生物工程与技术导论十篇

导语：如何才能写好一篇生物工程与技术导论，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

生物工程与技术导论篇1

关键词：物联网；导论；层次结构；教学内容

作者简介：吴治海（1981-），男，安徽亳州人，江南大学物联网工程学院，副教授。（江苏 无锡 214122）

基金项目：本文系江南大学本科教育教学改革研究项目“物联网新专业实验实践性环节设置策略研究”（项目编号：JGB2011057）、“物联网新专业人才培养与产业结合模式研究”（项目编号：JGB2011053）的研究成果。

中图分类号：G642.421 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0070-02

最近几年，物联网（Internet of Things，IOT）概念的提出及其技术的飞速发展引起了世界各国的广泛关注，被称为继计算机与互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。为了能在这一技术领域占据重要位置，许多国家提出了相应的物联网发展战略。如美国的“智慧地球”、日本的“u-Japan”、韩国的“u-Korea”、欧盟的“欧盟物联网行动计划”、中国的“感知中国”等。发展物联网技术的基础与核心是培养物联网方向的专业人才，为此，国内各大高校相继开设了物联网工程专业并开始招收第一届本科生，如哈尔滨工业大学、华中科技大学、西北工业大学、北京科技大学、江南大学、南京邮电大学等。然而，物联网工程的新专业属性，决定其人才培养方案的制订、课程的设置以及教学方法的实施等，目前仍处于“摸着石头过河”的探索性阶段。但是，国内目前已开设物联网工程专业的大部分高校，都将“物联网技术导论”作为本专业的第一门课程，旨在向学生整体介绍物联网的概念、内涵、关键技术、发展现状以及主要应用等，以激发学生的学习兴趣，并使学生树立学习的信心。因此，“物联网技术导论”课程的讲授成功与否关系到物联网人才培养的质量，进而影响到中国物联网技术发展的进程。

一、物联网的概念及内在层次结构

目前，关于物联网的定义有多种，但是被大多数学者认同的一个定义为：物联网，即通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息的交换与通讯，以实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。使用通俗的语言，可以这样表述物联网的内涵：使用传感器获取物理对象的信息、使用网络传输信息、使用计算机处理信息、使用控制器设计反馈控制策略、利用执行器对物理对象进行控制与管理等各类操作。由此可以绘制出物联网中的信息流（如图1所示）。因此，从控制学科的角度来说，物联网是一个典型的网络化控制系统（Networked Control Systems，NCS）。从物联网的定义以及图1中展示的物联网中的信息流向，可以概括出物联网的层次结构：感知层、网络层、处理层与控制层（如图2所示）。其每层的功能分别为信息的获取、信息的传输、信息的处理与信息的反馈。这四层结构的划分是对传统的物联网三层结构，即感知层、网络层与应用层的进一步细分，本质上是一致的。从这四层结构的划分不难看出，物联网技术涉及信息技术领域的四大一级学科，即电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术以及控制科学与工程。因此物联网是一个多学科交叉的技术，这使得物联网的内容极为丰富。但另一方面，这种交叉性也增加了“物联网技术导论”课程的讲课难度，对教师的专业素质提出了更高的要求。因此，如何选择讲课的重点，既让学生感受到物联网技术的重要性，激发他们的学习兴趣，又使他们面对繁杂的内容而不畏惧，树立学好物联网技术的信心，具有重要的意义。

二、“物联网技术导论” 教学内容选择

目前国内已出版发行的“物联网技术导论”教材有十多本。[1-12]通过浏览这些教材的目录，不难发现物联网内容极其庞杂，主要涉及传感器技术、无线传感器网络、射频识别技术、短距离无线通信技术、远程通信技术、无线单片机、嵌入式系统、云计算技术、机器学习、模式识别、数据挖掘、智能信息处理技术、物联网控制技术、物联网安全技术、物联网技术标准、物联网应用等。依据物联网的四层结构，可以将上述内容进行如下层次归类：感知层包括传感器技术、无线传感器网络与射频识别技术；网络层包括短距离无线通信技术与远程通信技术；处理层包括云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘；控制层包括物联网控制技术；物联网安全技术、物联网技术标准与物联网应用横跨物联网的四层结构。但另一方面，作为一门导论课，一般来说讲课时间会限制在20课时以内。试图在较短的时间内把上述内容完全彻底讲一遍是不现实的，因此需要选择重点内容进行讲解，目标是让学生对物联网的整体架构、关键技术有一个整体上的清晰认识。那么如何选择主要内容呢？以江南大学已经实施两年的“物联网技术导论”课程教学方案为例，结合物联网的四层结构，来分配每讲的主要内容。目前江南大学“物联网技术导论”课为16课时，除去最后一次考核占用的2课时，还有7讲14课时。下面，结合物联网的四层内在结构，详细叙述每讲的主要内容。

第一讲——绪论。介绍物联网的基本定义、内在结构、研究现状、发展动态、主要应用领域。重点讲解物联网的基本定义与内在结构，讲解时应播放一段物联网应用案例的视频，增加学生对物联网内在结构的整体认识。

第二讲——感知层技术一。介绍智能传感器技术，包括传感器技术、微控制器接口、无线单片机、嵌入式系统。重点介绍传感器工作原理、比较CC2430和CC2530功能差异、嵌入式智能传感器的一般结构、标准接口与串行接口。

第三讲——感知层技术二。介绍无线传感器网络。由于无线传感器网络具备了一个简单的物联网系统的架构，对本讲内容的讲解可以大大提高学生对物联网内在结构的认识。主要讲授无线传感器网络的定义、体系结构、特征、协议栈结构、主要支撑技术，如定位技术、时间同步、数据融合、安全技术等。可以结合无线传感器网络在智能农业当中的应用来讲解本部分内容。

第四讲——感知层技术三。介绍射频识别技术。由于射频识别技术也具备了一个简单的物联网系统的架构，所以对本章内容的讲解可以进一步增强学生对物联网内在结构的认识。主要讲解射频识别的组成、分类、工作原理、技术标准、与传统自动识别技术的区别以及安全问题。可以结合射频识别技术在门禁系统当中的应用来讲解本部分内容。

第五讲——网络层技术。介绍短距离无线通信技术和远程通信技术。重点介绍Zigbee技术、WiFi技术、蓝牙技术、超宽带技术和3G无线远程通信技术，简单介绍多路访问技术和多路复用技术。应结合具体的应用来讲解Zigbee技术、WiFi技术和蓝牙技术。

第六讲——处理层技术。主要介绍云计算技术、机器学习、模式识别与数据挖掘。重点介绍它们的含义、基本结构和主要方法。在介绍基本结构时应画出结构方图，使其技术原理清晰明了。

第七讲——控制层技术。重点介绍控制的思想，即反馈。可以结合具体的例子来讲解，如倒立摆的控制，让学生主观感受反馈的作用，但要避免复杂的数学公式。也可以适当介绍控制学科的前言问题，如网络化控制系统与多智能体系统，让学生深刻感受到控制技术在物联网技术当中的地位。

以上七讲基本包含了物联网技术的主要内容。通过这七讲的学习，学生基本上对物联网架构和关键技术有了一个整体上的认识。由于不同高校开设物联网工程专业的院系有所不同，教师的专业背景也有所不同。但是，确保学生正确认识物联网技术的一个基本要求是教师向学生完整地介绍物联网的四层结构。任何一层的缺失都将导致学生对物联网概念和内涵认识的不准确，影响其以后的学习效果。

三、结语

本文在阐述物联网内在层次结构的基础上，结合“物联网技术导论”课程课时短、内容多的特点，详细介绍了如何在有限的课时内分配主要的物联网技术的知识点。由于“物联网技术导论”是一门新的课程，目前还没有成熟的课程教学方案，因此，本专业的高校教师要善于结合自己的专业知识和教学经验，编写符合中国国情的“物联网技术导论”教材，探寻一条符合中国学生的“物联网技术导论”课程教学方法，进而培养出基础扎实、技术熟练的物联网专业人才，推动“感知中国”战略的进程。

参考文献：

[1]刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社，2010.

[2]曾园园.物联网导论[M].北京：中国铁道出版社，2012.

[3]张凯，张雯婷.物联网导论[M].北京：清华大学版社，2012.

[4]张翼英，杨巨成，李晓卉.物联网导论[M].北京：中国水利水电出版社，2012.

[5]张飞舟.物联网技术导论[M].北京：电子工业出版社，2010.

[6]王汝传，孙力娟.物联网技术导论[M].北京：清华大学出版社，

2011.

[7]桂小林.物联网技术导论[M].北京：清华大学出版社，2012.

[8]黄东军.物联网技术导论[M].北京：电子工业出版社，2012.

[9]王志良，石志国.物联网工程导论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.

[10]吴功宜，吴英.物联网工程导论[M].北京：机械工业出版社，

2012.

[11]暴建民.物联网技术与应用导论[M].北京：人民邮电出版社，

生物工程与技术导论篇2

关键词：生物技术；课程建设；教学改革；学分制

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）12-0116-02

学分制既是一种教学管理制度，也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前，我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制，而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革，许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比，学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程，因而较学年制有较大进步。为此，临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革，推进课程的小型化建设，并制订相应的本科培养方案。

一、生物技术系列课程组成及课程开设简介

生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程，其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习，使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法，掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用；熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置，培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能，拓宽学生的知识面及专业技能，为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年，《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善，2006年，生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程，并开设相应的实验，充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课，作为本专业的方向选修课。

二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革

1.教学内容改革实践。①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点，其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下，教学大纲的制定应结合专业特色，将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上，我们精益求精，在制定教学大纲前，生物技术系列课程教学团队共同讨论，集体拟定教学大纲，充分结合专业的特点和定位，结合培养方案，既能体现学科特色，达到培养目标，又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定，为了突出实验技能训练，各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置，各32个学时（共3学分）。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲，实行模块化教学，实验方面开设综合性的“生物技术大实验”，根据教学内容，理论学时为48学时，实验学时32学时。在学期安排上，生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验，第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程，学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业，在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》，既能与前面学科衔接，又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标，以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整，教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础，设计教学内容，编制教学讲义，实现立体化授课，同时指定几本相关教材作为参考书，并利用专业网站进行课外学习资源。

2.教学方式的改革实践。①采用多元的课堂教学形式，提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合，要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主，学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性，应根据生物技术系列课程的特点，选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解―教授式，如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容，通过教师的精心编排，尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化，便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时，采用问题―探究式的教学方法，教师在课堂教学中穿插启发性问题，运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考，也加强了师生之间的互动。例如，在讲基因治疗的作用时，先举一个乙肝病毒的例子，提示例子关键性，提出怎么办，让学生在教师的启发诱导下，主动积极独立地思考，使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中，让学生自由组合成学习小组，结合本组成员的兴趣，自主选择一个主题，调查研究，查阅文献，在课堂教学期间走上讲台为大家讲课，以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力，增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容，采用自学―辅导式教学方法，对于学生认知前提较好的内容，先由学生自己看教材，总结笔记，针对普遍问题和教学大纲要求讲解，然后归纳总结，使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼，掌握自学方法，让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点，如果使用传统教学手段，学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段，可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容，比较抽象，学生理解比较困难，在讲授的基础上配以动画演示，把这些要素的应用展示给大家，生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学，强化学生动手能力。如科学安排实验内容，根据学生反馈信息，调整实验指导方法、改革试验考查方式，促进教学质量的提高，着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次：基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练，掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法；掌握常规仪器设备原理及应用，培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取，以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验，使学生能在教师指导下正确的进行实验设计，按自定实验方案操作、观察，获得实验数据，正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果，使实验内容与科研应用项目密切联系，充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中，将以前单一分散的三个实验，按照其内在联系组合为综合性实验，不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术，更重要的是使学生在掌握基本技术的同时，培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品，既掌握了发酵罐的结构，还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材，进行植物组织培养，观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株，体会植物细胞全能性的概念。

三、教学改革所取得的成效

在学分制指导下，通过对生物技术系列课程的教学改革，提高了学生选课的自主性，大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中，学生体会到生物技术并不是深不可测，在蛋白质改造和基因工程药物设计中，在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中，学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中，学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案，并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制，实验结束后，学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得，体会收获的快乐。在教学互动环节，鼓励学生走上讲台，讲授自己所撰写的课程论文，通过此环节的锻炼，学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练，先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金，实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程，正在建设中。近几年的教学实践显示，教学改革效果良好，并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。

参考文献：

[1]江天肃，张洪波，杨军，等.关于完全学分制的思考[J].现代教育科学，2009，（6）：6-8.

