生物科学和生物工程精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇生物科学和生物工程，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：生物科学；生物技术；生物工程；专业规范；比较分析

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）05-0112-02

一、引言

我国高校生物学领域有生物科学、生物技术、生物工程三个密切相关的本科专业，并制定了相应的专业规范。如何体现各自的科学、技术及工程内涵与特色既是教育工作者的责任，也是人才市场和报考学生和家长极为关心的现实问题。本文通过比较分析这三个专业的本科专业培养规范，上提出一些参考意见，以期为专业的进一步规范、教学计划的修订，为社会及学生和家长的专业选择提供参考。

二、专业类型

生物科学专业为传统典型的理科专业，培养科学型和教学型人才，授理学学位；生物技术专业以理为主、以工为辅、理工复合，培养应用研究型或技术型人才，授理学、农学或林学学位；生物工程专业以工为主、以理为辅、工理复合，培养应用型工程技术人才，授工学学位。其专业类型的描述和划分比较清晰明了，比较规范和恰如其分。

三、培养目标

从专业规范中培养目标的描述（见表1）来看，生物科学与生物技术两个专业的培养目标差异很小，仅有从事生物科学与从事生物技术之差，但从目前的就业市场来看从事生物科学与从事生物技术差异很小，难以界定。而从专业类型可知，生物技术专业可授理学、农学或林学学位，这些特色理应在培养目标中有所体现。

四、公共基础课

在三个专业的本科培养规范中，生物科学与生物技术两个专业的公共基础课（人文社科和自科）完全一致（见表1），而生物工程的公共基础课形式上有一定差别，可本质上看不出有多少差别，也缺乏需有差别的理由。从厚基础、宽口径的培养要求来看，三个专业的公共基础课要求可统一，学分要求也应统一，要求工科学生在这一环节增加近一倍的学分极不公平。线性代数等可在公共基础选修要求中解决。

五、专业基础课

专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1）。然而从科学到技术的差异很小，仅增加了工程基础课4学分（约11%），应为技术基础课，且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化，按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一，且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上，生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录，如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷，且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课（见表1）。

六、专业课

专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1），从科学到技术的专业课调整率达30%，而从技术到工程的专业课虽然有较大变化，但所列举的课程多为非典型的工科专业课（如基因工程、细胞工程、蛋白质工程），回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理，三个相近专业，不论理科还是工科，学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自。另外生物工程是典型的工艺类专业，专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患，故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。

七、实习及毕业实践环节

生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致（见表1），未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节，但在许多学校以“毕业设计（论文）”的形式出现，实际实施则只做毕业论文，没有毕业设计，使毕业设计名存实亡，致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计，许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节，可以设计论文二者兼顾，至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定，唯有如此，生物工程专业才能名符其实。

八、师资要求

师资的最低要求在规范中描述不尽一致，应加以统一。且应规定专业课的师资要求，因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课，而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外，应规定专业要求，即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。

九、其他

近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展，统一实践等硬件条件形式较为困难，而且也不符合时代要求。建议教室（专用或生均面积）、专业课实验室（面积及专用设备）、图书资料数据库量设定为刚性要求，研究所（室）或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。

参考文献：

[1]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物科学专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2011，1（2）：3-9.

[2]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物技术专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（1）：3-10.

[3]教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究（电子版），2012，2（2）：3-10.

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预设动态生成课堂教学教育机智教育资源叶澜教授曾说：“要从生命的高度、用动态生成的观点看课堂教学。课堂教学应被看作是师生人生中一段重要的生命经历，是他们生命的、有意义的构成部分，要把个体生命发展的主动权还给学生。”随着新课程标准的实施，我们越来越清晰的认识到，预设与生成是课堂教学首要面对的问题。水到渠成的教学效果固然好，“节外生枝”的课堂意外也是经常碰到的。当课堂“节外生枝”时，我们不能简单的草率处置，应该将这种意外及时纳入预设的教学之中，及时调整教学策略，重构课堂动态生成，将课堂上的意外演变成为教学中的精彩，让课堂焕发生命活力。

那么如何让预设和生成在政治课堂中和谐共舞呢？下面，结合教学实践谈谈自己的几点体会。

一、精心预设，搭建“生成”平台

俗话说：“凡事预则立，不预则废”。“预设”是教学的基本要求。在新课程关注“生成”的今天，强调“预设”也是十分必要的。

首先，要对教学目标进行精心的“预设”，做到“心中有教材”。教学目标是教学的灵魂，是教学的出发点和归宿，它支配着教学的全过程。《课程标准》和教材是确定教学目标最基本的依据，教师要沉下心研读课标，静下心揣摩教材，明确课改要求，熟悉教学内容，理清教学思路，弄清让学生“学会什么？”只有心中有清晰的教学目标，才能高效的开展教学活动，正确对待课堂中出现的“生成”。

其次，要对学生进行精心的“预设”，做到“心中有学生”。课堂不是完美教案的展示，它面对的是一群活生生的学生主体。世界上没有完全相同的两片树叶，学生个性迥异，对事物的看法和观点也不尽相同，因此课堂上随时都可能出现“意外”和难以预料的结果。“人是生成性的存在……儿童的发展具有丰富的可能性，是不确定的、不可限量的，也是不可算度的。”基于以上分析，更需要教师在“预设”时，尊重学生的个性差异，正确估量学生个体因环境不同、生活经验不同、知识背景不同而表现出来的知识经验、学习方法、思维方式、情感体验等方面的“差异”，彰显课堂教学的多样性、丰富性和随机性。

另外，还要对教学问题进行精心的“预设”，做到“心中有适合的问题”。问题与教学是不可分离的统一体。教学围绕问题展开，问题在教学中得以解决，教学又发现新的问题……教师应以学生已有的知识和经验为基点，体现学生发展的需要，设计的问题不仅要让学生“跳一跳，就能摸得到”，还要让学生“跳一跳，才能摸得到”，既能学生体验成功的愉悦，又可为学生“生成”新知识发展提供空间。

二、发挥教育机智，捕捉“生成”契机

面对课堂上生成的问题，教师除了有良好的心理素质以外，还必须要发挥教育机智。执教《与诚信结伴同行》教学中，组织学生对诚信的重要性展开讨论的过程中，一个同学突然冒出一句：“人如果都说实话，那么碰到坏人勒索，也不能说假话了？”课堂突然沉寂下来，另一个同学也插嘴了，说：“医生是不是也要把病人的病情如实告诉病人呢？”课堂气氛紧张起来，全班同学把目光投向我，好像质疑我刚才让他们讨论的问题是否在价值。这时候，我没有按“预设”继续对诚信的重要性进行归纳，而是立刻表扬了这两位同学，表扬他们有个性，肯动脑子，问题提的好。我顺势让学生就“医生善意的谎言诚实守信吗？”展开辩论，学生七嘴八舌，这两位同学问题提的好，其他同学的回答是巧妙。一位同学还声情并茂地讲了一个故事：“一个得了白血病的小女孩，在她生命的后期，当医生问她最大的心愿是什么时，她说想去天安门看看升旗仪式，对一个生命垂危的女孩的最后心愿，医生和家长哪有不满足的理由呢？但是因为她的家住在遥远的新疆，如果满足她的要求，医生怕女孩经受不住旅途的劳累，于是一个由2000多名志愿者和医生还有女孩的家人组织的集体编造谎言的活动开始了，从上火车到改乘旅游公车，一路上，从报站到服务员端茶倒水，甚至到旅客的交谈，都是大家有意安排的，最后来到了一个学校，在军乐队伴奏的国歌声中，双目失明的女孩以为真的来到了渴望已久的天安门广场，当看到她无力的举起她的小手向国旗的方向敬礼时，在场的人们全都流下了热泪。”末了，这位同学还掷地有声？“善意的谎言不仅无碍于诚信，把握住谎言的度，我们的世界会更美好！”

几句廉价的表扬，一场随机的辩论，巧妙的利用了课上生成的教学资源，激发了学生主动探究的兴趣，为课堂增加了生活化元素。相反，如果拘泥于静态教案的“预设”，对学生动态的“生成”熟视无睹，束手无策，那么课堂让的精彩就会擦肩而过。

三、耐心引导，巧用“生成”资源

一次，我曾发现一学生在课堂上看课外书《李嘉诚全传》，就趁机组织了一节有针对性和实效性的教学。那节课，我正在上七年级上册的有关实现“人生价值”的内容，教室里静悄悄的，同学们一个个都正在认真地听和作笔记。突然，有一个同学大声叫了一声：“好！”这一叫可让教室里炸开了锅，同学们此时都忙着去寻找叫好的同学，课堂原有的气氛一下子变味了。

按照常规，应该迅速严厉地制止孩子们的举动。但是，我也知道，这一节课是枯燥的，条条框框太多，对当今生活条件很对优越的学生是难以真正理解实现人生价值的主观和客观条件的。为什么不利用《李嘉诚全传》来一个现身说法呢？我灵机一动，很平静地问了一声：“我的课都还没有上完，哪位同学这么早就下定论？”“是李勇”“他在课堂上看《李嘉诚全传》”旁边的同学说道。我趁机因势利导，“你了解李嘉诚吗？”“他是怎么样成功的？”“你觉得他成功的因素有哪些？”“同学们，你们愿意和李勇同学一起探讨吗？”一石激起千层浪，教室里顿时沸腾起来。一堂枯燥的课，由于生成性教学资源的参与，却达到了我们期盼的“我要学”。

“没有最好，只有更好”，教学永远是一门遗憾的艺术。在教学过程中，只要我们不断提高自己的教育智慧，课前科学的“预设”，课堂上灵活捕捉“生成”契机，善于发现有价值的生成性资源，思想品德课就一定会因充满生命活力而更具魅力。

参考文献：

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摘 要：普通生物学对生命科学的发展起着重要的作用，其研究具有复杂性和综合性，其任务是研究生物的各种生命现象及生命活动的规律，是生物工程专业的专业基础课之一。为了提高普通生物学课程教学效率，笔者强调要进行学生思想工作；结合知识点与实际生活和重大科学事件，精心设计绪论；结合诺贝尔奖成就激发学生的兴趣和积极性；结合多媒体教学工具，充分利用网络教学平台；注意知识点与专业兴趣和自信的结合。

关键词：普通生物学 生物工程专业 教学效率 教学平台

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（a）-0143-02

生物学是一门既古老又前沿的学科，其研究不仅具有复杂性和综合性，还极具生动性和诱惑力，其任务是研究生物的各种生命现象及生命活动的规律。普通生物学（General Biology）是站在生物学高度，基于对生物各层次多样性的了解，进而揭示生物作为整体的基本概念、原理和规律的一门课程[1]，主要包括植物学和动物学，为大学低年级同学构建合理的生物学知识打下坚实的基础。普通生物学是生物工程专业重要的一门基础课之一，得到了教师和学生的普遍重视。但是普通生物学内容具有复杂性和综合性，许多知识点需要学生去理解和记忆，因此，刚步入大学的新生对这门课的主动学习意识比较薄弱，很难产生浓厚的学习积极性。笔者将就如何提高普通生物学课程教学效率的问题进行了探讨。

1 对学生进行思想工作

《普通生物学》是生物工程专业基础课，安排在大学一年级的第一学期。对刚步入大学的新生来说，大学生活是好奇的，还没有完全适应大学的自主学习。对于普通高校的大部分大学生来说，做好高中学习和大学学习的衔接是必要的。从中需要班主任、任课老师的引导作用是离不开的。跟学生反复强调大学自主学习的重要性，强调基础课对以后掌握专业知识中的重要性和必要性。

生物工程专业的大学一年级课程大多安排的是英语、化学、数学、物理等基础课，刚步入大学的新生来学，对专业不太了解，感到比较迷茫。《普通生物学》是大一第一学期安排唯一的专业基础课，所以普通生物学任课教师有必要通过课程的讲授，让学生有所了解该专业所要学的知识和专业前景等。另外，可以组织学生参观生物公司，通过对生产第一线的参观和企业工作人员交流，加深对生物工程专业的了解和对该专业的信心。还可以通过新生跟专业课老师对接的方式激发学生对该专业的兴趣和自信。

