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教學內(nèi)容的與時俱進和不斷更新是“概論”課程生命力的體現(xiàn)。每學期都要開設的“概論”課,一方面建立起相對穩(wěn)定的教學大綱,是保證穩(wěn)定教學質(zhì)量的要求;另一方面,課程的教學內(nèi)容卻是需要“流動”的,不斷有所增減。這是因為無論從學科的發(fā)展還是從課程的屬性來看,都要求課程在教學過程中與時俱進地更新教學內(nèi)容。(一)生命科學與生物技術(shù)飛速發(fā)展日新月異的必然要求日本學者伊東光在20世紀曾經(jīng)預言:生命科學在20世紀90年代會取得創(chuàng)造性的突破,21世紀將是生命科學的世紀。如今這個預言應驗了。從20世紀50年代到最近的諾貝爾獎獲得者中可以看出,這個公認的最高科學獎項越來越青睞于生命科學領(lǐng)域。即便是化學獎的獲得者,許多也是因為選擇了與生命活動相關(guān)的研究對象或研究領(lǐng)域,才取得了突破性的成就。[4]進入21世紀以來,生命科學和生物技術(shù)的發(fā)展進入了黃金時代,給人類的生活和生產(chǎn)帶來了天翻地覆的變化,依靠生命科學的新興研究領(lǐng)域特別是分子生物學、系統(tǒng)生物學,以及合成生物學而發(fā)展起來的認識生命、改變自然生物為人工生物的高技術(shù)方法,正越來越顯著地提高著人們的生活質(zhì)量和工作效率。隨著生命科學與生物技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有的教材及教學大綱的知識點已難以跟上科技發(fā)展的腳步,這也對該課程的教學方式提出了新的要求。[5,6](二)體現(xiàn)選修課傳播先進科學技術(shù)和最新科學成果的必然要求高校開設選修課的目的之一,是介紹先進科學技術(shù)和最新科學成果,以培養(yǎng)大學生的綜合素質(zhì),并提高他們的創(chuàng)新能力。這就要求“概論”在教學中必須緊跟學科發(fā)展前沿,密切關(guān)注學科領(lǐng)域發(fā)展的前沿技術(shù)和研究成果,及時地將其更新到教學內(nèi)容中,這樣才能體現(xiàn)選修課的課程屬性,有助于拓寬學生的知識面,優(yōu)化其知識結(jié)構(gòu),培養(yǎng)復合型的人才。
二、“概論”課程教學內(nèi)容與時俱進的探索與實踐
(一)密切關(guān)注學科發(fā)展前沿目前,生命科學已經(jīng)成為世界科學前沿最活躍的學科,也是代表科學發(fā)展方向的學科之一。隨著新理論、新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn),“概論”課程的設置及內(nèi)容顯著落后于科學發(fā)展的速度,許多前沿知識難以及時走進課堂,學生缺乏對“高、新、尖”科技知識及發(fā)展歷程的基本了解,缺乏對該領(lǐng)域發(fā)展對社會進步影響的認識,從而影響了他們的科學素養(yǎng)和科學價值觀的形成。這種局面對“概論”課程的講授內(nèi)容和方式提出了新的要求。基于此,在遵循教學大綱的基礎上,有選擇性地穿插講授部分與大綱內(nèi)容相關(guān)的前沿技術(shù),一方面能夠加深學生對講授知識點的理解,同時也使最新的科技進展進入課堂,激發(fā)學生的學習興趣并促進他們修讀該課程的學習熱情。例如,在講授“克隆技術(shù)”這一知識點時,我們一方面按照教學大綱內(nèi)容,講授“多利羊”的克隆過程及其中涉及的相關(guān)生物學原理;與此同時,結(jié)合最近剛剛興起的合成生物學技術(shù),選擇其標志性事件作為講授素材:即2010年,美國科學家克雷格·文特爾(Craig Venter)在其實驗室用化學合成的基因組成功構(gòu)建了一個細菌細胞,命名為“辛西婭”,從此宣告“人造生命”成為可能。[7]針對這一最新的生命科學前沿事件,講授其誕生背景,相關(guān)技術(shù)水平,應用前景及輿論評價等方面的最新進展。在此基礎上,采用啟發(fā)式的教學方法,提出疑問。即:以“多利羊”誕生為代表的克隆技術(shù)和以“辛西婭”誕生為代表的合成生物技術(shù)有何區(qū)別與聯(lián)系?通過讓學生課后查閱資料及后續(xù)課程的及時跟進,我們將這一問題的答案貫穿在整個課程涉及克隆技術(shù)的內(nèi)容中,使學生們深刻體會這二者之間的區(qū)別和聯(lián)系。這二者的效果是類似的,均是通過無性繁殖的手段獲得目標性狀的生物個體;但克隆技術(shù)獲得的“多利羊”只是一個母體的復制,也就是說它的遺傳物質(zhì)是來至于自然復制,而采用合成生物學人工合成的生命“辛西婭”的遺傳物質(zhì)來源于人工化學合成,這是二者的不同之處。(二)積極反映科技最新動態(tài)及時展示相關(guān)領(lǐng)域的最新科研成果是選修課程的基本屬性之一,這就要求“概論”在講授過程中,要突破傳統(tǒng)按照教學大綱的思路,及時地補充生命科學和生物技術(shù)領(lǐng)域的科技最新動態(tài),全面提高學生修讀該課程的學習興趣并拓寬其知識面。