序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇生物工程分析范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞：生物工程下游技術;雙語教學;多媒體

生物工程下游技術又稱為生物分離工程，是生物工程及相關專業的必修課程。該課程的理論與具體實踐結合十分緊密，其教學活動的成功與否能夠直接影響到相關專業學生的專業素質以及實際問題的解決能力。在我國，生物工程“下游技術”概念主要包括動植物以及微生物細胞大規模培養后細胞的收集、產物的分離純化、產品的成型加工和質量監控等一系列單元操作和過程中的主要技術。其中，生物發酵產物以及生化產物的分離和純化是最重要的核心內容。半個多世紀以來生物技術的長足進步帶動了生物工程下游技術的極大發展。近年來，人們認識到生物技術產業化進程的經濟環節和最重要的技術是“下游技術”，可以對生物工程工業制品的質量和產量產生直接影響，其中最重要的問題是減少損耗成本目前可占總成本的50%以上，因此愈來愈受到人們的關注。因此，教授好生物工程下游技術，對于生物工程以及相關的專業至關重要。在實際的教學過程中，主要是通過以下幾個方面來實現良好的教學規范和特色。

1確立良好的教學目的和教學內容

在具體教學活動中，首先要確立良好的教學目的和教學內容，通過大量的檢索和研究分析，制定合理的教學要求和教學內容，是樹立良好教學規范和特色的第一步。教學目的是一堂課的方向盤，是衡量一堂課的首要尺度。而教學內容是教學目的的具體化，是一堂課的中心，是評定一堂課的主要標準。正確的教學內容要求:①科學性、思想性、系統性;②理論聯系實際;③主次分明突出重點和難點。比如:“膜分離”一章，該章的教學目的就是要學生在掌握各種膜分離方法和原理的基礎上，進一步了解膜特性及操作特點和影響膜分離速度的因素以及膜分離過程。清楚膜分離法在生物產物回收和純化方面的應用。在其具體的內容中，講課的重點在于各種膜分離法及其原理，即微濾、超濾、反滲透、透析、電滲析和滲透汽化等方法的原理，同時兼顧操作特性;而對于膜及其特性，影響膜分離速度的因素等方面內容作為次重點;對于膜分離過程和膜污染與清洗內容則作一般的了解。這樣就可以在一定的知識體系中，合理地引導學生，使其思路明確，便于學生對知識的消化和吸收。

2建立雙語教學，突出高新技術領域專業的特點

隨著生物工程下游技術發展迅速，不斷涌現出創新的事物和進展。教育部為了適應時展的要求于2001年9月3日印發《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》，要求:“為適應經濟全球化和科技革命的挑戰，本科教育要創造條件使用外語進行專業課教學，積極推動使用英語等外語進行教學”。雙語教學是一種采用英語與中文相結合授課的教學方式。在高校專業課中開展雙語教學，選用具有代表性、先進性的國外原版教材，對于日新月異的生命科學學科來說是極符合國際化趨勢的必然要求的。同時該意見還要求“高等本科學校要按照教育面向現代化、面向世界、面向未來的要求，特別是高新技術領域的生物技術等專業更要先行一步，力爭3年內外語教學達到所開課程的5%～10%”。因此不但要求授課的專業課程教師必須具有很高的專業水平和素養，還要對國內外行業的發展情況有高度的了解，能夠定位全球該專業方向的發展前景。對于生物工程下游技術這門學科來說，采用雙語教學有其必要性，同時也有其獨特的優點，它可以第一時間讓學生接觸到課程的核心知識并獲得精準的理解，同時可以接觸到生物工程方向最前沿的信息，不會造成知識技術更新的滯后，以及避免新的專業詞匯在翻譯中出現意思模糊、一個英文術語多個中文解釋、語意不正確、無對應中文說法等問題，使學生能夠較為準確地把握專業術語的含義。在具體的教學實踐過程中，進行雙語教學必然會遇到一些實際問題的，筆者在認真分析的基礎上，通過實踐得出了相應的解決方法。

首先是選教材，該課程實際的教學過程中選用了AntonioA．Garcia等編寫，清華大學出版社出版的《BioseparationProcessScience》，同時中文的參考教材是由孫彥主編，化學工業出版社出版的《生物分離工程》。這兩本書幾乎涵蓋了筆者制定的教學目的和內容中的所有基礎知識，同時文章能結合實際應用，舉例生動形象，非常有利于學生學習。其次是具體的教學過程，有相當一部分學生上課存在語言障礙，聽不懂外文授課內容，主要的解決方法如下:①中文教材和英語教材相結合。可以在課前讓學生先閱讀中文的參考教材，強化學生的課前預習，使其通過預習基本理解課堂的講解內容，教師在課堂上用英文講授，必要時也有中文的解釋，讓學生對課程內容在課堂上能得到消化和吸收，并且做好課后的復習，鞏固學習的成果;②對于較常出現的但是難度較大的專業術語單詞，可以通過詞根詞綴的方式，講解給學生聽，讓其對雙語授課感興趣，提高其對于英語單詞的記憶，比如:chromatography，chromato是“色彩”的意思，graphy是“寫”的意思，合在一起就是“色譜”的意思;③加強結合多媒體教學。多媒體教學手段已相當普及，利用這些現代化工具可以從網絡上下載一些資料和遺傳學實驗相關的圖片和動畫，精心編制實驗課多媒體課件，通過形象生動的圖解，甚至是動畫效果圖，加深學生對于課程內容的理解，充分激發學生對遺傳實驗的興趣，擴大學生的知識面，開闊學生的視野，有意識地加強對學生充分利用豐富的網上教學資源進行自主學習。在毛細管電泳一節，學生對于內容的理解有一定的難度，通過動態的動畫展示則可加深學生對于教學內容的理解;④增加教學互動，把教學內容與教學方法有機結合，不斷增強每一位學生的課堂參與程度，在學生的“學”中推廣倡導以學生為主體的啟發式、探究式、參與討論式教學，改變“一言堂”、“滿堂灌”的方式，逐步消除學生因語言改變所造成的易疲勞、畏難等問題。⑤注意先易后難，循序漸進的原則。通過以上方法，基本解決了雙語授課中存在的問題，得到了較好的教學效果。

3建立科學的多媒體課件，強化授課內容，改善教學效果

在有限的36學時內，盡可能讓學生學習內容繁多的下游技術內容，完全通過黑板的板書是十分困難的。特別是工藝流程圖、各種圖表，板書既耗時效果也不佳。該課程是一門與實際結合相當緊密地學科，有些內容要通過具體的實踐，才能變抽象為具體，僅僅通過枯燥的敘述很難調動學生積極性，而通過具體的實踐，讓學生進入生產環節實地了解生產狀況，了解生產設備和工藝流程也是不現實的。因此通過多媒體教學，結合多媒體教學強大的視聽效果，可以很好地解決上述問題。多媒體教學活動主要有以下幾方面的優點:①增強學生感性認識，增強利用圖片、動畫、攝影、錄像等媒體手段。在制作幻燈片的時候，利用大量圖片和動畫，使學生對于課程各單元操作的原理以及步驟有更直觀的認識。比如:對于色譜技術中的各種操作的原理，如果沒有直觀的圖示和動畫，講解起來就比較費勁，學生也難于理解，利用多媒體技術則可使學生對于課程有比較清楚的認識和了解，拉近了實踐和理論的距離。②下游技術是與實際關聯十分密切的學科，特別是實驗設備、生產設備、生產工藝流程，可以通過多媒體技術向學生展示現實生產中的設備，并且還可以模擬具體的操作步驟，具有很高的直觀性，比如:大型的離心設備、過濾設備，通過圖示一目了然。③輔助雙語授課，讓學生通過直觀的感受，基本理解上課內容，避免了學生由于語言障礙導致對上課內容的不理解，有利于雙語教學的正常進行。④采取模擬實驗的步驟，加深學生對于各單元操作的認識，比如在“層析技術”一章，通過動畫模擬了紙層析的全過程，使學生對所學的知識點有了非常鮮明的記憶。以上各方面的優勢，使多媒體教學和雙語教學能夠密切結合，共同推動該課程教學體系的完善。建立合理的教學模式和規范，能夠突出該課程特點，為學生的學習做出正確引導。

