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生物工程论文样例十一篇

时间:2023-01-13 12:55:25

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生物工程论文

篇1

在进行学院转型和专业教学改革的过程中,需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应,首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致,只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应,有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外,学科的发展和改革离不开学校转型的帮助,只有遵循学校转型的规划和方向,才可以实现有效的学科规划。总而言之,两方面都是息息相关、相辅相成的,只有两者积极配合,才能够实现有效的教学改革和教学实践。

2.学生特点与专业改革相融合

在进行教学转型和教学改革过程中,还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体,无论是专业教学还是院校的转型,学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革,无论改革理念有多么先进,这些改革注定是要失败的。所以,在进行教学改革和教学转型时,必须要实现学生与教学的一致,实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一,只有如此,才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。

二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题

1.学科定位、专业设置不够合理

生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理,这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题,课程比例不协调,一般课程和专业课程的比重不够和谐,往往容易造成专业课程稀少,一般课程较多的现象,不利于学生专业能力的提高;学生数量不稳定,每年的招生计划不够稳定,这必然不利于对人才的培养;在就业上,由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善,使得就业也成为了一大问题。

2.教学理论与实践矛盾突出

在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生,使教学秩序混乱,理论化过于严重,实践性很差,这必然不利于学生本身的成长。可见,理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。

3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型

教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中,考核方式单一模式化,这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养,抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核,在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好,所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功,很少有自己的精力和时间去研究教学,无法和学生展开深入探讨和分析,这对于教学实践和教学改革是相当不利的,只有加速教学改革,深入院校的教学转型,才能够不断地提高教学质量,为国家和社会培养出更多优秀人才。

4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要

学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量,学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件,那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到,学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在,归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”,我们要始终相信学生的潜力是客观存在的,关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此,要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型,就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力,提高他们的潜在素质,提高他们的根本实力,适应教学改革。

三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型

1.学校加强顶层设计,从整体上把握改革方向

实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型,首先要站在学校的立场加强顶层设计,从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声,在管理制度,对教师考核晋级,对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度,站在人性化的立场进行分析,结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向,科学、理性地把握改革目标,力求实现成功的教育转型。

2.彻底改变课程设置与教学模式

要彻底改变原有的,不合理的课程设置方式和教学模式,调整理论课和实践课的比例,不断地强化素质教育,特别是对生物工程专业来说,要逐步改变重理论课、轻实验课,重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力,重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式,不断强化实践课的学习,在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力,提高他们的创新能力和思维能力,只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。

3.加快师资结构与教师队伍的转型

加速师资结构的调整和教师队伍的转型,首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线资深人员进课堂讲课,培养理论实践结合型教师队伍;其次,加强对在编教师的引导和时间能力的培训,尤其是对年轻教师的引导和培训,他们充满激情与活力,精力充沛,干劲十足,要鼓励他们多下企业,沉到生产一线,打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导,这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师,应该让他们继续开展理论教学活动,因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说,要加强对他们的重点培训,让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力,不断地提高他们自身的素质。只有这样,他们在教学中才能够做到游刃有余,为学生进行有效指导,从而提高学生的学习效果,促使他们进步和成长。

4.学校加强学生实践基地建设

生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求,因此,要想增强学生的实践能力,可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言,可以与社会上的企业进行合作,让学生有地方实习,有机会练手,或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼,不断地强化学生的实践能力。不仅如此,学校也可以增设实验室,给予学生充足的课外空间,给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之,只有加强学生的实践能力,才能够从根本上促进他们成长,为他们以后的工作打下良好的基础。

5.改革对教师的评价方式

教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在,要改变传统错误的教师评价方式,尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式,从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难,因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策,单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨,但实施很难。另外,教师也要提升个人的内在自觉,不断地强化他们的软实力,塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感,增强个人的责任意识和奉献精神。总之,要善于从多方面来加强对于教师的培养,不断地进行师资的整顿和教育,只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长,培养更多优秀的人才,为国家和社会贡献自己的力量。

篇2

二、改革具体措施

1.坚持以教学为中心,科研促进教学。科研是大学活力的源泉,以科研促进教学是提高大学教学质量的重要途径[3]。科学研究不仅可以增强教学的深度、拓展教学的广度,而且可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系,提高教学效果。高校教师既要从事教学,又要进行科研,要将二者有机结合,以科研促进教学。我院提出了以行业产业为导向的生物工程卓越工程师培养模式。在培养应用型创新人才的办学定位基础上,以教学为中心,根据经济社会发展需求和自身条件、发展潜力,继承办学传统,不断深化人才培养模式改革,明确了“坚持立足地方、依托地方、服务地方的办学方针,依托四川及成都市现代生物产业,坚持以生物产业发展对人才的需求为导向”的办学理念。我院坚持以现代产业发展对人才需求为导向,构建了以产学研战略联盟为平台,学科链、专业链对接产业链的办学模式。已在全院范围内努力营造了“产学合作、工学交替”的良好氛围。使“以教学为中心,科研促进教学”成为学院的共识和自觉行为。

2.强化培养学生的工程能力和创新能力。我们将具备一定专业知识并能运用所学知识完成工程项目的能力称为工程能力。就目前社会所需来看,我们的学生在这方面还存在着巨大的不足。因此,强化培养学生的工程能力有助于他们今后在走入工作岗位时更好地解决实际困难。例如,在实践环节方面,围绕学生的工程实践能力的提高,尽力运用校内外资源,为学生设置工程实践与锻炼环节。通过生产实习,帮助学生建立专业与工程的概念。大力培养学生的动手能力,尤其重视对学生实验技能的培养,越是基础的实验要求越严格越规范,做到让每一位学生都能带着严谨的态度操作每一个实验项目。强化创新能力是人才培养中的一个重要内容,是科技活动的灵魂。在科技活动中培养学生的创新能力至关重要[4]。鼓励教师在教学方法上做出一定的创新,通过与学生之间的互动,将创新思想引入课堂,激发学生的创新意识,从而启发学生的创新思维,最终树立起自己的创新观点。运用创新的教学模式,例如通过多媒体形式将世界最新科技引入课堂,组织一场针对最新科技的讨论,让学生像参与者一样体会整个项目的策划实施。

篇3

2提高工程实践能力的方法探索

四川理工学院生物工程学院作为地方工科院校,培养的是具有工程专业技术人才,因此一直以来非常重视学生工程实践能力的培养,针对新进教师没有或缺乏工程实践能力的现状,积极采取措施,形成了一套行之有效的培养青年教师工程实践能力的方法,为培养卓越工程师提供了保障。

2.1企业挂职锻炼企业是最直接培养工程师的摇篮。选派教师到企业去挂职锻炼是提升工程实践能力最直接的方法。对于地方工科院校,为地方经济服务是我们这类高等院校的职能之一。我院与地方企业,比如泸州老窖股份有限公司、保宁醋有限公司等十余家企业有着长期的良好合作基础,学院的一些老教师也被聘为这些公司的顾问,因此通过这些途径,我们将青年教师有目的的选送到这些企业进行为期6-12个月的挂职锻炼,这些青年教师通过在这些企业做挂职锻炼,对企业的感性认识上升到理性认识,不仅仅是工程实践能力的提高,在管理水平等其他方面也得到了锻炼。

