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二、專業(yè)課
專業(yè)課的設置也體現(xiàn)了從科學、技術到工程的循序漸進過程(見表1),從科學到技術的專業(yè)課調整率達30%,而從技術到工程的專業(yè)課雖然有較大變化,但所列舉的課程多為非典型的工科專業(yè)課(如基因工程、細胞工程、蛋白質工程),回避了典型的工科專業(yè)課如氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。學分的增加也不盡合理,三個相近專業(yè),不論理科還是工科,學分基本要求應盡可能一致。向上浮動及在各選修課程間適當調整則是各校應有一定的自。另外生物工程是典型的工藝類專業(yè),專業(yè)必修課缺工藝類專業(yè)應有的分析檢測課也會給工藝過程及產品研發(fā)和生產中的質檢質監(jiān)和質控及產品安全留下隱患,故建議3+X模式中3應包含專業(yè)分析、X應例舉氨基酸工藝學、抗生素工藝學、有機酸工藝學、釀造酒工藝學等。
三、實習及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)
生物科學和生物技術的實習及畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)完全一致(見表1),未能體現(xiàn)從科學到技術的差異特點以及生物技術可授農學或林學學位的特色。畢業(yè)設計是工科工藝類專業(yè)最為特色的實踐環(huán)節(jié),但在許多學校以“畢業(yè)設計(論文)”的形式出現(xiàn),實際實施則只做畢業(yè)論文,沒有畢業(yè)設計,使畢業(yè)設計名存實亡,致使許多學校生物工程專業(yè)的畢業(yè)生根本就不知道何謂畢業(yè)設計,許多學生甚至把畢業(yè)論文當作畢業(yè)設計。建議明確生物工程專業(yè)的“畢業(yè)設計”為必修環(huán)節(jié),可以設計論文二者兼顧,至于是“大設計小論文”還是“大論文小設計”可依各校情況而定,唯有如此,生物工程專業(yè)才能名符其實。
四、師資要求
師資的最低要求在規(guī)范中描述不盡一致,應加以統(tǒng)一。且應規(guī)定專業(yè)課的師資要求,因為能承擔專業(yè)課的老師一般能勝任專業(yè)基礎課,而能承擔專業(yè)基礎課的老師則不一定能勝任專業(yè)課。這在工科尤其如此。故除規(guī)定學歷職稱要求外,應規(guī)定專業(yè)要求,即“本科為相應或相關專業(yè)”的師資應大于專業(yè)師資總數(shù)的50%。
1.分子生物學技術
由于農業(yè)養(yǎng)殖日益呈現(xiàn)出規(guī)模化與集約化較高的特征,再加上人們對短期經濟效益的集中追求,所以我國傳統(tǒng)的畜禽品種資源將會遭遇越來越嚴重的破壞,其群體數(shù)量將日益降低,品種資源的破壞形勢會日益加深,根據(jù)這種現(xiàn)實情況,未來農業(yè)動物生物技術將在以下分子生物領域進行發(fā)展:對我國固定的優(yōu)良品種或基因進行挖掘與定位;為畜禽的遺傳多樣性進行保護的分子監(jiān)測技術;我國固有畜禽品種的起源與進化的比較基因組學研究;保存動物遺傳資源的生物技術研究。
2.分子育種技術
我國農業(yè)中的畜禽育種工作經過長時間的發(fā)展,逐漸由追求數(shù)量轉向追求質量,育種方法也逐漸由數(shù)量遺傳法轉向分子育種與常規(guī)育種相結合的方法,所以分子育種技術的改進將是未來階段我國農業(yè)動物生物技術的一個主攻方向,分子育種技術的研究將集中在標記輔助育種技術、數(shù)量性狀主基因的檢測和定位技術、動物功能和抗病基因的診斷技術以及試劑盒的研究,通過這些方面的技術研究提高動物產品的質量,實現(xiàn)其最大效益。
3.分子診斷技術
畜禽疫病是對我國畜牧業(yè)生產以及產品安全造成主要影響的關鍵因素,畜禽疾病的危害嚴重、流行面廣,潛在危險性較大,一旦發(fā)生就會造成較大的經濟損失,因此,利用免疫學、現(xiàn)代分子生物學以及病毒學的相關技術,對我國畜禽的重要疫病進行分子生物學研究是是農業(yè)動物生物技術的主要發(fā)展趨勢之一,主要包括:重要畜禽疫病的分子診斷、監(jiān)測、重要畜禽疫病病原的大分子結構與功能研究以及試劑盒的研發(fā)。
4.轉基因動物技術轉基因動物是一種將胚胎工程與分子生物學有機結合而研究出來的一種基因工程動物,這種技術是克隆技術的突破性進展,影響動物發(fā)育過程中的基因表達,能夠促進遺傳學與發(fā)育生物學以及相關學科的發(fā)展,是加快動物育種進程、提高育種效率,為瀕危動物提供生存方式的有效方法。
2林木轉基因育種
基因工程是生物技術五大工程之一,是生物技術的核心,基因工程育種的原理是將目的基因片段整合到到相應的受體植物細胞的染色體中,改變受體植物的DNA組成,進而改變林木自身的相關性狀,產生新的有利性狀,轉基因為林木遺傳改良提供了一條全新的途徑。基因工程技術與常規(guī)雜交育種和純合育種相結合,可以大大縮減育種周期,加快林木育種進程,可以有效打破遠緣雜交不親和的生殖隔離障礙,創(chuàng)造新物種和選育新品種,對優(yōu)質人工林的營造和生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。近年來,基因工程在林木育種工作中開始大量應用,其中主要技術有基因片段的分離與鑒定、植物細胞遺傳轉化和轉基因植株的鑒別等。目前我國的林木基因工程育種研究取得了較大進展,已經有幾十種樹木如楊樹、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻櫟、桉樹、蘋果、羅威云杉等先后進行了基因工程研究,已經獲得轉基因植物的有楊樹、核桃、柳樹、松樹、蘋果、李和葡萄等。研究領域主要有抗病蟲害、抗除草劑、抗逆性、花色花期調控等基因,其中抗蟲基因工程已經取得突破性進展,培育的抗蟲轉基因楊樹新品種已實現(xiàn)商品化生產。
