生物工程范文10篇
时间:2024-03-12 22:54:43
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生物工程老师应聘自荐信
尊敬的领导:您好!从学院的网站上获悉贵校正在招聘生物工程方向的老师,我相信我能够胜任,请允许我毛遂自荐。
我叫xxx,本科就读于安徽农业大学,获工学学士学位。20*年9月,考入xxxx大学生物工程系,导师xxx教授,读研以来,我努力学好专业知识,加强实践动手能力。在20*-20*学年,荣获学院优秀研究生“一等奖学金”,在读研究生的三年里,参与科研项目3项,20*年,参与四川省教育厅《xxxxxxxxxx》课题研究,20*年底,完成了该课题科研项目,在核心期刊《酿酒科技》上发表2篇论文。承担xx市科技厅《xxxx及其应用研究》课题的研究。20*-20*年,参加了xxxxxx公司的“xxxxx研究”科研课题研究,科研成果论文《xxxxxx》被通过食品科学杂志的终审。在相关专业期刊上,10余篇。在辅助导师从事教学工作的过程中,讲授了《蒸馏酒与酒精工艺学》部分课程,为了提高教学效果,我注意把生物技术与生产实践结合起来,为此,我边钻研教材并深入到xxxx酒厂实习学习将近一年时间,连续两年为学校和四川食品发酵工业研究设计院联合招生的白酒酿造工培训工作,培养学生近40人次。
20*年10月,应系学生会及学院图书馆馆委会的邀请,分别作了关于毕业和考研方面的报告,12月份,应研究生处邀请,做研究生学术论坛“美拉德反应产物与中国白酒的香和味”的报告。三年来,多次协作导师带本生生到五粮液、泸州老窖、旭水酒业、自贡啤酒厂等企业完成毕业实习,并独自指导了5名本科生完成毕业论文,受到导师、教研组组长和各位老师的一致好评。
鉴于研究生阶段的学习、教学实践经历,我相信自己能够从事好生物工程方向的教学和实验室管理工作。手捧菲薄求职之书,心怀自信诚挚之念,我期待着能为成为贵校的一名生物工程方向教师或者实验室管理人员!恭盼回音。
最后,衷心祝愿贵校事业发达、蒸蒸日上!
此致
生物工程技术在食品领域的运用
摘要:近年来,随着科技的快速创新与发展,产生了诸多的新型技术,生物工程技术作为其中之一,当前在各个领域中实现了广泛的应用,尤其是在食品领域中,发挥着至关重要的作用,为食品生产制作提供了巨大的便利,推动了生产力的提升,促进了食品行业的快速发展。基于此,本文首先分析了生物工程技术在食品领域中的应用价值;其次着重探讨了生物工程技术在食品领域中的具体应用。
关键词:生物工程技术;食品领域;应用;探讨
在人们生活中,食品是必需品,是重要的能量来源。新时期,随着人们的生活条件的不断提升,对于食品质量、种类提出了更高的要求。当前传统技术已经逐渐无法满足食品领域发展需求,生物工程技术的出现与应用,为食品领域的发展带来了契机。
一、生物工程技术在食品领域中的应用价值分析
(一)优化和改善了食品原料性能。现阶段,生物工程技术在食品领域实现了广泛应用,极大的提升了食品生产、加工水平,同时也在一定程度上优化了食品原料性能。以转基因技术为例,利用转基因技术重组转化食品原料DNA,改良食品原料的性能,能够达到更高的食品口感、质量及营养价值。例如:以玉米为原材料的食品为例,应用转基因技术进行处理,改变其营养结构及成分,改变过去单一的口味,使得玉米类食品具备更好的口感、柔软度,同时要更好地保留了食品的原有营养价值,进而满足消费者对于食品的多元化需求。不仅如此,当前转基因技术在豆类食品生产加工中也有着较为广泛的应用,将转基因技术应用于大豆油生产中,能够提升其蛋白质含量,科学调整酶比例,增加淀粉含量,使其具备更高的营养价值,保证产品质量。以防腐技术为例,在食品生产中的应用也越来越广泛,在防腐技术的支撑下,延长了食品的保鲜期,避免过早的损坏,不仅能够保持原有的颜色,而且食品的口感及营养价值也不会被破坏。(二)极大地丰富了食品的种类。现阶段,人们的生活条件显著提升,对于食品的种类、颜色、质量等方面的要求越来越高,为更好地满足广大消费者的多元化需求,食品领域逐渐加强了对食品种类、功能等方面的研发。在过去的一段时间里,食品开发主要依靠的是分离提取技术先和化学合成技术,虽然在食品开发中起到了一定的效果,但是在功能性食品开发中却具备较强的局限性,应用效果较差。