如每年10月份諾貝爾獎評選結(jié)果公布,每年年底世界主流媒體評出當年科技十大進展之際,我們通常會把其中反映生命科學和生物技術(shù)最新進展的內(nèi)容及時移植到教學中去。非典和禽流感的到來,威脅人們健康,引起了全社會關(guān)注。于是,有關(guān)病毒、細菌等病原物及流行疾病的新內(nèi)容被拿到“概論”課堂上來了,這些“時尚”的新內(nèi)容很受學生歡迎。學生從中感受到熱點前沿貼近自己,學習到對科研成果的評價,也更理解科技進展的人文涵義。例如,在講授生命起源這一知識點時,針對“生命起源于地球之外的宇宙”這一假設,課堂內(nèi)容中引入了最新的科技報道:火星上曾有生命?“藍莓”狀物質(zhì)成為有力證據(jù)(2012年9月17日中國日報網(wǎng))!學生在感受有關(guān)生命起源探索是在不斷進行的同時,獲悉了最新的科技進展。再比如,講授“微生物基礎”章節(jié)中關(guān)于“病毒”的知識點時,我們結(jié)合當時在我國長三角地區(qū)爆發(fā)的H7N9禽流感疫情,詳細講解禽流感病毒的不同亞型,以及H7N9亞型病毒的演變歷程與其生物學特點、致病力、傳播力;據(jù)此,再進一步詳細介紹禽流感流感病毒的表面結(jié)構(gòu)特征,以及其不同亞型的分類依據(jù);并結(jié)合其不耐高溫的屬性,介紹在平時日常生活中應該如何防治,以及我國科學家如何及時進行針對性的研究,加快防治該病毒的疫苗研制的進展。(三)聚焦產(chǎn)業(yè)最新研究進展隨著生命科學逐漸成為世界科學前沿最活躍的部分,作為與人類健康和自身發(fā)展密切相關(guān)的領(lǐng)域,在世界范圍內(nèi),人們逐漸形成了這樣一個認識:生物技術(shù)所主導的BT產(chǎn)業(yè),與計算機技術(shù)所主導的IT產(chǎn)業(yè)一起,將成為21世紀主導社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。這意味著生物產(chǎn)業(yè)已成為全球各國關(guān)注的焦點。講授“生物技術(shù)實踐”這一章節(jié)時,我們向?qū)W生們解讀我國基于對生物產(chǎn)業(yè)研發(fā)重視而頒布的《促進生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》和《“十二五”生物技術(shù)發(fā)展專項規(guī)劃》等最新規(guī)劃文件,使學生們及時地了解到我國在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署。及時地跟進產(chǎn)業(yè)的最新研究進展,有望使學生們在領(lǐng)悟中學習,在實踐中求知。每年6月份公布的美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎中都會有涉及生物技術(shù)應用于綠色化學過程的實例。這些應用實例的穿插講授,不僅可以使學生們領(lǐng)悟到生物技術(shù)的強大功能,而且可以使他們切身感受到生命科學和生物技術(shù)其實就在我們的日常生活中。再比如,講授“生物能源”這一知識點時,在介紹最新的第二代燃料乙醇研發(fā)進展和產(chǎn)業(yè)化動態(tài)的同時,我們結(jié)合南京工業(yè)大學在另一種重要的生物能源———生物甲烷方面形成的研究方向和標志性成果進行講解,包括主持的兩項與生物甲烷相關(guān)的國家973項目“新一代生物催化與生物轉(zhuǎn)化的科學基礎”和“生物甲烷系統(tǒng)中若干過程高效轉(zhuǎn)化的基礎研究”,以及面向電動汽車的甲烷燃料電池的研發(fā)新進展。[8]通過這些內(nèi)容的介紹,學生們在領(lǐng)悟到生物甲烷的優(yōu)越性及其生產(chǎn)流程,以及其中亟須解決的關(guān)鍵科學問題的同時,可以獲得這樣一種體驗:其實生物能源研究就在我們周圍。在此基礎上,我們進一步以南京工業(yè)大學的生物甲烷示范工程項目作為講授素材,詳細講解生物甲烷的生產(chǎn)流程及其廣泛應用和對節(jié)能減排的貢獻。
三、教學改革的效果
我國生物技術(shù)專利保護主要體現(xiàn)在以下幾個方面(1)保護動植物品種,根據(jù)專利法當中的規(guī)定可以得出,不論是針對傳統(tǒng)生物學的培育方式還是其他類型的飼養(yǎng)動植物新品種等,或者是直接通過現(xiàn)代化的雜交及基因工程來直接獲得的植物新品種,都不可授予其專利。(2)遺傳物質(zhì)及微生物菌種,這種生物技術(shù)是可以授予相應的專利,同時也可嚴格按照當代生物學的分類方式來證明微生物菌種既不屬于植物,同時也不屬于動物方面的品種。而且在專利法也明確規(guī)定,微生物菌種可以授予其相應的專利,并以此來促使其獲得相應的專利法保護。(3)生物制品,這主要是指一些微生物或者是微生物的代謝成分,動物或者人的血液加工而成,主要用于預防、治療以及診斷相應的傳染病或其他的疾病的免疫制劑。專利法就針對這些生物制品明確指出可以獲得專利權(quán)的保護。
