生物工程硕士毕业论文

时间：2023-04-01 09:12:59 硕士毕业论文我要投稿

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生物工程硕士毕业论文

　　生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，90年代诞生了基于系统论的生物工程，即系统生物工程的概念。

生物工程硕士毕业论文

　　【一】生物工程专业实践教学改革探析

　　摘要分析高等学校生物工程专业实践教学中普遍存在的问题，提出深化实践教学改革的思路。

　　依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心，对实践教学体系、方法、评价体系进行一系列的改革与尝试，初步探索出一条适合吉林大学生物工程专业发展的实践教学道路。

　　关键词生物工程;实践教学;实训基地

　　1前言

　　生物工程作为21世纪科学技术的核心之一，是一门实践性、应用性、综合性很强的交叉学科[1]。

　　随着科技的进步，新技术、新方法不断涌现，生物产业的前景也愈发广阔。

　　然而生物工程专业学生就业却较为困难，究其根本原因，一方面是我国生物工程产业化水平较低，另一方面是因为学生的“三个能力”即实验技能、工程能力、创新能力等方面有所欠缺。

　　实践教学是本科教学的重要组成部分，是学生将理论知识转化为实际能力的过程，对大学生实践创新能力和工程能力的培养也至关重要。

　　本文在分析国内生物工程专业实践教学弊端的基础上，依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心(以下简称实验中心)，对生物工程专业实践教学改革进行初步探讨。

　　2生物工程实践教学存在的问题

　　忽视实践教学，教育理念落后传统教育观念重理论、轻实践，认为实践教学是理论教学的补充，是验证理论课的一种手段[2]。

　　因此，生物工程专业的基础课和专业课设置门数较多，学生课业较重，课余时间不足。

　　相对而言，实验课不设考试，没有学分，只注意如何更好地配合理论教学，这就造成学生不重视实验课和实验技能，成为生物工程专业实践教育的一大痼疾。

　　实验内容陈旧，实验课安排不合理传统的实验教学内容大多是由课程指导教师独立设置，而部分指导教师科研方向与所教课程方向不一致，无法将新知识、新技术和新方法引入实践教学内容中，势必导致实验内容陈旧，方法老套。

　　再加上各课程指导教师缺乏应有的沟通，故而实验课内容零散，实验内容重复[3]，使得学生丧失主动学习的兴趣。

　　同时，由于实验课依附于理论课，没有独立的学时，实验课普遍安排在学生课余时间，实验时间不足，学生对实验中的一些现象缺乏思考[4]。

　　由于整个实验中学生都是被动参与，他们的主动性和积极性没有被充分调动，一旦出现问题便难以解决，限制了他们创新能力和工程实践能力的发展。

　　实验教学经费投入少，师资队伍薄弱由于经费投入不足，很多仪器设备台套数不够，许多实验中几个甚至是十几个学生共用一套仪器设备，且难以更新换代，先进的技术设备进入不到教学中来，造成理论与实际脱节，不能充分调动学生动手操作的积极性[5]。

　　加之长期以来受传统教育观念影响，实验系列教师一直不被重视。

　　从事实践教学的教师普遍存在学历低、水平不高、进修机会少、职称评定和工作量计算不合理的情况[6]，导致实验教学人员工作热情不高、责任心不强，严重影响了实践教学的质量。

　　3生物工程实践教学体系的构建

　　近几年，针对生物工程专业存在的实际问题，进行许多改革尝试。

　　通过专业整合，将原属于农业与机械学院的生物工程专业调整到生命科学学院，依托实验中心对生物工程专业实践教学进行改革，把实验从理论课中分离出来，设计独立的实践课程和考核方法，理顺学科脉络，明确各课程的授业范围，引入学科交叉和开放创新实验，强化课程实验与实训实习内容的相互衔接，构建循序渐进、逐步深入、全面系统的课程体系。

