时间：2023-08-14 17:27:47
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篇生命科学和生物工程，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。
[关键词]提升;生物工程;办学优势;方法分析
[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0159-02
解决当代人类所面临的人口增加、资源的匮乏、环境污染加剧、疑难病的治疗等重大问题，需要依赖生物技术的发展和应用。基于此，作为高新技术重要组成部分的生a物技术，正受到世界各国政府和社会各界的重视，全球性的生物技术热由此形成。化工学院生物工程专业自2000年成立以来，虽经历一段时间的快速发展，但目前仍存在着师资力量相对薄弱、发展定位不清等问题。本文试图通过构建特色专业人才培养体系、整合教学资源、实践教学模式改革等方式来形成特色明显的产、学、研相结合的教学体系，提升本专业的办学优势。该研究也可为其他矿业类综合性高校生物工程专业办学提供思路和参考。
一、生物工程的学科概况
生物工程是一个新兴学科，它以人类生物产品需求为导向，融合生物学、化学、物理学和工程学的理论和方法，系统性地设计、优化和改造生物体系与功能，着重解决生命科学研究成果产业化所面临的技术与工程问题，以推动生物产业健康发展。
生物工程因其独特的研究对象而有别于其相关学科，其具有以下特点。一是借助于工程学技术，以生命科学研究成果为对象、以实现成果转化和应用为基本任务，从而使该学科具有明显的工程产业特征。二是通过基于生物学原理的创造和设计，紧密结合工程学的技术手段，大规模的生产出各种对人类有益的生物产品，具有应用技能与理论设计、创造融合互生的学科特质。三是该学科在当代科学技术发展中广泛融合生命科学、化学以及物理学理论和工程技术问题，是基础科学与工程技术交叉最具特征的学科之一。
生物工程产业随着20世纪40年代起抗生素、氨基酸、有机酸等的工业化生产而逐步形成，早期以发酵产业为主。自20世纪70年代基因重组技术和以单克隆抗体技术为代表的现代生物技术的形成，为解决随之产生的工程与技术问题，生物工程进入了一个新的阶段，逐渐形成了微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等研究理论与方法，于是生物工程成为了一门独立的学科，并随着生命科学的发展而迅速发展。生物工程正在成为发展最快、应用最广、潜力最大、竞争最为激烈的领域之一，也是最有希望孕育关键性突破的学科之一。而生物工程产业作为一个正在崛起的主导性产业，已成为产业结构调整的战略重点和新的经济增长点，将成为我国赶超世界发达国家生产力水平，实现后发优势和跨越式发展最有前途、最有希望的领域。
二、生物工程的学科内涵
生物工程学科的核心是研究和开发基于生物学理论基础上的系统工程技术问题。本学科的主要特征是利用细胞或酶特有的代谢和转化特性进行物质的加工与转化，运用现代生物技术对生物体与生物分子进行改造，建立优化的生物过程与工艺实现先进生物制造。
细胞培养与代谢工程、生物催化与转化工程、合成生物技术与系统生物工程、生物药物与材料工程、生物资源与环境工程等高新生物工程技术已成为推动世界新技术革命的重要力量。随着基因药物、基因治疗、转基因作物、生物材料、生物能源、生物矿物技术等一大批高科技含量的产品在市场显露出强大生命力，生物工程产生了巨大的社会效益和商业价值。
三、矿大生物工程专业的学科发展现状
矿大生物工程专业十多年来始终以跟踪生命科学与技术国际前沿和适应市场经济需要为基准，随着学科的发展，专业的内涵从传统发酵工程拓展到了生物工程的整个领域，通过学科交叉形成了以生物工程上游、中游与下游技术紧密结合为主要特征的工业生物技术专业特色。
该专业存在的不足是，在矿业类综合性高校中，生物工程专业还属于非优势专业，且存在着师资条件相对薄弱以及发展定位不清等问题;其专业课设置不是很合理，生物技术专业课及化学、化工知识学习深度均有限，本科毕业生胜任未来工作所需的科目较多，学业较重，要想学好学精需投入大量精力;本科毕业工作前景不是十分明朗，相关就业领域要求较高学历，故多数毕业生选择进一步深造学习，就业者一般从事层次较低的传统生物技术工作或转行从事其他工作。
四、提升矿业类生物工程专业优势的方法分析
矿大生物工程专业可依托学校的国家级洁净能源中心、低碳能源研究院及生物工程硕士学科点，以培养学生实践能力和创新精神为核心，形成学科建设―专业建设―课程建设相互促进的格局，逐步将中国矿业生物工程专业建设成为“紧密结合区域经济建设及矿区生态服务建设，培养高素质应用型生物工程产业人才”的特色鲜明的本科专业，加强对周边院校生物工程专业的示范引导作用，吸引更多国内高水平的生物工程专业人才来本专业任教，形成区域产业人才培养的孵化器。
（一）构建特色专业人才培养体系
生物工程专业是在化学、化工、药学、环境科学、生物冶金、生物脱硫和工程学基础上发展起来的新兴交叉学科，具有综合性、实践性强等特点。在课程体系的建设过程中应重点做好以下几方面的工作。
1.完善具有鲜明特色、科学的人才培养方案。通过与本专业属地矿业生物技术企业的结合，在培养目标方面充分考虑矿业生物技术企业快速发展的实际需求，使培养方案具有一定的前瞻性，突出人才的专业特色培养。
2.生物工程专业还应紧密结合华东区域经济发展及属地矿业生物技术公司发展的特点。生物工程专业还应结合中国矿业大学的校情，考虑周边矿业生物技术企业发展的需要，设置一些相关课程服务于矿物生物技术的设计与改造;矿物生物分析、矿物生物处理技术;矿区环境生物修复;矿区废弃物的生物转化与循环利用、生物能源的开发以及这几个层次的技术在许多矿业问题中同时交叉应用。
3.建立矿业大学特有的学生培养成熟度能力模型，客观评价学生综合素质。
4.构建毕业生质量评价监控体系，实施综合评价。建立健全毕业生跟踪机制，与企业共同寻找理论教学与工程实际应用的结合点，完善毕业生的质量监控体系。
（二）形成一支综合素质高，学术水平高的教师队伍
生物工程专业应努力建造一支结构合理、学术水平较高、工程能力较强的教师队伍。可借鉴矿大化工学院过程控制专业的成功办学经验，多方面整合生工教师队伍。
1.将低碳能源研究院的一些教师纳入生工教师队伍中来，因为其研究内容切合生物工程发展的最新状况。根据生工能源的发展方向，可将其聘为生工的名誉教师，负责讲授新技术和创新研究的一些课程，从而壮大教师队伍，强化学术交流，增强生工专业学生的自豪感。
2.融合环测学院环境工程的一些教师，尤其是负责讲授环境微生物学的一些教师，可邀请他们为生物工程专业的学生授课，也可将其纳入生物工程的名誉教师。这样既能壮大教师队伍，又不会造成成本开支的大幅上升，师生比才会趋于合理。
3.联系南京某高校的大牌教授，聘请他们为我院荣誉教授。多数矿大生物工程专业的教师与南京某高校教师渊源颇深，学术交流来往密切，可聘请在业内影响较大的资深教授作为生工专业的荣誉教授，定期为生物工程专业学生来校讲学，强化学术交流氛围。
（三）构建新型实践教学体系
实习是实践教学体系及高校人才培养计划中的重要组成部分，是提高人才培养质量和促进理论与实践相结合的重要实践教学环节，同时也是推进素质教育、培养学生创新精神、提高学生实践能力的重要过程。通过实习，可以使学生获得生产实践知识和技能，巩固所学理论知识并使其与生产实践相结合，培养学生团结协作，不断提高学生分析和解决问题及独立工作的能力。为进一步加强对实习教学工作的组织领导和科学化管理，不断提高实习教学质量，学校大幅度地提高了认识实习、生产实习、毕业实习及其他各类教学实习的经费。
1.实习应体现“就地就近、互惠互利、专业对口、相对稳定”的原则，探索学院与实习单位建立“实习-见习-就业”的校企合作模式。
2.实践教学体系还应形成“基础―综合―设计―创新”逐步推进、“启发―引导―讨论”和“发现―论证―研究”方法结合的实践教学新模式;构建“实验―实践―实习”相互补充、“课内―课外、校内―校外、教学―科研”相结合的实践教学方法。
3.努力寻找生物工程专业建设与区域经济发展、矿区经济发展相结合的切入点，提出“寓教于研，以研促教，研教融贯，教研相长”的理念，形成校内外基地互补、产学研基地结合的实践教学基地新模式，强化了学生工程实践能力。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 马越，廖俊杰.现代生物技术概论[M].北京：中国轻工业出版社，2007.