[2]戴小珍，王兰，李红.《生物技术导论》课程特色教学模式的探索[J].课程教育研究，2012，（10）：166.

生物工程与技术导论篇3

[关键词] 生物工程 专业建设 人才培养

生物工程是生物学和工程学交叉融合的一门边缘学科，其基本任务是实现生物技术的产业化，即运用化学工程学原理将生物技术的实验室成果进行工业开发，从而实现生产的大规模化。生物工程不仅与基因工程、细胞工程、生化反应工程、工程制图、生物工程设备等诸多领域密切相关，而且具有较强的应用性，它强调以应用学研究为中心，注重生物产品的开发。因此，与其它学科相比，生物工程专业需要具备更高、更全面的知识、能力和专业素养。我校生物工程专业于2004年开始正式招生，目前属于省级重点建设、重点资助专业。为社会培养“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、具有创新和创业意识”的生物工程专业高素质应用型人才，是我校生物工程专业建设的指导思想。多年来，我们结合学校的优势和特色，并借鉴兄弟院校的经验，在生物工程专业建设上进行了积极的探索。

1 生物工程专业的人才培养目标与专业特色

1.1 人才培养目标

生物工程专业属工科专业，以培养应用型人才为主，要求学生既具有一定的科学素养，又具有一定的工程技术。当今生物学及相关学科进展日新月异，许多新技术、新仪器、新设备相继出现，但是它们出现的背后离不开生物工程基础理论知识，所以学生需要熟练掌握生物学、理工学、信息科学等各学科基础理论，并将各学科知识相辅相成，融会贯通。生物工程是一门应用性学科，学生在学习理论知识的同时，须学会应用创新性思维，独立发现并解决化学工程技术中存在的实际问题。在教学过程中，应努力结合工程学技术要求和实际需要进行人才培养，将理论知识与实践结合起来，知行合一，用理论指导实践，用实践验证理论，才能确保毕业生毕业后能迅速适应工作需要。因此，本专业的人才培养目标旨在培养德、智、体全面发展，掌握现代生物技术基本科学理论、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论，具备在生物工程、食品、生物制药等领域从事产业化工程设计、生产、管理、产品质量与安全检测控制以及新技术研究、新产品开发的能力；熟悉与生物工程有关的方针、政策和法规；了解当代生物工程发展动态和应用前景；掌握资料查询和科技写作的基本方法；具有从事科学研究、技术创新和实际工作能力的应用型生物工程技术人才[1，2]。

1.2 专业特色

我校是一所地方性本科院校，办学宗旨是为地方经济发展培养应用型、复合型专业人才。因此，我们将生物工程专业定位为：立足湘中南地区经济发展，根据服务地区生物工程、食品、医药工业和农业的指导思想，以农产品深加工和精加工、生物活性成分提取为教学主线，在充分利用本地区自然资源上寻找突破口，结合生物工程专业的科学内涵，发挥我校生物工程专业人才和设备优势，为地方经济建设培养懂管理、会经营、精业务的生物工程专业高级人才。根据社会对生物工程专业人才的需求，围绕生物工程专业培养目标，探索适合于生物工程专业应用型人才成长的产学研结合的培养模式，对人才培养方案进行优化，对教学内容进行整合，形成以微生物发酵（优良菌种选育和改造、发酵代谢过程优化与控制）、功能成份提取、与食品生物技术相互交叉的生物工程专业特色[2]。

2 课程体系建设

参考国内部分学校生物工程专业的课程设置，结合我校自身的学科优势与特色，在走访和调研企业与市场对生物工程人才的需求的基础上，我们先后多次修订培养计划。在培养计划的修订中，明确了应拓宽学生的专业口径，增加新的教学内容，加强综合性实验技能的培养，并强化工程能力的训练，以确保教学质量的提高；对原课程体系进行调整和完

* 基金项目：邵阳学院教改项目（2011JG09）。

善，从人文素质和科学素养综合培养的思路出发，构建由理论课程体系、实践课程体系和素质拓展体系三部分组成的人才培养模式，课程结构主要包括通识和基础课平台，专业核心课模块、专业选修课模块和实践教学环节[3-4]。

2.1 改革培养模式，造就应用型人才

课程体系结构设置按照“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、重实践”的原则，着力培养学生综合素质；体现创新教育理念，突出实践能力培养，注重系统性、前沿性和适应性，体现“促进人的全面发展”的大学人才培养目标，构建“平台+ 模块+ 课程群”的新型人才培养课程体系。

2.1.1 平台课体现厚基础、宽口径。平台包括公共基础平台和学科基础平台，公共基础平台注重能力培养和素质提高，体现厚基础。公共基础平台包括：思想政治课、哲学理论、时政与社会等课程组；创新意识与学习能力课程群包括英语、体育、计算机、数学、物理等基础课程，促进大学生综合素质的全面提高。学科基础平台包括学科基础课和跨学科基础课，体现宽口径。在保证课程内容的理论、方向相对稳定的基础上，对课程内容进行整合，保持课程之间的有机衔接，精选课程内容，优化课程内涵结构。

2.1.2 模块课体现“重实践”和专业能力培养。模块课主要由专业基础课、专业课和实践教学环节构成，体现专业基本素养和能力的培养。专业基础课是专业能力培养的基础，在保证教学内容不减少的情况下，解决好课程容量和含量之间的矛盾，重点在于提高其教学质量、效率和效益。

2.1.3 课程群。专业知识与专业能力课程群包括生物工程和生物技术领域的终端课程、以能力培养为核心的综合训练课，强调训练学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，培养其学习能力与创新意识[4]。

2.2 优化课程体系设置，加强基础课教学

为尽可能地优化课程设置，我们组织开展了几次大型的教学工作研讨会和课程体系论证专家会议，在充分征求教师和专家意见的基础上进行了以下调整。

2.2.1 课程设置顺序调整。生物工程专业的主要特点是涉及领域多、专业基础课多、系统性强、课程链条长等。在课程设置时，先开设化学类（无机化学、有机化学、分析化学、物理化学） 和数学类基础课，然后是普通生物学、生物化学、微生物学等专业基础课，接着开设细胞生物学、生物工艺学等专业课，最后是生命科学类的终端课程，如生物分离工程、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程综合实验等大实验，并将课程前压，尽量腾出大四两个学期的时间，以保证毕业论文撰写和创新能力培养的时间。

2.2.2 知识体系重叠部分前移讲授。生物工程专业基础课多，部分课程有重叠。为了解决这个问题，在专门课程体系论证会上充分征求教师和专家意见，进行知识点的重新梳理、衔接，合理排布各门课程开课顺序，使课程之间重叠部分前移讲授，即重叠部分由开设较早的课来讲，后面开的课不再讲授。

2.2.3 课程的增加与拓展。考虑学生后期专业方向的分化，增设专业英语、文献查阅与科技写作、生物工程前沿专题讲座等选修课程。同时，为拓展学生知识面、培养应用型人才、增加学生就业渠道，设立了生物试验设计与统计学、食品生物技术、酿酒工艺及企业管理学和市场营销学方向课程，学生可以根据个人兴趣和职业规划进行选修。另外，将大学生创新实验项目、学科竞赛及参加老师科研项目等第二课堂纳入课程体系，以完善学生知识结构、培养学生创新能力。

3 师资队伍建设

在专业建设过程中，始终坚持以人为本，努力打造一支素质精良的师资队伍。精心构建师资队伍建设，制订切实可行的师资培训计划。通过重点培养、引进优秀人才、实施“青年教师导师制”、组织教师到生物工程相关产业和领域一线学习、兼职；以生物化工重点学科为依托，以微生物发酵、功能成分提取和食品生物技术作为生物工程专业开展科研工作的三个主方向为中心，充分利用学校的科技和人才资源，通过校、市共建生物化工研究所、食品技术研究中心，提供面向区域经济进行产品研发和成果转化的支撑平台，提升教师的科研水平和服务地方经济建设的能力。现已建立了一支年龄、学历、学位、职称、发展前景好的专业教师队伍，教师的知识结构、年龄结构、学历学位结构合理，完全能满足教学的要求。

3.1 加强教学改革与科学研究，提高教师学术水平与教学水平。推进青年教师培养导师制，赋予老教师指导青年教师的义务和责任，通过课堂教学观摩、教学督导听课、课程教学质量评价等措施，不断提高教师的教学水平和教学质量。同时积极鼓励教师进行教学改革实践，不断更新教学内容和改进教学方法，对获得教学改革课题和发表教改论文进行奖励；另一方面，所有教师都参与科学研究，不但加强了教师业务素质的锻炼，还使教师深化对学科知识的理解，了解学科前沿，清楚生物工程产业所需，开阔专业思维，授课有的放矢，以实践来丰富、深化教学内容，更好地贯彻特色专业培养要求。

3.2 加强校企合作，提高实践教学水平。积极支持中青年教师深入企业一线实习和锻炼，参与企业“特派员”工作，从实践中寻找科研课题，丰富实践经验和掌握社会实际需求；同时聘请企业的一线技术专家担任兼职教授，定期回学校授课或开展讲座。

3.3 深入推进教师培训和交流。通过多种形式和途径，鼓励中青年教师到国内外著名高校或重点实验室去访问研究、进修或攻读学位，进一步提高专业知识和专业技能，掌握学科的发展动态。同时也邀请国内外同行前来学校开展学术交流，以拓宽和提高教师和学生的知识视野。

3.4 加强教学与科研团队建设。生物工程专业牵涉课程面广，知识跨度大，既有生命科学的知识，又有工程技术的内容。我们根据学科领域组建科研与教学团队，集中力量建设教学与科研平台，如生物化工教学与科研团队等。通过组建梯队合理的团队，更有利于安排中青年教师进修学习、访问及深入企业实践，全方位提高教学队伍的教学水平、学术水平和实践水平，从而构建一支了解社会需求、掌握学科动态、年龄结构合理、综合素质优良、充满教学激情的师资队伍。

