时间:2023-05-30 10:10:23
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇生物工程,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
生物工程专业属于生物工程系。
生物工程专业简介:
本专业培养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。
主要课程:
有机化学、生物化学、微生物学、化工原理、生化工程、生物工艺学、发酵设备。
(来源:文章屋网 )
1、 实习目的
这次认识实习是在完成基础课程的学习后所进行的实践环节。通过到工厂生产环节的实习和观摩进一步巩固加深课堂所学过的理论知识,将理论和生产实践结合,并为本专业后续《生物化学》、《微生物学》等相关课程的学习奠定基础,是我们对发酵、药品等企业有一个初步的了解。
2、 实习内容
2.1 实习单位简介
2.1.1湖北安琪酵母股份公司
湖北安琪酵母股份公司成立于1986年,是研究天然酵母,并进行规模化制造的专业化公司,酵母产业化水平在国内处于领先地位,是酵母行业唯一的高科技上市公司。公司经营范围涉及酵母及深加工产品、生物制品、食品添加剂、豆制品、奶制品、调味品、粮食制品的生产、销售;生化产品的研制、开发;生化设备、自控仪表、电气微机工程的加工、安装、调试;经营本企业自产及技术的进出口业务;经营本企业生产所需的原辅材料、仪器仪表、机械设备、零配件及技术的进口业务(国家限定公司经营和国家禁止进出口的商品除外);经营进料加工和“三来一补”业务;道路货物运输服务。片剂、冲剂、胶囊剂、原料药的生产、销售。饲料添加剂;有机复混肥料系列产品的生产、销售。公司拥有年产15000吨干酵母生产线及国内最大的酵母生产基地.
2.1.2湖北金龙泉集团股份有限公司
湖北金龙泉集团股份有限公司是一家啤酒产销量连续8年名列全国行业十强、位居湖北榜首的大型企业,主要产品有金龙泉系列啤酒,曼思莱系列葡萄酒,金龙泉系列纯净水,年啤酒生产能力达60万吨。公司拥有固定资产15亿元,2003年底加盟全球第一大啤酒酿造商英博集团,英博雄厚的资本实力、先进的管理和技术,为金龙泉做强做大注入了新的活力。主导产品金龙泉系列啤酒先后荣膺42项国际国内大奖,被人民大会堂确定为宴会用酒,并于1995年10月1日荣登中华人民共和国建国50周年庆典国宴,产品畅销全国18各省市,并通过边贸辐射到俄罗斯和东南亚地区。20年来,公司累计生产啤酒186万吨,实现销售收入30亿元,创利税10亿元。其中2000年产销啤酒38.07万吨,实现销售收入5.92亿元,创利税1.57亿元,其啤酒产量,销售收入,实现税收,均以进入全国十强,位居湖北啤酒行业的榜首。
2.1.3宜昌三峡药业有限责任公司
三峡药业有限责任公司是一家生产抗生素、氨基酸原料药及针剂、系列氨基酸输液等综合性产品的中型医药工业公司,国家GMP认证企业。三峡药业有限责任公司现拥有二个分厂,一个药物研究所,二个二级公司三个直属车间,拥有高素质的员工1300人。各类工程技术人员占员工总数的30%。生产的品种品规达120多个,公司占地7.2万㎡。主要产品有L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、硫酸新霉素、盐酸林可霉素,系列氨基酸酸输液、针剂等。是国内最早开发生产L-异亮氨酸、L-缬氨酸和复合氨基酸输液、针剂单位以及国内最大的硫酸新霉素生产基地。
2.2认识实习内容
2.2.1安琪酵母
在安琪集团,我们主要参观了安琪集团拥有的国内最大的酵母抽提物生产线———年产5000吨酵母抽提物生产线日前在安琪酵母(600298)建成。公司利用上市募集资金建设的这条生产线技术水平达到国际领先,生产规模国内最大。该生产线的建成投产,标志着安琪酵母综合技术水平、市场竞争力迈上新台阶,朝着“国际化专业化酵母公司”的目标又迈进了一步。
酵母抽提物是采用先进加工工艺生产的食用酵母深加工产品,是新型、高档食品添加剂,属高新技术产品,该产品代表国际调味品发展的趋势和潮流。安琪酵母于1993年开始酵母抽提物的研究工作,该课题先后被列入国家“九五”科技攻关项目和国家技术创新试产项目。1997年,安琪公司建成了年产1000吨的酵母抽提物生产线。
据介绍,安琪年产5000吨酵母抽提物生产线是由欧洲著名生物工程公司设计的,引进欧洲工艺技术,关键设备全部进口。该生产线柔性化设计,可以生产各种高品质的纯天然酵母抽提物,按照食品GMP标准设计和管理,产品卫生标准可以达到欧盟卫生标准,能满足出口的各种要求。该系统可以充分保证生产过程和产品质量的稳定,并大幅度提高劳动效率。
然后,我们还参观了安琪现代化的包装车间以及自控设施.整个参观给我们留下了深刻的影响.
2.2.1金龙泉啤酒
在金龙泉,我们系统的学习了啤酒的酿造工艺流程. 金龙泉啤酒以其卓越品质几十年来驰誉国内,它采用了优质麦芽、大米、酒花和水,经过糖化、过滤、冷却、发酵、包装等工序精制而成,它成功的原因在于独特的酿造工艺和严格的工艺管理,在继续传统酿造工艺的基础上,通过不断的技术改进,金龙泉啤酒的酿制工艺已日臻完善,而独特的后熟工艺和优良的酵母菌种更使其锦上添花,保证了产品质量的优异和稳定。对金龙泉系列的啤酒的生产工艺而言,主要流程如下:
制麦------糖化------发酵------罐装
在糖化车间,我们参观了先进的计算机主控系统, 德国荷普曼糖化
装备.在发酵车间,我们目睹了华中地区最大的露天发酵罐群的风采,然后在讲解人员的介绍下,我们参观了金龙泉科学合理的发酵系统.最后我们在包装车间观看了德国产36000瓶/小时自动化啤酒灌装线.
通过学习,我不仅了解了啤酒的酿造工艺流程,还对相关的知识如啤酒的风味,食品行业的卫生质量要求有了一定的了解.此外,金龙泉“举团结之旗、兴认真之风、走拼搏之路、创领先之势”的企业文化也深深吸引了我,我想,这对我们平时的学习同样是有所启发的.
2.2.1三峡药业
在三峡药业,我们参观了氨基酸发酵生产的车间,了解了生物制药的相关工艺,设备,以及药品行业独有的要求.同时,系统的了解了三峡药业的主要抗生素产品情况,包含如下:
1.硫酸辛酶素 属氨基糖苷类抗生素药物。主要成份为新霉B。C抗菌谱及广,对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有极好的杀灭作用。广泛应用于医药和兽药领域,分子式:C23H46N6O13·3H2SO4白色或黄白色粉末。吸湿,极易溶于水,微溶于酒精,不溶于丙酮和乙醚。
2.氨基酸系列产品 主要包括:L-缬氨酸 ( L-Valine) L-异亮氨酸 (L-Isoleucine) L-亮氨酸 (L-leucine) L-醋酸赖氨酸 (L-lysine Acetate)
3.实习体会
我学习的专业是生物工程,今年在一家动物药业公司进行生产实习,现在实习已经结束,回头总结我的实习报告时,感受颇深,它使我在实践中了解了社会,让我们学到了多在课堂上根本就学不到的知识,也打开了视野、增长了见识,更为我即将走向社会打下坚实的基础,基本上达到了学校要求的实习目的。这份实习报告共分六个部分,在这六个部分中,前面五个部分主要从公司的概况、生产、管理等方面加以客观介绍,内容来源有我在实习期间的所见所闻(主要)、从公司带回来的一些资料、回来后通过查书和上网获得一些知识等;最后一个部分则是我这次实习的一些主观认识,下面我就逐一来谈谈这六个部分。
第一部分 企业概况
我是在四川德润鑫动物药业有限公司完成本次实习任务的,它是一家集动物药业和动物保健品开发,生产,经营与服务为一体的高科技兽药gmp企业。位于成都市经济技术开发区龙泉驿区内,占地38亩。公司建于XX年5月。现有员工68人,其中:各类技术人员达60%,大学本科以上人员达50%,拥有博士1名,硕士2名,药剂师1名。公司全体员工均通过严格的兽药gmp系统培训,公司共建有水针车间、口服液车间、粉剂和散剂车间等四个车间,以及办公、仓储、检验等设施。于XX年3月一次性通过国家农业部gmp验收,具备完善的gmp硬件设施和软件系统,技术力量雄厚。公司现有产品:菌毒灭金针、鑫战役、冰火、润鑫喘鼻康、附红克星、芪多鑫、财富鑫、止痢大败毒、敌球甘露、禽病康、鑫大肠杆菌特号、润鑫杆快治、润鑫先锋、鸭哈哈、抗菌威达、润鑫别咳等四种剂型近100余个品种,经过半年的销售,取得了较好的业绩,产品和服务均受到了全国各地广大经销商和用户的好评和青睐!
