现代生物工程技术范文

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第1篇

【关键词】食品工程；基因工程；现代生物技术

随着社会的不断变革，人们的生活水平逐渐提高，对于食品安全提出了更高的要求。由此观之，对于我们中国人而言，食品安全是极其重要的。在食品工程中，我们会用到很多技术，其中，生物技术是最较常见的。举个例子，在食品工程中使用乳酸菌、酵母菌等。随着社会的不断进步，食品工程也开辟出新的发展路径，与此同时，与生物技术更加紧密地结合在一起。与传统的生物技术相比较，现代生物技术的效率更高，能够更加有效地促进食品工程取得新的突破，能够带动整个行业的进步。所以，在食品工程中积极开发现代技术的应用，能够帮助我们研发出更多新的产品，为食品工程创造出一片更加广阔的发展天地。

1.基因工程

最近这些年以来，基因工程取得了突飞猛进的发展，开拓出越来越广阔的发展空间。在生物学方面，基因工程应用非常广泛，同样，在食品工程方面，基因工程的应用范围也逐渐在扩大。尤其是近几年来，转基因技术得到了非常广泛的应用，由于转基因食品的出现，人们更加关注食品的安全问题。实际上，这仅仅是基因工程在食品生产方面的一个应用。除此之外，基因工程在动物性食品的开发过程中也发挥着不容小觑的作用。举个例子，2009年，我国第一次利用乳腺生物反应器生产的抗凝血酶蛋白纯品，这项工程不仅对环境的危害非常小，而且不会需要过多的人血，防止病毒扩散对人体造成损伤。除此之外，这项工程的成本相对比较低，与传统的技术相比，很多功能得到了非常大的改善。具体表现在以下两个方面：

1.1 优化食品工程资源及食品品质

在食品工程中应用现代生物技术逐渐成为一种新时代的潮流。基因工程可以使很多传统产品得到很大的改善，甚至可以利用生物技术研发出更多新的产品。与此同时，还可以增加农作物的产量。除此之外，我们可以利用反义RNA技术，让植物或者蔬菜的成熟成为可控因素，这样可以使蔬菜的保质期和储存期变得久一点。同样，这项技术也可以在畜产品身上得到淋漓尽致的发挥，以满足更多的消费者的需求。

1.2 改良食品工程菌种

利用微生物菌种进行食品生产在很多食品工程中都会应用到，像我们日常生活用到的酱油、酸奶等。产品的产量以及产品的质量在很大程度上取决于微生物菌种的质量 ，因此，我们通过研究基因工程，在菌种研究中应用我们的研究成果，这是改善食品质量的一条非常重要的捷径。比如，我们可以把A-乙酰乳酸脱羧酶的基因在啤酒酵母中进行复制，这样就可以使啤酒的风味得到改良；在啤酒的纯种发酵过程中，可以采取嗜杀酵母的措施提高啤酒的质量。再者说，在有氧条件下，乳酸杆菌的存活时间一其中蕴含的一种酶的活性正相关，而且，根据很多的研究资料显示，这种酶能够抗衰老、抗肿瘤，防止细胞发生凋亡，对某些基因进行克隆。这样，就可以使保健产品的质量进一步得到保障。

2.蛋白质工程

最近几年来，蛋白质工程也取得了突飞猛进的发展，这个工程主要针对于蛋白质的生产、合成等展开研究，与我们的食品工程有着紧密的联系。当前，这项工程主要运用在对纤维素酶的性质进行优化或者使凝乳酶的性质得到改善等方面。在自然界中，我们能够直接获取的酶种并不多，因此，市场上的这种酶非常稀少。但是，如果我们大力开发蛋白质工程，就可以使这个情况得到有效的缓解。

3.细胞工程

利用细胞工程，我们可以使植物的形状得到有效改善，也可以研制出更高效的酶制剂、添加剂等。所以，很多人都投身在这个研究之中。当前，细胞工程所涉足的领域主要是一些天然食品或者天然的添加剂，具有非常广泛的应用范围，而且，发展前景不可估量。因此，我们要着力开发这项技术，让这项技术在食品工程中发挥更大的作用。

4.生物酶工程

最近几年来，发达国家的酶工程发展非常迅速。发展了很多功能性食品添加剂。我们可以借助酶的催化作用，酶制剂始终保持新鲜，把外界对于酶制剂的不好的影响降低到最低，这样既可以保持酶制剂的原有特性，又可以优化酶制剂的质量。举个例子，溶菌酶对革兰氏阳性菌的溶菌作用非常强，我们可以利用这个作用使乳制品、干酪、肉制品、水果的保鲜时间延长。不仅催化作用强，而且对人体没有毒害，需要的条件也相对比较简单。

参考文献：

[1]2014年《食品工程》广告价目表[J].食品工程. 2013（04）

[2] 杨春瑜，李次力，石彦国，刘宁，杨春莉.国内外高等学校食品工程专业教学对比研究[J].科教文汇（下旬刊）. 2013（08）

[3] 张O.日本食品工程研究状况[J].粮油加工与食品机械. 1994（02）

第2篇

关键词：酶工程；课程体系；生物技术

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1002-4107（2014）06-0033-02

为适应经济全球化的要求，更好地应对国际金融危机的冲击，中国政府大力推动经济增长由主要依靠增加物质资源消耗向主要依靠科技进步、劳动者素质提高和管理创新转变。这也对高层次人才培养模式改变和结构调整提出了更高要求，部分高校应用学科结构体系仍与行业产业发展需求存在较大差距[1]。进入21世纪，生物技术飞速发展，技术研究手段不断更新，酶工程作为生物技术、生物工程、食品科学与工程专业的专业基础课，是联系基础课与专业课的重要桥梁。为满足生物产业行业产业发展需求，酶工程教学结构体系亟待调整，以培养掌握现代生物技术体系下酶工程的理论知识和应用技术，具备研究创新能力及相关领域自主学习能力的应用型本科人才，体现教学与科研相结合的人才培养模式。

一、构建现代生物技术背景下的酶工程课程体系

应用型本科人才的规格特点要求必须围绕应用型本科人才知识、能力、素质和谐发展的目标要求，以能力培养为重心，构建相对独立、内在统一的人才培养体系。通过改革和探索，构建起能敏锐地反映社会需求，实基础、强能力、高素质、多样化的人才培养模式[2]。

酶工程学科发展迅速，需要不断地更新所使用的教材，才能让学生掌握新的、前沿的酶学知识。传统的酶工程教学主要围绕酶的生产、分离纯化和应用等进行，酶的修饰、酶的人工模拟、酶的固定化等内容只做概略介绍。本次教改后，选用了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《酶工程》作为主要参考教材，同时参考国内外其他优秀教材，如《Fundamentals of Enzymology》、《酶学》（陈石根）、《酶工程》（罗贵民）等，对酶的修饰、人工模拟、固定化等详细地介绍了具体的方法、实例；引入酶的非水相催化、酶分子定向进化及核酶的研究及应用等新内容。在教学中融入一些文献资料补充扩展教学内容，使教学内容更加丰富，关注酶学的应用与研究前沿。

二、运用理论联系实践的酶工程教学方式

酶工程是一门理论联系实践很强，又很抽象的学科。根据这一特点，在教学方法改革中，充分体现理论联系实践，调动学生的积极性。突出教与学的密切结合、教学与研究的密切结合、课内与课外的密切结合[3]。

（一）理论课增加互动

在介绍理论知识时，从身边教师科研中的一些酶学案例开始或先提出学生感兴趣的问题，例如在介绍酶分子修饰前，先让学生查阅哪些酶作为药物使用具有较好的疗效，同时天然的药用酶在临床使用时有哪些不良反应、如何解决等。引导学生积极思考，调动学生的积极性，使学生由“被动地学”变成“主动地要学”；同时启发他们多提问题，多查阅相关文献，并组织分组讨论等。这样的授课方式不仅能增强师生之间的“互动”，还能培养学生独立思考、分析解决问题的能力。

（二）实验课与理论课密切配合

整合、更新酶工程实验课内容，充分体现酶工程现有技术手段，如卷心菜中过氧化物酶热稳定性测定的实验涵盖了细胞的破碎、酶的分离提取、酶活力测定的原理、酶残余活力测定、热稳定性测定等多个知识点及相关实验技术，进一步巩固基本理论知识，训练学生基本操作技能。通过开设综合性、设计性实验，让学生熟悉酶学研究的基本思路、方法和手段，锻炼学生开展酶学研究的能力。

（三）增设开放实验室项目与创新创业课题

传统观念中，只有研究生阶段才能进入实验室，参加科研活动。在黑龙江大学面向全体探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式的背景下[4]，积极申报开放实验室项目酶学研究课题，鼓励学生申报酶技术相关的创新创业项目，吸纳学有余力或有志于科研的学生进入到实验室，将酶工程专业实践教学与创新创业教育相对接，缩短学生学习理论知识与实践的距离，形成了良好的专业知识指导实践，实践促进专业知识学习的良性循环，学生逐步完成“我应该学”到“我要学”的这一转变过程。同时锻炼了学生独立设计实验方案、实施等从事科研的基本能力，激发其科研热情及学习潜力，培养其创新意识，锻造其坚忍不拔的科研精神。

三、注重多媒体辅助教学手段的应用

生物技术飞速发展，面对日新月异的新技术、新成果，如何提高有限的教学时间效率，增大课堂容量，是酶工程课程的重大挑战之一。

（一）采用多媒体辅助教学

酶工程内容具有抽象性、复杂性。在教学中，借助文字、图像、动画和声音相结合的方法来传递信息，是解决授课抽象难懂的一种快捷、有效的教学手段。在课件制作中，精心策划和组织文本，做到层次分明，重点突出，文字精练。合理使用图片、动画等资料，适时、适度，使教学内容直观、形象，学生能够愉快地接受知识，增强对知识的理解和记忆。在课堂上，也邀请学生作5-10min的幻灯片汇报，内容可以是其开放实验室的研究成果、综合设计试验结果，也可以是国外酶学研究论文。引导学生积极参与学习，而非被动接受知识。

（二）充分利用校园网资源，发展网络教学

在网络教学资源库中，上传教师的教案、教学周历、课件、教师授课的录像等教学文件，使学生在课下仍然可以自学酶工程课程；同时链接相关网站，方便学生直接查阅酶工程的最新研究状况。

四、考核方式以理论为本，突出实践及动态学习能力

为了改变以往学生突击学习应付考试的状况，课程加大考试改革力度，取消“一张卷定终身”的做法。酶工程课程成绩由四部分组成：期末笔试55分，实践教学20分，读书工程15分（开课时布置要读的科目、文献等），课堂专题讨论10分。笔试试卷题型多样，引入综合题、设计题，引导学生全面掌握酶学基本理论和概念，不猜题，不死记硬背。读书工程、课堂专题讨论培养学生查阅科研论文，总结归纳，得出结论的能力。实践教学体现了学生对酶学手段的掌握程度。四部分体现了学生基本理论知识掌握程度，酶技术及研究手段的掌握，酶学研究与应用领域的动态学习及动向捕捉能力，衡量了学生在从课本到理论前沿，从理论到实践的学习过程中的表现。引导学生以课本为本，理论联系实践，关注酶学前沿和知识更新。

五、加强双语课程建设

在全球经济一体化，酶工程学科发展迅速的背景下，学生走向工作岗位时，要面临适应日新月异技术发展的考验。学生应该熟悉酶工程专业英语，能够熟练阅读仪器的英文操作界面及说明书；具备获取国际最新酶工程技术信息内容的英文材料是学生重要的基本素质。培养受教育者形成“双语、双文、双能”的素养[5]。

为实现上述培养目标，采取以下主要措施。

第一，在中文教材的基础上，选择英文教材如《Fundamentals of Enzymology》等为参考，同时查阅国内外酶工程最新研究成果，经过整理，不断为学生提供与中文教材章节相匹配的英文参考资料，作为学生双语课程学习的阅读资料，在教学过程中逐渐完善酶工程英文教学内容。

第二，在课件等辅助手段的建设上，专业术语要清晰、明了。酶工程双语课程教学课件以英文为主，针对学生的英文接受能力，课堂讲授时可以使用中文将主要知识点、概念表述清晰，以便学生能够准确把握知识点，同时介绍英文术语和英文定义，要求学生掌握英文术语，了解英文定义。

第三，搜集整理国内外权威期刊、书籍上的文章，从教师搜集整理，逐步过渡到学生能够自行查阅资料，下载所需内容。从教师提纲挈领总结文献研究内容及研究意义，逐步过渡到大多数学生能够对所获得资料进行点评。整理积累能够体现酶工程技术发展趋势或先进实验室或机构的研究内容，逐步消化吸收，成为后续课堂教学内容。

第四，在教学方式上，结合学生实际情况，不断调整中英文教学比例。学期初，选择难度适中的英文参考文献和教材，同时与学生在本课程双语教学方面进行沟通，明确教学目标，动员学生学习新知识，调动他们攻克难关的积极性。帮助学生逐渐适应英文教学环境，在教学过程中逐渐增加英语教学内容，调整双语教学速度，增加课件中的英文比例。

通过对酶工程课程教学内容的梳理，改革后的酶工程课程体系融入新的酶学分支，以适应现代生物技术发展；通过教学方法、考核方式上的改革，使学生掌握现代酶学技术研究手段，扩展了学生国际化视野，培养学生学习国内外酶学前沿知识的能力及创新能力，体现教学和科研相结合的人才培养模式。本课程的改革与实践获得了学生普遍好评，在历届评教过程中均名列前茅。在考核、评价体系中引导学生不但学习酶工程知识和技能，同时培养学生相互学习、自我完善及追求卓越的思想、情感、意志和品质[6]。

参考文献：

[1]袁贵仁.把提高质量作为高等教育改革发展的核心任务[J].中国高等教育，2010，（11）.

[2]钱国英，王刚，徐立清.本科应用型人才的特点及其培养体系的构建[J].中国大学教学，2005，（9）.