4結語

相對于生物化學、微生物學等較成熟的學科，生物工程下游技術在天津商業大學開設的時間還比較短，存在的問題也較多。首先是教學內容需進一步充實，特別是在關鍵的單元操作，比如“萃取”一章要努力加強體系的完備;其次，在教學手段上，由于該學科是一個與動手實驗操作結合非常密切的學科，應該適當開設難度和應用性都較適合的實驗，加強學生的動手能力和對知識點的感性認識;再次，對于雙語教學的方法和教學模式應進一步完善，可以通過編寫專業詞匯的方式，幫助學生克服語言的障礙;最后，在多媒體教學中，應更多地引入動畫或錄像，豐富內容，便于學生理解知識點。

參考文獻

［1］魏朝芳．生物學優質課和規范與特色［J］．生物學教學，1996(12):16－17．

［2］李夏蘭，翁連進．《生物分離技術》課程教革的體會［J］．微生物學通報，2002，29(5):108－110．

［3］劉擁海，俞樂．《細胞生物學》的雙語教學［J］．高教論壇，2004(3):137－139．

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關鍵詞：生物工程專業 工學專業 教育部直屬 985高校 211高校

中圖分類號：G421 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）03（b）-0014-02

《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》（1998年版本）指出生物工程專業培養目標是能在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才[1]。但是，2012年卻是要培養能在生物技術與工程等相關領域從事生物工程產品生產、工藝設計、生產管理、新技術研究和新產品開發的學科交叉應用型人才。[2]為了更好的了解我國內地普通高校開設生物工程專業的現狀，需要對開設該專業的高校做一個簡單的分析，以便對未來高校開設相關專業有一個定性的對比，也為將來高中畢業生高考時選擇相關專業提供一定的參考依據。

1 我國內地開設生物工程專業的高校

1.1 華東地區開設生物工程專業的高校

華東地區共有91所高校開設生物工程專業。

山東省（22所），包括：山東大學，聊城大學，青島科技大學，曲阜師范大學，山東建筑大學，山東科技大學，山東工大學，煙臺大學，魯東大學，山東農業大學，齊魯工業大學，中國海洋大學，青島農業大學，菏澤學院，泰山醫學院，煙臺大學文經學院，德州學院，聊城大學東昌學院，曲阜師范大學杏壇學院，青島農業大學海都學院，哈爾濱工業大學（威海），濟寧學院。江蘇省（20所），包括：江南大學，東南大學，中國礦業大學，南京理工大學，中國藥科大學，南京農業大學，南京工業大學，南京林業大學，常州大學，揚州大學，江蘇科技大學，南京財經大學，常熟理工學院，徐州工程學院，淮陰師范學院，鹽城師范學院，淮海工學院，鹽城工學院，淮陰工學院，南京工業大學浦江學院。浙江省（16所），包括：浙江大學，浙江工業大學，浙江工商大學，寧波大學，浙江中醫藥大學，浙江萬里學院，浙江科技學院，中國計量學院，湖州師范學院，嘉興學院，湖州師范學院，嘉興學院南湖學院，中國計量學院現代科技學院，浙江大學寧波理工學院，寧波大學科學技術學院，臺州學院。安徽省（10所），包括：安徽大學，合肥工業大學，淮北師范大學，安徽工程大學，皖西學院，合肥學院，安徽科技學院，安徽工程大學機電學院，淮北師范大學信息學院，蚌埠學院。江西省（10所），包括：南昌大學，江西理工大學，江西農業大學，江西中醫藥大學，江西科技師范大學，江西師范大學，宜春學院，江西中醫學院科技學院，南昌大學科學技術學院，南昌理工學院。福建省（8所），包括：廈門大學，福建師范大學，福建農林大學，福州大學，華僑大學，集美大學，福建師范大學閩南科技學院，福州大學至誠學院。上海市（5所），包括：上海交通大學，華東理工大學，東華大學，上海大學，上海應用技術學院。

1.2 華中地區開設生物工程專業的高校

華中地區共有63所高校開設生物工程專業。

湖北省（25所），包括：湖北大學，湖北工業大學，華中農業大學，中南民族大學，長江大學，三峽大學，武漢紡織大學，武漢輕工大學，湖北工程學院，湖北民族學院，武漢科技大學，武漢工程大學，黃岡師范學院，華中科技大學武昌分校，三峽大學科技學院，武昌理工學院，湖北理工學院，武漢紡織大學外經貿學院，湖北民族學院科技學院，湖北工程學院新技術學學院，華中農業大學楚天學院，湖北大學知行學院，武漢長江工商學院，湖北工業大學工程技術學院，武漢生物工程學院。湖南省（20所），包括：長沙理工大學，吉首大學，湖南農業大學，湖南科技大學，中南大學，湘潭大學，湖南農業大學，湖南中醫藥大學，中南林業科技大學，懷化學院，邵陽學院，湖南理工學院，湖南科技學院，長沙學院，湖南工程學院，湖南中醫藥大學湘杏學院，吉首大學張家界學院，湖南農業大學東方科技學院，湖南工程學院應用技術學院，湖南城市學院。河南省（18所），包括：河南大學，河南農業大學，河南工業大學，河南師范大學，河南科技大學，鄭州大學，新鄉醫學院，鄭州輕工業學院，南陽師范學院，南陽理工學院，河南科技學院，周口師范學院，商丘師范學院，平頂山學院，安陽工學院，新鄉醫學院三全學院，河南城建學院，河南科技學院新科學院。

1.3 華北地區開設生物工程專業的高校

華北地區共有40所高校開設生物工程專業。

山西省（11所），包括：中北大學，山西大學，山西農業大學，中北大學，太原理工大學，太原理工大學，山西農業大學，山西大同大學，太原工業學院，山西農業大學信息學院，太原理工大學現代科技學院。北京市（9所），包括：北京航空航天大學，北京化工大學，中國農業大學，北京工商大學，北京聯合大學，北京農學院，北京理工大學，北京化工大學，中國礦業大學（北京）。河北省（10所），包括：河北大學，河北經貿大學，燕山大學，河北農業大學，河北科技大學，河北科技大學理工學院，河北農業大學現代科技學院，河北工業大學城市學院，燕山大學里仁學院，石家莊學院。天津市（6所），包括：天津大學，天津商業大學，天津科技大學，天津理工大學，河北工業大學，天津農學院。（4所），包括：內蒙古大學，內蒙古科技大學，內蒙古工業大學，內蒙古農業大學。

1.4 東北地區開設生物工程專業的高校

東北地區共有38所高校開設生物工程專業。

遼寧省（16所），包括：沈陽藥科大學，大連理工大學，沈陽大學，遼寧石油化工大學，遼寧科技大學，大連大學，沈陽化工大學，大連工業大學，沈陽農業大學，遼寧工程技術大學，東北大學，沈陽城市學院，沈陽農業大學科學技術學院，大連民族學院，沈陽化工大學科亞學院。吉林省（12所），包括：吉林大學，延邊大學，長春工業大學，東北電力大學，東北師范大學，長春理工大學，吉林農業大學，吉林農業科技學院，吉林化工學院，吉林工程技術師范學院，長春科技學院，吉林工商學院。黑龍江省（10所），包括：哈爾濱工業大學，東北農業大學，東北林業大學，黑龍江大學，齊齊哈爾大學，黑龍江八一農墾大學，哈爾濱商業大學，黑龍江東方學院，綏化學院，東北農業大學成棟學院。

1.5 西南地區開設生物工程專業的高校

西南地區共有25所高校開設生物工程專業。

四川省（13所），包括：四川大學，西南交通大學，四川農業大學，西南石油大學，成都理工大學，西南科技大學，西華大學，宜賓學院，西昌學院，攀枝花學院，四川理工學院，成都信息工程學院，成都學院。重慶市（5所），包括：重慶大學，重慶理工大學，重慶工商大學，西南大學，長江師范學院。貴州省（5所），包括：貴州大學，貴州師范大學，貴陽學院，貴州大學明德學院，遵義醫學院。云南省（1所）：昆明理工大學。自治區（1所）：大學。

