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篇1
目前,创新型人才和创新能力受到了广泛关注,但创新能力的界定和内涵尚未取得一致的认识。特别是创新能力是一种综合能力的体现,不同专业人才所需具备要素构成不完全相同。邓成超等认为大学生创新能力主要由创新思维、创新学习和创新操作构成。胥群从心理层面指出创新能力包含创新意识、创新思维、创新技能和创新情感。纪延光等则认为大学生创新能力有基础要素、创新要素、协作要素三大组成要素。金琴将创新能力分成了创新学习能力、创新知识基础、创新思维能力和创新技能4个指标。而针对不同专业更有不同的内涵界定。但目前任何一种研究尚局限于理论探索阶段,尚没有成为一致认可的标准,可操作性不足。另一方面,我国高等教育规模庞大,专业种类繁多,办学层次、办学历史、办学水平差异很大,采用统一的评价模式自然不能满足客观需要。对于生物技术这种理工结合、理论与实践兼顾,办学历史不长,学科仍处于不断快速发展之中的专业,相关研究更显不足。
1.2评价形式单一,评价内容片面
长期以来,我国对学生总体水平和素质的评价大多局限于闭卷考试,对人才的培养多以考试成绩为唯一标准,评价形式单一,这种从小学延续至大学的评价模式桎梏了大多数人的创新性和主观能动性。近年来,许多高校逐步改变了对大学生以分数作为唯一标准的评价体系。开始从课外活动、科学研究参与、校外暑期实践、参与科技竞赛活动、获奖以及人文艺术修养等方面进行综合评价,为更客观全面评价创新型人才提供了一些有益和可操作的经验。但总体讲,评价内容仍未脱离以分数为绝对主体的评价标准,上述活动在执行中仍面临参与人数少、敷衍应付、不具有强制性的尴尬。现有评价内容多体现出对知识的掌握程度。
1.3评价结构缺陷,重结果轻过程
现有评价体系中,过于强调考试的作用,看重的是最终评价,往往以一次考核来评定学生的优劣。这种应试化倾向的大学生学业评价体系导致大学生主体性的丧失,而培养创新能力的关键就在于提升人的主体性。此外,评价的主体是任课老师、评价的标准是分数,而对于过程和课外往往是忽视的。创新性人才的培养是一个长期的动态过程,每个学生的创新精神和创新能力亦是动态发展和不断积累的,且由于人的兴趣爱好、特长不同,创新能力体现的方面亦会有所差别,而现有评价机制往往缺少对创新能力的动态把握,不能在教学过程中实现对创新能力的动态评价,不能切实发挥教学评价体系的导向和激励作用,制约了学生创新能力的培养。
2生物技术创新型人才培养评价体系对策分析
2.1从共性和多样性角度界定创新型人才评价的内涵
在创新型人才评价标准上,既要坚持人的共性发展原则,又要突出人的个性特质。在创新性人才评价标准上,既要具备创新思维、创新技能等能力建设,又不能忽视精神层面、培养手段科学性、培养环境建设等多方面的要素。同时,专业、学科的差异使得这一内涵应具备专业所需要的特有标准,文科、理科、工科,以及本科教育、研究生教育及职业教育所蕴含的创新能力要求呈现出多样性。如生物类专业中生物技术和生物工程则应有所区别,生物技术侧重的是科学开发的创新,目前我国生物技术企业最需要就是研究开发型人才,占此类人才需求的58.3%,但“重理论、轻实践”培养出的生物技术人才应用性又较低,导致企业招不到合适人才与生物技术专业学生就业困难并存。生物工程人才应侧重的是工程技术设计、工艺流程的掌握与改进、技术开发等方面。因此,专业特点应在创新型人才的评价体系中得到体现。
2.2改革传统课程考核评价方法
目前,在大多数课程考核中同样体现出评价体系结构的局限性:闭卷考试多,开卷考试少,题型客观题多,主观发挥题型、思维题型量少;上课内容和实践内容陈旧、教学内容方式不够灵活、探究少;学生参与少、动脑机会少。传统的教学内容和考核方式不需要太多的灵活运用和平时知识积累,许多同学通过短暂的突击就能应付考试过关。因此,我们在教学中增加提问探究环节,考试环节增加主观题型、提高了无统一答案的试题比例,甚至在部分课程增加了学生自己查找资料、制作幻灯片和上台讲课的环节,收到了较好的教学效果,调动了学生的积极性和创造性。近年来生物技术专业学生在各种创新竞赛和社会调研活动中成绩不俗:如《赛克(cycle)生态农业科技有限公司创业计划书》获第七届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛荣获金奖;“规模化猪场粪便污水生物处理及资源化工艺”获第一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖。
2.3完善实践教学质量评价体系提高学生创新能力
实践教学作为生物技术专业教学体系的一个重要组成部分,包含了校内实验性教学环节,以及毕业实习、生产实习、参与科研活动、参加学术讲座活动、申请承担研究性学习和创新性实验计划等弹性较大的其他实践活动。现有实验实践质量评价体系大多以实验报告、实习报告为依据,没有细化的评价指标,忽视了教师教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和教学效果等情况的评价。而一个良好的实践教学评价体系对调动教师的创新性和学生的积极性至关重要。因此,建立涵盖实验教师教学质量、实验效果信息反馈和合理实验成绩构成的评价体系将有利于提高实验实践在创新思维培养、创新能力锻炼中的主导地位。一个良好的实验实践教学评价体系应包含合理的教学内容、贯穿全过程的量化指标,有利于强化教师的竞争意识和责任意识,引导教师开展教学创新研究。实验教学质量评价体系在提高学生创新能力,提高人才培养质量方面的研究已有一定报道,并且收到了比较好的效果。郭风法将实验课教学质量评价分为教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和学生情况等五个方面,每一方面包含若干评价指标。我们通过设置配套的教学与科研紧密结合的实验教学内容,完善管理措施,将实验教学从基拙性向研究综合性、开放性推进,特别是与企业紧密合作,显著提高了学生的研发能力。近2年获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验2项,校级大学生研究性学习及创新性实验项目3项,学生创新思维和创新能力得到明显提升,一批学生进入中国科学院、上海交通大学、厦门大学等单位攻读硕士研究生,表现出较好的创新意识和实验能力。
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长期以来,由于法律保护制度的缺失,我国一直未能建立有效的分配机制把农业生物技术创新和科研工作者的贡献、利益有效统一起来,科研人员花费大量精力取得的生物技术科研成果得不到应有的重视和经济回报,导致科研人员主动研发和努力创新的氛围受到极大损害,潜在的科研力量受到难以计量的损失。知识产权制度视农业生物技术创新为一种受法律保护的无形财产,对农业生物技术创新成果从法律层面予以有力保护,使得科研人员的劳动成果从以往的无偿使用转变为必须有偿使用的专利和技术。科技人员的劳动成果得到法律的充分保障,经济回报的获得就成为一种必然。知识产权保护实际上成为一种有效的促使科研人员努力工作的激励机制,这一机制的出现对调动科研人员工作积极性必将起到极大的作用。