　　这样调整，使得课程内容既避免重复，又相互衔接;既反映学科前沿，又突出学科交叉融合之势。

　　专业基础实验专业基础实验以培养学生的实验能力为目的，强化学生的理论知识和实验技能训练。

　　同时，在每门实验课程内设计一定学时的设计实验项目和综合实验项目供学生自主选做，有一定加分，提高实验的深度和广度，促进学生的学习兴趣发展。

　　以微生物学实验为例，设计为64学时，必选实验有3项为54学时。

　　同时，设计6项选做实验，其中3项综合性实验“从酸奶中分离、培养产乳链菌肽的乳酸乳球菌及乳链菌肽效价测定”“大肠杆菌噬菌体的分离、纯化及效价测定”“纤维素酶产生菌的选育”，每项为8学时;3项设计性实验“高产淀粉酶霉菌的分离纯化”“高产酒精的酿酒酵母菌株的诱变选育”“高产抗菌肽乳酸菌的分离纯化”，每项为2学时。

　　学生做完必选实验后，至少再选作1项综合性实验和1项设计性实验才能结课，这样有助于确立学生在实践中的主体地位，激发其学习兴趣，锻炼其实验技能。

　　另外，承办院、校、省级生物实验技能大赛，根据竞赛成绩选拔下一级参赛人员。

　　通过这样一种“层层递进式”的竞赛方式，学生的实验技能进一步得以巩固、加深。

　　实习实训为了更好地实现教学与生产的对接，将专业实践分为校内实训和校外实习两个阶段。

　　校内实训建设了实训基地，配备了相应的仪器设备，如多台5～100L发酵罐、空压机、电锅炉、大容量冷冻离心机、高压均质机、喷雾干燥器、中试型流化床、滴丸机、冻干机等先进仪器。

　　同时，将基因工程、发酵工程、代谢控制工程、生物分离工程等课程有机整合在一起，以典型的生物产品和教师的科研成果为内容，在学生具备专业基础实验能力的基础上，从原材料开始到终产物的制备，用一个完整的实验过程培养学生综合运用所学知识、技术与方法解决实际问题的能力。

　　如“好氧发酵—谷氨酸发酵”和“重组人白介素18的发酵、纯化及鉴定”分别是传统生物产品实验及科研成果实验的代表。

　　为了使课程内容与产品生产一致、仪器设置与生产要求一致、教学过程与工艺流程一致，校内实训以学生为主，教师负责指导，学生按照企业的生产流程通过小组合作生产出相应产品，通过这一过程使得学生对生物产品的开发、生产、提取、检验等一系列过程有了深刻的了解。

　　同时，积极推进产学研紧密结合，推动教师参与企业的产品与技术开发，从企业引进生产经验丰富的工程师到学校任教，并与16家科研院所和企业联办实习基地。

　　在学生完成校内实训，掌握相关生产原理及工艺流程后，带领他们到相关的工厂实地实习，了解工厂设计，熟悉生产流程，加深对自动化的认知。

　　这样既促进了学生职业能力的发展，也为教师和企业的合作提供了平台，实现了共赢。

　　创新实验创新实验依托开放实验、大学生创新创业计划、吉林省生命科学创新实验大赛、本科毕业论文等来推动学生学习热情和科研兴趣。

　　在大创计划和创新大赛中，学生自主选择题目并由教师指导学生自主阅读文献、设计路线和进行试验。

　　在毕业论文中，教师以自己的科研课题为主设计题目，教师和学生实行双向选择，确保一人一题。

　　在这一过程中，使学生了解科研过程，具备文献检索、设计实验方案、论文写作等科研工作必备素质。

　　经过几年的积累与沉淀后，学生的实践能力和创新能力显著提高，本科生承担创新实验项目47项，发表研究论文19篇，参与申请发明专利6项。

　　4生物工程专业实践教学方法的创新

　　随着信息技术的迅猛发展，信息技术与教育的深度融合已成为必然趋势。

　　“互联网+”实践教学不受时间的限制，学生可随时通过手机等现代通信工具进行选课、预习、复习、查询成绩、课后交流，由“被动灌输”变为“主动探索”，提高了学习效率，促进了自主学习。

　　以实验中心网站为平台，将现代信息技术与启发式、互动式、探究式的教学方法相结合，进行数字化教材、虚拟仿真技术、微课等辅助教学。

　　1)在实验中心网站上发布本学期实践教学日程安排，学生根据选课查阅相应的数字化资源，通过相关仪器使用视频、课件和相关资料预习，尽早熟悉操作技能，理解实验原理，提高实验效率，减少实际操作中的错误。