1.6 華南地區開設生物工程專業的高校

華南地區共有20所高校開設生物工程專業。

廣東省（12所），包括：華南理工大學，華南農業大學，廣州大學，廣東工業大學，廣東海洋大學，廣東石油化工學院，廣東石油化工學院，嘉應學院，華南師范大學，廣東醫學院，北京理工大學珠海學院，電子科技大學中山學院，仲愷農業工程學院。廣西壯族自治區（7所），包括：廣西大學，桂林電子科技大學，廣西科技大學，桂林理工大學，賀州學院，廣西大學行健文理學院，桂林理工大學博文管理學院。海南省（1所）：海南大學。

1.7 西北地區開設生物工程專業的高校

西北地區共有16所高校開設生物工程專業。

陜西省（7所），包括：西安交通大學，陜西科技大學，西安工程大學，西北農林科技大學，長安大學，西北大學，陜西理工學院。甘肅省（5所），包括：蘭州理工大學，蘭州交通大學，西北民族大學，甘肅農業大學，河西學院。青海省校（2所），包括：青海民族大學，青海師范大學。新疆維吾爾族自治區校（1所）：新疆大學。寧夏回族自治區（1所）：北方民族大學。

2 開設生物工程專業的高校數據分析

從數據來看，開設生生物工程專業的高校主要分布在華東，華中和華北地區，占了全國內地高校66.21%，接近2/3左右，尤其是靠近東南沿海的華東地區，比例為31.06%，接近1/3。說明在這些地區，生物工程專業較為受到高校和學生的歡迎，就業方面應該有很不錯的發展。

如果從單個省市來看，如圖1所示，開設生物工程專業的高校主要集中在華中和華東地區的湖北省、山東省、江蘇省、湖南省、河南省和浙江省，這幾個省占了全國的46.76%的比例，接近一半。一方面的因素與這些地方經濟發達，也與畢業生的就業情況好有關，使得這些地方的高校較大比例的開設生物工程專業，也使得很多學生選擇這個專業。

參考文獻

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關鍵詞 生物工程；綜合性實驗；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）10-0130-02

1 前言

生物工程是一門新興的綜合性應用學科，是以生物學的理論和技術為基礎，結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術，充分運用分子生物學的最新成就，定向地改造生物或其功能，創造出具有超遠緣性狀的新物種，再通過合適的生物反應器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規模的培養，以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能的新興技術，包括發酵工程、酶與蛋白質工程、細胞工程、基因工程四大工程。生物工程理論和技術突飛猛進地發展，在農業、食品、醫藥、化工、環境等行業的應用也越來越廣泛。

生物工程也是一門實驗性和應用性很強的學科，以培養應用型人才為主，要求學生除了掌握基礎的生物工程實驗方法外，還要具有整體實驗的綜合安排能力[1]。實驗教學環節不僅是培養學生綜合素質的重要方面，也是培養學生動手能力和創新能力的重要環節，在實驗中加深學生對理論知識的認識和理解。目前，許多高校生物工程專業實驗大多是依附于各門理論課，而且實驗內容相對分散，以驗證性實驗為主，學生在教師的指導下按照規定內容完成實驗，處在被動學習地位，抑制了學習的積極性和主動性，影響生物工程專業實驗的教學效果[2]。因此，筆者對河南中醫藥大學藥學院生物工程專業學生（2013級）的生物工程綜合實驗課程進行了一些改革和探索。

2 開展生物工程綜合性大實驗

制定生物工程實驗課程教學大綱 根據本專業人才培養定位和實驗開展情況，參考兄弟院校生物工程專業實驗的開展項目內容，組織教師制定了詳細的實驗大綱，通過了教務處組織的實驗項目論證，同時組織學科教師編寫了《生物工程專業實驗》教材。制定教學大綱遵循的原則包括：減少重復性實驗，體現專業實驗的整體性、連貫性；減少驗證性、演示性實驗，多開設設計性、綜合性實驗。

在課程安排上，生物工程實驗開設在大三第二學期。在前5個學期，學生已經學習過生物工程基礎課和專業課，包括細胞生物學、生物化學、工業微生物、分子生物學、基因工程、細胞工程和蛋白質工程等課程，所以在實驗項目設置上，避免開設與細胞生物學、分子生物學、基因工程等課程重復的實驗，注重綜合性實驗的連續性。最終確定的生物工程實驗教學大綱包括10個小的實驗單元：1）堿裂解法小量制備質粒DNA；2）DNA瓊脂糖凝膠電泳；3）聚合酶鏈式反應（PCR）；4）DNA的限制性酶切及純化；5）質粒載體與外源DN段的鏈接；6）連接產物轉化大腸桿菌；7）抗生素平板篩選重組轉化子；8）原核表達載體的誘導表達和檢測；9）大腸桿菌發酵培養及表達產物的純化；10）純化蛋白的細胞學活性檢測。

開展綜合性實驗 在傳統的實驗教學中，以驗證性實驗為主，學生只要根據實驗教材，按教師制定好的實驗步驟，利用實驗教師已經準備好的實驗試劑和實驗器材，在教師的指導下即可完成。這種機械式完成實驗的方式，實驗教學效果很差，無法引起學生的興趣，更加難以培養學生的動手能力和操作能力。在這種情況下，制定生物工程綜合性大實驗。如“丹參病程相關蛋白的原核表達及純化”，實驗設計依托學科教師的科研課題“丹參病程相關蛋白基因SmPR10的克隆及功能研究”，通過對丹參病程相關蛋白（Pathogenesis-Related Protein，PR Protein）為研究對象，通過SmPR10蛋白在大腸桿菌中的原核表達、純化以及活性檢測進行實驗，深入了解生物工程表達異源蛋白的原理，掌握生物工程的實驗操作，鞏固和檢驗已學的理論知識，為畢業論文和走向工作崗位打下基礎。

該實驗綜合了分子生物學、基因工程、蛋白質工程、發酵工程、生物分離技術和生物反應器的基本知識，要求學生通過病程相關蛋白的制備了解生物工程的相關基本操作，掌握DNA重組、載體構建、微生物菌種保存與培養、目標蛋白的分離提取等專業實驗技能。在綜合性實驗過程中，培養學生的科學思維， 提高學生綜合運用所學知識解決實驗中遇到的實際問題的能力。

在實驗操作過程中，允許學生的實驗結果不盡如人意甚至失敗，但是一定要注重強調學生對自己實驗過程中所得結果進行分析和解釋[3]，找出實驗問題所在，然后修訂實驗方案，進行下一步實驗。綜合性實驗有利于拓寬學生思路，培養學生整體安排實驗的能力，打破過去傳統的實驗教學方法，改變在傳統實驗教學過程中由教師領著學生走的現象。

集中時間安排實驗環節 因為生物實驗周期長，同時生物工程綜合性大實驗對實驗的連續性要求較高，將學校安排的每周4個實驗學時改為4個學時為一個實驗單元，每次完成綜合性大實驗的一個實驗項目，而且集中在每天下午開設實驗課，體現了綜合性大實驗的連貫性、完整性和科學性。

改革實驗成績評定辦法 以往的實驗課成績完全由形成性成績構成，主要有考勤、提問、實驗報告和最終測試3部分組成。實驗報告在最終實驗成績中所占比重較大。有些學生在實驗過程中不認真做實驗，最后為了寫出好的實驗報告，就會出現編撰數據甚至抄襲其他學生實驗報告的不良行為。

為了體現以學生為中心的教學理念，調動學生實驗的積極性，計劃在以往實驗課成績評定的基礎上建立新的實驗成績評定辦法。平時成績除了考勤、提問外，還重點考核學生對實驗資料的收集和對實驗文獻的查閱情況，以及實驗數據的記錄、團隊合作能力、實驗中的操作規范、獨立思考能力等。同時引入學生自評、互評和科研小論文的書寫，通過每次實驗結束時的總結討論和學生自評、互評，使學生參與到實驗結果和實驗問題的分析與討論，加強學生和教師之間的交流，整個生物工程綜合性大實驗完成后，要求學生以學術論文的形式寫作科研小論文。

