時間：2023-01-13 12:55:25
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在進行學院轉型和專業教學改革的過程中，需要遵循重要原則是相應的學科與學校轉型相適應，首先各個專業教學的改革要與學校轉型的程度相一致，只有這樣具體的專業調整才能夠和學校相適應，有效地借助于院校的優勢進行專業教學的改革。另外，學科的發展和改革離不開學校轉型的幫助，只有遵循學校轉型的規劃和方向，才可以實現有效的學科規劃?？偠灾瑑煞矫娑际窍⑾⑾嚓P、相輔相成的，只有兩者積極配合，才能夠實現有效的教學改革和教學實踐。
2.學生特點與專業改革相融合
在進行教學轉型和教學改革過程中，還要能夠實現學生特點和專業改革的融合。因為學生是教學的主體，無論是專業教學還是院校的轉型，學生永遠是這些活動的中心。如果學生無法適應這些教學的改革，無論改革理念有多么先進，這些改革注定是要失敗的。所以，在進行教學改革和教學轉型時，必須要實現學生與教學的一致，實現學生能力、學生特點與教學理念、教學改革的相統一，只有如此，才能讓后續的工作按照既定的方向和目標進行下去。
二、生物工程專業在教學轉型過程中存在的問題
1.學科定位、專業設置不夠合理
生物工程專業在教學過程中出現的一個突出問題是學科定位、專業設置不夠合理，這阻礙了教學的進步。地方院校生命科學院設置的生物工程專業的課程設置、學生數量、就業狀況、存在的問題，課程比例不協調，一般課程和專業課程的比重不夠和諧，往往容易造成專業課程稀少，一般課程較多的現象，不利于學生專業能力的提高；學生數量不穩定，每年的招生計劃不夠穩定，這必然不利于對人才的培養；在就業上，由于學生素質、教學質量、教學體系的不夠完善，使得就業也成為了一大問題。
2.教學理論與實踐矛盾突出
在教學中出現的另外一個問題是教學理論與教學實踐的嚴重脫節。教學與實踐脫節、教師與實踐脫節、課程設置與實踐脫節等現象的產生，使教學秩序混亂，理論化過于嚴重，實踐性很差，這必然不利于學生本身的成長。可見，理論和實踐的突出矛盾是影響教學改革的突出因素。
3.教師考核方式不靈活阻礙教學轉型
教師的考核方式不靈活也阻礙了教學改革及院校的轉型。在很多的考核中，考核方式單一模式化，這在很大程度上影響了教師主動性的發揮和創造力的培養，抑制了教師的活力和激情。目前對教師的主要考核方式還停留在對單純的課堂講授、教案等純理論上的考核，在教師職稱的評定方面也是唯科研項目和是好，所謂教學成績的評定也是純紙面上的指標。單一的考核方式讓很多教師不得不去為了應付相應的“政策”做一些無用功，很少有自己的精力和時間去研究教學，無法和學生展開深入探討和分析，這對于教學實踐和教學改革是相當不利的，只有加速教學改革，深入院校的教學轉型，才能夠不斷地提高教學質量，為國家和社會培養出更多優秀人才。
4.學生的綜合能力無法滿足教學改革的需要
學生的綜合能力無法滿足教學改革的需要是一些院校轉型過程中面臨的重要問題。由于學生是所有教學活動的主要力量，學生的參與是教學活動的根本。學生缺乏能動性和動手能力與創造力等問題嚴重影響到了教學的改革。如果學生的綜合素質無法滿足教學改革的條件，那么所有的教學轉型和教學改革將不能得到深入開展和實踐。我們要清楚地看到，學生缺乏能動性和創造力的根本原因所在，歸根結底是我們的教學體系、制度存在不少問題。所謂“一代新人趕舊人”，我們要始終相信學生的潛力是客觀存在的，關鍵是看培養機構有沒給他們提供發揮潛能的機會與平臺。因此，要想實踐生物工程專業教學改革和院校的有機轉型，就必須首先提高學生的主觀能動性和動手能力，提高他們的潛在素質，提高他們的根本實力，適應教學改革。
三、如何實現地方院校生物工程專業教學的改革及轉型
1.學校加強頂層設計，從整體上把握改革方向
實現生物工程專業教學的改革和院校教學轉型，首先要站在學校的立場加強頂層設計，從整體上把握教學改革的方向。廣泛聽取學生、教師、和社會需求的呼聲，在管理制度，對教師考核晉級，對學生學習效果的考核方式、培養與就業模式等方面做出制度性的改變。改變傳統、落后的教學形式和管理制度，站在人性化的立場進行分析，結合時代的要求和素質教育改革的根本需要來確定改革的方向，科學、理性地把握改革目標，力求實現成功的教育轉型。
2.徹底改變課程設置與教學模式
要徹底改變原有的，不合理的課程設置方式和教學模式，調整理論課和實踐課的比例，不斷地強化素質教育，特別是對生物工程專業來說，要逐步改變重理論課、輕實驗課，重閉卷理論考試輕動手操作、設計能力，重課堂輕社會實踐等種種弊端。建議大學學習全程開展理論占三分之一、實驗課三分之一、工程實習三分之一的時間分配的教學模式，不斷強化實踐課的學習，在這個過程中不斷地增強學生的動手能力和實際操作能力，提高他們的創新能力和思維能力，只有這樣才能夠讓學生在以后的人生走得更遠。
3.加快師資結構與教師隊伍的轉型
加速師資結構的調整和教師隊伍的轉型，首先要考慮不斷地聘請科研一線、生產一線、管理一線資深人員進課堂講課，培養理論實踐結合型教師隊伍；其次，加強對在編教師的引導和時間能力的培訓，尤其是對年輕教師的引導和培訓，他們充滿激情與活力，精力充沛，干勁十足，要鼓勵他們多下企業，沉到生產一線，打造一批精干的實踐與理論結合型教師隊伍。這首先需要學校從對教師的評價制度方面進行引導，這樣才能真正湊效。對于那些多年來一直以理論教學為主的老師，應該讓他們繼續開展理論教學活動，因為要改變他們往往較為困難。對于年輕的教師來說，要加強對他們的重點培訓，讓他們在懂理論的基礎之上增強自己的實踐能力和動手能力，不斷地提高他們自身的素質。只有這樣，他們在教學中才能夠做到游刃有余，為學生進行有效指導，從而提高學生的學習效果，促使他們進步和成長。
4.學校加強學生實踐基地建設
生物工程專業對學生的動手能力和實踐能力都有很高的要求，因此，要想增強學生的實踐能力，可以加強學生實踐基地的建設來實現。就學校而言，可以與社會上的企業進行合作，讓學生有地方實習，有機會練手，或者可以定期組織學生到相關的單位進行學習和鍛煉，不斷地強化學生的實踐能力。不僅如此，學校也可以增設實驗室，給予學生充足的課外空間，給他們足夠的實踐機會進行學習和鍛煉?？偠灾?，只有加強學生的實踐能力，才能夠從根本上促進他們成長，為他們以后的工作打下良好的基礎。
5.改革對教師的評價方式
教師是教學活動的中堅力量和靈魂所在，要改變傳統錯誤的教師評價方式，尤其要改革職稱評審中重課題、論文和課堂教學的純理論式的評價方式，從評價機制上激發教師轉型的積極性。這勢必存在一定的困難，因為職稱評定是省一級行政部門主管制定政策，單靠學校很困難。所以很多問題可以探討，但實施很難。另外，教師也要提升個人的內在自覺，不斷地強化他們的軟實力，塑造高貴的靈魂和較高的社會責任感，增強個人的責任意識和奉獻精神?？傊?，要善于從多方面來加強對于教師的培養，不斷地進行師資的整頓和教育，只有這樣才能夠促使教學以更加積極健康的姿態成長，培養更多優秀的人才，為國家和社會貢獻自己的力量。
二、改革具體措施
1.堅持以教學為中心，科研促進教學?？蒲惺谴髮W活力的源泉，以科研促進教學是提高大學教學質量的重要途徑[3]?？茖W研究不僅可以增強教學的深度、拓展教學的廣度，而且可以更新教師知識結構、完善教師的知識體系，提高教學效果。高校教師既要從事教學，又要進行科研，要將二者有機結合，以科研促進教學。我院提出了以行業產業為導向的生物工程卓越工程師培養模式。在培養應用型創新人才的辦學定位基礎上，以教學為中心，根據經濟社會發展需求和自身條件、發展潛力，繼承辦學傳統，不斷深化人才培養模式改革，明確了“堅持立足地方、依托地方、服務地方的辦學方針，依托四川及成都市現代生物產業，堅持以生物產業發展對人才的需求為導向”的辦學理念。我院堅持以現代產業發展對人才需求為導向，構建了以產學研戰略聯盟為平臺，學科鏈、專業鏈對接產業鏈的辦學模式。已在全院范圍內努力營造了“產學合作、工學交替”的良好氛圍。使“以教學為中心，科研促進教學”成為學院的共識和自覺行為。