第二部分 公司的总平面布置图
分析:
1,就企业所选的厂址来看:它位于成都经济技术开发区龙泉驿区私营园区内,具备以下优势:①在土地费用和纳税结构等方面享有一定的优惠政策;②在私营园区内分布有众多的医药产业,在研发、包装、运输、服务等环节形成共生的“地利”条件有利于企业的发展;③龙泉当地水资源丰富且符合注射剂生产所需水源要求,廉价方便。
2,就企业内部厂房的分布来看:由于这是一家通过gmp验证的企业,因此它也符合gmp在厂房设计上的标准。①从上图来看,生产区、辅助区和行政区布局合理紧凑,互不妨碍,既节约了土地资源,又可提高生产效率,比如其包材库房、生产车间、成品库房在布局上就减少了往返行进路程,节约了时间。②在针剂车间方位的选择上也遵循了应远离污染源,并在污染源的上风侧,有一定防护距离,锅炉在下风侧的原则。
第三部分 工艺流程简介
一,可灭菌小容量注射剂生产工艺流程:
可灭菌小容量注射剂生产工艺过程包括原辅料的准备、注射用水的制备、安瓿处理、配液过滤、灌装封口、灭菌检漏、印字包装、质量检查等工序。
(一) 原辅料的准备
1)领料:根据生产指令内容及车间生产作业计划,分别领取原料、辅料。应按生产指令内容仔细核对原、辅料名称、代码、规格、数量(重量),必须做到物料的名称、代码、批号、规格、数量准确无误。
2)原辅料进入洁净室的净化、灭菌:
原辅料 到货点收 抽样化验 入库入帐(分类分批
进入货位) 称量 净化(除尘、剥除外包装,
杀菌液擦抹) 气闸(缓冲)
灭菌室1(杀菌液) 灭菌室3(紫外线照射、臭氧灭菌) 风淋室
(二) 注射用水的制备
1)原水处理:饮用水往往含有悬浮物、无机盐、有机物、细菌及热原等杂质,先要进行预处理:采用滤过澄清法;将水通过砂滤桶,滤层通常由洗净的碎石、粗砂、细砂、木碳、陶制滤棒组成。经过滤过、吸附,可除去水中的悬浮粒子。这一步称为原水的预处理。接下来主要采用二级反渗透法(靠外界压力,使原水中的水透过膜,而杂质被阻挡下来,原水中的杂质浓度越来越高),即可制得注射用水。其制备注射用水的工艺流程如下图:
进料水 一级高压泵
2)注射用水的收集和保存:初馏水适当弃去一部分,检查合格后方能正式收集。收集时应注意防止灰尘及其他污物落入,最好采用带有无菌过滤装置的收集系统。在80摄氏度以上或灭菌后密封保存。
(三) 安瓿处理
1)安瓿的切割与圆口:生产中采用安瓿自动切割机,其作用一是切割瓶口到需要的长度;二是用火焰喷烘颈口截面使熔融光滑平整,从而减少以后工序中的破损率。切割、圆口完毕后拍出安瓿内的玻屑,贮放时不宜重压。
2)安瓿的洗涤:采用甩水洗涤法,就是将安瓿经冲淋机灌满滤净的水,再用甩水机将水甩出,一般反复三次以达到清洗的目的。最后用孔每项0.45μm滤膜滤过的注射用水洗净。
3)安瓿的干燥或灭菌:空安瓿洗净后,要进行干燥灭菌、冷却。一般要在烘箱内用120~140摄氏度温度干燥。灭菌好的空安瓿存放时间不应超过24h。如已超过贮存时间则必须重新洗涤、灭菌。
(四) 配液过滤
1) 称量
①配料前核对原辅料品名、批号生产厂、规格及数量,应与原辅料检验报告单相符。必要时应的小样试验合格单。
②处方、计算、称量及投料必须复核,操作人、复核人均应在原始记录上签名。
③剩余的原辅料应封口贮存,在容器外标明品名、批号、日期、剩余量及使用人签名。
2) 配制及粗滤
① 使用的注射用水在80℃以上保温下其贮存时间不宜超过12h。
②直接与药液接触的惰性气体,用前需经净化处理,其所含微粒量应符合规定的洁净度要求。
③药液混匀后取样,测定含量、ph值等。调整含量时须经复核。
④砂棒或板柜过滤机按品种专用,用于同一品种连续配制时要每天清洁消毒规程消毒。
⑤凡接触药液的一切设备管道和容器具,应根据品种制定清洗要求,定期用清洁剂进行处理。更换品种时必须用清洁剂处理,处理后应以注射用水洗涤至清洁。
3) 精滤
①药液应经半成品检验合格后,才能进行精滤。
②药液精滤应孔径为0.45~0.65μm的滤膜进行过滤。
③盛精滤品容器应密闭,并标明药液品种、规格、批号。目检色泽、澄明度,合格后方可流入下工序。
④药液自溶解至灭菌在12h内完成,特殊品种另定。
(五) 灌装封口
安瓿药液灌封是灭菌制剂制备的关键操作,应在同一室内进行,其洁净环境要严格控制(如洁净度为万级),以免污染。采用机械灌封,由安瓿自动灌封机完成。整个工艺过程包括安瓿的排整、灌注药液、充气和封口等。
1) 空安瓿的排整:将密集堆放的灭菌安瓿,依照灌封机动作周期的要求将固定只数的安瓿,按一定距离间隔组排在传送装置上
2) 灌注:采用灌封机进行操作。灌封机是利用具有单向阀的计量活塞完成定体积药液的抽取及灌注。机器上设有自动止灌装置。当安瓿空缺时计量活塞不工作,即停止灌注。
3) 充气:由于某些产品的稳定性较差,在安瓿内往往要通入惰性气体以置换其中的空气。所有充气过程都是在充气针头插入安瓿内的瞬时完成的。针头的动作要快速进退与短时停留,气阀要同时快速启闭。
4) 封口:是用火焰将已灌封好的安瓿颈部熔融密封。此工艺采用拉丝封口机。
(六) 灭菌检漏
1)湿热蒸汽灭菌法:用压力大于常压的饱和水蒸汽加热杀死微生物的方法。
2)紫外线灭菌法:是指用紫外线照射杀死微生物的方法。本法适用于物体表面之灭菌,无菌室空气及蒸馏水的灭菌;普通保健品可吸收紫外线,因此装于容器中的药物不能灭菌。紫外线对人体照射过久会发生结膜炎,红斑及皮肤烧灼等现象,故一般在操作前开启1—2小时灭菌而在操作时关闭。如若必须在操作中使用时,则工作者的皮肤及眼睛应做适当防护。
3)无菌操作法:无菌操作法是把整个过程控制在无菌操作的条件下进行的一种操作方法。无菌操作所用的一切用具,材料及环境均需灭菌,操作也在无菌室或无菌柜内进行。操作人员进入操作室之前要洗澡,并换上灭菌的工作服和清洁的鞋子和帽子以免造成污染机会。小量的无菌注射剂的制备,在层流洁净工作台进行操作。
4)检漏:灌封工序完毕,所有制品还必须进行一次检漏,检漏的目的是检查安瓿封口的严密性以保证灌封后的密闭性。采用热压灭菌检漏箱来进行。
(七) 灯检
应按《澄清度检查细则和判断标准》规定的检查标准和方法逐支目检。检查人员视力应为远距离和近距离视力测验均为0.9或0.9以上(不包装矫正后视力),无色肓,每年检查一次。检查后的半成品应注明检查者的姓名或代号,由专人抽查,不符合要求时应返工重检。每批结束后做好清场工作。灯检不合格品应标明品名、规格、批号,置于适当的容器内移交专人负责、保管或处理。
(八) 印字包装
注射剂经质量检测合格后方可印字与包装。每支注射剂均须印上品名、规格、批号等。用安瓿印字机进行印字。所印字迹应清晰可见,且不易抹掉。装安瓿的纸盒内应衬有瓦楞纸,并应放有割颈用小砂石片及使用说明书。盒外应贴标签,标签上须注明下列内容:①注射剂名称;②内装支数;③每支容量与主药含量;④批号、制造日期与失效日期;⑤处方;⑥制造厂名称和地址;⑦应用范围、用法、用量、禁忌;⑧贮藏方法与条件。
(九) 质量检查
包括对物料、生产过程、包装、成品入库及发运等的控制。
1) 物料的控制:
① 物料的采购:根据采购计划,首先考察供应商的基本情况:产品质量信誉,工艺水平,质量管理水平等,并按gmp要求,对供应厂商进行产品、工艺、设备进行验证,然后,将通过验证的厂商列为物料定点采购单位。
② 物料的入库、贮存与发放:原料、辅料及包装品的质量监控始于验收入库。物料到货后接受人员应查核送货凭证与订货合同一致,票物相符。注意外包装是否完整,标签是否正常,无异常情况始可入库;物料应分库存放,对有温度、湿度及特殊要求的物料应按规定条件贮存;药品的标签、使用说明书应由专人保管和领用,应由专柜或专库存放。凭包装指令,计数发放。发放、使用和销毁应有记录;物料发放时应根据进料日期先进先出,易变易出,毒、麻及贵重药出库要双人复核。依照生产指令所列的物料品名、编号、批号、规格和数量等进行发放,做好并保持适当的记录。
2) 生产过程的控制:(从下达生产批令开始,开领料单给仓库,经核对配送原材料到生产部,经核对后,按标准操作程序称量、配料。每次称量必须核对无误方可投料,并及时做操作记录,记录投料的每种成分、检验报告号和投料顺序,对任何偏离标准的操作都应向生产部门和该产品负责质控人员报告)
① 制水:在注射剂的生产中70%的质量问题与水的质量有关,其评价指标主要包括电阻率、菌落数(cfu)、细菌内毒数(eu)
② 洗瓶:监控的项目是保健品输液瓶经清洗后的清洁度。可取清洗后的输液瓶,灌装注射用水振摇,制得水样,然后按注射用水检验方法检验不溶性微粒、电阻率、微生物和内毒素等指标。
③配制:本工序包括称量,浓配,稀配、检验及过滤等过程。
a药液经含量、ph值检验合格后方可精滤。调整含量须重新测定。精滤药液经澄明度检查合格后直接进入灌装工序。
b直接与药液接触的惰性气体,使用前必须经净化处理,其所含微粒量要符合规定的洁净度要求。
④ 灌封:应经常检查装量半成品澄明度,药液从稀配到灌装结束一般不宜超过24h。
⑤ 灭菌:监控标准:每100ml药液中污染菌不得超过100个。
⑥ 灯检:不得有可见微粒。
3)包装的控制:在开始包装操作前,质检人员和包装管理员必须检查核实以下内容:包装线清场和设备清洗情况;包装材料容器、标签品种和数量;被包装产品品种数量,以保证没有外来的药物和标签混入,保证使用的容器、标签及其文字内容正确无误,确认产量在生产指令的理论是允许误差范围。
4)成品入库及发放的控制:包装完成后的产品,经质管部门检验符合企业内控标准,批准发放合格证可以入库。入库时必须经过验收和办理入库手续。发运产品应按照“及时、准确、安全、经济”的原则,并及时做好出库发运记录。
二,散剂的制备:
其流程图如下:
散剂:系指一种或数种药物均匀混合而制成的粉末状制剂,可供内服,也可外用。散剂的特点:①粉碎程度大,比表面积大、易分散、起效快;②外用覆盖面大,具保护、收敛等作用;③制备工艺简单,剂量易于控制,可配和饲料一起食用;④贮存、运输、携带比较方便。
(一)物料前处理:在固体剂型中,通常是将药物与辅料总称为物料,故而,所谓的物料前处理是指将物料处理到符合粉碎要求的程度,如果是西药,应将原、辅料充分干燥,以满足粉碎要求;如果是中药,则应根据处方中的各个药材的性状进行适当的处理,使之干燥成净药材以供粉碎。
(二)粉碎与筛分:此处采用干法粉碎。指将药物干燥到一定程度(一般是使水分小于5%)后粉碎的方法,采用高效粉碎机进行操作。筛分是指利用筛分器将粒度不同的固体颗粒混合物分离成若干部分的单元操作。采用zs515旋涡振动式分筛机进行操作。
(三)混合:指使多种固体粉末相互交叉分散的操作。因散剂要达到药物均匀分散状态,故混合操作是制备散剂的关键工序。在散剂制备过程中,采用搅拌混合法与过筛混合法配合使用。
(四)分剂量:将混合均匀的散剂,按重量要求分成等重份数的过程叫分剂量。此处用容量法进行分剂,很方便,误差在允许范围内。容量法分剂量必须注意散剂的密度、粉末成分的性质、疏松及紧密程度、铲粉用力轻重、快慢、方向、深浅、刮粉角度以及分剂量速度等,均可影响分剂量的准确性,力求及时调整,保持条件一致,以减少误差。
(五)散剂的质量检查:要检查的内容有:①均匀度取供试品适量置光滑纸上平铺约5cm2,将其表面压平,在亮处观察,应呈现均匀色泽,无花纹、色斑。②水分取供试品照水分测定法测定,除另有规定外,不得超过9.0%。③装量差异单剂量、一日剂量包装的散剂,装量差异限度应符合规定。
(六)包装贮存:散剂包装与储存的重点在于防潮,散剂的吸湿特性及防止吸湿措施成为控制散剂质量的重要内容。选用适宜的包装材料与贮藏条件可延缓散剂的吸湿。常用的包装材料有有光纸、保健品纸、蜡纸、保健品瓶、塑料瓶、铝塑袋、硬胶囊及聚乙烯塑料薄膜袋等。散剂贮藏的场所要选择干燥、避光、空气流通的库房,分类保管,定期检查。