[2] 国务院学位办提供的《一级学科》和《博士、硕士学位基本要求》征求意见稿[Z].学位办[2012]54号.
关键词：生物工程；人工生命；组织工程；人工组织；人工器官
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095
0 引言
从广义层面上来说人工生命即为具备有人的生命指征、功能、结构以及外在形象的人工制造系统，是人对于自然生命的一种模拟与拓展。广义上的人工生命是多门学科合并之后的产物。一般认为人工生命学科是由生物科学技术与工程科学技术所结合而产生出的一门学科。下文将主要就针对材料技术型生物医学工程与组织工程、人工生命间的相关性，以及材料技术型生物医学工程、组织工程、人工组织及器官展开具体的论述。
1 材料技术型生物医学工程
此种工程学科的主要研究目标即为各类生物材料及人工器官组织，其中就涵括了组织工程学科。在此方面研究工作中涵括有材料科学、生物科技、化学、信息技术、计算机技术、医学以及生命科学等多门学科的基础知识。
生物材料也就是对于生物体进行临床诊治以及将其受损组织器官替换下来，亦或是增强人体某一部分功能的材料，因此就必须要求其能够植入到人体当中并不出现排异反应，确保活体细胞可以在此材料之上自然生长。生物材料亦可被视作构成人工组织与器官的核心材料。生物医学材料在未来一段时期的主流发展趋势，即为给予组织工程的发展提供优势特性显著的活性生物材料，应确保其具备良好的生物相容特点；亲水特性；性；预防组织粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活体细胞能够在所制成的人工材料上生长并对病变组织起到良好的改善、恢复效果，使之免疫识别与生物催化性能得以有效提高。
依据生物医学材料的属性可将之主要划分为以下几种：
（1）无机非金属生物材料。①同人体组织力学间具备良好的相容性，同时还可改善组织生长的材料。②具备人体有机以及无机结构的复合型材料。
（2）金属生物材料。①毒性较低，弹性模量更加符合入骨特点的合金材料。②各种植入人体当中的器械材料，如较为常见的人工关节、种植牙、心脏支架等。③接入性诊治所采用的医疗器械设备如官腔支撑架、引导丝等。
（3）生物医用高分子材料。①可将血液之中的毒副物质吸出的材料。②能够在临床上应用于免疫性病症治疗的材料。
2 组织工程与人工组织
目前临床上所面临的主要医学问题当中主要就包括了组织与器官的衰竭、损伤，而临床上在应对此类问题时所较常采用的措施方法主要包括以下三方面：
（1）自体移植。由人体自身的部分组织来对损伤位置进行修复，例如，对面部皮肤大面积烧伤患者进行面部手术修复时通常会取其自身大腿位置的皮肤来进行修复损伤组织。
（2）异体移植。例如，某患者在遭遇意外事故时，家属自愿将其身体部分组织如眼角膜、肾脏等组织捐献给有需要的人。然而此种情况时常会出现异体组织的兼容性问题，同时需要被捐助的人员与每年的捐献人数相比差距过大，供体不足情况十分显著。
（3）人工器官。这种方式能够彻底解决供体不足的情况，但是其目前所存在的问题也是十分显著的即异体反应与感染情况十分明显，绝大多数的患者在接受器官移植后都是应各类感染致死。
对此人们也就设想若是能够采用母体细胞以及生物降解材料在人体当中构建起新的组织器官，也就是进行结构组织，代谢组织以及细胞系统的重新建构。目前这一设想已经不再是仅存在于人们脑海之中的假想，而已经走进了现实生活当中，可以预见组织工程的发展必将会促成这一设想的实现。
当前，组织工程研究的主要内容即为：适宜的母体细胞来源；能够为细胞粘附生长提供空间的细胞外基质；可应用在促进细胞组织再生长的因子；以及组织间的相容性。
开展组织工程通常会应用以下三种策略：（1）细胞以及生物材料的杂化体系，例如由小块活体组织将特异细胞分离出来，通过体外扩散增大之后种植于生物相容性较好同时能够生物降解的聚合物所建立起的多孔支架当中，在体外培养一段时间后可将细胞和支架结构置入于患者体内；伴随着组织缺损部位的重新构建，聚合物将会逐渐降解并消失。（2）仅具备生物降解材料体系，借助于生物生长方式促使细胞成长为多孔支架结构，在通过增殖、分化来产生为相应的组织结构，并且与周边组织相整合。例如采用珊瑚骨加支撑的羟基磷灰石陶瓷，其孔隙架构与人体骨架构极为接近，可被应用在骨组织工程支架中。（3）细胞体系，经过移植的细胞经由生物过程演变为微结构。
3 结束语
总之，从广义性的角度上来说人工生命必须要基于工程科学技术、生物科学技术以及生物工程科学技术的基础上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是广义上的人工生命科学技术基础。材料技术型生物医学是工程的研究对象主要是生物材料与人体的各个身体器官。组织工程则是借助于生命科学以及工程科学的基础理论与方法，来探究并开发出具备修复以及改善人体组织器官功能的新型临床应用取代物，也就是人工组织，因而材料技术性生物医学工程以及组织工程也便是生物工程人工生命的基础。
参考文献：
[1]杨国为，陈国江，涂序彦等.广义人工生命的科学基础（Ⅱ） --生物工程基础[J].计算机工程与应用，2013（09）.
