猕猴桃大品种和产业的发展水平。具体表现在以下几个方面:一是育种方法和品种单一。目前我国育成的这100多个新品种(系)中,约有95%以上的品种是通过野生、实生选优方法育成的;另外,这些品种中基本上以美味猕猴桃和中华猕猴桃为主,涉及到其他猕猴桃种的很少。二是生物技术应用慢,针对特定性状的分子标记很少,分子标记的开发与猕猴桃育种目标结合不紧密,尚未建立起为育种服务的生物技术平台,标记辅助选择育种技术没有真正在新品种培育中发挥作用。三是新品种审定应进一步规范化。近30多年来全国共育成审定品种数量很多,但大多数品种基本上都是处于“昙花一现”的困窘,真正能够在生产上推广栽培的品种寥寥无几;另外,这些审定的品种中对抗病性(特别是抗溃疡病)等基本上都缺乏鉴定结果,直接影响了品种的推广寿命。
2.2育种方法和育种路线浅析
现有的猕猴桃育种方法主要有:野生选优、实生选优、芽变选种、杂交育种和渐渗育种等[1]。现阶段,我国猕猴桃育种仍然以野生选优和实生选优为主,利用这些方法培育出的品种为推动猕猴桃产业发展作出了巨大的贡献,如秦美、金魁和金桃等;通过实生选优培育的品种有海沃德、红阳、徐香和华优等;也有经过种间杂交育成的品种,如金艳[64]。野生和实生选优存在育种周期长,同时是建立在大量野生资源收集基础上的。因此,如何将野生和实生选优与分子生物学技术结合起来,加速育种进程和定向性是急需解决的一个问题。另外,种间杂交在猕猴桃育种中应用也较多,该方法可以将感兴趣的野生物种农艺性状通过杂交转育到栽培品种中[67,68]。目前已有许多猕猴桃实现了种间杂交育种,主要包括中华猕猴桃、软枣猕猴桃、黑蕊猕猴桃、大籽猕猴桃(A.macrosperma)和狗枣猕猴桃等[36,38,67-75]。某些物种杂交后代虽然由于受精障碍无法获得可育种子,但在猕猴桃种间杂交中已成功获得了一些优良性状,如实现了红色和黄色果肉、高含量VC、绿色和无毛果皮、高含量的可溶性固形物、花结构和颜色[67,68,70,71]。例如,Hirsch等[36]配置了4个种间杂交组合:狗枣猕猴桃×中华猕猴桃、葛枣猕猴桃×对萼猕猴桃、软枣猕猴桃×葛枣猕猴桃、狗枣猕猴桃×美味猕猴桃,流式细胞分析检测结果表明在这些物种间存在广泛的种间可杂交性。近年来,利用体外染色体加倍技术进行育种的研究也有报道。如Wu等[37]利用秋水仙素离体加倍中华猕猴桃染色体进行育种,这是首次成功的将秋水仙素用于猕猴桃多倍体诱导育种研究中,结果表明加倍效率主要受体外培养基和秋水仙素浓度的相互作用。Wu等[76]报道了自然四倍体和人工诱导四倍体中华猕猴桃染色体减数分裂中的配对行为,指出二倍体种质资源可用于四倍体猕猴桃育种中。也有利用其他方法培育新品种的报道,如Mavromatis等[19]从猕猴桃品种“海沃德”中利用系统的孢子体选择方法选育出了一个新品种。合理科学的育种理论和方法对指导猕猴桃育种工作具有重要的意义。基于现阶段相关研究进展,我国猕猴桃的育种方法可以分为:传统育种和现代育种。(1)传统育种即选择具有特定性状的杂交亲本进行人工杂交育种以培育具有某种新性状的优良品种或者经过野生选优和实生选优培育新品种,如Atkinson等[77]对毛花猕猴桃利于剥皮的这一特性进行了分析,并将其用于常规杂交育种实践中;(2)现代育种,也可称为快速育种技术,主要是利用现代生物技术进行标记辅助选择育种,并借助生物统计学进行亲本、后代的有效选择和评价基因型和环境相互作用的影响,如黄宏文[1]提出的猕猴桃基因渐渗育种就是现代育种技术的一个范例。如在自然资源不具优势的新西兰和意大利等猕猴桃主产国,其新品种选育大多采用了大量的人工杂交设计育种程序和分子标记辅助选择育种[1]。例如,Gill等[8]利用RAPD分子标记开发了用于猕猴桃性别决定鉴定的序列特异性扩增区(Sequence-characterizedamplifiedregion,SCAR)标记,这些标记可以用于猕猴桃标记辅助育种选择中,如对杂交后代在苗期剔除雄株,当作为授粉树时用于选择雄株,或者用于确定种植群体的一个合理的雌雄子代比率。从育种路线上可以分为:抗逆育种、品质育种和砧木选择育种等。(1)抗逆育种具体包括抗病、抗旱、抗寒和抗热等育种;(2)品质育种主要包括果实大小和形状、果面毛被、果肉颜色、果实质地、果实风味和营养成分等。基于以上育种方法体系,适应于我国猕猴桃产业发展的育种策略和育种目标可以概括描述为:“以猕猴桃野生种质资源收集和评价为中心,通过传统育种和现代分子生物学技术相结合的方法,培育满足消费者和市场需求的具有新性状的优良品种为目标”。在具体育种实践中可考虑利用的现代技术包括:染色体重组调控、细胞选择、原生质体融合、倍性操作和胚胎培养等(plantandfood.co.nz)。此外,新一代测序技术如转录组测序和SLAF-seq技术对分子生物学的研究发挥了巨大的作用,我国猕猴桃野生资源丰富,利用新一代测序技术进行各种优异资源开发,建立大规模的基因组数据库,可加速育种进程,为培育转基因新品种提供丰富的基因资源[78,79]。