科研小論文的寫作要求完全按照正規學術論文的寫作要求。正文之前部分包括題目、作者、作者單位、摘要、關鍵詞（3～5個）；正文部分包括前言、實驗方法、結果與分析、討論4部分，要求層次分明；標題層次不得多于3層，采用1、1.1、1.1.1方式。前言部分包括研究背景、國內外研究進展和實驗意義。結果與分析是對實驗過程中所記錄的實驗數據和實驗現象進行科學的處理，客觀地對實驗結果進行分析和描述。討論部分則是對整個實驗的分析討論，如果得到預期的實驗結果，對實驗過程中的關鍵步驟進行分析；如果沒有獲得預期的實驗結果，則要分析實驗過程中失敗的原因，找出問題所在。科研小論文最后要求列出參考文獻（不得少于3篇）。

通過科研小論文的寫作，鍛煉學生寫作科學論文的能力，為最終畢業論文的寫作奠定基礎。

引入先進工程設備 在以往生物工程實驗室中，發酵實驗都是在搖床上用不同規格的三角瓶來完成，與實際工廠生產過程相差較大。為了培養合格的應用型的生物工程專業人才，購置了6臺10 L小型全自動生物發酵罐、1臺30 L種子罐和1臺300 L的全自動生物發酵罐，可以開展從小試到中試的發酵實驗，使得發酵工程實驗中的啤酒發酵實驗和紅霉素發酵實驗如同在縮小的工廠進行，整個發酵過程的參數一目了然，使學生了解生物發酵的全過程，掌握發酵接種技術以及發酵過程中溫度和pH控制、氧氣的供應、添加補料、發酵液的后處理等生產工藝，學習到現酵車間的先進生產技術。

在生物工程綜合性大實驗開展過程中，采用先進的實驗技術培養學生。如在質粒DNA提取過程中，采用試劑盒提取質粒DNA，這是國內外分子生物學實驗室的主流方法（而不采用配制試劑、最后酚氯仿抽提的方法提取質粒DNA），同時給學生講解質粒提取的原理。在PCR實驗單元，采用進口的Takara所產的DNA Taq酶和dNTP試劑，讓學生手動加入每樣試劑，同時講解每樣試劑的作用，復習PCR的實驗原理。

3 結語

通過開設生物工程綜合性實驗，不但鞏固了學生以往所學的理論知識，也培養了學生動手操作的能力，給予學生在一個綜合性實驗中整理安排實驗的訓練，為學生走向工作崗位打下堅實的基礎。生物工程專業實驗教學的改革還需更多的探索和實踐，改革實驗課程的教學方法和教學內容，培養學生動手操作的能力、發現問題和解決問題的能力，最終培養出合格的應用型生物工程專業人才[4]。

新的生物工程綜合性實驗對教師也提出更高的要求，所以教師也要不斷學習新知識、新技術，提高自身的知識水平和業務能力，保證實驗改革的順利進行。生物工程綜合性實驗改革的探索雖然取得一定的效果，但還有許多不完善的地方和需要解決的問題，如整個實驗體系的設計中工科部分所占比例相對較弱，主要受限于學校、學院和學科的特點，這一部分還需要進一步加強和改進。

參考文獻

[1]肖連冬.生物工程綜合性專業實驗的教學改革與實踐[J].廣東化工，2009，36（8）：311-317.

[2]劉勝貴，付明，張儉.生物工程大實驗教學模式探索[J].實驗技術與管理，2007，24（2）：126-128.

篇(4)

針對目前生物工程專業實驗課教學中面臨的問題，對《生物工程綜合大實驗》教學內容、教學方法、教學管理方式和考核方式等進行了課程改革與實踐．結果表明，通過改革激發了學生的學習熱情，有效地提高了教學效果，有利于生物工程專業應用型創新人才的培養．

關鍵詞:

生物工程;實驗教學;綜合實驗;教學改革

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020)》提出，深化教學改革、強化實踐教學環節、全面實施高等學校本科教學質量與教學改革工程是提高人才培養質量的關鍵，從而明確了培養拔尖創新人才的教育改革發展目標［1］．在高校中創新型人才培養的關鍵是學生創新意識和創新能力的培養．高校實驗教學是培養學生創新意識和實踐能力的重要環節之一．實驗教學一方面有利于學生進一步理解和掌握基本理論知識、培養基本的實驗技能;另一方面通過開設一些綜合性、設計性、探究性的實驗，有利于培養學生綜合分析問題和解決問題的能力，有利于學生創新能力的培養，能夠為學生踏入工作崗位，進行開拓性的工作打下良好的基礎，所以實驗教學在學生素質教育中占有重要地位．實驗教學的質量直接決定了人才培養質量的高低［1－3］．

1開設《生物工程綜合大實驗》的必要性

近年來，我國許多高校的生物類專業在人才培養模式、專業建設、課程建設等方面進行了空前的改革，隨著教學條件的改善，實驗教學改革步伐更快，實驗技術、實驗設備都有明顯的改進和更新［3－6］．一直以來，學校生物工程實驗課程主要依附于理論課教學，大部分專業基礎課和專業課都開設了相應的實驗課程，但是由于課程學時的限制，能開設的實驗項目主要是驗證性或演示性的實驗，無法開設綜合性、設計性的實驗．教學方式一般是任課教師要求學生提前預習實驗內容，教師提前把實驗課所需的各種用品準備好，上實驗課時學生按照實驗步驟完成實驗．這是目前比較成熟的高校實驗教學組織形式［7］．這種實驗教學模式雖然有利于學生對專業課程的理解和基本技術方法的掌握，但是不能充分調動學生的學習積極性和創造性，也不利于學生綜合運用所學的理論與技術解決實際問題能力的培養．為了達到生物工程專業應用型、復合型人才培養目標，針對生物工程專業目前實驗課程體系不合理的現狀，我們對生物工程專業高年級學生設置了《生物工程綜合大實驗》課程．開設這門課程的主要目的是培養學生綜合運用所學的理論知識和基本實驗技能去解決實際問題的能力，要求學生查閱文獻資料、分組探討設計實驗方案、獨立完成實驗等，并對實驗結果進行綜合分析討論，使學生養成科學思維意識，具備初步的科研能力和創新意識．

2《生物工程綜合大實驗》教學內容體系的構建

綜合實驗是將學生已學的基礎理論及實驗方法有效地融合后開設的實驗，各環節之間有著內在的聯系，學生在實驗過程中不再孤立地進行單元操作，而是將這些基本操作有機結合起來，并有一定的自主創新空間，最終實現的是解決一個具體問題或是生產出具體產品［8］．《生物工程綜合大實驗》的教學內容組織要體現出生物工程專業的主干課程如生物化學、微生物學、發酵工程、酶工程和生物工程下游技術等所講授的基本理論知識和基本實驗技能．讓學生利用所掌握的這些基本技能，自行設計實驗方案并實施．選擇和設計《生物工程綜合大實驗》教學內容時，盡量避免與基礎課程實驗內容的重復，為了保證所學知識的系統應用，通常要求完成一個產品的制備，把實驗的各個環節貫穿在一起，構成一個完整的生物工程過程．結合生物工程專業的實際應用，《生物工程綜合大實驗》教學內容可以設計成若干個實驗單元，由學生自主選擇．例如，筆者在教學實踐中設計了以下兩個實驗單元:(1)紅曲色素固態發酵，包括紅曲霉菌種的分離、菌種擴大培養、固態發酵、紅曲色素提取及含量測定;(2)動物血液中銅鋅超氧化物歧化酶的分離提純、活力測定及純度鑒定．設計這兩個實驗主要是因為:完成實驗所需時間和課時數較接近;學生已經具備完成該實驗所需的基本理論和基本實驗技能;實驗內容難度適宜，有利于調動學生的學習積極性，體會在一個完整實驗過程中如何運用所學知識和技能;該實驗內容系統性較強，符合綜合實驗的特點，有利于學生對所學生物工程專業知識的融會貫通．

