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生物工程專業(yè)簡介:
本專業(yè)培養(yǎng)掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論、基本技能,能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。
主要課程:
1、 實(shí)習(xí)目的
這次認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是在完成基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)后所進(jìn)行的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過到工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)和觀摩進(jìn)一步鞏固加深課堂所學(xué)過的理論知識(shí),將理論和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合,并為本專業(yè)后續(xù)《生物化學(xué)》、《微生物學(xué)》等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),是我們對(duì)發(fā)酵、藥品等企業(yè)有一個(gè)初步的了解。
2、 實(shí)習(xí)內(nèi)容
2.1 實(shí)習(xí)單位簡介
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,并進(jìn)行規(guī)?;圃斓膶I(yè)化公司,酵母產(chǎn)業(yè)化水平在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,是酵母行業(yè)唯一的高科技上市公司。公司經(jīng)營范圍涉及酵母及深加工產(chǎn)品、生物制品、食品添加劑、豆制品、奶制品、調(diào)味品、糧食制品的生產(chǎn)、銷售;生化產(chǎn)品的研制、開發(fā);生化設(shè)備、自控儀表、電氣微機(jī)工程的加工、安裝、調(diào)試;經(jīng)營本企業(yè)自產(chǎn)及技術(shù)的進(jìn)出口業(yè)務(wù);經(jīng)營本企業(yè)生產(chǎn)所需的原輔材料、儀器儀表、機(jī)械設(shè)備、零配件及技術(shù)的進(jìn)口業(yè)務(wù)(國家限定公司經(jīng)營和國家禁止進(jìn)出口的商品除外);經(jīng)營進(jìn)料加工和“三來一補(bǔ)”業(yè)務(wù);道路貨物運(yùn)輸服務(wù)。片劑、沖劑、膠囊劑、原料藥的生產(chǎn)、銷售。飼料添加劑;有機(jī)復(fù)混肥料系列產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售。公司擁有年產(chǎn)15000噸干酵母生產(chǎn)線及國內(nèi)最大的酵母生產(chǎn)基地.
2.1.2湖北金龍泉集團(tuán)股份有限公司
湖北金龍泉集團(tuán)股份有限公司是一家啤酒產(chǎn)銷量連續(xù)8年名列全國行業(yè)十強(qiáng)、位居湖北榜首的大型企業(yè),主要產(chǎn)品有金龍泉系列啤酒,曼思萊系列葡萄酒,金龍泉系列純凈水,年啤酒生產(chǎn)能力達(dá)60萬噸。公司擁有固定資產(chǎn)15億元,2003年底加盟全球第一大啤酒釀造商英博集團(tuán),英博雄厚的資本實(shí)力、先進(jìn)的管理和技術(shù),為金龍泉做強(qiáng)做大注入了新的活力。主導(dǎo)產(chǎn)品金龍泉系列啤酒先后榮膺42項(xiàng)國際國內(nèi)大獎(jiǎng),被人民大會(huì)堂確定為宴會(huì)用酒,并于1995年10月1日榮登中華人民共和國建國50周年慶典國宴,產(chǎn)品暢銷全國18各省市,并通過邊貿(mào)輻射到俄羅斯和東南亞地區(qū)。20年來,公司累計(jì)生產(chǎn)啤酒186萬噸,實(shí)現(xiàn)銷售收入30億元,創(chuàng)利稅10億元。其中2000年產(chǎn)銷啤酒38.07萬噸,實(shí)現(xiàn)銷售收入5.92億元,創(chuàng)利稅1.57億元,其啤酒產(chǎn)量,銷售收入,實(shí)現(xiàn)稅收,均以進(jìn)入全國十強(qiáng),位居湖北啤酒行業(yè)的榜首。
2.1.3宜昌三峽藥業(yè)有限責(zé)任公司
三峽藥業(yè)有限責(zé)任公司是一家生產(chǎn)抗生素、氨基酸原料藥及針劑、系列氨基酸輸液等綜合性產(chǎn)品的中型醫(yī)藥工業(yè)公司,國家GMP認(rèn)證企業(yè)。三峽藥業(yè)有限責(zé)任公司現(xiàn)擁有二個(gè)分廠,一個(gè)藥物研究所,二個(gè)二級(jí)公司三個(gè)直屬車間,擁有高素質(zhì)的員工1300人。各類工程技術(shù)人員占員工總數(shù)的30%。生產(chǎn)的品種品規(guī)達(dá)120多個(gè),公司占地7.2萬㎡。主要產(chǎn)品有L-異亮氨酸、L-纈氨酸、L-亮氨酸、硫酸新霉素、鹽酸林可霉素,系列氨基酸酸輸液、針劑等。是國內(nèi)最早開發(fā)生產(chǎn)L-異亮氨酸、L-纈氨酸和復(fù)合氨基酸輸液、針劑單位以及國內(nèi)最大的硫酸新霉素生產(chǎn)基地。
