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生物工程课程设计范文1
关键词：应用型人才；生物技术；工程类课程群；教学改革
中图分类号：G420？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）05-0062-02 课程群是师生围绕某一教育问题或现象而共同创造的学科知识体系所进行的研究活动[1]。生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交叉融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程及生物制品等领域。同一般普通本科相比，应用本科具有鲜明的技术应用性特征。在培养规格上，应用本科培养的不是学术型、学科型和研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理和服务一线需要的技术应用性人才。在培养模式上，应用本科培养目标为适应社会需要，设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案为培养技术应用能力主线，构建课程和教学内容体系为“应用”主旨和特征，重视培养学生的技术应用能力。复合型应用人才具有广阔的文化教养和广泛的专业知识，具有多种能力及发展潜能，同时具有和谐发展的个性及创造性，为一专多能的人才。复合型人才比较全面，可以在工业生产等领域做出巨大的贡献。很多新建本科院校主要行使应用型本科人才培养的功能[2]。而很多二本本科院校因为培养思路的问题，学生大多重理论、轻应用，工程素养更是明显缺乏。通过加大高级应用型人才的培养，可以解决我国高校人才培养与社会实际需要之间的矛盾。重庆三峡学院等地方高校应以应用型人才培养为主，积极探索应用型人才培养模式，改革相应的教学内容体系。生物技术本科工程类课程有基因工程、生化工程、微生物工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程等，他们的共性都是实验，实践教学比重极大，课程之间联系紧密。本文通过生物技术工程类课程群的建设与改革，探索应用型生物技术专业人才的培养。
一、进行生物技术工程类课程群的模块化教学
大多数地方高校由于历史发展的原因，偏重文理，工程类课程实践教学硬件不够，办学经费不足，师资力量有限，生物技术本科开出的工程类课程除了基因工程、生化工程、微生物工程（发酵工程）和细胞工程为必修课程外，蛋白质工程、酶工程等工程类课程大多作为选修课程开设。由于工程类课程不能全部开设，极大地限制了学生动手能力的培养，培养复合型应用人才成为空谈。因此必须保证生物技术全部工程类课程理论与实践教学正常进行，将工程类课程整合，大力推进工程类课程群的模块化教学。
在以前的生物技术专业教学中，虽然很多的工程类方面的课程业已开设，但课程之间的联系并不紧密，课程与课程之间、理论与实践之间的联系松散、脱节，有些课程的教学内容甚至出现重复，比如生物制药技术课程里面的细胞培养部分和细胞工程里面的相应内容重复。学生没有形成核心技能，没能把生物技术工程类课程从理论到实验再到实践整合为一体，将来会有较长的时间不适应实际的工作岗位。因此，学生在校学习期间，教师应将专业实验课与实际工程密切联系，使学生能较早地接触工程实际，了解和熟悉未来可能从事的工作[3]。为了使学生举一反三，学到分析、解决问题的方法，我们可以进行典型工程教学。因此，我们在进行生物技术专业教学改革中，把相关的课程集中起来，形成多个教学模块，工程类课程方面的基础课程（主要是生物化学、细胞生物学、微生物学和分子生物学）和专业方向课程就很容易形成一个教学模块。为了大大提高学生的学习兴趣，养成勤于动手、自觉学习的习惯，形成核心应用能力，我们可将教学模块内部的知识连贯有序起来，系统化，将理论知识、实验技能、实践训练有机结合。这样学生学习的时候就不会感到枯燥，知识易于掌握，学习时能循序渐进，同时理论与实践充分结合，使学生能明显感到可以“学以致用”[2]。模块化教学，将更有针对性地培养应用型人才，将社会上的职业岗位所需要的理论知识和技能与模块化教学一一对应。学生进行模块化学习之后，通过参加相应的职业资格考试，取得某种资格证书，进行上岗。如参加工程类课程模块学习之后，参加发酵工种的职业资格考试，取得职业资格证书，这样学生就能在将来的就业竞争中脱颖而出，率先找到工作，并很快适应工作岗位，刚刚工作就成为一名合格的技术工人，再通过一定的工作、实践锻炼，发挥自己的专业素养，逐步成为工厂的工程师。
二、加强生物技术工程类课程的工程化教学
生物技术工程类课程实验、实践教学比重极大，极为重要，课程之间联系紧密，为了人才培养需要，应强调课程的工程化教学。传统的专业实验一般是单纯用于理论验证，要从根本上改变它与实际工程脱节的现状，我们就应该将实际工程中所涉及的实验作为实验课的内容，这些实验课一般都具有很强的探索和研究性质。同时由于以实际工程为背景，实验更具有针对性，更接近工程实际，学生更能从全局上把握，这样将极大地促进学生积极地思考，激发学生的学习兴趣和聪明才智，提高创新能力。作为大部分面向工厂企业一线岗位的地方高校毕业生，通过强化工程教育，在校期间，加强学习基础课程，夯实基础，增强后劲，工作之后参加工程技术人员的基本训练，增强工作能力，适应工作环境。
三、生物技术本科工程类课程模块设置
生物技术工程类课程实行模块化教学，体现工程化特征，结合工业的实际需要，培养学生核心应用能力。我们认为在生物技术工程类课程模块内需设置理论、实验和实践课程的教学环节（见表1）。
四、以应用型为基点，加快推进生物技术工程类课程理论教学内容体系改革