关于2016年生命科学与技术学院招收硕士学位研究生入学考试科目调整通知
本着与时俱进、公平公正、综合评价的原则，确保掌握本学科基础理论和专业知识的人才选拔的基础上，加强多样化的生源吸纳，促进学科交叉。生命科学与技术学院在招生目录中做如下修改：
“081700化学工程与技术”专业考试科目“④860物理化学”更改为“④870生物化学或860物理化学”；
“082200轻工技术与工程”专业考试科目“④860物理化学”更改为“④870生物化学或860物理化学”；
“085238生物工程（全日制专业学位）”专业考试科目“④860物理化学”更改为“④870生物化学或860物理化学”；
“085235制药工程（全日制专业学位）”专业考试科目“④860物理化学”更改为“④870生物化学或860物理化学”。
关键词：机械制图 生物工程 教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.107
生物工程专业是生物学与工程相结合的一门交叉性学科，要求学生掌握生物学与生物工程学方面的基本理论，不仅需要具备获取轻化生物技术理论知识，也需要具备从事生物技术产品生产、生产过程控制检验等工作的综合能力[1-2]。学生一旦需要参与产品生产就必须具备一定的工程技术理论。《工程制图》一直是生物工程专业开设的必修课，一般安排在大一，是以培养学生对空间的认知能力、立体思维能力以及读图、识图、绘图能力为主要任务的专业基础课程。
结合人才培养目标及以往的教学过程发现现有教学方式存在一定的问题：第一，学生没有充分认识机械制图课程的重要性；第二，现有的机械制图课程教学模式以及课件实例都是针对机械专业，并没有专门针对特定的非机械类专业。针对这些在教学实践中所暴露出的问题，如何开展生物工程专业机械制图及CAD教学改革，提高教学效果，使学生真正做到学以致用，是亟待解决的人才培养与教学质量问题。本文就如何针对生物工程专业进行机械制图和CAD教学进行了分析，试图解决在实际教学中的问题。
1 提高生物工程学生对《工程制图》的认识
我院生物工程专业主要是针对发酵方向，就业方向主要为酒厂、酱油发酵场、榨菜生产等相关发酵领域。虽然毕业生直接参与零件设计、机械加工装配的情况很少，但有很大一部分毕业生会从事发酵设备的管理和维修，甚至发酵工厂的设计等工作，这就需要具备阅读机器原理图样的能力。可以设想，如果连基本的原理图都读不懂，如何进行操作、维修和设计。因此以工程制图在生物工程专业中的应用为突破口，联系后续相关课程工厂设计，让学生明白学习本门课程的目的与意义。
为了充分调动学生的学习积极性以及对课程应用范围的理解，在绪论阶段和装配图阶段，选定一个工程制图及cad在生物工程专业中的应用实例进行实际讲解。由于本课程为工厂设计课程的先驱课程，选定工厂设计课程中的实例进行讲解，不仅让学生在专业认知的同时了解工程制图在专业体系中的作用，也对两门课程的联系有一定的了解。
2 现有的生物工程专业《工程制图》教学中的问题
2.1 教学内容没有针对性
现有的非机械专业的工程制图及CAD教学基本上延用大学本科机械类教学模式，教学内容是机械类内容的压缩，而且讲课实例作业练习都是机械类实例。没有专门针对特定非机械专业的教学体系和教学内容，并且没有合适的教学实例。
2.2 教学模式没有针对性
现有的教学模式还是沿用着机械专业工程制图教学模式，分为画法几何、机械制图以及计算机绘图三个大板块。由于非机械专业的工程制图课时量为50课时左右，为了应对教学内容多而课时少的矛盾，很多教师上课时以采用降低教学难度和精简教学内容为对策，这必然导致学生练习时间大大降低，知识掌握程度降低。
3 机械制图教学方式改革
3.1 教学板块调整
针对非机械专业工程制图课时较少的现状，对传统的教学内容和顺序进行改革。传统的教学板块中的第一部分为画法几何，主要内容是点、线、面投影基础知识，用来培养学生的立体感。由于本知识点大部分是高中知识，讲解占用时间较长，故对本部分知识点进行大量压缩或者改成练习教学法[3]。本课程主要是培养学生绘制立体三视图的能力，可以首先利用基本体的立体模型引导学生入门，由实际的立体绘制三视图，培养立体感更形象具体。这样学生不再枯燥的理解空间虚构点线面，而是在实际立体中学习点线面的投影，讲解具有针对性，提高教学效果。
3.2 教学内容针对性改革
现有的教学内容，教学实例都是针对机械专业实例，并没有针对生物工程专业的教学实例。在零件图以及装配图章节，选择与生物工程先关的实例进行讲解。并且选取实际发酵厂中的实际零件进行绘制与讲解，或者选取实验室中的有关机械试验设备进行实践绘制。
3.3 多种教学手段，提高教学效果
可以利用多媒体手段辅助教学，利用Proe、Solidworks等软件绘制一定的三维图，完成课件制作。不仅能够提高学生的立体感，也提高教学效果。将计算机多媒体教学与传统的教模教学模式相结合，可以使教学难度大大降低，提高学生的理解能力，使课堂教学清晰直观。
3.4 增加实践教学环境
由于非机械专业工程制图课时较少，现有的实践环节基本省略，但是这会造成学生学习理论与实践相脱节。可以组织学生到机械精工实习基地进行参观，认知一定的机器，有一定的工程理念。然后可以带领学生参观生物工程实验室，从实验室的试验仪器中可以看到一定的机械仪器，了解试验仪器零件和装配关系，对零件图的绘制和装配图的绘制的学习有一定的帮助，增加教学目的性[4]。
上世纪90年代诞生了基于系统论的生物工程，即以生物学（特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和细胞学）的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术。在生物工程专业人才培养过程中工程制图往往是被忽视的部分，作为生物工程专业人才应当具备发酵工厂设计、图纸绘制等专业技能，在教学中应加强引导学生对机械制图这门课程的学习热情，结合发酵工厂设计实例，改善教学板块的配置，优化教学方式与手段，设置具有专业针对性教学内容，提高学生的学习积极性，增强教学效果。
参考文献：
[1]黄传锦，周海，刘道标，惠学芹等.关于非机械类机械制图课程教学的思考[J].考试周刊，2012，（27）：176-177.
[2]朱颜，包春江，郭宏亮等.非机械类专业制图课程的教与学探索[J].装备制造技术，2010，（1）：207-208.
[3]甄鑫.生物医学工程专业《工程制图》的教学体会[J].中国医药指南，2010，（8）：167.
[4]罗红萍.非机械类专业《工程制图》课程教学改革探索与研究[J].科技信息，2008，（2）：23.
