前言:中文期刊網精心挑選了生物學和生物技術的區別范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
生物學和生物技術的區別范文1
【關鍵詞】生物技術 糧油食品工業
生物技術又可稱之為生物工程,主要包括分子生物學、微生物學、細胞生物學、生理學、免疫學、系統生物學等多種學科,并和計算機、化學等學科內容相互滲透成為一個比較綜合的學科,主要包括基因工程、細胞工程、酶工程等技術,其中基因工程是其主要的核心技術,該種技術主要應用在農業、植物、醫學、食品、動物等領域。應用現代生物技術可以按照人們的意愿創造出人們想要的物種,或者是具有全新的功能,或者是改造原有的功能使其更好的滿足人們的需求。
一、生物技術在糧食生產中的應用
生物技術在糧食生產中的應用主要有以下幾個方面:可以利用轉基因技術獲得產量更高,并有一定的抵御蟲害的作物品種,獲得營養價值更高的作物品種,此外,還可以利用細胞工程技術對植物進行無性繁殖,從而獲得高產量的作物,利用生物技術可以制造出無毒生物農藥從生產出更多的綠色產品。生物技術培育出的作物主要有三代,第一代是通過培育轉基因作物可以提高農作物抗蟲害的能力,目前種植面積比較多的是抗除草劑的農作物。第二代是通過轉基因來提高農作物的營養價值為主要特征。第三代是通過轉基因作物提高食品的免疫功能,即可以利用轉基因的作物來生產一些具有新功能的食品以及藥物。
二、生物技術在糧油加工中的應用
我國的糧油加工產品主要以初級產品為主,而在食品的精深加工方面比較落后,資源的深層次利用率比較低,而利用生物技術可以將產品原料加工成產品并實現產業化,通過對農產品的二次開發以此形成新的產品。利用生物技術可以快速的提高糧油加工的能力并提升水平,使我國的糧油加工生產能力能夠得到跨越式的發展。
三、生物技術在食品加工中的應用
生物技術已經滲透到了食品加工的各個方面,利用基因工程可以有效的改良發酵工業中的微生物菌種,對食品加工原料進行改造,提高氨基酸在食品加工中的含量,此外,利用基因工程還可以改進其生產工藝,進一步提高食品的營養價值。利用蛋白質工程可以創造出人類需求的不同功能的蛋白質新產品,可以更改酶的特性。在食品工程中酶技術的應用比較成熟,在糧油食品加工中應用比較廣泛的是酶制劑的應用,主要有釀造酶、蛋白酶、果品酶等。這些酶主要應用在果蔬加工,乳制品加工等方面。
四、生物技術與食品安全
生物技術在食品安全中的應用主要是轉基因食品安全問題。任何物種在進化過程中都會經歷自然選擇或者是人工選擇,他們能夠幸存的物種都是這兩種選擇的結果,不過是自然選擇還是人工選擇其實質都是遺傳變異選擇,在物種進化中遺傳是基礎,變異一定會存在。任何物種都是在遺傳的基礎上經過進化發展而來的,對遺傳變異進行人工選擇就是常規育種,而轉基因育種在本質上和常規育種并沒有本質的區別,轉基因的食品安全問題和其它新出現的技術一樣,只是在人類科學進步進程中新出現的科學問題而已,應該對以抱有正確的態度,深入的對其進行研究和探討。轉基因技術作為發展最快的新技術,正對人們生活的各個方面產生巨大的影響。
五、生物技術與食品安全檢測
食品安全越來越受到人們的關注,日常食品安全已成為人們生活的焦點,為了讓人們吃到更為安全的食品,對食品安全檢測技術的研究已經提上日程,而生物技術在食品安全檢測中的應用,發揮了較大的推動作用,并取得了不錯的效果。在當前的食品安全檢測中比較廣泛應用的生物技術有生物芯片、免疫技術等生物技術,通過這些生物技術的應用使得食品安全的檢測更加方便快捷而且靈敏度也比較高,人們對食品安全也更加放心。
六、糧油深加工生物技術的進展
在糧油深加工方面,美國主要利用酶以及發酵工程來進行糧油資源的開發,同時還利用基因工程等生物技術來改良農作物的性能,改善農作物所含的營養價值。生物技術在糧油加工中的應用主要有以下幾個方面,首先是利用生物技術進一步提高農作物的產量,并為農作物的生產尋找更好地的農業技術。通過新的生物技術的應用進一步改良農作物的品種,另外,還有利用農作物、農業廢棄物和加工副產物生產工業制品,包括生物能源、生物材料等。
七、結語
生物技術在食品糧油領域,在食品生產、糧油食品加工以及副產品利用等方面都有重要的應用,隨著基因組技術在農作物的成功實施以及深入開展,新一輪的農業技術革命將會展開。為此,要認識在糧油食品安全領域生物技術應用的重要性,并不斷在糧油食品加工中引入生物技術,以更好的促進糧油食品加工行業的發展。
參考文獻:
生物學和生物技術的區別范文2
[關鍵詞] 生物技術 主干課程 實驗教學 體系
實驗教學對于培養生物技術人才十分關鍵,尤其是主干課程的實驗教學不僅直接關系到學生的動手能力,還會影響到學生的創新精神和創新意識。江蘇大學生物技術系以培養高新生物技術人才為宗旨,經過多年的探索和改革,發展了以生化及分子生物技術為特色的專業。目前現有實驗教學和條件基本滿足學生需要,但是相對于生物技術迅猛發展,實驗教學內容、實驗教學管理體制等方面存仍在諸多不足,實驗教學體系仍需要進行完善。結合我校實際,為了充分發揮學生的學習主動性,培養具有創新意識的高新生物技術人才,結合我校實際必須盡快完善主干課程生物實驗體系。
一、現有實驗教學的弊端
傳統的實驗教學一直秉持實驗從屬與理論的原則,實驗教學的地位一直沒有得到足夠的重視。實驗教學內容雜亂,缺乏獨立性和系統性,實驗課繁多但課時偏少。實驗教學中仍然是以教師為主,學生為輔,學生的主動性受到極大地限制。實驗設備落后,實驗室的管理制度不完善。
實驗教學中,生物技術專業主干課程實驗貫穿學生大學學習的始終,對于學生素質的培養尤為關鍵?,F今的實驗教學水平無法培養符合社會要求的高素質生物技術人才,因此根據社會的需要建立新型的實驗教學模式勢在必行。
二、新實驗教學體系的探索與構建
1.確立實驗指導思想,明確教學目標,給實驗教學合理定位
實驗教學改革,必須首先進行實驗教學觀念的轉變,改變傳統的實驗從屬與理論的觀點,將理論與實驗有機結合,以理論指導實驗,同時以實驗實踐理論。同時改變以往教學中完全以教師為主的教學觀念,重視發揮學生的自主性、能動性,明確學生在實驗教學中的主體地位,在實驗中培養學生的動手能力和創新精神。實驗教學是以創新創造為核心的教育理念,培養學生實踐能力和創新精神為目標。確立實驗教學的獨立地位,即保證了實驗教學在整個教學體系中與理論教學具有同等地位,又可以充分發揮其在培養學生創新精神和實驗技能方面的重要作用。
2.構建實驗教學的新體系
生物技術的不斷發展對于生物實驗教學提出了新的要求,現今的實驗教學內容雜亂,缺乏層次性和系統性,為了適應生物技術發展的需要,培養高新生物技術人才,實驗教學內容必須進行細致的梳理,實驗教學系統必須進行完善。在實驗教學內容逐漸改革的基礎上實驗教學的方法也必須進行改進,實驗教學的設備也應該不斷更新,以實現實驗教學水平的全面提高。
