現代生物技術與生物工程導論范文

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篇1

生物化學工程基礎課程結合現代分子生物學及傳統生物技術，不僅有扎實的理論基礎，而且結合典型產品的開發過程進行闡述，反映了現代生物技術的發展方向，體現了生物技術發展和應用的最新前沿。生物化學工程基礎是隨著生物科學的發展而不斷更新的課程，需及時調研最新的發展方向及研究熱點。該課程全面闡述了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和生化工程等課程的基礎內容，其主要囊括以下幾個方面。工業微生物工程：介紹微生物的特點、分類、生理、育種及培養等方面的技術和方法；代謝工程：介紹微生物次生代謝產物的代謝調控機制和方法；基因工程：介紹生物遺傳的基本知識及應用現代基因工程技術改變微生物遺傳特性的方法，并且介紹蛋白類藥物的研發和生產過程；細胞工程：介紹應用植物組織培養和動物細胞培養生產高附加產值的花卉、藥物等；酶工程：介紹工業用酶和藥用酶的性質、結構、固定化及開發等方面的技術；生物反應器：介紹生物反應器的工作原理、設計方法以及應用；全面介紹生物技術的最新進展、應用以及生物技術應用過程中需要化工知識的范例。生物化學工程基礎課程是在無機化學、有機化學、分析化學、生物化學基礎上進行學習的。本課程對于非生物類專業學生進行了系統的生物學技術及最新研究進展的介紹，讓學生了解生物學的基本思想及技術，同時將現代生物技術的應用與化學工程技術進行交叉講授，重點說明了化學工程技術在生物工程領域可能的應用范圍，使學生掌握現代生物技術的基本工藝流程及發展前沿。目前，化學工程與技術專業的學生普遍存在生物學基礎知識薄弱的問題，如何在較短的學時內，將生物工程的關鍵基礎問題講解清楚，并且將生物工程技術和化學工程有機的結合起來，讓學生充分感受到交叉學科帶來的機遇和挑戰，這無疑對授課教師提出了更高的要求，需要教師不斷總結現有的教學模式，不斷地改進教學過程和教學方法。

二、化工專業生物化學工程基礎教學中存在的問題

鑒于該課程屬于學科交叉，在教材選擇、實驗配套、講解內容難易程度把握等方面，均需要不斷地探討和摸索。目前，該課程教學過程中存在的重點和難點問題主要有：如何在現有教材的基礎上豐富教學內容，利用多媒體等手段，及時地更新課程內容并介紹最新的發展動態；如何把握教學過程中深度與廣度的平衡；如何在現有基礎上提高學生的學習熱情，使他們能夠主動深入地探討生物工程與化學工程學科交叉所帶來的機會與挑戰；如何能夠將課程講解內容與生產實際結合起來，讓同學們切實體會到化學工程在生物產品生產過程中的應用；如何鼓勵學生在假期或平時尋找一切機會去生物制品生產企業進行實踐，從中體會化學工程技術在生物產品生產中的具體應用。

1.教材很難在深度和廣度間平衡

目前，本課程所選教材為化工出版社的《生物化學工程基礎》（工科專業適用，李再資主編，2006年版本），該教材在國內高?；瘜W工程專業有較為廣泛的應用，具有簡單明了、講解清楚的特點，適合于生物工程專業以外的其他專業使用。但是該教材也存在諸多不足之處，如教材內容仍然沒有擺脫理科教學的模式和框架，生物工程原理的講解深度不足，同時，教材對于化學工程與生物工程如何結合方面的內容也講解得太少。為了做好生物化工導論的教學工作，必需結合化學工程專業學生的特點和研究應用實例，選擇相關學科的教材作為補充，以便在授課過程中增加相應的內容，進而提高學生的理解和吸收程度。

2.實驗環節缺乏

現在的課堂教學仍然以教師講授為主，學生處于被動接受的狀態。由于生物化工導論是理論與實踐緊密結合的課程，而教學實驗環節缺乏，學生往往很難理解生化反應及其應用過程。所以，需要進一步改變傳統的課堂教學模式，可以采用講授與討論相結合、課堂內外相結合、理論與實際相聯系等多種教學形式，利用先進的多媒體技術和網絡技術，豐富和活躍教學過程，激發學生的學習熱情，提高整體教學質量。同時，也可以通過講解學生身邊的研究實例，調動學生的積極性，并且配備一些實驗講解及生產實習來提升學生的興趣和理解程度。