2.2認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)內(nèi)容
2.2.1安琪酵母
在安琪集團(tuán),我們主要參觀了安琪集團(tuán)擁有的國內(nèi)最大的酵母抽提物生產(chǎn)線———年產(chǎn)5000噸酵母抽提物生產(chǎn)線日前在安琪酵母(600298)建成。公司利用上市募集資金建設(shè)的這條生產(chǎn)線技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先,生產(chǎn)規(guī)模國內(nèi)最大。該生產(chǎn)線的建成投產(chǎn),標(biāo)志著安琪酵母綜合技術(shù)水平、市場競爭力邁上新臺(tái)階,朝著“國際化專業(yè)化酵母公司”的目標(biāo)又邁進(jìn)了一步。
酵母抽提物是采用先進(jìn)加工工藝生產(chǎn)的食用酵母深加工產(chǎn)品,是新型、高檔食品添加劑,屬高新技術(shù)產(chǎn)品,該產(chǎn)品代表國際調(diào)味品發(fā)展的趨勢(shì)和潮流。安琪酵母于1993年開始酵母抽提物的研究工作,該課題先后被列入國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目和國家技術(shù)創(chuàng)新試產(chǎn)項(xiàng)目。1997年,安琪公司建成了年產(chǎn)1000噸的酵母抽提物生產(chǎn)線。
據(jù)介紹,安琪年產(chǎn)5000噸酵母抽提物生產(chǎn)線是由歐洲著名生物工程公司設(shè)計(jì)的,引進(jìn)歐洲工藝技術(shù),關(guān)鍵設(shè)備全部進(jìn)口。該生產(chǎn)線柔性化設(shè)計(jì),可以生產(chǎn)各種高品質(zhì)的純天然酵母抽提物,按照食品GMP標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和管理,產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可以達(dá)到歐盟衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),能滿足出口的各種要求。該系統(tǒng)可以充分保證生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,并大幅度提高勞動(dòng)效率。
然后,我們還參觀了安琪現(xiàn)代化的包裝車間以及自控設(shè)施.整個(gè)參觀給我們留下了深刻的影響.
2.2.1金龍泉啤酒
在金龍泉,我們系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了啤酒的釀造工藝流程. 金龍泉啤酒以其卓越品質(zhì)幾十年來馳譽(yù)國內(nèi),它采用了優(yōu)質(zhì)麥芽、大米、酒花和水,經(jīng)過糖化、過濾、冷卻、發(fā)酵、包裝等工序精制而成,它成功的原因在于獨(dú)特的釀造工藝和嚴(yán)格的工藝管理,在繼續(xù)傳統(tǒng)釀造工藝的基礎(chǔ)上,通過不斷的技術(shù)改進(jìn),金龍泉啤酒的釀制工藝已日臻完善,而獨(dú)特的后熟工藝和優(yōu)良的酵母菌種更使其錦上添花,保證了產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)異和穩(wěn)定。對(duì)金龍泉系列的啤酒的生產(chǎn)工藝而言,主要流程如下:
制麥------糖化------發(fā)酵------罐裝
在糖化車間,我們參觀了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)主控系統(tǒng), 德國荷普曼糖化
裝備.在發(fā)酵車間,我們目睹了華中地區(qū)最大的露天發(fā)酵罐群的風(fēng)采,然后在講解人員的介紹下,我們參觀了金龍泉科學(xué)合理的發(fā)酵系統(tǒng).最后我們?cè)诎b車間觀看了德國產(chǎn)36000瓶/小時(shí)自動(dòng)化啤酒灌裝線.
通過學(xué)習(xí),我不僅了解了啤酒的釀造工藝流程,還對(duì)相關(guān)的知識(shí)如啤酒的風(fēng)味,食品行業(yè)的衛(wèi)生質(zhì)量要求有了一定的了解.此外,金龍泉“舉團(tuán)結(jié)之旗、興認(rèn)真之風(fēng)、走拼搏之路、創(chuàng)領(lǐng)先之勢(shì)”的企業(yè)文化也深深吸引了我,我想,這對(duì)我們平時(shí)的學(xué)習(xí)同樣是有所啟發(fā)的.