(1)優化實驗教學內容。實驗教學效果與實驗教學內容密不可分,為了提高實驗教學的有效性,實驗教學必須結合教材內容,根據各年級學生的知識構成和接受能力建立系統的實驗教學內容,注意實驗教學內容在各年級之間的過渡。生物技術各學科本為統一的整體,相互之間存在著千絲萬縷的關系,在實驗教學內容的設計上應該考慮到這種學科的關聯性,不可將教學內容分裂開來,減少實驗教學內容的重復性,使實驗教學內容體系化。動物與植物實驗相結合,學生逐一進行觀察,通過動植物細胞的對比分析其中的區別,便于學生了解并掌握動物與植物細胞的區別。提高生物學習的趣味性和學生生物學習的效率。將細胞生物學和遺傳學部分實驗教學內容整合,如動植物染色體染色、標本制作以及有絲分裂和減數分裂觀察等。通過腫瘤細胞研究,可以從動物整體水平、細胞和亞細胞水平、分子水平和基因水平觀察和研究,將不同層次的實驗貫穿起來,從內容上體現多層次交叉,綜合課內知識點,突出創新能力的培養和綜合素質的鍛煉,改變了傳統實驗課門數多,學時少,實驗內容銜接性差和重復設置的現象。使學生能夠將孤立的基本實驗技能融會貫通地用到實際課題中去,使得書本與科研實踐有機的結合。
在優化實驗教學內容的基礎上,將實驗教學的內容串聯成線,創建并完善實驗教學的體系,建立基礎性實驗、綜合性實驗和設計型實驗等多樣化的實驗教學模式。使實驗教學更為符合現代生物技術發展的需要,使實驗教學更為符合時代的要求,提高實驗教學的科學性和有效性。
(2)更新實驗教學方式。為了提高學生的學習積極性,發揮學生的在實驗教學中的主體作用,實驗教學應該根據學生的實際需求,結合實驗教學的內容,建立開放式的教學方式。如“質粒DNA的快速提取實驗及凝膠電泳和轉化實驗”兩大系統。在實驗前鼓勵學生查閱資料對兩種實驗進行比較,通過教師的教學引導及實際的實驗操作,了解不同的電泳的實驗使用范圍、實驗方法和實驗特點,使學生在學習以上知識的基礎上加以理解,通過實際的實驗強化學生對知識的掌握熟練程度。此外,也可以在學生充分準備的基礎上,由學生提出自己的實驗方案,激發學生的學習積極性,提高學生的學習效率。通過實驗教學方式的適時更新,我校在培養學生的學習興趣及創新意識方面取得了良好的教學效果。
(3)實驗室管理科學化。實驗教學內容改革的同時,實驗教學的硬件設施也應該不斷更新。根據生物技術人才培養的需要,我校逐年添加新型教學設備,將實驗室由原來的兩間擴展至現今的五間,滿足不同實驗教學的要求。隨著實驗設施的增加,實驗室的管理也逐漸制度化,建立了實驗室功能分區,實驗器材借用審批備案,實驗設施使用規范及實驗設施使用安全等各項制度,實驗教學更為科學化、簡便化。
三、結語
經過幾年的探索和改革,我校的生物技術系實驗體系逐漸完善,生物技術人才素質的培養收效明顯。相信只要緊跟生物技術的發展趨勢,通過實踐發現實驗教學中的問題,分析存在問題,采取適宜的方式解決實驗教學中的問題,實驗教學體系將會日臻完善,生物技術人才的培養將會事半功倍。
參考文獻:
[1]韓文軍,李雄華,邢偉一,何鋼,王義強.生物技術基礎實驗教學的改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2006,25(16):1577-1579.
[2]姜舒.深化實驗教學改革,建立實驗教學新體系[J].高等建筑教育,2001,(3):45-46.
[3]肖紅利,郭澤坤,李亞敏.生物技術專業主干實驗體系的建立[J].高校實驗室工作研究,2007,92(2):34-35.
[4]朱晟,劉元濤,張福倫.實驗教學改革與培養學生創新能力的實踐及思考[J].實驗室研究與探索,2001,20(4):17-18.
[5]湯華,謝俊,向福英,韋雙雙,王羅霞.生物技術綜合實驗室管理科學化的探索與對策[J].海南大學學報自然科學版,2007,25(4).
生物學和生物技術的區別范文3
作者:馬超 蔣一婷 徐桂娟 鄭彩霞 單位:北京林業大學生物科學與技術學院
經過十幾年的不斷探索,北京林業大學生物技術專業形成了“一主兩翼,兩渠相融,三位一體”的人才培養模式,即以“學生獲取知識、增強能力、素質養成”為主線,以理論與實踐為兩翼,以第1課堂教學為主渠道,實現第1課堂與第2課堂2個渠道的融合,以及集理論教學、實踐教學和綜合教育3個層次為一體。目前,北京林業大學生物技術專業每年招生2個班,在校生人數維持在每年260人左右;在人才培養和科學研究方面均取得了優異成績,尤其是在生物技術專業招生質量逐漸下滑、畢業生就業壓力不斷增加的大環境下,仍然保持了招生錄取分數位居全校前3名和95%以上的就業率。但是,面對新的機遇和挑戰,深化北京林業大學生物技術專業人才培養體系的改革,突出人才培養的專業特色和行業特色,增加所培養專業人才的競爭力,仍應成為生物技術專業下一步發展的重點之一。因此,筆者在與生物技術專業學生、社會用人單位充分溝通的基礎上,結合自己近年來的教學體會,提出以下建議,以期對生物技術專業人才培養體系的完善有所幫助。進一步明確、細化生物技術專業人才培養的特色大學的辦學特色是學校生存和發展的核心競爭力,是一所大學的比較優勢和核心價值的體現[2]。加強辦學特色建設是林業高校生存和發展的需要,也是林業高校提升核心競爭力的需要。大學的學科建設是大學工作的龍頭,是最能體現辦學特色的因素,建設特色學科是林業高等院校加強辦學特色建設的關鍵;而建設有林業特色的學科就要突出重點,整合資源,搶占學科制高點,注重建設特色鮮明、優勢突出的學科群[3]。目前,全國開設生物技術專業的高等院校有幾百所,如果各高校的生物技術專業缺乏自己的特色、人才培養沒有自己的側重點,那么所培養的畢業生就難以在眾多的相同的專業人才中占得就業先機。北京林業大學生物技術專業設置的專業課程主要以生物學、生物化學、分子生物學、細胞生物學、微生物學、基因工程、細胞工程等為主,另外還設置了一些專業選修課。這種課程設置模式基本上是全國各高校生物技術專業普遍采用的模式,沒有體現出林業行業高校自己的專業特色和人才培養特點。同時,北京林業大學的生物技術專業與學校的生物科學專業相比,在課程體系、教學計劃、教學環節等方面,均大同小異,差異不超過15%。因此,建設體現林業行業特色和專業自身特色的課程體系應是北京林業大學生物技術特色專業建設的重點之一。目前,北京林業大學生物科學與技術學院擁有林木花卉遺傳育種教育部重點實驗室、樹木花卉育種生物工程國家林業局重點實驗室、北京林業大學毛白楊研究所、林木花卉良種繁育研究中心和北京林業大學中國林地資源利用研究中心;同時還擁有植物學、林木遺傳育種、野生動植物保護與利用、生物化學與分子生物學、微生物學5個博士學位授予權學科,以及農產品加工與貯藏工程和細胞生物學2個碩士學位授予權學科??梢?,北京林業大學生物科學與技術學院在林地資源的培育、開發和利用領域具有自己的資源優勢和學科優勢,并有多年的科研積累和人才培養經驗。