然而生物工程技术的出现与应用,使得食材配置更加的多元化,使得食品种类更加的丰富,这样一来,就更好地满足了广大消费者的需求,提升了食品企业的市场核心竞争力。(三)提高了食品品质。近年来,食品安全问题的频频发生,为人们敲响了警钟,当前人们越来越重视食品质量安全问题。在过去,食品生产大多依靠的人工和机械设备进行生产加工的,所应用的技术及制作方法较为落后,整个生产过程由于受到环境、人为因素的影响,导致食品质量得不到保障。将生物工程技术应用于食品领域中,能够更好地保证食品质量安全。以微生物发酵技术为例,在豆制品、面包、发酵饮料的生产制作中,均发挥着至关重要的作用。这些发酵型食品,需要筛选并培养无害类生物菌群,借助发酵技术、基因改良技术,则能够改善食品的pH值和水活性,阻碍腐败微生物的生长,促进食品核苷酸和氨基酸等有益物质的生成,使得食品具备更加良好的色泽及口感。
二、生物工程技术在食品领域中的具体应用探讨
生物工程技术特征及应用
摘要:身处于日新月异的科技时代,生物工程技术自出现以来得到了良好的发展,目前这项技术已广泛投诸于食品、能源、健康、环保等领域的应用中,这项技术作为新时代的核心科技之一,对其研究工作必须提升日程,本文主要从生物工程技术的基本特征入手,于此基础上进一步探究了生物工程技术的具体应用,以期为全面深化对于生物工程这项高新技术的认识,强化生物工程技术应用的有效性建言献策。
关键词:生物工程技术;基本特征;应用;转基因
一、生物工程技术的基本特征
(一)大科学工程。上世纪80年代中期左右,基因组研究工作逐渐起步,自此以往小规模作坊一般的生物工程研究向大科学工程方向转变,基因组研究重点围绕人类基因组展开,面向的对象是一个极为繁复的系统,想要于系统上将各遗传要素一一破解开来,应用过去那种零碎式的方式是很难实现的,因而需要借鉴一些其他领域的研究方法,比如大规模、高通量、信息化的工业运转模式。[1](二)基础和应用的融合。生物学科同医药学、农业之间存在紧密的关联性,这些领域中许多技术的应用是立足于生物工程前提之上的,而生物工程技术的开发也可以从上述领域中汲取开发研究的源动力,许多集中性的社会诉求是进行技术研究的本质目的,如对癌症、人口管控、农业生产等领域的研究。(三)高投入。生物工程技术的开发需要大量的资金投入,大部分资金集中用在新产品的研发、基础设施的建造以及设施器材的配备上,当下研发一项全新生物工程技术项目所需的花费大约为一到三亿美元不等,研发困难系数越大,所需的费用越高,显而易见,充足的经费投入是技术研发成功与否的先决条件之一。(四)长周期、高风险。自开始研发到最后投诸应用的过程中,包含多个工作阶段,每一阶段皆需要经过繁复的审查和核实,研发周期一般需要较长时间,新技术、新产品的研发也存在极大的不稳定性因素,是一个耗资、耗精力巨大的工程,任意某个步骤出现一点点问题很可能功亏一篑,通常而言,要想研制某个生物工程药品,研制成功的几率为百分之五到百分之十,却需要耗费几年的时间和几亿的资金投入。
二、生物工程技术的应用
生物工程技术无疑是新时代高新科技研究的重点,在食品、能源、健康、环保等领域的影响日愈深远,在潜濡默转中一步步提高人们的生活品质,积极促进生物工程技术及各项相关产业的创新和进步早已是全球各地区未来经济开发的核心重点。最近十多年的时间是全球生物工程技术飞速崛起的关键阶段,不管是在基本理论创新亦或实践应用研发方面均收获了诸多引人关注的成果,生物工程技术不断得到推广和使用,在农副业、医学治疗、食品加工、海洋生物、环保等多个行业的实践应用日愈普遍,这一技术作为新时代的核心科技之一,对我们生活的影响早已渗透至方方面面。(一)海洋方面。海洋生物学知识同生物工程技术的巧妙融合,催生了全新的海洋生物工程技术,这项技术的关键性影响在于大大强化了海洋生物资源的使用效率、优化了海底生物的种类、促进海洋养殖品质的提升、提取功效性活性药材等方面的应用,所以,这项科技日愈受到大众的关注,不少国家和地区已把这项技术视为研发核心项目,是新世纪科技研发的重点所在。[2](二)转变能源格局。