2.強化培養學生的工程能力和創新能力。我們將具備一定專業知識并能運用所學知識完成工程項目的能力稱為工程能力。就目前社會所需來看，我們的學生在這方面還存在著巨大的不足。因此，強化培養學生的工程能力有助于他們今后在走入工作崗位時更好地解決實際困難。例如，在實踐環節方面，圍繞學生的工程實踐能力的提高，盡力運用校內外資源，為學生設置工程實踐與鍛煉環節。通過生產實習，幫助學生建立專業與工程的概念。大力培養學生的動手能力，尤其重視對學生實驗技能的培養，越是基礎的實驗要求越嚴格越規范，做到讓每一位學生都能帶著嚴謹的態度操作每一個實驗項目。強化創新能力是人才培養中的一個重要內容，是科技活動的靈魂。在科技活動中培養學生的創新能力至關重要[4]。鼓勵教師在教學方法上做出一定的創新，通過與學生之間的互動，將創新思想引入課堂，激發學生的創新意識，從而啟發學生的創新思維，最終樹立起自己的創新觀點。運用創新的教學模式，例如通過多媒體形式將世界最新科技引入課堂，組織一場針對最新科技的討論，讓學生像參與者一樣體會整個項目的策劃實施。
2提高工程實踐能力的方法探索
四川理工學院生物工程學院作為地方工科院校，培養的是具有工程專業技術人才，因此一直以來非常重視學生工程實踐能力的培養，針對新進教師沒有或缺乏工程實踐能力的現狀，積極采取措施，形成了一套行之有效的培養青年教師工程實踐能力的方法，為培養卓越工程師提供了保障。
2．1企業掛職鍛煉企業是最直接培養工程師的搖籃。選派教師到企業去掛職鍛煉是提升工程實踐能力最直接的方法。對于地方工科院校，為地方經濟服務是我們這類高等院校的職能之一。我院與地方企業，比如瀘州老窖股份有限公司、保寧醋有限公司等十余家企業有著長期的良好合作基礎，學院的一些老教師也被聘為這些公司的顧問，因此通過這些途徑，我們將青年教師有目的的選送到這些企業進行為期6－12個月的掛職鍛煉，這些青年教師通過在這些企業做掛職鍛煉，對企業的感性認識上升到理性認識，不僅僅是工程實踐能力的提高，在管理水平等其他方面也得到了鍛煉。
2．2崗前培訓對于新進教師，在上崗之前進行相關的培訓是提高教師素養必不可少的環節。對于工科院校，特別是在畢業環節中對于學生的畢業設計要求必須占有較大的比例。這就要求教師必須有工程實踐經驗才能去指導學生。因此我們首先組織新進教師到企業參觀，同時還請有工程實踐經驗的老教師做相關的培訓，并建立建立青年教師導師制，由學校內經驗豐富的老教師來擔任指導老師，定期對青年教師的教育教學實踐等方面進行指導。
2．3指導校外實習對于工科學生到工廠實習是實踐教學不可缺少的環節。對于新進教師由于來自不同的學校或不同的行業，因此對我校原有的一些實習基地不熟悉，對這些工廠的生產情況也不太了解。我們由有經驗的老教師和新進教師組成校外實習指導小組來指導學生實習，一方面新進教師可以跟老教師學習如何帶實習，另一方面老教師在給學生安排實習任務的時候其實也是在給新教師安排實習任務，讓新教師在這些廠里面去深入學習，向工廠里工程實踐經驗豐富的師傅請教，提高自己的工程實踐能力。
2．4指導課程設計、畢業設計課程設計及畢業設計是培養學生綜合運用所學理論與技能分析解決實際問題的能力，全面、系統、嚴格地完成工程設計基本訓練的重要實踐教學環節，它不僅能提高學生能力，同時對教師的能力提升也是行之有效的途徑。畢業設計的題目可以和教師的科研有機的融合，這樣既鍛煉了學生的工程實踐能力，又督促教師對新的問題進行思考和再學習。對于常規的課程設計，我們也是采用“老帶新”的方式，讓沒有工程經驗的青年教師跟著老教師學習;對于畢業設計題目則主要采用和教師科研相結合的方式，近年來我們有80%的設計題目是源于教師的科研，很多教師的科研項目都是和學生共同完成的，這大大促進了教師和學生的科研積極性。
2．5指導實驗通過動手做實驗，教師才能了解本專業對于實踐能力的要求，熟練掌握本專業所開設的實驗。通過參與實踐教學環節的指導，一方面可以發現自己存在的問題和具體專業實踐能力的缺乏，及時學習提高，另一方面也可以發現學生在實際應用中通?？赡艽嬖诘膯栴}，以便在今后的教學中可以有針對性地強調和解決。新進教師對于以后是否會帶實驗課，學院都要求先到實驗室實習，通過準備實驗及動手實驗，了解實驗室有哪些儀器設備，這些儀器設備是如何進行操作和管理的，這樣也有利于教師指導學生實驗，同時也有利于教師在進行科學研究時能根據學校現有的條件來制訂實驗方案，有效的利用現有的資源來完成相關的研究課題，做到有的放矢。
2．6依托學術團隊和研究平臺、參與橫向科研課題企業提出的研究課題一般是市場需求的、企業亟待解決的、多學科交叉的問題，具有較強的應用前景，在一定程度上代表著學科發展方向。如果青年教師參與到這些課題中就可以站在學術前沿，并且有學科知識淵博的資深專家學者和工程實踐經驗豐富的專業技術人員給予指導，有企業研發團隊的支持，這些完全可以促使青年教師不斷優化自己的知識結構、能力結構，不斷拓寬學術視野，將理論性與應用性、學科的單一性與交叉性、學術研究的嚴謹性與實際工作的靈活性融會貫通，提升自己的科研能力，鍛煉自己的實踐能力，積累工程實踐經驗。生物工程學院于2012年專門成立了科研團隊，要求科研團隊中必須有合理的人員結構，青年教師要加入到團隊中，在團隊中得到成長，同時充分發揮老教師的引領及指導作用。同時生物工程學院還擁有“釀酒與生物技術四川省重點實驗室”，“國家固態釀造工程中心”等重點科研平臺，依托重點科研平臺，搭建了適合生物工程專業教師進行工程訓練與創新培養的科研與教學平臺，這都使得教師的工程實踐能力得到了極大的提高。
2．7參與行業的會議交流、短期培訓通過參加生物工程行業各個專業委員會的會議以及有關的短期培訓，有利于教師獲取最新的市場動態信息;了解行業生產中遇到的問題及相關的解決方法以及可能存在的解決方法;同時了解市場上新產品利益特征;近年來我們選派了青年教師參加了“生物技術工業高峰論壇”、“全國及省調味品行業協會工作會”、“乳酸菌與健康國際會議”等，教師在這些培訓中獲益匪淺。
2．8選派到企業做博士后依托企業博士后工作站，讓青年教師深入生產一線，發揮專業特長，有針對性地主持產品研發、從事科研攻關，把理論知識和具體的生產實踐需求相結合，這要更能有效的鍛煉教師的工程實踐能力。瀘州老窖股份有限公司、劍南春股份有限公司這些和我們學院具有良好合作基礎的企業都有博士后工作站，我們鼓勵青年教師到這些工作站去工作，現已有2名博士從站里出來并在工作崗位上發揮重要的作用，我們還將繼續派出更多的博士到企業去做博士后，為我們以后的工程師搖籃提供有力的師資保障。
2．9參與實驗室建設近年來學校對我院的工程實踐教學方面的投入資金不斷地加大了，相繼建成了“食品與發酵工程實驗教學中心”、“天然產物提取實驗室”、“果酒釀造中試車間”、“清酒釀造實驗室”、“調味品釀造實驗室”等相關專業教學與研究中心，同時學校還在建設二期工程，進一步加大實驗場地及設備的投入。在這些教學與研究中心的建設過程中，我們邀請青年教師積極參與驗室整體規劃，儀器的調研、采購和安裝及調試等。一方面在實驗室建設過程中教師更了解實驗室的設置、儀器的性能，另一方面在實驗教學過程中能給學生透徹地講解，也利于開設新的實驗項目。同時通過辛勤勞動的付出，他們更能懂得珍惜和愛護這些設備，使設備能充分發揮其作用。
2．10指導大學生課外科技活動課外科技創新活動是培養學生科技創新精神和科技創新能力的重要載體，是實現科技創新教育目標的重要方式。當前我國有大量面對高校大學生開展的課外科技活動，在高校的“第二課堂”中占有重要的比例比如挑戰杯，國家、省和學校的大學生創新基金，這些都要求指導教師要有較高的教學水平、科研創新能力，這樣才能引導學生研究問題、幫助學生解決創新活動中遇到的問題的能力。同時在指導學生進行課外科技活動中能進一步完善自身知識結構，改進思維方式，研究新情況，解決新問題，指導教師的教學水平和實踐能力的提高也有極大的促進作用。近六年來，獲學校審批大學生課外科技活動項目110余項(其中瀘州老窖科研獎學金項目共立項29項)，共發表學術論文142篇，有30多人次在校內獲獎，推薦的優秀成果參加全省和全國的“挑戰杯比賽”，有5個項目25人次獲獎。生物技術與工程協會榮獲第四屆“全國高校優秀社團”榮譽稱號。這都極大了鍛煉了教師的工程實踐能力。