2我國生物技術(shù)專利保護當中存在的問題
2.1法律存在矛盾沖突,不夠系統(tǒng)規(guī)范
很多西方發(fā)達國家都對生物技術(shù)的保護制定了專門的法律規(guī)定,但是在我國仍然沒有一部較為完善的生物技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)保護方面的規(guī)定,所以在整個法律規(guī)定當中就很容易出現(xiàn)重復性的矛盾沖突和各種不確定性的因素等。而且這其中多數(shù)規(guī)定都是通過國務院部門的規(guī)章條例形式來出現(xiàn)的,所以在法律效力方面存在一定的限制。在其真正的效力位階上仍然低于法律的效力,所以就很不利于國家生物遺傳的資源保護。這對于我國這樣的農(nóng)業(yè)大國來說在植物品種權(quán)方面就必須要給予其充分的重視,所以就必須要制定一套完善的、系統(tǒng)化的法律制度。
2.2法律空白,立法不夠嚴謹
由于我國在專利法方面的基礎較為薄弱,因此通常都是借鑒西方發(fā)達國家的法律經(jīng)驗來進行,所以這就很容易出現(xiàn)一種脫離我國國情,照搬照抄他國的情況。這就很容易導致我國農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展處于一種停滯的狀態(tài),從而直接導致科研人員出現(xiàn)嚴重流失的情況。而且在人力資源增長的速度也變得越來越快,結(jié)果最終導致農(nóng)業(yè)科技方面的人力資源在我國全國的科技資源方面的比重開始急劇下降,這主要都是由于立法不嚴謹所導致的。不但在這種立法上面不嚴謹,同時在很多新技術(shù)方面也存在較多的法律空白。
2.3法律條文可操作性低
我國大多數(shù)的法律效力都是體系在成文法當中,而且在真正借鑒西方國家經(jīng)驗的過程中,也都只是引進了相應的原則性的規(guī)定,并沒有在這個基礎上做出相似的規(guī)定,因此在法律真正的適用過程當中,其只是相對引進了相應的原則性的規(guī)定,并沒有做出一些比較具體化的規(guī)定,因此就有大多數(shù)的規(guī)定明顯缺乏相應的可操作性。而且在我國也沒有做出一些細化的規(guī)定,比如在公共秩序和道德之間的條款,這些都在實踐當中難以把握,嚴重缺乏相應的可操作性。
3改進生物技術(shù)專利保護的對策
3.1完善專利權(quán)條件
針對生物技術(shù)專利保護方面的問題,就必須要嚴格的根據(jù)生物技術(shù)的科研發(fā)展水平來采取相應的對策。這就要求其必須要具有以下幾種特性(1)新穎性,這主要也是針對生物技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造當中所具有的新穎性進行有效的審查,并以此來制定新穎性的審查標準。對于物質(zhì)之間的組合主要也是為了能夠區(qū)別其和天然物質(zhì)之間的特性,并促使其具備新穎性。(2)創(chuàng)造性,這主要是將最新技術(shù)和目前已有的技術(shù)來進行對比分析,并以此來發(fā)現(xiàn)和找出其中的實質(zhì)特點以及顯著的進步等。(3)實用性,在我國專利法當中明確規(guī)定,衡量一項技術(shù)的實用性主要是找出此項發(fā)明的實用性,并以此來判斷其是否能夠真正進行制造和使用,并能夠通過此來產(chǎn)生相應的積極性效果。
3.2拓展生物技術(shù)專利保護范圍由于我國的專利法的發(fā)展經(jīng)歷了多年的發(fā)展歷程,因此同時囊括了多個范圍的專利性保護,比如在微生物方法及產(chǎn)品獲得相應的專利權(quán)就充分的說明其大大的拓展了專利所保護的范
圍,這種形式相對于發(fā)達國家來說明顯處于一種首慢半拍的狀態(tài)。而且通過國際專利制度發(fā)展史也直接表明,在某一個技術(shù)領(lǐng)域當中,專利技術(shù)越完善,那么其在這個技術(shù)領(lǐng)域當中就具有的絕對的專利控制權(quán)也能夠因此促進相應的領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,所以就需要拓展生物技術(shù)專利保護范圍。
3.3構(gòu)建生物技術(shù)專利保護機制
這就必須要給予科研機構(gòu)相應的創(chuàng)新性的動力和目標,并以此來杜絕其科研和生產(chǎn)之間出現(xiàn)嚴重脫節(jié)的情況。而且在改革開放之后,市場經(jīng)濟的發(fā)展體制開始改變,在生物技術(shù)方面就更應該構(gòu)建相應的生物技術(shù)專利保護機制,這樣才能真正促進知識經(jīng)濟的發(fā)展,從而有效的提升生物技術(shù)專利的分配效率,最終促進生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進程。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞 生物技術(shù) 創(chuàng)新型 創(chuàng)業(yè)型 人才培養(yǎng)
