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生物技术的具体概念模板(10篇)

时间:2024-01-16 10:12:20

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇生物技术的具体概念,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

生物技术的具体概念

篇1

实验室里的生物技术,一个人可能一辈子也与此无干。要使技术与经济生活连接的前提必须是,在一定范围内为人所需要并要获取,必须有一个共享的范围,这个范围较大,技术的(经济)价值一般就较高。生物技术的传播与共享永远只是一个不断克服局限的努力,但局限是永远存在的,先天的利益不公正已经包含其中。所以我们来研究生物技术,更重要的是研究它怎么逸出实验室,飘落到社会经济生活土壤中,结出生物经济这朵花来的,而这朵花的粉与蜜又是为谁所拥有和采摘的。

2生物技术的物质层面与社会层面

第一个层面,物质层面亦即事实层面。生物技术其实是生物经济的潜在形式,是它的质料。就象转基因大米种出来就是为了进入市场卖掉,但并不是所有的都卖掉了,有的也许是农民自己吃了,这时候它就不是生物经济成分;决定转基因大米进入市场的是米业制度、米市行情和机遇,当然前提是你必须是用转基因大米种子种出来的大米。借用逻辑学老祖宗亚里斯多德的一对哲学范畴来说,质料只是潜能,从潜能转化为现实存在,还需要目的因和动力因,质料和形式这一对范畴是被亚里斯多德用来解释事物发生的原因的,形式本身可以划分为形式因、动力因和目的因,再加上质料因,便是亚氏著名的四因说,一切事物的发生离不开这四因。在他看来,作为潜能的质料从理论上讲是在先的;但实际上,现实性是在先的,因为如果潜能在先的话,那么很可能一切的东西都可能存在,却还没有存在。就生物技术来说,它出不了实验室,进入不了生产体系,没有生产运作的目的和动力,就不会是生物经济的因素。所以,生物技术的第一个层面的含义就是划定了生物技术的质料,从定义的角度来说,就是规定了事物的属性。如果我们把生物技术与生物经济联系起来看,那么生物技术的这一层面的属性便不足以揭示出生物技术的种差,比如已能作为生物经济因子和不能、尚未作为生物经济因子的区别。

第二个层面,社会层面。生物技术必须具有社会――经济价值,才能进入市场完成使命,所以生物经济意义下的生物技术必然是社会性的存在。在生物经济概念下来看生物技术,就会重视价值观视角的引入。作为生物经济因子的生物技术与否的两者之不同就在于前者是有价值标准与衡量级别的,这个标准在一个共同的范围内是有效的,尤其在技术的实用性、对经济的促动性等方面;然而这种效应也是有边界的,它受制于我们所处的社会,所以才有一个社会里的生物技术创造出来的生物经济价值不同于另一个的社会的现象。生物技术的价值说到底是一种价值观,是我们人在说这种技术而非那种具有价值,任何价值都不是孤立悬置的存在,主客体之间任何一方的缺失都会导致价值的消失。

3生物技术价值的有效性及其边界

生物技术价值是一种价值观,但它不是个别的价值观,而是一种普遍的社会价值关系的体现,在这个意义上,生物科技及经济行业是一种社会存在和社会事业。生物技术价值的主体当然是人,而人在其现实性上是一切社会关系的总和。在实际生活中,生物技术事业应该以国家和民族为价值主体,生物经济价值就必须服从国家民族共享的价值观念体系,并且生物经济价值评价标准也应该以社会价值观体系为边界。目前生物技术界是众所注目的朝阳领域,被视为解决中国“三农”问题的重要途径,社会上对这个新生事物有赞扬也有疑虑。中国生物科技事业是伴随着中国政治、经济、社会的深刻变革而发展起来的,改革的目标和归属是富民强国,“国”是社会主义中国,“民”是最广大的中国人民,中国生物科技事业在根本上不得违背这个共同的利益原则,不得无视这个价值主体,这是它的使命,也是它的发展源泉和合法性所在。当前,新一界政府对经济建设利国利民的强调,对“和谐社会”的不懈追求,对“三农”问题前所未有的重视,都是深化改革、进一步推进社会主义现代化建设的表征。

篇2

二、教学分析

(一)教学目标

1.知识目标

(1)举例说出转基因技术的应用。

(2)举例说出克隆技术的应用。

(3)关注转基因技术和克隆技术对人类生活的影响。

2.能力目标

(1)培养学生讨论、交流的能力。

(2)培养学生将所学知识运用到实际生活中的能力。

(3)培养学生实事求是的科学态度。

3.情感态度与价值观目标

(1)增强学生团结合作精神。

(2)能正确理解和对待现代生物技术产物对人类生活产生的影响。

(二)教学重、难点

1.教学重点

(1)基因工程及转基因技术的应用。

(2)细胞工程及克隆技术的应用。

2.教学难点

(1)转基因抗虫烟草培育过程。

(2)多利羊的克隆过程。

三、课时计划

1课时

课前准备

教师准备

多媒体课件

学生准备

搜集、整理相关资料

四、教学流程

(一)导入新课

教师:生物技术是当今国际上重要的技术,生物技术将为人类所面临的环境、资源、人口、能源、粮食等危机和压力提供最有希望的解决途径。那么今天我们就一起进入第二十一章“现代生物技术”的学习。

教师:通过上一章的学习,你知道的生物技术都有那些?

学生:发酵工程、基因工程和细胞工程等。

教师:同学们回答得很好,21世纪是生物科学的世纪,生物技术的发展与研究都已经进入到一个快速发展的阶段,各种高新研究成果不断涌现。今天我们就来具体认识和了解一些现代生物技术及其在生活中的应用。

(二)新课教学

1.基因工程和转基因技术

教师:请同学们看多媒体展示的“小鼠变大鼠”的图片,这种变化可不是自然状态下形成的,而是人为地采用了某种现代生物技术,这种技术就是我们要了解的基因工程和转基因技术。

教师:多媒体展示“巨型小鼠”,并讲解其产生的过程和原因

教师:多媒体演示转基因抗虫烟草培育过程

学生:根据多媒体演示总结转基因抗虫烟草培育过程

教师:根据这两个运用基因工程中转基因技术的事例请同学们回答以下几个问题:什么是基因?什么是基因工程和转基因技术?

师生共同讨论、交流,总结。

学生:基因――具有遗传效应的DN段

基因工程――按照人的意愿,运用人工方法,对生物的基因组成进行“移花接木“式改造的重组技术。

转基因技术――将外源基因直接导入动植物体或它们的受精卵内,并能在细胞中发挥作用的技术。

教师:基因工程和转基因技术主要是在分子水平对DNA进行定向改造,达到人们想要的动植物个体。虽然这种技术听起来挺复杂,但它们离我们的日常生活却很近。

教师:同学们能否根据你的课前调查举例说明。

学生:超市中的转基因食品,各种不同的转基因动物、转基因植物,还有转基因微生物等。

教师:非常好,导入外源基因的生物称为转基因生物,包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。转基因食品就是用转基因生物生产和加工的食品。

教师:现代生物技术除了能在分子水平对生物进行改造,同时还能在细胞水平对生物进行改造,下面我们就共同了解在细胞水平对生物进行改造的技术――细胞工程和克隆技术。

教师:多媒体展示细胞工程和克隆技术的概念。

细胞工程――在细胞水平上,有计划地改造细胞的遗传结构,培育人类所需要的动植物新品种等的技术。

克隆――不经过受精作用而获得新个体的方法。

教师:多媒体演示,讲解“克隆羊多利的诞生”。同时提出:在三只母羊中谁是多利真正的母亲?

