生物技术的具体概念范文

时间:2023-12-22 18:04:29

导语:如何才能写好一篇生物技术的具体概念,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

生物技术的具体概念

篇1

生物技术的一个普遍接受的定义为“对基因、细胞、器官、胚胎、微生物、动植物等生命体进行研究开发运用的技术活动”。就本文的生物技术研究(非农学意义,而是社会――经济意义上的)来说,对生物技术的一切研究都必定是建立在对生物技术如何具体运用于中国本土社会发展的研究之上的,是和中国人民的生活息息相关的。如果生物技术只是停留在实验室阶段,尚未能独立地成为一种社会――经济事业的话,也就没有生物经济这个概念了。所以,生物经济这个概念是指生物技术与实验室外的社会接壤后发生的经济――社会事实。如果没有产业化的运作,没有它运作的动力与目的,生物技术本身并不能直接衍生出生物经济。我们就该关注什么样的生物技术能够被传播运用,又是怎样成为经济因子的,亦即生物技术作为一种社会事实和社会事业的运作的动力和目的。

实验室里的生物技术,一个人可能一辈子也与此无干。要使技术与经济生活连接的前提必须是,在一定范围内为人所需要并要获取,必须有一个共享的范围,这个范围较大,技术的(经济)价值一般就较高。生物技术的传播与共享永远只是一个不断克服局限的努力,但局限是永远存在的,先天的利益不公正已经包含其中。所以我们来研究生物技术,更重要的是研究它怎么逸出实验室,飘落到社会经济生活土壤中,结出生物经济这朵花来的,而这朵花的粉与蜜又是为谁所拥有和采摘的。

2生物技术的物质层面与社会层面

第一个层面,物质层面亦即事实层面。生物技术其实是生物经济的潜在形式,是它的质料。就象转基因大米种出来就是为了进入市场卖掉,但并不是所有的都卖掉了,有的也许是农民自己吃了,这时候它就不是生物经济成分;决定转基因大米进入市场的是米业制度、米市行情和机遇,当然前提是你必须是用转基因大米种子种出来的大米。借用逻辑学老祖宗亚里斯多德的一对哲学范畴来说,质料只是潜能,从潜能转化为现实存在,还需要目的因和动力因,质料和形式这一对范畴是被亚里斯多德用来解释事物发生的原因的,形式本身可以划分为形式因、动力因和目的因,再加上质料因,便是亚氏著名的四因说,一切事物的发生离不开这四因。在他看来,作为潜能的质料从理论上讲是在先的;但实际上,现实性是在先的,因为如果潜能在先的话,那么很可能一切的东西都可能存在,却还没有存在。就生物技术来说,它出不了实验室,进入不了生产体系,没有生产运作的目的和动力,就不会是生物经济的因素。所以,生物技术的第一个层面的含义就是划定了生物技术的质料,从定义的角度来说,就是规定了事物的属性。如果我们把生物技术与生物经济联系起来看,那么生物技术的这一层面的属性便不足以揭示出生物技术的种差,比如已能作为生物经济因子和不能、尚未作为生物经济因子的区别。

第二个层面,社会层面。生物技术必须具有社会――经济价值,才能进入市场完成使命,所以生物经济意义下的生物技术必然是社会性的存在。在生物经济概念下来看生物技术,就会重视价值观视角的引入。作为生物经济因子的生物技术与否的两者之不同就在于前者是有价值标准与衡量级别的,这个标准在一个共同的范围内是有效的,尤其在技术的实用性、对经济的促动性等方面;然而这种效应也是有边界的,它受制于我们所处的社会,所以才有一个社会里的生物技术创造出来的生物经济价值不同于另一个的社会的现象。生物技术的价值说到底是一种价值观,是我们人在说这种技术而非那种具有价值,任何价值都不是孤立悬置的存在,主客体之间任何一方的缺失都会导致价值的消失。

3生物技术价值的有效性及其边界

生物技术价值是一种价值观,但它不是个别的价值观,而是一种普遍的社会价值关系的体现,在这个意义上,生物科技及经济行业是一种社会存在和社会事业。生物技术价值的主体当然是人,而人在其现实性上是一切社会关系的总和。在实际生活中,生物技术事业应该以国家和民族为价值主体,生物经济价值就必须服从国家民族共享的价值观念体系,并且生物经济价值评价标准也应该以社会价值观体系为边界。目前生物技术界是众所注目的朝阳领域,被视为解决中国“三农”问题的重要途径,社会上对这个新生事物有赞扬也有疑虑。中国生物科技事业是伴随着中国政治、经济、社会的深刻变革而发展起来的,改革的目标和归属是富民强国,“国”是社会主义中国,“民”是最广大的中国人民,中国生物科技事业在根本上不得违背这个共同的利益原则,不得无视这个价值主体,这是它的使命,也是它的发展源泉和合法性所在。当前,新一界政府对经济建设利国利民的强调,对“和谐社会”的不懈追求,对“三农”问题前所未有的重视,都是深化改革、进一步推进社会主义现代化建设的表征。

4对“新型农业体系”理论的一点看法

篇2

【关键词】生物技术;计算机;应用

【中图分类号】Q50 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0046-01

进入二十一世纪以来,由于研究的深入,对知识的进一步认识和了解,许多学科之间都有了一些交叉,尤其是一些新兴学科之间的相互交叉,广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用,人们进一步提升对自然界的认识,对人类本身也有了进一步的了解。随着科学技术的不断发展,尤其是计算机技术的飞速发展,计算机在其中的应用范围也日益扩大,计算机和药学两者互相影响、互相渗透、互相结合,密不可分。

1、生物技术与信息技术的关系

信息技术和生物技术都是高新技术,二者在新经济中并非此消彼长的关系,而是相辅相成,共同推进21世纪经济的快速发展。信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中,计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。如今,人们越来越清醒地认识到,超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的,高性能计算可以为人类作出更大的贡献。生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成,有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据,只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程,使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程,并非一般的计算机力所能及,而需要具有超级计算能力的计算机。因此,生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求,从而推动信息产业的发展。生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。

2、计算机在生物技术中的应用分析

生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法,从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题,即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能,以及人体各种正常生理功能和病理状态之问的差异,这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。

2.1 计算机技术在生物信息学中的应用

生物信息学在今后的无论是生物医药科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值;而且,由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科,使其具有非常强的专业性,这就使得专业的生物医药科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务,残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势,使得专业的生物医药开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求,学术界内的生物医药科研机构也是如此,而这种需求,仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见,在生命科学的新世纪,生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。

2.2 计算机在微生物学中细菌生化反应上的应用

细菌学的计量检验是医学检验现代化的种重要手段。此检验技术是通过收集已确证的统计资料,并将系列生化反应试验的反应结果数值化,按照一定的数学模型进行多元分析,利计算机的运算速度和记忆能力,检验标本作出规范化的定量鉴定。实现这一计量鉴定,我采用了计算机辅助编码捡索系统(CAIS)菌科细菌系列生化反应机辅检索程序(CAE-15)、(eAE-I)输入微机。通过各项生化反应结果及增补试验结果所得的编码数经过人工查询,从计算机编程的“缩码检索手册”中直接查找指定编码的细菌概率分布和相应的补充试验。计算机在微生物中的应用,不仅节约了时间和人力,而且鉴定结果准确可靠,避免主观误。

2.3 计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的应用

计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的潜力,在加利福尼亚大学圣迭分校的生物化学教授杜利特尔及其同事的工作中得以体现。他们在年进行的工作中只通过分析计算机打印输出的数据就获得了一个重要的生物学发现。杜利特尔教授的研究小组比较了两个由计算机打印输出的蛋白质序列,发现一种与癌症发生有关的序列和一种与细胞生长有关的序列完全一样,揭示出癌基因引起了细胞的不正常生长。这一发现在没有进行过任何一实验的情况下就获得了。