4 重视实践教学环节，构建科学合理的实践教学体系

4.1 单独构建实践教学体系，加强学生应用能力培养

构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习（工厂实习）、毕业设计（论文）组成的递进式实践教学新体系。

主要的课程实验（如生物化学、微生物学等） 均单独排课，且实验内容不断改进、更新和补充，增加时效性，充分调动学生学习的兴趣。

根据教学进程和生物产品开发、生产程序，按照理论与实践相结合、课内教学与课外教学相结合等原则，构建包含“基本技能训练—综合技能训练—创新能力培养—工程技术应用”四级模块的实习教学体系。基本技能训练模块由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作等子模块构成，采取精选实习内容、提高实习项目的综合性，让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容，达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的，加强学生基本技能和素质的培养；综合技能训练模块由专业基础课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习等子模块构成，通过单独开设的一系列由综合项目及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、生产实习、毕业实习的训练，提升学生的工程素质，培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力；创新能力培养模块由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计（论文）等子模块构成，通过学生科研立项、参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计（论文）等实践教学环节，激发学生的创新兴趣和激情，提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力；工程技术应用模块主要对学生进行微生物检验师、食品检验师、ISO22000（食品质量安全）内审员、外审员等资格培训与考核，为学生就业奠定坚实基础。

4.2 建立校内实习教学基地，加强学生专业技能培养

充分开发和利用食品工程实习工厂、生物制品分离工程实验室、分析检测中心和市食品研究所、市生物研究所等原有实践教学资源，按生物专业大类组建工程模式的多功能校内实习教学基地。通过集中师资、设备力量，加大投入等措施，建成了集人才培养、科学研究和服务社会三大功能为一体的校内实习基地。基地模拟工厂产品生产过程，围绕“产品研究、开发、加工、检测”进行合理分工，形成了可承担技能训练、产品试制、产物分离、产品检测四大任务的工程实习基地，每年承担11门课、38周课程实习和12周毕业论文（设计）任务。

4.3 建立校外实习基地，实现高水平毕业实习

校外实习基地是培养学生动手能力和培养应用型人才必不可少的场所，建立一批稳定的实践实习基地，可以促进学校与企事业单位优势互补，为学生实习创造良好条件，锻炼和培养学生的实践能力。现已与国内多家生物工程相关企业建立联系，确保教学实习目标的完成。学生的毕业论文除了大部分在校内完成外，还有一部分在校外实习基地完成。学生可结合校外实习基地的实验情况，经与校外导师协商确定选题完成毕业论文。在校外完成毕业论文的学生，校内和校外实习基地均有指导教师，确保毕业论文（ 设计） 质量。学生通过直接参与企业研发与生产，了解企业运行机制，熟练使用科研设备，掌握基本生产流程，提高了实践动手能力和科研创新能力。

5 结语

21 世纪是生物学世纪，生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展，生物工程产业被誉为“朝阳产业”，产业的快速发展，带动了人才的大量需求。作为一个理、工相结合的新兴工科专业，生物工程专业的创办，在改造传统专业和促进学科交叉方面具有重要意义，但也存在许多不可忽视的问题[5]。作为新办地方高等学校，目前我们从人才培养目标、专业特色、课程体系、师资队伍、实践教学环节等方面对生物工程专业建设进行了探索与实践，体现出较好的专业特色、课程特色以及培养方法特色，但要办好生物工程专业，还要在很多方面进一步摸索，我们将继续研究分析国内外生物工程发展的趋势，结合我校实际，不断改善和优化人才培养方案，优化知识结构、提高综合素质，不断更新并改革生物工程专业的教学内容和教学方法，培养高水平的专业技术人才，更好地为地方经济建设服务。

参考文献：

[1]钟青萍，杨幼慧，王丽，等.生物工程省级特色专业建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊，2012（11）：60-61.

[2]赵良忠，蒋盛岩，余有贵.生物工程专业教学计划的修订与思考[J]. 海峡科学，2007（9）：50-51.

[3]蒋盛岩，赵良忠，余有贵.生物工程专业课程体系与教学内容改革探讨[J].科教文汇，2009（1）：72，75.

生物工程与技术导论篇4

20世纪后半叶，物理学在此前建立起来的狭义相对论、量子力学、量子电动力学、统计物理和许多重要物理实验基础上，以前所未有的速度发展着.许多物理学的分支学科，如原子、分子物理、原子核物理、固体物理、等离子体物理以及粒子物理等，都得到极大发展.与此同时，科学发展的另一个重要特征是学科间相互渗透和交叉综合.物理学和其他学科相互渗透，产生了一系列交叉学科和边缘学科，如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理等等.物理学的新概念、新理论和新的实验方法向其他学科转移，促成各学科的发展并成为其组成部分.

20世纪后半叶，新技术特别是高新技术发展之快也是前所未有的.高技术包含的科学知识高度密集，综合性极高，如红外和红外成像技术、激光技术、计算技术、信息技术、航天技术、生物技术等等，都无一例外地与物理学等学科的基本概念、基本理论和基本实验方法密切相关，其发展在很大程度上依赖包括物理学在内的各学科的发展.

现代军事科学技术的知识密集性、综合性极高，处于科学技术的前沿，近几年来的局部战争向人们展示，现代战争在相当大程度上是高新技术的较量.现代军事科学技术离不开物理学和物理学的新成就，如红外夜视、激光制导、激光雷达、三相弹等都与物理学原理和物理学实验技术密切相关.

这一切都表明，在科学技术发展的进程中，物理学不但在历史上曾经是处于主导地位的，在20世纪是处于主导地位的，而且毫无疑问，21世纪物理学在科学技术发展中也必将处于主导地位，它的作用将会更加突出.

大学物理课是一门重要基础课，它的作用一方面是为学生较系统地打好必要的物理基础，另一方面是使学生初步学习科学的思维方法和研究方法，这些都起着增强适应能力、开阔刘义洪盈赘大争物双教争敬沮思路、激发探索和创新精神、提高人才素质的重要作用.学好大学物理，不仅对学生在校学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术、不断更新知识，都将发生深远的影响.物理课的这一作用，特别为许多专家、教授、高级工程技术专家所强调.

我国工科大学物理的学时一直少于理科.因此，目前实施的教学内容，主要是传统物理课内容在给定学时范围内一再精选后形成的.总的来讲，工科大学生的物理基础较薄弱，物理知识面也较窄，特别是近代物理和现代工程技术有关的物理基础和现代工程技术方面的新知识更显薄弱.如我们的课程基本要求中没有物性学、分子、原子核、粒子等内容;没有偏振光干涉、核磁共振、穆斯堡尔效应等内容;量子物理、统计物理等近代物理基础的基本概念、基本理论和知识甚为薄弱.这些内容，工科一般专业在后续课中多不再涉及，而它们恰恰是当今学习新理论、新知识和新技术所要涉及的，有些甚至已成为当今高新技术的组成部分.在这个意义上讲，大学物理课内容“老的多、新的少”.因此，更新内容，加强现代物理和现代工程技术有关知识，特别是有关基础知识，是工科物理教学改革必须面向的首要问题.

二、工科物理课教学改革

工科大学物理课程的教学改革是很复杂的，也是很困难的，不可能一嗽而就.应该坚持以下原则:不应改变物理课作为基础课的地位和作用，应着力研究现代高级工程技术人才应具备什么样的物理基础;要重点研究如何处理好经典物理和近代物理及有关近代内容的关系;应在培养学生科学思维方法和分析问题、解决问题能力上加大力度，与研究教学内容改革的同时，还必须系统地研究教学方法、考试方法等教学环节的改革.

工科大学物理课内容改革的重点在于加强物理学基础(包括经典物理基础和近代物理基础)，同时适当地介绍反映现代物理和现代工程技术的新知识，扩大学生的知识面，在整个教学过程中提高学生分析及解决问题的能力和独立获取知识的能力.由于工科物理课程教学时数少，只靠课程内容和体系本身改革回旋余地小，改革要将课内课外、理论教学与实验教学、课与课间关系诸方面综合考虑.（一)课程教学内容改革，应以物理课程教学基本要求为依据.在保证经典的前提下，进一步精选经典物理内容，突出教学内容及能力培养，避免过分强调系统性和严密性等，在整个经典物理教学过程中应贯彻加强近代思想;在近代物理基础的基本要求部分，加强量子力学和统计物理基础知识，以利于学生在校和离校后进一步学习新理论、新知识和新技术;加强现代工程技术物理基础专题，这部分内容应侧重物理原理，而不要停留在科普水平上，上述三部分内容的讲授学时，分别约占总学时的58%、27%和15%.

(二)开设物理类和技术类专题选修课(或讲座).物理类选修课:如现代物理导论、混沌、原子和分子物理、核物理、天体物理、等离子体物理、凝聚态物理、嫡和信息、傅里叶光学、非线性光学、非线性力学等、技术类选修课:如现代工程技术专题、激光技术、光散射技术、全息技术、穆斯堡尔谱学、核磁共振技术、薄膜技术、换能器、红外技术、低温和超导等.选修课应着重物理概念、物理思想和方法，不追求数学严密性，不过分强调系统性和完整性.

(三)教学手段改革是教学改革的重要组成部分.粉笔加教鞭不适应改革的需要已经成为人们的共识.近几年来，有许多院校在多媒体辅助教学上做了大量的工作.实践证明，把多媒体技术应用于教学可以改变信息的包装形式，在计算机上把图、文、声、像集成在一起，提高教学内容的表现力和感染力，能调动学生主动运用多种感观积极参与多媒体的活动，使学生由知识的被动接受转为主动发现.同时，这也为教学研究提供了有力工具，为教学的顺畅实施与高效提供了可靠的技术保障.在提高认识的基础上，加大这方面的资金投人，多媒体辅助教学必将成为21世纪教学手段的主体.而多媒体辅助教学软件也应向智能化方向发展.1997年n月6日，中国物理学会正式宣布中国物理教育网建立.这就为网上教学和科研提供了方便，物理教育工作者应充分利用这一有利条件，从网上获取信息服务于教学.名校、名师更应在网上传播自己的教法和经验，使大家受益.