[3]刘智运.创新人才的培养目标、培养模式和实施要点[J].中国大学教学，2011，（1）.

[4]张政文，田刚健.面向全体 探索以创新意识培养为主旨的创业教育模式[J].中国高等教育，2010，（12）.

[5]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学，2007，（2）.

[6]陈吉宁.大学不在“大”而在“学”[J].清华大学教育研究，2012，（3）.

收稿日期：2013-09-17

第3篇

【关键词】现代教育技术；生物工程；多媒体课件；网络课程；仿真实验；应用

生物工程专业课包括发酵设备、发酵工厂设计、发酵动力学、酶制剂工艺学和发酵工艺学等课程内容。而发酵工艺学课程还包括氨基酸工艺学、有机酸工艺学和抗生素工艺学等课程。随着现代化教育信息技术空间的日益拓展，以计算机为核心的教育技术的应用已成为2l世纪教育的主流。如何迎接现代科学技术的挑战，培养具有自主学习、创新精神和实践能力的高素质人才已成为高等教育改革和发展的首要任务，以信息技术为基础的现代教育技术在高等教育改革中的作用将越来越重要[1]。

1　现代教育技术在生物工程专业课教学中的必要性

现代教育技术是以现代信息技术为支撑，以现代教育理论为基础，以系统科学理论为指导，以教学过程和教学资源为研究范围，以实现教学过程优化为最终目标[2]。与其他新技术一样，现代教育技术的应用，对教育产生了强烈的冲击波。尤其是多媒体、网络、人工智能、远程通讯等技术的应用，不仅更新了教学方法和教学手段，更重要的是对传统教育理论和实践产生全面的挑战。

专业课教学是培养学生专业素质和实践创新能力，综合运用基础课和专业基础课知识的重要阶段，直接为学生就业工作做准备。对于工程技术类的学生而言，积累本专业知识的同时，更为重要的是实际工程技能的训练。多年来，生物工程专业课教学中一直存在着以下问题：

（1）就教学内容本身而言，生物工程专业课理论性强，教学难度大；内容多，概念抽象，公式推导复杂，知识的融合面广(涉及高等数学、物理学、物理化学、工程制图和化工等)；运算过程长，公式多，经验系数多；教具少，缺少形象化教学，尤其是设备部分，价格昂贵，难以建立工艺实验；实践性强，无论是基础理论还是工业设备都离不开生产实际。

（2）就科学技术发展而言，随着生物科学的快速发展，与之相关的许多学科、特别是最为密切的生物工程领域的许多研究方向得到了突飞猛进的发展，诸如：生物反应工程、生物分离工程与技术(生物工业下游技术)、酶工程、生物生产工艺等；其研究手段更加先进，涉及的领域更为宽广，研究的内容更加丰富。这对于生物工程专业的教学，提出了更高的要求，须不断地将新工艺、新技术和新的理论研究成果充实到教学内容中。

（3）就教学方法和教学手段而言，在传统教学的教学中，教师讲，学生记，教师问，学生答的方式，学生是被动的外部刺激的接受者即灌输对象，这种教学方法学生的参与面，参与程度，实际上难于达到施教者的初衷。而且教法单调、教师费力、费时，学生却感到抽象，不易理解，教学效果差。另外由于受时间、空间及经费等限制，学生很难亲临现场观察。

针对工科专业课程的以上特点，传统的“黑板 + 粉笔”教学模式无法满足现代教学需要，学生也难以掌握相应的教学内容。现代教育技术的兴起和现代教育媒体的涌现，为解决生物工程专业课教学面临的困难和问题提供了新的思路和方法。为此我们认为，在生物工程专业课的教学中，应该充分利用现代教育技术，在课堂中使用多媒体教学，课后使用网络课程，在实验条件不足情况下采用仿真技术，建立计算机仿真实验室。只有这样，才能更大满足对生物工程专业课教学的要求，培养学生自主学习的能力和创造精神，从而提高学生综合素质。

2.　多媒体课件在理论教学中的应用

计算机多媒体教学课件，以其丰富、多样的信息承载形式，灵活、方便的交互特点，将越来越多地应用于教学之中。传统的利用黑板模式的教学方式，针对于生物工程专业课教学，面对有众多学生，教师资源和学时数有限的情况，已经非常严重地影响了教学的效果，需要利用先进的多媒体工具进行改观。

几年来，作者将全部教学内容设计、制作成多媒体教学课件并投入到理论教学当中。实践证明，设计合理，加工细致、使用得当的多媒体课件用于教学，效果较好。

2.1　采用多媒体课件教学，有利于分析归纳教材内容，重点突出。

生化工程专业课程涵盖的内容很多，比如《发酵工艺学》课程内容就包括抗生素、微生物酶制剂、氨基酸发酵、有机酸(柠檬酸、乳酸)、多糖发酵生产工艺和丙酮丁醇发酵的生产工艺等等。这些内容中的绝大多数本身就可以单独作为一门课程进行讲授，如果全部介绍，课时肯定不够。但是，如果采用多媒体课件教学，在设计课件脚本时，可以对课程内容进行分类和归纳，并选择有代表性的知识作为授课重点内容。为此，我们把以上所有发酵生产工艺中的共性部分独立出来，设计出这样一条课件制作主线：工业微生物基础淀粉制糖工艺培养基配制和灭菌无菌空气的制备培养基中氧的供需和传递生物反应器发酵工艺控制发酵染菌的分析和防治动植物细胞大规模培养生化产品的分离和纯化生化生产工艺实例。而对于其他相关内容仅仅布置自学提纲，使同学们通过举一反三和触类旁通的方法进行学习。我们在讲授具体工艺内容时，对同学们已掌握和了解的内容不再重复讲授或仅要求同学们复习相关的章节，这样就避免了不必要的重复，突出了本课程的重点。

2.2　巧妙使用课件制作软件，充分调动学生学习兴趣

生化工程专业课内容多，有些内容学生无法实际观察，比较抽象，而利用多媒体技术可以清晰地呈现这些教学内容，从而突破客观条件的限制，使学生容易理解和掌握这些知识。可以利用优秀课件制作软件如PowerPoint制作幻灯片、Flash制作二维动画、3DMAX等制作三维动画。这样制出的教学课件在教学中的应用，不仅可以使抽象的理论具体化、形象化、直观化，而且还富有趣味性和感染力，可以充分吸引学生的注意力，也便于学生将感性认识上升到理性认识，帮助学生对教学内容进行理解和掌握，充分调动学生学习兴趣。

如《发酵工艺学》这门课中，最重要、最核心的设备是发酵罐，为了在授课时更加形象生动，学生更好接受课本内容，我们采用Flash软件把发酵罐做成能播放的动画“元件”。这样，在讲授各个章节课件时，当有涉及到发酵罐内容时，就可直接调用它，非常方便。再如在《发酵工艺学》课件制作中，用PowerPoint 作为操作平台，在课件制作时利用工具栏中的“图片”工具栏，利用自选图形中工具，可在幻灯片制作过程中使用各种不同自选图形，把复杂的工艺过程绘成流程图，这样使得讲授内容条理更加清楚，系统性强，可以大大节省时间，学生容易接受。这样以生动的图像、图片及流程图将有关内容展示出来，使学生一目了然，容易建立起工业设备或工艺流程的空间概念，这样做不仅有助于学生对所学知识的理解，而且有助于学生增强自信心，培养对专业的兴趣。

2.3　有利于化学公式推导以及工艺流程图的演示

生化工程专业课程化学公式多，工艺流程图复杂，教学难度大，传统的教学往往不利于公式推导的过程工艺流程图的演示。这方面的教学也是一个比较容易使学生陷入学习困难的地方，是很多教师比较头痛的教学部分。但是如果合理地运用成熟的办公软件对公式和工艺流程图进行处理，更多技巧的运用可以让多媒体教学发挥传统黑板教学推导公式和演示工艺流程图时不能达到的效果。比如：(1)利用办公软件的动画功能就可以设置公式演算和工艺流程图的慢放效果或者手动放映效果，使公式或工艺流程一步一步演示出来，或者在教师操作下演示出来，这样，教师在教学过程中如同书写到黑板上一样有步骤、有时间顺序，留给学生思考的空间。(2)为了强调某个部分与下一个步骤的联系，可以用颜色效果或者箭头来表示内部联系。(3)对于学生不容易理解的步骤，可以任意回放重新演示，并且在需要讨论的地方暂停讨论。

多媒体作为现代化教学的一种手段，在优化教学过程，激发学生创造性思维，提高课堂教学效果，有效地实施素质教育方面起着重要的作用。应用于课堂教学的计算机多媒体技术，作为一种先进的教学辅助手段，和以前传统的“黑板 + 粉笔”教学模式相比，有着无可比拟的优势，能够取得以前传统教学辅助手段（模型、地图和挂图）所达不到的效果。由于采用多媒体教学，明显提高了教学质量和效率，促进了生化工程专业课的教学改革。

3　网络课程在辅助教学中的应用

在信息技术飞速发展的今天，传统的黑板和挂图(含幻灯片、胶片投影)的教学手段已无法适应当前教学内容大信息量和更新周期短的需要，多媒体教学课件的使用，也只能满足有限的课堂教学的需求。

为适应时代的发展，笔者自2003年以来，首先把生物工程专业课之一的主干课《发酵工艺学》课程制作成适合在网络上运行的网络课程，并作为辅助教学使用。在教学时，采用网上教学和课堂教学相结合的方式，其中课程中的基本概念、重点和难点采用课堂教学，在多媒体教室上课，课程作业、课堂讨论、在线答疑和理论考试等放在网络上进行。经过二年多的实践，已经初步取得成效。

网络课程内容主要由以下三部分组成：（1）教学信息呈示部分。这部分主要是向学习者介绍学习这门课程应有的知识准备，通过学习达到的学习目标以及学科的知识结构等。栏目主要包含：教师风采、课程建设、理论教学、实践教学、课外学习等，在主页面上设有教学公告栏，使学生能在第一时间知道本课程的教学信息，并在课外学习栏目中补充了大量的新技术、新成果等资料，供同学们在网上自由学习。（2）网上交流部分。这部分主要是为师生或生生交流提供“阵地”的。主要栏目包括课堂讨论、网上答疑、学习讨论、师生信箱和任课老师值班时间安排等。（3）评价系统部分。包括对学生在这门课程中的考试与作业的评价、对学习过程参与度的评价、对教师的评价及专家对课程系统的评价等。

在具体的教学过程中，通过网络课程的使用，学生可以采取多种学习方式：

（1）资源利用式，即学生可以通过网络课程上提供的相关链接，获得教育教学网站上丰富的学习资源，查询并下载自己所需要的信息资料，包括各种生物学知识、观点和最新的生物学成果等。比如，生物引擎网网址bio-engine.com，中国科学院科技文献全文数据库系统网址lcc.icm.ac.cn/fulltext/database.html，科学数据库网址cnc.ac.cn，生物科技在线网址monsanto.com等。

（2）协商合作式，协作式学习是网络教学的最重要特点，也是最重要优点之一，学生通过网络上的课堂讨论、网上答疑、学习讨论栏目，可以进行讨论、交流，而且还可自由发挥、自由想象，因此能集思广益，便于多种不同观点的碰撞与交流，能在较短时间内使参加讨论的同学对同一复杂问题，获得多方面的较为深入的认识，这对于事物的复杂性和培养辩证思维、发散思维，无疑有很大好处；

（3）自主发现式，即借助网络资源，通过比较异同点，发现问题，主动探索的学习。比如学生学习课本第十章发酵过程的工艺控制之后，学生通过比较发酵生产的三种培养方式（分批培养、补料分批培养和连续培养），找到了异同点，学生对内容的分析和归纳，不但很快得找到了知识，通过查阅相关资料还进一步发现，在实际生产中，人们一直极其重视微生物、动植物细胞的改良和新产品的开发，而忽视了探求改进生产工艺和改善工业生产设备的工艺研究。学生通过查阅相关资料，发现工艺的改进将会在很大程度上改善产品的质量，提高生产效益，起到上游过程无法实现作用，也充分认识到工艺的研究和优化显得更加重要。

同传统课堂教学课件相比，网络多媒体教学课件与其有许多相同之处，也有不同的地方。许多同学在与网络接触之后，学习兴趣更加浓厚，求知欲望异常强烈。在通过网络扩展了知识外延的同时，学生们真正体会到了“学然后知不足”的深切内涵，进而确定了终生学习的思想。因而，我们应根据网络教学特点，认真研究网络教学对课件的要求，把握网络多媒体教学课件设计、制作原则，力争制作出高质量的网络课件。

4、计算机仿真技术在实验教学中的应用

实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力十分重要，而实验素质和技能的提高必须通过实验教学的各个环节来实现。但专业实验不同于基础实验，大部分实验操作是综合性大型工艺实验，要建立一个比较完善的生化工程专业实验室，投资较大，如购买一套70升全不锈钢中试发酵罐及其控制系统等较为完备的实验设备，投资就得上百万；另外，传统实物实验要受实验室的自身条件，如仪器设备的种类、状况、成套数及器材消耗等因素的限制，在规定的时间和空间内有选择性地开设综合设计性实验往往存在较大难度；第三，如果专业实验开设数量有限，实验内容更新缓慢，就难以适用现代科学技术的迅猛发展，不利于学生研究设计能力和创新能力的培养。基于以上情况，我们建议把计算机仿真技术引入到生化工程专业实验中，建立生化工程专业仿真实验室。

与传统实物实验相比，虚拟仿真实验以软件为基础，用软件替代硬件实现了各种器件和电路的显示、数据读取、数据分析处理等实物实验只能用硬件完成的功能；同时实现了实物实验很难实现的数据编辑、存储、打印图表等功能，而且点击鼠标即可进行仿真操作，完整地模拟实验操作的全过程。随鼠标的移动，指示出实验装置的各个部件名称，便于了解实验装置的结构，使得学生实验变得更加灵活、简单而富有创造性。

