時(shí)間:2023-03-29 09:20:30
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇生物工程論文,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”是適應(yīng)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程,培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)人才的重要舉措,是增強(qiáng)我國(guó)核心競(jìng)爭(zhēng)力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、走新型工業(yè)化道路的必然選擇[2]。實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”,將進(jìn)一步豐富我校的產(chǎn)學(xué)合作教育模式內(nèi)涵,提升它的品牌效應(yīng)。實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”也將使我校的辦學(xué)特色更為鮮明,兩者是相互促進(jìn)的。我們將緊緊抓住這次機(jī)遇,按照“卓越工程師”的要求,整體設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)方案,科學(xué)制定培養(yǎng)“卓越工程師”的通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),深入研究理論與實(shí)踐課程教學(xué)大綱,強(qiáng)化校企實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè),強(qiáng)化“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè),建立相應(yīng)的配套政策和建立質(zhì)量保障體系,以最大的工作熱情確?!白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計(jì)劃”在我校實(shí)施成功。為此,我院按照學(xué)校要求積極組織實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的設(shè)計(jì)方案。為積極貫徹落實(shí)學(xué)校在人才培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)上“頂天立地”的戰(zhàn)略目標(biāo),學(xué)院經(jīng)過(guò)幾年的不懈努力與探索,在人才培養(yǎng)模式、效果上大力進(jìn)行創(chuàng)新。以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才為指導(dǎo)目標(biāo),產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,走出了我院依托科研發(fā)展,教學(xué)科研良性互動(dòng),提升教育教學(xué)質(zhì)量的新路子,在取得了顯著的建設(shè)成就同時(shí)為實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、改革具體措施
1.堅(jiān)持以教學(xué)為中心,科研促進(jìn)教學(xué)??蒲惺谴髮W(xué)活力的源泉,以科研促進(jìn)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(qiáng)教學(xué)的深度、拓展教學(xué)的廣度,而且可以更新教師知識(shí)結(jié)構(gòu)、完善教師的知識(shí)體系,提高教學(xué)效果。高校教師既要從事教學(xué),又要進(jìn)行科研,要將二者有機(jī)結(jié)合,以科研促進(jìn)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(jì)社會(huì)發(fā)展需求和自身?xiàng)l件、發(fā)展?jié)摿?,繼承辦學(xué)傳統(tǒng),不斷深化人才培養(yǎng)模式改革,明確了“堅(jiān)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(jiān)持以生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)人才的需求為導(dǎo)向”的辦學(xué)理念。我院堅(jiān)持以現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)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(tái),學(xué)科鏈、專業(yè)鏈對(duì)接產(chǎn)業(yè)鏈的辦學(xué)模式。已在全院范圍內(nèi)努力營(yíng)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(jìn)教學(xué)”成為學(xué)院的共識(shí)和自覺行為。
2.強(qiáng)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(shí)并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成工程項(xiàng)目的能力稱為工程能力。就目前社會(huì)所需來(lái)看,我們的學(xué)生在這方面還存在著巨大的不足。因此,強(qiáng)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(shí)更好地解決實(shí)際困難。例如,在實(shí)踐環(huán)節(jié)方面,圍繞學(xué)生的工程實(shí)踐能力的提高,盡力運(yùn)用校內(nèi)外資源,為學(xué)生設(shè)置工程實(shí)踐與鍛煉環(huán)節(jié)。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)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(dòng)手能力,尤其重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng),越是基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)要求越嚴(yán)格越規(guī)范,做到讓每一位學(xué)生都能帶著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度操作每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。強(qiáng)化創(chuàng)新能力是人才培養(yǎng)中的一個(gè)重要內(nèi)容,是科技活動(dòng)的靈魂。在科技活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力至關(guān)重要[4]。鼓勵(lì)教師在教學(xué)方法上做出一定的創(chuàng)新,通過(guò)與學(xué)生之間的互動(dòng),將創(chuàng)新思想引入課堂,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),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(diǎn)。運(yùn)用創(chuàng)新的教學(xué)模式,例如通過(guò)多媒體形式將世界最新科技引入課堂,組織一場(chǎng)針對(duì)最新科技的討論,讓學(xué)生像參與者一樣體會(huì)整個(gè)項(xiàng)目的策劃實(shí)施。
3.通過(guò)激發(fā)興趣,培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和社會(huì)責(zé)任感。興趣是學(xué)習(xí)最好的老師,一旦我們對(duì)某種事物產(chǎn)生了興趣我們就會(huì)全身心投入進(jìn)去,不斷探索,不斷求知。因此興趣的培養(yǎng)是“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。為充分培養(yǎng)學(xué)生的興趣,首先我們要先啟發(fā)他們對(duì)事物的興趣,老師可以通過(guò)在課堂教學(xué)時(shí)不斷跟同學(xué)互動(dòng),增進(jìn)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的渴望,把他們引進(jìn)門后鼓勵(lì)他們參加各類科研知識(shí)講座、參加科創(chuàng)活動(dòng),并在其中不斷指導(dǎo)等。設(shè)置個(gè)性化實(shí)驗(yàn)室、簡(jiǎn)歷實(shí)驗(yàn)室開放中和實(shí)驗(yàn)室競(jìng)賽等,著力培養(yǎng)濃厚的學(xué)習(xí)與研究興趣,并促使學(xué)生進(jìn)行“興趣———行動(dòng)”的轉(zhuǎn)變[5]。