3林木分子標記輔助育種
遺傳標記是指能穩(wěn)定遺傳,容易識別的遺傳學特征,包括形態(tài)特征、細胞學特征、生化特征和分子標記等。分子標記是在分子生物學基礎上發(fā)展起來的一項技術,已經廣泛應用于生命科學研究的各個領域,由于DNA分子具有多態(tài)性,能體現(xiàn)生物的基因特征,常作為分子標記的遺傳標記。目前,在林木育種工作中用的分子標記手段主要有4種,分別是限制性片段多性(PFLP)、隨機擴增多態(tài)性(RAPD)、擴增性片段多態(tài)性(AFLP)和簡單重復序(SSR)等。在林木遺傳改良中,分子標記主要用于種質鑒定、遺傳多樣性分析、遺傳連鎖圖譜構建、分子標記輔助選擇、)重要經濟性狀基因定位等方面。目前,借助分子標記技術,楊樹、桉樹、松樹等主要經濟樹種已經建立了遺傳圖譜,通過遺傳圖譜能識別遺傳標記的具置,可以對樹高、胸徑、材積、干形等指標進行定位研究,遺傳圖譜對林木育種工作有極大的促進作用,有利于優(yōu)良品種的定向選育與培養(yǎng)。隨著分子標記技術的發(fā)展和應用成本的不斷降低,作為一種行之有效的遺傳標記,在現(xiàn)代林木遺傳育種研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。
1.1理論研究滯后,缺少完善的評價模式
目前,創(chuàng)新型人才和創(chuàng)新能力受到了廣泛關注,但創(chuàng)新能力的界定和內涵尚未取得一致的認識。特別是創(chuàng)新能力是一種綜合能力的體現(xiàn),不同專業(yè)人才所需具備要素構成不完全相同。鄧成超等認為大學生創(chuàng)新能力主要由創(chuàng)新思維、創(chuàng)新學習和創(chuàng)新操作構成。胥群從心理層面指出創(chuàng)新能力包含創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能和創(chuàng)新情感。紀延光等則認為大學生創(chuàng)新能力有基礎要素、創(chuàng)新要素、協(xié)作要素三大組成要素。金琴將創(chuàng)新能力分成了創(chuàng)新學習能力、創(chuàng)新知識基礎、創(chuàng)新思維能力和創(chuàng)新技能4個指標。而針對不同專業(yè)更有不同的內涵界定。但目前任何一種研究尚局限于理論探索階段,尚沒有成為一致認可的標準,可操作性不足。另一方面,我國高等教育規(guī)模龐大,專業(yè)種類繁多,辦學層次、辦學歷史、辦學水平差異很大,采用統(tǒng)一的評價模式自然不能滿足客觀需要。對于生物技術這種理工結合、理論與實踐兼顧,辦學歷史不長,學科仍處于不斷快速發(fā)展之中的專業(yè),相關研究更顯不足。
1.2評價形式單一,評價內容片面
長期以來,我國對學生總體水平和素質的評價大多局限于閉卷考試,對人才的培養(yǎng)多以考試成績?yōu)槲ㄒ粯藴剩u價形式單一,這種從小學延續(xù)至大學的評價模式桎梏了大多數(shù)人的創(chuàng)新性和主觀能動性。近年來,許多高校逐步改變了對大學生以分數(shù)作為唯一標準的評價體系。開始從課外活動、科學研究參與、校外暑期實踐、參與科技競賽活動、獲獎以及人文藝術修養(yǎng)等方面進行綜合評價,為更客觀全面評價創(chuàng)新型人才提供了一些有益和可操作的經驗。但總體講,評價內容仍未脫離以分數(shù)為絕對主體的評價標準,上述活動在執(zhí)行中仍面臨參與人數(shù)少、敷衍應付、不具有強制性的尷尬?,F(xiàn)有評價內容多體現(xiàn)出對知識的掌握程度。
1.3評價結構缺陷,重結果輕過程
現(xiàn)有評價體系中,過于強調考試的作用,看重的是最終評價,往往以一次考核來評定學生的優(yōu)劣。這種應試化傾向的大學生學業(yè)評價體系導致大學生主體性的喪失,而培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關鍵就在于提升人的主體性。此外,評價的主體是任課老師、評價的標準是分數(shù),而對于過程和課外往往是忽視的。創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)是一個長期的動態(tài)過程,每個學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力亦是動態(tài)發(fā)展和不斷積累的,且由于人的興趣愛好、特長不同,創(chuàng)新能力體現(xiàn)的方面亦會有所差別,而現(xiàn)有評價機制往往缺少對創(chuàng)新能力的動態(tài)把握,不能在教學過程中實現(xiàn)對創(chuàng)新能力的動態(tài)評價,不能切實發(fā)揮教學評價體系的導向和激勵作用,制約了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2生物技術創(chuàng)新型人才培養(yǎng)評價體系對策分析
2.1從共性和多樣性角度界定創(chuàng)新型人才評價的內涵
在創(chuàng)新型人才評價標準上,既要堅持人的共性發(fā)展原則,又要突出人的個性特質。在創(chuàng)新性人才評價標準上,既要具備創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能等能力建設,又不能忽視精神層面、培養(yǎng)手段科學性、培養(yǎng)環(huán)境建設等多方面的要素。同時,專業(yè)、學科的差異使得這一內涵應具備專業(yè)所需要的特有標準,文科、理科、工科,以及本科教育、研究生教育及職業(yè)教育所蘊含的創(chuàng)新能力要求呈現(xiàn)出多樣性。如生物類專業(yè)中生物技術和生物工程則應有所區(qū)別,生物技術側重的是科學開發(fā)的創(chuàng)新,目前我國生物技術企業(yè)最需要就是研究開發(fā)型人才,占此類人才需求的58.3%,但“重理論、輕實踐”培養(yǎng)出的生物技術人才應用性又較低,導致企業(yè)招不到合適人才與生物技術專業(yè)學生就業(yè)困難并存。生物工程人才應側重的是工程技術設計、工藝流程的掌握與改進、技術開發(fā)等方面。因此,專業(yè)特點應在創(chuàng)新型人才的評價體系中得到體現(xiàn)。