乳酸菌的細菌素本質為蛋白質,可以當作防腐劑容易被胃酶講解,擁有相對較好的理化與抑菌特點。當前,nisin與microgard已經運用在乳食產品防腐劑中。nisin作為乳酸乳球菌亞種的一項分泌肽,大量的革蘭氏陽性菌與少量的革蘭氏陰性菌具備一定的抑制作用。在上世紀中期nisin主要用在對芽孢生長菌成長的控制與有效延長乳制品等的貨架期。目前,FDA已經通過有關部門批準可以運用在融化干酪相關抗菌劑。除去當作食品的防腐劑之外,nisin可以當作醫療制劑運用在牛炎的治療中。另外,microgard還是一種具備抑制性的革蘭氏陰性菌與真菌細菌素,可是其不能抑制革蘭氏的陽性菌。例如美國的1%microgard溶液普遍運用在保存鄉村干酪。同時microgard能夠有效控制瑞士干酪皮的出現的腐敗問題。運用定點突變的作用,例如蛋白質相關生物工程技術能夠有效拓寬細菌素相關狹窄的抑菌普?，F階段,已能夠克隆與測序nisin形成的相關基因,可以實現定位在質拉或是染色體DNA中編碼等的克隆與測序。大量細菌素基因可以定位于接合質?；蚴寝D座子上,比較便于基因轉移至其他相關微生物。
1.2促進干酪成熟
干酪的成熟期相對較長,冷藏與庫存的費用也比較高。對此,促進干酪的成熟已經成為干酪研究的主要內容。促進干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶類和經過基因工程技術修飾之后的如霉菌促進干酪的成熟。許多學者都重點研究基因工程技術的乳酸菌修飾,能夠加速干酪的成熟,擁有相對良好的抗噬菌體能力。充分運用蛋白質的分解陰性等促進干酪的成熟。另外,乳糖代謝之后的陰性乳酸菌能夠以高密度進入干酪的凝乳當中,促進干酪的成熟。相對較強的蛋白質分解能夠有效加速苦味肽進一步生成。對此,蛋白質所分解的陰性菌體和一般菌株混合運用可以有效促進干酪的成熟。
2生物工程技術的育種手段
2.1原生質體融合
原生質體的融合技術作為創建雜合微生物的主要工具,其能夠把相對較好的菌株形狀有效結合在相同的菌株中,在乳酸菌的育種方面有著深遠意義。在原生質體的融合過程中,可以先運用酶除去兩個親體的細胞壁,從而是使菌體細胞可以在高滲的環境當中釋放原生質體,同時在高滲環境下實現混合,然后通過聚乙二醇的促進,可以實現兩種原生質體的凝集從而有效融合,獲取異核體或是重組子。充分運用雜合菌能夠有效提升發酵制品特性或是發展新型產品。另外,原生質體的融合技術可以建立高蛋白質的表達水平相關突變體的主要方式。
2.2電穿孔法
在重組DNA技術快速發展形勢下,當代微生物研究人員可以相對精確的變化乳酸菌的生理特性,從而為乳品的發酵項目提供較好的菌株。對此,一定要具備合理、安全、科學的細菌轉換手段。近些年來,具備良好發展前景的轉換手段就是電穿孔法。在上世紀,Harlander第一次報道了乳酸乳球菌的乳酸亞種的有關電轉化,該轉化率能夠和原生質體融合的轉化率相比。另外Chassy與Flickinger也報道了干酪的乳桿菌有關干酪亞種電轉化。當前成功完成電轉化的乳酸菌有多種,例如嗜酸乳桿菌和乳酸乳球菌的乳油亞種等。通過研究表明各種菌株之間也能夠完成電轉化。其和原生質體的融合技術相比較而言具有一定優勢。
2.3基因的送遞系統
在乳酸菌的轉化系統快速發展影響下,建立基因的傳遞系統成為了必然趨勢。載體主要可以分成試驗用載體與食品級載體兩大種類。充分考慮到食品的安全性與穩定性,食品級的載體不能利用抗生素的抗性基因當作選擇性的標記。因此,食品在集體的選取一定要在食品級GRAS的菌中分離出選取性標記。在進行記載時所運用的乳酸菌標記主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所編碼的細菌素產生和糖類運用或是免疫性基因可以滿足食品級基因相關傳遞系統的選擇性標記要求。
骨組織工程可追溯到urist［10］1965年報道的用DBM(骨形態發生蛋白)誘導間充質細胞形成進而分化為成骨細胞。直到1987年在美國紐約的學術會議上才正式提出組織工程學定義，其目的和意義是在細胞水平和分子水平構建具有生命力的細胞生物材料復合體，從形態、結構和功能上對缺損或功能障礙的組織、器官進行永久性地置換及替代，實現組織器官的形成及再生。組織工程學的不斷創新使骨缺損的研究有了突破，使得骨移植后有骨生成、骨誘導、骨重建、骨修復作用。目前，骨組織工程學有不同的復合形式，生物材料復合成骨細胞和生長因子則是近年來的研究熱點。近年來骨組織工程所用的生物材料也是多種多樣，各具特點，與骨組織工程、基因工程聯合應用研究越來越多，可以做到互補。如陶瓷材料的生物力學性能和骨誘導不足可以被轉基因處理的細胞分泌生長因子所彌補，生物材料可增加骨傳導和穩固性，提供適宜的環境促進細胞增殖與分化［11］。Dupont等［12］用合成支架涂層聯合腺病毒承載的BMP-2用于修復骨缺損，結果顯示復合生物材料脫細胞移植有良好的骨誘導能力。生物陶瓷獨特的多孔結構模擬骨松質可以加速缺損部位的血管化有利于運輸營養，加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性，可有不同時間段的吸收后骨重建。目前，研究最多的陶瓷材料是多孔性的羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，它同生物玻璃都屬于活性生物陶瓷。由于HA的強度并不高，多用于強度較低的骨缺損修復，如頜面部外傷缺損。珊瑚是HA的代表，近年來僅作為填充物應用于臨床，而忽視了其可作為生物工程支架和載體的作用［13］。另外一種廣泛應用的是β-磷酸三鈣(β-TCP)，其最大的優勢是植入機體后生物相容性好，所以也稱為生物吸收性材料，局部反應和全身毒性反應都比較少見，降解的速度也較HA較快(主要與TPC的表面結構，晶體類型與比例，孔隙率和臨床科研的動物有關)?？紫堵适?5%的TPC是最好的骨替代材料，但同樣是因為強度不夠，而只能用于不負重骨部位［14］。磷酸鈣陶瓷在體內的代謝途徑目前認為是粒子而不是離子，所以長時間聚集可能會造成淋巴結增生。磷酸鈣骨水泥可用作復合材料成分之一，承擔組織工程中載體作用，顯示出在細胞保護、增殖、堿性磷酸酶與骨膠原生成等方面的良好效果［15］。通過向磷酸鈣陶瓷中添加相應增強韌性的材料而形成的TPC復合材料已經成為研究熱點之一，伴隨著納米技術的引入，該種材料的學術研究和市場都會有廣闊的前景。復合生物材料用于骨組織工程也能表現一定的作用。高分子聚合物可賦予骨基質各種理化和力學特性，可分為天然聚合物如纖維蛋白、甲殼素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羥基乙酸(PGA)。骨膠原(Collagen)是骨細胞外基質成分，可以促進鈣沉積，血管內向性生長及生長因子錨定，促進骨愈合，是良好的細胞、藥物、基因、蛋白支架，也常作為黏合劑與具備骨傳導能力的載體，如羥基磷灰石或磷酸三鈣等合用發揮各組分的優勢。王浩等［16］將鼠間充質干細胞種植在骨膠原-羥基磷灰石-硫酸軟骨素復合材料上，并在體外培養增殖，再將該復合物植入大鼠肌肉內。結果顯示該復合材料的三維微孔結構可促進細胞向內生長，其在大鼠肌肉內逐步降解的同時伴有新骨形成，提示該復合物在細胞附著與誘導分化上有著良好表現。目前用于骨組織工程的目的細胞有:成骨細胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、軟骨細胞、骨髓基質干細胞(bonemarrowstemcells，BMSC)、人臍帶間質干細胞(HUCMSCs)、脂肪干細胞(adiposederivedstemcells，ADSCs)、胚胎干細胞(embryonicstemcells，ESCs)、轉基因細胞等，大多是自體細胞，它們能大量分泌生長因子且有多分化潛能，如將BMP基因轉染軟骨細胞后可促進Ⅱ型膠原、軟骨寡聚蛋白等的分泌［17］。BMSC存在成體骨髓內，在一定的條件下可向骨、軟骨、脂肪三系分化，培養擴增幾億倍仍可保存其分化潛能，也能長期穩定的表達外源性生長因子基因。Corn等［18］人用熒光成像的方法證實了間充質干細胞在移植后的修復作用。HUCMSCs的選擇主要集中在足月新生兒，它的特異性抗原標記仍不明確，所以移植后的效果評價還停留在流式細胞術階段。ESCs在表現其強大優勢時也暴露其負面的遺傳性，如攜帶致瘤基因，所以在未找到消除消極因素前可能會限制該細胞在臨床上的應用。ADSCs體外培養易成活，免疫特性低，還具有刺激組織細胞分泌血管生長因子作用而被廣泛認可，其發展也最有前景。成骨細胞因易老化等缺點而被淘汰。盡管倫理、干細胞界定、分離和增殖上仍有挑戰，但干細胞在組織再生方面的臨床價值值得探索。