高科技带动新产业
据《光明网》报道：俄罗斯医学科学院癌症科研所与俄罗斯科学院医学生物问题研究所通过对动物的实验发现，长期饮用氘含量低的水可抑制动物恶性肿瘤的发展，并延长动物的寿命。因此，提出了低氘水对生命体具有着极强的促进作用，研究发现，冰川水是罕见的天然低氘水，但氘的含量相对较高；目前可人工生产低氘水，可以把氘含量降低到理想的标准，一般用于饮用，50ppm的氘含量性价比较高。
超轻水又称“低氘水”、“贫氘水”是近年来新研发的一种产品，很多消费者并不熟悉。它是采用高科技制造技术，降低自然界水中的氘含量，有修复基因、提高免疫力的作用。
含氘量低的超轻水对人体健康有诸多好处，可以保护DNA免遭破坏，促进DNA修复，对人类克服癌症、抵御辐射、增强机体免疫力等起到了重要辅助作用。
鉴于超轻水的特殊功效，当前，世界上一些有条件的国家，都在致力于超轻水的研究开发，匈牙利、罗马尼亚、美国等先后公开其研究成果。目前日本、美国、罗马尼亚等已将超轻水作为医疗辅助产品投入市场。
2015年3月，我国首家研究超轻水应用的生命科学机构――中国生命科学研究发展基金超轻水应用研究中心在北京正式成立，该中心致力于超轻水在生命科学领域的研究与应用。该中心的成立，将有力推动超轻水在我国的应用与发展。
今年5月，第三届国际低氘会议在匈牙利首都布达佩斯召开。这次会议重点是低氘在科研及临床应用中的显著进展，以及目前乃至未来低氘在癌症研究、预防和治疗，包括糖尿病和衰老等方面的重要作用。此次会议，有一家中国企业代表出席――云端飘雪超轻水生物工程有限公司。
云端飘雪抢占市场
公开资料显示，云端飘雪超轻水系列产品，包括10ppm、25ppm、50ppm、80ppm、100ppm、110ppm等6款不同规格，应用范围和适用人群也有所不同。
该公司主要从事氢同位素分离及生命科学制品的研究开发，2008年公司在生命科学研发领域取得重大突破，成功制取超轻水，填补了国内超轻水领域的多项空白。2010年，在丹东创建超轻水生产基地――丹东云端飘雪超轻水生物工程有限公司，同时在北京成立销售公司――北京云端飘雪超轻水有限公司。值得一提的是，此后，两年中，云端飘雪超轻水为北京、广州、深圳、福建、沈阳、长沙、南宁、内蒙、吉林、江苏等地的癌症患者免费提供“生命之水”，很大程度缓解了患者的病情。更加让人意想不到的是，很多癌症患者同时患有的糖尿病等宿疾也有了大幅度的缓解。
据悉，云端飘雪超轻水企业是自主创新、填补亚洲超轻水行业的高新技术企业，产品质量，生产技术被世界同行所赞同。云端飘雪超轻水目前发展很快，在功能性食品行业、功能性护肤品行业、生物医药行业等将大量应用。云端飘雪超轻水已经被纳入医疗康复协会指定用水，并与多家生物技术公司共同创新，推出多款生物医疗产品和功能性食品，并为生物医疗行业提供原料，提升产品的功效，为健康产业引领新概念，推动生物科技的发展。
据大连世纪新源技术开发有限公司总经理柯香文介绍，云端飘雪超轻水经过几年的市场推广，产品远销国内外，受到用户的普遍好评。为了满足更多人的健康需求，云端飘雪超轻水从单一的产品，扩大到不同标准不同价位的多种人群需要的细分产品。
多年来，云端飘雪为大量癌症儿童捐助超轻水，在践行企业责任的同时，也履行着企业的社会责任。
强强联合
共同开启超轻水行业未来
2015年9月，云端飘雪超轻水与好医生药业集团携手，将合作推出好医生低氘水（超轻水），共同致力于大健康产业的发展。
兰州交通大学生物工程专业是2001年在原有的化学工程与工艺、应用化学、生物化工、环境科学与工程等专业基础上筹建的，2003年开始招生，目的是培养具有扎实的化学和生物学基础理论、掌握良好工程学原理和技术并能解决生物技术产品生产技术问题的应用型工科人才。现每年招收生物工程专业本科生50名，有在校本科生200名，已毕业本科生200余人。对于新开设的生物工程专业，专业综合实验课程教学体系还不够完善，教学改革与实验室建设明显滞后于人才培养的需求。本文结合现代生物工程专业特点和发展趋势，根据地方生物制品企业的人才需求和发展需要，确定了以工业微生物学为特色的生物工程综合专业实验教学改革方向，建立新的生物工程专业综合实验教学体系。
1现代生物工程的主要研究内容
现代生物工程专业以工业微生物为主要研究对象，在微生物现代育种技术、生物制剂工艺与产业化、发酵自动控制与设备、生物产品质量监测等方面有广泛的应用。以工业微生物为操作对象，结合各项工程技术生产微生物相关产品，成为现代生物工程的主要内涵［1］。现代生物工程技术体系包括细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程四大工程体系，这四大工程体系从工业生产需要出发，研究工业微生物生命特征及其代谢途径，以及人为控制微生物代谢的规律性［2］。因此，生物工程专业的学生熟练掌握工业微生物的选育技术、纯培养技术、代谢规律及发酵控制技术，既是适应生物工程产业发展和服务经济发展的需要，也是培养合格的生物工程专业本科生的需要。
2以工业微生物为特色的专业综合实验改革
生物工程专业是属于生命科学和工程学结合的新型专业，既具有生命科学的基础，又具有工科的特点，是实践性非常强的学科。生物工程专业综合实验是培养学生专业技能、提高工程素质、增强实践能力非常重要的教学环节［3］。根据我院生物工程专业人才培养方案和培养目标，以及西北地区生物高新技术企业实际需求、行业特点和我院科研方向和学科优势，为更好地服务地方经济发展，我院生物工程专业的专业培养方向以工业微生物应用为主。我系教师在当地特色微生物资源开发利用方面，例如在甘肃陇南地区灵芝、羊肚菌、冬虫夏草等珍稀实用菌开发利用研究，工业微生物在污水处理中的应用研究，耐盐碱、耐寒及耐旱等极端微生物资源发掘及开发利用，如产纤维素酶微生物的选育研究、微生物农药的生产和应用推广、甘肃秦安浆水微生物生态组分的研究及功能性饮料开发等方面均取得了很大进展，获得的宝贵的微生物资源，有的已进入工业化生产阶段。同时，在工业微生物筛选、育种等实验技术方面积累了经验，形成一定的技术优势。科研教学相得益彰，这些科研工作为建立以工业微生物为特色的专业综合实验奠定了很好的基础。因此，根据现代生物制品企业人才的技术需求，为更好地适应大学生的就业市场，建立以工业微生物为特色的新的专业综合实验教学体系，是我院生物工程专业发展的理想选择。
3以工业微生物为特色的生物工程专业综合实验教学体系的建立
3．1加强实验教学师资建设21世纪生物工程产业发展对生物工程专业学生的实践动手能力和科技创新能力有更高的要求。因此，建立一支实验技术精湛、具备良好工程素质的专业实验教师队伍是高水平实验教学的前提条件。这不但要求教师对本专业有扎实的理论基础和实验技能，而且还需要较宽的知识面和较强的教学组织能力。同时，实验教师要不断更新教育理念、改革实验教学方法、更新实验教学内容、学习新的管理思想以及经常参与实验课题的开发研究工作，才能不断挖掘实验室的潜力、提高实验教学水平和创新实验教学方法，促进实验室管理更加现代化、规范化、科学化［4－5］。在学校政策的积极引导下，我系实验教学师资力量有了明显提高，现任10位教师中，教授3名，副教授3名，具有博士学位的教师7名，硕士学位4名，平均年龄在35岁左右，已基本形成一支年富力强、具有创新精神的实验教师队伍，为培养学生的创新精神和创新能力奠定了坚实的基础。与此同时，积极向兄弟院校学习先进的实验室管理经验，选派教师到国内工业微生物实验开展较好的院校，如华东理工大学、东南大学学习新的实验技术，提高实验教学水平。