2.2改革傳統(tǒng)課程考核評價方法
目前,在大多數(shù)課程考核中同樣體現(xiàn)出評價體系結構的局限性:閉卷考試多,開卷考試少,題型客觀題多,主觀發(fā)揮題型、思維題型量少;上課內容和實踐內容陳舊、教學內容方式不夠靈活、探究少;學生參與少、動腦機會少。傳統(tǒng)的教學內容和考核方式不需要太多的靈活運用和平時知識積累,許多同學通過短暫的突擊就能應付考試過關。因此,我們在教學中增加提問探究環(huán)節(jié),考試環(huán)節(jié)增加主觀題型、提高了無統(tǒng)一答案的試題比例,甚至在部分課程增加了學生自己查找資料、制作幻燈片和上臺講課的環(huán)節(jié),收到了較好的教學效果,調動了學生的積極性和創(chuàng)造性。近年來生物技術專業(yè)學生在各種創(chuàng)新競賽和社會調研活動中成績不俗:如《賽克(cycle)生態(tài)農業(yè)科技有限公司創(chuàng)業(yè)計劃書》獲第七屆“挑戰(zhàn)杯”中國大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽榮獲金獎;“規(guī)模化豬場糞便污水生物處理及資源化工藝”獲第一屆全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽一等獎。
2.3完善實踐教學質量評價體系提高學生創(chuàng)新能力
實踐教學作為生物技術專業(yè)教學體系的一個重要組成部分,包含了校內實驗性教學環(huán)節(jié),以及畢業(yè)實習、生產實習、參與科研活動、參加學術講座活動、申請承擔研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃等彈性較大的其他實踐活動。現(xiàn)有實驗實踐質量評價體系大多以實驗報告、實習報告為依據(jù),沒有細化的評價指標,忽視了教師教學態(tài)度、實驗準備、教學內容、教學方法和教學效果等情況的評價。而一個良好的實踐教學評價體系對調動教師的創(chuàng)新性和學生的積極性至關重要。因此,建立涵蓋實驗教師教學質量、實驗效果信息反饋和合理實驗成績構成的評價體系將有利于提高實驗實踐在創(chuàng)新思維培養(yǎng)、創(chuàng)新能力鍛煉中的主導地位。一個良好的實驗實踐教學評價體系應包含合理的教學內容、貫穿全過程的量化指標,有利于強化教師的競爭意識和責任意識,引導教師開展教學創(chuàng)新研究。實驗教學質量評價體系在提高學生創(chuàng)新能力,提高人才培養(yǎng)質量方面的研究已有一定報道,并且收到了比較好的效果。郭風法將實驗課教學質量評價分為教學態(tài)度、實驗準備、教學內容、教學方法和學生情況等五個方面,每一方面包含若干評價指標。我們通過設置配套的教學與科研緊密結合的實驗教學內容,完善管理措施,將實驗教學從基拙性向研究綜合性、開放性推進,特別是與企業(yè)緊密合作,顯著提高了學生的研發(fā)能力。近2年獲得湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗2項,校級大學生研究性學習及創(chuàng)新性實驗項目3項,學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力得到明顯提升,一批學生進入中國科學院、上海交通大學、廈門大學等單位攻讀碩士研究生,表現(xiàn)出較好的創(chuàng)新意識和實驗能力。
2納米生物醫(yī)用材料
納米生物醫(yī)用材料是納米材料與生物醫(yī)用材料的交叉,在人類康復工程中發(fā)揮重要作用。納米生物醫(yī)用材料將解決臨床對傷口敷料、人造皮膚、人造血管和組織工程支架、高性能組織修復、器官替換的迫切需求[32-34],而且已顯示出巨大的潛在應用價值。材料支架在組織工程中起著重要作用[35]。模仿天然的細胞外基質結構而制成的納米纖維生物可降解材料已開始應用于組織工程的修復和再生。由于軟骨再生能力有限,軟骨組織工程領域的發(fā)展具有重要意義,特別是在治療老齡化社會日益流行的大關節(jié)骨關節(jié)炎方面[36]。嵇偉平等采用塑性變形和化學處理方法在Ti6A14V合金上制得一種新型多孔納米晶體,通過體外實驗研究了成骨細胞在納米Ti6A14V合金表面的黏附情況。結果表明,與普通鈦合金相比,納米表面鈦合金早期就能使成骨細胞偽足伸展良好,促進成骨細胞緊密貼壁和早期融合,與細胞黏附相關的Integrinβ1的表達也高于普通鈦合金,為將納米技術應用到人工關節(jié)等植入器械領域提供了新的方向[37]。還可以將納米骨材料[38]植入體內填充各類型的骨缺損,其網狀結構可生長出很多新生的骨細胞,所有填的納米骨材料,最后會降解消失,骨缺損部能完全被新生骨取代。目前醫(yī)用納米羥基磷灰石/聚酰胺66復合骨充填材料已投入市場,對骨缺損的恢復具有較好的作用。納米技術與生物醫(yī)學的結合,為醫(yī)學界提供了全新的思路,在醫(yī)學領域的應用已取得一定成果。但目前大多數(shù)研究還處于動物實驗階段,仍需大量臨床試驗予以證實,納米材料應用的生物安全性也有待進一步提高。這就要求生物醫(yī)學研究者與納米材料的研究人員合作需進一步加強,制造出更先進的生物醫(yī)用納米材料。
3納米診斷學
納米診斷學是納米生物技術在分子診斷中的應用,對于發(fā)展個性化治療具有重要意義。目前納米生物技術在臨床診斷方面的研究主要集中在納米生物傳感器[39,40]和成像技術[41,42]、使用制造納米機器人在細胞水平上進行維修,生物標志物的提取及測定等[43,44]領域,以疾病的早期診斷和提高療效為目標。