社会的发展必须依靠能源,生物能源的应用有助于优化当下的能源结构,若是能够填补当代社会能源短缺的不足,可以直接关系到社会的长效发展,生物能源的开发应用有助于减缓填补能源短缺的压力,主要的方式开发生物能源,比如将废弃的作物变为能源,用“绿金”代替“黑金”,研发清洁型生物能源有助于帮助社会走出能源短缺的困境。(三)轻工、食品方面。轻工和食品这两大领域是目前生物工程技术应用最为广泛的领域,其应用重点集中在下面三点:其一利用生物工程技术将农业、副业原材料直接制造成可销售的产品,例如我们日常常吃的发酵食品,其二立足于生物工程科技前提上开展再次研发,研发新产品比如高果糖浆等等,其三通过生物工程技术对传统工艺加以再创造和完善,以期最大程度上缩减损耗、强化产品品质。[1](四)缓解粮食短缺问题。世界总人口早在本世纪初便已突破六十亿,专家预估到本世纪中期世界人口数量将接近九十亿,伴随人口不断增加的是可用耕地面积的不断缩减,在这一严峻的背景下,缓解粮食问题的重要途径便是将生物工程技术投诸于农业生产中,以期强化农产品的品质、为作物创设更为有利的生长条件,并逐步优化食物的营养价值。转基因科技的应用能使农作物的产量提升百分之五到十五,还能强化作物的营养价值,让食物更为贴合人类的健康诉求,加之生物工程技术的应用也有助于制造出一些有效防治病虫害的新药物、适应能力更强的新品种等等,此外,转基因动物育种科技的优化和运用,一来能够强化畜牧行业的经营成效,二来还能开拓畜牧业发展的新途径、新应用,为创新畜牧业未来发展的新模式供以科技撑持,还有可能引发新的农业生产“环保革命”。(五)医疗卫生方面。身体的健康问题一直是民众关注的重点,生物工程技术的推广和普及有助于切实强化民众的身体素质,突出的表现为病症的防控、诊断、医治和修复会迎来变革般的改变,使医药科技出现质的升级,民众期盼长寿、不受病痛困扰的愿望将更容易达成。将来医疗事业进步的一个主要方向是愈发重视病症的防控和常规保健工作,逐步降低各种病症的出现几率,防疫疫苗等其他一些生物工程技术产品的使用极大地加强了一些大型传染疾病的防控效率,一些疾病利用基因工程进行诊治,一来有助于对单基因控制的遗传性疾病加以有效医治,二来还能医治一些多基因控制的疾病,此外,生物干细胞技术的研发工作不断收获新突破,人体器官移植手术将愈发便捷和安全,这也是医学事业的一大进步。[3]
我国生物工程技术新进展
摘要:生物工程是以生物学、遗传学等学科的理论和技术为基础,加上电子计算机等技术对遗传物质进行操纵,改变生物的性状,使生物产生对人类有用的代谢产物的一门技术。生物工程的应用范围非常广泛,涉及食用、药用、军事、医学等领域。对我们现在面临的许多问题,如环境污染、身体健康、资源短缺等都有着很好的解决办法,生物工程技术的发展对一个国家的发展也起着至关重要的作用,重点针对我国生物工程技术的发展状况进行了研究。
关键词:生物工程技术;进展;现状
生物工程包括基因工程、细胞工程、微生物工程发酵工程、酶工程和生物反应器工程。在这五大领域中,基因工程是根据人类的需要对DNA进行设计,使生物表现出新的性状。细胞工程是根据遗传需要进行细胞培养。酶工程利用生物反应装置,产生人类所需要的产品。近年来,生物工程在农学、医药学、医学等方面都有新的收获,这些收获离不开我国科技工作者的努力,他们充分发挥了自己的潜力,为人们提供了巨大的经济效益和社会效益。
1生物工程技术在农学领域的进展
1.1改良种子的蛋白质储量
生物工程技术近几年来发展迅速,可利用生物工程技术提高农作物中蛋白质的含量,在农业中广泛运用,显示出巨大的经济效益,比如,单双子叶植物中的氨基酸含量不同,双子叶植物的赖氨酸含量高,甲硫氨酸的含量不足,而单子叶植物恰恰相反。利用基因工程将二者的蛋白质基因互换,能够提高单双子叶蛋白质的丰富程度,使二者营养价值更丰富。利用我国丰富的衍生资源,寻找氨基酸蛋白质含量丰富的植物,通过人工改造和合成,将基因转移到需要改进的植物中去。
生物工程上游技术实验教学分析
摘要:在生物工程专业教学中,将“分子生物学实验”“基因工程实验”和“微生物遗传育种实验”等多门实验课程有机地统一成一体,整合为更具连贯性、系统性和设计性的综合性实验———生物工程上游技术实验.改革后的课程在培养学生独立思考、独立实践和综合创新能力及科研兴趣方面,取得了很好的实践效果.