2 结合实际生活和重大科学事件，精心准备绪论

绪论部分直接影响学生对该门课程的学习兴趣。因此，在讲解绪论部分时，介绍普通生物学与人类生活的关系，比如讲授植物学部分的时候，介绍日常生活中学生比较熟悉的和感兴趣的植物与生活的关系来引起学生对该课程的兴趣。植物是和人类并存的一个庞大类群，渗透到生活的各个角落，尤其是衣食住行及医药方面。比如：介绍同学们感兴趣的吸毒植物、花卉植物、驱虫植物、有毒植物等。另外，重点介绍普通生物学发展过程中的重大科学事件。比如1665年，英国物理学家胡克（R. Hooke）用自制的复式显微镜观察软木片，发现它是由“细胞”组成；1838―1839年施莱登（M. J. Schleiden）和施旺（T. Schwann）提出细胞学说，认为细胞是一切动植物结构的基本单位。达尔文（C. H. Darwin）于1859年出版《物种起源》，提出了以自然选择为基础的进化学说，成为生物学史上一个转折点。通过对这些知识点的介绍，将激发学生对普通生物学课程的学习热情和兴趣，培养学生对生命科学的激情和信心。诺贝尔奖被认为是现代科学界的最高奖项，在教学实践中，若能将生物学相关诺贝尔奖的工作成就和课程建设有机结合起来，灵活运用启发式教学方法，就可以显著提高学生的创造性的思维能力和学习兴趣。比如，我国科学家屠呦呦因青蒿素的研发而获得了诺贝尔生理学或医学奖。

3 结合多媒体教学工具，充分利用网络教学平台

信息技术的发展极大地改变了以传授知识为主的教学方法和手段，多媒体网络教学的开展极大地调动学生学习的主动性，锻炼并培养学生自觉学习、勇于探索的精神，提高学生自主分析问题和解决问题的能力[2]。在充满诱惑的网络环境下，利用网络引领学生走进现代化的网络世界，提高学习效率，让学生自主学习。网络教学平台以“课程教学”为核心，支持按照知识单元长期滚动建设课程，支持教学资源积累与共享，支持教学过程跟踪统计，教学过程与评价展示结合。同时，为满足学校课程资源建设和混合教学改革，支持教师开展模式教学；支持自主学习、探究学习、合作学习等研究型教学等。为教师用户提供了强大的在线备课工具和施教环境，及充分的师生互动功能，极大地拓宽了课程教学空间。学生可以自主学习，合作学习，在线作业等。课程的主体是教师和学生之间交互性学习，多媒体网络教学为师生之间的教学互动提供一个良好的互动平台。通过网络教学平台教师可以随时进行教学检查，及时了解学生对知识的理解和掌握程度。

4 适当的应用探究式教学方法

课堂是学生进行学习活动的主要场所，以学生作为课堂教学的主体，注重培养学生的自主学习能力，从而为培养学生的自主创新能力奠定基础。要使学生更快地适应大学学习，在激发学生学习兴趣的同时鼓励学生进行独立自主的探究性学习活动，教师应改变以往强行灌输以教师为课堂中心的教学方式[3]。

随着教学改革的持续深化和创新教育的不断推进，探究式教学法作为一种新型的教学方法，被广泛地应用到国内高校各学科教学当中。学生的全面协调发展不单单是指学生知识层面上的提升，更重要的是学生通过学习所获得的技能、态度、情感等方面综合素质的提高。将适当的应用探究式教学法应用到普通生物学教学当中，教师可以通过强调学生自主探究学习的方式，让学生更好地发挥在整个学习过程中的主体作用，使学生在自主探究、自我体验、合作互助的教学框架下，获得普通生物学知识以及运用普通生物学知识的相关能力，同时，还有助于进一步提高学生的思考分析能力、解决问题能力、实践动手能力、合作能力等等，以及培养他们的创新意识与进取精神，提高学生的综合素质，促进大学生的全面协调发展[4]。

《普通生物学》是一门非常重要的基础课程，在教学过程中，要把激发和培养学生的学习兴趣和热情放在首位，充分调动学生的主动性和积极性，使学生更好地理解和掌握普通生物学的基本理论知识，为其他课程的学习打下坚实的基础。

参考文献

[1] 李连芳.普通生物学[M].北京：科学出版社，2015.

[2] 李雅轩，张飞雄，赵昕，等.利用网络平台辅助遗传学教学的探索与实践[J].遗传，2010，32（4）：393-396.

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关键词：毕业设计（论文）；生物工程；科研课题；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）38-0140-03

一、前言

毕业设计（论文）是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1，2]。对学生而言，是理论与实践相结合的学习阶段，可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力，培养科技文献查阅与科技论文撰写能力，以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言，是提升本科教学质量的主要抓手，也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。

生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一，因此，生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求，我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3，4]。目前，高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一，它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5，6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业，具有很强的实践性，因此做好该专业的毕业设计（论文）实践环节，对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而，目前高校毕业设计（论文）的质量整体上出现了下滑的趋势，主要表现在：（1）师生比例偏低，指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计（论文）；（2）选题盲目，课题研究内容陈旧，缺乏创新性，有的还脱离生产实际；（3）毕业论文的写作水平差，学生缺乏科技论文写作训练，论文写作格式与文献引用缺乏规范；（4）评价体系不完善。学生们在毕业设计（论文）阶段的表现是良莠不齐的，但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%，极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此，为了提高毕业设计（论文）质量，如何改革并完善现有的毕业设计（论文）教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。

从2010年开始，我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计（论文）的探索和实践，让学生在毕业设计（论文）的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例，就相关的探索和实践进行了总结。

二、依托科研课题教学本科毕业设计（论文）

1.形成合理的科研团队。目前，高等院校本科毕业设计（论文）的教学方式多采用导师制。然而，导师制是一种精英教育的教学模式，其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率，它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临，高校办学规模的扩大，生师比持续升高，办学资源日益紧张，高成本原始形态的导师制已难以为继，它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），学生在选题后就进入到导师的课题组中，与研究生统一学习和交流，建立一个由导师、研究生和本科生（1∶5∶3）构成的梯度研究团队。在这个团队中，导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划，对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳，形成一个个独立且相关联的子课题。然后，本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样，以科研课题为基础，通过科研团队各成员的分工和合作，一方面减轻导师的工作量，使导师能够高效利用有限的精力和时间，达到事半功倍的效果。在教学过程中，避免了以往导师对指导内容不明确，对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面，传统的一个导师和一个学生的面对面的交流，转变成本科生与具有一定科研基础的研究生，特别是博士生进行高度个人的接触和交流，有效地缩短了本科生的适应期，极大地提高了其积极性和主动性。

2.选择合适的论文题目。毕业设计（论文）的选题显著影响毕业论文的质量，若选题过于陈旧或是假题目，研究内容与实际的研究和生产严重脱节，则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计（论文），会严重挫伤学生的积极性和主动性，不利于其创新能力的培养，实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），让学生参与到导师的在研课题中，做到真题真做，使得学生产生浓厚的兴趣，不仅能够提高其主观能动性，还能极大地激发其创造性。另一方面，由于毕业设计（论文）教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度，导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”，让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究，实现提高毕业论文质量的目的。比如，针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题，要求学生尝试各种先进分离提取方法，发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性，最终提出一种可行的分离提取工艺路线，并进行实验验证和评价。此外，由于生物工程专业的毕业设计（论文）选题有两种形式，即试验性题目和设计性题目，为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作，对学生进行分流，充分发挥其特长，激发学习兴趣，保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦，并巧妙地加以引导利用，帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环，使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中，鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法，在对该方法进行充分实验和评估后，将其整合到原有分离提取技术路线中，并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的，则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计，为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。

3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程，并不是单纯的工作总结，而是进行科学研究的基本训练，是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而，本科生在毕业设计（论文）教学环节之前，本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程，学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此，学生在总结科研成果，撰写毕业论文的时候往往存在以下问题：（1）学术道德观念淡薄，论文有明显的拼凑，更有甚者直接从网上抄袭；（2）缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果，措辞不严谨、论文层次不分明，图表说明不合理；（3）论文格式不规范，特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），在教学实践中，导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动，包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中，要求学生阅读、分析和归纳1～2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文，以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发，并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上，要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析，导师和学生一起讨论分析，并依据实验结果安排下一步工作计划。此外，课题组不定期组织专题报告，由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告，报告选题有“如何写好毕业论文”，“生物工程学科常用科研软件的使用”，“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议，使得本科生在文献阅读能力，课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。

4.构建合理的评价体系。毕业设计（论文）教学环节，从选题、实施到论文定稿，历经约8个月甚至更长的时间，学生投入大量的时间和精力。因此，毕业设计（论文）质量的合理评价，建立奖惩制度，可以使学生产生公平感和信任感，对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前，本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计（论文）教学环节，学生与导师（指导教师）有更多的接触和交流，导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此，指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计（论文）指导和管理规范的基础上，利用模糊评价的方法[8]，构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系，见表1，从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计（论文）实践环节的表现，保证毕业设计（论文）成绩评定的客观、公正。

三、结束语

毕业设计（论文）是高校本科教学的最后一个实践性教学环节，是提高学生综合能力和素质的重要步骤，也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计（论文）教学过程中暴露出的问题，剖析了造成毕业设计（论文）质量不断下滑原因的基础上，探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计（论文）的方法，通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计（论文）的质量，取得了一定的成效，已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力，较高的职业道德能力和水平，得到了社会的初步认可。然而，在教学改革和探索的过程，发现仍有一些问题，如毕业论文（设计）题目的难度选择，毕业论文（设计）教学与学生考研和找工作的时间冲突等，这些问题尚需在实践中不断改进与完善。

参考文献：

[1]曹士云.高校本科毕业论文指导与管理若干误区的审视与反思[J].黑龙江高教研究，2005，（11）.

[2]孙建云，夏凯，王庆亚.农业院校理科类本科生毕业论文环节的改革研究与实践[J].高教论坛，2010，（1）.

[3]曹飞，范伟平，韦萍.强化工程实践的生物工程专业课程建设改革[J].化工高等教育，2007，（5）.

[4]刘桂萍.依托化工学科优势构建具有特色的生物工程专业人才培养方案[J].化工高等教育，2008，（1）.

[5]李常健，黄光文.新建本科院校生物工程专业应用型人才培养模式研究[J].湖南科技学院学报，2007，（12）.

[6]余旭亚，李涛，纳海莺.提高生物工程专业生产实习质量的实践和思考[J].化工高等教育，2006，（3）.