2.2岗前培训对于新进教师,在上岗之前进行相关的培训是提高教师素养必不可少的环节。对于工科院校,特别是在毕业环节中对于学生的毕业设计要求必须占有较大的比例。这就要求教师必须有工程实践经验才能去指导学生。因此我们首先组织新进教师到企业参观,同时还请有工程实践经验的老教师做相关的培训,并建立建立青年教师导师制,由学校内经验丰富的老教师来担任指导老师,定期对青年教师的教育教学实践等方面进行指导。

2.3指导校外实习对于工科学生到工厂实习是实践教学不可缺少的环节。对于新进教师由于来自不同的学校或不同的行业,因此对我校原有的一些实习基地不熟悉,对这些工厂的生产情况也不太了解。我们由有经验的老教师和新进教师组成校外实习指导小组来指导学生实习,一方面新进教师可以跟老教师学习如何带实习,另一方面老教师在给学生安排实习任务的时候其实也是在给新教师安排实习任务,让新教师在这些厂里面去深入学习,向工厂里工程实践经验丰富的师傅请教,提高自己的工程实践能力。

2.4指导课程设计、毕业设计课程设计及毕业设计是培养学生综合运用所学理论与技能分析解决实际问题的能力,全面、系统、严格地完成工程设计基本训练的重要实践教学环节,它不仅能提高学生能力,同时对教师的能力提升也是行之有效的途径。毕业设计的题目可以和教师的科研有机的融合,这样既锻炼了学生的工程实践能力,又督促教师对新的问题进行思考和再学习。对于常规的课程设计,我们也是采用“老带新”的方式,让没有工程经验的青年教师跟着老教师学习;对于毕业设计题目则主要采用和教师科研相结合的方式,近年来我们有80%的设计题目是源于教师的科研,很多教师的科研项目都是和学生共同完成的,这大大促进了教师和学生的科研积极性。

2.5指导实验通过动手做实验,教师才能了解本专业对于实践能力的要求,熟练掌握本专业所开设的实验。通过参与实践教学环节的指导,一方面可以发现自己存在的问题和具体专业实践能力的缺乏,及时学习提高,另一方面也可以发现学生在实际应用中通常可能存在的问题,以便在今后的教学中可以有针对性地强调和解决。新进教师对于以后是否会带实验课,学院都要求先到实验室实习,通过准备实验及动手实验,了解实验室有哪些仪器设备,这些仪器设备是如何进行操作和管理的,这样也有利于教师指导学生实验,同时也有利于教师在进行科学研究时能根据学校现有的条件来制订实验方案,有效的利用现有的资源来完成相关的研究课题,做到有的放矢。

2.6依托学术团队和研究平台、参与横向科研课题企业提出的研究课题一般是市场需求的、企业亟待解决的、多学科交叉的问题,具有较强的应用前景,在一定程度上代表着学科发展方向。如果青年教师参与到这些课题中就可以站在学术前沿,并且有学科知识渊博的资深专家学者和工程实践经验丰富的专业技术人员给予指导,有企业研发团队的支持,这些完全可以促使青年教师不断优化自己的知识结构、能力结构,不断拓宽学术视野,将理论性与应用性、学科的单一性与交叉性、学术研究的严谨性与实际工作的灵活性融会贯通,提升自己的科研能力,锻炼自己的实践能力,积累工程实践经验。生物工程学院于2012年专门成立了科研团队,要求科研团队中必须有合理的人员结构,青年教师要加入到团队中,在团队中得到成长,同时充分发挥老教师的引领及指导作用。同时生物工程学院还拥有“酿酒与生物技术四川省重点实验室”,“国家固态酿造工程中心”等重点科研平台,依托重点科研平台,搭建了适合生物工程专业教师进行工程训练与创新培养的科研与教学平台,这都使得教师的工程实践能力得到了极大的提高。

2.7参与行业的会议交流、短期培训通过参加生物工程行业各个专业委员会的会议以及有关的短期培训,有利于教师获取最新的市场动态信息;了解行业生产中遇到的问题及相关的解决方法以及可能存在的解决方法;同时了解市场上新产品利益特征;近年来我们选派了青年教师参加了“生物技术工业高峰论坛”、“全国及省调味品行业协会工作会”、“乳酸菌与健康国际会议”等,教师在这些培训中获益匪浅。

2.8选派到企业做博士后依托企业博士后工作站,让青年教师深入生产一线,发挥专业特长,有针对性地主持产品研发、从事科研攻关,把理论知识和具体的生产实践需求相结合,这要更能有效的锻炼教师的工程实践能力。泸州老窖股份有限公司、剑南春股份有限公司这些和我们学院具有良好合作基础的企业都有博士后工作站,我们鼓励青年教师到这些工作站去工作,现已有2名博士从站里出来并在工作岗位上发挥重要的作用,我们还将继续派出更多的博士到企业去做博士后,为我们以后的工程师摇篮提供有力的师资保障。

2.9参与实验室建设近年来学校对我院的工程实践教学方面的投入资金不断地加大了,相继建成了“食品与发酵工程实验教学中心”、“天然产物提取实验室”、“果酒酿造中试车间”、“清酒酿造实验室”、“调味品酿造实验室”等相关专业教学与研究中心,同时学校还在建设二期工程,进一步加大实验场地及设备的投入。在这些教学与研究中心的建设过程中,我们邀请青年教师积极参与验室整体规划,仪器的调研、采购和安装及调试等。一方面在实验室建设过程中教师更了解实验室的设置、仪器的性能,另一方面在实验教学过程中能给学生透彻地讲解,也利于开设新的实验项目。同时通过辛勤劳动的付出,他们更能懂得珍惜和爱护这些设备,使设备能充分发挥其作用。

2.10指导大学生课外科技活动课外科技创新活动是培养学生科技创新精神和科技创新能力的重要载体,是实现科技创新教育目标的重要方式。当前我国有大量面对高校大学生开展的课外科技活动,在高校的“第二课堂”中占有重要的比例比如挑战杯,国家、省和学校的大学生创新基金,这些都要求指导教师要有较高的教学水平、科研创新能力,这样才能引导学生研究问题、帮助学生解决创新活动中遇到的问题的能力。同时在指导学生进行课外科技活动中能进一步完善自身知识结构,改进思维方式,研究新情况,解决新问题,指导教师的教学水平和实践能力的提高也有极大的促进作用。近六年来,获学校审批大学生课外科技活动项目110余项(其中泸州老窖科研奖学金项目共立项29项),共发表学术论文142篇,有30多人次在校内获奖,推荐的优秀成果参加全省和全国的“挑战杯比赛”,有5个项目25人次获奖。生物技术与工程协会荣获第四届“全国高校优秀社团”荣誉称号。这都极大了锻炼了教师的工程实践能力。

