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中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2017)12-0100-02
教育部陽光高考網站2013年列出了因就業難被亮紅牌的全國十大專業名單,生命科學學院現有的4個本科專業中名列有3,即生物工程、生物技術和生物科學。因此,生物工程、生物技術和生物科學專業的教學改革和從根本上解決發展瓶頸已勢在必行。
一、專業現狀
生物工程和生物技術是近年來新興起來的學科專業,二者都包含著若干二級學科領域。其中,生物工程包括酶工程、蛋白質工程、糖工程、基因工程、發酵工程、胚胎工程、組織工程、細胞工程等;生物技術包括植物生物技術、動物生物技術、微生物生物技術、環境生物技術、農業生物技術、組織培養、繁殖發育技術等。對應每個二級學科領域,都有一系列的專業課程設置。內蒙古農業大學生命科學學院現有兩個工科專業和兩個理科專業,分別是生物工程和制藥工程,生物科學和生物技術。其中,生物工程和生物科學專業是生命科學學院最早設立的專業,屬于一類本科專業。生物技術和生物制藥是二類本科專業。目前我校的生物學一級學科掛靠生物科學專業。從2013年開始,我們實現了按類招生,從第三學期開始再進行專業選擇。
二、生命科學類專業存在的主要問題
目前生命科學類專業,尤其是生物科學和生物技術專業從在以下幾個突出的問題:(1)培養出的畢業生就業競爭能力差。這是一個全國性的普遍問題,不是個案。究其原因首先是這兩個專業在高校的專業設置中發展過快,遠遠超過了生命科學行業發展的需求。現在全國高校中沒有生物科學和生物技術本科專業的寥寥無幾。其次生物科學專業涉及的領域太過廣泛,涉及到了動物、植物和微生物,由于涉及領域寬導致專業不專,使畢業生的就業競爭力弱。(2)生命科學類專業在大學專業中實力不強。隨著生物技術的普及,生命科學面臨著與高校計算機專業外語專業等一樣的困境,它不再是一門只有專業人士才能掌握的技術,生物技術已經滲透到許許多多的領域當中了,例如農學、園藝、林學、獸醫、人醫、微生物等生命科學的范疇之中,而像內蒙古農業大學的專業設置中又有這些專業,這些專業又是非常接地氣的專業。從研究領域來看,在植物領域,生命科學學院是不到20人的團隊,而農學院光作物領域就是上百人的隊伍。所以生命科學學院在高校中,尤其是在我們這樣一個農業高校中的地位可見一斑。
三、解決方案
基于上述情況,要解決這些問題,需要我們對生命科學類專業中尤其是生物科學和生物技術二個本科專業進行專業定位,通過繼續加強師資隊伍建設和制定導向性專業課程教學模塊,推動同一專業學生根據興趣愛好、研究目標、工作意向在專業內向不同技術領域傾斜,從而使本科教育向目標化、專業化教育發展,在保證學生寬口徑教學的基礎上,推動學生的專業技能培養,從而提升專業競爭力和學術影響力。具體通過以下措施來實現。
1.專業定位。專業培養方案要跟上時代的發展和社會的進步,所以要解決生物科學和生物技術這兩個專業所面臨的困境,我們首先要進行這兩個專業的重新定位。定位之前首先要做的工作是:(1)收集全國相關高校生物工程和生物技術專業培養方案,結合各高校學術地位、專業優勢、地理位置、經濟環境等,比較分析其專業特點和專業定位情況;(2)比較分析生物工程和生物技術本科專業的特點、優勢、不足和國內所處的位置,結合自治區發展目標和經濟發展趨勢,圍繞自治區農牧林與生物產業需求,并結合自治區生產生活中的教育和科技需求,探討我校生物科學和生物技術專業定位目標,制定出符合時展和社會需求的生物科學和生物技術的專業培養方案。
2.強化師資隊伍建設。專業建設的基礎是師資隊伍建設,教師既是思想的啟蒙者,又是知識的傳播者,是教學第一線的主力軍,在教學、科研的工作中占有主導地位,擁有高水平的教師隊伍,才能培養出合格的人才。所以生物科學和生物技術專業加強建設的首要步驟是加強師資隊伍建設。在建設過程中要加強名師建設,加強學術帶頭人和學術骨干建設,加強青年教師的培養。在教師師資隊伍建設中不能是一個口號的問題,需要各級部門下大力氣,需要資金和配套設施的投入,需要師資培養部門務實事。強大的師資隊伍配合以科學的教學管理模式構成生物科學和生物技術的專業建設核心要素。
3.優化課程體系,推進模塊化教學。首先我們應該大力支持學校的關于優質教學資源的整合的倡議,把一些專業基礎課程例如動物學、植物學、生態學、動物生理學和植物生理學等課程整合到學校的優質教學資源中,由學校層面的平臺來開出。另外針對生物科學和生物技術專業涉及范圍過大,重點不突出,我們在強化專業課教學質量的前提之下,通過制定導向性專業課程教學模塊,推動同一專業學生根據興趣愛好、研究目標、工作意向在專業內向不同技術領域傾斜,從而使本科教育向目標化和專業化方向發展。配合生命科學類專業分類培養模式,建立模塊化教學。這個模塊化不能撼動教育部關于生物科學和生物技術專業定義的根基,所以可以在學生的選修課程中加入模塊化教學。例如加入馬鈴薯快速繁殖技術、食用菌栽培技術、轉基因技術、分子標記開發與應用、動物體細胞克隆技術等模塊,每一模塊由2—3門課程組成。要求學生按照模塊化課程進行課程選修。模塊化教學最大的特點就是將某一階段所要學習的知識點,以一定的載體為依托,將相關的知識點組合起來,形成一個知識模塊。它重視學生在學習過程中的實踐活動,注重學生學習能力的培養。雖然模塊化教學盛行已久,但是其在高職教育中應用比較多,也產生了積極的作用。但是在生物科學和生物技術專業中引入模塊化教學的高校還比較少。西北農林科技大學生命科學學院的生物科學和生物技術專業已經根據陜西地區與生命科學相關的經濟發展特點建立了模塊化教學特點,已經取得了顯著的成效,每年為太白酒業、天士力公司等相關的企業輸送了大量的人才。實踐證明生物科學和生物技術模塊化教學的引入將推動這兩個專業的建設,直接提高了生物科學和生物技術專業學生的就業競爭力。