3展望
猕猴桃因其富含丰富的营养,已成为人们青睐的水果。而优质的猕猴桃新品种是实现其高品质的保证。因此,针对重要性状的多目标育种应是今后相当长时期内猕猴桃产业发展亟需解决的重要任务。
3.1加强我国野生猕猴桃种质资源的收集、鉴定、评价和利用
野生种质资源中包含着丰富的优异基因,是一个巨大的天然“基因库”,也是新品种选育的主要材料来源。目前主栽的猕猴桃品种基本上都是利用野生资源选育的,如海沃德和秦美。猕猴桃野生种质资源可以考虑从以下几个方面着手开展工作:一是加强野外资源调查工作。野生种质资源调查应是育种工作者坚持的一项常规性工作,当前更多的青年研究者热衷于从事实验室和分子研究工作,而往往忽视了野生资源的收集与利用;二是加强开展野生资源多目标评价筛选和优异基因的发掘。对野生资源的利用不能仅仅局限于品种选育方面,如在以往的抗逆性资源筛选和转基因研究中,选择的研究材料多集中在栽培品种中,将抗逆资源筛选和抗逆基因发掘的重点放在野生植物上更为可行,因为这方面的抗逆资源更为丰富、抗性更强,而且与栽培品种相比,这类野生植株存活需求是第一位的,产量品质是第二位的,生态生理效益在先,只要生存下来,就有机会实现其栽培经济目标。具体来说,在猕猴桃研究中,可从野生资源中鉴定筛选抗旱、抗寒砧木,利用抗猕猴桃溃疡病材料进行抗性基因发掘,为培育转基因品种奠定夯实的材料基础。
3.2加强猕猴桃特异资源的种质创新
通过植物基因工程、种间杂交、胚挽救和花药培养等方法可以实现新种质创新。特别是以猕猴桃野生近缘种为供体,与栽培品种杂交,同时利用“高代回交法”,可以将近缘种中的优异目标基因快速转移到栽培种中。目前,猕猴桃分子研究的目标性状多集中在果实风味、香味、成熟和颜色上;另外,由于溃疡病的大面积爆发,近年来在猕猴桃溃疡病方面的研究也越来越多,而对抗逆性状的研究相对较少。另外,猕猴桃雄性授粉品种特异资源的培育也是一个研究重点,利用野生资源进行雄性品种选育需要注意几个问题:一是选择树体健壮,花量大,花母枝开花数量多,每朵花含有的花粉粒多,花粉发芽率高,花期长的资源;二是选择多种倍性的雄株,以保证与雌性品种的配套,并开展多种雄花与栽培品种的花粉直感效应研究,为生产上栽培品种提供最优的配套雄株;三是在筛选猕猴桃主栽品种专用授粉雄株的基础上,开发花粉加工专用设备组装形成生产线,建设花粉生产工厂。如本单位已经研制出了猕猴桃雄株花粉加工专用设备、制定了花粉生产工艺、生产技术标准、辅助授粉器,该项目成果已在生产中进行了广泛的推广应用。
3.3加强基因组学技术在猕猴桃育种中的应用
生物技术育种取得的系列研究进展,特别是中华猕猴桃‘红阳’基因组测序成果的发表,为实现分子标记辅助选择和不同猕猴桃种质资源有利性状的基因渗入培育新品种奠定了基础,加速了猕猴桃分子育种的进程,给猕猴桃育种提供了新的发展机遇。在猕猴桃基因组学育种实践中,建议可考虑以下几方面工作:(1)功能标记是可用于育种工作的一种理想标记,功能标记的开发是以克隆基因序列、标记与特定性状的关系为前提的,该标记可用于亲本鉴定、育种后代材料的基因检测以及分离世代抗病性和品质性状的选择;(2)利用基因标记开展聚合育种,如聚合抗溃疡病或褐斑病的基因,以增加品种的多抗性和持久性;(3)利用流式细胞仪开展倍性育种,利用不同倍性亲本杂交可以提高结实率,不同杂交组合的杂交亲和性与亲本的基因型有关,特别是母本的基因型,因此在杂交后代进行倍性鉴定开展早期定向选择育种是非常有意义的。
3.4加强猕猴桃生态学研究