改革生物技术课堂教学体系，培养应用复合型的生物技术人才，应减少理论课程的学习，回到重应用的轨道上来。因此，教师要为学生讲解该门课程的发展史，把握课程的知识结构框架，授课目标是把相应课程的基本知识点讲清楚，重要知识点讲透彻，达到举一反三、触类旁通的目的[4]，授课时不应讲授完整、深奥和最新的理论知识，同时教师在讲授理论课程时，应多多考虑讲解与工业实际结合的例子。如讲授细胞工程理论课程，可以结合工业上生物技术药物的生产流程讲解。讲到微生物的培养基时，多举一些工业实际的例子进行讲解。微生物的生长内容，多联系一些实际的工业发酵过程中菌种的生长变化规律进行讲解。总之，与应用有关的知识要多讲、精讲，其他细化、分支的知识少讲或不讲，学生了解就行，提高学生的综合素质，培养可持续发展的能力及初步的工程技术能力[5]。
地方高校必须适应新的教学理念，改变传统的教学方法，进行教学改革，以应用型人才培养为基点，培养学生工程化应用能力。通过教学改革，逐步形成适合于学生进行工程化应用能力培养的新模式，满足生物技术发展需要。
参考文献：
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基金项目：重庆市高等教育教学改革研究项目（103157）
生物工程课程设计范文2
医学生生物医学工程C语言程序设计融合教学一、引言
生物医学工程（ Biomedical Engineering，BME） 起源于20世纪60 年代，它综合了生物学、医学和工程技术学的理论与方法，是多门理工类学科向生物与医学渗透并相互交叉，从工程学的角度展开研究，以解决人体医疗的若干问题的学科。因此，生物医学工程专业是多个学科发展到一定水平交叉产生的新型高技术边缘学科。随着IT产业与医疗行业的高度融合，培养高层次的研究型、应用型技术人才逐渐成为生物医学工程专业人才培养的主要目标。
当前，生物医学工程专业毕业生面临的工作需求不仅包括传统的医疗设备管理、销售、操作和维修，还包括信息化医疗设备的研究、设计、开发和生产等。而医学类院校在“C语言程序设计”教学中普遍存在着教学内容过于偏重语法基础知识，教学案例与医学专业结合不紧密等问题，因此，医学院校有必要从教学、管理和实践等方面入手，深入探索适应新型人才培养需求的教学模式。
二、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的开设现状及问题分析
“C语言程序设计”是理工类大学生必修的专业基础课，也是医学类院校生物医学工程专业必修的计算机基础课程之一。该课程开设的目的在于使学生掌握基本的程序设计方法和技巧，为医学生提供一个动手、动脑、独立实践的机会，培养医学生良好的程序设计风格和严密的逻辑思维能力，为进一步学习计算机相关知识和医学专业知识奠定基。各医学类院校在“C语言程序设计”教学中也存在以下几个方面的问题：
1.“C语言程序设计”课程教学难度大
一方面，目前医学类院校“C语言程序设计”课程大多选用理工类非计算机专业的通用教材，而“C语言程序设计”课程本身具有概念抽象、语法结构复杂、数据类型繁多等特点。因此，对医学生而言，利用较少的课时学习“C语言程序设计”课程仍然具有不小的难度。
另一方面，为使医学生系统地掌握“C语言程序设计”相关知识，教学过程中容易出现课堂知识容量过大的情况，这都不利于医学生对知识的掌握。
2.“C语言程序设计”课程学习兴趣低
目前，医学类院校在“C语言程序设计”教学中更加侧重C语言语法结构等基础知识，对各种应用实例的开发、运行过程讲解得深度不够，学生实践练习机会少，学习过程较为枯躁。另外，教学实例多选用教材上的小程序，虽然方便学生预习复习，但由于缺乏界面设计、模块接口设计等实践操作，无法与生物医学工程专业的研究方向和实际需求相结合，导致学生学习兴趣低。
3.计算机知识与医工专业知识教学融合度低
当前，大部分医学类院校生物医学工程专业开设的计算机课程除了“C语言程序设计”之外，还包括汇编语言、数据库基础、微机原理与接口、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号处理技术等。各门计算机课程与医学专业课之间是相辅相成、互相联系的。例如，医学类专业课“医用传感器”实验中需要用汇编语言编写程序与单片机连接进行模拟实验。从这方面来说，计算机知识与医工专业知识存在较高的融合度。然在，实际教学过程中，由于医学生更加注重医学类专业课的学习，因此容易忽视“C语言程序设计”课程与其他专业基础课之间的联系，更谈不上与这些学科之间的融合学习。从而导致了“C语言程序设计”课程失去了计算机基础课程的服务性地位，降低了计算机知识与医学专业知识的融合度。
三、生物医学工程专业“C语言程序设计”课程的融合教学研究
“C语言程序设计”课程的融合教学是指根据生物医学工程专业的课程结构特点，在相关专业课的教学过程中，将C语言程序设计的思想和技巧融入生物医学工程专业的实际需求中，统筹课程体系中的各要素，整体协调，相互渗透，形成基于专业、依托学校、联合医院和企业的“三位一体”融合式教学培养模式。
1.基于生物医学工程专业，调整“C语言程序设计”课程
C语言是一门高级程序设计语言，对于医学生来讲，C语言的地位就相当于一门外语，是人和计算机相互交流的工具。所以，医学生学习“C语言程序设计”就像人学习外语一样，主要要学习本语法、语义和认知过程。C语言的语法规则主要包括常量和变量定义方法、数据的运算规则、程序设计的三种基本结构（顺序、选择和循环）、函数定义及调用方法等。C语言的语义规则要求学生掌握三种基本结构、利用数组批量处理数据、利用函数进行模块化程序设计以及利用指针促进程序模块化进程的思想和方法。C语言的认知过程，主要侧重于培养学生养成良好的编码规范。
由于生物医学工程专业与智能医疗器械设计、批量数据处理、故障检测等有着较为紧密的联系，因此，在“C语言程序设计”教学时除了要求学生掌握常用的语法和语义规则外，还要重点学习数据的批量处理技术和模块化程序设计等知识。
2.依托医学院校，形成多学科交叉发展
