生物工程與生物技術精選(九篇)
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第1篇：生物工程與生物技術范文
【關鍵詞】環(huán)境污染 生物技術 應用 前景
中圖分類號：Q933
1我國生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀
我國生態(tài)環(huán)境污染日趨嚴重，如 “三廢”污染、水體污染、土壤污染、廢棄塑料和農(nóng)用地膜污染、農(nóng)用化肥和農(nóng)藥污染等，造成水資源嚴重短缺，土地荒漠化日益加劇，森林覆蓋率劇減，草場嚴重退化。生態(tài)環(huán)境的惡化，時刻威脅著人們的生命財產(chǎn)安全，疾病發(fā)病率也迅速提高。因此，必須積極發(fā)展高新技術，如現(xiàn)代環(huán)保生物技術等，采用防治結(jié)合的方式，解決當前的環(huán)境危機，維護生態(tài)平衡，已迫在眉睫。
2環(huán)境生物技術簡介
生物技術是建立在生命科學的基礎上，通過直接或間接的方式利用生物或生物有機體的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生產(chǎn)工藝或能夠高效凈化環(huán)境污染，同時又能生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術。主要包括基因工程、細胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程、染色體工程、生化工程等。生物技術在環(huán)保領域發(fā)揮著越來越重要的作用，正衍生出一門新興的學科與技術，即我們所說的“環(huán)境生物技術”，亦稱“環(huán)境生物工程”。其特點如下：
2.1 實現(xiàn)對污染物的循環(huán)利用
對垃圾廢棄物的降解生成的產(chǎn)物或副產(chǎn)物，一般都可重新利用。這樣，可把污染降到最小程度，不僅可解決長期污染的問題，還實現(xiàn)了對固廢的循環(huán)利用。
2.2安全可靠、效果明顯
利用發(fā)酵工程技術治理，產(chǎn)生的物質(zhì)基本屬于穩(wěn)定無害的物質(zhì)，常見的包括CO2、水、氮氣、甲烷等。并且，多數(shù)都是一步到位，無二次污染。因此，該技術既安全、徹底又高效。
2.3簡化流程，節(jié)約成本
生物技術是建立在酶促反應基礎上的生物化學過程。酶作為生物催化劑，實質(zhì)是一種活性蛋白質(zhì)。一般在常溫常壓或近乎中性的條件下即可發(fā)生反應。因此，絕大部分生物治理對環(huán)境條件要求不高，并可就地實施。
3.環(huán)境生物技術在三廢處理中的應用
3.1在廢水處理方面的應用
廢水中含有許多有毒有害物質(zhì)，比如，酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇、蛋白質(zhì)等。廢水生化處理經(jīng)近百年的發(fā)展，現(xiàn)已形成了許多新工藝、新技術。通過生物技術治理廢水，主要借助微生物的降解作用完成。它分為耗氧降解技術與厭氧降解技術兩種。耗氧降解技術又分為：活性污泥法與生物膜法。目前，采用較多的是固定化酶與固定化細胞技術，它屬于酶工程技術。固定化酶又稱為水不溶性酶，是通過物理吸附法或化學鍵合法，導致水溶性酶和固態(tài)的不溶性載體結(jié)合起來，從而使酶不再溶于水。微生物細胞猶如一個天然的固定化酶反應器。微生物細胞的固定可采用制備固定化酶的方式。對于污水中的多種污染物，均可通過固定化酶或固定化細胞進行治理。國內(nèi)外有很多這方面的成功案例。
3.2在廢氣凈化方面的應用
廢氣是近年來重要的污染源之一。如何利用生物技術高效凈化廢氣也成為重要的研究課題。目前采用的方法包括生物過濾、生物洗滌、生物吸附和植物修復法等。常用的生物反應器有生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。根據(jù)微生物在廢氣處理過程中的具體形式，分為兩大類：生物吸附法與生物過濾法。前者可治理含胺、酚和乙醛等氣體，后者可降解惡臭性廢氣。植物修復技術是把太陽能作為動力，依靠植物的同化作用達到凈化氣體的目的。它屬于一種綠色技術?，F(xiàn)在，全球都有很多成功處理廢氣的案例。美國利用微生物作用來凈化工業(yè)惡臭氣體，效果明顯，且還不會出現(xiàn)二次異臭。德國與荷蘭利用生物膜過濾技術可除掉超過90%的硫化氫。我國相關學者也在此方面取得了不錯的成果。比如，利用生物膜填料塔處理橡膠再生脫硫過程中產(chǎn)生的低濃度的有機廢氣，經(jīng)試驗表明，該方法是可行的，若相關條件控制適度，凈化效果顯著，凈化率可超過90%。相比原有的廢氣處理方法，生物技術法有著很多優(yōu)勢：節(jié)約成本、效果好、安全可靠、沒有二次污染等。
3.3在處理固廢方面的應用
工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市建設與日常生活都會產(chǎn)生很多固體廢棄物。傳統(tǒng)固體廢棄物的處理方式，不僅浪費資源能源，還會污染環(huán)境。利用生物技術處理城市生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物，不但可以把這些廢棄物變?yōu)閮?yōu)質(zhì)的有機肥料，實現(xiàn)廢物的資源化，更有利于生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)。常見的處理方式包括衛(wèi)生填埋、堆肥和發(fā)酵制沼氣等。
4.環(huán)境生物技術在環(huán)境污染修復中的應用
4.1污染土壤的生物修復
隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各種化學殺蟲劑、農(nóng)藥被大量使用。而這些農(nóng)藥很多都會殘留在土壤中，。尤其是那些極難降解的農(nóng)藥給生態(tài)環(huán)境造成難以估量的損害。通過相關生物技術處理，可以把這些污染物質(zhì)進行有效分解，生成水與CO2。不僅不會造成對環(huán)境的破壞，還能防止出現(xiàn)二次污染。但是是分解周期較長，不符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。重金屬屬于土壤污染中重要的污染物。重金屬污染的生物治理機制是：借助生物作用（酶促反應）導致重金屬的化學形態(tài)改變，將其固定在土壤中，或減輕其毒性。這樣，可有效制約重金屬在土壤中的移動。通過生物的吸收、代謝作用后，會進一步固定重金屬或減小其毒性，從而凈化土壤。此外，生物修復污染土壤的過程中，還能提高土壤有機物的數(shù)量，調(diào)動相關微生物的活性，從而優(yōu)化土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)。同時，還能強化對土壤的固定作用，避免土壤受到風蝕、水蝕的破壞，預防水土流失。
4.2.水體生物自然凈化技術
環(huán)境生物技術中通過植物吸收達到凈化水體與土壤的方法被稱為生物自然凈化技術。分為生物塘與人工濕地兩種。前者把太陽能作為初始能源，利用塘中植物的同化作用將水中的污染物吸收掉，從而凈化水體。生物塘中可栽植的高效凈化植物有水葫蘆、蘆葦、水萵苣等。同時，還應構(gòu)建集組合曝氣、水生植物、水產(chǎn)養(yǎng)殖一體化復合生態(tài)系統(tǒng)，進而提高生物塘的處理能力。后者是通過自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學、生物等作用達到對水體的凈化作用。由于人工濕地處理系統(tǒng)出水水質(zhì)較好，可用于飲用水源的處理，并且所需成本也比常規(guī)處理方法要低。
4.3白色污染的治理
采用生物技術治理可從兩方面入手，一是篩選具有降解塑料與農(nóng)用薄膜的微生物，形成高效降解菌。二是分離克隆出帶有降解功能的基因，再將其植入到特定的土壤微生物內(nèi)，如根瘤菌。這樣，既能發(fā)揮兩者各自作用，還有利于加快對塑料垃圾的降解速度。此外，還應重點對預防白色垃圾技術進行攻關與研發(fā)。個別微生物可以生成一些高分子化合物，類似于塑料，被稱為聚酯。為進一步節(jié)約成本、提高產(chǎn)量，人們正致力于通過DNA重組技術，試圖改造某些微生物。比如，當前一個重點研究課題就是通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)聚-β羥基烷酸（PHAs），相關研究人員正試圖形成自溶性PHAs生產(chǎn)菌種。通過把PHAs重組菌發(fā)酵后，積累數(shù)量眾多的PHAs，再添加一些信號物質(zhì)，從而生成裂解蛋白，然后細胞壁被破壞，PHAs析出。即簡化PHAs的提取流程，達到節(jié)約成本的目的。
4.4降解廢水中微量油脂
含油廢水屬于一種量大面廣的污染源。廢水中的少量油脂并不能通過原有的物理或化學方法處理掉。上海交大生命科學技術學院和日本日立化成公司合作，從5種活性污泥或土壤中馴化分離出六種菌，分析了它們在低溫條件下對低濃度植物類油脂的實際降解能力。不同菌的降解能力都各不相同，其中，發(fā)現(xiàn)兩種菌的除油效果很好，除油率高達92.80% 和95.49%，相關特性還有待進一步研究。
4.5化學農(nóng)藥污染的消除
經(jīng)統(tǒng)計資料顯示，每合成一噸農(nóng)原藥需消耗3-4噸化工原料，多余的原料作為未反應物或中間副產(chǎn)物隨水排出，每年數(shù)百家農(nóng)藥廠排出的廢水上億噸，危害極大。中科院成都生物所經(jīng)過反復試驗，終于找到了解決處理農(nóng)藥（樂果）廢水的方法。他們將高效微生物菌種用于SBR設備處理有機農(nóng)藥廢水，效果顯著，使有機磷轉(zhuǎn)化率達96-99%，其技術指標達到了相關排放標準。一般情況下施用的農(nóng)藥化肥約有80%的殘留，特別是難降解的氯代烴類農(nóng)藥，給生態(tài)系統(tǒng)帶來了極大的滯留危害，必須依賴基因工程構(gòu)建的高效菌種來進行處理。但要想徹底消除化學農(nóng)藥的污染，還必須全面推廣生物農(nóng)藥。生物農(nóng)藥是指由生物體產(chǎn)生的具有防治病蟲害和除草功能的一大類物質(zhì)的總稱，大多是生物體的代謝產(chǎn)物，主要有微生物殺蟲劑、農(nóng)用抗生素制劑和微生物除草劑等。
5.環(huán)境生物技術在環(huán)境監(jiān)測方面的應用
應用在環(huán)境監(jiān)測領域的生物技術主要有以下幾種：①監(jiān)測水質(zhì)，利用細菌的數(shù)量、某些糞便指示菌（大腸埃希氏菌、克霉伯氏菌）等②檢測物質(zhì)致突變性和致癌性，通常使用鼠傷寒少門氏菌來檢驗。③通過發(fā)光細菌對環(huán)境中的毒物進行檢測，速度較快。④根據(jù)對水中藻類的生長情況測定，對水質(zhì)進行監(jiān)測或檢測某些物質(zhì)的毒性。近年來，國際上在這一領域的重點研究對象包括PCR技術（應用聚合酶式反應技術）、核酸探針、生物傳感器等。PCR技術可用于當前還無法培養(yǎng)的微生物檢測，一般適用于對土壤、水樣、沉積物等環(huán)境標本的細胞檢測。
隨著今后技術的不斷完善，對于水質(zhì)的檢測，核酸探針與PCR技術極有可能取代現(xiàn)在的常規(guī)微生物檢測方式。此外，生物酶法具有良好的發(fā)展?jié)摿Γm用于快速檢測與現(xiàn)場測定。生物傳感器具體有酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器，通過酶、微生物、抗原、抗體等生物材料作為分子識別元件，從而把外部對其理化特性的影響轉(zhuǎn)化為電磁信號。它可用于對特定污染物的快速檢測，并且操作簡便、結(jié)果精確。