三,溶液型注射剂的生产流程图:
关键词:卓越工程师培养计划;生物工程专业;培养模式
“卓越工程师教育培养计划”是为了贯彻落实党的十七大提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署,贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》实施的高等教育重大计划,是高校培养适应社会和经济发展需要的高级专门人才的一项重要“质量工程”,以此为突破口改革和创新工程教育人才培养模式,全面提高我国工程教育人才培养质量。“卓越计划”要求充分考虑行业的多样性和对工程人才需求的多样性,采取多种方式培养工程师后备人才。生物工程应用性强、涵盖面广,涉及食品、医药、化工、环保等多个领域。作为一所地方工科院校的生物工程专业,需要思考如何利用现有办学资源找准专业定位,实现特色人才培养目标尤为重要。我校紧密结合区域经济特色,以地方经济需求为导向,运用现代生物技术服务传统酿造产业,形成了较为鲜明的专业特色。2010年,教育部启动“卓越工程师培养教育计划”,学校组织相关部门和专业教师着手专题研究我国工程教育改革方向和重点,总结学校自身在培养工程科技人才的优势及存在的系列问题,于2011年顺利获批国家第二批卓越工程师培养计划试点专业。卓越计划自2011年实施以来,在对过去办学经验进行总结的基础上,创新构建生物工程专业卓越人才培养模式。
一、培养目标定位
生物工程学科面涵盖广,学生学习容易找不准方向。四川因其独特自然条件成为我国传统酿造大省。我校地处“中国白酒金三角”地带,生物工程专业根据自身办学的特点和企业资源,以传统酿造行业转型升级对人才需求为导向,注重知识的默会性,注重实践,着力培养创新理念强、创新实践能力强、吃苦耐劳的卓越工程师后备人才,提出了“厚基础、宽口径、个性化、富于创新、敢于实践”的培养目标。
二、依据“卓越计划”培养目标,在实践和改革中不断完善培养方案、优化课程体系
卓越工程教育是系统工程,强调工程回归,依据新时期新常态下国家战略和社会需求、行业转型的需求,在实践和改革中不断完善培养方案,构建了通识教育与专业教育相结合、理论学习与实践训练相配合、课堂学习与自主学习相结合的“卓越计划”课程体系。主要分为通识核心课程、通识实践课程、学科基础课程、专业基础课程、专业核心课程、集中实践环节、复合课程等七个模块。其中就生物工程专业本身涵盖面广的特点,增设分专业小方向的绑定式复合课程模块,避免学生盲目选修专业课,知识不成体系。
三、注重理论与实践的结合,深化改革课堂教学模式
工科课堂内容相对枯燥,为提高学生学习兴趣、提高教学质量,本专业陆续开设系列“教学方法改革示范课”,成效显著的有《白酒工艺学》《葡萄酒工艺学》等4门课程。主要在以下三个方面取得了一定成效:第一,将工程实践知识引入课堂教学、将课堂教学设到工厂车间生产一线及中试车间“准现场”。例如《白酒工艺学》,优选理论教学教师,需要具有三年及以上工厂实际经验且取得高级工程师职称,具有较好的工程背景和工程素养,更多地将工程实践知识、工程案例引入课堂。理论学习之后,通过理论知识竞赛形式,选出获胜学生代表参观泸州老窖国宝窖池群、国家酒检中心、乾坤酒堡等,并深入生产一线,亲自酿制“毕业前的那坛酒”。第二,开设“自主性学习”“开放性实验”等课程,改变“课程设计”课程考核方式,设置“黑箱”式任务,由学生自行设计实验目标、讨论实验方案或者设计目标,开发学生创新思维、增强实践能力。第三,实施“理论教学、实践教学和科技竞赛一体式”的创新模式。通过系列理论课程的学习和科技竞赛赛事的备赛竞赛过程,为大一至大四的全部学生提供了全程参与科技创新活动的机会,对提高学生理论学习的热情、激发学生创新意识、提高学生工程实践能力和创新能力起到了积极作用。本专业已成功举办“酿酒科技文化节”“我是品酒师”等竞赛活动,极大地提高了学生的专业认可度、学习热情。
四、校企深度融合,构建企业实践教学体系
“卓越计划”要求企业深度参与卓越工程师培养,更好地落实和实现培养目标,为企业输送需要的卓越工程人才。生物工程专业为保障“卓越计划”企业培养阶段顺利实施,提高企业的参与度,树立“以学生为中心,以企业为主体,以学校为协管”的企业实践教学理念,对基地平台的组织管理体系、教学设施的建设以及实践教学环节的教学模式进行了改革与完善,形成“四共同、四阶段、四模式、多工段”的实践学习模式,旨在培养和锻炼学生的工程实践能力、工程创新能力、工程管理能力。“四共同”包括共同制定企业学习培养计划,共同开发新课程,共同编写企业学习讲义,校内企业导师共同指导实践过程。根据各企业本身特点,分工段搭建实践基地功能平台。以固态酿造国家级工程实践教学中心为例,搭建“企业文化与安全管理”“酿酒工艺”“酒体管理”“新产品开发”四个平台,分四个平台搭建企业指导教师团队。目前已辐射到酱腌菜企业基地、调味品企业基地建设中,如调味品企业酱油生产,分为制曲生产平台、固态发酵生产平台、熟醋过滤及调配生产平台等。
五、实行校内“专业导师制”、企业培养阶段“双导师制”,建立过程管理和目标管理相结合的质量监控体系
实行校内“专业导师制”,选择有较强专业背景,有丰富工程经历的教师组建专业导师组,每位导师负责不超过15位学生。主要职责是加强学生的专业认识,帮助学生选择课程、课外专业活动,引导学生课余进入实验室提前参与老师科研项目。企业培养阶段实行“双导师制”,由校内指导老师以qq、电话、邮箱以及定期到企业等多种方式,关心实习进度、解决实习问题,指导学生撰写实习周记,与校外导师共同指导和考核学生实习环节。校外导师负责学生企业学习安排、生活,与校内导师共同考核实习情况。最后实习导师需交实结,学生也要对实习导师进行评教,以完善实习阶段管理。建立一套科学合理的质量保证体系:建立较为完善的学校、生物工程学院、生物工程教研室与企业合作实践平台的四级管理机制,结合学生评教、院(系)评价、教与学沟通、教师培训、企业实践考评的教学质量监控体系;增加学院与企业联合、联盟的实效性评价指标和评价学生实践能力和创新实践成果的指标。
六、以企业实践基地建设为纽带,鼓励人才“柔性流动”,建设高水平专业师资队伍
基于各个企业实践基地建设的同时,学校利用企业基地人才资源,充分鼓励人才“柔性流动”。通过培训、考核、调研等多种方式,促进“双师型”队伍的建设,建立有足够数量、相对稳定的兼职教师队伍,从各相关领域的第一线聘请兼职教师和客座教授,定期开展专题讲座和指导实训,开阔学生视野,提高学生实践水平,构建了学校教师、企业技术骨干、行业专家“三位一体”的师资队伍,从而构建了“三位一体”的“双师型”师资队伍。卓越工程师培养模式的改革,需要考虑专业本身特点、行业现状及未来发展对人才的需求、培养模式改革的制度保障及持续改进等诸多环节。本文试从培养目标、课堂教学模式、实践教学环节等六个方面进行阐述,希望能为地方工科学校走特色办学,培养特殊行业卓越工程人才提供一定的参考。
参考文献:
[1]曾金山.我国高等工程教育目标的认知[D].中南大学,2012
关键词:化工原理;实践教学;改革措施;实践教学质量
工程类学科来源于实践又服务于实践。化工原理是化学工程类、生物工程类及各相关专业的专业技术基础课程,内容涉及基本理论、工艺计算、设备工艺设计和选型、经济核算以及节能等问题[1-2]。化工原理实践教学是化工原理课程教学的重要组成部分,肩负着使学生将学到的理论知识转化为实践技能的重要责任,是增强学生工程意识,培养学生实践能力和创新能力,提高综合素质的重要环节,在培养高级工程技术人才过程中发挥着不可替代的作用[3]。我院生物工程专业自2003年开始开展化工原理实践教学,经过多年的实践,取得了一定的成绩和经验。通过对现有成绩、经验的总结,不足之处的分析,以及改进措施的提出,以期与兄弟院校之间相互学习和交流,为进一步提高生物工程专业化工原理实践教学质量提供借鉴。
1实践教学取得的成绩
1.1建立相对稳定的实践教学基地
基于生物工程专业工科的教学要求和化工原理课程所担负的教学作用,我校化工原理的实践教学坚持遵循让学生一定能深入到大型化工企业中去锻炼的理念,这就要求学校与企业之间必须建立良好的合作关系。2003年实习之初,由于生物工程专业成立时间较短,缺少人力、物力积累,学院与化工类大型企业的联系较少,实习基地尚未建成。因此自2003年至2005年三年内,我们的化工原理实践教学基本上都处于“游击战”状态。这样必然导致教师、学生以及企业三方面互相了解较少,各方准备不足,实践教学效果不理想。从2003年至2005年,我们先后与兴平化肥厂、西安南风集团和渭南煤化工集团有限公司联系,开展实践教学。至2006年,在院领导和相关教师的不懈努力之下,经过多方对比、协商,把实践教学地点定在渭南煤化工集团有限公司(后简称渭化集团)。经过2006至2009三年连续合作,深入了解,校企双方达成“合作共建、互利双赢”的共识,于2009年6月举行了隆重的化工原理实践教学基地挂牌仪式,化工原理实践教学基地正式建立,教学基地的建立,一方面改善了实践教学条件,另一方面为促进“产、学、研”结合打下基础[4]。
1.2实践教学过程逐渐秩序化、正规化
经过几年的实践教学,基本上已经与渭化集团之间形成了较为固定的实习模式。每一学年,实践教学时间定在第三学期化工原理理论课程结束之后。参加人数约120人,分两批,每批60人。每批学生由三名带队教师负责。实践教学开始之前,由学院主管教学院长和带队教师与企业进行联系,商洽实践教学具体事宜,使企业明确实习目的和学生人数等情况,做好实践教学接待准备工作;进企业之前,统一给学生办理临时通行证;进企业后,先进行安全纪律教育和企业概况介绍;正式实习时,一般将学生分为三组,每组20人,跟随基地指导教师下到不同车间实习,实行倒班制,基地指导教师根据每个学生的现场表现进行打分,反馈给带队教师。最终实践教学考核成绩包括纪律(20%)、实践教学表现(30%)和总结报告(50%)。
1.3实践教学成效显著
经过几年的化工原理实践教学表明:(1)通过实践教学,使学生对化工生产过程的生产组织、管理措施和经营状况有了较全面的认识,通过观看现场真实设备和了解实际的生产工艺流程,对进一步巩固、加深和理解化工单元过程的原理起到很好的作用,同时增强了学生的工程观念,为化工原理课程设计和后续其他专业课的学习打下良好的基础[5];(2)实践教学过程中培养了学生实事求是的科学态度,使之逐步树立正确的工程思想、经济观点和严谨、认真的工作作风,提高了学生综合运用所学知识,独立解决实际工程问题的能力;(3)通过实践教学,使学生加强了理论联系实际的能力,学生在工业生产中感受到知识用于实践后所产生的巨大效益,主动将自己所学的理论知识与工业生产中所需的知识进行比较,找出差距,为今后的学习和工作提供了有益的参考和借鉴。
2实践教学中存在的不足
取得成绩的同时,我们在实践教学过程中也存在着一些不足:
2.1实践教学时间短,不能完全满足实践教学的要求
一方面由于化工生产自身具有的易燃易爆性和随着现代化工生产自动化、连续化和集成化,企业对外来人员数量的限制越来越严格;另一方面,高校扩招以来,学生人数逐年增加,学校实践教学经费紧张,导致目前我院生物工程专业学生实际的实践教学时间仅为2.5天/人,与生物工程专业本科教学培养计划所要求的7天/人实践教学的标准还有很大差距。由于实践教学实践的限制,目前的实践教学还停留在“走马观花”式的参观式实践教学,与实践教学的最终目标还有一定差距。
2.2实践教学内容和基地指导教师的不确定性