因此,把“林地資源的培育、開發和利用”作為生物技術專業的人才培養特色和專業培養方向能夠充分反映北京林業大學生物科學與技術學院的科研特色和行業特色。在具體的人才培養過程中,可以將生物技術專業細分為“林地資源培育”和“林地資源開發與利用”2個專業方向,其中“林地資源培育”專業方向開設的課程以與遺傳育種相關的課程為主,側重于培養具有林地資源培育實用技術的專門人才;“林地資源開發和利用”專業方向開設的課程以與林地食用和藥用資源的開發和利用相關的課程為主,如開設藥用植物學、天然產物化學、生物藥劑學、生物藥物學、中藥新藥的研究與開發、藥物分析化學等,側重于培養具有林地資源開發實用技術的專門人才。在此基礎上,再圍繞特色人才培養的要求開設選修課程,并盡可能使生物技術專業的課程體系系統化,切實體現行業特色,加強學生專業技能的培養。例如,可以借鑒復旦大學生物技術專業的選修課體系,其系統地開設了天然產物化學、生物制藥、藥物分析方法與應用、新藥研發概論、藥物遺傳學、藥事管理學、藥學文獻檢索、藥用微生物學等30多門與藥學相關的選修課,充分體現了其生物技術人才培養的“藥學”特色。
精簡生物技術專業的課程體系,突出重點課程目前,北京林業大學生物技術專業的課程體系包括人文社科類基礎課、自然科學類基礎課、專業必修課和專業選修課4部分。人文社科類基礎課、自然科學類基礎課、專業必修課主要是依據教育部的生物技術專業規范而設定的,各個高校基本大同小異,所以專業選修課的設置成為體現專業培養特色的重要環節。北京林業大學生物技術專業由于沒有確立明確的特色培養方向,所以在課程設置過程中一度根據就業市場的變化而不斷地調整專業培養方向,且不斷地增加選修課的數量,希望課程體系能夠涵蓋本科畢業生就業、考研可能需要的所有專業課程。例如,由于生物制藥領域就業前景較為樂觀,所以為學生開設了生物制藥、藥理學、藥用植物學、藥用植物化學分析技術、藥政學等專業課程。這些課程的教學大綱主要參考藥學院開設的相關課程的教學大綱制定,對“如何與北京林業大學生物技術專業的知識背景相融合”“如何體現出與藥學院本科畢業生的專業區別”等問題缺乏深入的思考。顯然,單純地開設生物制藥方面的課程,尤其是完全照搬藥學院等其他院校相同課程的教學大綱,是不可取的,也無法體現北京林業大學生物技術專業的特色。目前,林業系統,尤其是林業基層單位,對林地藥用資源方面的專業人才需求巨大,尤其缺乏具有林業知識背景、熟悉林地藥用資源、具有林地資源開發利用技術和制藥專業技術技能的人才。因此,筆者認為,只有將生物制藥技術方面的課程,如生物技術制藥、藥理學、藥用植物學、藥用植物化學等課程,與“林地資源開發和利用”這一專業方向緊密結合,將北京林業大學生物科學與技術學院在林地資源的培育、開發和利用領域所具有的資源優勢和學科優勢與生物制藥技術相結合,才能使生物制藥技術落到實處,并使北京林業大學生物技術專業充分體現自己的人才培養特色。除了精簡生物技術專業的課程體系之外,還要突出重點課程。選修課程數量的不斷增加使學生的課業負擔加重,而思考和創新的空間被壓縮。以北京林業大學生物技術專業為例,大學3年級上學期的必修課學時就達414學時,再加上選修課的學時,總學時可達500學時。這意味著1個學期的開課數量超過10門,學生每天至少要進行6學時的課程學習,由此學生的學習壓力可想而知。另一方面,所開課程往往存在內容重復或相互重疊的現象。例如,生物制藥課程與基因工程、細胞工程、微生物工程、蛋白質與酶工程等課程就存在部分內容的重復,基因工程課程與分子生物學課程、細胞工程課程與細胞生物學課程之間也存在部分內容的重復。因此,筆者建議,要精簡課程體系,協調各門課程的授課內容,突出重點課程和課程重點內容,強調課程特色,以降低課時總量、減輕學生的學習負擔、激發學生的學習興趣,為鼓勵學生進行創新提供空間和創造條件。
加強自然科學類基礎課程與生物技術專業內容的銜接為了強調化學、數學、物理、計算機等自然科學類基礎課程對生物技術專業的重要性,教育部頒布的《高等學校本科生物技術專業規范》對這類課程的修讀學分做了硬性規定,如化學類課程不少于13學分,數學、物理不少于8學分,計算機類不少于6學分。在具體的實施過程中,各高校的生物技術專業更是進一步強化了對自然基礎學科尤其是化學類課程的重視程度。例如,北京大學生物技術專業規定學生需修讀20學分的化學類課程(含實驗)、8學分的數學類課程;清華大學生物技術專業規定學生需修讀14學分的化學類課程、12學分的數學類課程。而北京林業大學生物技術專業規定學生需修讀18學分的化學類課程、11.5學分的數學類課程,且學生修讀數理化和計算機等自然科學類基礎課程的全部學分需達到37.5分,占全部培養計劃總學分的24%。這使生物技術專業學生大學第1、2學年的絕大部分時間都用于課程學習了。但是,遺憾的是自然科學類基礎課程似乎正成為專業課程改革的死角。由于這部分課程均由理學院等外院教師負責講授,而授課教師對生物技術專業課程的需求缺乏了解,教學內容大多拘泥于講“試題”和“公式推導”,側重于推理、原理講解和邏輯分析,缺乏案例分析和應用,更缺乏與生物技術專業相關的案例分析和實際應用。例如,北京林業大學生物技術專業開設了高等數學和數理統計學課程(共計11.5學分),學習時間分別安排在3個學期,但最后的結果是當在專業試驗課程中面對簡單的試驗數據時,卻鮮有學生有意識地運用統計學知識;有的學生甚至連起碼的t檢驗和F檢驗都不知如何運用。因此,筆者認為,生物技術專業應該加強數理化和計算機等自然科學類基礎課程的改革,特別是要加強這些課程與生物技術專業內容的聯系,使學生能夠將基礎理論知識學習與專業技能應用緊密地聯系起來。進一步優化生物技術專業的課程布局由于人文社科類課程和自然科學類基礎課程的修讀學分占本科人才培養計劃全部學分的一半左右,所以很多高校將這2類課程放在大學第1、2學年集中開設,而把專業課主要安排在大學第3、4學年。然而,在大學第3、4學年,學生面臨著來自考研、出國深造、英語等級考試以及就業、畢業設計和科研實踐等方面的壓力,難以把全部精力放在專業課程的學習上。因此,筆者建議,高校的生物技術專業要打破目前的這種條塊化課程分配格局,將人文社科類課程適當分散安排在大學的4個學年里;將動物學、植物學、微生物學、生態學以及專業引導性課程盡可能安排在大學的第1學年,將生物化學、分子生物學等專業基礎課程盡可能安排在大學第2學年;同時將免疫學、遺傳學、細胞生物學等課程盡可能安排在其他選修課之前。這樣,學生既可以盡早接觸專業課程、掌握專業基礎知識、了解專業未來的發展方向,又可以提高學習基礎課程的興趣;更為重要的是能有效地緩解大學第3學年專業課學習的壓力,提高對專業知識尤其是其他選修課程內容的消化、吸收和創新能力。此外,在課程安排的細節上,應該認真考慮專業課程之間知識的銜接性。例如,目前生物技術專業將有機化學、生物化學課程安排在同一學期就有些不妥,應予以適當調整。加強生物技術專業工程類課程的“工”科內容北京林業大學生物技術專業是以理科為主、工科為輔的理工科復合型專業,人才培養目標是培養應用研究型人才。為此,北京林業大學生物技術專業開設了基因工程、微生物工程、細胞工程等工程類必修課以及蛋白質與酶工程、生物制藥等選修課程。然而從課程教學大綱來看,這些課程仍是以理論教學為主,適當搭配了一定課時的實驗教學,但幾乎沒有工科方面的教學內容。這勢必造成學生對生產設備缺乏必要的了解,在中試和生產車間實際操作環節中缺乏相應的生產設備維護、維修的基本知識。因此,筆者建議,對現有的工程類課程,要適當調整課程教學大綱,增加工藝學、設備、化工原理等方面教學內容的講授比例;同時開設1~2門工科類基礎課程,讓學生了解一些工科基礎知識。