十年磨一劍
中關村生命科學園于2000年由北京市政府批準建園,并于2001年3月全面開始園區建設,目標是以我國生命科學和生物技術研發以及產業化重大項目為依托,建成集生命科學研發中試、生物技術創新和產業化、企業孵化、產業聚集、風險投資、國際合作、人才培養于一體的世界一流的高科技園區。
生命園規劃占地總面積為249公頃。一期為中關村生命科學園,項目用地130公頃,定位于生物技術的研發、中試與生產,二期為中關村國際生命醫療園,規劃用地面積119公頃,定位于醫療服務產業。
經過十年積累,生命園成為生物產業專業園區的品牌已經建立,強大的產業聚集效應和整體競爭優勢逐步顯現,吸引了一批國際國內著名生物醫藥以及生物農業、生物環保領域的企業入駐。
截至2010年6月,入駐生命園的各類單位已達85家,至今,生命園已聚集了7家國家級研究機構、1家醫療機構、21家國際國內著名企業研發生產中心、12家生物醫藥服務外包企業、40余家中小型創新科技企業。目前園區內工作人員已近6000人。
談及生命園十年發展歷程,中關村生命科學園總經理郭利感慨良多:“中關村生命科學園在政府的關心和支持下,在入園企業的不懈努力下,已經從默默無聞發展到名聲鵲起,園區建設已經由一片荒蕪到如今生機勃勃。過去的十年,生命園走過了艱難的歷程,今天已經站到了一個新的臺階上。”
生命園十年所取得的成績可以用幾組數據來說明。
截至2009年底,生命園工業總產值21.3億元,同比增長24.6%;總收入31.96億元,同比增長41%;利潤總額5.5億元,同比增長323%;進出口總額3997.7萬美元,同比增長139%;研發投入4.4億元,同比增長175%。園區以研發創新為主,整體經濟總量呈現快速增長態勢。
此外,園區在自主創新方面的爆發力逐步顯現。據不完全統計,目前園區共有在研的國際國內開發項目146項,在國際著名刊物上66篇,園區內企業擁有600余項各種專利,自主知識產權技術167項,承擔國家863、973和國家自然基金委等項目25項。這種創新能力優勢正逐步向產業化優勢方向轉化,一批創新成果正逐步進入產業化階段,一些尖端產品填補了國內空白并出口到美國等發達國家。
2009年,園區專利申請85項,其中發明專利70項,授權專利143項,授權發明專利111項,有效專利170項,注冊商標59項。2009年發表科技論文27篇,獲得國家級科技成果10項,再次創下新高。
從人才聚集效益上看,生命科學園共聚集了3名中國科學院院士,占園區從業人口的萬分之五,400多個博士,占園區從業人口的7,3%,碩士1700余人,占園區從業人口的14%,作為專業化園區來講,生命園聚集人才的數量和水準與目前國內領先的生物產業基地上海張江科技園區不相上下。
郭利認為,上述數據是生命園十年所取得成績的最好注釋,“經歷了十年發展,中關村生命科學園已經發展成為以擁有自主知識產權為主的專業園區,形成了高端成果的研發基地,并成為國內外高端人才的聚集地。”
依據國家發展和改革委員會在《生物產業發展“十一五”規劃》中對生物產業的領域劃分,中關村生命科學園生物產業領域涵蓋了生物醫藥制造業和醫療器械產業、生物技術服務業、生物農業、生物環保、生物保健品、醫療健康六大特色產業,其中,生物醫藥產業已初步形成了從上游研發到產業化到終端醫療市場的一個完整產業鏈條,并不斷向下游產業鏈延伸。
在源頭創新上,生命園匯集了中國科學院、中國軍事醫學科學院、中國醫學科學院、北京大學、清華大學等國家頂尖研究機構,以及由北京市與國家有關部委合作共建的國際一流的北京生命科學研究所;在產業化資源上,匯集了國家愛滋病檢驗試劑生產示范基地、揚子江集團、江中制藥、邁瑞醫療、博暉創新、華邦制藥穎泰嘉和等國內知名企業,吸引了美國健贊、瑞士先正達研發生產中心、諾和諾德(中國)研發中心、日本TAKARA、德國賀利氏等著名跨國公司;在研發外包方面,發起組建生命園研發外包聯盟,包括協和洛奇臨床檢測中心、863實驗動物基地、PPD保諾、丹麥CCBR臨床和基礎試驗中心等12家企業,系統建設包括藥物化學研發、藥物安全研發、臨床試驗研發等外包服務技術平臺;在醫療終端市場方面,北大國際醫院在為生物醫藥研發產企業的科技創新提供豐富的臨床和市場資源的同時,將大大改善首都北部地區的醫療條件;生物農業方面,國際種業巨頭瑞士先正達和國內種業三強之一的奧瑞金成為園區的龍頭企業;生物環保方面,引進了污水資源化MBR(膜生物反應器)技術處于世界前三強的碧水源科技公司;北京市藥品檢驗所的入園為園區專業化產業支撐要素建設奠定了堅實基礎。高端項目的引進,使園區聚集了以美國科學院院士王曉東博士、中國科學院賀福初院士、中國工程院程京院士、韓庚辰博士、王保平博士等領軍人物和一批世界一流的專家學者隊伍。