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
21世紀是生物的世紀,我國目前無論是生物技術(shù)的研究及產(chǎn)品開發(fā)人才,存在嚴重不足。在用人單位求賢若渴的同時,大量生物技術(shù)畢業(yè)生卻不能找到合適的崗位,校園里以傳統(tǒng)教學方法培養(yǎng)出來的應試人才不能滿足企業(yè)對人才的要求。隨著國家高等教育改革的不斷深化和當今社會發(fā)展對人才的需求,高等院校培養(yǎng)人才的目標和模式也面臨挑戰(zhàn)。生物技術(shù)是應用型學科,與日常生活及生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切,因此,如何培養(yǎng)學生的動手能力及創(chuàng)新意識,要在本科培養(yǎng)計劃中扮演重要角色,同時要提供良好的條件和各種實踐平臺,讓學生多接觸社會,了解社會,為日后的創(chuàng)業(yè)撒下種子。近年來,我們結(jié)合湖北省“戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃”,對生物技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng)模式進行了探索與實踐,并取得一定的經(jīng)驗,現(xiàn)總結(jié)如下,供相關(guān)同行參考。
1 明確的目標定位
江漢大學生命科學院生物技術(shù)自成立以來就以服務武漢,立足湖北,面向全國為己任,并圍繞“武漢國家生物產(chǎn)業(yè)基地”的建立和發(fā)展需求,培養(yǎng)符合武漢及周邊地區(qū)生物技術(shù)企業(yè)要求的應用型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。近年,我院生物技術(shù)專業(yè)成功申報了“湖北省戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃”,更明確了“創(chuàng)新型”,“創(chuàng)業(yè)型”作為我院生物技術(shù)人才的培養(yǎng)目標。
2 彈性的學分制教學
科學合理的課程體系是實現(xiàn)培養(yǎng)目標,構(gòu)建學生知識結(jié)構(gòu)和綜合素質(zhì)的前提和保障。根據(jù)國家高等教育發(fā)展的趨勢和要求,經(jīng)湖北省教育廳批準,學校于2011年開始實行學分制改革,我們同步參考國家對生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方針,結(jié)合本學院學科發(fā)展的特點,采用彈性學分制原則,學生按要求修滿學分即可申請畢業(yè),學習年限在3~5年彈性變動。同時,對以往教學計劃中的理論課程進行了優(yōu)化和整合,注重引導學生根據(jù)自身情況和特點,主動設計和選擇主攻方向,給學生更大的自主選擇空間。在專業(yè)課中,主干課程作為專業(yè)必修課程學分占全部學分的26%;專業(yè)選修課學分占總學分的22%,并根據(jù)學院師資隊伍及科研特色,將設置的專業(yè)選修課分為生物農(nóng)業(yè)技術(shù)、生物技術(shù)制品兩個方向的模塊課程供學生自主選擇,同時保證每個模塊中供學生選擇的課程科目學分兩倍于學分要求,每門課程選課人數(shù)超過專業(yè)人數(shù)1/3即開課。
3 過硬的教學質(zhì)量
教學質(zhì)量是人才培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié),我們每年都會結(jié)合學科發(fā)展趨勢和學院特色,全面修訂教學大綱,更新和調(diào)整教學內(nèi)容。其別注意課程內(nèi)容整合,明確每門課程的講授內(nèi)容和范圍;同時注意相關(guān)課程之間內(nèi)容的銜接,授課教師間的定期備課交流,避免出現(xiàn)一些學科交叉知識點的重復學習;每年要求教師修改講授內(nèi)容,努力做到當年學科新知識及前沿動態(tài)在課堂教學內(nèi)容上有所體現(xiàn)。在課堂教學方法改革中,鼓勵教師進行各種形式的探索,如“研討式”“PBL式”等各種不同形式的教學方法被廣泛用于課堂教學中,改變了過去傳統(tǒng)的“填鴨式”“滿堂灌”的教學方法。在很多專業(yè)課程的學習中,改變了期末考定成績的傳統(tǒng)方式,小組討論,辯論賽,口試,專業(yè)綜述寫作,外文翻譯等不同環(huán)節(jié)被引入最后成績評定中,并占有一定比重;同時在期末考試中嘗試開卷考試,注重考查學生根據(jù)已經(jīng)掌握的知識及使用參考資料,發(fā)現(xiàn),分析,并解決一些專業(yè)問題,同時提出自己的想法和設計相關(guān)實驗,而不是簡單地考幾個需要死記硬背的知識點。通過近幾年的實踐,學生學習熱情和興趣被充分調(diào)動,課堂氣氛活躍,對所學知識的把握能力也更強,在學習過程中發(fā)現(xiàn)問題,分析問題,想辦法解決問題也成為一種學習習慣。