关键词:生物工程;实验教学;质量工程项目;实践体系
分子生物学以遗传学、生物化学、微生物学等为基础,从分子水平揭示生命现象,是生命科学的核心,已成为当今世界的一个主干学科.基因工程是分子生物学的工程应用,是以分子生物学为基础,对生命现象进行工程改造的新兴技术学科.分子生物学和基因工程是生命科学最重要、发展最快的领域,在医疗、制药、食品、农业、化工、环境保护和能源等行业,已经、正在并将继续产生巨大的效益.例如:基因工程已经广泛应用于制药产业,用于药物和疫苗等的研发、改造和生产,在人类健康领域发挥巨大推动力;植物基因工程在作物育种中,对提高作物产量、品质和抗逆性等方面有重要作用[1].以基因工程为核心的生物技术是当代高新技术,生物技术产业正在成为许多国家的战略性新兴支柱产业.生物工程专业在这些领域有广阔的发展和就业前景,相应地也需要以基因工程为主干内容的生物工程上游技术综合实验不断改革发展,从而更加注重培养学生的综合实践能力和创新能力,以适应不断创新发展的生物工程和生物技术产业需求[2].
1改革的必要性
1.1生物工程上游技术实验概述.生物工程是以现代生命科学为基础,综合基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术手段而成的,实验性和应用性极强,因此必须加强实验教学,以提高教学质量[3G4].教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会分别在«生物工程专业规范»(2006年)[5]和«生物工程专业介绍»(2011年)中将“分子生物学与基因工程实验”列为核心实验课程,在生命科学另外2个本科专业(生物科学专业、生物技术专业)也被列为核心实验课程.国内外不同大学的生物类学科都开设了分子生物学与基因工程实验课程.分子生物学和基因工程作为生命科学发展的最前沿,研究技术和研究成果日新月异,国内很多高校都在对相应的课程实验的内容和方法进行改革.复旦大学的基因工程实验内容不但包括原核生物,也包括哺乳动物细胞系,并加入基因可变剪接、功能分析和表达水平定量分析等内容,不但将较新的技术引入实验教学,同时也让学生对于基因工程过程有更全面的理解,并激发他们的学习兴趣和科研兴趣[6].湖南师范大学的袁婺洲等利用自身科研平台,将制作转基因斑马鱼引入基因工程实验课,从通过进行动物表达载体构建和通过显微注射进行转基因,到筛选和鉴定转基因或嵌合体后代,让学生系统理解完整的动物基因工程流程[7].内蒙古的林晓飞等,在基因工程实验中加入制作转基因拟南芥的内容[8].这些教学改革注重综合性和创新性,结合科技发展前沿研究成果,教学成效较好.广州大学生命科学学院自2003年起,开始在生物工程专业开设基因工程实验.为了对接生物技术产业,广州大学生命科学学院首创性地提出了生物工程专业实验改革方案,设置了生物工程上游技术实验、生物工程中游技术实验和生物工程下游技术实验,整合取代原有的实验.该方案于2005年4月通过了广州大学教务处组织的“生物工程专业实验体系改革”论证,2名全国高校生物科学与工程教指委成员参加了论证.随后,陆续为生物类不同专业开设了相应的实验课程,包括生物工程上游技术实验(生物工程专业,64学时)、现代生物技术综合实验(生物技术专业,48学时)、分子生物学实验(生物科学专业32学时).其中,后2门实验课程是从生物工程上游技术实验中精选的与专业相关的实验项目.生物工程上游技术实验将“分子生物学实验”“基因工程实验”及“微生物遗传育种实验”等多门实验课程,有机地统一成一体[9].将这些实验课程整合成若干项基础性、设计性和综合性实验,形成一个完整的实验教学体系,既能节约成本,又能使学生更加系统地掌握实验的基本技术.实验技术也更加接近本学科的前沿,包括:感受态细胞的制备和转化;转化子的筛选;DNA和RNA的提取;基因表达的RTGPCR分析;质粒的提取、酶切和凝胶电泳;多聚酶链式反应(PCR);PCR产物的纯化、克隆和转化;转化子的鉴定等.实验上一环扣一环,前一次实验的结果是后一次实验的材料.所以学生对待每次实验,都必须小心谨慎,课前需认真预习,实验需严格操作,学生的学习习惯和科研态度明显改善.通过本课程的学习,学生可系统掌握很多分子生物学的基本实验技术,包括:DNA、RNA提取和质量分析;DNA的限制性酶切和目的片段的分离;质粒的扩增和提取等.