2基因工程修復骨缺損進展
1973年開始，基因治療已經不局限于遺傳病的治療，隨著對生長因子基因的不斷認識與克隆，人們想到將內源性生長因子穩定有效地表達在骨缺損部位用于骨愈合的治療，尤其是在缺乏血管和神經的關節軟骨缺損修復過程中應用更為必要。Sheyn等［19］將基因修飾的干細胞用于椎體骨修復的模擬實驗結果顯示骨缺損得到良好修復，彌補了外科手術的不足。治療骨缺損基因工程所需要的目的基因主要是一些生長因子基因:骨形態生成蛋白(bonemorphogeneticprotein，BMP)、胰島素樣生長因子(IGF-1)、轉化生長因子(TGF)、血管內皮生長因子(VEGF-A、B、E促進血管以出芽的方式生成，VEGF-C、D則促進淋巴管生成)、甲狀旁腺素(PTH)等。目前，已經認識到骨缺損愈合的過程中是多種生長因子共同參與、協同作用，共同促進愈合。已經有實驗證明多生長因子基因聯合作用較單個基因在促進成骨時更有效［20-21］。研究最多的是BMP超家族的成員，它是骨修復生長的啟動基因，誘導成骨細胞生成，對未分化的骨髓干細胞有促進增殖和分化的作用，對成熟的細胞無作用。同時能促進骨折部位的穩定［22］，即使在炎癥因子存在時也能顯著誘導骨基質形成。BMP通過細胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受體(都是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶超家族成員)，在細胞外聚集并通過Smad將信號轉入胞內，引發骨生成［23］。例如，將外源性BMP2基因轉染從機體上分離出的靶細胞，進行體外培養，然后再轉移到缺損部位進行骨誘導修復即體外轉染途徑，或者基因表達載體直接注入機體靶細胞促進修復即體內轉染途徑。轉染BMP2基因常選用的載體有病毒載體如腺病毒(a-denovirus，Ad)和非病毒載體如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等［24］利用腺病毒載體轉染大鼠的骨髓基質細胞，利用骨缺損處成骨反應時產生的放射線觀察得到證實。Clements等［25］用載有堿性生長因子的質粒轉染BMSC結果證明了非病毒載體的可行性。相比較而言體內轉染途徑在臨床上更容易實施，因體內轉染途徑不僅能較好表達生長因子且能避免病毒傳播和免疫反應的副作用［26］。只是在臨床中會遇到這樣的問題:注射到局部的BMP會被滲出的體液沖散而引來吞噬細胞且靶細胞的選擇不容易控制，降低了生長因子的作用效率。目前采用超生介導的體內轉染操作簡單可指導臨床應用，體外轉染也有其明顯優勢，高效的細胞轉導，操作簡便，還可與骨組織工程結合來完成骨修復，將來源于自身組織的細胞復合組織工程載體，然后經過細胞生物反應體系培育，再轉移到宿主能夠減少生長因子被蛋白酶水解提高移植質量，如rhBMP-2聯合膠原蛋白海綿載體，但BMP-2用量會是生理需要的1000倍，帶來經濟負擔和不良反應如水腫、異位成骨等。于是，有人選用與BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24來代替rhBMP-2，實驗結果表明有明顯的成骨效應［27］。需要注意的是，不是越多的生長因子表達就越好，如VEGF過度表達會引發骨重建環境的不穩定，增加骨降解［28］。載體承擔傳遞基因的作用，要根據骨缺損的大小、位置等來選擇合適的基因工程載體。病毒載體以腺病毒(Ad)應用最多，因為本身就具有致病性所以制備起來復雜，安全度低且有免疫反應(原因是病毒表面的抗原暴露在靶細胞的表面)，但轉染率高還能控制BMP的過量表達。有人用藥物來阻止免疫反應從而減輕病毒載體的免疫損害，結果顯示免疫抑制后靶細胞仍然可以表達目的基因進行骨誘導［29］。而非病毒載體雖然低毒、不會引發較強的免疫反應，也比較穩定可重復多次使用，但轉染率相對較低。有文獻報道生長因子表達的時間和量都是影響基因治療的因素，所以新開發的慢病毒介導BMP2表達時間要長于Ad介導的表達時間［30］?；蜣D染的生化方法主要有磷酸鈣介導的轉染、二乙氨乙基聚糖介導的轉染(DEAE)及脂質體介導的轉染等。其中，由脂質雙分子層組成環狀封閉囊泡的脂質體多用，它與DNA形成脂類復合物，通過入胞方式使基因轉入細胞。不同的脂質體也有不同特點，Lipofecamine對于一些難轉染的細胞轉染效率高，但細胞毒性較大;Fugene6細胞毒性小，轉染效率高，操作簡單，已經占了主導地位。當然，轉染也有物理方法，包括電穿孔法和顯微注射法，后者就是直接用微吸管吸取DNA液，在顯微鏡的幫助下，注射到目的細胞或者靶細胞的細胞核中，操作的技術要求較高。
3兩種方法的聯合應用
組織工程在骨缺損修復中雖然有前景，但目的細胞在體外培養時極易老化，從而喪失增殖和分化能力。所用目的細胞體外培養的需要量大，且必須加以誘導才能促使其向成骨細胞分化，而多次注射生長因子代價也會很高?；蚬こ屉m然在骨誘導方面有很大的優勢，但是體內轉染途徑的靶細胞不好定位，體外轉染途徑若是不聯合骨組織工程，缺損部位的骨強度不夠會影響近期支撐功能。目前采用基因工程聯合骨組織工程可以有效防止細胞老化，并且能使細胞長期有效地表達生長因子，避免重復注射生長因子，而且基因工程所表達的是內源性的生長因子，生物活性比外源性的更強，更有利于干細胞向成骨細胞的分化，加速新生骨的形成，另外組織工程也可彌補基因工程骨傳導不良的缺陷。大片移植骨時，即使是運用了各種有孔生物支架或是直接將內皮細胞和骨髓干細胞放在試管內培育，工程骨的血管生成與骨誘導同時有效仍然是個沒有攻克的難題，難免會顧此失彼。最近有報道將RunxⅡ基因轉染的脂肪干細胞聯合血管束一同移植到骨缺損部位結果顯示有良好的骨再生和血管形成能力［31］，所以雖然兩種工程看似是單獨個體，卻可以聯合起來引領骨缺損的治療方向。
本科生畢業設計（論文）是工科高等院校教學計劃中最后也是最重要的教學環節，占用一個學期，達大學教育階段的八分之一。這一教學環節能培養學生查閱文獻資料、使用各種工具書、應用計算機、外文翻譯、工程設計與科技論文寫作等方面的能力，提高學生的調研能力、實踐能力、動手能力、社交能力，同時通過畢業答辯培養和強化學生的材料組織能力、講演與口頭表達能力、反應敏捷能力。東北電力大學生物工程專業的教師經過多年的教研總結出：這些培養目標僅靠在校園里苦讀書本、紙上談兵是根本不可能實現的，要提高畢業設計（論文）的質量，提高學生的綜合素質，增加學生就業的機會，只有到社會實踐中去，走學科交叉、產學研合作辦學之路。
一、改革的措施
1.采用多元化畢業設計（論文）模式進行個性化培養
將參與畢業設計（論文）的學生分為考取研究生進一步深造型、簽約就業型和自主創業型三類。根據不同類型學生特點，進行個性化培養，指導教師有針對性開題，學生根據自己的特長并結合自己的畢業去向選擇合適的畢業設計（論文）題目；也可以讓學生根據自己的興趣提出新穎創新的畢業設計（論文）題目，由專業教師把關審題；也可支持學生到就業單位或實習實訓基地做畢業設計（論文），可使學生受到正規的科技開發訓練，熟悉未來工作單位的環境和要求，提前完成由學生向工程技術人員的角色轉換；支持學生參與大學生"綜合性、設計性、研究性、自主開放型"實驗項目的研究，參加大學生節能減排等社會實踐與科技競賽，為日后的就業、創業和研究生學習打下良好的基礎；支持考研學生參與教師的科研課題，提前進入研究生課題的研究。這些措施能極大地激發學習的積極性，對增強我校學生的社會競爭力具有非常重要的意義。