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医学生生物医学工程C语言程序设计融合教学一、引言

生物医学工程（ Biomedical Engineering，BME） 起源于20世纪60 年代，它综合了生物学、医学和工程技术学的理论与方法，是多门理工类学科向生物与医学渗透并相互交叉，从工程学的角度展开研究，以解决人体医疗的若干问题的学科。因此，生物医学工程专业是多个学科发展到一定水平交叉产生的新型高技术边缘学科。随着IT产业与医疗行业的高度融合，培养高层次的研究型、应用型技术人才逐渐成为生物医学工程专业人才培养的主要目标。

当前，生物医学工程专业毕业生面临的工作需求不仅包括传统的医疗设备管理、销售、操作和维修，还包括信息化医疗设备的研究、设计、开发和生产等。而医学类院校在“C语言程序设计”教学中普遍存在着教学内容过于偏重语法基础知识，教学案例与医学专业结合不紧密等问题，因此，医学院校有必要从教学、管理和实践等方面入手，深入探索适应新型人才培养需求的教学模式。

二、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的开设现状及问题分析

“C语言程序设计”是理工类大学生必修的专业基础课，也是医学类院校生物医学工程专业必修的计算机基础课程之一。该课程开设的目的在于使学生掌握基本的程序设计方法和技巧，为医学生提供一个动手、动脑、独立实践的机会，培养医学生良好的程序设计风格和严密的逻辑思维能力，为进一步学习计算机相关知识和医学专业知识奠定基。各医学类院校在“C语言程序设计”教学中也存在以下几个方面的问题：

1.“C语言程序设计”课程教学难度大

一方面，目前医学类院校“C语言程序设计”课程大多选用理工类非计算机专业的通用教材，而“C语言程序设计”课程本身具有概念抽象、语法结构复杂、数据类型繁多等特点。因此，对医学生而言，利用较少的课时学习“C语言程序设计”课程仍然具有不小的难度。

另一方面，为使医学生系统地掌握“C语言程序设计”相关知识，教学过程中容易出现课堂知识容量过大的情况，这都不利于医学生对知识的掌握。

2.“C语言程序设计”课程学习兴趣低

目前，医学类院校在“C语言程序设计”教学中更加侧重C语言语法结构等基础知识，对各种应用实例的开发、运行过程讲解得深度不够，学生实践练习机会少，学习过程较为枯躁。另外，教学实例多选用教材上的小程序，虽然方便学生预习复习，但由于缺乏界面设计、模块接口设计等实践操作，无法与生物医学工程专业的研究方向和实际需求相结合，导致学生学习兴趣低。

3.计算机知识与医工专业知识教学融合度低

当前，大部分医学类院校生物医学工程专业开设的计算机课程除了“C语言程序设计”之外，还包括汇编语言、数据库基础、微机原理与接口、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号处理技术等。各门计算机课程与医学专业课之间是相辅相成、互相联系的。例如，医学类专业课“医用传感器”实验中需要用汇编语言编写程序与单片机连接进行模拟实验。从这方面来说，计算机知识与医工专业知识存在较高的融合度。然在，实际教学过程中，由于医学生更加注重医学类专业课的学习，因此容易忽视“C语言程序设计”课程与其他专业基础课之间的联系，更谈不上与这些学科之间的融合学习。从而导致了“C语言程序设计”课程失去了计算机基础课程的服务性地位，降低了计算机知识与医学专业知识的融合度。

三、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的融合教学研究

“C语言程序设计”课程的融合教学是指根据生物医学工程专业的课程结构特点，在相关专业课的教学过程中，将C语言程序设计的思想和技巧融入生物医学工程专业的实际需求中，统筹课程体系中的各要素，整体协调，相互渗透，形成基于专业、依托学校、联合医院和企业的“三位一体”融合式教学培养模式。

1.基于生物医学工程专业，调整“C语言程序设计”课程

C语言是一门高级程序设计语言，对于医学生来讲，C语言的地位就相当于一门外语，是人和计算机相互交流的工具。所以，医学生学习“C语言程序设计”就像人学习外语一样，主要要学习本语法、语义和认知过程。C语言的语法规则主要包括常量和变量定义方法、数据的运算规则、程序设计的三种基本结构（顺序、选择和循环）、函数定义及调用方法等。C语言的语义规则要求学生掌握三种基本结构、利用数组批量处理数据、利用函数进行模块化程序设计以及利用指针促进程序模块化进程的思想和方法。C语言的认知过程，主要侧重于培养学生养成良好的编码规范。

由于生物医学工程专业与智能医疗器械设计、批量数据处理、故障检测等有着较为紧密的联系，因此，在“C语言程序设计”教学时除了要求学生掌握常用的语法和语义规则外，还要重点学习数据的批量处理技术和模块化程序设计等知识。

2.依托医学院校，形成多学科交叉发展

根据生物医学工程专业的课程设置，发挥“C语言程序设计”的基础性作用，形成以“C语言程序设计”为核心的多学科交叉发展。例如，对于相对晦涩的汇编语言课程的学习，可以在安装C语言编程平台（MicrosoftVisualC++ 6.0）的同时，再安装另一调试工具软件OllyDBG。对于调试版（Debug编译选项组），使用MicrosoftVisual C++6.0进行调试，将C++源代码反汇编；而对于版（Release 编译选项组）使用OllyDBG进行调试。

例如，某医院“专家预约系统”程序实例。该医院某科设有5个专家诊室，为保证看诊质量，平均分配医疗资源，医院规定：①每个专家每天只接待20个患者；②患者就诊诊室采用循环预约的方法，即1到5号、6到10号……患者分别预约1至5号专家，如此重复至所有专家预约完毕。编写“专家预约系统”程序，要求约诊单上提示患者预约了哪位专家，应该去几号诊室就诊。

分析，在Visual C++6.0环境下，使用循序程序结构与多分支结构进行嵌套实现上述功能。程序命名为“专家预约系统.cpp”，代码如下：

#include "stdio.h"

#define MAX 100

void main（）

{ int i，j，m；

char flag[30]；

for（i=1；i

{ printf（"＼＼n请按“预约专家”按钮开始预约！"）；

gets（flag）；

m=i%5；

switch（m）

{ case 1：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n"，i，m）；break；

case 2：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 3：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 4：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；

case 0：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，5）；break；}}

printf（"对不起，今天预约人数已达上限，请转到普通诊室或明天预约！＼＼n"）；

程序执行过程中，以“Enter”键代表“预约专家”按钮，按其他键不执行预约专家操作。在Visual C++6.0中编译、链接、执行后，生成可执行文件“专家预约系统.exe”。程序运行结果（部分）如图1所示。

运行OllyDBG，打开上例中的生成文件“专家预约系统.exe”，得到反汇编代码如图2所示。

将C语言与汇编语言以及医学常见现象进行融合教学，一方面，能够充分发挥“C语言程序设计”的基础性地位，使医学生迅速理解并掌握汇编语言程序。另一方面，通过不同编程语言之间的融会贯通，极大地调动了医学生学习“C语言程序设计”的积极性和主动性，提高了学习效率。

3.联合医院和企业，开展订单式培养

生物医学领域独占鳌头的美国，大多数高校都与企业签有联合培养实习计划。医学生的实习多在高年级完成，因为高年级学生已经完成了通识教育知识的学习，并且在工程、数学、生物工程设计、仪器、生物及生物材料等方面已有了足够基础知识和基本能力参与生物工程方面的实践项目。联合医院和企业，开展订单式培养，一方面，可以使医学生在专业领域的联合培养实践活动中获得实践经验；另一方面，专业实践活动又能够很好地促进对其他专业课程的学习和理解。因此，联合医院和企业开展专业实习实践活动，通过对“C语言程序设计”课程理论知识的实践应用，有助于促进学生将基础理论知识与技术需求紧密结合起来，扎实学生的基本功，提高医学生的就业竞争力。

四、结束语

本文建构的“三位一体”融合教学培养模式，能够有效地解决生物医学工程专业“C语言程序设计”课程开设过程中出现的问题，充分发挥“C语言程序设计”课程的基础性地位，对提高生物医学工程专业人才素质，提升医学生实践水平，都具有一定意义。

参考文献：

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篇6

关键词：超声波辅助提取；塔罗科血橙（Citrus sinensis cv. Tarocco）皮；黄酮类化合物

中图分类号：R284.2；S666.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）17-4182-04

Optimization of Ultrasonic-Assisted Extraction Technology of Flavonoids from Tarocco Blood Orange Peel

LIU Rong1，ZHOU Zheng-yong1，LUO Nan-fang1，ZHUO Li1，2

（1.College of Chemistry and Chemical Engineering， Neijiang Normal University， Neijiang 641100， Sichuan，China；

2. Key Laboratory of Fruit Waste Treatment and Resource Recycling of Sichuan Provincial College，Neijiang 641100，Sichuan，China）

Abstract： Using Tarcocco blood orange（Citrus sinensis cv. Tarocco） peel as raw material， flavonoids were extracted by ultrasonic-assisted technology. Based on single factor tests， orthogonal experiment was conducted to explore the effects of ethanol volume fraction， material to solvent ratio， extraction time and extraction temperature on yield of flavonoids. The results showed that the rank of factors affecting extraction yield from high to low was material to solvent， extraction temperature， ethanol volume fraction， extraction time. The optimized extraction conditions were， material to solvent ratio， morangepeel powder∶Vethanol=1∶35 g/mL； extraction temperature， 50 ℃； volume fraction of ethanol， 50%； extraction time， 40 min； and ultrasound power， 400 W. The extraction yield of flavonoids was 1.021 3% under these conditions.

Key words：ultrasonic-assisted extraction； Tarocco blood orange（Citrus sinensis cv. Tarocco） peel； flavonoids

收稿日期：2012-11-13

基金项目：内江师范学院大学生科研项目（11NSD-179）；四川省教育厅青年基金项目（11ZB022）

作者简介：刘 蓉（1990-），女，四川广元人，在读本科生，（电子信箱）；通讯作者，卓 莉（1979-），女，讲师，硕士，

主要从事天然产物的研究与开发工作，（电话）13438653379（电子信箱）。

塔罗科血橙（Citrus sinensis cv. Tarocco）原产于意大利，富含多种维生素、β-胡萝卜素、花青素苷以及黄酮类化合物等[1，2]。黄酮类化合物是一类重要的植物次级代谢产物，广泛分布于植物界尤其是被子植物中[3，4]，具有深浅不等的黄色[5]，主要包括黄酮（Flavone）、黄酮醇（Flavonol）、异黄酮（Isoflavone）、黄烷酮（Flavanone）、双苯吡酮（Xanthone）、喳耳酮（Chalcone）、花色素（Anthocynidin）、色原酮（Chromarne）等[6，7]，具有抗氧化、预防心血管疾病、抗衰老、降血糖、增强机体免疫力等作用[8，9]。柑橘类果皮质量占果实的30%左右，是重要的生物质资源，目前大部分果皮被丢弃，既污染环境又造成极大的浪费。从柑橘类果皮中提取黄酮类化合物，既有利于资源的再生又可保护环境。

目前提取黄酮类化合物的方法有很多，如水浸提取法、索氏提取法、有机溶剂法等[10]。本研究采用超声波辅助法从塔罗科血橙皮中提取黄酮类化合物，研究乙醇溶液体积分数、超声波处理时间、提取温度、料液比及超声波功率对黄酮类化合物提取率的影响。在单因素试验的基础上采用正交试验优化黄酮类化合物的提取条件，为柑橘类果皮的有效利用及黄酮类化合物的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料 塔罗科血橙购自四川省内江市资中县，洗净后人工取皮，在50 ℃下烘干至恒重，研成粉末后置于干燥器中备用。

1.1.2 试剂 无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠均为分析纯，芦丁标准品购自国药集团化学试剂有限公司。

1.1.3 仪器 AE240型电子分析天平（梅特勒-托利多），722N型可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公司），DFT-100型中药粉碎机（温岭市大德中药机械有限公司），TD-5型离心机（四川蜀科仪器有限公司），KQ-400KDB型高功率数控超声波清洗器（昆山舒美超声仪器有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 芦丁标准曲线的绘制 准确称取干燥至恒重的芦丁标准品30 mg，用30%（体积分数，下同）的乙醇溶液溶解并定容至100 mL，摇匀得浓度为0.300 mg/mL的芦丁标准溶液。分别移取上述芦丁标准溶液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00 mL于7支50 mL比色管中。各加入50 mg/mL的亚硝酸钠溶液1.00 mL，摇匀，静置6 min，加100 mg/mL的硝酸铝溶液1.00 mL，摇匀，静置6 min，加40 mg/mL的氢氧化钠溶液6.00 mL，用30%的乙醇溶液定容至刻度，摇匀，静置15 min后在510 nm波长[11]处测定吸光度。以吸光度A为纵坐标、芦丁标准溶液浓度C（μg/mL）为横坐标绘制标准曲线（图1），得芦丁浓度对吸光度的回归方程为A=0.020 7C-0.012 5，相关系数r=0.999 7，在试验测定范围内线性关系良好。