(二)突破农业生物技术创新瓶颈的有效抓手
随着传统农业技术的广泛和大量使用,农业生产领域出现了许多依靠传统方法难以解决的新问题,严重制约了农业的健康发展。例如由于棉田长期使用农药,棉铃虫产生了较强的抗药性,使用传统的农药已经无法起到应有的灭虫效果,我国棉花生产一度遇到无法解决的危机。农业生物技术的出现则为解决这些难题发挥了不可替代的重要作用,如转基因抗虫棉的成功研制和开发,成功地破解了棉铃虫无法杀灭的难题,获得了巨大的技术、经济和社会效益。据不完全统计,国产转基因抗虫棉市场的占有率连续9年出现超过10%增长率。在农业技术问题得到解决的同时,还获得了令人瞩目的社会和经济效益。抗虫棉的广泛应用,使得农药使用量大幅度减少,棉农的生产成本得以显著降低。事实证明,保护农业生物技术知识产权,借助法律保障平台实施科研创新成果转化,是突破农业技术创新瓶颈的最佳选择。
(三)农业生物技术实现持续创新的坚强后盾
随着人口快速增长、环境持续恶化,化肥的大量使用导致耕地生产能力不断下降,农业污染开始危及人类安全。这些问题的出现,促使人们重新考虑人类社会未来发展的战略思路。上世纪80年代,可持续发展的理念开始受到国际社会的重视。生物技术是一项具有极大的保护自然环境功效的科技手段,在自然资源极为有限的条件下,利用生物技术这一新兴工具为农业可持续发展开拓新的空间,是农业领域实施可持续发展的必然选择。因此,我们必须提高农业生物技术知识产权保护的力度和层次,在落实和规范现有知识产权制度的基础上,不断加快和完善农业生物技术知识产权整体的立法工作,从各方面充分发挥知识产权的保护和激励作用,使农业生物技术创新成果得以合法转化和高效应用,不断提升我国农业综合生产能力,保障我国农业实现可持续发展。
二、借力知识产权保护实现农业生物技术创新的对策
(一)实现知识产权保护与常规科研活动的高度统一
一是立项阶段严格把关。在立项时要特别重视文献资料的查询,尤其是要认真做好专利查询工作,严把立项质量关,确保研发目标的创新性和唯一性,从立项开始就避免发生技术侵权或低效研究现象。二是研发阶段着手保护。要把知识产权管理工作融入到项目研发的整个过程中,在研发活动的实践中建立知识产权保护目标考核制度,统筹对专利未来的维护和使用进行前期规划,要特别注意在研发过程中就把专利申请成果纳入到科研考核指标体系中。三是项目后期做好收尾工作。研究工作结束后要根据项目特点,因地制宜地选择知识产权保护方式,及时把科技成果进行登记形成知识产权。
(二)通过知识产权保护实现科研成果效益的合理分配
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山东福洋生物科技有限公司位于环境秀丽、交通便利的山东省平原经济技术开发区,是以精细化工和生物工程为主业的高新技术企业。
创新首先要解决创新什么的问题。随着经济全球化发展,市场竞争逐渐从单一技术与产品的竞争转向产业链竞争。福洋生物自2009年创立之初就将技术发展战略作为所有战略的前提,把系统集成创新作为公司科技创新的主要方向——朝着“发展循环经济,打造百亿强企,带领百万农民致富”的目标快速迈进。3年来,福洋按照“资源——产品——再生资源”的反馈式流程,构建了独具特色的五级循环产业链。从绿色种植到饲料,从食品加工到规模养殖,再到包装运输业,步步生金。不但使企业实现了科学、跨越发展,而且带动周边10万农民走上致富之路,形成了一条强企富农的金色链条。
无论是拉长还是缩短产业链,都是在向上游的设计研发和下游的
品牌营销延伸,都是企业在稳增长的基础上谋求转型升级。在发展农业循环经济过程中,福洋深耕玉米产业链,建立了稳定的农产品种植基地,带动玉米种植基地20多万亩,搭建了产业技术创新平台:玉米深加工的玉米蛋白粉、玉米纤维、胚芽饼等副产品作为极好的饲料促进了当地饲料业和养殖业的发展;福洋物流中心、龙门物流园、平原运输服务公司等多个物流公司及以食品业、包装业等为重点的第三产业也因福洋的发展而日益壮大。
目前,以福洋的产品为原料带动的生猪存栏已达4万余头,鸡鸭养殖2万余只,联结农民每户年增收5000元以上,每年可使农民增收2000万元,有力提升了当地产业经济效益。由于公司为当地经济和社会发展做出了突出贡献,公司董事长兼总经理张雷达荣获德州市优秀企业家、劳动模范等荣誉称号。
为进一步增强农业循环经济产业的科技支撑作用,建立和完善山东地方特色玉米产业的科技型创新平台,福洋将继续坚持科技创新加速产业链的全方位延伸,争取在五年内完成变性淀粉系列产品、生物法制备赤藓糖醇、葡萄糖酸钠等项目技术的再提高,完成谷氨酰胺、海藻糖等新产品、新项目的开发与建设,成就高精尖产品和高技术,建立发展潜力巨大的产品体系,不断培育企业新的经济增长点,促进福洋公司长足、快速、健康的发展。
产品创新:以技术发展战略统领创新发展
产品创新是企业发展的不竭动力。作为国内第一家规模化海藻糖生产企业,福洋生物正全力兴建年产3000吨海藻糖及20000吨麦芽糖醇的重点项目。该项目以淀粉为原料,采用微生物发酵技术,新上三效蒸发器、离心机、振动硫化床,离子交换柱、结晶罐等主要设备600余台套。该项目总投资2.6亿元,计划今年7月份开工建设,2014年6月底正式竣工投产。
麦芽糖醇及海藻糖是高档功能性糖醇产品在食品、化状品和医药领域都具有良好的应用前景,目前主要依靠进口,国内年市场需求量在3万吨左右,市场需求不断增长;麦芽糖国内市场需求300万吨,产量在100万吨左右;麦芽糖醇国内需求量40万吨,产量在30万吨。投产后年均销售收入3亿元,净利润8300万元,上缴税金3500多万元。
目前,具有国际先进技术水平的海藻糖及麦芽糖醇项目列入山东省自主创新成果转化重大专项,已获国家专利5项,获山东省科技进步二等奖一项。通过该项目的科学建设,将进一步发挥福洋生物省农字号龙头企业的积极作用,助力企业发展腾飞。
“十二五”期间,福洋生物将进一步加大科技投入,集成农产品加工的各类要素,优化、完善、提升酿造产业循环发展模式,推动玉米深加工、农产品流通贸易、配套产业、现代服务业联动的闭合式循环,充分发挥福洋生物科技产业链的巨大合力。
科技兴企,构筑人才资源新高地
作为一个创立仅3年的民营公司,缺乏政策和资金优势,福洋公司是靠什么发展起来的?是如何将技术创新工作落到实处的?——人才和技术优势为福洋发展做出有力支撑。董事长张雷达认为,关键是创新机制,核心就是最大程度地激发创新人才的动力和活力。
福洋公司以“年轻、知识、创新”作为企业的发展思路,不断完善技术创新的体制和机制,始终把人才作为技术创新核心要素,不断激发创新的动力与活力。在技术创新机制和创新团队建设上有以下几点经验。