篇4

乳酸菌的细菌素本质为蛋白质,可以当作防腐剂容易被胃酶讲解,拥有相对较好的理化与抑菌特点。当前,nisin与microgard已经运用在乳食产品防腐剂中。nisin作为乳酸乳球菌亚种的一项分泌肽,大量的革兰氏阳性菌与少量的革兰氏阴性菌具备一定的抑制作用。在上世纪中期nisin主要用在对芽孢生长菌成长的控制与有效延长乳制品等的货架期。目前,FDA已经通过有关部门批准可以运用在融化干酪相关抗菌剂。除去当作食品的防腐剂之外,nisin可以当作医疗制剂运用在牛炎的治疗中。另外,microgard还是一种具备抑制性的革兰氏阴性菌与真菌细菌素,可是其不能抑制革兰氏的阳性菌。例如美国的1%microgard溶液普遍运用在保存乡村干酪。同时microgard能够有效控制瑞士干酪皮的出现的腐败问题。运用定点突变的作用,例如蛋白质相关生物工程技术能够有效拓宽细菌素相关狭窄的抑菌普。现阶段,已能够克隆与测序nisin形成的相关基因,可以实现定位在质拉或是染色体DNA中编码等的克隆与测序。大量细菌素基因可以定位于接合质粒或是转座子上,比较便于基因转移至其他相关微生物。

1.2促进干酪成熟

干酪的成熟期相对较长,冷藏与库存的费用也比较高。对此,促进干酪的成熟已经成为干酪研究的主要内容。促进干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶类和经过基因工程技术修饰之后的如霉菌促进干酪的成熟。许多学者都重点研究基因工程技术的乳酸菌修饰,能够加速干酪的成熟,拥有相对良好的抗噬菌体能力。充分运用蛋白质的分解阴性等促进干酪的成熟。另外,乳糖代谢之后的阴性乳酸菌能够以高密度进入干酪的凝乳当中,促进干酪的成熟。相对较强的蛋白质分解能够有效加速苦味肽进一步生成。对此,蛋白质所分解的阴性菌体和一般菌株混合运用可以有效促进干酪的成熟。

2生物工程技术的育种手段

2.1原生质体融合

原生质体的融合技术作为创建杂合微生物的主要工具,其能够把相对较好的菌株形状有效结合在相同的菌株中,在乳酸菌的育种方面有着深远意义。在原生质体的融合过程中,可以先运用酶除去两个亲体的细胞壁,从而是使菌体细胞可以在高渗的环境当中释放原生质体,同时在高渗环境下实现混合,然后通过聚乙二醇的促进,可以实现两种原生质体的凝集从而有效融合,获取异核体或是重组子。充分运用杂合菌能够有效提升发酵制品特性或是发展新型产品。另外,原生质体的融合技术可以建立高蛋白质的表达水平相关突变体的主要方式。

2.2电穿孔法

在重组DNA技术快速发展形势下,当代微生物研究人员可以相对精确的变化乳酸菌的生理特性,从而为乳品的发酵项目提供较好的菌株。对此,一定要具备合理、安全、科学的细菌转换手段。近些年来,具备良好发展前景的转换手段就是电穿孔法。在上世纪,Harlander第一次报道了乳酸乳球菌的乳酸亚种的有关电转化,该转化率能够和原生质体融合的转化率相比。另外Chassy与Flickinger也报道了干酪的乳杆菌有关干酪亚种电转化。当前成功完成电转化的乳酸菌有多种,例如嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌的乳油亚种等。通过研究表明各种菌株之间也能够完成电转化。其和原生质体的融合技术相比较而言具有一定优势。

2.3基因的送递系统

在乳酸菌的转化系统快速发展影响下,建立基因的传递系统成为了必然趋势。载体主要可以分成试验用载体与食品级载体两大种类。充分考虑到食品的安全性与稳定性,食品级的载体不能利用抗生素的抗性基因当作选择性的标记。因此,食品在集体的选取一定要在食品级GRAS的菌中分离出选取性标记。在进行记载时所运用的乳酸菌标记主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所编码的细菌素产生和糖类运用或是免疫性基因可以满足食品级基因相关传递系统的选择性标记要求。

篇5

骨组织工程可追溯到urist[10]1965年报道的用DBM(骨形态发生蛋白)诱导间充质细胞形成进而分化为成骨细胞。直到1987年在美国纽约的学术会议上才正式提出组织工程学定义,其目的和意义是在细胞水平和分子水平构建具有生命力的细胞生物材料复合体,从形态、结构和功能上对缺损或功能障碍的组织、器官进行永久性地置换及替代,实现组织器官的形成及再生。组织工程学的不断创新使骨缺损的研究有了突破,使得骨移植后有骨生成、骨诱导、骨重建、骨修复作用。目前,骨组织工程学有不同的复合形式,生物材料复合成骨细胞和生长因子则是近年来的研究热点。近年来骨组织工程所用的生物材料也是多种多样,各具特点,与骨组织工程、基因工程联合应用研究越来越多,可以做到互补。如陶瓷材料的生物力学性能和骨诱导不足可以被转基因处理的细胞分泌生长因子所弥补,生物材料可增加骨传导和稳固性,提供适宜的环境促进细胞增殖与分化[11]。Dupont等[12]用合成支架涂层联合腺病毒承载的BMP-2用于修复骨缺损,结果显示复合生物材料脱细胞移植有良好的骨诱导能力。生物陶瓷独特的多孔结构模拟骨松质可以加速缺损部位的血管化有利于运输营养,加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性,可有不同时间段的吸收后骨重建。目前,研究最多的陶瓷材料是多孔性的羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA),它同生物玻璃都属于活性生物陶瓷。由于HA的强度并不高,多用于强度较低的骨缺损修复,如颌面部外伤缺损。珊瑚是HA的代表,近年来仅作为填充物应用于临床,而忽视了其可作为生物工程支架和载体的作用[13]。另外一种广泛应用的是β-磷酸三钙(β-TCP),其最大的优势是植入机体后生物相容性好,所以也称为生物吸收性材料,局部反应和全身毒性反应都比较少见,降解的速度也较HA较快(主要与TPC的表面结构,晶体类型与比例,孔隙率和临床科研的动物有关)。孔隙率是75%的TPC是最好的骨替代材料,但同样是因为强度不够,而只能用于不负重骨部位[14]。磷酸钙陶瓷在体内的代谢途径目前认为是粒子而不是离子,所以长时间聚集可能会造成淋巴结增生。磷酸钙骨水泥可用作复合材料成分之一,承担组织工程中载体作用,显示出在细胞保护、增殖、碱性磷酸酶与骨胶原生成等方面的良好效果[15]。通过向磷酸钙陶瓷中添加相应增强韧性的材料而形成的TPC复合材料已经成为研究热点之一,伴随着纳米技术的引入,该种材料的学术研究和市场都会有广阔的前景。复合生物材料用于骨组织工程也能表现一定的作用。高分子聚合物可赋予骨基质各种理化和力学特性,可分为天然聚合物如纤维蛋白、甲壳素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)。骨胶原(Collagen)是骨细胞外基质成分,可以促进钙沉积,血管内向性生长及生长因子锚定,促进骨愈合,是良好的细胞、药物、基因、蛋白支架,也常作为黏合剂与具备骨传导能力的载体,如羟基磷灰石或磷酸三钙等合用发挥各组分的优势。王浩等[16]将鼠间充质干细胞种植在骨胶原-羟基磷灰石-硫酸软骨素复合材料上,并在体外培养增殖,再将该复合物植入大鼠肌肉内。结果显示该复合材料的三维微孔结构可促进细胞向内生长,其在大鼠肌肉内逐步降解的同时伴有新骨形成,提示该复合物在细胞附着与诱导分化上有着良好表现。目前用于骨组织工程的目的细胞有:成骨细胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、软骨细胞、骨髓基质干细胞(bonemarrowstemcells,BMSC)、人脐带间质干细胞(HUCMSCs)、脂肪干细胞(adiposederivedstemcells,ADSCs)、胚胎干细胞(embryonicstemcells,ESCs)、转基因细胞等,大多是自体细胞,它们能大量分泌生长因子且有多分化潜能,如将BMP基因转染软骨细胞后可促进Ⅱ型胶原、软骨寡聚蛋白等的分泌[17]。BMSC存在成体骨髓内,在一定的条件下可向骨、软骨、脂肪三系分化,培养扩增几亿倍仍可保存其分化潜能,也能长期稳定的表达外源性生长因子基因。Corn等[18]人用荧光成像的方法证实了间充质干细胞在移植后的修复作用。HUCMSCs的选择主要集中在足月新生儿,它的特异性抗原标记仍不明确,所以移植后的效果评价还停留在流式细胞术阶段。ESCs在表现其强大优势时也暴露其负面的遗传性,如携带致瘤基因,所以在未找到消除消极因素前可能会限制该细胞在临床上的应用。ADSCs体外培养易成活,免疫特性低,还具有刺激组织细胞分泌血管生长因子作用而被广泛认可,其发展也最有前景。成骨细胞因易老化等缺点而被淘汰。尽管伦理、干细胞界定、分离和增殖上仍有挑战,但干细胞在组织再生方面的临床价值值得探索。