2.4 计算机在创造生物的虚拟环境方面的应用

计算机还正被用于创造一个虚拟的生物环境,以便对复杂的生物网络和生态系统进行模拟。这种虚拟环境创造不同的情境,帮助研究人员产生新的假说,并在实验室里被用于检测新的农业和制药产品以及医学活体实验。在虚拟世界里,生物学家敲敲键盘就可以产生新的合成分,而在实验室经常需要几年时间才可能合成一个真正的分子。有了三维的计算机模型,研究人员可以在屏幕上将各种基因和分子进行组合,然后观察它们的相互作用情况。年,宾夕法尼亚州立大学和位于加利福尼亚拉霍亚的斯克里普斯临床研究所的研究人员,通过使用最先进的计算机首次设计了一种极有价值的合成分子。这种被命名为的化合物是在计算机屏幕上构想出来的,几家生物技术实验室正在进行该化合物的批量生产。科学家们打算通过使用新的信息时代的计算技术造出多种多样的新分子。

2.5 计算机在生物医学工程中的具体应用

生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法,从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题,即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能,以及人体各种正常生理功能和病理状态之间的差异,这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。

3、发展前景

计算机在生物医学工程中应用的例子还很多,并且发挥着越来越重要的作用,同时对计算机技术水平的要求也越来越高。比如在生物医学信号处理方面,普通的计算机已经很难胜任实时处理的能力,使人们转向研究处理速度更快的专门处理器件DSP芯片。在人工智能方面,往往还需要功耗更低、存储更大的微计算机。因此,生物医学工程在利用计算机的同时也促进了计算机的发展。二十一世纪是生物技术的世纪,信息生物学是自然科学中发展最迅速、最具活力和生气的领域,并且为人类带来了很大的便利与贡献。不难看出,生物计算机研制成功以后,又会带来一次革命,它将会给人类带来更多的福祉,世人将以期盼的心情等待它的出现。随着科技的发展,随着生物技术的发展,它将越来越离不开计算机。不但如此,计算机和生物技术更越来越紧密结合。将更快地促进两者的发展。

参考文献

[1]张宜,汤韧.计算机单机及局域网在药学领域应用发展回顾及现状[J].武汉总医院杂志,2005,13(4):12

篇3

关键词:生物技术;有机废气;处理

近些年我国有机合成工业和石油化学工业不断得到迅速的发展,在大气中的有机化合物也逐渐增多,例如有机硫化物、有机氯化物等各种各样挥发性有机物,对于人体的感官会产生刺激,一些物质甚至具有毒性,对于周围的环境和群众的健康会产生严重的危害。现在人们越来越重视对这些污染物进行控制,在这样的形势下,产生了生物技术,引起人们的广泛关注。

1生物技术的概述

1.1微生物的概念

以微生物处理废水为基础,生物技术不断发展起来。从根本上说生物净化就是氧化分解的过程。和废水生物处理具有很大的不同,废气中的有机物质逐渐从气相到液相,在液相当中进行溶解,浓度差不断给予推动,可以扩散到生物膜当中,这样一来,微生物就会进行捕捉和吸收。在这样的条件下,污染物一旦进入微生物当中,在代谢的过程中,其能源和营养物就会被分解,就会产生代谢物,一部分就会融入到液相当中,剩下的一部分就会成为细胞物质,剩下的最后一部分就会放到空气当中。这样一来,废气中的有机物通过这样的步骤,就会逐渐减少,最后被得到净化。

1.2生物法的工艺特点

针对各种污染物,微生物的适应性都是比较强、比较快的,可以有效的降解和转化代谢底物,和传统的废气处理技术进行有效的比较,生物技术的处理效果更好,投资和运行费用都比较低,具有很高的安全性,也不会产生二次污染,还很容易进行管理。与此同时,通过吸收剂当中的微生物,可以有效的实现废气生物处理吸收剂的再生,并不需要一些具体的专门设备,使工艺流程和工业设备得到有效的简化,使运行操作费用得到有效的降低。

2有机废气处理新技术

2.1低温等离子体技术

针对低温等子体技术,其高能电子、正负离子等可以和硫化氢和硫醇等进行反应,可以产生二氧化硫等无机物质,这些典型的废气可以利用电晕等放电形式,对离子体处理恶臭废气进行处理,具体的停留时间越长,实际电压就会变得越高,其脱除的效果就会更加理想。

2.2变压吸附技术

针对变压吸附的基本原理,气体组分在不同吸附剂上存在不同的吸附特性,利用这样的差异,因为具体的吸附量会随着压力不断发生变化,压力不断发生变换,气体就会出现分离和提纯等现象。针对比较常用的吸附剂,主要就是硅胶、活性氧化铝等,除此以外,可以对某些组分的选择性吸附,研制出具体的吸附材料,吸附剂自身的性能对于气体吸附分离具有直接的影响。

2.3膜生物反应器

在废水处理过程中不断开发新材料的研制开发,膜生物技术也在其中不断进行应用。在有机废气处理的过程中开始应用膜技术。针对膜生物反应器,就是将传统的生物废气处理技术结合膜技术,这种方法比较环保,生物降解的主要界面就是膜材料,可以提供出大范围的比表面积,使降解效果不断得到增强,使去除效率不断得到提高。针对我国当前的膜生物反应器,还是处于发展的阶段,膜生物构建和运行成本比较高,因此将其大范围的云心,还是需要进行更多的研究和实践。膜生物反应器的流量比较低,阻力也比较大,自身的水溶性比较差,去除效率也比较低,这样一来,在废气处理过程中应用膜生物技术就会受到一定程度的限制。

2.4生物过滤床

生物过滤床其中具有吸附性的滤料,这是一种净化装置,在生物膜在挂之前,在过临床中要将缓冲剂等营养因素掺入,在生物滤床当中如果产生具有一定湿度的废气,通过生物活性填料层的时候,针对其中的微生物,可以将废气中的有机物进行捕获,在其自身生长的时候使其可以成为碳源。废气通过生物过滤床之后,可以得到有效的净化,在滤料层当中存在的微生物,在实际生化降解的过程中,会得到不断的生长繁殖,这样一来,就会持续进行生物滤池的相关操作。当滤料使用过一年之后,大多都是呈酸性的,需要得到定期的维护和保养。和处理污水的生物过滤床进行比较,具有很大的不同,在处理废气的规程中,在生物过滤床当中,在微生物膜的表面或者内层当中会存在滞留的水,整个滤料床没有得到贯穿,可以将含水生物膜看作是一个具体的单相。在生物过滤床当中,净化废气,这是传质和生化反应的串联,针对其传质方向,主要是由气态污染物向固、液混合相中进行有效的传输,和生化反应速度进行比较,传质速度是比较快的,整个过程的控制步骤就是生化反应。

3结语

生物技术的运行比较简单,而且比较环保,但是仍旧存在很多不足之处需要进行有效的改进,需要创新性联合生物反应器,进行有效的设计研究,深入研究降解细菌等方面,促进我国有机废气处理方面的研究更好的发展。

参考文献

[1]廖辉,付志敏,何志明,晏波元.紫外线灯在有机废气处理中的应用要点简述[J].中国照明电器,2015,07:29-31.

[2]陆建海,顾震宇,韦彦斐,滕富华,汪昊其.锅炉热力焚烧技术在有机废气处理工程中的应用[J].环境工程,2014,06:71-73+101.

[3]王志良,周大顺,胡志军,李国平,王小平,李建军,陈建秋.属性层次模型(AHM)在有机废气净化技术决策中的应用[J].环境工程,2014,10:90-93+151.

[4]刘美仪.探讨有机废气处理技术及前景展望[J].资源节约与环保,2013,06:134.