5環(huán)境生物技術現(xiàn)狀及前景展望
5.1現(xiàn)狀
環(huán)境生物技術雖有諸多優(yōu)點，并能有效解決各種污染問題。但實際應用中依然存在種種局限：
①反應速度較慢，并且需要大型的反應器，需占用過多的土地面積。
②對于原水水質(zhì)有著十分嚴格的標準，不然，不利于微生物的生長。
③運行過程中會發(fā)生一些問題，如污泥膨脹或流失，余下的污泥也不易處理。
④通常的微生物也極難解決人工合成物，尤其是難生物降解的污染物。
⑤實驗室有可能泄漏某些活的有害菌體。大規(guī)模的微生物應用會給生態(tài)環(huán)境帶來潛在的風險。
5.2發(fā)展前景
5.2.1各種新工藝新方法不斷涌現(xiàn)
比如，國內(nèi)有關專家利用高效反應器治理印染廢水時，結(jié)合三種新技術，以提高生物處理效率。即在厭氧流化床中加入高效的脫色菌，通過聚集-交膠固定法，把脫色菌固定到活性污泥中。再在反應器中加入磁粉以構(gòu)成穩(wěn)恒弱磁場，從而對微生物產(chǎn)生正的磁生物效應以加快生化反應速率。此外，還有利用基因工程克隆生物生長基因控制植物生長、構(gòu)建高效的細菌來治理各種污染問題，以及利用遺傳工程處理農(nóng)業(yè)固廢中難降解的五碳糖等等新技術。
5.2.2綜合利用
為了避免微生物降解污染物后形成二次污染，同時，讓資源得到充分利用，生物治理技術也更趨向綜合性利用，如利用降解后形成的微生物菌體、微生物體內(nèi)酶、有關代謝產(chǎn)物、或其產(chǎn)生的能源。當前，“沼氣田”發(fā)電是比較成熟的生物技術，投資少、成本低、使用管理方便，正受到很多國家的推崇。英國有的污水處理廠采用乳酸細菌降解農(nóng)用工業(yè)垃圾生成乳酸。
5.2.3和其它現(xiàn)代科技有效結(jié)合
近年來，現(xiàn)代科技的發(fā)展特別是IT技術的快速發(fā)展，促使生物治理技術取得了極大的進步。生物處理工藝正實現(xiàn)自動化控制，并且，生物技術方面正積極開展數(shù)學模擬研究。據(jù)有關報道顯示，目前已研制出電子計算機輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為分析程序與處理程序，進一步降低了廢水處理廠設計方面的難度。隨著自控技術的發(fā)展，連續(xù)性運行的大型氧化溝也隨之產(chǎn)生。
5.2.4重點研究極端微生物與超級工程菌
極端微生物是指在一般生物無法生存的條件下能生存的生物。比如在高溫、高酸、高堿、高壓、高鹽、低溫等極端條件。這類微生物具有特殊的生理機制，有很高的環(huán)保應用價值。Whyte等經(jīng)研究了解到，冷微生物菌株可以使石油烴、十二烷、正十六烷、甲苯、萘等發(fā)生礦化。隨著技術的進步，對現(xiàn)有微生物的有效改造，不斷研發(fā)出新的具有特殊功能的微生物。通過質(zhì)粒工程技術，把分別降解芳烴、多環(huán)芳烴等的質(zhì)粒接合到降解酯烴的細菌體內(nèi)，形成一種“超級菌”。這種細菌在治理石油污染方面有著很好的應用前景，可以把60%的烴分解。同時，相比一般菌種，其幾小時就能達到一般菌種凈化一年左右的效果。
5.2.5轉(zhuǎn)變觀念，從治理轉(zhuǎn)向預防
目前，隨著環(huán)境問題的日益突出，世界各國都意識到環(huán)境保護的重要性。生物技術的發(fā)展也會從單純地治理過渡到防治結(jié)合，以預防為主，最終實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。比如，生產(chǎn)微生物農(nóng)藥、源于微生物體又能生物降解的表面活性劑等。今后還可應用于諸多領域，如洗滌劑制造、油類回收處理、感光乳劑穩(wěn)定、植物病害防控、細胞破碎、微生物的快速測定等方面。目前，正嘗試通過基因工程技術把PHBV基因植入某些植物體內(nèi)，實現(xiàn)從植物體內(nèi)獲取塑料，從而解決嚴重的塑料污染難題。
5.3.展望
隨著全球環(huán)境的日劇惡化，使人類的生存和發(fā)展遭到了一場前所未有的挑戰(zhàn)，迫使人們進行一場‘環(huán)境革命’來振救人類自己。這場環(huán)境革命的意義就像18世紀的工業(yè)革命一樣重大，而且需要更深入和徹底。在這場革命中，借助現(xiàn)代生物工程技術解決環(huán)境問題，縱然有其巨大的發(fā)展?jié)摿εc優(yōu)勢，也還存在諸多局限與不足，所以，面對環(huán)境危機日益惡化之勢，不僅要建立健全相應的環(huán)境規(guī)劃、法規(guī)、資金投入等生物技術良性應用環(huán)境，鼓勵、資助研發(fā)更新更高效的環(huán)境生物技術，并使之得到產(chǎn)業(yè)化與商品化發(fā)展，還要把生物技術和其它各種相關技術有效地結(jié)合起來，才能切實有效解決當前困擾世界各國的生存危機的問題。
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第2篇：生物工程與生物技術范文
關鍵詞:基因工程技術;生物燃料;應用
基因工程技術的出現(xiàn)讓各個國家都開始對該領域進行重視，因此該技術不僅是生物科學中的前沿技術，也對社會的各個領域發(fā)展具有重要的推動作用?；蚬こ碳夹g的出現(xiàn)的時間雖然是比較晚的，但是它已經(jīng)在很多領域都創(chuàng)造出了很大的奇跡，向人們展示出了巨大的科學價值，將其應用在生物燃料領域也必定具有很大的發(fā)展，對全球可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略目標實現(xiàn)具有非常重要的意義。
一、基因工程技術的概述
基因工程技術指的就是將人工分離和經(jīng)過修飾的基因?qū)氲缴矬w基因組當中，然后的引起生物體性狀的可遺傳修飾。對于基因工程技術來說，它與傳統(tǒng)生物技術是一脈相承的，但是兩者在基因轉(zhuǎn)移的范圍和效率上又具有明顯的不同。首先，傳統(tǒng)的生物技術一般只能在生物種內(nèi)的個體間進行基因重組，但是基因工程技術的基因轉(zhuǎn)移是不會受到種間親緣關系限制的;其次，傳統(tǒng)的雜交和選擇技術一般只能在生物個體水平中進行，不能準確的選擇某個基因，但是基因工程技術轉(zhuǎn)移基因的功能是比較明確的，并且后代的表現(xiàn)形式是可以進行準確預期的。就此來看，基因工程技術可以說是傳統(tǒng)生物技術的一個發(fā)展和補充。
二、生物燃料技術的現(xiàn)狀
(一)生物柴油生物柴油是優(yōu)質(zhì)石化燃料的重要替代品，它在性能方面與普通柴油是及其相似的，因此被稱為是“綠色柴油”。生物超有一般都是從動植物油脂中提取出來的，基本上都是自然界中可持續(xù)供應得到的原料。對于生物柴油來說，它的發(fā)展瓶頸之一就是原料的供給問題。生物柴油的原料發(fā)展具有多樣性，一般是因地制宜，通過這樣的方式來推動生物柴油的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對于我國來說，想要發(fā)展生物柴油，就需要因地制宜，走原料多元化的發(fā)展道路，其中比較關鍵性的內(nèi)容就是對生物原料的拓展。一般來說，制備生物柴油的方法主要可以分為物理法和化學法，物理法主要是包括直接使用法、混合使用法和微乳液法;化學法主要包括高溫熱裂解法和酯交換法，其中的酯交換法是目前工業(yè)生物柴油生產(chǎn)比較常用的方法。1．酸或堿催化法在酸或堿的催化之下，油脂和低碳醇會進行酯化和酯交換反應，在反應之后對下層的粗甘油進行去除，然后回收出售，上層的油脂在經(jīng)過洗滌干燥之后就會得到生物柴油。酸或堿催化法對于原料的油脂要求是比較高，一般會產(chǎn)生一定的廢物，并且在回收利用方面也存在著一定的難度，整體的生產(chǎn)工藝也比較復雜。2．生物酶法生物酶法就是油脂和低碳醇在酶催化劑的作用下進行酯化反應聲場的生物柴油。對于生物酶法來說，它的主要特點就是清潔、環(huán)保且高效，但是因為脂肪酶具有較高的價格，因此會有比較高的成本，反應的條件也較為嚴格，因此的在進行大規(guī)模應用的時候還會面臨很大的挑戰(zhàn)，需要加強深入研究的力度。3．工程微藻法微藻再生生物質(zhì)能源生產(chǎn)方面具有巨大的潛力，因為它的生物柴油產(chǎn)量是比較高的。使用這種方式來制備生物柴油主要就是通過基因工程技術來構(gòu)建和培養(yǎng)富油的微藻，從藻類中提取油脂成分，再進行酯交換反應。對于工程微藻法來說，它的優(yōu)越性主要在于生產(chǎn)力上，還可以對農(nóng)業(yè)資源進行節(jié)省，對環(huán)境也不會造成嚴重的破壞。
(二)纖維素乙醇纖維素原料的來源比較廣，總量也比較豐富，因此纖維素乙醇的開發(fā)和利用會受到更煩的關注和重視。近些年來，纖維素乙醇的研究和發(fā)展在全世界都受到了很大的重視，它作為先進的生物能源典型代表產(chǎn)品，如果進行了技術的突破，就會得到很大的發(fā)展。對于纖維素乙醇技術來說，需要進行進一步的開發(fā)，主要有五個方面需要進行重視:一是開發(fā)可搞笑水解新型木質(zhì)纖維素原料;二是對新型溫和預處理工藝進行發(fā)展;三是開發(fā)新型搞笑纖維素降解酶系;四是開發(fā)研究木質(zhì)素高效利用技術;五是開發(fā)乙醇發(fā)酵菌株。通過這些技術的開發(fā)，可以更好的降低工藝成本和酶成本，同時也能降低相關的環(huán)境成本，對突破成本瓶頸具有重要的意義。
三、基因工程技術在生物燃料生產(chǎn)中的應用
(一)基因工程技術增加生物丁醇產(chǎn)量生物丁醇是新時代的生物燃料，它的原料生產(chǎn)工藝與生物乙醇有著極大相似性，并且比生物乙醇具有更高的熱值。但是就目前來說，生物丁醇的轉(zhuǎn)化率是比較低的，需要相關的研究人員對生物丁醇的生物轉(zhuǎn)化機制進行深入的研究，只有這樣才可以尋找出更為有效的解決方法。一般來說，使用生物基因工程技術可以對生物定存的合成途徑進行一定的編輯和修改，也可以通過對其他分支途徑進行抑制刪除的方式，進一步的提高生物丁醇的產(chǎn)率，進而更好的提高生物燃料的成本競爭優(yōu)勢。
(二)基因工程技術提高微藻油脂含量在對生物柴油進行生產(chǎn)的過程中，微藻已經(jīng)成為新一代的原料，它具有非常強大的潛力價值，但是因為多種因素的影響，在開放的環(huán)境中，微藻油脂積累的數(shù)量是很難超出30%的，想要對油脂含量進行有效的提升，就需要繼續(xù)開發(fā)和研究，對新的基因工程藻類菌株進行研究。就目前來看，基因工程改造的微藻菌株在脂質(zhì)積累的研究中已經(jīng)取得了重要的進展，對于未來的微藻原料在生物燃料中的生產(chǎn)的來說，它將發(fā)揮出巨大的潛力。
(三)基因工程技術提高微生物對產(chǎn)物的耐受性在微生物的發(fā)酵過程中，乙醇等產(chǎn)物的生成會對生物本身的生理活性造成一定的抑制，這樣就會讓降低微生物細胞的密度，進而影響到生物燃料的產(chǎn)率。想要對這些不利影響進行降低，相關的研究人員需要加強這方面的研究，對微生物產(chǎn)物抑制機制所涉及到的基因進行分析，進一步提升微生物對產(chǎn)物的耐受性。
第3篇：生物工程與生物技術范文
關鍵詞：城市生活污水；處理； 技術；工藝
城市污水處理廠的特點是占地面積大、規(guī)模大、單元多、投入多、使用年限長、規(guī)模效益好等。良好城市污水處理技術的發(fā)揮，對城市經(jīng)濟與建設發(fā)展具有重要意義。本文將對當前城市生活污水處理技術的特點與工藝進行分析與闡述，以提高污水處理水平，促進社會可持續(xù)發(fā)展。
1、 城市生活污水的幾種處理技術特點及工藝
1.1AB法