除了授課過(guò)程中“與時(shí)倶進(jìn)”地講授最新的研究進(jìn)展和科技前沿知識(shí)外,我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)特點(diǎn),設(shè)置或鼓勵(lì)學(xué)生自己尋找與教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求相適應(yīng)的、注重理論研究和解釋實(shí)際的課程論文題目,引導(dǎo)學(xué)生嘗試探索某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的歷史起因、研究現(xiàn)狀和前景展望,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,取得了較好的教學(xué)效果。
一、設(shè)置課程論文及答辯的重要性
通過(guò)調(diào)查,選擇生物工程基礎(chǔ)課程的學(xué)生來(lái)自各個(gè)專業(yè),知識(shí)面背景不同,有不少學(xué)生從未接觸過(guò)相關(guān)領(lǐng)域的課程,許多是懷著好奇心理來(lái)上這門課的,還有的學(xué)生只是單純地來(lái)混混學(xué)分,被動(dòng)來(lái)聽課的。在這種情況下,教師必須要抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,否則課堂氣氛不好,學(xué)習(xí)風(fēng)氣不理想,會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。因此,必需摒棄傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的缺乏互動(dòng)的教學(xué)模式,因?yàn)檫@種模式無(wú)助于學(xué)生獨(dú)立思考和動(dòng)手的素質(zhì)及其能力的形成。
設(shè)置課程論文及答辯進(jìn)行教學(xué)或者考核,能夠成為培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考判斷能力跨出的第一步,也是重要的一步。重要的是培養(yǎng)學(xué)生思考和判斷的能力,所以考核學(xué)生的成績(jī)主要看學(xué)生是否能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、認(rèn)真思考,并且言之成理地寫出來(lái),結(jié)論即使稍有偏頗也是允許的。同時(shí),學(xué)生只有具備獨(dú)立的思考判斷能力和獲取知識(shí)的能力,才能在終身教育過(guò)程中面對(duì)日新月異的世界,不斷實(shí)現(xiàn)知識(shí)的更新,實(shí)現(xiàn)從學(xué)會(huì)知識(shí)到學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的飛躍。
二、課程論文及答辯的實(shí)施方式
(一)課程論文選題
選題是開展研究的第一步,直接決定著課程論文的質(zhì)量和結(jié)果。因此,我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中,注意理論聯(lián)系實(shí)際,有意識(shí)地介紹本課程相關(guān)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題和前沿研究動(dòng)態(tài),啟發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的思考,培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)方法。學(xué)生根據(jù)自己的思考和興趣,將自己的選題范圍報(bào)上來(lái),經(jīng)過(guò)篩選和課堂討論,確定最終的課程論文選題和目標(biāo)。通過(guò)這種方式,學(xué)生會(huì)感到自己受到了重視,并且會(huì)將課堂所學(xué)理論知識(shí)和自己的生活實(shí)踐與思考心得結(jié)合起來(lái),滿懷信心和熱情地投入到選題后的研究中去。
(二)查閱文獻(xiàn)
教師要讓學(xué)生明白“不查文獻(xiàn)不做學(xué)問(wèn)”的重要性,要求學(xué)生廣泛地閱讀相關(guān)書目查找各種資料,并進(jìn)行仔細(xì)地分析、辨別,使知識(shí)和能力趨向統(tǒng)一。要把某個(gè)問(wèn)題講清楚,學(xué)生必須綜合運(yùn)用該課程或其他課程所學(xué)過(guò)的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生須熟練掌握利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)資源查閱國(guó)內(nèi)外某個(gè)研究問(wèn)題的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的本領(lǐng),貼”。只有充分地了解了前人的工作,才能胸有成竹地撰寫自己的課程論文。
(三)課程論文撰寫
因?yàn)樵S多大學(xué)生沒(méi)有撰寫課程論文的經(jīng)驗(yàn)。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中會(huì)拿出幾篇撰寫規(guī)范的論文給學(xué)生講評(píng),告之如何將所見所想用科技論文語(yǔ)言來(lái)表述,如何安排符合邏輯思維的論文結(jié)構(gòu)和層次,甚至逐詞逐句地幫學(xué)生確定題目、摘要、關(guān)鍵詞、段落層次和結(jié)論的書寫,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯勘磉_(dá)思維,鍛煉初步的論文撰寫能力。另外,教師也會(huì)將那些不規(guī)范的論文展示給學(xué)生看,結(jié)合歷史上因?yàn)檎撐牟灰?guī)范而科研失敗的實(shí)例,讓學(xué)生懂得細(xì)節(jié)的重要性,寫出比較規(guī)范的課程論文來(lái)。
(四)論文評(píng)價(jià)和交流
學(xué)生要想寫好自己的論文,必須經(jīng)過(guò)課堂的討論和交流,對(duì)比差距,查找缺漏,更好地完善自己的課程論文。任課教師一定要注意導(dǎo)向,這對(duì)保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和端正態(tài)度很重要,因此就不應(yīng)該輕易地否定某一個(gè)同學(xué)的研究工作。如果他確有缺點(diǎn)和不足,教師要提出改進(jìn)的措施和方式,讓學(xué)生意識(shí)到錯(cuò)誤的所在,對(duì)進(jìn)一步的修改進(jìn)有清晰的認(rèn)識(shí)。同時(shí),教師還應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生自己評(píng)自己,通過(guò)傳閱其他同學(xué)的論文,客觀評(píng)價(jià)自己,交流心得,做到知己知彼,不斷提高自己。
(五)課程論文答辯
論文答辯是課程論文的重要一環(huán)。良好的語(yǔ)言表達(dá)能力和溝通能力會(huì)讓學(xué)生將自己的課程論文成績(jī)展現(xiàn)給大家看。這要求學(xué)生精心準(zhǔn)備材料、課件和圖片,努力在限定時(shí)間內(nèi)將自己復(fù)雜枯燥的研究用簡(jiǎn)單熱情的語(yǔ)言表達(dá)出來(lái),富有感染力地激發(fā)聽眾興趣。答辯過(guò)程中,更考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握能力和認(rèn)知深度,鼓勵(lì)其他學(xué)生都來(lái)當(dāng)答辯委員會(huì)成員,只要與課程論文有關(guān)的問(wèn)題都可以提出來(lái),以此活躍課堂氣氛,深化理論學(xué)習(xí)。教師的點(diǎn)評(píng)很重要,應(yīng)從論文的選題質(zhì)量、論文的理論性與科學(xué)性、論文的寫作水平、論文答辯表現(xiàn)4個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià),做到公正和公平,又不失趣味性。
三、設(shè)置課程論文及答辯的教學(xué)效果
(一)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