篇4

关键词:生物技术概论;授课内容;讲课方式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0158-02

《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程,也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法,使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向,初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用,为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础,并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识,如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等,让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。

作为生物技术系学生的必修专业课程,《生物技术概论》课程内容难度较高,综合性较强,学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程,面临的问题更多。通过几届学生的学习,作者有以下几点的心得体会:

一、适时选择授课内容,控制课程内容深度

生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程,课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》(科学出版社,第三版),该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用,同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容,就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减,侧重结合专业特点,对部分教学内容做适当拓展与延伸,以期达到更有效的教学效果。

我校属医学院校,生物技术学生的专业方向是制药方向,因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时,学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发,只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用,在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术,配合动画、影音,务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。

另外生物技术概论属于承接学生专业基础课(生物化学、细胞生物学)和专业课(基因工程、细胞工程等)性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容,但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络,做到深入浅出。

目前的生物技术发展迅速,各种各样的新技术、新方法层出不穷,不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要,有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授,学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础,比如:

二、教学方式的改变

1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速,尤其是它的应用更是非常广泛,很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外,还需要授课老师广泛查阅文献资料,力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本,查找文献,自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握,刺激了学习的积极性,老师也可以获得更多的授课资源,一举两得。

在备课中还注意收集图片、动画和影音,力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习[3];针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。

2.以问题为导向,启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科,因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力,锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时,就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里?它是一种工具还是一种武器?如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险?通过这些问题的设置,让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。

另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后,可以结合医学院校特点,在讲解基因治疗时设置几个具体病例,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症和乙型肝炎,先让学生寻找不同病例的治疗方法,通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。

三、加强双语教学的比重

双语教学是授课发展发展的必然趋势,但双语教学涉及教师和学生双方面的因素,是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐,对双语教学的接收程度也不一,不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣,只有根据不同的情况实时调整,找出合适的教学方法,才能够真正发挥双语教学的优势[4]。

我校已经有很多课程部分采用双语教学,针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重,采用“混搭式”教学方法,在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配,能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态,并且使得学生们在掌握专业知识的同时,能够提高外语听、读、写能力,最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作,加深对知识点的了解。

四、课程发展趋势

现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域,尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要,同时也为了满足不同学生的要求,使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥,今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授,加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法,希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。

总之,我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习;针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。

参考文献:

[1]宋思杨,楼士林.生物技术概论(第三版)[M].北京:科学出版社,2007:1-5.

[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,(6):224-225.

[3]王国霞,赵奇,杨玉珍,等.《现代生物技术概论》教学改革与实践探索[J].宁夏农林科技,2012,(53):119-121.

篇5

一、生物技术应用引发的生物安全问题

生物技术可以分为以下几种主要技术:基因技术、细胞技术、酶技术、发酵技术和蛋白质技术。其中,基因技术是现代生物技术的核心,其他生物技术都是以基因技术为底座发展起来的[1](P.5)。基于此,本文探讨的生物技术主要是指基因技术,简单来讲,基因技术就是指重组DNA技术。(DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY&NANOTECHNOLOGY-Regulation under environmental,health,and safety laws,OXFORDUNIVERSITY PRESS,p.5(2009).)

20世纪80年代以来,随着人类大规模地开发生物资源,生物安全问题日益突出。生物安全问题有广义与狭义之分,广义的生物安全是指在一定的时间与空间范围内,由于自然或人类活动引起外来物种迁移,外来物种在定居、建群、繁衍、扩展的一连串过程中造成的对本土物种和生态系统的威胁、危害,使之衰退,甚至退化和灭绝;或者由于人为造成环境的剧烈变化,导致生态环境的破碎化、边缘化和退化,从而对生物多样性产生影响和威胁;或者任意盗用和掠夺生物资源,砍伐和捕捞过度,严重时会导致物种濒危或灭绝;或由于在科学研究、开发、生产和应用中造成对人类健康、生存环境和社会生活的有害影响。而狭义的生物安全问题主要是指通过基因工程技术所产生的转基因生物体及其产品的安全性问题,包括转基因生物体及其产品可能引起的生态环境问题、人体健康问题以及社会经济问题等。本文探讨的正是这种狭义的生物安全问题,即基因工程技术引起的生物安全。

转基因生物对人类健康、对自然生态环境和生物多样性等都会存在一些潜在的威胁,具体来讲,主要体现在以下几个方面:

第一,转基因生物对人类健康的安全性带来威胁。概括起来主要是:(1)毒性问题。人们对基因活动方式的了解还很不透彻,没有十足的把握能够有效控制基因调整后的结果,因此,人们普遍担心基因的突变演化可能导致有毒物质的产生。(2)过敏性反应问题。转基因作物因为引入外源性目的基因后,会使转基因生物带上新的遗传密码而产生一种新的蛋白质,这些新的蛋白质可能引起食用者或接触者出现过敏反应。(3)抗药性问题。抗生素抗性基因可能被转入人畜消化系统中的细菌体内,使其对抗生素药物的治疗产生抗性。(4)有益成分问题。有研究发现,外来基因会以一种人们目前还不了解的方式破坏食物中的有益成分,导致营养质量的下降。(5)免疫力问题。转基因生物及其产品可能降低动物乃至人类的免疫能力,从而对动物及人类的健康安全甚至生存能力产生影响[1](P.54)。

第二,转基因生物对自然生态环境存在潜在的风险。

转基因生物对环境的影响可能是直接的,也可能是间接的;可以是马上出现也可能是延迟出现的。这种风险具体体现在转基因生物的“基因污染”可能造成的生态风险。“基因污染”即基因工程作物中的转基因能通过花粉(风媒或虫媒)所进行的有性生殖过程扩散到其他同类作物上,在遗传学上称为“基因漂散”(gene flow)。而这种人工组合的基因通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分,在环境生物学上则称为“基因污染”。(注:南宁政务信息网:“浅析基因污染的概念及应对措施”,2005年6月1日。)例如,利用基因技术种植抗干旱、抗伏倒、高产量的玉米或者是抗干旱、抗虫害的棉花,但是由于没有对特殊基因物质进行有效的控制,其通过风媒或虫媒散播了,结果在玉米或棉花旁边长出了抗伏倒、抗干旱、抗虫害、高产量的杂草。这种杂草比其他植物在自然中散播和存活的时间长,因为转基因技术赋予了这种杂草与其他植物竞争的优势并可以侵占其他植物的领地[2](P.106)。(注:DAVID NAIOU:BIOTECHNOLOGY&NANOTECHNOLOGY-Regulation under environmental,health,and safety laws,OXFORD UNI-VERSITY PRESS,p.34(2009).)这不仅增加了除草的难度,也给对农作物野生近缘种的利用造成困难或使其成为不可能。不仅如此,受基因漂散过程影响的植物,其从转基因中获得的性状因为是未经过自然选择过程的,其结果将会打破自然界的生态平衡,影响整个地球的生态系统。所以,“基因污染”对地球生态系统具有潜在危险,忽视这种危险,可能将重蹈工业革命对环境大规模破坏的覆辙,招致一场不可收拾的灾难。与其他形式的环境污染不同,植物和微生物的生长和繁殖可能使基因污染成为一种蔓延性的灾难,而更为可怕的是,基因污染是不可逆转的。从美国的“星联玉米事件”,加拿大的“转基因油菜超级杂草”,到墨西哥的“玉米基因污染事件”越来越多的事实表明“基因污染”的威胁不容忽视。(注:人民网转基因专题:“基因污染威胁中国生物安全”,2004年10月20日。)

第三,转基因技术对生物多样性的影响。主要体现在如下方面:

1.物种的引进和驯养问题。引进物种的原因可能是有意识的,有时也可能是偶然的错误。无意识的引进往往对生态环境造成很大的损害。物种的混杂使某些物种会损害当地的物种,改变生态系统和食物链。例如,滇池到20世纪80年代大部分水生植物相继消亡,存30余种,祸害就是一种外来的名叫凤眼莲的植物,它严重破坏了滇池水生系统的结构和功能,导致大量水生植物死亡。(注:参见“国家渔政部门表示我国欲建外来物种预警机http//www.legalinfo.gov.cn/gb/special/2003-01/15/content_10032.htm.)此外,有意识的引进物种行为也并不全都会结有益之果。有选择的驯养物种,也会破坏生物多样性,以法国为例,在19世纪,法国可以生产2 000多种苹果,但是后来由于农民有意识地选择市场更乐于接受的品种,今天法国的苹果品种只有10余种;此外,栽培与推广单一的高产品种,人工林品种单一化都影响到生物多样性的质和量,而生物多样性的减少,使得人们无法从中培养和驯化更好的生物品种,这必然会影响到人类未来的食物结构[3]。由此可见,物种的驯养和引进会影响生态平衡,改变生物多样性,从而影响人类的生存。