AB法又稱為兩段活性污泥處理法，主要將污水管道與污水處理廠看作一個污水處理系統(tǒng)。具有耐沖擊力、負荷性強、不需設置初淀池等特點，COD去除率達80%、BOD5去除率達90%。AB法采取的先進技術主要包括：側(cè)向流坡形斜板沉淀池、自吸式射流曝氣機及無支架污泥懸浮型生物填料。具體實施方法是：A段高負荷、B段低負荷，而AB兩段之間采取分別回流，充分利用其中微生物，讓其各自發(fā)揮作用，同時應創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，確保在不同時期的微生物具有生長優(yōu)勢。
1.2SBR法
SBR法的進水、曝氣、沉淀及出水都是在同一個池子中完成，常以3-4個池子為一組，輪換運作、間歇性運行，因此SBR法也稱作序批式活性污泥法。SBR一體化的技術特點為工藝簡單，由于只需要一個反應池，而沒有回流污泥、二沉池及其他設備，因此一般情況下不需要設置調(diào)節(jié)池，亦可節(jié)省初沉池，因此可有效節(jié)省占地面積與資源，耐沖擊負荷力強且行為方式靈活，可從時間上靈活安排曝氣、缺氧及厭氧等不同狀態(tài)，同時實現(xiàn)除磷脫氮。
1.3 A/A/O法
城市生活污水處理對出水有除磷和除氮的要求，A/A/O法是由厭氧/缺氧/好氧組成的工藝流程，充分利用生物處理法實現(xiàn)脫氮除磷，并獲得優(yōu)質(zhì)出水，屬于深度二級處理工藝。在這種污水處理法中，可實現(xiàn)同步除磷脫氮主要由兩部分組成：一是除磷過程，當污水中的磷處于厭氧狀態(tài)時，可釋放聚磷菌；在好氧狀態(tài)下又會更多吸收聚磷菌，以剩余污泥的方式排出系統(tǒng)；二是脫氮過程，在缺氧狀態(tài)下，應控制含氮量小于0.7mg/L，由于同時兼?zhèn)溲趺摰淖饔?，利用水中的BOD作為氫供給體，將好氧池混合液中的亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣逸入大氣中，實現(xiàn)脫氮目標。
1.4厭氧生物濾池
厭氧生物濾池主要以內(nèi)部填料作為微生物載體，以實現(xiàn)厭氧生物膜法。由載體形成固定床層，并在表面附著生長的微生物，在這種作用下，生活污水經(jīng)過沉淀池的預處理，自下而上升至床層，其中的有機物會隨之分解；當進行酸化或者水解時，會生成沼氣，再進行后續(xù)處理。接下來便進入關鍵階段：在拔風系統(tǒng)狀態(tài)下，濾池處于兼氧狀態(tài)，就會預防甲烷細菌的生成，并進行下一步酸性階段，實現(xiàn)耗氧處理。
1.5生物活性炭技術
生物活性炭技術是在上世紀70年展起來的城市生活污水處理新工藝。目前這種工藝技術已經(jīng)在世界很多國家得以實際應用，并對污染水源的凈化或城市生活廢水的處理與再生等發(fā)揮作用。雖然這種技術的解釋目前國內(nèi)外尚未統(tǒng)一，但是在實際應用中，已經(jīng)顯示了獨特的優(yōu)越性。近年來，附著生物膜的活性炭處理水應用越來越得到認可，因此生物活性碳技術有了全新定義：利用巨大的比表面積和發(fā)達孔隙結(jié)構(gòu)的活性炭，對水中的有機物和溶解氧較強的吸附特點，并將活性炭作為載體，提供微生物聚集與繁殖生長的重要場所。在合適的營養(yǎng)條件與溫度狀態(tài)下，發(fā)揮活性炭的物理吸附作用，以及微生物的降解作用等水處理技術。
2、 住宅生活污水處理技術特點與優(yōu)化選擇
在住宅小區(qū)中，生活污水處理主要運用城市生活污水的成熟工藝與技術，但是由于住宅小區(qū)的生活污水處理具有自身特點，因此需要對污水處理技術進行篩選、設計，最終實現(xiàn)科學合理、布局完整美觀的方案。
（1）由于住宅小區(qū)的生活污水量相對較少，且可生化性能好，因此可選擇生物膜法處理工藝，由于生物膜法具有微生物濃度高、生物豐富、食物鏈長等特點，因此不會產(chǎn)生污泥膨脹，且污泥沉降性能好。
（2）由于住宅小區(qū)的用地緊張，因此應優(yōu)先考慮占地面積小的污水處理方法，并在設計時充分考慮這一問題，可選擇地下式或者半地下式的設計方式，并形成地下污水處理站模式，地面上可實現(xiàn)綠化花壇等格局，美化環(huán)境。但是在設計時應注意滿足臭氣處理與通風要求。
（3）由住宅小區(qū)的建設工程決定，污水處理過程應由構(gòu)筑物轉(zhuǎn)化為設備，這是一種必然趨勢，選擇采配式的污水處理方式，做到設備簡單、工期短，方便后期維護與管理。
（4）隨著城市化水平的提高，出水水質(zhì)的要求也有所提高，因此原來單一的工藝很難滿足需要，未來發(fā)展趨勢為組合污水處理技術及設備。目前主要組合方式為：厭氧+缺氧處理、厭氧+好氧處理、多級好氧處理。從降低能耗及回收生物能力等角度來看，厭氧生物處理具有廣泛前景，生活污水中的有機物原本就具備一定潛在能量，在進行厭氧處理時，一方面不需要曝氣充氧，可以降低能量消耗；另一方面生成的生物沼氣可以回收利用，最終利用于小區(qū)的供熱和采暖，促成小區(qū)生態(tài)平衡系統(tǒng)。
（5）由于小區(qū)管理人員數(shù)量與專業(yè)素質(zhì)的制約，住宅小區(qū)生活污水處理應選擇便于管理的工藝，并提高自動化程度。
3、 城市生活污水的再利用發(fā)展趨勢
第4篇：生物工程與生物技術范文
關鍵詞 酶工程技術 實驗教學 模式改革
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A21世紀生命科學飛速發(fā)展，生物工程科技產(chǎn)品在市場上不斷出現(xiàn)，不斷增多，不斷更新。酶工程是生物技術的一個重要方面，因此，酶工程理論知識也隨著不斷更新，實驗技術更在不斷改進。生物體內(nèi)的一切化學反應幾乎都是在酶的催化下進行的。根據(jù)酶所特有的催化性能正發(fā)揮著巨大的作用，其應用領域涉及農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護、能源開發(fā)和生命科學理論研究等各個方面。
酶工程是生物工程專業(yè)的核心課程，其實踐性和應用性很強，在本專業(yè)具有很重要的地位。酶工程實驗課的開設既增強了學生學習酶工程理論課程的效果，同時還可以提高學生的實際應用能力、分析問題及解決問題的創(chuàng)新思維能力。因此，在大三下學期或大四上學期科學地合理地安排酶工程實驗教學是十分重要的。近年來，我們就如何造就一批具有較扎實的專業(yè)理論基礎、較強實際動手能力、能夠適應社會發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才，針對工科專業(yè)實驗課的特點和存在的實際問題，探索了采用自主設計型實驗教學方法在本科生酶工程技術實驗實踐教學中的應用。
1 酶工程技術實驗課程的教學模式改革
1.1 原有實驗課程教學模式存在的問題
過去的實驗課程項目之間無聯(lián)系，且以老師講解為主，學生只需聽從安排，然后按部就班地完成規(guī)定的實驗步驟，因而學生提不起學習興趣，出現(xiàn)應付實驗課的現(xiàn)象，對于研究能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)則更談不上，大多數(shù)同學互相抄襲實驗報告。由此可見，學生對工程實踐環(huán)節(jié)的宏觀認識和整體把握，就更不用說了，因此嚴重影響了實踐教學的效果。
隨著現(xiàn)代教育觀念的改革和人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，知識也在不斷地更新，部分驗證性的實驗內(nèi)容已陳舊、過時，嚴重落后于當代科學的發(fā)展并阻礙了實驗教學水平和教學質(zhì)量的提高。我們在生物工程專業(yè)新開設了工程技術實驗課程——酶工程技術實驗課，并作出以下實踐與探索。
1.2 優(yōu)化實驗課教學內(nèi)容
系統(tǒng)性地整合過去酶工程實驗課中相對獨立的實驗內(nèi)容，并把研究與實際生產(chǎn)應用融入教學過程，同時編入到酶工程技術實驗課教材。針對目前市場上酶在農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、環(huán)境保護、能源開發(fā)和生命科學理論研究等各個方面的廣泛作用及其經(jīng)濟發(fā)展的前景前，我們開發(fā)了酶工程技術的系列實驗：酶的提取、酶的分離與純化、酶學性質(zhì)研究、酶的固定化等。在整個實驗過程中，讓學生從實驗項目的選擇到實驗方案的制定，從樣品的篩選、酶的提取、酶的性質(zhì)學研究到酶的分離純化、固定化，最后把制備的產(chǎn)品應用于實踐中等，整個過程綜合利用多種原理與技術方法，實驗技術路線環(huán)環(huán)相扣，涉及到了多種技術環(huán)節(jié)。由此，學生從中不僅掌握了基本技能，同時激發(fā)了科研興趣，從中學到了新知識和新技術。
1.3 改革實驗教學方式
在酶工程技術實驗課的教學中，我們采用啟發(fā)式、注重創(chuàng)新思維，自主設計性實驗教學方式，課前提出所要解決的問題，然后引導學生去思考、分析，綜合所學知識，在教師的幫助下選定研究題目，自己查閱文獻，自行制定出實驗方案和安排完成實驗的時間，例如，“乙醇脫氫酶的提取及應用”曾為老師的科研課題，我們將其與酶工程技術實驗課結(jié)合，并將其編寫到實驗教材中。在實驗過程中，讓學生從文獻的查閱檢索到設計實驗方案，從確定實驗材料、配制實驗試劑到所研究的酶的提取、分離純化、檢測、鑒定等操作環(huán)節(jié)全部由學生自己進行。過程中遇到了問題時在教師的幫助下，查找原因、分析問題、獨立解決，最后總結(jié)實驗中的問題，并寫出實驗論文，從而使學生得到了全面的訓練，能力也得到了全面的提高。這樣的教學方式為大四時的畢業(yè)論文（設計）工作的開展打下了良好的基礎。這種實驗教學方式激發(fā)了學生實驗的興趣和潛在的創(chuàng)新能力，有利于因材施教。與傳統(tǒng)型實驗比較，設計性實驗能更好地培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力，對學生是一種較高層次的實踐實驗訓練。在如此激烈的競爭社會，學生能更好地武裝自己，提升自身踏入社會的競爭力。
2 酶工程技術實驗的安排與實施
與實際生產(chǎn)密切結(jié)合的專業(yè)課程——酶工程技術實驗，應用性非常強，而實驗課是加強學生對理論課理解最好的方式，同時也加強了學生的動手能力的培養(yǎng)。另外，我們開設的酶工程技術實驗具有一定的連續(xù)性。我們將酶工程技術實驗課相對集中安排，實驗室實行全天候開放，對學生采用分組的方式，每個課題組選擇1種酶作為研究對象，如果學生選定某種酶的研究后，從酶的提取分離，到酶的檢測、鑒定、性質(zhì)學研究、再到酶的固定化及其應用，就是一個內(nèi)容完整的大實驗，需要連續(xù)一段時間才能完成此內(nèi)容，因此需要根據(jù)學生完成其它課程的時間合理安排該實驗。同時在教師的指導下，學生則以課題組的形式自由組合共同完成1個人不可能完成的全部實驗內(nèi)容。完成此實驗內(nèi)容除了按教學計劃規(guī)定的時間按時集中實驗外，課外時間學生根據(jù)自己的安排與實驗中心預約完成全部實驗。
實驗完畢，要求學生對結(jié)果進行討論、分析，然后按照科技論文的寫作方式寫出完整的實驗論文。這種方法使學生學會了對實驗結(jié)果進行科學總結(jié)和歸納的方法，養(yǎng)成了嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好科研工作習慣，同時也鍛煉了學生的科研寫作能力，為今后的工作、學習、深造奠定了良好的基礎。
3 自主設計型實驗的考核方式