根据生物医学工程专业的课程设置，发挥“C语言程序设计”的基础性作用，形成以“C语言程序设计”为核心的多学科交叉发展。例如，对于相对晦涩的汇编语言课程的学习，可以在安装C语言编程平台（MicrosoftVisualC++ 6.0）的同时，再安装另一调试工具软件OllyDBG。对于调试版（Debug编译选项组），使用MicrosoftVisual C++6.0进行调试，将C++源代码反汇编；而对于版（Release 编译选项组）使用OllyDBG进行调试。
例如，某医院“专家预约系统”程序实例。该医院某科设有5个专家诊室，为保证看诊质量，平均分配医疗资源，医院规定：①每个专家每天只接待20个患者；②患者就诊诊室采用循环预约的方法，即1到5号、6到10号……患者分别预约1至5号专家，如此重复至所有专家预约完毕。编写“专家预约系统”程序，要求约诊单上提示患者预约了哪位专家，应该去几号诊室就诊。
分析，在Visual C++6.0环境下，使用循序程序结构与多分支结构进行嵌套实现上述功能。程序命名为“专家预约系统.cpp”，代码如下：
#include "stdio.h"
#define MAX 100
void main（）
{ int i，j，m；
char flag[30]；
for（i=1；i
{ printf（"＼＼n请按“预约专家”按钮开始预约！"）；
gets（flag）；
m=i%5；
switch（m）
{ case 1：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n"，i，m）；break；
case 2：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；
case 3：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；
case 4：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，m）；break；
case 0：printf（"＼＼n您预约的是%d号专家，请到%d号诊室就诊＼＼n "，i，5）；break；}}
printf（"对不起，今天预约人数已达上限，请转到普通诊室或明天预约！＼＼n"）；
程序执行过程中，以“Enter”键代表“预约专家”按钮，按其他键不执行预约专家操作。在Visual C++6.0中编译、链接、执行后，生成可执行文件“专家预约系统.exe”。程序运行结果（部分）如图1所示。
运行OllyDBG，打开上例中的生成文件“专家预约系统.exe”，得到反汇编代码如图2所示。
将C语言与汇编语言以及医学常见现象进行融合教学，一方面，能够充分发挥“C语言程序设计”的基础性地位，使医学生迅速理解并掌握汇编语言程序。另一方面，通过不同编程语言之间的融会贯通，极大地调动了医学生学习“C语言程序设计”的积极性和主动性，提高了学习效率。
3.联合医院和企业，开展订单式培养
生物医学领域独占鳌头的美国，大多数高校都与企业签有联合培养实习计划。医学生的实习多在高年级完成，因为高年级学生已经完成了通识教育知识的学习，并且在工程、数学、生物工程设计、仪器、生物及生物材料等方面已有了足够基础知识和基本能力参与生物工程方面的实践项目。联合医院和企业，开展订单式培养，一方面，可以使医学生在专业领域的联合培养实践活动中获得实践经验；另一方面，专业实践活动又能够很好地促进对其他专业课程的学习和理解。因此，联合医院和企业开展专业实习实践活动，通过对“C语言程序设计”课程理论知识的实践应用，有助于促进学生将基础理论知识与技术需求紧密结合起来，扎实学生的基本功，提高医学生的就业竞争力。
四、结束语
本文建构的“三位一体”融合教学培养模式，能够有效地解决生物医学工程专业“C语言程序设计”课程开设过程中出现的问题，充分发挥“C语言程序设计”课程的基础性地位，对提高生物医学工程专业人才素质，提升医学生实践水平，都具有一定意义。
参考文献：
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生物工程课程设计范文3
关键词：毕业设计（论文）；生物工程；科研课题；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）38-0140-03
一、前言
毕业设计（论文）是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1，2]。对学生而言，是理论与实践相结合的学习阶段，可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力，培养科技文献查阅与科技论文撰写能力，以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言，是提升本科教学质量的主要抓手，也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。
生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一，因此，生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求，我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3，4]。目前，高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一，它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5，6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业，具有很强的实践性，因此做好该专业的毕业设计（论文）实践环节，对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而，目前高校毕业设计（论文）的质量整体上出现了下滑的趋势，主要表现在：（1）师生比例偏低，指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计（论文）；（2）选题盲目，课题研究内容陈旧，缺乏创新性，有的还脱离生产实际；（3）毕业论文的写作水平差，学生缺乏科技论文写作训练，论文写作格式与文献引用缺乏规范；（4）评价体系不完善。