2基因工程修复骨缺损进展

1973年开始,基因治疗已经不局限于遗传病的治疗,随着对生长因子基因的不断认识与克隆,人们想到将内源性生长因子稳定有效地表达在骨缺损部位用于骨愈合的治疗,尤其是在缺乏血管和神经的关节软骨缺损修复过程中应用更为必要。Sheyn等[19]将基因修饰的干细胞用于椎体骨修复的模拟实验结果显示骨缺损得到良好修复,弥补了外科手术的不足。治疗骨缺损基因工程所需要的目的基因主要是一些生长因子基因:骨形态生成蛋白(bonemorphogeneticprotein,BMP)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、转化生长因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF-A、B、E促进血管以出芽的方式生成,VEGF-C、D则促进淋巴管生成)、甲状旁腺素(PTH)等。目前,已经认识到骨缺损愈合的过程中是多种生长因子共同参与、协同作用,共同促进愈合。已经有实验证明多生长因子基因联合作用较单个基因在促进成骨时更有效[20-21]。研究最多的是BMP超家族的成员,它是骨修复生长的启动基因,诱导成骨细胞生成,对未分化的骨髓干细胞有促进增殖和分化的作用,对成熟的细胞无作用。同时能促进骨折部位的稳定[22],即使在炎症因子存在时也能显著诱导骨基质形成。BMP通过细胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受体(都是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶超家族成员),在细胞外聚集并通过Smad将信号转入胞内,引发骨生成[23]。例如,将外源性BMP2基因转染从机体上分离出的靶细胞,进行体外培养,然后再转移到缺损部位进行骨诱导修复即体外转染途径,或者基因表达载体直接注入机体靶细胞促进修复即体内转染途径。转染BMP2基因常选用的载体有病毒载体如腺病毒(a-denovirus,Ad)和非病毒载体如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等[24]利用腺病毒载体转染大鼠的骨髓基质细胞,利用骨缺损处成骨反应时产生的放射线观察得到证实。Clements等[25]用载有碱性生长因子的质粒转染BMSC结果证明了非病毒载体的可行性。相比较而言体内转染途径在临床上更容易实施,因体内转染途径不仅能较好表达生长因子且能避免病毒传播和免疫反应的副作用[26]。只是在临床中会遇到这样的问题:注射到局部的BMP会被渗出的体液冲散而引来吞噬细胞且靶细胞的选择不容易控制,降低了生长因子的作用效率。目前采用超生介导的体内转染操作简单可指导临床应用,体外转染也有其明显优势,高效的细胞转导,操作简便,还可与骨组织工程结合来完成骨修复,将来源于自身组织的细胞复合组织工程载体,然后经过细胞生物反应体系培育,再转移到宿主能够减少生长因子被蛋白酶水解提高移植质量,如rhBMP-2联合胶原蛋白海绵载体,但BMP-2用量会是生理需要的1000倍,带来经济负担和不良反应如水肿、异位成骨等。于是,有人选用与BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24来代替rhBMP-2,实验结果表明有明显的成骨效应[27]。需要注意的是,不是越多的生长因子表达就越好,如VEGF过度表达会引发骨重建环境的不稳定,增加骨降解[28]。载体承担传递基因的作用,要根据骨缺损的大小、位置等来选择合适的基因工程载体。病毒载体以腺病毒(Ad)应用最多,因为本身就具有致病性所以制备起来复杂,安全度低且有免疫反应(原因是病毒表面的抗原暴露在靶细胞的表面),但转染率高还能控制BMP的过量表达。有人用药物来阻止免疫反应从而减轻病毒载体的免疫损害,结果显示免疫抑制后靶细胞仍然可以表达目的基因进行骨诱导[29]。而非病毒载体虽然低毒、不会引发较强的免疫反应,也比较稳定可重复多次使用,但转染率相对较低。有文献报道生长因子表达的时间和量都是影响基因治疗的因素,所以新开发的慢病毒介导BMP2表达时间要长于Ad介导的表达时间[30]。基因转染的生化方法主要有磷酸钙介导的转染、二乙氨乙基聚糖介导的转染(DEAE)及脂质体介导的转染等。其中,由脂质双分子层组成环状封闭囊泡的脂质体多用,它与DNA形成脂类复合物,通过入胞方式使基因转入细胞。不同的脂质体也有不同特点,Lipofecamine对于一些难转染的细胞转染效率高,但细胞毒性较大;Fugene6细胞毒性小,转染效率高,操作简单,已经占了主导地位。当然,转染也有物理方法,包括电穿孔法和显微注射法,后者就是直接用微吸管吸取DNA液,在显微镜的帮助下,注射到目的细胞或者靶细胞的细胞核中,操作的技术要求较高。

3两种方法的联合应用

组织工程在骨缺损修复中虽然有前景,但目的细胞在体外培养时极易老化,从而丧失增殖和分化能力。所用目的细胞体外培养的需要量大,且必须加以诱导才能促使其向成骨细胞分化,而多次注射生长因子代价也会很高。基因工程虽然在骨诱导方面有很大的优势,但是体内转染途径的靶细胞不好定位,体外转染途径若是不联合骨组织工程,缺损部位的骨强度不够会影响近期支撑功能。目前采用基因工程联合骨组织工程可以有效防止细胞老化,并且能使细胞长期有效地表达生长因子,避免重复注射生长因子,而且基因工程所表达的是内源性的生长因子,生物活性比外源性的更强,更有利于干细胞向成骨细胞的分化,加速新生骨的形成,另外组织工程也可弥补基因工程骨传导不良的缺陷。大片移植骨时,即使是运用了各种有孔生物支架或是直接将内皮细胞和骨髓干细胞放在试管内培育,工程骨的血管生成与骨诱导同时有效仍然是个没有攻克的难题,难免会顾此失彼。最近有报道将RunxⅡ基因转染的脂肪干细胞联合血管束一同移植到骨缺损部位结果显示有良好的骨再生和血管形成能力[31],所以虽然两种工程看似是单独个体,却可以联合起来引领骨缺损的治疗方向。