2006年10月,生命園被國家發改委確定為“北京國家生物產業基地”,生命科學園成為產業基地的研發核心區,初步形成了從源頭創新到臨床科研、從現代制造到終端用戶的較為完整的生物技術產業鏈條和有利于企業持續發展的產業生態環境,成為具有國內頂尖水準的高端生物技術產業化研發資源最密集的專業園區。
北京市發展和改革委員會委員張燕友認為:“經過十年發展,中關村生命科學園已經發展成為北京國家生物產業基地的創新中心。”
將迎來爆發增長的黃金期
有專家預測,生物產業是21世紀全球重要的主導產業,將以每3年增加5倍的速度發展。
從生物技術當前已經形成的產業領域可以看出,生物技術產業已基本形成了包括醫藥生物技術產業、農業生物技術產業、工業生物技術產業等幾個產業群。在生物醫藥領域,2009年全球醫藥市場銷售金額增長7.0%,達到8370億美元。在生物農業領域,1996-2007年轉基因作物累計種植面積第一次達到6.9億公頃,以67倍的速度空前增長。在工業生物技術領域,全球工業生物技術發展
方興未艾,已大規模應用于化學品生產。
雖然生物產業在我國的發展尚屬起步階段,但近年來其發展保持了較快增長勢頭。2009年,我國生物產業全年實現總產值11000億元左右,同比增長25%以上,這是在全球金融危機背景下所不多見的。
我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。
國務院《促進生物產業加快發展的若干政策》之后。北京市委書記劉淇又明確提出要將北京生物醫藥產業發展成具有戰略意義的支柱產業。2009年11月,北京市政府出臺了《北京市調整振興生物和醫藥產業實施方案》,實施方案的配套措施及跨越式發展方案目前正在討論階段,北京生物醫藥產業已迎來了難得的歷史發展機遇。
前十年的發展,為生命園打下了良好基礎。后五年,乃至后十年,生命園將進入一個爆發性增長階段,有專家預計,生物醫藥產業的爆發點是今后8-10年,這也與生命園對未來的預測大致吻合。
“生物醫藥產業將迎來一個增長極的爆發階段,生命園將緊緊抓住機遇,在未來幾年內,實現新一輪跨越式發展。”郭利希望,在未來五到十年內,“至少在北京市,生命園能夠站到生物醫藥產業最高端的戰略臺階上。”
生命園目前的產值約為20億元,預計到“十二五”末,園區產值將達到200億元,2020年,預計達到500億。
要扎扎實實地完成這一增長和跨越,除了堅持走自主研發、自主創新的道路之外,郭利認為還要從兩個方面加大工作力度:一是加強科研成果就地轉化力度,二是提升園區國際化水平。
“大家都知道搞研發對頭,但往往搞不下去,其中很大原因就在于更關注GDP。”郭利認為,生物醫藥產業的研發過程比一般高新技術產業更加漫長,迅速產生效益不太現實,但又不能不重視產業化。特別是北京市,擁有國內一流的科技和人才資源優勢,更適合搞研發,但又不能無視稅收。
“需要有更好的政策來解決這一矛盾。”郭利建議,應在研發企業和地區之間達成一種類似于技術轉讓費的協議形式,既給不適合在本地大規模生產的企業放行,又能在企業落戶當地上稅,還可以通過技術轉讓費,鼓勵研發企業的積極性,從而使生物醫藥產業的基礎研究工作能有一個基本的良性循環。
“必須要邁出這一步,否則生物醫藥產業的創新動力、研發動力將消失。”郭利說。
目前,生命園正在開展國際化合作基地的建設。國際化以“引進來”為主,先期主要引進在行業內具有國際化背景和豐富經驗的中介機構,通過其成熟的國外網絡,為未來生命園引入更多國際知名生物醫藥企業做鋪墊。因此在短期內,生命園國際企業業的入園數量將會有一個集中增長。
另外在生命園三期擴區的規劃中,也特別規劃出國際總部功能區,為國際大公司進駐預留一定的空間資源,希望更多的國際生物醫藥企業能在生命園迅速落地生根。
從國內外專業園區發展的成功經驗來看,成熟園區若達到自我平衡點,至少需要的空間范圍是8-10平方公里,其中,2-3平方公里摘研發創新,3-4平方公里做產業化轉移,1-2平方公里提供公共配套。由此來看,為實現園區未來的爆發式增長,生命園在發展空間上至少還面臨著3-4平方公里的拓展需求。
2009年3月,在中國改革開放30周年和中關村成立20周年的特殊時刻,中關村確定了新的戰略定位,將建設成為具有全球影響力的科技創新中心。作為中關村國家自主創新示范區的一部分,作為北京國家生物產業基地,生命科學園提出,要打造成世界生物產業的創新中心,成為首都北部地區新的增長極,并為中國生物產業的發展作出貢獻。
中關村發展集團董事長于軍談到:“作為中關村國家自主創新示范區的重要組成部分,生命園地處中關村國家自主創新示范區的核心區域,位于北京即將著力發展的北部核心地帶,此次中關村發展集團成立,重組中關村各分園及專業園區,也把生命園納入到中關村發展的大戰略當中,因此,生命園將在中關村未來的發展中迎來更大的機遇,承擔更重要的發展使命。生命園應當在物理空間、創新成果、成果轉化等方面實現新的突破。”
科學的發展與人類的生活需要息息相關,尤其是生命科學的發展,對人類的生產、生活和健康的影響是非常巨大的。生物科學技術直接關系到與人民生活、衛生、健康密切相關的農業、醫藥衛生、食品工業和化學工業的發展,同時對環保、能源等科學技術的發展也有很大的滲透、交叉作用,能夠產生難以估量的社會效益和經濟效益,現代生物技術的開發和應用將對二十一世紀的人類生活產生廣泛而深刻的影響。