2.2.1三峽藥業(yè)
在三峽藥業(yè),我們參觀了氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)的車間,了解了生物制藥的相關(guān)工藝,設(shè)備,以及藥品行業(yè)獨(dú)有的要求.同時(shí),系統(tǒng)的了解了三峽藥業(yè)的主要抗生素產(chǎn)品情況,包含如下:
1.硫酸辛酶素 屬氨基糖苷類抗生素藥物。主要成份為新霉B。C抗菌譜及廣,對(duì)革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌有極好的殺滅作用。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥和獸藥領(lǐng)域,分子式:C23H46N6O13·3H2SO4白色或黃白色粉末。吸濕,極易溶于水,微溶于酒精,不溶于丙酮和乙醚。
2.氨基酸系列產(chǎn)品 主要包括:L-纈氨酸 ( L-Valine) L-異亮氨酸 (L-Isoleucine) L-亮氨酸 (L-leucine) L-醋酸賴氨酸 (L-lysine Acetate)
3.實(shí)習(xí)體會(huì)
我們開展分子生物學(xué)教學(xué)改革遵循兩條基本原則:一是適應(yīng)普通高等教學(xué)需求的基本原則;二是適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)需要的基本原則。在堅(jiān)持兩個(gè)基本原則基礎(chǔ)之上,我們提出三條改革思路:一是針對(duì)生物工程類專業(yè)特點(diǎn),突出分子生物學(xué)在現(xiàn)代工業(yè)微生物研究和改良中的應(yīng)用趨勢(shì)和途徑,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解和本學(xué)科的認(rèn)識(shí);二是遵循高等院校教學(xué)特點(diǎn),從教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行改革和探索,建立一套能夠培養(yǎng)理論素養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ⒅氐墓こ袒瞬诺姆肿由飳W(xué)教學(xué)體系;三是加強(qiáng)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合的教學(xué)方式,在理論中強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,在應(yīng)用中引出理論,使學(xué)生在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)消化理論知識(shí)的同時(shí)拓展視野并加強(qiáng)對(duì)本學(xué)科的理解。
2教學(xué)改革具體內(nèi)容
2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
我們?cè)谶M(jìn)行分子生物學(xué)課程的授學(xué)時(shí),首先針對(duì)生物工程類專業(yè)特點(diǎn)選擇合適的教材并制定教學(xué)大綱。經(jīng)過比較和分析,我們選擇趙亞華編著的《分子生物學(xué)教程》(第三版)(普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材)作為基礎(chǔ)教材,該教材主要闡述的是狹義分子生物學(xué)所涵蓋的范疇,編寫內(nèi)容具有條理清晰,語言簡練,信息量大,實(shí)例豐富等特點(diǎn),并且全書系統(tǒng)地在重要的知識(shí)點(diǎn)后附有簡要小結(jié),便于學(xué)生在學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中從繁雜的信息中快速的查找和理解重點(diǎn)內(nèi)容,比較適合于普通高校生物工程類專業(yè)教學(xué)使用。分子生物學(xué)課時(shí)少而內(nèi)容繁雜,在有限的課時(shí)之內(nèi)不可能按教材內(nèi)容全部講授,學(xué)生也不可能全部能夠接受。因此,在實(shí)際教學(xué)過程中,我們必須結(jié)合專業(yè)特點(diǎn),對(duì)教科書內(nèi)容進(jìn)行取舍,并根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)充,突出專業(yè)領(lǐng)域涉及的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此,選定教材之后,我們根據(jù)生物工程類專業(yè)特點(diǎn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化:(1)弱化學(xué)科交叉重復(fù)部分,分子生物學(xué)是在多個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,也決定了分子生物學(xué)中有很多理論知識(shí)與其它學(xué)科具有交叉和重復(fù),如生物化學(xué)、遺傳學(xué)、酶學(xué)和微生物學(xué)等,我們?cè)诜肿由飳W(xué)的實(shí)際教學(xué)過程中對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的交叉部分的知識(shí)點(diǎn)采用復(fù)習(xí)的方式快速進(jìn)行;(2)強(qiáng)化對(duì)與專業(yè)相關(guān)的理論知識(shí)講解,例如DNA的重組、真核生物與原核生物基