生物工程与技术导论篇5

[关键词]萧焜焘;技术哲学;自然哲学

在哲学界,萧焜焘先生(1922-1999)以研究黑格尔哲学、自然辩证法着称,人们很少提到他的技术哲学思想。事实上,在他的哲学体系中,技术具有极为重要的地位。萧焜焘技术哲学的研究进路十分独特,其技术哲学的思想内容也极其深邃而广阔,学界应关注之。

一、技术哲学研究的基础地位

萧焜焘十分重视技术哲学研究。首先,可以从他的主要着作的文本结构中找到“客观证据”。这就是,在他最重要的学术着作《自然哲学》和《科学认识史论》中,“技术哲学”研究都处于极关键的“位置”。在《自然哲学》中,“技术论”作为整本书的四篇之一,是他整个《自然哲学》的终点。在他看来,“技术运动”是宇宙自然辩证运动的最高篇章。同样,在《科学认识史论》中,“工程技术与现代哲学唯物论”作为全书的最后一章,由他亲笔撰写。他正是在当代工程技术发展中看到了科学与哲学复归于“辨证综合”的现实途径。

其次,还可以从他的一系列言论中找到根据。关于“技术”地位的言论。一方面,萧焜焘指出,技术在生产、经济、社会的发展中,起着举足轻重的作用。“在现代的巨大的社会生产力中,技术竞成了它不可缺少的核心力量。”另一方面,萧焜焘指出,技术在上层建筑、意识形态领域的作用也日益显着。“技术的这种从自然到社会、从理论到行动的两栖特点,奠定了它在科学与哲学中的主导地位。当今科学与哲学的发展,工程技术活动将起决定性的作用。”在这里,“技术”与“科学”、“哲学”并列,并被视为居于“主导地位”、对“科学”、“哲学”的发展将起决定性作用。如此高度地评价“技术”,这在哲学界尚不多见。

萧焜焘明确地反对轻视技术的思想传统。在中国历史传统里,在大学问家眼里,技术常常被看做无关乎天命人性,不足挂齿,不能登大雅之堂。对这种贬抑技术的思想传统,萧煜焘指出,这是很不正常的。

技术的这种“核心力量”、“主导地位”、“决定性的作用”,必然折射出技术哲学研究的突出价值。萧煜焘明确地讲:从社会生产力、生产方式、上层建筑、意识形态,即整个社会结构中,都可以见到“技术”的不可或缺的作用。于此,“技术”这一概念已进入哲学的广泛背景之中。我们必须从哲学的意义上,探讨技术的本质及其自身的发展。萧焜焘关于“技术哲学”研究地位的言论也有两方面。

其一,关于“技术哲学”研究在“自然哲学”研究中的基础地位的认识。在自然哲学研究中,萧煜焘没有使用“技术哲学”概念,而是使用“技术论”,并把它与“宇宙论”、“生命论”相并列。他认为,物质是宇宙自然的基石,“宇宙”、“生命”、“技术”是物质实体充分展开的三个环节。从物质论出发,自然哲学分三个环节展开:即“宇宙论一生命论一技术论”。宇宙论主要研究宇宙物质的演化过程;生命论主要研究宇宙的花朵——生命的演化过程;技术论主要研究宇宙的灵魂——人在宇宙自然基础上的物质创建过程。在萧焜焘看来,在这三个环节中,技术论不是可有可无的环节,而是整个宇宙自然辨证发展的否定之否定环节,具有突出的地位。他说:“技术论是我们的自然哲学的终点。”

其二,关于“技术哲学”研究在发展马克思实践唯物论中的基础地位的认识。萧煽焘提出,工程技术的哲学灵魂是革命实践,以工程技术作为进路,就更能窥探出实践的丰富的理论内容。在《科学认识史论》的结束语中,他说:“现在所面临的格局是科学整体化、哲学现实化、哲学科学一体化。‘一体化’表现在科学技术领域就是哲学层次的‘工程技术论’,表现在哲学领域就是‘现代哲学唯物论’”。这里的“工程技术论”是他对“技术哲学”的又一种称谓。萧煜焘认为,哲学层次的“工程技术论”将为马克思实践唯物论提供一个“更加硕壮、更加精力充沛的躯体”。

二、技术哲学研究的独特范式

萧焜焘的技术哲学研究分散在他的一系列论着中,如《自然哲学》、《科学认识史论》中的“关于辩证法科学形态的探索”,“唯物主义与当代科学技术综合理论”,“关于坚持和发展马克思主义哲学的几个问题”,“关于一个哲学唯物论体系的构思”等篇章。在《自然哲学》“技术篇”中,有三章自成系统的技术哲学内容,但萧焜焘没有专门论述“技术”的着作或论文,这在一个方面反映了他的技术哲学思想还没有得到系统的展开。即使如此,我们还是能感受到萧煜焘技术哲学研究的一些特色。

第一,从属于自然哲学。

萧焜焘的技术哲学研究从属于他的自然哲学研究,是其自然哲学的重要组成部分。在他看来,没有技术运动,宇宙自然辩证运动就不能完成。与之相应,没有技术哲学研究部分,自然哲学就不能完整。

萧焜焘这种从属于自然哲学的技术哲学研究,极具独特性。从人与自然的关系角度,人们通常把自然哲学、科学哲学和技术哲学,看做是相互关联、相互区别、相互并置的三个哲学分支,进行独立的技术哲学研究。毋庸置疑,进行独立的技术哲学研究是必要的,目前大多数技术哲学研究学者也正在这样做。但不可否认,这种独立的技术哲学研究存在一定的片面性,或许真如海德格尔所言,技术的本质不在技术本身,我们主流所热衷的对技术自身的独立研究,很可能恰恰会遗漏或忽视一些技术的重要方面。由此,萧焜焘所倡导的从属于自然哲学的技术哲学研究就值得关注。他使我们看到了“另一种可能的技术哲学”。

第二,实践的观点。

实践的观点是萧焜焘技术哲学研究的建构原则。萧焜焘关于技术的形成、技术的本质、技术的发展的一系列论述中,都贯穿着主观与客观、能动性与受动性相统一的实践范畴。譬如,他讲“生产劳动对技术的形成与发展的决定作用”,“作为劳动方式的技术”、“物与人的交互作用的显现”、“革命实践是工程技术的哲学灵魂”等。

萧焜焘关于“工程技术”的定义突出地体现了其运思的实践观点。他把工程技术定义为:“是实现人的意志目的的合乎规律的手段与行为”。这种定义,与我们学界通常强调,技术是“方法”、“技能”、“知识”、“手段”等观点,的确不同。它更强调技术的“行动的意义”。

萧焜焘明确地意识到:“马克思主义特别强调‘实践’的作用,而实践的要义就在于行动。因此,‘技术’作为变换物质、协调关系、促进思维的一种能动力量,是可以与‘实践’范畴相通的。实践是技术的哲学灵魂,技术是实践的现实表现。”

第三,服务于发展马克思实践唯物主义。 萧焜焘主要是站在发展马克思实践唯物主义的高度来看待 技术哲学的研究功能。比较而言,他不强调技术哲学研究自身的学术价值,而是强调技术哲学研究对于发展马克思实践唯物主义的重要作用。他认为,工程技术是实践唯物主义的客观基础。原因是:工程技术集认识世界与改造世界的大成,将科学与技术融为一体,并使主观见之于客观,达到主观与客观的统一。工程技术立足于自然,通过实践,面向人生,将宇宙人生凝为一体,从而体现了天人合一、人定胜天的哲学宇宙论的最高原则。在萧焜焘那里,深入开展工程技术的哲学研究,正是为了发展马克思实践唯物主义,使其青春永驻,大放异彩。

第四,以马克思恩格斯技术哲学思想作指导。

萧焜焘的技术哲学研究,主要受到了马克斯恩格斯的技术哲学思想的影响。他自己明确地说,他的技术哲学研究思路正是沿着马克思指引的方向前进的。

比较而言,萧焜焘的技术哲学研究受到恩格斯技术哲学思想的影响更突出。譬如,上述三点都可在恩格斯技术哲学思想中找到相对应的内容。具体来说,在恩格斯的《自然辩证法》中,也暗含着一个从属于自然哲学的技术哲学萌芽;恩格斯也特别注意对“劳动”、“工业”的研究,也特别强调“工业”对哲学发展的推动作用;等等。注意到萧煜焘技术哲学研究与恩格斯技术哲学思想的联系,研究萧馄焘的技术哲学思想,也可以反过来帮助我们进一步认识恩格斯的不被人们注意的技术哲学思想。

三、自然哲学视野中的技术哲学思想内容

萧焜焘的技术哲学思想没有充分地展现出来,他提出的“哲学唯物论体系”中的精神哲学部分也没能面世。但这些缺憾不足以构成把握他的技术哲学思想的障碍。萧焜焘的技术哲学思想内容可概括为以下三个方面。

第一,作为宇宙自然辩证运动的否定之否定环节的技术现象。

技术现象古已有之,但古今中外的哲学家大都轻视技术现象,把它看做是“细枝末节”,不足为道。萧馄焘一反这种哲学传统,把技术现象置放在整个宇宙自然运动中来考察,视它为整个宇宙自然辩证运动的否定之否定环节。在他看来,宇宙自然辩证运动就表现为“宇宙的客体性”、“生命的主体性”、“技术的主客统一性”的否定之否定过程。

从整个宇宙自然辩证运动来看,“技术”是宇宙自然辩证运动的一个客观的必经阶段。“技术”的出现绝不是偶然的,而是具有客观必然性的。生命是宇宙自然辩证发展的跃进,生命的基质——自调节、自复制实体的出现,标志着自然界从自在状态走向自为状态。生命现象高度发展,产生了人类及人类精神,产生了主体及主体意识。人作为宇宙自然的“主体性”,不是简单的消极被动无所作为的派生物,而具有主观能动性、行为目的性。人的主观能动性、行为目的性的高度发挥便产生了“技术”。由此,萧焜焘指出,技术是生命的精灵,是生命的自适应、自调节的生理机能的“社会形态”。

从整个宇宙自然辩证运动来看,“技术”是生产劳动的结晶,是生产劳动的能动性、目的性内在本质的“物化形态”。生产劳动是人类社会行为从本能到自觉的转变,是人类社会的本质与灵魂。生产劳动有明确的目的性,一定的计划性,必要的专业性,以及为了达到目的、服从计划、配合专业的相应的工具手段。在生产劳动过程中,经验的积累与智慧的启迪,产生了改进劳动方式、提高劳动效率的技术。所以,生产劳动是技术进步的一个永恒的不可废弃的基础。

从整个宇宙自然辩证运动来看,技术是主观目的性转化为客观现实性的中介。技术既有其客观的生理基础,又有其社会实践的根据。这说明技术绝不是单纯主观性现象,也不是单纯客观性现象。主观目的性是技术产生的主体性根据,但主观目的实现可能性不等于客观现实性。技术正是使人之主观见之于客观的中介环节。由此,(1)技术具有中介性。技术是主观目的性中否定其主观抽象性的因素,即主观中的客观性,抽象中的具体性,潜在中的现实性。(2)技术具有二重性。技术是自然规律性与社会规律性结合的产物;技术是物的因素与人的因素结合的产物;技术是主观与客观结合的产物。(3)技术具有过程性。技术过程就是主观目的性向客观现实性的转化过程,也就是主观目的性在自我保持中超越其主观抽象性,否定其自身而客观化的过程。

从整个宇宙自然辩证运动来看,技术与人类同呼吸、共命运,是人类改造世界同时改造自己的一种现实力量。一方面,技术从属于人,是人的合理的意志的外化与物化。世界上如果没有人,就绝不会有技术。人通过技术改造世界,以符合自己的生存目的。另一方面,技术是人之为人的一种本质属性。劳动创造人,技术改造人。技术是构成与推动人变化发展的根据和力量。

第二,作为社会精神运动起点的技术现象。

由上所述,萧焜焘从整个宇宙自然辩证运动的视角,深入揭示了技术的生理基础,技术的社会实践根据,技术的性质,以及技术的价值。毋庸置疑,这种视角及其研究成果能较好地揭示技术的“客观性”、“物质性”的一面。但比较而言,萧煜焘认为,技术作为一个整体过程,它更多地应该属于社会人文现象。作为社会人文现象的技术,它与社会生产经济系统、政法伦理系统、文化意识系统密切相关。遗憾的是,萧焜焘的关于“技术作为社会人文现象”的研究还没有充分展现出来,我们只能叙述要点