2.转基因品种的大量繁衍和克隆物种的危害。转基因技术大量的被应用于农业、医药和工业。在自然界种植转基因作物可能给野生生物带来灾难性的影响,而且移植的基因可以越过性别障碍,并将遗传特征转给一种临近的生物,因此,风险是广泛存在的。如通过基因改良培育活的有机体,在环境中能够潜在繁殖,一旦基因改良体成为一种严重的害虫,要将其消除将十分困难。然而,更另人担忧的是克隆技术。可以预见,自然界原有的优胜劣汰和进化过程将会因为这种技术的出现而受到影响,生态系统的自然演变因而增添了更多的干扰因素。毫无疑问,克隆技术增加了影响生物多样性的可能方式。转基因技术和克隆技术的进步,使得人类选择性繁衍物种的能力得到增强的同时,意味着生物界自我循环的能力将受到更大威胁。

在农业领域,如果对植物品种授予专利,为了实现垄断权,专利权人会对其研发的植物进行全面的控制,这将断绝他人改良植株的机会,因此,有可能导致植物基因退化,从而影响生物多样性。另外,大面积的单一种植使得整个农业建立在仅仅几十个物种的基因基础上;单一物种的次生林破坏了天然林丰富的遗传基因;选择多产的植物或家养动物取代利润较低的更接近野生的品种。这些生产方式势必会导致遗传基因的贫瘠,长期下去,也会严重影响人类自身的食物结构和发展需要。再者,利用基因技术恢复已经丧失的生物基因并将其重新引入环境,也有可能破坏生态平衡。在工业领域,大规模工业化带来的污染使得物种多样性的破坏加速,在科技发达的时代,城市化、人炸、沙漠化、湿地干涸等等因素甚至直接带来了物种的消失[4]。

目前,生物技术的应用对人类和环境影响的中期和短期影响已经越来越明显。但是生物技术的应用对人类和生态环境的长期影响还不具有确定性,特别是,生物多样性问题一直以来被不确定性严重困扰着。今天,我们仅仅粗略掌握了物种消失的速度,到下个世纪物种可能消失多少是不得而知的。物种的消失不同于其他的环境损害,因为一个物种消失后就永远消失了。而且生物多样性的大规模灭绝如果在目前得不到控制,将不仅使目前一半以上的物种遭到灭绝,而且使整个生物圈缺乏物种的时间至少达500万年,相当于人类出现以来的20倍时间[5](P.62)。

二、风险预防原则指导下生物技术专利的慎重保护

伴随着生物技术的发展以及人类对生物技术重要作用的认识,生物技术的法律保护问题越来越引起国际社会,特别是生物技术发展水平比较高的国家的关注。20世纪60年代至70年代末,国际社会通过了《保护植物新品种国际公约》和《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯公约》,以及欧洲国家缔结的具有重要影响的《欧洲专利公约》,这些立法对许多国家产生了很大影响。在这种影响下,国际生物技术保护形成了两类保护模式。第一类,双轨制保护,即专门法和专利法保护两种模式。第二类,单一制保护,即或采取专门法或采取专利法保护模式。

虽然形成了上述保护模式,但是,生物技术的专利保护问题一直以来都是国际社会有争议的问题之一,也是WTO乌拉圭回合谈判过程中的一项议题,不仅发达国家与发展中国家存在巨大分歧,而且发达国家之间也存在许多争议。各国对生物技术专利保护的差异,不仅和各国专利制度的历史、经济政策以及技术发展特别是生物技术发展的水平相适应,也反映了各国对生物技术专利的接受程度。

目前,我国对生物技术的专利保护完全达到WTO《与贸易有关的知识产权协议》的要求,而且对可授予专利的生物技术的范围也是比较宽泛的,基本上和发达国家一致。但是,我国专利法忽视了生物技术对生态环境的影响,忽视了生物安全问题;另外,我国专利法也没有将对生态环境的影响作为专利审查的内容和标准,这不符合可持续发展战略和环境保护一体化的要求。实际上,对生物技术可能给生态环境带来的损害,有关部门已经予以了重视,例如,我国农业部颁布实施的《植物新品种保护条例实施细则》规定:对危害公共利益、生态环境的新品种不授予品种权。这一规定实际上就是将对生态环境带来损害的生物技术排除在法律保护之外。这一点,部门立法反倒走在了前面。

笔者认为,我国对生物技术进行专利保护时应当采取慎重的态度,应该在风险预防原则的指导下对其决定是否予以保护,这不仅将对维护生物安全具有重要意义,同时,也可以作为限制外国生物技术专利的合法、有效的手段。

风险预防原则(precautionary principle)在理论上对其有不同的解释,一种解释是:“风险预防原则也称风险防范原则、防备原则、谨慎原则,是指如果对某种活动可能导致对环境有害的后果存在着很大的怀疑(strong sus-picion)最好在该后果发生之前不太迟的时候采取行动[6](P.89)。国内学者都按《里约宣言》的规定,将其解释为:“为了保护环境,各国应按照本国的能力,广泛适用预防措施,遇有严重或不可逆转损害的威胁时,不得以缺乏科学充分确实证据为理由,延迟采取符合成本效益的措施防止环境恶化。”以上解释都表明这样一个基本精神:当遇有严重或不可逆转的威胁时,不得以缺乏科学上的证据为由,推迟或拒绝采取行动保护环境。

风险预防原则立法兴起于20世界80年代,其最初是德国在20世纪60年代提出的,随后被一系列保护海洋的国际文件所采纳。风险预防原则在国际环境法律文件中,例如,《生物多样性公约》以及《卡塔赫拉生物安全议定书》中都得到了肯定。同时,该原则在其他一些国家和地区也明确得到了承认,例如,非洲《关于生物技术安全示范法》中明确规定了严格的事先预防原则。(注:Edited by LUC BODIGUEL and MICHAEL CARDWELL:The Regulation of Genetically Modified Organisms:Comparative Approaches,OXFORD university press,p.2(2001).)

促使风险预防原则进入现代环境法的一个重要原因,是包括生态危机在内“环境风险”等问题的出现。科学技术的迅猛发展,一方面为人类解决环境或生物安全提供了有力的技术支持;另一方面,也带来了新的不确定性,如有毒化学品、转基因产品释放等导致的环境风险和生物风险。对这类风险目前在科学上没有一个清楚、确定的认识,如果因此拒绝采取任何预防性措施,一旦危害后果出现,则不可逆转。为了应对这些以不确定性为特征的环境风险或生物风险,遵循“风险预防原则”无疑是决策者的理智选择。尤其在生物安全方面,由于现代生物技术、转基因生物体等所导致的生态不安全风险很难得到科学确定性的证明,因而对生态风险更需要适用“风险预防原则”,采取防御性的措施和行动[6](P.89)。

在风险预防原则进入现代环境法以前,如果一种活动或者物质在被证明是危险之前则被假定是安全的,而风险预防原则转变了这种假定,当一种活动或物质不能证明是安全的以前,则被假定是危险的。风险防范原则在环境保护中的运用改变了原来环境法在面临不确定性时采取等待态度的做法,这反映了生态环境保护理念的转变。

我国引入风险预防原则决定于是否对生物技术予以专利保护具有必要性。如前所述,生物技术对人类健康、对自然生态环境和生物多样性等都会存在一些潜在的威胁,一旦这些威胁转化为现实,其后果往往非常严重,甚至是不可逆转的。为了防止这些威胁而导致的生物安全问题的出现,我国有必要引入风险预防原则。正如欧盟委员会一直坚持,由于科学证据无法充分证明部分创新性技术的安全性,因此该新技术即具有风险;因此,决策者在制定政策决定时,除应考虑该风险所可能引起之疑虑外,还应通过预防性措施将该风险消除或降至可接受的程度之内;这种不待相关科学知识之发展而先行采取措施的决定,即属“预防性策略”[7](P.89)。

除去必要性考虑之外,我国引入风险预防原则还取决于对生物技术予以专利保护是否可行。对于生物技术的安全问题,《与贸易有关的知识产权协议》第27条赋予成员国自行采取措施对威胁公共健康、生命或环境的发明可以拒绝授予专利的权利,也赋予了成员国以国内法控制生物技术风险的责任。根据该规定,从我国的国情出发,为维护我国利益,面对生物技术可能引发的生物安全,我国完全有权利将可能损害生态环境的生物技术排除在专利保护之外。