三、生物化學工程基礎課程教學的幾點體會

筆者從2001年開始一直從事生物化學工程基礎的教學工作，課程面向對象主要為化學工程與工藝專業、過程控制專業及分子工程專業的學生，每年選修人數在200人以上。在授課過程中，注重以產品為例，說明化學工程技術在生物產品開發過程中的重要性，從而加強了學生對于化學工程知識應用于生物工程領域的信心。另外，注重將理論內容與本?；W院及兄弟院系的科研內容進行融會貫通地講授，大大提高了同學們對于該課程的理解和熱愛，也促進了學生對于生物工程與化學工程有機結合的全新認識。在教學實踐中，結合介紹天津市著名生物工程企業大量需要化學工程的實例，力求讓同學們明白，生物工程的下游產業化的實質就是化學工程的應用。教學實踐也使筆者體會到，要完成好該課程的教學任務，需要授課教師熟悉生物化學、生物工程、化工原理等教學內容，更需要授課教師不斷總結教學經驗，以便逐步提高教學質量。

1.建設教學團隊，認真調研學習

授課教師需要組織強有力的課程建設小組，對國內外工科類生物化工導論課程進行調研，包括其他院校的教改情況、已有的化工類的生物化工導論教材、學生本人對課程內容及授課方式的期望、相關專業對該課程的反饋信息等諸多方面。授課教師還需要吸收先進的教學思想、技術與內容，借鑒國內外其他院校教學情況，結合專業設置的特點和實際，總結教學經驗與效果。針對面向21世紀的教學和培養要求，要認真總結化工類本科生生物化學工程基礎課程的教學內容、教學計劃及教學方式及教學中的注意事項，要通過對其他優秀或重點課程的學習觀摩或邀請教學經驗豐富的老教授親臨課堂指導等多種途徑，進行教育素質訓練，以提高教師的授課水平。

2.提供并選好主講教材和高水平的輔助教材

針對現有的試用教材，及時引入前沿科學和技術的最新成果，篩選、引進配套的輔助教材（包括國外教材），編寫與之相配的教學大綱。李再資老師主編的生物化學工程基礎教材知識點全面，重點內容詳盡。除此之外，我們還注重推薦國內知名的生物化學、生物工程、工業微生物學等相關教程以及國外英文原版教材作為課外輔助教材，建議學生每人手里都有一本英文原版教材。另外，在每次授課結束時，都提前告之下次課程內容的基本點和重點，要求學生提前做好預習或難點標注，注重發揮學生自身學習的主動性和積極性，使他們永葆學習的熱情和動力。實踐表明，學生通過使用英文教材獨立預習課程，他們的專業英語水平也會得到快速提高，為今后使用英語完成相關工作任務打下良好的基礎。

3.探索新的授課模式和教學手段

多媒體教學可以讓學生通過圖和動畫直觀地理解生物過程和反應機理，也可以直觀地學習生物工程科學研究和生產的各個環節。為此，要完善多媒體系統，適時增加課堂教學信息量。同時，可以采用啟發式、討論式、研究式等教學方法，將課堂講授與課外輔導相結合，培養學生的創新與自學能力。如果能夠將課程講解內容與生產實際結合，將課堂講授內容與具體的實驗相結合，加強與學生交流，深入探討生物工程與化學工程學科交叉所帶來的機會與挑戰，必將會進一步激發學生學習的積極性，提高教學質量。

4.課堂講授內容與前沿性專業知識緊密結合

在大學課堂里，讓學生隨時了解相關學科的前沿進展是一個重要的授課內容。因此，在每節課學習重點知識的過程中，需要用最新發表的相關研究進展信息豐富課堂內容，使學生了解學科前沿和發展方向。比如，在介紹酶的開發過程時，可介紹量子力學、分子動力學和計算機工具在研究酶的反應過程和機理中的應用，并且把研究中的困難展示給大家，激發學生探究和追尋科學發展的欲望，吸引他們投入到生命科學的研究和生物技術的開發中去。同時，也可以介紹酶的生產過程中所面臨的問題和挑戰，鼓勵學生用化工知識嘗試解決生產中的問題。