加強生物技術專業學生科研素質的培養,規范學術道德培養學生的科研能力和創新能力,是新形勢下生物技術專業人才培養面臨的挑戰。因此,在傳授專業基礎知識和實驗技能的基礎上,培養學生文獻檢索、實驗設計、數據分析和論文寫作等科研素質是實現創新型人才培養的重要環節?,F在,很多課程的考核均采用撰寫論文或者綜述的方式,相對于傳統的閉卷考試來說,是一種有益的嘗試。但是,如何查閱文獻、引用文獻、撰寫論文,有些學生到畢業都沒有真正了解和掌握。在很多學生頭腦里,撰寫論文似乎就是百度、谷歌搜索外加復制、粘貼的過程;有的學生甚至認為只要不是全文照搬,經過適當拼湊加工就不算論文抄襲,更談不上對論文所引用、參考的文獻進行認真的選擇和甄別了。因此,筆者認為,在大學生入校之初,高校就應該開設“文獻檢索”必修課程,使學生掌握查閱中英文專業文獻的方法、了解文獻的引用規則以及撰寫科技論文的專業規范和學術道德。例如,浙江大學開設的“生物文獻檢索與論文寫作”、復旦大學開設的“科學研究方法與論文寫作”都頗有實用價值,值得借鑒。這些課程不僅有利于學生拓寬視野、培養查閱文獻的技能,更有利于提高學生對學術道德的認識。為此,筆者建議,北京林業大學生物技術專業可以嘗試將文獻檢索、實驗設計、生物統計、科技論文寫作等課程集合為一個模塊,作為學生的選修課,在大學第2學年開設。這將有利于提高學生的科研素質和學術道德。近年來,我國高等教育體制發生了巨大的變革,從20世紀90年代開始,合并、聯合辦學、共建等已成為高校體制改革的主題。過去條塊分割的高等教育管理體制正在被條塊結合的體制所取代,高等教育綜合化趨勢日益明顯。作為林業行業性高校,做好行業性與綜合性的融合工作將有利于豐富林業高等院校的內涵、增強學校的科研創新能力、提升學校對社會的貢獻力、提高林業院校畢業生的社會競爭力[4]。2010年,北京林業大學生物技術專業應屆畢業生(2006級)考研率達41.82%、就業率達94.55%,應該說又是成績卓著的一年。但是,挑戰依然存在,形勢依舊嚴峻。因此,加強生物技術專業的人才培養和課程體系改革仍不容忽視。通過明確、細化專業培養特色,調整課程體系,優化課程布局,加強課程間的銜接,適度調整理科、工科類課程的比例,以及加強學生科研素質的培養和學術道德的規范,可以使現有的專業人才培養體系更為科學、特色更為突出;可以進一步突出北京林業大學生物技術專業在“林地資源的培育、開發和利用”領域的專業特色,增強畢業生的社會競爭力,從而為我國林業領域培養一批既具有扎實的生物學基礎知識又具有較強的生物技術實踐技能的林業生物技術專業人才。
生物學和生物技術的區別范文4
該指令共五章,十八條,由于了解該指令有助于促進我國在生物技術發明方面的立法,鼓勵對生物技術發明的投資,促進生物技術發明在產業中的應用和傳播,我們將該指令翻譯如下。由于水平有限,不準確甚至謬誤之處在所難免,懇請各位專家予以指正。
歐洲議會和理事會
《關于生物技術發明的法律保護指令(ec/98/44)
1998年7月6日通過
1998年7月30日生效
《官方公報l類第213號》,第0013頁
歐洲議會和歐洲聯盟理事會
考慮到《建立歐洲共同體條約》,尤其是其中的第100a條
考慮到委員會的建議(注:《官方公報c類(ojc)第 296 號》,1996年10月8日。第4頁和《官方公報c類(ojc)第311號》。1997年10 月11日,第12頁。)
考慮到經濟和社會委員會的觀點(注:《官方公報c類( ojc)第295號》。1996年10月7日。第11頁。)
按照條約第189b條設定之程序(注:1997年7月16 日《歐洲議會的觀點》(《官方公報c類(ojc)第286號》。1997年9月22日,第87頁)。1998年2月26日《理事會共同立場》(《官方公報c類(ojc)第110號》1998年4月8日,第17頁)和1998年5月12 日的《歐洲議會的決定》(《官方公報c類(ojc)第167號》,1998年6月1日)。1998年6月16 日《理事會決定》。)
(1)鑒于生物技術和基因工程在廣泛的產業領域正發揮著日益增長的重要作用,而且生物技術發明的保護對共同體的產業發展將理所當然地具有根本性的重要意義;
(2)鑒于,尤其是在基因工程領域,r
(3)鑒于在全體成員國內有效和一致的保護對維持和鼓勵生物技術領域的投資非常重要;
(4)鑒于根據歐洲議會對由協調委員會批準的歐洲議會和理事會關于生物技術發明的法律保護指令的共同文本(注:《官方公報c 類(ojc)第68號》。1995年3月20日。第26頁。)的否決, 歐洲議會和理事會認為生物技術發明的法律保護問題需要明晰;
(5)鑒于由不同成員國的法律和慣例提供的對生物技術發明的法律保護存在差異;鑒于此差異可能產生貿易障礙,并且因此阻礙國內市場正常發揮其功能;
(6)鑒于該差異可能因各成員國采取新的不同的立法和行政慣例而進一步擴大,或者鑒于各國對這些立法的解釋導致判例法的發展不一致;
(7)鑒于在共同體內各國國家法關于生物技術發明的法律保護的不協調發展可能導致對貿易的進一步阻礙,以及損害這些發明的產業發展和國內市場的平穩運行;
(8)鑒于對生物技術發明的法律保護并不需要創設單獨法律以代替國家專利法的規定;鑒于為充分考慮滿足專利性要求的有關生物材料的技術發展,生物技術發明的某些特別方面需要調整到或加入專利法中,國家專利法的規定仍然是對生物技術發明給予法律保護的主要基礎;
(9)鑒于在某些情況下, 比如排除植物和動物品種以及生產動植物產品的主要是生物學的方法的可專利性,建立在以關于專利和植物新品種的國際公約基礎上的一些國家法的概念,對于生物技術和一些微生物發明的保護產生了不確定性;鑒于統一澄清這些不明確性是必要的;
(10)鑒于應該考慮到生物技術的發展對環境,尤其是這些技術的應用對發展能減少污染和更經濟地使用土地的種植方法的潛在影響;鑒于專利制度應該用于鼓勵這些方法的研究和利用;
(11)鑒于生物技術的發展無論是在健康方面和與傳染性、地方性疾病作斗爭方面以及在世界范圍內與饑餓作斗爭方面對發展中國家的重要性;鑒于專利制度也應該用于鼓勵這些方面的研究;鑒于這些技術在第三世界傳播和有利于有關群體的國際程度應予以增強;