一是实施人才强企战略,加强创新人才队伍建设。公司注重科技创新,建有省级高标准企业技术中心、省级院士工作站、山东省葡萄糖酸衍生物工程技术研究中心。与山东轻工业学院、上海华东理工大学、南京工业大学合作建立了生物技术产学研基地。2012年4月公司与国家生化中心(上海)建立生物发酵联合研发中心。目前,公司700名职工队伍中,科研人员46人,其中研究生12人,本科生26人。
二是建立技术创新激励机制。通过建立健全人才的培养、使用、激励和保障机制,福洋施行津贴向一线倾斜、向科技骨干倾斜,制定荣誉奖励、专家管理、特殊津贴等管理办法,对贡献突出的科技骨干实行政治待遇、荣誉奖励、推举专家、培训深造、职称评优“五优先”,极大地激发了人才的创新激情和活力。2010年公司设立创新奖和贡献奖,对获奖同志在公司的工作会上进行表彰与宣传,此项举措进一步加强了对技术骨干人才的精神和物质奖励力度,对鼓励一线科技人员大胆创新和创造发挥了很好的示范作用。
三是建立有效的创新投入机制。3年来,公司在积极争取国家投入的同时,不断加大技术创新的自主投入力度,使得公司自主投入占主营业务收入比例连年突破5%,同时在公司内部建立相对配套的技术创新投入机制。如,统筹研发项目——除国家投入外,公司还有相应的配套投入,双管齐下形成共同投入机制。另外,公司将研发投入作为考核的重要指标,要求每年必须增加经费投入。
正是技术创新机制和创新团队建设多点发力,确保了福洋生物人才高地逐渐形成,为培育和开辟新的技术和经济增长点提供了重要保障。
产学研相结合,打造产业技术创新战略联盟
当今社会,科技日新月异,竞争日趋剧烈,谁掌握了高科技,谁就抢占了发展的制高点,谁就赢得了市场的主动权。福洋公司把科技创新、技术进步、产业升级作为企业生存和发展的主要任务来抓。
在发展过程中,福洋生物坚持实施对外合作的战略模式,积极主动、广泛深入地与国内外高等院校和企业开展各种形式的合作。以公司技术中心为具体实施单位,福洋已与10多家高等院校和企业开展合作,并拥有多家技术辐射单位,积极推行技术和成果转化。
合创科技成效显著。3年来,公司先后研发储备变性淀粉、有机酸、糖醇系列产品20余个,申请国家专利15项,三项成果通过省级科技成果鉴定,两项成果获山东省科技进步二等奖,技术水平均达到国际先进。由于创新成果和区域经济带动作用突出,2012年公司被评为“山东省高新技术企业”。
独木不成林。在确保海藻糖项目顺利建设的同时,公司计划今年下半年再投入2.3亿元,建设年产8万吨葡萄糖酸钠项目,力争2014年上半年顺利投产。项目采用国际先进的生物发酵技术,产品市场前景广阔。该项目的优势:一是成本低。以公司自有淀粉为原料,原料丰富,价格低、质量好;二是经验丰富。前期6万吨葡萄糖酸钠项目积累了丰富经验,开拓了广阔的海内外市场;三是科研实力雄厚。继续借力联合研发中心及山轻工在菌种优化、工艺改进、降低生产成本等方面进行攻关。目前,华理已将该课题列入十二五期间三项重点课题之一,配备4博、2硕的科研力量。该项目建成后年可实现销售收入5亿元,利税8000万元,经济效益和社会效益显著。
篇4
一、生物菌剂的生理习性与功效
1.该菌剂为复合菌群,好氧型菌株。在分解秸秆时产生大量CO2,可提高大棚内CO2浓度4~5倍,满足蔬菜对CO2的需求,大幅度提高蔬菜产量。
2.该菌株是嗜热型的,能缓慢、均衡的释放热量。持续3~4个月提高冬季地温4~7℃,提高夜棚温1.5~2.5℃,可以满足蔬菜对地温和夜棚温的需求,促进根系的发达和产量的提高。
3.该菌剂能固氮、解磷、解钾,有效降解化肥、农药的残留,提高肥料利用率,省肥省药省投入。
4.该菌株的大量繁殖过程中,产生赤霉素和细胞分裂素等多种植物激素类物质,刺激作物生长,提高雌花节率、坐果率和单瓜重。
5.该菌剂的大量、长期使用,大大减少土壤中有害病原菌的存量,有效抑制土传真菌的发生和危害,同时寄生土壤中线虫。
6.五至七个月后,埋入土壤中的大量秸杆,被菌剂转化为腐殖质,改良了土壤,培肥了地力。
二、应用效果
1.增温效果良好
据睢宁试验点试验,在试验区和对照区各选取3个点分别放置测量地温和气温的温度计,其中地温分别为10cm、15cm、20cm,每天记录两次,从定植后开始记录到植株第七穗果出现、番茄植株打顶时为止,试验区比对照区日平均地温高2.5~3.8℃,气温高0.8~1.5℃。
2.室内CO2含量明显增加
由于在生物菌剂(肥)作用下作物秸秆的陆续分解,不断释放出CO2。因此,应用秸秆生物反应堆技术的棚室CO2浓度明显高于对照区。据初步测量,一般日出前棚室内CO2浓度达到1200×10-6~1400×10-6,较对照区提高700×10-6~800×10-6,平均提高1倍以上。
3.植株健壮,上市早
据贾汪试验点观察,应用秸秆生物反应堆技术的棚室,番茄根系发达,根数、根长(粗)度较对照均明显增加,生长前中期番茄平均株高较对照高10~20cm,茎粗增加0.5~0.9cm。据睢宁试验点试验,在番茄生长中后期,应用生物反应堆技术的番茄植株在株高、第一穗果下方的茎粗、第三穗果下方的茎粗、第五穗果下方的茎粗分别比对照组高出12.4cm、0.72cm、0.61cm、0.48cm。据贾汪和睢宁两个试验点试验,应用生物反应堆技术施用生物菌剂的棚室的番茄比对照区的番茄上市时间可提早上市10~15d左右。
4.产量效益大幅提高
由于应用生物反应堆技术,一方面提高了地温和气温,提高了光合作用的原料-室内CO2含量,另一方面也改善了作物根际环境,增强了保水保肥性能,植株生长健壮,产量明显提高,平均较对照增产20%~30%,一般亩均增收可达3000~5000元。较对照区亩增收25%以上。
三、技术要点
在作物定植前将秸秆埋在栽培畦下,或在作物定植后埋在栽培畦之间,具体操作技术要点如下:
1.挖发酵沟
畦下挖发酵沟。要求于冬季日光温室蔬菜定植前在种植畦下挖沟(熟土翻向两边,在犁底层下挖。),沟宽50~80cm(一般等于畦上定植行的宽度),深25~30cm,不要超过30cm。
2.铺秸秆
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现代生物技术诞生于20世纪70年代,是一门具有广阔应用前景的新兴学科。近年来,随着生命科学理论的快速发展和实验方法的不断创新和改进,现代生物技术在揭示生命本质、物种的定向改造、新产品开发、生态环境保护及疾病治疗等方面发挥着巨大作用。生物技术这一新生事物正迅速渗透到我们日常生活的各个方面,通过这门课程的学习,使学生从分子水平理解生命的本质,对构建学生的理论知识结构体系,提高知识的实际应用能力具有重要意义。但是,由于现代生物技术教学涉及的内容广泛、抽象,与生物化学、分子生物学、分子遗传学、微生物学及各种工程技术紧密联系,其新理论新技术发展迅速,传统的以教材和大纲为基础,以课堂讲授为主、实验为辅的教学方法无法跟上本学科发展的步伐。因此,如何根据本课程的特点,探索新的教学方法,提高课堂教学效率,使学生了解现代生物技术最新的进展,是我们每个老师必须不断思考的问题。根据现代生物技术发展快、综合性强、涉及领域广的特点,结合教学大纲的要求,我们从厚基础、强理论、重应用的教学原则出发,对现代生物技术的教学改革进行初步探索,并已初见成效。