　　2)通过基本实验技术、选做和验证性等微实验知识点或技能点视频的学习，使学生在短时间内熟悉实验原理、实验过程、实验操作和实验现象，进而将更多的时间投入到综合性、探究性实验上。

　　3)通过对操作复杂、大型设备使用技术、不可见的实验原理和不可见的实验现象或结果的虚拟仿真实验学习，如动物解剖、外源基因转入受体菌的过程，发酵罐控制、高效液相色谱的操作等，使学生网上模拟实验过程操作，形象、直观地熟悉实验原理和实验现象，加深对实验过程的理解，为真实的实验操作打下基础。

　　4)学生通过网络互动平台，实现自主答题、自主测试、师生互动、成绩查询、教学评价等。

　　5)教师可登录后台，查看学生的观看视频次数、时间、模拟实验操作情况，评定学生自学成绩等。

　　几年来，中心开发网络课程13部、在编数字化课程3部、视频71部、多媒体课件89个、仿真实验6个，促进了学生的自主学习和创新，取得较好的教学效果。

　　5生物工程专业实践教学评价体系的建立

　　完善的实践教学评价体系是实践教学目标得以实现的根本保障。

　　经过几年的摸索、总结和实践，构建了一套以学生为主体、内容多元性、渠道多样化、注重评价对象未来发展的实践教学评价体系。

　　该体系由实践教学考核体系和实践教学效果评价体系两部分组成。

　　1)学生实践成绩评价体系由五部分组成：①学生预习实验、观看仪器操作的程度，占总成绩的10%;②进行仪器操作的考核，合格者发仪器使用许可证，占总成绩的20%;③良好的实验习惯，由研究生助教和实验系列人员对实验中的行为打分，占总成绩的20%;④全部实验结束后的考试，占总成绩的25%;⑤实验报告、实验结果电子分析报告，占总成绩的25%。

　　另外，如果实验为探究型实验，则降低④⑤各5%的占比，增加实验设计和论文撰写10%的占比。

　　2)实践教学效果评价体系由三部分组成：①学期末，对在校学生、毕业一年的学生和任课教师做调查问卷，并收集网上反馈信息，以此作为改进的依据;②学期初，组织任课教师、校内专家、用人单位专家认真总结实践教学不足，提出改进意见并参与培养方案制订，使各项改革有利于培养学生综合素质，符合社会需要;③设立实践教学督学委员会，指导并监督各项实践工作落到实处。

　　实践证明，该评价体系对促进学生提高创新能力、工程实践能力、科研素质等具有明显效果，大学生创新创业训练计划立项不断增加，发表论文、申请专利的数量和质量一直攀升，各级学科竞赛获奖大幅度增多，被国内外知名院校录取的研究生数量逐年增加，得到用人单位广泛认可。

　　6高水平的实践教学团队的建设

　　教师是培养方案的执行者，教师的素质、能力与水平，直接关系到教育质量的高低，关系到培养学生的社会认可度[7]。

　　针对青年教师的培养，首先，采取老教师传、帮、带的措施，定期对青年教师进行教学理念、教学方法的指导，提高青年教师的教学水平;其次，鼓励中青年教师在职攻读博士学位，提高学历层次;最后，为中青年教师提供参加各种教学、科研会议的机会，帮助中青年教师申请教学、科研项目，提高业务水平，开阔科研视野。

　　经过几年的建设，中心教学团队的年龄结构、学历结构和职称结构趋于合理，中青年教师比例为72%，博士学位获得者比例为39%，高级职称拥有者比例为28%。

　　教学成果不断涌现，主编出版实验教材15部、实验教改专著6部，发表教学研究论文120篇，获各类教学改革奖励与荣誉158项，确保了培养方案的顺利实施和实践育人质量的不断提高。

　　7结语

　　吉林大学生物工程专业于2000年在工学部食品科学与工程的基础上开始建设，成立时间短、积累少，实践教学环节比较薄弱，阻碍了专业发展。

　　因此，在专业建设和发展过程中一直重视实践教学改革，不断探讨提高实践教学质量的方法，并取得较好的成绩，学生的实验技能、综合能力、创新意识都有了很大程度的提高。

　　将进一步进行实验教学梯队建设、数字化教材建设、教学管理的探索和改革，使学生更好地适应学科的发展和社会的需要。

　　参考文献

　　[1]邹长军,吴雁,兰贵红,等.生物工程专业实践教学环节的改革与实践[J].实验室科学,2007(6):1-2.