按照化工原理实践教学计划,结合企业实际情况,我们制定了实践教学指导书便于指导学生学习,但是由于大型化工企业的生产特点,生产车间随时都有可能出现一些意外情况,导致我们的实践教学内容很难保证按预期计划进行。此外,随着日趋激烈的市场竞争,目前的大型企业都处于不断精简状态,企业人员编制少,工作任务重。因此在整个实习过程中,车间技术员或车间主任很难抽出时间给学生详解生产的主要工艺流程及关键技术,只能临时抽调人员,基地指导教师人员不稳定,导致实践教学内容和效果的波动性。
2.3学生难以真正深入车间,了解相关设备构造和原理
近年来,我国的企业大多进行了改制,技术保密工作要求越来越高,好多企业已经出现了拒绝和学校合作的趋势。在这种发展背景下,厂方为了技术保密或担心侵犯知识产权等原因,不允许学生浏览有关的技术图纸,甚至不允许观摩设备内部结构(除非是巧遇设备检修或其他原因停机检查,否则学生根本无法了解主要设备、管件等的内部结构及物流情况[2])学生到现场后,只能学习熟悉流程、认知设备,对一些基本的安全生产控制方法,开停车和简单的事故处理是得不到锻炼的,学生真正深入车间时间很短,深入了解相关设备构造、原理的机会很少。学生对实习的总体感觉是“实习有用,但是较肤浅”。
3几点改进措施
为了使化工原理实践教学取得更好的效果,经过几年的不断探索,我们提出了以下几点改革措施。这些措施的提出将为进一步提高我院生物工程专业化工原理实践教学质量提供依据:
3.1调整教学计划、将原先安排在学期末进行的实践
教学调整到学生期末考试之后进行将实践教学环节调整到所有理论课程考试结束之后进行,便于学生全身心投入到教学实习实践中去,为提高实习效果提供了时间上和精力上的保证。
3.2系统编写和修订化工原理实践教学指导书,为教学效果提供保证
通过多年实践教学经验的积累,化工原理实践教学逐渐走向成熟和完善,为了进一步提高实习效果,必须在现有条件的基础上重新编写切合自身实习情况的实践教学指导书。内容主要涉及:(1)实践教学的目的、意义和预期效果。实践教学的目的意义和预期效果的提出,一方面使学生能够从思想上高度重视教学实习,端正实习态度;另一方面也使实践教学单位明确责任,依此做好接待实习的准备;(2)实践教学基地概况、生产技术、主要车间的仪器设备、工艺流程、产品种类及特性介绍;(3)实践教学的管理、评估、考核标准。①实践教学考勤占20%,主要考核学生在实习期间的出勤情况和遵守纪律情况;实习期间由学校带队教师考核;②实践教学的现场考核占30%,由实践教学基地指导教师根据学生参与情况和业务能力考核;③总结报告占50%,由所有实习指导教师根据实习报告质量统一考核。实践教学指导教材的编写,是实践教学进一步正规化的重要保障,这样教师有据可依,学生有章可循,企业任务明确,实践教学效果有明显改进。
3.3利用多媒体手段,结合实践教学指导书,减少实习的盲目性
实践教学是完全不同于其他理论课教学的,单纯靠书面上的介绍是很难让学生完全理解和接受,学生直接进入企业,必然带有很大的盲目性。因此我们可以充分利用现代化的计算机技术及网络资源,将实践教学基地的生产工艺、所涉及的典型单元操作、典型设备的原理、结构以及部分现场工作录像片制作成电子课件在实践教学前、实践教学中和实践教学后让学生观看。实践教学前,播放电子课件并与实践教学指导书结合起来进行实践教学动员,使学生在进入实践教学基地之前就对要实习的目的、重点做到心中有数,减少实践教学的盲目性。同时,通过形象、生动、色彩缤纷、图文并茂的电子课件的学习,能够提高学生实践教学的积极性,增强感性认识,给学生留下深刻印象,为进一步现场实习奠定基础。
4结束语
总之,化工原理教学实习的改革,是一个长期而艰难的的过程。随着社会的发展、国家和教育部培养创新人才战略思想的不断深入,给化工原理教学实习也提出了更高的要求,化工原理教学实习的改革势在必行。上述内容和观点是我们在总结六年教学实践经验的基础上进行的一些探索和思考,希望能为今后的化工原理教学实习工作起到一定的借鉴作用。
参考文献
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[4]王记莲.高职院校《化工原理》实践教学改革浅析[J].化工时刊,2009,23(3):73-77.
在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。
2生物工程在环境监测的应用
环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。
3生物工程在废水处理中的应用
需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。
4应用生物工程技术处理固体废弃
物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。
5应用生物工程治理大气污染废气
的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。
6应用生物工程治理土壤污染土壤污染
【关键词】超声波;生物工程
超声波作为一种人类无法感知的特殊声波,在各个方面都有着其特殊的作用。在生物工程方面,超声波也受到了很大的重视,引起的科学家广泛的兴趣。在高强度的超声波的作用下,可导致细胞破碎,酶失活,在低强度都的超声波作用下,不仅不会对细胞造成危害,还可以促进酶的生物活性。所以发现超声波在生物工程当中的特殊功效也成了人们关注的焦点。
1超声波的本质
超声波是声波当中的一种,是一种机械波,两万赫兹以上的声波都是超声波,通常在医学上使用了超声波在一兆赫兹到三十兆赫兹之间,超声波需要通过介质才可以传递下去,由于频率很高,不能被人耳所听到,正由于它的特殊性,已经广泛应用于医学,化学等重要领域。超声波有很好的方向性,而且穿透能力极强,能量很大,在水中传播的距离很远。超声波所具有的能量很大,并且还有加热功能、机械传质作用和空间作用:加热作用就是超声波在介质中传播时,介质不断的吸收能量,而使温度升高,这一作用在生物工程方面并不是其主要的作用;空化作用就是液体中的气泡在超声波的作用下产生的一系列反应,并且如果达到一定的条件,可以从稳态的空化,直接转化为瞬态空化,这一作用,可以直接破坏细胞的结构,以及导致酶直接失活,然而在生物工程的实验和应用当中,这一现象并不是人类所希望的,但是稳态空化作用在生物技术当中有着很重要的意义;机械传质作用是使得介质当中的物质加速质量传递,在生物方面,可以增加生物膜和细胞壁的质量传递,这样,可以提高生物酶的生物活性,并且加速了产物进入介质当中并进行传质作用,也就是说超声波可以促进生物反应当中的反应速度。
2超声波在生物工程当中的应用
2.1超声波可提高种子的萌发率
经过科学研究发现,在接受超声波处理后,种子的萌发率得到了有效的提高。当然是需要在适宜的条件下进行,如果超出了种子能够承受的超声波的最大值,种子的死亡率也会大幅度提高。所以要选择强度适当的超声波,还要控制在适当的时间内,对种子进行超声波处理,这样才能提高种子的萌发率,得到人类想要的结果。
2.2超声波可影响植物生长
在近些年当中,经过我们不断的实验和分析,我们已经发现了超声波在植物的生长方面有着很大的影响。超声波可以对植物的器官,甚至是整体的生长都有一定的影响,对于器官来说,主要是植物的根部,使用较为温和的超声波对植物进行处理,可以促进其生根。对于植物的细胞来说,需要短时间的、剂量较低的超声波进行处理,基本上可以发现细胞的分裂、生长都有明显的加速。但是一定要把握好超声波的处理用量以及处理的时间,如果处理时间过长或者是使用的剂量过大的话,就会对植物产生不可挽回的影响。同时,如果用超声波对保鲜液进行处理,可以发现,一些植物的鲜重会明显的增加,插瓶的寿命也会得到很大的延长,所以使用适当强度的超声波对植物进行处理,可以有效地促进植物的生长。
2.3超声波在植物基因方面的影响
近年来科学家已经在基因工程当中得到了很大的成就,通过诱导细胞基因,来得到想要的理想细胞,从而得到需要的产物,在二十世纪九十年代当中,我国科学家就已经提出了利用超声波对植物细胞的基因进行诱导,并制出了相应的仪器,取得了很大的成就。实验发现通过超声波处理,花粉内可以进行物质交换,使得外源基因得到短暂的选择性表达,这也就证明了通过超声波可以使得外源基因进入植物的细胞当中。这一个技术相比基因枪技术,有着很好的持续性,可以提高基因转化的效率、稳定性和定向性。
2.4超声波对于植物呼吸作用的影响
植物的呼吸作用可能会影响到农作物产量的高低,所以在农业方面植物的呼吸作用有着很重要的意义,在20世纪70年代中,科学家就已经发现使用低频率的超声波对蔬菜进行处理,植物的呼吸强度会受到不同影响。植物为分为两种,对于一年生的植物来说,它的呼吸强度会相应的下降,但是对于两年生的植物来说,它的呼吸强度会因此而上升。所以我们可以利用超声波来对农作物进行处理,从而提高其产量。
2.5运用超声波对植物的病毒进行检测
植物病毒对于植物来说,是一种很大的灾难,如果病毒的毒性很强的话,那么植物可能会因此而死亡,所以防御病毒对植物的侵害是很重要的,这就需要我们去发现植物当中的病毒存在。用超声波可以及时的检测到植物什么时候受到病毒的侵害,从而及时的进行植物病毒的防治工作。
2.6超声波在发酵工程中的应用
用合适强度的超声波处理发酵液,细胞膜的通透性和选择性都会相应的增加,使酶的分泌增加,加速细胞的代谢,使得产物能有释放出来,这样可以大大提高生产产量,缩短时间,提高效率。
3存在问题
虽然超声波有着很好的优越性,但是仍然存在很多有待解决的问题,首先由于发展时间还并不是很长,所以理论的研究还需要继续的进行完善,众多的影响因素还需要人们去不断的实验。然后就是在超声波对植物的有利实验操作中,还只能在小量的情况下进行。还不能够大批量的规模使用,还没有一个规范的定量的尺度,所以还在试验阶段,并没有投入大量工业化使用,这也还需要我们继续去探索,才能使得这一项技术走向成熟。
4结语
综合以上几点,可以发现超声波在生物工程上面有很多很有用的作用,超声波的利用,解决了很多之前无法解决的问题,运用超声波可以从种子到植株、从基因改变到病毒防治各个方面都有所技术的应用。所以只要大力的发展这一技术,运用新兴的超声波技术在生物工程当中大放光彩,是指日可待的。
参考文献:
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关键词 生物工程;实践教学;实训基地
中图分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2017)04-0141-03
Abstract This paper finds major problems in the practice teaching of biological engineering in Colleges and universities, and put forward the idea of deepening the reform of teaching practice. Relying on National Biological Experiment Teaching Demonstration Center of Jilin University, we carry out a series of reforms on the practical teaching system, practical teaching methods and practical teaching evaluation system, and find a way which is suitable for the development of biological engineering professional practice teaching way in our school.