一、以“有用、有效、先进”作为教学改革的指导思想
近年来,培养学生的职业核心能力(core competencies)成为世界范围内职业教育关注和重点投入的一个范畴,世界各国特别是发达国家纷纷采取了有力措施加以开发和培养。大学生应是高素质、高水平人才的代表,但是,在我们大学教育中存在着人才培养模式单一,学生眼高手低,独自解决问题的能力差,所学知识与社会需要脱节等问题。因此造成了毕业生就业难而好多岗位却无人干的矛盾。要解决以上问题,需要我们大学的教学积极地去适应社会发展的需求,使我们培养的学生能“用得其所”,不但先进,还要有用、有效。现代生物技术上游工程以基因工程为主要内容,是生物技术的实验室研究阶段,属于应用基础研究,下游工程是生物技术的扩大生产,加工应用阶段,使经改造的新产品能达到商品化、工程化、企业化,进而创造相应的效益。因此生物技术是一门理论、实验和应用相结合的综合性很强的学科,既要重视学生的理论教学,更要注重学生实验原理和操作技术等能力的培养,改变过去老师讲、学生听的填鸭式教学,引导学生理论和实践结合,达到学以致用的目的。另外,让学生根据所学知识,走出校门,到企业、农村、医院去寻找与生物技术有关的技术和产品,让学生观察比较现代生物技术使我们的生活发生了哪些改变,进而认识到学习本课程的重要意义,激发学生的学习兴趣,提高其主观能动性和自信心。
二、坚持“以学生为中心”的教学理念
学生是学习的主体,是教师的直接服务对象。在一个教学班中,学生在知识理解、实验操作及师生沟通等方面存在差异。因此在教学的各个环节中都要着眼于学生的不同水平和接受能力,有针对性地教学,对于接受慢的要给予鼓励,单独辅导。同时针对生物技术课程应用性强的特点,增加讨论课的比重。如将生物技术在农业、食品、环保、医药等领域的应用及转基因食品安全问题等内容模块化,让学生分组查阅资料、拟定讨论提纲,然后到课堂讲授。大家对所讲内容进行讨论,提出各自的观点,使学生由被动的学,变成主动的讲,既感受传授知识的乐趣与不易,也训练了阅读、整理资料的能力,还增加了学生互助团结的气氛,使其更有信心投入到学习中来。
三、现代生物技术课程教学改革的措施
1.注重第一次课的准备和讲授,激发学生对本课程的学习兴趣。第一次课主要包括绪论的讲授和课程信息介绍,它就好像是老师和学生初次见面递出的一张名片,绪论讲解把本课程的主要研究内容和成果展示给大家,课程信息介绍使学生了解教学的目的和任务、重点和难点,应读哪些参考读资料。通过第一次讲授,使学生从已知世界中寻找课程的最佳切入点,从实际需要中寻找与课程的最佳结合点。绪论既包括了生物技术的起源与发展过程,又展现了现代生物技术的重要地位和意义,以及最新的研究成果和发展动态。因此在讲授时以生物技术已取得的某些重大的或和我们生活中能接触到的相关成果来激发学生的学习兴趣,由此激发学生对本门课程的学习兴趣和学习自觉性,为今后的教学奠定良好的基础。
2.加强实验课的教学。以实验室现有的条件为基础,按“重视基本技能,开出经典实验,增加综合性、开创性实验内容”的原则对实验进行整合、归类,加大了综合提高性实验的比例。让学生根据自己的兴趣和发展方向,结合生物技术的“五大工程”,自主设计实验,采用开放实验室的方式,学生自主完成。如考研的学生注重基本理论的学习,加强基因工程实验的设计和操作,掌握基因克隆、基因定向改造、PCR技术、荧光定量PCR技术等实验技能及其在未来科研中的应用。就业方向的同学以应用性实验为主,如设计细胞工程实验,让学生进行愈伤组织培养及植株再生,观察植物如何从一个细胞成长为完整的植株,深刻理解植物细胞的全能性。发酵工程实验让学生学习米酒、酸奶的制作,学习发酵的原理及发酵罐的使用,从自己生产的产品中获得成就感。在整个实验过程中,以学生为主体,老师协助指导的方式,由此提高学生的独立思考、操作和协作能力,培养学生的互助合作精神,增强学生之间的感情。
3.加强教学与科研的互动,把现代生物技术的最新成果引入教学中。教学与科研互动是本科院校的重要特征,科研是知识和技术创新的基本途径,是新知识的源泉。在多年的教学实践中我们发现,生物技术相关教材编写的全面性和编写速度远远跟不上该领域的发展速度,而课题研究中所使用的往往是较先进的思路和技术手段,因此在保证学生系统掌握现代生物技术基本理论和实验的基础上,时刻关注该领域的发展前沿和热点问题,归纳整理,在自己教案相关章节的讲授过程中补充进去。例如在讲授核酸分离纯化时,除了传统的提取方法外,结合本院省级实验示范中心的罗氏高通量核酸纯化系统,介绍高通量核酸纯化系统的工作原理;讲授普通PCR的原理时,结合自己科研中基因表达的定量检测,介绍荧光定量PCR原理;讲授DNA双脱氧测序和化学降解法测序时,对最新的Roche454测序技术,Illumina Solexa测序技术和ABI的SOLiD测序技术等高通量测序技术进行介绍,并展示自己科研中所克隆新基因测序的结果并对结果进行分析,把抽象的DNA序列形象化;在讲授高等植物基因工程这部分内容时,把自己课题中从“基因克隆、表达载体构建、植物转化、获得相应表型的转基因植株”的整个过程的图片完整地展示给学生,使学生对神秘的转基因技术有了感性认识。同时吸收有科研兴趣的优秀学生参与到教师的科研中来,使学生的毕业论文(设计)与教师的课题相结合,增强学生的科研意识和创新能力。另外老师要带领学生走出校门,深入工厂、田间,了解生产中的实际问题,大大培养学生理论与实践结合,解决实际问题的能力,真正实现“用得其所”的创新教育模式。
四、对现代生物技术教学改革的展望
现代生物技术作为生物专业学生的专业选修课,与其他学科联系紧密,涉及面广,发展迅速。如何适应该领域日新月异的发展是我们需要思考和急待解决的问题。近年来,我们在本科教学改革中不断进行探索,增加实验课的比重,并在某些部分引入英文原版教材的内容,避免了课本翻译造成知识时间差,将最前沿的热点问题和重大科技成果及时补充到教学内容中来。同时,在本科教学中,由浅入深地选择有代表性的英语文献,从科普到专业,与学生一起阅读、讨论,由此拓宽学生的专业知识面、启迪思维,增强独立思考的能力,培养创新意识。通过两届学生的教学改革发现,新教学方法能激发学生学习的主观能动性,学生反应良好,可以继续推进发展。
总之,由应试教育变为能力培养是现代大学教育的首要任务。我们应增加讨论课和实践课,使老师和学生尽可能地面对面地讨论甚至争论,使学生由被动接受变为主动思考。我们的教育目的是培养能独立思考、具有活跃创新能力的现代社会需要的应用型人才,眼高手低、高分低能必将被淘汰。
参考文献:
[1]陈智武,陈珠琳,吴光皎.浅谈普通高校大学生职业核心能力的培养[J].法制与社会,2008,09(中).