学生:讨论、交流,得出:母羊A提供的是乳腺细胞的细胞核,所以它是多利真正的母亲。

教师:多利羊的克隆成功,意味着人类可以利用动物身上的一个体细胞培育出与这一动物几乎相同的生命体。那么,同学们认为多利羊的诞生对人类社会会产生什么影响?

学生:交流、讨论。

学生:多利羊的诞生标志着克隆技术的飞跃发展,但任何生物技术在造福人类的同时决不能超过法律、道德的底线。

教师:非常好,请同学们阅读课本14页最后两个段落,了解克隆技术发展的历史以及现代克隆技术在生活中的广泛应用。

教师:在了解了基因工程和转基因技术以及细胞工程和克隆技术之后,它们之间的区别在哪呢?

学生:讨论、交流。

学生:细胞工程是在细胞水平按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质从而获得产品的技术。

基因工程是在分子水平对DNA的定向改造。

五、课堂小结

1.举例说明基因工程和转基因计划

2.举例说明细胞工程和克隆技术

3.比较基因工程与细胞工程的区别

六、板书设计

第一节 现代生物技术的应用

1.基因工程和转基因技术

(1)概念:

(2)举例:巨型小鼠,转基因抗虫烟草

(3)应用:农业等

2.细胞工程和克隆技术

(1)概念:

(2)举例:克隆羊多利

(3)应用:医药,濒危动物保护等

七、课堂练习

1.产生克隆羊多利的融合细胞的细胞核来自( )

A.乳腺细胞 B.神经细胞 C.生殖细胞 D.其他细胞

篇3

随着近年来市场经济体制改革和市场进程的日益深化,食品加工和风险已经受到了社会各界的强烈关注。尤其是我国加入世界贸易组织之后,如何通过生物技术的引入,提高乳制品企业的市场竞争力,提高乳制品生产加工技术与质量,完成企业和国际的接轨,早已成为各企业关注的重要课题之一。

1、生物技术的含义

生物技术就是利用先进的工程学技术、生物体系和先进的生物学,进而促进生物特性的改变达到物质的转化,以满足人们对各种产品的生产需求。我们可将生物技术分为以下三个阶段:传统的生物技术阶段、近代生物技术阶段以及现代生物技术阶段。传统的生物技术阶段主要以酿醋、酿酒和酱油的酿造等为主;而近现代的生物技术则是以生物标本和发酵技术等为主的;而新型的发酵工程、基因工程、现代生物的反应工程、酶工程、生化工程和细胞工程等等,均属于现代生物技术的阶段。乳制品行业的各方面均有用到现代的生物技术,例如良种牧草和乳牛的选育、乳产品成分的改善、饲料生产和乳品质检、提高产奶量等均与现代生物技术密不可分。

2、在乳制品的加工中应用生物技术的重要意义

2.1 生物技术的应用,有利于提高企业乳制品质量

通过将生物技术引入到乳制品加工企业,有效的提高了我国的乳制品质量,增加了乳制品的产量。生物技术的合理运用,实现了企业在可允许的范围内提高产品质量和产量的目的。通常为了提高乳牛产奶量,可能会向乳牛注射某类激素比如牛生长激素(BST)这一新的生物技术的应用。

2.2 生物技术的应用,可增强乳免疫功能

生物技术在入职品的加工和使用中,可提高产奶质量,提高乳制品免疫功能。为了使乳制品企业在市场竞争中取得广阔的市场,占据有利的竞争优势,企业应当以SWOT分析为基础,细分乳制品市场,并从中寻找突破口。利用生物技术,对细分的市场实行乳制品的质量改进措施,提高某方面产品的市场竞争力。举例如下,婴儿的乳制品市场,婴儿尚未有完全的免疫系统,在婴儿的乳制品中有目的的引入生物技术,对婴儿的乳制品免疫功能加以改进,有利于乳制品质量和产量的提高,使乳制品企业生产出适宜于婴儿食用的乳品,增强乳制品企业的市场竞争能力,减少企业的生产销售阻力,使企业更容易趋避利害关系,更有利于企业社会使命的的完成。

2.3 生物技术的应用,可增强乳免疫功能

竞争力的概念是于二十世纪九十年代末期进入我国的,并深受社会各界的重视。目前公认的竞争力战略研究的权威应为麦可.波特,他提出了有关竞争分析方法与技巧,并特别强调了竞争力应以企业产品的差异化能力与成本领导能力为本。但企业的核心竞争能力体现在不同方面:成本、产品差异等。乳制品企业同样应当考虑自身的核心竞争能力,尤其是生物技术的应用,增进了乳制品企业和国际间的联系,有利于产品质量的提高、强化企业核心竞争力。

3、生物技术在乳制品加工中的具体应用

3.1 生物技术的引入,加快乳蛋白生物的活性肽的开发

生物技术的引入有利于改进乳制品的产量与质量,及乳蛋白生物活性肽。乳制品的重要原料是乳蛋白,而乳制品的生产则依靠蛋白酶,该领域如此受重视的原因,就是其具有多种生物活性肽,经过水解乳蛋白,可获取大量的生物活性肽。

3.2 增强乳制品免疫功能

婴儿正处于发育期间,身体机能尚未发育完全,急需要母乳的保护。但在生物技术取得巨大突破的同时,新的乳粉的开发,并增添了免疫球蛋白,可有效的抑制并杀死肠道病原菌,增强婴儿的免疫功能。生物技术的引入为乳制品行业创造了一个全新的发展空间。

3.3 生物技术的引用,可降低乳制品中苯丙氨酸含量

将生物技术引入到乳制品企业的加工过程中,可有效降低乳制品中的苯丙氨酸含量,降低乳制品产生的副作用。在乳制品企业的生产发展过程中,不但要满足公众对乳制品的强烈需求,而且企业所生产加工出来的产品也必须符合各项国际指标,使其有利于消费者身心健康的发展。苯丙酮尿症属于先天性的代谢异常病症之一,这种病症形成的主要原因就是酪氨酸不足,苯丙氨酸羟化酶阻碍了苯丙氨酸的转化,致使大量的苯丙氨酸积存到血液中,大约在正常状态的10倍,损伤了大量的细胞,影响婴儿的智力发育。人体健康可能会受苯丙氨酸影响,尤其会对8个月到8周岁的儿童中枢神经造成难以恢复的损害。

4、结语

总之,为了提高企业的乳制品质量,优化企业的乳制品加工环境,提高企业的市场竞争能力,企业在乳制品的生产加工过程中应科学合理的引入:乳蛋白的生物活性肽、固定性技术、ATP生物荧光技术、利用乳脂肪修饰和降低乳制品中苯丙氨酸等的生物技术应用,极大的促进了乳制品企业的发展。因此,乳制品企业在以后的学习和研究过程中,应根据相关数据和定性对其进行分析,并使该技术的作用得到更加充分的发挥。