1.2.2 单因素试验优化血橙皮中黄酮类化合物的提取工艺 以乙醇溶液为提取剂，采用超声波法提取血橙皮粉末中的黄酮类化合物，设计单因素试验分别考察乙醇溶液体积分数、料液比、超声波处理时间、提取温度和超声波功率对黄酮类化合物提取率的影响。①乙醇溶液体积分数。准确称取1.000 g血橙皮粉末5份，分别加入体积分数30%、40%、50%、60%、70%的乙醇溶液30 mL，在超声波功率400 W、提取温度60 ℃的条件下提取40 min。②料液比。准确称取1.000 g血橙皮粉末5份，分别按1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35（m橙皮粉∶V乙醇，g/mL，下同）的料液比加入体积分数60%的乙醇溶液，在提取温度60 ℃、超声波功率400 W的条件下提取40 min。③超声波处理时间。准确称取1.000 g血橙皮粉末5份，加入体积分数60%的乙醇溶液30 mL，在提取温度60 ℃、超声波功率400 W的条件下分别提取10、20、30、40、50 min。④提取温度。准确称取1.000 g血橙皮粉末5份，加入体积分数60%的乙醇溶液30 mL，在超声波功率400 W，提取温度分别为20、30、40、50、60 ℃的条件下提取40 min。⑤超声波功率。准确称取1.000 g血橙皮粉末5份，加入体积分数60%的乙醇溶液30 mL，在提取温度60 ℃，超声波功率分别为240、280、320、360、400 W的条件下提取40 min。

黄酮类化合物的提取率=提取得到的黄酮类化合物的质量/样品质量×100%

1.2.3 正交试验 根据单因素试验结果，设计L9（34）正交试验考察乙醇溶液体积分数、提取温度、料液比和超声波处理时间4个因素对血橙皮中黄酮类化合物提取率的影响，优化提取工艺。正交试验因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素提取试验结果

2.1.1 乙醇溶液体积分数对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响 以不同体积分数的乙醇溶液作提取剂，所得血橙皮黄酮类化合物提取率见图2。由图2可知，乙醇溶液体积分数较低时黄酮类化合物提取率变化不大，总体偏低，乙醇溶液体积分数由50%升高到60%，提取率有较大幅度的升高，之后又随着乙醇溶液体积分数的升高而下降。血橙皮中的黄酮类化合物属于极性化合物，体积分数60%的乙醇溶液极性与之相当，有利于黄酮类化合物的溶出，当乙醇溶液体积分数超过60%时，提取出的杂质偏多，从而影响了黄酮类化合物的提取率。

2.1.2 料液比对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响 分别按1∶15、1∶20、1∶25、1∶30、1∶35的料液比加入体积分数60%的乙醇溶液作提取剂，所得血橙皮黄酮类化合物的提取率如图3所示。由图3可知，黄酮类化合物的提取率随着料液比的减小先升高，料液比为1∶30时提取率最高，之后随着料液比的减小而降低。提取剂用量的增加有利于黄酮类化合物的溶出，但提取剂用量过高可能会导致提取出的杂质增加，从而使黄酮类化合物的提取率下降。

2.1.3 超声波处理时间对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响 不同超声波处理时间对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响如图4所示。由图4可知，超声波处理时间由10 min延长到30 min，黄酮类化合物提取率迅速升高，而后随超声波处理时间的延长黄酮类化合物的提取率逐渐下降。这是因为处理时间较短时细胞内外溶质的浓度差比较大，黄酮类化合物在超声波的作用下迅速从细胞中溶出，但随着超声波时间的延长，由于超声波产生的大量热和空化效应，可能对黄酮类化合物的结构有所破坏，从而导致其提取率下降。

2.1.4 提取温度对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响 不同提取温度对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响如图5所示。从图5可以看出，提取温度对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响较大，提取温度由20 ℃升高到30 ℃，提取率迅速升高；由30 ℃升高到50 ℃，提取率随提取温度升高的趋势变缓；提取温度高于50 ℃时，提取率随提取温度的升高略有下降。提取温度升高能加快体系中分子的运动速度，有利于黄酮类化合物向溶剂中扩散，但温度过高时提取出的黄酮类化合物可能由于热不稳定性而被破坏，从而使提取率降低。

2.1.5 超声波功率的影响 超声波功率不同，所得血橙皮黄酮类化合物的提取率如图6所示。由图6可知，在试验范围内黄酮类化合物提取率随着超声波功率的增大而升高，其中超声波功率由240 W升高到320 W，黄酮类化合物提取率升高幅度较大，由320 W升高到400 W，黄酮类化合物提取率升高幅度较小。为提高提取效率，并结合仪器条件，后续试验采用400 W的超声波功率提取血橙皮中的黄酮类化合物。

2.2 正交试验结果

正交试验结果见表2。从表2可以看出，各因素对血橙皮黄酮类化合物提取率的影响从大到小依次为料液比、提取温度、乙醇溶液体积分数、超声波处理时间。最佳提取条件组合为A1B2C2D2，即乙醇溶液体积分数50%、超声波提取温度50 ℃、超声波处理时间40 min、料液比1∶35，此条件下黄酮类化合物的提取率可达1.021 3%，高于正交试验其他组合的结果。

3 小结与讨论

以塔罗科血橙皮为原料，采用超声波法提取其中的黄酮类化合物，设计单因素试验和正交试验考察了乙醇溶液体积分数、超声波处理时间、提取温度、料液比及超声波功率等因素对黄酮类化合物提取率的影响，优化提取工艺。结果表明，优化的提取条件为体积分数50%的乙醇溶液作提取剂、提取温度50 ℃、超声波处理时间40 min、料液比1∶35、超声波功率400 W，此时黄酮类化合物的提取率可达1.021 3%。

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篇7

关键词：专业；分类培养；模块化教学；实践教学

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2017）12-0100-02

教育部阳光高考网站2013年列出了因就业难被亮红牌的全国十大专业名单，生命科学学院现有的4个本科专业中名列有3，即生物工程、生物技术和生物科学。因此，生物工程、生物技术和生物科学专业的教学改革和从根本上解决发展瓶颈已势在必行。

一、专业现状

生物工程和生物技术是近年来新兴起来的学科专业，二者都包含着若干二级学科领域。其中，生物工程包括酶工程、蛋白质工程、糖工程、基因工程、发酵工程、胚胎工程、组织工程、细胞工程等；生物技术包括植物生物技术、动物生物技术、微生物生物技术、环境生物技术、农业生物技术、组织培养、繁殖发育技术等。对应每个二级学科领域，都有一系列的专业课程设置。内蒙古农业大学生命科学学院现有两个工科专业和两个理科专业，分别是生物工程和制药工程，生物科学和生物技术。其中，生物工程和生物科学专业是生命科学学院最早设立的专业，属于一类本科专业。生物技术和生物制药是二类本科专业。目前我校的生物学一级学科挂靠生物科学专业。从2013年开始，我们实现了按类招生，从第三学期开始再进行专业选择。

二、生命科学类专业存在的主要问题

目前生命科学类专业，尤其是生物科学和生物技术专业从在以下几个突出的问题：（1）培养出的毕业生就业竞争能力差。这是一个全国性的普遍问题，不是个案。究其原因首先是这两个专业在高校的专业设置中发展过快，远远超过了生命科学行业发展的需求。现在全国高校中没有生物科学和生物技术本科专业的寥寥无几。其次生物科学专业涉及的领域太过广泛，涉及到了动物、植物和微生物，由于涉及领域宽导致专业不专，使毕业生的就业竞争力弱。（2）生命科学类专业在大学专业中实力不强。随着生物技术的普及，生命科学面临着与高校计算机专业外语专业等一样的困境，它不再是一门只有专业人士才能掌握的技术，生物技术已经渗透到许许多多的领域当中了，例如农学、园艺、林学、兽医、人医、微生物等生命科学的范畴之中，而像内蒙古农业大学的专业设置中又有这些专业，这些专业又是非常接地气的专业。从研究领域来看，在植物领域，生命科学学院是不到20人的团队，而农学院光作物领域就是上百人的队伍。所以生命科学学院在高校中，尤其是在我们这样一个农业高校中的地位可见一斑。

三、解决方案

基于上述情况，要解决这些问题，需要我们对生命科学类专业中尤其是生物科学和生物技术二个本科专业进行专业定位，通过继续加强师资队伍建设和制定导向性专业课程教学模块，推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜，从而使本科教育向目标化、专业化教育发展，在保证学生宽口径教学的基础上，推动学生的专业技能培养，从而提升专业竞争力和学术影响力。具体通过以下措施来实现。

1.专业定位。专业培养方案要跟上时代的发展和社会的进步，所以要解决生物科学和生物技术这两个专业所面临的困境，我们首先要进行这两个专业的重新定位。定位之前首先要做的工作是：（1）收集全国相关高校生物工程和生物技术专业培养方案，结合各高校学术地位、专业优势、地理位置、经济环境等，比较分析其专业特点和专业定位情况；（2）比较分析生物工程和生物技术本科专业的特点、优势、不足和国内所处的位置，结合自治区发展目标和经济发展趋势，围绕自治区农牧林与生物产业需求，并结合自治区生产生活中的教育和科技需求，探讨我校生物科学和生物技术专业定位目标，制定出符合时展和社会需求的生物科学和生物技术的专业培养方案。

2.强化师资队伍建设。专业建设的基础是师资队伍建设，教师既是思想的启蒙者，又是知识的传播者，是教学第一线的主力军，在教学、科研的工作中占有主导地位，拥有高水平的教师队伍，才能培养出合格的人才。所以生物科学和生物技术专业加强建设的首要步骤是加强师资队伍建设。在建设过程中要加强名师建设，加强学术带头人和学术骨干建设，加强青年教师的培养。在教师师资队伍建设中不能是一个口号的问题，需要各级部门下大力气，需要资金和配套设施的投入，需要师资培养部门务实事。强大的师资队伍配合以科学的教学管理模式构成生物科学和生物技术的专业建设核心要素。

3.优化课程体系，推进模块化教学。首先我们应该大力支持学校的关于优质教学资源的整合的倡议，把一些专业基础课程例如动物学、植物学、生态学、动物生理学和植物生理学等课程整合到学校的优质教学资源中，由学校层面的平台来开出。另外针对生物科学和生物技术专业涉及范围过大，重点不突出，我们在强化专业课教学质量的前提之下，通过制定导向性专业课程教学模块，推动同一专业学生根据兴趣爱好、研究目标、工作意向在专业内向不同技术领域倾斜，从而使本科教育向目标化和专业化方向发展。配合生命科学类专业分类培养模式，建立模块化教学。这个模块化不能撼动教育部关于生物科学和生物技术专业定义的根基，所以可以在学生的选修课程中加入模块化教学。例如加入马铃薯快速繁殖技术、食用菌栽培技术、转基因技术、分子标记开发与应用、动物体细胞克隆技术等模块，每一模块由2—3门课程组成。要求学生按照模块化课程进行课程选修。模块化教学最大的特点就是将某一阶段所要学习的知识点，以一定的载体为依托，将相关的知识点组合起来，形成一个知识模块。它重视学生在学习过程中的实践活动，注重学生学习能力的培养。虽然模块化教学盛行已久，但是其在高职教育中应用比较多，也产生了积极的作用。但是在生物科学和生物技术专业中引入模块化教学的高校还比较少。西北农林科技大学生命科学学院的生物科学和生物技术专业已经根据陕西地区与生命科学相关的经济发展特点建立了模块化教学特点，已经取得了显著的成效，每年为太白酒业、天士力公司等相关的企业输送了大量的人才。实践证明生物科学和生物技术模块化教学的引入将推动这两个专业的建设，直接提高了生物科学和生物技术专业学生的就业竞争力。