這一點(diǎn)最值得一提。學(xué)生充分發(fā)揮了自己的學(xué)習(xí)熱情后,在選題過(guò)程中,許多學(xué)生就會(huì)將目光投向當(dāng)前研究比較熱點(diǎn)的胚胎干細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因食品、克隆技術(shù)、發(fā)酵產(chǎn)業(yè)等。特別是2007年11月最新的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)揭曉后,學(xué)生對(duì)獲獎(jiǎng)?lì)I(lǐng)域的“胚胎干細(xì)胞和哺乳動(dòng)物DNA重組”內(nèi)容產(chǎn)生了濃厚興趣,我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中,抓住這一點(diǎn),對(duì)細(xì)胞工程和胚胎干細(xì)胞工程理論進(jìn)行了詳細(xì)地講述,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)查閱和搜集相關(guān)文獻(xiàn)資料,了解這一生物工程的前沿進(jìn)展。在確定選題時(shí),就有學(xué)生將重點(diǎn)放在了胚胎干細(xì)胞的倫理道德方面,建議開發(fā)其他組織代替胚胎開展干細(xì)胞研究。而在2007年11月20日日本和美國(guó)有兩個(gè)研究小組成功地將人皮膚誘導(dǎo)為類干細(xì)胞后,有學(xué)生喜出望外地打電話告訴我,仿佛這一研究成果是他做出來(lái)一樣,由此可見學(xué)生的積極性有多高。
(二)啟發(fā)了學(xué)生和教師今后的研究
教學(xué)相長(zhǎng),這一點(diǎn)在通過(guò)課程論文及答辯的教學(xué)嘗試中得到了體現(xiàn)。很多時(shí)候,任課教師由于長(zhǎng)年的教學(xué)或科研,思路比較受局限。在做課程論文及答辯的進(jìn)程中,教師因和學(xué)生一起探索了某個(gè)科研進(jìn)展,從而激發(fā)了許多新的研究思路,為課程教學(xué)注入了新鮮的活力。比如,從細(xì)胞融合技術(shù)上,有學(xué)生結(jié)合自己玩網(wǎng)絡(luò)游戲的經(jīng)歷,提出了“人獸雜交”的選題,并通過(guò)深入調(diào)研,總結(jié)了人獸雜交的歷史背景、研究意義和進(jìn)展,既很吸引眼球,也對(duì)這一領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和監(jiān)管方面提出了許多獨(dú)到的見解,值得教師和其他學(xué)生深入思考和研究。
(三)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)
撰寫課程論文是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的有效途徑。課題選擇過(guò)程中,學(xué)生廣泛閱讀,能増強(qiáng)其發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題的能力;搜集信息、資料利用的過(guò)程,能提高其掌握文獻(xiàn)檢索的能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、社會(huì)交往的能力;解釋資料的過(guò)程能鍛煉學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際、綜合分析、抽象概括的能力;撰寫論文和論文交流答辯的過(guò)程能提高學(xué)生的寫作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、歸納總結(jié)能力。學(xué)生參加了答辯后,認(rèn)為自己敢于在大家面前表達(dá)自己的觀點(diǎn)了,這對(duì)于其將來(lái)提高演講能力、普及科學(xué)知識(shí)、參加畢業(yè)答辯都有良好的助益。
在生產(chǎn)流程中,為了減少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技術(shù),研制具有特別功能的“工程菌”或“工程細(xì)胞株”,例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域使用生物農(nóng)藥無(wú)毒、安全、無(wú)污染等;利用生物質(zhì)能源能極大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化學(xué)反應(yīng),使生產(chǎn)過(guò)程能源、原料的消耗降低;綜上所述,生物工程技術(shù)對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù)意義重大。
2生物工程在環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用
環(huán)境保護(hù)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是監(jiān)測(cè)環(huán)境污染,應(yīng)用化學(xué)儀器分析以及生物監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要方法??梢岳没蚬こ碳夹g(shù)改造過(guò)的微生物、指示生物、生物芯片技術(shù)、生物傳感器技術(shù)、分子生物學(xué)等技術(shù)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染。近年來(lái),環(huán)境監(jiān)測(cè)也可以通過(guò)研究較多的有聚合酶式反應(yīng)技術(shù)(PCR技術(shù))、酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)(ELISA)、核酸探針、生物傳感器、生物熒光方法等生物高新技術(shù)。土壤、沉積物、水樣等環(huán)境標(biāo)本的細(xì)胞檢測(cè)可以通過(guò)PCR技術(shù)完成。水體中的BOD、酚、NO3、有機(jī)磷,以及大氣中的CO2、SO2、NOx的含量及濃度分析都可以用生物傳感技術(shù)測(cè)定。今后,由于其快速、靈敏、特異性強(qiáng)的特性,生物工程技術(shù)將在環(huán)境監(jiān)測(cè)中廣泛應(yīng)用。
3生物工程在廢水處理中的應(yīng)用
需要一個(gè)由多種方法組成的多層次處理系統(tǒng)將廢水中所含的多種污染物質(zhì)處理。預(yù)處理多為物理方法,化學(xué)方法容易產(chǎn)生二次污染;利用生物的新陳代謝作用,對(duì)廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定,將廢水中污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒、無(wú)害、穩(wěn)定的物質(zhì),這種方法就是利用生物工程措施在廢水凈化中的應(yīng)用。固定化微生物技術(shù)。利用基因工程技術(shù)將一些具有特異性的優(yōu)勢(shì)菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些具有脫色菌、脫氮、脫磷等高效專性菌進(jìn)行固定化后,菌體密度提高,這種技術(shù)應(yīng)用于廢水處理,有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)微生物(尤其是特殊功能的微生物)的濃度,有利于微生物抵抗不利環(huán)境的影響,有利于反應(yīng)后的固液分離,縮短處理所需的時(shí)間。生物反應(yīng)器技術(shù)。在活性污泥中加入固定載和流動(dòng)載體,以及好氧和厭氧固定膜的反應(yīng)器,極大的增加了反應(yīng)體系中的生物量和生物類群,運(yùn)用發(fā)酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的發(fā)揮。此法處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。生物強(qiáng)化處理技術(shù)。通過(guò)向傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的濃度,增強(qiáng)對(duì)難降解有機(jī)物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物處理體系對(duì)難降解有機(jī)物的去除效能。在水污染治理中的應(yīng)用主要有:治理高濃度有機(jī)廢水;有毒、有害難降解污染物的治理;脫氮除磷等。
4應(yīng)用生物工程技術(shù)處理固體廢棄
物固體垃圾處理通過(guò)物理的手段(如粉碎、壓縮、干燥、蒸發(fā)、焚燒等)或生物化學(xué)作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以縮小其體積、加速其自然凈化的過(guò)程。焚燒、填埋等常規(guī)處理方式不能從根本上解決污染問(wèn)題,污泥直接焚燒的熱值過(guò)低,還要治理有害氣體、粉塵污染,污泥焚燒的一次性投資和運(yùn)行成本過(guò)高,采用現(xiàn)代生物技術(shù)處理這些有機(jī)物,把有機(jī)廢棄物發(fā)酵成為有機(jī)肥或營(yíng)養(yǎng)土去肥沃土地,再把植物變成食物,這是適應(yīng)大自然自身規(guī)律的一種處理和循環(huán)利用方式。生物工程技術(shù)在消除白色污染方面意義重大,主要表現(xiàn)為:(1)通過(guò)基因工程技術(shù)可篩選優(yōu)勢(shì)微生物、構(gòu)建高效降解菌,并通過(guò)發(fā)酵工程技術(shù)大量培養(yǎng),可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技術(shù)將能編碼降解蛋白的基因?qū)肽骋煌寥牢⑸镏?使他們共同發(fā)揮各自的功能和作用,迅速將塑料等白色污染物降解。