参考文献

篇4

【中图分类号】Q50 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0046-01

进入二十一世纪以来,由于研究的深入,对知识的进一步认识和了解,许多学科之间都有了一些交叉,尤其是一些新兴学科之间的相互交叉,广泛渗透更是对科学的发展起了很大的促进作用,人们进一步提升对自然界的认识,对人类本身也有了进一步的了解。随着科学技术的不断发展,尤其是计算机技术的飞速发展,计算机在其中的应用范围也日益扩大,计算机和药学两者互相影响、互相渗透、互相结合,密不可分。

1、生物技术与信息技术的关系

信息技术和生物技术都是高新技术,二者在新经济中并非此消彼长的关系,而是相辅相成,共同推进21世纪经济的快速发展。信息技术为生物技术的发展提供强有力的计算工具。在现代生物技术发展过程中,计算机与高性能的计算技术发挥了巨大的推动作用。如今,人们越来越清醒地认识到,超级计算机在创造新品种的药物、治愈疾病以及最终使我们能够修复人类基因缺陷等方面是至关重要的,高性能计算可以为人类作出更大的贡献。生物技术推动超级计算机产业的发展。随着人类基因组计划各项任务的完成,有关核酸、蛋白质的序列和结构数据呈指数增长。面对如此巨大而复杂的数据,只有运用计算机进行数据管理、控制误差、加速分析过程,使得人类最终能够从中受益。然而要完成这些过程,并非一般的计算机力所能及,而需要具有超级计算能力的计算机。因此,生物技术的发展将对信息技术提出更高的需求,从而推动信息产业的发展。生物技术将从根本上突破计算机的物理极限。运用数学、计算机科学和生物学的各种工具,来阐明和理解大量基因组研究获得数据中所包含的生物学意义,生物学和信息学交叉、结合,从而形成了一个新的学科。生物信息学或信息生物学,它的进步所带来的效益是不可估量的。

2、计算机在生物技术中的应用分析

生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法,从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题,即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能,以及人体各种正常生理功能和病理状态之问的差异,这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。

2.1 计算机技术在生物信息学中的应用

生物信息学在今后的无论是生物医药科研还是开发中都具有广泛而关键的应用价值;而且,由于生物信息学是生物科学与计算科学、物理学、化学和计算机网络技术等密切结合的交叉性学科,使其具有非常强的专业性,这就使得专业的生物医药科研或开发机构自身难以胜任它们所必需的生物信息学业务,残酷的市场竞争及其所带来的市场高度专业化分工的趋势,使得专业的生物医药开发机构不可能在自身内部解决对生物信息学服务的迫切需求,学术界内的生物医药科研机构也是如此,而这种需求,仅靠那些高度分支化和学术化的分散的生物信息学科研机构是远远不能满足的。可见,在生命科学的新世纪,生物信息学综合服务将是一个非常重要的也是一个极具挑战性的领域。

2.2 计算机在微生物学中细菌生化反应上的应用

细菌学的计量检验是医学检验现代化的种重要手段。此检验技术是通过收集已确证的统计资料,并将系列生化反应试验的反应结果数值化,按照一定的数学模型进行多元分析,利计算机的运算速度和记忆能力,检验标本作出规范化的定量鉴定。实现这一计量鉴定,我采用了计算机辅助编码捡索系统(CAIS)菌科细菌系列生化反应机辅检索程序(CAE-15)、(eAE-I)输入微机。通过各项生化反应结果及增补试验结果所得的编码数经过人工查询,从计算机编程的“缩码检索手册”中直接查找指定编码的细菌概率分布和相应的补充试验。计算机在微生物中的应用,不仅节约了时间和人力,而且鉴定结果准确可靠,避免主观误。

2.3 计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的应用

计算机在破译遗传密码和管理基因数据方面的潜力,在加利福尼亚大学圣迭分校的生物化学教授杜利特尔及其同事的工作中得以体现。他们在年进行的工作中只通过分析计算机打印输出的数据就获得了一个重要的生物学发现。杜利特尔教授的研究小组比较了两个由计算机打印输出的蛋白质序列,发现一种与癌症发生有关的序列和一种与细胞生长有关的序列完全一样,揭示出癌基因引起了细胞的不正常生长。这一发现在没有进行过任何一实验的情况下就获得了。

2.4 计算机在创造生物的虚拟环境方面的应用

计算机还正被用于创造一个虚拟的生物环境,以便对复杂的生物网络和生态系统进行模拟。这种虚拟环境创造不同的情境,帮助研究人员产生新的假说,并在实验室里被用于检测新的农业和制药产品以及医学活体实验。在虚拟世界里,生物学家敲敲键盘就可以产生新的合成分,而在实验室经常需要几年时间才可能合成一个真正的分子。有了三维的计算机模型,研究人员可以在屏幕上将各种基因和分子进行组合,然后观察它们的相互作用情况。年,宾夕法尼亚州立大学和位于加利福尼亚拉霍亚的斯克里普斯临床研究所的研究人员,通过使用最先进的计算机首次设计了一种极有价值的合成分子。这种被命名为的化合物是在计算机屏幕上构想出来的,几家生物技术实验室正在进行该化合物的批量生产。科学家们打算通过使用新的信息时代的计算技术造出多种多样的新分子。

2.5 计算机在生物医学工程中的具体应用

生物医学工程运用现代自然科学和技术科学的原理和方法,从工程学的角度研究人体的结构、功能及其相互关系以及其他生命现象。其目的是解决医学问题,即研究和开发为防病、治病以及人体功能辅助等医学应用的装置和系统。用技术科学的概念和方法来解释和描述人体各层次的成份、结构和功能,以及人体各种正常生理功能和病理状态之间的差异,这些内容形成了这个学科的基础部分。而防病、诊断、治疗及功能辅助的具体技术和设备则形成这个学科的应用部分。

3、发展前景

计算机在生物医学工程中应用的例子还很多,并且发挥着越来越重要的作用,同时对计算机技术水平的要求也越来越高。比如在生物医学信号处理方面,普通的计算机已经很难胜任实时处理的能力,使人们转向研究处理速度更快的专门处理器件DSP芯片。在人工智能方面,往往还需要功耗更低、存储更大的微计算机。因此,生物医学工程在利用计算机的同时也促进了计算机的发展。二十一世纪是生物技术的世纪,信息生物学是自然科学中发展最迅速、最具活力和生气的领域,并且为人类带来了很大的便利与贡献。不难看出,生物计算机研制成功以后,又会带来一次革命,它将会给人类带来更多的福祉,世人将以期盼的心情等待它的出现。随着科技的发展,随着生物技术的发展,它将越来越离不开计算机。不但如此,计算机和生物技术更越来越紧密结合。将更快地促进两者的发展。

参考文献

篇5

1 产业概念

以现代生物技术生产的产品及所形成的产业是国际上新兴的产业,涉及现代生物技术本身所形成的产品、利用现代生物技术改造传统产业培育的新产品,涉及传统生物产业与现代生物产业的内涵差别、产业规模等诸多因素,至今国际上有关生物产业的定义尚无明确界定[1]。国家发改委在《生物产业发展“十一五”规划》的研究编制过程中,将生物产业定义为“将现代生物技术和生命科学应用于生产以及应用于经济社会各相关领域,为社会提供商品和服务的统称,主要包括生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等新兴产业领域”[2]。