在发酵工艺学课程的专业实验中，通过计算机技术建立模拟实验环境，可以设计许多仿真实验，通过输入必要的参数，或者通过学生交互操作 进行模拟实验 通过输入不同的参数 观察不同的实验结果，进行分析比较，可较好提高学生科学探究的能力。

以青霉素的发酵生产为代表，仿真一套完整的、与工业化生产完全相同的青霉素发酵、分离提取的工艺实验，在仿真实验过程中，将发酵过程中的各种参数的测定融合到具体的实验中。例如：发酵液中青霉素含量的测定、发酵液中还原糖含量的测定、pH的在线检测、发酵液中溶氧浓度DO值的在线检测、菌体浓度OD值的检测、菌体染色及形态观察等，要求学生从实验开始到实验结束，每隔一段时间出样一次进行各种参数的检测。最后根据实验得到的各种数据，结合学过的发酵工艺学的基本原理，对发酵过程中的各种参数的变化及出现的发酵异常现象进行具体的分析，并写出一份完整的实验报告。这样有利于提高学生分析问题解决问题的能力，对其它课程的学习也起到了一定的促进作用。

虚拟仿真实验改变了传统的学习观念，不仅为学生提供了一个开放式的实验平台，也为教师提供了一个优良的辅助教学平台，适合反映新技术新成果应用的新型实验，使学生更直观、灵活、自由地完成学习任务。但发酵过程是一种内在机理十分复杂的生化过程，实际上很难有一种数学模型对所有发酵过程进行准确的描述。为此我们认为，应该把虚拟仿真实验作为传统实验教学的完善与补充，把实物实验与网上虚拟实验、课堂教学与网上教学、实际考核与网上考核有机地结合起来，充分利用先进的计算机设备和丰富的网络资源进行网上虚拟实验教学，进一步提高实验教学水平。

5　结束语

每一种媒体都有自身的长处，对某种特定的教学和学习有效，不存在一种处处适用的全能媒体。同样，每种媒体又不可避免地存在局限性，不利于某些教学和学习。只有在某些特定的教学情境中，一种媒体会比另一种媒体更有效。现代教育技术作为现代化的教学手段，必须和传统的教学方法融为一体，多种教学媒体互相补充、协调统一，接教材的需要进行优化组合，才能发挥其优势，达到教学的最佳效果。另外，作为一名教师只有深入钻研、勇于探索、大胆实践，并不断学习和掌握现代教育技术，才能提高自己应用现代教育技术的能力，从而优化教学体系，提高教学质量。实践证明，现代教育技术引人生化工程专业课程教学中是高校实施教学改革，提高学生综合能力的有效途径。

参考文献

第4篇

人类社会的发展离不开对自然资源的需求和对环境的影响,因此自然环境与人类社会的发展步伐之间存在着相互制约的紧密联系。近年来日益突出的自然资源紧张和环境污染严重的问题严重影响了社会经济的进一步发展,社会各界都在寻求解决环境问题的新技术,现代化的生物技术为人类提供了崭新的途径,本文将对生物技术解决环境问题时发挥的重要作用予以讨论。

关键词:

生物工程；环境保护；技术应用

1前言

生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。

2我国自然环境面临的问题

我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。

3当前生物工程技术的特点

中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。

4生物工程技术在环境保护领域的应用

可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面:

(1)工业和生活废水的整治。水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢？利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。

(2)空气的净化。实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。

(3)对固体垃圾的处理。固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。

(4)利用生物技术维护环境。将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。

5结论

通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。

参考文献

[1]郭艳霞.论生物技术在环境保护中的应用.科技与创新,2015,21.

[2]刘彪.探究生物技术在环境保护中的应用及前景.房地产导刊,2015,9.

[3]杨宇蒿,王碧文.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展之我见.经贸实践,2015,4.

第5篇

（浙江中医药大学）

生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，其广泛应用于化工、医药、食品、农业、能源、资源和环境等领域，近年来发展迅猛，尤其为人类健康问题的解决提供了美好的前景。因此，国内不少高校纷纷新设生物工程专业，生物工程人才的需求也逐年增加。

浙江中医药大学于2003年9月首次招收四年制本科生物工程专业学生，这是在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业，没有现成的经验可以借鉴。我们根据本校的办学优势和国家对生物工程专业人才培养的要求，对中医药背景下生物工程专业特色建设以及人才培养进行了探索。

一 中医药院校生物工程专业的定位与特色

目前全国已有百余所院校开设了生物工程专业，浙江省共有9所院校开设了生物工程专业，而全国中医药院校中仅三所开设了生物工程专业。由于在师资力量、教学条件、科研方向以及专业设置先后等方面的差异，办学方向及专业特色也不尽相同。如有些院校以溶剂和有机酸的微生物发酵，或以核苷酸及其类似物的微生物发酵，或以酶制剂工业，或以微生物发酵生产抗生素，或以基因工程，或以食品发酵、加工酿造，或以微生物与环境保护等为主要办学方向[1】。

在专业定位这个战略问题上，必须扬长避短，走特色发展之路。浙江中医药大学具有在中医药领域深厚的办学积淀和背景，因此我校生物工程专业的特色定位是：充分依托和发挥中医药大学的办学优势，注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用，培养面向科研、生产、管理第一线的一流中医药生物工程复合型人才。专业坚持以工为主、理工结合的方向，充分发挥多学科交叉渗透的办学特色，加强实践环节教学，培养适应行业需求、社会经济发展的应用型生物工程技术人才。

注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用，是中医药院校生物工程专业建设的一大特色。现代生物工程技术已用于中医药产品的开发、生产、培育及研究等方面，包括中药生物发酵、中药内生菌的分离、中药生物转化、酶工程应用于中药提取、中药细胞工程、中药生化分离工程等。医药产业已逐步成为支柱产业之一，而生物技术成果约有60%是用于医药业。因此，现代生物工程技术不仅可以应用于中医药领域，而且前景广阔，办好生物工程专业也将更好地促进中医药院校的教学、科研发展。

二 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标

根据国家教指委的专业规范以及社会需求与各类人才的专业特点，在大量调研和充分论证的基础上，结合办学特色，研究确定了生物工程专业的人才培养目标是：培养出具备生物工程基本知识、掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和技能，能在生物技术与工程及中医药领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 ‘在培养方向上，既要培养学生掌握生物工程的基本技能、基本理论和基本知识，又要注重现代生物工程在传统中医药中的应用与交叉融合，注重工程技术素养的培育，注重培养具有中药发酵工程技术、中药活性成分分离工程技术、能将细胞工程、基因工程应用于中医药研究的人才，充分发挥中医药背景的优势和特色，培养出社会真正需求，并能在中医药领域发挥一技之长的复合型人才。

三 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式

建立科学的人才培养模式是人才培养的基础性工作[2]。围绕着培养具有中医药背景的生物工程复合型人才这一目标，我校生物工程专业加强课程及教材建设，突出实践能力的培养，坚持继承与创新相结合，注重特色项目的培育，重视中药发酵工程、中药酶工程、中医药基因工程等中医药生物工程技能的培养，这也成为了专业建设的一大特色。

1 实施课程改革，优化课程体系，注重中医药生物工程技术的培养

课程是教育的核心，课程水平决定了人才培养的水平[3]。生物工程专业在课程设置上以优化学生知识结构、提高学生综合素质为主线，注重其多学科交叉的特点。在广泛学习调研国内生物工程专业人才培养方案的基础上，根据国家教指委制定的专业规范要求，对现有的课程体系进行了整体优化和调整。为加强学生实践能力的培养，增设了工程类基础课程，并增设了实训环节，以更好地促进学生综合素质的提高。

我校生物工程专业在培养学生具备生物工程基本技能的基础上，注重中医药生物工程技术的培养，具有鲜明的中医药特色。除了开设细胞工程、酶工程、基因工程等通用课程以及工程制图、化工原理等工程技术基础课程以外，还充分利用学校在长期办学过程中形成的中医药学这一优势学科，开设了中医学概论、中药药剂学、中药复方药动学等课程。同时，在专业实验课中也融人了中医药相关的内容，而学生开放实验项目、本科毕业论文中与中医药相关的比例均高达50%左右。

2 选用优秀教材，编写特色教材，融合鲜明的中医药特色

教材建设是制定人才培养方案和课程设置必备的基础环节，教学内容和课程体系的改革必然反映到教材上[4]。制订教材建设规划，完善教材选用机制，以此保证教材选用的先进性及中医药特色。针对我校生物工程专业的特色，编写并出版了符合专业方向需要的中医药生物工程教材《生物与制药工程实验》，该教材既注重基础知识，又着眼于实用性及学科发展性，并结合了中医药特色的实验内容。这些实验内容在生物工程基本理论的基础上，注重中医药特色，对培养学生的动手能力和实验设计能力具有很强的指导性。

3 构建实践教学体系，强化工程能力、实践能力的培养

实践能力的培养是高等教育教学的重点和特点，实践教学不但是生物工程专业本科教学的重要组成部分，而且是培养具有创新精神和实践活动的高素质工程技术人才的重要环节。生物工程作为一门实践性及应用性较强的专业，不仅要求学生具备深厚的理论基础，还应具备较强的实践动手能力。因此在人才培养过程中，如何强化工程能力及实践能力的培养是—个非常重要的问题。

(1)积极推进实验教学改革

我校生物工程专业非常重视实验教学工作，在实验教学体系、实验教学内容、课程整合与优化、完善管理机制等方面进行了改革，以满足生物工程专业发展的需要。①在实验教学体系方面，实行多层次改革，对课程实验教学、学生参与教师科研、毕业设计实验、开放实验项目、企业实训教学、实验没计竞赛等多个环节进行优化，建立更完善的实验教学体系。②在实验教学内容方面，增加能更好地提高学生实践动手能力的设汁性、综合性实验项目，减少验证性、认知性实验项目，促进科研成果向本科实验教学内容转化，并根据学科发展更新实验教学内容，引入特色实验项目。③在课程整合与优化方面，对实验教学内容相关相承的课程，打破课程壁垒，进行课程整合，开设专业模块大实验，如将“基因工程”、“生化制药学”的实验课整合为“基因工程实验”，将“工业微生物学”、“生物工艺学”、“发酵设备”的实验课整合为“发酵工程实验”。“基因工程实验”将基因工程常用的实验技术串联起来，涉及基因克隆、菌种构建、工程菌的发酵、蛋白分离纯化、产品电泳与检测等环节，让学生在整个产品生产流程中了解各项技术，既有“点”、又有“面”，改变了过去实验课时少、实验内容孤立、交叉重复等现象。④在完善管理机制方面，建立开放式实验教学平台，通过该平台实现信息、师生交流、资源共享、实验管理等功能。

(2)建设特色实验室，加大实验室开放力度

我校生物工程专业建有生化分离工程、发酵工程、细胞工程、基因工程、化学合成和化工原理等特色实验室，面向全校开放。每年承担150余项开放实验项目供全校学生选择，内容涉及生物工程各个方面，通过这些实验项目可以提高学生的综合素质及科研能力。同时，根据学生的科研兴趣及就业方向，分不同专业方向，通过实行科研导师制、撰写论文以培养学生的实践动手能力和创新意识，如采用发酵工程技术培育药用菌（中药）、中药成分分离分析工程、中药制剂工艺、细胞工程、生物制剂等不同方向。

(3)注重实习实训基地建设，培养合格的应用型人才

通过学生实习实训基地的建设，改善实习教学条件，培养学生的工程实践能力。通过打通校企联系渠道，使企业全方位参与人才培养工作。除建立校内实训基地外，与多家校外具有中医药特色企业签订了合作协议，建立了校外实习实训基地。校企合作建立人才培养基地，为学生跨专业、跨学科、跨行业的社会实践提供平台，使企业中具有丰富生产实践经验的工程师作为专业师资的补充，为培养具有较强实践动手能力的生物工程应用型人才提供了有力保障。

总之，浙江中医药大学在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业，没有先进的经验可以借鉴。根据专业建设和人才培养的实践，探索出了现代生物工程与传统中医药交叉融合这一专业特色，并确定了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标。围绕这一人才培养目标，对生物工程专业人才培养模式进行改革，通过优化改革课程体系、编写选用特色教材、构建强化学生工程能力与实践能力的实践教学体系，最终形成了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式。这将为中医药院校生物工程专业建设和人才培养提供—个良好的理论支撑，也将为中医药院校其他非传统专业（传统专业指中医、中药等）的开设提供参考。

参考文献

[1]万海同．中医药院校中生物工程专业的人才培养模式与实践研究[J].中医教育，2010，29(4):4-8．

[2]官翠玲．医药院校市场营销专业人才培养模式之研究[J].，中医教育，2008，27(5):4-6．

第6篇

关键词：生物工程技术；生态环境；应用研究

引言

随着社会的不断发展，人类社会的生产能力在不断地进行提升。为了能够进一步地满足人们的日常生活的需求，在进行生产活动的过程当中对自然资源进行不断地采撷，进而出现了生态环境不断恶劣等一系列的问题开始出现，已经开始对人们的生存产生了一定的威胁。而生物工程技术对于改善环境资源，保护我国生态环境有着非常重要的作用。随着科学技术的不断发展，我国的生物工程技术水平也在不断地提高，并且已经取得不小的成果。而生物工程技术的不断发展，对于生态环境保护的作用也越来越明显，所以将生物工程技术有效地应用到生态环境当中能够对我国的生态环境保护起到很好的改善作用，进而促进我国的生态环境健康可持续的发展。