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本科生毕业设计(论文)是工科高等院校教学计划中最后也是最重要的教学环节,占用一个学期,达大学教育阶段的八分之一。这一教学环节能培养学生查阅文献资料、使用各种工具书、应用计算机、外文翻译、工程设计与科技论文写作等方面的能力,提高学生的调研能力、实践能力、动手能力、社交能力,同时通过毕业答辩培养和强化学生的材料组织能力、讲演与口头表达能力、反应敏捷能力。东北电力大学生物工程专业的教师经过多年的教研总结出:这些培养目标仅靠在校园里苦读书本、纸上谈兵是根本不可能实现的,要提高毕业设计(论文)的质量,提高学生的综合素质,增加学生就业的机会,只有到社会实践中去,走学科交叉、产学研合作办学之路。

一、改革的措施

1.采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养

将参与毕业设计(论文)的学生分为考取研究生进一步深造型、签约就业型和自主创业型三类。根据不同类型学生特点,进行个性化培养,指导教师有针对性开题,学生根据自己的特长并结合自己的毕业去向选择合适的毕业设计(论文)题目;也可以让学生根据自己的兴趣提出新颖创新的毕业设计(论文)题目,由专业教师把关审题;也可支持学生到就业单位或实习实训基地做毕业设计(论文),可使学生受到正规的科技开发训练,熟悉未来工作单位的环境和要求,提前完成由学生向工程技术人员的角色转换;支持学生参与大学生"综合性、设计性、研究性、自主开放型"实验项目的研究,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛,为日后的就业、创业和研究生学习打下良好的基础;支持考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究。这些措施能极大地激发学习的积极性,对增强我校学生的社会竞争力具有非常重要的意义。

2.建立和完善独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地

积极探索与企业联合开展科学研究、产品开发、共建研究等产、学、研合作模式,企业借学校人力资源进行研发工作,学校利用企业条件培养人才,互利互惠,建设一批工程实践基地,形成长期稳定的合作关系;学生作为生力军,直接参与工艺设计、产品研制、科技开发工作,锻炼了学生的工程能力,形成了特色。我校地处各大类企业门类齐全的东北老工业基地的吉林省,有优越的校企联合优势和校企合作传统,同时,各企业中的工程技术人员和管理人员很多是我专业的毕业生,因此可依托本地建立多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地,在培养一批校外兼职指导教师同时,也解决了教学设施和工程训练场地不足及到企业实习只能以参观形式进行的困难,为学生工程能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障。

3.建立和完善实效显著的校内工程训练基地

利用校内资源条件,发挥学科优势,依托我院学生科技园、应用化学特色专业、省水处理实验中心组建了培养学生工程能力的校内工程训练基地,为毕业设计(论文)的顺利进行提供了有力保障。

4.对校内指导教师进行工程实际能力再培训,增强题目的工程实用性

近几年,我专业引进了一批青年教师,他们的学历高、综合素质高,但没有工厂企业工作的经历,缺乏深入的工程背景。因此,每年安排青年教师在学生到单位进行毕业设计(论文)过程中也下到企业锻炼,亲身体验工程实际和生产管理运行过程,积累工程经验,既可提高他们的理论教学水平和科学研究水平,同时,也能提高毕业设计(论文)的指导水平。

5.建立可操作性强的质量保证和评价体系

针对不同方式的毕业设计(论文)情况,制定相应的工作计划要求及联合指导协议书等教学文件,以保证毕业设计(论文)的有序进行。为考核学生的培养效果,制定了学生毕业设计(论文)质量评价内容和指标体系,提出了评价的操作及过程控制方法。在毕业设计(论文)中实行10~15%的末位复审制,保证了毕业设计(论文)的质量。

二、改革的可行性

"学科交叉、产学研结合"毕业设计(论文)新模式的研究与实践是一种有益的尝试,它是教师的一种自觉需求,教师既可以寻找科研立项课题,也可为企事业单位解决一些实际问题;同时在为社会服务的过程中,学习生产新技术,反过来又促进教育质量的提高,最终为教师提供了一个施展才华的更加广阔的空间,有利于高校双师型师资队伍的形成。

这种模式也是学生渴望的,学以致用,用才是学习的终极目标。一方面考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究,激发学习的积极性,也提高了我专业研究生的综合素质;同时有计划地指导学生在毕业设计(论文)过程中申请校级、市级、省级乃至全国的自主创新科研项目,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛。另一方面企事业单位委托的课题具有很强的实用性,学生真题真做感兴趣,更易激发他们的创新潜能,培养合作和团队精神,提高综合素质;同时,企业在这个过程中也能了解到学生的真实情况,及时与优秀学生签订就业协议,在一定程度上防范人才流失,增加了引进人才的可靠性,节省了培训费用。

通过这种模式的实践有效地缓解了我们专业实验资源不足的问题,充分利用企业或科研院所的实验设备作为学生毕业设计(论文)实验的有益补充,能有效地缓解学校因扩招而造成的资源紧缺的状况,提高了企业与科研院所实验设备的使用价值。

三、结束语

这种新模式的研究与实践有利于造就优秀的应用型本科人才,可全面提高我专业的教学质量,是我专业教学改革的方向,符合高等教育综合化的发展趋势。

参考文献

[1]冀满祥.本科毕业设计(论文)质量控制的实践与思考[J].山西农业大学学报(社会科学版),2005,2(4):142-143.

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1.1城市垃圾生物处理技术

固体废弃物的处理方法有很多种,例如堆肥、填埋、焚烧、发电等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵,这种方法的处理时间比较长,并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间,并且还会占用大量的土地,同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气,引起二次污染,同时还有可能引起火灾隐患;因此,较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展,新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来,这只给技术是先经过筛选,将可以回收的资源进行回收,然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵,并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料,用于农业生产中,这种处理方法的处理量,能自动控制发酵过程,并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。

1.2污水生物处理技术

污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种,目前,在进行污水处理时,经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况,其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行业的废水处理中比较常见。

2微生物对环境修复的作用

2.1生物修复

对于污染严重的环境,是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的,近年来,环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术,也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术,这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动,将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解,将这些污染物转化为无害化物质或者元素,生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况,目前,生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。

2.2生物杀虫剂

在进行农业生产时,采用化学农药很容易形成污染物富集的现象,而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前,生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂,这种杀虫剂中含有有毒蛋白质,昆虫吞食后会中毒死亡,同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌,不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂,能有效地防治农作物害虫,同时还能杀灭蚊虫,因此,在进行农业生产时,可以采用生物杀虫剂,从而有效地缓解环境污染的现象,促进环境修复。