5.鼓勵課堂教學和生產實踐結合

生物化學工程基礎偏向實際應用，課堂講授內容需要與具體的生產實踐相結合，因此，要讓同學們切實體會到化學工程的知識在生物制品生產過程中的應用。另外，要積極聯系生物工程方面的生產企業，組織同學們進行參觀，結合課堂教學內容，讓同學們充分體會到化學工程技術與生物工程技術學科交叉的意義和重要性，鼓勵感興趣的同學去相關的生物工程企業進行短期實習，了解生物工程產品的生產原理、生產流程和注意事項，體會化學工程技術在生物產品開發和生產過程中的重要地位。

6.培養學生良好的學習方法

篇2

關鍵詞：新課標；河南高師；生物學教師教育；創新

教育部《國家中長期教育改革和發展綱要》（2010年）提出“以人為本、全面實施素質教育”的宗旨，即教育改革發展的總體方針。目前，多數高師院校仍存在諸多問題，如，師范生培養模式問題、課程設置及實踐教學等，使得這些師范生無法勝任教師崗位。另外，新課標也促使高師教師教育必須實施改革與創新，特別是注重教師教育模式的創新，培養出具有高適應性、高素質的中小學教師隊伍。對于生物學教師教育來說，主要是重基礎、強能力，廣實踐等，創新主要是教育理念創新、教育模式創新、課程設置創新等。

一創新教育理念

轉變教師教育的理念是實施創新教育解決的首要問題，它的核心是培養創新力，是生物學素養的整體提升。在實施教學時，教師注重充分發揮學生主觀能動性,首先激發學生興趣—即積極性的調動；其次，學生思考與解決問題的能力培養。具體培養生物學師范生需注重幾點內容（充分結合學科特點）：注重理論聯系實際，構建完整的知識、技能、創新力教育體系，特別是關注師范生在理論聯系實際的學習過程中，綜合知識與技能的建構；注重師范生廣泛的情感培養，如環境保護、熱愛自然等；幫助師范生養成關注學科知識聯系社會熱點的好習慣，如基因控制與轉基因食品問題，使其樹立正確三觀；教師實施教學時，注重實踐，充分運用現代化的教育技術，為學生創設良好教學情景，實現“教學活動享受化”。

二創新教育模式

創新教師教育模式是培養生物師范生的重點改革內容之一,以實現“從做中學,從做中教”為終極目標。

1.專業課教學中，加強教學技能訓練。沿用實用主義教育家約翰•杜威“從做中學”的教學理念，在實踐活動中，充分誘導學生學習，并發展自身能力，專業課堂教學需要通過教師“啟發”營造出濃厚的專業課學習氛圍，使得學生喜歡“從做中學”的這種學習體驗方式，與此同時，實現教師的“從做中教”。

2.必修課程—課程與教學論的教學實現“全方位指導”。在師范院校，課程與教學論屬于一門必修專業課，生物科學專業師范生也需研究，實際教學采用“三教師”上課模式，即“年輕教師、老教師、校外導師”的綜合授課模式,有效增強了課堂教學趣味性,發揮不同教師優勢，并結合了中、小學實際教學情況，夯實基礎理論教學，補充前沿知識汲取。

3.注重教育實習。教育實習是師范教育的核心內容，也是整個師范教育的重要組成部分，更是師范生必經的職前教育階段，促進師范生鞏固專業知識、提高實際教學能力。實習期的實習模式采用“雙導師”制，即校內教師與校外教師合作指導,促使理論學習與實踐教學有機結合。

4.培養師范畢業生撰寫教育類論文的能力。師范生培養的另一個重點內容是學生論文撰寫能力的培養，特別是培養師范生理論聯系實際的分析能力、解決問題的能力，其中解決問題能力是重中之重。撰寫畢業論文過程中，指導解決問題，提倡能力本位，有效提升師范生的教學與科研能力。

三優化課程改革教學

通過項目的引進建設大量精品課程，特別是專業核心課程。推動國家教育精品資源共享，在此基礎上，不斷完善校級與省級精品課程資源庫。完成校級精品課程的自主研發，提升培養能力。利用現代科技構建中學生物學教師的網絡培養平臺,實現優質教師教育資源的共享，幫助中學教師與高校教師實現課堂互動。為了發揚自主—合作—探究的精神，實施專業課教學時，盡可能采取“探究式教學法”、“案例分析教學法”等。