1我国生态环境存在的问题

近年来我国的社会经济取得了迅猛的发展，但是由于我国经济的快速发展，各个工业领域在大力发展的过程当中没有注重对于生态环境的保护，使得我国经济在迅猛发展的同时也带来了许多的环境污染问题。虽然这几年我国的相关部门开始对环境保护开始重视起来，对相关的生产企业提出了加强环保的严格要求，但是在实际的实施过程当中却并没有十分有效的效果，我国的环境污染的现状并没有得到好转。我国的环境污染问题当中，其中对生态环境造成严重污染的主要是工业领域以及农业领域，这两个领域对于我国的生态环境的破坏最为严重。工业领域在进行工业生产的过程当中存在着很多的肆意排放废水、废气等情况，对我国的生态环境造成严重的破坏，而在农业领域当中则是存在着大量使用化肥农药的现象，对我国的地下水环境造成了严重的污染。由于地下水体的污染，使得我国的许多城市都存在着用水缺乏的情况，根据我国的相关数据统计，我国已经有300多个城市的居民存在着饮用水缺乏的问题，在农村当存在缺水问题的农村人口已经冲破了一亿的大关，从中可以看出地下水污染的问题所带来的后果的严重性。除了饮用水的问题之外，现如今我国部分农村地区的耕地也出现“无水可用”的情况，使得我国农村的耕地面积正在大量的减少。

2应用现代生物工程技术的重要性

生物工程技术作为一门复杂的综合性学科，其中所包含的内容有很多。它是由多个学科进行交叉融合所形成的，其中包含了细胞工程、基因工程等等许多的学科和领域。生物工程技术当中的各项学科技术可以根据人们的实际需求进行有效的结合在一起，从而有效地应用到其中。比如说，随着现代基因技术的快速发展，使得形成了依靠现代基因重组技术以及发酵工程等各项技术的生物工程新技术。通过将生物工程技术应用到生态环境当中，形成了以生态环境为主体的环境生物技术。在对我国的环境污染治理过程当中应用环境生物技术可以取得非常不错的效果，对我国的生态环境进行有效地改善，有效减缓我国的环境污染问题。在对我国的生态环境污染治理的过程当中有效的应用生物工程技术比以往传统的环境污染治理技术有着更多的优势，并且与我国可持续发展的科学发展战略有着高度的一致性。

3生物工程技术在生态环境当中的应用策略

3.1解决化肥污染问题

对于农作物的生长来说，化肥是农作物在进行生长过程当中所必须的材料。通过使用化肥不仅能够很好地提高农作物的产量，还能够保证农作物在生长的过程不会被害虫所影响。但是由于我国农村在进行栽种农作物的过程当中对化肥的过量使用，使得我国很多的耕地都已经出现了土壤结板现象，对我国的土壤环境产生了非常严重的破坏。除此之外，由于在使用化肥的过程当中化肥过量的原因，使得很多没有能够被植物所吸收的化肥都流入到了地下水当中，进而对我国的地下水环境造成了非常严重的污染，使得我国出现饮用水不足的问题以及对很多湖泊的鱼类的生长产生非常严重的影响。还有很多没有被吸收的化肥由于挥发性进入到了空气当中，导致我国大气环境当中的氮元素的含量大大增加，不仅对我国大气层当中的空气造成了严重的破坏，害由于氮元素的原因使得很多的地方都会形成酸雨对我国的土壤等生态环境进一步地进行破坏。在对我国的生态环境进行治理的过程当中，有效减少化肥的使用量，解决化肥污染问题是当前主要的任务之一。而通过利用生物工程技术能够使用固氮技术来让农作物进行吸收空气当中所含有的氮元素，这样就不再需要对农作物使用大量的氮肥，从而有效减少对于化肥的使用量。举个例子来说，可以通过使用生物工程技术将其应用到小麦作物的根系当中，这样小麦作物的根系就能够自行去吸收空气当中所含有的氮离子元素来满足自身生长的需求。并且根据相关的数据显示，通过对小麦作物应用这种生物工程技术使得小麦作物的产量提升了百分之十五左右。这样不仅能够有效解决对农作物过度施肥导致化肥污染严重的问题，还能够有效地提高农作物的生产产量。

3.2解决农药污染问题

在农业生产当中对我国的生态环境污染严重还有一个就是在对农作物和植物进行病害虫治理。因为在对农作物进行病害虫治理的过程当中需要对农作物使用大量的农药产品，这些大量农药当中都还有对生态环境有害的有机氮和有机磷，会对我国的地下水环境和大气环境造成严重的污染，进而对人们的身体健康也产生了一定的威胁。对于解决农药污染的问题，通过使用有益昆虫和微生物防治技术来对农作物的病害虫进行防治，有效减少对农药的使用。使用微生物防治技术不仅能够在对农作物的病害虫治理当中起到非常好的治理效果，并且不会像使用农药那样对土壤环境和空气环境造成严重的污染。并且在近年来基因技术的不断发展，现在已经有了高效杀虫生物技术，能够将以往传统的农药杀虫技术进行完美地替代，进而就能够很好地解决农药污染所带来的环境问题。

3.3提高环境监测质量

在进行生态环境治理的过程当中，可以应用生物工程技术在对我国的生态环境进行有效的监测。比如在监测我国的土壤、水质质量的过程当中可以采用生物传感器技术，能够取得很好的效果。生物传感器技术所主要应用的技术核心是将固定化微生物技术和电化学工程技术进行有效结合，从而能够对土壤等环境进行有效地监测。该生物工程技术所具有的特点就是灵敏度高、准确度高。在对土壤等环境质量进行监测的过程当中能够非常敏锐地发现其中的变化，并且所测得的数值也具有非常高的可靠性。在对生态环境进行治理的过程当中能够提供非常准确的数据和基础，为后续的治理策略提供方向。在最近几年来，我国环境污染的生物监测技术取得了巨大的发展，使得我国对于环境监测的质量得到了进一步的提高。随着生物工程技术的不断发展与更新，其在我国的生态环境保护当中所起的作用将会越来越重要，对于改善我国的生态环境，提高我国居民的生活质量有着重要意义。

4生物工程技术在生态环境当中的展望

生物工程技术在对于生态环境的治理上有着非常重要的作用，它不仅能够在对于生态环境的监测上起到很好的作用，对于生态环境污染治理以及有效减少环境污染也有着非常重要的作用。所以在未来的生态环境治理过程当中，为了能够更好地利用生物工程技术来实现对于生态环境的保护，需要对生物工程技术在生态环境在未来的发展进行有效的规划。首先需要从我国生态环境的实际状况入手，根据我国生态环境的实际发展情况来制定完善的规划方案来有效地改善我国的生态环境质量，来缩小与其他国家在生态环境治理上的差距。其次是需要加强对于生物工程技术在生态环境应用的人力物力投资，只有加强对于生物工程技术的投资才能够更好地促进生物工程技术的发展与更新，在生态环境的应用当中才能够更好地体现其技术优势。在这个过程当中还需要注重对生物工程技术人才的培养，对于任何一项科学技术来说，人才培养都是非常重要而且必要的。只有储备足够多的科学技术人才，才能够更好地促进其科学技术的发展，科学技术人才才是其发展的根本。

第7篇

关键词：生物工程技术；药用资源；中药材

所谓生物工程技术就是以生物学的理论和技术为核心组成部分，并且融入了化工、机械以及电子计算机等现代工程技术，能够完美地操作分子生物学的成果，以此来制造出大批的有用代谢产物或体现出特殊生理功能的全新产业。在全球范围内，中国的药用植物资源是最为庞大的国家之一，然而随着发展的深入，使得我国对于药用植物的需求不断增长，从而出现了药用植物资源稀缺的现象。

1 中药材的种植

在我国中药培育具有着很长的一段历程，在起初的一段时间内，基本上都是培育较为珍贵的中药材，但到20世纪80年代后，就实行了大批量对中药材相关的培育工作。2000年，我国逐渐实现并开展了GAP工作内容。现如今，我国大部分区域都依次建立起了多样化的培育基地。我国中药材种植培育基地基本上可以分为3个类型：（1）大型中药企业所创建的种植培育基地。（2）具有丰富中药材种植培育经验并且保存至今的基地。（3）农场化的中药材种植培育基地。事实证明，中药材的种植和培育工作，必须结合着科学技术进行开展，才能够对中药材的品种择优、种质的评价以及培育工作有一个良好的体现。传统的培育方式过程较长，而生物工程技术的融合，能够在一定程度上缩短时间上的限制，还能够有效地推动中药材的野生抚育。野生抚育基本上可以分为2种类型：（1）针对现有的培育技术和方式还不够完善的品种。（2）已培育的药材综合性状远低于野生的药材。野生抚育中药材，能够取得最大程度的经济效益，并且不会打破原本的生态环境。

2 生物工程技术生产药物植物的优质种苗

在对中药材进行种植培育工作时，如果运用较为传统的培育技术和方式，不能够有效快速地培育出大批量的优质品种，但是通过生物工程技术，就能够在此问题上得到相应的改善。运用生物工程技术中的快速繁殖技术，就能够实现快速生产优质种苗的目标。在运用生物工程技术种植培育中药材过程中，基本上有着2种较为合理的方法：（1）利用药用植物的外植体来引出愈伤组织。（2）利用体细胞胚的途径。当然，在对中药材进行培育的过程中，还应该特别重视几个关键要素：（1）外植体要进行择优处理，挑选出具有活力、有效成分高的来开展相关的愈伤组织的诱导。（2）选择适合中药材生长的环境和土质来对种苗开展地上部分和根的诱导。（3）栽培出的种苗向土地中的过度转移问题。从目前情形来分析，我国中的降香资源非常紧张并且严重缺失，基本上只能通过海外进口来满足需求。然而海南洋浦生物工程公司利用组织培育的模式孕育出了大批的降香种苗，并且在通过温室对种苗进行了相应的提炼，并使其生长到一定程度，成功地将其转移到外界进行野生抚育工作。降香的成功经验也推动了其他药用植物资源发展。生物工程技术已经被大范围的运用到各个领域中，在农业生产中也得到了相应的运用和推广。

3 生物工程技术生产中药的活性成分

最近几年中，大多数的中药材基本上都是由药厂开展相应的提取分离，并且相应地制造成中药提取物，而且有大部分中药提取物被出口至国外，从而使得大批中药材资源出现了严重缺失和损耗。通过熟练地运用生物工程技术，能够大量地获取药用植物中的活性成分，在进行较大范围培育工作下，能够显著地节约成本。

4 结论

生物工程技术在药用植物资源上的合理开展和运用，有利于保护濒临绝种的药用植物，对我国中医药的发展存在着决定性的意义，不仅仅是药用资源的核心模式，还对中国以及全球范围的中医药发展提供了相应的保障。

参考文献

1 高文远，肖培根.生物工程技术与药用植物资源保护[J].中草药，2008（7）

2 周选围，陈文强，邓百万，王智，彭浩，林娟.生物技术在药用真菌资源 开发与保护中的应用[J].中草药，2005（3）

第8篇

【关键词】 生物 工程技术 环境保护

当前生物技术包含了新兴生物技术以及传统生物技术。传统生物技术是通过使用细胞工程、基因工程乃至人工改造生物等方式完成物质生产及新兴技术的处理。现代生物技术在环境保护中的应用，显著提升了环境治理的能力，对环保技术的推广十分有利。

1 我国自然环境中的问题

随着经济的不断好转，我国在工业生产中投放了较大的人力及财力，令我国经济迅速增长。不论通过工业生产还是居民消费能力，均获得了显著的成效，可是这些发展严重影响了自然环境。在解放初期，工业能力十分落后，运用的机械设备较为落后，技术水准也无法与发达国家持平，我国工业生产均为高能耗生产方式，大量的生产耗费了我国的自然资源，在发展当中，技术能力逐步追上发达国家的脚步，可是保护自然环境的意识依旧未在百姓心中根深蒂固，经济发展依旧在原本方式中进行，不论作为工业生产还是农业生产，均会严重影响到环境，在遭受人为破坏后，诸多特有的稀有资源均会枯竭，自然环境让人们逐渐意识到，无节制的开发以及破坏会对社会的发展节奏造成影响。所以我国开始执行可持续发展的战略目标，把经济发展以及环境保护相融合，实现共同发展，在确保资源的前提下，强化治理环境污染工作，且寻求出可以替代的能源，确保人类所依赖的环境变成社会长期发展的保障[1]。

2 生物工程技术的特点

我国当前的环境污染状况因为历史遗留问题诸多，并且现代化生产以及生活排放量较大，令环境保护治理工作难上加难。现代化生物工程发展为环境保护工作给予了全新的路径，也因为近些年生物工程技术在环境污染治理中获得了诸多成绩令其收到了重视。生物工程技术透过运用生物制剂把污染物从环境内进行分解和清除，在这一过程里不具备二次污染，并且获得良好的处理，其应用价值十分重要。通过环境系统分析，生物工程技术引用的生物制剂，对环境造成了一定的影响，透过对总体生态环境失衡的协调，令环境获得保护，所以环保功效十分明显。生物工程技术十分灵活，可以依照各种污染物的特征，融合基因工程的先进技术有目的地进行治理，而且从实践中完成可持续发展的保护，逐步在环境保护以及污染治理中展现出良好的优势。

3 生物工程技术在环境保护中的应用

3.1 生物技术在水处理中的应用

生物技术可以改善水体质量，并且能够进一步治理水源的污染。在改善水体质量方面，大量运用了生物技术。污水内具有诸多有毒成分，其中具有较多复杂的物质。运用微生物本身的新陈代谢等方式，可以把水体内的一些有毒物质排除，以此令水体内的有害物质变成无毒物质，令水体获得净化。固体化酶技术则成为运用最为普遍的一种污水处理技术，大多透过物理或化学等方法将水溶性酶与固态不溶性载体相融合，以此把酶变成无法溶于水却依旧具有催化活性的衍生物，以此有效处理污水内的有机污染物。

3.2 生物技术在废气净化中的应用

生物技术已经长期使用在水环境治理当中，可是在废气治理中时间较短，研究也十分有限。在20世纪80年代末，生物技术在工业废气净化中的运用已经变成诸多学者分析的重要所在。目前较为成熟的废气生物处理方法与传统处理方法对比，具有诸多优点。