(12)鑒于歐洲共同體及其成員國已簽字的《trips 協議》(注:《官方公報l類(ojl)第336號》。1994年12月23日。第213頁。)已生效,該協議規定專利權應當授予一切技術領域的產品和方法;
(13)鑒于共同體保護生物技術發明的法律框架,當適用于生物材料本身的專利性時可限于設定一些原則,這些原則特別旨在確定有關人體某個部分的專利性時發明和發現的區別,生物技術發明專利所提供的保護范圍,除書面公開外采用一種保存機制,及選擇對相互依存的植物品種和發明(或者反之)頒發非排他的強制許可;
(14)鑒于一項發明專利未授權持有者實施該發明,而僅授權其禁止第三方為工業或商業的目的而利用該發明;鑒于,實體專利法因此不能用于取代國家法、歐洲法或國際法或導致它們的多余,因為它們可以增加限制或禁止的規定,或者對研究進行管理和對該結果進行使用或商業化等,并尤其從公共健康、安全、環境保護、動物的生存、基因多樣性的保存以及遵循一定的道德標準等的要求的角度來考慮是這樣;
(15)鑒于各國專利法或歐洲專利法(《慕尼黑公約》)中都沒有一律排除生物材料專利性的排除性或禁止性規定;
(16)鑒于專利法必須同時尊重捍衛人的尊嚴和完美這一基本原則;鑒于聲明包括生殖細胞在內的、在形成和發展的任何階段的人體,以及關于其某個部分或某種產品,包括人類基因序列或部分基因序列的任何簡單發現,都不能被授予專利這一原則是很重要的;鑒于這些原則與專利法中的可專利性標準是一致的,即單純發現不能被授予專利;
(17)鑒于有從人體中分離或用其他方法取得的藥品的存在,它們在疾病處理方面已取得重大進展,并且這些藥品所用的技術方法的目的在于獲得同人體中自然存在的結構相同的元素;鑒于基于此,旨在得到或分離出對這些藥品的生產有重要價值的這些元素的研究工作應通過專利制度予以鼓勵;
(18)鑒于,由于專利制度未能提供充分條款以鼓勵對與罕見或“孤兒”疾病作斗爭的生物技術藥品的研究和生產,共同體和成員國有義務對這些問題作充分的反應;
(19)鑒于已考慮了“生物技術倫理影響咨詢組”對歐洲委員會的第八號意見的觀點;
(20)鑒于,由此應明確,基于一個從人體分離出來的元素或通過其它技術方法獲得的發明,只要有工業實用性,就未被排除可專利性,即使該元素的結構與自然元素的結構相同,條件是專利授予的權利不延及人體和處在自然環境中的組成元素;
(21)鑒于從人體中分離的或用其他方式產生的元素未被排除可專利性、因為該元素是用例如技術手段進行區分、提純、分類或在人體之外復制而產生,并且這是一些人類自己能獨立付諸實施但自然界自身不能完成的技術;
(22)鑒于對基因序列或部分基因序列的可專利性問題一直爭論不休;鑒于根據本指令,對涉及基因序列或部分基因序列的發明授予專利應與其他所有技術領域的可專利性適用同樣的標準:新穎性、創造性和工業實用性;鑒于基因序列或部分基因序列的工業實用性必須在專利申請中公開;
(23)鑒于未說明功能的單純dna序列不包含任何技術信息, 因此屬于不具有可專利性的發明;
(24)鑒于,為符合工業實用標準,當基因序列或部分基因序列用于生產蛋白質或其中某部分時,有時有必要指明生產了哪種蛋白質或某種蛋白質的哪個部分或指明其可實現什么功能;
(25)鑒于,為解釋專利授予的權利之目的,當序列的重疊僅涉及發明的非實質性部分時,每個序列應視為專利法中所說的獨立序列;
(26)鑒于,如果一項發明是基于人體的生物材料或使用了這些材料,在提交專利申請時,該材料從其身體中被提取的人應有機會根據國家法律表示自由的和被告知的同意;
(27)鑒于如果一項發明是基于植物或動物的生物材料或者是對這些材料的使用,在適當的情況下,專利申請應包含,如果知道時,這些材料的地理來源的信息;并鑒于這些不應影響專利申請的處理或授予的專利權利的有效性;
(28)鑒于本指令在任何情況下都不影響現有專利法的基礎,即對一項專利產品的新應用可授予一項專利;
(29)鑒于本指令不應影響排除植物和動物品種的可專利性;鑒于,在另一方面,有關植物或動物的發明具有可專利性的前提是此發明的應用在技術上未限于單個植物或動物品種;
(30)鑒于“植物品種”的概念已由保護植物品種的立法進行了定義,即類別由其染色體決定,并因此而具有個性特征并明顯區別于其他品種;
(31)鑒于以一個特別的基因(但不是整個染色體)為特征的某一植物群不受植物新品種保護,并且因此即使它構成植物新品種也不能排除其可專利性;
(32)鑒于,但是,如果一項發明僅為對某種特殊植物品種進行基因修飾,并且如果一個新品種是繁殖的,即使該基因修飾并非主要是由于生物學的方法而是生物技術方法的結果,它將同樣被排除可專利性;
(33)鑒于為本指令之目的有必要定義在什么情況下繁殖植物和動物的方法乃主要是生物學的方法;
(34)鑒于本指令對由國家、歐洲或國際專利法律中定義的發明和發現的概念一視同仁,不持偏見;
(35)鑒于本指令對國家專利法中關于對人或動物的外科治療方法和對人或動物的診斷或治療方法不具有可專利性的規定不持偏見;
(36)鑒于trips 協議已為世界貿易組織各成員國排除某些發明的可專利性提供了可能性,前提是為了保護公共秩序和公共道德,包括保護人類、動物或植物的生命或健康,或者為了避免對環境的嚴重損害而有必要禁止他們在商業領域內的利用,但這種排除不能僅僅是因為此利用被法律所禁止而作出;
(37)鑒于當發明的商業性利用違反了公共秩序或公共道德時必須排除其專利性這一基本原則也必須在本指令中強調;
(38)鑒于本指令的執行部分也應包括一個說明被排除可專利性的發明性的清單,以便為國家法院和專利當局提供一個解釋公共秩序和公共道德的一般指導;鑒于該清單顯然不可能列舉窮盡;鑒于其使用侵犯了人的尊嚴的方法,比如從人和動物的生殖細胞或全能細胞中生產嵌合體的方法,顯然也不應具有可專利性;
(39)鑒于公共秩序和公共道德尤其與各成員國承認的倫理或道德原則相對應,在生物技術領域,根據該領域的發明的潛在范圍和它們與生物的固有關系,該原則應得到尊重格外重要;鑒于這些倫理或道德原則補充了根據專利法在任一發明技術領域的法律審查標準;
(40)鑒于在共同體內一致的意見認為介入人類生殖細胞系列和克隆人違背了公共秩序和公共道德;鑒于因此應毫不含糊地排除對人類生殖細胞系的遺傳同一性進行修飾的方法和克隆人的方法的可專利性是很重要的;
(41)鑒于克隆人的方法可被定義為任何旨在,包括用胚胎分裂方法,制造與另一活人或死人的核遺傳信息相同的人體的方法;
(42)鑒于,除此之外必須排除為工業和商業的目的對人體胚胎的使用的可專利性;鑒于在任何情況下,這種排除并不影響為治療或診斷的目的而應用于人類胚胎且對其有用的發明;