在萧焜焘看来,技术作为社会生产力的核心,决定生产关系的性质及其发展,它们的结合成为社会生产方式。生产方式作为核心与地理环境、社会人口构成“社会存在”。社会存在是“社会性的物质”,它作为社会精神现象、意识形态的客观出发点。

技术作为生产经济系统的内在因素。技术是生产劳动的产物,它从属于生产,进而指导生产,最终变成了社会生产力的核心。作为社会生产力的核心的技术,深刻影响社会经济的发展。

技术作为政法伦理系统的内在因素。政法与伦理是社会统治阶级的意志的表现,政法是硬性的压制手段,伦理为软性的舆论手段。技术与政法伦理内在相关,政法伦理可以越过经济障碍,促进技术;也可以不顾经济利益,遏制技术。

技术作为文化意识系统的内在因素。技术物化为工具、产品,它类似于所谓“硬件”;技术作为人类经验与智慧的凝聚,它类似于“软件”。软件型的技术属于文化意识系统。技术作为一种文化现象,是一个时代的标志,它反映一个社会的性质以及进步水平。技术作为一种意识形态,是人类主观能动性、行为目的性的体现,是实践唯物主义的内在实质。

第三,技术自身的辩证运动思想。

萧焜焘重视对技术自身的辩证运动的研究,他从逻辑和历史两个方面揭示了技术发展自身的辩证法。

生物工程与技术导论篇6

【摘要】 

生物技术是生命科学中发展最快的一门学科，其在中药学领域的应用，将会对传统中药学的研究带来新的生机。文章从构建课程内容与知识体系，构建实验教学内容和体系，理论联系实际，重视实践教学内容等方面探讨构建中药生物技术教学内容及知识体系，从而培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质，为将来参加工作打下坚实的基础。

【关键词】  中药学 生物技术 知识体系

中药生物技术是中药学和生物制药相关专业本科及研究生的一门必修课，是一门新兴的复合型学科，利用生物技术的思路和方法，解决中药现代化研究与产业化开发中面临的难题。中药生物技术大量应用现代生物学的理论并综合利用了如生物化学、细胞和分子生物学、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、化学工程等现代科学的研究方法和手段，所以被列入高技术的范畴［1］。目前,国内开设该课程的院校不多,因此,中药生物技术教学内容和知识体系的构建是一种新的尝试,也是对传统中药学和生物技术教学思路的转变和教学内容的扩展。

1  课程内容与知识体系的构建

1.1  教学内容的构思课程目标是确定课程知识体系的主要依据，中药生物技术的教学目的是通过课程学习，使学生了解生物技术的原理和生物技术领域发展的动态以及生物技术在中药学中的应用，开阔学生的视野和知识面，优化知识结构，提高学生适应中药学现代化发展的能力；掌握现代生物工程和技术方法在中药学中的应用技术，培养学生把所学知识灵活应用到生产实践中的思维模式；力求培养学生动手能力，理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。

   

中药生物技术课程涉及的知识面广，内容多，包括基因工程、植物细胞工程、酶工程、发酵工程以及生物转化基本理论和技术方法［2］。主要体现在4个方面：一是利用基因工程、细胞工程技术对中药资源的改造与改良；二是利用发酵工程、酶工程技术将药用植物原材料加工成商品，如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品；三是利用生物技术产品进行二次开发，形成新的产品，如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等；四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统中药加工工艺进行改造，降低能耗，提高产率，改善中药品质等。

1.2  教学内容的组织

1.2.1  以生物技术在中药学应用中的发展组织教学内容目前，生物技术在中药中的应用还十分局限，除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展以外，基因工程刚刚起步，而酶工程和蛋白质工程尚未涉及。教学内容着重讨论基因工程、细胞工程及发酵工程等技术在中药基础和应用中的研究，突出“生物技术”与“中药学”的有机结合。教学过程中需要把握每节课的重点和难点内容，不能把中药生物技术讲成了生物技术，需要突出中药学的相关内容，重点介绍生物技术在中药药物的研究和开发中的应用。

1.2.2  教学内容的融合教学内容的选择要具有系统性、基础性、科学性、实用性和先进性，中药生物技术与很多课程有着密切的联系，如药用植物学、中药学、微生物学、生物化学、分子生物学、免疫学、生物分离工程、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因工程等课程。因此，在教学过程中，需要注重中药生物技术与各个学科之间的密切联系，对重复的教学内容，尽量在授课时少讲或不讲，引导学生复习相关学科知识，安排学生专题讨论，加深学生对基本原理和概念的理解，以提高教学效率和教学效果。例如，基因工程技术与中药研究的内容学习，分子生物学基础知识部分安排学生自学，基因工程原理部分我们安排一个学习小组准备了学习课件，在课堂上精讲30 min，然后各小组课堂讨论。教学重点讨论药用植物基因工程，中药分子鉴定技术和基因芯片在中药研究中的应用。以论文文献为例，详细讲授材料处理、实验方法、结果分析及讨论，以期培养学生的科研思路、实验设计及生产应用技术，提高在工作中解决实际问题的能力和培养创新能力［3］。

1.2.3  及时增加新资料,扩展教学内容现代生物技术和中药学的发展日新月异，仅仅依靠教材知识很难跟得上发展的速度，这样学生在毕业后很难满足社会和科技发展的需求，所以需要教师通过阅览国内外专业期刊、网站，将国内外最新的相关科研成果和技术及时地介绍给学生，使教学内容更加充实，使学生了解到当前中药生物技术最前沿的知识，从听课过程中受到更多启迪，获得学科领域中的热点问题、实用研究技术和思维方法，以扩大自己的知识面，开拓视野，增强了学生自我学习的兴趣，如我们在讲述药用植物内生真菌时及时介绍“神七”搭载可产抗恶性肿瘤药物生物原料的植物内生真菌，黑龙江大学生命科学学院“抗癌药物紫杉醇产生菌的分离与工程菌株的构建”课题等。教学中，我们在围绕主教材完成教学大纲的同时，力求将国内外基因组学研究的最新成果、最新技术与方法、最新热点课题与方向、相关专业网站等及时介绍给学生，内容不在于知识全和系统性，而重在突出学科领域新、特、尖内容。此外，我校及我系每年有关中药学、生物技术、生物工程、制药学及中药生物技术的学术报告、讲座不少于十几场，这对课堂教学内容是一个很好的拓展。

2  实验教学内容和体系的构建

   

中药生物技术实验课程主要目的使学生更好地理解中药研究生产相关生物技术原理，培养学生运用相关技术方法的能力。因此，中药生物技术实验设计要充分体现该课程所具有的应用性、广泛性和综合性的显著特点。使所开设的每一个实验都有一个完整的、系统的技术路线，采用多种生物工程技术方法完成实验，学生通过实验可以全面了解某一中药生物技术产品或某一综合技术方法的特点与关键环节，加强学生对中药生物技术原理与技术全面、深刻的理解。

   

中药生物技术实验涉及的植物细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程等实验技术在前期的专业课程学习过程中已经学习训练，所以我们结合目前生物技术在中药学较成熟研究应用，我们教师相关的科研课题和实验条件设计实验项目。实验以基因工程、植物细胞工程和发酵技术在中药中应用的基本操作、基本技能为基础，从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发，精选实验，优化实验教学内容，力求在培养学生动手能力的同时，理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。我们设计相应三个综合性实验项目培养学生的实验设计和学习实验技术。每个实验项目包括两部分实验内容。药用植物马齿苋组织培养包括植物ms培养基的配置和马齿苋组织培养技术；泰山蛹虫草发酵包括泰山蛹虫草菌丝体发酵和泰山蛹虫草菌丝体多糖提取；丹参分子标记鉴定技术包括白花丹参和紫花丹参dna提取及丹参rapd实验。实验教学效果表明该课程实验的设定培养了学生的综合素质和创新意识，我们三届毕业论文中与中药生物技术相关的题目占30%以上。这些实验项目的开设对弥补传统的验证性实验项目的不足和提高学生分析与解决问题的能力方面具有非常重要意义。

3  理论联系实际，重视实践教学内容

   

面对当前激烈的市场竞争和人才培养模式的转变,高等教育的新形势对传统的教学理念提出了挑战,如何培养和提高学生的综合素质已成为当前高校教学发展的新趋势。与其他一些基础学科不同,中药生物技术培养学生的创新能力也必须从实践教学入手,在实践中培养学生综合运用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,使其养成良好的工作作风。

3.1  实验室开放及课外兴趣小组鼓励学生利用课余时间参加实验室开放活动，让学生提早得到充分的科学研究综合训练,以利于培养创新型人才。在学生正在进行专业课学习时,除了必修的实验课外,鼓励同学进入实验室观摩学习，逐渐训练学生实验技术的规范性、熟练程度。每学期我们针对中药生物技术开放实验室和兴趣小组设定一些题目，如二氧化碳超临界萃取丹参药用成分，泰山蛹虫草菌丝体发酵条件优化，泰山四大名药分子标记鉴定，丹参活性成分合成关键酶的克隆，马齿苋的组织培养及悬浮细胞培养等一些与中药生物技术相关的科研课题,可以帮助其选择有兴趣的合适方向课题,积极参与其中,为以后的毕业课题和就业选择打下早期基础。从毕业生的考研和就业发现,参与实验室工作比较多的同学在考研面试和就业专业面试中优势明显。

3.2  生产见习生产见习是中药生物技术教学中的重要实践性环节,是与课堂教学相互渗透又各有重点的子系统,是中药生物技术进行直观教学的一种重要方法。我们利用周末走进生产企业、研究所等工作领域,不仅加深了感性认识,并且对以后的工作选择也具有前瞻性和指导性的作用。我们每届学生都要到泰安市的制药企业参观，与中药生物技术相关的如四维制药的泰山赤灵芝菌丝体发酵工艺，泰山药用植物种植园道地药材种植，泰安中信灵芝科技开发有限公司赤灵芝破壁孢子粉加工，泰安山东中药技术学院中药炮制车间等。

3.3  引导学生参加科研部分学习好、能力强的学生在导师的指导下,申请主持了泰安市大学生创新科研计划课题，或者参与部分教师承担的国家和省部级创新项目及企业合作项目的研究,使学生了解到不同学科的实验技术、科研方法,开阔学科视野,拓宽思维空间;尽可能增加应用性、设计性实验,提高学生科研水平，积极加强与校内实践基地、校办企业、实习实践基地单位的合作联系,为学生构建更广阔的实践平台。

【参考文献】

 

［1］余伯阳.中药生物技术［m］.北京:中国医药科技出版社,2005.