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容;(3)引導(dǎo)介紹與本專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn),學(xué)生如有興趣可以利用課外時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),以滿足求知欲望較為強(qiáng)烈的學(xué)生的學(xué)習(xí)要求,如噬菌體基因的表達(dá)調(diào)控、病毒的分子生物學(xué)等;(4)結(jié)合專業(yè)方向補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,加大應(yīng)用實(shí)例講解,促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,例如講解特異位點(diǎn)重組內(nèi)容時(shí),可以結(jié)合目前研究領(lǐng)域應(yīng)用較多的Xer/dif重組系統(tǒng)進(jìn)行講解,讓學(xué)生理解了特異位點(diǎn)重組概念和過程的同時(shí),又學(xué)習(xí)了該重組理論最新研究進(jìn)展及其在微生物代謝途徑工程中的應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的理論性、專業(yè)性、實(shí)用性、學(xué)術(shù)性和前沿性并舉。
2.2改革教學(xué)方法
對(duì)大學(xué)生而言,分子生物學(xué)是一門及其抽象的學(xué)科,其中涉及的理論體系和生物過程復(fù)雜而又晦澀難懂,極其難以掌握,采用傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)效率有限,因此創(chuàng)新教學(xué)方法,改變授課方式,使抽象化的概念能夠直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升學(xué)習(xí)效率尤為重要。我們?cè)趯?shí)際教學(xué)中,對(duì)教學(xué)方法做了以下改革:(1)采用多媒體教學(xué),結(jié)合大量精美圖片、動(dòng)畫和視頻,將抽象的、理論的生物過程或概念中涵蓋的大量信息有效、生動(dòng)、形象化地展現(xiàn)給學(xué)生,例如,蛋白質(zhì)合成過程中涉及的起始、延生和終止三個(gè)過程以及延生過程中涉及的進(jìn)位、轉(zhuǎn)肽和轉(zhuǎn)位三個(gè)反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)過程,中間涉及的概念和因子很多,通過板書無法有效地進(jìn)行形象化演示和解釋,而在多媒體教學(xué)方式下,借助大量圖片和動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)相結(jié)合的方式講授該生物過程,可使學(xué)生有效地理解并掌握該部分內(nèi)容;(2)大力利用網(wǎng)絡(luò)資源,搜尋與講授內(nèi)容相關(guān)的精美圖片和科教視頻,補(bǔ)充教材內(nèi)容的不足,從不同視角、不同階段對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行闡釋,幫助學(xué)生對(duì)難點(diǎn)的理解和掌握,例如,RNA干擾技術(shù)是一個(gè)比較抽象的概念和過程,課堂調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難理解雙鏈RNA的產(chǎn)生、水解蛋白的作用過程等概念,在我們的實(shí)際教學(xué)過程中選用一段網(wǎng)絡(luò)公開視頻通過三維動(dòng)畫模擬,使學(xué)生輕松地“看到了”生物體內(nèi)RNA干擾過程,極大地幫助了學(xué)生對(duì)相關(guān)過程的認(rèn)識(shí)和理解;(3)利用生物學(xué)分析軟件演示促進(jìn)學(xué)生理解,在現(xiàn)代分子生物學(xué)研究領(lǐng)域,無論是簡單基因的比對(duì)分析還是復(fù)雜的蛋白質(zhì)定向進(jìn)化模擬都離不開專業(yè)的生物學(xué)分析軟件,在教學(xué)方面利用生物學(xué)分析軟件也可以達(dá)到事半功倍的效果,例如,在講授蛋白質(zhì)的編碼基因序列和開放閱讀框兩個(gè)概念的時(shí)候,學(xué)生短時(shí)間之內(nèi)無法深刻理解,如果使用生物學(xué)分析軟件對(duì)一條基因進(jìn)行分析演示,學(xué)生可以一目了然地“看到”CDS與ORF之間的聯(lián)系與區(qū)別;(4)結(jié)合實(shí)例對(duì)重點(diǎn)理論進(jìn)行剖析,例如基因表達(dá)調(diào)控部分內(nèi)容,在目前的科學(xué)研究領(lǐng)域和實(shí)際工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域研究都極為廣泛,但在實(shí)際教學(xué)時(shí),由于知識(shí)點(diǎn)多,過程復(fù)雜,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往感覺到枯燥而不知所以然,此時(shí)即可在教學(xué)過程中結(jié)合某個(gè)具體的相關(guān)研究項(xiàng)目(例如碩士研究論文、博士研究論文或科研基金研究項(xiàng)目)的目的、意義和方法等進(jìn)行講解,達(dá)到理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,在實(shí)例中引出理論概念和過程。通過大量實(shí)例的講解,不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)加深了學(xué)生對(duì)本學(xué)科的認(rèn)識(shí),拓展了學(xué)生的視野,培養(yǎng)了學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中解決問題的思維能力。