(43)鑒于依照《歐盟條約》第f (2)的規定, 聯盟應尊重由1950年11月4 日在羅馬簽定的《保護人權和基本自由的歐洲公約》所保證的、來源于成員國共同憲法傳統的、作為共同體法的一般原則的基本權利;
(44)鑒于委員會關于“科學和新技術倫理問題歐洲組”應對生物技術領域的倫理問題進行評價;鑒于在此應該指出該小組僅從基本倫理原則的層面對生物技術進行評價時被咨詢,包括就專利法問題被咨詢;
(45)鑒于對改變動物遺傳同一性的方法,如可能導致動物痛苦,并對人和動物及由該方法產生的動物從研究、預防、診斷或治療的角度看沒有任何實質性醫學利益的,其可專利性應予排除;
(46)鑒于,根據專利的功能在于通過授予一定時間的排他性權利以對發明人的創造性努力給予回報,并以此鼓勵創造活動的事實,專利持有人應被授予禁止使用可自我復制的專利材料的權利,相當于應被允許禁止使用不能自我復制的專利產品一樣,即生產專利產品本身;
(47)鑒于當專利權持有人或經其同意,帶有受保護的發明的繁殖材料為農業之目的出售給農民時,有必要規定專利權持有人權利的首次弱化;鑒于首次弱化必須保證農民在其農場上為進一步增殖或繁殖之目的使用其收獲的產品;鑒于這種弱化的范圍和條件應當限于1994年7 月27日簽訂的關于共同體植物品種權的《理事會條例(ec)第2100/94號》的規定(注:《官方公報l類(ojl)第227號》。1994年9月1日。 第1頁。最后被《條例(ec)第2506/95號》修訂的《條例》(《官方公報l類(ojl)第258號》。1995年10月28日。第3頁)。);
(48)鑒于僅可以要求農民支付植物品種權共同體法中設定的費用作為要求弱化共同體植物品種權的條件;
(49)鑒于,專利權持有人也可以通過反對農民濫用這種弱化或反對沒能履行其承諾的培育者開發含有受保護的發明的植物品種以捍衛其權利;
(50)鑒于對專利權持有人的第二次弱化必須授權農民為農業之目的使用受保護的種畜;
(51)鑒于既然沒有關于動物品種權的共同體立法,第二次弱化的范圍和條件應該由國家法律、法規和實踐來決定;
(52)鑒于,在利用其特性源于基因工程的新植物方面,當對有關的類或種,該植物品種與現有專利中的要求保護的發明相比具有相當經濟效益的重大技術進步時,必須保證在繳納費用的前提下,能以授予強制許可證的形式獲得該植物;
(53)鑒于,在利用新植物方面,如果該新植物的特性源于基因工程中的新植物品種時,當該發明存在相當經濟效益的重大技術進步時,必須保證在繳納費用的前提下能以授予強制許可證的形式獲得該品種;
(54)鑒于trips協議第34 條包含了對所有成員國有約束力的關于舉證責任的詳細規定;鑒于,因此,本指令中沒必要作規定;
(55)鑒于根據第93/626/eec號決定(注:《官方公報l類(ojl)第309號》。1993年12月31日。第1頁。),共同體是1992年6月5日的《生物多樣性公約》的成員;鑒于,考慮到此點,當成員國應與本指令保持一致的法律、法規和行政規章生效時,必須特別注意該公約第3條、 第8(j)、第16(2)的第二句和第16(5)的規定;
(56)鑒于1996年11月召開的《生物多樣性公約》成員第三次會議在《決定》第Ⅲ/17中聲明“為作出關于知識產權權利與trips協議和《生物多樣性公約》之間的關系的共同評價報告,尤其是關于技術轉移、生物多樣性的保存和可持續利用,以及公平和平等地分享使用基因資源帶來的利益等主題,包括與生物多樣性的保存和可持續利用相關的知識的保護、革新和體現傳統生活方式的本土和地方社區的實踐,尚需繼續做工作”。已通過本指令
第一章 專利性
第一條
1.成員國應通過國內專利法保護生物技術發明。在必要的時候,他們應當根據本指令調整其國內專利法。
2.本指令不影響各成員國履行國際協議尤其是trips 協議和《生物多樣性公約》中規定的義務。
第二條
1.為本指令之目的
(a)“生物材料”意指含有基因信息的、 且能自我復制或在生物學系統中進行復制的任何材料;
生物學和生物技術的區別范文5
【摘 要】初中生物教學現狀不容樂觀。那么,在日常教學實踐中,生物教師如何提高生物課堂的生命力,來激發學生的學習興趣,體現生物課的科學價值,培養學生探究生物科學的意識,本文從四個方面進行了探討。
關鍵詞 生物課堂;生命力;教學方案;實驗
課堂教學是實施素質教育、培養學生個性的主陣地。不論是從科學發展,還是從實際需要看,我們都必須加強對學生的生物科學教育,尤其是必須加強中學生物科學教育。中學生物科學教育的主渠道是生物課堂教學,而當前初中教學現狀是,學生眼中的生物只是一門可有可無的副科,是非中考科目,從學校到學生,重視程度嚴重不足,讓生物課失去了它應有的意義。因此,如何提高生物課堂的生命力,激發學生的學習興趣,體現生物課的科學價值,并以此培養學生探究生物科學的意識,教師可以從以下幾個方面入手:
一、以教學大綱為中心,結合實際,設計高質量的教學方案
經過新課程改革,生物學課本與以前比較有了很大的變化,要是只是憑課本,很難達到教學目的的要求,生物課堂教學的目的要求要從知識教育、能力培養、思想感情三個方面綜合考慮,不能顧此失彼。所以教師要設計高質量的教學方案,才能在教學中做到有的放矢。
教學方案是教師對整個一課教學設計意圖的體現。教學方案設計的重點是教學過程的設計。教師在設計教學過程時,一定要針對學生已有的知識基礎,能力水平與思想水平,符合學?,F有的實際條件。這樣設計出的教學方案才切合實際,才具有可操作性。那種照抄書本或只摘錄知識要點、照搬他人的現成教案或用自己的舊教案的方法是極不可取的。
二、設計好每一個演示實驗和學生實驗,加強課堂教學的直觀性
生物學是一門實驗科學,觀察和實驗是生物學基本的研究方法。近期使用的各種版本的中學生物教材,都根據教學大綱的要求選編了大量的觀察和實驗內容。生物教師在教學中要充分發動學生,克服困難,創造條件,搞好教材中所選編的每項觀察和實驗的教學。通過這些觀察和實驗的教學,培養學生的學習興趣,調動他們學習的主動性,養成他們客觀的實事求是的科學態度。
教師在安排觀察、實驗內容的教學時要重視和設法克服教學內容、時間與自然季節不相符的困難。必須有計劃地做好觀察和實驗材料的采集、培植、飼養和保存等工作,否則過了適宜的季節,也就錯過了最佳的教學時機。例如在北師大版七年級上冊第97頁《觀察枝瘤》的演示實驗中,因為枝瘤形成的比較慢,所以必須要在提前一兩月準備該實驗。另外還有北師大版七年級上冊第89頁 《觀察土壤浸出液培養的幼苗》的演示實驗中,也要提前兩三周要準備好才能比較明顯地觀察到蒸餾水和土壤浸出液培養的玉米幼苗的長勢區別等等。
除此之外,還要合理選擇模型、投影、錄像等直觀手段,展示或再現不同的生物及其生命活動的情況,不僅可以形象、直觀地向學生傳授生物學知識,而且可以激發學生學習生物學的興趣,集中學生的注意力,還能打破時空的限制,增加課堂信息容量。這些都有利于提高生物課堂教學效率。譬如人教版八年級在講到生物反應器的時候有很多同學都不太理解,看了相配套的視頻資源以后,大家都對這一生物現象有了直觀的理解。如果教師長期都使用直觀教學手段,學生對生物學的興趣也會大大增加。