考核標準的公平與否對學生學習的積極性和熱情有很大的影響。為了對學生的實驗技能進行客觀的評價，對實驗教學效果進行有效的檢驗，我們修訂了以往僅根據(jù)實驗報告的質(zhì)量給予實驗成績評定的方式，制定了新的考核標準?？己藘?nèi)容具體包括三個方面：（1）實驗論文的撰寫。主要看論文是否有完善的文獻綜述，方案設計是否合理，有無創(chuàng)新性、是否可行，實驗結(jié)果計算是否正確等。（2）實驗及具體操作。主要看儀器設備的正確使用，實驗操作是否規(guī)范，完成全部實驗所用的時間等。（3）實驗態(tài)度是否端正、出勤情況及數(shù)據(jù)記錄是否完全、結(jié)果是否真實，團隊協(xié)作是否良好等。新的考核標準的實行，對以往考核方式的缺點進行了彌補，真正達到提高學生的綜合能力考查和創(chuàng)新培養(yǎng)的目的。
4 酶工程技術實驗效果與討論
4.1 效果
在武漢長江工商學院工學院和學校實驗中心的大力支持下，我們從2009年開始在酶工程技術實驗技能的強化訓練中探索以自主、綜合、設計型實驗教學模式進行改革，其實驗教學效果令人較為滿意。學生反饋的信息表明，實行自主、綜合、設計型的實驗教學模式以來，學生學習的自覺性和積極性普遍高漲，動手能力得到了較大的提高；學會了文獻的查閱方法，通過對實驗的探索，培養(yǎng)了獨立研究問題、解決問題的能力，克服了想當然，急于求成的毛病，激發(fā)了創(chuàng)新思維的能力，提高了科技論文的寫作能力；同時增強了學生實驗的責任感和團結(jié)協(xié)作精神。
4.2 討論
（1）酶工程技術實驗課教學模式改革探索與實踐，緊密地將綜合設計性實驗與創(chuàng)新性實驗進行了糅合，實現(xiàn)了課內(nèi)與課外相結(jié)合、教學與實際生產(chǎn)相結(jié)合的教學方法；在考核方面，打破了以往的教師單一評價的機制，通過學生小組互評、自評與教師考核相結(jié)合的方法對學生的實驗操作能力進行客觀的評價，提高了學生的自信心；在具體實施上，以學生獨立操作，教師觀察指導，最終以論文的形式對文獻的查閱、實驗的方法設計及結(jié)果進行總結(jié)、討論等，使學生受到了現(xiàn)代化工程技術實驗技能的較為完整的訓練，從而達到應用型、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的目的。（2）經(jīng)過酶工程技術實驗教學模式改革與實踐，得到了絕大多數(shù)學生的支持，在整個教與學過程中學生思維活躍，“動手”之前充分“動腦”，有效培養(yǎng)了學生的科學研究能力、知識和實驗技能的綜合運用能力、分析和解決問題的能力。（3）酶工程技術實驗教學的改革與實施，使學生解除了不愿動手的依賴心理，并積極爭取實際動手的鍛煉機會，而且增強了學生對實驗原理的理解和認識，提高了學生的實驗興趣，激發(fā)了學生積極參與實驗的熱情，大大地提高了實踐教學效果和教學效率。同時值得注意的是經(jīng)過該課程的教與學，學生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中積累知識和獲得探索科學知識的樂趣，其團隊協(xié)作的精神得到了培養(yǎng)，對于實驗的考核機制，學生普遍反映新的考核機制比以前更公平、更合理。
由上述可見，酶工程技術實驗教學綜合設計型模式的改革是培養(yǎng)學生理論應用能力和科研創(chuàng)新能力的有效途徑，不僅可以激發(fā)學生的學習熱情，調(diào)動學生學習的主動性、創(chuàng)造性，而且還可提高學生的綜合素質(zhì)，最終實現(xiàn)對學生的應用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
基金項目：武漢長江工商學院教學建設項目，項目編號：04104Y001
參考文獻
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第5篇：生物工程與生物技術范文
關鍵詞：醫(yī)學院校，發(fā)酵工程，教學改革
21世紀是生命科學的世紀，將生命科學與醫(yī)學有機融合是生命科學當前發(fā)展的趨勢和主流。生物技術專業(yè)是醫(yī)學院校為適應我國中長期發(fā)展戰(zhàn)略及整個生命科學領域發(fā)展要求而設立的新興專業(yè)[1]。發(fā)酵工程課程是生物技術專業(yè)的主干課程，是一門應用型和實踐型較強的課程，其教學質(zhì)量直接影響學生的專業(yè)素質(zhì)。
我校于2002年開設生物技術本科專業(yè)，學生于2005年3月進入發(fā)酵工程課程的學習，至今已經(jīng)連續(xù)開設7年。我們從開設發(fā)酵工程課程之日起，就不斷發(fā)展并使之完善，追蹤學科發(fā)展的最新趨勢和研究手段，注意結(jié)合相關生物化學及微生物學的知識及醫(yī)學院校學生培養(yǎng)特點，培養(yǎng)學生獨立思考和科研創(chuàng)新能力，力爭形成符合我校醫(yī)學背景下具有較強辦學特色的發(fā)酵工程課程教學體系。為此，我們進行了一系列的課程教學改革，下面結(jié)合筆者的教學實踐，談談發(fā)酵工程課程教學改革方面的個人體會。
1 發(fā)酵工程課程教學改革的背景和必要性
全國開設生物技術專業(yè)的高校有300多所，其中有28所高校屬于醫(yī)學院校。醫(yī)學院校生物技術專業(yè)的教學改革研究主要集中在生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)、專業(yè)建設、實驗教學體系和畢業(yè)論文上，很少有針對專業(yè)課程的教學改革。經(jīng)查閱，僅有安徽醫(yī)科大學胡若磊[2]、濱州醫(yī)學院焦飛[3]分別對醫(yī)學院校生物技術專業(yè)酶工程和分子生物學進行了課程教學體系的相關研究，而對發(fā)酵工程課程的教學改革一直無人涉及。
醫(yī)藥生物技術專業(yè)在醫(yī)學院校中開設僅有10年左右的歷史，屬于一個全新的專業(yè)，各醫(yī)學院校既無可參照的教學計劃，又缺乏教學經(jīng)驗，如果完全套用綜合性大學生物技術專業(yè)的發(fā)酵工程課程教學體系，不能夠滿足醫(yī)學院校生物技術專業(yè)培養(yǎng)目標的要求。對醫(yī)學院校生物技術專業(yè)發(fā)酵工程課程進行教學改革，順應了時展潮流，對明確發(fā)酵工程課程教學目標、提高課程教學質(zhì)量有一定借鑒意義。
2 教學改革的內(nèi)容
2.1優(yōu)化課程體系課程體系是人才培養(yǎng)的基礎，是教學改革的核心和關鍵。課題組參照相關院校生物技術專業(yè)教學大綱，結(jié)合我校實際情況編寫新的教學大綱，結(jié)合專業(yè)特點，補充新內(nèi)容，刪減過時、重疊內(nèi)容，避免一本書教到底的傳統(tǒng)教法。課程體系編排上堅持生物學和工程學兩個基礎并重，一方面通過微生物、生化、分子生物學的知識深入理解發(fā)酵過程生物學現(xiàn)象，另一方面應用高等數(shù)學微積分的基本原理理解發(fā)酵過程動力學和放大優(yōu)化的基本思想，最終掌握發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)過程動力學和過程放大中的量化與優(yōu)化基本方法。
2.2教學內(nèi)容的重組與優(yōu)化發(fā)酵工程涉及生物工業(yè)的許多領域，如抗生素工業(yè)、有機酸工業(yè)、酶制劑工業(yè)、氨基酸工業(yè)，還有新能源的開發(fā)及生態(tài)環(huán)境治理等。在這些生物工業(yè)領域中，各種具體的生產(chǎn)工藝，從原材料到菌種、生物反應器、產(chǎn)物的分離與提純等都有著很大的差異，但其基本生產(chǎn)模式相同、理論基礎相同。要調(diào)整該課程體系，我們對課程內(nèi)容進行了分類和歸納，并選擇有代表性的內(nèi)容進行講解。結(jié)合我校生物技術專業(yè)的醫(yī)學背景及專業(yè)特色，適當增加醫(yī)藥相關內(nèi)容的講授學時，如重點講解抗生素、氨基酸、核酸類藥物的生產(chǎn)工藝過程。
3教學方法和教學手段的改革
3.1教學方式的多樣化堅持以“學生為主體、教師為主導”的教育理念，采用以培養(yǎng)學生學習能力、動手能力、創(chuàng)新能力為主的教學方式。我們在授課過程中采取以學生為主體的“交互式教學策略”和教師在教學活動中運用多種教學手段、多種教學資源的“多元化教學”代替“教師講，學生聽”的傳統(tǒng)教學模式。在授課過程中，我們采取了系統(tǒng)講授法、講授和自學結(jié)合法、多媒體教學法、教學和科研結(jié)合法等多種教學方式。
3.2改革課堂教學模式，提高教學效果在教學過程中，必須不斷探索和改進教學方法，努力提高教學效果。對于學生在學習中難以理解、容易混淆的概念進行重點講解，注重講授內(nèi)容的系統(tǒng)性和銜接性，加深學生對所學知識的理解。另外，為了吸引學生對發(fā)酵工程課程的學習興趣，我們在授課過程中采用實例法講授。例如，在講授《發(fā)酵機理》一章時，以啤酒、酸奶、抗生素的發(fā)酵為實例，通過講授其制作過程，使學生加深了對發(fā)酵機理的認識。通過課堂討論和分析一些常見現(xiàn)象，積極鼓勵和吸引學生參與課堂問題的討論，增強了學生和教師的互動性，提高了學生學習的興趣和主動性。
3.3充分利用網(wǎng)絡課程，充實教學手段發(fā)酵工程課程已經(jīng)成為泰山醫(yī)學院優(yōu)秀網(wǎng)絡課
程，許多教學資料已經(jīng)上傳到課程網(wǎng)站，內(nèi)容包括課程簡介、理論課與實驗課的課件、相關網(wǎng)站的鏈接、習題庫，拓展學習等內(nèi)容并保持動態(tài)更新，拓展了學生的學習空間；開設了BBS互動論壇、課程快訊、答疑解惑、習題交流、課程建議等板塊增加了互動性、營造了良好的學習氛圍。學生可以隨時從課程網(wǎng)站下載教學資料，極大地方便了學生對課程的學習，加深了對課程的理解和掌握。
3.4朋友班導師制和課外科研活動小組為把學生培養(yǎng)成為寬口徑、厚基礎，具備實踐能力和創(chuàng)新能力的合格人才，我們實行了發(fā)酵工程任課教師與授課班級結(jié)對共建朋友班活動，擔任整個授課班級的導師。除了關注學生的日常生活和學習外，重點加強學生對發(fā)酵工程課程的科學研究思維和科研能力的培養(yǎng)，采用課間指導、課后答疑、參與導師科研課題、組成課外科研活動小組等形式，培養(yǎng)學生利用發(fā)酵工程所學知識進行科研活動的能力。
3.5實驗教學的改革
（1）改變“重理論、輕實踐”的傳統(tǒng)觀念，加大發(fā)酵工程課程實踐教學學時比例，減少單純驗證性實驗比例，增加綜合性、設計性實驗比重；增加與醫(yī)藥相關實驗的比重。以往的發(fā)酵工程實驗課為12學時。由于課時少。只能開出幾個基本的實驗，且是孤立的。不利于培養(yǎng)學生對知識綜合運用的能力和創(chuàng)新能力。我們于2010年修訂了發(fā)酵工程實驗教學計劃。將學時數(shù)提高到24學時。減少單純的驗證性實驗，增加綜合性和自主設計性實驗，如增加抗生素發(fā)酵菌株的分離、篩選、發(fā)酵和效價測定的綜合性實驗，既鞏固了微生物學的理論知識和實踐操作，又使學生掌握了發(fā)酵工程菌種分離的基本原理和操作方法；又如我們設計了“蛹蟲草菌搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)條件優(yōu)化”的自主設計性實驗，由學生分組查找資料，設計實驗方案，以多糖產(chǎn)量為指標，對發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件運用單因素和正交設計實驗方法進行優(yōu)化，獲得最佳的培養(yǎng)基配方及培養(yǎng)條件，此舉大大提高了學生的科研能力和水平。
（2）改變傳統(tǒng)實驗教學為主的單一教學模式，盡量多給學生留下思考的時間和創(chuàng)新的機會，建立以學生為主體的實驗教學模式。為了加強學生的實踐能力，組織學生到抗生素、氨基酸等生產(chǎn)企業(yè)參觀和實習；鼓勵學生參與科研和生產(chǎn)實踐工作，并且將他們實際操作過程中的經(jīng)驗教訓和知識進行總結(jié)積累，用于教學與實踐。