学生们在毕业设计（论文）阶段的表现是良莠不齐的，但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%，极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此，为了提高毕业设计（论文）质量，如何改革并完善现有的毕业设计（论文）教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。
从2010年开始，我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计（论文）的探索和实践，让学生在毕业设计（论文）的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例，就相关的探索和实践进行了总结。
二、依托科研课题教学本科毕业设计（论文）
1.形成合理的科研团队。目前，高等院校本科毕业设计（论文）的教学方式多采用导师制。然而，导师制是一种精英教育的教学模式，其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率，它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临，高校办学规模的扩大，生师比持续升高，办学资源日益紧张，高成本原始形态的导师制已难以为继，它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），学生在选题后就进入到导师的课题组中，与研究生统一学习和交流，建立一个由导师、研究生和本科生（1∶5∶3）构成的梯度研究团队。在这个团队中，导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划，对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳，形成一个个独立且相关联的子课题。然后，本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样，以科研课题为基础，通过科研团队各成员的分工和合作，一方面减轻导师的工作量，使导师能够高效利用有限的精力和时间，达到事半功倍的效果。在教学过程中，避免了以往导师对指导内容不明确，对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面，传统的一个导师和一个学生的面对面的交流，转变成本科生与具有一定科研基础的研究生，特别是博士生进行高度个人的接触和交流，有效地缩短了本科生的适应期，极大地提高了其积极性和主动性。
2.选择合适的论文题目。毕业设计（论文）的选题显著影响毕业论文的质量，若选题过于陈旧或是假题目，研究内容与实际的研究和生产严重脱节，则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计（论文），会严重挫伤学生的积极性和主动性，不利于其创新能力的培养，实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），让学生参与到导师的在研课题中，做到真题真做，使得学生产生浓厚的兴趣，不仅能够提高其主观能动性，还能极大地激发其创造性。另一方面，由于毕业设计（论文）教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度，导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”，让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究，实现提高毕业论文质量的目的。比如，针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题，要求学生尝试各种先进分离提取方法，发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性，最终提出一种可行的分离提取工艺路线，并进行实验验证和评价。此外，由于生物工程专业的毕业设计（论文）选题有两种形式，即试验性题目和设计性题目，为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作，对学生进行分流，充分发挥其特长，激发学习兴趣，保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦，并巧妙地加以引导利用，帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环，使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中，鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法，在对该方法进行充分实验和评估后，将其整合到原有分离提取技术路线中，并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的，则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计，为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。