引入风险预防原则对生物技术予以专利保护的具体做法是:(1)修改现行专利法补充规定对可能造成环境损害的生物技术专利不授予专利权。(2)修改专利法补充关于“对已经授予专利权的生物技术规定可以通过无效宣告程序宣告其无效”的规定。在专利法中引入风险预防原则对于维护生态安全具有重要意义,环境问题的解决仅仅依靠环境法是不能完成的,在专利法中引入风险预防原则对于维护生态安全具有重要意义,通过各个法律部门的相互合作与协调,这样才能够实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。

注释:

[1]刘长秋等著:《基因技术法研究》,法律出版社2005年版。

[2]唐安帮主编《中国知识产权保护前言问题与WTO知识产权协议》,法律出版社2004年版。

[3]张金屯著:“论生物多样性保护与可持续发展”,载《经济地理》1999年19卷第2期。

[4]汪惠敏:“科技和法律在生物多样性保护中的互动关系”,载《生物法律》2004年第2期。

[5]唐双娥著:《环境法风险防范原则研究-法律与科学的对话》,高等教育出版社2004年版。

篇6

Abstract: This article explains the concept of bio-industry competitiveness, on this basis analyzes the development status of bio-industry and the existing problems. According to the characteristics of the biotechnology industry and Porter's industry competition theory, the determinants of bio-industry competitiveness and the condition and problems of China's industrial development are analyzed and the economic strategies and measures are pointed out.

关键词: 生物产业竞争力;决定因素;存在问题;经济战略

Key words: bio-industry competitiveness;determinants;problems;economic strategy

中图分类号:F062 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)20-0185-02

0 引言

现代生物产业在医药生物技术、农业生物技术以及工业生物技术产业化浪潮推动下正快速由最具发展潜力的高技术产业向高技术支柱产业发展。世界各国的政府和公众愈来愈意识到生物产业的巨大发展潜力和对人类和社会巨大而深远的影响,纷纷把发展生物产业作为基本国策,因此,生物产业化竞争日趋激烈。从而使生物产业竞争力成为国内外学术界、产业界乃至整个世界关注的焦点。生物产业竞争力是竞争力在生物产业层次上的体现,而其决定因素和经济发展战略是研究的核心内容。

1 生物产业的竞争力的概念及其范畴

生物产业是指将科学和技术运动到生物有机体及其部分产物和模型中,为改变生物及非生物物质而创造知识、产品以及服务的同类生产经营活动单位的集合。生物产业所具有的经济特性是,具有较高的知识和资本高度密集性、对政策和专利的依赖性较强,企业规模呈现两极分化,其发展不仅需要技术动力还需要市场需求动力的驱动。

生物产业竞争力是指属地的生物产业的比较优势和它的一般市场绝对竞争优势的总和。是在全球世界经济自由贸易条件下,是一国的生物产业和其他国家进行比较时所具有的更高生产力,并向全球世界市场范围内提供适合消费者需求或购买者需求的多种生物产品以及相关的服务,并能够持续地获取利润的能力,即生物产业生产力和市场力。

2 生物产业竞争力的决定因素

生物产业竞争力的决定因素是衡量生物产业竞争力的基本前提,同时也是展开生物产业竞争力研究的前提条件。通常在进行研究分析时,一般借鉴波特的“钻石模型”理论,在结合目前生物产业发展和竞争特点的基础上,分析和总结出生物产业竞争力的决定因素。其中主要包括生产要素、需求条件、相关生物产业链体系等。

其中所谓的生产要素,包括与生物产业有关的劳动力、自然环境、技术知识、资金资本、基础设施等多种资源,其中,需要特殊强调的是“要素创造”而不是通常所说的要素禀赋。主要有开发和保护生物资源、专业人才的培养以及人才培养的作用以及生物产业创新体系的形成和运行。

需求条件,其中包括产业所提供的生物产品和服务市场需求的数量和质量,受到市场需求结构以及消费者的行为影响。目前不管是国内还是国外在生物产品和服务需求方面表现巨大,不管是现有需求还是潜在需求。需求在促进生物产业发展上起着重要的作用,同时需要注意将潜在需求及时有效地转化为有效需求。

其他与生物产业有关的支持产业,与生物产业相关的上游产业,如生物资源、生产资料相关联的产业等,和下游产业如生物技术产品应用、配套体系等,与其共同构成相互支持、相互依托的科学有机生物产业链体系,其体系内部的协调性和共生性是十分重要的。同时企业所制定的发展战略及策略、产业的结构与竞争对手,生物产业企业关于竞争的相关策略等都是生物产业竞争力的决定因素。因此应该实行产业结构的合理布局,提高生物产业的竞争力,实行生物产业集群式健康发展。

3 生物产业发展的现在与存在的问题

篇7

关键词:生物技术;课程建设;教学改革;学分制

学分制既是一种教学管理制度,也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前,我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制,而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革,许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比,学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程,因而较学年制有较大进步。为此,临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革,推进课程的小型化建设,并制订相应的本科培养方案。

一、生物技术系列课程组成及课程开设简介

生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程,其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习,使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法,掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用;熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置,培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能,拓宽学生的知识面及专业技能,为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年,《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善,2006年,生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程,并开设相应的实验,充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课,作为本专业的方向选修课。

二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革

1.教学内容改革实践。①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点,其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下,教学大纲的制定应结合专业特色,将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上,我们精益求精,在制定教学大纲前,生物技术系列课程教学团队共同讨论,集体拟定教学大纲,充分结合专业的特点和定位,结合培养方案,既能体现学科特色,达到培养目标,又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定,为了突出实验技能训练,各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置,各32个学时(共3学分)。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲,实行模块化教学,实验方面开设综合性的“生物技术大实验”,根据教学内容,理论学时为48学时,实验学时32学时。在学期安排上,生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验,第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程,学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业,在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》,既能与前面学科衔接,又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标,以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整,教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础,设计教学内容,编制教学讲义,实现立体化授课,同时指定几本相关教材作为参考书,并利用专业网站进行课外学习资源。2.教学方式的改革实践。①采用多元的课堂教学形式,提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合,要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主,学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性,应根据生物技术系列课程的特点,选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解—教授式,如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容,通过教师的精心编排,尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化,便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时,采用问题—探究式的教学方法,教师在课堂教学中穿插启发性问题,运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考,也加强了师生之间的互动。例如,在讲基因治疗的作用时,先举一个乙肝病毒的例子,提示例子关键性,提出怎么办,让学生在教师的启发诱导下,主动积极独立地思考,使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中,让学生自由组合成学习小组,结合本组成员的兴趣,自主选择一个主题,调查研究,查阅文献,在课堂教学期间走上讲台为大家讲课,以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力,增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容,采用自学—辅导式教学方法,对于学生认知前提较好的内容,先由学生自己看教材,总结笔记,针对普遍问题和教学大纲要求讲解,然后归纳总结,使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼,掌握自学方法,让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点,如果使用传统教学手段,学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段,可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容,比较抽象,学生理解比较困难,在讲授的基础上配以动画演示,把这些要素的应用展示给大家,生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学,强化学生动手能力。如科学安排实验内容,根据学生反馈信息,调整实验指导方法、改革试验考查方式,促进教学质量的提高,着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次:基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练,掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法;掌握常规仪器设备原理及应用,培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取,以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验,使学生能在教师指导下正确的进行实验设计,按自定实验方案操作、观察,获得实验数据,正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果,使实验内容与科研应用项目密切联系,充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中,将以前单一分散的三个实验,按照其内在联系组合为综合性实验,不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术,更重要的是使学生在掌握基本技术的同时,培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品,既掌握了发酵罐的结构,还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材,进行植物组织培养,观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株,体会植物细胞全能性的概念。

三、教学改革所取得的成效

在学分制指导下,通过对生物技术系列课程的教学改革,提高了学生选课的自主性,大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中,学生体会到生物技术并不是深不可测,在蛋白质改造和基因工程药物设计中,在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中,学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中,学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案,并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制,实验结束后,学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得,体会收获的快乐。在教学互动环节,鼓励学生走上讲台,讲授自己所撰写的课程论文,通过此环节的锻炼,学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练,先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金,实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程,正在建设中。近几年的教学实践显示,教学改革效果良好,并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。

参考文献:

[1]江天肃,张洪波,杨军,等.关于完全学分制的思考[J].现代教育科学,2009,(6):6-8.