　　[2]雷泞菲,肖雷,谢鸿观,等.成都理工大学生物工程专业实践教学改革与实践[J].中国西部科技,2014(1):80-81.

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　　[5]李健,韩增胜,栗坤.生物工程专业实践教学改革的探索[J].黑龙江畜牧兽医,2012(3):163-164.

　　[6]乔长晟,贾士儒,谭之磊,等.生物工程专业实践教学改革探讨[J].中国轻工教育,2006(3):65-66.

　　[7]魏炜,赵云,陈放.“生物学人才培养基地”专业课教学团队的建设与实践[J].教育教学论坛,2011(29):221-222.

　　作者：徐立新周毓麟闫国栋王贞佐逯家辉滕利荣

　　【二】生物工程技术特征及应用趋势

　　【摘要】生物技术产业属于高新产业，对各方面要求较高，本身技术含量高、前期成本大、风险高且回报率高。

　　人们对其有着巨大需求，部分人为了其中巨大利润采用垄断手段。

　　在这样的背景下，有必要做好具体研究工作。

　　本文中笔者以生物工程技术为切入点，分析其应用及发展趋势，推动社会进步与发展，实现社会主义现代化建设。

　　【关键词】生物工程;技术特征;应用趋势

　　1引言

　　近些年科学技术迅速发展，生物工程技术也不例外，一波又一波的信息革命浪潮激起。

　　生物工程技术依托生命科学与生物技术，发现前景不容忽视。

　　我国生物工程技术快速发展，突破一个又一个的技术障碍，随着划时代的“工作框架图谱”的完成，生物工程技术已经步入新的阶段，直接影响到人们的生活与工作方式，本文就此展开论述。

　　2生物工程技术特征概述

　　生物工程技术又称为生物工程，以分子生物学为基础、构建新的生物类型或新生物技能的使用技术，也是有效结合现代生物科学与工程技术的产物。

　　其特征主要表现为以下特征：(1)大科学工程特征，20世纪80年代中期基因组的研究开始，生物工程技术研究自此进入大科学运作方式。

　　基因组研究的主要代表就是人类基因组，研究对象非常复杂，需要在整体角度破解遗传信息，因此采用其他学科运作方式;

　　(2)高技术特征，主要表现为高知识层次的人才与先进技术手段，生物工程技术作为新兴产业，在疑难病症领域有着广泛应用，有效控制威胁人类生命健康的重大疾病;

　　(3)高投入特征，生物工程技术投入庞大，投资主要用于研究新产品、建设厂房及配置设备仪器;

　　(4)长周期特征，生物工程技术项目从研制到转化有着很多环节，每个环节都有繁琐的审批程序，加上产品培养与市场开发难度较大，因此开发周期较长;

　　(5)高风险特征，现产品投资到临床试验、上市等，一个复杂的巨大系统工程，任何一环节出现问题就会影响整个项目。

　　3生物工程技术应用分析

　　21世纪高新技术的核心就是生物工程技术，可以有效解决人类社会面临的各类重大问题，比如食物、环境及资源等。

　　世界各国经济发展的都向生物工程技术及产业倾斜。

　　其应用主要表现在以下几方面：

　　3.1农业方面

　　国际农业生物工程技术迅速发展，有助于改善农业产业结构与增加作物产量，受到各国政府与科学家的重视。

　　其中研究最深与最广的就是转基因技术，该技术直接将目的基因导入动植物体内，改良家畜、家禽及农作物品种，获得高产、优质的新品种，提高资源利用效率降低成本。

　　抵御各种虫害，自然环境的影响对于农作物也是有一定的影响，也可以让其进行改善。

　　今后生产效率也将要依靠它来提高。

　　3.2海洋方面

　　有效结合海洋生物学与生物工程技术，形成新的海洋生物工程技术。

　　海洋生物工程技术的主要作用时提高海洋生物资源利用率、有效改善海洋生物品种、提高海洋养殖产量与质量，获得具有特殊药用与保健价值的生物活性物质，因此人们对其越来越重视，很多沿海国家将其作为自己的研究重点，上升到战略层次，为社会稳定与经济发展贡献一份力量。