3．2以工业微生物为特色的专业综合实验教学体系现代生物工程专业主干课程主要包括发酵工程、生化工程、分离工程、酶工程、细胞工程、基因工程、生物工艺学和生物工程设备。每门专业课在内容上既具有相对独立性，又有内在联系。生物工程综合专业实验教学内容以工业微生物的操作为主，要求学生在掌握生物学的基本理论和基本实验技术的基础之上，突出综合性与创造性实验，将生物工程产业链中的上游技术和下游技术结合，并能与生产实践相结合［6－7］。专业综合实验内容安排以工业微生物操作技术为主，以工业微生物形态观察、制片及染色、检测、纯培养技术为基础，突出工业微生物的现代分子育种技术、发酵及其过程控制和产物分离纯化等实验内容。实验内容编排体现“综合性”，以某种生物制品的生产或是某具体问题的解决为主线，将多个单元操作有机整合起来，同时也将相对独立的理论课程串联起来［8－9］。专业实验教学内容根据专业核心课程分为4个综合实验模块：基因工程实验、发酵工程实验、细胞工程实验、酶工程实验，涵盖了现代生物工程基本实验技术，涉及到工程菌培养、发酵及分离纯化整个生产链的技术环节。基因工程实验以常用的工业微生物酵母菌为操作对象，突出利用现代分子育种技术改良和构建工程菌的基本方法和技术；发酵工程实验主要有工业微生物菌种的培养和筛选、有害微生物控制、发酵设备的学习和使用、发酵生产工艺设计等基本实验技术，安排的实验是枯草芽孢杆菌的α－淀粉酶发酵实验；细胞工程实验安排了固定化酵母细胞发酵生产啤酒，学习固定化酵母发酵生产啤酒的新型发酵工艺；酶工程实验主要突出酶的分离纯化实验技术，实验内容是溶菌酶的分离纯化及其性质测定，还包括了α－淀粉酶活性测定。各实验过程紧密联系，是一个完整体系。
3．3专业综合实验教学管理改革专业综合实验教学具有实验时间长、连贯性强的特点，需要合理地安排和布置。在教学过程中，不断积累经验，改进教学方法，积极探索新的教学模式，具体改革措施是：（1）讲解实验。采取和学生互动交流的方式，检查上一次实验结果并分析原因；讲解本次实验，和学生交流可行的实验设计路线及利弊，确定最佳实验方案，并讲解实验原理及实验操作注意事项；通知下一次实验内容，要求学生自己预先设计实验方案，提高学生实验的积极性。实验工艺路线和主要设备的讲解采取多媒体讲解，简单、直观，很受学生欢迎［10－11］。（2）预做实验。为确保每次实验都有良好的实验结果，每次实验前，都预先将实验先做一遍，及时发现问题、解决问题，提高实验成功率，保证了绝大多数学生每次实验都能看到自己的实验结果，大大提高了学生实验的兴趣和积极性。（3）给学生提供更多的动手机会。首先学生分组实验时，大多数实验一人一组，少数实验二人一组，保证每个学生都能动手做实验；其次是让学生在实验管理教师的带领下参与实验准备工作，这种做法有助于学生全面掌握实验细节技术、理解实验流程、提高工程意识。整个实验过程尽可能让学生独立完成，培养学生独立工作的能力。（4）开放实验室。支持学生参与各项科研工作；只要学生对某实验有自己的新的观点和可行的实验方案，实验室就为学生创造条件，帮助学生完成实验；支持大学生创业实验和创新性实验工作［12］。
21世纪是生命科学和信息科学的时代，高等农业院校作为培养生物工程专业人才的摇篮，应该培养复合型生物工程人才，重视学生的创新能力和团队精神培养，让学生掌握生物工程及其产业化的科学原理，掌握生物化学、分子生物学、微生物学、天然产物提取、发酵工程和酶工程等学科的基本理论知识；掌握微生物育种、微生物细胞大规模培养、微生物发酵产品及其分离纯化的基本技术，具备在农业生物技术领域从事生产管理和产品研发的能力。然而在传统生物工程实验课程体系中，由于缺乏多媒体教学环节，对实验技术和原理的讲解比较困难；各门实验课程相对独立，实验内容往往互不衔接，上课时间不集中，难以形成完整的课程体系；教学以被动的灌输式为主，学生缺乏主动探索精神；课程实验室相对独立，设备重复低端现象严重,浪费了宝贵的实验资源。因此，开展生物工程专业实验课程体系的改革势在必行。
一、生物工程专业实验课程改革的基本内容
农业院校生物工程专业开设的实验课程主要有：生物化学与分子生物学实验技术、微生物学实验技术、天然产物提取、发酵工程和酶工程实验技术、基因工程实验技术、细胞工程实验技术等，大多以农作物、发酵微生物和中草药作为实验材料。在教学内容上将不同相关实验课程整合。从专业培养层面统一开设系统的实验项目，将各门课程的实验内容和时间尽量衔接。通过对酶工程、生化及分子生物学实验技术、微生物实验和天然产物提取学等实验课程的调整，统一整合为生物工程专业综合实验，更新实验教学内容，完善实验体系。在教学方法上加入多媒体教学。传统的实验课程教学主要沿袭黑板讲解、学生操作的模式。这种教学方式信息量小，不够形象生动。通过拍摄实验教学视频，制作多媒体课件教学，能够透彻的讲解实验原理和操作过程，使学生较容易地掌握实验技能。同时将课程内容网络化，以微博、微信、博客、校内网站为主要平台，使课程上网，便于学生随时预习复习、答疑解惑。在教学资源上尽量共享实验平台资源。将课程实验室统筹安排,常用设备安排在公共开放房间，方便师生使用，严格避免设备重复采购,将实验资源主要用于教学效果好的综合实验项目。在实验能力上重视培养学生的创新能力和团队精神。教师在实验前将全班同学分成若干小组，确定实验目标，共同设计实验方案，开展实验准备工作，合理分工完成实验任务。实验报告书写时要求阐明实验意义，掌握所涉实验技术的原理、分类、适用范围和同类比较，深入展开数据现象分析、实验方法分析和操作技能分析。
二、生物工程专业实验课程改革的基本程序
涉及到专业人才培养层面的实验课程改革事关重大，应由专门团队在上级主管部门和专家组的指导下开展工作。首先召开专门的教学研讨会，根据生物工程专业人才培养来确立实验课程改革目标，以团队方式完成课程改革方案；实验课程改革方案由系里报送实验中心审核通过，获得上级有关部门的资金、硬件等支持；团队对改革方案进行执行，新实验项目应进行1年左右的班级试运行，检验实施效果和运行环境是否良好；待新实验项目试运行良好后，课程负责人修改教学大纲和实验指导，经教学研讨会通过；改革后的实验课程教学大纲和实验指导报上级主管部门批准后，正式实施运行。
三、生物工程专业实验课程改革的讨论
生物工程专业实验课程改革中遇到的常见困难是经费紧张、设备不足等，而且课程涉及面广，相关团队和人员较多，协调难度较大。另外教学改革不宜影响正常教学计划和学生培养，新修订的实验内容在学生方面也存在难以进行大班试行的问题。建议校、院两级加大专业实验课程改革的投入力度，给一线教学团队以更大的试验自限，精简审批程序，对新的实验课程方案挑选试验班试行，用实践来检验教改内容的科学性、可行性。生物工程专业实验课程改革的直接执行者是各课程负责人、任课老师和实验员，上级部门应当配套相应政策和条件，鼓励改革工作的进行，以更好的培养创新复合型生物工程人才。
作者：周晓明 田云 卢向阳 蔺万煌 方俊 唐忠海 肖桂青 胡超 单位：湖南农业大学生物科学技术学院