[2]戴小珍,王兰,李红《.生物技术导论》课程特色教学模式的探索[J].课程教育研究,2012,(10):166.

[3]张惠展.基因工程[M].第二版.北京:高等教育出版社,2010.

篇8

关键词:以学生为中心;课程改革;生物技术

以学生为中心的生物技术专业课程改革最重要的创新之一是从传统的、基于学科的课程向综合的、基于能力的课程转变。这一根本性变革的动力是基于生物学的巨大进步、社会需求的扩大以及生物技术教育自身理论和实践的发展。要求从教学计划的制定、教学内容的实施到教学结果的评估,全程让学生参与其中,突出学生的主体地位,让学生真正成为学习的主人,教师必须习惯于从“发号施令者”转变为“参与组织者”,要鼓励学生主动参与教学活动,形成学生主动进行师生间、学生间互动合作式的学习模式。

1当前生物技术专业课程教学中存在的问题

目前,生物技术专业课程教学中的突出问题是教育教学内容以及学生掌握的知识与社会需求不一致。主要体现在以下几个方面。

1.1偏重于理论科学知识的讲授。

当前的生物技术专业教学过于强调理论科学知识,这会产生一些负面效果。例如,学生的理论知识都懂了,但让他设计一个实验或者独立进行某项技能的操作,就会出现无从下手的情况。还有些学生认为生物技术专业只能进行一些高端的研究工作,而忽略了自己也是技术人员,从而影响了他们对专业的认知以及对自己未来发展的定位。作为一门实践性非常强的学科,这就要求生物技术专业在进行教学改革和课程设计时应加强理论知识与应用技能的融合。

1.2教师缺乏与学生的交流与互动。

现在生物技术专业一个班级人数将近60人,教师每节课在完成学校规定的教学任务的基础上,如果要与每名学生进行互动交流几乎是不可能的,这就导致有些教师为了顺利完成教学任务与学生的沟通互动很少,有时甚至只是与一些优等生进行互动,而冷落了其他学生。同时,互动的形式很单一,基本是教师提问全体学生回答的形式,这种形式看似是全班学生都参与了教学互动,但实质上教师的问题过于简单,学生不用深入思考就能回答上来,对于这种形式,学生兴趣不大,有的甚至是应付了事,达不到应有的学习效果。以学生为中心的生物技术专业课程改革,旨在丰富教学手段,增加师生互动,让学生从被动听讲变为主动参与,并及时进行交流,将生物技术理论与实际应用有机融合,并扩展到实际生产和生活中。

1.3课程设置与教学方式没有突出学生的主体地位。

该校生物技术专业的课程设置是根据国家对生物技术专业的培养目标要求并参考其他相关高校和当地经济需求进行选定的。而课程的授课方式也只是一些常规方式,对于这些课程更适合通过哪种教学方式开展,学生更喜欢哪种教学方式,当前还没有具体探讨。教学方式的选择会影响着教师和学生之间的沟通与联系,最终会影响课程的教学效果。以学生为中心的教学改革中,要求要突出学生的主体地位。因此,教师需重新定位自身与学生的角色,并适时转变,创新教学方式,这是课程改革的重点。如果在课程设置和教学方式中都没有明确学生的中心地位,那所谓的以学生为中心的教学改革就是无效的,不会对教师和学生产生实质性的影响。在这种情况下,有可能还是传统的教师占主导地位,最终以学生为中心的教学改革沦为形式。

2以学生为中心的生物技术专业课程改革的措施

2.1加大实践环节的比例,加入虚拟仿真内容。

在教学中,可以将更多的实践、实验和虚拟仿真融入到课堂教学中,学生会发现理论与实践的相关性并将新技能进一步应用。例如,在时长2小时的微生物发酵产酶实验课上,教师先用10分钟介绍了相关技术的概念和基本操作步骤,然后进行20分钟的发酵车间实际生产过程的虚拟仿真,展示这种技术在实践生产中的应用,从而强化实验认知。在学习虚拟仿真过程后,利用30分钟让学生对照各个环节对理论知识进行再理解,鼓励学生互相提问并发表评论,而后再进行60分钟实际的实验操作过程,让学生指出实验过程与生产中的不同之处,以强化学生的学习体验。加大实践环节的课堂教学,既能巩固理论知识,又能提高学生的操作技能。

2.2教师加强与学生的交流互动,从中掌握学生的学习需求。

由于课堂上的时间有限,大量的交流互动不可能在课上进行,这就要求教师要做好教学设计,考虑教学内容、教学条件、时间、空间等因素,遵循互动规律,建立适宜的互动活动,同时设计的活动要生活化、情境化、信息化,要注意能够吸引学生的兴趣。除了师生互动,还要允许生生互动。教师还可充分利用课下的时间与学生进行交流,比如通过学习通、钉钉等软件与学生建立学习群,对于一些不懂的内容和感兴趣的知识点学生给老师留言,让老师及时掌握学生的学习情况和学习需求。学生课下也可以直接与老师进行交流探讨,同时,老师也要做好教学记录,针对学习情况,主动联系一些学习差的学生,有针对性地进行辅导和答疑。只有把学生的需求置于教学活动的中心,才能形成“自主学习”模式,学生最终才能学会并掌握知识。

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关键词:药学分子生物学;生物学技术;课堂教学;教学方法

药学分子生物学是在药学、遗传学和生物化学等学科的基础上发展融合形成的新学科;它是将分子生物学的新理论、新技术渗入药学研究领域,从而使药物学研究由化学、药学的培养模式转化成为生命科学、药学和化学相结合的新药模式;同时它还是当代生物科学发展的引擎,是现代生物技术的基石。[1]近年来随着分子生物技术的发展,它的应用领域也在不断拓宽,它与医学和药学方面的交叉也越来越多,因此,分子生物学在今后已经不再只是生物技术专业的必修课,它也成为药学院学生的重要必修的基础课之一。

分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学,是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学技术把研究技术提高到了基因分子水平,可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗,新药开发等方面的研究。所以,常用分子生物学技术是现代分子生物学研究的重要核心内容之一。掌握了常用分子生物学技术,并能将理论和实际操作结合,也就相当于掌握了一把从微观世界揭示生物学奥秘的钥匙。经过多年教学,笔者将对此章节的教学体会总结如下。

一、介绍本学科最新前沿动态,提高学生兴趣

分子生物学是一门发展快速的前沿学科,由其发展带来的成果和研究进展日新月异。由于教材跟不上分子生物学发展速度,在授课时我们及时将最新的分子生物学进展补充到教学内容之中。以基因敲除技术为例,教材主要介绍传统第一代同源重组方法,这种方法是经典基因敲除方法,但效率低(1 per 106 cells),实验周期长,可以说基本被淘汰的方法。随后又出现了锌指核酸酶(ZFN)[2]、TALEN、CRISPR/Cas9等方法。尤其是2012年出现最新CRISPR/Cas9方法,以能够实现任意敲除、成功率高、打靶效率很高、脱靶率高、周期非常快等优点著称。这种方法构建的基因突变动物具有显著高于传统方法的生殖系转移能力,是一种高效、快速、可靠的构建敲除动物模型的新方法,所以在动物模型构建的应用前景将非常广阔。

将这些最新的分子生物学科学进展补充到教学内容之中,一方面可以提高学生学习兴趣,另一方面使学生了解本学科最近发展动态,从动态中学习,而非死记硬背书本内容,有助于大学生的能力和素质培养。