4.继续优化实践教学。高等院校的实践教学改革已取得很大成效。实践证明，强化实践教学是提高大学生实践能力、创新能力的措施与保障，是培养大学生创新意识与拓展知识的有效途径，是理论与实践相结合的桥梁，是提高大学生综合素质的重要平台。实践教学在人才培养中占据非常重要的地位。在我校生命科学学院专业分类培养体系改革中我们要继续加强实践教学的力度。首先结合2016年新一轮人才培养方案的修订，继续加强实践教学在生物科学和生物技术两个专业中所占的比例。另外我们在新培养方案的制定中在选修模块中大量增加了与应用技术密切相关的一些课程，例如在生物技术专业培养方案的选修模块中增加了环境生物技术、食品生物技术和生物制品学等课程，这些课程的增设把实践教学有目的有方向地引导到生物技术的实际应用环节中。这样在我们的生物科学和生物技术的人才培养中进一步完善了从理论教学和实践教学到实际应用的科学的人才培养体系。其次我们需要继续加强学校和学院两级实验教学平台的建设。就学院而言我们需要做好以下几方面的工作：一是加强对原有实验教学平臺的建设，包括优化实验室资源的配置、对必要的老旧仪器设备升级、对实验教学人员进行培养。二是继续完善实验室的运行机制，保证实验课顺利地高质量地开出。三是加强对实验教学环节的考核，完善实验教学环节的监督机制。由于近些年高校扩招的原因，导致实验教学的压力远远大于其承载能力，所以在实验教学中我们需要想出更多的办法来保障教学质量。这里需要做的工作有很多，例如实验经费投入，实验室配套仪器设备的完善，提高实验教学人员的能力和素质，进一步合理化实验教学工作量的计算，完善实验教学的监督机制。四是完善大学生创新实验室的开放机制。五是建设我维护好校外实习基地，充分为我们的实践教学服务。

篇8

关键词：生物工程，卓越工程师计划，课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）51-0268-02

生物工程是指诸如化学、生物化学、化学工程、微生物学以及计算机科学等相关学科通过有机的交叉而逐渐发展起来的一门具有一定复杂性并且涉及医药、食品以及轻工等领域的学科。有人将21世纪誉为“生物的世纪”，随着生物基础理论的不断突破，如何将其余生物工程实践相结合，将很大程度上决定了我们未来的某些行为方式。生物工程技术如今也称为了最为热门的科技领域之一，但是现实中，生物工程相关的拔尖应用型技术人才匮乏非常严重，一方面高校或者研究机构的研究人员具备深厚的理论基础，但是缺乏工程实践；但是企业员工具有非常完善的生产经验，但是理论知识比较匮乏。生物工程产业的市场空间与现有生物工程专业先关人才匮乏之间的矛盾一定程度上也促使了生物工程专业教学的改革。在此背景下，2010年6月，教育部就启动和实施了“卓越工程师教育计划”，该计划就是对《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020）》强有力的贯彻实施，也是两纲要在工程教育上的重点项目，国家也将其作为促使我国又工程教育大国转变为工程教育强国的重要措施。该计划的目的就是要培养造就一大批创新能力和工程能力强、能够适应目前我国经济发展方式转变所需要的高质量的各类型工程人才，为我国走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略做出积极的贡献。其中，扬州大学的生物工程专业入选了教育部“卓越工程师教育培养计划”，在不断的探索与思考中获得了很多非常宝贵的经验，本文正是在此基础上对于生物工程专业卓越工程师培养方案的探索、实施等方面进行探讨，从而为培养创新型生物工程人才提供理论指导和实践创新模式。

一、当前我国生物工程教育存在的问题

1.课程设置比例不合理，与市场需求脱节比较严重。生物工程专业属于工学领域，而生物科学属于理学；前者主要关注与生物科学在实际生产中的应用，是生物科学的延伸；后者主要探索生物体内的科学问题，是整个生物产业大厦的根基。从以上分析，可以看出二者关注的重点不同，因此在高等教育过程中，相关专业的课程设置应该能够充分考虑到二者的特点。但是现实情况是，生物工程专业的课程设置理论课的比例严重超过其实践环节的份额。学生大一学期除了应付诸如高等数学、马克思哲学、大学物理、无机化学以及有机化学等非专业性课程之外，根本不能接触到与生物工程相关的微生物学、酶学等课程。从学生的心理角度分析，我们可以看出这一阶段的学生对于所选专业的兴趣以及好奇被严重的压制，有的学生甚至出现了迷茫，最终会导致很多孩子的心理发生不良的反应。其次，及时进入专业课学习阶段，理论课的学习比例仍然过大，学生应对这类考试的方式就是“死记硬背”的应试心态，根本无法从最深处去理解生物科学知识在实际中的应用。最后，生物科学发展迅猛，甚至一年内就会产生很多具有实际意义的成果，但是很多时候教师的知识背景跟新不快，无法满足当今生物产业的需求，最终导致误人子弟。

2.实验内容单一枯燥，学生实践环节薄弱。生物工程专业肩负着为国家培养具有扎实理论基础，对工程环节的了解也非常深入的人才。这类人才的本质仍然以实践为主。但是通过调研，我们发现大部分开设生物工程专业的院校未能丰富实验环节内容，仍然以生物最基本的实验为主。虽然基础实验是根本，但是现实实践中，这类实验不能够为企业提供非常实用的技术建议。长期以往，企业会对所培养的学生失去信任。

3.生物工程专业教师匮乏。虽然我国已经有很多院校都已经开设了生物工程专业，从表面来看，学校也都配置了相应的专业教师，但是这类教师的教育背景大多数是理科，工程背景很薄弱；即使某些老师工程背景比较雄厚，但是缺乏比较系统的生物科学的知识。造成这种局面的主要原因，还是与我国先关专业的培育体系有很直接的关系。

4.实习基地匮乏，企业无法提供长期的实地培训。生物工程专业实践环节进行的好坏，其实与学校企业间的关系密切相关。如果企业能够在一定程度上真正为生物工程专业的学生提供实践的机会，那么势必会造成双赢的局面，企业的知名度进一步的扩大，学生的生产实践能力得到显著的增强；但是显示情况下，企业一般会出于技术保密的考虑，只为学生提供见习参观的机会，无法从根本上提高咱们学生的实际动手能力。

二、“生物工程卓越工程师培训计划”实施的必要性和意义

为了努力培养一批具有国际视野、技术能力过硬以及具有很强实践能力的工程技术人才，教育部于2010年正式启动了“卓越工程师教育培养计划”。该计划是立足与我国工程技术人才匮乏这一现实，契合国家走新型工业化道路，加快培养能适应未来经济社会发展需要的高素质的工程技术人才。作为《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010―2020）》组织实施的一个重大研究项目，其主要目标是面向教育系统培养理论雄厚、工程技术熟悉的教师队伍；面向企业界输送具有当今最新的生物科技知识，具有解决实际生产难题的技术人才。“生物工程卓越工程师”计划正式在此基础上应运而生。该计划实施的主目的地主要是在保证学生有足够多的理论背景下，努力创造条件，加强学生工程实践、设计以及创新能力方面的培养。虽然，我国“生物工程卓越计划”起步晚，经验欠缺，存在的问题还很多，但是我们也相信在我们不断的摸索中肯定会开出立足本国国情的一条适合自己发展的道路。“生物工程卓越工程师”计划的实施势必会为我国迈向科技强国注入很强的能量。

三、生物工程专业卓越工程师计划实施方案的探讨

该计划实施的关键就是做好“学校”与“企业”的良好衔接。因为学校是提供理论教学的主要组成部分，企业担负着培养学生实践能力的重任，如何做好二者的衔接关系到该计划是否得以有效的实施。

1.生物工程专业卓越工程师计划的总体框架。该计划主要由两部分组成，分别为校内教学与企业实践，前者主要通过设置合理的专业，为学生提供较为全面的理论教育，使得学生对于生物工程相关的理论课程有一定深入的理解，比如生物化学涵盖了几乎生物工程先关问题的所有理论基础，学生很有必要对其进行深入的学习；后者主要负责学生的实践环节，各相关企业应该根据自身的状况以及所感兴趣的领域为学生设计合理的企业实践环节。

2.生物工程专业卓越工程师计划的机构设置。该计划的实施除了对学校和企业的分工进行明确之外，还应该设置一个部门，专门对该计划的实施进行监督、调研以及对调研中所产生的问题进行汇总。但是机构设置会出现一个问题，学校和企业本身只是合作关系，因此为了更好的加强交流，需要在企业和学校内部均设置相应的部门，由这两个部门分别对学校和企业所承担的事物进行管理。

3.“生物工程专业卓越工程师计划”校内培训阶段。①“生物工程专业卓越工程师计划”学院的遴选，参与该计划的学员均是本专业排名在年级前10%～20%内的优秀学生，经过由学校以及企业组成的学员遴选委员会的面试最终入围该计划。此外，本计划的选拔完全是在充分透明的情况下进行，符合条件的学生可以自愿申请，并提交先关的证明，对通过专家初审的学生进行上榜公布，确定面试名单；最后学院以及企业组成的学员遴选委员会对入围学生进行面试，然后通过综合面试成绩对学员进行录取。②“生物工程专业卓越工程师计划”校内培训方案，本计划的基本模式就是“3+1”模式，即学员需要在校内完成3学年的课程学习。区别于其他学生的课程，该计划需要设置针对性比较强的专业课程。③“生物工程专业卓越工程师计划”企业实践阶段，针对企业内部各部门之间分工的不同，需要参与培训的学员“先轮岗后定岗”。企业大多数实行“先轮岗后定岗”，期待学员通过这一阶段的了解，一方面对企业有更深入的认识，另一方面学员自己也能找到比较称心如意的岗位，只有学员本身对该岗位感到满意，他才能释放所有的能量，进而做出自身的贡献。

学员定岗后，将享受与“正式员工”相同的福利待遇，并且公司也会经常举行相应的活动，丰富员工工作外的时光，还能够增加部门间员工的交流，进而提高部门间配合的效率。此外，企业在为实习员工给予丰富的福利待遇之外，企业还应该发挥它的监督作用，定期为实习员工进行实践指导，为其配置“一带一”企业导师。该导师主要负责该计划内学员毕业课题的选题、开题以及课题的开展等程序。

以上方案也是先关人员在充分前期调研的基础上，结合生物工程学科的本身特点制定的一份计划方案。通过该方案的实施，我们期待在中国生，生物工程专业的从业人员的比例进一步的提高，素质更高；也期待未来参与该计划的学员能够更快的找到自己的角色。

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二年以上工作经验|男|25岁（1988年9月22日）

居住地：杭州

电　话：189********（手机）

E-mail：

最近工作 [ 1年8个月]

公　司：XXX师范大学生物科学

行　业：生物科学

职　位：技术硕士

最高学历

学　历：本科

专　业：生物科学，技术

学 校：哈尔滨师范大学

自我评价

熟悉分子生物学及细胞，蛋白等多方面的实验技能，有良好的理论及实验基础，有较强团队合作精神和学习能力，在两年多的工作实践中熟练掌握了慢病毒载体系统以及腺病毒载体系统的构建病毒包装，干扰筛选，稳转细胞株构建等细胞生物学技能，一直从事项目服务行业，了解项目服务的情况。

求职意向

到岗时间：一个月之内

工作性质：全职

希望行业：生物科学

目标地点：杭州

期望月薪：面议/月

目标职能：技术硕士

工作经验

2012 /7—至今：XXX师范大学生物科学[1年8个月]

所属行业： 生物科学

化学部技术硕士

1. 生物化学，基因工程，生物技术，细胞生物学，遗传学，微生物学，生物统计学，发酵工程，生化工程，微生物遗传学。

2. 植物组织培养，动物学，植物学，分子遗传 学，细胞遗传学及染色体工程。

3. 细胞遗传学实验，现代遗传学讲座，基因工程原理与技术。

4. 基因组学，叶绿体基因工程，生物电镜应用，生物信息学。

5. 实验设计与统 计分析 ，生物学中的计算机应用， 文献检索等课程。

2011 /6—2012 /6：XX生物技术有限公司[1年]