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以防火林带为例,通过一定密度和宽度,造成林下蔽荫,抑制杂草生长,并使冠下增湿降温,从而降低了燃烧性。通过修枝、清林或林带下栽种耐阴灌木,就可阻止地表火和树冠火。

1.2节省土地兼得收益

与防火线、生土带相比,生物工程防火可节省大量土地。在这些土地上可生产出木材、药材、果品、蔬菜或其他农产品。如广西扶绥县光西林场,在防火线上营造了木荷林带,17年生时蓄积已达38.2m3!hm-2,防火效果显著。营造油茶,5年可收茶籽;营造棕榈,5年可采棕片,10年进入盛产期,可连采数十年。

1.3保持水土增加肥力

生物工程防火使的防火线覆盖上林木或其他绿色植物。这样就减弱了地表径流,肥水留在林地,达到保水肥土之目的。据光西林场调查,营造林带10年后,土壤有机质含量增加了59.8%,全氮含量增加了48.7%,全磷含量增加了35.4%,速效磷增加了1倍,速效钾增加了85%。

1.4节省劳力和资金

防火线、生土带需年年铲草、翻土,花费大量劳力和资金。生物工程防火劳力和资金投入少,且只集中至前期,以后的经营期又能收益。全过程比较,生物工程防火明显节省劳力和资金。

1.5与营林同步结合

生物工程防火的设计、营造,应与造林设计、营造同步。如造林前没有考虑防火阻隔系统或在天然林中,生物工程防火就与抚育、更新、林分改造等营林措施同步。整个营林过程中,尤其间伐、卫生伐和更新过程中,均可考虑与生物工程防火相结合。防火生物工程本身同样需要旨在提高阻火性能的系统经营措施。因此,防火生物工程与被保护林分的经营可以同步结合。

1.6实现林农结合

生物防火工程往往少不了果、药、茶、菜等农业经营的内容,尤其散居在山区林区的居民,缺少耕地,难以制止他们的毁林开荒,在防火线上进行林农复合经营,实属益林利农一举多得。林区居民寻求耕地与生物工程防火结合起来,可实现林农结合,取得经济、生态、社会多种效益。

2生物防火措施

利用防火生物工程就是在落叶松林区或新造林地进行人为干预,主要办法:一是调节林地和林分结构,减少林分的易燃程度,增加其难燃性,提高林地和林分的抗火性;二是在大片针叶林区营造阔叶树种形成天然的防火林带,阻隔和控制林火发生及蔓延。

2.1调节林分结构

在已造樟子松林内,间植、条植、带植,具有防火性、含水性大,并与针叶树混交生长良好,又有较高经济价值的阔叶树种,如:胡桃楸、椴树、榆树、水曲柳、黄檗、槭树等。

2.2营造生物防火隔离带

在造林的大片针叶林区,可根据地形、林龄、林权、行政区域,因地制宜规划设置,林带要尽量封闭成网络,宽以10~20m为宜。林带结构最好选择复层混交林,主要选择枝叶茂盛、生长迅速、郁闭大、含水率高、萌芽力强、含树脂和挥发性油类物质少的阔叶防火树种,如:水曲柳、胡桃楸、榆树、椴树等。通过营造设置生物防火带,可降低林分的燃烧性,提高林分自身抗火阻火能力,这种措施比开设防火隔离带省工,具有明显的经济效益和生态效益,大大提高森林抗火阻火性能。

3生物防火工程特点

3.1有效性

通过林分结构调节及营造生物防火隔离带等森林培育措施,减少了林内易燃成分,保护地表水散失,提高了林分的抗火阻火能力,阔叶树种的引进,改变了森林环境,从而有效地减少林火的发生,阻隔或抑制林火蔓延。

3.2持久性

随生物防火树木的生长,郁密度逐渐增大,保水性能逐渐形式,结合科学的抚育措施,其防火作用明显提高,作用时间也可持续15~30年,是其他方法不可及的。

3.3经济性

选择具有经济价值的用材、药用的抗火、耐火树种。在保证防火作用的基础上,还可取得一定的经济效益,如:胡桃楸的果实可生产核桃乳,核桃乳对人有很高的营养价值,同时还可防癌,能提高人体的免疫能力。黄波罗皮可以提取小檗碱,是制消炎药物不可少的成分。另外生物防火不仅能减少由森林火灾造成的破坏,而且减少用于防火、扑火所需要的巨大投资。

3.4生态性

我国资源紧缺,特别是近几年森林资源匮乏,各地相继开展造林工程,同时实施生物防火工程造林,这对资源保护尤为重要,不但可以促进生物多样性,还可有效减少森林火灾和森林病虫害的发生,对森林资源保护和水土保持、改善生态环境有很大的作用。

4生物防火工程保障措施

生物防火措施在已造林地适用,在未造林地也适用,只要按规划进行森林培育,就可以起到保护森林资源、减少森林火灾的重大作用。

4.1通过广泛宣传,提高造林户对生物防火工程的认识,推进生物防火工程的实施;

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1教材分析

1.1教学内容在教材中的地位

生物化学教材内容多且学时少,学生普遍感到生物化学难学,但也有学好这门课程的愿望。本课程所用教材是杨丽萍主编的《生物化学》第四版,绪论是第一课,是对本课程的高度概括,是学习生物化学的前导。讲好绪论,对激发学生的学习兴趣起着非常重要的作用。

1.2学情分析

授课对象为生物技术专业本科的学生,之前已经学习过无机化学和有机化学,化学基础相对较好,学习主动性、积极性、理解分析能力较强。所以在教学过程中要将绪论讲的新鲜有趣,就可以激发学生对生物化学的学习兴趣,产生求知欲。有了这种求知欲,将为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础[1]。

1.3教学目标

知识目标:(1)掌握生物化学研究的内容与范围;(2)熟悉生物化学发展的历史;(3)掌握生物化学的知识框架,熟悉生物化学的学习方法。能力目标:培养学生掌握正确的学习方法和生物化学的知识框架。

2教法和学法指导

2.1教法

(1)层层递进提问法:提问贯穿于本次课程教学过程,其目的是学生可以带着疑问去思考。不仅激发学生的求知欲,还能课程内容逐步深入、前后贯通。(2)直观教学法:利用多媒体课件和合理的板书设计,加深学生了对绪论知识目标的理解掌握,从而为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础。(3)启发对比法:这种方法变学生被动性学习为主动学习,培养了学生分析、归纳总结问题的能力。(4)列举实例法:学生自己探究问题,分析问题,提高了运用所学生物化学知识点分析、解决实际问题的能力。上述的四种传统教学方法的综合运用,结合了教师的主导作用和学生的主体作用,培养了学生分析、归纳总结问题的能力,提高了学生的综合能力。

2.2学法

(1)学生应课前做好预习;(2)课上注意听讲、记好笔记;(3)课后做好复习。老师应介绍怎样预习、如何记笔记、及时复习和回顾已学的知识点等。把学生引导到生物化学知识的范围中来,同时教导学生学会用生物化学的理论去思考问题,提高学生分析、总结生物化学问题的能力[2]。

3教学程序设计

3.1引入课题(10min)