3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程，并不是单纯的工作总结，而是进行科学研究的基本训练，是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而，本科生在毕业设计（论文）教学环节之前，本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程，学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此，学生在总结科研成果，撰写毕业论文的时候往往存在以下问题：（1）学术道德观念淡薄，论文有明显的拼凑，更有甚者直接从网上抄袭；（2）缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果，措辞不严谨、论文层次不分明，图表说明不合理；（3）论文格式不规范，特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计（论文），在教学实践中，导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动，包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中，要求学生阅读、分析和归纳1～2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文，以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发，并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上，要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析，导师和学生一起讨论分析，并依据实验结果安排下一步工作计划。此外，课题组不定期组织专题报告，由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告，报告选题有“如何写好毕业论文”，“生物工程学科常用科研软件的使用”，“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议，使得本科生在文献阅读能力，课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。
4.构建合理的评价体系。毕业设计（论文）教学环节，从选题、实施到论文定稿，历经约8个月甚至更长的时间，学生投入大量的时间和精力。因此，毕业设计（论文）质量的合理评价，建立奖惩制度，可以使学生产生公平感和信任感，对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前，本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计（论文）教学环节，学生与导师（指导教师）有更多的接触和交流，导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此，指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计（论文）指导和管理规范的基础上，利用模糊评价的方法[8]，构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系，见表1，从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计（论文）实践环节的表现，保证毕业设计（论文）成绩评定的客观、公正。
三、结束语
毕业设计（论文）是高校本科教学的最后一个实践性教学环节，是提高学生综合能力和素质的重要步骤，也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计（论文）教学过程中暴露出的问题，剖析了造成毕业设计（论文）质量不断下滑原因的基础上，探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计（论文）的方法，通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计（论文）的质量，取得了一定的成效，已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力，较高的职业道德能力和水平，得到了社会的初步认可。然而，在教学改革和探索的过程，发现仍有一些问题，如毕业论文（设计）题目的难度选择，毕业论文（设计）教学与学生考研和找工作的时间冲突等，这些问题尚需在实践中不断改进与完善。
参考文献：
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生物工程课程设计范文4
关键词：分子生物学与基因工程；模块化；就业竞争能力
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）31-0271-02
分子生物学与基因工程实验技术发展非常迅速，作为一门通用的工具已经渗透到生命科学各个研究领域，该门课程一直是生命科学相关院校的核心实验课程。但不同院校设置的分子生物学与基因工程实验课程基本上存在以下问题：（1）把分子生物学实验和基因工程实验分开，内容体系不连贯；某些实验设计重复，浪费资源。（2）实验内容的设置常常是按照教学大纲的要求机械设定的，忽略实验内容之间的有机结合性和连贯性，存在实验内容之间相对孤立、缺乏内在联系的缺陷。（3）实验大多数为验证性实验，对学生的培养目标不够明确。因此，本文提出基于学生就业竞争能力培养为目标，根据师范院校实际情况，通过调查研究对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计，拟解决上述问题，并大大提高学生的竞争就业能力，同时对其他院校的课程设置也可以提供一定的借鉴。