Key words bioengineering; practical teaching; training base
1 前言
生物工程作为21世纪科学技术的核心之一,是一门实践性、应用性、综合性很强的交叉学科[1]。随着科技的进步,新技术、新方法不断涌现,生物产业的前景也愈发广阔。然而生物工程专业学生就业却较为困难,究其根本原因,一方面是我国生物工程产业化水平较低,另一方面是因为学生的“三个能力”即实验技能、工程能力、创新能力等方面有所欠缺。
实践教学是本科教学的重要组成部分,是学生将理论知识转化为实际能力的过程,对大学生实践创新能力和工程能力的培养也至关重要。本文在分析国内生物工程专业实践教学弊端的基础上,依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心(以下简称实验中心),对生物工程专业实践教学改革进行初步探讨。
2 生物工程实践教学存在的问题
忽视实践教学,教育理念落后 传统教育观念重理论、轻实践,认为实践教学是理论教学的补充,是验证理论课的一种手段[2]。因此,生物工程专业的基础课和专业课设置门数较多,学生课业较重,课余时间不足。相对而言,实验课不设考试,没有学分,只注意如何更好地配合理论教学,这就造成学生不重视实验课和实验技能,成为生物工程专业实践教育的一大痼疾。
实验内容陈旧,实验课安排不合理 传统的实验教学内容大多是由课程指导教师独立设置,而部分指导教师科研方向与所教课程方向不一致,无法将新知识、新技术和新方法引入实践教学内容中,势必导致实验内容陈旧,方法老套。再加上各课程指导教师缺乏应有的沟通,故而实验课内容零散,实验内容重复[3],使得学生丧失主动学习的兴趣。同时,由于实验课依附于理论课,没有独立的学时,实验课普遍安排在学生课余时间,实验时间不足,学生对实验中的一些现象缺乏思考[4]。由于整个实验中学生都是被动参与,他们的主动性和积极性没有被充分调动,一旦出现问题便难以解决,限制了他们创新能力和工程实践能力的发展。
实验教学经费投入少,师资队伍薄弱 由于经费投入不足,很多仪器设备台套数不够,许多实验中几个甚至是十几个学生共用一套仪器设备,且难以更新换代,先进的技术设备进入不到教学中来,造成理论与实际脱节,不能充分调动学生动手操作的积极性[5]。加之长期以来受传统教育观念影响,实验系列教师一直不被重视。从事实践教学的教师普遍存在学历低、水平不高、进修机会少、职称评定和工作量计算不合理的情况[6],导致实验教学人员工作热情不高、责任心不强,严重影响了实践教学的质量。
3 生物工程实践教学体系的构建
近几年,针对生物工程专业存在的实际问题,进行许多改革尝试。通过专业整合,将原属于农业与机械学院的生物工程专业调整到生命科学学院,依托实验中心对生物工程专业实践教学进行改革,把实验从理论课中分离出来,设计独立的实践课程和考核方法,理顺学科脉络,明确各课程的授业范围,引入学科交叉和开放创新实验,强化课程实验与实训实习内容的相互衔接,构建循序渐进、逐步深入、全面系统的课程体系。这样调整,使得课程内容既避免重复,又相互衔接;既反映学科前沿,又突出学科交叉融合之势。
专业基础实验 专业基础实验以培养学生的实验能力为目的,强化学生的理论知识和实验技能训练。同时,在每门实验课程内设计一定学时的设计实验项目和综合实验项目供学生自主选做,有一定加分,提高实验的深度和广度,促进学生的学习兴趣发展。以微生物学实验为例,设计为64学时,必选实验有3项为54学时。同时,设计6项选做实验,其中3项综合性实验“从酸奶中分离、培养产乳链菌肽的乳酸乳球菌及乳链菌肽效价测定”“大肠杆菌噬菌体的分离、纯化及效价测定”“纤维素酶产生菌的选育”,每项为8学时;3项设计性实验“高产淀粉酶霉菌的分离纯化”“高产酒精的酿酒酵母菌株的诱变选育”“高产抗菌肽乳酸菌的分离纯化”,每项为2学时。学生做完必选实验后,至少再选作1项综合性实验和1项设计性实验才能结课,@样有助于确立学生在实践中的主体地位,激发其学习兴趣,锻炼其实验技能。
另外,承办院、校、省级生物实验技能大赛,根据竞赛成绩选拔下一级参赛人员。通过这样一种“层层递进式”的竞赛方式,学生的实验技能进一步得以巩固、加深。
实习实训 为了更好地实现教学与生产的对接,将专业实践分为校内实训和校外实习两个阶段。
校内实训建设了实训基地,配备了相应的仪器设备,如多台5~100 L发酵罐、空压机、电锅炉、大容量冷冻离心机、高压均质机、喷雾干燥器、中试型流化床、滴丸机、冻干机等先进仪器。同时,将基因工程、发酵工程、代谢控制工程、生物分离工程等课程有机整合在一起,以典型的生物产品和教师的科研成果为内容,在学生具备专业基础实验能力的基础上,从原材料开始到终产物的制备,用一个完整的实验过程培养学生综合运用所学知识、技术与方法解决实际问题的能力。
如“好氧发酵―谷氨酸发酵”和“重组人白介素18的发酵、纯化及鉴定”分别是传统生物产品实验及科研成果实验的代表。为了使课程内容与产品生产一致、仪器设置与生产要求一致、教学过程与工艺流程一致,校内实训以学生为主,教师负责指导,学生按照企业的生产流程通过小组合作生产出相应产品,通过这一过程使得学生对生物产品的开发、生产、提取、检验等一系列过程有了深刻的了解。
同时,积极推进产学研紧密结合,推动教师参与企业的产品与技术开发,从企业引进生产经验丰富的工程师到学校任教,并与16家科研院所和企业联办实习基地。在学生完成校内实训,掌握相关生产原理及工艺流程后,带领他们到相关的工厂实地实习,了解工厂设计,熟悉生产流程,加深对自动化的认知。这样既促进了学生职业能力的发展,也为教师和企业的合作提供了平台,实现了共赢。
创新实验 创新实验依托开放实验、大学生创新创业计划、吉林省生命科学创新实验大赛、本科毕业论文等来推动学生学习热情和科研兴趣。在大创计划和创新大赛中,学生自主选择题目并由教师指导学生自主阅读文献、设计路线和进行试验。在毕业论文中,教师以自己的科研课题为主设计题目,教师和学生实行双向选择,确保一人一题。在这一过程中,使学生了解科研过程,具备文献检索、设计实验方案、论文写作等科研工作必备素质。
经过几年的积累与沉淀后,学生的实践能力和创新能力显著提高,本科生承担创新实验项目47项,发表研究论文19篇,参与申请发明专利6项。
4 生物工程专业实践教学方法的创新
随着信息技术的迅猛发展,信息技术与教育的深度融合已成为必然趋势。“互联网+”实践教学不受时间的限制,学生可随时通过手机等现代通信工具进行选课、预习、复习、查询成绩、课后交流,由“被动灌输”变为“主动探索”,提高了学习效率,促进了自主学习。
以实验中心网站为平台,将现代信息技术与启发式、互动式、探究式的教学方法相结合,进行数字化教材、虚拟仿真技术、微课等辅助教学。
1)在实验中心网站上本学期实践教学日程安排,学生根据选课查阅相应的数字化资源,通过相关仪器使用视频、课件和相关资料预习,尽早熟悉操作技能,理解实验原理,提高实验效率,减少实际操作中的错误。
2)通过基本实验技术、选做和验证性等微实验知识点或技能点视频的学习,使学生在短时间内熟悉实验原理、实验过程、实验操作和实验现象,进而将更多的时间投入到综合性、探究性实验上。
3)通过对操作复杂、大型设备使用技术、不可见的实验原理和不可见的实验现象或结果的虚拟仿真实验学习,如动物解剖、外源基因转入受体菌的过程,发酵罐控制、高效液相色谱的操作等,使学生网上模拟实验过程操作,形象、直观地熟悉实验原理和实验现象,加深对实验过程的理解,为真实的实验操作打下基础。
4)W生通过网络互动平台,实现自主答题、自主测试、师生互动、成绩查询、教学评价等。
5)教师可登录后台,查看学生的观看视频次数、时间、模拟实验操作情况,评定学生自学成绩等。
几年来,中心开发网络课程13部、在编数字化课程3部、视频71部、多媒体课件89个、仿真实验6个,促进了学生的自主学习和创新,取得较好的教学效果。
5 生物工程专业实践教学评价体系的建立
完善的实践教学评价体系是实践教学目标得以实现的根本保障。经过几年的摸索、总结和实践,构建了一套以学生为主体、内容多元性、渠道多样化、注重评价对象未来发展的实践教学评价体系。该体系由实践教学考核体系和实践教学效果评价体系两部分组成。
1)学生实践成绩评价体系由五部分组成:
①学生预习实验、观看仪器操作的程度,占总成绩的10%;
②进行仪器操作的考核,合格者发仪器使用许可证,占总成绩的20%;
③良好的实验习惯,由研究生助教和实验系列人员对实验中的行为打分,占总成绩的20%;
④全部实验结束后的考试,占总成绩的25%;
⑤实验报告、实验结果电子分析报告,占总成绩的25%。
另外,如果实验为探究型实验,则降低④⑤各5%的占比,增加实验设计和论文撰写10%的占比。
2)实践教学效果评价体系由三部分组成:
①学期末,对在校学生、毕业一年的学生和任课教师做调查问卷,并收集网上反馈信息,以此作为改进的依据;
②学期初,组织任课教师、校内专家、用人单位专家认真总结实践教学不足,提出改进意见并参与培养方案制订,使各项改革有利于培养学生综合素质,符合社会需要;
③设立实践教学督学委员会,指导并监督各项实践工作落到实处。
实践证明,该评价体系对促进学生提高创新能力、工程实践能力、科研素质等具有明显效果,大学生创新创业训练计划立项不断增加,、申请专利的数量和质量一直攀升,各级学科竞赛获奖大幅度增多,被国内外知名院校录取的研究生数量逐年增加,得到用人单位广泛认可。
