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關鍵詞:生物技術 產業發展 問題 對策
1.生物技術概論:生物技術概論生物技術是現代生物學發展及其與相關學科交差融和的產物,以DNA重組為核心的生物技術基因工程,融合了其他相關技術,涉及的領域有細胞工程、生化工程以及微生物工程等。運用生物科學技術可以利用生物體來生產制造產品。盡管生物技術在七十年代才被正式提出,但是遠古時代的神農氏卻早已將植物應用到醫藥上面。雖然那時沒有生物技術的概念,但生物技術卻已經滲透到人們的日常生活之中。
一直以來,我國都把生物技術作為重要的科研項目,以促進生物技術產業的快速發展。與此同時,國家和政府都花費大量心血投入到生物技術當中。因此,我國在生物技術產業方面取得了巨大的效益,更值得驕傲的是能夠獲得產品的知識產權。通過轉基因工程將某些具有內在聯系的新基因組合在一起,使新表達系統能夠運用更廣泛。利用新基因生產的數十種藥物已經成功地應用到醫藥產業之中。轉基因雜交水稻、棉花、番茄等等轉基因技術嫻熟,已經進入市場,實現了生物技術產業生產的目的。
動植物新品種、基因治療和蛋白質以糧食增產和藥物產業發展為核心目的,并通過深入的研究開發,為高技術生物產業的誕生打下了堅實的基礎,并推動了我國轉基因發展的前進腳步。
2.生物基因工程行業發展現狀:首先,隨著生物工程技術的迅速發展、不斷地成熟和完善,涉及的產業領域也越來越廣。自我國生物技術發展以來,通過轉基因生產的產品銷售產值呈不斷上漲的趨勢。從80年代到2000年,平均每年增長33.58%。
其次,生物技術產業取得了重大成就。隨著科學技術地不斷進步,技術對人類的影響也日益重要。生物信息學、轉基因技術、克隆技術、基因治療與細胞治療等生物技術,不僅有利于改進產品,對人類生命安全也起著重要作用。
最后,生物技術企業持續斷發展并逐步壯大。科學技術在產業生產中無疑是最核心的有利武器,而生物技術的發展趨勢良好,而具有更廣闊的發展空間。很多企業便抓住契機,開始從事生物技術產品的研究和開發。生物技術的企業規模不斷壯大,企業之間的競爭也越來越激烈,從容觀上促使企業改進生產技術。從而推動生物技術地不斷發展。
3.生物技術產業發展存在的不足:首先,我國生物技術的發展受儀器和設備的限制,技術還不夠完善,而且缺乏獨立研發和開拓市場的能力,無法僅依靠自主的能力開發新產品而獲得知識產權。而發達國家不僅科學技術發達,而且有充足的設備及所需的產業生產條件。目前,我國最重要的問題是如何提高企業的產業化能了。我國只有將研發成果轉變成實際的生產力,才能從本質上提高產業化的能力。
其次,投入過少,無法提高更廣闊的投入渠道。生物技術產業是新興的高收益產業,但存在著各種風險。要取得高收益,必須高投入。所以,首要的問題是解決資金不足的問題。國家在投資生物技術生產的同時需要確保銀行貸款的可行性以及降低市場風險,為企業提供更多的資金渠道,同時政府應該為其提供優惠政策。目前,我國生物技術企業資本融通渠道只有五種,而且在某種程度上打擊了創業者的積極性。
最后,缺乏產業化技術人才,研發成果和產品不能互通。任何產業的發展都離不開技術人才,但是生物技術生產培養人才周期長,且優秀的人才大多選擇在國外發展,造成國內人才的匱乏。因此,實驗室很難生產出優質產品。
4.針對生物技術產業發展的現狀提出的策略:首先,健全和完善管理體制。必須依據其自身的發展狀況和其他各種因素綜合考慮而建立相關制度和體制,還應運用國家對企業的優惠政策,進行內部調整,從而使企業得到最優的發展狀態。在我國生物技術企業缺乏人才、設備和技術的情況下,借用政府和市場的調節方法,增強企業內部的凝聚力,使個方面的優勢條件有效地結合,形成一個整體。此外,還應組織國家管理監督機構,在企業的生產運行中起督促的作用,并對企業的運營模式,提出合理的建議,并協助企業制定管理體制。
其次,進行戰略布局調整,加強企業核心凝聚力。根據當前國內生物技術產業和其發展情況,結合現有的國家級高技術產業開發區,可以選擇投資環境好、技術力量比較雄厚并且已經有一定的生物技術基礎的地區作為產業化基地,對于這些產業基地給予更大的優惠政策和稅收扶持政策。與此同時,要培養專門的企業人才,成立專門的開發生產機構。目前我國在生物技術領域已經有很大的成就,但是在研究和開發環節中,還是存在相當大的缺陷。因此,下大力氣建立一支強大的研究開發隊伍,是勢在必行的。