2.3強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)
分子生物學(xué)是在實(shí)驗(yàn)論證的基礎(chǔ)之上建立并發(fā)展起來的對(duì)實(shí)驗(yàn)技能要求很強(qiáng)的一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,因此,分子生物學(xué)的教學(xué)也必須有實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為支撐,只有在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的模式下才能使學(xué)生學(xué)以致用,達(dá)到真正理解并掌握分子生物學(xué)的教學(xué)目的。對(duì)工科的生物工程類專業(yè),實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有舉足輕重、不可替代的作用,是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。在我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中,將每個(gè)班分為10組,每組3~4人,每個(gè)學(xué)生可以且必須單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)操作,掌握本專業(yè)應(yīng)用最為廣泛的基因工程操作技術(shù)中常用的經(jīng)典方法。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間與課堂教學(xué)時(shí)間比例設(shè)置為1∶2,保障有1/3的教學(xué)時(shí)間用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要圍繞基因工程操作技術(shù)經(jīng)典的四個(gè)步驟進(jìn)行,即目的基因的獲取、重組載體的構(gòu)建(克隆載體)、受體細(xì)胞(大腸桿菌)轉(zhuǎn)化、結(jié)果驗(yàn)證,在此過程中連續(xù)進(jìn)行染色體提取、連接、大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞制備、轉(zhuǎn)化、質(zhì)粒提取、限制性酶切以及瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)等基本操作,使學(xué)生掌握DNA體外重組過程中使用的基本操作方法和技術(shù)原理。在上述實(shí)驗(yàn)過程中,多數(shù)實(shí)驗(yàn)步驟中都是微升級(jí)反應(yīng)體系,對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析能力要求極高,因此,通過分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)并強(qiáng)化學(xué)生的“精細(xì)化”實(shí)驗(yàn)操作能力,為培養(yǎng)動(dòng)手能力強(qiáng),專業(yè)素質(zhì)過硬,分析能力嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮细翊髮W(xué)畢業(yè)生做出貢獻(xiàn)。
3結(jié)語
生物工程設(shè)備是為生物工程專業(yè)開設(shè)的核心課程。本文探討了陜西科技大學(xué)生物工程設(shè)備課程的歷史沿革、特點(diǎn)、課程體系、教學(xué)手方法改革等問題,認(rèn)為應(yīng)采用啟發(fā)式及學(xué)生參與式教學(xué),調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性;采用參觀、演講式及電教片教學(xué),擴(kuò)大課堂信息量,鍛煉學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。
【關(guān)鍵詞】生物工程設(shè)備;歷史沿革;特點(diǎn);教學(xué)改革
生物工程設(shè)備課程是高校生物工程專業(yè)普遍開設(shè)的主干課程,目前許多高校已將該課程擴(kuò)展到生物科學(xué)、生物技術(shù)等相關(guān)理科類專業(yè),足見其該門課程的重要性及實(shí)用性。陜西科技大學(xué)生物工程設(shè)備課程體系主要涵蓋設(shè)備和工程兩部分內(nèi)容。介紹生物工程產(chǎn)業(yè)中的生物反應(yīng)器、生物反應(yīng)物料預(yù)處理、分離純化、空氣凈化等設(shè)備的結(jié)構(gòu),工作原理、操作特性及設(shè)計(jì)放大、選用等,并結(jié)合目前生物工程企業(yè)生產(chǎn)案例進(jìn)行討論,鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容和強(qiáng)化工程的觀念。
一、課程的歷史沿革及特點(diǎn)