生物工程与技术导论篇7

【摘要】

生物技术是生命科学中发展最快的一门学科，其在中药学领域的应用，将会对传统中药学的研究带来新的生机。文章从构建课程内容与知识体系，构建实验教学内容和体系，理论联系实际，重视实践教学内容等方面探讨构建中药生物技术教学内容及知识体系，从而培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质，为将来参加工作打下坚实的基础。

【关键词】 中药学 生物技术 知识体系

中药生物技术是中药学和生物制药相关专业本科及研究生的一门必修课，是一门新兴的复合型学科，利用生物技术的思路和方法，解决中药现代化研究与产业化开发中面临的难题。中药生物技术大量应用现代生物学的理论并综合利用了如生物化学、细胞和分子生物学、基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、化学工程等现代科学的研究方法和手段，所以被列入高技术的范畴［1］。目前,国内开设该课程的院校不多,因此,中药生物技术教学内容和知识体系的构建是一种新的尝试,也是对传统中药学和生物技术教学思路的转变和教学内容的扩展。

1 课程内容与知识体系的构建

1.1 教学内容的构思课程目标是确定课程知识体系的主要依据，中药生物技术的教学目的是通过课程学习，使学生了解生物技术的原理和生物技术领域发展的动态以及生物技术在中药学中的应用，开阔学生的视野和知识面，优化知识结构，提高学生适应中药学现代化发展的能力；掌握现代生物工程和技术方法在中药学中的应用技术，培养学生把所学知识灵活应用到生产实践中的思维模式；力求培养学生动手能力，理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。

中药生物技术课程涉及的知识面广，内容多，包括基因工程、植物细胞工程、酶工程、发酵工程以及生物转化基本理论和技术方法［2］。主要体现在4个方面：一是利用基因工程、细胞工程技术对中药资源的改造与改良；二是利用发酵工程、酶工程技术将药用植物原材料加工成商品，如用发酵法生产的虫草菌丝体、灵芝菌丝体等发酵制品；三是利用生物技术产品进行二次开发，形成新的产品，如许多功能性的低聚糖、保健食品添加剂等；四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统中药加工工艺进行改造，降低能耗，提高产率，改善中药品质等。

1.2 教学内容的组织

1.2.1 以生物技术在中药学应用中的发展组织教学内容目前，生物技术在中药中的应用还十分局限，除了在细胞工程和发酵工程方面有一定进展以外，基因工程刚刚起步，而酶工程和蛋白质工程尚未涉及。教学内容着重讨论基因工程、细胞工程及发酵工程等技术在中药基础和应用中的研究，突出“生物技术”与“中药学”的有机结合。教学过程中需要把握每节课的重点和难点内容，不能把中药生物技术讲成了生物技术，需要突出中药学的相关内容，重点介绍生物技术在中药药物的研究和开发中的应用。

1.2.2 教学内容的融合教学内容的选择要具有系统性、基础性、科学性、实用性和先进性，中药生物技术与很多课程有着密切的联系，如药用植物学、中药学、微生物学、生物化学、分子生物学、免疫学、生物分离工程、发酵工程、细胞工程、酶工程、基因工程等课程。因此，在教学过程中，需要注重中药生物技术与各个学科之间的密切联系，对重复的教学内容，尽量在授课时少讲或不讲，引导学生复习相关学科知识，安排学生专题讨论，加深学生对基本原理和概念的理解，以提高教学效率和教学效果。例如，基因工程技术与中药研究的内容学习，分子生物学基础知识部分安排学生自学，基因工程原理部分我们安排一个学习小组准备了学习课件，在课堂上精讲30 min，然后各小组课堂讨论。教学重点讨论药用植物基因工程，中药分子鉴定技术和基因芯片在中药研究中的应用。以论文文献为例，详细讲授材料处理、实验方法、结果分析及讨论，以期培养学生的科研思路、实验设计及生产应用技术，提高在工作中解决实际问题的能力和培养创新能力［3］。

1.2.3 及时增加新资料,扩展教学内容现代生物技术和中药学的发展日新月异，仅仅依靠教材知识很难跟得上发展的速度，这样学生在毕业后很难满足社会和科技发展的需求，所以需要教师通过阅览国内外专业期刊、网站，将国内外最新的相关科研成果和技术及时地介绍给学生，使教学内容更加充实，使学生了解到当前中药生物技术最前沿的知识，从听课过程中受到更多启迪，获得学科领域中的热点问题、实用研究技术和思维方法，以扩大自己的知识面，开拓视野，增强了学生自我学习的兴趣，如我们在讲述药用植物内生真菌时及时介绍“神七”搭载可产抗恶性肿瘤药物生物原料的植物内生真菌，黑龙江大学生命科学学院“抗癌药物紫杉醇产生菌的分离与工程菌株的构建”课题等。教学中，我们在围绕主教材完成教学大纲的同时，力求将国内外基因组学研究的最新成果、最新技术与方法、最新热点课题与方向、相关专业网站等及时介绍给学生，内容不在于知识全和系统性，而重在突出学科领域新、特、尖内容。此外，我校及我系每年有关中药学、生物技术、生物工程、制药学及中药生物技术的学术报告、讲座不少于十几场，这对课堂教学内容是一个很好的拓展。

2 实验教学内容和体系的构建

中药生物技术实验课程主要目的使学生更好地理解中药研究生产相关生物技术原理，培养学生运用相关技术方法的能力。因此，中药生物技术实验设计要充分体现该课程所具有的应用性、广泛性和综合性的显著特点。使所开设的每一个实验都有一个完整的、系统的技术路线，采用多种生物工程技术方法完成实验，学生通过实验可以全面了解某一中药生物技术产品或某一综合技术方法的特点与关键环节，加强学生对中药生物技术原理与技术全面、深刻的理解。

中药生物技术实验涉及的植物细胞工程、基因工程、发酵工程、酶工程等实验技术在前期的专业课程学习过程中已经学习训练，所以我们结合目前生物技术在中药学较成熟研究应用，我们教师相关的科研课题和实验条件设计实验项目。实验以基因工程、植物细胞工程和发酵技术在中药中应用的基本操作、基本技能为基础，从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发，精选实验，优化实验教学内容，力求在培养学生动手能力的同时，理论联系实际地培养学生的独立思考、综合分析能力、科学思维能力和创新意识，全面提高学生的综合素质。我们设计相应三个综合性实验项目培养学生的实验设计和学习实验技术。每个实验项目包括两部分实验内容。药用植物马齿苋组织培养包括植物ms培养基的配置和马齿苋组织培养技术；泰山蛹虫草发酵包括泰山蛹虫草菌丝体发酵和泰山蛹虫草菌丝体多糖提取；丹参分子标记鉴定技术包括白花丹参和紫花丹参dna提取及丹参rapd实验。实验教学效果表明该课程实验的设定培养了学生的综合素质和创新意识，我们三届毕业论文中与中药生物技术相关的题目占30%以上。这些实验项目的开设对弥补传统的验证性实验项目的不足和提高学生分析与解决问题的能力方面具有非常重要意义。

3 理论联系实际，重视实践教学内容

面对当前激烈的市场竞争和人才培养模式的转变,高等教育的新形势对传统的教学理念提出了挑战,如何培养和提高学生的综合素质已成为当前高校教学发展的新趋势。与其他一些基础学科不同,中药生物技术培养学生的创新能力也必须从实践教学入手,在实践中培养学生综合运用所学知识分析问题、解决实际问题的能力,使其养成良好的工作作风。

3.1 实验室开放及课外兴趣小组鼓励学生利用课余时间参加实验室开放活动，让学生提早得到充分的科学研究综合训练,以利于培养创新型人才。在学生正在进行专业课学习时,除了必修的实验课外,鼓励同学进入实验室观摩学习，逐渐训练学生实验技术的规范性、熟练程度。每学期我们针对中药生物技术开放实验室和兴趣小组设定一些题目，如二氧化碳超临界萃取丹参药用成分，泰山蛹虫草菌丝体发酵条件优化，泰山四大名药分子标记鉴定，丹参活性成分合成关键酶的克隆，马齿苋的组织培养及悬浮细胞培养等一些与中药生物技术相关的科研课题,可以帮助其选择有兴趣的合适方向课题,积极参与其中,为以后的毕业课题和就业选择打下早期基础。从毕业生的考研和就业发现,参与实验室工作比较多的同学在考研面试和就业专业面试中优势明显。

3.2 生产见习生产见习是中药生物技术教学中的重要实践性环节,是与课堂教学相互渗透又各有重点的子系统,是中药生物技术进行直观教学的一种重要方法。我们利用周末走进生产企业、研究所等工作领域,不仅加深了感性认识,并且对以后的工作选择也具有前瞻性和指导性的作用。我们每届学生都要到泰安市的制药企业参观，与中药生物技术相关的如四维制药的泰山赤灵芝菌丝体发酵工艺，泰山药用植物种植园道地药材种植，泰安中信灵芝科技开发有限公司赤灵芝破壁孢子粉加工，泰安山东中药技术学院中药炮制车间等。

3.3 引导学生参加科研部分学习好、能力强的学生在导师的指导下,申请主持了泰安市大学生创新科研计划课题，或者参与部分教师承担的国家和省部级创新项目及企业合作项目的研究,使学生了解到不同学科的实验技术、科研方法,开阔学科视野,拓宽思维空间;尽可能增加应用性、设计性实验,提高学生科研水平，积极加强与校内实践基地、校办企业、实习实践基地单位的合作联系,为学生构建更广阔的实践平台。

【参考文献】

［1］余伯阳.中药生物技术［m］.北京:中国医药科技出版社,2005.

生物工程与技术导论篇8

关键词：大工程观；热物理基础；教学内容；工程专业；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2012）36-0300-04

自20世纪70年代以来，世界性的新技术革命对工程活动产生了巨大影响，工程活动对知识技术、能力综合的需要达到前所未有的程度。从动力生产、能源节约、环境保护以及工业生产过程本身特点来看，工程专业学生应该具备合理用能、节能和环保的意识并懂得其基本的技术，而热物理基础课程的内容是合理用能及节能理论中的最基础与核心的部分。因此，作为介绍热能的有效、合理的利用和转换、传递技术的热物理基础课程，不仅应是大工程观下能源动力类专业高等工程教育中的重要理论基础课[1～2]，而且也应是21世纪所有大工程观下工程专业学生的公共理论基础课。

高等工程教育 [3～4] 的热物理基础课程教学是培养具有热物理工程技术的“大工程观”要求的高等工程人才的唯一途径。因此，热物理基础课程和教学的改革占据着“大工程”培养观的重要地位，在大工程观下高等工程技术人才的培养方案中，热物理基础课程体系是整个工程专业课程体系的基础，应首先进行改革，为整个培养具有大工程理念的高级工程技术人才打好基础。

一、热物理基础课程体系现状分析

（一）热物理基础课程特征分析

在中国，热物理基础课程一般指《工程热力学》与《传热学》两门课程。同时，由《工程热力学》与《传热学》组成的《热工学》、《热工基础》或《热物理学》也属于热物理基础课程的范畴。高等数学与大学物理是热物理基础课程的前续课程。对于工程专业而言，高等数学与大学物理是基础中的基础，很多学不好热物理基础课程的学生，主要是因为高等数学基础知识或者大学物理基础不扎实所造成的[5-6]。《工程热力学》是一门较完善的课程，已形成较完整的理论体系，并具有完整的理论结构和实际应用内容。《工程热力学》课程中的基本概念和理论基础是热力学工程实际应用的基础，若基本概念和理论基础没掌握好，必然导致不能熟练推导出数学公式，从而会致使热力学工程实际应用学习的难度大大增大，甚至会使得学生产生厌学的情绪。与《工程热力学》不同，《传热学》的公式很多是来自于实验的归纳整理，需要记熟背熟。《传热学》主要是使用其原理或知识进行分析，而《工程热力学》主要是推导计算。两门课程的共同特点是必须大量做思考题和习题，才能真正掌握，熟练应用。