该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产,在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺,使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位,限制了学生的发展,也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因:①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用,对免疫技术的要求不高,相关的免疫技术课程开设力度不大,只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱,造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整,与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后,仍要花费人力物力培训基础技术。因此,为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量,培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生,该专业应积极采取措施,走出人才培养困境。
2该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施
笔者自2013年7月到2014年7月,深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产,是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生,是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中,了解了目前免疫技术领域的最新技术,掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点,并把这些重要信息反馈到学院,学院借鉴这些重要信息,使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升,从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。
3重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群
笔者通过一年的企业实习,对抗体行业的整体情况有所了解,对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类,然后重构目前免疫技术方向课程群,以期培养出抗体行业所需的人才。
3.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才
不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额,仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看,2000-2013年,全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%,历年销售额如图1所示。抗体市场的规模逐年扩大,将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇,积极推进专业建设,培养合格人才以迎合市场人才需求。
3.2积极适应行业需求,采取措施,力求改进人才培养现状
该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查,不难看出,抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进,才能满足企业的需求。
3.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能
点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此,需要增设相关课程。具体如表1所示。增设课程后,现有的课程群将发生变化,如图2所示。
3.4重构课程群的可行性
1.调研对象:
(1)食品生产企业。
调查对象以本市大中型食品生产企业为主,采用问卷调查与企业座谈相结合的方式。
(2)近几年本校食品生物技术专业的毕业生。
对近3年的我院食品生物技术专业的部分毕业生进行跟踪调查,一方面是主要了解这些毕业生刚毕业时所从事的工作以及目前从事的工作;二是了解学生在校期间所学的专业知识与技能在企业中的实际应用情况。