3《生物工程綜合大實驗》的教學實踐

3．1時間安排

《生物工程綜合大實驗》課程設置在三年級下學期，采用集中授課的方式進行．

3．2實驗分組

改變實驗以班級為單位的分組習慣，綜合實驗安排每小組3～4名學生，使每個學生都有充分動手的機會．

3．3組織實施

(1)課前準備:課前集中時間把實驗任務布置給學生，包括實驗內容、主要要求及注意事項，通常在實驗前的2～3周進行，要求學生搜集資料，充分理解實驗原理，小組成員一起討論比較多種實驗方法和實驗步驟的優缺點及可行性，每小組都要提交實驗方案，再經過學生的充分討論，最后制定一套可行的實驗方案．(2)實驗操作:在實驗過程中，學生是主要完成人，教師的作用是指導學生、糾正錯誤，并扮演安全員的角色．由學生獨立完成試劑的配置、儀器的選用、實驗的組織與實施等．我們開設的紅曲色素固態發酵實驗，學生要完成從上游的生產菌種篩選到下游的產品紅曲色素提取分離、檢測的完整過程．由學生自己動手完成培養基制備、菌種的分離及擴大培養、發酵參數控制、紅曲色素提取以及色價檢測等各個環節．在安全的范圍內，可以滿足學生按自己的想法和推理進行操作．(3)實驗結果處理:要求學生如實記錄實驗過程與原始實驗數據，實驗結束后以小組為單位討論整理實驗結果，要求學生應用學過的生物統計學知識對實驗結果進行分析討論，注意實驗過程中異常現象和異常數據的處理，引導學生分析現象產生的原因．實驗報告寫成學術論文的形式．引言部分要介紹實驗目的、研究方法、實驗設計和研究意義等．結果與分析中要對所記錄的實驗數據、現象進行合理的組合處理和分析判斷．小組討論分析實驗成功的關鍵步驟，交流實驗中的收獲與體會等，在實驗過程中學生初步了解了生物工程專業科研特點，為今后的畢業論文(設計)打好基礎．

4《生物工程綜合大實驗》教學管理

4．1組建實驗管理隊伍

開設綜合性、開放性的實驗課，對任課教師和實驗員都提出了更高的要求，在學生實驗過程中教師要保證堅守崗位，對學生實驗過程中遇到的問題給予及時解決．學生有時遇到實驗某個環節失敗容易半途而廢，這時教師要鼓勵學生，認真分析問題，找出原因，保證完成實驗．另外，綜合實驗課所需的設備儀器、藥品比較多，實驗過程中一些易耗品、玻璃器皿可能隨時都需要補充，實驗員應做好后勤保障，使學生能順利開展實驗課．實驗時間除了課內，可能還包括課外時間，這就要求實驗室要在任課教師和實驗員的監管下實現多方位開放［9］．

4．2編寫實驗講義

在《生物工程綜合大實驗》課程改革實施過程中，要以學生為中心，激發學生的學習興趣，注重學生獨立思考、科學研究、綜合創新能力的培養［10］．依據現有的實驗條件和專業特點在設計相關實驗的同時編寫實驗講義，并在教學實踐中不斷地予以修改完善．

4．3建立合理的成績評定辦法

建立多元化的實驗考核辦法，能夠充分調動學生的學習熱情［11－12］，我們在制定綜合實驗課成績評定辦法時堅持了三結合的原則:課前方案設計、課中執行和課后總結相結合(占該門課程總成績的40%);實驗操作和實驗結果相結合(占該門課程總成績的40%);小組個人能力發揮和團隊的協作情況相結合(占該門課程總成績的20%)．調查結果顯示，95%的學生對《生物工程綜合大實驗》的這種教學形式和成績評定辦法表示十分滿意。

5結語

實踐證明，開設《生物工程綜合大實驗》這一課程，學生能夠綜合性、系統性地把相關的專業課程的理論知識和基本技能充分融合到綜合實驗中，有助于培養學生解決實際問題的能力，比較符合生物工程專業人才培養目標．在教學過程中突出了學生的主體性，學生比較積極主動地設計實驗方案，分工合作地完成實驗，有效地培養了學生的動手能力和創新意識．學生在獲得初步科研能力的同時，專業綜合素質和創新能力得到明顯提高，團隊意識也得到了加強［13］．目前，開設的《生物工程綜合大實驗》課程還需要進一步完善，有一些問題需要解決，隨著實驗室硬件條件的逐步改善，進一步充實和拓展實驗內容，如生物技術上游技術的內容進一步擴充到實驗內容中去．另外，在教學計劃中應逐步減少相關基礎課程的驗證性實驗，多增加一些綜合實驗課程的學時，使學生有機會獨立設計實驗．隨著社會對創新人才需求標準的提高，教學工作應該促進學生的學科知識、綜合能力和創新能力的全面協調發展．《生物工程綜合大實驗》課程教學改革與實踐，對其他專業課程教學改革具有一定的借鑒意義．

參考文獻

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［12］孟慶祥．改革實驗考核辦法培養創新型人才［J］．實驗室科學，2007(4):23－25．

篇(5)

（浙江中醫藥大學）

生物工程是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科，其廣泛應用于化工、醫藥、食品、農業、能源、資源和環境等領域，近年來發展迅猛，尤其為人類健康問題的解決提供了美好的前景。因此，國內不少高校紛紛新設生物工程專業，生物工程人才的需求也逐年增加。

浙江中醫藥大學于2003年9月首次招收四年制本科生物工程專業學生，這是在全國20多所中醫藥院校中首次開設生物工程專業，沒有現成的經驗可以借鑒。我們根據本校的辦學優勢和國家對生物工程專業人才培養的要求，對中醫藥背景下生物工程專業特色建設以及人才培養進行了探索。

一 中醫藥院校生物工程專業的定位與特色

目前全國已有百余所院校開設了生物工程專業，浙江省共有9所院校開設了生物工程專業，而全國中醫藥院校中僅三所開設了生物工程專業。由于在師資力量、教學條件、科研方向以及專業設置先后等方面的差異，辦學方向及專業特色也不盡相同。如有些院校以溶劑和有機酸的微生物發酵，或以核苷酸及其類似物的微生物發酵，或以酶制劑工業，或以微生物發酵生產抗生素，或以基因工程，或以食品發酵、加工釀造，或以微生物與環境保護等為主要辦學方向[1】。

在專業定位這個戰略問題上，必須揚長避短，走特色發展之路。浙江中醫藥大學具有在中醫藥領域深厚的辦學積淀和背景，因此我校生物工程專業的特色定位是：充分依托和發揮中醫藥大學的辦學優勢，注重現代生物工程在傳統中醫藥中的交叉融合與應用，培養面向科研、生產、管理第一線的一流中醫藥生物工程復合型人才。專業堅持以工為主、理工結合的方向，充分發揮多學科交叉滲透的辦學特色，加強實踐環節教學，培養適應行業需求、社會經濟發展的應用型生物工程技術人才。

注重現代生物工程在傳統中醫藥中的交叉融合與應用，是中醫藥院校生物工程專業建設的一大特色。現代生物工程技術已用于中醫藥產品的開發、生產、培育及研究等方面，包括中藥生物發酵、中藥內生菌的分離、中藥生物轉化、酶工程應用于中藥提取、中藥細胞工程、中藥生化分離工程等。醫藥產業已逐步成為支柱產業之一，而生物技術成果約有60%是用于醫藥業。因此，現代生物工程技術不僅可以應用于中醫藥領域，而且前景廣闊，辦好生物工程專業也將更好地促進中醫藥院校的教學、科研發展。

二 具有中醫藥背景的生物工程復合型人才的培養目標

根據國家教指委的專業規范以及社會需求與各類人才的專業特點，在大量調研和充分論證的基礎上，結合辦學特色，研究確定了生物工程專業的人才培養目標是：培養出具備生物工程基本知識、掌握生物技術及其產業化的科學原理、工藝技術過程和工程設計等基礎理論和技能，能在生物技術與工程及中醫藥領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。 ‘在培養方向上，既要培養學生掌握生物工程的基本技能、基本理論和基本知識，又要注重現代生物工程在傳統中醫藥中的應用與交叉融合，注重工程技術素養的培育，注重培養具有中藥發酵工程技術、中藥活性成分分離工程技術、能將細胞工程、基因工程應用于中醫藥研究的人才，充分發揮中醫藥背景的優勢和特色，培養出社會真正需求，并能在中醫藥領域發揮一技之長的復合型人才。