3.3 生物技术在固废处理中的应用

固废指的是城市中的生活垃圾、污泥乃至工农业的生产废物等。通过生物技术，可以把固体废弃物通过无害化、资源化、减量化进行解决，以便令其可以用在农业生产当中，以此真正变成以废为宝。通常生活垃圾堆肥工艺能够分成好养堆肥以及厌氧堆肥两种，而当前最为推崇的则为高温好氧堆肥工艺。透过高温好氧堆肥工艺获得的腐熟肥料可以将土壤进一步改良，提升肥效，令城市生活垃圾资源化，最终保护环境。

3.4 生物技术在土壤污染治理中的应用

在治理土壤污染时，生物技术大多使用在修复重金属污染当中，也就是通过微生物乃至植物的作用，净化和消减土壤内的重金属，从而减少毒性。透过生物作用，将土壤内的重金属变成化学形态，以此令重金属固定或降解，透过生物吸附的方式，提升有机质的含量，令生态结构获得改善，从而对土壤的固定尤为有利，以免水土流失。

4 生物技术在环境保护中的前景

4.1 微生物脱硫技术的研发

煤在燃烧时会排除诸多有毒气体SO2，对空气造成污染。假如通过微生物将煤中的无机硫以及有机硫脱去，则能够良好控制煤在燃烧时排放有害气体。日本已经透过运用氧化亚铁硫杆菌将H2S脱除，并且脱除率为99.99%。在处理燃煤r，可以把微生物脱硫技术以及浮选工艺相融合而完成煤与黄铁矿的分离，实现清除或减少燃煤排放SO2。并且，微生物还能够使用在石油的脱硫当中。微生物脱硫技术和高活性脱硫菌种的研发及培育，结合清洁技术的分析将会备受瞩目，并且也会变成处理原煤燃烧产生SO2污染的最佳方式[2]。

4.2 其他技术开发

（1）水污染治理工艺需要持续完善。好氧及厌氧工艺相融合、无公害化的生产工艺过程乃至特殊功能的微生物培养分析等层面成为未来需要努力的方面。

（2）研发难降解污染物处理技术。医疗废物、橡胶制品以及塑料等一些均为难降解的污染物，研发这些技术成为当前生物技术发展的一个主要方面。

（3）生物传感器的研制。生物传感器能够自动执行连续监测，分析环境污染的发展形势，探寻环境内的污染物变迁乃至降解规律，查询出污染物突变的原因，了解污染物的来源，以此令环境检测更为灵敏、便利。

（4）与其他技术的结合。生物技术的发展无法脱离科学技术，与其他相应科学技术的融合能够提升处理的效果，提高处理的效率。

5 结语

生物工程技术在环境保护中的应用，显著提升了环境的治理能力，提升了环境保护，减少了环境污染。在生物工程技术的深入下，生物工程技术会愈发醇熟，在环境保护中的应用也会愈发普遍，必定会加快城市的健康化发展。

参考文献：

第9篇

【关键词】生物工程 信息化技术 应用 发展

1 信息化技术

1.1 信息化技术的概念

信息化技术是充分利用网络技术和计算机技术来实现对图像、语言、视频和数据等一系列以各种各样形式存在的信息的收集，然后对这些信息进行相关处理，存储等，信息化技术在各行各业中都有涉及，并且能够在很大程度上提高行业效率，信息化技术的主要特征是无胶片化、充分利用网络。

1.2 信息化技术的优势

充分利用信息化技术，对于一些需要处理大量数据的工程来讲，传统的方式都是依赖于人工对数据的处理，在这个过程中很容易出现人工错误，工作效率不高，而利用信息化技术去进行数据处理能够在很大程度上减少人为错误的发生，大大提高数据处理效率，加工工程的进展；信息化技术还能够涉及到人类很难涉及的领域，可以说信息化技术是人类某些项目工程发展的得力助手，对于现代科学技术的发展，要充分利用信息技术所带来的优势能够加快科技的发展，有利于国家科学技术水平的快速提高。

2 信息化技术在生物工程建设中应用的必要性

生物工程的兴起阶段是在上个世纪，是一种新兴的高科技工程，并且生物工程的综合性非常高，生物工程在兴起时就有着自己明确的发展方向和存在的意义，所以这就注定了生物技术是备受生物学界和科学界关注的工程，伴随着科学技术的不断发展，生物工程迅速发展成为一项高科技技术可以说在生物工程的建设过程中仅仅依靠现有的技术，不充分结合信息化技术是根本无法实现的。

生物工程是一项非常严密的科学技术，它主要是充分利用一些生物体或者对其进行特殊改造然后制造出新物种的技术，生物工程技术的基础是生物学，但是仅依靠书本上的理论知识根本无法实现生物工程的建设，它在建设的过程总必须结合各种先进的设备、仪器，充分利用信息化技术，然后在结合生物学中的近代分析生物学、细胞生物学等研究生物结构得到新物种，所以生物工程的建设离不开信息技术。

3 生物工程建设中信息化技术的应用

生物工程技术在建设过程中充分集合现代化的信息技术，可以说信息化技术是生物工程建设的前提和保障，信息化技术在很大程度上促进了生物工程的建设进程。生物工程和生物技术这两个方面的发展都离不开信息化技术，国家非常注重生物工程的建设工作，在生物工程建设的信息化产业中国家也大力扶持，下面我们来具体分析信息化技术在生物工程的建设中的具体应用，主要表现在以下三个方面：

3.1 信息技术的发展促进了生物工程建设

生物工程的建设离不开信息化技术，信息化技术为生物工程技术搭建了一个很好的发展平台。伴随着科学技术的不断进步，信息技术的不断发展，在很大程度上推动了生物工程的建设，在现代的生物工程的建设过程中离不开信息化技术，信息化技术在生物工程的建设过程中的作用在很多方面使我们难以想象的，由于生物工程技术本身就是一项技术含量非常高的技术，在工程的建设过程中，无论是细胞学、基因重组及转基因等一系列的生物工程都需要大量的数据处理，可以说工作量是非常大而且繁琐的，而充分的将信息化技术应用到生物工程的建设中能够对这些数据进行科学快速准确的处理，伴随着信息化技术的不断发展，生物工程建设会取得更加快速的发展，可以说生物工程的发展有信息化技术的支持未来的发展前景是不可估量的。

3.2 软件技术充分应用到生物工程建设中

生物工程的建设离不开一些软件技术的支持，生物工程的诞生本身就是依托信息化技术的发展，所以伴随着生物技术的不断发展，生物工程建设速度的加快，关于生物工程类的软件的需求量越来越大，在生物工程的建设过程总，软件技术起着很重要的支撑作用，例如在生物工程的很多方面涉及到数据，为了对这些数据有统一的管理，以便更好的对数据进行处理和补充，就需要建立生物工程数据库，当然需要建立数据库就离不开专门管理构建数据库的软件的支持，伴随着软件技术的不断更新，生物工程的数据库也将建设的更加完善；其次，在生物工程的建设过程中涉及到很多繁琐的分析，例如对于核酸低级结构的分析、对于核酸核糖的序列分析，对于蛋白质的具体结构的分析，对于生化反应的具体模拟都离不开信息化技术，对这些高精密，人工难以操作的生物分析，就需要借助专门的软件对其进行分析处理；任何一项系统工程在建设过程中都离不开工程的管理，生物工程建设也不例外，加强工程管理，保障生物信息安全同样也离不开相应的软件的支持。可以说软件技术在很大程度上完善了生物工程的发展，保障了生物工程的信息的规范化和安全性。

3.3 计算机技术推动生物工程建设

无论是生物工程技术还是计算机技术，都是这个时展的高科技产物，可以说计算机技术的发展在很大程度上成就了生物工程技术的发展，纵观国内外的生物工程发展，没有意向生物学界的伟大发明能够脱离得了计算机技术的，无论是基因的发现还是人类转基因技术的发展。

4 结语

综上所述，生物工程的建设离不开信息化技术生物技术本身就是为人类服务的，人类只有对生物学有系统全面的认识才能不断促进自身的发展和进步，21世纪是科学的实际，生物技术和生物工程会在信息化技术的推动下不但进步。

参考文献

[1]谭鹏.浅谈生物工程在我国的应用与发展[J].理论研究，2012.

[2]江家良.中国生物工程技术的新进展[J].黑龙江科学，2016.

[3]孙毅.生物工程与进化理论[J].化石，2002.

作者简介

徐小明（1979-），男，湖北省大冶市人。大学本科学历。武汉职业技术学院高级技师。研究方向为计算机技术应用。

吴娅敏（1979-），女，湖北省大冶市人。武汉职业技术学院副教授。研究方向为英语语音应用。

第10篇

[关键词] 创新型人才 人才培养方案 平台 模块 课程群

现代生物工程技术是当今世界科学发展中极为重要、极为活跃的科学领域,尤其是基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程进展迅速,连同近年来该领域又逐步发展形成的蛋白质工程、生化工程技术等,已在社会经济建设的各个领域发挥着重要作用,与人类的生产、生活密不可分。

郑州大学在原有“生物技术”本科专业开设及建设的基础上,于2007年起设立“生物工程”本科专业。该专业的设立不但将对河南省生物工程与技术产业的发展起着重要的推动作用,而且对学校的学科建设也非常重要,直接影响到郑州大学工程学科的综合实力。2008年郑州大学将“生物工程”专业列为全校“教学内容与课程体系改革与建设”试点专业,要求在原有人才培养方案的基础上,对“生物工程”专业培养方案进行修订完善,并将相关教学内容和知识体系进一步进行整合,制定出新的培养方案。生物工程专业旧的人才培养方案是在专业开办申请时参考教育部生物科学与生物工程教学指导委员会拟定的“生物工程专业规范”的基础上制定的,为此我们根据学校课程体系改革的精神及要求,结合学科发展特点、国内外生物工程技术发展现状、趋势,以及郑州大学生物与工程技术学科的实际,对该专业的课程体系框架及教学内容进行整合建设,以期满足生物工程学科创新型人才培养的要求。

一、认真组织调研,学习国内相关高校开展课程体系改革与建设经验

在明确课程体系改革与建设的目标和任务的基础上,我们对国内教育部直属重点大学及部分地方特色高校开展课程体系改革的经验与做法进行了认真地调研和分析,重点围绕生物工程学科发展和技术进步对专业教育带来的影响、生物工程专业课程体系的优化与教学内容的整合重建、实践教学体系构建与教学模式探索、生物工程与技术学科教学方法改革等进行深入的研究和分析总结。通过调研,负责“课程体系改革与建设”的老师及教学委员成员深受启发,对充分学习和借鉴各高校课程体系改革与建设过程中所取得的各项成果、经验,以及进一步明确专业办学方向、理请办学思路,明确生物工程专业模块设置方向等具有积极意义。

二、瞄准学科前沿及国家生物产业发展政策,明确专业发展方向

随着生物工程与技术学科的迅速发展,其在国民经济建设中越来越发挥着重要作用。生物工程技术广泛应用于医药、农业、能源、环境等行业,发展日新月异。2007年2月28日,国务院召开“十一五”期间高技术产业和生物产业发展问题研究会议,强调“十一五”期间,要把加快发展生物产业放在突出重要的战略位置。加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业,加强生物资源的保护和开发利用,强化生物安全管理体系建设。形成一批具有自主知识产权的生物技术产品,培育一批大型生物企业和生物产业基地,使生物产业真正发展成为增长速度快、质量效益好、带动效益强的战略性新兴产业。

三、整合教学内容及知识点,确定新的人才培养方案体系框架

基于生物工程专业人才培养目标在于,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。在充分借鉴国内其他高校经验与做法的同时,我们对原有课程的教学内容、知识体系进行了认真整合。

1.原有教学内容及知识体系存在的问题

问题主要反映在实践实习教学环节及课程体系结构两个方面。前者有:(1)实践教学环节形式单一。主要是分散的课程实验,缺乏集中安排的课程及专业综合实验、专业课程设计及各种实习、实训等;(2)实习、实训等实践教学基地数量严重不足,急需加强建设以满足实践实习教学;(3)实验教学综合性、创新性实验项目比例偏少,需要进一步增加。(4)没有完全建立独立于理论教学的实践教学体系。实践、实习环节需要进一步加强。尤其是与生物技术专业相比,生物工程专业办学需要进一步与企业密切联合。

在课程体系结构方面,传统的人才培养方案包含有必修课(含公共、学科基础及专业必修课)、限选课(学科基础及专业限选课)和选修课,总学时和学分分别达到3410学时和182分。必修课过多(尤其是大平台课),选修课较少。必修课学分比例甚至达到60%以上,挤占了学生对专业及其它课程的自主选修学分。同时,大量的课堂教学也同样挤占了学生对其它课程自主选修,不利于学生自主学习积极性的调动和发挥,不利于创新型人才的培养。

2.采取有效措施,推进知识点整合

在教学计划制定过程中,我们考虑了学校有关文件精神要求、其它高校改革的成功经验和做法以及学科本身特点。具体措施有:(1)知识体系重叠部分前移讲授。根据学科特点,召开课程体系论证专家会议,充分征求教师和专家意见进行调整。(2)公共基础平台课进行尝试性改革。压缩部分课程学时、学分等;(3)对生物学基础课程进行整合。根据专业特点,将植物生物学、动物生物学整合为普通生物学开设,增加专业选修课比例,学科群课程增加前沿性、应用性课程比例,多学科知识点重新梳理、衔接,强化实验实习环节,以及将课堂教学与大学生创新实验项目结合等。(4)明确各门课程在培养计划中的地位与边界,界定各门课程的讲授范围,避免课程之间的重复和脱节,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的衔接、推进、渗透及有机联系,克服课程之间的松散性,压缩、删减课程重复和内容陈旧的部分,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容。通过课程教学内容的科学设计与合理编排,培养专业范围宽、基础知识厚、综合素质高、工作能力强的复合型人才。

3.教学内容知识点及人才培养方案体系框架的确定

参照教育部专业规范重新梳理知识体系及知识点,明确生物工程专业共有的100多个知识单元。这些知识单元分属于不同的专业知识领域,同时开设理论课并配备相应的实践教学内容以加强学生创新、动手能力培养。这些知识领域包括基础生物学、生物化学、微生物学、工程制图、发酵工程、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程与分子生物学、生物分离工程、生物工程设备、生物反应工程、发酵工厂设计概论等。