5應(yīng)用生物工程治理大氣污染廢氣
的生物處理和空氣凈化是一種利用微生物吸附分解有機(jī)物能力和降解惡臭物質(zhì)與有機(jī)廢物的方法,主要方法有生物洗滌、生物過(guò)濾、生物吸附法等。這些方法具有成本低、效率高、安全性好和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
6應(yīng)用生物工程治理土壤污染土壤污染
1組織工程修復(fù)骨缺損進(jìn)展
骨組織工程可追溯到urist[10]1965年報(bào)道的用DBM(骨形態(tài)發(fā)生蛋白)誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞形成進(jìn)而分化為成骨細(xì)胞。直到1987年在美國(guó)紐約的學(xué)術(shù)會(huì)議上才正式提出組織工程學(xué)定義,其目的和意義是在細(xì)胞水平和分子水平構(gòu)建具有生命力的細(xì)胞生物材料復(fù)合體,從形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上對(duì)缺損或功能障礙的組織、器官進(jìn)行永久性地置換及替代,實(shí)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(xì)胞和生長(zhǎng)因子則是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)骨組織工程所用的生物材料也是多種多樣,各具特點(diǎn),與骨組織工程、基因工程聯(lián)合應(yīng)用研究越來(lái)越多,可以做到互補(bǔ)。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(xì)胞分泌生長(zhǎng)因子所彌補(bǔ),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(jìn)細(xì)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(xì)胞移植有良好的骨誘導(dǎo)能力。生物陶瓷獨(dú)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(yùn)輸營(yíng)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(shí)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(qiáng)度并不高,多用于強(qiáng)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(lái)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(shì)是植入機(jī)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(dòng)物有關(guān))??紫堵适?5%的TPC是最好的骨替代材料,但同樣是因?yàn)閺?qiáng)度不夠,而只能用于不負(fù)重骨部位[14]。磷酸鈣陶瓷在體內(nèi)的代謝途徑目前認(rèn)為是粒子而不是離子,所以長(zhǎng)時(shí)間聚集可能會(huì)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(xì)胞保護(hù)、增殖、堿性磷酸酶與骨膠原生成等方面的良好效果[15]。通過(guò)向磷酸鈣陶瓷中添加相應(yīng)增強(qiáng)韌性的材料而形成的TPC復(fù)合材料已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)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(chǎng)都會(huì)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(xì)胞外基質(zhì)成分,可以促進(jìn)鈣沉積,血管內(nèi)向性生長(zhǎng)及生長(zhǎng)因子錨定,促進(jìn)骨愈合,是良好的細(xì)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(shì)。王浩等[16]將鼠間充質(zhì)干細(xì)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(jìn)細(xì)胞向內(nèi)生長(zhǎng),其在大鼠肌肉內(nèi)逐步降解的同時(shí)伴有新骨形成,提示該復(fù)合物在細(xì)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(xì)胞有:成骨細(xì)胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、軟骨細(xì)胞、骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(bonemarrowstemcells,BMSC)、人臍帶間質(zhì)干細(xì)胞(HUCMSCs)、脂肪干細(xì)胞(adiposederivedstemcells,ADSCs)、胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcells,ESCs)、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞等,大多是自體細(xì)胞,它們能大量分泌生長(zhǎng)因子且有多分化潛能,如將BMP基因轉(zhuǎn)染軟骨細(xì)胞后可促進(jìn)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(kuò)增幾億倍仍可保存其分化潛能,也能長(zhǎng)期穩(wěn)定的表達(dá)外源性生長(zhǎng)因子基因。Corn等[18]人用熒光成像的方法證實(shí)了間充質(zhì)干細(xì)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(biāo)記仍不明確,所以移植后的效果評(píng)價(jià)還停留在流式細(xì)胞術(shù)階段。ESCs在表現(xiàn)其強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)時(shí)也暴露其負(fù)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(huì)限制該細(xì)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(xì)胞分泌血管生長(zhǎng)因子作用而被廣泛認(rèn)可,其發(fā)展也最有前景。成骨細(xì)胞因易老化等缺點(diǎn)而被淘汰。盡管倫理、干細(xì)胞界定、分離和增殖上仍有挑戰(zhàn),但干細(xì)胞在組織再生方面的臨床價(jià)值值得探索。
2基因工程修復(fù)骨缺損進(jìn)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(duì)生長(zhǎng)因子基因的不斷認(rèn)識(shí)與克隆,人們想到將內(nèi)源性生長(zhǎng)因子穩(wěn)定有效地表達(dá)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(guò)程中應(yīng)用更為必要。Sheyn等[19]將基因修飾的干細(xì)胞用于椎體骨修復(fù)的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示骨缺損得到良好修復(fù),彌補(bǔ)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(zhǎng)因子基因:骨形態(tài)生成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-1)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF-A、B、E促進(jìn)血管以出芽的方式生成,VEGF-C、D則促進(jìn)淋巴管生成)、甲狀旁腺素(PTH)等。目前,已經(jīng)認(rèn)識(shí)到骨缺損愈合的過(guò)程中是多種生長(zhǎng)因子共同參與、協(xié)同作用,共同促進(jìn)愈合。已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)證明多生長(zhǎng)因子基因聯(lián)合作用較單個(gè)基因在促進(jìn)成骨時(shí)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(zhǎng)的啟動(dòng)基因,誘導(dǎo)成骨細(xì)胞生成,對(duì)未分化的骨髓干細(xì)胞有促進(jìn)增殖和分化的作用,對(duì)成熟的細(xì)胞無(wú)作用。同時(shí)能促進(jìn)骨折部位的穩(wěn)定[22],即使在炎癥因子存在時(shí)也能顯著誘導(dǎo)骨基質(zhì)形成。