6 高水平的实践教学团队的建设
教师是培养方案的执行者,教师的素质、能力与水平,直接关系到教育质量的高低,关系到培养学生的社会认可度[7]。针对青年教师的培养,首先,采取老教师传、帮、带的措施,定期对青年教师进行教学理念、教学方法的指导,提高青年教师的教学水平;其次,鼓励中青年教师在职攻读博士学位,提高学历层次;最后,为中青年教师提供参加各种教学、科研会议的机会,帮助中青年教师申请教学、科研项目,提高业务水平,开阔科研视野。
经过几年的建设,中心教学团队的年龄结构、学历结构和职称结构趋于合理,中青年教师比例为72%,博士学位获得者比例为39%,高级职称拥有者比例为28%。教学成果不断涌现,主编出版实验教材15部、实验教改专著6部,发表教学研究论文120篇,获各类教学改革奖励与荣誉158项,确保了培养方案的顺利实施和实践育人质量的不断提高。
7 结语
吉林大学生物工程专业于2000年在工学部食品科学与工程的基础上开始建设,成立时间短、积累少,实践教学环节比较薄弱,阻碍了专业发展。因此,在专业建设和发展过程中一直重视实践教学改革,不断探讨提高实践教学质量的方法,并取得较好的成绩,学生的实验技能、综合能力、创新意识都有了很大程度的提高。将进一步进行实验教学梯队建设、数字化教材建设、教学管理的探索和改革,使学生更好地适应学科的发展和社会的需要。
参考文献
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关键词:生物工程;科研实践导师制;必要性;可行性
生物工程专业是一门由化学、微生物学、生物化学、化学工程和计算机科学等相互交叉结合而成长起来的新兴复合学科。它被视为人类21世纪三大前沿学科之一,是生命科学通向应用领域的桥梁学科。为了适应生物技术产业迅速崛起对人才的需求,教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业,它包括了原来的生物化工(部分)、微生物制药、生物化学工程(部分)、发酵工程等四个专业。经过短短几年的发展,到2008年国内设立生物工程专业的高校就已达200多所,生物工程取得的成绩也是有目共睹的,它已是当今世界发展最快的专业之一。
由于多数生物工程专业是由原来分属于化工、轻工、医药等学科的生物化工、发酵工程、微生物制药等专业调整而来,部分是在师范、农林及其他综合性院校的生物学、生物技术专业的基础上成立的。因此各高校本专业的教学资源背景和专业方向有较大的差异,各校在学科定位、人才培养规格、课程体系等方面还处于探索阶段。尽管生物工程与生物技术专业教学指导委员会在2002年首届全国高等学校生物工程专业课程体系与人才培养研讨会上就生物工程专业的学科定位、培养目标、质量标准、课程体系、教材建设等方面达成了高度共识,但由于历史及学科特色的不同,及专业调整后专业口径的拓宽,各校很难在短时间内在课程设置上做出相应的调整或改革。本文从中国计量学院生物工程专业的特色出发对实行科研实践导师制培养模式的必要性和可行性进行了分析和探讨。
一、实行科研实践导师制培养模式的必要性
“三鹿奶粉”事件之后,我国废止了食品类生产企业的国家质量免检制度。这无疑增加了企业的负担,需要有更多的质量检验人员对产品质量进行检查把关。联合国生物多样性公约组织发表的报告表明,全球因生物入侵造成的经济损失高达数千亿美元。目前入侵我国的外来生物有400多种,其中危害较大的有100余种,在世界自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来物种中,我国就有50余种,每年造成的经济损失至少有1000亿元人民币。外来生物入侵预防策略之一就是检验检疫、海关、农林、畜牧、水产等主管部门加强防范措施,投入更多的人力、财力和物力。
中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,是一所以工为主,计量、质量、检测、标准、检验检疫特色鲜明的浙江省重点建设大学。我校的生物工程专业的课程体系设置体现了生物检验检疫特色,培养的学生可以输入到出入境检验检疫局、质检部门以及企业的产品质量检测部门等等工作。本校生物工程专业实行科研实践导师制培养模式,培养出动手操作能力强、立足于社会的专业人才。
二、科研实践导师制培养模式的优点
国内的本科学生培养年限一般都是4年,有些医学类专业的学生培养年限为5年,但各学校不尽相同,大部分学校采取“3.5+0.5”的模式,指的是大学本科阶段3.5年时间用于课程知识的学习,0.5年时间进入实验室完成毕业论文或毕业设计。我校生物工程专业试行科研实践导师制培养模式采取“3+1”管理模式,也就是在师生双向选择的基础上学生在大二的暑假就进入实验室跟随导师进行科研工作。学生的所有课程在3年时间内完成,大四这一学年全身心投入到毕业环节中。笔者认为实行科研实践导师制培养模式具有以下优点。
1.有利于加强学生对“科研”的认识。学生在进入大学后往往对自己所学的专业处于“陌生和迷茫”的状态,这种状况具有普遍性,也属正常。由于学生在此之前从未接触过科研工作,因而对科研工作没有任何的认识,用他们自己的话讲就是“不清楚科研是怎么回事”。实行科研实践导师制培养模式可以让学生尽早明白什么是“科研”,科研工作怎样去做,让学生对科研工作具有一个基本的认识和了解,使他们能从“书本知识的单纯学习”阶段转到“研究型的学习阶段”,并且通过参与导师的科研项目对生物工程这一专业有切身的理解。
2.有利于提高学生的思维和动手能力。需要指出的一点是,学习生物工程不是一件简单的事情,因为这门专业要求知识范围广;生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合;理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进行独立课题实验。选择本专业的学生通常需要付出比别人更多的精力和时间。实行科研实践导师制培养模式,比普通的“3.5+0.5”的培养模式更有利于学生动手能力和创新能力的培养。因为学生有更多的时间投入到实验中,通过自己参与科研培养实际动手能力、分析问题和解决问题的能力以及创新思维能力等,以后一旦走上工作岗位马上就能适应与专业相关的工作环境和工作性质。
3.为学生再深造奠定坚实的基础。生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注意其发展,所以出国深造机会很大,也会有更大的发展空间。同时生物工程专业读研比例很大,若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研。在本科期间通过科研实践导师制的培养,能够充分结合理论知识和实践知识,加强思维能力和动手能力的培养,为学生进一步深造奠定坚实的基础。
三、生物工程专业实行科研实践导师制培养模式的可行性分析
1.生物工程专业教学和实验条件优越。我校生命科学学院生物工程专业建立于2002年,为校级重点专业。学院拥有1个校级研究所:生物安全与食品科学研究所;1个省级重点实验室(培育):生物计量及检验检疫技术重点实验室。学院建有1个省级基础课实验教学示范中心:生物测试实验教学示范中心;1个省级人才培养模式创新实验区:生物检验检疫类专业人才实践能力培养创新实验区;6个中央与地方共建实验室:基因工程检测实验室、出入境动植物检验检疫实验室、生物产制品安全检测实验室、食品安全快速检测实验室、药品与药妆品安全评价实验室、入侵生物安全与控制实验室;4个省级专项实验室:植物化学综合实验室、农产品精深加工与品质控制实验室、药品质量综合检测实验室、生化分离及检测技术实验室。仪器设备投入总值近3000万元。建有近3000平方米的温室、网室,使整个实验教学从单纯的实验室工作走向生产。学校学院图书资料丰富,教学和实验条件能够充分满足教师和学生的需要。
2.生物工程专业学生起点高。我校生物工程专业面向全国招生,学生入学时报考单位全部是以我校为第一志愿,而且学生分数较高,整体英语成绩优异。总结前几届的教学和学生管理经验,发现生物工程专业的学生英语四、六级通过率、考取研究生比率和获得学生课外科技竞赛等都名列学校前茅。所以生物工业专业学生优异的素质为实行科研实践导师制培养模式提供了坚实的基础。
1.1地质环境
尼泊尔的地质是高度复杂,并有多个活动断层和逆断层,在一个地震高发区地理区域。气候变化也给尼泊尔带来负面影响,且这种影响将在未来进一步恶化。从山里流出的水导致涝灾影响最严重。流水深切和山坡边坡陡峭是共同特点。季风雨进一步加剧风化速率和浸润,大部分的山体滑坡和水土流失发生在此期间。针对公路工程而言,尼泊尔山区不是简单的环境。每条路都穿过不稳定的区域。地质不稳定斜坡边坡带来一系列复杂问题。遇到的常见问题包括由于土的深度风化性质决定的地势陡峭处的开挖条件。雨季强降水导致地下水位身高,土壤饱和以及大量地表径流。尽管有这些困难,有必要建立和维持道路可靠地服务于居民,提供所必需的运输服务。
1.2绿色道路理念