二、注重融会贯通,重点突出,便于学生掌握重难点

以分子杂交技术为例,该技术可分为核酸分子杂交、蛋白质分子杂交、原位杂交、生物芯片等,所涉及的概念、原理、方法操作较多。如何将这些纷繁复杂的内容在一次理论教学中完成,我们进行了深入的思考和探索,在授课时注意淡化概念,注重联系实际和实验操作,使学生对整体分子杂交技术有感性的、总体上的认识,然后记忆各个方法概念、知识点,这样使各个知识点不是孤立存在,而是统一形成网络,使学生学到的不是一个个孤立的知识点。将分子杂交技术与前面学到的基因、复制、转录、翻译衔接紧密,介绍每种方法应用及其临床意义,在教学中注意融会贯通和启发式教学。以核酸分子杂交为例,核酸分子杂交又可分为Southern印迹和Northern 印迹,通过启发式教学方法,学生通过短暂的回忆和思考,使思维进入到“基因复制和转录”的空间中,再介绍两种方法的原理和应用范围,从而学生能很好理解Southern印迹主要应用于DNA检测,而Northern 印迹用于分析mRNA的转录或mRNA分子大小,此时再进行讲授每种方法的操作流程,突出重点,便于学生掌握重难点,会取得更好的效果。

三、应用多媒体教学,对学生进行启发式教学

多媒体资源已经广泛应用于教学中,它可以使课堂教学内容生动活泼、丰富多彩,并彻底改变传统的教学模式和学生的认知过程。俗话说好钢要用在刀刃上。多媒体在教学中的应用也是同样需要用在“刀刃上”,这样才能发挥其关键的作用。教学的“刀刃上”是指教学中的重难点以及衔接点、导入点、启发点、思维盲点等,所以只有处理好这些关键点,才能上好这门课程。笔者通过网上查阅资料、Flash 动画和自制彩色图片等方式,使复杂的分子生物学操作流程变得形象直观、易记忆和理解,初步取得了较好的教学效果。每节课程结束前还进行小结,将重难点内容和图片回放,并提出思考题让学生思考,这样既有助于理解和掌握本节课的内容,又可排除学生对新知识的畏难和对学习的抵触情绪,逐步养成起学生对分子生物学学习的兴趣和信心。另外,每节课程结束后还进行习题讲解和课后答疑,利用QQ或邮件等手段与学生交流和互动解答问题,这样可及时巩固课堂知识和建立师生之间互信。因此,将多媒体应用于教学中,可以使授课过程更加丰富多彩和灵活多样,同时可使课堂教学更具有创新性。

四、将自身科研经验运用到教学中,让教学内容更丰富多彩

作为高校教师,我们在承担教学任务的同时还从事一些科研工作,科研工作是将自己所学理论知识运用于实践。在教学过程中,为了丰富教学内容,笔者将自己的科研成果和经验穿插于教学中,这样从实际出发可以使授课效果更生动、具体和形象,让学生更容易理解并加深印象。这种教学方式既可帮助学生更容易理解本课程内容,并且还可将抽象的书本知识具体形象化,还开拓了学生的视野,激发学生学习兴趣和动力,使其不再认为科学遥不可及。另外,利用课堂时间向学生介绍常用的科学文献检索方法和常用网址,让学生在课余时间可以通过这些方式摄取相关知识,了解本学科最新研究动态,扩展视野,逐步培养学生自发地阅读国内外文献,增强对科学研究的兴趣,为以后研究生的学习打下基础。

总之,针对常用分子生物学技术这章内容在药学分子生物学的重要性,以及其内容的抽象性和复杂性的特点,我们通过不断地实践和探索,建立了高效的教学方法,并得到学生广泛的好评。

参考文献:

[1]苏 娇.药学分子生物学教学语言艺术的探索[J].吉林医学,2010,31(21).

篇10

【关键词】基因工程;教学模式;教学改革

20 世纪70 年代诞生的基因工程是以分子遗传学为理论基础、以微生物学和分子生物学的现代技术方法为手段发展起来的新兴交叉学科,它是对不同生物的基因,在体外进行切割、拼接和重新组合,再转入生物体内,产生出人们所期望的基因产物,或创造出具有新的遗传特征的生物类型,开创了人们按照自己意愿在体外操纵生命的新纪元[1]。历经近40年的历程,该学科发展十分迅速,随着新知识、新概念、新技术的不断涌现,已取得了质的飞跃,成为21世纪生命科学的核心学科,广泛应用于农业、医学、药学等各个领域。

基因工程课程是全国高等院校生物工程和生物技术等专业的一门前沿性重要专业必修课。其理论覆盖面广,内容丰富、高新技术较多,且实验操作条件要求较高,需要学生系统熟练的掌握基因操作技术、细胞操作技术、遗传学技术等基础学科的理论知识,给理论及实验教学带来了一定的困难。目前采用传统的教学方法已无法满足学生的求知欲,难以取得令人满意的教学效果。为了顺应科学的发展,让学生在实践课堂中更好地认识和体会前沿科学的探索方法,在过去两年的基因工程课程教学中,笔者积极参与基因工程课程的探索式改革,根据需要调整教学内容,使学生能够深入理解本课程的基本概念、原理及操作方法,启发学生思考,深入学习新时代背景下的遗传工程技术,为培养生物技术高素质人才提供理论支持。

1教学内容改革

1.1以科学发展为向标,精简教学内容

《基因工程》是一门系统性的课程,内容多且抽象难懂,涉及面广,每一章节的内容紧密连接、环环相扣,需记忆的知识点较多。例如基因工程工具酶的内容是基因修饰、基因改造的基础,载体的内容是学习基因转化、筛选的前提等,因此,各部分内容之间有很强的逻辑性和连贯性,如果前一部分没有打下良好的基础,那么学习后边的内容就很困难。因此,要以全局观重新构建本课程的教学内容体系。

目前,国内外出版的《基因工程》教材版本较多,编写内容各有侧重,编排体系各有特色。因此在选择教材时应全面比较、慎重考虑,所选教材应具有新意,能展示近年来基因工程领域所取得的理论成果。但我校生物技术专业的基因工程课程所安排的学时数仅48学时,因此,要求教师适当精简部分内容,根据科研和生产实际工作中对基因工程知识和技能的要求,对课程内容进行取舍,按照酶切、连接、转化、扩增、鉴定等操作单元一根线将全部知识串起来,构建合理的授课内容体系,以期达到最佳的教学效果。

此外,《基因工程》是本校学生在修完《分子生物学》、《微生物学》、《细胞工程》等课程后才学习的课程,因此其教学内容可精简,避免与已学课程重复,可对教学内容进行删减,对重复的部分内容提醒学生复习,课堂教学时以提问的方式回顾或以课外作业形式进行,这样就可留出充裕时间讲解新的知识点,使得教学内容不只局限于教材,而以教材为依托向课外延伸,拓宽学习的内容,鼓励学生阅读多种课外资料,增加知识的积累。这样可以激发学生学习的兴趣,避免理论讲解过于晦涩难懂,提高教学效果。

1.2结合国内外基因工程新动态,引进新知识新内容

在教学过程中引进国内外基因工程最新科研成果的研究动态,使得学生接受目前基因工程相关的新观念,鼓励学生利用课余时间查阅和检索中外文文献,让他们了解基因工程的新动向,领悟基因工程在动植物遗传改良、基因治疗、环保应用等方面的研究正处于不断发展中,正是由于科研工作者共同努力的结果,其应用前景十分广阔,从而唤起学生学习兴趣以及对未知领域求知的欲望,增强生物技术专业自信心。

1.3理论与实践有机结合,双管齐下

基因工程是一门实践性、技术性较强的课程,一方面扎实的理论基础是学习和研究基因工程的重要前提,另一方面基因工程又要通过具体的技术环节来完成,技术性和实践性很强。但在传统理论授课过程中,教师普遍采用“先理论,后实验”的传统教学模式,笔者常感到学生们对于分子遗传的许多实验设计和方法兴趣浓厚,但缺少实践体会,学习效果不理想。因此,如何在理论知识中整合实验课程一直是笔者思考的问题。只有通过不断实践,才能深化有关理论和掌握基因工程的具体技术。对于初学者来说,首先要注意学习和掌握有关技术的基本原理和仪器设备的规范操作技术,培养规范的操作技能,比如加样枪(pipette)的规范使用和质粒DNA提取纯化、电泳鉴定等基本技能,如实记录实验结果与数据,培养学生的动手能力及发现和解决问题的能力,并在撰写实验总结报告中提高学生的归纳总结能力。