四、按照培养目标和学科发展特点,制定新的人才培养方案

生物工程学科发展迅速,其中生物制药、发酵工程领域在整个生物技术产业中产值及行业规模较大,从就业和学科前景来看,我们计划设置上述两个专业模块,即生物制药模块(服务于制药领域)和发酵工程模块(技术服务于多农业、能源、环保、制造等多个领域)。在此基础上,结合学校新的培养方案设置要求,我们按照“平台+模块+课程群”的体系制定出了新的人才培养方案。

(一)专业培养目标

生物工程专业培养目标定位于,培养掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药或发酵工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物制药或发酵工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。

(二)专业培养基本要求

专业培养要求本专业学生主要学习微生物学、生物化学、生化工程原理、生物工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有宽泛的文化知识、较高的文化素养,不仅具备从事本专业领域业务工作的基本能力和素质,而且有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识;掌握现代生物学、生化工程原理、生物制药或发酵工程领域核心课程的基本理论、基本知识和基本技能;具备在生物制药或发酵工程领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物工程技术及产业发展有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程技术的理论前沿和发展动态;掌握生物工程技术领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。

(三)专业模块方向设置及主要课程

1.生物制药模块

主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、免疫学与抗体工程、生物反应工程原理、生物技术制药、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、药学概论、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、实验动物学、工程制图。

2.发酵工程模块

主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、环境微生物学、生物反应工程原理、微生物生理学、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、仪器分析、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、微生物学综合实验、工程制图。

“生物工程”专业新的人才培养方案除包括上述模块设立外,特别注重减少课堂教学总学时数,通过精选教学内容、改进教学方法等推动创新型教学及人才培养。规定本专业须修满指导性教学计划中规定课程学分173学分,其中平台课95学分(比例54.5%),模块课5分(34.0%),课程群1分(比例11.0%)。使得课程体系结构更为合理,更加有利于将学生从填鸭式的课堂教育中解放出来,对培养具有自主学习能力和创新精神的生物工程类人才具有积极意义。

参考文献:

[1]卢碧林,张敏,毛治超,等.生物工程专业课程体系建设与实践研究[J].高教论坛,2006(4):59-61.

[2]韩雅莉.生物技术专业教学内容和课程体系改革研究与实践[J].高等理科教育,2003(S2):90-93.

[3]易自力,周朴华,曾宝成,等.生物技术本科专业教学内容和课程体系改革的探索[J].中国农业教育,1999(7):46-47.

[4]李庆杨,李明宇.高等学校课程体系改革与创新人才的培养[J].沈阳教育学院学报,2008,10(1)37-38,46.

[5]龙健,乙引.生物技术专业课程体系教学创新探索[J].中国生物工程杂志,2005,(S):221-223.

第11篇

关键词 生物工程 生物制药工艺学 理论教学 实践教学

中图分类号：G424 文献标识码：A

Reform and Investigation on the Biopharmaceutical

Technology of Biological Engineering Specialty

WANG Lihong

（College of Life Science and Engineering， Shaanxi University of Science & Technology， Xi'an， Shaanxi 710021）

Abstract Technology of biopharmaceutics is an important practical subject in bioengineering. This paper according to the characteristics of biopharmaceutical technology of biological engineering， the teaching content， teaching method and teaching means were explored from the theory teaching and the practice teaching was summarized.

Key words Biological engineering； technology of biopharmaceutics； theory teaching； practice teaching

生物工程技术是21世纪科学发展的核心技术之一，为解决人类面临的粮食、健康、环境、能源等开辟了广阔的前景。但随着生物工程技术产业的快速发展，专业技术人员的缺少逐渐成为行业发展的瓶颈。国内大多数高校为适应形势纷纷开设了生物工程专业，极大地缓解了这一现状。但由于各高校的具体情况不同，生物工程专业的课程设置情况差别很大，从而出现了一些课程设置不合理、课程理论与实践环节脱节、专业特色不明显、毕业生难就业等系列问题。我校的生物工程专业前身为发酵工程专业，课程设置主要偏向传统的微生物发酵原理、发酵工程设备、酒类及乳制品发酵工艺等方面。因此存在这一些如课程设置面窄、实验环节较少、专业重点不突出等问题。如何根据本专业的优势，利用现代生物技术改进传统发酵技术、提升专业特色、适应社会需求是我校生物工程专业发展的主要方向。

1 生物工程专业生物制药工艺课程的特点

生物工程技术主要应用于医药卫生、能源工业、食品轻工、环境保护等几个方面。其中医药卫生领域是应用最广泛、成效最显著的一个领域。因此我校根据社会需求、专业发展需要，将生物制药工艺学由生物工程专业选修课调整为专业必修课程之一，并增加了教学课时及开设了相应的实验环节。

生物制药工艺学以生物化学、微生物学、生物工艺原理、下游提取分离技术、生物工程分析、基因工程和免疫学为基础， 研究生物药物生产原理、工业生产过程、制定生产工艺规程、制药生产过程优化，实现安全、经济、高效生产药物的一门学科。①课程不仅与其它基础课、专业课联系密切，更注重与生产实践紧密相关。

目前，对于生物工程专业学生开设生物制药工艺学，在理论教学与实践环节方面与制药专业及药学专业有较大的不同，主要存在生物工程专业学生药学基础较差，对于药物特点、新药研究开发、药理学、药物动力学及临床前安全性评价等了解较少。因此课程不仅要注重药物基础知识的讲解，更要突出生物技术在药学方面的应用和生物制药的优势。本文根据多年的教学实践，从理论教学和实践环节探讨生物制药工艺学在生物工程专业的教学改革探索。

2 生物制药工艺教学改革的措施与途径

2.1 理论教学方面

2.1.1 根据专业特点，重组及补充教材内容

生物工程专业学生药学方面的基础较差，因此根据本专业特点，将教学内容分为：药学基础内容、三大生物药物的制备工艺、现代生物技术制药工艺三部分。学生在了解了药物的研发、药理、质量控制等的基础上，结合本专业特色学习传统药物微生物药物、生化药物及生物制品，然后重点了解现代生物工程技术对传统药物的改进及革新。既要体现传统的生物制药工艺的精华，更要把握现代生物技术制药的新技术、新成果。

目前，生物制药工艺学教材多种多样，内容形式五花八门。其中教材很多偏向现代生物技术制药或者注重生物药物的提取分离，对我校以发酵为特色的生物工程专业难以满足教学需求。由本校教师齐香君经多年教学积累编写的 《现代生物制药工艺学》，充分结合生物工程的专业特点，内容设置合理、注重专业特色。因此作为我校生物工程专业生物制药工艺学首选教材。

近年来，随着生物工程、生物分离工程技术和生物领域高精尖仪器的迅速发展，生物药品的种类和数量不断增加，生物药品制造工艺的研究开发也取得了巨大的进展。教材的内容需要与时俱进，不断更新。在讲授时，要善于引用国内外相关领域的最新研究成果、新方法、新进展。拓宽学生的知识面，激发学生的求知欲。例如在抗生素一节中补充基因工程对传统菌种的组合生物化学和高通量筛选的优化等。同时注重教学内容与科研成果有机结合，应根据我校生物制药方面研究成果，在教学内容上穿插生物药制药实例，扩充教学内容，增强学生的研究兴趣。

2.1.2 教学方式

生物制药工艺学课程是一门理论紧密结合实践，应用性强、操作性的学科。学生在前期的微生物学、发酵工艺原理、下游提取技术等基础课中已经掌握了各种工艺控制原理、代谢产物分离方法等理论，如果仅采用传统的讲述式教学方式，学生觉得老师是重复以前的知识，抓不住重点，学习没有积极性。因此改进教学方法， 提高教学质量，从而使学生能将原来所学的基础理论，具体分析生物药物的生产工艺，理论指导实践。我们在课堂上主要采用启发式和案例法教学法，实现了教与学的互动，活跃课堂气氛，充分调动学生的学习积极性，培养了学生分析问题和解决问题的能力。

启发式教学，主要根据学生的认知状态和教学内容的系统性，设计一些有启发性、有承前启后作用的问题，或设计能体现教学难点重点的问题。在授课过程中适时提问，鼓励学生根据所学认真思考、相互讨论、大胆发言，教师针对性进行点评或补充，从而激发学生的独立思考和积极学习的主观能动性。例如在病毒类疫苗生产方法的教学中，将实习时录制的某生物制品厂一种疫苗生产车间的视频或图片进行播放，展示了相关细胞种子罐、繁殖罐、工业用离心机等各种加工装置及整个加工过程，学生看完后会产生强烈的兴趣，然后给学生提出问题：视频中播放的动物细胞是用来干什么的？为什么加工病毒类疫苗要采用这样的工艺过程？工艺的控制从哪些方面使病毒产量最大化？使学生将有关细胞培养的知识与疫苗制备联系起来，并引导学生讨论，最后得出相应的结论。从而激发学生的思维活动，引导学生自觉地对以前学过的知识进行回顾和总结，分析解决问题，提高课堂教学效果。

案例教学，主要是在生物制药工艺学教学中，结合微生物药物、生化药物及生物制品三大类药物的典型药物生产工艺，建立案例库，在该课程部分章节教学中应用案例教学模式。例如，在讲解“四环素生产工艺”这一章节时，在教学中先通过讲解认识四环素这种药物的结构特点，然后以案例库中各个工厂具体四环素生产工艺为案例，组织学生对各种工艺进行研讨，要求学生从菌种、代谢控制、分离纯化方式以及收率、能耗、环保、安全及关键设备使用等方面对各厂工艺进行总结、分析比较，并从中自行设计最佳工艺。通过应用案例法教学方式，实现由案例具体分析到新内容理论知识的讲解，使学生通过对具体药物在不同案例中具体生产问题进行深入的思考，培养学生分析和解决问题的能力。

2.1.3 改善教学手段

生物制药工艺学课程许多理论知识较枯燥乏味。如果单纯采用板书形式来讲解一些相关原理和工艺过程，不仅课堂信息量少，对于一些重要的设备学生不能形象地感知。而多媒体的引入， 将有效进行重点归纳、难点释疑、习题、参考文献目录、生物制药工艺实例和实验的现场图片的展示，从而产生生动、直观的教学效果，改变了传统教学的沉闷气氛，使教学内容更丰富、色彩。②但在实际教学中单纯使用多媒体，也易导致学生跟不上老师的讲解、注意力不集中等问题，因此授课时注重板书和多媒体课件的有机结合。教师要善于将板书内容与多媒体综合利用，不仅能吸引学生的注意力，激发学生对讲授内容的兴趣，更便于学生从整体上把握知识的系统性。

2.2 实践教学内容

我校的生物工程属于工科专业，要求教学内容上不仅注重理论知识，更要强调实践教学的完整性与系统性，将理论教学与实践教学互为基础、共同提高。

生物制药工艺学实验就是将生物制药的理论和技术应用于实践环节，要求通过实践来验证各类生物药物的制造方法、工艺路线、生产条件的设计合理性。以往验证性实验偏多，学生在做完实验后仅仅只掌握了基本操作，印象不深，走向工作岗位后难以很好地与生产实际相结合。

我校的生物制药实验经过多年的改革实践，不仅帮助学生掌握了必要的工程技术和学科的基本研究方法，而且培养了学生的科学精神、动手能力和创新能力。首先，实验教学中设计一些基本技能训练实验，对学生进行基本方法、基本技能及基本仪器设备的训练与应用，培养学生动手能力。其次，选择综合性实验，主要使学生应用所学知识进行生物药物制备，例如链霉素的发酵等。通过运用前期学到的种子培养、发酵控制、代谢产物分离纯化等的综合知识，培养学生综合分析、思维能力，对实验中出现的问题要求学生进行总结。再次，开设设计性试验，教师事先为学生拟定一些实验题目，让学生自主选题，查阅文献资料并自行设计实验方案，包括实验中所用的材料、试剂、仪器、方法、步骤和预期结果等，然后组织各组学生讨论以确定实验方案，最后经指导教师审核，并在教师指导下学生自行准备实验、完成实验，实验结束后各组学生上交具备材料、方法、结果和讨论的实验报告。③这种教学方法不仅能培养学生自主学习和动手、创新能力，而且也有助于学生将理论与实践更好地结合，为他们将来的科研能力打下一定的基础。

我们在教学中除了要培养学生在实验室的操作技能外，还应该带领学生多参观走访相关的工厂、企业，如生物制品厂、各类制药厂等等，并安排学生参加适当的生产实习，这样对培养学生的生产观念和学习兴趣都是十分有效的。如重组胰岛素等工业化大生产的过程进行了解，于是参观一些制药企业就显得非常必要。

3 小结

生物制药工艺学是生物工程一门重要课程，教学内容和实践环节需要不断实践和改革，采用科学的教学方法和手段，并紧密结合生物工程的最新的研究科研成果，使学生能适应社会发展的需求。在今后的教学实践中，我们将不断深化教改，勇于探索，使生物制药工艺学课程满足人才培养及学科发展的需要。

基金来源：陕西科技大学教改项目“生物制药工艺学课程教学方法的探索与实践”

注释

① 沈广志，梁启超，邹桂华，等.提高制药工艺学实践教学效果的探索与实践[J]. 实验室科学，2012（5）：151-153.