三 具有中醫藥背景的生物工程復合型人才的培養模式

建立科學的人才培養模式是人才培養的基礎性工作[2]。圍繞著培養具有中醫藥背景的生物工程復合型人才這一目標，我校生物工程專業加強課程及教材建設，突出實踐能力的培養，堅持繼承與創新相結合，注重特色項目的培育，重視中藥發酵工程、中藥酶工程、中醫藥基因工程等中醫藥生物工程技能的培養，這也成為了專業建設的一大特色。

1 實施課程改革，優化課程體系，注重中醫藥生物工程技術的培養

課程是教育的核心，課程水平決定了人才培養的水平[3]。生物工程專業在課程設置上以優化學生知識結構、提高學生綜合素質為主線，注重其多學科交叉的特點。在廣泛學習調研國內生物工程專業人才培養方案的基礎上，根據國家教指委制定的專業規范要求，對現有的課程體系進行了整體優化和調整。為加強學生實踐能力的培養，增設了工程類基礎課程，并增設了實訓環節，以更好地促進學生綜合素質的提高。

我校生物工程專業在培養學生具備生物工程基本技能的基礎上，注重中醫藥生物工程技術的培養，具有鮮明的中醫藥特色。除了開設細胞工程、酶工程、基因工程等通用課程以及工程制圖、化工原理等工程技術基礎課程以外，還充分利用學校在長期辦學過程中形成的中醫藥學這一優勢學科，開設了中醫學概論、中藥藥劑學、中藥復方藥動學等課程。同時，在專業實驗課中也融人了中醫藥相關的內容，而學生開放實驗項目、本科畢業論文中與中醫藥相關的比例均高達50%左右。

2 選用優秀教材，編寫特色教材，融合鮮明的中醫藥特色

教材建設是制定人才培養方案和課程設置必備的基礎環節，教學內容和課程體系的改革必然反映到教材上[4]。制訂教材建設規劃，完善教材選用機制，以此保證教材選用的先進性及中醫藥特色。針對我校生物工程專業的特色，編寫并出版了符合專業方向需要的中醫藥生物工程教材《生物與制藥工程實驗》，該教材既注重基礎知識，又著眼于實用性及學科發展性，并結合了中醫藥特色的實驗內容。這些實驗內容在生物工程基本理論的基礎上，注重中醫藥特色，對培養學生的動手能力和實驗設計能力具有很強的指導性。

3 構建實踐教學體系，強化工程能力、實踐能力的培養

實踐能力的培養是高等教育教學的重點和特點，實踐教學不但是生物工程專業本科教學的重要組成部分，而且是培養具有創新精神和實踐活動的高素質工程技術人才的重要環節。生物工程作為一門實踐性及應用性較強的專業，不僅要求學生具備深厚的理論基礎，還應具備較強的實踐動手能力。因此在人才培養過程中，如何強化工程能力及實踐能力的培養是—個非常重要的問題。

(1)積極推進實驗教學改革

我校生物工程專業非常重視實驗教學工作，在實驗教學體系、實驗教學內容、課程整合與優化、完善管理機制等方面進行了改革，以滿足生物工程專業發展的需要。①在實驗教學體系方面，實行多層次改革，對課程實驗教學、學生參與教師科研、畢業設計實驗、開放實驗項目、企業實訓教學、實驗沒計競賽等多個環節進行優化，建立更完善的實驗教學體系。②在實驗教學內容方面，增加能更好地提高學生實踐動手能力的設汁性、綜合性實驗項目，減少驗證性、認知性實驗項目，促進科研成果向本科實驗教學內容轉化，并根據學科發展更新實驗教學內容，引入特色實驗項目。③在課程整合與優化方面，對實驗教學內容相關相承的課程，打破課程壁壘，進行課程整合，開設專業模塊大實驗，如將“基因工程”、“生化制藥學”的實驗課整合為“基因工程實驗”，將“工業微生物學”、“生物工藝學”、“發酵設備”的實驗課整合為“發酵工程實驗”。“基因工程實驗”將基因工程常用的實驗技術串聯起來，涉及基因克隆、菌種構建、工程菌的發酵、蛋白分離純化、產品電泳與檢測等環節，讓學生在整個產品生產流程中了解各項技術，既有“點”、又有“面”，改變了過去實驗課時少、實驗內容孤立、交叉重復等現象。④在完善管理機制方面，建立開放式實驗教學平臺，通過該平臺實現信息、師生交流、資源共享、實驗管理等功能。

(2)建設特色實驗室，加大實驗室開放力度

我校生物工程專業建有生化分離工程、發酵工程、細胞工程、基因工程、化學合成和化工原理等特色實驗室，面向全校開放。每年承擔150余項開放實驗項目供全校學生選擇，內容涉及生物工程各個方面，通過這些實驗項目可以提高學生的綜合素質及科研能力。同時，根據學生的科研興趣及就業方向，分不同專業方向，通過實行科研導師制、撰寫論文以培養學生的實踐動手能力和創新意識，如采用發酵工程技術培育藥用菌（中藥）、中藥成分分離分析工程、中藥制劑工藝、細胞工程、生物制劑等不同方向。

(3)注重實習實訓基地建設，培養合格的應用型人才

通過學生實習實訓基地的建設，改善實習教學條件，培養學生的工程實踐能力。通過打通校企聯系渠道，使企業全方位參與人才培養工作。除建立校內實訓基地外，與多家校外具有中醫藥特色企業簽訂了合作協議，建立了校外實習實訓基地。校企合作建立人才培養基地，為學生跨專業、跨學科、跨行業的社會實踐提供平臺，使企業中具有豐富生產實踐經驗的工程師作為專業師資的補充，為培養具有較強實踐動手能力的生物工程應用型人才提供了有力保障。

總之，浙江中醫藥大學在全國20多所中醫藥院校中首次開設生物工程專業，沒有先進的經驗可以借鑒。根據專業建設和人才培養的實踐，探索出了現代生物工程與傳統中醫藥交叉融合這一專業特色，并確定了具有中醫藥背景的生物工程復合型人才的培養目標。圍繞這一人才培養目標，對生物工程專業人才培養模式進行改革，通過優化改革課程體系、編寫選用特色教材、構建強化學生工程能力與實踐能力的實踐教學體系，最終形成了具有中醫藥背景的生物工程復合型人才的培養模式。這將為中醫藥院校生物工程專業建設和人才培養提供—個良好的理論支撐，也將為中醫藥院校其他非傳統專業（傳統專業指中醫、中藥等）的開設提供參考。

參考文獻

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[2]官翠玲．醫藥院校市場營銷專業人才培養模式之研究[J].，中醫教育，2008，27(5):4-6．

篇(6)

［關鍵詞］PBL；教學模式；生物工程；實驗課程

生物工程是以微生物學、遺傳學、生物化學和分子生物學等學科的理論和技術為基礎，結合化工、機械和信息等工程技術對遺傳物質進行操縱，改變生物的性狀，使生物產生對人類有益的代謝產物的一門技術，主要包括基因工程、酶工程、蛋白質工程、發酵工程以及細胞工程，是一門應用性強的學科。本校生物工程專業要求學生通過大學四年培養后，具有扎實的生物學與工程學方面的理論基礎、具備從事生物工程產品生產、工藝設計、生產管理、新技術研究和新產品開發等方面工作，具有較強實踐能力和創新精神的應用型高級工程技術人才。依據生物工程學科的特點及其本科專業的培養目標，培養學生的專業技能和創新能力是各高等院校的核心競爭力和立足之本。實驗教學作為本科教學的重要組成部分，不僅是培養學生實踐技能的重要手段，也是培養學生分析問題、解決問題和創新能力的重要途徑。一直以來，生物工程專業實驗教學主要采用以教師為中心的傳統教學模式，一般由教師事先準備好實驗所需的試劑和材料，然后學生依據相應的實驗指導書進行實驗操作，且實驗內容設置大都屬于驗證性、演示性或綜合性實驗，這阻礙了學生分析問題、解決問題以及創新能力的培養。因此，對生物工程的專業實驗課教學內容、教學方法和手段等進行改革勢在必行。本文針對目前生物工程專業實驗課程教學的現狀，將PBL（problem-basedlearning）教學模式引入到生物工程實驗課程體系的教學實踐當中，以江蘇科技大學生物技術學院為例，探索了PBL教學模式在生物工程專業部分實驗課程（包括普通生物學、生物化學、生物反應工程和生物分離工程）教學實踐中的組織方式、效果評價和教學意義，并指出了亟待解決的問題。