纵观当今生物医学领域跨学科组织，公认的跨学科研究和教育的先驱和典范当数美国哈佛大学与麻省理工学院(MIT)合作成立的“哈佛-MIT健康科学技术学部”(TheHarvard-MITDivisionorHealthSciencesandTechnology，HST)，现又称为怀特健康科学技术学院［2］。HST是哈佛大学和MIT在生物医药工程等学科方面进行合作而成立的跨学科组织。哈佛大学充分利用MIT交叉学科的优势，以通过跨领域合作改善人类健康为研究宗旨，主要在生物医学成像、生物医学信息与综合生物学、再生和机能生物医学技术等研究领域进行合作。这些领域的合作研究将对生物和健康知识的进步发挥出至关重要的作用。MIT自20世纪60年代进入大规模的跨学科研究时代，如今已拥有70余个跨学科研究中心和研究组织，如雷达研究组织、HST、计算机系统生物学研究所(ComputationalandSystemBiologyInitiative，CSBi)等［3］，并在5个学院内部以及学院之间构成不同形式、不同层次相互交叉的跨学科研究体系，为美国重大战略性科学和技术的创新和发展做出了巨大的贡献。其中，2003年成立的CSBi，作为MIT最具代表性的虚拟跨学科组织，是MIT最大的跨学科组织之一，其教育与科研成果在美国乃至全世界都达到了领先地位。CSBi主要通过特定的技术平台把MIT的三个关键学科领域，即生物学、计算机科学和工学三者交叉融合而展开大型跨学科项目合作研究，运用跨学科研究方法对复杂的生物现象进行系统分析与计算机建模，同时培养相关领域跨学科人才。在世界大学跨学科研究领域，美国斯坦福大学“Bio-X”研究中心(又名“Bio-X”跨学科研究计划)，已经成为跨学科研究的典范，尤其是开启了生物学交叉学科研究的一个新时代，在生命科学跨学科研究领域已成为一个著名“品牌”［4］。
美国斯坦福大学“Bio-X”研究中心创立于1998年的一个跨学科研究和教育项目，主要涉及生物工程、生物医学、生物科学三大领域，跨越文理学院、工程学院和医学院三大学院。其实质就是一个由生命科学与数学、物理、化学、工程学、医学、计算机科学等学科的多学科交叉研究机构［5］。Bio-X研究中心将基础、应用和临床科学中的边缘研究结合在一起，进行从分子到机体各个层次的生物物理学研究，以实现生物工程、生物医学、生命科学等领域新的发现和技术创新。发展至今，研究中心已取得包括成功破译人类遗传基因密码，发展观测人体细胞在人体中如何活动的技术等众多的开创性成果，使硅谷的这所名牌大学在科学发现和教学方面处于领先地位。在欧洲，英国1990年已设立了包括牛津的分子科学与分子医学等17个研究中心［6］。2001年，牛津大学和剑桥大学牵头成立了由英国政府的工程和物理科学研究委员会、生物科学技术研究委员会、医学研究委员会和国防部共同组成的纳米技术跨学科研究伙伴机构(IRC)，开展了前沿生物纳米技术方面的研究。德国慕尼黑工业大学(TUM)以工程、自然科学、生命与食品科学、医学与运动科学等优势领域，建立了与生命科学、营养和食品科学、生命技术学、生物信息学和医学等学科的强有力的跨学科合作。
纵观世界一流大学跨学科组织建设与管理，具有以下共性特点:①政府、学校宏观政策的支持是跨学科组织发展的保障基石。如美国国家科学院协会2004年发表了《促进交叉学科研究》报告;哈佛大学就曾明文对该校跨学科动议项目的政策扶持作了规定。②组织结构与管理合理，强调多学科组织的强强联合、优势互补的组织合作，如MIT与哈佛大学共同合作的“哈佛－MIT健康科学技术学部”。③注重跨学科研究和教育的协同发展，如美国的HST就是主要通过研究影响疾病与保健的基础原理，开发新的药物与仪器，致力于培养医师-科学家，通过跨领域合作改善人类健康。④提供跨学科研究经费，如美国国立卫生研究院(NIH)作为美国联邦政府最大的生物医学研究机构，强调对多学科、跨学科和多机构联合的医学研究项目的资助，如2007年就给9个科学研究联合体提供了2．1亿美元的研究经费［7］。⑤多样化的激励措施，重视奖金发放和提供实践机会等。
2我国大学生物医学跨学科组织建设与发展
我国学科交叉研究萌生于20世纪50年代，而80年代初召开“首届交叉科学学术讨论会”，基本就被认定为我国跨学科研究的全面展开。到20世纪90年代，我国大学关于跨学科研究的建制开始引人关注。特别是我国“985”二期工程，为突出重大科学问题和现实问题引导，凝聚了不同学科背景的研究者开展跨学科研究，着力建设了一批创新平台。目前“985工程”科技创新平台与基地是我国大学跨学科研究的重要组织形式，其中就包括大批生物学与医学创新平台的实体机构。2000年，北京大学成立了生物医学跨学科研究中心。多年来，该中心将基础科学、技术应用和临床科学的前沿研究结合在一起，形成了以单细胞原位实时微纳米检测与表征研究，数字化诊疗仪器技术研究，医学信号与图像分析研究，大气压低温等离子体生物学效应及医学应用研究等四大主要研究方向，建立了跨学科的实验室和研究平台，组织了30余个跨学科研究项目，取得了系列跨学科研究成果［8］。
同时，该中心注重各有关学科优势互补、相互合作，对来自生命科学、物理化学、基础医学等基础学科，以及来自电子学、计算机技术、生物医学工程、临床医学等众多应用和工程学科的研究生，开展生物医学工程跨学科前沿领域的研究和人才培养，形成了新的学科生长点，培养出了具有交叉学科背景的新型人才。2006年，北京大学成立了前沿交叉学科研究院。生物医学跨学科研究中心至此成为前沿交叉学科研究院的研究中心之一。2010年，基于系统生物学的研究现状、发展趋势及其广阔的应用前景和重大的现实意义，北京大学建立了系统生物医学研究所。该研究所注重复杂系统的研究和学科交叉，并且与环境因素相结合，主要针对重大疾病，如肿瘤、心脑血管疾病、代谢性疾病等研究领域作为重点和突破点进行系统生物学研究［9］。2004年，清华大学顺应跨学科研究趋势，改革科研体制，通过将分散于全校各院系的有关生命科学、医学及相关的工程学科统一组织和协调起来，重点支持和建立了包括“清华大学生命科学与医学研究院”在内的若干研究所(或研究平台)，加强和促进生命科学与医学的发展及其与其它工程学科间的交叉合作［10］。
同年，复旦大学组建生物医学研究院。作为国家“985工程”二期建设的科技创新平台，目前研究院以“转化医学”为目标，形成了包括疾病系统生物学、出生缺陷与发育生物学、疾病发生的分子机制、创新药物和结构生物学等主要研究方向和研究团队，建设了功能蛋白质组学、基因组学、癌症研究、心血管研究、分子与细胞生物学、药物与结构以及公共技术平台等10个技术平台，建立了基础科学与临床需求的紧密联系，为重大科研项目的实施和跨学科合作研究工作的开展提供了有力支撑［11］。此外，研究院重点把学校所属上海医学院、生命科学学院、化学系、药学院、公共卫生学院及相关附属医院等院系等有机地穿插在一起，在疾病蛋白质组学、化学生物学、生物化学与分子生物学、肿瘤学、干细胞生物学、分子药理学等专业培养研究生，开展跨学科研究生教育。2000年，上海交通大学成立“Bio-X生命科学研究基地”。2005年，与神经生物与人类造化学研究室重组成立“Bio-X生命科学研究中心”(现改为研究院)，是继美国斯坦福大学后的世界第二个、中国第一个Bio-X研究中心［12］。2007年，学校又成立了系统生物医学研究中心。