一、生命科學概述
1、生命科學的概念。生命科學即生物學,是通過分子遺傳學為主的研究生命活動規律、生命的本質、生命的發育規律,以及各種生物之間和生物與環境之間相互關系的科學,最終能夠達到治療診斷遺傳病、提高農作物產量、改善人類生活、保護環境等目的。生命科學研究不但依賴物理、化學知識,也依靠后者提供的儀器,如光學和電子顯微鏡、蛋白質電泳儀、超速離心機、X-射線儀、核磁共振分光計、正電子發射斷層掃描儀等等,舉不勝舉,生命科學學家也是由各個學科匯聚而來,學科間的交叉滲透造成了許多前景無限的生長點與新興學科[1]。
2、生命科學的產生和發展。自從有了人類,就有了生命科學,早期對生物的觀察既是生命科學的開始,也是對生命現象研究的開端,后來人們對生物學的興趣從簡單觀察轉向了實際應用,例如對動、植物的馴化和飼養,但這些觀察和應用的目的都是為了滿足人類自身食物和住所的實際需求,而并非有意識的探索[2]。由此可見,生命科學是在人類的生活實踐中自發產生的,早期最為引人矚目的生物學研究者是希臘哲學家亞里士多德,他對生物體進行了大量的觀察,深刻地解釋了許多自然現象。他研究了多種水生生物的生命史和自然史以及雞的胚胎發育,開始了生物科學的第一次飛躍和革命。盡管這些研究還只是代表著生物研究的最初階段,但這是人類開始有意識地將它作為一門學科來進行的研究,所以亞里士多德被稱為“動物學之父”。
二、生命科學的發展對人類生活的影響
1、對倫理道德中公平觀的影響。傳統倫理道德上的公平,是指普遍存在的一種人與人、人與自然、人與社會之間合理享有的基本價值,如自由、自尊、機會、榮譽等的倫理道德關系和倫理道德要求,強調對于所有的人來說都具有作為人的共同點,在此范圍內他們是公平的,同樣它也要求生命科學的研究和應用要有公平性,而生命科學的發展卻給這種倫理道德觀的破壞提供了可能。根據當代分子生物學研究的進展,遺傳學家們發現原以為與遺傳背景無關的諸多疾病,甚至性格特征、行為方式等性狀已被證明與遺傳背景有關[3]。譬如武斷的個性60%源于遺傳背景,具有XYY型染色體的男性容易犯罪。把人們原有的“人生而平等”的觀念轉換為“人生而有優劣不同”,從而帶來基因歧視的問題。當人類有能力選擇下一代的基因成分而制造“完美嬰兒”時,社會中現存的有缺陷的人會更容易受到歧視,他們的尊嚴也會受到打擊;再譬如,由于世界各國對基因圖譜的公開和共享達成了共識,個人的基因信息將不可避免的成為像身份證上的信息一樣公開化,這對于那些被檢測出有基因缺陷的人來說,就有可能遭受到來自社會各方的歧視。
2、解決環境污染問題的有效武器。隨著工業的迅速發展,環境污染問題已成為世界范圍內的難題。解決環境污染的方法有物理法、化學法和生物法三類,其中生物法應用最為普遍。在污水處理、大氣凈化和環境監測等方面正在廣泛使用生物技術。特別在二十世紀七十年代以后,人們發現了許多具有特殊降解能力的細菌,它們分別含有具有不同降解特點的降解質粒或代謝質粒,在生物工程技術的幫助下,已培育出分解性能高并在混合系統中能夠占優勢的菌種,如利用重組DNA技術把甲苯質粒中的甲苯降解基因和萘質粒中的萘降解基因在大腸桿菌中克隆,獲得的多質粒細菌降解石油的效率會大大提高;又如通過生物工程技術培養的新細菌,可以把污染物中的有機汞轉變成金屬汞,以用于處理含有機汞的廢水,同時回收金屬汞,從而化害為利,變廢為寶;再如細菌浸礦在采銅和采鈾工業中得到應用,經生物技術改造的細菌,不但對金屬的親合力強,耐酸、耐熱和抗金屬毒性能力都得到提高,既可以降低生產成本,又可以降低對環境的污染[4]。
3、有效解決了能源危機。再生能源是能夠成為二十一世紀能源的一個必要條件,所謂再生能源,是指不隨本身的變化或被利用而日益減少的能源,如風能、海洋能、地熱能、太陽能等,它們可以從自然界源源不斷地得到補充。與其相反,非再生資源的化石燃料、核燃料是隨著被人類利用而逐漸減少的能源,特別是化石燃料將面臨著枯竭的危機,而可再生能源家族中現實可行的能源是生物能源。我們的生活離不開能源,但我們的生活同樣離不開美麗的環境,新世紀我們需要的是潔凈、可再生和無污染的新一代能源。中國科學家從一種灌木的果實中,成功提取并加工出與柴油相近但更加環保的燃油,這種新型燃油可適用于各種柴油發動機,并在閃點、凝固點、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關鍵技術上均優于國內零號柴油[5]。生物柴油的燃油無論是用在農用發電機、拖拉機還是汽車,都沒有出現傳統柴油容易導致的黑煙彌漫的現象。
三、結語
綜上所述,現代生物技術和生命科學的新進展,將進一步影響到社會進步和人們的社會生活。按照人類的意愿和需要改造現有的生物類型和生物機能,或創造全新的生物類型和生物機能,來造福人類正在逐漸變為現實。
作者:陸沐寧
參考文獻
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[2] 黃國瓊,秦宇彤,羅長坤.生命科學的發展對醫學的影響[J].醫學與哲學(人文社會醫學版),2011,32(02):13-15+30.