生物与健康产业密切相关且互为交融。健康产业主要包括医疗保健服务业和医疗保健相关产业。医疗保健服务业由向公众和个人提供预防、治疗、护理、康复等医疗保健服务的卫生机构和医疗保障组织组成。医疗保健相关产业包括老年护理、健康管理、医疗旅游、美容养生等延伸性保健服务,以及为医疗保健服务提品和支持的产业。

我国广州、宁波等市根据区域产业特点与经济社会发展需求,将生物与健康确立战略性新兴产业加以培育,为此,有必要探讨生物与健康产业的概念与内涵,依此调查产业的发展规模、水平、结构等基本情况,及时为各部门制定政策、开展宏观调控提供依据。

2 产业构成

目前,国内外关于生物与健康产业内涵的理论研究成果不多[3],我国相关的产业分类指导和统计管理等制度出台相对滞后,导致国家的生物产业产值通过参考国内外材料估算的方法获得[4],数据准确性差,甚至不能反映其中的核心产业生物医药产业的情况,国家亟须建立一套相关的政策体系。

2.1 国家产业政策

在产业构成上,2011年11月,国家科技部《“十二五”生物技术发展规划》,明确指出我国现阶段重点发展的生物技术产业包括生物医药、生物农业、生物制造、生物能源和生物环保五大领域[5]。2012年12月,国务院《生物产业发展规划》,提出大力发展生物医药、生物医学工程、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保、生物服务七个重点领域[6]。然而上述文件对各领域的概念与内涵并无明确阐述。2012年9月,国家发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(公开征求意见稿)》,其中生物产业包括生物医药、医疗器械、生物农业、生物制造、生物服务、海洋生物六个小类和23个条目,初步勾画了生物产业作为我国战略性新兴产业的基本组成。

2.2 产业内涵探索

全面准确的产业统计需要对产业内各领域进行细分与测算。2008年,国家发改委着手建立生物产业运行监测系统。2008年7月,该委召开“建立我国生物产业统计体系研究课题”讨论会,总结生物产业统计试点工作,提出生物产业统计体系主要包括生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保和生物服务六大块内容,讨论完善我国生物产业统计体系。2012年初,国家发改委、工信部等部门召开联席会议,提交了《战略性新兴产业重点产品和服务统计目录》与《战略性新兴产业行业分类统计目录》,对战略性新兴产业统计调查方法研究进行论证,提出认真做好生物产业等战略性新兴产业发展形势的监测和分析,加强信息引导,采取多种形式利用数据资源,促进战略性新兴产业健康发展。然而,由于生物与健康产业涉及的技术领域非常广泛,同时贯穿产业活动中研发、生产、流通和服务等多个环节,随着技术创新、产业分化和产业融合的不断发展,该产业的子产业关联性强、产业边界模糊等特征日益凸显,对产业的分类和统计标准设计要求较高,相关的指导和管理政策一直未能出台。

3 国内部分省市相关政策

在国家尚未出台统一的生物与健康产业相关分类和统计办法的情况下,国内各省市纷纷结合区域情况开展相关尝试性工作,在为区域产业发展提供决策依据的同时,也为国家相关政策的制定提供了参考。2011年12月,黑龙江开展全省生物产业统计工作,将生物产业分为生物医药、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保五大领域,然而关于各领域的定义与具体范畴未见,由科技管理部门负责推进。2010年,南宁市发改委委托南宁市统计局和广西社科院开展生物产业统计体系与产业指标课题研究并于2011年3月通过了成果评审,界定了生物产业的统计范畴,提出了生物产业指标体系及具体统计方法,但具体内容未见。至2012年初,已有云南、四川等十多个省市初步设立了新兴产业统计指标监测体系,对生物产业等新兴产业进行统计,其中以云南省、江苏省无锡市、浙江省宁波市对生物与健康产业的界定较为详尽。

3.1 云南省跨越一、二、三产业统计生物产业

云南省实施“生物经济强省”战略,2007年4月,省发改委《云南省生物产业发展规划纲要(2006-2020)》,提出“生物产业(烟草产业除外)指的是从事生物产品研究开发、生产和生物技术服务的产业,包括:生物医药、生物农业、生物制造(轻工、化工)、生物能源、生物服务业等。”2010年10月,云南省政府发展生物产业办公室《云南省生物产业统计报表制度(试行)》,将生物产业界定为“指以生命科学理论和生物技术为基础,结合信息学、系统科学、工程控制等理论和技术手段,通过对生物体开展研究并制造产品,或改造动物、植物、微生物并使其具有所期望的品质特性,为社会提供商品和服务的行业的统称,包括生物农业、生物林业、生物医药、生物能源、生物制造、生物环保、生物服务等领域。”该制度以《国民经济行业分类(GB/T4754-2002)》为依据设置云南省生物产业统计指标及口径范围,对生物产业的农业生产、工业生产、产品销售和利税等情况进行统计,指标体系涵盖一、二、三产业。该制度将烟草产业纳入生物农业统计范畴,因为云南省是我国最重要、规模最大的烤烟和卷烟生产基地,烟草种植业、卷烟工业是该省农业和工业的重要组成部分。烟草产业是该省最具比较优势、最有特色的产业之一,是省财政的主要支柱,所创税收自1988年起一直位居全省各产业之首,最高年份占全省70%。此外,烟草产业还促进了其他相关产业的发展,是该省的重要产业。2011年,云南省生物产业总产值达4100亿元,成为全省重要的支柱产业。但是,关于产值的具体构成未见报道。

3.2 江苏省无锡市分十大领域统计生物产业

2012年1月,无锡市统计局、发改委《无锡市新兴产业统计监测制度(试行)》,对该市物联网、节能环保、生物产业等十大新兴产业开展统计监测,该制度将生物产业界定为“包括生物技术产业和新医药产业。生物技术产业:主要是生物能源、生物工业、生物农业、生物环保等新兴产业领域。新医药产业:是指以新技术、新工艺、新剂型、新装备等的开发应用为特征,是蕴含巨大经济社会效益、最具广阔发展前景的新兴产业,主要包括生物技术药、中药、小分子药物和医疗器械、生物试剂、医用材料等。”在该制度的统计分类目录中,将生物产业分为生物医药制造、生物药品制造、中药制造、医疗器械和医用材料制造、生物工业产品制造、生物农业产品制造、生物环保产品制造、生物能源产品制造、药用包装材料、其他十大领域,统计生物产业的总产值、新产品产值、主营业务收入和从业人员数。但是,对于各领域的具体统计范畴及其与《国民经济行业分类》的关联未见,由市科技局与市农业委员会负责核定相关企业名录并组织统计工作。无锡市发改委公布的新兴产业发展数据显示,2012年1~10月该市生物技术和新医药产业总产值(营业收入)为252.75亿元,同比增长9.1%。