BMP通過(guò)細(xì)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(xì)胞外聚集并通過(guò)Smad將信號(hào)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(jī)體上分離出的靶細(xì)胞,進(jìn)行體外培養(yǎng),然后再轉(zhuǎn)移到缺損部位進(jìn)行骨誘導(dǎo)修復(fù)即體外轉(zhuǎn)染途徑,或者基因表達(dá)載體直接注入機(jī)體靶細(xì)胞促進(jìn)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(xì)胞,利用骨缺損處成骨反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的放射線觀察得到證實(shí)。Clements等[25]用載有堿性生長(zhǎng)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(shí)施,因體內(nèi)轉(zhuǎn)染途徑不僅能較好表達(dá)生長(zhǎng)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(huì)遇到這樣的問(wèn)題:注射到局部的BMP會(huì)被滲出的體液沖散而引來(lái)吞噬細(xì)胞且靶細(xì)胞的選擇不容易控制,降低了生長(zhǎng)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(jiǎn)單可指導(dǎo)臨床應(yīng)用,體外轉(zhuǎn)染也有其明顯優(yōu)勢(shì),高效的細(xì)胞轉(zhuǎn)導(dǎo),操作簡(jiǎn)便,還可與骨組織工程結(jié)合來(lái)完成骨修復(fù),將來(lái)源于自身組織的細(xì)胞復(fù)合組織工程載體,然后經(jīng)過(guò)細(xì)胞生物反應(yīng)體系培育,再轉(zhuǎn)移到宿主能夠減少生長(zhǎng)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(huì)是生理需要的1000倍,帶來(lái)經(jīng)濟(jì)負(fù)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(lái)代替rhBMP-2,實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)因子表達(dá)就越好,如VEGF過(guò)度表達(dá)會(huì)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(lái)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?yàn)楸旧砭途哂兄虏⌒运灾苽淦饋?lái)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(xì)胞的表面),但轉(zhuǎn)染率高還能控制BMP的過(guò)量表達(dá)。有人用藥物來(lái)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(xì)胞仍然可以表達(dá)目的基因進(jìn)行骨誘導(dǎo)[29]。而非病毒載體雖然低毒、不會(huì)引發(fā)較強(qiáng)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(duì)較低。有文獻(xiàn)報(bào)道生長(zhǎng)因子表達(dá)的時(shí)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(dá)時(shí)間要長(zhǎng)于Ad介導(dǎo)的表達(dá)時(shí)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(guò)入胞方式使基因轉(zhuǎn)入細(xì)胞。不同的脂質(zhì)體也有不同特點(diǎn),Lipofecamine對(duì)于一些難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率高,但細(xì)胞毒性較大;Fugene6細(xì)胞毒性小,轉(zhuǎn)染效率高,操作簡(jiǎn)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(xì)胞或者靶細(xì)胞的細(xì)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(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)極易老化,從而喪失增殖和分化能力。所用目的細(xì)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(xì)胞分化,而多次注射生長(zhǎng)因子代價(jià)也會(huì)很高。基因工程雖然在骨誘導(dǎo)方面有很大的優(yōu)勢(shì),但是體內(nèi)轉(zhuǎn)染途徑的靶細(xì)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(qiáng)度不夠會(huì)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(xì)胞老化,并且能使細(xì)胞長(zhǎng)期有效地表達(dá)生長(zhǎng)因子,避免重復(fù)注射生長(zhǎng)因子,而且基因工程所表達(dá)的是內(nèi)源性的生長(zhǎng)因子,生物活性比外源性的更強(qiáng),更有利于干細(xì)胞向成骨細(xì)胞的分化,加速新生骨的形成,另外組織工程也可彌補(bǔ)基因工程骨傳導(dǎo)不良的缺陷。大片移植骨時(shí),即使是運(yùn)用了各種有孔生物支架或是直接將內(nèi)皮細(xì)胞和骨髓干細(xì)胞放在試管內(nèi)培育,工程骨的血管生成與骨誘導(dǎo)同時(shí)有效仍然是個(gè)沒(méi)有攻克的難題,難免會(huì)顧此失彼。最近有報(bào)道將RunxⅡ基因轉(zhuǎn)染的脂肪干細(xì)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(dú)個(gè)體,卻可以聯(lián)合起來(lái)引領(lǐng)骨缺損的治療方向。
4展望
突出學(xué)生學(xué)習(xí)能力、綜合實(shí)踐動(dòng)手能力的評(píng)價(jià),采用口試、答辯和解決實(shí)際問(wèn)題等形式,考核評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。鑒于實(shí)踐課程內(nèi)容的復(fù)雜性、實(shí)踐時(shí)間的長(zhǎng)期性,專業(yè)將過(guò)程考核應(yīng)用于成績(jī)考核當(dāng)中,不再以最終的成績(jī)確定學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,而將同學(xué)的準(zhǔn)備情況、實(shí)踐態(tài)度、思考過(guò)程及難易度、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等都納入到實(shí)踐教學(xué)考核體系當(dāng)中。學(xué)生既是被考核對(duì)象,又是考核監(jiān)督對(duì)象,提高了學(xué)生的參與熱情。
2專業(yè)核心技能提升訓(xùn)練體系
2.1專業(yè)基本技能培訓(xùn)體系結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案,已制定實(shí)踐教學(xué)培訓(xùn)計(jì)劃和專業(yè)技能基礎(chǔ)體系,以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基本技能。相關(guān)實(shí)踐教學(xué)課程包括:一是基礎(chǔ)技能:生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因工程、免疫學(xué)、化工原理等;二是生物工藝過(guò)程基本技能相關(guān)課程:工業(yè)發(fā)酵分析、淀粉分析與檢驗(yàn)、變性淀粉、發(fā)酵工程、發(fā)酵設(shè)備等。
2.2科研訓(xùn)練提升專業(yè)基本技能培訓(xùn)體系塑造了學(xué)生最基本的專業(yè)技能,為提高專業(yè)技能,生物工程專業(yè)在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中制定了相應(yīng)的“研究式”實(shí)踐教學(xué)模式,即將學(xué)生融入教師的相應(yīng)課題研究中,利用課余時(shí)間,進(jìn)行課題研究。