3.1體外生物分子檢測
超靈敏的生物分子檢測方法可以服務于臨床診斷[45,46]。由于待測分子含量很少,因此,對方法的檢測靈敏度有很高要求。納米材料特有的性質可以極大地提高分子檢測的靈敏度和簡便性[47,48],人們研究了各種各樣的超微量生物分子檢測的信號放大方法[49,50]。丁良等[51]利用納米晶體中陽離子交換反應釋放的陽離子來誘導熒光染料,用于痕量生物分子的檢測,取得良好效果。實驗表明基于ZnS納米簇的陽離子交換放大器的檢測性能優(yōu)于酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA),檢測限低1000倍。標志著利用便攜式床旁檢測設備檢測生物標記物成為可能。
3.2體內診斷
3.2.1注射PEG-Glu-GNPs后腫瘤的輪廓很容易與周圍組織區(qū)別開來,這種復雜的探針可以實現(xiàn)體內疾病的早期診斷,大大有助于癌癥或癌轉移的早期發(fā)現(xiàn)[52]。另外開發(fā)體內神經遞質參與腦化學的監(jiān)測是一項具有挑戰(zhàn)性的工作,有助于進一步理解生物分子在病理和生理上的作用。Liu等[53]報道了一種新型的封裝有金納米顆粒的玻璃毛細管來感應大腦多巴胺,結果表明,全氟磺酸改進Au/GCNE可成功用于監(jiān)測麻醉大鼠紋狀體的多巴胺。Kempen等用光學顯微鏡和掃描電鏡定位、觀察金納米粒子聚集的腦腫瘤模型,發(fā)現(xiàn)納米顆粒僅在含有腦腫瘤細胞的區(qū)域內聚集,在正常腦組織周圍沒有發(fā)現(xiàn)[54]。3.2.2量子點(半導體納米晶體)量子點是以CdSe為核、CdS或ZnS為殼的核-殼型納米體,具有優(yōu)良的光譜性能。水溶性的量子點在生物化學等研究領域顯示了極其廣闊的應用前景。它的細胞毒性低,可用于活細胞及體內非同位素標記的生物分子的超靈敏檢測。李朝輝等[55]利用反相微乳液技術,以CdTe量子點為核,SiO2為殼,一步制備了表面帶有氨基和磷酸基團的核殼型量子點熒光納米顆粒.該顆粒水溶性好,大小均勻,有效改善了CdTe量子點的不穩(wěn)定性,成功實現(xiàn)了對肝實質細胞的識別。由于量子點技術有其獨特的標記特點,它必將成為今后生物分子檢測的尖端技術,為DNA檢測(DNA芯片)、蛋白質檢測(蛋白質芯片)和探索蛋白質-蛋白質之間(抗原-抗體、配體-受體、酶-底物)反應原理提供更先進的方法。同時也將極大推動生物顯像技術和生物制藥技術的迅猛發(fā)展,給疾病的診斷和治療帶來巨大進步。3.2.3納米磁性顆粒較大尺度的磁性納米顆粒呈現(xiàn)鐵磁性,在交變磁場的作用下可通過磁滯現(xiàn)象產熱,用于癌癥的靶向熱療[56]。而粒徑小于20nm的磁性納米顆粒通常顯現(xiàn)出超順磁性,可被廣泛應用于臨床診斷領域。目前在臨床診斷方面較為成熟、發(fā)展較快的應用主要包括:磁共振成像、生物分離、細胞篩選等。(1)磁共振成像(MRI)作為一項新的醫(yī)學影像診斷技術,近年來發(fā)展十分迅速,所提供的特有信息對診斷疾病具有很大的潛在優(yōu)越性。利用超順磁性氧化鐵磁性納米顆粒在生物體組織內的特異性分布,有助于提高該部位腫瘤與正常組織的MRI對比度,因而作為造影增強劑被應用于MRI,進行腫瘤及其他疾病的診斷[57]。(2)生物分離。因磁性納米顆粒具有易操控性、比表面積大等優(yōu)點,使功能化的磁性納米顆粒的應用具有很大的吸引力[58]。當前磁分離的研究涉及生物領域的多個方面,如血液中金屬離子的去除,蛋白質、核酸等的富集、固定化酶的回收與重復等[59]。Yan課題組[60]利用磁性氧化鐵粒子作為載體固定蛋白酶A,并利用其能夠與乙肝病毒表面抗原抗體發(fā)生特異性結合的性質,達到測定乙肝病毒的目的。(3)細胞篩選。當組織或血液中僅有微量癌細胞的時候,通過特定的技術就可以精確地檢測到,從而實現(xiàn)對疾病的早期診斷和治療,必將為病人獲得寶貴的治療時間,提高治愈率。所以細胞篩選具有重要的意義。免疫磁珠細胞篩選法可在幾分鐘內從復雜的細胞混合物中分離出很高純度的細胞。Mousavi等[61]等開發(fā)了一種新型的與金納米條結合的微流控芯片,利用高效免疫磁珠法捕捉人血中極少量的細胞,可以達到簡單而有效的檢測高純度目標細胞的目的。可以預見,在未來,更加精確的細胞篩選技術將是一個非常熱門的研究方向[62]。雖然功能化的磁性納米材料已經有了廣泛的應用,但如何設計更簡單的制備過程和更新穎的功能化方式以使材料本身具有更好的分散性和使用壽命,仍是研究者們探索的方向.3.2.4納米生物傳感器在癌癥研究領域,利用納米技術制成的傳感器可望使各種癌癥的早期診斷成為現(xiàn)實[63]。納米傳感器靈敏度很高,在進行血液檢測時,當傳感器中預置的某種癌細胞抗體遇到相應的抗原時,傳感器中的電流會發(fā)生變化,通過這種電流變化可以判斷血液中癌細胞的種類和濃度。目前越來越多的風險投資正在涌入這一領域,但這一技術在實用中還有一些技術難題需要解決。今后可能會有多種納米傳感器集成在一起被置入人體,以用來早期檢測各種疾病。3.2.5生物芯片生物芯片是基因生物學與納米技術相結合的產物,它不同于半導體芯片,它是在很小的幾何尺度的表面積上,裝配一種或集成多種生物活性分子,僅用微量生理或生物采樣,即可同時檢測和研究不同的生物細胞、生物分子和DNA的特性,以及它們之間的相互作用,獲得生命微觀活動的規(guī)律。具有集成、并行和快速檢測的優(yōu)點,生物芯片技術已經成為21世紀生物醫(yī)學工程的前沿科技。基于納米結構陣列的蛋白質芯片和微流控芯片技術在診斷學和生物傳感技術方面的應用具有巨大的潛力[64]。Ali等[65]制備的基于氧化鎳納米棒的微流控生物芯片,采用電化學檢測法來測定人體血液中的總膽固醇濃度,線性范圍為1.5-10.3mmol/L,靈敏度高達0.12mA•mmol-1•cm-2。