3.3 浙江省宁波市采用汇总系数统计生命健康产业

2013年3月26日,宁波市统计局、市加快培育和发展战略性新兴产业工作领导小组办公室《宁波市战略性新兴产业统计分类目录(试行)》,以《国民经济行业分类(GB/T4754-2011)》为依据,根据具体类别与相关战略性新兴产业的关联度确定不同的统计汇总系数,对该市节能环保、生命健康、新能源、海洋高技术等八个战略性新兴产业进行统计。其中,生命健康产业包括生物制品制造产业、生物工程设备制造产业、生物技术应用产业三个子产业,下分十个领域。

4 生物与健康产业概念与内涵

在我国现行的生物与健康产业统计体系下,本文以国家产业政策为基础,参考国内各省市产业界定方法,将生物与健康产业界定如下:

4.1 产业概念

生物与健康产业是指以生命科学理论和生物技术为基础向社会提供商品和服务的行业的统称,包括生物医药、生物农业、生物能源、生物环保、生物制造、生物医学工程、生物技术服务、健康服务产业领域。

4.2 产业构成

(1)生物医药产业:是指以现代生命科学理论为基础,与医药产业结合,利用生物体及其细胞、亚细胞和分子的组成部分或以其作为作用对象,结合工程学、信息学等手段开展研究及制造产品或改造动物、植物、微生物等,并使其具有所期望的品质、特性,进而为社会提供商品和服务手段的综合性技术体系,其内涵包括生物医药产品研制、规模化生产和流通、服务等。该产业主要包括化学药品原料制造、化学药品制剂制造、中药饮片加工、中成药制造、生物及生化制品的制造、卫生材料及医药用品制造、医疗仪器设备及器械制造以及制药专用设备制造[2]。

(2)生物农业产业:是指运用基因工程、发酵工程、酶工程以及分子育种等生物技术培育动植物新品种,以及生产农业投入品如生物农药、兽药与疫苗、生物肥料以及生物农用材料所形成的产业。该产业包括农业生物种业、生物饲料、生物农药、生物肥料、生物疫苗等重点领域[7]。

(3)生物能源产业:生物能源是指由生物质转变而成的能源,是从能源作物、林业废弃物和有机废料等生物质中产生的能源,包括来自树木的木材能源和来自非木材的农业作物的农业能源,其中储存着可用于产生电能、热能、液体燃料及气体燃料的化学能源。我国生物能源主要指利用淀粉、糖、动植物油脂以及木质纤维素为原料生产燃料乙醇、生物柴油、沼气以及生物质发电等[2]。

(4)生物环保产业:目前国际上尚无统一的界定,一般认为凡是与生物技术结合,充分利用生物的特殊功能进行生物净化、生物修复、生物转化和生物催化,从污染治理、清洁生产、能源开发到可再生资源利用,多层面、全方位地为解决工业和生活污染、农业和农村面源污染、荒漠化和海水污染等提供相关产品和服务的行业,均属于生物环保产业研究和应用的范畴,也是其发展的趋势和方向[2]。

(5)生物制造产业:包括采用微生物细胞、生物酶,以及基因工程、合成生物学和细胞融合为代表的现代生物技术及以发酵和酶转化为代表的近代生物技术成果形成的生物制造业,是以现代生物技术为基础大规模生产人类所需基础化学品与原料等的一种工业方式,广泛应用于化工、食品、制药、造纸、纺织、采矿、能源以及环境保护等许多重要领域[2]。

(6)生物医学工程产业:是指运用综合工程学、生物学和医学的理论和方法,提供生物医学材料制品、(生物)人工器官、医学影像和诊断设备、医学电子仪器和监护装置、现代医学治疗设备、医学信息技术、康复工程技术和装置、组织工程等产品研制、规模化生产和流通、服务的产业。

(7)生物技术服务业:是指以现代生物技术与其他要素为支撑,通过生物技术的研究、创新、应用、转化、转移、扩散,形成完整的生物技术产业链的服务活动的总和,是一种创造和传播生物技术知识,提供、应用生物技术知识服务的产业体系[2]。

(8)健康服务业:是指以现代或传统医学技术为主要支撑,以医疗服务、健康理疗、康复调理、生殖护理、健康管理为主体的,为人类健康服务的综合性体系。

参考文献:

[1]李学勇.中国生物产业调研报告[M].北京:中央文献出版社,2004.

[2]北京生物产业发展报告编辑委员会.启航2009北京生物产业发展报告[M].北京:科学出版社,2009.

[3]伍业锋,刘建平.生物产业的界定及统计制度方法初探[J].统计与决策,2011,(20):35.

[4]龙九尊.专家呼吁建立战略性新兴产业统计体系[N].科学时报,2010-9-13(B1).

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中图分类号 G633.91 文献标识码 B

1 SDS-PAGE教学的主要问题

对于高中生而言,SDS-PAGE实验教学的难度很大,主要体现在三个方面。

1.1 实验的复杂性

本实验是一个庞大的操作流程,由若干个重要环节组成,如电泳槽的组装、样品的变性处理、灌制分离胶与浓缩胶、样品的加入、电路的控制、电泳图谱的显色、分子量的计算等,每一个环节都是一个比较复杂的、独立的实验技术。高中生必须具备良好的实验操作功底,才能独立地完成该实验。

1.2 安全保障

本实验技术用到了丙烯酰胺(Acr)和N,N-甲叉双丙烯酰胺(简称Bis)两种剧毒药品,其他药品也对人体具有不同程度的伤害作用(如注意防止SDS吸入)。从目前高中生的实验技能水平来看,对上述有毒物品操作与防护,难度极大,稍有忽视,就可能会影响师生的健康。

1.3 不作为考试重点出现

SDS-PAGE实验本身内容多、难度高,但不作为高考重点难点出现,在一定程度上会影响教师的备课热情与学生的学习兴趣。

2 SDS-PAGE教学的“三个联系”

基于上述三个问题,笔者建议,SDS-PAGE实验教学应该做到“三个联系”,以期用有限的课时,达到教学内容的最优化。

2.1 对于电泳技术本身,要和其他电泳技术的联系

这方面的联系,分为横向与纵向两类。前者是不同学科、不同研究领域中电泳技术的变化与共性,而后者则是SDS-PAGE在蛋白质分析中按照一定的技术要求所作的一系列改进,示意图如图1所示。

图1所示的电泳技术拓展图,其实是一幅电泳技术的思维导图。在教学当中,教师可以根据个人的知识背景及教学需要,在横、纵两个方向上进行延伸。这样,学生不但能够了解更多的电泳技术,而且能够从众多的电泳技术中了解到该技术的原理及应用价值,这种从众多事实当中提取的概念。亦即,学生不会因为过多地学习各种各样的电泳技术而感到疲劳、乏味、难于吸收,相反,他们会从中提炼电泳的共性:带电粒子在电场中的运动。从这一点出发,按照不同的实验要求(如提高实验速度、增大蛋白质承载量等)或研究领域(蛋白质、核酸甚至化学领域),而对基本的电泳实验体系进行优化、改造,就形成了新的技术。如图1中的“阴离子电泳”,其实是浙江版高中生物教材的蛋白质电泳实验教学内容;利用概念图找到各种电泳技术之间的联系与区别,使学生能够看到不同技术中的共性的、本质的特征,比孤立地学习各个技术更有效、更有用。这种由具体的电泳技术(如SDS-PAGE)出发,提炼出抽象的、具有普遍意义的电泳概念,再根据具体的应用领域与实验要求在这一概念中加入具体的修饰、限制条件,就构成了新的、与最初所学电泳技术相关的、新的实验技术。这种“具体――抽象――具体……”的“学习环”式的教学方法,其本质就是知识于技能的正迁移。学生一旦进入这个无穷无尽的“学习环”,将会受益终身。