21世紀被公認為是生命科學的世紀,生命科學在農業可持續發展、能源開發、人類健康、生態平衡等領域發揮著重要的作用。近年來生命科學成為科學大系統里最有競爭力的帶頭學科,引領著世界科技經濟的快速發展。因此,世界主要國家都把發展生物科學和生物技術作為基本國策。21世紀世界各國在高科技領域的競爭歸根到底是高素質人才的爭奪和競爭,在這一歷史時期,高校非生物專業開設生命科學課程是新世紀高等教育發展的需要,是歷史的必然。作為21世紀的大學生,如果不懂得一點生物學的知識,成為所謂的“生物盲”,將無法適應以生命科學和信息科學為特征的知識經濟飛速發展的要求。加強生命科學教育,普及生命科學知識,有利于個人形成正確的人生觀、世界觀,有利于樹立良好的健康觀念,提高環保意識,增強學生的社會責任感,促進社會的發展與穩定。因此,在民航院校開設《生命科學概論》對民航人才的培養模式具有重要意義。高等教育應該是在更高層次上的以整體素質教育為主,有一定專業方向的高層次整體素質教育。《生命科學概論》是一門融合基礎知識與前沿進展相結合的綜合性課程,是當今高校進行素質教育的重要內容。世界著名大學,如哈佛、劍橋和斯坦福等,早在20世紀80年代就在全校開設類似生物學課程,1995年以來,清華、北大、上海交大等重點理工科大學也陸續把《生命科學概論》列為非生物類專業的限選或必修課程,北京航空航天大學和南京航空航天大學近年來也面向非生物專業開設《生命科學導論》的公修課。隨著航空航天事業的飛速發展,生命科學技術在航空航天領域的應用越來越廣泛。為發揮航空器整個系統的效率,提高其安全性和可靠性,利用生命科學技術開展航空人因工程研究,開展在航空環境下飛行員的行為及作業工效研究,弄清飛行員與航空器在航空飛行環境下的相互作用與相互關系,提出航空器飛行器的適人性設計要求、安全救生與防護措施、評價方法以及人員的選拔與訓練方法等,使人、航空器及其所處的飛行環境有機協調與配合,探討航空環境對航空人員健康的影響機制及對抗措施,為航空工程提供理論基礎和技術支撐,這些將大大促進民航事業的快速發展。因此,在民航院校開設《生命科學概論》,增加了學生對生命科學知識的了解,尤其是對人體自身的了解,將有利于學生發展仿生的設計思路,落實“以人為本”的根本原則;有利于拓寬學生知識面,改善知識結構,提高學生綜合素質,將來更好地為民航服務。
二、非生物專業開設《生命科學概論》公選課的教學內容
中國民航大學是一所以工為主,理工結合,集管理學、經濟學和法學等學科全面發展的綜合性行業院校,在校學生均為非生物專業。學校利用航空醫學研究所的師資力量從2006年開始給全校本科生開設自然科學類公共選修課《生命科學概論》,深受學生歡迎,每學年選課人數達到800人。向非生物學專業學生開設《生命科學概論》課程的教學內容定位于“基礎性、系統性、趣味性和學科交叉性”,從介紹生命科學基礎知識的物質基礎入門,衍射到生命活動的基本單位———細胞,從細胞到細胞工程;從生物物質代謝深入到生物遺傳的本質———基因,從基因到基因工程,直至現代的分子生物學技術,從分子水平上闡述生物的奧秘;同時還從動物、植物、微生物等不同的生物類群上描述生物的多樣性以及生物與環境的關系,通過科學性、趣味性、學科交叉性和貼近生活性的內容介紹生命科學領域的最新進展以及與我們人類自身生存和健康方面的相關知識,使學生的生命科學素質得到提高。講授內容在注重系統性的基礎上包含了最新的科技前沿、最廣泛運用的生物學技術手段、最熱點的人類疾病、最新的交叉學科等等。我們密切關注科技最新動態,把其中反映生命科學和生物技術最新進展的內容及時移植到我們的教學中去。例如:在“遺傳”部分介紹癌癥、糖尿病、高血壓等現代慢性疾病在遺傳方面的研究近況;在“病毒”部分介紹SARS、H7N9等疾病的致病機理、防治途徑和治療方法;在“免疫系統”介紹艾滋病的基本知識及預防;在“環境”部分介紹日本福島第一核電站泄漏等。這些“時尚”新內容很受學生歡迎,讓學生了解生命科學,激發對生命科學的興趣。
三、非生物專業開設《生命科學概論》公選課的教學方法
1.采用多媒體教學手段加強學生的感性認識
《生命科學概論》教學內容龐雜、信息量大、知識難點多。所謂“百聞不如一見”,直觀的東西更易于接受、理解和記憶。利用多媒體教學,通過圖文聲像并茂的組合方式講授課程,將書本知識化靜為動,化虛為實,化抽象為直觀,不僅增加了課堂的教學信息量,提高了學生學習效率,而且增強了學生對知識的理解及方法的運用。另外,可在課堂上利用多媒體設備播放一些生物學相關影像資料,給學生更為直接的視覺感受。例如播放科教片《人類消失之后》,讓學生充分理解人類和大自然和諧相處的重要性。
2.開展課堂主題演講激發學生的學習興趣
為了激發學生學習的主動性,提高課堂教學的參與度,了解生命科學的研究進展,我們組織開展了課堂專題演講的研究性學習活動。教師初步確定當前生命科學重要前沿問題的題目,如生物芯片、基因工程、干細胞、生態與環境可持續發展、轉基因食品等,把學生按5~6人一組分組,每組確定一個主題,學生通過網絡和圖書館查閱相關文獻資料,小組討論寫成小論文,并做成幻燈片在班上交流演講。這樣增強了同學之間以及同學與老師的溝通交流,活躍了課堂氣氛,充分鍛煉了學生的文獻檢索利用、團隊協作、論文寫作和口頭表達等綜合能力,收到了良好的效果。
3.引入社會熱點問題,開展辯論賽,提高學生理論聯系實際的能力