　　3.3轻工方面

　　生物工程技术应用的主要领域就是轻工与食品行业，主要表现为三方面：农副原料利用生物工程技术直接加工成商品，常见的比如酿酒、发酵行业等;以生物工程技术为基础发生二次开发利用产业，比如高果糖浆等;最后传统工艺存在某些不足的地方，利用生物工程技术进行改造，有效解决传统工艺不足的地方，降低成本与资源消耗，促进产品质量的提高。

　　3.4医药方面

　　医药生物工程技术是生物工程技术研究开发的热点，近十多年来一些发达国家投放大量的人财物力研究和开发医药领域的生物工程技术，已取得新的进展。

　　作者：吴赛单位：湖南省邵阳学院生化系

　　【三】生物工程专业发酵工艺教学改革探索

　　摘要:根据发酵工艺原理课程的特点和性质及吉林大学生物工程专业的具体情况，制定课程教学改革的思路和方法，并从教学内容、教学方法、考核方式等方面探索教学模式在教学过程中的应用，充分调动学生的学习积极性，取得良好的教学效果。

　　关键词:发酵工艺原理;生物工程;教学改革

　　1前言

　　发酵工程是基因工程、酶工程和细胞工程等其他生物技术的最终手段和方法，是生物技术走向产业化的关键技术环节。

　　发酵工艺原理是吉林大学生物工程专业开设的一门重要专业课，是综合运用所学知识来解决工程实际问题的一门重要课程，同时也是学生后续进行毕业设计及进入相关领域工作的基础。

　　由于此课程内容丰富，涉及数学、物理、化学、微生物学及化工原理等理论，各学科间相互交叉渗透[1]，学生学习难度较大。

　　因此，如何激发学生的学习兴趣，在有限的学时内对发酵过程有系统全面的认识，掌握发酵工艺的基本内容和操作过程，提高分析和解决实际问题的能力[2]，其取得良好的教学效果，是高校教师在教学工作中需要探索的重要问题[3-4]。

　　笔者根据近几年的教学工作，从教学内容、教学手段等方面进行调整，取得一定的效果。

　　2教学改革探索

　　优化教学内容合理的教学内容对学生综合素质的提高起重要作用。

　　为了使学生在校学习的专业知识既系统科学又专业实用，笔者改变以往对单一教科书的依赖，优化和充实教学内容，结合学生的知识体系，在教材的选择上以熊宗贵主编的《发酵工艺原理》为主，同时为学生推荐《发酵工程最优化控制》《发酵工艺学》《发酵工艺原理与技术》等侧重点不同的教科书。

　　在此基础上多途径(杂志、相关网站)选择参考资料[5]，内容上涉及教学小组各教师的科研项目及国内外最新的科研成果和专业技术，用以扩增课堂信息量，解决原来课上知识乏味、内容老旧的问题，从而使学生对课程内容及研究前景有所了解，激发学生对相关方向的研究兴趣和热情，对学生未来从事相关科研工作起到一定的启蒙和科普的作用。

　　教学顺序上为了使学生更好地掌握所学知识，讲授的主要内容按照发酵工艺进行的先后顺序(微生物生长和产物形成、菌种选育与保藏、培养基配制、灭菌、发酵动力学、发酵过程检测及控制、发酵过程的实验室过程和放大、环境保护、发酵过程经济学)进行编排，