生物經濟是以生命科學與生物技術研究開發與應用為基礎的、建立在生物技術產品和產業之上的經濟,是一個與農業經濟、工業經濟、信息經濟相對應的新的經濟形態。生物經濟與現代生物技術和生命科學研究開發密切相關,并與目前的信息經濟和知識經濟發展有著緊密的聯系。
人們早就預言21世紀是生物學世紀,但將21世紀與“生物經濟”相聯系還是近幾年的事。1999年,杰里米•里夫金發表著作《生物技術世紀》,指出信息科學和生命科學在經歷了40多年的平行發展之后,正在融合為一股強有力的經濟和技術力量,由此奠定了生物技術世紀的基礎;并認為基因將重塑生物技術時代。2002年,理查德•奧利佛出版《即將到來的生物科技時代》,預言生物技術的崛起可能在未來幾年內把網絡經濟從衰落中挽救出來,從而形成一個以往任何時代的增長速率都無法比擬的發展階段。生物技術的新發展,已經打破了生物的種間、屬間甚至界間的界限,使人類進入了按自己的需要創造生物新品種的偉大時代。 總之,“生物經濟”與現代生物技術和生命科學研究開發密切相關,并與目前的信息經濟和知識經濟發展有著千絲萬縷的聯系。基于此,筆者在考察了農業經濟、工業經濟、信息經濟以及知識經濟的特點并進行了綜合對比分析后認為:生物經濟是以生命科學與生物技術研究開發與應用為基礎的、建立在生物技術產品和產業之上的經濟,是一個與農業經濟、工業經濟、信息經濟相對應的新的經濟形態。
生物經濟發展及國際比較
當前,生物技術產業已經成為推動新經濟發展的核心動力,生物技術及其產業化已經得到各國政府、科技界和企業界的重視,普遍被各國列為科技及經濟發展計劃中的重點支持領域。
國際生物技術發展態勢
以美國為例,美國無論在生物技術研究與開發,還是技術產業化方面都是世界頭號強國,稱雄國際市場。其擁有525個基因實驗室,2001年政府生物技術研究經費約290億美元,2001年美國制藥公司研究與開發(R&D)經費為303億美元。2000年NASDAQ生物技術指數上升36%。到2002年為止,已批準的生物技術藥物和疫苗共141個,適應癥達220種,使3.25億患者受益。市場資金從1993年的390億美元達到2002年的1980億美元,直接創造了19.1萬個就業機會。美國生物技術產品的銷售額平均每年以12%的速度擴展,2000年為158.5億美元,2003年為215億美元,預計到2010年將增加到490億美元,到2025年生物技術相關產品將占GDP的20%。所以,全球生物技術產業市場仍以美國為主,歐洲其次,日本緊追在后。但在未來10年歐洲及日本將比美國具有更高的成長率。在全球生物技術產業結構方面,仍以醫藥為主,就未來十年的成長率來看,農業領域將具有較高的發展,因為各國將根據自身特色發展生物技術產業,如歐洲發展農業、日本發展食品產業等。
歐盟及日本是美國生物技術發展的主要競爭對手,英、德、法、瑞典及荷蘭5大生物技術國家生物技術產業的規模及財力趨于增強,生物技術公司日趨成熟和穩定。歐洲加快了生物技術產品的審批,2001年批準的產品比以前任何一年都多,政府科技投入、風險投資的數額也達到歷史最高水平。2000年銷售額增長38%,達到80億美元,R&D經費增加48%,達到46億美元,公司數量增加16%,達到1570家。2001年全歐洲生物技術公司有1635家,R&D經費為55億美元,員工數量7.2萬人,銷售額92億美元。德國政府將2001年命名為生命科學年,生物技術成為其科技投入最多的領域。英國2000年發表了《生物技術制勝2005年的預案和展望》的戰略報告。英國的生物技術產業僅次于美國,居世界第二,從業人員1.4萬多人,年銷售額約40億英鎊。生物制藥是該產業中的強項,目前,涉及這一產業的公司除了世界著名的大型跨國公司阿其利康、葛蘭素-史克之外,還有約250多家較小的獨立公司,且每周約有一家新的生物技術公司誕生,數量約占歐洲同類公司的四分之一以上。生物技術被認為是能引發信息技術革命之后的又一次革命。在英國,凡是受益于生物技術的部門,如制藥、農業、食品與飲料業、化工和環境技術工業,都是最成功、最具活力和最富創新的。
日本生物技術產業規模比美國小,研發人員和研究經費也少得多,但勝過歐洲。日本具有雄厚的發酵工業基礎,使得歐美許多國家開發成功的上游成果能與日本企業合作實現產業化。日本于上世紀90年代提出了“生物產業利國”的口號,了《開創生物技術產業的基本方針》,日本政府在生命科學研究發展上的經費增長十分迅速,2001年政府的生命科學研發經費為30億美元,公司R&D經費約為60億美元。2002年日本生物技術產品市場為13000億日元,是80年代250億日元的52倍。
世界各國都意識到生物技術產業將是新的經濟增長點,都在積極發展本國的生物技術。例如,馬來西亞加快了轉基因植物的發展步伐;印度生物技術部新設立了2100萬美元的專門風險基金;新加坡政府制定了“五年躋身生物技術頂尖行列”的目標,并且高薪在世界范圍內招攬人才,試圖成為本地區生物制藥研發的中心。除了競爭加劇之外,加強合作是另一個突出的特點,生物技術公司之間以及公司與科研機構之間的合作越來越超越他們所在的國界。
我國生物技術產業發展現狀