4改革和完善發(fā)酵工程課程考核制度
發(fā)酵工程課程成績考核一般為平時成績考核（10%）、實驗考核成績（20%）和期末考核成績（70%）。在此基礎上我們增加了考核內(nèi)容的項目。加大平時成績占整個課程總成績的比例，由原來的10%增加到20%，增加學生學科發(fā)展動向報告、課程設計等作業(yè)分值，如在學期中間，給學生布置“發(fā)酵工程在生物技術中的應用”的作業(yè)，由學生自己查閱資料、制作PPT課件，自己上講臺講述，教師根據(jù)學生綜合表現(xiàn)打分。通過這種方式的考核，既增強了學生查閱資料的能力，又鍛煉了學生的語言表達能力，這樣的考核模式，能夠比較公平、準確地反映一名學生的學習效果。
5 取得的成效
經(jīng)過幾年的摸索，我們在發(fā)酵工程教學改革方面取得了一定的效果。教師素質(zhì)顯著提高，備課充分，講課生動，能夠熟練運用多媒體和網(wǎng)絡等現(xiàn)代教育技術手段，以實際生產(chǎn)的實例講解工藝技術內(nèi)容，激發(fā)了學生的學習興趣，有效地調(diào)動了學生積極參與學習過程的積極性；授課教師與學生的互動比例與過去相比明顯提高，學生課堂聽課時精神狀態(tài)飽滿、精力集中，積極性和主動性明顯提高。
參考文獻
[1]曹新.關于醫(yī)學院校生物技術建設和人才培養(yǎng)的思考[J].醫(yī)學教育，2005（2）：21-26.
第6篇：生物工程與生物技術范文
關鍵詞：多向互滲；實驗教學；實驗教學中心
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2012）06-0113-02
不同學科之間的研究取向近年來在科學研究領域中變得越來越重要。生物技術與其它學科之間的有著密切的關系，生物技術如果沒有其它相關學科的支撐，僅憑生物技術不可能發(fā)展如此迅速，成為當今生命科學領域的領先學科。只有與其它學科相互依靠，相互結(jié)合，才能培養(yǎng)生物技術專業(yè)大學生的綜合能力和科研素質(zhì)。山東農(nóng)業(yè)大學生物技術與工程專業(yè)，作為學校的特色專業(yè)，從當前高等教育和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》的要求出發(fā)，準確定位人才培養(yǎng)目標和規(guī)格，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案；對生物技術專業(yè)現(xiàn)有的實驗課程內(nèi)容進行合理調(diào)整，即使更新學科前沿知識，補充與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合的應用知識；加強與相關學科之間的交叉融合，建立生物技術與其他學科相互交叉、相互融合、相互滲透的實驗教學體系，提高學生的競爭力。
一、多向互滲“實驗教學的必要性
單一實驗手段對生物技術專業(yè)的學生來說顯然是不夠的。要培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)高、綜合能力強的應用型人才，必須及時調(diào)整實驗教學體系，增加綜合性、創(chuàng)新型強的實驗項目，并注重結(jié)合相關專業(yè)的綜合實驗，對相關專業(yè)進行整合、重組，考慮學生的綜合思維能力的提高，使學生能夠?qū)⒅R融會貫通。現(xiàn)在的學生對驗證性實驗掌握較好，但缺乏融匯各學科知識的能力，即缺乏相對全面性、綜合性、系統(tǒng)性的知識結(jié)構(gòu)。只有培養(yǎng)學生掌握更多的相關學科的知識，才能使學生具備完善知識結(jié)構(gòu)，對所學知識進行分析、篩選、過濾，達到學以致用的目的，才能提高學生的實踐能力和應用能力。西方許多國家在高等教育中意識到單科性封閉式的實踐教育已經(jīng)無法不適應高等教育對培養(yǎng)人才的要求，因此重視學生實踐能力的培養(yǎng)，同時注重生命科學、信息技術教育與生物技術專業(yè)的融合，把生物技術作為農(nóng)業(yè)高等教育的特色專業(yè)，是當今國內(nèi)外高等農(nóng)業(yè)教育的特色。而不同學科之間的支撐又為生物技術專業(yè)人才培養(yǎng)提供了良好的發(fā)展空間和平臺，加強不同學科與生物技術學科之間的交叉融合更能起到促進生物技術發(fā)展的作用。在交叉融合的實驗教學環(huán)境中，受不同學科知識的影響，更能夠激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和研究激情，提高生物技術與工程專業(yè)學生的整體素質(zhì)。傳統(tǒng)的專業(yè)實驗課程聯(lián)系不緊密，存在重復設置、實踐教學各自相對獨立，忽視實踐教學之間的銜接和聯(lián)系，即使在安排實驗課時考慮不同學科之間的銜接，也僅僅注重形式上的交叉融合，而忽視課程內(nèi)部的銜接和組織，忽視課程之間的關系，導致不同學科之間關聯(lián)度很少、聯(lián)系松散，使學生掌握的實驗知識具有片面性，難以應對在將來走上工作崗位面臨的復雜技術問題。因此面對傳統(tǒng)教學模式的僵化，理論和實踐教學脫節(jié)，教學內(nèi)容和市場需求脫節(jié)、不同學科之間的交叉融合較少等現(xiàn)象，有必要采取多向互滲的新的實驗教學模式，有效地提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。鑒于此，首先在實驗課程設置上，打破傳統(tǒng)的課程體系，重新構(gòu)建多學科交叉融合的實驗課程體系。
二、“多向互滲”實驗教學管理的框架模式
“多向互滲“的實驗教學管理模式是一個系統(tǒng)工程，需要了解農(nóng)業(yè)生物學各學科之間的關聯(lián)性，交互性。以生物技術專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)為依據(jù)，以“多向互滲”為特色，構(gòu)建與時展相適應的實踐教學體系，彰顯“以農(nóng)業(yè)科學為優(yōu)勢，生命科學為特色”的教育理念，把知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高融為一體?！岸嘞蚧B”實驗教學管理模式應兼顧生物技術專業(yè)人才發(fā)展的多個領域，充分考慮創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的完整性。因為只有具備了知識的深度和廣度才能將所學知識融會貫通，才具備創(chuàng)新的可能，“多向互滲”的實驗教學體系為生物技術專業(yè)學生掌握不同學科知識，將來從事不同學科的研究和工作打下了堅實的基礎。在原有實驗教學體系的基礎上，重新組建相關學科交叉融合的實驗課程體系，使之具有創(chuàng)新性、交叉性和多樣性等特點，將相關學科融于其中。新的實驗教學體系應該按照學生的能力分不同的階段實施，從提高基本實驗能力，拓展專業(yè)實驗能力，增強實踐能力，逐步進行完成由基礎到提高再到專業(yè)的過渡，形成生物技術與其他學科交叉互滲的立體培養(yǎng)實驗教學體系，交叉學科課程設置為創(chuàng)新人才掌握多學科理論知識，從事跨學科研究打下堅實的基礎。該體系在以學生為本、培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)的前提下，實現(xiàn)專業(yè)實驗內(nèi)容與其他專業(yè)實驗內(nèi)容相互滲透、相互銜接。在遵循“淡化專業(yè)，加強基礎，拓寬面向”原則的基礎上，生物技術與工程專業(yè)增加了綜合性、創(chuàng)新型實驗的比例，并將這些實驗與生態(tài)環(huán)境、醫(yī)學、食品、工業(yè)等有機結(jié)合起來。專業(yè)實驗相互滲透，相互結(jié)合，明顯增加了學生的實驗興趣。生物技術專業(yè)基礎實驗包括生物化學、植物生理學、植物學、微生物學和遺傳學實驗，為避免這五門實驗重復設置，在實驗安排上聘請專家仔細進行論證審核，并且先后順序也做了有序調(diào)整，加強連貫性和系統(tǒng)性，使實驗內(nèi)容的設置更加科學合理，為后續(xù)實驗、創(chuàng)新型和綜合型實驗的開設打下基礎，同時，加強不同學科之間的內(nèi)在聯(lián)系，形成以生物技術為中心輻射生命科學各領域的實驗群，增強各組成部分之間互補性與互通性?！岸嘞蚧B”的實驗教學體系，使生物技術與工程專業(yè)的學生綜合能力得到明顯提高
三、“多向互滲”的核心內(nèi)涵與操作方法
生物技術基礎與專業(yè)實驗之間的相互滲透有利于形成優(yōu)勢互補的學科群。相關學科間相互影響、相互借鑒，有利于發(fā)揮學科間的綜合優(yōu)勢，取長補短。圍繞生物技術專業(yè)緊密結(jié)合的相關學科，加強該專業(yè)實驗教學的滲透和交叉，專業(yè)建設應在發(fā)展基礎實驗的同時，注重新興學科的交叉，從理論到實踐，組建跨學科的教學團隊，建立交叉滲透的實踐教學研究中心，圍繞相關學科進行論證，不定期調(diào)整現(xiàn)有實驗課程，積極引進優(yōu)勢資源，借鑒國內(nèi)外高校經(jīng)驗，探索以生物學專業(yè)為背景的實驗學科群建設，有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。當前隨著生命科學領域的迅猛發(fā)展，各農(nóng)業(yè)高校重視生物技術專業(yè)的發(fā)展，努力構(gòu)建生物技術與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有機結(jié)合的理論與實踐教學模式，使生物技術形成特色農(nóng)科專業(yè)，實現(xiàn)生命科學與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)之間的交叉綜合，拓寬生物技術專業(yè)學生的知識面。在交叉融合方面尤其重視實踐教學的拓展，回繞農(nóng)業(yè)發(fā)展，形成以生物技術專業(yè)為重點，農(nóng)理、農(nóng)工、農(nóng)藝等交叉融合的學科群，發(fā)揮協(xié)同效應，實現(xiàn)實驗課程的交叉綜合，提高專業(yè)學生的整體素質(zhì)。
四、“多向互滲”的實驗教學效果
實驗學科多向互滲拓寬了實驗室的開放力度，使學生有了更加靈活的時間支配自己的課外時間。交叉滲透的實驗教學體系增加了綜合提高型和研究創(chuàng)新型實驗的比例，這兩個模塊的實驗需要學生利用大量的課外時間完成實驗，因此加大了實驗室的開放力度，同時為學生研究性學習提供了廣闊的空間，為人才培養(yǎng)提供了良好的發(fā)展空間和平臺。交叉滲透立體實驗教學體系，模糊了專業(yè)概念，將大學生的共性要求與個性發(fā)展緊密結(jié)合，在加強學生的學科基礎的同時，拓寬了學生的專業(yè)口徑，提高了學生合理運用只是的能力，避免了人才培養(yǎng)與當前社會需求之間的脫節(jié)，使學生畢業(yè)后能夠盡快適應工作崗位，并且能夠拓寬學生的就業(yè)渠道，增強了學生適應能力。滲透交叉的實驗教學體系促進了教師隊伍的發(fā)展，為適應教學要求，教師必須查閱更多相關學科資料，不斷學習充實自己。然而，專業(yè)發(fā)展帶來的學科之間的交叉滲透，對生物技術與工程專業(yè)的教師提出了新的挑戰(zhàn)，這就促進教師不斷拓寬知識面，密切關注其它相近學科的發(fā)展，及時查閱當前新的研究內(nèi)容，補充到教學中，更新教學內(nèi)容、改善教學方法和實施先進的教學手段，使專業(yè)緊跟學科發(fā)展的前沿，教學效果明顯增強。
參考文獻：
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第7篇：生物工程與生物技術范文