2.调研内容:
(1)食品生产企业人才需求调查。
调查内容包括:从事食品生产、食品检验或食品生产管理等工作所需要的学历要求、职业资格证书要求和其他证书要求(如英语四六级证书、计算机等级证书等);企业为高职院校的学生提供的工作岗位;企业认为食品专业的毕业生需要具备的能力,包括职业能力、素质能力等;企业认为食品专业学生最需要解决的突出的职业缺陷。
(2)食品生产企业岗位设置调查。
调查内容包括:食品生产企业的主要工作岗位;每个工作岗位的具体工作内容;从事这些工作岗位的工作人员应具备的专业知识;从事这些工作岗位的工作人员的职业能力要求。
(3)课程设置调查。
课程设置调查内容包括两部分,一是对目前我院食品专业已开设的专业课程的调查,了解这些课程对从事企业生产、检验和管理等工作的重要性和必要性;二是除了上述课程外,企业认为还需要开设哪些课程,包括专业基础课程、专业课程等。
3.调查结论:
(1)食品生产企业主要工作岗位人才需求量分析。
食品生产企业的工作岗位主要包括食品生产、食品分析与质量检验、食品质量管理、食品营销和食品研发等。各工作岗位对人员的素质、能力等要求都不一样。对近3年的我校食品生物技术专业的部分毕业生的跟踪调查显示,有40%毕业生从事食品生产工作、30%的学生从事食品销售工作、25%的学生从事食品检验和质量管理工作、5%的学生从事食品研发工作。
(2)企业对食品安全与质量控制的人才需求质量规格越来越高。
随着消费者对食品消费要求的不断提高和不安全食品危害事件的频繁发生,食品质量安全已经成为消费者普遍关注的问题。食品企业越来越重视食品安全工作。调查显示,在食品行业人才应具备的职业能力中,除必须具有扎实规范的食品加工技术、食品检验技术外,还应具备相应的质量管理知识,企业对食品安全与质量控制的人才需求质量规格也越来越高。
(3)企业对食品人员的综合素质要求越来越高。
调查显示,食品生产企业不仅要求高职毕业生具备良好的专业技术能力,更强调人际沟通与团队合作意识、责任意识、吃苦耐劳精神、诚信品质、职业适应性和行为的规范性等方面的社会能力,强调收集信息、解决问题、制定计划、决策、质量控制和管理等方面的方法能力。
二、食品企业工作岗位与岗位职业能力分析
1.食品生物技术专业高职毕业生应具备的职业素质要求。
(1)具有运用正确的思想、观点与方法分析和解决问题的能力;
(2)具有积极的人生态度和责任感;(3)具有较强的口头与书面表达能力、良好的沟通协调能力,以及团队合作能力;
(4)具备较强的计算机应用及信息采集、分析和利用的能力;
(5)具有职业安全、环境保护等相关知识和技能。
2.食品生物技术专业培养目标的确立。
师资队伍建设是实施实践教学体系改革的关键,一个学科要有好的发展,必须建设一支数量充足、质量合格的具有较高素养的教师队伍。而加实践教学师资队伍建设,提高教师的理论水平和实践教学能力,是确保实践教学质量的基础。生物技术专业教师队伍具有理论基础较厚、学历高、学术水平较高的特点。但要想培养出能够满足企业需求的高技能应用型人才,就必须加强师资队伍建设,建设一支具有“双能型”的专业教师队伍,以满足人才培养的需要。一方面,教师能站在学科前沿,在学科领域中有突出成就,又能掌握整个学科发展方向。另一方面,教师要积极改变自己的教风和观念,使自己要有创造性。
二、拓宽校内外实践教学交流平台,开设就业创业实习,增加学生就业渠道
现有生物技术专业与校外相关企业的交流一般较少,来自生产一线技术的知识极为有限。因此,学生对生物技术领域的生产、研发以及现状往往缺乏深入的了解,从而对专业的兴趣和前景不可避免的产生了迷茫。解决这一问题的关键即是要拓宽校内外的实践教学交流平台,以企业为依托,积极的建立校外实习、实训基地。实践能力的培养必须要有一个良好的实践环境,学生除在实验室进行验证性实验外,更重要的是要给学生创造一个适合本专业动手操作的实习、实训场所,提供真实的职业环境,只有这样才能培养出一大批业务熟练、技术过硬的专业人才。鼓励学生自主进入生物技术类公司进行工作前见习和学习,学生在企业一边实习、实训,一边进行专业课学习,缩短了教学与企业的差距,大大增强了学生学习的主动性、针对性,激发学习热情,掌握了知识,增长了才干,学到了本事,成为就业有优势、创业更有能力、继续深造有基础、持续发展有空间的有用人才,受到企业的欢迎。推进学校与企业建立更系统、更密切、更持久的战略合作关系,促进校企共同发展。
三、传统生物技术人才培养存在的问题