陜西科技大學(xué)生物工程專業(yè)的前身是1985年成立的飲料和發(fā)酵工藝專科,為其開設(shè)《發(fā)酵設(shè)備》課程,側(cè)重討論發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備問題,即為現(xiàn)在《生物工程設(shè)備》課程的前身。1996年設(shè)置“生物化工”本科專業(yè),開設(shè)的《發(fā)酵設(shè)備》課程教學(xué)體系中,增加了發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中的工程內(nèi)容。1998年,根據(jù)教育部普通高校本科專業(yè)目錄,本校生物化工專業(yè)調(diào)整為生物工程專業(yè),課程更名為《生物工程設(shè)備》,突出了生物工業(yè)中的設(shè)備及工程內(nèi)容,拓寬了專業(yè)知識(shí)面和內(nèi)涵,課程授課所在單位的“食品科學(xué)與工程”為陜西省名牌專業(yè),擁有“陜西省食品生物技術(shù)示范教學(xué)中心”、“陜西省中藥生物工程技術(shù)研究中心”、 “國家果蔬加工技術(shù)研發(fā)分中心”、“陜西農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究院”、“陜西省食品加工工程技術(shù)研究中心”等科研結(jié)構(gòu)。
生物工程設(shè)備是為生物工程專業(yè)開設(shè)的一門非常重要的專業(yè)主干課,具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、內(nèi)容更新快的特點(diǎn)。該課程與化工原理等工程類課程密切相關(guān),與微生物學(xué)、生物工藝原理、生物分離工程、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)等課程緊密聯(lián)系。通過本門課的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠較好地掌握生物工業(yè)企業(yè)的設(shè)備生產(chǎn)流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)特性及工作原理、主要設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型,掌握生物工業(yè)設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),了解通用及專用設(shè)備安裝維護(hù)的技術(shù)要求。本門課程的開設(shè)在培養(yǎng)高級(jí)生物工程技術(shù)人才中扮演著重要的角色。
二、課程體系及教學(xué)手段改革
《生物工程設(shè)備》與很多課程有著密切的聯(lián)系,生物工程專業(yè)開設(shè)的課程主要有《物理化學(xué)》、《化工原理》、《細(xì)胞生物學(xué)》、《微生物學(xué)》、《生物化學(xué)》、《微生物遺傳育種》、《基因工程》、《分子生物學(xué)》、《生物工藝原理》、《生物制藥工藝學(xué)》、《生物工程下游技術(shù)》、《生物工程分析》、《發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)》、《細(xì)胞工程》、《酶工程》、《氨基酸工藝學(xué)》、《生物信息學(xué)》等課程。針對(duì)課程教學(xué)體系,辟面重復(fù)和不銜接問題,以提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。注重學(xué)生對(duì)基本原理的理解,注重對(duì)實(shí)用性內(nèi)容的掌握,注重講授體系中以點(diǎn)帶面,達(dá)到舉一反三的效果。本課程內(nèi)容體系涵蓋三部分內(nèi)容:第一部分生物反應(yīng)器,以機(jī)械攪拌通風(fēng)生物反應(yīng)器和生物反應(yīng)器比擬放大為主線、兼顧其它好氧、厭氧及其它發(fā)酵設(shè)備。第二部分包括生物反應(yīng)物料預(yù)處理及產(chǎn)物分離純化設(shè)備,教學(xué)內(nèi)容包括:(1)物料處理與培養(yǎng)基制備設(shè)備;(2)過濾、離心與膜分離設(shè)備;(3)離子交換與色譜分離設(shè)備;(4)干燥設(shè)備;(5)蒸餾設(shè)備等。第三部分為輔助系統(tǒng)設(shè)備,教學(xué)內(nèi)容為空氣凈化系統(tǒng)及設(shè)備等。此外,我們還為學(xué)生簡要介紹國內(nèi)外生物工程設(shè)備知名企業(yè),如德國貝朗(Braun)、法國寶樂菲公司(Biolafitte)、瑞士比歐公司(Infors)、日本丸菱株式會(huì)社(B.E. Marubishi)、鎮(zhèn)江東方生物工程設(shè)備技術(shù)有限公司、上海傲中生物工程設(shè)備技術(shù)有限公司、華東理工大學(xué)國強(qiáng)生化工程裝備有限公司、上海理工大學(xué)高機(jī)生物工程設(shè)備技術(shù)有限公司等,并通過網(wǎng)絡(luò)查閱國內(nèi)外專業(yè)書籍及期刊,如《Biochemical Engineeringand Biotechnology》、《Producing Biomolecular Substances with Fermenters,Bioreactors,and Biomolecular Synthesizers》、《Fermentation and Biochemical Engineering Handbook: Principles,process Design,and Equipment》等,通過將最新科研成果和技術(shù)及時(shí)地介紹給學(xué)生,使教學(xué)內(nèi)容更具前沿性。