2.3社會(huì)實(shí)踐鍛造生物工業(yè)過(guò)程實(shí)習(xí)主要包括:酶工程實(shí)習(xí)、化工原理實(shí)習(xí)及生物工藝學(xué)實(shí)習(xí)。是生物工程專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)中一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。本實(shí)踐環(huán)節(jié)在前述實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)上,通過(guò)構(gòu)建學(xué)生自主實(shí)習(xí)、校內(nèi)外雙導(dǎo)師制、廠校雙重考核等實(shí)踐教育模式,讓學(xué)生進(jìn)入生物工程公司每一個(gè)操作工段。通過(guò)這一環(huán)節(jié)的實(shí)踐學(xué)習(xí),讓學(xué)生更加深刻理解生物工程工藝流程,加深了對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握,專業(yè)技能和素養(yǎng)在工業(yè)環(huán)境中得到進(jìn)一步提升,同時(shí)提高了學(xué)生的工程意識(shí)和工程能力以及創(chuàng)新能力。
1.畢業(yè)論文學(xué)校政策的準(zhǔn)備
學(xué)校層面對(duì)教學(xué)質(zhì)量的要求對(duì)畢業(yè)論文質(zhì)量起決定的作用。然而對(duì)教學(xué)質(zhì)量的要求并不是靠從教師層面抓課堂教學(xué)、抓考勤、抓完善文件等,而是要有科學(xué)完善的畢業(yè)政策。
1.1 嚴(yán)格大學(xué)學(xué)分管理制度
從部分學(xué)生視角來(lái)評(píng)論大學(xué)制度,大學(xué)制度還是挺嚴(yán)格的。查早操、查自習(xí)、查晚歸、查宿舍、不允許私自外出、不允許聚餐等等。管理制度嚴(yán)格了,但畢業(yè)生質(zhì)量下降了。什么原因呢?一方面是擴(kuò)招后入學(xué)生源質(zhì)量降低了,另一方面是學(xué)校的管理不到位,管理嚴(yán)厲的不是地方。學(xué)生只要遵守學(xué)校的這些規(guī)章制度就可以順利畢業(yè)拿到大學(xué)文憑,至于真正掌握知識(shí)能力有沒(méi)有達(dá)到培養(yǎng)計(jì)劃的要求,那要因人而異。這種制度造成了學(xué)生在主觀上努力的缺失,在畢業(yè)論文上的反應(yīng)和平時(shí)學(xué)習(xí)也是一樣的態(tài)度,并沒(méi)有認(rèn)真重視。而這種制度反應(yīng)在教師身上也是消極的。有些教師指導(dǎo)學(xué)生比較嚴(yán)格,對(duì)論文的要求也很高,但個(gè)別學(xué)生主觀上不努力,造成論文質(zhì)量不過(guò)關(guān),最后還是由教師來(lái)修改論文,學(xué)生根本不在乎,因?yàn)樗雷詈筮€是會(huì)順利畢業(yè)的。在這種寬松的畢業(yè)制度下,教學(xué)質(zhì)量怎么能提高。所以要提高畢業(yè)論文的質(zhì)量必須從源頭抓起,有效的嚴(yán)格大學(xué)管理制度,特別是畢業(yè)制度。真正意義的按學(xué)分和績(jī)點(diǎn)畢業(yè),而不是考試前劃重點(diǎn)什么的,學(xué)生如果不認(rèn)真學(xué)習(xí)考試不過(guò)關(guān)或畢業(yè)論文不合格,導(dǎo)致最后學(xué)分績(jī)點(diǎn)不夠就應(yīng)該延遲畢業(yè)。如果學(xué)校在抓延遲畢業(yè)方面有所突破的話,管理方面很多方面的問(wèn)題就會(huì)迎刃而解。大學(xué)應(yīng)該是一個(gè)自由學(xué)習(xí)的國(guó)度,而這個(gè)自由一定要有一個(gè)框框。學(xué)校不能以招生為理由,放松對(duì)學(xué)生畢業(yè)的要求。
1.2 逐步完善畢業(yè)論文管理
論文制度應(yīng)該是成熟的管理制度,如果要變動(dòng)需要至少提前一個(gè)學(xué)期進(jìn)行全校通知。創(chuàng)新是必須的,但不能為了創(chuàng)新而損失了效率。如果有新的論文管理制度應(yīng)該先在某幾個(gè)二級(jí)學(xué)院試點(diǎn),成功后再進(jìn)行全校推廣。這樣就可以避免我校在之前出現(xiàn)的畢業(yè)論文過(guò)程管理中出現(xiàn)的尷尬。另外學(xué)校應(yīng)該制定相關(guān)政策,將學(xué)生畢業(yè)論文進(jìn)行分流,第7和第8學(xué)期都可以自由安排畢業(yè)論文。我校生物工程專業(yè)畢業(yè)論文和其他專業(yè)一樣,安排在第8學(xué)期進(jìn)行。由于學(xué)院所有專業(yè)都在這學(xué)期進(jìn)行論文,一方面實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備不足,現(xiàn)在畢業(yè)論文要求100%實(shí)驗(yàn)類型,這樣實(shí)驗(yàn)室在第8學(xué)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),容易出現(xiàn)安全等問(wèn)題。另一方面,學(xué)生找工作、考研復(fù)試等也會(huì)耽誤很多時(shí)間,最終實(shí)驗(yàn)倉(cāng)促完成。如果在三年級(jí)下學(xué)期開始布置論文選題,大四全年可進(jìn)行畢業(yè)論文,這樣老師學(xué)生可以靈活安排時(shí)間就能避免上述問(wèn)題出現(xiàn),給畢業(yè)論文充足的時(shí)間。
2.畢業(yè)論文指導(dǎo)教師的準(zhǔn)備
為了顯示生物工程專業(yè)的特色,即工科特點(diǎn)。指導(dǎo)教師工科背景比例應(yīng)該增加,對(duì)于生物工程專業(yè)來(lái)說(shuō),指導(dǎo)教師是提高專業(yè)論文質(zhì)量的關(guān)鍵。
2.1增加教師配備,利用特殊政策招聘工程類專業(yè)教師
學(xué)校一定要不斷增加師生比例,要不然提高教學(xué)質(zhì)量或者說(shuō)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量就是一句空話。學(xué)院每年都會(huì)招聘新的博士回來(lái),但是工科背景的博士卻很難有合適的人選。并不是沒(méi)有合適人才,而是合適的人才對(duì)我校的招聘政策并不滿意。如果學(xué)校層面能夠放寬政策或者利用特殊優(yōu)惠政策相信一定會(huì)招到合適的工程背景的教師,這最終對(duì)生物工程專業(yè)論文質(zhì)量的提高是有幫助的。
2.2 加強(qiáng)現(xiàn)有教師的工程實(shí)踐設(shè)計(jì)能力
招聘人才需要有一個(gè)周期,而且有一定的機(jī)遇性。對(duì)在職教師的工程實(shí)踐能力的培訓(xùn)也是一個(gè)重要的方法。學(xué)院要根據(jù)一些教師專業(yè)特點(diǎn)嘗試向工科進(jìn)行轉(zhuǎn)變。通過(guò)對(duì)開設(shè)生物工程專業(yè)的學(xué)校進(jìn)行調(diào)研,安排教師進(jìn)行相關(guān)課程的跟班聽課學(xué)習(xí)。同時(shí)可以與外校生物工程專業(yè)教師聯(lián)合指導(dǎo)本科畢業(yè)論文設(shè)計(jì),逐步提升本校生物工程專業(yè)教師的論文設(shè)計(jì)的指導(dǎo)能力。
2.3 增強(qiáng)教師校企合作
學(xué)校利用各方面資源來(lái)組織統(tǒng)籌校企合作單位,而并不是把這一任務(wù)交給教師個(gè)人。建立長(zhǎng)期的校企合作,部分教師可以在企業(yè)中得到鍛煉,而進(jìn)一步提高自己的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力和科研思維。一部分企業(yè)可以接納生物工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)論文,實(shí)行校企雙導(dǎo)師,以減少學(xué)校工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師不足的困難。
3.畢業(yè)論文學(xué)生的準(zhǔn)備
學(xué)生是畢業(yè)論文完成的主體,而不是教師,這一點(diǎn)必須要明確。教師是指導(dǎo)作用,對(duì)實(shí)驗(yàn)起統(tǒng)籌監(jiān)督等作用,最終論文數(shù)據(jù)的分析、資料上傳等都應(yīng)該是學(xué)生的工作。
3.1 注重學(xué)生科研思維的培養(yǎng)
從新生入學(xué)開始專業(yè)課教師就要有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的科研思維,將自己的科研融入于課堂,激發(fā)學(xué)生的科研興趣和創(chuàng)新精神。以教學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握自學(xué)本領(lǐng)為主要目標(biāo)。到畢業(yè)論文階段,學(xué)生應(yīng)該要有自主設(shè)計(jì)論文的能力,能夠?qū)δ硞€(gè)感興趣的課題,提出初步解決問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)路線。一定要在畢業(yè)論文之前培養(yǎng)學(xué)生查文獻(xiàn),論文設(shè)計(jì)等能力,為開展畢業(yè)論好智力準(zhǔn)備。