4 加強實驗教學
所有實驗項目進行整合和更新,制打破傳統(tǒng)割裂式教學,起用模塊式實驗教學,構(gòu)建新的實驗教學體系,把教學實驗分為基礎性實驗、綜合性實驗和研究性實驗。注重各門相關(guān)學科專業(yè)知識之間的交叉滲透、而且有利于學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng),促進了實驗教學方法的改進、實驗設備的綜合利用,進而推動實驗室管理體制的進一步完善。其中基礎性實驗160多學時,包括微生物學,生物化學,遺傳學等傳統(tǒng)生物學實驗。綜合性實驗包括2個,共140學時:一個為80學時的生物技術(shù)大實驗,涵蓋了生物信息學,基因工程,分子生物學,免疫學,等理學科目的知識,內(nèi)容豐富,集眾多學科知識交叉融合;一個為生物工程類大實驗,共60學時,集合發(fā)酵工程,微生物遺傳與育種,生物技術(shù)中下游技術(shù),化工原理,生物制品工藝學等工科類學科知識。通過這2個綜合性實驗,使學生學會通過利用不同學科知識和實驗的融合來完成某個具體實驗任務,培養(yǎng)其對所學知識和實驗操作能力的融會貫通能力;同時,學生可以通過第一個生物技術(shù)大實驗體會類似企業(yè)和科研院校進行研發(fā)工作的過程,通過工程類實驗,初步了解生產(chǎn)和研發(fā)部門工作的區(qū)別。研究性實驗是以學院教師科研方向為依托,學生根據(jù)自己研究興趣,選擇相關(guān)實驗項目,在教師指導下,完成相關(guān)實驗。通過基礎實驗,綜合實驗和研究性實驗三種不同層次和培養(yǎng)目的實驗項目的開設,使實驗教學實現(xiàn)既對學生進行實驗技能的全面培養(yǎng),又尊重其個性特點發(fā)展的目標。
5 增加實踐環(huán)節(jié)比重
開展實踐教學不僅有助于學生加深對本專業(yè)知識的理解,更重要的是可以讓學生理論聯(lián)系實際,在實踐中應用和進一步把握專業(yè)技能,同時,開闊視野,了解在校園里學到的知識如何運用于生產(chǎn)中,為將來勝任本職工作打下基礎。我們整個實踐部分環(huán)節(jié)占總學分的30%。實踐環(huán)節(jié)分為必修和選修兩種,必修為集中性訓練,包括以下幾個實習環(huán)節(jié):(1)野外實習,學生到野外實習基地兩周,學習辨認各種植物和動物及制作標本,熟練使用植物檢索表和動物圖鑒,初步學會撰寫調(diào)查報告;(2)科研訓練,以教師科研團隊為依托,學生自主選擇實驗室和導師,課余時間分組進入實驗室,以小組為單位申報科學研究項目,完成開題,實驗及答辯。旨在開闊科研視野,提高科研興趣;同時培養(yǎng)學生動手能力,創(chuàng)新性意識、分析和解決問題的能力;(3)專業(yè)實習:分校內(nèi)基地和校外基地分別進行,校內(nèi)實習基地安排學生進行啤酒發(fā)酵、食用菌栽培、肥肝鵝養(yǎng)殖、試管苗的繁育等。校外實習基地安排學生進行生產(chǎn)勞動、頂崗實習、崗位技能訓練等。培養(yǎng)學生認真負責的工作作風、良好的職業(yè)道德和素質(zhì)。(4)生產(chǎn)實習:在校外實習基地進行。生物制藥方向?qū)嵙曇髮W生進入相關(guān)企業(yè),熟悉部分生物制品的典型工藝流程和主要設備、參與主要工序的操作過程;生物農(nóng)業(yè)方向要求學生能通過實習期間的學習和實踐,熟悉動植物種苗的繁育技術(shù)、參與現(xiàn)代化、集約化、標準化的都市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(5)畢業(yè)實習:畢業(yè)實習與畢業(yè)論文相結(jié)合,在校外、內(nèi)實習基地進行。培養(yǎng)學生綜合應用所學知識和技能獨立解決實際問題的工作能力、同時也是對本科四年所學習的知識和培養(yǎng)能力的一種綜合檢驗。此外對于有余力的學生還設置了課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目實踐,學生通過參加開放性實驗,學生科研創(chuàng)新項目,學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,教師科研項目等方式也可以獲得一定選修學分。通過這一系列實踐活動,使學生逐步了解自己所學知識和技能在社會上該如何找切入點,同時也培養(yǎng)了他們良好的溝通協(xié)調(diào)能力和團隊精神。