道路部门已经开发出自己的设计准则和规范,用于全国道路网的施工和养护。良好的选线是把山区边坡不稳性降到最小的关键的第一步。高地形处的道路线形比低地形处的更加稳定平。这是由于山体滑坡从上面下来,河水冲刷在边坡的底部。这些包括可避免的大规模失稳边坡的交叉领域,也将意味着道路是昂贵的,而且几乎是不可持续的。绿色道路概念是由德国发展机构GTD引入乡村级道路的,对低阶道路(建设劳动力、最短线形、填挖平衡、生物工程等等)而言,这是非常明智的。但是,试图将这应用于较高等级道路将导致许多妥协。工程的施工方法、工程和材料来源的质量,是经常发现缺点的所有要素,这些缺点能够导致道路引起短期和长期的环境破坏。造成破坏最大的几乎总是陡峭边坡上弃土处理不当,因为这可以在道路下面扩展相当远的距离,而且会在很多公里下游的集水沟产生高泥沙含量许多公里下游的沟壑。土方工程物料管理很困难,需要非常细心的现场监督,但是,它可能是实现环境无害道路的最重要的因素。为了确保良好的现场实践,施工方法必须提前认真考虑,连续阶段要顺利解决。
1.3排水管理
在山区,即使在道路扰动这些被道路穿过陡峭边坡以前,它们也处于临界稳定状态。由施工造成的额外的不稳定可能会在季雨期间导致大幅度运动。与道路相邻的边坡排水对防止不稳定起到至关重要的作用。现在很清楚,不做好边坡排水,遇到暴风雨会导致大规模运动。以相对较低的成本安装良好的边坡排水系统就可以避免这种灾难。处理暴风雨期间道路上产生的径流对于保护路面和边坡是非常有必要的。道路中的水一般来自于降雨、侧向径流和地下水。来自周围边坡的径流和渗流相对较少,但即使在道路路面宽度范围内,大雨中也可产生大量的水。水必须谨慎处理,以防止水土流失迅速加剧,削弱道路,造成的大规模的坍塌。这可能需要长距离的边沟使其达到合适的集水沟,进行排水。
2山区公路护坡系统
2.1道路养护
它是在车行道上,侧排水沟和交叉排水结构的工作。由于环境恶化,每一条道路都需要不断的定期养护。日常养护是需要根据交通量在全年内不同的时间间隔内进行的,同样,定期维护是需要数年的时间间隔。应急养护是道路受到威胁或关闭时,需要立即行动来处理的紧急情况。
2.2路边支撑养护
这是改善边坡稳定和水资源管理工作的补救和预防性工程。日常养护就是清洗路边下水道、修理路边支撑结构和修复边坡防护支撑结构。预防性养护就是修整边坡、边坡防护网、砌体墙、石笼墙、护坡、支撑墙、拦砂坝、河道治理工程、生物工程和种植植物来支撑边坡。使用到生物工程的其他方面就是改善边坡的外观。紧急养护就是覆盖裂缝和紧急保护措施,例如河道治理工程,把对道路及相关结构的进一步损害威胁降到最低。
3生物工程措施
道路施工会对环境造成的不利的影响。保护边坡免受水土流失和浅层滑坡的唯一符合成本效益的方式就是利用生物工程。生物工程是把活的植物用于工程。植物都是根据它在边坡防护中的作用而精心挑选的,它通常结合土木工程结构而用,以提供更有效的解决方案,因为(土木工程结构所需的)材料和技能都是当地可利用的。生物工程是用来保护边坡免受水土流失、减少浅层平面滑动、改善路面排水,减少下滑。一种结构在其生命周期的各个阶段的强度与它的最大强度有关。显示了生物工程和土木工程结构不同之处:植被需要几年才能达到最大强度,土木工程结构的强度降低,植物的强度增加。这包括一系列可以与土木结构相结合起来的技术,这些技术可以提高排水能力和边坡稳定性。以季风雨为主的气候中,工程启动的季节不能改变。没选择合适的时间进行生物工程会增加将来的不稳定性和边坡失稳的风险。
3.1生物工程技术选择
选择合适的生物工程措施稳定边坡并不简单,大多数滑坡的产生不止一个失稳机理,边坡上不同点存在不同的失稳机理。根据失稳机理,滑坡的不同部分应该进行不同的处理方法。对补救措施进行规划之前,有许多因素需要仔细考虑。最重要的因素就是仔细检查现场,并注重细节。使用本土大型植被种,种植成不同的格局,正成为一种简单但非常有效的方式,它不仅可控制水土流失,还会影响边坡的水文情况。由于发现材料中存在高渗透和低凝聚力的问题,重点强调改善边坡排水的技术。广泛流行的自给农业意味着高度依赖所有的自然资源,而且几乎所有的植物都对邻近耕种者有利。没有表面保护,水土流失过快且严重,这会影响道路上方和下方很远距离的边坡。如果环境破坏采取进一步修复,那么生物工程的作用不仅仅是防止水土流失。正确的植物组合可以帮助恢复农业系统或森林,从而减轻道路施工或存在造成的破坏。正如豪厄尔地区那样,生物工程用地可以这样管理,使其成为种植园或者成为管理良好的农场的一部分。生物工程通过实现所必须的保护和稳定的边坡的工程功能起作用。植物必须起到拦截碎屑、护面、加固土、锚固表面层、支撑边坡和利于材料排水中的一种或多种功能。植物组合使用比单一植物效果好。如果植被横跨边坡种植,它们一起组成一条连续线,可以拦截碎屑,也有加固作用。植被的轮廓线也可以增加土壤的渗透能力。使植被地线穿过边坡可以实现排水功能。重要的是要确保边坡被保护可以承受冲蚀。植被是实现这一目标的最好植物。但是大多数的植被需要充足的阳光才能生长,因此为维持植被的良好覆盖,需要使灌木和乔木尽量薄。但另一方面,如果没有灌木和乔木,就起不到许多地方都需要的深层加固和保护作用。生物工程技术在尼泊尔的发展简单,劳动强度大。所需技能简单,因此他们可以把这些技能用于农场。这些植物在当地很容易获得。如果政府注意到一点,当地人自己可以管理和维持边坡的稳定性。此外,这给当地人民提供了宝贵的就业机会,他们还可以通过生物工程进行创收活动。
3.2生物工程植物的选择
一种特定的植物在某个地方的生长能力是由它对这个地方的适应性决定的。植物在植入的季节应该是生了根的,以便他们能够在干燥的几个月活下来,直到下一个雨季到来。许多运用生物工程的地方土壤贫瘠且多石,水流失特别快。该物种生命力应足够强,才能够实现生物工程的功能。植被的生长取决于植物所适应的的温度和湿度条件。用于生物工程的植物对现场条件有很大的耐性,几乎可以在任何一个地方根据这个地方的特点生长。在暖和的月份,水是植物生长的主要因素。在光秃秃的道路边坡上运用生物工程所使用先锋物种可以通过发展更好的土壤而有利于植物群的建立。先锋物种的使用生物工程上有助于允许植被社区建立,通过发展和更好的土壤。物种的最后选择的因素。决定植物选择的因素有:
(1)这种植物可以通过生物工程技术解决特定地区的问题。
(2)合适的繁殖技术方式。
(3)根据地区的环境条件选择合适的植物。
(4)合适的时间,合适的地方以及合适的数量的可行性。
(5)当地植物比其他地方的植物更能适应那里的环境条件。有关建立稳定的自然植被的要点为:
(1)为快速建立,应选择迅速生长的植物;
(2)建立一个稳定的,易于维护的植物群落;
(3)植被覆盖的发展将减少水土流失;
(4)树冠发展,遮住土壤,提高生根条件。
3.3意义
(1)生物工程技术应该是足够强大,能解决设计要解决的问题。
(2)植物生命力必须随着时间的推移变得更顽强,或者在一个艰难时段段可以顽强生存。
(3)植物应该是易适应的。
(4)植物应该能够从破坏中恢复过来。已经学到了一些体制方面的经验,尼泊尔政府法规相对较严格,对公务员而言,不确定结果尝试是一件艰巨而危险的事情。捐助者资助合适的项目,利用科研机构进行实验性工程,从而使该机构急需的灵活性,以尝试新的想法。通过建立归属感,建立机构内部和外部的共识。机构内个人还有余地尝试新事物,这就要鼓励从内部改变机构本身。
4结论
台州学院生物工程技术专业培养的目标就是培养掌握扎实生物理论基础,实践能力强的工程技术人才,侧重于工程能力、实践能力的培养。近几年来,专业先后与海翔药业、华谱新创、博盛生物科技有限公司、艾特生物药业有限公司等公司合作,取得了良好的办学效益。
2构建面向企业的应用型
“订单式人才培养模式”本着适度超前培养、立足地方经济发展、面向企业培养实用创新人才培养的目标,从2012年开始,我们对教学各环节进行改革,建立实用型的“订单式人才培养”课程体系。
2.1改革人才培养计划设置,构建“订单式人才培养模式”
在课程设置上,本着应用型人才的培养目标,对传统的人才培养计划进行了必要的修改,教学模式设计为“订单式人才培养模式”,即校企合作培养模式,培养的学生在企业实习,完成毕业论文,并最终留在企业工作。在大学本科总共四年的教学过程中,前三年主要是课程的学习,其中第一、二学年,学生主要进行公共基础课及专业基础课的学习,目的是使学生能够有扎实的理论基础,为将来的专业课学习进行必要的准备,同时,在第二个学年一开始,会对大二的学生分配导师,即依据导师科研介绍和指导,再根据学生对导师科研方向的兴趣、意愿以及对未来发展的方向,学生自行选择导师,在接下来的时间里面除了要完成专业课程以外,还要在业余时间参与导师的科研项目,这不仅提高学生的动手能力以及增加学生的自主性和创造性,同时为学生进入企业工作实习奠定了基础;第三学年上半年,将开设专业方向课,学生可根据自己的意愿,来选择不同方向的专业选修课,进入下半年,我们会根据订单企业的需要,开设专门针对企业所需的选修课,采用小班教学,专门针对该企业的学生进行授课,补充学生进入企业进行生产所缺的知识;进入第四学年,前半年,学生在企业实习,并在企业完成毕业论文,学校以及企业都会给实习学生配置导师,共同指导学生完成毕业论文,让学生在实际生产中,不断提高和进步,大四后半年,学生在学校撰写毕业论文并完成答辩。
2.2教学内容的改革与创新
2.2.1因材施教,精心选择并合理安排教学内容