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21世纪是生物的世纪,我国目前无论是生物技术的研究及产品开发人才,存在严重不足。在用人单位求贤若渴的同时,大量生物技术毕业生却不能找到合适的岗位,校园里以传统教学方法培养出来的应试人才不能满足企业对人才的要求。随着国家高等教育改革的不断深化和当今社会发展对人才的需求,高等院校培养人才的目标和模式也面临挑战。生物技术是应用型学科,与日常生活及生产实践联系密切,因此,如何培养学生的动手能力及创新意识,要在本科培养计划中扮演重要角色,同时要提供良好的条件和各种实践平台,让学生多接触社会,了解社会,为日后的创业撒下种子。近年来,我们结合湖北省“战略产业人才培养计划”,对生物技术创新创业型人才的培养模式进行了探索与实践,并取得一定的经验,现总结如下,供相关同行参考。
1 明确的目标定位
江汉大学生命科学院生物技术自成立以来就以服务武汉,立足湖北,面向全国为己任,并围绕“武汉国家生物产业基地”的建立和发展需求,培养符合武汉及周边地区生物技术企业要求的应用型创新创业人才。近年,我院生物技术专业成功申报了“湖北省战略产业人才培养计划”,更明确了“创新型”,“创业型”作为我院生物技术人才的培养目标。
2 弹性的学分制教学
科学合理的课程体系是实现培养目标,构建学生知识结构和综合素质的前提和保障。根据国家高等教育发展的趋势和要求,经湖北省教育厅批准,学校于2011年开始实行学分制改革,我们同步参考国家对生物技术专业的培养方针,结合本学院学科发展的特点,采用弹性学分制原则,学生按要求修满学分即可申请毕业,学习年限在3~5年弹性变动。同时,对以往教学计划中的理论课程进行了优化和整合,注重引导学生根据自身情况和特点,主动设计和选择主攻方向,给学生更大的自主选择空间。在专业课中,主干课程作为专业必修课程学分占全部学分的26%;专业选修课学分占总学分的22%,并根据学院师资队伍及科研特色,将设置的专业选修课分为生物农业技术、生物技术制品两个方向的模块课程供学生自主选择,同时保证每个模块中供学生选择的课程科目学分两倍于学分要求,每门课程选课人数超过专业人数1/3即开课。
3 过硬的教学质量
教学质量是人才培养的核心环节,我们每年都会结合学科发展趋势和学院特色,全面修订教学大纲,更新和调整教学内容。其别注意课程内容整合,明确每门课程的讲授内容和范围;同时注意相关课程之间内容的衔接,授课教师间的定期备课交流,避免出现一些学科交叉知识点的重复学习;每年要求教师修改讲授内容,努力做到当年学科新知识及前沿动态在课堂教学内容上有所体现。在课堂教学方法改革中,鼓励教师进行各种形式的探索,如“研讨式”“PBL式”等各种不同形式的教学方法被广泛用于课堂教学中,改变了过去传统的“填鸭式”“满堂灌”的教学方法。在很多专业课程的学习中,改变了期末考定成绩的传统方式,小组讨论,辩论赛,口试,专业综述写作,外文翻译等不同环节被引入最后成绩评定中,并占有一定比重;同时在期末考试中尝试开卷考试,注重考查学生根据已经掌握的知识及使用参考资料,发现,分析,并解决一些专业问题,同时提出自己的想法和设计相关实验,而不是简单地考几个需要死记硬背的知识点。通过近几年的实践,学生学习热情和兴趣被充分调动,课堂气氛活跃,对所学知识的把握能力也更强,在学习过程中发现问题,分析问题,想办法解决问题也成为一种学习习惯。
4 加强实验教学
所有实验项目进行整合和更新,制打破传统割裂式教学,起用模块式实验教学,构建新的实验教学体系,把教学实验分为基础性实验、综合性实验和研究性实验。注重各门相关学科专业知识之间的交叉渗透、而且有利于学生创新思维能力的培养,促进了实验教学方法的改进、实验设备的综合利用,进而推动实验室管理体制的进一步完善。其中基础性实验160多学时,包括微生物学,生物化学,遗传学等传统生物学实验。综合性实验包括2个,共140学时:一个为80学时的生物技术大实验,涵盖了生物信息学,基因工程,分子生物学,免疫学,等理学科目的知识,内容丰富,集众多学科知识交叉融合;一个为生物工程类大实验,共60学时,集合发酵工程,微生物遗传与育种,生物技术中下游技术,化工原理,生物制品工艺学等工科类学科知识。通过这2个综合性实验,使学生学会通过利用不同学科知识和实验的融合来完成某个具体实验任务,培养其对所学知识和实验操作能力的融会贯通能力;同时,学生可以通过第一个生物技术大实验体会类似企业和科研院校进行研发工作的过程,通过工程类实验,初步了解生产和研发部门工作的区别。研究性实验是以学院教师科研方向为依托,学生根据自己研究兴趣,选择相关实验项目,在教师指导下,完成相关实验。通过基础实验,综合实验和研究性实验三种不同层次和培养目的实验项目的开设,使实验教学实现既对学生进行实验技能的全面培养,又尊重其个性特点发展的目标。
5 增加实践环节比重
开展实践教学不仅有助于学生加深对本专业知识的理解,更重要的是可以让学生理论联系实际,在实践中应用和进一步把握专业技能,同时,开阔视野,了解在校园里学到的知识如何运用于生产中,为将来胜任本职工作打下基础。我们整个实践部分环节占总学分的30%。实践环节分为必修和选修两种,必修为集中性训练,包括以下几个实习环节:(1)野外实习,学生到野外实习基地两周,学习辨认各种植物和动物及制作标本,熟练使用植物检索表和动物图鉴,初步学会撰写调查报告;(2)科研训练,以教师科研团队为依托,学生自主选择实验室和导师,课余时间分组进入实验室,以小组为单位申报科学研究项目,完成开题,实验及答辩。旨在开阔科研视野,提高科研兴趣;同时培养学生动手能力,创新性意识、分析和解决问题的能力;(3)专业实习:分校内基地和校外基地分别进行,校内实习基地安排学生进行啤酒发酵、食用菌栽培、肥肝鹅养殖、试管苗的繁育等。校外实习基地安排学生进行生产劳动、顶岗实习、岗位技能训练等。培养学生认真负责的工作作风、良好的职业道德和素质。(4)生产实习:在校外实习基地进行。生物制药方向实习要求学生进入相关企业,熟悉部分生物制品的典型工艺流程和主要设备、参与主要工序的操作过程;生物农业方向要求学生能通过实习期间的学习和实践,熟悉动植物种苗的繁育技术、参与现代化、集约化、标准化的都市农业生产。(5)毕业实习:毕业实习与毕业论文相结合,在校外、内实习基地进行。培养学生综合应用所学知识和技能独立解决实际问题的工作能力、同时也是对本科四年所学习的知识和培养能力的一种综合检验。此外对于有余力的学生还设置了课外创新创业项目实践,学生通过参加开放性实验,学生科研创新项目,学生创新创业项目,教师科研项目等方式也可以获得一定选修学分。通过这一系列实践活动,使学生逐步了解自己所学知识和技能在社会上该如何找切入点,同时也培养了他们良好的沟通协调能力和团队精神。
6 加强院企合作办学