科技是一把雙刃劍,生物高科技的發展給人們的生活帶來舒適快樂,同時也給人們帶來了很多的困惑甚至危機。人們在開發利用生物技術時,有可能出現意想不到的安全問題,生物技術的誤用以及生物技術的非道德應用也可能帶來很大的安全隱患。這些與生命科學有關的熱點問題具有鮮明的時代性和綜合性,學生對這些熱點問題的探討有利于增強他們的科學敏感性和社會責任感,以培養他們捕捉信息、分析事物的能力。首先,教師初步確定當前生命科學具有爭議性的熱點社會問題,如食品添加劑的利與弊、克隆人的利與弊、轉基因食品的利與弊、垃圾焚燒的利與弊、安樂死是否應該合法化等。學生通過分組每10個人一組,每2組自由選擇一個辯論主題作為正方和反方進行辯論,每個班級推舉一名主持人來主持辯論賽。通過辯論賽,增強了學生之間的團結、合作、競爭、進取的意識,為學生提供了一個思考和展現自我的平臺,并讓學生對科學研究有了更進一步的認識,大大提高了學生理論聯系實際的能力。
4.多元化的考核方式
學生的課程成績由平時成績和考試成績組成,其計算方式為:最終成績=平時成績(占30%)+期末開卷考試成績(占70%),其中平時成績的考核主要由課堂出勤(占10%)、課后作業(占10%)以及課堂小論文(占10%)三部分內容構成,期末考試成績采用撰寫課程論文和期末理論考試相結合的方式。這種多元化考核方式不但評價了學生參與教學活動的態度、完成作業的質量,又考查了學生對知識的了解和掌握程度,同時多元化的考試方式也增加了學生的學習興趣,減輕了學生的思想壓力,且避免了少數學生平時不學習,通過考前突擊準備獲得較高分數,導致課程成績不合理的情況發生。
四、思考與建議
1.生物技術引領世界新科技革命正在加速形成
生物技術是在分子生物學基礎上建立的、為創建新的生物類型或新生物機能的實用技術。具體而言,生物技術包括植物轉基因技術、動物生物技術、農作物的分子育種技術、納米生物技術、重要疾病的生物治療等。隨著人類基因組測序、人類染色體破譯、水稻基因組測序、破譯老鼠基因組、轉基因動植物研究、干細胞研究、生物技術在病毒檢測及疫苗研制中的應用、克隆技術等國際生物技術領域取得了一系列突破性進展。生物技術在醫藥、農業、環保、食品、化工等行業,具有廣闊的應用前景。
據統計,全球生物藥品市場規模1997年為150億美元,2000年為300億美元,2008年將達到800多億美元。在農業方面,盡管人們對轉基因食品存有疑慮,但從1996年商業種植轉基因作物以來,全球轉基因作物的種植面積仍然增長了30多倍,2001年已達5260萬公頃。據分析家預測,轉基因食品的銷售額2010年將達到250億美元。生物經濟的另一基礎是人類基因。由于繪出了人類基因組圖譜,基因藥物可以使幾千種基因病癥預防、緩解和治愈的可能性大大提高,因此有人說,一條基因就能形成一個產業。到2020年,利用基因重組技術研制的新藥可能會達到3000種。
生物技術已經成為現代科技研究和開發的重點,生物技術已經成為一個新的經濟增長點,其增長速度大致是在25%~30%,是整個經濟增長平均數的8~10倍左右。生物技術引領的新科技革命正在加速形成,生物科技的重大突破正在迅速孕育,將催生新的產業革命。歷史經驗證明,這一時期是發展中國家把握歷史契機,發揮后發優勢,實現跨越式發展的重要戰略機遇期。這也正是是我國生物產業發展的重要戰略機遇期,為我國發揮后發優勢、實現跨越發展提供了歷史性機遇。
2.中國必須抓住世界生物科技革命和產業革命的機遇,將生物技術產業培育成為我國高技術領域的支柱產業
生物產業作為21世紀新興戰略高技術產業,已成為世界各國競爭的制高點。中國政府高度重視生物產業發展。2009年6月,國務院常務會議討論并原則通過《促進生物產業加快發展的若干政策》。會議認為,必須抓住世界生物科技革命和產業革命的機遇,將生物產業培育成為我國高技術領域的支柱產業。以生物醫藥、生物農業、生物能源、生物制造和生物環保產業為重點,大力發展現代生物產業。《促進生物產業加快發展的若干政策》的頒布,標志著我國生物產業已步入快速發展期。
中國生物產業規模近年來不斷擴大。首先,生物醫藥穩步增長,經濟效益大幅增加。2000-2008年全國醫藥工業產品銷售收入年均增長達20.45%。2008年生物醫藥產業抗風險能力表現突出,繼續保持高速發展態勢,全年醫藥工業實現產值8666億元,同比2007年增長25.52%。中國生物產業總規模超過萬億元,生物產業正在成為中國高技術領域新的增長點。生物技術是中國與發達國家差距相對較小的高技術領域,中國具有發展生物產業的技術基礎和巨大市場需求,大力發展包括基因技術在內的現代生物產業,是培育新的經濟增長點、提升中國產業國際分工地位和保障國家長遠發展的需要。
3.河南省生物產業地方特色突出和發展優勢明顯
河南省生物質資源非常豐富,生物及新醫藥產業基礎比較雄厚,在部分領域居于國內領先水平。在國際化、產業化、集聚化的總體要求之下迅速做大做強河南生物及新醫藥產業,將其打造為帶動河南省經濟發展的新興支柱產業,對推動河南省產業結構升級和經濟社會發展具有重大戰略意義。
河南省生物資源豐富,糧食年產量突破1000億斤,擁有植物3830余種,動物418種,中藥材資源豐富,藥用植物1963種,擁有焦作四大懷藥、新鄉金銀花、濟源冬凌草、南陽山茱萸等特色地道中藥材享譽海內外。初步測算,2008年我省生物及新醫藥產業總產值已經超過600億元,其中全省醫藥制造業實現工業總產值和增加值分別達到484億元和150億元,同比增長35%和27%,分別高于全國平均增幅10個和9.9個百分點;實現利潤47億元,同比增長27%,是全國增長最快的省份之一。我省醫藥制造業總產值已從2000年居全國第14位,2005年全國第9位,躍升至2008年的全國第5位、中部六省第1位。以生物醫藥為代表的生物及新醫藥產業已經成為我省高技術產業中所占比重最大,帶動河南高技術產業快速發展的重要產業。