《生物工程設(shè)備》為工程類課程,這對(duì)沒有工業(yè)生產(chǎn)閱歷的學(xué)生,學(xué)習(xí)起來較為困難,影響其學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中如何發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性,使一門被認(rèn)為枯燥的課程變?yōu)橐婚T有趣味、生動(dòng)活潑的課程是《生物工程設(shè)備》教學(xué)中長期探索的課題。我們利用多媒體教學(xué)的特點(diǎn),通過圖片、動(dòng)畫、錄像等多種媒體信息,使枯燥的理論變得形象和直觀,并幫助學(xué)生理解一些抽象問題,激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣,使上課信息量更大,課堂教學(xué)效果更佳。例如在講授膜分離設(shè)備的時(shí)候,采用了東方仿真的AVI視頻形式,演示了板式、管式、螺旋卷式、中空纖維式及動(dòng)態(tài)壓力膜分離設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其運(yùn)轉(zhuǎn)情況,形象生動(dòng),收到了事半功倍的效果。另外,通過生物工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的模擬設(shè)計(jì)計(jì)算,便于學(xué)生掌握教學(xué)內(nèi)容,灌輸工程觀念,增強(qiáng)直覺感和實(shí)用感。
三、教學(xué)方法改革
采用啟發(fā)式及學(xué)生參與式教學(xué),充分激發(fā)學(xué)生的求知欲,從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。教師主要向?qū)W生提供信息源而不再是填鴨式的教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)以信息資源為中心,并根據(jù)興趣進(jìn)一步發(fā)掘和探索,從而使教學(xué)變成了學(xué)生對(duì)新知識(shí)的追求過程。例如在講生物反應(yīng)器時(shí),我們講授了通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備,厭氧發(fā)酵設(shè)備,并給學(xué)生簡要講述了固態(tài)發(fā)酵生物反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn),并提供了一些國內(nèi)外參考資料目錄,讓學(xué)生分組在后查閱資料,并進(jìn)行備課準(zhǔn)備,每組推薦學(xué)生進(jìn)行上臺(tái)講授,再由同學(xué)提問討論,最后教師進(jìn)行歸納和總結(jié),這既可以培養(yǎng)他們勤于思考的學(xué)習(xí)態(tài)度,又能夠引導(dǎo)他們進(jìn)行創(chuàng)新性思維,且這種教學(xué)方式深受同學(xué)們的喜愛。
參觀、演講式及電教片教學(xué)。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,組織同學(xué)們?nèi)ハ嚓P(guān)發(fā)酵參觀,在生產(chǎn)第一線讓學(xué)生增加對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解,并邀請(qǐng)發(fā)酵企業(yè)有一定知名度或在發(fā)酵行業(yè)一線工作的工程師或總工程師為同學(xué)們進(jìn)行專題演講,使同學(xué)對(duì)我國生物工程企業(yè)有了更深刻的了解和認(rèn)識(shí);此外學(xué)生放映了醬油釀造工藝、醋釀造工藝、啤酒生產(chǎn)工藝、液相色譜設(shè)備等電教片,增加了學(xué)生對(duì)相關(guān)設(shè)備的認(rèn)識(shí)。
四、結(jié)語
通過對(duì)《生物工程設(shè)備》課題的課程體系、教學(xué)手段及方法等的改革,摸索出一種新的專業(yè)課教學(xué)模式,通過多媒體、視頻、錄像、電教片、參觀及演講式教學(xué)基本上解決了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程時(shí)覺得枯燥的局面,擴(kuò)大了課堂信息量,鍛煉了學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。通過探索和改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法,才能與當(dāng)代飛速發(fā)展的科技相適應(yīng),才能使培養(yǎng)出的生物工程專業(yè)畢業(yè)生具有更加深厚和廣泛的專業(yè)知識(shí),更能適應(yīng)新世紀(jì)對(duì)復(fù)合型人才的需要。
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關(guān)鍵詞:生物工程;全程導(dǎo)師制;設(shè)計(jì)與實(shí)施
一、我校生物工程專業(yè)導(dǎo)師制現(xiàn)狀