第12篇

生物化学工程基础课程结合现代分子生物学及传统生物技术，不仅有扎实的理论基础，而且结合典型产品的开发过程进行阐述，反映了现代生物技术的发展方向，体现了生物技术发展和应用的最新前沿。生物化学工程基础是随着生物科学的发展而不断更新的课程，需及时调研最新的发展方向及研究热点。该课程全面阐述了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和生化工程等课程的基础内容，其主要囊括以下几个方面。工业微生物工程：介绍微生物的特点、分类、生理、育种及培养等方面的技术和方法；代谢工程：介绍微生物次生代谢产物的代谢调控机制和方法；基因工程：介绍生物遗传的基本知识及应用现代基因工程技术改变微生物遗传特性的方法，并且介绍蛋白类药物的研发和生产过程；细胞工程：介绍应用植物组织培养和动物细胞培养生产高附加产值的花卉、药物等；酶工程：介绍工业用酶和药用酶的性质、结构、固定化及开发等方面的技术；生物反应器：介绍生物反应器的工作原理、设计方法以及应用；全面介绍生物技术的最新进展、应用以及生物技术应用过程中需要化工知识的范例。生物化学工程基础课程是在无机化学、有机化学、分析化学、生物化学基础上进行学习的。本课程对于非生物类专业学生进行了系统的生物学技术及最新研究进展的介绍，让学生了解生物学的基本思想及技术，同时将现代生物技术的应用与化学工程技术进行交叉讲授，重点说明了化学工程技术在生物工程领域可能的应用范围，使学生掌握现代生物技术的基本工艺流程及发展前沿。目前，化学工程与技术专业的学生普遍存在生物学基础知识薄弱的问题，如何在较短的学时内，将生物工程的关键基础问题讲解清楚，并且将生物工程技术和化学工程有机的结合起来，让学生充分感受到交叉学科带来的机遇和挑战，这无疑对授课教师提出了更高的要求，需要教师不断总结现有的教学模式，不断地改进教学过程和教学方法。

二、化工专业生物化学工程基础教学中存在的问题

鉴于该课程属于学科交叉，在教材选择、实验配套、讲解内容难易程度把握等方面，均需要不断地探讨和摸索。目前，该课程教学过程中存在的重点和难点问题主要有：如何在现有教材的基础上丰富教学内容，利用多媒体等手段，及时地更新课程内容并介绍最新的发展动态；如何把握教学过程中深度与广度的平衡；如何在现有基础上提高学生的学习热情，使他们能够主动深入地探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战；如何能够将课程讲解内容与生产实际结合起来，让同学们切实体会到化学工程在生物产品生产过程中的应用；如何鼓励学生在假期或平时寻找一切机会去生物制品生产企业进行实践，从中体会化学工程技术在生物产品生产中的具体应用。

1.教材很难在深度和广度间平衡

目前，本课程所选教材为化工出版社的《生物化学工程基础》（工科专业适用，李再资主编，2006年版本），该教材在国内高校化学工程专业有较为广泛的应用，具有简单明了、讲解清楚的特点，适合于生物工程专业以外的其他专业使用。但是该教材也存在诸多不足之处，如教材内容仍然没有摆脱理科教学的模式和框架，生物工程原理的讲解深度不足，同时，教材对于化学工程与生物工程如何结合方面的内容也讲解得太少。为了做好生物化工导论的教学工作，必需结合化学工程专业学生的特点和研究应用实例，选择相关学科的教材作为补充，以便在授课过程中增加相应的内容，进而提高学生的理解和吸收程度。

2.实验环节缺乏

现在的课堂教学仍然以教师讲授为主，学生处于被动接受的状态。由于生物化工导论是理论与实践紧密结合的课程，而教学实验环节缺乏，学生往往很难理解生化反应及其应用过程。所以，需要进一步改变传统的课堂教学模式，可以采用讲授与讨论相结合、课堂内外相结合、理论与实际相联系等多种教学形式，利用先进的多媒体技术和网络技术，丰富和活跃教学过程，激发学生的学习热情，提高整体教学质量。同时，也可以通过讲解学生身边的研究实例，调动学生的积极性，并且配备一些实验讲解及生产实习来提升学生的兴趣和理解程度。

三、生物化学工程基础课程教学的几点体会

笔者从2001年开始一直从事生物化学工程基础的教学工作，课程面向对象主要为化学工程与工艺专业、过程控制专业及分子工程专业的学生，每年选修人数在200人以上。在授课过程中，注重以产品为例，说明化学工程技术在生物产品开发过程中的重要性，从而加强了学生对于化学工程知识应用于生物工程领域的信心。另外，注重将理论内容与本校化工学院及兄弟院系的科研内容进行融会贯通地讲授，大大提高了同学们对于该课程的理解和热爱，也促进了学生对于生物工程与化学工程有机结合的全新认识。在教学实践中，结合介绍天津市著名生物工程企业大量需要化学工程的实例，力求让同学们明白，生物工程的下游产业化的实质就是化学工程的应用。教学实践也使笔者体会到，要完成好该课程的教学任务，需要授课教师熟悉生物化学、生物工程、化工原理等教学内容，更需要授课教师不断总结教学经验，以便逐步提高教学质量。

1.建设教学团队，认真调研学习

授课教师需要组织强有力的课程建设小组，对国内外工科类生物化工导论课程进行调研，包括其他院校的教改情况、已有的化工类的生物化工导论教材、学生本人对课程内容及授课方式的期望、相关专业对该课程的反馈信息等诸多方面。授课教师还需要吸收先进的教学思想、技术与内容，借鉴国内外其他院校教学情况，结合专业设置的特点和实际，总结教学经验与效果。针对面向21世纪的教学和培养要求，要认真总结化工类本科生生物化学工程基础课程的教学内容、教学计划及教学方式及教学中的注意事项，要通过对其他优秀或重点课程的学习观摩或邀请教学经验丰富的老教授亲临课堂指导等多种途径，进行教育素质训练，以提高教师的授课水平。

2.提供并选好主讲教材和高水平的辅助教材

针对现有的试用教材，及时引入前沿科学和技术的最新成果，筛选、引进配套的辅助教材（包括国外教材），编写与之相配的教学大纲。李再资老师主编的生物化学工程基础教材知识点全面，重点内容详尽。除此之外，我们还注重推荐国内知名的生物化学、生物工程、工业微生物学等相关教程以及国外英文原版教材作为课外辅助教材，建议学生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授课结束时，都提前告之下次课程内容的基本点和重点，要求学生提前做好预习或难点标注，注重发挥学生自身学习的主动性和积极性，使他们永葆学习的热情和动力。实践表明，学生通过使用英文教材独立预习课程，他们的专业英语水平也会得到快速提高，为今后使用英语完成相关工作任务打下良好的基础。

3.探索新的授课模式和教学手段

多媒体教学可以让学生通过图和动画直观地理解生物过程和反应机理，也可以直观地学习生物工程科学研究和生产的各个环节。为此，要完善多媒体系统，适时增加课堂教学信息量。同时，可以采用启发式、讨论式、研究式等教学方法，将课堂讲授与课外辅导相结合，培养学生的创新与自学能力。如果能够将课程讲解内容与生产实际结合，将课堂讲授内容与具体的实验相结合，加强与学生交流，深入探讨生物工程与化学工程学科交叉所带来的机会与挑战，必将会进一步激发学生学习的积极性，提高教学质量。

4.课堂讲授内容与前沿性专业知识紧密结合

在大学课堂里，让学生随时了解相关学科的前沿进展是一个重要的授课内容。因此，在每节课学习重点知识的过程中，需要用最新发表的相关研究进展信息丰富课堂内容，使学生了解学科前沿和发展方向。比如，在介绍酶的开发过程时，可介绍量子力学、分子动力学和计算机工具在研究酶的反应过程和机理中的应用，并且把研究中的困难展示给大家，激发学生探究和追寻科学发展的欲望，吸引他们投入到生命科学的研究和生物技术的开发中去。同时，也可以介绍酶的生产过程中所面临的问题和挑战，鼓励学生用化工知识尝试解决生产中的问题。

5.鼓励课堂教学和生产实践结合

生物化学工程基础偏向实际应用，课堂讲授内容需要与具体的生产实践相结合，因此，要让同学们切实体会到化学工程的知识在生物制品生产过程中的应用。另外，要积极联系生物工程方面的生产企业，组织同学们进行参观，结合课堂教学内容，让同学们充分体会到化学工程技术与生物工程技术学科交叉的意义和重要性，鼓励感兴趣的同学去相关的生物工程企业进行短期实习，了解生物工程产品的生产原理、生产流程和注意事项，体会化学工程技术在生物产品开发和生产过程中的重要地位。

6.培养学生良好的学习方法

第13篇

2013年底召开的中央经济工作会议提出了2014年经济工作的主要任务，其中“切实保障国家粮食安全”首次跃升为六大任务之首，粮食安全亦首次被提至“国家战略”高度。会议要求必须实施以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑的国家粮食安全战略。要依靠自己保口粮，集中国内资源保重点，做到谷物基本自给、口粮绝对安全。更加注重农产品质量和食品安全，转变农业发展方式，抓好粮食安全保障能力建设。在实现粮食安全产能方式上也与以往明显不同，改变通过调动农民积极性、保护农地资源等多种方式增加产能，把“科技支撑”摆在突出位置。

实现粮食安全的第一要素是必须具备安全的土壤环境：无论是保障粮食稳产高产实现数量上的安全，还是从源头避免化肥、农药残留以及重金属污染等问题保证粮食质量，直至“长治久安”保持可持续的粮食生产能力，先决条件都是必须有高品质的农田――国务院印发的《关于建立健 全粮食安全省长责任制的若干意见》将耕地问题放在首位：强调要巩固和提高粮食生产能力，坚决守住耕地红线，加快建设高标准农田，提高粮食生产科技水平，建立新型粮食生产经营体系，增强粮食可持续生产能力。

据国家机构权威调查统计：全国土地荒漠化速度超过治理速度，荒漠化土地面积以每年2469平方公里的速度增长，由于水土流失、贫瘠化、次生盐碱化和土壤酸化等原因，已造成40%以上耕地土地地力减退。全国优质耕地只占全部耕地的21%。按照耕地等级划分：一等地占41%，二等地占34%，三等地占20%，其余部分已经不宜继续耕种;按产量划分，高产田占29.7%，中产田占30.3%，低产田占40%。

同时由于受工业污染等多方面影响，特别是农业方面。40年的化学农业，大量的不合理施用化肥和农药，直接或间接地污染土壤，造成土壤板结、次生盐碱化影响农作物的产量和质量，并最终随食物链进入人体。

国家整体粮食安全需要在粮食数量、质量以及粮食可持续性生产三方面得到保障，土地是实现粮食安全保障第一要素：无论是粮食数量上的稳产高产，还是质量方面的绿色有机种植，直至实现粮食数量质量均衡发展的可持续性生产，都必须有优质的耕地做基础。因此必须针对全国耕地实际状况，尽快开展大规模的改良治理工作，特别是应用先进的农业科学技术改变现状，从基础上确保国家粮食安全。

（二）

“多菌系组合”生物工程技术经过12年研发、实验，被证明在实现“粮食安全，土壤改良，环境治理”发展理念方面效果显著。这种应用于现代农业的生物工程技术，是在国内外权威专家40年研究成果基础上，继续研发产生的一种具有多种微生物组合综合体现效果的先进技术。这项先进生物工程技术已经通过由国家科技部和农业部组织的国家级鉴定，相继获得6项国家专利。

研发专家团队在自然环境存在的有益微生物中，经过提纯、复壮使之能够适应更严酷的环境，再根据不同用途从百余种有益微生物中选取25―35种微生物制成菌剂发挥组合作用。通过不同种的微生物配方来治理土壤现存的问题，从而解决粮食种植过程中的产量、品质和恢复土壤的团粒结构和应有的养份。

“多菌系组合”生物工程技术及由其发酵而成的生物有机肥，以多种微生物组合、有效成分丰富、浓度高、稳定等特点，在使用过程中具有显著的优势：

单位面积使用量少：比较国内市场其他生物有机肥动数百公斤甚至数吨的用法，这种生物有机肥用量小，每亩50―150kg即能收到明显的效果;

投入产出比高：应用这种技术产品增产显著，蔬菜和经济作物投入产出比高达30―50;

广谱性好：这种技术产品是一种天然生物添加剂，作用机理是通过微生物及其代谢产物调理植物新陈代谢，促进植物吸收、生长、抗病;

土壤改良和污染治理：这种技术产品以活性微生物作用，能够有效分解和钝化土壤中农药残留、油污污染和重金属等;在滨海和内陆盐碱地治理绿化攻关过程中证明，能够加快土壤修复速度，大大提高苗木的成活率。

“多菌系组合”生物工程技术经过12年研究和试验，已经根据不同用途和市场需求，调配菌种和原料大批量制造两个系列生物有机肥产品：（1）生物有机肥：应用于果树、主粮作物、设施农业、油料作物、中草药、茶叶和烟叶等方面;（2）土壤改良剂：应用于滨海和内陆型盐碱土壤治理，改良各种原因导致的贫瘠化、次生盐碱化、土壤酸化耕地。已经在大庆、白城、潍坊、东营、天津、曹妃甸等盐碱、沙化土壤绿化工程中推广应用，应用实验证实：在提高成活率的同时，单位面积造价大为降低，对经济、社会和生态效益贡献巨大。

（三）

应用“多菌系组合”生物工程技术及相关产品，在有机绿色种植、盐碱地改良、大规模养殖环境污染治理等方面均取得显著效果，尤其在土壤成份改良方面成绩最为突出。

内陆盐碱土壤治理

2004年初，选取大庆草甸苏打碱土作为实验地，pH值8.2―9.3，“碱包”部位pH值高达10.3。土壤粘重，硬化，结构不良。通过“多菌系组合生物工程技术（BPA-e）”产品应用，土壤板结情况明显改善，肥效扩散作用明显，肥料下部10厘米土壤pH值下降0.6―1.1，侧方土壤pH值下降0.4―0.7，速效N、P、K含量分别提高2.7、1.6、3.3倍。

在“多菌系组合”生物工程技术产品在大庆市内陆盐碱地改造应用实例证明：670亩草、灌木、乔木首年的总体成活率由原来的不到3%达到87%，次年没有继续施用肥料情况下，树木成活率依然保持在80%以上。