四建設師資隊伍共同體

與中、小學校共同構建中、小學教師的協同培養機制，建立優秀人才庫，完成資源整合，完成師資隊伍共同體的建設。高薪聘請優秀中、小學高級教師及各級教育行政部門相關教育工作者到校兼職，并將其納入到學校整體師資隊伍規劃中，探索教師發展新機制，如協同教學、崗位互換等，促進可持續性發展。比如，在生物科學專業導論授課中，重點內容放在當前中學生物學的教學現狀講述上；又或者在講授中學生心理輔導課時，重點放在如何處理中學教學出現的問題上等?？傊?，從多方面完善與加強師范生專業課教學，與中學需求實現無縫對接。師范生教學會有許多實踐性、經驗性較強的課程，比如教學設計、班主任工作、班級管理等，將這部分內容的授課任務交給教學經驗豐富且具有班級管理經驗的一線教師，負責相關教學工作，以滿足學生的不同需求。逐步落實雙導師制，完善教師隊伍體系結構，使得教師隊伍中既有理論研究能力強的教師，又有實際技術能力強的教師。中學教師工作內容主要放在師范生技能訓練、教學實習、解決問題等實踐內容教學上。

五提高教師服務意識

新課標下，生物科學專業培養目標做出重要調整，從原有重視理論基礎知識教育向理論技能綜合性教育全面培養進行轉變，培養出既具有生物科學基礎理論，又具有系統生物科學技能的高素質中、小學教師人才及高級應用型技術人才，以課程體系平臺為依托，注重培養師范生綜合素質，最終提升其教學能力與動手能力。

1.充分利用通識教育平臺。該平臺上主要包括公共必修課與一些公共選修課，教師應建議學生盡量選擇一些與本專業相關的專業課程。打破必修課“霸屏”的局面，多增加一些選修課程，提高學生課程選擇自由度，注重學生能力和興趣，從而差異化培養學生，應堅持“文文交叉、理理交叉、文理交叉原則，既要充分考慮大多數學生的興趣，又要為學生創造了解專業外知識的機會，不斷開闊他們的視野,提高其各方面綜合實力。

2.充分利用學科教育平臺。該平臺上主要包括學科公共課與學科基礎課。在新課標指引下，為了實現教育課程的改革，必須調整生物科學專業課程的設置，多增設實驗教學的課時。比如，微生物學、生物化學、發酵工程大實驗、生物技術大實驗等實驗課程課時由原有的27課時調整為現如今的32課時或36課時。這也體現了對實驗設計課程與統計分析課程的重視，這也與新課程標準提出的“提高學生生物學素養，倡導自主探究式學習”原則相一致，從而能夠勝任中學的生物學教學工作。

3.充分利用專業教育平臺。該平臺主要開設的是專業基礎課、其他專業領域課及有關教師教育的課程。特別強調專業前沿課程的設置，既突出專業性又體現前沿性。比如在大學第一年開設的生物學導論這門基礎專業課，主要目的是讓學生全面了解本專業的自身特點、最新發展狀況及未來前景情況等。另外，專業領域課主要開設微生物工程、生物制品學、酶工程、蛋白質工程、生物技術安全評價等課程。在授課過程中，更注重教育教學實踐，實現師范生“四年不間斷訓練”的培養模式，采取多樣化教學方式，促使畢業師范生快速適應崗位工作。課程考核更靈活，依據師范生認知規律開設訓練內容，分學期將教師口語、心理學、教育學、現代教育技術等課程進行安排教學，選擇對應科目教師授課，分設不同考核標準。還可以舉辦一些本專業教學技能競賽，主要考察學生前幾個學期的學習情況。

4.充分利用拓展教育平臺。該平臺主要設置一些拓展課程，進行一些交叉學科及拓展訓練，這也是重點創新內容，學科交叉課是一些以就業為導向的訓練課程，主要目的也是為了學生日后的就業，大大拓寬就業渠道，但也都是與生物學相關的課程。比如，開設市場營銷課程、生物制藥技術、企業管理等。拓展訓練主要是培養學生的團隊意識及環境適應等能力，這些課程也是為了鍛煉學生的創新思維，且以團隊形式開展，比如，教學機智訓練、應急能力訓練等。

六結語

總之，新課標使得河南高師生物學教師教育必須實施改革與創新，不斷完善與轉變教育理念，構建理論與技能相結合的培養模式，使得將來培養出來的師范生更能夠適應崗位工作，為未來提升中、小學教育質量打下堅實基礎。同時，新課標也是對高師院校的一次重要考驗，因此，高師院校必須實施課程設置、教學模式等的改革與創新，最終培養出全方面高素質的人才。

參考文獻

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