三、走出課本,拓寬學生生物知識面
要提高生物課堂教學效果,學生的興趣更是不容忽視的一個重要方面,在教學中如果始終脫離不了課本,那學生學習生物的興趣會慢慢消失。所以開展行當活動,提高學生的興趣在課堂教學中是不可缺少的。譬如,每節課還沒正式上課之前用幾分鐘時間,讓學生讓一個生物小故事,(全班同學輪流,但不能以任務的形式強加),學生就會在課余時間查找各種資料,這樣對提高學生學習興趣,拓寬學生知識面是非常有好處的,特別是對七年級的學生更是如此,因為他們在小學階段還沒有系統地接觸到生物學,這對他們在以后能否更好地學習生物知識有著莫大的關系。
再如,可以開展一個課堂上的“生物科學十萬個為什么”。每堂課剩余十來分鐘時間,讓兩三個學生提出自己疑惑或感興趣的課外生物學問題,再讓全班同學對所提的問題回答。這些問題盡量當堂課能解決,如果解決不了,讓學生自己下去通過各種途徑找答案,下堂課再作答。教師在這個活動中只是點評或引導,不能直接回答學生所提的問題。雖然生物學在初中階段只學習兩年,但是通過以上兩種方法,學生能在這段時間掌握更廣泛的知識。
四、結合實際情況,加強生物技術的實用性
要提高生物教學效率,還必須多創造學生接觸實用技術的條件,例如,在我們珠海地區,水產養殖業比較發達,同學們可以利用周六、周日,結合生物學的有關知識,對各類魚蝦等水生生物進行分類,向家長了解各類水生生物的生活環境和飼養方法。另外,讓學生留心身邊的生物現象,并用所學的生物知識加以解釋,例如樹葉從樹上落下來的時候,是正面朝上的機會多還是背面朝上的機會多,有些花為什么一天的不同時間會有不同的顏色,為什么小孩子生下來不用學就會吃奶等等。
找準課堂教學內容與生物實用技術的最佳結合點,加強生物知識與日常生活的緊密結合是展示生物課堂生命活力的必要補充。
提高初中生物課堂的生命力是每位生物老師都值得研究的永恒課題,因為它與教師所付出的努力是密切相關的。因此,我們必須根據新課程的要求備好每一節課,用生動的、充實的教學去吸引學生的注意力,培養學生學習生物的興趣,激發他們的求知欲,發揮學生的主體意識,讓學生真正參與到教學活動中,從中獲取正確的生物科學知識,養成探究生物科學的可貴精神,使我們的生物課堂展示它應有的生命活力。
參考文獻
[1]王風潔.如何實現高效課堂——淺談生物教學中的幾點認識,《教育藝術》2012年第7期
生物學和生物技術的區別范文6
關鍵詞:微生物學實驗課程;多學科融合;教學改革;教學質量;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)47-0108-03
微生物學是生物學和生命科學領域中極為重要的基礎性學科,同時也是生物工程和生物技術專業的核心課程。由微生物學的發展史不難看出,該學科最重要的特征就是具有實驗性和實踐性,同時具有很強的應用性。微生物學實驗教學既是對微生物基本理論的深化和鞏固,又是培養學生觀察能力、動手能力、分析問題和解決問題能力的最有效途徑,更是培養學生創新能力、科學思維和提高對本專業學習興趣的重要手段。因此,在開設微生物學課程時,微生物學實驗也是既重要又十分必要的課程。我校的生物工程、釀酒專業和生物技術三門本科專業盡管分屬于工科、理科性質,但均側重于培養本領域具有國際視野、創新思維和解決實際問題的高素質人才。特別是我校“國家生命科學與技術人才培養基地”的人才培養目標明確定位為“培養適合社會發展的具有創新精神、實踐能力和創業能力的新世紀高層次工業生物技術人才”。同時,微生物學是多個相關學科的聯系紐帶,特別是生物化學、分子生物學、細胞生物學和發酵工藝學等本專業的學科平臺課程和專業核心課程,均依賴于微生物學科的支撐。同樣,微生物學和微生物實驗課程的知識體系、基本理論和前沿進展又離不開其他學科的支撐,因此,在學科交叉與知識融合的背景下,在本科課程設置和教學模式改革中,我們特別注重微生物學實驗教學的教學模式改革和實踐效果。
一、微生物學實驗課程的傳統教學模式及不足
微生物學實驗是微生物學的重要組成部分,也是微生物學教學的重要環節。從培養人才目標上來看,微生物學實踐教學與微生物理論教學具有同等重要的地位,甚至更高。就我校生物工程專業,微生物學理論課程設定40學時,而實驗課程設定48學時,這也從一定程度上反映了實驗教學的重要性。傳統的實驗教學雖有區別,但總的來看多以單元操作實驗、結果驗證實驗為模塊進行課程設置,其出發點是以掌握基本實驗技能,加深基本概念和理論為目標的。就其出發點來看,傳統的實驗教學設置課程體系是發揮了良好的效果。但是,對照培養高素質、寬口徑和創新型生物工程人才的培養目標來看,傳統的實驗教學仍有一些不足之處,概況起來有以下幾點。一是在主觀認知上,認為實驗課的目的是驗證課堂講授的理論內容,常采用實驗課堂上教師單純講解示范,學生一味跟蹤模仿,造成了學生被動接受知識的效果。長此以往,實驗教學形式僵化,學生上課興趣降低,導致最終的教學效果很難達到預期目標。二是實驗教學內容的設計上呈現點狀式、碎片化特征,驗證實驗過多,綜合型、設計型實驗環節較少。這種實驗內容的設計優點是強調對基礎實驗技術的掌握,但是很難充分激發學生的創新思維和探索未知世界的興趣。三是實驗安排上采取每周有實驗,理論課和實驗課并行的特征,導致一些連續性的實驗難以及時完成。這種實驗課程學時的安排布局看似合理,實則不符合微生物學實驗的基本規律,因為有些微生物學實驗需要半天、一天甚至更長時間才能完成,而零碎的時間打斷了實驗的節奏,導致不可預知的實驗結果,更為重要的是沒有給學生充分的時間去思考、分析和吸收消化所學知識,教學效果肯定大打折扣。為此,我們在吸收、總結傳統實驗教學精髓的基礎上,根據工科專業人才的培養特征,探討和嘗試了一些微生物學實驗課教學的新舉措。
二、微生物實驗教學改革的探索與實踐
1.微生物實驗課程的體系改革。傳統的微生物學實驗主要包含無菌技術、染色技術、純培養技術、顯微技術這四大技術。如前所述,一方面,這些實驗技術是基本的微生物學實驗操作,隨著生命科學特別是微生物學科的快速發展,僅僅開設這樣實驗內容是跟不上學科發展的步伐的,因此微生物實驗教學體系結構也要有相應的改革和創新,必須體現新內容、新技術、新方法和新進展。另一方面,實驗課程通常將這些實驗技術分散在相對獨立的實驗單元中,各單元之間缺乏方法和內容的有機結合,形成割裂的教學效果,難以有效地培養學生完整的知識體系,融會貫通的理解能力。這種傳統的教學形式不利于創新型人才的培養。因此,我們在課程實驗教學環節,重構課程實驗的教學內容和課程體系,增加綜合和設計型實驗比重,進行基本技能和創新能力的交叉遞進式培養。