一、明确培养目标――对分子生物学与基因工程实验进行模块化设计
普通高等师范院校一般开设生物科学师范专业和生物技术非师专业，分子生物学与基因工程实验课程是这两个专业的必修课，考研和就业是这两个专业大部分学生毕业面临的问题。为了满足不同专业学生考研和就业的需要，通过调研，我们明确了分子生物学与基因工程实验课程培养目标：（1）满足学生考研深造的需要。（2）满足学生到中学进行生物学教学的需要。（3）满足学生到生物医药公司工作的需要。因此，我们把分子生物学与基因工程实验设计为三大模块（共计75学时）：①基础性实验模块，共计23学时。包括大肠杆菌质粒DNA的提取（4学时）、植物基因组DNA的提取（3学时）、动物组织总DNA的提取（3学时）、琼脂糖凝胶电泳检测DNA（3学时）、核酸的浓度及纯度测定（2学时）、大肠杆菌感受态细胞的制备（2学时）、目的基因的PCR扩增（6学时）。②综合性实验模块，共计35学时。包括：载体构建（10学时）、农杆菌介导的烟草遗传转化（15学时）、转基因植物的分子检测（10学时）。③开放性实验模块，共计17学时。包括植物总RNA的提取及检测（6学时）、RT-PCR（时）、分子生物学常用软件介绍（2学时）。其中，基础性实验模块部分随理论课按周次完成；综合性实验和开放性实验模块在理论课结束后统一安排时间开设。
二、分子生物学与基因工程实验模块内容的课堂教学实践及体会
生物科学（师范）和生物技术（非师范）两个专业的学生通过学习《分子生物学与基因工程模块实验》，基本具备了以下能力：（1）通过基础性实验模块的学习，学生掌握了分子生物学和基因工程实验的基本理论和操作技术，完全可以胜任中学关于分子生物学和基因工程实验的教学任务。（2）通过综合性实验模块的学习，不同专业学生具备了对实验进行综合设计和整体把握的能力，这些能力使他们在考研复习和考研复试实验操作技能方面具备很大的优势。（3）通过开放性实验模块的学习，使学生形成完整的科研思路，具备了自主思考、自主设计等实验能力；培养了学生科研创新能力，为他们今后的研究生学习和生物公司的面试奠定了基础。总之，通过对分子生物学和基因工程实验进行模块化设计，基本能够达到以下三个目标：①满足学生考研深造的需要。②满足学生到中学进行生物学教学的需要。③满足学生到生物医药公司工作的需要。
三、关于分子生物学与基因工程实验课程模块化设计的一些建议
1.分子生物学与基因工程实验基本上都是耗时比较长的大实验，传统实验教学安排都是按照教学大纲随理论课后开设，一般实验时间为4学时，这样安排导致某些综合性实验无法完成，影响实验结果的观察和记录，因此建议耗时较短的基础性模块实验可以随理论课开设，一周一个实验内容；耗时较长的综合性和开放性模块实验可以在一学期课程结束后统一安排1～2周时间完成，这样可以保证实验效果，提高学生综合能力。
2.建议学校加大对分子生物学与基因工程实验室的经费投入和建设，保证仪器的先进性和数量，开阔学生的眼界；授课讲师也应结合自己的科研课题，保证实验内容合理，实验成功率较高，实验结果比较稳定，学生每次实验都能观察到实验结果，增加学生的学习兴趣。
3.构建科学的实验课程考核和评价体制。传统实验教学评分体系以实验报告加平时表现为主。实验报告占用了学生大量的时间，并且在内容上有明显雷同的嫌疑，并不能够真实反映学生的实验能力。这样容易造成学生的学习压力，降低了学生对实验教学的认可程度。因此建议基础性模块实验可以按照传统实验报告形式考核；综合性和开放性模块实验可以按照4～5人为小组，以实验设计、实验实施、实验问题思考和解决方案，实验操作技能考核等综合过程材料作为考核依据，主要目的在于锻炼学生的科研和创新能力。
四、结语
通过对分子生物学与基因工程实验课程内容进行模块化设计和实施，不同专业学生在考研和就业方面取得了不错的成绩，学生的就业竞争能力得到了很大提高。关于分子生物学与基因工程实验课程的改革是一项长期系统工程，需要学校和授课教师根据本校实际条件不断努力，才能培养出适应社会发展的高素质复合型人才。
参考文献：
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生物工程课程设计范文5
生物工程专业综合实验是一门全面提高学生素质的复合型实验课程。实验教学改革以培养高质量学生为目标，结合地区经济发展，融合教师科研项目，联合社会企业人才，内涵式发展建设生物工程专业人才培养平台，探索了以学生能力和素质为核心的实验教学模式。
关键词
生物工程；综合实验；内涵发展；教学改革
以学生为主体，以学生为核心，以挖掘学生潜力为目标进行实验教学改革是非常有意义的尝试。生物工程是集生物化学、细胞工程、基因工程、分子生物学、微生物学、发酵工程、生物物质分离工程等众多生物技术的综合性学科，是一门实验性和应用性很强的学科。“生物工程专业综合实验”（简称“综合实验”）在本科生培养计划中占有非常重要的位置，是一门能使学生综合已学知识来设计和操作实验，对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合型实验课程[1-3]。加强实验教学是体现学科特点，提高教学重量的关键环节，在加强对学生的素质教育和培养创新能力有着重要的、不可替代的作用。
1生物工程专业综合实验的发展进程