根據《河南省生物及新醫藥產業(2009-2020年)發展規劃》,河南省重點發展生物制藥、生物農業、生物化工、生物能源和生物技術研發服務業、醫藥研發外包服務等。緊緊抓住生物科技革命和產業革命機遇,充分發揮我省生物資源、產業基礎等優勢,堅持走特色化、產業化、集聚化、國際化的發展道路,鞏固和加強生物農業的優勢地位,加快推進生物醫藥轉型升級,把生物化工作為實現跨越發展的突破口,力爭通過10年左右的努力,將生物及新醫藥產業培育成為我省的新興支柱產業,主要經濟指標躋身全國前3位,使我省成為自主創新能力強、具有國際先進水平的生物農業基地,成為國際知名、國內一流的生物醫藥產業基地,成為全國規模最大、具有國際競爭力的的生物化工基地。
二、生物技術特色專業建設的重點內容
根據《教育部財政部關于實施高等學校本科教學質量與教學改革工程的意見》(教高〔2007〕1號)和《高等學校本科教學質量與教學改革工程項目管理暫行辦法》(教高〔2007〕14號)的規劃,建設高等學校特色專業是優化專業結構,提高人才培養質量,辦出專業特色的重要措施。充分認識生物產業發展的急需,高度重視生物技術特色專業的建設工作,大力加強課程體系和教材建設,改革人才培養方案,強化實踐教學,加強教師隊伍建設,緊密結合國家、區域經濟社會發展需要推進生物技術專業建設,切實為同類型高校生物技術及相關專業和本校的專業建設和改革起到示范和帶動作用。
1.修訂、完善人才培養方案,整合課程內容,優化課程體系
(1)根據對社會發展、學科發展和人才需求的分析,以現代教育思想和教學觀念為指導,通過廣泛調研,圍繞如何提高生物技術專業畢業生從事科研、開發、生產管理工作等綜合素質,提出修改完善人才培養方案的思路。(2)強化生命科學基礎理論知識的傳授,調整理論教學與實踐教學的學時比例,適當增設拓展生命科學研究方法、促進實踐能力提高的課程,增加生命科學學科前沿知識介紹,拓寬知識面,提高人文綜合素質,使人才培養方案和人才培養模式進一步科學、合理。加強專業基礎課教學。根據本專業的特點,增設了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程工藝原理等專業基礎課,從而使學生較系統的掌握本專業所必須的技術基礎理論知識和技能,符合“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、廣適應”的新型人才培養模式。要求本專業畢業的本科生有較扎實的生物學基礎,掌握生物技術的基本原理和一定的實驗技能,了解國內外生物技術研究及發展動向,能適應生物技術教學、科研、開發及管理等崗位的工作。(3)根據教育教學改革和人才市場對生物科學類人才的需求,整合相關課程內容、調整知識結構、加強專業知識內容的銜接,將學科新知識、新理論、新技術和新方法充實到教學內容中,修訂和完善課程教學大綱、實驗大綱、教學實綱及生產(教育)實綱。增設選修課,拓寬專業口徑,以適應市場需求。選修課有生物制藥工藝學、天然產物制備技術、環境生物技術、基因工程育種、生物工業下游技術等。針對不同的專業方向,使學生系統掌握好專業基礎知識后,通過多選課拓寬專業基礎,淡化專業意識,不斷提高自身素質與能力。(4)針對生物技術專業培養目標和河南省經濟發展特點,構建“基礎扎實,知識結構合理完善,實踐能力和業務技能明顯提高,科學精神、人文精神、創新精神整體發展,具有優勢市場競爭力”的生物技術類人才培養模式。根據學科特點和學生的不同學習階段,有計劃、有重點的吸納所有從事專業教學的教師、相關職能部門人員、生產實踐和教學實習單位骨干等共同參與到人才培養工作中。對理論課程體系和實踐教學環節進行合理規劃,通過學科專業概論、入學教育、本科生導師制、學科專業專題講座等環節,強化專業思想,加強基礎理論和實踐技能訓練,構建具有鮮明城市特色的生物技術類人才培養體系。
2.改革教學方法和教學手段
(1)提高課堂教學效率,引領學生自主學習。根據課程性質和教學內容積極開展多媒體輔助教學和網絡教學,充分利用網絡資源引導學生自主學習,培養學生獲取信息以及對信息進行分析、加工和綜合概括的能力。(2)積極倡導并嘗試體驗式教學、探究式教學等教學方法,通過研究性學習、自主學習、合作學習等多種形式,組織學生積極開展創新性實驗和實踐,開展社會實踐調查,參與科學研究,全面提升學生的創新能力和實踐能力。(3)改革課程考核方式,根據不同的課程性質采用不同的考核方式,采取理論筆試、實驗方案設計、實際操作、課程論文、課程討論答辯等多種考核方式,全面促進學生學習能力的提高。(4)定期開展學術報告、學生讀書論壇、演講比賽、實驗技能大賽等系列活動,拓展學生的知識面、提升學生的綜合素質。
3.加強師資隊伍建設,形成一支了解社會需求、教學經驗豐富、熱愛教學工作的教學團隊