所属行业： 制药/生物工程

科研部 科研管理人员

1、 隶属于部门细胞组，主要进行细胞相关工作。

2、 包括细胞日常维持，慢病毒包装、纯化、滴度测定，腺病毒包装、纯化、滴度测定;质粒转染、病毒感染稳定细胞株筛选。

教育经历

2007/9—2011 /6 哈尔滨师范大学 生物科学，技术 本科

证 书

2009/6 大学英语六级

2008/6 大学英语四级

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关键词:生物工程;SRTP训练;实践教学;课程体系

为适应湖南省经济的发展，我校于2002年开始筹建生物工程专业，2003年开始招收本科专业。经过十年的专业建设，本专业本科生培养方案逐渐成熟，形成了理工交叉、工科特色突出，厚基础、宽口径，适应湖南省经济发展的一套生物工程本科专业培养体系。

1专业培养目标定位

1．1学科定位

生物工程专业是工科办学专业，或者说是侧重工科、工管理结合的复合型专业，以培养应用型、产业化人才为主。

1．2培养目标

我们的培养目标是:使学生成为既掌握生物科学的基础理论知识，又具有工程科学背景的复合型人才。通过对生物工程基本原理学习、实验技能训练、工厂实习及参加科学研究等多种现代教学手段，为学生的进一步深造或到相关科研单位和企事业单位从事科学研究、工程设计或经营管理打下坚实的基础［1］［2］。

2专业建设具体实践

2．1完善生物工程专业建设体系

十几年来我们十分重视专业教学计划的设置与修订，基本上每年修改或重编一次教学大纲、培养方案。培养方案是根据学科发展，以构建教学研究型大学人才培养体系为目标，在听取广大教师与学生特别是高年级学生意见的基础上，经专业教学小组及系、院教学委员会讨论后精心制定的。生物工程专业人才培养目标明确，有特色、有措施。培养模式及课程体系设置围绕“突出具有工程知识背景，又掌握一定的生物科学与技术知识”这两个基本出发点。实践证明，这一专业人才培养目标是与社会需求相吻合的［3］。

2．2制定体现学生个性化的培养与教学计划

本专业人才培养方案目标明确，充分考虑了生物工程学科发展现状和趋势，制定了加强基础、拓宽知识、素质能力协调发展的目标。要求学生通过基础及专业知识的学习，使毕业生具有对新资源、新产品、新工艺的研究开发、工厂工艺设计、组织生产生物工程产品的实际工作能力，树立国际竞争意识和较强的国际竞争能力。2013级培养方案与2010级相比，具有较大的改变，在总学分下降8分的情况下，选修学分反而提高了4．5分，使选修课程的学分与总学分的比例从18%提高到近22%。通过学分的调整，给本专业学生提供了较大的自由选择课程的空间，培养学生学会自主学习意识和自主学习的能力。专业选修课的设置，以前开设课程较少，专业方向单一，特色不明显，通过近5年来不断对选修课程进行整合，到2013级为止，新增了8门选修课程，并将选修课分类成2组研究方向，如生物化学工程、生物制药，极大地拓宽了学生的选课自由度，使他们能充分按自已的个性发展［4］。

2．3提高专业师资队伍教学与科研水平

科研是源，教学是流，教师积极参加科学研究工作，有利于提高自身的学术水平和教学水平，并能及时将学科前沿知识向教学内容渗透，向学生传递最新的科学信息，从而提高学生的学习兴趣和积极性。长期以来我们十分重视专业师资队伍建设，在国内大环境下，积极创造条件改善师资队伍结构，以适应生物工程专业学科发展与教学需求;通过引进、送出去培养等方式提高专业师资队伍。生物工程系的学科队伍是一支基础理论扎实、实践经验丰富、知识结构合理的队伍，同时也是一支富有合作精神、年富力强、战斗力强的队伍。目前生物工程系现有教职工10人，其中教授2名，副教授4名，教学、科研队伍中具有博士学位的教师已高达90%，平均年龄为41岁。生物工程系十分注重基础研究和应用基础研究。近10年来，先后承担了国家自然科学基金项目3项、国家973项目1项、863项目1项、“十五”国家科技攻关项目1项，以及一批省部级基金、攻关和重大横向项目等。近3年来100余篇，其中SCI、EI收录20余篇，获发明或实用新型专利8项。

2．4加强实践教学环节与SRTP训练

2．4．1实践教学

实践教学是整个大学教育中一个非常重要的环节。它能培养学生独立组织、完成实验的能力及严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度，从而为毕业后从事科学研究和解决工程实际问题打好基础。生物工程专业实践教学管理规范，严格按照学校制定的规章制度;在课程、实验、毕业设计等环节的设置上，充分考虑到对本专业学生创新意识、创新能力和实践能力的培养。为了加深对课堂教学内容的理解，让学生切实了解和体验到整个生产过程，达到实习教学效果。专业制定了符合本专业特点的生产实习与认识实习的大纲。在实习前，由学院统一安排所有专业的实习时间、内容、要求等。实习指导教师按大纲制定出详细完善的实习计划，对实习的目的、要求、内容、考核、纪律等都作明确的规定。在每次联系实习时提交给实习工厂，以使实习按计划进行。实习结束后，教师提交实习小结，学生提交实习纪录本。

2．4．2专业实验教学

生物工程实验室设备精良，能够满足专业教学需求。专业实验教学人员力量强，在带好常规教学实验外，注重专业实验室建设。认真制定实验方案，加强对学生的引导，使学生通过专业实验对本专业有更深刻的了解，通过专业实验锻炼学生独立分析问题和解决问题的能力，激发学生的学习热情。实验室目前共开出专业实验8个，均为综合性实验。对学生开出的所有实验课程均有实验指导书，并根据学科发展的需要对实验内容进行不断补充和改革［5］。

2．4．3SRTP训练

我校针对二、三年级学生推出的大学生科研究训练计划(SRTP)，给学生提供了参与科研训练的机会。从第二期开始至第七期专业教师和学生共立SRTP项目15项，据不完全统计有40名以上学生参加该项训练。学生参与各类课外活动积极性高，近年来获得校级及以上奖2项，4篇。我们采取的举措有:1)安排学生参与到本系的科研中锻炼，邀请本科生参加研究组的的专题学术研究讨论会。2)在一些专业课中布置大型作业，经过教师的评阅后，在课堂上由教师或学生本人作报告，教师组织同学点评与讨论，由此提高学生的文献检索与阅读能力，提高文献综述和表达能力，营造一种以创新能力培养为主体的学习氛围。3)实验室对本科生全天候开放，平时可以在教师或研究生的指导协助下做实验，培养动手能力。

2．5改革教学方法和教学手段

为了进一步提高教学信息化水平，促进教学手段的现代化，提高课堂教学效率。针对目前专业课程学时少内容多的矛盾，生物工程专业对现有课程的教学方法、模式、手段进行改革、以适应信息时代对教育创新的要求。经过几年的努力，生物工程专业开设的专业基础课和专业课程，运用多媒体教学的课程已经达到100%，其中讨论课、工程设计课、网络教学及双语教学课达到3门。

2．6加强毕业设计阶段的管理

我院对毕业环节非常重视，首先在选题上要求更多注重前沿性、实用性与创新性。根据选题原则，先各自上报论文题目及容纳学生数，再由学生自由选择填报，在毕业论文(设计)前一学期落实到学生，以便学生提前作好准备。近3年来，学生选做的毕业论文题目95%结合课题或生产实际，部分与SRTP项目、实验室建设、课程建设结合。在每年的毕业论文进行过程中，学院督导组随机抽查5%～10%的学生，着重检查学生是否按照学校和学院关于毕业论文(设计)工作条例进行工作，如完成文献综述、工作进度、存在的问题及指导教师情况。后期论文撰写答辩，各专业制定统一评分标准，对学生的研究水平、独立完成工作能力等进行考核。今年学院还专门下达了文件，采取了一系列有力措施。鉴于院、系管理到位，近5年来，生物工程专业学生的毕业论文，在论文复评中没有出现不符合原等级的论文。

3专业建设的体会与讨论

经过十年来的建设，生物工程专业已逐步形成鲜明的办学特色。毕业生培养质量显著提高，体会如下:

3．1突出过程工程背景的培养模式

生物工程专业与生物科学、生物技术明显差异在于生物工程更强调工程概念，必需培养学生理解与掌握“过程工程”的基本理论与方法，这是培养具有工程知识背景人才的基本点。因此，我们必须围绕这个基本点来制订生物工程学科的发展规划，制定培养方案，通过一定的方式和手段落实教学计划。十几年来的教学实践改革证明，坚持这一方针符合生物工程学科的发展趋势，也与当前社会需求相吻合［6］。

3．2高水平科研工作是教学与教研的基础

及时将前沿性科研成果引入课堂和教材中是提升专业教育水平的重要途径之一，而实现此过程的关键是建立一支高水平的教师队伍。我们长期坚持安排有科研经验的教师担任相近课程的主讲教授。加强对年青教师的培养，健全教师培训机制，同时，利用我校多学科优势，注重学科间的交叉渗透，对于进一步增强科研活力、开辟新的课题或研究方向、促进本科教学水平的提高具有十分重要的意义。另一方面始终安排高水平的教师活跃在教学一线，将新思想、新成果展现在学生面前，大大拓宽了学生的视野，是提高生物工程专业教学水平的基础与关键。

参考文献:

［1］赵宝华，刘伟，齐志广，等．生物技术专业学生创新能力培养的探索与实践［J］．实验室科学，2013(6):131－135．

［2］张超，张健，侯茂，等．生物工程专业高素质复合型应用人才培养方案初探［J］．安徽农业科学，2011(18):11343－11345．

［3］杜志强，沈秀丽．生物技术专业的课程教学研究与实践［J］．科技信息，2010(35):40－41．

［4］李伟铭，黎春燕．产学研合作模式下的高校创新人才培养机制研究［J］．现代教育管理，2011(5):102－105．

［5］陈六一．产学研合作教育的现状及其动力机制的建构［J］．中国高教研究，2011(3):77－79．

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生物工程技术是人们以现代生物科学为基础，根据生物体的结构、特性和功能，运用工程技术的原理和方法，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，为社会提供商品和服务的一种综合性技术体系。生物技术的研究领域十分广泛，它包括所有对生物进行干预的技术手段：重组DNA技术、基因治疗、生物制药技术、克隆技术、基因芯片技术等。生物技术包含许多方面的内容,包括蛋白质工程、基因工程、酶工程和细胞工程。生物工程技术的兴起为现代科学发展和工农业、医药卫生事业的进步提供了巨大的潜力，同时也给人类带来的丰厚回报率，因此，生物工程技术已成为世界各国研究的重点和世界高科技竞争的焦点。

1 我国生物工程技术产业的现状

1.1 制造生物活性蛋白 基因工程技术的发展在医学上最重要的成就表现在治疗用生物活性蛋白或疫苗的生产和使用，利用基因工程生产有药用价值的蛋白质、多肽产品已成为当今世界一项重大产业，并将有望成为21世纪的支柱产业。2000年我国基因工程药物和疫苗年销售额已达近120亿元人民币[1]。现代生物技术制药有别于传统制药方法，运用现代生物技术不仅可以开发更加精确有效、不良反应更小的新药和新型疫苗,更重要的是可以预防和治疗一些应用传统治疗方法无法克服的疾病。

1.2 医学科学研究 1990年10月国际人类基因组计划启动，我国科学家承担了人类基因组1%的测序，是惟一加入该计划的发展中国家。人类基因组计划是现代生物技术在医学领域的成功应用，随着大量与人类健康有关的基因的定位、鉴定分离，遗传诊断和基因治疗都将成为现实，现代生物技术将使医学领域的研究提高到一个新的水平。

1.3 疾病诊断 人类绝大部分疾病都与基因密切相关，包括自身基因的变异与外源基因的入侵。因此，从基因水平探测和分析疾病的起因，从基因水平干涉和矫正疾病造成的紊乱，是近些年来基础和临床医学新的研究方向。现代医学其中一个重要的方面就是尽早检测出在人、动物体内的病原性物质，做到早发现、早治疗。基因芯片是生物芯片的一种，可一次性对样品大量序列进行分析与检测。目前科研人员已分析出各种遗传病的基因序列，并根据其序列合成出基因探针，用于各种遗传病的检测以及优生优育，还可用于遗传病的防治和治疗，基因诊断可望成为临床的一项常规的检测诊断技术。