6 加強院企合作辦學
鑒于畢業(yè)生就業(yè)基本選擇武漢地區(qū)相關(guān)企業(yè),學院教師科研項目也與相關(guān)企業(yè)保持密切的合作關(guān)系,學院與多家企業(yè)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系。邀請企業(yè)中的工程師和專家共同開發(fā)和承擔與企業(yè)生產(chǎn)實際密切相關(guān)的新課程,如GMP質(zhì)量管理、食品衛(wèi)生檢驗、農(nóng)作物新品種選育與種子生產(chǎn)等,供學生選擇學習;經(jīng)常邀請企業(yè)家到學院進行相關(guān)講座和交流,從企業(yè)的角度給予學生專業(yè)導引;院企雙方積極共建實習實踐基地,讓學生有機會到企業(yè)進行生產(chǎn)實踐、企業(yè)科研和崗位技能訓練;通過與企業(yè)的深度合作,使學生能深入了解企業(yè)文化及對人才的需求,更加明確自己的發(fā)展方向,在學校和企業(yè)提供各種學習,實踐機會中快速成長,將自己培養(yǎng)成符合企業(yè)要求的專業(yè)技術(shù)人才。
綜上所述,地方本科院校培養(yǎng)的生物技術(shù)人才,應該在自己辦學背景的條件下,充分發(fā)揮自己的特色,在本科四年的各個教學環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)意識,使培養(yǎng)出來的學生不僅擁有扎實的學科知識,很強的動手能力和綜合素質(zhì),同時還具備一定創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)熱情。
本文受湖北省教育廳教學研究項目《生物技術(shù)專業(yè)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)體系的探索與實踐》(2011248)項目資助
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關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù);食品工業(yè);功能食品;有效成分;食品添加劑
中圖分類號:Q819文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)06-0023-02
一、現(xiàn)代生物技術(shù)簡介
生物技術(shù)包括傳統(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。傳統(tǒng)生物技術(shù)包括釀造、酶的使用、抗菌素發(fā)酵、味精和氨基酸工業(yè)等,被廣泛應用于生產(chǎn)多種食品如面包、奶酪、啤酒、葡萄酒以及醬油、米酒和發(fā)酵乳制品。它和新的生物技術(shù)之間既有聯(lián)系,又有質(zhì)的區(qū)別。現(xiàn)代生物技術(shù)是20世紀70年代初在分子生物學、生物化學、生化工程、微生物學、細胞生物學和電子計算機技術(shù)基礎上形成的綜合性技術(shù)。
二、現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的主要應用
(一)食品原料和食品微生物的改良,提高食品的營養(yǎng)價值及加工性能
利用基因工程、細胞工程改造動物、植物、微生物資源向人類提供各種轉(zhuǎn)基因食品和食品添加劑,一方面提高了農(nóng)作物產(chǎn)量、改善農(nóng)作物抗蟲、抗病、抗除草劑和抗寒能力,另一方面使食品的營養(yǎng)價值、風味品質(zhì)得到改善,食品儲藏和保存時間有所延長。我國利用基因工程技術(shù)培育的轉(zhuǎn)基因抗病番茄、抗病甜椒,目前累計種植3,000多畝,耐貯番茄在室溫下儲藏56天,好果率達70%以上。利用細胞工程技術(shù)培育出含水量大大降低的西紅柿、洋蔥、馬鈴薯新品種,培育出帶咸味和奶味的適宜膨化加工的玉米新品種,獲得了出油率高、不飽和脂肪酸含量較高的油料作物,以及我國已在田間試驗中的超級水稻、轉(zhuǎn)基因鯉魚、高產(chǎn)奶量的轉(zhuǎn)基因試管牛,等等。
采用常規(guī)的誘變、雜交方法與細胞融合、基因工程技術(shù)結(jié)合進行菌種改造和采用基因工程和蛋白質(zhì)工程技術(shù)構(gòu)建“基因工程菌”,改良食品微生物的生產(chǎn)性能。生物技術(shù)已應用于啤酒酵母的改造,如將a-乙酰乳酸脫羧酶基因克隆到啤酒酵母中進行表達,可降低啤酒雙乙酰含量而改善啤酒風味,選育出分解b-葡萄糖和糊精的啤酒酵母,能夠明顯提高麥芽汁的分解率并改善啤酒質(zhì)量;構(gòu)建具有優(yōu)良嗜殺其它菌類活性的嗜殺啤酒酵母已成為純種發(fā)酵的重要措施。
(二)生產(chǎn)各種功能食品的有效成分、新型食品和食品添加劑