一PBL教學模式簡介

PBL教學是由神經病學教授HowardBarrows提出的教學方法，最初在加拿大麥克瑪斯特大學醫學院首先試行，取得了良好的教學效果。PBL教學提倡教師主導，學生積極參與，共同完成課程教學內容。在教學實踐中，教師根據教學內容，將學習內容設置到有意義的問題情境中，學生圍繞問題展開主動學習，通過查資料、討論、歸納、論證等學習過程解決問題，從而實現理解和掌握課程學習的內容。PBL教學的優點在于能夠最大限度激發學生的學習興趣和探索欲，提高學生自主學習能力、分析問題能力以及解決問題能力。與傳統教學相比，PBL教學具有問題基礎性、團隊協作性、時空開放性、知識探索性、師生互動性等特征。按照PBL教學實踐，通常PBL教學環節大致可以包括：劃分學習小組；教師根據教學內容提出問題；學生歸納所需解決的問題；學生收集資料；教師與學生討論；提供反饋信息；解決問題；產生新的問題；重復上述教學過程，直到完全掌握教學內容

二生物工程專業實驗課程體系中PBL教學的組織實施

（一）立足本課程內容，設立綜合性問題情景

針對教學內容設立綜合性問題情景是PBL教學的關鍵環節，直接決定著教學效果。因此，在設立問題情景時應遵循以下原則：1問題的層次性問題設計一定要有層次，難易結合，要有一定的梯度性，使學生在解決問題過程中既能感受到成就感，也能感受到挑戰性，激發學生的學習積極性和探索欲。2問題的真實性問題設計應遵循實事求是原則，不能虛擬，應與生活實際相關，培養學生利用專業知識分析和解決實際問題的能力。3問題答案的多樣性問題的解決方法應具有多種形式，無固定的解決方法和過程，這既能提高學生思維的靈活性，又能培養學生的發散思維能力；同時，問題答案的多樣性也決定了學生在解決問題時會涉及到諸多知識內容，促使學生牢固掌握相關專業知識。例如，在“分離純化一種蛋白酶”的設計性實驗中，教師對幾種常用蛋白酶進行簡單介紹，學生可根據自己的興趣選擇一種蛋白酶為目標物質并以此進行相應分組，然后教師針對每組分別進行實驗設計引導。以木瓜蛋白酶為例，提出系列問題：“木瓜蛋白酶有何用途？”，“木瓜蛋白酶有何特征？”，“蛋白酶粗提的方法有那些？”，“為什么要在分離過程中實時測定比活力？”，“蛋白酶純化有哪些方法？”。學生通過解決上述系列問題，可以順利制定出適宜木瓜蛋白酶的分離與純化方法，最后組織學生通過實驗對方案進行驗證和調整。這些問題中，內容涉及生物化學、生物分離工程、酶工程和生物統計學。學生需要掌握蛋白酶的基礎知識的同時，還能分辨出各分離純化技術存在的優缺點，同時掌握相關實驗設計及數據處理方法。在教師的引導下，制定出適宜的木瓜蛋白酶的分離純化方法。通過此問題式教學，提高了學生運用所學知識解決實際問題的能力。

（二）學生分組及收集資料

學生自愿分組，每組5至6人，然后依據教師給出的問題查閱相關資料，學生通過理解和掌握教材上的相關章節內容，并利用網絡信息資源查閱有關的文獻資料，尋找涉及到問題的相關信息，并將其提取出來，用于解決問題。通過這一階段訓練，提高了學生運用信息工具獲取信息、處理信息以及表達信息的能力。

（三）問題的推理與討論

問題的推理與討論是PBL教學法的重要環節，由教師引導學生圍繞問題將所收集的各種資料進行交流和討論，在交流討論中產生的新問題經進一步查找資料、交流與討論，歸納出解決問題的辦法，為下一步實驗驗證和調整作準備。以上述“木瓜蛋白酶的分離與純化實驗”為例，通過討論問題“木瓜蛋白酶有何用途？”，可以使學生了解木瓜蛋白酶在食品、醫藥、飼料、日化、皮革及紡織等行業中具有重要作用的知識背景，可激發學生對木瓜蛋白酶的興趣，增強他們的學習動力；問題“木瓜蛋白酶有何特征？”的信息量非常大，如：木瓜蛋白酶的適宜pH決定了緩沖液的種類，木瓜蛋白酶的適宜溫度決定了提取過程中環境溫度，木瓜蛋白酶的分子量決定了純化時采用的分子篩類型；問題“蛋白酶粗提的方法有那些？”可以給出木瓜蛋白酶提取的基本流程；問題“為什么要在分離過程中實時測定比活力？”可以給出評價木瓜蛋白酶分離純化時所用方法的優劣；問題“蛋白酶純化有哪些方法？”可以給出適宜木瓜蛋白酶分離純化的方法。總之，通過上述問題的推理與討論，基本上可以制定出木瓜蛋白酶的分離與純化的實驗方案。

（四）實驗環節

根據各學習小組在教師引導下設計的實驗方案，利用實驗驗證設計方案的可行性。在實驗過程中存在的問題，各小組間可以相互幫助，共同解決問題。對不能解決的問題由教師引導解決。實驗結束后，小組成員將自己在實驗過程中遇到的問題以及討論結果匯總整理，并填寫實驗報告。教師應在實驗結束后對教學實施情況進行總結，若實驗結果存在偏差時，應引導學生分析其原因。并對采用不同分離純化手段分離同一種酶的不同組間進行分析、比較，加深學生對相關理論課程和實驗內容的理解。

（五）教學評價

與傳統教學不同，PBL教學強調學生自主學習能力、團隊協作能力、分析問題和解決問題能力。因此，PBL教學評價應有自身獨特的評價體系，以激發學生的學習熱情，發揮PBL學習的優勢。在生物工程實驗PBL教學的課程成績評價體系中，采用學生自評、小組互評、教師評價相結合的形式，其中權重比例分配為15%、25%和60%。根據劉銀萍等報道的學生成績評價體系，本課題組建立了我校生物工程專業實驗課程PBL教學的實驗成績評價體系，

三生物工程實驗課程PBL教學的意義

生物工程是一門強調應用性的學科，要求培養的學生具有扎實的專業理論知識，同時具有很強的實驗動手能力和實際應用能力。因此，實施PBL教學對生物工程人才培養顯得尤為重要。實驗成績評價統計結果表明，生物工程實驗課程中采用PBL教學取得了良好的實踐效果。

（一）有利于培養學生自主學習能力

學生可以自主選題并設計實驗方案，不僅增加了學生的學習興趣和學習熱情，而且通過圍繞問題收集資料，可以提高學生檢索文獻和歸納資料的能力，增強了學生學習的主動性。同時大大提高了學生分析問題能力、口頭表達能力和實驗設計的能力。

（二）有利于培養學生團隊精神和協作能力

以學習小組為單位進行學習和討論，共同完成整個實驗。學生依據自己的分工，在收集資料的基礎上提出自己對解決問題的看法，然后小組成員間相互討論、質詢和辯證，最終小組內部在教師的引導下提出解決問題的方案。通過上述教學互動過程，潛移默化培養了學生的團隊精神和協作能力。