2.2 对于电泳技术的原理及应用,要和其他在概念层面相关的技术相联系

从教材中可以看到,电泳技术的实质有二,即利用某类物质(蛋白质、核酸等)的一个或多个性质(分子量、等电点、碱基数目等)的不同,利用一定的方法(电场等),将这类物质进行分离。由此,按照同一性质的不同表现程度来分离物质,可以列举一系列技术。蛋白质层析、纸层析(必修1中的“植物光合色素的提取”实验)以及化学当中广泛应用的各种色谱技术,都归于此类。这是将电泳技术上升到概念层面而产生的技术教学方法,将不同技术的共性抽提出来,通过SDS-PAGE的教学,将众多技术的概况展现在学生面前。这是一种极其高效的教学方法,即概念教学法。总体上,上述所有技术都可以成为“分离技术”,即利用溶解度、分子量、沸点等的不同,将某一混合物进行分离、提纯。从概念的层面上描述,所有的分离技术可被解释为:混合物各组分的某一性质在量上存在差异,通过一系列的技术手段,将这种差异表现出来。以SDS-PAGE为例,蛋白质样品构成一个混合物,其中所有的蛋白质都具有分子量,但各种蛋白质之间,分子量不同。因此,通过特定凝胶构成的“分子筛”就将各种蛋白质分离开来。又如离心技术,就是根据沉降系数的不同将大分子或细胞器分开的。

对于高中学生而言,大多数人不会在将来的求学或工作当中接触科研工作,过于细致的科学教育对于这些学生来说是没有现实意义的。他们只需要知道众多技术(众多科学事实)的共性,对某一领域的概况有一定的了解,就能够起到提高科学素养进而提高工作与生活质量的效果。而对于少数有志于科研工作的学生而言,在高中阶段能够抓住众多科学事实、科研手段的共性,进而训练他们在任何学习过程中抓住任何一般性事实的共性的能力,将有利于优化他们的思维品质。

2.3 在SDS-PAGE实验教学中,与通用技术课程的主要思想相联系

SDS-PAGE实验操作复杂,且有剧毒药品,在教学中,必须由教师指导,多名(2人或以上)分工、分步骤进行。在分工、分步骤方面,教师不妨参照高中《通用技术》课程中关于“系统”、“流程”的内容。理科实验与《通用技术》课程的结合,是优化课程、提高课堂有效性的突破点之一。一方面,理科实验亟需规范化、科学化的指导;另一方面,《通用技术》虽然将工程技术的一般性规律提取出来,但在具体的教学过程中,又缺乏生动的载体,只能以“组装自行车”、“制作板凳”等为例进行教学,比较单一。其实,理科实验到处体现着通用技术的主要思想,系统与流程就是其中的典范。

《通用技术》认为:

①活动或事件在其发展的过程中,依据某种特征或方式,可将该过程分解为若干个小过程,称这些小过程为环节;

②过程的经历中,各环节按照一定的时间顺序先后出现,完成。这种时间顺序关系,成为时序;

③具有以上两大特征(关键点)的过程,即若干环节随着时间的变化,依序完成的进程流,称为流程。

按照上述标准,SDS-PAGE完全可以按照流程的思想进行分工合作。表1以灌制分离胶的环节为例,制作了该环节的操作流程,特别注明了操作注意事项和细节问题。用流程图来帮助教师开展实验教学,不但便于实验教学的过程控制,而且给学生提供了清晰的思路,促使其在小组合作学习当中自觉、高效、安全地进行自我监测,提高了课堂的有效性。读者可按照个人的教学风格与习惯,设计不同的流程图。一般而言,SDS-PAGE实验分为两人一组,其中一人操作,一人记录(监督操作是否规范以及每个步骤是否已经操作完毕)。

3 小结

技术学习,概念与联系是关键,教师切忌就技术讲技术。对于联系。总体上说有两种,一是学科内的联系,如SDS-PAGE与其他电泳技术的联系、电泳技术与层析技术的联系等。另一方面,生物技术以至整个生物学内容与其他学科之间的联系也是十分重要的。综观初、高中生物教材,不难发现,生物课程与所有的学科都有密切的联系,甚至包括人文领域(高中选修2“生物技术与社会”是这方面的典范)。这种学科之间的广泛联系,是符合当代生命科学的发展规律的。在此背景之下,作为高中生物教师,更要以一种综合理科、甚至是综合所有学科的视角来审视生物学教学。以SDS-PAGE为例,在讲授“电泳”这一概念的时候,教师要启发学生思考:生物学的电泳和化学的电泳是什么关系?和物理的“电离”是什么关系?如何按照通用技术课程的要求,为SDS-PAGE实验设计操作流程图?诸如此类的问题,对于学生而言是一种跨越学科界限进行横向思考、优化思维品质、构建概念体系的训练;对于教师而言,则是学科之间相互借鉴、相互补充的切入点。这种学科内部及学科之间的广泛联系,必然会使包括SDS-PAGE在内的实验技术教学更加有活力。

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近些年我国有机合成工业和石油化学工业不断得到迅速的发展,在大气中的有机化合物也逐渐增多,例如有机硫化物、有机氯化物等各种各样挥发性有机物,对于人体的感官会产生刺激,一些物质甚至具有毒性,对于周围的环境和群众的健康会产生严重的危害。现在人们越来越重视对这些污染物进行控制,在这样的形势下,产生了生物技术,引起人们的广泛关注。

1生物技术的概述

1.1微生物的概念

以微生物处理废水为基础,生物技术不断发展起来。从根本上说生物净化就是氧化分解的过程。和废水生物处理具有很大的不同,废气中的有机物质逐渐从气相到液相,在液相当中进行溶解,浓度差不断给予推动,可以扩散到生物膜当中,这样一来,微生物就会进行捕捉和吸收。在这样的条件下,污染物一旦进入微生物当中,在代谢的过程中,其能源和营养物就会被分解,就会产生代谢物,一部分就会融入到液相当中,剩下的一部分就会成为细胞物质,剩下的最后一部分就会放到空气当中。这样一来,废气中的有机物通过这样的步骤,就会逐渐减少,最后被得到净化。

1.2生物法的工艺特点

针对各种污染物,微生物的适应性都是比较强、比较快的,可以有效的降解和转化代谢底物,和传统的废气处理技术进行有效的比较,生物技术的处理效果更好,投资和运行费用都比较低,具有很高的安全性,也不会产生二次污染,还很容易进行管理。与此同时,通过吸收剂当中的微生物,可以有效的实现废气生物处理吸收剂的再生,并不需要一些具体的专门设备,使工艺流程和工业设备得到有效的简化,使运行操作费用得到有效的降低。