鉴于毕业生就业基本选择武汉地区相关企业,学院教师科研项目也与相关企业保持密切的合作关系,学院与多家企业建立战略合作关系。邀请企业中的工程师和专家共同开发和承担与企业生产实际密切相关的新课程,如GMP质量管理、食品卫生检验、农作物新品种选育与种子生产等,供学生选择学习;经常邀请企业家到学院进行相关讲座和交流,从企业的角度给予学生专业导引;院企双方积极共建实习实践基地,让学生有机会到企业进行生产实践、企业科研和岗位技能训练;通过与企业的深度合作,使学生能深入了解企业文化及对人才的需求,更加明确自己的发展方向,在学校和企业提供各种学习,实践机会中快速成长,将自己培养成符合企业要求的专业技术人才。
综上所述,地方本科院校培养的生物技术人才,应该在自己办学背景的条件下,充分发挥自己的特色,在本科四年的各个教学环节中培养学生创新能力和创业意识,使培养出来的学生不仅拥有扎实的学科知识,很强的动手能力和综合素质,同时还具备一定创新能力和创业热情。
本文受湖北省教育厅教学研究项目《生物技术专业产业人才培养体系的探索与实践》(2011248)项目资助
参考文献
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微生物应用技术是生命科学的重要基础,在生命、环境、农业、工业等方面具有重要作用。目前,微生物应用技术已经成为高等院校向应用技术型高校转型的重要专业课程之一[1-2]。
《微生物应用技术》现有的课程体系存在以下几个方面问题:(1)讲解理论知识过多。微生物应用技术虽然以微生物学为基础的,但是过多的讲述微生物学的基本原理和知识,和原有的微生物学课程存在大量重复内容,学生上课不爱听。(2)配套的实验课程没有很好的与理论课程结合起来,所设的实验有些脱离实际,不能使学生很好的理解。微生物应用技术的教学体系的创新主要从教学目标、教学形式、讲授内容、考试制度等几方面进行创新,本文将对其进行详细探索。
1. 以培养学生实践和创新能力为目标
微生物应用技术是一门实践性学科,实验实践是一个重要的教学环节。同时微生物应用技术的发展迅速、 日新月异,没有创新思维的学生很难适应日后的工作和学习。要通过实验教学培养学生的创新能力,鼓励学生选择自己感兴趣的实验项目[3]。改革实验教学内容,使其贴近生活,贴近实际;引入身边的科研成果,让学生深度全程参与。
2. 采取新颖、多样的教学形式
运用多媒体式、网络教学等多种教学方法。(1)课件采用多种形式的素材如视频、图形等[4],是枯燥乏味的理论讲解变得生动有趣,激发学生兴趣[5]。比如讲解病毒繁殖过程时,用短片的形式展示病毒感染过程,对抽象化,不可见得微生物活动变得可见的、具体的,提高学生对于理论知识的兴趣。(2)在接受理论教学后,我们将开设微生物应用技术实验和课堂开放性实验设计,学生自己设计实验,深入其中。例如,在实验课后,学生掌握了无菌操作、制片、分离纯化等基本技术后,分组对样品中的微生物种类进行分离纯化鉴定,在各组设计的实验过程中,学生中学会了自主思考,发现问题,解决问题,并对理论知识有更加深刻地体会。课堂上分组布置不同的题目,让学生学会主动查阅文献,设计实验方案,制作课件参加答辩,并感觉到科研的乐趣。(3)发挥手机课堂交互系统的优势,我们自己设计了一个课堂交互系统的手机APP,在课堂和课后教师和学生可以通过手机APP相互交流学习。
3. 讲授内容突出新进展与实用性
微生物应用技术由于其目前发展的速度十分迅速,而且,社会上应用性十分强,因此,在教学创新的过程中,应对授课内容新进展以及实用性加以重视。(1)理论课程每年都要根据学科最新研究进展更新,使学生学到最新的技术,在上课的同时向学生讲一些新兴的微生物技术以及微生物学成果。(2)增加实验课程,微生物技术需要大量的实验过程,在学生学会理论课之后对知识的理解不是十分透彻,实验过程能使学生对理论的理解更加深刻,并且给了学生自主思考,发现问题,解决问题的过程。(3)根据课程自身的应用性特点,组织学生到本科教学实践基地如丹东中心医院、雪花啤酒厂、辉山乳业等参观学习。例如:在实验室中学习微生物无菌操作,再到工厂看看专业人员如何操作。这更能拉近学生在实验室学习的技术与实际工作的距离。
4. 改革考核方式
改革现有单一的考试考核方式,变成综合考核方式。考试内容将不仅局限于书本上的知识,也不会只有笔试,采用平时成绩和期末考试结合的方式。平时成绩占40%,其中课堂作业与课件演示占10%,实验操作考核占20%,课堂表现10%;期末考试占60%。实验操作考试由实验课成绩为主,教师通过对学生的实验设计,实验操作,以及实验结果进行打分。不仅考察了学生实践与理论结合的程度,同时开发了学生的开创性思维。这种考试模式可以显著的提高学生实践的积极性。
5. 结语
在高等院校的教学改革中,实际上就是提高学生的综合素质,培养具有创新精神,创新能力的人才的过程。在新的时代环境下,学校应当转型为应用技术型高校,我们的教学改革必须与之相适应。因此,我们必须改变原有教学制度,将理论与实践融合在一起,运用多种教学形式,以培养学生综合素质为最终目的。将学生培养成为能够适应新时期变化的具有综合素质的创新型人才。
参考文献
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生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。
三、开放实验室
建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。
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生物技术药物课程有着突出的专业特色。经过我们的不断努力,课程使用的自编教材入选2011年国家教育部高等教育精品教材,开设了药学本科学生的生物技术药物亲和层析纯化的实验课程。让本科学生动手操作整个实验过程,从融合蛋白的表达、超声破碎工程菌、初步分离纯化蛋白到用亲和层析的方法获得较纯的药用蛋白。经过统筹规划,生物技术药物模块成为本科生毕业前最后的学习阶段所开展的药学专业多学科综合性实验教学课程重要内容之一。从基因工程重组蛋白的表达、纯化、活性鉴定,让学生完整地体验基因工程药物的设计与研制,了解作为原料药的重组蛋白药物的制备流程。随后,与药学专业其他学科相衔接,将获得的重组蛋白进行质量评价、剂型工艺研究等,推动学生综合运用前期学习过的理论知识和实验技能解决实际问题,培养学生分析问题、解决问题和动手实践的能力。
3强化多学科、多层次教育合作,培养本科生创新能力
在校研究生院的领导和支持下,本教研室建设了开放性的研究生创新实验中心。依托教学科研资源优势,我们结合实际,设计并开展了多项本科生的第二课堂活动,丰富并拓展了本科生开放性实验教学,向学生提供了实践和自我展示的机会。