1.4 疾病治疗 现代生物科学技术的飞速发展，使生物学和医学研究进入了分子水平时代。目前，基因治疗的关键技术实现了突破,ADA缺陷病、B型血友病、恶性肿瘤、梗塞性外周血管病等5种治疗方案已进入临床试验。其中，应用移植造血干细胞来治疗白血病和一些遗传性血液病已较为普遍，另外干细胞在肿瘤和免疫系统疾病治疗中也有很好的疗效。器官移植是现代医学的重要领域之一，但是目前供移植用的组织器官非常短缺，转基因猪有望为人类提供移植所需的器官。此外，随着转基因和克隆技术的成熟，解决安全性和异源组织排异反应的问题成为可能，并且为防止新病原带入移植器官或组织做出更大贡献[2]。

1.5 预防医学 预防医学的一大领域是环境监测和环境净化,现代生物工程技术在此领域的研究与应用已发挥了重大作用。基因跟踪法鉴定带菌者以预防流行病的蔓延，基因探针能快速灵敏地检测水中病毒含量，生产生物农药和生物肥以减少环境污染以及利用基因工程菌消除污染水面的石油以净化环境等，生物技术在此领域显示出了光明的前景，提高了环境质量。我国生物技术产业的总体水平已经在发展中国家处于领先地位，但与发达国家相比还有一定的差距。未来的发展还存在着许多问题，主要表现在生物技术产业实力依然不强、技术转化能力差、产业化规模小、产品少、支撑技术及生产装备落后、研发与产业化脱节、缺乏具有核心竞争力的国际化大企业、产业发展的整体环境有待改善等方面。同时，我国生物产业内部创新能力严重不足，现有人力资源偏重于理论研究，实用型创新能力不足，缺乏创新创业型人才。

2 生物工程技术在医学教育中的渗透及影响作用

生物工程技术是科学技术发展的一次飞跃，它不是单一的传统化学、生物学、遗传学、医学、微电子学的交叉与融汇，关键是它的每一个具体的研究成果都有可能导致一种产品生产技术上的革命。

2.1 生物工程技术知识渗透到医学学科知识体系中的必然性 生物工程技术的学科内容显著不同于传统学科，从本质上讲，生物工程技术是人类对生命过程的观察、研究和认识，然后将这些生命过程中所包含的一些非常微妙、精确、高级的反应用于制造出人们所需要的产物，创造出对人类有益的所需要的动植物新品种。医学教育是培养掌握基础医学和临床医学的基本知识、基本理论和基本技能，而且能够从事疾病的诊治、医学教育和科学研究的宽口径医学专门人才的一类专业。现代生物工程技术的发展已广泛渗透到医学各个领域，在今后10～20年里将使医学领域的各个重要方面发生根本性变革，事实上当今从事医学研究的各类科技人员都深感生物技术知识和手段对它们研究工作的重要性。但是从目前来看，许多医疗从业人员对生物学及相关学科的了解比较肤浅。原因是我国的医学教育专业要求学生掌握以基础医学、临床医学为主干学科的基本理论和基本技能，学习公共卫生及与医学相关的人文社会科学、自然科学等有关知识与方法，缺少与医学相关的生物工程技术课程。着眼生物工程技术的发展趋势，把生物技术知识渗透到医学学科知识中，具有时代的紧迫性。知识的分化是为了更好地对某一领域进行研究，分科教学并不是目的，它只是让人们具体地了解某些领域的知识，知识的综合运用才是最终目的。渊博而丰富的跨学科知识教学能够起到相互补充、相互启发的作用，同时提高学生的学习兴趣，激发创新动力。可以说学科内知识综合转化为学科间的知识，必将成为各学科教学发展的趋势。

2.2 生物工程技术的发展对我国医学教育课程设置的影响 尽管我国医学教育取得了较大的成绩，但仍然不能完全适应社会的进步、生物科学技术的发展以及卫生事业改革的需要。为此医学教育课程设置必须进行改革，把生物学的主干学科，如分子生物学、遗传学贯穿在整个医学课程中。选修课程体系要以拓展知识结构，扩大知识面，加强前沿、新兴、交叉学科知识为出发点，构建与素质教育相配套的选修课课程体系。适当减少必修课授课门数和学时，加强学生自学能力的培养。新型交叉学科：分子生物学、临床遗传学、分子病理学、流行病学和计算机科学至关重要，特别是由基因组学和信息学融合形成的新学科-生物信息学将开创整个生物医学教育和研究的新时代。

2.3 构建与培养医学人才综合素质相适应的教学内容的时代紧迫性 构建以体现人文社会、自然科学类知识向医学基础知识，医学基础知识向临床知识，临床知识又向基础前伸的渗透、互跨式整合课程。采用以学科为中心模式、以问题为中心模式和模整合课程混合型课程模式，最终达到专业基本教学内容的要求。在医学教学中尝试利用学科间横向迁移、渗透，培养学生的创新意识和解决问题的能力，引导学生运用生物工程技术知识和方法来解决医学问题，同时，又运用生物工程技术知识去解释医学中难以解释的现象，这样可极大地鼓舞学生，又给学生提供更多的机会，让他们主动去体验、探索、研究，培养他们的创新意识和科研能力，对学生毕业后继续医学教育将产生积极的影响。总之，现代生物工程技术的发展，正在对医学教育产生广泛而深远的影响，其内容涉及到确立新的培养目标，医学教育课程设置必须进行改革，构建医学人才知识、能力、素质相结合的教学内容等。这些在国外已经引起教育工作者的广泛关注，我们不能等闲视之。

参考文献

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专业建设初期,我们一直思考农业院校生物工程应办出怎样的特色？我们认为只有因地制宜,利用现有的学科优势,根据全省的实际需求,才能有效地确定专业特点。我校是农业部与地方共建的农业院校,有传统的优势学科,例如,作物学、植物学是湖南省重点建设学科。生物学基础强,是生物学博士点一级学科。但工科基础弱,贮备的工科背景老师少,如何体现农业院校的生物工程特色,确实需要动脑筋,利用已有资源学科优势,丰满教师的工科知识,并结合湖南农业经济特点才能办出农业生物工程专业特色,办好生物工程专业。首先,根据湖南经济发展特点分析,湖南是农业大省,正在向新型产业转变,要发展成农业强省;其次,湖南农产品如水稻、茶叶、柑桔、苎麻等产量居全国前列;植物资源丰富,特别是药用植物资源在湘西、湘南地带分布广泛;农副产品和废弃物很多没得到增值利用,或直接排到环境或直接燃烧,严重影响了生态环境,农民增产不增收。如果利用生物技术加工、改造农副产品,不但增加农副产品的附加值,节能环保,还能促进新型产业的快速发展,加速农业大省农业强省的跨越。农业生物工程培养的人才应该既掌握生物技术又具有良好的工程技能,有能力将生物技术的成果转变为生产力。那么,落实到我校生物工程人才掌握的知识点上,我们确定以发酵工程和天然功能产物提取和制药应用为核心的知识群为抓手,建设我校生物工程专业特色。

2课程设置与课程建设要体现培养目标

生物工程课程设置分为公共必修课,专业基础课,专业主干课,选修课(必选课和自修课)。公共课程英语、体育、计算机、数学等外。生物工程专业基础课程群包括生物化学、分子生物学、生化与分子生物学实验技术、微生物学、化工原理、机械制图、基因工程等专业基础课。生物学师资力量雄厚,依托生物化学与分子生物学学位点进行课程建设。生物工程专业主干课程群包括发酵工程、酶工程、生物制药工程、生物分离工程和相应的实践教学等课程。依托生物工程与技术硕士学位点进行课程建设。生物工程专业基础课有深厚的生物学学科作为建设后盾。“生物化学、分子生物学”已建成湖南省精品课程,“细胞工程”以及“基因工程”已建设成校级精品课程;“微生物学”得到学校教学改革课题和多媒体制作经费资助,多媒体制作获得“优秀奖”。

“分子生物学概论”和“生物化学与分子生物学实验技术”已分别成为全校本科生和硕士研究生的热门公选课。生物工程专业主干课程设置我们体现两个模块:以发酵工程为技术核心课程模块和以生物制药为核心的课程模块,以两个模块方向的理论知识要求和技能实践要求制定其他课程,并依托学科建设课程。该课程群是生物工程专业重点建设内容,也是最能体现专业特色的课程群。虽然师资年青,但力量较强、思维活跃,充满创造力,教师大多来自外校,学缘丰富。课程建设卓有成效,专业特色明显。为加强专业特点,专业发挥教师学术特长,根据发酵工程技术和天然产物开发与综合利用两个科学研究分向,建设了专业发酵工程与生物制药工程两个专业方向的课程体系,进行专业实验内容和生产实践内容的建设,将两个方向的理论课程进行整理和更新。以发酵工程为核心的课程群包括发酵工程、酶工程、微生物育种与变异、氨基酸发酵等;以天然产物开发与利用的课程群包括生物工程制药实验技术、药理学、药物分析和天然产物化学。现在发酵工程、酶工程、生物制药工程、微生物实验技术已建成校极精品课程,生物分离工程、药理学同样得到院级的课题资助。围绕发酵工程和生物制药的课程群体系的相应建立,其目的是扩展学生的在微生物应用和药学方面基本知识和技能,扩大其就业范围。延伸功能已扩展到研究生与自考生的教学和实践活动。在选修课的设定中,结合农业学科专业拓展知识面,培养学生的创新能力,主动适应人才市场的需要,鼓励学生选修其他相关专业的选修课。如食品科学院开设的食品营养学、农产品加工与贮藏;资源与环境学院开设的环境工程等课程都添置在生物工程专业选修课内;为了适应部分学生考研要求,我们也将遗传学、细胞生物学、免疫学等设置在选修课内。学生通过自己就业或学业定位,可以有多门课程选择。

3重视实践教学,并围绕两模块课程群实践课程体系建设

我们采用理论教学实习教学生物工程设计教学“三段式”教学模式组织实施实践教学。在此模式中,特别注重后两个环节,按小试验大试验生产实习工程设计教学的循序渐进的办法培养学生的实践能力。小试验设计针对性强,每个试验都有考核技能的重点,旨在规范学生的操作技能培养模式,对学生实践能力和创新能力的培养,取得了实效。通过理论——实践——理论——实践的反复学习过程,可使学生理论掌握扎实,实验操作规范,分析问题和解决问题能力增强。对于综合大实验,根据学科的内在联系,将专业主干课程综合大实验重新组合,将原来零散实践环节组合成相对独立于理论教学体系又与之相衔接的实践教学体系。例如,我们把原来的发酵工程、酶工程、生物制药工程和分离工程四门课程的综合技术课合并在一门生物工程实践课中,集中在4周进行实践训练,例如,发酵工程环节学生自己利用菌种优化条件生产酶制剂,在酶工程环节利用酶制剂催化反应,并同时研究酶的催化特性。分离工程环节通过提取植物功能产物,在生物制药工程环节利用包埋技术等制成药胶囊并研究药理作用。这样,使同学们对实践工艺有直观的感受,同时也综合运用了理论知识。对于一些重要的选修课,适当设计10个小时左右的实验课,例如,把药理学、药物分析实验纳入在生物制药实验中开设。生产实习教学中,以熟悉大规模生产流程和设备为主,将理论与生产实际结合,在实际生产中发现问题和思考解决问题。