DNA芯片技術可以快速分析大量的基因信息,從而使生物醫(yī)學工作者可以研究并收集基因表達和變異信息,還可用于監(jiān)測不同的人體細胞和組織基因表達,以檢測癌癥或其它疾病所對應的基因的變化。3.2.6納米機器人納米技術與分子生物學的結合將開創(chuàng)分子仿生學新領域?!凹{米機器人”是根據(jù)分子水平的生物學原理為設計原型,設計制造可對納米空間進行操作的“功能分子器件”。以色列科學家研發(fā)出一種“膠囊相機”,將攝像頭內置入比普通感冒藥稍大的膠囊內,以大約每秒14張照片的頻率拍攝消化道內的情況,并同時傳回外置的圖像接收器,可進行人體消化道腫瘤監(jiān)測。還可將納米機器人注入人體血管內,進行全身健康檢查,疏通腦血管中的血栓,清除心臟動脈脂肪沉積物,用于動脈粥樣硬化的治療;可吞噬病毒,殺死癌細胞;可將納米機器人以插入導管的方式引入到尿道或膽道里內,直接到達結石所在的部位,并且直接把結石擊碎,進行腎結石、膽結石的治療;還可進行人體器官的修復工作、作整容手術、從基因中除去有害的DNA,把正常的DNA安裝在基因中,這樣可以從根本上治愈遺傳缺陷或病毒,使機體正常運行。未來發(fā)展趨勢是當機器人醫(yī)生發(fā)現(xiàn)可疑病變組織后,立即能伸出“手”來取樣進行活檢。納米機器人在體內的生物傳感與智能配送生物活化劑有很大潛力[66]。
4納米材料和納米生物技術的安全性問題
隨著納米技術的迅速發(fā)展,不可避免地導致含有納米顆粒的工業(yè)廢水的排放[67],納米材料的潛在的免疫毒性機制所引起的不良反應還沒有得到足夠的重視[68]。納米顆粒可直接穿透人體皮膚引發(fā)多種炎癥;可穿透細胞膜,將異物帶入細胞內部,對人體腦組織、免疫與生殖系統(tǒng)等方面造成損害等。如二氧化鈦容易在飲用水中聚集,從而污染環(huán)境、影響健康。接觸二氧化鈦納米微粒后,人體肺部將可能出現(xiàn)炎癥。銀納米顆粒目前已被大量使用。研究表明,即使它在環(huán)境中的聚集量很低,也會對水中無脊椎動物造成傷害。碳納米管是工業(yè)和實驗所需的材料,注射了碳納米管的老鼠會產生動脈粥狀化、線粒體脫氧核糖核酸損傷等反應。當攝入量較大時,對肌肉細胞也有毒性,會對人體健康有不利影響。但盡管納米生物技術的應用有一定安全性的問題,它的應用也會越來越廣泛,同時這也為納米技術將來的發(fā)展指明了方向——如何提高其安全性問題是研究的目標之一。
二、分子標記輔助育種技術途徑
分子標記技術在我國的發(fā)展尤其迅速,被大范圍的應用到玉米自交系的遺傳多樣性分析當中,對于玉米群體優(yōu)劣的劃分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有著非常重要的意義。另外,在深入進行玉米遺傳多樣性的研究上,可以為玉米種質資源收集、親本的選擇、玉米種類的劃分、基因組建等多方面提供必要的技術和數(shù)據(jù)支持。與此同時,分子標記技術的應用,可以幫助基因在改善玉米的雜種優(yōu)勢預測方面的科研工作有所突破,避免由于玉米的先天遺傳方面的不足帶來的低產效應,給玉米的品種的培育提供了更為優(yōu)質的品種資源。在實際的玉米自交系遺傳變異研究中,分子標記可以更好地進行雜種優(yōu)勢群的劃分。相對于玉米自交系純度,分子標記育種技術的方法可以更為精確、簡單易操作,保證玉米自交系純度質量。指紋圖譜是分子標記技術在玉米育種上的顯著應用,可以通過指紋圖譜建立植物品種的匯總。同時,分子標記技術可以更為精確的區(qū)分先天遺傳差異較小的植株,使得培育的技術更為精確,并且分子技術培育被廣泛應用于植物新品種保護領域。目前,我國在玉米新品種保護方面也已經取得不小的成就,逐步建立起自交系和雜交種的DNA指紋圖譜數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的好處是更為方便鑒定植物基因類型,尤其是一些并未有被記錄在指紋圖譜中的品種分類。作為結果,分子標記技術可以為更好地監(jiān)測玉米育種群體的遺傳多樣性提供必要的數(shù)據(jù)支持,也為育種專家如何選擇優(yōu)質的雜交組合提供理論依據(jù)。
二、實驗教學課程整合
生命科學是一門以實驗為基礎的自然科學,傳統(tǒng)的生物技術實驗教學內容主要安排在理論教學內容之后,實驗教學地位不明確,其內容大都為重復性驗證實驗,并且課程之間的相互聯(lián)系不緊密。這導致許多學生只注重理論知識,對于實際動手操作的重要性認識不足,并且忽視了生物技術各門課程之間的內在聯(lián)系。為此,我們嘗試將實驗教學內容進行整合,如將發(fā)酵工程中的“工業(yè)微生物菌種的選育和純化”、基因工程中的“工程菌生長曲線的繪制”、酶工程中的“目的蛋白的誘導及SDS-PAGE電泳”相聯(lián)系,通過對實驗課程的精心設計合理安排,不但將各門課程聯(lián)系到一起,讓學生對學到的知識形成體系,同時大大激發(fā)了學生的求知欲望和探索精神,對實驗課程的順利推進,起到了良好的效果。
三、開放實驗室
建立開放實驗室創(chuàng)新平臺是促進醫(yī)學生物技術學科發(fā)展的重要舉措。目前,大多數(shù)院校生物技術實驗室開放時間與形式均存在不確定性,即實驗課時間開放,其他時間不開放,或是根據(jù)教師的科研實驗安排開放實驗室,這樣不符合以學生為中心的實驗教學標準。我們嘗試面向全體學生進行開放式實驗教學,同時開放了醫(yī)學免疫學實驗室、生物化學檢驗實驗室、臨床輸血實驗室等與生物技術相關的醫(yī)學實驗室,鼓勵學生自主設計完成實驗,從實驗的準備到結果的分析,絕大多數(shù)工作都由學生自己完成,老師只為學生提供一些必要的建議,解決實驗過程中遇到的難題。這樣不僅能使實驗室的資源得以充分利用,同時培養(yǎng)了學生分析解決問題的能力,并且讓學生在自主設計實驗的過程中,對所學知識進行更加深刻的理解,真正做到學以致用、用以促學、學用相長。