2有机废气处理新技术

2.1低温等离子体技术

针对低温等子体技术,其高能电子、正负离子等可以和硫化氢和硫醇等进行反应,可以产生二氧化硫等无机物质,这些典型的废气可以利用电晕等放电形式,对离子体处理恶臭废气进行处理,具体的停留时间越长,实际电压就会变得越高,其脱除的效果就会更加理想。

2.2变压吸附技术

针对变压吸附的基本原理,气体组分在不同吸附剂上存在不同的吸附特性,利用这样的差异,因为具体的吸附量会随着压力不断发生变化,压力不断发生变换,气体就会出现分离和提纯等现象。针对比较常用的吸附剂,主要就是硅胶、活性氧化铝等,除此以外,可以对某些组分的选择性吸附,研制出具体的吸附材料,吸附剂自身的性能对于气体吸附分离具有直接的影响。

2.3膜生物反应器

在废水处理过程中不断开发新材料的研制开发,膜生物技术也在其中不断进行应用。在有机废气处理的过程中开始应用膜技术。针对膜生物反应器,就是将传统的生物废气处理技术结合膜技术,这种方法比较环保,生物降解的主要界面就是膜材料,可以提供出大范围的比表面积,使降解效果不断得到增强,使去除效率不断得到提高。针对我国当前的膜生物反应器,还是处于发展的阶段,膜生物构建和运行成本比较高,因此将其大范围的云心,还是需要进行更多的研究和实践。膜生物反应器的流量比较低,阻力也比较大,自身的水溶性比较差,去除效率也比较低,这样一来,在废气处理过程中应用膜生物技术就会受到一定程度的限制。

2.4生物过滤床

生物过滤床其中具有吸附性的滤料,这是一种净化装置,在生物膜在挂之前,在过临床中要将缓冲剂等营养因素掺入,在生物滤床当中如果产生具有一定湿度的废气,通过生物活性填料层的时候,针对其中的微生物,可以将废气中的有机物进行捕获,在其自身生长的时候使其可以成为碳源。废气通过生物过滤床之后,可以得到有效的净化,在滤料层当中存在的微生物,在实际生化降解的过程中,会得到不断的生长繁殖,这样一来,就会持续进行生物滤池的相关操作。当滤料使用过一年之后,大多都是呈酸性的,需要得到定期的维护和保养。和处理污水的生物过滤床进行比较,具有很大的不同,在处理废气的规程中,在生物过滤床当中,在微生物膜的表面或者内层当中会存在滞留的水,整个滤料床没有得到贯穿,可以将含水生物膜看作是一个具体的单相。在生物过滤床当中,净化废气,这是传质和生化反应的串联,针对其传质方向,主要是由气态污染物向固、液混合相中进行有效的传输,和生化反应速度进行比较,传质速度是比较快的,整个过程的控制步骤就是生化反应。

3结语

生物技术的运行比较简单,而且比较环保,但是仍旧存在很多不足之处需要进行有效的改进,需要创新性联合生物反应器,进行有效的设计研究,深入研究降解细菌等方面,促进我国有机废气处理方面的研究更好的发展。

参考文献

[1]廖辉,付志敏,何志明,晏波元.紫外线灯在有机废气处理中的应用要点简述[J].中国照明电器,2015,07:29-31.

[2]陆建海,顾震宇,韦彦斐,滕富华,汪昊其.锅炉热力焚烧技术在有机废气处理工程中的应用[J].环境工程,2014,06:71-73+101.

[3]王志良,周大顺,胡志军,李国平,王小平,李建军,陈建秋.属性层次模型(AHM)在有机废气净化技术决策中的应用[J].环境工程,2014,10:90-93+151.

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教学内容体系的合理整合

考虑该专业学生已从其他相关课程中学习过酶、微生物发酵、蛋白质等方面的知识内容,该课程的基因工程部分教学内容是生物技术的基本原理、基本研究方法,内容抽象,难以理解,并且很好地体现了学科的科学性与先进性,故在教学中给予较多的学时分配和课堂讲授,同时发酵工程、酶工程、蛋白质工程等内容弱化课题讲授。另外,讲授生物技术在各行业的应用内容时,通过具体的实例以及多样的教学方法、教学手段的采用,使抽象概念化的教学显得多彩有趣。主次分明的教学内容设计,加上多样教学方式的采用,空洞乏味的知识内容不再难以理解,与生产生活息息相关的实践同时也增强了学生的求知欲望,获得了较好的教学效果。