　　并在基础知识学习完成后结合现有发酵工业生产实例进行讲授，便于学生从整体至局部对发酵工程基本理论及工艺流程进行理解与掌握。

　　改革教学方法以知识传授为主的教学方法在实践性较强的专业课程教学中存在易使学生知识学习片面，不能培养学生独立思考能力和提高实践能力等问题[6]。

　　首先，改变传统的课堂讲授方式，把课堂教学从传统的单向传授变为双向互动的过程，在课堂教学中采用启发式教学方法。

　　课上教师有针对性地提出问题并给予一定的提示，使学生独立思考，注重对其他已学课程中知识的联系和巩固，同时布置课后思考题便于学生复习和巩固课上知识。

　　其次，开设专题讨论课，学生以小组的形式对感兴趣的发酵过程进行资料的收集和整理，提倡相互交流，提高学生学习的主动性和积极性，深入挖掘学生的思维潜能。

　　第三，发酵工艺原理是一门实践性、应用性很强的课程，许多设备必须以图像形式展现其关键部位的结构和工作原理，有些工艺如果能够亲临现场或用视频的形式进行介绍，则能使课堂上的教学效果大大增强[7]。

　　用制图软件提高课件中插图的质量，使图像色彩化、立体化、直观化、动态化，教学效果远胜空洞的语言描述。

　　在课堂教学过程中适当增加模拟动画、工厂生产视频，使原本抽象的内容能够直观地展现在学生面前，学生更容易理解和接受，从而将枯燥的发酵过程和繁杂的设备工作原理的记忆过程转化为生动形象直观理解的过程，学习热情和教学效果得到增强。

　　并且通过此方法，可以保证学生在认识实习参观工厂之前对各种设备和生产工艺建立初步印象和认识，改善以往参观与课堂知识衔接不理想、见习效果收效甚微的状况。

　　加强实验课程建设，培养学生的动手能力实验课程是发酵工艺原理课程教学中重要的组成部分，对于帮助学生提高解决实际问题的能力具有重要意义[5]。

　　由于完整的发酵过程存在实验时间长的特点，以往在教学过程中受到实验课时短、实验设备和场地有限等条件的限制，开设的实验内容孤立，大多为验证型小实验，很难调动学生的学习积极性和主动性。

　　因此，在实验课程建设时，一方面将实验内容由单一验证型向综合型、研究型发展，对实验内容进行改革，充分调动学生进行实验操作的热情，在加深对课程知识理解的同时，提高实验操作能力。

　　对学生进行相应的实验技能培训和考核，合格后灵活安排实验时间，开放实验室保证学生能够充分利用课余时间走进实验室，对课程中感兴趣或有疑问的知识设计实验进行验证，并对实验结果加以分析，从而提高设计实验和解决问题的能力。

　　另一方面，增加实验分组数目，给学生增加参与实验操作的条件和机会，争取实现每个学生都能充分参与实验中的每一个过程。

　　另外，因吉林大学生物工程专业的学生在大四上学期有为期一周的工厂见习，为了更好地巩固课堂学习的知识，将发酵工艺原理课程由原来的大四上学期调整至在大三下学期，通过对发酵工艺的学习，使学生带着课堂上学习过的理论知识去相关工厂实习，实现理论与生产实际的结合，在巩固理论知识的同时，对工厂实习中的工艺流程更加清晰。

　　考核形式的改革以考试为主的评价忽略了对学生在综合分析和技能方面的测试，因此，适当增加学生平时成绩在课程成绩中所占的权重，学生课堂讨论情况、实验准备和操作情况、作业完成情况都要在课程成绩中有所体现;

　　考试卷面题目中，为了检查学生对实验的理解和操作，增加一定比例的实验过程异常情况分析题目;为了考查学生对专业前沿技术的关注程度，增加主观题作为附加题目，从而保证通过本门课程的学习，学生各方面的必要技能都有所提升，进而达到培养社会需要的复合型综合人才的目标。

　　3结语

　　为了更好地使学生掌握发酵工艺原理这门专业课程，培养适应社会发展的具有创新思维和实践动手能力的复合型人才，针对教学过程中的部分环节进行一些改革，激发学生的学习兴趣，使学生的专业知识掌握、资料收集与展示、实验操作能力有所提高。

　　随着生物科技的发展，教师的教学工作也应不断地改革创新，培养出高专业素养的人才。

　　参考文献

　　[1]胡馨予,王迪.发酵工程教学现有弊端及改革措施探究[J].中国教育技术装备,2016(8):119-120.

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