这些基本实验技术将为后续的基因工程等实验课程奠定良好基础.在基因工程和微生物遗传育种实验技术方面,始终围绕本实验室研究较多的蛋白质(如拟南芥生长素反应因子8或钙调素5的生物工程实验技术而展开,从蛋白质的编码基因着手,利用PCR扩增该基因,将该基因克隆于适合在受体菌中表达的载体,并将表达载体导入到受体菌,然后利用表型、选择标记或者分子标记进行转基因后代的筛选和鉴定.学生通过实验,可清晰掌握上游技术实验的精髓.以此为基础,田长恩主编的«生物工程上游技术实验手册»,作为“十一五”国家重点图书出版规划项目———应用生物技术大系系列图书在科学出版社出版[10].1.2目前生物工程上游技术实验的问题及改革设想.尽管如此,目前的生物工程上游技术实验尚存在一些问题.首先,在初步建立的实验项目体系中,使用拟南芥生长素反应因子8基因的片段作为实验对象,尽管可方便基因克隆和鉴定,但却无法通过方便的RTGPCR和表型观察分析其表达情况.在优化的实验项目体系中,用拟南芥钙调素5基因作为实验对象,既可方便基因克隆和鉴定,也可用RTGPCR分析其表达,但却无法方便地进行表型观察.因此,找到一个方便观察表型的基因十分重要.绿色荧光蛋白基因分子不大,其编码蛋白在蓝光下具有绿色荧光,观察十分方便,设备要求简单.故本研究在实验项目优化中首先构建方便遗传操作和转基因产物观察的、载有绿色荧光蛋白基因的表达载体,转化、鉴定获得转绿色荧光蛋白基因的大肠杆菌,用于实验教学.其次,原实验课程主要内容包括原核表达质粒的构建、大肠杆菌感受态细胞的制备和转化,以及对受体菌的筛选和鉴定,均是原核生物基因工程的内容,而没有包括真核生物基因工程的内容.因此,在对实验内容进行优化过程中,加入高等植物的基因工程,利用原生质体转化,将绿色荧光蛋白基因转入水稻,构建外源目的基因的瞬时表达体系,并对目的基因的表达产物进行鉴定,利用荧光显微镜表型直观观察绿色荧光.再次,实验课程教学方式也可进一步优化.目前除最后一次为设计性实验外,本课程大部分实验教学方式较为传统,学生参与文献查阅、实验方案设计、预实验和实验准备不够,造成部分学生学习被动,机械重复实验方案,求知欲不强,学习主动性未能充分发挥,影响学生对分子生物学和基因工程相关学科理论知识的掌握和对实验整体技术路线和原理的理解,造成学生对实验设计的可靠性和科学性理解不够,解决问题能力和数据分析能力较差.
2改革内容
食生物工程工厂实习报告
一、生产实习目的
使学生了解和掌握基本业务知识,印证、巩固和丰富已学过的专业课程内容,培养学生理论联系实际,在实际中调查研究、观察问题、分析问题,以及解决问题的能力和方法,为后续专业课程的学习打下基础。
二、生产实习内容
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原理:
以大豆、小麦为主要原料,采用传统天然发酵工艺,经十余道工序精酿而成,内含多种人体必需的氨基酸、还原糖等营养成份。色泽鲜艳、质纯味正、酱香浓郁、咸甜适口,-是烹任各式菜肴、冷拌、餐桌盛宴的佐餐调味佳品。分特级、特鲜、精制佳酿优级等1有瓶装及复全薄膜软包装,计14个品种。
生物工程发酵工程实验教学探索
生物工程是一门以生物学理论技术为基础,结合机械、化工、计算机等现代化工程技术于一体的综合性应用学科。其中发酵工程作为生物工程专业的重要组成部分,是一项由生物科学技术与化学工程学紧密结合、相互渗透而成的高新技术,也是一门注重应用性和实验性的专业课程,具有良好的科学发展前景。如何加强发酵工程教学的实践性,提高学生的实践操作能力并使其能在实际问题中加以应用,是广大发酵工程专业教师当前需要深度思考与探索的问题。罗大珍、林稚兰主编,北京大学出版社2006年出版的《现代微生物发酵及技术教程》就是一部以微生物发酵为核心,重点阐述发酵工程理论内容和技术实践的教学参考书籍,笔者在开展2020年湖南省新农科研究与改革实践项目(20C2009)过程中,通过对该书的阅读学习,进一步探索发酵工程专业课程的实验教学。