在此基礎上,大三大四年級設置相應的綜合實驗及實訓項目5項,進行相關實驗技能的綜合應用實訓,包括生物技術綜合實訓(內容包括生物樣品的制備、含量測定、層析技術、電泳技術等)、發(fā)酵工程綜合實訓(內容包括菌種選育、發(fā)酵原料準備、發(fā)酵工藝控制及產品分離技術等)、生物工藝實訓(內容包括抗生素生產工藝實訓和啤酒生產工藝實訓等)、酶工程實訓(內容包括淀粉酶發(fā)酵技術,生物制劑的生產工藝等)、職業(yè)技能培訓(內容包括<營養(yǎng)配餐員>、<食品檢驗工>國家級職業(yè)技能證書考核培訓等)。要求學生必須通過所要求的專業(yè)技能訓練項目才可以參加后續(xù)的專業(yè)(畢業(yè))實習和畢業(yè)論文(設計)等工作。通過專業(yè)技能達標訓練,保證學生掌握本科生必須具備的現(xiàn)代生物技術基礎實踐技能,顯著增強學生在食品生物技術與生物制藥技術兩個專業(yè)方向的專業(yè)技能,并具有一定的行業(yè)綜合技能,具有一定的實驗設計、產品研發(fā)能力,具有歸納、整理、分析實驗結果的能力以及撰寫論文、參與學術交流的能力,同時強化職業(yè)技能資格證書作用,將擁有相關職業(yè)資格證書算入學分,進入學生的生物技術能力評價的標準,鼓勵學生多參加相關職業(yè)技能證書的培訓和考證活動,提高學生適應社會需要的能力。
二、轉變觀念,積極探索能力培養(yǎng)的新模式
1.改變教育觀念,在教與學中促進學生能力培養(yǎng)。
教學改革的首要任務是教學形式的改進。要改進過去單純傳授知識、演繹知識的教學方式,在課堂教學中努力實踐、探索師生積極互動、共同發(fā)展的教學方式與學習方式的變革;研究教師在教學中的角色轉變;提倡啟發(fā)式、討論式等生動活潑的教學方法,創(chuàng)設寬松、民主、高效的課堂氛圍。探討培養(yǎng)學生自主學習、合作學習、探究性學習的策略;培養(yǎng)學生在新的教學理念下搜集與處理信息的能力,獲取新知識的能力,發(fā)現(xiàn)、分析、探索、解決問題的能力;交流與合作的能力等。尋求適合于、滿足于不同學生學習需要的,使每個學生都能得到充分發(fā)展的教育教學途徑,開發(fā)學生智力、培養(yǎng)學生創(chuàng)造思維和實際操作能力。其實關于能力培養(yǎng),我們還必須對生物教學中的存在的大量技能、技巧性的知識加以挖掘與開發(fā)。上世紀50年代英國哲學家邁克爾•波蘭尼(MichaelPolanyi)研究人類知識的形式,提出人類知識有兩種:一種類型的知識是通常以書面文字、圖表和數(shù)學公式加以表述的;另一種知識是我們知道但難以言述的知識,包括那些非正式的、難以表達的技能、技巧、經驗和訣竅等。前者稱為顯性知識,后者稱為隱性知識。顯性知識是能夠被人類以一定符碼系統(tǒng)(最典型的是語言,也包括數(shù)學公式、各類圖表、盲文、手勢語、旗語等諸種符號形式)加以完整表述的知識。隱性知識和顯性知識相對,是指那種不能通過語言、文字、圖表或符號明確表述,很難進行明確表述與邏輯說明,它是人類非語言智力活動的成果。這是隱性知識最本質的特性。隱性知識是存在于個人頭腦中的,它的主要載體是個人,它不能通過正規(guī)的形式(例如,學校教育、大眾媒體等形式)進行傳遞,因為隱性知識的擁有者和使用者都很難清晰表達。但是隱性知識并不是不能傳遞的,只不過它的傳遞方式特殊一些,例如通過“師傳徒授”的方式進行(波蘭尼《個人知識》,貴州人民出版社2000年11月出版)。生物教學中的能力培養(yǎng),實際上確實存在著大量的隱形知識,生物技術是多門操作性很強的學科(生物技術領域包括發(fā)酵工程、細胞工程、蛋白質與酶工程、基因工程),它所涉及的多種技術(如熒光定量PCR、蛋白雙向電泳和分子雜交等)都有非常詳細的步驟,有的操作只需30秒、幾分鐘不等,幾十個步驟下來有的要耗時一周左右,而且整個過程的操作對象都不是肉眼所能分辨的,只有到了最后一步或者通過染色、或者借助儀器(凝膠成像儀、放射自顯影等)才能得出結果。即使是同樣的操作流程,不一樣的操作者完全有可能得到不一樣的試驗結果甚至大相徑庭。從此方面來看,除了依靠課堂教學的知識傳遞以外,還需要更多的重復性、個體性的操作演練,這是我們長期教學實踐所忽視的一面。
2.改革教學評價機制,多形式提高學生的專業(yè)學習能力。
在高考指揮棒下,高校的教學評價也沿襲了用分數(shù)評價學生一切學習狀況的慣性與惰性,目前高校最主要的人才評價機制是分數(shù)標注的學業(yè)成績,其他評價機制只能淪為輔助作用。如何改進教學評價機制,對專業(yè)學習能力的提高具有重大意義。為科學評價教學質量,需要確定科學的評價方法和建立科學的評價體系。為此,在專業(yè)素質能力等少數(shù)知識性較強的課程中采用百分制的積分方式,而其他的技能與創(chuàng)新能力的課程則盡量采用其他的計分方式,如用國家職業(yè)技能證書(如營養(yǎng)師考核證書、食品檢驗師考核證書等技能證書)代替課程成績,頂替學分,用研究成果(如、研究成果、科研項目等)取代實驗課成績,盡量不用量化的分數(shù)評價學生的生物技能。即使在普通生物學知識的學習評價,也盡量注重對學生學習及研究過程和方法的引導,采取通過查閱有關資料或進行實驗才能完成且無統(tǒng)一答案的作業(yè)等形式進行評價??荚嚪椒ǘ鄻踊?,如采取開卷或半開卷、文獻綜述、專題論文、案例分析等形式,評分標準則側重學生研究、解決問題的思路和方法,是否有獨立見解和創(chuàng)新,從而培養(yǎng)學生自我學習和自我發(fā)展的能力。