3.2 加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的鍛煉
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,拓寬學(xué)生知識(shí)面,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性的最有效途徑。由于生物學(xué)科的特殊性,一些綜合類實(shí)驗(yàn)的周期比較長(zhǎng),這樣每次3課時(shí)的實(shí)驗(yàn)安排就可能不符合實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀,所以可以安排綜合實(shí)驗(yàn)周,穿插幾門綜合實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中得到充分的鍛煉。例如菌種分離實(shí)訓(xùn)就應(yīng)該不同于微生物學(xué)實(shí)驗(yàn),需要鍛煉學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的角度來(lái)進(jìn)行實(shí)踐。
3.3工程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練
為了體現(xiàn)生物工程工學(xué)特性,一定要有相當(dāng)比例的論文設(shè)計(jì),同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)類的增加也可以減少部分實(shí)驗(yàn)室的負(fù)擔(dān)。應(yīng)該對(duì)設(shè)計(jì)類課程如《機(jī)械制圖與CAD課程設(shè)計(jì)》、《發(fā)酵生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》和《生物工程工廠設(shè)計(jì)概論》等課程的教學(xué)加以強(qiáng)化,以設(shè)計(jì)類工廠企業(yè)實(shí)習(xí)替代目前生物工程專業(yè)見習(xí),這樣可以更為有效提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。指導(dǎo)教師結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文題目布置工作,讓學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中有目的地調(diào)研和收集有關(guān)資料,為之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文工作做好準(zhǔn)備。
對(duì)于不同的環(huán)境污染問(wèn)題和不同的環(huán)境污染類型,有不同的處理方法,總的來(lái)說(shuō),可以分為化學(xué)法、物理法、生物法等三大類,在進(jìn)行處理污染物時(shí),可以單獨(dú)使用某種方法,也能幾種方法結(jié)合使用。由于化學(xué)法和物理法的投資比較大、成本比較高,并且存在二次污染的現(xiàn)象,因此,常使用生物法進(jìn)行處理。生物法是指利用系統(tǒng)中的生物,尤其是微生物,來(lái)轉(zhuǎn)化、降解污染物,達(dá)到污染物處理的目的,生物法具有污染物處理速度快、效率高、消耗低、成本低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),在環(huán)境處理中有十分廣泛的應(yīng)用。
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(jìn)行自然發(fā)酵,這種方法的處理時(shí)間比較長(zhǎng),并且處理量比較??;垃圾填埋需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間,并且還會(huì)占用大量的土地,同時(shí)填埋的垃圾還有可能污染地下水源;而垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣,引起二次污染,同時(shí)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(lái),這只給技術(shù)是先經(jīng)過(guò)篩選,將可以回收的資源進(jìn)行回收,然后加入具有特定功能的微生物進(jìn)行厭氧發(fā)酵或者好氧發(fā)酵,并收集發(fā)酵過(guò)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(dòng)控制發(fā)酵過(guò)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(jìn)行污水處理時(shí),經(jīng)常會(huì)使用生物法或者生物法與其他方法相結(jié)合的形式進(jìn)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(xì)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(duì)環(huán)境修復(fù)的作用
2.1生物修復(fù)
對(duì)于污染嚴(yán)重的環(huán)境,是不能利用垃圾處理或者廢水處理的方法進(jìn)行修復(fù)的,近年來(lái),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(dòng),將污染現(xiàn)場(chǎng)的污染物濃度降低、轉(zhuǎn)化、降解,將這些污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)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(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí),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(yùn)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(huì)中毒死亡,同時(shí)這種殺蟲劑的主體是蘇云金芽孢桿菌,不會(huì)對(duì)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(shí)還能殺滅蚊蟲,因此,在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí),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(jìn)環(huán)境修復(fù)。
3總結(jié)
菌目的的藥物有哪些?具體抑菌原理是什么?通過(guò)將理論知識(shí)與臨床藥物相聯(lián)系,使學(xué)生真正了解人類很多疾病的發(fā)生與體內(nèi)生物大分子的結(jié)構(gòu)、代謝、信息傳遞與表達(dá)等問(wèn)題密切相關(guān),而很多臨床藥物的研發(fā)又是以生化代謝點(diǎn)為藥物靶點(diǎn)的。這樣既可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)性,讓學(xué)生輕松而牢固掌握知識(shí)點(diǎn)的同時(shí),亦親身感受到生物化學(xué)與臨床醫(yī)藥學(xué)之間的關(guān)系,明白牢固的生化知識(shí)是藥物研發(fā)、生產(chǎn)乃至銷售環(huán)節(jié)的必備基礎(chǔ)知識(shí),為將來(lái)從事生物制藥工作打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。在這樣的課堂討論中老師要立足于引導(dǎo)的作用,務(wù)必專心傾聽學(xué)生的討論,緊跟學(xué)生們的思路,合適的時(shí)候給出恰當(dāng)?shù)墓膭?lì)和啟發(fā),這樣可極大程度地激發(fā)學(xué)生暢所欲言的熱情,拓寬學(xué)生的思維,進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)PBL教學(xué)法訓(xùn)練出來(lái)的學(xué)生,創(chuàng)新思維能力較強(qiáng),能夠獨(dú)立或借助查閱資料解決學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題[2],在跟隨老師做科研項(xiàng)目的時(shí)候善于思考和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,通常也能夠獨(dú)立解決遇到的問(wèn)題,真正做到自主學(xué)習(xí)能力的提高。對(duì)教師來(lái)講,不但要求基礎(chǔ)知識(shí)牢固,更要緊跟醫(yī)藥科學(xué)發(fā)展前沿,只有這樣才能設(shè)計(jì)出好的PBL問(wèn)題,對(duì)學(xué)生的討論才能給予恰到好處的引導(dǎo)啟發(fā)。此外,通過(guò)教師參與學(xué)生的討論,能很好地加強(qiáng)師生之間的交流,便于老師掌握每個(gè)學(xué)生的情況,真正做到因材施教,提高教學(xué)質(zhì)量。