(1)積極完善梯隊結構,科學合理的配置教師資源,建立健全師資培訓制度,加大中青年學術帶頭人和骨干教師的培養力度,鼓勵和支持中青年教師攻讀博士學位,進一步加強師德建設,全面提高教師隊伍的整體素質,以保證專業建設的可持續發展。(2)完善生物技術系活動制度,通過活動提升教師的業務能力和教學研究能力;加強對教學內容和方法手段的研究,形成人人參與教學研究的氛圍。(3)建立專業課教師的“傳”、“幫”、“帶”制度,通過老教師的指導,扶持青年教師盡快走上教學和科研軌道。通過建設,形成學科齊全、發展均衡、優勢互補,具有較強學術競爭力的教學團隊。
4.加強實踐教學
(1)依托鄭州大學生物基因工程技術中心的籌建,結合本專業較強的科研實力,加強生物技術專業類人才的實踐能力培養。(2)增加設計性實驗和綜合性實驗的比例,加強對實驗的指導,提高實驗課效率,培養學生的動手能力和創新能力。(3)建設生物學實驗技能實訓平臺及實踐技能實訓實驗室,2年級選擇優秀學生提前進入各個科研實驗室,加強科研、生產實踐鍛煉及課堂教學基本技能訓練,提高生物技術專業的科研、實踐操作能力。(4)充分利用鄭州市的動植物資源及規模化的生物技術企業,建立1~3個專業課程實習基地。通過課程實習,訓練學生的基本技能和知識運用能力。(5)借助重點實驗室、實驗中心及學院較強的科研勢力,為本科生搭建參與科研活動的平臺。建立本科生優秀論文評選制度,通過本科生畢業論文、“挑戰杯”、創業計劃競賽等開展優秀論文評選活動,激發學生參與科研活動的積極性,培養學生的創新精神和實踐能力。
三、生物技術特色專業的建設
1.立足前瞻性,緊緊把握生命科學前沿,搶占國際競爭的制高點
人類基因組計劃對生物產業帶來巨大推動作用,國際生物技術領域取得了一系列突破性進展,研究成果主要方面包括:人類基因組測序、人類染色體破譯、水稻基因組測序、破譯老鼠基因組、轉基因動植物研究、干細胞研究、生物技術在病毒檢測及疫苗研制中的應用、克隆技術。因此,生物技術在醫療保健、農業、環保、輕化工、食品等重要領域對改善人類健康與生存環境、提高農牧業和工業產量與質量都開始發揮越來越重要的作用。近年來,生物技術已經成為現代科技研究和開發的重點,生物技術已經成為一個新的經濟增長點。生物技術引領的新科技革命正在加速形成,生物科技的重大突破正在迅速孕育,將催生新的產業革命。歷史經驗證明,這一時期是發展中國家把握歷史契機,發揮后發優勢,實現跨越式發展的重要戰略機遇期。這也正是是我國生物產業發展的重要戰略機遇期,為我國發揮后發優勢、實現跨越發展提供了歷史性機遇。
2.突出先進性,發揮優勢,服務國家和地方經濟技術建設與發展
河南省生物質資源非常豐富、中藥材資源豐富、生物及新醫藥產業基礎比較雄厚,在部分領域居于國內領先水平。以生物醫藥為代表的生物及新醫藥產業已經成為我省高技術產業中所占比重最大,帶動河南高技術產業快速發展的重要產業。力爭將生物及新醫藥產業培育成為我省的新興支柱產業,主要經濟指標躋身全國前3位,使我省成為自主創新能力強、具有國際先進水平的生物農業基地,成為國際知名、國內一流的生物醫藥產業基地,成為全國規模最大、具有國際競爭力的的生物化工基地。廣泛與省內科研機構科研聯合,創建一批生產實習基地,克服造成產學研脫節,創造有利于科技復合型人才培養的新機制,滿足產業發展高水平科研領軍人才、以及具備管理、技術和營銷背景的復合型人才的急需。
3.發揮示范性,抓住機遇,形成特色,培養生物高技術產業急需人才
[關鍵詞] 中藥學研究生;分子生物技術;知識結構;醫學教育
[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] C [文章編號] 1674-4721(2012)02(c)-0153-02
Improve the knowledge structure of graduates by strengthening the study of molecular biotechnology
WANG Lili DAI Liping CHEN Suiqing
Pharmacy College of Henan University of TCM, Zhengzhou 450008, China
[Abstract] In order to improve the knowledge structure, research and innovation ability of graduates who major in traditional Chinese medicine, a variety of ways and means were performed to enhance their study in molecular biotechnology, these ways include basic theory strengthening, experimental ability training, cooperation with enterprise etc..