2.建立和完善獨具特色的多元化畢業設計（論文）聯合指導企業基地
積極探索與企業聯合開展科學研究、產品開發、共建研究等產、學、研合作模式，企業借學校人力資源進行研發工作，學校利用企業條件培養人才，互利互惠，建設一批工程實踐基地，形成長期穩定的合作關系；學生作為生力軍，直接參與工藝設計、產品研制、科技開發工作，鍛煉了學生的工程能力，形成了特色。我校地處各大類企業門類齊全的東北老工業基地的吉林省，有優越的校企聯合優勢和校企合作傳統，同時，各企業中的工程技術人員和管理人員很多是我專業的畢業生，因此可依托本地建立多元化畢業設計（論文）聯合指導企業基地，在培養一批校外兼職指導教師同時，也解決了教學設施和工程訓練場地不足及到企業實習只能以參觀形式進行的困難，為學生工程能力的培養提供了有力的硬件支撐和保障。
3.建立和完善實效顯著的校內工程訓練基地
利用校內資源條件，發揮學科優勢，依托我院學生科技園、應用化學特色專業、省水處理實驗中心組建了培養學生工程能力的校內工程訓練基地，為畢業設計（論文）的順利進行提供了有力保障。
4.對校內指導教師進行工程實際能力再培訓，增強題目的工程實用性
近幾年，我專業引進了一批青年教師，他們的學歷高、綜合素質高，但沒有工廠企業工作的經歷，缺乏深入的工程背景。因此，每年安排青年教師在學生到單位進行畢業設計（論文）過程中也下到企業鍛煉，親身體驗工程實際和生產管理運行過程，積累工程經驗，既可提高他們的理論教學水平和科學研究水平，同時，也能提高畢業設計（論文）的指導水平。
5.建立可操作性強的質量保證和評價體系
針對不同方式的畢業設計（論文）情況，制定相應的工作計劃要求及聯合指導協議書等教學文件，以保證畢業設計（論文）的有序進行。為考核學生的培養效果，制定了學生畢業設計（論文）質量評價內容和指標體系，提出了評價的操作及過程控制方法。在畢業設計（論文）中實行10～15%的末位復審制，保證了畢業設計（論文）的質量。
二、改革的可行性
"學科交叉、產學研結合"畢業設計（論文）新模式的研究與實踐是一種有益的嘗試，它是教師的一種自覺需求，教師既可以尋找科研立項課題，也可為企事業單位解決一些實際問題；同時在為社會服務的過程中，學習生產新技術，反過來又促進教育質量的提高，最終為教師提供了一個施展才華的更加廣闊的空間，有利于高校雙師型師資隊伍的形成。
這種模式也是學生渴望的，學以致用，用才是學習的終極目標。一方面考研學生參與教師的科研課題，提前進入研究生課題的研究，激發學習的積極性，也提高了我專業研究生的綜合素質；同時有計劃地指導學生在畢業設計（論文）過程中申請校級、市級、省級乃至全國的自主創新科研項目，參加大學生節能減排等社會實踐與科技競賽。另一方面企事業單位委托的課題具有很強的實用性，學生真題真做感興趣，更易激發他們的創新潛能，培養合作和團隊精神，提高綜合素質；同時，企業在這個過程中也能了解到學生的真實情況，及時與優秀學生簽訂就業協議，在一定程度上防范人才流失，增加了引進人才的可靠性，節省了培訓費用。
通過這種模式的實踐有效地緩解了我們專業實驗資源不足的問題，充分利用企業或科研院所的實驗設備作為學生畢業設計（論文）實驗的有益補充，能有效地緩解學校因擴招而造成的資源緊缺的狀況，提高了企業與科研院所實驗設備的使用價值。
三、結束語
這種新模式的研究與實踐有利于造就優秀的應用型本科人才，可全面提高我專業的教學質量，是我專業教學改革的方向，符合高等教育綜合化的發展趨勢。
參考文獻
[1]冀滿祥.本科畢業設計（論文）質量控制的實踐與思考[J].山西農業大學學報（社會科學版），2005，2（4）：142-143.
發酵工程優秀教材很多，像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發酵工藝原理與技術》、《生物工藝學》、《現代工業發酵調控學》、《發酵工藝學》等，我們在前些年的教學過程中也選用了多個版本的《微生物工程》，結合我校生物技術專業學生的知識體系和培養方向，目前我們選用全國高等學校發酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級規劃教材華南理工大學姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》，此書按照發酵工藝操作單元的先后順序排布各章，脈絡清晰，系統性好，該書在難易程度上很適合我們的學生，但是該書側重于發酵機制的講授，發酵工藝和設備沒有涉及。因此，在前期教學積累的基礎上，我們授課團隊正在努力編寫一本適合于我們自己的教材，增添發酵工藝及設備，以及基因工程產品的發酵工藝。同時為提高學習的廣度和深度，為學生推薦了《發酵工藝原理》、《發酵設備》、《發酵工程實驗技術》等參考書。
2開展發酵工程實驗，提高學生綜合素質
發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能，通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用于工業化生產的技術體系，是建立在發酵工業基礎上，與化學工程緊密結合的一門學科，它是連接生命科學研究與應用的橋梁[7]。在基因工程和細胞工程的應用中，要想把定向改造的物種轉化成產品，也需用到發酵工程技術。發酵工程實驗開展的場所是發酵罐，這是發酵工業獨有的特點，同時有一套嚴密的工藝流程讓發酵原料通過菌種吸收轉化成我們所需要的發酵產品，發酵周期長，步驟繁多。通過發酵工程實驗課程的學習，培養學生實際動手操作能力，讓學生親自動手操作發酵罐，開展發酵罐空消和實消操作，以及常規發酵產品如酒精、檸檬酸、青霉素的發酵，使學生真正的達到學以致用，同時又鍛煉了學生的自主性、創作性和責任心。師范院校的理科學生，普遍缺乏工藝概念，但他們又非?？释私庹嬲纳a過程。我們針對發酵工程的主要內容，組織學生到啤酒廠、白酒廠、制藥企業開展生產實習，使學生親自到白酒、啤酒和藥物的生產線上了解工藝流程，切切實實的把課堂上學到的理論知識與生產工藝聯系起來，學生反映收獲很大。總之，發酵工程實驗集成度較高，牽涉到生物化學、微生物學、分析化學、有機化學、發酵工藝學、化學原理等學科的實驗內容，有別于普通實驗課程的是工廠生產實習，真正做到理論實踐相結合，最終達到學以致用的培養目的。
3改進教學方法，切實提高學生創新能力
教學方法的改革，首先取決于教師本身的學術水平和綜合素質的提高，教學方法改革服從人才素質培養，以大面積提高教學質量為目標，和教學內容的改革密不可分。生動、豐富的教材，有價值的有說服力的理論，以培養學生學習和實踐的態度、思維以及能力的開放式教學，無疑會激發學生的學習興趣。從某種意義上說教學的目的是教會學生“學會學習”，“授人以魚，不如授人以漁”。
3.1案例教學
發酵工程是一門實驗實踐極強的學科，知識的歸納和總結是建立于具體的發酵機制和工藝案例的基礎上。在授課過程中，典型的案例不僅使課堂生動形象，而且使學生容易理解和記憶，觸類旁通，達到知識遷移的目的。例如在講青霉素的發酵這部分內容時，通過詳細講解青霉素的發現，引出偉大的科學家弗萊明，進而講解青霉素發酵的發酵機制、過程控制、提取及純化相關內容，學生被激起興趣，學起來也容易接受。學習之后，可以引導學生進行討論，如抗生素的種類、我們生小病的時候用到了哪些抗生素、抗生素對能治療那些疾病、濫用抗生素有何危害等等問題，使學生從思想上真正理解“抗生素是一把雙刃劍”，從而在以后的生活中學以致用，進而影響身邊的人及下一代合理利用抗生素，為社會進步做出貢獻。
3.2啟發、討論式教學