3.1组织文献汇报,培养本科学生获取新知识的能力文献检索、阅读及综述是培养科研能力的基础实践。研究生通过坚持阅读大量文献资料,了解和追踪本专业领域的最新研究动态,初步具备了独立开展课题研究的能力。而本科生的基础知识相对薄弱,可自由支配的时间较少,因此我们研究制定了适合他们的文献汇报方式。通过引领学生阅读文献,分析实验背景、实验目的、实验方法和实验结论,领悟研究者的原创性思路和严谨的实验设计,让学生受益良多。而让学生制作PPT与研究生一起进行汇报来检验文献阅读的成效,让其意识到自己的差距和不足,极大地激发了他们的竞争意识和学习热情。学生文献阅读能力逐渐增强,不仅阅读的篇幅越来越长,而且还能够提出一些颇有见地的问题。此外,学生的多媒体制作、分析归纳和语言表达等多方面的能力也得到了快速提高,心理素质得到了锻炼,面对导师提问和应对各种突况更加自如。实践证明,文献汇报会在拓宽本科生的知识方面和培养创新能力方面是一种行之有效的方法。
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从2000年起,随着“农村中小学现代远程教育工程”“多媒体教室”等的建设和推广应用,信息技术有力地推动了基础教育领域的改革和创新。广大教师对信息技术从陌生到熟悉,从努力实践到积极创新,开发制作了大量适用于课堂教学的优质教育资源,进行了大胆的教育改革尝试与实践创新,形成了少许有价值的成果。实施信息资源的整合与创新教育的关键在于教师,因此,生物教师首先应树立创新教育理念,只有在创新教育理念的指导下,才会采用创新方法,培养创新人才。生物教学除传授学生生物基本知识以外,还必须教给学生各种能力,尤其是创新思维能力和利用信息资源能力。
单就基础教育而言,教育的根本目的就是培养学生为日后创新能力得以产生和发展的源初性的个性品质,如好奇心、求知欲、认识的独立性、自由思考、怀疑态度、探索精神等等。这些东西尽管还不是创新品质,但却是创新品质的源头活水。没有它们,或者它们受到过分的压抑,就不会有后来创新人才的成长。生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,其知识点和教学手段无不蕴含着创新的素材和信息资源的运用。生物教师都要不囿成见,认真挖掘和利用这一优势,努力进行创新教育。
一、营造创新氛围,培养创新意识
创新思维是学生在最佳心态得以发展时出现的。这就需要我们在课堂上营造宽松、民主、愉悦、新奇的气氛,为学生形成“最佳心态”创造条件。学生认为老师是最完美的,课本是绝对正确的。为使学生得以改变这种观念,培养其善于发现问题创造自我的能力,在课堂上有意警示学生:本次讲课会出现几个问题,请同学们随时指出或课后指出,指出者为良,纠正者为优,并记入平时成绩。此法使学生课堂听课的注意力集中了,并有兴趣、有激情、有信心、有胆量质疑,培养了学生的创新意识。如在学习条件反射时,用课件展示 “望梅止渴”属于第一信号系统,还是第二信号系统?我讲是第一信号系统。但有一位同学提出异议:“望梅止渴”来自一个故事:曹操带兵走到一个缺水的地方,士兵渴得很。曹操就骗他们说:前面有一片梅林,梅子又甜又酸,可以解渴。士兵听了,都流出口水,不再嚷渴。实际上,“望梅止渴”并没有看到梅子,只是听说梅子,我们不能望文生义,所以“望梅止渴”应该属于第二信号系统。
二、增大课外阅读量,为创新蓄势
利用计算机及图书增大学生课外阅读量,是实现创新“蓄势”的重要途径。有了丰富的材料,扩大了知识面,思维才能活跃起来,才会最大可能的产生创造性思维。没有渊博的知识,就等于思维处于贫瘠的土壤,创造思维的形成便成了空中楼阁。生物知识包罗万象,老师应格外重视创设博采知识的氛围。基于此,在教学中我帮助学生制作各种课件,可以撑起生物教学的一片蓝天,而信息技术可以让学生利用各种工具和信息资源来达到自己的学习目标。
三、创新教育方法,更新教育手段
现代教育手段在当今教育和未来教育中应发挥特殊作用。现代教学媒体在生物教学中所起的重要作用是传统教学媒体所无法比拟的。它能增大教学容量,开阔学生视野,诱发学生思维;它使生物课堂更精彩、更生动、更能为学生所接受。在今后的生物教学中,教师要引进先进的教学手段,并对网上资源进行开发、利用,重视网络对教学的影响。
四、创设教学情景,培养学生想象思维
想象思维是创造力的源动力。爱因斯坦说过这样的一句话:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世上一切,推动着进步,并且是知识的源泉。”人类一旦失去想象力,创造力便随之枯竭了。因此,在教学过程中,我特别注重这一点,经常根据不同的知识点灵活点拨、拓展,培养学生的想象思维。如学习珊瑚虫后,我就引导学生想象:“珊瑚虫死了会怎么样?”学生回答:“形成珊瑚。”也有的加深一点“形成珊瑚礁。”“再大呢?”“形成珊瑚岛。”“然后呢?”“风化形成肥沃的土壤”。用课件展示过程,达到图文并茂,情景相生的直观画面,给学生以感性认识,把学生带入制作的作品中,感受大自然的杰作。当然,青少年的想象力往往是面广而不深入,情节简单而不稳定,夸张性大而创造性不强。对此我们绝然不能泼冷水,而应多鼓励、多赞扬,引导他们想他人之未想,做他人之未做。
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创新始于问题,提出问题是实验探究的开始,创设良好的问题情境,让学生动脑,培养学生问题意识,能有效地激发并维持学生的学习兴趣、探究的激情,有利于培养和提高学生的创新能力。
传统的提出问题方式主要是就书本上已有的问题进行探讨,其实我们也可以把平时课本中的知识变为问题作为实验来进行探究,这样更利于同学们主动对知识的掌握。
例如(1)我们知道细胞膜具有选择透过性,但在学习过程中并没有通过实验来说明,因此我们可以引导学生提出问题“细胞膜果真具有选择透过性吗?”
(2)我们知道西红柿的果肉细胞在未成熟时是绿色的,原因是在果肉细胞中有叶绿体,但在成熟后变为红色,原因是里面有有色体,因此就此现象我们可以提出问题“果肉细胞中的有色体都是有叶绿体转化而来的吗?”
(3)在学习植物细胞质壁分离和复原的内容时,我们知道当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时发生质壁分离,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时发生质壁分离复原,,通过该知识我们可以提出问题“怎么样测洋葱表皮细胞的浓度呢?”
(4)在学习酶的特性时知道酶具有最适反应温度和pH,我们也可以提出问题“温度和pH会影响过氧化氢酶的活性吗?”
(5)在学习减数分裂时,我们知道是染色体复制一次,细胞分裂两次,我们可以就此引导学生提出问题“染色体数目减半是发生在第一次分裂还是在第二次分裂过程中呢?”