[關鍵詞]提升;生物工程;辦學優(yōu)勢;方法分析
[中圖分類號] G64 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0159-02
解決當代人類所面臨的人口增加、資源的匱乏、環(huán)境污染加劇、疑難病的治療等重大問題，需要依賴生物技術的發(fā)展和應用。基于此，作為高新技術重要組成部分的生a物技術，正受到世界各國政府和社會各界的重視，全球性的生物技術熱由此形成。化工學院生物工程專業(yè)自2000年成立以來，雖經(jīng)歷一段時間的快速發(fā)展，但目前仍存在著師資力量相對薄弱、發(fā)展定位不清等問題。本文試圖通過構(gòu)建特色專業(yè)人才培養(yǎng)體系、整合教學資源、實踐教學模式改革等方式來形成特色明顯的產(chǎn)、學、研相結(jié)合的教學體系，提升本專業(yè)的辦學優(yōu)勢。該研究也可為其他礦業(yè)類綜合性高校生物工程專業(yè)辦學提供思路和參考。
一、生物工程的學科概況
生物工程是一個新興學科，它以人類生物產(chǎn)品需求為導向，融合生物學、化學、物理學和工程學的理論和方法，系統(tǒng)性地設計、優(yōu)化和改造生物體系與功能，著重解決生命科學研究成果產(chǎn)業(yè)化所面臨的技術與工程問題，以推動生物產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
生物工程因其獨特的研究對象而有別于其相關學科，其具有以下特點。一是借助于工程學技術，以生命科學研究成果為對象、以實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化和應用為基本任務，從而使該學科具有明顯的工程產(chǎn)業(yè)特征。二是通過基于生物學原理的創(chuàng)造和設計，緊密結(jié)合工程學的技術手段，大規(guī)模的生產(chǎn)出各種對人類有益的生物產(chǎn)品，具有應用技能與理論設計、創(chuàng)造融合互生的學科特質(zhì)。三是該學科在當代科學技術發(fā)展中廣泛融合生命科學、化學以及物理學理論和工程技術問題，是基礎科學與工程技術交叉最具特征的學科之一。
生物工程產(chǎn)業(yè)隨著20世紀40年代起抗生素、氨基酸、有機酸等的工業(yè)化生產(chǎn)而逐步形成，早期以發(fā)酵產(chǎn)業(yè)為主。自20世紀70年代基因重組技術和以單克隆抗體技術為代表的現(xiàn)代生物技術的形成，為解決隨之產(chǎn)生的工程與技術問題，生物工程進入了一個新的階段，逐漸形成了微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程等研究理論與方法，于是生物工程成為了一門獨立的學科，并隨著生命科學的發(fā)展而迅速發(fā)展。生物工程正在成為發(fā)展最快、應用最廣、潛力最大、競爭最為激烈的領域之一，也是最有希望孕育關鍵性突破的學科之一。而生物工程產(chǎn)業(yè)作為一個正在崛起的主導性產(chǎn)業(yè)，已成為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略重點和新的經(jīng)濟增長點，將成為我國趕超世界發(fā)達國家生產(chǎn)力水平，實現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢和跨越式發(fā)展最有前途、最有希望的領域。
二、生物工程的學科內(nèi)涵
生物工程學科的核心是研究和開發(fā)基于生物學理論基礎上的系統(tǒng)工程技術問題。本學科的主要特征是利用細胞或酶特有的代謝和轉(zhuǎn)化特性進行物質(zhì)的加工與轉(zhuǎn)化，運用現(xiàn)代生物技術對生物體與生物分子進行改造，建立優(yōu)化的生物過程與工藝實現(xiàn)先進生物制造。
細胞培養(yǎng)與代謝工程、生物催化與轉(zhuǎn)化工程、合成生物技術與系統(tǒng)生物工程、生物藥物與材料工程、生物資源與環(huán)境工程等高新生物工程技術已成為推動世界新技術革命的重要力量。隨著基因藥物、基因治療、轉(zhuǎn)基因作物、生物材料、生物能源、生物礦物技術等一大批高科技含量的產(chǎn)品在市場顯露出強大生命力，生物工程產(chǎn)生了巨大的社會效益和商業(yè)價值。
三、礦大生物工程專業(yè)的學科發(fā)展現(xiàn)狀
礦大生物工程專業(yè)十多年來始終以跟蹤生命科學與技術國際前沿和適應市場經(jīng)濟需要為基準，隨著學科的發(fā)展，專業(yè)的內(nèi)涵從傳統(tǒng)發(fā)酵工程拓展到了生物工程的整個領域，通過學科交叉形成了以生物工程上游、中游與下游技術緊密結(jié)合為主要特征的工業(yè)生物技術專業(yè)特色。
該專業(yè)存在的不足是，在礦業(yè)類綜合性高校中，生物工程專業(yè)還屬于非優(yōu)勢專業(yè)，且存在著師資條件相對薄弱以及發(fā)展定位不清等問題;其專業(yè)課設置不是很合理，生物技術專業(yè)課及化學、化工知識學習深度均有限，本科畢業(yè)生勝任未來工作所需的科目較多，學業(yè)較重，要想學好學精需投入大量精力;本科畢業(yè)工作前景不是十分明朗，相關就業(yè)領域要求較高學歷，故多數(shù)畢業(yè)生選擇進一步深造學習，就業(yè)者一般從事層次較低的傳統(tǒng)生物技術工作或轉(zhuǎn)行從事其他工作。
四、提升礦業(yè)類生物工程專業(yè)優(yōu)勢的方法分析
礦大生物工程專業(yè)可依托學校的國家級潔凈能源中心、低碳能源研究院及生物工程碩士學科點，以培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神為核心，形成學科建設―專業(yè)建設―課程建設相互促進的格局，逐步將中國礦業(yè)生物工程專業(yè)建設成為“緊密結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟建設及礦區(qū)生態(tài)服務建設，培養(yǎng)高素質(zhì)應用型生物工程產(chǎn)業(yè)人才”的特色鮮明的本科專業(yè)，加強對周邊院校生物工程專業(yè)的示范引導作用，吸引更多國內(nèi)高水平的生物工程專業(yè)人才來本專業(yè)任教，形成區(qū)域產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)的孵化器。
（一）構(gòu)建特色專業(yè)人才培養(yǎng)體系
生物工程專業(yè)是在化學、化工、藥學、環(huán)境科學、生物冶金、生物脫硫和工程學基礎上發(fā)展起來的新興交叉學科，具有綜合性、實踐性強等特點。在課程體系的建設過程中應重點做好以下幾方面的工作。
1.完善具有鮮明特色、科學的人才培養(yǎng)方案。通過與本專業(yè)屬地礦業(yè)生物技術企業(yè)的結(jié)合，在培養(yǎng)目標方面充分考慮礦業(yè)生物技術企業(yè)快速發(fā)展的實際需求，使培養(yǎng)方案具有一定的前瞻性，突出人才的專業(yè)特色培養(yǎng)。
2.生物工程專業(yè)還應緊密結(jié)合華東區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展及屬地礦業(yè)生物技術公司發(fā)展的特點。生物工程專業(yè)還應結(jié)合中國礦業(yè)大學的校情，考慮周邊礦業(yè)生物技術企業(yè)發(fā)展的需要，設置一些相關課程服務于礦物生物技術的設計與改造;礦物生物分析、礦物生物處理技術;礦區(qū)環(huán)境生物修復;礦區(qū)廢棄物的生物轉(zhuǎn)化與循環(huán)利用、生物能源的開發(fā)以及這幾個層次的技術在許多礦業(yè)問題中同時交叉應用。
3.建立礦業(yè)大學特有的學生培養(yǎng)成熟度能力模型，客觀評價學生綜合素質(zhì)。
4.構(gòu)建畢業(yè)生質(zhì)量評價監(jiān)控體系，實施綜合評價。建立健全畢業(yè)生跟蹤機制，與企業(yè)共同尋找理論教學與工程實際應用的結(jié)合點，完善畢業(yè)生的質(zhì)量監(jiān)控體系。
（二）形成一支綜合素質(zhì)高，學術水平高的教師隊伍
生物工程專業(yè)應努力建造一支結(jié)構(gòu)合理、學術水平較高、工程能力較強的教師隊伍?？山梃b礦大化工學院過程控制專業(yè)的成功辦學經(jīng)驗，多方面整合生工教師隊伍。
1.將低碳能源研究院的一些教師納入生工教師隊伍中來，因為其研究內(nèi)容切合生物工程發(fā)展的最新狀況。根據(jù)生工能源的發(fā)展方向，可將其聘為生工的名譽教師，負責講授新技術和創(chuàng)新研究的一些課程，從而壯大教師隊伍，強化學術交流，增強生工專業(yè)學生的自豪感。
2.融合環(huán)測學院環(huán)境工程的一些教師，尤其是負責講授環(huán)境微生物學的一些教師，可邀請他們?yōu)樯锕こ虒I(yè)的學生授課，也可將其納入生物工程的名譽教師。這樣既能壯大教師隊伍，又不會造成成本開支的大幅上升，師生比才會趨于合理。
3.聯(lián)系南京某高校的大牌教授，聘請他們?yōu)槲以簶s譽教授。多數(shù)礦大生物工程專業(yè)的教師與南京某高校教師淵源頗深，學術交流來往密切，可聘請在業(yè)內(nèi)影響較大的資深教授作為生工專業(yè)的榮譽教授，定期為生物工程專業(yè)學生來校講學，強化學術交流氛圍。
（三）構(gòu)建新型實踐教學體系
實習是實踐教學體系及高校人才培養(yǎng)計劃中的重要組成部分，是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和促進理論與實踐相結(jié)合的重要實踐教學環(huán)節(jié)，同時也是推進素質(zhì)教育、培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、提高學生實踐能力的重要過程。通過實習，可以使學生獲得生產(chǎn)實踐知識和技能，鞏固所學理論知識并使其與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作，不斷提高學生分析和解決問題及獨立工作的能力。為進一步加強對實習教學工作的組織領導和科學化管理，不斷提高實習教學質(zhì)量，學校大幅度地提高了認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習及其他各類教學實習的經(jīng)費。
1.實習應體現(xiàn)“就地就近、互惠互利、專業(yè)對口、相對穩(wěn)定”的原則，探索學院與實習單位建立“實習-見習-就業(yè)”的校企合作模式。
2.實踐教學體系還應形成“基礎―綜合―設計―創(chuàng)新”逐步推進、“啟發(fā)―引導―討論”和“發(fā)現(xiàn)―論證―研究”方法結(jié)合的實踐教學新模式;構(gòu)建“實驗―實踐―實習”相互補充、“課內(nèi)―課外、校內(nèi)―校外、教學―科研”相結(jié)合的實踐教學方法。
3.努力尋找生物工程專業(yè)建設與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、礦區(qū)經(jīng)濟發(fā)展相結(jié)合的切入點，提出“寓教于研，以研促教，研教融貫，教研相長”的理念，形成校內(nèi)外基地互補、產(chǎn)學研基地結(jié)合的實踐教學基地新模式，強化了學生工程實踐能力。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 馬越，廖俊杰.現(xiàn)代生物技術概論[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2007.