講課的過程中首先講授難點、重點，善于提出問題，讓學生跟著老師的思路走，隨著一個又一個的問題啟發學生思考、歸納、總結。比如在講授發酵過程的控制這部分內容開始時，引入酸奶的發酵。酸奶在生活中很普遍，同學們也不陌生，有的同學家做過酸奶，因此對酸奶的發酵還有一點常識，接受起來更容易一些。首先提出問題，酸奶發酵的原料和菌種從哪里來？酸奶發酵是好氧發酵還是厭氧發酵？發酵多長時間合適，夏天和冬天發酵時間一樣嗎？通過這些問題，啟發學生思考討論，最終引出酸奶的發酵工藝及注意事項，隨后在實驗課時讓每位同學親自動手做一款自己喜歡的酸奶，鞏固和吸收理論學習。
3.3比較歸納教學法
比較式教學法通過對不同知識點的對比分析，找到其相同和不同處，在比較的過程中對知識點歸納概括，有助于從本質上理解和記憶知識。比如在講授培養基的制備過程中，讓學生比較種子培養基與發酵培養基的相同點和不同點，說出兩種培養基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在講培養基的滅菌時，在講述了分批滅菌和三種常見的連續滅菌流程連消塔——噴淋冷卻流程、噴射加熱——真空冷卻流程、薄板熱交換器連續滅菌流程之后，讓學生對分批滅菌和連續滅菌進行對比總結，學生就容易理清楚，弄懂復雜的內容。
4優化考試模式，重在平時學習的思考與探討
在發酵工程實驗及理論教學考核方法中，一是包括到課情況。在開課之前詳細向學生講述發酵工程課程在生物技術專業的應用及其重要性，課程的講授和考核方式，通過到課率來約束學生學習及實驗的自覺性。二是考核內容和考核方式多樣化，加強課堂考核、作業考核，平時考核與期末考核成績的比例由原來的3∶7加大到6∶4，綜合反映發酵工程課程實踐性強的特色。三是實踐教學實施“以考促訓，以賽促練”，強化技能培養，規定技能考試不過關，不允許參加理論考試。四是在教學中注重因材施教和個性化培養。
1.1城市垃圾生物處理技術
固體廢棄物的處理方法有很多種，例如堆肥、填埋、焚燒、發電等，垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物進行自然發酵，這種方法的處理時間比較長，并且處理量比較小；垃圾填埋需要花費很長的時間，并且還會占用大量的土地，同時填埋的垃圾還有可能污染地下水源；而垃圾焚燒會產生大量的廢氣，引起二次污染，同時還有可能引起火災隱患；因此，較好的垃圾處理方法是垃圾發電。隨著科技的不斷發展，新的城市垃圾生物處理技術逐漸被研發出來，這只給技術是先經過篩選，將可以回收的資源進行回收，然后加入具有特定功能的微生物進行厭氧發酵或者好氧發酵，并收集發酵過程中產生的沼氣。充分發酵后的垃圾能當做肥料，用于農業生產中，這種處理方法的處理量，能自動控制發酵過程，并且發酵形成的肥料質量可以得到保證。
1.2污水生物處理技術
污水的處理方法也可以分為化學法、物理法、生物法三種，目前，在進行污水處理時，經常會使用生物法或者生物法與其他方法相結合的形式進行污水處理。根據污水處理系統中微生物的狀況可以將生物法分成生物膜法、活性污泥法、懸浮細胞法等幾種情況，其中活性污泥法在城市污水處理中應用最廣泛；而生物膜法的效率是最好的，在一些特殊行業的廢水處理中比較常見。
2微生物對環境修復的作用
2.1生物修復
對于污染嚴重的環境，是不能利用垃圾處理或者廢水處理的方法進行修復的，近年來，環境治理的專業人士研究出一種能治理大面積環境污染的技術，也就是生物修復技術。生物修復技術也可以稱為生態恢復技術，這種技術是利用處理系統中的微生物的代謝活動，將污染現場的污染物濃度降低、轉化、降解，將這些污染物轉化為無害化物質或者元素，生物修復技術可以分為環境條件修飾和講解污染物兩種情況，目前，生物修復技術主要用于農田農藥污染和石油污染中。
2.2生物殺蟲劑
在進行農業生產時，采用化學農藥很容易形成污染物富集的現象，而采用生物農藥則能有效地避免這種現象出現。目前，生產運用最多的生物農藥是由蘇云金芽孢桿菌生產的BT生物殺蟲劑，這種殺蟲劑中含有有毒蛋白質，昆蟲吞食后會中毒死亡，同時這種殺蟲劑的主體是蘇云金芽孢桿菌，不會對環境產生危害。BT生物殺蟲劑是一種高效、安全的生物殺蟲劑，能有效地防治農作物害蟲，同時還能殺滅蚊蟲，因此，在進行農業生產時，可以采用生物殺蟲劑，從而有效地緩解環境污染的現象，促進環境修復。
1教材分析
1．1教學內容在教材中的地位
生物化學教材內容多且學時少，學生普遍感到生物化學難學，但也有學好這門課程的愿望。本課程所用教材是楊麗萍主編的《生物化學》第四版，緒論是第一課，是對本課程的高度概括，是學習生物化學的前導。講好緒論，對激發學生的學習興趣起著非常重要的作用。
1．2學情分析
授課對象為生物技術專業本科的學生，之前已經學習過無機化學和有機化學，化學基礎相對較好，學習主動性、積極性、理解分析能力較強。所以在教學過程中要將緒論講的新鮮有趣，就可以激發學生對生物化學的學習興趣，產生求知欲。有了這種求知欲，將為后續深入學習生物化學課程打下良好的基礎［1］。
1．3教學目標
知識目標:(1)掌握生物化學研究的內容與范圍;(2)熟悉生物化學發展的歷史;(3)掌握生物化學的知識框架，熟悉生物化學的學習方法。能力目標:培養學生掌握正確的學習方法和生物化學的知識框架。
2教法和學法指導
2．1教法
(1)層層遞進提問法:提問貫穿于本次課程教學過程，其目的是學生可以帶著疑問去思考。不僅激發學生的求知欲，還能課程內容逐步深入、前后貫通。(2)直觀教學法:利用多媒體課件和合理的板書設計，加深學生了對緒論知識目標的理解掌握，從而為后續深入學習生物化學課程打下良好的基礎。(3)啟發對比法:這種方法變學生被動性學習為主動學習，培養了學生分析、歸納總結問題的能力。(4)列舉實例法:學生自己探究問題，分析問題，提高了運用所學生物化學知識點分析、解決實際問題的能力。上述的四種傳統教學方法的綜合運用，結合了教師的主導作用和學生的主體作用，培養了學生分析、歸納總結問題的能力，提高了學生的綜合能力。
2．2學法
(1)學生應課前做好預習;(2)課上注意聽講、記好筆記;(3)課后做好復習。老師應介紹怎樣預習、如何記筆記、及時復習和回顧已學的知識點等。把學生引導到生物化學知識的范圍中來，同時教導學生學會用生物化學的理論去思考問題，提高學生分析、總結生物化學問題的能力［2］。
3教學程序設計
3．1引入課題(10min)
由生物界的各種現象引出生物化學的概念—是研究生物體的化學。在學生理解后設置問題:自然界中生物體的化學現象多種多樣且復雜多變應如何分析?此處設此問題以調動學生的求知欲。如果學生回答不準確或不能回答，則繼續問:怎樣揭示生物化學現象的內在規律?啟發學生回答:要研究生物界這個復雜結構體系的物質組成及其變化規律的基本原理，基于生物組成及變化規律的一致性建立生命現象基本原理整體框架。進一步設置問題:如何研究?再啟發學生舉例回答，從而進入下一環節－－生物化學發展簡史［3］。
3．2講授生物化學發展簡史(15min)
3．2．1生物化學研究的啟蒙階段在中華民族的歷史中很早就出現了釀酒、制醬、做醋等應用;在唐代藥王孫思邈的《千金翼方》中就有“治腳氣常做谷白皮粥防之”，即使用含大量維生素B1的食物對腳氣病進行治療。同時還用豬肝治療雀目(夜盲癥)。講到此處時用多媒體課件展示相關圖片提高學生的學習興趣;也可使老師的文字敘述變得更感性。3．2．2生物化學研究的初始階段生物化學自18世紀中后期作為一個獨立學科出現后，涌現出很多卓越的科學家。講到此處，用多媒體課件詳細解讀相關研究。原因有三:(1)吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣;(2)為后續內容如糖酵解、三羧酸循環和脂質代謝等的生理現象的講解做鋪墊;(3)為之后知識拓展埋下伏筆。3．2．3生物化學研究的快速發展時期生物化學研究中諾貝爾獎獲得者也不乏其人，對生物化學的發展起著深遠的影響。講到此處可與3．2．2的內容做對比，有利于學生對知識點的理解和記憶。然后設置過渡問題:從這些研究中可以總結出生物化學研究的什么規律?