（三）有利于培養學生分析和解決問題的能力

PBL教學將學習內容置于一個問題場景中，通過解決這些問題，培養了學生的發散思維和橫向思維能力，加強了學生靈活運用知識和理論聯系實際的能力，加深了學生對理論知識的理解和應用，培養了學生利用各類知識資源分析問題和解決問題的能力。四生物工程實驗課程PBL教學面臨的問題第一，與傳統的教學模式相比，PBL教學需要教師和學生付出更多的時間。PBL教學通過提出問題、收集資料、討論與歸納、論證等學習過程來解決問題，整個教學時間的預設應具有彈性，而傳統的學時制授課過于僵化，無法滿足PBL教學需要。因此，需要實施靈活的學時教學，為生物工程實驗PBL教學順利進行提供時間保障。第二，PBL教學對教師的綜合素質要求高，不僅要具有豐富的專業知識，同時也要有良好的指導技能。當前大部分高校中，一門生物工程專業實驗課程通常僅由1至2位教師指導，若實施PBL教學時，往往增加了教師的教學壓力，同時也降低了PBL教學效果。因此，建立實驗課程教學團隊很有必要，實驗內容由教學團隊成員依據教學大綱共同制定，共同授課，課程內容的分工可由教師依據自身優勢選定，通過教學團隊的協作能夠發揮各教師自身的優勢，互相補充、取長補短，以提高PBL教學效果。將PBL教學模式應用于生物工程實驗教學，具有傳統教學模式不可比擬的優勢。學生經歷了情景問題的引入、資料的收集、討論與歸納、論證等學習過程，不僅提高了學生的學習興趣和團隊協作精神，而且增強了學生分析問題和解決問題的能力。總之，PBL教學能夠有效提高生物工程專業學生的綜合素質，為生物學科的應用型和創新性人才培養提供了新的思路和方法。

參考文獻

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[2]張麗靖，靳挺，雷引林，等.生物工程專業綜合性實驗的實踐探索[J].實驗科學與技術,2010(4).

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[4]劉春城.PBL教學模式在工程訓練教學中的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2012(4).

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篇(7)

關鍵詞：機械制圖 生物工程 教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.107

生物工程專業是生物學與工程相結合的一門交叉性學科，要求學生掌握生物學與生物工程學方面的基本理論，不僅需要具備獲取輕化生物技術理論知識，也需要具備從事生物技術產品生產、生產過程控制檢驗等工作的綜合能力[1-2]。學生一旦需要參與產品生產就必須具備一定的工程技術理論。《工程制圖》一直是生物工程專業開設的必修課，一般安排在大一，是以培養學生對空間的認知能力、立體思維能力以及讀圖、識圖、繪圖能力為主要任務的專業基礎課程。

結合人才培養目標及以往的教學過程發現現有教學方式存在一定的問題：第一，學生沒有充分認識機械制圖課程的重要性；第二，現有的機械制圖課程教學模式以及課件實例都是針對機械專業，并沒有專門針對特定的非機械類專業。針對這些在教學實踐中所暴露出的問題，如何開展生物工程專業機械制圖及CAD教學改革，提高教學效果，使學生真正做到學以致用，是亟待解決的人才培養與教學質量問題。本文就如何針對生物工程專業進行機械制圖和CAD教學進行了分析，試圖解決在實際教學中的問題。

1 提高生物工程學生對《工程制圖》的認識

我院生物工程專業主要是針對發酵方向，就業方向主要為酒廠、醬油發酵場、榨菜生產等相關發酵領域。雖然畢業生直接參與零件設計、機械加工裝配的情況很少，但有很大一部分畢業生會從事發酵設備的管理和維修，甚至發酵工廠的設計等工作，這就需要具備閱讀機器原理圖樣的能力。可以設想，如果連基本的原理圖都讀不懂，如何進行操作、維修和設計。因此以工程制圖在生物工程專業中的應用為突破口，聯系后續相關課程工廠設計，讓學生明白學習本門課程的目的與意義。

為了充分調動學生的學習積極性以及對課程應用范圍的理解，在緒論階段和裝配圖階段，選定一個工程制圖及cad在生物工程專業中的應用實例進行實際講解。由于本課程為工廠設計課程的先驅課程，選定工廠設計課程中的實例進行講解，不僅讓學生在專業認知的同時了解工程制圖在專業體系中的作用，也對兩門課程的聯系有一定的了解。

2 現有的生物工程專業《工程制圖》教學中的問題

2.1 教學內容沒有針對性

現有的非機械專業的工程制圖及CAD教學基本上延用大學本科機械類教學模式，教學內容是機械類內容的壓縮，而且講課實例作業練習都是機械類實例。沒有專門針對特定非機械專業的教學體系和教學內容，并且沒有合適的教學實例。

2.2 教學模式沒有針對性

現有的教學模式還是沿用著機械專業工程制圖教學模式，分為畫法幾何、機械制圖以及計算機繪圖三個大板塊。由于非機械專業的工程制圖課時量為50課時左右，為了應對教學內容多而課時少的矛盾，很多教師上課時以采用降低教學難度和精簡教學內容為對策，這必然導致學生練習時間大大降低，知識掌握程度降低。

3 機械制圖教學方式改革

3.1 教學板塊調整

針對非機械專業工程制圖課時較少的現狀，對傳統的教學內容和順序進行改革。傳統的教學板塊中的第一部分為畫法幾何，主要內容是點、線、面投影基礎知識，用來培養學生的立體感。由于本知識點大部分是高中知識，講解占用時間較長，故對本部分知識點進行大量壓縮或者改成練習教學法[3]。本課程主要是培養學生繪制立體三視圖的能力，可以首先利用基本體的立體模型引導學生入門，由實際的立體繪制三視圖，培養立體感更形象具體。這樣學生不再枯燥的理解空間虛構點線面，而是在實際立體中學習點線面的投影，講解具有針對性，提高教學效果。

3.2 教學內容針對性改革

現有的教學內容，教學實例都是針對機械專業實例，并沒有針對生物工程專業的教學實例。在零件圖以及裝配圖章節，選擇與生物工程先關的實例進行講解。并且選取實際發酵廠中的實際零件進行繪制與講解，或者選取實驗室中的有關機械試驗設備進行實踐繪制。

3.3 多種教學手段，提高教學效果

可以利用多媒體手段輔助教學，利用Proe、Solidworks等軟件繪制一定的三維圖，完成課件制作。不僅能夠提高學生的立體感，也提高教學效果。將計算機多媒體教學與傳統的教模教學模式相結合，可以使教學難度大大降低，提高學生的理解能力，使課堂教學清晰直觀。

3.4 增加實踐教學環境

由于非機械專業工程制圖課時較少，現有的實踐環節基本省略，但是這會造成學生學習理論與實踐相脫節。可以組織學生到機械精工實習基地進行參觀，認知一定的機器，有一定的工程理念。然后可以帶領學生參觀生物工程實驗室，從實驗室的試驗儀器中可以看到一定的機械儀器，了解試驗儀器零件和裝配關系，對零件圖的繪制和裝配圖的繪制的學習有一定的幫助，增加教學目的性[4]。

上世紀90年代誕生了基于系統論的生物工程，即以生物學（特別是其中的微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學）的理論和技術為基礎，結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術。在生物工程專業人才培養過程中工程制圖往往是被忽視的部分，作為生物工程專業人才應當具備發酵工廠設計、圖紙繪制等專業技能，在教學中應加強引導學生對機械制圖這門課程的學習熱情，結合發酵工廠設計實例，改善教學板塊的配置，優化教學方式與手段，設置具有專業針對性教學內容，提高學生的學習積極性，增強教學效果。

參考文獻：

[1]黃傳錦，周海，劉道標，惠學芹等.關于非機械類機械制圖課程教學的思考[J].考試周刊，2012，（27）：176-177.

[2]朱顏，包春江，郭宏亮等.非機械類專業制圖課程的教與學探索[J].裝備制造技術，2010，（1）：207-208.

[3]甄鑫.生物醫學工程專業《工程制圖》的教學體會[J].中國醫藥指南，2010，（8）：167.

[4]羅紅萍.非機械類專業《工程制圖》課程教學改革探索與研究[J].科技信息，2008，（2）：23.