《现代微生物发酵及技术教程》共十四章,主要内容包括现代微生物发酵的研究内容和特点、菌种的选育和保藏、微生物发酵的代谢调控、发酵工程学概述、发酵产物的提取与纯化、固定化细胞和酶、基因工程育种等。该书凝聚了编者多年的教学经验和专业科研成果,并且书本中还附有大量的实验教程,旨在丰富教材内容、增强实验性,进而指导学生进行专业的微生物发酵工程实践,提高个人实践技能,同时有助于为发酵工程科研技术人员提供部分理论、实践参考。发酵工程基本概述及专业特点发酵指的是人们利用在无氧或有氧条件下微生物的生命活动,来制备微生物菌体及其代谢产物的过程,在微生物学领域,这也被称为以微生物降解成氧化产物并放出能量的生物氧化反应。发酵工程正是利用微生物这一特定的性状和功能,直接将其应用于工业化生产,或是采用现代工程科技手段为大众生产有效生物产品的一项全新技术,其实践内核主要是将DNA重组技术、分子改造技术及细胞融合技术等与传统发酵结合并发展。
发酵工程专业特点显著:一方面发酵工程的实践内容与工业生产联系紧密,具有极强的实际应用性和科技发展作用,其生产的各类产品涵盖了大众生活的方方面面,涉及领域广泛。另一方面,发酵工程对学生实践能力要求较高,其理论内容所包含的各项发酵原理和实验原理只有在实际操作过程中才得以体现,学生须亲自动手方能理解与掌握。总的来看,发酵工程专业教学需要具备一定的专业性、科学性和实践性,实验技术教学在发酵工程专业课程中具有十分重要的教学地位。发酵工程实验教学存在的问题一是实践意识不足。发酵工程作为现代生物技术、生物制药、生物工程等专业的必修课程,具有极强的应用性与实验性,但是受到传统教学观念的影响,教师们更多地采用理论型教学,缺乏对实验教学重要性的正确认知,以致于学生对发酵工程专业知识掌握不够充分,实验操作水平较差。二是教学内容落后。随着社会的快速发展,科技水平和工业技术也在不断进步,这些改变推动了发酵工程的技术创新。然而,许多高校的发酵工程专业课程至今仍沿用传统教材,未根据学科前沿及时更新教材内容,导致课程与时展脱节,学生无法学以致用。三是教学形式刻板。目前发酵工程专业的实验教学课程大多数都是根据教材内容来进行实验,“教师跟着教材走,学生跟着教师走”,这种按部就班的实验教学模式难以让学生深入理解发酵工程原理,也不利于培养学生的创新意识与发酵工程实验的设计能力。
发酵工程实验教学的探索路径首先,各大高校制定和修改发酵工程专业教学大纲时,需要在保留基础理论和原理概述的基础上,加入现代工程技术的创新成果和发酵工程全新的实验教材,以丰富教学内容,帮助学生扩展专业知识面,同时有助于学生对专业应用及发展前景产生清晰认识。其次,加强实验教学在发酵工程专业课程中的教学比重,提高广大师生对实验教学的关注和重视。与此同时,专业教师应当将理论内容、实验操作和实践应用紧密结合,多采用实验型教学方式引导学生了解并掌握发酵工程的实践性和技术性,让学生切实体会到发酵工程的实际作用和专业魅力,从而提高学习主动性和专业能力。最后,发酵工程实验教学的课程重点应该放在学生研究思维、创新意识和操作能力培养等方面,摆脱传统的教学方式,以学生为主体开展实验教学规划。教师可以明确实验主题,让学生在既定实验名称和大致方案的条件下,以小组为单位,自行完成资料查找、流程设计、材料准备及预习报告撰写等实验准备工作,这样有利于培养学生独立思考能力和实验动手能力。发酵工程是一门注重实验与应用的专业课程,实验教学作为该课程教育发展的重点环节,其教学内容、教学方法需进一步研究与探索,以便发掘出更优质的发酵工程实验教学模式,从而提高专业教学质量,推动发酵工程创新发展。《现代微生物发酵及技术教程》一书内容详略得当、专业指导性强,是学习微生物发酵技术的优秀教辅材料。
作者:邵金华 余响华 单位:湖南科技学院化学与生物工程学院
糖生物工程教学改革探索与实践
[摘要]糖生物工程是江南大学生物工程学院从2018开设的面向本科生的专业理论课程。对糖生物工程教学内容进行整体优化,采用模块化教学模式、启发式互动教学方法、多样化的教学手段及多元化的课程考核方式对该课程进行探索与实践,激发学生的学习热情,取得了良好的教学效果。通过引导学生积极参与与糖生物工程相关的自主创新科研项目,培养具有扎实理论基础,较强动手操作能力和科研创新能力的复合型人才。
[关键词]糖生物工程;教学内容;教学模式;教学方法;科研创新