3．3生物化學的知識框架和學習方法(20min)
首先設置問題如“生物體的化學組成是什么?”，引導學生思考。此處講授人體每天都和環境進行物質的交換，即新陳代謝。新陳代謝中酶催化了絕大部分生化反應，與此同時生物體具有精密的自我調控方法。這點從幾個層面為學生理清思路，進行下一步學習奠定基礎。為了使學生能更深層次地理解和掌握這一知識重點，可適當舉例說明。從“種瓜得瓜”推導出遺傳的概念，結合本學科的最新研究進展介紹遺傳的相關知識點［4］。授課過程中引導學生討論能激發學生探究問題的活躍氣氛，應提倡學生積極參與回答問題。用多媒體課件展示相關知識點，同時穿插知識點覆蓋的實例。
4課堂小結
在緒論的教學過程中應不拘泥于教科書，不能生搬硬套、平鋪直敘、枯燥乏味的講解是扼殺積極性的。緒論課最重要的目的是讓學生形成主動學習的意愿。因此可介紹一些目前在基因診斷及其基因治療方面的成功事例，讓學生明白生物化學是和我們生活健康密切相關的，從而激發學習的積極性和主動性。與此同時，緒論最有價值的知識是關于方法的知識。生物化學是一門記憶與理解并重的學科，在記憶的基礎上理解并融會貫通才能牢固記憶［5］。
5課堂效果分析
通過四種教學方法的綜合運用，激發了學生學習生物化學的興趣，不僅讓學生學習相關知識，同時學生也在分析、理解及融會貫通中建立了科學的思維方式［6］。
作者:朱會霞 孫金旭 單位:衡水學院
參考文獻
［1］鄭凱迪，王建光，毛孫忠，等．講好緒論調動起學生學習生物化學的興趣［J］．大學教育，2013(13):118－119．
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［3］張璟，尹戰海，李霞，等．淺談生物化學緒論課教學［J］．西北醫學教育，2008(3):608－609．
多學科的交叉使它不同于那些經典的學科，也有別于生物醫學和純粹的工程學科。現在的生物醫學工程在疾病的預防、診斷、治療、康復等方面起著巨大作用，世界各主要國家均將它列入高技術領域，重點投資、優先發展。
[1-2]計算機網絡誕生于20世紀60年代，目前已成為一個重要的研究和學習領域。
計算機信息網絡為醫學信息交本論文由整理提供流、資源共享、了解醫學動態等提供了快捷便利的手段，為醫療事業的發展帶來了無限機遇和嚴峻挑戰，未來醫療界的競爭將是醫療高科技信息的競爭。因此，對計算機網絡的學習是非常有必要的。
而要學好這門課程，不僅要學習一些概念，掌握計算機網絡的基本原理，還要掌握一些技能，具備實際操作的能力。作為非計算機專業的學生，在教學內容和教學方法上都應與計算機專業的學生有所區別，以體現出專業特色。
筆者提出構建“面向應用的生物醫學工程特色”的計算機網絡教學體系建設，注重培養大學生的科學發展觀和自主學習的意識、方法及創新能力，將信息技術基礎教育緊密結合本專業、本學科未來的應用方向，科學合理地培養大學生的IT知識結本論文由整理提供構，使學生畢業后能夠適應專業工作中對信息技術和數字化技術的要求，成為適應未來社會的合格人才。本文就其教學過程中的教學內容談一點體會。
一、注重教學內容的不斷更新計算機網絡是當今發展最為迅速的學科之一，每天都有新的發展和應用，教師只有在教學過程中不斷更新教學內容，才能跟上時代的步伐
[3]俗話說：你要給學生一勺水，那么你自己就要準備一桶水。要教好這門課，教師需要大量的閱讀文獻、資料和國內外教科書，對這門課程主要技術的發展背景、關鍵技術要有深入準確地把握，同時還必須通過承擔相關的科學研究，能夠通過自己的工作，理論聯系實際，真正理解和掌握核心技術，了解技術發展的動態和學術前沿。還需要在教學的過程中不斷地向學生學習，了解他們對問題的一些新的認識、解決的思路以及初學者對哪些問題不容易掌握和它的原因。
針對網絡技術發展的不斷更新，在教學內容上應安排一些基礎的理論內容，比如網絡的拓撲結構、數據通信基本原理等，便于同學本論文由整理提供們今后能夠在此基礎上自學。比如在講述網絡七層協議時，可以參考西安交通大學的計算機網絡精品課程內容，以乘飛機的過程舉例，提出協議、服務和層次的概念，以此類比，可以讓學生更好地理解網絡的層次劃分。由于本專業的學生沒有開設數據通信方面的課程，因此課程安排上要逐步加入通信技術的有關知識，使得學生只要具有物理學方面的基礎，就能很好地接受這些知識，而不需要專門去補習這門課程。
二、注重學生實際操作能力的培養在計算機課程的教學中，要緊密結合專業的需要，克服過于偏理論的傾向，以能力培養為導向、以實踐為目的的教學思想，調動學生的積極性
例如，在講授網絡技術內容時，可以結合學校校園網或者醫院局域網的建設來貫穿整個教學，從物理層直到應用層，同時覆蓋網絡設備內容。在醫院信息系統的講授過程中，可以以學校校醫院的信息系統為例，從整體上了解醫院信息系統（HIS）的內容，學生通過在醫院本論文由整理提供的實習可以全面了解醫院信息的流程和醫院管理模式，為學生畢業設計打下堅實的基礎。在醫院信息系統安裝、調試技能實習過程中，以企業研發的主要產品——醫院信息系統(HIS)和醫學圖像存檔傳輸系統(PACS)作為該門課程中的重要內容，突出了課程的實用性和應用性。從專業和非專業的角度來談教學側重點，應強調要放在應用上。
因此，在設計教學內容上可以參考西安交通大學的精品課程，強調知識點、技能點，從教學方法上進行改革，比如多種方法的使用、多種手段的使用以及考試評定方法的改革等。雖然在筆者的課堂上也使用過一些教學方法，但還缺少互動討論，其實對于小班的學生，這種方式更好推廣，而且還能很好地調動學生學習的積極性。強調工程應用能力結合理論知識、自上向下地安排教學內容，這和筆者之前的安排完全不同，在教學過程中會出現學生不理解網絡有什么用的現象，而采取西安交大的這種方式，可以帶著問題進行教學，通過案例，引導學生用理論知識解決實際應用問題，提高學生的學習興趣。
三、注重課堂氣氛的調節對于知識量大的課堂，在安排時不妨在灌輸理論知識的同時，合理增加常識性的內容，這樣一方面能夠重點突出，另一本論文由整理提供方面可以緩解學生的疲憊狀態，對一些初學者是一個很好的知識補充
比如在講傳輸介質時，前面的大部分時間講述了關于通信原理的基礎知識，有些是非?；逎y懂的理論，同學們已經顯出倦態，因而剩余的小部分時間可以用多媒體的形式播放一段關于雙絞線制作的視頻。
對于晦澀難懂的教學內容，應該注重學生的反映，通過舉手的方式來了解學生理解的程度，比如在講曼徹斯特編碼技術的時候，先讓一名同學畫出波形圖，然后讓學生自己判斷是否正確，通過了解可以看出學生的掌握情況，然后再進行講解，反復幾次，可以達到良好的教學效果。概念的強調和解釋可以用生活中的例子來說明，比如服務和協議，就可以用生活中的例子來解釋；而對于有關的、好理解的內容，可以以自學的方法來學習，也可以在課堂教學中省略這方面的內容。超級秘書網
四、注重因材施教應該因材施教，針對理解力強的學生，可以把一些難點讓他來講述，以引發他的興趣，比如以太網時間槽的概本論文由整理提供念，可以留下疑問到下堂課讓他來講述；針對一般大多數同學，可以在他講的基礎上再講一遍，用通俗易懂的語言來加深對概念的理解
教學過程應該把重點和難點講出來，然后由學生組織討論的方式來理解教學內容，教師不必把所有的點都講到，知識性的內容不用講得太詳細，因為大學生有這方面的素質，尤其小班上課，可以充分調動學生的積極性來投入到教學中，年輕教師不必拘泥于固有的模式，而應該創造自己的教學方式。尤其講到分層原理時，可以拿一個例子來講述整個過程，因為專業的學生有電路的知識和軟件的知識，可以理解得比較透徹。
同時配合Flas來進行教學，可以取得更好地教學效果。隨著衛生信息化的迅速發展，各院校各個層次學生的信息技術教育都要與未來實際應用相結合，從而形成面向應用的專業特色IT課程教學體系。隨著網絡技術、數字化醫療技術的發展，本論文由整理提供數字化醫院、遠程醫療等都建立在網絡基礎之上，熟練掌握網絡應用已成為學生將來必備的能力。
參考文獻：
2空間應用系統生物安全工程技術體系框架
空間應用系統生物安全工程技術體系覆蓋了在空間應用有效載荷的工程研制過程中應遵循的生物安全要求、分析、設計防護以及評價等各項技術范疇，其總體框架如下圖2所示。圖中可以看出，在空間有效載荷產品研制過程中，空間生物安全在工程上首先需要解決的是空間生物安全要求指標問題，然后根據生物安全要求，結合空間應用的需求情況，對應用系統的生物危害材料進行危害等級的識別，再依據危害等級的識別結果確定相應的安全性包覆等級，作為空間實驗載荷設備的生物安全性設計準則要求，依據此設計準則開展相應的安全性設計防護;在采用了必要的防護措施同時，有效載荷對于生物危害還應具備有效的監測手段，確?？臻g應用實驗過程中的生物危害可檢測。最后，空間應用載荷在上站之前，應對生物安全問題進行風險評估，其結果將作為空間科學實驗載荷上站安全性認證的重要考核內容之一，從而為工程決策提供安全性方面的依據。