[Key words] Graduate; Molecular biotechnology; Knowledge structure; Medical education
幾千年來,中醫藥已形成獨特的、系統的醫藥學理論,其中,中藥學傳統理論是中藥體系中不可或缺的重要組成部分,是中藥學教育的核心體系。但是如果我國的醫藥教育尤其是中藥研究生教育仍停留在傳統的中藥學知識教育的層面上,將會面臨知識結構落伍的困境。目前,大量在讀碩士研究生已逐漸成為中藥科技創新體系中的生力軍,因此,研究生教育關系到國家自主創新能力的提升,意義重大[1]。當今分子生物技術、基因工程技術的發展日新月異,為中藥的發展增添了新的驅動力。以中藥材為例,分子生物技術在中藥栽培、育種,建立動植物基因庫,稀缺天然成分的轉化,貴重藥材的分子鑒別,藥材的種質資源研究等方面取得了重大進展。因此,加強對現代分子生物學技術的研究,從基因水平上對中藥材進行分析和鑒別,是現代研究生需要掌握的一項基本技能。在《中國藥典》2010年版中已經收載了蘄蛇和烏梢蛇的聚合酶鏈式(PCR)的鑒別方法[2],由此可見,生物技術已經成為中藥研究生教育的必修課。為了培養和促進研究生對現代生物技術的掌握,本研究室為中藥學專業研究生開辟了多條途徑,以期能夠完善其知識結構,提高其科研能力和水平。
1 加強基礎生物學課程的學習
由長期在科研和教學一線工作的教師來進行《現代生物技術》、《分子生藥學》和《生物工程技術概論》等基礎課程的講授,注重基礎理論知識和基本理論的講解。由于生物技術發展迅速,時效性較強,任課教師應及時查閱國內外該學科的新進展、新技術、新方法,并對這些新技術、新方法進行大致分析與介紹,突出其在中藥研究中的意義,盡可能使課程內容與最新的前沿研究同步,使研究生盡可能接觸最新的研究進展,拓寬科研思路。同時,本學科的發展和分子生物技術的結合應該作為重點內容來講述。以中藥質量標準為例,分子生物學手段特別是DNA分子遺傳標記技術,可從分子水平鑒別藥材主流品種及其種下等級的遺傳背景差異,為生藥品種標準化提供先進可行的方法和穩定可靠的標準,進而為中藥質量標準規范化奠定堅實的基礎。近年分子診斷技術也廣泛應用于生藥的鑒別中,限制性片段長度多態性(RFLP)分析、隨機擴展多態性DNA(RAPD)分析、擴增片段長度多態性(AFLP)技術等的出現,為生藥的鑒別特別是貴重藥材的鑒別提供了分子水平的依據。與此同時,應該培養研究生的閱讀能力,為其介紹國內外一流的分子醫藥學期刊及網站,加強其文獻檢索的能力,擴大其眼界和知識面。
2 通過多種途徑,培養研究生的動手能力
動手能力是科研能力的重要保證之一,是實驗研究能力和實驗創新能力的基礎。為了提高研究生的實際操作能力,使研究生在理論學習階段提前進入實驗室進行實際操作訓練。本校中藥學實驗室開展了分子中藥鑒定、細胞培養等多個方向的研究生課題,使研究生在學習理論知識的同時,了解PCR擴增、蛋白質電泳、植物愈傷組織培養、細胞培養等的基本原理和操作規程,從而提高理論和實際動手能力,在實際操作中,發現問題,解決問題,提高科研能力和水平。以PCR擴增為例,首先需要了解微量移液器、PCR擴增儀等儀器的使用方法,該實驗實際操作過程繁瑣,試劑種類較多,試劑量是以微升進行計量,加入量有時肉眼難以看到,對操作者要求較高。因此,必須對研究生進行實驗操作規程和技能的訓練,培養其觀察和分析問題的能力,使其能夠獨立解決實驗過程中出現的異常現象和問題,增強科研實踐和創新能力。
3 加強與外單位科研院所合作交流
定期選派研究生赴中國醫學科學院等合作單位進行中藥生物工程技術方面的學習與交流,鼓勵和支持研究生參加高水平學術交流活動,為研究生提供更多更優質的創新平臺與機會。充分利用校外優質資源, 擴大學校與政府、科研院所、企事業單位的研究生聯合培養,加強教育科研資源的整合,科學發揮科研中心的高層次教育功能,加強與生物醫藥公司的合作,形成產、學、研一條龍,共同培養中藥行業需求的高層次應用型、復合型人才。
4 組織研究生到生物制藥企業、農業生物園區等參觀見習