我校重庆理工大学一直以来秉承“以产学研为特色，以理论研究和应用研究为主，突出为兵工和地方经济服务，以促进科技成果向产业和教学双转化为导向”的办学指导思想，自2002年生物工程专业建立后，学院就将“综合实验”作为一门独立的课程开设。课程目的一是强化学生对生物工程实验基本操作，二是培养学生综合运用专业知识和技能解决问题的能力。“综合实验”安排在第七学期末，学生在完成基础专业课和专业实验后，通过“综合实验”的学习和锻炼可对前期所学理论知识有更直观和深刻的认识。“综合实验”共72学时，经过了广泛调研和精心准备，总计开设12个试验项目。实验设置具有以下特点：一是专业学习和地区经济有机结合，实验选题主要以现有西南地区生物工程产业为主，结合专业学习中生物中游（发酵）和生物下游（分离）技术。例如“气体提升式反应器培养植物细胞”“废水生物处理及参数测定”“大豆异黄酮的超声提取分离纯化实验”等；二是基本实验技能和中试应用有机结合，即实现了学生在走向行业一线之前的大练兵，又增进其生产意识。例如“采用机械搅拌罐培养大肠杆菌”“发酵液的预处理及与滤饼质量比阻的测定”“酶制剂的盐析沉淀及酶活力的测定”“亚硫酸盐法测容积氧传递系数”等。“综合实验”内容全面、领域范围广，食品和环境都包涵在内，但也过于庞杂，学生做完实验后没有一个完整产品的生产过程概念，并且和生物化学实验有部分重复，如盐析沉淀和凝胶过滤实验。经过多年的教学总结，我们对专业综合实验不内涵式发展建设生物工程专业综合实验教学模式张丽杰（重庆理工大学药学与生物工程学院重庆400054）断调整和改进，删减和生化实验重复的部分，并把独立的实验整合成完整的生物技术综合实验，如下游分离实验，学生学习从酵母菌经过细胞破碎、过滤、脱除杂离子和蛋白质，最终结晶得到海藻糖晶体技术，使学生对整个下游生物技术过程有了整体把握，并在做实验的同时有机地应用其他学科所学理论。
2影响生物工程综合实验发展的瓶颈
2.1实验内容过于单一，学生选择的余地小
目前的综合实验主要集中在微生物的发酵、从酵母菌中提取纯化海藻糖，只是涉足生物技术领域中比较小的领域，不利于学生的就业。生物技术领域包括的范围很广，如生物制药、环境生物技术、食品、保健品、化妆品等，学生如果能够结合西南地区经济选择课题进行尝试创新实验，对他们创造力的开发和专业认知都会有所帮助，还有助于扩大就业面。
2.2实验教学模式单一，制约着学生创造性的发挥
目前生物工程专业综合实验还是按照老师准备实验药品、老师讲解实验内容、学生按照讲义步骤做实验、学生书写实验报告、老师批改实验报告的模式进行。学生没有自己的想法，完全按照老师的思路完成任务，出现问题不会思考，这对于本科教学是个致命的硬伤，学生的积极主动性及创造性完全被制约[4-6]。由于学生没有参与到试剂的配制、设备的选型和实验方案的制定，对生物技术的操作要领没有真正的掌握，如不明白试剂配制的精准会直接影响实验的结果，而在大学里缺失的一课在社会上可能会以惨痛的代价来弥补。在这种教学关系中，学生就像张着嘴等着喂吃的孩子，而老师就是给他们准备好饭菜的保姆，让人实在不敢想其后果。
2.3实践课各自一体，不能满足培养专业工程人才的培养目的
我校生物工程专业的实践课程的设置满足了本科教学要求，但实践课中的课程设计、生产实习、专业综合实验及毕业论文（设计）各成一体，使学生不能系统的掌握专业技能，无法把理论知识应用到实践中，造成了教学资源与时间的浪费。2.4实验内容的系统性还有待于加强生物工程专业综合实验目前只有下游技术进行了系统化，和上游及中游还没有完全整合。培养学生成为工程技术人才，对生物技术上游、中游和下游的完整理解和掌握是必不可少的，每个环节对生物技术开发和研究都非常重要，学生只有全面掌握才能灵活应用到实践中，并且增大就业面和就业机会。
3实验教学改革发展的方向
改革生物工程专业综合实验的教学模式，使学生能够由被动的接受老师灌输知识到主动积极参与实验，鼓励实验创新，增强动手动脑能力，培育毕业生成为真正适应社会发展的创新型人才。
3.1改革单一教学模式，鼓励学生自主创新能力
综合实验创新模式示意图由图1可知，改革后的综合实验以加强基础、拓宽专业口径、围绕区域经济，培养创新精神和实践能力，提高教学质量为原则，教师与学生采用平等讨论、切磋交流、协同合作的方式，形成以学生为中心的教学氛围。老师负责课题遴选[7-9]，结合西南区域的生物工程优势和特色经济建立课题库。随着时间推移和社会发展，课题库可不断更新升级，确保综合实验的持续性、开放性和区域特性。而且，选题还充分兼顾了生物上游、中游及下游技术的完备知识体系，确保学生在增强能力的同时也为就业打下基础，更好地为地区经济服务。实验开展采用分组模式，兼顾学生独立思考和团队协作的能力锻炼，充分发挥主观能动性的同时也培养了团队合作意识，最终提升学生的综合能力。
3.2以创业为导向，将专业综合实验和课程设计、生产实习及毕业设计有机结合面对越发严峻的就业形势，为体现大学教育服务社会的价值，需要书本知识和社会发展有机结合。生物工程专业涉及到生物领域的方方面面[10-12]，学生在大三掌握专业基础课及基本实验技能后，有意识地培养学生的创业思想。以《综合实验》为纽带，串联课程设计（第六学期）、生产实习（第六学期末）和毕业设计（第八学期），围绕区域特色课题进行全面系统研究。学生在掌握课程设计理论后到工厂企业进行参观实习，补充设计经验，然后选择课题进行试验（即生物工程专业综合实验），在毕业设计环节继续对该课题展开深入研究，并完成论文。在综合实验中鼓励学生敢于创新，即使是不成熟的想法也给予肯定和奖励。对于不成熟但具有可行性的想法，集中师生智慧和集体力量给予突破。通过系列培育，促使学生基本完成具有可行性的创业规划，其中包括最佳工艺路线的选择（可在专业综合实验、生产实习及毕业设计中完成）、市场研究报告（可在生产实习中完成）、工厂设计（可在课程设计、生产实习及毕业设计中完成）等。在实践过程中专业和实用的知识不断积累沉淀，为今后服务社会打下坚实基础。
3.3转变传统考核方式，制定以创新能力为核心的考核细则
改革后的专业综合实验将学生文献查阅、实验可行性分析报告、实验前准备工作、动手操作能力、分析解决问题能力、创新能力、团队合作精神等作为评分标准，而不单以实验结果的好坏判定，使成绩更能也可跟真实和全面地展示学生的反映学生的综合水平和创新能力。
4实施教学改革的方法和手段
4.1合理安排教学培养计划中的理论课和实践课