（二）热物理基础课程体系存在的问题

与大工程观背景下工业先进国家的热物理基础课程教学相比较，还有较大的差距，主要表现为[7]：（1）轻视实际、脱离实际；（2）人才培养的热物理知识结构体系不够完善，面向实际的热物理工程训练不足，与企业联系不够紧密；（3）办学方向面向热物理工程不够，教学模式和教学方法陈旧，文化陶冶过弱，专业教育过窄，功利导向过重，共性制约过强等。

二、大工程观下热物理基础课程体系构建

针对目前中国高等工程教育中热物理基础课程教学存在的问题，其改革思路是：以“大工程观”教育理念为指导，以理论教学与实践教学结合为基础，以热物理与其他课程交叉渗透为依托，以热物理工程的实践性与培养学生的创新性为核心，以具备合理用能、节能和环保能力的培养为主线对工程专业的热物理基础课程进行适应性改革，探索大工程观背景下工程专业热物理基础课程改革新途径（如下页图1所示）。

（一）大工程观下热物理基础理论课程体系构建

1.统筹规划，合理安排工程专业热物理基础课程体系结构和内容。（1）研究适应各大类工程专业学生培养需要的热物理基础课程结构和内容。根据各大类工程专业学生培养所需要热物理基础知识的不同，各大类工程专业可分成三大类：1）热物理基础课程是该类型专业的重要技术基础课；2）热物理知识是某一大类中部份专业的技术基础，而对另一些专业则关系则要远一些（工业设计）或者热物理知识是某类专业（如材料成型与控制工程）中的某一方向（如铸造、焊接）的主要技术基础课但与另一些方向（如真空技术及设备）关系较远；3）热物理知识与该大类专业的主干技术无直接的关系。因此，可针对此三大类工程专业开设不同结构和内容的热物理基础课课程，并可分为高学时（必修）的《工程热力学》和《传热学》、中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》和少学时（必修与选修）的《热物理学》等三种。对于同一大类中的不同类型专业在教学内容上还可有所不同侧重或以专题形式作适当补充。对于中学时（必修与选修）的《工程热力学》、《传热学》或者《热物理学》；和少学时（必修与选修）的《热物理学》，应强调理解基本概念，掌握方法，而不深究公式的推导，通过典型问题的分析，达到举一反三的目的。（2）热物理基础课程的相互渗透和相互融合。由于热物理基础课程的内容是相互渗透、密切联系的，必然存在交叉、重复部分。经过综合分析，可对那些有益的或是讨论角度不同造成的重复内容进行谨慎处理（如有些内容压缩，而有些内容则须加强）。其处理原则是：既要考虑课时的有效利用，又要保持热物理基础课程之间的衔接和层次。（3）拓宽热物理基础课程的工程应用，增强与工程专业的联系。热物理基础课程在工程实际中有广泛的应用，在教学过程中，应突出地反映这一特点。从两个方面着手，首先把每个教学单元划分为基础篇和应用篇，基础篇着重掌握基本概念、定律，应用篇则力求培养分析能力，采用点面结合的方法。所谓点，就是讲清某单元基础知识在工程实际或专业课某方面的应用，其中包括一定数量的例题或习题；所谓面，则是针对教师的科研、技术开发课题或科技论专题讨论，综合所学的知识。学生对这种教学方式反映热烈，觉得学有所用。（4）更新热物理基础课程内容，适应现展要求。近代工程技术的发展给本科《传热学》教学带来了巨大的变化，《工程热力学》的教学内容也不同程度地存在类似的情况。例如，二十年前的本科生教材很少有关于火用 分析方面的内容，而现在这个状态参数已经被广泛接受并用来分析工程设备过程的能量利用情况。

相对于《传热学》，《工程热力学》的国内外教材的内容显得似乎过于稳定，近年来出版的教材中新技术的概念介绍极少。比如，当前中国的长期能源问题已经十分突出，为保护环境，执行可持续发展的方针，在“十二五”规划教材上，《工程热力学》应该对新的、先进的能源利用方式（联合循环发电、氢能利用、燃料电池、分布式发电和热电冷三联供、新能源发电等等）有适当的反映。超临界和超超临界循环是传统燃煤汽轮发电机组提高经济性与环保性的有效途径，也是近年来国外燃煤火电厂的重要发展方向及中国要积极研发的方向，在热物理基础课程新教材和今后的教学中也应有相应的地位。如在这方面予以充分重视，在热物理基础课程新教材和今后的教学中注意扬弃旧的思想、研究方法及其内容，利用一定学时介绍各学科的新方法、新内容，努力使教学内容适应现代科技的发展趋势。

2.热物理基础课程与其他课程交叉渗透。（1）热物理基础课程与物理课程的交叉。热物理基础课程中的部分内容与大学物理中的热学存在重复。大学物理中，热学内容总学时数为12～14学时，且热力学两个定律只安排6学时。由于物理学主要解决“是什么”、“为什么”的问题，而热物理基础课程主要解决“做什么”、“怎么做”的问题，因此在热物理基础课程中，应着重讨论热力学系统与环境（外界）相互作用的形式；热平衡态与准静态过程的矛盾与统一；热力学中如何延拓力学中的力、位移、功、热力学能概念；为什么要讨论可逆过程，如何由不可逆过程抽象出可逆过程概念，熵是如何引入的，为什么要定义一个熵函数等等。（2）热物理基础课程与流体力学课程的交叉。例如，《传热学》的对流换热部分，有大量的边界层和绕流理论，是重复流体力学的内容。又如，流体力学和热力学中都有气体在管道、喷管中流动的理论。经过综合分析，可以对那些完全重复内容予以削减，或者进行谨慎处理，但要保持热物理基础课程与流体力学课程之间具有较好的衔接性。（3）整合出新型热物理课程。为适应不同类型专业的需要，可以开设出一些综合性的、新的热工类课程。无论是能量转换、热量传递还是质量传输，都存在如何提高转换效率、传递效率和节约能源的问题，其中的关键是要减少过程的熵产（或不可逆损失）以及强化传递过程。为此，可开设一门综合《工程热力学》、《传热学传质学》和《流体力学》的新课——例如可称之为《工程装备热流设计与优化》。如果关于“优化”的内容能具体结合一些工程专业过程中的具体问题，那么这样的课程就会受到相关专业的欢迎。

（二）大工程观下热物理基础实验课程体系构建

从热物理基础课程发展历史来看，实验研究和数学物理方法是并行发展、相互补充、相互促进的；而从教学角度分析，实验是锻炼学生动手能力，培养学生理论联系实际和解决问题能力的重要环节。如何完善和合理组织实验内容将直接影响课堂教学的效果。为此，在热物理基础实验教学中突破以往的传统模式，以配合理论教学、巩固课堂效果为目的，以培养应用型人才为目标，改革实验教学方法，加强实验室建设，有效地发挥了实验室的功能。

1.科学设置热物理基础课程实验项目。实验室应成为理论联系实际，培养学生动手操作能力的场所。为满足这种功能，应增加热物理基础课程实验学时，增设热物理基础课程实验项目，并相应设置演示实验（包括课堂演示）、验证性实验、应用性实验以及设计性实验。演示、验证性实验是不可缺少的内容，可帮助学生理解抽象概念，印证热物理基本理论和基本定律，巩固课堂学习内容，熟悉各种仪器设备及其操作规程，培养严谨的科学态度。应用性、设计性实验则是一般实验的一个飞跃，其作用更多的是为了培养锻炼学生的综合能力，引导他们的纵向和横向思维以及创新思想。这样，通过多方面、多层次循序渐进的实验过程，以求达到掌握基本技能和提高应用能力的目的。

2.合理组织热物理基础课程实验。以往的热物理基础课程实验模式，大多是学生根据实验指导书给出的原理和步骤等，机械地照搬硬套，做完实验、写出实验报告。这样既束缚了学生的积极性、创造性，也不能满足能力训练的要求。针对弊端，可对热物理基础课程实验方式进行合理组织。根据不同实验的性质，有的安排预习，在实验开始前由指导教师提出问题，让学生回答解决方法，以此评定预习成绩；有的则让学生分组，自己动手组装实验台，做完实验后集中评议，对比优劣，公开评定成绩；设计性实验则完全抛开指导书，代之以设备说明书、实验任务和要求等，让学生自己拟定实验方案，发挥学生的创造力。

3.更新热物理基础课程实验设备和内容。随着科技的进步和学科的发展，热物理基础实验的技术和手段也更加完善，内容不断推陈出新。要适应这种发展，不能仅仅依靠学校的拨款。在有限的财力、物力条件下，调动教师积极性，自行研制、设计新实验，改造原有设备，开发新项目。例如，可以自行设计改造对流传热过程阻力实验的微机采集和处理系统、热管换热器试验台等项目，这样既可节省大量的经费，锻炼了教师队伍，又可保证学生能够在实验中学习新知识、新技术，开拓视野。

4.制订严格合理的考核制度。实验成绩的好坏，应有一个合理的考核方法。以往的考核大多以实验报告为依据，而实验报告中大部分内容是从实验指导书上照抄的实验目的、原理、步骤等，考核成绩不能反映学生的实际水平和能力以及相互之间的差别，影响了学生学习的主动性和积极性。为此，可制订一套考核方法，分为纪律情况和学习态度、预习程度、操作和解决问题能力、实验结果、实验报告等多项考核内容，贯穿了整个实验过程，每项内容按10分制评定成绩，在统一印制的学生实验卡上反映出来，这样能促使学生在实验的各个环节都认真对待，可提高实验效果。

三、结论

时代在前进、教育在发展、教学工作在改革，包括教学内容也应改革，与时俱进。作为热物理基础，一方面为大工程观背景下各类工程专业学生学习后续专业课等提供预备知识；另一方面通过实验、测试技能训练，提高学生运用理论分析和解决工程实际问题的能力。

从教育改革的发展趋势和培养本科层次的工程技术人才的角度来看，理论与实际相结合，强化技能训练、培养学生的技术应用和开发能力应是技术基础课的重要任务。在大工程观下工程专业热物理基础课改革过程中，兼顾知识结构和能力培养两个方面，使之成为由基础到专业、从理论面向应用的桥梁，确保培养的工程人才具备工程知识能力、工程设计能力、工程实施能力、价值判断能力、社会协调能力和终身学习能力。

参考文献：

[1] 鄂加强，杨蹈宇，崔洪江，唐文武.工程热力学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[2] 邓元望，袁茂强，刘长青.传热学[M].北京：中国水利水电出版社，2010.

[3] 李培根.工程教育需要大工程观[J].高等工程教育研究，2011，（3）：1-2.

[4] 谢笑珍.“大工程观”的涵义、本质特征探析[J].高等工程教育研究，2008，（3）：35-38.

[5] 黄凯旋，刘建华.热工课程教与学改革探索[J].集美大学学报，2001，（3）：73-75.