首先,通過單元操作技能訓練,培養學生的基本實驗技能(即染色技術、顯微技術、無菌技術、純培養技術)和動手能力。本部分內容主要包括細菌、放線菌、酵母和霉菌的形態學特征;微生物培養基的配制和接種;微生物培養基的配制與滅菌等。單元操作訓練是認識微生物、了解微生物的入門技能,也是開展微生物學研究和微生物工程必備基本技能。在開展單元實驗過程中,為提高學生的積極性和實驗興趣,首先結合教學錄像進行講解,在實驗的關鍵點設置思考題,在觀看錄像過程中,老師隨時就問題和學生互動,讓學生對實驗原理不僅要知其然,還要知其所以然。在問題設置上要能夠從細節入手,讓學生學會知識的交叉運用、思維方式的靈活拓展。如在進行培養基滅菌實驗中,首先設置問題1:常見的滅菌方式有哪些?其適用范圍和特點有哪些?根據所學理論知識和老師引導,學生很容易回答這個問題。接著,設置問題2:無菌操作時,超凈臺面和雙手表面如何殺菌?通過這個問題與接種操作技術結合起來。設置問題3:我們在消毒時為何用70%左右的酒精而不是用無水乙醇?通過這個將微生物學和生物化學兩個學科進行了有機交叉,實現了知識的融合。緊接著設置問題4:如果工程發酵罐中發現了噬菌體污染,如何消毒?這個問題將理論問題與發酵工程相結合,該問題要求學生既要掌握理論知識,也要熟悉發酵工業才能很好地進行回答。通過四個環環相扣的問題實現了知識的遷移、交叉和融合。其次是通過綜合實驗設計,強化學生基本實驗技能和微生物學基礎理論知識的應用。在這一部分中,首先由教師將一系列獨立單元實驗設計成圍繞為解決某一模擬課題而展開的系列關聯的實驗環節,然后學生利用微生物理論知識結合基本實驗技能,在遵循微生物基本原理基礎上在一定范圍內自主選擇實驗對象。讓學生學習和掌握相關的實驗技術和方法并學會對不同實驗結果進行分析比較。以自來水中大腸桿菌菌群檢測為例,利用微生物的生理生化實驗進行微生物的鑒定,并對照水質檢測的國家標準來安排實驗。在這個實驗過程中,不僅利用了微生物學基本實驗操作,而且還將大腸桿菌的形態學特征、生理生化特征以及菌種鑒定等知識融合到實驗中。更為重要的是,讓學生直接認識到微生物特別是大腸菌群在水質監測中作為指標菌的重要應用。再次,通過設計型實驗,提升學生利用微生物學理論和實驗技術開展工業微生物菌株選育的能力。在這一層次上采用學生自主設計、老師負責把關的開放式實驗教學模式,強化工程概念和實踐特征。學生通過完成前面兩個階段的實驗,對微生物基本理論和實驗技能有了較好的理解和掌握。在此基礎上,開放式的實驗教學按照自由組合分組、獨立設計實驗方案、協同完善內容安排、時間分配,強調團隊合作的基本原則開展實驗。老師在整個過程中要起著引導、啟發作用。例如:以“從自然界中篩選產酸性淀粉酶(或有機酸)的芽孢細菌”研究課題開展實驗為例。學生需要完成如下工作:通過生境分析明確采樣地點;完成采樣并查找或自行設計快速檢出方法;進行富集和選擇培養;篩選獲得相對優良的產生菌株;初步鑒定和發酵實驗。整個環節的完成不僅可以提高學生對實驗課的學習興趣,強化團隊協作能力,更重要的是使他們獲得一個真實的實驗研究過程的鍛煉。最后,設置交叉學科的創新課題,引導學有余力的同學積極參與授課老師的相關科研課題,激發學生對生物工程和生命科學的興趣。如前所述,微生物與分子生物學、生物化學、遺傳學、生物信息學等學科有著廣泛的交叉與聯系,當今工業微生物育種技術在多學科交叉融合的發展趨勢下取得了長足的進步。因此,培養創新潛力大、科研素質高的學生,普通的實驗設計難以滿足需要。我們在不斷的探索過程中,初步形成了創新課題的形式,讓部分學生真正參與到科學研究的第一線。創新課題實驗按照學科交叉、由易到難、注重創新的原則設置。在學生能夠獨立完成小型課題的基礎上,再進一步融入到研究生課題的探索中。如,以“表達綠色熒光蛋白的重組大腸桿菌構建”為課題,將微生物學、分子生物學、生物化學、基因工程、生物信息學等相關學科知識交叉、融合其中,讓學生在探索中創新,在創新中實現寬口徑、厚基礎型的人才培養目標。
2.微生物實驗課程的課時安排和考核模式改革。如前所述,傳統的實驗教學課時安排導致不適宜于微生物實驗課程的開展。為了避免分散的課時導致教學效果的降低,教務部門在安排班級教學任務時,會統籌考慮不同課程的差異性,在協調優化課時安排的基礎上,排出相對完整的時間安排微生物實驗課程教學。另外,任課教師統籌利用下午和晚上連續較長的時間開展教學工作。實踐證明,優化課程學時結構,合理安排教學課時能夠保障實驗的連貫性、一致性,提高學生的積極性,從而顯著提升教學效果??己耸菍嶒灲虒W體系的重要環節,是評估學生學習成效的重要手段。傳統微生物學實驗考核方式相對單一,通常以實驗報告為主,考勤情況等為輔綜合評定的方法作為考核手段。這種評價方法盡管具有標準公平、成績公正、易于操作等優點,不足之處在于導致學生僅注重實驗結果和實驗報告的書寫,而忽視了實驗過程中發現問題、分析問題和解決問題能力的培養,更重要的是這種考核模式難以真實反映學生對微生物學理論和實驗技能的綜合分析能力和創新能力。因此,我們也對微生物學實驗課程考核方法進行了一些探索和嘗試。
首先,我們認為考核的內容不僅應包括對實驗原理的理解和基本實驗技能的掌握,還應包括分析和解決問題的能力、團隊協作精神以及科學嚴謹的態度。因此,實行實驗過程與結果并重的考評方法對于培養學生良好的實驗技能和求真務實的科學態度很有必要。
其次,在加強對實驗課程的管理和考核規范的前提下,淡化和簡化實驗報告中操作步驟按部就班的抄寫,注重結果分析和討論,并在實驗結束后布置一些開放性的思考題讓學生完成。這樣,不僅能促使學生通過查閱資料解決問題,增強其學習主動性和分析問題的能力,也能避免學生對實驗結果作假和抄襲實驗報告的現象發生。
再次,分類考核,全面考查。對于一次實驗課能夠完成的單元操作實驗,指導教師應當場檢查學生的實驗完成情況和結果,發現問題當場指出并評定課堂表現成績。教師將根據實驗課堂表現和實驗報告完成情況,對每個單元實驗的綜合成績進行評分。對于需要多次實驗才能完成的綜合性和設計性實驗,要求提供詳細的原始記錄、實驗結果分析報告作為實驗成績考核的重要依據。
三、結語
江南大學生物工程學院的微生物學理論教學和實驗教學在多年來不斷探索和改革的過程中,逐漸形成了具有特色的學科平臺課程。在教學過程中,微生物學理論課老師一般都要擔任微生物學實驗教學課程,這樣老師能夠更好地自主協調和平衡理論教學與實驗課程在時間、節奏和進度上的合理安排,從而使二者能夠相輔相成,相得益彰,整體上提高微生物學的教學水平和質量。通過單元操作實驗、綜合實驗、設計實驗和創新實驗等由易到難、由淺入深的實驗內容結構安排,對學生更好地理解和消化理論課,培養學生動手能力、創新能力有重要的意義。
參考文獻:
[1]諸葛健,李華鐘.微生物學[M].第2版.北京:科學出版社,2009.
[2]周宜君,劉越,戴景峰,等.微生物學實驗教學改革探索與實踐[J].微生物學通報,2009,36(10):1609-1613.