從嵌入溶血素蛋白通道對血脂的試驗研究開始,研究者們在過去10年中開發(fā)和探索了多種類型的納米孔。α-溶血素是一種能天然性地連接到細胞膜中繼而導致細胞溶解的蛋白質,它第一個被用來做成生物納米孔模型。模型中,一層生物膜將溶液分為2個區(qū)域,α-溶血素蛋白嵌入生物膜中形成納米孔。當DNA分子穿過納米孔時阻斷電流會發(fā)生變化,這時靈敏電子元件就能檢測電流的變化。但是,由于4種堿基的理化性質比較接近,所以讀取序列實際上比想象的困難得多。此外,有效減少電子噪聲仍舊是個挑戰(zhàn),通過降低DNA的位移速率可以部分減少噪聲。最近出現(xiàn)了新形式的仿生納米孔,其中包括絲蛋白毛孔[1]和仿生核孔復合物[2]??缈仔纬傻膫入姌O使通過納米孔轉運的生物分子的電子檢測成為可能[3]。采用等離子體減薄[4]和離子束雕刻技術[5]得到的超薄納米孔也被開發(fā)出來。通過耦合到納米孔上的掃描探針顯微鏡[6]和硅納米線晶體管[7],證實了這種使用靜電效應和場效應的替代檢測方式的可行性。石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,目前已經成為制作超薄納米孔膜材料[8]的首選。石墨烯的帶電特性、韌度、原子厚度以及其電子抗?jié)B性能,使得其成為納米孔DNA序列測序的熱點材料。石墨烯薄片膜[9]和自對準碳素電擊[10]形成方面的新進展,促進了碳納米結構與納米孔技術的整合。對進入納米孔分子的自動捕捉可實現(xiàn)分子結構和動力學的檢測分析。這項改進技術已經應用于對孔泡附近的擴散現(xiàn)象研究,這也是未來生物研究的基礎。對金屬孔上離子轉運的研究,例如金表面的納米孔[11],可以作為一種方法用于創(chuàng)建種選擇性納米孔系統(tǒng)[12],這一系統(tǒng)也是研究者感興趣的生物分子檢測系統(tǒng)。
2納米孔在生物技術上的應用
迄今為止,DNA是納米孔研究中最常見的聚合物,脂質嵌入式離子通道檢測DNA是這項研究開創(chuàng)性的示范。最近,固態(tài)納米孔已用于檢測核小體亞結構的不同[13]以及RNA聚合酶催化DNA轉錄的關鍵部分,為了解染色體的結構和轉錄研究創(chuàng)造了新機遇。生物納米孔在富含鳥嘌呤的G-四鏈體檢測方面的應用,對基因組學和表觀遺傳學的發(fā)展起著重要的推動作用[14]。脫堿基位點也可以用納米孔動態(tài)檢測,通過阻斷含離子載體的電解質溶液,高壓輔助下的蛋白質易位以及使用配體修飾納米孔蛋白的不同都得到了論證[15]。某些蛋白質在轉運時發(fā)生“解壓”,轉運過程便可用于成為測量解壓動力學。許多這種蛋白質的解壓行為已經得到了研究,納米孔可作為無需標記的高效力譜儀[16]動態(tài)使用。重要的神經傳導物也得到了動態(tài)實時區(qū)分,以期用于研究大腦對藥物的化學反應[17]。與其檢測技術相比,納米孔更具發(fā)展前景,其高效、快速且價格低廉,準確度和檢測性能良好。其他納米孔結構為生物領域提供了多種新研究和技術。大型固態(tài)納米孔可以用來動態(tài)地捕獲釋放的細菌,為動態(tài)捕獲單細胞提供了更快速低廉的方法。使用脂肽包被的固態(tài)納米孔,可以探測到DNA與鄰近孔膜的相互作用[18]。熱反應聚合物的提出推進了智能納米孔的發(fā)展,智能納米孔可以作為動態(tài)響應溫度的裝置,電解質刷組成的生物納米孔可控制孔附近的鹽電導。DNA測序納米孔的研究也取得了進展,一項最新的分子動力學研究顯示,運用DNA聚合酶作為棘輪,通過控制石墨烯納米孔上DNA單鏈的轉運,可獲得核苷酸序列的高精讀數(shù)。使用溶血素中的鏈霉親和素可選擇性固定DNA鏈,可高分辨率區(qū)分孔上不同幾何位置的核酸。P-n半導體結可放慢DNA易位的速度,移位過程中這種半導體結可以動態(tài)控制電壓。運用新型的基于CMSO的放大器,可實現(xiàn)亞微秒時間內的電流檢測。關于DNA測序的理論研究,為解決上述提到的離子電流測定速度的限制問題提出了可行性的建議和方法。模擬顯示,石墨烯碳納米帶上的納米孔可以利用孔隙邊緣的電流密度,從而產生較高的分辨率。垂直于納米通道放置的石墨烯碳納米帶上的電導變化,也被建議作為DNA堿基易位測序設備。
2生物技術在農業(yè)種植中的應用
2.1通過該技術提高糧食產品的產量。在我國,一個顯而易見的現(xiàn)象就是人口總數(shù)多,人均占地面積很小,而糧食分布不均,這就使得很多地區(qū)的糧食儲量都無法達到其實際的需要,這也成為了阻礙我國經濟健康穩(wěn)定發(fā)展的一個十分重要的因素,雜交水稻的成功就是生物技術應用的一個重要的成果。
2.2應用生物技術,改進農產品自身的品質。經濟的發(fā)展使得人們的生活水平也在不斷的提高,當前人們更加關注的是食品自身的質量和營養(yǎng)價值等。生物技術的應用就很好的滿足了這一要求,舉例來說,轉基因技術就是通過對產品的基因進行改良和重組來提高產品當中營養(yǎng)元素的含量,同時也大大的提高了產品自身的抗病能力,減少了農業(yè)生產過程中不必要的損失。
2.3生物農藥方面也有著非常廣泛的應用。在實際的生產活動中,農作物的產量會受到很多因素的影響,在這些影響因素當中,病蟲害是一個十分關鍵的因素,在傳統(tǒng)的種植活動中需要使用大量的農藥,這樣不僅會給產品自身的性能帶來很大的影響,同時農藥的使用也會對環(huán)境造成非常大的污染。而生物農藥主要就是利用生物新陳代謝出來的產物經過有關技術的提取,最終制成的農藥,這種農藥和以往使用的農藥相比要具備更大的優(yōu)勢,生物農藥具有非常強的多樣性,所以農戶可以根據(jù)自己的需要去選擇適合的農藥類型,而且生物農藥在研制和生產的過程中使用的化學成分非常的少,這就使得這種農藥在使用的過程中對農作物本身和種植環(huán)境的負面影響就更小。以往的農藥都是通過生物組織而生產出來的,而且這種農藥在使用的過程中有著十分明顯的范圍限制,同時因為其制作的成本較高,所以其售價也比較高。但是生物農藥就不會出現(xiàn)這樣的情況,使用生物農藥可以使得農作物生長的更快,同時使用范圍也不會受到像傳統(tǒng)農藥那樣嚴格的限制,同時它也大大的減少了生產過程中需要的資金。