我國生物技術起步于“六五”計劃末。近20年來,在我國政府有關部門的大力支持下,我國醫藥生物技術產業取得了長足進步,呈現出良好發展態勢。2000年生物技術產品總銷售額大約為200億元人民幣。其中醫藥、保健產品約90億元,占總銷售額的45%。醫藥、保健產品主要包括基因工程藥物、疫苗、診斷試劑、部分抗生素、藥用氨基酸、維生素、血液制品、生化藥物和部分功能食品,其中基因工程藥物、疫苗、診斷試劑、部分新型抗生素約占50%。尤其是基因工程藥物和疫苗,1986年調查數據為零,1996年調查時銷售額約為2.2億元人民幣,到2000年跟蹤調查時,銷售額已達20億元人民幣。從1989年我國第一個擁有自主知識產權的基因工程藥物上市以來,我國已有13類(19種)基因工程藥物和疫苗獲得批準上市,其中在全球銷售額前10位的基因工程藥物有8種。此外,診斷試劑產品也取得了十分顯著的成績,其銷售額從1996年的1.85億元增長至2000年約30億元人民幣。近十年來,上述兩方面的國產產品市場占有份額發生了根本性的變化,從國外產品幾乎壟斷的狀況轉變為國產產品占有70%~90%市場份額的局面。這些產品的問世,使我國數以千萬計的患者從中受益,其價格僅為國際市場的幾分之一到幾十分之一。
盡管我國醫藥生物技術產業已經取得了令人可喜的進步,但從客觀上講,目前尚處在成長期,還是一個幼小的產業,在整個醫藥、健康產業中所占比例不大。據統計,我國2005年約有醫藥工業企業4217家,當年醫藥工業總產值3338億元,年均增長13.9%。醫藥商業銷售總額為1981億元,比1995年增加1100億元,年均增長12.1%。1978-2005年,醫藥工業產值年均遞增17.1%,成為國民經濟中發展最快的行業之一。雖然醫藥生物技術產品的銷售額僅占醫藥工業總銷售的6%左右,但其增長速度遠遠高于醫藥行業總的發展速度,顯示出旺盛的生命力。
生物經濟時展策略
生物經濟勢如破竹之勢必將帶動新商業時代的到來,如何把握新商業時代的歷史機遇,應對生物經濟社會,是新時代到來之前我們考慮問題的重點。
完善產業政策,推進技術創新
加入WTO后,我國的生物技術企業面臨著與國外企業激烈競爭的現實,今后仿制生產國外專利保護產品將面臨巨額的經濟賠償,所以必須要有危機意識和競爭意識,采取有效措施,切實加強自主創新能力。我國應加大對創新性、探索性和重大基礎研究的投入力度,采取措施避免低水平重復研究和開發;同時應在原有對高新技術產業優惠政策的基礎上,結合生物技術產業發展的特點,制定特殊的減免稅政策以及產品出口、收入分配、人才吸引等方面的優惠政策,鼓勵研制開發具有自主知識產權和國際競爭能力的產品,利用宏觀杠桿使企業的資金投向生物技術創新性研發,并自我消化投入的研發費用,逐步建立起以企業為主體的新藥自主研發體系。
建立關鍵技術平臺和基地,加強工程化研究能力
我國生物技術成果轉化率之所以較低,重要原因之一是工程化水平較低和過程開發能力較差,因此必須建立一批與國際標準接軌的關鍵技術平臺。同時根據生物技術研究開發的特點,重點建設技術開發服務基地。這些基地應對相關領域研究開發有帶動性,應與相關研究機構、大學和企業建立密切而有效的合作機制,成為連接生物技術上下游的紐帶,通過匯集科研機構和大學上游成果,進行過程優化放大和工程化開發,不斷將二次開發的技術和產品向產業轉化。
多渠道增加投入,積極培育風險資本市場
積極探索在市場經濟條件下,國家、企業和社會多渠道投入生物技術研發和產業化的新機制,加強科研投入資金的管理,提高使用效率,促進科研成果的產品化、產業化和國際化。根據我國目前實際情況,只有政府提供部分引導性資金,開展應用基礎研究和承擔前期的研發風險,才能吸引企業和社會資金盡可能早期介入。應發揮社會各方面積極性,多渠道增加生物技術投入,包括部門和地方政府資金、科技貸款、股票市場、海外基金等。同時還應積極培育風險資本市場,鼓勵建立生物技術風險投資基金。建議以國家投入為引導,吸引企業、社會多方面的資金,設立生物技術產業化風險投資基金,按市場經濟規律運作,建立有償使用制度,使投入各方都能得到相應的收益,保證資金的滾動增值,促進生物技術創新和產業化。
積極應對全球化競爭,加快戰略重組與并購
我們應以積極的姿態應對世界科技、經濟全球化的機遇和挑戰,努力構建從研究到產業化的全方位開放體系,及時跟蹤和掌握世界生物技術及相關領域發展前沿的信息,充分利用共享的生物信息資源,利用世界經濟一體化和全球貿易自由化的機會,充分發揮海外生物技術人才的智力優勢,加強國際合作。同時要加快對現有生物技術企業的改造,從國家大局出發,不再搞低水平、小規模的重復生產,重組合并和淘汰一些重復生產、低水平、小規模的企業。使生物技術行業迅速涌現出幾個擁有很強國際競爭能力的企業巨頭,力爭把我國的生物技術產品打入世界市場。
完善生物安全管理,普及生物技術知識
生物技術的發展應與社會經濟的可持續發展、環境保護和資源合理利用相互協調。在努力完善轉基因生物安全管理體系的同時,應建立健全轉基因生物安全評價的技術體系,特別是盡快制定和實施轉基因食品安全性檢測與管理辦法。要加強立法,條件成熟時將部分頒布的條例升級為國家法規,另一方面要作好公眾宣傳教育和輿論導向工作,采用多種形式向廣大群眾進行生物技術和生物安全等科學知識的教育,使公眾對生物技術有一個較為科學、全面的認識,以科學的態度對待生物安全和相關社會倫理問題,積極關注和支持我國生物技術及其產業的健康發展。