我校生物工程專業(yè)每年招生50人左右,現(xiàn)有專業(yè)教師25名左右,一年師生比約為1:2,這個(gè)數(shù)值與我國目前的研究生教育相當(dāng),這為全程導(dǎo)師制的實(shí)施提供了師資條件。目前,我校生物工程專業(yè)與其他大多數(shù)專業(yè)一樣,實(shí)行的主要是高年級(jí)導(dǎo)師制,學(xué)生在大三或大四選擇指導(dǎo)教師,指導(dǎo)教師主要指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)實(shí)踐,重點(diǎn)是提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和能力。然而,對(duì)大一或大二的學(xué)生則缺乏有效的針對(duì)性指導(dǎo),學(xué)生中出現(xiàn)的多種問題難以得到及時(shí)有效的處理,影響了學(xué)生身心健康以及大學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
二、生物工程專業(yè)導(dǎo)師組的設(shè)立
實(shí)施全程導(dǎo)師制的前提是要有足夠數(shù)量的導(dǎo)師,而全程導(dǎo)師制的實(shí)施效果關(guān)鍵在于導(dǎo)師的綜合素養(yǎng)。一方面由于專業(yè)教師數(shù)量有限,教學(xué)科研工作任務(wù)較多;另一方面由于專業(yè)教師術(shù)業(yè)有專攻,各有所長,因此由2位教學(xué)科研互補(bǔ)型的教師組成一個(gè)導(dǎo)師組,取長補(bǔ)短,同時(shí)指導(dǎo)一組大學(xué)生。根據(jù)2018年生物工程專業(yè)師生現(xiàn)狀,總計(jì)分為13個(gè)導(dǎo)師組,每組指導(dǎo)4—5名大一新生。
三、生物工程專業(yè)全程導(dǎo)師制運(yùn)行模式
不同年級(jí)的大學(xué)生,確定不同的重點(diǎn)指導(dǎo)內(nèi)容。大學(xué)一年級(jí),導(dǎo)師重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生盡快熟悉校園生活,處理好班級(jí)及宿舍學(xué)生之間的關(guān)系,做好學(xué)業(yè)規(guī)劃,重視公共基礎(chǔ)課學(xué)習(xí),尤其是外語與計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí),適當(dāng)參加學(xué)生社團(tuán)活動(dòng),注重身心健康。大學(xué)二年級(jí),鼓勵(lì)學(xué)生在做好專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,注重綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生自身的特長與興趣,鼓勵(lì)學(xué)生參加不同的課外實(shí)踐活動(dòng),比如社會(huì)服務(wù)、勤工助學(xué)、各種大學(xué)生競賽等。大學(xué)三年級(jí),鼓勵(lì)學(xué)生在完成好專業(yè)課程學(xué)習(xí)的同時(shí),進(jìn)入導(dǎo)師實(shí)驗(yàn)室開展科研工作,申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,閱讀專業(yè)文獻(xiàn),撰寫科技論文,提高專業(yè)素質(zhì)與能力。同時(shí),計(jì)劃考研的學(xué)生開始復(fù)習(xí)準(zhǔn)備。大學(xué)四年級(jí),鼓勵(lì)學(xué)生在做好校內(nèi)畢業(yè)設(shè)計(jì)、順利完成畢業(yè)答辯的基礎(chǔ)上,積極參加校外企事業(yè)單位的實(shí)習(xí)實(shí)踐工作,部分學(xué)生做好就業(yè)準(zhǔn)備,準(zhǔn)備考研的學(xué)生做好研究生初試及復(fù)試等工作。導(dǎo)師組對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)可以采取多種形式,導(dǎo)師組與學(xué)生組可以面對(duì)面進(jìn)行交流,也可以通過網(wǎng)絡(luò)、電話進(jìn)行集中或個(gè)別指導(dǎo)。指導(dǎo)的頻次根據(jù)導(dǎo)師和學(xué)生的時(shí)間來確定,每個(gè)學(xué)期初和學(xué)期末至少當(dāng)面指導(dǎo)1次。全部導(dǎo)師組每學(xué)期至少召開1次指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)。
四、生物工程專業(yè)全程導(dǎo)師制效果評(píng)價(jià)
全程導(dǎo)師制指導(dǎo)效果可以通過以下多種指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),如學(xué)生學(xué)分積點(diǎn)、學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金、英語四六級(jí)通過數(shù)、計(jì)算機(jī)等級(jí)考試通過數(shù)、學(xué)生數(shù)、學(xué)生競賽獲獎(jiǎng)數(shù)、大學(xué)生科技創(chuàng)新立項(xiàng)數(shù)、學(xué)生考研數(shù)、學(xué)生就業(yè)數(shù)、學(xué)生社會(huì)服務(wù)情況、學(xué)生社會(huì)實(shí)踐情況、學(xué)生對(duì)導(dǎo)師的評(píng)價(jià)等。
生物學(xué)科 生物醫(yī)學(xué)工程 生物技術(shù) 生物學(xué)論文 生物教學(xué) 生物科學(xué)論文 生物科技論文 生物醫(yī)藥論文 生物化學(xué) 生物統(tǒng)計(jì)論文 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