糖生物工程是生命科学领域新兴的分支学科,主要研究糖类物质的制备、构效关系及其应用。随着糖链解析技术的不断发展,许多糖链结构及其生物学功能都得到揭示。研究表明,糖链与生物体的生长、发育及疾病有着密不可分的关系。糖生物工程已成为继基因工程、蛋白质工程之后的最受关注的热点领域之一[1]。江南大学生物工程学院自2018年开展糖生物工程的讲授,并作为本科生的一门专业理论课程。目前糖生物工程可以参考的教材非常有限,可以查到的只有由张树政院士编写的参考书,因此如何上好糖生物工程这门课,对学生和老师来说都是一项挑战。
一、教学内容的优化与模块化教学
模块化教学模式源于20世纪70年代,其指导思想是将课程内容的知识点划分为数个知识模块。与按部就班的传统教学方式相比,模块化教学模式具有针对性强,灵活性高,简单明了等鲜明的特点,受到一线教师的广泛关注[2]。近年来,模块化教学模式在微生物学实验、分子生物学、酶工程等生命科学理论课中得到应用,效果显著[3-5]。基于需求驱动调研分析,本次教改将课程内容归纳为单糖、寡糖和多糖制备及功能;蛋白糖基化;糖类药物;糖结构解析四个内容模块,以这四个知识模块作为抓手来合理设计教学内容。由于生命科学发展日新月异,知识更新快,采用模块化教学模式便于教师不断更新自己的知识库,紧跟国内外最新的研究动态。
二、启发式互动教学方法的运用
生物工程自主学习教学模式探索
[摘要]生物工程设备基础是一门集理论和实践于一体的专业必修课,由于该课程信息量大、计算量大、实践性强,且学生缺乏对实物的认识和实践经验,使得该课程存在难教和难学的问题。为了在有限的授课时间内,让学生更好地学习并掌握生物技术产品的工业化生产过程及相应设备的配套设计与选型,我们结合自身教学经验与科研经历,对该课程的教学模式、教学内容、教学方式与方法、考核模式等进行了改革。结果显示,激发学生自主学习的教学模式成效显著。
[关键词]生物工程设备;教学模式;自主学习;教学效果
生物工程设备基础是西北大学生物工程专业的一门专业必修课。该课程集理论和实践于一体,既涉及生物过程设计,又涉及该过程上、中、下游相应的处理设备。在该课程中,学生结合化工原理、微生物学、生物化学、生物工艺学等专业知识,学习生物工程设备在整个工艺流程中的配套设计、选型、操作等技术问题,从而提高设计生产工艺、开发新产品、解决实际生产问题等专业技能。然而,生物工程设备基础课程具有信息量大、计算量大、实践性强、学习难度大等特点[1],尤其是对于结构复杂或功能多样化的设备,由于学生缺乏对实物的认识和实践经验,课堂讲授时常出现教师难教、学生难学的现象。因此,我们结合自身教学经验与科研经历,对教学内容、教学方法、授课形式、考核形式等进行了改革探索,以期提高教学效果。
一、合理安排教学内容,引导学生自主学习
(一)重视绪论教学,激发学生的专业学习热情。从多年的教学经验来看,大三学生往往处于专业困惑期,尤其是生物工程专业的学生。由于部分生物工程专业课程的教学对象看不见(如基因)、摸不着(先进的仪器、大型的设备等)、关系复杂(如细胞系统代谢)、计算难(如动力学、设备设计)等,学生对所学专业的热情受到了影响。因此,绪论绝非是课程正式开始前可有可无的部分。绪论课容量很大,内容丰富,可起到统领全篇的作用。讲解绪论时不能照本宣科,教师可通过引入社会热点问题及生活中遇到的问题凸显课程的重要性。如人们经常使用的青霉素是怎么发现的,又是如何实现规模化生产的?随着微生物耐药性的增强,相关研究人员又是怎么解决这个问题的?在日常生活中,常见的疫苗是如何做到只产生抗体而不具有侵染性的?相应地,这类生物药品的研发思路和生产工艺是如何在历史长河中实现一个个阶段性突破的?针对目前世人所担忧的能源危机和环境污染,基于生物工程技术,国内外的科研人员采用了哪些思路、使用了什么方法及设备来生产再生性洁净能源或解决由矿产资源开采及炼制所产生的水、土、大气的污染问题?实践证明,这种方法可以让学生认识到自己所学不再远离现实,任何一种新生物制剂的诞生或传统发酵工艺的改革都与每代“生工人”的付出有关;同时也让学生知道,目前生产工艺上的不足需要他们每个人去努力解决,借此激发学生自主学习的热情。对于一些较难理解的章节,我们在讲授前都安排了绪论课,设置了一些与关键内容相关的问题,告诉学生本章需要掌握的重点,明确应重点学习的内容。同时,讲课时告诉学生相应的学习方法,引导其变被动学习为主动学习。(二)重视实例教学,促进学生立体整合所学知识。