通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)制造有利于人類健康的食品或有效因子,如低膽固醇肉豬、低膽固醇蛋和高特種微量元素蛋、人類血液代用品、高異黃酮大豆、高胡蘿卜素稻米,等等。
利用細胞工程技術(shù)生產(chǎn)各種功能食品和功能成分,如對人參、西洋參、長春花、紫草和黃連等植物細胞進行培養(yǎng)生產(chǎn)活性細胞干粉、L-蘇氨酸、免疫球蛋白、生長激素,等等。
利用生物技術(shù),特別是發(fā)酵工程技術(shù)生產(chǎn)食品添加劑。目前國內(nèi)外重點研究開發(fā)的食品添加劑有甜味劑中的木糖醇,甘露糖醇,阿拉伯糖醇,甜味多肽,等等;酸味劑中的L-蘋果酸,L-琥珀酸,等等;氨基酸中各種必需氨基酸;增稠劑中的黃原膠,普魚蘭,茁霉多糖,熱凝性多糖,等等;風味劑中的多種核苷酸,琥珀酸鈉,香茅醇,雙乙酰;芳香劑中的脂肪酸酯,異丁醇,等等;色素中的類胡蘿卜素,紅曲色素,蝦青素,番茄紅素,等等;維生素中的維生素C,維生素B12,核黃素,肉堿;生物活性添加劑中的各種保鍵活菌,活性多肽,等等;防腐劑中的乳鏈菌肽,殺菌肽,瓜蟾抗菌肽,防御素,等等。可直接應用于食品生產(chǎn)過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用發(fā)酵技術(shù)、酶技術(shù)對農(nóng)副產(chǎn)品進行加工,直接生產(chǎn)各種發(fā)酵食品如飲料、酒、醬、醬油、醋、乳酸、酸奶和啤酒。利用基因工程和酶工程,構(gòu)建“生物工程菌”來生產(chǎn)酶制劑。近20年來,利用“基因工程菌”生產(chǎn)的食品酶制劑主要有凝乳酶、a-淀粉酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖異構(gòu)酶、轉(zhuǎn)化酶、脂肪酶、溶菌酶等。凝乳酶是制造干酪過程中起凝乳作用的關(guān)鍵酶;蛋白酶可改善蛋白質(zhì)的溶解性。在食品加工過程中添加一些酶類可以改善產(chǎn)品的色澤、風味和質(zhì)構(gòu)。如用葡萄糖氧化酶可以除去蛋液中的葡萄糖,改善制品的色澤;用脂酶和蛋白酶可加速奶酪的成熟;葡萄糖苷酶可用于果汁和果酒的增香;木瓜蛋白酶可分解膠原蛋白,用于肉的嫩化。
現(xiàn)代生物技術(shù)在肉、奶、水產(chǎn)品加工中也有廣泛的應用,肉的加工保鮮方面主要是提高肉的綜合品質(zhì)以及瘦肉、肥肉、的綜合利用,如肉的嫩化、發(fā)酵香腸的生產(chǎn)和增加產(chǎn)品的花色品種等。乳品方面有利用外源激素提高乳的產(chǎn)量,增強乳的免疫功能,改善乳的組成成分;利用酶工程技術(shù)開發(fā)乳蛋白生物活性肽、發(fā)酵乳制品、雙岐桿菌發(fā)酵乳,等等。水產(chǎn)品如人工淡水魚、內(nèi)臟、魚眼、精卵巢中分離提取有效成分,開發(fā)研制保健食品和藥品。
(三)工業(yè)化生產(chǎn)預定食品或食品功能成分
利用發(fā)酵工程生產(chǎn)功能食品或功能性成分,如低聚糖、糖醇、單細胞蛋白、EPA、DHA、r-亞麻酸、有益菌。利用酶工程制取高蛋白富含多種氨基酸和微量元素的功能食品,如以動植物、微生物蛋白為原料,利用酶技術(shù)將蛋白質(zhì)分解成多肽和氨基酸,可作為功能食品或營養(yǎng)強化食品的原料。利用乳糖酶水解乳糖,加工出低乳糖食品作為乳糖缺乏者的保健飲品。
利用現(xiàn)代生物技術(shù)進行玉米的綜合利用,為新型糖源、變性淀粉、玉米油、發(fā)酵酒精、環(huán)狀糊精等產(chǎn)品的開發(fā)提供充足的原料。如從玉米黃漿水中提取玉米黃色素,可用于人造黃油、人造奶油、糖果、冰淇淋等食品中取代人工合成色素;從玉米皮制取膳食纖維;用玉米淀粉制取高純度低聚異麥芽糖900型第二代功能性保健食品生物糖。
(四)食品包裝和食品檢測方面的應用
現(xiàn)代生物技術(shù)在食品包裝上的應用主要是制造一種有利于食品保質(zhì)的環(huán)境,如葡萄糖氧化酶能除O2,延長食品的保鮮期,保持食品色、香、味的穩(wěn)定性,被應用于茶葉、冰淇淋、奶粉、罐頭等產(chǎn)品的除氧包裝;溶菌酶能消除有害微物生的繁殖,而讓某些有益菌得以繁殖,被廣泛應用于清酒、乳制品、水產(chǎn)品、香腸、奶油、生面條等食品中以延長保鮮期。利用生物技術(shù)制造有特殊功能的包裝材料如包裝紙、包裝膜中加入生物酶,使其具有抗氧化、殺菌、延長食品反應速度等。利用生物技術(shù)改變食物貯藏方式和貯藏期,如利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)耐貯番茄等,延長貨架期。