由生物界的各种现象引出生物化学的概念—是研究生物体的化学。在学生理解后设置问题:自然界中生物体的化学现象多种多样且复杂多变应如何分析?此处设此问题以调动学生的求知欲。如果学生回答不准确或不能回答,则继续问:怎样揭示生物化学现象的内在规律?启发学生回答:要研究生物界这个复杂结构体系的物质组成及其变化规律的基本原理,基于生物组成及变化规律的一致性建立生命现象基本原理整体框架。进一步设置问题:如何研究?再启发学生举例回答,从而进入下一环节--生物化学发展简史[3]。

3.2讲授生物化学发展简史(15min)

3.2.1生物化学研究的启蒙阶段在中华民族的历史中很早就出现了酿酒、制酱、做醋等应用;在唐代药王孙思邈的《千金翼方》中就有“治脚气常做谷白皮粥防之”,即使用含大量维生素B1的食物对脚气病进行治疗。同时还用猪肝治疗雀目(夜盲症)。讲到此处时用多媒体课件展示相关图片提高学生的学习兴趣;也可使老师的文字叙述变得更感性。3.2.2生物化学研究的初始阶段生物化学自18世纪中后期作为一个独立学科出现后,涌现出很多卓越的科学家。讲到此处,用多媒体课件详细解读相关研究。原因有三:(1)吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣;(2)为后续内容如糖酵解、三羧酸循环和脂质代谢等的生理现象的讲解做铺垫;(3)为之后知识拓展埋下伏笔。3.2.3生物化学研究的快速发展时期生物化学研究中诺贝尔奖获得者也不乏其人,对生物化学的发展起着深远的影响。讲到此处可与3.2.2的内容做对比,有利于学生对知识点的理解和记忆。然后设置过渡问题:从这些研究中可以总结出生物化学研究的什么规律?

3.3生物化学的知识框架和学习方法(20min)

首先设置问题如“生物体的化学组成是什么?”,引导学生思考。此处讲授人体每天都和环境进行物质的交换,即新陈代谢。新陈代谢中酶催化了绝大部分生化反应,与此同时生物体具有精密的自我调控方法。这点从几个层面为学生理清思路,进行下一步学习奠定基础。为了使学生能更深层次地理解和掌握这一知识重点,可适当举例说明。从“种瓜得瓜”推导出遗传的概念,结合本学科的最新研究进展介绍遗传的相关知识点[4]。授课过程中引导学生讨论能激发学生探究问题的活跃气氛,应提倡学生积极参与回答问题。用多媒体课件展示相关知识点,同时穿插知识点覆盖的实例。

4课堂小结

在绪论的教学过程中应不拘泥于教科书,不能生搬硬套、平铺直叙、枯燥乏味的讲解是扼杀积极性的。绪论课最重要的目的是让学生形成主动学习的意愿。因此可介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例,让学生明白生物化学是和我们生活健康密切相关的,从而激发学习的积极性和主动性。与此同时,绪论最有价值的知识是关于方法的知识。生物化学是一门记忆与理解并重的学科,在记忆的基础上理解并融会贯通才能牢固记忆[5]。

5课堂效果分析

通过四种教学方法的综合运用,激发了学生学习生物化学的兴趣,不仅让学生学习相关知识,同时学生也在分析、理解及融会贯通中建立了科学的思维方式[6]。

作者:朱会霞 孙金旭 单位:衡水学院

参考文献

[1]郑凯迪,王建光,毛孙忠,等.讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣[J].大学教育,2013(13):118-119.

[2]张艳芳,张煜,单琳琳,等.医学生物化学绪论教学的探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010(6):582-584.

[3]张璟,尹战海,李霞,等.浅谈生物化学绪论课教学[J].西北医学教育,2008(3):608-609.

篇10

多学科的交叉使它不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学科。现在的生物医学工程在疾病的预防、诊断、治疗、康复等方面起着巨大作用,世界各主要国家均将它列入高技术领域,重点投资、优先发展。

[1-2]计算机网络诞生于20世纪60年代,目前已成为一个重要的研究和学习领域。

计算机信息网络为医学信息交本论文由整理提供流、资源共享、了解医学动态等提供了快捷便利的手段,为医疗事业的发展带来了无限机遇和严峻挑战,未来医疗界的竞争将是医疗高科技信息的竞争。因此,对计算机网络的学习是非常有必要的。

而要学好这门课程,不仅要学习一些概念,掌握计算机网络的基本原理,还要掌握一些技能,具备实际操作的能力。作为非计算机专业的学生,在教学内容和教学方法上都应与计算机专业的学生有所区别,以体现出专业特色。

笔者提出构建“面向应用的生物医学工程特色”的计算机网络教学体系建设,注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力,将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向,科学合理地培养大学生的IT知识结本论文由整理提供构,使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求,成为适应未来社会的合格人才。本文就其教学过程中的教学内容谈一点体会。

一、注重教学内容的不断更新计算机网络是当今发展最为迅速的学科之一,每天都有新的发展和应用,教师只有在教学过程中不断更新教学内容,才能跟上时代的步伐

[3]俗话说:你要给学生一勺水,那么你自己就要准备一桶水。要教好这门课,教师需要大量的阅读文献、资料和国内外教科书,对这门课程主要技术的发展背景、关键技术要有深入准确地把握,同时还必须通过承担相关的科学研究,能够通过自己的工作,理论联系实际,真正理解和掌握核心技术,了解技术发展的动态和学术前沿。还需要在教学的过程中不断地向学生学习,了解他们对问题的一些新的认识、解决的思路以及初学者对哪些问题不容易掌握和它的原因。

针对网络技术发展的不断更新,在教学内容上应安排一些基础的理论内容,比如网络的拓扑结构、数据通信基本原理等,便于同学本论文由整理提供们今后能够在此基础上自学。比如在讲述网络七层协议时,可以参考西安交通大学的计算机网络精品课程内容,以乘飞机的过程举例,提出协议、服务和层次的概念,以此类比,可以让学生更好地理解网络的层次划分。由于本专业的学生没有开设数据通信方面的课程,因此课程安排上要逐步加入通信技术的有关知识,使得学生只要具有物理学方面的基础,就能很好地接受这些知识,而不需要专门去补习这门课程。

二、注重学生实际操作能力的培养在计算机课程的教学中,要紧密结合专业的需要,克服过于偏理论的倾向,以能力培养为导向、以实践为目的的教学思想,调动学生的积极性

例如,在讲授网络技术内容时,可以结合学校校园网或者医院局域网的建设来贯穿整个教学,从物理层直到应用层,同时覆盖网络设备内容。在医院信息系统的讲授过程中,可以以学校校医院的信息系统为例,从整体上了解医院信息系统(HIS)的内容,学生通过在医院本论文由整理提供的实习可以全面了解医院信息的流程和医院管理模式,为学生毕业设计打下坚实的基础。在医院信息系统安装、调试技能实习过程中,以企业研发的主要产品——医院信息系统(HIS)和医学图像存档传输系统(PACS)作为该门课程中的重要内容,突出了课程的实用性和应用性。从专业和非专业的角度来谈教学侧重点,应强调要放在应用上。