如在讲述基因工程中“分子克隆载体”理论章节时,载体的构建与改造中以pUC18/19载体为例,利用菌落的蓝白颜色进行重组子筛选的原理,教师可将科研中的重组质粒转化β-半乳糖苷酶缺陷型工程菌(大肠杆菌)后的蓝白斑筛选的实验图片,在课堂上通过多媒体展示,对蓝白斑筛选的机制原理进行阐释,以及在转化与蓝白斑筛选操作中受体细胞的状态、载体的空间构象、重组载体转化后是否有一定形成白斑,在实验室4℃冰箱搁置一两天为何白斑会变蓝色等现象,解释外源DN段与质粒载体的连接以及转化都存在一定的效率,最后生长出来的菌落并不都是阳性克隆,需要采用特殊的方法筛选出可能含有目的基因的重组体克隆[2]。通过理论知识的讲解,加强学生对实验每个操作环节的关注,让学生明白每个环节都可能影响最后的实验结果,使学生在实验操作中要具有严谨的科学研究的态度。

因此在观念上,应强调基因工程“实验同理论课同等重要”的教学理念,彻底改变“重上课,轻实验”的观念。通过这样的过程培养学生应用知识的能力,加强学生对文献资料的查询能力,拓宽知识面,可系统地梳理所学的理论知识。这样在《基因工程》教学实习中组织学生进行基因工程的“切、接、转、增、检”五大步骤中的目的基因及载体的切割及连接、重组质粒的转化及扩增、重组子的筛选与鉴定,较为完备地将《基因工程》的上游技术紧密衔接综合成为一体。

2教学方法改革

2.1发挥教师的主导作用,交流亲身体会

多媒体辅助教学在教学中的优势虽然比较明显,但运用不当将丧失其优势,在课堂教学中老师若只扮演播放幻灯者角色,不注意面对学生调整授课节奏,这将直接影响双方互动式交流,而交流减少必将疏远教学者与学习者的距离,弱化教师在教学中的主导地位,以及学生的主动性思考。笔者结合自己的经验,在教授基因工程这门具有很强操作性的课程时,在涉及实验操作等相关知识点上讲授自己的实验体会,把自己的成功经验与同学们分享,失败体会则告知同学们以提高警惕,避免在实践中出现类似的错误。

再譬如讲到“基因工程发展状况及应用”章节时,向学生介绍我国历史上在基因工程领域所取得的成就,介绍我国的生物科学家如何为科学事业做出贡献的事例,激发他们的民族自豪感,从而增强了他们的危机感和责任心,增强他们学习基因工程的热情。因此,在教学过程中,教师要循循善诱,激发学生的参与兴趣,我们的做法是在教学过程中阐明基因工程的应用成果,开阔学生的视野,驱使他们积极主动思考、主动探究,使其产生强烈的参与意识,使教学过程成为教师与学生互动和协作的过程,打破传统的“启而不发”、“无动于衷”等模式[3]。

2.2激发学生兴趣,参与研讨式教学

爱因斯坦说过,“只要把学生的热情激发起来,那么学校规定的功课就会被当作一种礼物来接受。”传统的灌输式教学容易让学生产生惰性,也不利于教师对学生学习情况的及时把握。基因工程课程本身抽象理论较多,因此在教学过程中,我们预留一定比例的课时,引导学生走上讲台参与教学讨论,营造活跃的课堂气氛,极大地调动学生学习的主动性和兴趣,有助于学生对课堂知识的掌握,例如在讲解“基因工程产品安全性评价争议”的章节时[4],我们预留出互动环节,让学生分析影响转基因产品安全性因素有哪些,如何站在科学的立场辩证地看待和分析这起争论,这不仅关系到基因工程技术的深入研究,而且直接影响到生物技术产业的发展。学生在查阅相关方面最新文献和动态资料的基础上结合自己的理解各抒己见,分组讨论,最后再由老师进行点评、归纳,安排他们登上讲台讲解,这样既可以锻炼他们的表达能力,同时也增强他们看待科学问题的综合能力。这种教学方式调动了学生学习的主动性和兴趣,同时使学生在阅读能力、自学能力、口头表达能力等方面受到实际锻炼,达到事半功倍的教学效果。

2.3增加投入,完善多媒体教学

基因工程课程中涉及的信息量比较大,概念抽象、理论性强,如果使用传统的教学手段,学生只能得到一些感知的内容,无法使其得到直接的体验,从而加大了学习和理解的难度。而多媒体、影像资料、电视录像、电影、CAI课件等现代化教学手段,可以使学习内容图文并茂、有声有色、栩栩如生,便于学生理解记忆。例如,利用FLASH 动画演示聚合酶链式反应过程中DNA聚合酶是如何在模板链和引物的引导下,以指数倍数迅速扩增的过程,使得原来抽象难以理解的内容变得形象直观,既激发了学生的兴趣,又加深了学生的理解。改变了以往一支粉笔、一块黑板的传统教学方法,可以在有限的时间内提供给学生最大的知识信息量。为此,我们以科学性、教育性与技术性为标准,精心制作了基因工程多媒体课件,将教学内容多层次、多角度地呈现给学生。

2.4以科研项目为依托,促进基因工程的课堂与实验教学

本科教学过程具有很强的探索性,它不仅要传授知识,还担负着发现未知和培养学生探求新知能力的任务。在过去的两年中,笔者做了几个方面的尝试,一方面借鉴教学团队成员们多年的科研工作的积累,将多种成熟的分子实验技术和实验材料提供应用到实验教学中,比如,根据目的基因设计引物进行PCR鉴定,利用切口平移法标记探针进行DNA分子杂交等分子遗传研究领域的常用实验技术。另外,依托教师所在的科研团队和研究项目,教师们把科研成果转化为实验课程内容,借助科研项目小组的实验材料,学生们才可以尝试更多的实验技术与方法,利用科研平台和项目背景促进实验教学的发展,开阔学生的学术眼光和视野、进行学术熏陶,这是一条行之有效、立竿见影的改革途径。

把教师正在从事的科研课题新知识贯穿到教学之中,使课堂内容更为具体、亲切、富于实际感受,从而激发学生科学研究的兴趣和灵感,鼓励学生申请一些研究生课题参与到研究工作中。实践表明,通过启发式的案例教学,不仅使同学们深刻领会到学习该门专业课的真正目的和用途,而且还大大提高学生培养和树立辩证的思维与系统的方法来综合运用专业理论知识去分析及解决复杂实际问题。由于基因工程具体操作中涉及基因的选择、技术路线的制订和实施,面对的都是系统问题,充满着局部与整体、微观与宏观对立统一的辩证关系,只有应用辩证的思维和系统的分析方法,才能客观地分析生物代谢环节、生理过程、发育阶段等在性状决定中的作用,从而制定出动态优化、高效的技术方案,这样有利于学生学以致用的应用型人才培养和创新思维能力的培养,收到了良好的教学效果[5]。

长期的实践告诉我们:教学是科研的基础,科研是教学的发展与提高的依托。《基因工程》是现代生物技术专业典型的专业基础课,其发展迅速,教学效果好坏直接影响高校生物技术专业人才的培养,进而影响高校人才培养目标的实现。通过对《基因工程》教学内容与教学方法的改革,不仅改变了在教学中只能教死书的状况,而且把在科研工作中积累的经验带到了课堂,丰富了课堂教学内容,提高了课程质量,促进学生跟上学科的发展进程,为国家培养更多高素质的21世纪合格人才。

参考文献:

[1] 吴燕华, 郭滨, 娄慧玲, 崔玉良, 顾惠娟, 乔守怡.从基因克隆到表达分析——改革基因工程实验课程的实践与体会. 遗传,2012 ,4(2): 248-252.

[2] 魏群.分子生物学实验指导(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2007:7

[3] 康培安. 《基因工程》教学方法改革的探索.安徽农学通报.2011,17(23):179-180

[4] 孙明. 基因工程[M]. 北京: 高等教育出版社,2006