(6)在学习生长素的两重性的作用时,我们可以提出问题“低浓度生长素能促进月季扦插的纸条生根吗?”。
2引导学生自己设计实验,培养学生的设计实验的能力,有利于培养和提高创新的能力。
我们提出的假设必须要通过实验进行验证,这时就需要有明确的实验设计。在实验设计中要列出制定的实验步骤,实验的注意事项以及阐述实验的预期结果,一般用文字或图表来表示。
在实验设计中要注意最关键的有两个方面,第一要控制变量即我们所说的设置对照;另一个方面就是可出可操作性的定义。例如在观察植物质壁分离和复原的实验,人为控制的蔗糖溶液浓度和清水就是自变量,如果使用浓的蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞时出现质壁分离,如果使用清水发生质壁分离复原时,则洋葱表皮细胞质壁分离的发生与复原就是因变量。那这组实验中是否有对照呢?我们制好洋葱表皮细胞的装片后,在自然条件下直接在显微镜下观察其状况就可以作为对照,人为处理后的装片观察到所发生的变化就是因变量了。
接着老师给出观察到什么现象才是发生了质壁分离与复原,这就是可操作性定义,如用蔗糖溶液处理洋葱表皮细胞中,观察到细胞液泡的两端变为兔形或帽时即发生质壁分离,但是如果是用KNO3和NaCl处理时,则质壁分离的初次发生是在液泡的侧面出现波浪状的现象,如果老师事先不给出可操作性定义,学生会误认为所有溶液处理洋葱表皮细胞后质壁分离现象是一样的。关于可操作性定义在实际教学中老师常常容易忽视。
教师要鼓励和引导学生多观察自然界中的生物现象,放手让他们自己寻求解决问题的思路,自己设计实验方案,独立完成实验操作,这种富有挑战性的学习方式会大大激发学生的好奇心,训练了学生思维的发散性和深刻性,使学生产生探究的兴趣,并在探究中不断地培养和提高创新的能力。
3在探究实验的过程中.对学生提出明确的要求,不断培养学生实验能力,提高学生的创新技能。
在实验过程中要求学生做到以下几点:第一,让学生在实验中认真观察。观察是学习生物的重要手段,也是获得生物知识的首要步骤。在研究中,问题的提出和假设是通过仔细观察产生的,结论也是从实验中的系统观察中获得的。
第二,让学生在实验中学会分析数据从中得出结论。分析实验数据是对实验信息的整理和解读过程。在整理过程中包括用概念图或者是比较表格把获得的信息间的关系表达出来。同时通过解读数据,可以研究对象的发展趋势或通过解读数据揭示事物存在的规律,确定数据是否支持所作出的假设,最后对问题作出答案和解释。结论是对实验研究发现的总结,包括实验结果的意义或提出进一步探究的建议。这样在整个实验过程,从课题的提出、实验方案的设计到实验完成,都是由学生动手、动脑来解决,提高了学生的综合分析问题的能力。
4将现代信息技术(包括摄影、实物投影、录像、放像、计算机多媒体技术和网络技术等)应用于生物实验教学中。
将现代信息技术(包括摄影、实物投影、录像、放像、计算机多媒体技术和网络技术等)应用于生物实验教学中,能解决生物实验教学中存在的很多问题,必将对中学生物学新课改产生深远的影响。当然,利用现代信息技术优化中学生物实验教学还需注意把握现代信息技术与生物学实验的关系。现代信息技术充其量只是一种辅助教学的工具,它应当为实验教学的目标和内容服务。只有适时适当地应用现代信息技术才会促进实验教学质量的提高,从而优化实验教学,起到事半功倍的效果。
总之,生物实验教学对学生创新能力的培养具有极其重要的意义。在生物实验教学中通过不断的创新,不但对学生进行了常规的验证性的实验教育,还增强了学生科学探究的能力,更培养了学生的创新精神和创新能力。【参考文献】
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一、自主创新能力较薄弱,企业普遍缺乏核心技术的支撑。
福建省的自主创新尤其是原始创新能力薄弱。2005年,在福建省9460件申请专利中,发明类专利1202件,占12.71%,总量虽比上年有上升,但比重仍远远低于全国平均水平(同年全国发明类专利申请量占总申请专利量的比重为23.58%)在5147件授权专利中,发明类专利242件,仅占4.70%,而同年全国发明类专利授权量占总授权专利量的比重为12.06%。缺乏具有自主知识产权的技术,企业在核心技术和关键技术上常常受制于人。
福建省对外技术依存度高,每年从国外引进大量技术,其中以设备等硬件为主。在工业企业现有主要生产设备中,进口设备的比例达40.6%。规模以上工业企业技术引进费用和消化吸收费用的比例1:O.16,而在国际上引进l美元的技术,至少投入2美元以上的消化吸收资金,韩国和日本则分别达到了1:8和1:5。没有消化吸收就难以创新,许多企业陷入了“引进技术――引进技术过时――再重新引进技术”的恶性循环。
二、技术创新资金投入不足。
近年来,企业技术创新投入规模虽有所增长,但仍存在投入强度偏低的问题。2004年,福建R&D经费投入占地区生产总值的比重仅有0.78%,2005年也只有0.80%左右,这与省“十五”计划目标(1.5名)存在较大差距。2005年全省工业企业技术开发经费占产品销售收入的比重仅为0.8%,企业技术创新的自我积累能力还相当的弱。大部分企业认为资金缺乏是阻碍企业技术创新的主要因素之一。
三、技术研发人才缺乏。
福建省高等教育规模偏小,高等院校学科专业结构不合理,整体水平不高,15个国家级重点学科中,没有一个是工科。科研机构数量呈逐年下降趋势,科技活动人员数出现负增长,科研基础薄弱。2005年全省城镇单位专业技术人员仅占全省城镇单位从业人员的5.3%。全省大专及以上学历的人员仅占6岁及以上人口总数的4.9%。人才总量不足、层次不高、结构不合理,企业带头人、研发带头人等高层次创新人才以及高级技工短缺,还有人才留不住、引不进等问题,已成为技术创新的重要制约因素。
四、企业技术创新的主体地位尚不突出。
企业开展技术创新活动面窄。全省企业研发机构数量较少,研发能力不足。规模以上工业企业科技活动面一直在下降,从2000年的22.6%,下降到2003年的11-2%,2004年为8.9%,2005年还继续下降。2004年,规模以上工业企业中,开展科技活动的工业企业仅1061家,占8.9%,开展研究与试验发展(R&D)活动工业企业624家,占5.2%。在福建1015家大中型工业企业中,仅有科研机构243家,平均4个企业才拥有一家科研机构,且科研机构数呈现出减少和不稳定的状况,严重影响到企业科技活动的开展。另一方面,企业对科技活动的投入不足,各项指标都远低于国际标准,与上海、江苏、广东等省投入也存在相当差距。
五、产学研合作不够密切。
产学研联合开发的有效机制还未建立起来,科技资源得不到充分整合和开发,依然存在产学研脱节现象。一方面省内大多数企业技术开发能力薄弱,缺乏具有自主知识产权的产品和技术。另~方面,科研机构、高等院校数量少,科研力量薄弱,以市场为导向或工程化为主要目标的较少,研究成果往往不能适应市场和企业的需要,可转化率低。产学研合作的平台还缺乏,以企业为主体的技术创新和以高校、科研机构为主的知识创新还难以有效结合。
六、技术创新体系和环境建设不够完善。
首先,政府对技术创新的推动力度不足,对R&D活动的投入比例偏低。全省的R&D投入结构中企业资金投入比重占七成左右,而政府投入比重基本呈下降的趋势,从2000年的14,60%下降到2003年的9,95%,与工业化进程中该指标一般在30%~50%的差距非常之大;二是制度创新滞后,技术创新投入机制、运行机制、激励机制尚不完善,不能适应技术创新的需要;三是支持技术创新的投融资环境没有得到显著改善,风险投资、创业基金和中小企业信用担保体系尚未建立;四是与技术创新密切相关的中介服务体系还很不完善,产业公共技术服务平台建设落后,难以为自主创新提供有效支撑。另外,福建技术创新尤其是自主创新的氛围比较淡薄,整个社会存在严重的急功近利思想,趋向于投资相对小、短期效果相对明显的项目,缺乏重视、支持技术创新尤其是自主创新的社会文化环境。
福建省技术创新面临的环境和发展要求
当前,科技创新成为世界各国或地区实现发展的重要途径,自主创新能力是国家或地区竞争力的决定性因素。世界各主要国家或地区都把科技创新作为国家或地区战略。美国、欧盟、韩国、印度等国都大幅增加R&D经费投入,其中韩国2002年的R&D/GDP已经达到3%,印度计划把科技投入从2000-2001年度R&D/GNP的0.94%提高到2005年的2%。科技创新已成为世界科技发展的潮流,创新则发展,不创新就会被淘汰。
自主创新已上升为国策,正成为我国科技发展的主旋律。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》提出,到2020年,使我国的自主创新能力显著增强,进入创新型国家行列,为全面建设小康社会提供强有力支撑的发展目标,要求把增强自主创新能力作为调整产业结构、转变经济增长方式的中心环节。建立以企业为主体,产学研互动的技术创新体系是国家创新体系建设的主要组成部分。
篇13
生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。
一、生物制药技术
目前生物制药主要集中在以下几个方向:
1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。
1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。
1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。
1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。
基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。
二、生物制药发展分析
未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。
生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。
除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。
各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。