该中心是集生物、医学、物理、工程、数学、信息、计算等不同学科，集研究、教育、开发及服务于一体的生物医学研究与开发的公共技术平台。中心立足于以系统生物学的方法为基础，致力于在生物整体水平、细胞和发育生物学以及单细胞分析领域开展多学科交叉融合的系统生物医学研究。同年，随着原上海第二医科大学的并入，上海交通大学成立了Med-X研究院。Med-X研究院主要依托学校临床医学学科和理工科优势，涉及生物医学工程、生物学、影像医学与核医学、材料科学与工程四个研究领域，以解决临床医学问题为目标导向，进行前沿性医学科学研究，开发高尖端领先性医疗技术产品，构建国际化、多学科交融、多资源共享、多方位服务的开放式医学应用研究平台，建立医疗技术产品研发－技术转化－临床应用体系［13］。
3我国大学生物医学跨学科组织建设困境与借鉴
从建设与管理实践看，我国依托大学建立的跨学科研究中心正在遭遇重重困难和种种挑战，并突出体现在跨学科研究的管理体制和运行机制的障碍与缺失，跨学科研究的组织结构障碍与冲突，学科文化障碍与跨学科研究范式的缺失，跨学科研究的资源配置障碍与冲突，跨学科研究评价(利益)的障碍与冲突等方面。在管理体制和运行机制上，大学教师的跨学科研究意识还不强;大学现行的学术管理体制和运行机制对跨学科研究缺乏支撑力和推动力;行政权力与学术权力的失衡，竞争与合作的失衡，缺乏系统的执行架构和机制;缺乏跨学科研究改革与创新的切实措施和效率最大化的管理模式。在组织结构上，各学科仍相对封闭，跨学科研究的合作机制与条件缺失，学科间未能实现协调发展，跨学科组织内各要素尚不能完全产生协同作用，妨碍了跨学科组织系统的有序运行。在研究资源上，资源投入的主体和方式较为单一，力度小，持续性差，分散度较高，
1、建筑、艺术和社会科学、工商管理、会计、商业管理、计算机工程、商业分析、计算机科学、信息系统、牙科、工业设计、环境研究、法学、医药、音乐、护理、制药、项目及设施管理、房地产、科学工程、生物工程、化学工程、土木工程、工程科学、环境工程、电气工程、工业及系统工程、材料科学与工程、机械工程等。
2、新加坡国立大学最早可追溯自1905年设立的英皇爱德华七世医学院及1927年设立的莱佛士学院(那时的新加坡是英皇的殖民地)，1949年这两所学院合并成马来亚大学，后改名新加坡大学。1953年南洋大学在东南亚华人社群的倾力支持下成立，成为新加坡第二所大学。1980年新加坡大学同南洋大学正式合并成为新加坡国立大学。大学目前已拥有9大学院，共50多个学系，提供高水准的学术课程。此外，学校还拥有9个研究生院、多所研究机构及多个研究中心。学校是环太平洋大学联盟、亚洲大学联盟、亚太国际教育协会、国际研究型大学联盟等著名高校联盟的成员。学校在工程生命科学及生物医学，社会科学及自然科学等领域的研究享有盛名。
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关键词：生物工艺学；教学质量；双线教学法
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）16-0023-02
生物技术是21世纪国家优先发展的高新技术之一。随着生物技术产业的快速发展，新的生物技术产品不断出现，其产品涵盖医药、食品、化工、轻工、农业、能源、环保等诸多行业和领域，为工农业生产、社会进步带来明显的影响和效益，给人类带来巨大的经济效益和社会效益。随着生物技术产业的高速发展，专业技术人员的短缺已经成了行业发展的瓶颈。适应这一形势，国内绝大多数高校纷纷开设了生物工程专业。提高教学质量，提高专业人员的素质，已经成为生物技术进一步高速发展的关键。本文就如何提高《生物工艺学》教学质量做了初步总结。
一、生物工程专业概况
生物工程是上世纪80年代后在国内各高校开始普遍设置的一个新兴专业，由于生物技术产业的迅速发展，在国内各高校迅速开设。到目前为止，国内开设生物工程本科专业的高校多达几百所。由于各高校的具体情况不同，生物工程专业的课程设置情况有很大差别，大部分高校把生物工程专业设置在生命科学与技术学院（也有部分高校称作生命科学系），这些高校设置的有关生物类的课程较多；也有很多高校把生物工程专业设置在化工学院（也有部分高校称作化学化工学院），这些高校设置的有关化学工程类的课程较多。总之，目前国内各高校根据各自的情况不同，设置的生物工程专业课程千差万别。
国内绝大多数高校的生物工程专业基本都设置了《生物工艺学》。《生物工艺学》是生物工程专业的学生学习了《无机与分析化学》、《有机化学》、《生物化学》、《微生物学》、《化工原理》等课程的基础上学习的一门必修核心专业课，该课程是联系理论和生产实际的一个重要纽带，是与实践紧密结合的一门应用型课程，主要研究内容是利用微生物的生长代谢活动产生的各种生理活性物质来生产各种工业产品。
二、《生物工艺学》教学研究
由于设置生物工程专业的国内一本院校和部分老牌二本工科院校具有较强的师资力量，《生物工艺学》的教学质量较高。但是国内绝大部分新建本科院校在追逐扩大办学规模的驱动下，在不具备设置生物工程专业的情况下，利用国家教育产业规模扩大的宏观政策调控下，也相继设置了生物工程专业。在这类院校中，严重缺乏工科背景的任课老师讲授主干专业课，尤其严重缺乏《生物工艺学》和《生物工程设备》任课老师，只能由其他专业的老师讲课。下面讲述提高《生物工艺学》教学质量的具体研究。
1.《生物工艺学》理论教学。本人在工厂工作所积累的生产实践经验和攻读硕士学位和博士学位所掌握的理论体系指导下，通过教学实践逐渐探索出了讲授《生物工艺学》理论知识的双线教学法。收到了良好的教学效果。所谓双线教学法就是在讲授《生物工艺学》理论知识时，采用科研线和生产线两条线索进行讲解。所谓科研线就是在没有生产工艺时，如何通过科研，研发出一条生产目的产物的新工艺。所谓生产线就是在具备成熟的生产工艺、高产菌种何所需设备时，如何运用生产工艺生产出发酵产品。
研发生产工艺的科研线为：通过查阅资料查明哪些微生物能够通过生长代谢产生目的产物获取能够产生目的产物的微生物（有两个途径：第一，从菌种保藏机构购买；第二，从自然界中分离得到）高产目的产物的菌种选育（有三条途径：第一，通过传统的诱变育种；第二，利用原生质体融合技术育种；第三，利用基因工程技术育种）在摇床培养中进行培养基设计（包括种子培养基和发酵培养基）和培养条件优化在发酵罐中放大培养（在小发酵罐中进行小试成功后，在较大的发酵罐中进行中试）。如在中试生产中，目的产物的得率和生产成本达到预期目的，研发出的生产工艺即可用于工业化生产中。
生产产品的生产线为：菌种活化（由于菌种在长时间内不使用，有些菌体细胞已经死亡，在使用前要进行活化）种子扩大培养（首先把菌种从试管斜面上接种到小摇瓶里培养，然后把在小摇瓶中培养的微生物种子接种到大摇瓶中培养，最后把在大摇瓶中培养的微生物种子接种到种子发酵罐中进行培养。如果在种子发酵罐中培养的种子仍未达到所需要的数量，可以在种子发酵罐中继续扩大培养）发酵生产目的产物（这一部分是该课程的核心，包括工业培养基的配置、灭菌，无菌空气的制备和发酵生产控制和检测等内容）。
2.《生物工艺学》实验教学。到目前为止，国内还没有正式出版的《生物工艺学实验指导》教材。各高校在进行《生物工艺学》实验教学时所需用实验教学内容相差较大。本人在指导《生物工艺学》实验时，选用了《黑曲霉高产淀粉酶菌种选育实验》、《高产淀粉酶黑曲霉的培养基设计与条件优化实验》、《用黑曲霉在发酵罐内生产淀粉酶实验》。