為了使研究生加深對生物藥品生產過程的了解,應該組織研究生到生物制藥企業進行參觀見習,提供企業和研究生深層次交流的機會。通過這樣的交流,研究生可以更多的了解企業需求,針對企業生產過程中需要的知識進行學習調整,使研究生明確如何適應企業要求找到適合自己的崗位,為以后順利就業打下基礎。企業也可以把技術革新等方面的需求反映給研究生,增強研究生的創新實踐能力,為其研究思路指明方向。通過參觀學習,可以開拓研究生的思維,刺激其學習興趣,增強其在實用技術方面創新的能力。這樣既增加研究生的就業機會,也使企業得到充足的人才儲備,達到校企雙贏。
研究生學習階段的一個重要任務就是拓寬研究視野,結合自己的研究方向及時更新和調整知識結構,及時把握本學科發展的大致方向與研究方法。隨著現代生物工程技術的發展,一批新興的交叉學科應運而生,中藥的研究也面臨著諸多挑戰[3-4],生物工程技術發展使中藥栽培、中藥鑒別等達到了分子及細胞水平,因此,加強分子生物技術的學習,對中藥學研究生知識結構的構建有著重大意義。
[參考文獻]
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[3] 肖培根,王永炎. 加速中藥研究的創新步伐[J]. 中國中藥雜志,2010, 35(16):1047.
近幾年來,生物制藥產業已成為最活躍、發展最快的產業之一,社會對生物技術制藥人才的需求也日益增加。如何增強生物技術制藥課程的教學效果,培養富有創新精神和具有實踐能力的高素質的生物技術和藥學復合人才,是廣大藥學教育工作者所關注的問題之一[1]。生物技術制藥課程著重討論應用基因工程、抗體工程、細胞工程、酶工程、發酵工程等技術研制新藥的原理和方法,突出“生物技術”與“藥學”的有機結合。課程涉及的知識面廣、內容多、更新速度快。筆者近幾年針對四年制藥學本科專業生物技術制藥教學的特點,不斷改進教學內容和教學方法,取得了良好的效果。
1 教學內容
1.1 不斷更新教學內容,讓學生經常接觸到學科的前沿知識:現代生物技術和制藥技術的發展日新月異,要使學生學到最新的有用知識,必須不斷更新教學內容,把最新的知識引入到教學中。教研室在結合高等教育出版社出版的《生物技術制藥》課程教材的基礎上,自編了輔助教材《生物制藥前沿》,并每年更新一次,著重用于擴展補充新知識。如在教學內容中增加了基因工程疫苗研制、海洋生物技術制藥、生物技術與靶向藥物開發、抗HIV新藥開發、藥物基因組學等專題。通過在教學中不斷補充新知識、新理論和新觀點,學生了解到當前生物技術制藥最前沿的知識,拓展了學生的知識面,加深了學生對學科重要性的了解,極大地調動了學生的學習興趣并培養了學生的創新能力。
1.2 融合相關學科內容:生物技術制藥是一門綜合性學科,生物技術制藥的學習涉及到細胞生物學、生物化學、免疫學等生物學科以及藥劑學、藥理學、藥物分析等藥學學科。因此,筆者在教學過程中,注重各個學科之間的密切聯系,引導學生復習相關學科知識,從而加深了學生對現學知識的理解,提高了教學效率。如在基因工程制藥中質量控制的教學中,筆者就融合了藥物分析、藥劑學、藥物化學等學科的相關知識。藥物的質量控制是藥物分析課學習的重點,主要包括鑒別、檢查、含量測定和穩定性研究,基因工程藥物的質量控制也是從這幾方面來入手的,但是基因工程藥物又有其獨特之處,對其質量控制的要求更加嚴格。筆者因此將基因工程藥物與化學藥物的質量控制做對比進行講述,如基因工程藥物的鑒別采用肽圖分析、氨基酸成分分析、部分氨基酸序列分析和二硫鍵分析等,而化學藥物則是用紅外、紫外、質譜和核磁共振譜進行結構鑒定,兩者比較教學,加深了學生對基因工程藥物的理解,同時又復習了化學藥物結構鑒定的知識。
2 教學方法
2.1 開展啟發式教學,引導學生進行科學思維[2]:在傳統教學中,學生被動地接受知識的灌輸,死記硬背,圍著考試的指揮棒團團轉,不利于培養學生的思維能力和學習興趣。開展啟發式教學,精講巧問,引導學生邊學邊想邊分析,并通過適時提問來激發學生的思維活動,培養學生的想象力和獨立思考、鉆研問題的能力,使教與學雙方緊密結合起來。針對禽流感病毒、SARS病毒等疫苗和藥物開發是目前生物技術制藥研究的一個熱點,筆者在授課過程中,積極引導學生運用生物技術制藥的基礎理論知識對禽流感、SARS等病毒感染治療性藥物和相關診斷試劑的開發思路進行分析。這種啟發式的教學方式加深了學生對PCR、免疫酶技術、免疫熒光技術的理解,培養了學生進行科學思維的能力。教學活動是由教與學兩方面構成,只有將教師的講授和學生的思維活動有機結合起來,學生才會對所學的知識記憶深刻;學生只有對所學內容表現出強烈的好奇心和求知欲,才會自覺地去思考。