2.4通過生物技術提高了農作物的抗病性和抗蟲性。在我國,除了水稻等極少數(shù)農作物的產量高以外,大部分農作物產量低,其中很大原因就是我國農作物抗病性和抗蟲性差。農作物抗蟲性和抗病性差不僅僅影響農作物的產量,甚至可能導致農作物的死亡。要想提高我國農作物的產量就必須提高農作物的抗病性和抗蟲性。生物技術的引入,給解決這種難題帶來了契機,如利用馬鈴薯自身分泌的一種蛋白物質來抵抗科倫那多甲蟲對其的傷害。長期利用生物技術防蟲害,可以使農作物產生一定的抗蟲性和抗病性,這也會減少傳統(tǒng)農藥的使用。2.5通過生物技術來提高農作物的抗金屬性。當今社會,經濟發(fā)展中工業(yè)經濟所占的比重很大,而工業(yè)發(fā)展離不開對金屬的利用。由于對金屬的廣泛運用,使得金屬微粒無處不在,甚至于我們呼吸的空氣中也含有這些金屬微粒。有些重金屬本身是有毒性的,它們被植物所吸收后,生長產生的農作物產品中就會帶有這些重金屬元素,這就會給食用者帶來身體上的危害。土壤中也會含有大量對人體有害的重金屬元素,由于這些土壤一直生長著農作物,所以這些土壤中的重金屬不易移除。如今,通過生物技術,提高了農作物自身的重金屬抗性,含有重金屬元素的土壤,在經過改良后農作物的循環(huán)種植,重金屬被逐步移除。
3對生物技術在農業(yè)領域前景的展望
3.1利用農作物的光合作用進行生物利用的研究.光合作用是指植物通過對光源的利用,達到植物產量的增收。在生物技術方面,就是要通過對光合作用的深入研究,提高植物光合作用率,從而在農業(yè)領域大展拳腳。
3.2生物固氮技術。傳統(tǒng)的化肥雖然能起到一定的養(yǎng)料作用,但是也對農作物及土壤有著很大的傷害。氮肥是對農作物使用最廣泛的一種化肥,傳統(tǒng)的氮肥基本上都是化學肥料,傷害土壤和農作物本身。利用生物技術進行生物固氮,提高了氮的使用效率,降低了氮肥的成本。
3.3通過對農作物生物反應器的研究,提高農作物產量。目前,對于菌類的生物反應器的掌握難度較大,技術要求比較高,成本也相對較高。但是植物農作物的反應器就相對容易掌握,便于管理,對操作技術要求低。合理利用農作物的生物反應器,必將會取得不凡的成就。
4加強對農業(yè)生物技術的推廣和宣傳
目前農業(yè)生物技術還沒有被廣泛的應用,這就應該加大推廣力度,豐富宣傳手段。農業(yè)生物技術如果被全面的推廣應用,必將成為農業(yè)史上又一次偉大的革命,它必將引領農業(yè)生產潮流。政府應該加大農業(yè)生物技術扶持,加強宣傳投入。
二、強化實踐教學體系
對生物技術專業(yè)應用型人才來說,具有較高的技術應用能力非常重要。實驗、見習和實習等實踐教學體系是生物技術專業(yè)技術應用型人才培養(yǎng)的重要手段。針對我校的實際,圍繞生物技術專業(yè)技術應用型人才的培養(yǎng)目標,我們構建了分類設計、分層施教的選修與必修相結合的實踐教學體系。具體來說,桂林醫(yī)學院生物技術專業(yè)實踐教學體系分為如下幾方面:一是課程實驗(見習)教學。課程實驗(見習)教學安排在各門課程學習期間,通過實驗室教學和校外企業(yè)參觀,使理論與實踐相結合,達到掌握實驗技能的目的。為保障學生在課堂實驗教學中有更多的動手機會,強化實踐動手能力培養(yǎng),在新的人才培養(yǎng)方案修訂中,我們適當增加了各類課程的實驗(見習)學時,加大了實踐課程的比例。必修課程中理論課與實踐課學時的比例:2010年培養(yǎng)方案中從1554∶755(2.1∶1)調整為2013年新版培養(yǎng)方案的1700∶1061(1.6∶1)。二是畢業(yè)實習,主要到生物、醫(yī)藥及生物制品研究機構、高等院校、疾病預防控制中心等相關企業(yè)和部門進行專題研究,在指導教師的指導下完成畢業(yè)論文。三是第二課堂,在2013年新版培養(yǎng)方案中,我們增加了早期接觸專業(yè)、早期接觸科研和早期接觸社會實踐的“三早”實踐教學方案。此外,第二課堂也包括勞動教育、舉辦專業(yè)知識講座和演講等。四是其他實踐,包括入學教育、軍事訓練、畢業(yè)教育及就業(yè)指導。
三、完善教學方法和手段
當前,一些傳統(tǒng)的教學方法和手段已經不能滿足培養(yǎng)應用型生物技術專業(yè)人才的需要,不能滿足培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力的需要,也不能滿足學生創(chuàng)造力培養(yǎng)的需要。因此,我們特別強調重視學生在教學活動中的主體地位,鼓勵新的教學方法和手段的嘗試,以充分調動學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。根據(jù)不同的教學目標、教學內容、教學對象,因材施教,采用啟發(fā)式、討論式、現(xiàn)場教學等教學方法,為學生自主學習創(chuàng)造更好的條件,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題和創(chuàng)造思維的能力。為激發(fā)學生學習的興趣,在教學中,我們注重使用多媒體技術等先進的教學手段,合理運用因特網來進行教學。同時加強優(yōu)質教學資源如教學課件的共享,提高教學水平。為保證生物技術專業(yè)技術應用型人才培養(yǎng)目標的順利實現(xiàn),我們還采取引進、培養(yǎng)、聘請等途徑加強師資隊伍建設,尤其是加強具有醫(yī)藥生物技術領域企業(yè)工作經歷的教師的培養(yǎng)和引進。
四、改革課程成績評價體系
為滿足應用型人才培養(yǎng)的要求,就必須深化生物技術專業(yè)考試制度改革,改革課程成績評價體系。我校生物技術專業(yè)的教學質量評價體系分為:
(1)形成性考核,包括課程平時考核、課程期中考核和課程實驗考核。課程平時考核主要考核學生在整個課程學習過程中的表現(xiàn)情況(含學習行為、動手操作、平時作業(yè)、課堂提問等);課程期中考核主要考查學生對課程前半部分知識的掌握情況;課程實驗考核主要在期末以筆試、實驗操作等形式進行,主要考核學生對實驗原理的理解、實驗操作的能力及實驗報告的撰寫情況等。
(2)終結性考核,每門課程結束時或期末,采用閉卷或開卷筆試的形式進行考試,教師根據(jù)課程的性質和要求選擇考試方式,對于專業(yè)基礎課程和一些與學生能力和素質培養(yǎng)影響較大的核心課程,可以采取閉卷考試的方式,對于選修課程和其他非核心課程可以采取開卷考試、課程論文等方式進行考核。