生物工程与技术导论篇9

一、构建以工作任务为中心的课程体系

岗位对应的专业技能主要包含对临床检验、微生物检验、免疫检验、生物化学检验等核心技能。根据岗位任职要求，对医学检验岗位的专业能力、社会能力和方法能力进行综合分析，我们设置了公共基础课、专业核心课程、专业（技能）方向课，为达到人才培养目标，把职业资格标准融入到专业教学中，增设国家医学检验技士考试培训课程，制订培训课计划，使学生在毕业后能顺利通过专业技术资格考试，获得岗位准入资格。

二、开发“产教一体，工学结合”的教材

以检验工作过程为导向，以检验职业岗位能力为模块，以提高学生动手能力为目标，编写临床检验、微生物检验技术、免疫学检验技术、生物化学检验技术、寄生虫检验技术等检验专业核心课程的实训教材。教材与临床深入对接，与临床工作岗位求一致，按项目要求制定实训目的、实训准备、实训原理、实训方法与结果、实训注意事项及实训评价。改原来传统的学科体系为理实一体教学模式。

三、开发项目课程——综合实训课

综合实训课程是按照医学检验工作任务的相关性将检验专业课“临床检验”、“微生物学检验技术”、“寄生虫学检验技术”、“免疫学检验技术”、“生物化学检验技术”的常用基本检验项目进行有机整合、重组合成。该课程的主要内容有显微镜的使用与维护，三大常规操作技能，微生物培养与鉴定基本技能，常见血液病检验，血细胞、微生物、寄生虫形态识别能力，常用免疫学技术，常用生物化学指标检验。常用检验仪器的使用与维修安排在各专业课学习基本完成后进行。以训练基本技能为重点，以巩固提高学生专业素质为目的，带有很强的综合性和针对性（针对学生的动手能力的薄弱环节和岗位要求）。它也是一门以工作过程为导向，以具体检验项目为任务的能力本位课程，是实现“教、学、做”一体化、“理论、实验、实训”一体化的教学模式。主要教学场所是临床检验实训中心，设立真实的工作环境，以完成检验项目为目的。

四、创新“产教一体，工学结合”的教学模式

依托附属医院和校内实训场所，创新教学方法，让部分专业课教学在附属医院检验科实施，通过工学结合，改变原来单纯理论教学后再实验的教学方法，把理论课教学融入在实训课中，边实训边讲解，形成“教学做”一体化的教学模式。依医学检验工作流程，以“标本采集和制作，设备使用和维护，数据统计与分析”为专业要素，开展技能实训教学，变传统的教学模式为以实际工作任务为导向的“产教一体，工学结合”教学模式。并在教材中增加实训评价内容。

五、改革教学方法

开展行动导向的教学方法，采用项目教学、情景教学和模拟教学手段，提高教学效果。增加模拟实训室，改传统教学方法进行理实一体教学。对通过改进使学生学会操作方法的同时，学会看化验单、学会正确分析实验结果、学会结果报告。修订医学检验技术专业学生技能竞赛评分标准，每学年都开展学生技能竞赛活动，以赛促学、以赛促教和以赛促发展，使竞赛成为教学内容的一部分。同时加强实习前2周学生技能强化训练，进一步提高学生的实践能力，为第三学年顶岗实习打下良好基础，毕业实习从36周增加到40周。

六、改革评价模式

生物工程与技术导论篇10

关键词 控制科学与工程 学科建设 自动化

中图分类号：G640 文献标识码：A

0 引言

自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。在我国研究生培养体系中，自动化对应的一级学科“控制科学与工程”下属有七个二级学科：“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”、“企业信息化系统与工程”和“生物信息学”。控制科学与工程对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使控制科学与工程学科所涉及的研究领域不断扩大。

1 我国控制科学与工程学科发展现状

控制科学与工程学科经过几十年的发展，在诸多方面取得了一些重要的进步，按照二级学科分类，主要发展现状归纳如下。

1.1 控制理论与工程

控制理论以动态系统为主要研究对象。20世纪80年代以来，计算机、网络和通信等信息技术的发展为现有的控制理论提供了广泛的应用空间，同时也带来了巨大的挑战，促使控制理论自身的发展，也催生出新的学科增长点。控制理论方面，在鲁棒控制、非线性控制、离散事件动态系统、量子控制等方面都取得了重要进展。鲁棒控制研究内容涉及鲁棒极点配置、鲁棒镇定、鲁棒观测器设计、鲁棒故障诊断等一系列鲁棒控制问题。分布参数控制研究涉及可控性、随机控制、非线性系统、稳定性、最优性、数值求解最优控制及时间延迟问题。离散事件动态系统的研究主要集中在离散事件动态系统的优化理论与方法上，理论成果被成功应用到从机械或半导体制造到电网规划、石油化工等多个行业的实际工程问题。量子控制的研究涉及量子态的制备、最优控制、控制能力、反馈控制、消相干控制、纠缠动力学、动态解耦等多个方面。智能控制方面，在模糊不确定性理论、复杂系统的模糊控制与稳定性分析、神经网络控制、智能优化等方面都有重要贡献。模糊不确定性理论对于主观上的不确定事件，给出了不确定变量的期望值、不确定变量的关键值、不确定事件测度的定义，并将它们应用于机器学习、系统控制和管理等问题。自模糊集合诞生至今，模糊控制作为一种有效的非线性控制方法受到了广泛关注和应用，模糊控制器形式常见的有模糊逻辑控制、模糊PID控制、神经模糊控制、模糊滑膜控制、自适应模糊控制及基于T-S模型的模糊控制等。模糊控制系统的稳定性分析，是模糊控制领域一个持续研究的课题。现有的结果，主要是在前有理论基础上，提出放松稳定性条件，并将模糊控制的概念引入网络控制系统。在神经网络控制方面，主要利用神经网络对非线性系统的逼近能力和特性，与一些控制算法相结合，探讨复杂系统的建模与控制问题。智能优化方面主要是结合模糊推理和神经网络自适应为主的模糊神经控制，并结合智能算法实现对算法的优化。智能机器人技术方面，除了在机构、视觉及传感系统、运动建模、规划与导航等提出一些新的设计和改进的算法外，中国学者在救灾救援机器人、网络环境机器人、医疗机器人、仿生机器人、飞行机器人、仿人机器人、人-机器人交互等方面取得了重要进展。在控制的应用方面，智能控制理论在电力系统调度、发电机励磁控制、风电场功率预测等方面已有初步应用。在多智能体与网络控制方面，研究涉及复杂系统与系统复杂性理论、混合系统与多模态切换、多智能体系统及网络控制。

1.2 模式识别与智能控制

随着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起，人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。模式识别在20世纪60年代初迅速发展并成为一门新学科。在生物信息学方面，在高通量组学数据的处理、计算基因组学的研究、医学群体遗传学中的生物信息学、蛋白质功能结构与亚细胞定位上、生物分子网络的构建与分析等方面有了重要进展。机器学习与数据挖掘方面，研究涉及提高学习系统泛化能力、样本标记问题、降维与度量学习、数据挖掘、在视频与图像分析方面的应用。脑—机接口就是要实现生物脑与电脑之间的直接对话。基础理论研究与实验研究并重是脑—机接口研究的重要特点。脑—机接口研究是一个全新的领域，许多方面的问题还有待于深入地研究。在医学信息学、分子影像方面，多模态分子影像成像理论方法与关键技术、分子探针与药物研发、分子影像验证与应用是现在的研究热点。

1.3 系统工程

系统工程是实现系统最优化的科学。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。在工业过程建模方面，研究主要涉及过程建模方法与应用及面向高端应用的工业建模技术与软件。在生产调度优化方面，随着经济全球化进程的加快和计算机技术的提升，结合实际生产背景的生产调度问题优化理论与方法成为自动化学科的研究热点。公共安全应急管理决策的研究主要集中在公共安全应急决策的理论、方法和技术上。在信息服务的研究上，在服务组合、服务计算环境、服务部署与调度、服务计算模式/模型、数据集成等关键问题上都有了较大的进展。智能交通系统是解决目前城市交通拥堵、气体和噪声污染的主要途径，目前主要的研究领域集中在先进交通分配和出行诱导技术、城市高速路与普通路网集成交通控制、交通分配与交通控制一体化研究以及交通信息获取与服务系统的研制。

1.4 导航、制导与控制

导航、制导与控制学科一直突出为国防、航天服务的特色，注重理论与工程实际的结合，重视高素质人才的培养，建立起一支梯队结构合理、学术方向稳定、能打“硬仗”的科研队伍。半个世纪里，导航、制导与控制学科先后开辟出导航技术、飞行控制、精确制导等研究方向。在导航技术方面，研究涉及卫星导航、惯性导航及惯性基组合导航。在飞行控制方面，国内飞行控制研究领域取得了丰富的研究成果，在飞行控制理论的改进和完善、先进飞行控制技术的研究与探索以及飞行控制技术在航空器、航天器和临近空间飞行器的应用方面都取得了长足的进展。在精确制导技术方面，研究的主要内容包括高精度导引控制技术和精确探测技术。高精度导引控制技术主要体现在制导控制规律的设计方面，而精确探测技术主要体现在各类导引系统探测技术的发展史上。

1.5 检测技术与自动化装置

检测技术与自动化装置是将自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理、机械等多种学科、多种技术融合为一体并综合运用的复合技术，广泛应用于交通、电力、冶金、化工、建材等各领域自动化装备及生产自动化过程。检测技术与自动化装置的研究与应用，不仅具有重要的理论意义，符合当前及今后相当长时期内我国科技发展的战略，而且紧密结合国民经济的实际情况，对促进企业技术进步、传统工业技术改造和铁路技术装备的现代化有着重要的意义。在检测技术上，超导材料、稀土功能材料等功能材料新领域，功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，在低烧磁料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化。在动态系统的故障诊断技术方面，研究涉及基于模型的故障诊断技术及基于数据的故障诊断方法。

2 我国控制科学与工程学科发展趋势与展望

2.1 人才的培养和支持

由于我国控制科学与工程专业的毕业生长期以来供不应求，目前，设置该专业的院校逐渐递增。要注重培养学生的动手能力，多和实践结合，走出应试教育的桎梏。需要有人才成长的土壤，尽可能为科研人员提供良好的科研条件。需要加大国内外交流，提供交流的机会。总之，需要为人才的培养创造全方位立体的支持环境。

2.2 加大基础理论投入

我国自动化学科的发展的劣势主要是基础理论投入不足，要想改进这一点，需要从国家层次上进行引导，制定相关政策，鼓励科研院所和高校加大基础理论研究，经济允许的情况下加大资金投入，协调各个科研机构，发挥各单位优势，争取在基础理论上取得重大突破。

3 结束语

数代人的持续努力，使我国的经济保持高速增长的态势。一个国家的发达程度往往和科技水平成正比，科技会促进社会经济的发展，而经济的发展又会对科技发展提供支持。随着经济的发展，我国对自动化学科的研究将更多的转向基础理论的研究和新兴交叉方向的研究。也正是以此作为突破口，我国才更有可能在21世纪达到并且引领世界先进水平，成为自动化科技强国。

注：黑龙江省学位与研究生教育教学改革研究项目——自动化领域研究生培养质量保证体系研究与实践资助；哈尔滨工程大学2012年教育教学改革研究项目——自动化特色专业建设的探索与实践