2.2 充分利用現代化信息技術和教學工具,提高教學效率:隨著以計算機為核心的信息技術的快速發展,信息技術、計算機技術和教學的緊密結合將成為推動當前教學改革的強大動力[3]。筆者在備課時,充分利用各種信息資源庫,訪問各種電子化的課程資源庫,獲得直接相關的素材和資料;使用各種多媒體百科全書光盤(如“科學大百科”、“藥學大辭典”等) ,獲得圖文聲并茂的教學資料;通過網絡檢索圖書館的相關資源,或者直接訪問數字圖書館中的內容,獲得學科的最新信息(如生物技術的專業網站http://省略,醫藥專業網站http://省略等)。例如,筆者通過查閱國外的電子版教材,下載了質粒克隆的QuickTime動畫,在講授外源基因通過質粒載體在大腸桿菌中復制表達時,通過給學生看形象的動畫,加深學生對知識的理解。在講授cDNA合成及PCR擴增原理等內容時,筆者運用PhotoShop,Flash等繪圖及動畫軟件自己制作一些教學示意圖及動畫,給學生以形象的認識。當前現代生物技術發展迅速,運用集圖、文、聲于一體的現代信息多媒體教學模式,充分發揮現代信息技術的特點,擴充新的教學內容,使其直觀化、形象化,有助于學生對生物技術制藥知識的掌握,增強學習效果。
2.3 開展合作研討性教學活動:合作研討性教學是近年來廣受重視的教學方式,具有學生參與度高、啟發性強、趣味性濃、易于學生理解和掌握、利于學生綜合素質提高等優點[4]。筆者在教學實踐中開展了合作研討性活動,收到良好的效果。如在講授完轉基因技術制藥后, 筆者提出了“轉基因技術與食品藥品安全性”的研討論題,學生分為小組分別準備,組織方案,每個小組分配一名代表表達自己的答案和思路。討論時各個小組的代表各抒己見,相互評價,相互啟發,氣氛熱烈,促進了研討的深化。最后筆者根據學生的研討對論題進行總結和提煉,總結出轉基因食品藥品存在一定的安全隱患,需對其質量進行嚴格控制,引導學生形成概括性的理解。在討論過程中,要求學生對自己研討問題的思考做成Power Point演示文稿,使自己的表達更清楚、更有條理。同時,通過在講臺上講述,鍛煉了學生的口頭表達能力,提高了他們的綜合素質。
2.4 課堂教學與實驗教學相結合:課堂教學主要講解知識的理論框架、基本概論和原理,實驗教學則主要訓練學生的操作和動手能力,使學生對所學的理論知識有一個形象實際的認識。筆者在課堂教學過程中,通過給學生觀看部分實驗的多媒體錄像,加深學生對單調抽象的理論知識的理解,提高了學習效率。同時,在觀看錄像過程中穿插對學生進行提問,讓學生帶著問題想,帶著問題學,有針對性地進行學習,引導學生主動思考。一系列的教學實踐加深了學生對基本理論知識的理解,并且使抽象的理論變得更形象化,培養了學生的觀察力、分析和解決實踐問題的能力。
2.5 結合教研室最新科研成果,運用實例引導學生進行創新藥物的開發:幽門螺桿菌目前已證實是導致慢性胃炎、十二指腸潰瘍等疾病的主要病原菌,且被WHO組織列為一類致癌因子。教研室運用基因工程技術,針對幽門螺桿菌的特異保護性抗原,通過多年的基礎研究,研制出了國家Ⅰ類新藥“分子內佐劑胃病疫苗”。筆者結合這一課題,引導學生思考如何從復雜的病原微生物抗原成分中尋找并篩選具有特異的治療或預防效果的活性物質,如何運用所學的生物制藥的相關技術進行新藥開發的基本策略。同時,筆者結合對于新藥臨床前研究的基礎及經驗,引導學生運用已學習的藥理學、藥物化學、藥劑學等基礎理論知識,設計開發創新性新藥,培養了學生的開創性思維能力,對學生以后從事生物新藥的開發起到了很好的引路作用。
參考文獻:
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[2] 張 穎,閻 雷.高校專業課教學改革模式的探索和實踐[J].黑龍江高教研究,2001,6:35.
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