[2] 國務院學位辦提供的《一級學科》和《博士、碩士學位基本要求》征求意見稿[Z].學位辦[2012]54號.
第8篇：生物工程與生物技術范文
關鍵詞：專業(yè)；分類培養(yǎng)；模塊化教學；實踐教學
中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2017）12-0100-02
教育部陽光高考網(wǎng)站2013年列出了因就業(yè)難被亮紅牌的全國十大專業(yè)名單，生命科學學院現(xiàn)有的4個本科專業(yè)中名列有3，即生物工程、生物技術和生物科學。因此，生物工程、生物技術和生物科學專業(yè)的教學改革和從根本上解決發(fā)展瓶頸已勢在必行。
一、專業(yè)現(xiàn)狀
生物工程和生物技術是近年來新興起來的學科專業(yè)，二者都包含著若干二級學科領域。其中，生物工程包括酶工程、蛋白質(zhì)工程、糖工程、基因工程、發(fā)酵工程、胚胎工程、組織工程、細胞工程等；生物技術包括植物生物技術、動物生物技術、微生物生物技術、環(huán)境生物技術、農(nóng)業(yè)生物技術、組織培養(yǎng)、繁殖發(fā)育技術等。對應每個二級學科領域，都有一系列的專業(yè)課程設置。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學生命科學學院現(xiàn)有兩個工科專業(yè)和兩個理科專業(yè)，分別是生物工程和制藥工程，生物科學和生物技術。其中，生物工程和生物科學專業(yè)是生命科學學院最早設立的專業(yè)，屬于一類本科專業(yè)。生物技術和生物制藥是二類本科專業(yè)。目前我校的生物學一級學科掛靠生物科學專業(yè)。從2013年開始，我們實現(xiàn)了按類招生，從第三學期開始再進行專業(yè)選擇。
二、生命科學類專業(yè)存在的主要問題
目前生命科學類專業(yè)，尤其是生物科學和生物技術專業(yè)從在以下幾個突出的問題：（1）培養(yǎng)出的畢業(yè)生就業(yè)競爭能力差。這是一個全國性的普遍問題，不是個案。究其原因首先是這兩個專業(yè)在高校的專業(yè)設置中發(fā)展過快，遠遠超過了生命科學行業(yè)發(fā)展的需求?，F(xiàn)在全國高校中沒有生物科學和生物技術本科專業(yè)的寥寥無幾。其次生物科學專業(yè)涉及的領域太過廣泛，涉及到了動物、植物和微生物，由于涉及領域?qū)拰е聦I(yè)不專，使畢業(yè)生的就業(yè)競爭力弱。（2）生命科學類專業(yè)在大學專業(yè)中實力不強。隨著生物技術的普及，生命科學面臨著與高校計算機專業(yè)外語專業(yè)等一樣的困境，它不再是一門只有專業(yè)人士才能掌握的技術，生物技術已經(jīng)滲透到許許多多的領域當中了，例如農(nóng)學、園藝、林學、獸醫(yī)、人醫(yī)、微生物等生命科學的范疇之中，而像內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學的專業(yè)設置中又有這些專業(yè)，這些專業(yè)又是非常接地氣的專業(yè)。從研究領域來看，在植物領域，生命科學學院是不到20人的團隊，而農(nóng)學院光作物領域就是上百人的隊伍。所以生命科學學院在高校中，尤其是在我們這樣一個農(nóng)業(yè)高校中的地位可見一斑。
三、解決方案
基于上述情況，要解決這些問題，需要我們對生命科學類專業(yè)中尤其是生物科學和生物技術二個本科專業(yè)進行專業(yè)定位，通過繼續(xù)加強師資隊伍建設和制定導向性專業(yè)課程教學模塊，推動同一專業(yè)學生根據(jù)興趣愛好、研究目標、工作意向在專業(yè)內(nèi)向不同技術領域傾斜，從而使本科教育向目標化、專業(yè)化教育發(fā)展，在保證學生寬口徑教學的基礎上，推動學生的專業(yè)技能培養(yǎng)，從而提升專業(yè)競爭力和學術影響力。具體通過以下措施來實現(xiàn)。
1.專業(yè)定位。專業(yè)培養(yǎng)方案要跟上時代的發(fā)展和社會的進步，所以要解決生物科學和生物技術這兩個專業(yè)所面臨的困境，我們首先要進行這兩個專業(yè)的重新定位。定位之前首先要做的工作是：（1）收集全國相關高校生物工程和生物技術專業(yè)培養(yǎng)方案，結(jié)合各高校學術地位、專業(yè)優(yōu)勢、地理位置、經(jīng)濟環(huán)境等，比較分析其專業(yè)特點和專業(yè)定位情況；（2）比較分析生物工程和生物技術本科專業(yè)的特點、優(yōu)勢、不足和國內(nèi)所處的位置，結(jié)合自治區(qū)發(fā)展目標和經(jīng)濟發(fā)展趨勢，圍繞自治區(qū)農(nóng)牧林與生物產(chǎn)業(yè)需求，并結(jié)合自治區(qū)生產(chǎn)生活中的教育和科技需求，探討我校生物科學和生物技術專業(yè)定位目標，制定出符合時展和社會需求的生物科學和生物技術的專業(yè)培養(yǎng)方案。
2.強化師資隊伍建設。專業(yè)建設的基礎是師資隊伍建設，教師既是思想的啟蒙者，又是知識的傳播者，是教學第一線的主力軍，在教學、科研的工作中占有主導地位，擁有高水平的教師隊伍，才能培養(yǎng)出合格的人才。所以生物科學和生物技術專業(yè)加強建設的首要步驟是加強師資隊伍建設。在建設過程中要加強名師建設，加強學術帶頭人和學術骨干建設，加強青年教師的培養(yǎng)。在教師師資隊伍建設中不能是一個口號的問題，需要各級部門下大力氣，需要資金和配套設施的投入，需要師資培養(yǎng)部門務實事。強大的師資隊伍配合以科學的教學管理模式構(gòu)成生物科學和生物技術的專業(yè)建設核心要素。
3.優(yōu)化課程體系，推進模塊化教學。首先我們應該大力支持學校的關于優(yōu)質(zhì)教學資源的整合的倡議，把一些專業(yè)基礎課程例如動物學、植物學、生態(tài)學、動物生理學和植物生理學等課程整合到學校的優(yōu)質(zhì)教學資源中，由學校層面的平臺來開出。另外針對生物科學和生物技術專業(yè)涉及范圍過大，重點不突出，我們在強化專業(yè)課教學質(zhì)量的前提之下，通過制定導向性專業(yè)課程教學模塊，推動同一專業(yè)學生根據(jù)興趣愛好、研究目標、工作意向在專業(yè)內(nèi)向不同技術領域傾斜，從而使本科教育向目標化和專業(yè)化方向發(fā)展。配合生命科學類專業(yè)分類培養(yǎng)模式，建立模塊化教學。這個模塊化不能撼動教育部關于生物科學和生物技術專業(yè)定義的根基，所以可以在學生的選修課程中加入模塊化教學。例如加入馬鈴薯快速繁殖技術、食用菌栽培技術、轉(zhuǎn)基因技術、分子標記開發(fā)與應用、動物體細胞克隆技術等模塊，每一模塊由2—3門課程組成。要求學生按照模塊化課程進行課程選修。模塊化教學最大的特點就是將某一階段所要學習的知識點，以一定的載體為依托，將相關的知識點組合起來，形成一個知識模塊。它重視學生在學習過程中的實踐活動，注重學生學習能力的培養(yǎng)。雖然模塊化教學盛行已久，但是其在高職教育中應用比較多，也產(chǎn)生了積極的作用。但是在生物科學和生物技術專業(yè)中引入模塊化教學的高校還比較少。西北農(nóng)林科技大學生命科學學院的生物科學和生物技術專業(yè)已經(jīng)根據(jù)陜西地區(qū)與生命科學相關的經(jīng)濟發(fā)展特點建立了模塊化教學特點，已經(jīng)取得了顯著的成效，每年為太白酒業(yè)、天士力公司等相關的企業(yè)輸送了大量的人才。實踐證明生物科學和生物技術模塊化教學的引入將推動這兩個專業(yè)的建設，直接提高了生物科學和生物技術專業(yè)學生的就業(yè)競爭力。
4.繼續(xù)優(yōu)化實踐教學。高等院校的實踐教學改革已取得很大成效。實踐證明，強化實踐教學是提高大學生實踐能力、創(chuàng)新能力的措施與保障，是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識與拓展知識的有效途徑，是理論與實踐相結(jié)合的橋梁，是提高大學生綜合素質(zhì)的重要平臺。實踐教學在人才培養(yǎng)中占據(jù)非常重要的地位。在我校生命科學學院專業(yè)分類培養(yǎng)體系改革中我們要繼續(xù)加強實踐教學的力度。首先結(jié)合2016年新一輪人才培養(yǎng)方案的修訂，繼續(xù)加強實踐教學在生物科學和生物技術兩個專業(yè)中所占的比例。另外我們在新培養(yǎng)方案的制定中在選修模塊中大量增加了與應用技術密切相關的一些課程，例如在生物技術專業(yè)培養(yǎng)方案的選修模塊中增加了環(huán)境生物技術、食品生物技術和生物制品學等課程，這些課程的增設把實踐教學有目的有方向地引導到生物技術的實際應用環(huán)節(jié)中。這樣在我們的生物科學和生物技術的人才培養(yǎng)中進一步完善了從理論教學和實踐教學到實際應用的科學的人才培養(yǎng)體系。其次我們需要繼續(xù)加強學校和學院兩級實驗教學平臺的建設。就學院而言我們需要做好以下幾方面的工作：一是加強對原有實驗教學平臺的建設，包括優(yōu)化實驗室資源的配置、對必要的老舊儀器設備升級、對實驗教學人員進行培養(yǎng)。二是繼續(xù)完善實驗室的運行機制，保證實驗課順利地高質(zhì)量地開出。三是加強對實驗教學環(huán)節(jié)的考核，完善實驗教學環(huán)節(jié)的監(jiān)督機制。由于近些年高校擴招的原因，導致實驗教學的壓力遠遠大于其承載能力，所以在實驗教學中我們需要想出更多的辦法來保障教學質(zhì)量。這里需要做的工作有很多，例如實驗經(jīng)費投入，實驗室配套儀器設備的完善，提高實驗教學人員的能力和素質(zhì)，進一步合理化實驗教學工作量的計算，完善實驗教學的監(jiān)督機制。四是完善大學生創(chuàng)新實驗室的開放機制。五是建設我維護好校外實習基地，充分為我們的實踐教學服務。
第9篇：生物工程與生物技術范文
一、生物專業(yè)分類
生物學專業(yè)是有著較長歷史的專業(yè)之一，人們在生物學的基礎上，通過不斷與其他學科相交又而誕生了很多新的專業(yè)，比如生物科學、生物技術、生物工程、生物化學、生物信息學、生物醫(yī)學、食品科學與工程、海洋生物科學、海洋生物工程、畜牧生物等。