參考文獻:
1.林桂蕓.關于我國生物技術產業化發展的問題與對策.成都大學學報,2003(3)
中圖分類號 G642;G420 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2013)01-0326-02
21世紀是生命科學的世紀。生物技術是人類科學技術發展歷史中最悠久、對人類社會具有重大貢獻的學科之一。隨著分子生物學前沿學科的不斷進步,生物技術也得到了突飛猛進的發展。動物生物技術是一門現代生物科學理論和技術相結合的綜合性學科,主要涉及動物基因工程、動物細胞工程、動物胚胎工程等幾大領域,在諸多行業都得到了廣泛的應用,如農業、食品業、醫學行業等[1]。生物技術這門學科在各大高校中都占有很重要的地位,可見該門學科的重要性,因此學好生物技術這門學科對今后的就業至關重要。筆者在介紹生物技術的概念的基礎上,總結了動物生物技術課程的建設與改革措施,以期為學生的就業打下堅實的基礎[1]。
1 生物技術的概念
生物技術是指在現代生命科學的基礎上,利用各種先進的技術手段和其他類科學的原理和技術來對生物體或生物原料等進行加工或改造等,目的是生產出人類所需的產品。先進的工程技術包括基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程和蛋白質工程等新技術。對生物體的改造是指按照人類的需要,改造或加工生物包括植物、動物、微生物等,使其能夠生產出對人類有利的產品[1-2]。
2 教學現狀與分析
內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業自1996年開始招生,2006年成為品牌專業,經過了16年的專業建設,首先于2003級生物技術專業學生中開設36學時的動物胚胎工程課程(專業選修課),隨著現代生物技術的迅猛發展,36學時的理論講授明顯不足,于2005級學生中更改教學大綱,內容上增加了動物組織、細胞的培養技術、基因工程技術等,理論教學增加到54學時,并增加18學時實驗教學,課程性質首次轉為專業必修課,并創新性地更名為動物生物技術,當時整個生物領域還未出現命名為動物生物技術的課程,直到2009年5月1日,科學出版社出版了普通高等教育十一五規劃教材《動物生物技術》,至此這一新課程有了正式出版的教材可參考。筆者調查了部分農林院校生物技術專業開設的主干課程,主要有11門(動物學,植物學,微生物學,生物化學,遺傳學,細胞生物學,分子生物學,基因工程,細胞工程,發酵工程和酶工程),在調查的農林院校中(安徽農業大學,西北農林科技大學,山東農業大學,湖南農業大學,吉林農業大學,東北林業大學,青島農業大學,江西農業大學,福建農業大學,華中農業大學,華南農業大學,云南農業大學),都開設《細胞工程》課程,目前只有內蒙古農業大學生命科學學院生物技術專業開設與《細胞工程》相近課程《動物生物技術》和《植物生物技術》課程。
3 動物生物技術課程建設與改革
3.1 教學思想與目標改革
落實科學發展觀,逐步樹立“以學生為中心”、“一切為了學生”的意識。教師要改變傳統的教學觀念[3],正確處理傳授知識與提高學生學習能力之間的關系,使學生在學習一些課程基礎知識的情況下,掌握一種主動學習課程相關知識的能力,成為富有知識和具有學習知識能力的復合型人才。
3.2 師資隊伍建設
組建教學團隊,將教學內容分為不同的教學模塊,打破傳統的一人一課的教學模式,每一模塊由具有相應專業背景的教師承擔,業務上要精益求精,力爭緊跟各教學內容的學科前沿。定期開展教學研討,督導組專家聽課、評課,同時不定期開展自評和互評及學生評教,以促進整體教學水平的提高。
3.3 教材建設與改革
根據調研,筆者選用了科學出版社出版的普通高等教育十一五規劃教材――蔣思文教授主編的《動物生物技術》作為教材,該書比較全面系統地介紹了動物生物技術的概況、基本原理、技術方法和最新發展。同時,由于課時的限制,在教學過程中,不可能做到面面俱到,且課程知識更新速度較快,一些最新熱點在教材中沒有體現的,自行編寫部分講義,以文本形式拷貝給學生,并推薦其閱讀中外文的優秀參考書。
3.4 課程內容改革
動物生物技術屬于多學科交叉課程,也是各國科研工作者研究的熱點領域,大量的研究成果層出不窮,也在不斷地更新和充實著這一新興學科的知識。無論是教師的教,還是學生的學都具有一定的難度,這就要求在授課內容的選擇上,既要注意授課內容的完整性,又要保證實用性和先進性,同時做好與其他課程交叉內容的增、減和銜接。在課程內容上,首先介紹緒論,動物胚胎工程技術概述,體外受精,胚胎移植,性別控制,胚胎分割,嵌合體;其次,介紹分子生物學及基因工程基礎;最后重點介紹細胞核移植技術、干細胞技術、轉基因技術、動物生物反應器、動物細胞培養技術,動物細胞融合技術,雜交瘤技術和單克隆抗體技術。通過精心的安排,使學生能在有限的時間內,全面系統地了解動物生物技術課程體系的基本內容。