2010年,我校生物工程专业得到国家支持,建设生物工程实训基地,基地建设的的模拟生产线仍然根据发酵工程和天然产物提取和药物制造两条工艺路线设计。这样,从课程群到实验基本培顺再到生产实习都可归纳在这两条主线上。专业建立了稳定的校内外实习基地,湖南红鹰翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技术有限公司、株洲千金制药有限公司等为校外教学实习提供了良好的条件。毕业实习是学生专业实践的重要环节,根据学生考研要求和就业去向,分别进行毕业论文和毕业设计。专业充分利用校内外良好的科研平台提供毕业生实习机会。除开一些生物技术公司外,湖南作物种质创新与资源利用国家重点实验室培育基地、作物生理与分子生物学省部共建教育部重点实验室、食品科学与生物工程重点实验室、烟草工程技术实验室、国家柑橘改良中心长沙分中心、中国烟草中南农业试验站、湖南省农业生物工程研究所、湖南省棉花科学研究所、湖南省畜牧研究所等研究机构每年提供生物工程专业毕业实习岗位。北京大学生命科学院、华南农业大学生命科学学院、中国科学院亚热带农业研究所、国家杂交水稻工程中心都接纳过我专业学生的毕业实习。

4积极推进“产学研”联合开发,大力提升生物工程本科教学创新平台,促进教学质量的提高

本专业在本校建立了与企业合作的产学研型“湖南农业生物工程研究所”,还与科研单位合作联合培养研究生,这些措施为培养学生专业能力、提高实践水平、优化人才培养环境提供了良好的条件。通过“产学研”合作,有大批的企业横向课题与生物工程本科教学直接相连,在专业教师指导下,在大三学生中成立了“酶制剂研究小组、抗生素研究小组、天然产物研究小组、酿酒小组”等课外兴趣小组。另外,专业建设还通过湖南农业大学校级平台、以及生物科学技术学院院级平台资助生物工程专业学生广泛进行创新项目研究;从2006级以来,每年立项6～10项创新项目。学生都有机会参加工程实践训练和工程项目课题研究,提高了实践教学水平和科研能力,根据学生在科研活动中的表现,从根据创新能力、实验技术、书写研究报告或情况,给与学生以学选修课学分。

5以学科建设带动专业建设

我校生物工程所依托的学科为生物学一级学科博士点下自主设置的生物技术与工程博士点和硕士点。根据国内外该学科现状和发展趋势,结合我校多年来建设生物技术、生物工程专业的经验以及生物工程技术领域相关产业发展对人才的需求,我校生物技术与工程博士点设置三个研究方向:(1)转基因与生物反应器工程方向;(2)细胞培养、酶与发酵工程方向;(3)生物转化与生物分离工程方向。科学研究从师资队伍、教材建设、教学模式、教学内容改革和教学实践等多层面带动了专业建设。专业建设水平提高,学生质量优秀,也促进了学科研究的进步和教师从事科学研究的积极性。

6师资队伍的建设

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关键词：生物工程；人工生命；组织工程；人工组织；人工器官

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095

0 引言

从广义层面上来说人工生命即为具备有人的生命指征、功能、结构以及外在形象的人工制造系统，是人对于自然生命的一种模拟与拓展。广义上的人工生命是多门学科合并之后的产物。一般认为人工生命学科是由生物科学技术与工程科学技术所结合而产生出的一门学科。下文将主要就针对材料技术型生物医学工程与组织工程、人工生命间的相关性，以及材料技术型生物医学工程、组织工程、人工组织及器官展开具体的论述。

1 材料技术型生物医学工程

此种工程学科的主要研究目标即为各类生物材料及人工器官组织，其中就涵括了组织工程学科。在此方面研究工作中涵括有材料科学、生物科技、化学、信息技术、计算机技术、医学以及生命科学等多门学科的基础知识。

生物材料也就是对于生物体进行临床诊治以及将其受损组织器官替换下来，亦或是增强人体某一部分功能的材料，因此就必须要求其能够植入到人体当中并不出现排异反应，确保活体细胞可以在此材料之上自然生长。生物材料亦可被视作构成人工组织与器官的核心材料。生物医学材料在未来一段时期的主流发展趋势，即为给予组织工程的发展提供优势特性显著的活性生物材料，应确保其具备良好的生物相容特点；亲水特性；性；预防组织粘附特性；抗炎特性；抗凝特性等。以保障活体细胞能够在所制成的人工材料上生长并对病变组织起到良好的改善、恢复效果，使之免疫识别与生物催化性能得以有效提高。

依据生物医学材料的属性可将之主要划分为以下几种：

（1）无机非金属生物材料。①同人体组织力学间具备良好的相容性，同时还可改善组织生长的材料。②具备人体有机以及无机结构的复合型材料。

（2）金属生物材料。①毒性较低，弹性模量更加符合入骨特点的合金材料。②各种植入人体当中的器械材料，如较为常见的人工关节、种植牙、心脏支架等。③接入性诊治所采用的医疗器械设备如官腔支撑架、引导丝等。

（3）生物医用高分子材料。①可将血液之中的毒副物质吸出的材料。②能够在临床上应用于免疫性病症治疗的材料。

2 组织工程与人工组织

目前临床上所面临的主要医学问题当中主要就包括了组织与器官的衰竭、损伤，而临床上在应对此类问题时所较常采用的措施方法主要包括以下三方面：

（1）自体移植。由人体自身的部分组织来对损伤位置进行修复，例如，对面部皮肤大面积烧伤患者进行面部手术修复时通常会取其自身大腿位置的皮肤来进行修复损伤组织。

（2）异体移植。例如，某患者在遭遇意外事故时，家属自愿将其身体部分组织如眼角膜、肾脏等组织捐献给有需要的人。然而此种情况时常会出现异体组织的兼容性问题，同时需要被捐助的人员与每年的捐献人数相比差距过大，供体不足情况十分显著。

（3）人工器官。这种方式能够彻底解决供体不足的情况，但是其目前所存在的问题也是十分显著的即异体反应与感染情况十分明显，绝大多数的患者在接受器官移植后都是应各类感染致死。

对此人们也就设想若是能够采用母体细胞以及生物降解材料在人体当中构建起新的组织器官，也就是进行结构组织，代谢组织以及细胞系统的重新建构。目前这一设想已经不再是仅存在于人们脑海之中的假想，而已经走进了现实生活当中，可以预见组织工程的发展必将会促成这一设想的实现。

当前，组织工程研究的主要内容即为：适宜的母体细胞来源；能够为细胞粘附生长提供空间的细胞外基质；可应用在促进细胞组织再生长的因子；以及组织间的相容性。

开展组织工程通常会应用以下三种策略：（1）细胞以及生物材料的杂化体系，例如由小块活体组织将特异细胞分离出来，通过体外扩散增大之后种植于生物相容性较好同时能够生物降解的聚合物所建立起的多孔支架当中，在体外培养一段时间后可将细胞和支架结构置入于患者体内；伴随着组织缺损部位的重新构建，聚合物将会逐渐降解并消失。（2）仅具备生物降解材料体系，借助于生物生长方式促使细胞成长为多孔支架结构，在通过增殖、分化来产生为相应的组织结构，并且与周边组织相整合。例如采用珊瑚骨加支撑的羟基磷灰石陶瓷，其孔隙架构与人体骨架构极为接近，可被应用在骨组织工程支架中。（3）细胞体系，经过移植的细胞经由生物过程演变为微结构。

3 结束语

总之，从广义性的角度上来说人工生命必须要基于工程科学技术、生物科学技术以及生物工程科学技术的基础上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是广义上的人工生命科学技术基础。材料技术型生物医学是工程的研究对象主要是生物材料与人体的各个身体器官。组织工程则是借助于生命科学以及工程科学的基础理论与方法，来探究并开发出具备修复以及改善人体组织器官功能的新型临床应用取代物，也就是人工组织，因而材料技术性生物医学工程以及组织工程也便是生物工程人工生命的基础。

参考文献：

[1]杨国为，陈国江，涂序彦等.广义人工生命的科学基础（Ⅱ） --生物工程基础[J].计算机工程与应用，2013（09）.

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生物工程技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物工程技术、农作物的分子育种技术、纳米生物工程技术、重要疾病的生物治疗等；基因操作技术包括人类功能基因组研究、重要动植物功能基因组研究等；生物信息技术包括生物信息的获取与开发、加工与利用，以及结构基因组和蛋白质组学研究、药物筛选、小分子药物设计等；创新药物和产业化开发上，将重点建立完善的药物筛选体系、研制重要药物品种、实验室建设、药物制剂技术等。生物工程技术有五个方面的特征：

1.大科学工程研究方式的出现。20世纪八十年代中期开始的基因组的研究，使得生物工程技术的研究从作坊式转而进入了大科学的运作方式。基因组研究以人类基因组为代表，其研究对象是一个非常复杂的系统，要在整体上破译遗传信息，不可能用以前零敲碎打的方式，而是采用了其他学科的一些运作方式，包括大规模、高通量、信息化的工业运作方式。由于人类基因组计划对产业的巨大带动作用，引起实业界浓厚的投资兴趣，投资量逐年递增。

2.精细分析和广阔综合的统一。生物工程技术在分子、细胞、组织、器官、整体乃至群体的多层次、全方位研究，以及生物工程技术与数学、物理学、化学、信息科学的前所未有的整合，使得很多生命系统复杂问题的解决出现了可能。

3.科学进步和技术革命互为因果。生物工程技术的每一次突破，都与技术革命相关，科学与技术之间的界限也是越来越模糊了。

4.基础与应用的结合。生物工程技术与医学、农学有着不可分割的联系，是这些应用学科的基础，也能从应用学科中获取基础研究的源头活水。很多重大社会需求的问题会构成揭示自然规律的一些重大科学工程的出发点，如对艾滋病、肿瘤、人口控制、抗病虫植物等方面的研究。

5.产业化的速度大大加快。各种生物工程技术的发展，使得生物工程技术基础研究到实现产业化的距离较之以往大大缩短。

二、生物工程技术的应用

生物工程技术作为21世纪高新技术的核心，对人类解决面临的食物、资源、健康、环境等重大问题将发挥越来越大的作用。大力发展生物工程技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。近十几年是世界生物工程技术迅速发展时期，无论在基础研究方面还是在应用开发方面，都取得了令人瞩目的成就，生物工程技术的研究成果越来越广泛地应用于农业、医药、轻工食品、海洋开发及环境保护等多个领域。生物工程技术将是21世纪的主导技术之一，甚至可能引发一次新的工业革命，对人类社会的生产、生活各方面必将产生全面而深刻的影响。

1.农业生物工程技术。近几年来，国际农业生物工程技术发展之快，对农业产业结构的改善和产量增加的作用之大，已引起世界各国政府和科学家的高度重视。农业生物工程技术领域中研究最活跃的是应用转基因技术，将目的基因导入动植物体内，对家畜、家禽及农作物进行品种改良，从而获得高产、优质、抗病虫害的转基因动植物新品种，达到充分提高资源利用效率、降低生产成本的目的。

2.海洋生物工程技术。海洋生物学与生物工程技术相结合，产生了海洋生物工程技术这一新的领域。海洋生物工程技术作为加速开发利用海洋生物资源、改良海洋生物品种、提高海产养殖业产量和质量、获取有特殊药用和保健价值的生物活性物质的新途径，越来越受到人们的重视，许多国家已将海洋生物工程技术作为21世纪发展战略的重要组成部分。

3.轻工、食品生物工程技术。轻工、食品行业是生物工程技术应用的重要领域之一，主要体现在以下三个方面：一是利用生物工程技术进行农副原料加工直接制成商品，如发酵制品、酿造等产品；二是以生物工程技术产品为基础，进行二次开发形成的新产业，如低聚糖加酶洗涤剂、高果糖浆等；三是以生物工程技术为手段对传统工艺进行改造，从而降低消耗、提高产品质量。

4.医药生物工程技术。医药生物工程技术是生物工程技术研究开发的热点，近十多年来一些发达国家投放大量的人财物力研究和开发医药领域的生物工程技术，已取得新的进展，其中基因治疗技术和新型生物药剂方面的开发应用最为广泛。5.其他生物工程技术。随着世界生物工程技术的迅速发展，生物工程技术除广泛应用于农业、海洋、食品、医药等领域外，在其他诸如环境保护、石油化工等领域也开展了大量的研究工作。

三、生物工程技术产业发展趋势