2空間應用系統生物安全的工程設計要素
2.1空間應用系統生物安全指標要求借鑒實驗室生物安全標準以及國際空間站有關生物安全的經驗，生物安全指標主要是指針對微生物的最低可接受閾值，相關指標又可細分為飲用水、食品、艙內空氣、表面四個主要方面，其中，飲用水、食品以及艙內空氣的最低可接受閾值與航天員的醫學要求密切相關。對于表面的生物安全要求，涉及艙內艙體內表面、艙內平臺設備和有效載荷設備表面等多個方面，其可能的影響除了傳染到航天員(航天員有可能接觸的情況下)，影響航天員健康外，另一個重要的影響就是對硬件設備的腐蝕和侵蝕，最終導致硬件設備的失效或者污染艙內環境。因此，對于空間應用系統設備，應提出明確的表面生物安全指標要求，該要求可以參照空間站平臺的表面微生物最低可接受閾值要求，也可根據空間應用系統載荷研制的特點和使用需求單獨提出。另外，對于影響實驗任務成功的可致病的病原體(包括植物可致病病原體和動物可致病病原體)也應根據實際情況提出有針對性的指標要求?？臻g應用系統生物安全相關指標體系框架如圖3所示。圖中涉及的植物可致病菌主要是寄生性病菌，病原體有病毒、類病毒、支原體、衣原體、立克次氏體、細菌、真菌、藻類、線蟲和高等植物，其中以細菌、真菌、病毒、支原體和線蟲誘發的病害較普遍和嚴重，尤以真菌性病害為最，如水稻的瘟病、小麥銹病、棉花的萎蔫病等。各種病原體的生理、生態、增殖方法和生活史以及侵染寄主的方式、途徑和時期各不相同?？筛鶕唧w實驗樣品和實驗要求確定需要檢測的植物可致病菌。動物可致病菌主要是微生物，包括原生動物、細菌、真菌、病毒、支原體、酵母等，其中細菌和真菌污染是最常見的，如各種沙門氏菌等?？筛鶕唧w實驗樣品和實驗要求確定需要檢測和加以控制防護的動物可致病菌。以微生物污染為主要檢測對象，包括原生動物、細菌、真菌、病毒、支原體、酵母等，其中檢測重點為細菌和真菌?？臻g站微生物主要存在于艙內氣體、食品、水、艙體材料、硬件設備表面以及有效載荷等地方，因此，其微生物控制的要求也應根據這些方面進行規定。例如，國際空間站微生物控制的指標要求如表1所示。我國空間站工程微生物控制定量要求主要參照國際空間站制定，在我國載人航天工程一期和二期階段，未對微生物控制提出明確的定量要求，在載人空間站階段，提出的初步醫學要求中，也僅僅對空氣和物體表面微生物控制提出了限值，與表1中國際空間站的相關規定是一致的，而對于食品和水未作明確規定。
2.2空間應用系統生物安全等級的識別開展空間生物安全防護設計時，首先應對生物危害的等級(或稱生物安全等級，BiosafetyLev-el，BSL)進行識別，根據不同的危害等級制定不同的設計防護策略，避免設計上的冒進所帶來的安全患，或者設計過于保守而帶來的資源浪費和技術瓶頸。根據NASA的生物安全小組的工作經驗，所有有關生物學的材料都要進行生物危害識別，對識別出的生物危害材料都要分配一個生物安全等級［18］。因此，生物危害材料生物安全等級的確定是生物安全工程設計的首要出發點。NASA的JSC中心針對空間應用項目的生物安全等級制定了專門的規定［19］，如表2所示?？臻g生物安全等級主要來源于地面公共衛生系統和實驗室生物安全的相關標準，在空間上用時考慮了空間環境可能帶來的影響，由于空間飛行獨特的環境和條件，BSL-2微生物又被分為兩類，BSL-2(中等風險)和BSL-2(高風險)。主要是由于在微重力環境下，微生物氣溶膠可能比在地球1g重力下具有更大的風險，對于地面上BSL-2等級的微生物在空間應用時可能產生更嚴重的后果。因此，在對空間生物安全等級的規定上進行了適應性修改，其原則為:對于地面上可能導致災難性后果(高致病性)的微生物(BSL-3和BSL-4)禁止在太空項目中使用;對于地面上可能造成中等危害后果的微生物，其在空間環境影響下可能帶來更嚴重的后果，甚至是災難性的，因此，地面上BSL-2級微生物在太空中又分為中等危害和高危害兩類。我國載人航天工程目前采用的生物安全等級劃分標準主要遵照現有的國內實驗室生物安全防護等級相關規定，對于空間生物安全等級尚無具體的標準進行規定。因此，合理的劃分生物安全等級對于工程中遴選生物樣本和明確有效的控制措施具有重要的意義。
2.3空間應用系統生物安全包覆等級的識別與設計
2.3.1空間應用系統生物安全包覆等級的確定工程實踐中，在已明確了有效載荷生物安全等級BSL的基礎上，需要根據生物安全等級確定相應的包覆設計等級(LevelofContainment，LoC)要求。兩個重要的原則是:1)生物安全防護的包覆等級不得低于其生物安全等級;2)存在多種微生物的情況下，其包覆等級應根據生物安全等級最高的生物樣品來確定。我國空間站空間應用規劃了多項有關生物、生命、生態、醫學等應用與科學領域實驗項目。以當前規劃的有關生命科學研究的實驗平臺為例，確定其初步的生物安全包覆等級，如表3所示。
2.3.2空間生物安全設計準則空間應用載荷生物安全控制的優先級主要包括五個層次(見圖4)。工程設計實現過程中，有效載荷研制單位應根據識別出的生物載荷的生物安全等級確定相應的防護設計準則，遵循以下原則:1)生物材料的選擇上，應在滿足科學實驗需求的前提下，盡量選擇危害等級低的生物材料和樣品;2)生物實驗載荷的生物包覆等級應與其生物安全等級相對應，不得低于其生物安全等級;3)對于具有致病性或可能導致設備故障的主要微生物應具有實時監測或者離線檢測能力;4)包覆設計應按照最小風險控制或者故障容限，或者兩者相結合的設計準則進行設計，如金屬結構采用較高的安全系數要求;采用多層密封包覆等;5)包覆設計應考慮最大使用條件下進行設計，并采用試驗的方法驗證;多層包覆設計時，應對每層包覆手段的有效性進行獨立驗證;6)采用物理隔離的方式進行包覆設計時，應滿足密封設計要求，如所有泄漏路徑均采用軟密封件，墊片或其他密封材料進行雙重密封;金屬零件沿著所有接口有兩個密封(如蓋);流體連接器內部和外部的雙道密封;電連接器外部雙道密封和引腳周圍雙密封等;7)采用密封設計時，需要考慮容器材料與有害生物質的相容性設計與驗證問題;8)采用多層包覆設計時，應盡量采用組合式包覆形式，即不同形式的隔離方式，如物理隔離與負壓相結合，確保各級包覆是相互獨立的，不會發生關聯失效;樣本操作用手套箱采用在手套故障的情況下保持負壓的雙故障容限的設計等;9)對于有限壽命的生物危害防護措施，如HEPA過濾器，應具有有效的壽命預測手段，以便采取定期的更換或者清洗消毒等措施。
2.4空間生物危險的監測空間微生物的監測是實施微生物控制的前提條件。目前對于載人航天工程領域，較為先進的微生物監測技術主要包括以下幾項:1)非培養核酸技術(基于PCR聚合酶鏈反應);2)三磷酸腺苷生物發光技術(ATP);3)生物傳感器，直接激光檢測;4)流式細胞術方法;5)基質輔助激光解析/電離飛行時間質譜(Matrix-AssistedLaserDesorption/IonizationTimeofFlight(MALDI-TOF)massspectrometry);6)微觀方法(MicroscopicMethods)。傳統上，環境和人員的微生物監測主要集中在采用基于培養技術的細菌和真菌。然而，在空間環境中，采用大量的分子、生化和理化實驗系統，建立在非培養技術基礎之上。采用單一的監測技術往往難以滿足微生物監測的需求，因此，在工程實踐中，空間科學實驗載荷研制單位應根據自身產品的特點，結合各種檢測技術的優缺點，合理選用生物檢測技術。生物檢測技術選用參考表如表4所示。另外，空間科學實驗載荷應重點監測BSL-2級以上的微生物。根據國外的經驗(ISS，MIR)［10］，空氣中主要的細菌種類為金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌，內表面主要的細菌種類為金黃色葡萄球菌和芽孢桿菌等;真菌主要為青霉屬和曲霉。在監測點設置方面，對于密閉的實驗培養箱，應從空間應用的需求出發，對于影響實驗效果的入口端應設置微生物監控裝置，防止艙內空氣和水源中的有害微生物影響實驗效果;同時對于出口端同樣需要設置微生物監控裝置，防止科學實驗產生的有害微生物污染艙內大氣環境和熱控管路。
2.5空間應用系統生物安全風險評估國際空間站上，有效載荷生物材料的生物危害風險評估在發射前必須進行，評估生物有害物質的標準包括微生物的特性，感染劑量，微生物的存量、感染途徑，以及與實驗協議相關的危害。識別出的所有有害微生物被分配一個生物安全等級(BSL)。有效載荷安全審議小組參照BSL為每個有效載荷制定必要的防護等級?？臻g應用生物安全風險評估的實施流程如圖5所示。