《黑曲霉高产淀粉酶菌种选育实验》的实验目的如下：第一，在微生物实验的基础上进一步提高学生的无菌操作能力；第二，要求学生熟练掌握诱变育种的各步骤和操作；第三，进一步掌握纯种分离的步骤和操作。《高产淀粉酶黑曲霉的培养基设计与条件优化实验》的实验目的是让学生掌握高产菌种的培养基设计和最适发酵培养条件的优化步骤和实验操作能力。《用黑曲霉在发酵罐内生产淀粉酶实验》的实验目的是让学生在掌握了通气搅拌发酵罐的结构和工作原理的基础上，学习如何进行发酵罐培养基的灭菌、如何进行无菌空气的制备和如何进行发酵控制等生产基本操作技能。
三、结束语
《生物工艺学》作为一门相对年轻的课程，再加上各高校师资力量参差不齐，要想提高其教学质量是一个提高师资力量和逐步探索的过程。本人提出的双线教学法和所选用的实验内容仅供各位同仁参考，以期共同提高《生物工艺学》的教学质量。教师要支持和保护学生实验中可贵的求异精神，鼓励学生自己解决出现的问题，训练他们主动学习和独立思考的能力。实验结束后教师还应组织学生对实验现象、结果进行交流，互相启发、补充、讨论，在共同研讨中逐渐提高自己思维能力和总结能力。在分析实验课中，教师通过具体制定能力培养目标和增加设计性实验的方法，能很好地培养学生较强的动手能力和独立工作能力，全面提高实验能力，分析化学实验教学的改革，需要不断地探索与尝试、总结和完善，需要更多教师的积极。我们力争运用适当的教学方法和手段，丰富教学内容，拓展教学环境，弥补传统实验教学的不足和适应时代科技发展的需要，进而对学生的能力和素质培养、提高学生自主学习的能力、改变学生不能独立思考、自由表达的现状，提高生物制药工艺学的教学效果。
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1、现代自然科学的体系结构由浑浊、弦理论、大统一理论、生物工程、基因工程组成。
2、科学分为自然科学、人文科学和社会科学三大门类 ，并构建了现代科学体系，以人文科学为主体、自然科学和社会科学为两翼的立体结构。
3、自然科学是研究自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学。包括数学、物理、化学、天文学、地球科学、生命科学等。它不仅是巨大的生产力，推动经济的发展，而且对人类思想文明的进步起着巨大的推动作用，成为提高人类认识世界能力的源泉、建立科学世界观的重要基础、加强道德建设的重要条件，培养人们勇于为科学真理献身的精神。
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关键词：生物技术；制药；应用
生物技术也可以称作是生物工程。以现在化的生命科学为主要基础，综合各种科学技术，科学原理以及先进的科学手段，按照设计对生物体和生物原料的加工为人类生产出具有重要作用的生物技术产品。生物技术是人们对动植物以及微生物本身的物质加工而成，为人们生产数优质的生物技术产品更好的为社会服务。现代生物制药技术其中包括现代化生物技术和发酵技术，生物技术来源于相关的学科和生物学发展相融合的产物，其中以重组DNA技术为核心主要的基因工程，这之中还包括有生化工程、细胞工程、微生物工程和生物制药等各个领域。生物技术是综合许多种现代科学理论与生命科学研究出来的一种高新技术，运用先进的技术手段为我国制药行业的研究创造出广阔的应用前景。
1 发酵工程制药
现代的发酵制药工程。又可以被称作微生物工程，是指采用现代的生物技术手段，利用微生物的特定功能，为人类生产出有用的产品，工业生产的过程直接运用微生物技术。微生物代谢生产的生物技术就是发酵工程制药。发酵工程制药中含有，抗生素、激素、维生素等相关的生理活性物质。主要的研究对微生物改良和筛选，工艺研究，等处理产品后续的问题。如今DNA重组技术对微生物菌类的改良有着重要的作用。在20世纪70年代中，基因技术和细胞技术融合等生物技术的不断发展，发酵工业进入了现代化的工程阶段，其中生产的产品有酒精类饮料，还有胰岛素、生长激素和抗生素等多种保健药物。发酵工程制药利用微生物生长以及代谢制作中药，此类制作中药方式比一般方式都优越，可以全面的改善药性，降低副作用，橹幸钚猿煞痔峁┬碌姆⒄狗较颍产生新的药物作用，针对各种适应症的治疗，充分保护中药成分，避免中药活性成分遭到破坏，从而做到节约药物资源。
2 基因工程制药
基因工程制药是指分子水平上基因的操作，根据人类的需求所设计的，按照设计方案创建含有新性状的生物新品系，并且能使生物新品系稳定的遗传给下一代。基因工程与工程设计运用了相似的方法，具有明显的理学与工程学的特点。工程制药通过DNA技术将疾病的蛋白质、酶、核酸等基因药物转移到宿主细胞进行表达和繁殖，最终可以获得相应的治疗药物。抗生素通常是人体的活性因子，主要研究基因的鉴定、克隆导体的构建，导入产物分离纯化等问题。基因工程被人们掌握时间并不是很长，但已经多次的取得了实际性的成果和应用价值，基因技术已经成为我国的核心技术，将在制药方面充分的发挥重要作用。
3 细胞工程制药
相关于细胞工程制药的范围还没有确切的说法，细胞工程是根据分子生物学原理，应用了细胞培育技术以及细胞水平进行遗传操作。细胞工程大体可分为细胞质工程和染色体工程。细胞工程的主要关键是运用植物和动物的细胞培养作为药物生产技术。利用细胞技术对动植物的培养可以生产出人类活性因子，以及单克隆等抗体产品。也可以生产出活性因子疫苗等DNA产品。在地理条件和气候环境的影响下植物细胞代谢产物含量仍然很高。系统正在研究培养，人参、三七等制药用的植物，并对相关的培养条件做出了。分析表明，人参细胞培养物与药理活性都和普通种植的人参没有明显差异。对于某些植物的细胞培养与生产已经达到了商业化作用。除了对细胞大规模的培养之外，毛状根与不定根的培养也很成功。黄氏毛状根的培养效果与价格与药物黄氏相似，希腊毛地黄细胞应在褐藻酸欲的固定情况下培养，可将有毒的毛地黄物质转化成地高辛，运用紫草细胞培养生产紫草宁等根据野生新疆雪莲的抗炎等作用，相关人员等进行了细胞培养物与天然新疆雪莲抗炎、镇痛的药理实验，实验表明新疆雪莲细胞培养物，可以成为野生雪莲的替代品。资源短缺也是比较严重的问题，对于资源短缺完全可以利用细胞培养技术对犀角等相关药用动物器官进行培养，此方式就能解决资源短缺的问题。
4 酶工程制药
酶工程指的是用酶、细胞，等拥有独特的催化功能，借助生物技术手段为人类制造出需要的产品。酶学理论与化工技术结合形成的新技术就是没酶工程。现如今已经有很多国家都运用了固定化的酶和细胞生产药品。没工程技术是现代生物技术的重要部分，固定化酶不仅能合成药物分子。还能用于对药物的转化。我国运用微生物的两部转化方法成功的生产出维生素C，酶工程主要研究产药酶，酶细胞固定化相关的操作条件等。酶工程的应用前景一片光明，发酵工业与化学合成工业发生了巨大的改变。药用植物的有效成分来源于植物的次生代谢产物。现如今已有很多个国家充分的应用固定化细胞与固定化酶进行药物的生产。
5 结束语
综上所述，我国的生物技术已经越来越重要，目前生物制药的研究成果数量日益增长，其技术制药研究已经不断的深入各个领域，中药研制新药的环节也在不断的介入在新药研发中生物技术制药形式相对比较重要，使生物技术制药成为了研发主流。生物技术同时还具有对珍稀传统药材的保护同时还能生产出大量的高品质药材和药品活性成分，使药品活性成分的含量有效的提高。合理的应用现代化生物技术，使我国的制药行业不断地取得更大的发展。
参考文献
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