2板書與多媒體結(jié)合
我校制藥工程專業(yè)生物化學(xué)課程在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期開設(shè)。此階段專業(yè)基礎(chǔ)課程多,知識(shí)量大,因此老師的授課方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率顯得尤為重要。生物化學(xué)課程知識(shí)比較龐雜,每節(jié)課的信息量非常大,加上課堂教學(xué)課時(shí)的減少,學(xué)生課下需要花費(fèi)大量時(shí)間消化。因此,如何讓學(xué)生高效地掌握每節(jié)課所講內(nèi)容顯得至關(guān)重要,而框架式的板書配合多媒體教學(xué)可以較好地緩解這個(gè)矛盾,提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的效率。目前,生物化學(xué)課程多采用多媒體教學(xué),這可在很大程度上提高教師的授課效率,使其在有限的時(shí)間講解更多的內(nèi)容,同時(shí)可借助插圖和動(dòng)畫的生動(dòng)性、直觀性和形象性來(lái)幫助學(xué)生理解教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)[6]。我們?cè)诂F(xiàn)有教材課件的基礎(chǔ)上,利用平時(shí)積累的教學(xué)素材對(duì)課件內(nèi)容、圖表和動(dòng)畫進(jìn)行了完善,使之更加條理清晰、有趣易懂。即使這樣,學(xué)生仍反映生物化學(xué)課程內(nèi)容龐雜,在有限的課堂和課外時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)起來(lái)還是有一定的困難?;诖?,在課堂的教學(xué)過(guò)程中我都會(huì)運(yùn)用板書把每章知識(shí)點(diǎn)框架式的總結(jié)出來(lái),便于學(xué)生從宏觀水平理解所學(xué)內(nèi)容,知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系一目了然,而不是零散的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的來(lái)記憶。這樣,龐雜的生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)就會(huì)簡(jiǎn)潔明了不少,學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣會(huì)明顯提高。此外,在多媒體教學(xué)過(guò)程中,為突出重點(diǎn)和難點(diǎn),我都會(huì)在黑板上寫出關(guān)鍵反應(yīng)的步驟,這會(huì)引起學(xué)生特別的關(guān)注,督促他們做好筆記,更好地提高教學(xué)效果。
3理論與實(shí)踐相結(jié)合
生物化學(xué)是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為加深學(xué)生對(duì)生物化學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解,提高其動(dòng)手實(shí)踐能力,培養(yǎng)其在實(shí)踐中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,根據(jù)我校制藥工程培養(yǎng)方案和學(xué)生的就業(yè)方向,編寫了適合我校制藥工程專業(yè)學(xué)生使用的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括驗(yàn)證性的基礎(chǔ)生化實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。此外,我們還開設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生通過(guò)查閱資料,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,根據(jù)方案解決實(shí)際問(wèn)題。這樣的教學(xué)安排可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而提高他們解決實(shí)踐問(wèn)題的能力,為學(xué)生以后的進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外,在指導(dǎo)學(xué)生做生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容我通常會(huì)提出一些與專業(yè)有關(guān)的小問(wèn)題,供他們思考。這樣會(huì)促使他們邊做實(shí)驗(yàn)邊思考,有利于加深其對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握[7]。為拓寬學(xué)生的視野,經(jīng)學(xué)校同意,我們還向?qū)W生開放了生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室。結(jié)合教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目,鼓勵(lì)學(xué)生按自己的興趣選擇導(dǎo)師,跟隨導(dǎo)師做一些研究工作。優(yōu)秀的學(xué)生可申請(qǐng)市教委或?qū)W校下達(dá)的針對(duì)本科生的一些科研項(xiàng)目,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行科研實(shí)踐工作。這樣的政策在我院實(shí)行多年,生物化學(xué)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室每年都會(huì)接收多名本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展科研立項(xiàng),這不但提高了學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),更重要的是提高了他們獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力,進(jìn)而激發(fā)了他們對(duì)生物醫(yī)藥的極大熱情[8]。
4總結(jié)歸納,突出重點(diǎn)
生物化學(xué)課程知識(shí)點(diǎn)非常多,以重要的知識(shí)點(diǎn)為中心進(jìn)行總結(jié)歸納既可幫助學(xué)生抓住重點(diǎn),凝煉內(nèi)容,提高其學(xué)習(xí)效率。如講授完遺傳信息傳遞及其調(diào)節(jié)相關(guān)內(nèi)容后,從模板、原料、產(chǎn)物、合成方向、合成方式及參與反應(yīng)有關(guān)的酶等方面列表比較復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯和逆轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn)。物質(zhì)代謝調(diào)控部分,生化反應(yīng)式太多,且各代謝途徑相互交叉,學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)往往感覺無(wú)從下手。講授完該部分內(nèi)容后總結(jié)歸納三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖循環(huán)、檸檬酸-丙酮酸循環(huán)、鳥氨酸循環(huán)等代謝過(guò)程的相互聯(lián)系和生理意義,使這部分內(nèi)容更加清晰易學(xué),利于溝通各部分知識(shí)點(diǎn)間的相互關(guān)系并引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)地整理、掌握所學(xué)知識(shí)。筆者多年的教學(xué)效果顯示總結(jié)歸納可顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。總結(jié)歸納的意義在于把所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化、條理化,便于理解記憶,更好地發(fā)揮學(xué)生的主體作用,并可有效克服傳統(tǒng)平鋪直敘講授方式帶來(lái)的枯燥乏味,有利于學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。另外,為達(dá)到溫故而知新的目的,在每次上課開始簡(jiǎn)短地回顧上次課的內(nèi)容,然后開始講述新內(nèi)容,注意內(nèi)容的自然過(guò)渡,每次課結(jié)束前將本節(jié)課的內(nèi)容串聯(lián)一遍,這樣更益于學(xué)生鞏固新學(xué)的內(nèi)容。
5結(jié)語(yǔ)