利用生物技術(shù)還可生產(chǎn)生物可降解的食品包裝材料,建立食品的質(zhì)量檢測方法,處理食品工業(yè)廢水等,如用固定化酶技術(shù)制備酶電極、酶試紙,可以快速簡便地檢測食品中的化學成分。利用基因工程的DNA指紋技術(shù)可以鑒定食品原料和終端產(chǎn)品是否摻假,檢測谷物、堅果、牛奶中是否含有微量毒素;利用PCR技術(shù)可迅速檢測是否為轉(zhuǎn)基因食品,利用生物轉(zhuǎn)化、厭氧發(fā)酵等方法處理食品工業(yè)廢水,使BOD、COD大大降低,達標排放。
三、現(xiàn)代生物技術(shù)的前景與展望
展望現(xiàn)代生物技術(shù)在食品工業(yè)中的應用越來越廣泛,它不僅用來制造某些特殊風味的食品;還用于改進食品加工工藝和提供新的食品資源。食品生物技術(shù)已成為食品工業(yè)的支柱,是未來發(fā)展最快的食品工業(yè)技術(shù)之一,具有廣闊的發(fā)展前景和美好的未來。
參考文獻
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一、緊跟時代的發(fā)展,提高生物重視程度
人類21世紀的今天,生命科學與生物技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成多學科綜合滲透的高科技領(lǐng)域,而且成為21世紀高科技發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一,在我國也越來越受到重視和發(fā)展。但是就中學教育而言,從我們的教育系統(tǒng)到學生和家長,總體上還不太重視生物這一學科。尤其是在初中,生物科一直作為副科,使生物在初中教學中一直倍受冷落。已經(jīng)形成了先入為主的觀念。我們應該充分認識到生物的重要性,與時俱進,把握生物未來發(fā)展的方向。
隨著生命科學的發(fā)展,生物學理論與技術(shù)的發(fā)展和應用已滲透到生命科學的各個領(lǐng)域,在新世紀有著廣闊的發(fā)展前景。從人類基因組計劃到基因治療;從轉(zhuǎn)基因動、植物到雜交水稻;從餐桌上的轉(zhuǎn)基因食品到DNA偵破技術(shù)等等,“生命科學”、“生物工程”、“生物技術(shù)”“轉(zhuǎn)基因工程術(shù)”,已經(jīng)在很多領(lǐng)域顯示出了其領(lǐng)先科學的優(yōu)勢。因此在高速發(fā)展的時代,我們應該重視生物。
二、抓住時代的脈搏,注重培養(yǎng)學生興趣
興趣是打開成功之門的鑰匙,興趣可以變苦學為樂學,變厭學為愿學,變被動為主動。教育心理學研究也表明,當一個學生對學習產(chǎn)生興趣時,就會積極、主動、心情愉快地學習,不會覺得學習是一種負擔而是一種樂趣。另一個研究也表明興趣是獲得知識的內(nèi)在動力,它影響著學生學習的行為與效果。學生對所學學科興趣越濃厚,其學業(yè)成績一般都會越理想。因此,要想讓學生喜歡生物,重視生物,就得先激發(fā)他們學習生物的興趣。這樣就起到了事半功倍的效果。那么在這個信息高速膨脹的時代,怎樣才能夠激起學生的興趣呢?其實我們知道中學生的好奇心很強的也很容易分散注意力。只要我們以生活為依托,增加學習生物的實用性和趣味性,更重要的是抓住時代的脈搏,給學生以最新的知識,讓他們充分的好奇,那么被動學習就變成了主動學習了。興趣就會在不知不覺中培養(yǎng)出來了。
三、更新教育的理念,培養(yǎng)學生主動探究
所謂探究性學習,泛指學生主動探究問題的學習,即學生在教師指導下,以類似科學研究的方式去獲取知識,應用知識解決問題。例如,在講授《保護生物多樣性》時,我為學生創(chuàng)造探索生物多樣性與環(huán)境保護的調(diào)查。讓學生自主性、探索性地學習。我還讓學生科學的利用網(wǎng)絡資源搜集一些資料,然后讓全班同學共享,交流討論得出各種各樣的觀點。這樣讓學生學習興趣更濃、效果更好。這種探究性學習,一方面培養(yǎng)了學生自主學習的能力,另一方面還建立起了平等、民主,合作的學習氛圍。這種與時俱進的理念,把課堂大膽的交給學生,培養(yǎng)學生主動探究學習能力,提高課堂教學的效率。
四、貫穿實用的觀念,重視實驗教學實施
生物是一門實驗性很強的學科,實驗是生物學最基本的研究方法之一。新教材更是非常注重學生實驗探究能力的培養(yǎng)。通過實驗,不僅可以使學生加深和掌握生物學知識,而且還非常有利于培養(yǎng)學生的學習興趣。如在教授《觀察動植物細胞》這兩個實驗時印象深刻,學生沒有見過顯微鏡和其它的實驗工具。好奇心很強,積極性很高。學生做完實驗后我要求小組長做匯報。學生報告完以后我認真總結(jié),分析比較,最后還要學生把所學的知識用到日常生活中。倒如:動植細胞是有很大的差別的。細胞壁、液泡、葉綠體是植物特有的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這一區(qū)別,就可以用顯微鏡來鑒定生物樣品。這樣既達到培養(yǎng)興趣的目的,又能學以致用。
五、信息技術(shù)的發(fā)展,充分利用好多媒體
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