生物工程专业是一门综合性学科,涉及知识点较多,因此,我们将系统的开设与本专业有关的课程,如微生物学、生物化学、分子生物学、高等数学、发酵工程、生化工程等。同时,我们在进行课程设置时,增加了主干课程的课时量,让学生充分认识到课程的重要性。教材是教师与学生之间教与学的桥梁,是引领学生掌握生化工程的工具,然而,如果教材选择太深,将增加学生的厌学情绪,不利于生物工程人才的培养,结合台州学院学生能力以及台州特有的经济发展模式,选择具有系统、完整的知识体系和反映本学科领域最新成就的优秀教材,是保证教学质量的关键。在课程实施的过程中,坚持“以生为本”的教学思想,内容完全按照生产工艺流程实际进行;同时十分注意生物工程领域不断出现的新理论、新工艺、新技术和新成果,通过阅览国内外专业期刊、杂志、浏览专业网站,及时将新知识介绍给学生,使教学内容更加充实,开拓学生视野,提高学生学习兴趣;在教学方式上,我们运用多媒体把教学中的难点内容通过动画、图片等形式分解,使抽象的内容具体化、直观化,对较易理解、篇幅较大的工艺流程和操作技术,制作成动画或将工厂实际生产的工艺过程及操作要点制作成光盘,穿插于教学中;在学期末,安排2~3节课,学生上讲台,结合生物工程理论知识、企业实习以及自身操作实践,对自己感兴趣的产品工艺或者实践过程中总结的经验进行介绍,增加课堂的互动性以及学生上课的积极性。
2.2.2教学与实践互动,增加学生对生化工程知识的主客观认识
为了提高学生对生物产业的认识并强化他们的工程化概念,在学期中间阶段,学院专门安排了2周的参观实习,安排学生到台州当地典型的发酵生产企业,了解工厂基本生产方法,熟悉工程方向的基本流程;同时,给学生安排任务,要求每个学生必须围绕企业的生产工艺,完成实习报告,并要求在课程结束后上交,作为平时成绩。该方法不仅使学生带着任务去熟悉生产工艺,培养学生的生产实践技能和基本的工程意识,为今后学生走上工作岗位打下良好的基础和必要的实践技能,同时,让学生在后续理论的学习中,带着问题去学习,增加学生的学习兴趣,达到较好的教学目的。
2.3建立实习企业进出机制,加大实习、见习基地建设力度,注重实习教学效果
一、生物工程专业就业现状
生物工程是一门建立在现代生命科学基础之上的新兴学科,综合了发酵工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和基因工程等新技术手段,近年来发展速度很快,对考生的吸引力也很大。但是,由于国内高校扩招,不但综合性大学开设了生物院系,很多地方性院校甚至师范类院校也都开设了生物院系,相关专业招生人数多,与化工、机械等传统专业以及IT等热门行业相比较而言,我国生物技术行业的产业化不足,生物制药、生物保健等相关产业并不发达,不足以吸纳过多的毕业生,生物技术行业对人才的需求也存在着两极分化,一方面需要高层次的人才,要求毕业生具备硕士或博士学历,另一方面需求应用型人才,要求学生只具备中专或者大专学历即可,导致生物专业本科毕业生的就业压力大,专业对口率较低。因此从就业角度看,生物专业的毕业生就业形势不容乐观,就业前景黯淡。
二、小学期情况简介
小学期又称暑期学校(SummerSchool)。自美国哈佛大学1871年首次开办暑期学校起,小学期至今已有130多年的历史[2]。我国高校现在正在流行的暑假小学期,就是向美国学习的产物[3]。所谓暑期小学期就是利用暑假,根据学生的学习需要,成立“暑期班”,开设选修课,学生们可以根据自己的需求报名参加,学习自己感兴趣的科目。各校所开设的小学期并不是传统意义上的第三学期,是开放式的,课程内容、具体要求不一而足,可以根据学校的实际情况与学生的需求进行调整,灵活性、机动性强。因此,蚌埠学院生物工程专业每年暑假,将小学期与学生的就业需求结合起来,加强就业技能训练,增加学生的就业竞争力。对于小学期应该有多长时间,并没有一个明确的规定,目前各高校也是长短不一,但普遍是将小学期安排在暑假。蚌埠学院就将小学期设置在每年暑假的第一周到第四周,为期近一个月。国内高校学生在选修小学期时,会获得一定的学分。蚌埠学院对于选修暑期小学期的学生,也会给予一定创新学分的认定。目前,结合就业现状并综合专业课程安排的实际情况,蚌埠学院生物工程专业分为三个方向:发酵工程方向、生物技术方向以及生物制药方向,学校在不同阶段,针对用人单位的实际需求,为在校生物工程专业学生提供小学期实践课程,着重培养大学生的专业能力、素养与技能,为其将来的职业发展奠定扎实基础。蚌埠学院生物工程专业的小学期实践课程安排有别于传统的教学模式,主要采用项目制,指导老师提出项目,由学生负责实施完成,最后再由指导教师对项目的实施情况进行验收总结。这样,教师可有效利用小学期,有效处理好教学与科研的关系,可保证教学计划的完成,提高学生的动手能力和创新能力,还可引导教师将教学与科研有机结合,有利于教育资源的充分利用,提高效益[4]。从蚌埠学院生物工程专业毕业生就业去向可以看出,除近20%的学生读研深造外,超过半数的毕业生主要进入企业,从事生产第一线或参与产品检测以及科研等工作。所以生物工程专业人才的培养要能体现出知识、能力、素质三者协调发展的原则,即要形成可以帮助学生发展专业实践技能,养成一定的职业素养的实践体系,因此,蚌埠学院生物工程专业在设置小学期课程体系时,以就业为导向,在基础实践、专业实践、综合实践以及创新创业能力实践等四方面进行课程设置。
三、基于就业导向的生物工程专业小学期课程设置
(一)基本操作技能实践
该项实践内容主要是指学生进行基本操作技能和基本专业素养的训练,强化学生的基本操作技能实践,可以引导学生学习和理解课堂所学的基础理论知识,培养其基本操作技能。在对用人单位进行满意度调查时,发现有企业认为部分学生存在动手能力不足,基础实验训练不充分的的情况,因此在进行小学期课程设置时,有意识地通过基础实践来提高学生的专业基础素质。本实践结合学生的相关课程开展情况,利用大学一、二年级的暑假小学期在学校的专业实验室进行规范化的训练,内容主要主要包括“五大化学”实验以及物质的提取以及生化分离实验等,培养学生的基本操作技能和严谨的治学态度。
(二)专项操作技能实践
该项实践内容主要是指结合用人单位的生产实际,引导进行各种专项专业实践(如专业课程实践、专业综合实践和跨专业综合实践等),通过一段时间的锻炼,学生可以熟悉企业的具体生产实际、生产条件及工艺路线,为后续实践打下基础。本实践利用大学二、三年级的暑假小学期开展,部分安排在学校的专业实验室,部分安排在企业生产第一线完成。根据生物工程专业特点和人才培养要求,将重要的、对动手能力有很高要求的课程融会贯通于实验,以加强理论与生产实践的联系。如酶工程实验研究的是微生物发酵产酶生产工艺,要求能熟练地对酶进行提取与分离,测定酶的活力。学生通过在学校实验室和企业生产实际进行对比,就可以更清楚地掌握微生物发酵产酶生产原理、工艺流程及相关工艺参数,加深对理论知识的理解,了解实验室操作与生产实际的区别,培养从事发酵实践的技能技巧,有利于在学校和企业之间实现“无缝对接”。
(三)综合能力技能实践
该项实践内容主要是指引导学生结合顶岗实习、科研训练等活动开展综合能力技能实践,通过该实践,学生可以将理论与实践相联系,运用所学的知识解决实际问题,训练科研思维和创新能力。本实践利用大学三年级的暑假小学期开展。对于顶岗实习的学生,在已具备专业基本技能的条件下,被安排在企业完成。学生到专业密切相关的企业进行顶岗实习,在学校派出的指导教师和企业生产一线技术人员的双重指导下开展工作,进行锻炼。对于科研能力较强的同学,安排参加科研训练,让学生参加教师课题,或者鼓励他们申报校级或院级科研创新项目,通过科研工作让学生了解和掌握实验设计方法,学习科技论文写作,以此开拓学生的学术思维,锻炼创新能力。
(四)创新创业技能实践
在当前新形势下,大学生创新创业能力的培养是大学教育至关重要的内容,对大学生进一步深造和将来的就业都具有重要意义[5]。通过该实践,引导学生不断地开展技术改造革与新,到市场经济的大潮中去创业,实现自身价值。本实践利用大学一年级到三年级的暑假小学期开展,在低年级阶段,由于学生掌握的专业知识有限,可引导开展创业实践,如“挑战杯大学生创业大赛”,等学生较好地掌握了专业知识和技能后,引导他们在大三年级的暑期小学期开展创新实践,鼓励他们“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛、“数学建模大赛”各级各类创新竞赛,锻炼他们的创新思维,增强他们的动手能力、沟通能力、团队协作精神以及独立分析和解决问题的能力,为将来进一步创新创业奠定基础。
四、有效的实施方法
(一)建立主体明确的责任制
蚌埠学院生物工程专业暑期小学期实行项目制,指导老师全权负责学生的项目实施情况,对学生全程进行指导,引导学生强化动手能力,勇于面对困难,通过主动学习来分析问题、解决问题,及时进行总结。
(二)建立合理的考核方式
对于实践性的课程,向来很难给出科学又明确直观的分数,因此**学院生物工程专业暑期小学期考核采用形成性评价与总结性评价相结合的方式,评价采用百分制,形成性评价占50分,总结性评价占50分。在小学期期间,指导老师对学生的学习态度进行定性评价,小学期结束后,指导老师在根据学校所制定的评价表对学生参加学习的结果进行打分,最后计算总分。
(三)加强与企业的合作
以前,蚌埠学院生物工程专业虽建有多个实践教学基地,但企业参与学生实践教学的积极性不高,很多合作流于形式。在将小学期与就业实践相结合后,由于学生的小学期课题与企业的生产实际紧密结合,通过指导教师的紧密参与,可给提供一些免费的技术指导与咨询,提高了企业参与的积极性,保证了小学期的教学质量。
五、结语