生物工程设备基础的教学内容囊括了生物反应过程上、中、下游全程的工艺及相应的设备,不仅每步过程间的操作紧密相关、井然有序,而且所有设备的产能都应配套[2]。结合本课程的理论教学,我们邀请太白酒厂、宝鸡啤酒厂等企业的技术负责人一起,从上游的菌种改良、培养基灭菌、种子扩大培养,到中游的基于“三传一反”的发酵罐选型与发酵过程控制,再到下游提纯工艺设计及相应设备的选型,讨论并优化教学内容,设计酒精和啤酒的生产实例教学。该模式可促进学生结合实例深入理解各单元知识,从而掌握酒精等大规模发酵产品的发酵工艺及其配套设备的设计与选型。教学内容由简入难,理论结合实际,并且理论计算融入实际生产。在课堂教学环节,我们深入分析典型的发酵案例,引导学生从实际发酵过程出发,多思考、多计算,优化过程设计,培养学生从工程学、生物学等角度全方位思考问题的能力。(三)重视前沿科研动态及成果介绍,培养学生的国际化视野。生物工程作为一门渊源古老但年轻的学科,所支撑的生物技术产业众多,涉及人类生活的方方面面[3]。如生物化学和微生物学课程中介绍了糖酵解酶-丙酮酸激酶,该酶的缺乏可引发红细胞糖酵解酶缺陷性溶血性贫血,现在有效的治疗方案源于生物工程产品———促红细胞生成素(EPO)。老师们结合自己的科研工作,深入剖析了我国氨基酸发酵与日本、韩国等氨基酸强国的差距及其成因,分析了我国酒精工业发酵的研发与美国、英国能源部研发重点的异同及产生差异的原因,同时结合BIO360的生物产业化发展动态,在相应章节适当介绍相关的国际化进展。从教学效果来看,这部分内容的教学可明显提高学生的专业学习信心,激发学生的专业学习兴趣及热情。
二、灵活应用多种教学方法,培养学生自主学习能力
生物工程专业实践教学质量研究
摘要:实践教学是生物工程专业教学体系的重要组成部分,也是培养学生创新意识、实践能力和综合素质所必需的教学环节。本文结合本校实际,从实践教学课程体系、实践教学方法、实践教学队伍建设、实践教学监督管理及反馈体系等方面阐述了实践教学保障体系构建与探索。
关键词:生物工程;实践教学;保障体系;探索
地方本科院校生物工程是以培养应用型人才为基础,以提高学生的综合素质为目标,以“强基础、重综合、突创新”的教学改革思路为主线。实践教学环节是实现人才培养目标的主体性教学活动之一,落实好实践教学是地方本科院校专业特色教育的关键[1]。生物工程属于20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性专业,是以生物学的基本理论和生物技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术的多学科交叉的工科专业[2]。该专业具有应用性、实践能力强的特点,决定了实践教学在人才培养过程中具有特殊的地位和作用[3]。对地方本科院校生物工程而言,人才培养目标是面对当前市场需求,培养既有坚实理论基础,又有丰富实践经验的高级复合型应用人才。对地方本科院校应用型人才培养来说,实践教学是重要环节。而对于生物工程这门学科来说,培养学生综合素质,加强学生实践操作能力、提升创新能力,具有极其重要的作用。实践教学质量直接影响着高等教育质量。在培养复合型人才的今天,保障和提高实践教学质量已迫在眉睫。科学构建新建地方本科院校实践教学质量保障体系对提高其实践教学水平和应用型人才培养质量具有重要意义。本文结合当前生物工程发展趋势和学科交叉渗透等特点,开展实践教学保障体系的探索和建设,其重点在于培养学生的实践能力、创新能力、综合素质。为此,我们对生物工程实践教学质量保障体系进行了改革和探索,为我校培养基础知识厚、专业技能强、创新能力优、综合素质佳的生物工程专业人才奠定了坚实的基础。
一、实践教学质量保障有别于理论教学
理论教学与实践教学在高校教学活动中具有同等重要的地位,但两者之间毕竟存在一定的区别。理论教学体现了知识的连续性,将人类的经验和智慧系统地传授给学生,主要培养学生的逻辑思维能力;而实践教学不仅仅培养学生的操作技能,更能培养学生的批判思维、创新精神。因此,在构建质量保障体系的过程中,我们应该充分考虑到实践教学本身的特点及特殊性。
(一)教学环节多样化
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