生物工程专业综合实验由上游、中游和下游三部分构成，由于上游技术（菌种筛选和基因工程实验）需要时间较长，可以在第五学期末分子生物学和基因工程等课程完成后安排一个2周的综合实验，让学生掌握微生物培养、分子克隆、PCR等生物技术。其他理论课可以适当增加实验课，有利于学生更好理解理论知识的同时，掌握单元操作技能，在综合实验时可以熟练利用基本实验操作为课题服务。如生物分离工程增加实验课程，使学生掌握过滤、细胞破碎、萃取、离子交换树脂、膜过滤等单元操作；发酵工程可以增加使用发酵罐实验课，让学生熟练掌握如何发酵的技术，而不是只在综合实验中涉及一次。另外综合实验可以安排在第七学期前期，避免和学生考研冲刺时间冲突。第七学期的理论课不宜安排过多，否则学生精力不够，弱化实验效果。
4.2打造专业教师团队，培育创新型人才
本专业教师要互相沟通，避免重复讲授某一知识点或某一实验技能，把课程设计、生产实习和专业综合实验、毕业设计结合起来，在兼顾教师科研项目的同时，以培育学生为目标，帮助其完成感兴趣的课题或者引导学生整体把握项目的意义。
4.3加强横向合作
与其他高校、工厂企业、科研机关建立实质合作关系，互惠互利地引进和共享资源。使学生能够根据需要走出课堂，参观学习实际生产工艺和技术设备，增加对本专业的认同感和学习动力。
5结束语
改革后的综合实验实现了四个转变：由知识传授为主转变为知识与能力并重发展；以理论传授为主转变为理论与实验并重；以硬件建设为主转变为软件硬件协同发展；校企分开培养转变为校企合作培养。综合实验具有可持续性、开放性和区域特色，更能提高学生对本专业学习的兴趣，在教学中培养创新氛围，让学生养成创新习惯和提高创新兴趣。通过专业综合实验教学模式的改革，使学生由被动学习变成积极主动学习，在巩固所学理论知识的同时，建立创新合作机制，真正做到学以致用，为学生走向社会、创业和继续深造打下坚实的基础，成为符合社会发展与具有全球竞争力的人才。
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生物工程课程设计范文6
【关键词】 化工原理 工程意识 教学改革
校级课题:吉林农业大学质量工程课题 《生物工程特色专业》项目资助
化工原理课程是吉林农业大学生物工程、生物技术、制药工程、应用化学、轻化工程等专业的一门专业基础课程,包括理论课、实验课、课程设计、手工制作实习等教学环节。化工原理的主要内容包括:以动量传递为基础,叙述了流体输送、搅拌、流体通过颗粒层的流动、绕流及其相关的单元操作;以热量传递为基础,阐述了换热和蒸发操作;以质量传递的原理说明了吸收、精馏、萃取、吸附、结晶、膜分离等传质单元操作,最后阐述了热量、质量同时传递过程的特点及干燥操作。
经过本课程的学习,要使学生掌握化工生产中基本单元操作的原理、典型设备的构造、性能和操作原理,设计和计算方法。通过理论解析和在理论指导下的实验研究、课程设计,树立正确的科学思考方法。教学特点是强调工程观点,强化对化工过程定量计算、定性分析及设计能力的训练,重视理论和实际相结合,训练其运用基本理论和方法考察、解释、分析和处理工程实际问题的能力。
本课程要求学习者首先具备高等数学、物理学及物理化学、机械制图和识图等相关课程的知识。化工原理知识是为了后续课程例如发酵设备、发酵原理、酒精工艺学、淀粉工艺学、变性淀粉、酶工程、基因工程等知识体系服务的。
为了完成化工原理课程的目标,实现其提高相关专业学生的素质,就要针对不同专业的学生对传统的教学方法进行适当的改革。对于本校的相关专业的学生,我们尝试和探索了一些方法,收到了较好的效果,在这里与大家分享,探讨。
1.教学方法多元化
本门课程以多媒体演示教学为主,辅以必要的板书内容,还有大量的模型供使用,课程设计了几个实验以强化理论学习,还设立一周的动手实习课,让学生亲自动手设计模型,模拟工程实际的工艺。课程采用立体教学理念,注重知识框架的建立,从提高学生的基本素质入手。
2.因材施教
教学中需要密切注意学生的高等数学理论水平,根据学生的实际情况随时调整授课的深浅,并且要了解学生机械识图的基本技能,作到有的放矢,另外要通过随机的课堂测验或课后作业了解学生掌握的基本程度,以大纲为基准,做到灵活机动,以提高学生的基本素质为最终目标。比如生物工程专业的本科生再讲非均相混合物分离时不仅要讲常见的几种分离方法,相应的设备,构造原理,如何操作,而且要详细讲解过程的计算。但是对应联合培养的大专生则要注重实际操作,而把难于理解和把握的过程计算删掉。
3.结合专业特点,分清主次,突出重点
每个学科都有其特点,有它独特地研究问题的方法,授课时有目的的突出这些特点,往往可以收到“画龙点睛”的功效。生物产品从本质上而言,主要是一些微生物或它们的代谢产物。因此,若要将这类产品进行工业化生产,在设计时就必须注意以下两个方面。第一,如何选育菌种、优化培养基从而使目的产物的收率最大。第二,如何从发酵液中提取和纯化目的产物。前者是生物产品实现工业化的前提,后者是保证生物产品质量的关键。由大多数已工业化生物制品的生产过程分析可知,流体流动、过滤、传热、蒸馏、干燥等是生物工程中使用最多的单元操作。所以,我们在讲授化工原理时,以上述单元操作过程为重点,而对于其他单元过程,则仅仅要求学生理解这些单元操作的原理,了解相关设备的选型。这种结合专业特点,分清主次,突出重点的教学方式,不仅可达到较好的授课效果,同时也为学生后续课程的学习做好了铺垫。
4.总结归纳研究各类工程问题时的工程方法,引导科学思维方式
在各单元操作的分析和描述中,体现了研究工程问题的共性和方法论。对于所研究问题(对象) 进行受力分析、物料衡算、能量衡算、相平衡关系描述、传递速率描述等以及经济性基本分析,是研究工程问题的最基本而有效的处理方法。
4.1 数学解析法
某些化工过程中的实际问题在做一定的简化处理前提下,可以直接应用相关的基础理论进行分析描述。这种方法是基础理论课程中常用的方法,是培养学生由科学到技术、由理到工的基本能力和工程问题基本分析能力的重要环节。
4.2 实验研究方法