滨海盐渍土壤治理

2009年3月至2011年12月，应用“多菌系组合”生物工程技术与天津泰达园林建设有限公司合作《微生物“BPA-e”菌肥改良滨海原生盐土绿化技术集成研究与示范》项目。项目位于天津海滨大道永定新河收费站两侧临近地段，总面积30亩原盐池地域，改造前原生盐土全盐量1.9%―3.4%， pH值为7.6―8.4，经过两个生长季养护，改良后土壤含盐量已经降低到0.2%―0.4%，pH值降低到7.5―7.8，苗木成活率达到95.3%。每平方米绿化综合造价降低38元。到目前我们天津区域改造的盐渍地面积超过千亩。2014年我们与天津滨海区园林局合作，设立了利用生物土壤改良剂治理盐碱土让的新标准

含盐碱成份的低产农田改造

第14篇

关键字：生物工程；农业资源；基因工程

1 基因工程的应用

随着人口的增加，老龄化趋势严重，食品生产成为国家首先要解决的问题，而我国对转基因食物研究的水平，在世界也首屈一指，因此在大田试验和商业化方面，地位仅次于美国和加拿大。特别是我国首创的“转基因杂交水稻”更是得到了专业研究的认可。

基因工程通过相应的技术手段，让动植物按照人的意愿在生长时呈现一些优势。例如：

（1）培养具有抗病虫害、抗逆、抗除草剂的农作物。美国科学家在对这方面进行研究时，尝试将壳质酶基因引入到作物中，最终得到了具有抗真菌病害的转基因植物，并已经培育出具有抗除草剂作用的高粱、小麦和玉米。同样，我国在这方面的领域，利用转基因技术培育具有广谱高抗白叶枯病的转基因杂交稻。

（2）通过转基因技术，还可以培养出具有高营养的食品。随着人们对食物营养的要求越来越高，人类对这类产品的需求也越来越高。现在培养出的食物主要有具有高蛋白的转基因玉米，并且培育出含丰富消化肽的大豆，这类大豆更容易被人体吸收。

（3）除此之外，还利用转基因技术培育出具有保健作用的食品。美国就尝试培育具有高含量抗癌物质的西红柿，以及可以预防心脏病的大豆，这类转基因大豆富含丰富的异黄酮。虽然基因工程在近年来的发展更加广泛，但是对于这种发展仍然有许多学者持有怀疑的态度，认为其安全性并不能得到保证，即使如此，基因工程的应用为农业资源的发展起到重要的作用。

2 细胞工程的应用

（1）常规的生殖方式周期比较长，对于一些珍稀或者面临灭绝的动植物而言，不适合其发展。利用细胞工程技术，即细胞培养技术，通过培育而得到的植株，可以实现大规模的无性繁殖。一些发达国家，已经利用这种技术培育出更多的高价值花卉，甚至一些名贵的中草药。而在动物方面，这一技术的发展也有着很好的前景，比如利用动物胚胎移植的方式，培育出更优质的种牛。

（2）根茎类植物在长期种植期间，可能会导致其退化甚至引发病毒感染，这些植物受到影响后，会直接导致品种质量的下降。利用细胞工程技术可以改变这种现状，培养时可以进行有效的脱毒，在农业中有着广泛的应用，并对其发展有着重要的作用。

（3）细胞工程技术发展至今，已经不再是简单的细胞融合和培养方式，而是转变为农业工业化的深层培养。利用工程发酵设备，可以大量地繁殖培养液中的生物组织细胞，从这些细胞中，继而获得有用物质。

3 发酵工程的应用

发酵工程又称为微生物工程，是利用微生物的发酵方式生产一些生物制品。而我国的酿酒、制醋其实都属于发酵工程。随着发酵技术的发展，其在农业资源中也得到了广泛的应用。

（1）对于农业发展而言，由于长期使用化学肥料，破环了土壤结构，污染环境，因此利用发酵技术开发新型肥料成为农业中重要的课题。新型肥料的开发，充分地利用微生物的发酵性质，对肥料的磷、钾起到分解作用，同时保证农作物可以获得必需养分。

（2）秸秆是农作物中重要的副产物，一般用来做饲料，但大多数都被烧掉，不仅浪费了大量资源，同时还造成了严重的空气污染。为了改善这一困境，我国通过微生物技术使其得到了充分的利用。

4 总结

本文对生物工程在农业资源开发中的应用进行了详细的阐述。进入21世纪后，这种技术更是为我国的农业资源发展提供了可靠的保障。所以，研究时，应该树立新的观念，并加以创造，让人们充分认识这一技术。所以，在今后的研究中应加强生物工程技术的应用实践和探索。

参考文献

1 蒋明.植物基因工程在农业中的应用[J].生物学通报，2000（6）

2 管正学，管轶众，王建立，张宏志.生物工程在农业资源开发中的应用 [J].资源科学，2000（6）

3 曹军平.现代生物技术在农业中的应用及前景[J].安徽农业科学，2007（3）

4 张华峰，胡建成，黄巨富.生物固氮在农业中的应用现状与展望[J].自 然杂志，2002（3）

第15篇

关键词：生物工程导论；中医药院校；教学

生物工程导论是一门生物工程专业基础理论课，属于生命科学的前沿学科。开设对于让学生认识专业、了解专业、重视专业、热爱专业有重要的意义。中医药院校生物工程专业开设生物工程导论课程的宗旨不仅仅是引导学生全面而系统地了解专业全貌，进一步拓展学习的知识面，增强学生对所学专业的兴趣；还引导学生在学习的过程中思考生物工程与中医药的联系，如何使现代的生物工程技术与古老的传统中医药结合起来，从而促进中医药的发展，培养中医药背景的生物工程复合型人才[1]。本文就中医药院校生物工程专业生物工程导论教学方法进行初步探讨。

一根据中医药院校特点优化教学内容

生物工程导论的学习旨在使学生对生物工程的发展有一个总体认识，初步了解和掌握生物工程的知识体系。生物工程导论在我校生物工程专业属于专业必修课，共有36学时，主要是介绍基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等五大工程及其在各个领域中的应用。但由于学时有限，生物工程专业在高年级会开设基因工程、细胞工程等对应的专业课。因此，教师在授课过程中应针对专业特性进行教学内容的优化，减少具体深入的理论性知识的讲授，增加生物技术在中医药开发、研究中的应用，授课内容应难易适宜、详略得当，从而达到普及生物工程技术的基本知识，完善学生的知识体系的教学目的[2]。由于生物工程导论中涉及的内容非常丰富，涵盖了生物相关的方方面面，因此，生物工程导论这门课的内容必将与其它课程的内容存在或多或少的重复。如基因工程中的核酸、蛋白质的基本结构与功能等内容可能在分子生物学中已经有过讲述；细胞工程中动物细胞培养、植物细胞的全能性等内容与先导课程细胞生物学课程有所重复；发酵工程中菌种的选育和保藏等内容与同学期开设的工业微生物学重复较多。为了避免相同内容的重复授课，避免学生形成对相同课程内容的疲倦性，同时结合有限的授课学时，故针对相关内容进行有侧重的讲解。如基因工程摘除与分子生物学重复的内容，细胞工程摘除与细胞生物学所讲授的，重点讲述植物组织培养在中药材生产中的应用、细胞融合、单克隆抗体、干细胞工程等与医药相关的部分内容。我们根据中医药院校生物工程专业特点和培养要求，选取“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，即由科学出版社出版的，宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论（第四版）》为教材。按在过去三年的教学中，我们在学时数不变的前提下，根据需要和教学实际，对教材内容有所取舍，进行适当调整，优化教学内容。具体调整方案为：第一章生物技术总论及第2-6章基因工程、蛋白质工程等五大工程各4学时，共计22学时，在有限的学时里让学生对生物工程的五大工程有所了解，讲述的过程中舍去在生物化学和分子生物学等相关课程中已经详细讲述的内容，避免基础知识的重复介绍，把重点放在各个工程产生的由来及发展上，对具体的复杂的技术理论仅做一般了解。剩余14学时着重以实例的形式讲述生物技术在中医药中的应用，如：细胞悬浮培养、毛状根培养等技术在中药材生产中的应用、单克隆抗体在现代肿瘤治疗中的应用，传统红曲等发酵类中药的现代制备工艺等，让学生能接触到生物工程，了解到生物工程的广泛内涵，增加其专业的归属感，培养学生的中医药思维。

二充分利用丰富教学资源

在生物工程导论教学过程中，我们把学生需要掌握的重点、难点与学生自身兴趣点结合起来，理论联系实际，培养学生参与课堂的积极性。生物工程导论课程理论点多面广，很多内容又相对深奥抽象，学生难于理解，加之该学科发展更新快,学生要想在有限的课堂教学中全面的、系统的掌握生物化学知识困难重重。适当运用多媒体教学,充分利用国内外的图片、影像资料，借助色彩明快、富于变化的图片资料和短小精干的动画等，对大学生扩大、拓宽知识面,加强学科间的横向联系,调动学生学习的积极性和主动性具有重要现实意义。如在讲述PCR反应原理时，我给同学们播放美国Bio-Rad公司的PCR之歌，歌曲内容包括了PCR技术发明的背景、发明人、PCR原理及过程、PCR技术的用途等，在短短的三分钟内不仅吸引了学生的兴趣，不仅活跃了教学气氛，降低了学习的难度,而且可以启迪思维,加深学生对重点、难点的理解和把握。在网络资源日益发达的今天，网络资源在教学工作中发挥着越来越重要的作用。学生学习的知识的途径不再是单一的教材，网络也成为向学生输送知识的一条重要窗口。在生物工程导论的教学中，我们应充分利用网络资源，充分发挥学生的主体地位，引导学生进行自主探究学习。我们在教学中，积极向学生推荐相关专业网站等，配合课堂教学，帮助学生全面了解生物工程相关知识的大体框架，扩展视野，充实自我，也为将来进一步学习其他专业课程打下基础。

三增加背景知识，激发学生的求知欲

课堂教学是以教师为主导，以学生为主体的复杂过程，提高课堂教学效果是提高教学质量的关键。作为一名教师，要讲好每一堂课，需要针对该学科的特点，在学生的接受能力的范围内，灵活地采用不同的教学方法[3-4]。在生物工程导论教学过程中，我们除了强调将教学大纲要求掌握的知识点与学生兴趣点结合，基础知识与生产应用相结合，还着重增加一系列背景知识，如经典技术的发现和发明过程，有卓越贡献的科学家的传奇故事等，进一步激发起学生的学习兴趣，避免整堂课进行填鸭式“枯燥”理论的学习。例如，在讲述限制性内切酶时，我列出了一个由限制性内切酶的发明人—瑞士微生物遗传学家阿尔伯的女儿西尔维娅讲述的国王与仆人的故事，在故事中引导学生发现限制性内切酶的作用及其限制修饰的基本原理。在介绍到一些重要的实验技术时，对该技术的发明者及该领域的一些著名专家给予一定的介绍，吸引学生学习该技术的兴趣。例如，在讲解蛋白质结构解析时，我会给学生介绍我国著名的结构生物学家施一公教授及其部分研究成果，以引起学生探究神秘的蛋白质结构的兴趣。

四联系生物工程应用实例，激发学生学习的兴趣

21世纪以来，随着生物技术的飞速发展，许多生物技术成果已在现实生活中得到了广泛应用，将这些真实的事例向学生讲解，说明生物工程技术改变我们现实生活的巨大潜力，从而进一步提高学生的求知欲和学习的兴趣。如在讲述单克隆抗体时，我会进一步讲述单克隆抗体药物在抗肿瘤和自身免疫系统缺陷治疗领域的应用，并以贝伐珠单抗等常用单克隆抗体药物为例介绍单抗药物的分子机理及市场趋势，让学生真实了解到生物技术为人民健康和企业发展带来的巨大利益。类似的实例还有很多，例如高通量测序技术在胎儿产前诊断中的应用、CRISPR/Cas9技术在基因治疗中的应用潜力、人参、丹参毛状根的大规模发酵生产等，通过这些案例的讲解，学生既增强了理论知识的理解，也增强了理论与实践相结合的观念，对其建立专业的认知的树立专业的归属感具有重大帮助。

五科研反哺教学，课堂融入科研成果

教学和科研是推动高校发展的两翼，也是人才培养的两大支柱。只有教学与科研有机结合，有效地实施科研反哺教学，才能使教学与科研共同提高，从而建立良好的教学环境，培养造就出创新能力强、适应社会发展需要的高素质科技人才[5]。生物工程领域的许多基本原理和理论均与实际生产联系十分密切，在教学过程中就注意将书本上的理论知识与一些实际科研问题联系起来，在部分相关章节的讲述中结合目前教师所在的课题组已取得的部分科研成果，这样有利于发现学生兴趣，为进一步鼓励引导学生及早进入教师研究室参与教师的科研活动，培养学生创新能力奠定基础。例如，在讲述高通量测序在药用植物中研究的应用时，我以课题组前期发表的相关论文为例，为学习详细阐述高通量测序在河南道地药材地黄、山茱萸次生代谢生物合成中的作用。所选用的文章涉及了RNA提取、RNA质量控制、转录组测序、生物信息学分析等方面的内容，通过对文章的详细讲述，不仅回顾了之前章节核酸的性质的部分内容，又结合了正在讲述的高通量测序，还进一步对后续章节中的生物信息学分析有了初步的印象，使学生对所学内容有一个整体的观念，也启发学生如何探索科研的思路。通过上述的探索在教学中的应用，培养了学生学习该课程的兴趣、增强了其专业的认同感，学习效果也得到了普遍的提高。

参考文献

[1]余勤,吴昊,万海同,等.中医药院校生物工程专业的特色定位和人才培养[J].教书育人:高教论坛,2015(1):34-35.

[2]苏秀红,董诚明.《生物工程概论》教学中的问题及解决途径[J].中国中医药现代远程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖润华,杜洁,苏小丽,等.《近代生物工程导论》课程教学改革的初探[J].科技创新导报,2014(34):155-156.

[4]纠敏,汪伦记,邱智军.生物工程概论课程教学方法改革初探[J].科教导刊,2013(10):116-116.