因此,在设计教学内容上可以参考西安交通大学的精品课程,强调知识点、技能点,从教学方法上进行改革,比如多种方法的使用、多种手段的使用以及考试评定方法的改革等。虽然在笔者的课堂上也使用过一些教学方法,但还缺少互动讨论,其实对于小班的学生,这种方式更好推广,而且还能很好地调动学生学习的积极性。强调工程应用能力结合理论知识、自上向下地安排教学内容,这和笔者之前的安排完全不同,在教学过程中会出现学生不理解网络有什么用的现象,而采取西安交大的这种方式,可以带着问题进行教学,通过案例,引导学生用理论知识解决实际应用问题,提高学生的学习兴趣。

三、注重课堂气氛的调节对于知识量大的课堂,在安排时不妨在灌输理论知识的同时,合理增加常识性的内容,这样一方面能够重点突出,另一本论文由整理提供方面可以缓解学生的疲惫状态,对一些初学者是一个很好的知识补充

比如在讲传输介质时,前面的大部分时间讲述了关于通信原理的基础知识,有些是非常晦涩难懂的理论,同学们已经显出倦态,因而剩余的小部分时间可以用多媒体的形式播放一段关于双绞线制作的视频。

对于晦涩难懂的教学内容,应该注重学生的反映,通过举手的方式来了解学生理解的程度,比如在讲曼彻斯特编码技术的时候,先让一名同学画出波形图,然后让学生自己判断是否正确,通过了解可以看出学生的掌握情况,然后再进行讲解,反复几次,可以达到良好的教学效果。概念的强调和解释可以用生活中的例子来说明,比如服务和协议,就可以用生活中的例子来解释;而对于有关的、好理解的内容,可以以自学的方法来学习,也可以在课堂教学中省略这方面的内容。超级秘书网

四、注重因材施教应该因材施教,针对理解力强的学生,可以把一些难点让他来讲述,以引发他的兴趣,比如以太网时间槽的概本论文由整理提供念,可以留下疑问到下堂课让他来讲述;针对一般大多数同学,可以在他讲的基础上再讲一遍,用通俗易懂的语言来加深对概念的理解

教学过程应该把重点和难点讲出来,然后由学生组织讨论的方式来理解教学内容,教师不必把所有的点都讲到,知识性的内容不用讲得太详细,因为大学生有这方面的素质,尤其小班上课,可以充分调动学生的积极性来投入到教学中,年轻教师不必拘泥于固有的模式,而应该创造自己的教学方式。尤其讲到分层原理时,可以拿一个例子来讲述整个过程,因为专业的学生有电路的知识和软件的知识,可以理解得比较透彻。

同时配合Flas来进行教学,可以取得更好地教学效果。随着卫生信息化的迅速发展,各院校各个层次学生的信息技术教育都要与未来实际应用相结合,从而形成面向应用的专业特色IT课程教学体系。随着网络技术、数字化医疗技术的发展,本论文由整理提供数字化医院、远程医疗等都建立在网络基础之上,熟练掌握网络应用已成为学生将来必备的能力。

参考文献:

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2探究式的课堂教学

探究式教学包含两个层面的要求,一方面学生要对科学知识进行探究,另一方面教师对教与学这个过程的方法、方式上的探究。因此,探究式教学活动中首先要改变的就是传统的课堂教学模式。

2.1师生角色的转变

在探究式教学活动中,教师的任务不再局限于知识的灌输和解释,而是更多地引导学生发现问题和解决问题。这种引导的目的不是让学生更快地知道答案,而是启发学生对发现的问题提出疑问,然后积极思考解决问题的方法。探究式教学对教师提出了更高的要求,教师在引导时要准备一个主要问题和一个次级问题,当学生无法回答主要问题时,较简单的次级问题可以教学生怎样和在哪里找到主要问题的答案。在讲述“超临界流体萃取”这一章内容时教师提出了流体的概念,学生很难理解。这时我提出了一些较简单的问题:物质在自然界有哪些存在形式?物质有没有可能处于液态和气态之间?通过这些问题的思考,学生逐渐开始思考这节课的主要内容。学生在探究式课堂中的角色也发生着变化,他们不再被动地听讲与背诵,而是作为教学活动中的主导者和探究者。听话式的学习和依赖教师的习惯被淡化,教师的讲述不再是真理的陈述,而是探究的汇报。在讲述细胞破碎这部分内容时,一个学生对超声波粉碎细胞的机理产生了浓厚的兴趣,经过查阅文献以及各种资料后,这位同学在课堂上进行了一次十分精彩的“报告”,学生的表现出乎我们的意料。

2.2打破教材对学生的束缚

教材可以全面地介绍一门课程的知识内容,是教师传授知识的主要依据。但是科学是一个不断更新的过程,书本上的知识必将落后于科学的发展。一些学生对于教科书上的内容往往呈现一种盲目的“迷信”,将其当做真理和答案,这极大地限制了学生的创新意识。事实上,任何教材的内容都带有编写者对于科学问题的理解和解释,因此不可避免地存在局限性。在探究式教学中,教师不仅要利用好教材,还得运用网络信息、文献以及工业中实际面临的问题来进行课堂教学,进而打破学生对教材的过分依赖。

2.3探究问题的合理提出

问题的提出是进行探究式学习的前提条件,是引导学生参与到探究中的关键环节。探究的问题必须是经过教师精心设计或者是学生思考得出的,这些问题既要能被学生最终解决,同时又能促进他们对课堂知识的理解。同时,探究的问题与教学内容是紧密联系的,可以让学生更清晰地理解课本中生涩的概念、重视科学数据获得的过程和补充教科书所给予信息的实验。

3开放式实验室的建立

实验教学是理工科高校教学的重要环节,在培养学生实践能力和创新能力方面起着重要的作用。培养创新性人才,一定要重视实验教学,充分发挥其作用,使之成为学生从实践获取理论知识的主要渠道。在传统实验教学中,教师往往事先安排好实验的内容、目的、材料和步骤,学生仅仅是按照教师的实验意图,一步步地进行机械操作。实验对象不是学生渴望探究的,所以学生在实验过程中是被动的、机械模仿的,不可能产生新的想法。探究式教学的一个主要内容就是转变实验室的功能,使其从传统的教条模式转变到探究模式。开放式实验室的建立将为学生提供一个进行自由探究的场所和环境,实验的结论将不再是固定的、唯一的,而是作为学生探究活动的一个组成部分。与传统实验室相比,开放式实验室的功能更倾向于学生对问题处理和数据获得过程的理解和陈述。生物分离工程是一门综合性、实践性和工程性极强的学科,实验教学不仅可以加强学生对理论知识的感观认识、锻炼学生的动手能力,同时也让学生将所学的知识融会贯通,在课程体系中占有重要的地位。结合蚌埠学院生物工程专业的培养目标和专业特色,我们对生物分离工程进行了课程改革的初步实践,内容包括增加综合实验的课时数以及建立课程相关的开放式实验室。按照课程内容,实验室向学生提供各种分离技术相关的设备和试剂,如中性盐沉淀、离子交换、凝胶层析、冷冻干燥以及SDS-PAGE电泳等。待解决的问题可以由教师提出,也可以是学生在理论学习中的疑问,具体的方法、步骤均由学生制定,教师仅起着引导的作用。在开放式实验室中,学生获取的不仅仅是实验的结论,还包括在解决问题过程中的真实经历以及团队协作的合作精神。