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2提高《食品生物技术导论》课程教学质量的探索与实践

2.1选好教材,对教学内容把握得当学生的学习时间有限,而作为一门选修课程,要想在有限的时间内,让学生获得更为丰富有用的知识,则需要在选择教材上费一番功夫。而生物技术更新快,不断有各种新技术、新概念出现,食品领域也有各种新的法律法规涌现,因此教材的选择更是上好一门课程的重中之重,合适的教材能够使学生较好地掌握和了解食品生物技术的基本知识体系和学科发展最新动态[3]。我们选择的是罗云波主编的《食品生物技术导论》,彭志英主编的《食品生物技术导论》和刘远主编的《食品生物技术导论》作为教材或者教学参考书,这些都是按照国家教育部高等教育规划的面向21世纪课程教材。让学生掌握该门课程所涉及的各领域的基本知识和技术,并能够与现实生活中的实例联系起来,解释分析其中的原理。注意把握好教学内容,由于该门课程综合性强,覆盖面广,涉及到多门课程相关的知识,所以在讲授内容方面要减少与其他类似课程的重复,重点突出。例如讲授细胞工程及其应用这一章节时,微生物细胞的培养是《微生物学》课程中重点介绍的内容,所以就不必重复有关培养基组成,种类等知识。而在讲授基因工程及其应用时,一些专业性比较强的内容如PCR技术,细胞的重组与克隆等技术对于没有分子生物学背景知识的食科类专业学生来说有难度,不宜讲得太深入,可以多介绍其在食品行业的相关应用。要把握全局,讲基因工程、细胞工程、酶工程等课程相互联系,突出其承上启下、相互贯彻联通的特色,有效地安排完成教学内容。2.2教学手段多样化根据具体内容,选择合适的教学方法,做到多媒体教学与传统教学相结合。多媒体教学可以充分利用图片、文字和动画等多种方式,从不同角度和层次对相应内容进行讲解,使得很多抽象的内容变得更加形象、易懂,对于某些重要的新概念、新技术的讲解可以适当详尽,并在黑板上板书,让学生记忆深刻,所谓“好记性不如烂笔头”[4]。制作多媒体课件时,要尽量做到言简意赅,避免大篇幅的文字,文字应用不同的字体大小或颜色突出重点、难点和关键词,并附上与内容相结合的具有创意的图片。采取现代化教学方式与传统教学方式有机结合,可以在更短的时间内让学生轻松的接受新知识,新概念,提高学习效率。2.3教学方法多样化(1)提问式教学法在讲解某些对于学生来说还比较熟悉的内容时,可以适当提问以集中学生的注意力,引发学生的思考,让学生积极主动的回答,活跃课堂气氛[5]。例如在讲授细胞工程内容时,可以提问真核细胞与原核细胞的区别;讲授食品生物工程下游技术时可以提问常用的分离纯化方法有哪些;讲授发酵工程及其应用时提问我们常见的食品中哪些是发酵食品,哪些是非发酵食品,这些内容对于学生来说,都不算很陌生,要把问题回答好,也不至于让学生很为难,通过这些方式可以让学生多思考一些常识问题,同时,通过提问可以了解学生对知识点的掌握程度,避免后续对学生已掌握知识点的反复强调,进而提高授课效率。(2)实例式教学法将食品生物技术与日常生活中遇到的一些问题相结合,让学生觉得食品生物技术随时在我们身边发挥作用,它并不是遥不可及,高深莫测的,以此来引起学生的重视[6]。例如讲授酶工程及其应用这一章节时,由于涉及的内容与食品行业密切相关,更贴近生活,所以学生兴趣比较浓厚,参与意识很强烈,课堂气氛比较活跃。以酶的应用为例,在果汁的制作过程中,加入一定量的果胶酶后,果汁黏度迅速下降,浑浊颗粒迅速凝聚,使得果汁得以快速澄清、易于过滤;在食品保鲜过程中,用一定黏度的对人体无害的溶菌酶溶液喷洒,可以对水产品起到防腐保鲜效果;在啤酒生产中添加蛋白酶可提高啤酒的稳定性,添加β-葡聚糖酶可提高啤酒的持泡性,加入α-乙酰乳酸脱羧酶可有效降低双乙酰含量,加快啤酒的成熟。实例可以采用相关的小实验、视频、事故、游戏、图片等方式,通过这些常见实例的讲解与分析,可以让学生很好的将生物技术与食品行业很好的联系起来,让他们觉得生物技术对于学好食品专业的重要性。(3)换位教学法让学生参与到教学中来,实现教师与学生的角色互换,充分调动学生的积极性[4]。可以提前布置好一两个题目,或者内容相对容易理解的某一章节,让学生课后自己查阅文献资料,制作成ppt,在课堂上进行讲解,讲解完以后老师提问,由讲解人解答,其他同学有意见或者建议,也可以做一定的补充,也可以提问,只有让学生充分参与到教学实践中来,才会真正用心、主动的学习。通过这种教学方式,学生在分享所获知识的同时,也有助于提升学生的公众表达能力、总结能力和解决问题的能力,进而提高学生的学习能力和学习兴趣:真正做到教是最好的学!2.4考核方式多样化该课程作为专业选修课,学生缺课现象时有发生,有些学生对专业学习缺乏规划,凭一时兴趣或者纯粹是为修满学分而选课,并非出于自己的爱好,所以很少来上课,企图在考试时走捷径,所以把平时到课率纳入考核范围很有必要。要不定期的对学生到课情况进行抽查,督促学生不迟到早退,建议平时到课情况占考试成绩的20~30%。平时上课时对学生的表现及时记录,上课认真听讲,能够积极配合老师,提问时能够很好的回答,或者讨论问题时表现较佳的学生给予加分。这样既调动了学生的积极性,还能够很好的培养学生的表达能力和分析解决问题的能力,锻炼学生在公共场合发言,克服胆怯心理,同时根据学生课堂上的表现适度加分,给予奖励,也体现了公平公正原则[7]。考试可以采用撰写和专业知识相关的课程论文形式,或者卷面考核的形式。根据情况具体实施,也可以两者相结合。如果采取撰写课程论文的形式考核,则可以提前布置,使得学生课后有充分的时间准备,免得与其他必修课程的复习时间相冲突。学生可以自由选取感兴趣或者了解比较透彻的题目,查阅文献资料,网上搜集相关知识,组织材料,构思成文。既对所学知识进一步理解和应用,又拓展了知识面,使学生积极主动的接受新知识、新概念,还能提高学生写作论文的能力,为今后的继续深造或者走上工作岗位奠定基础。2.5丰富课后实践活动独立开展科研活动。培养学生的科研创新精神,将第一课堂延伸到第二课堂,让学生自主开展科研工作,或者作为老师的科研助手,直接参与到老师的科研项目中来[8]。也可指导有想法的学生自主申报大学生创新性实验项目,独立开展科研活动,让学生自行选择感兴趣的内容,查阅文献资料,设计实验方案,开展实验,定期对实验进展跟踪了解,遇到问题一起协商解决,这样就能培养学生的科研创新精神和动手能力及解决问题的能力。参观实习基地。带领学生到工厂或者实习单位参观,做到理论与实践相结合,了解课堂上学到的生物技术在食品行业中的具体应用,例如:啤酒生产过程中多种酶发挥的作用;奶制品、乳制品企业中,乳酸菌在发酵过程中所起的作用等;利用基因工程改良油料作物在提高食用油的营养成分中所起到的作用等。

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0158-02

《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程,也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法,使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向,初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用,为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础,并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识,如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等,让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。

作为生物技术系学生的必修专业课程,《生物技术概论》课程内容难度较高,综合性较强,学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程,面临的问题更多。通过几届学生的学习,作者有以下几点的心得体会:

一、适时选择授课内容,控制课程内容深度

生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程,课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》(科学出版社,第三版),该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用,同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容,就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减,侧重结合专业特点,对部分教学内容做适当拓展与延伸,以期达到更有效的教学效果。

我校属医学院校,生物技术学生的专业方向是制药方向,因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时,学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发,只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用,在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术,配合动画、影音,务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。

另外生物技术概论属于承接学生专业基础课(生物化学、细胞生物学)和专业课(基因工程、细胞工程等)性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容,但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络,做到深入浅出。

目前的生物技术发展迅速,各种各样的新技术、新方法层出不穷,不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要,有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授,学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础,比如:

二、教学方式的改变

1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速,尤其是它的应用更是非常广泛,很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外,还需要授课老师广泛查阅文献资料,力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本,查找文献,自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握,刺激了学习的积极性,老师也可以获得更多的授课资源,一举两得。

在备课中还注意收集图片、动画和影音,力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习[3];针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。

2.以问题为导向,启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科,因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力,锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时,就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里?它是一种工具还是一种武器?如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险?通过这些问题的设置,让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。

另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后,可以结合医学院校特点,在讲解基因治疗时设置几个具体病例,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症和乙型肝炎,先让学生寻找不同病例的治疗方法,通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。

三、加强双语教学的比重

双语教学是授课发展发展的必然趋势,但双语教学涉及教师和学生双方面的因素,是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐,对双语教学的接收程度也不一,不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣,只有根据不同的情况实时调整,找出合适的教学方法,才能够真正发挥双语教学的优势[4]。

我校已经有很多课程部分采用双语教学,针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重,采用“混搭式”教学方法,在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配,能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态,并且使得学生们在掌握专业知识的同时,能够提高外语听、读、写能力,最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作,加深对知识点的了解。

四、课程发展趋势

现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域,尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要,同时也为了满足不同学生的要求,使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥,今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授,加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法,希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。

总之,我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习;针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。

参考文献:

[1]宋思杨,楼士林.生物技术概论(第三版)[M].北京:科学出版社,2007:1-5.

[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,(6):224-225.