為了便于對這些專業(yè)進行區(qū)分，大致把他們劃分成如下六類：
第一類生物科學專業(yè)
生物科學專業(yè)旨在培養(yǎng)具有扎實的生物科學理論基礎，掌握本學科的基本理論和基本技能，具有一定的科學研究能力和創(chuàng)新精神的生物學專門人才。
第二類生物工程專業(yè)(相近專業(yè)：生物技術專業(yè)、生物工藝專業(yè))
生物工程也叫生物工藝、生物技術，是以生物科學為基礎，運用先進的科學原理和工程技術手段來加工或改造生物材料。例如，基因重組技術、DNA和蛋白質(zhì)序列分析技術、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程、染色體工程等工程的誕生和發(fā)展，已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等方面得到了廣泛應用，并取得許多突破性進展。
第三類生物信息學專業(yè)(相近專業(yè)：基因信息學專業(yè))
生物信息學是近年來發(fā)展并完善起來的熱門交叉學科，最初常被稱為基因組信息學。生物學是生物信息學的核心和靈魂，數(shù)學與計算機技術則是它的基本工具。廣義地說，生物信息學是用數(shù)理和信息科學的觀點、理論和方法去研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈現(xiàn)指數(shù)增長的生物學數(shù)據(jù)的一門學科。
第四類生物食品專業(yè)(相近專業(yè)：食品科學與工程專業(yè))
生物食品專業(yè)是培養(yǎng)具有化學、生物學、食品工程和食品技術知識，能在食品領域內(nèi)從事食品生產(chǎn)技術管理、品質(zhì)控制、產(chǎn)品開發(fā)、科學研究、工程設計等方面工作的高級科學技術人才的學科。
主要專業(yè)課程：生物學、生物化學、分子生物學、生物統(tǒng)計學、數(shù)據(jù)庫、計算機軟件基礎、生物信息學、蛋白質(zhì)組學、基因芯片技術、生命系統(tǒng)建模等。
第五類生物醫(yī)學工程專業(yè)(相近專業(yè)：醫(yī)學生物技術專業(yè))
生物醫(yī)學工程是綜合生物學、醫(yī)學和工程技術學的交叉學科，也是運用自然科學和工程技術的原理與方法，研究與揭示人體的生命現(xiàn)象，并從工程角度解決人體醫(yī)療問題的一門綜合性高技術學科。生物醫(yī)學工程專業(yè)是目前國際上發(fā)展極為迅速的交叉學科和邊緣學科，旨在利用現(xiàn)代工程技術的手段解決生物醫(yī)學上的檢測、診斷、治療、管理等問題以及進一步探索生命系統(tǒng)的各種運動形式及其規(guī)律性，是21世紀生命科學的重要支柱，共有21所高校開設了生物醫(yī)學工程專業(yè)。
主要專業(yè)課程：模擬與數(shù)字電子技術、微機原理、數(shù)字信號與處理、工程生理學、醫(yī)學成像與圖象處理、生物傳感技術、細胞生物學、生物化學、遺傳分子生物學等。
第六類海洋生物技術專業(yè)(相近專業(yè)：海洋漁業(yè)科學與技術專業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)等)
這類專業(yè)培養(yǎng)具有堅實的現(xiàn)代海洋生物科學和現(xiàn)代生物技術基礎知識和基本技能的人才。他們能在科研、生產(chǎn)及教學等部門從事海洋生物基礎理論研究、高新技術研究和生物制品開發(fā)及相關管理。
主要專業(yè)課程：細胞工程、基因工程、微生物工程、蛋白質(zhì)工程、生物工程下游技術、生物技術大實驗、生物信息學、發(fā)育生物學、發(fā)酵工程設備等。
二、專業(yè)學習的苦與樂生物學是一門涉獵多種基礎學科的專業(yè)，在大學期間需要學生學習多種基礎型學科，如：高等數(shù)學、無機化學、有機化學、生物化學、物理、英語、計算機等等，幾乎涵蓋了理工科的全部基礎學科。
不過，大家不要被以上這些艱澀的數(shù)理化英課程嚇到，當你接觸到生物專業(yè)課時，一個色彩斑斕的趣味世界就此向你敞開。通過動物學的課程，你會感嘆造物主的神奇，從最低等的原生動物到最高級的哺乳動物，每個物種都有其獨特的適應自然界的特點。學了微生物，你便了解了冬蟲夏草為何又是蟲又是草，也學會了如何在沒有冰箱的情況下保存食物。在遺傳學課堂上，你可以跟同學們熱烈探討轉(zhuǎn)基因食物到底是好是壞，先有雞還是先有蛋。等你了解了分子和細胞學之后，你便可以和朋友們侃侃而談，人為什么會生老病死。
作為一門實驗學科，除了理論知識的學習，生物學還要求很強的動手能力。化學是生物的基礎，在一開始的各種化學試驗中，要求大家能夠精確地配置試劑，調(diào)節(jié)pH值，在茶葉中提取咖啡因，在雜質(zhì)中提煉萃取某種純凈物……當然，最讓其他專業(yè)同學羨慕也最受同學歡迎的是各種生物大實驗。比如動物學實驗：同學們總是一邊內(nèi)心默默為那些為科學獻身的小動物們垂淚哀悼，一邊又摩拳擦掌躍躍欲試：“庖丁解?！币话愕亟馄驶认x并臨摹它的各種器官；親手淹死了一只白鴿，然后再給鴿子做“人工呼吸”吹鼓它的嗉囊；用電流刺激破壞了腦神經(jīng)的青蛙尸體觀察反應……植物學實驗，制作豌豆根尖的壓片標本，再在顯微鏡給它們畫一幅寫真。除此之外，生物學專業(yè)還有為期一周左右的野外實習，同學們會進入某一個自然保護區(qū)，在與大自然親密接觸的同時，也不忘了利用自己的專業(yè)知識，分析當?shù)氐纳鷳B(tài)狀況和資源，采集制作各種動植物標本，最后匯總成一份圖文并茂的實踐報告。
一個生物學家，一定是一個兼具動手動腦能力的博物學家。作為小小的生物學子，經(jīng)過幾年的科學訓練，你rE--定成為了朋友圈中的Mr，Knowall。
三、就業(yè)與發(fā)展
據(jù)調(diào)查了解，生物學畢業(yè)的同學大致上可以有幾個方向去發(fā)展。
1.讀研與出國
生物學快速發(fā)展的特點決定了對它的研究在大學四年期間的學習是遠遠不夠的。因此，生物專業(yè)畢業(yè)生選擇繼續(xù)深造的比例比其他專業(yè)要高出很多，這也是生物學本科就業(yè)率低的部分原因。在很多“985”院校的生命學院，保送研究生甚至保送碩博連讀的比例也相對較高。另外，生物專業(yè)也一直是最容易出國的熱門專業(yè)，拿獎學金也相對容易。
2.公務員或者事業(yè)單位
在報考公務員和事業(yè)單位時，生物學專業(yè)的選擇面確實相對比較窄，但仍然有一些不錯的選擇。比如待遇較好的藥檢所和疾控中心，這兩個單位一個與藥廠發(fā)展息息相關，一個主管公共衛(wèi)生事業(yè)，都是國家非常重視的單位。
另外，高校和中學也是屬于事業(yè)單位，畢業(yè)后留校發(fā)展或到中學任教也是不錯的選擇。高校內(nèi)有很多研究所，如健康工程研究院，水生所、組織免疫所、生殖中心之類，一些中小學的自然或生物老師，本
科生便可以勝任。
3.投身科學研究行業(yè)
生物專業(yè)可以到各大企業(yè)從事與生物技術有關的應用研究和技術開發(fā)，大致有三個方向。
外企：在中國設立了研發(fā)中心的知名外企，一般是醫(yī)藥企業(yè)和日化企業(yè)，比如拜耳、寶潔、高露潔等。他們的職位多是進行高端研究的，設備精良，待遇豐厚。
國企：中糧基團下屬的中糧研究院，有涉及轉(zhuǎn)基因研究、微生物發(fā)酵、生物能源研究這幾類：中煙工業(yè)，評價煙和研究煙產(chǎn)品。中國生物技術公司。是我國歷史最為悠久的從事疫苗和血液制品研究及生產(chǎn)的專業(yè)機構(gòu)，據(jù)說里面的研究掌握著中國的生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
私企：有人說，一個碩士拿著一疊自己的簡歷去廣州科學城轉(zhuǎn)一天，肯定能找到工作。這里的私人生物企業(yè)或者是合資企業(yè)數(shù)不勝數(shù)，一般選擇專業(yè)對口的畢業(yè)生。其中發(fā)展迅速和規(guī)范較大的要屬華大基因，它是中國最大最先進的基因測序公司，也為很多高校學生提供獎學金和各種實習就業(yè)機會。
4.非研發(fā)的技術支持崗位
如果你不愿意做實驗，還有很多生物技術公司的非研發(fā)崗位可供選擇。生物技術公司是專門為生物學研究服務的企業(yè)，他們提供科研所需的各種高科技儀器、試劑以及其他的專業(yè)實驗。這類公司的非研發(fā)崗位包括銷售代表、技術支持、市場專員、客服代表、工程師等。這些崗位要求從業(yè)者具備生物專業(yè)背景知識以及良好的溝通能力。
四、報考指南
開設生物類專業(yè)的院校有兩百多所，大致可以按綜合性大學、師范類院校和特色專業(yè)院校分類。
作為理學的一個重要門類，生物學在綜合性院校往往能得到較好的發(fā)展。國內(nèi)頂尖水平的國家重點學科數(shù)量，被當作衡量高校科學研究實力的最關鍵參數(shù)之一。而雄厚的財力是與科研實力成正比的，所以我國首批評選的生物學一級重點學科，就包括清華大學、北京大學、復旦大學、武漢大學這幾所著名高校。另外。四川大學，中山大學，浙江大學，上海交通大學等老牌高校也有生物學二級重點學科。
作為理學類的基礎性學科，生物學專業(yè)在師范類院校的開設比較普遍。在全國217所招收生物學碩士研究生的大學中，師范類院校占了36所。師范院校一般以培養(yǎng)生物學教師為主要目的，但隨著大學生就業(yè)市場的開放，一些實力較強的師范院校開始培養(yǎng)科研技術人才，其中優(yōu)勢學科單位有5所，分別是東北師范大學、北京師范大學、華東師范大學、湖南師范大學和南京師范大學。
由于主要學科與生物學的聯(lián)系緊密，一些農(nóng)林、醫(yī)科、海洋等專業(yè)院校也會招收生物學專業(yè)的碩士研究生。這些院校的生物學專業(yè)極具特色，在與主要學科的交叉中獲得了良好的發(fā)展。比如中國農(nóng)業(yè)大學、西北農(nóng)林科技大學、首都醫(yī)科大學和中國海洋大學，就是其中的佼佼者。
另外，國家在一些重點高校中還設立了生物學基地班，全國只有19個，屬于國家理科基礎科學研究和教學人才培養(yǎng)基地?；匕鄬嵭小氨鲸D碩―博分流連讀制”，經(jīng)費方面有專門撥款，在實驗條件、導師設置和保研名額上都有政策的傾向性，所以門檻也相對較高。