3.5 教學方法改革
3.5.1 利用重大科研成果,激發學生學習的興趣,提高其學習的主動性。如美國科學家馬里奧?卡佩基、奧利弗?史密斯和英國科學家馬丁?埃文斯,利用“基因靶向”技術讓小鼠體內的特定基因失去活性,培養出研究價值極高的“基因敲除”小鼠,為人類遺傳病研究提供了藥物試驗的動物模型。有了這些動物模型后,人類就能更有效地找到治療各種遺傳病的新療法,徹底攻克遺傳病就為時不遠了,這一成果使得他們一起獲得2007年諾貝爾生理學或醫學獎。羅伯特?杰弗里?愛德華茲爵士,英國生理學家,生殖醫學的先驅者,因創建了“體外受精技術”,被授予2010年諾貝爾生理學或醫學獎。一門課程的講授,不但要使學生掌握和了解課程相關的一些基礎知識,更重要的是要教會學生如何通過有效途徑盡可能的獲取更多的、更豐富的相關知識,特別是對于像動物生物技術這樣一門新興的學科領域,許多知識都處于動態更新和完善的過程中[1]。
3.5.2 跟蹤學科科研動態,開拓學生視野,培養創新思維。本科生的課堂教學過程不僅僅是傳授書本知識,更重要的是啟發學生的開拓性思維能力和創新意識,培養和提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力[3-5]。因此,在應用范圍廣、知識更新快的動物生物技術教學過程中,介紹學科研究的新動態和新進展,有意識地拓寬學生視野,打開學生思路,培養學生創新性思維是十分必要的。例如誘導多能干細胞(Induced pluripotent stem cell,IPS cell),由日本的2位科學家于2006年發表于世界頂級雜志《Cell》上。通俗地講,就是通過某種方法,把高度分化的成體細胞去分化,使之成為多能干細胞,重新獲得分化成多種細胞的能力。IPS技術是干細胞研究領域的一項重大突破,它回避了歷來已久的倫理爭議,解決了干細胞移植醫學上的免疫排斥問題,使干細胞向臨床應用又邁進了一大步,該成果的研究者獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。隨著IPS技術的不斷發展以及技術水平的不斷更新,它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢也已日趨明顯[6]。
3.5.3 創新教學形式,提高教學效果。在課堂教學過程中,要認真傾聽學生意見,像朋友一樣對待學生,拉進教師與學生的距離,讓學生感受課堂文化,使其融入其中,積極思考,成為課堂的主體。同時可適當增加專題討論會,通過學生準備ppt演講等形式,一改以往整節課教師講、學生記,缺乏溝通的模式,使學生處于主動學習的狀態[7]。
3.5.4 優化多媒體教學,引入現代信息技術。利用有限的課時,著重講授課程的重點、難點、關鍵點、知識點間的聯系,引導學生自覺地去思考,對于容易掌握的部分課程內容可安排學生自學。利用計算機和Internet等手段,從國外引進和下載原版圖書和動感圖像,進行多媒體教學,可以有效提高教學組織效率,充實教學內容。不僅可以多層次、多角度地向學生提供豐富多彩的教學信息,還可以提供更加生動形象的人機交互界面,充分調動學生學習的積極性[8]。例如,細胞融合,精卵受精,細胞核移植等內容。在多媒體教學中,堅持適度運用原則和有機結合原則,留出足夠的時間給學生理解、思考,且結合使用板書、實物等各種教學媒體,取長補短,將教學內容化繁為簡,增強教學的生動性和創造性,使學生喜歡學習[2]。
3.6 考核方法改革
首先,改變以往的考核方法,將重視課本上的知識轉變成重視實踐、將重視成績轉變成重視課堂教學,今后不以單一的考試成績為總成績,而要加上一定比例的實踐考核成績,讓教師、學生都能重視實踐;其次,增減考核方式的多樣性,以平時成績、實驗成績、期中成績和期末考試等作為綜合考查學生學習成績的考核體系,即20%平時成績、20%實驗成績、20%期中成績和40%期末成績[9]。
4 結語
隨著科學技術的快速發展,動物生物技術方面的研究也會更加深入,因此各個高校要建設好動物生物技術專業已迫在眉睫。課程組立足于內蒙古農業大學生命科學學院自身特色,通過分析生物工程、生物技術、制藥工程3個專業之間的內在聯系,準確把握動物生物技術課程的教學地位,注重該門課程特點,圍繞課程內容,加強教學建設,創新教學形式及考核體系,逐步完善優化動物生物技術多媒體教學,提高教學質量,達到人才培養的目的和要求[10]。
5 參考文獻
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背靠中關村生命科學園大平臺
孫博士對記者坦承:他們比較了一些城市,首先選擇了北京。因為從事生物醫藥和醫療器械的工作并不是僅僅關在實驗室就可以做到的。醫療器械的研發涉及到合作伙伴、科研機構以及研究設備等諸多環節,也涉及到和審批及監督單位打交道,這些都是北京的優勢。在北京,他們之所以沒選擇亦莊、大興等地的園區而選擇了位于昌平區的中關村生命園孵化器,則是因為這里背靠中關村生命科學園的大平臺,而且擁有一支比較專業的為生物醫藥企業服務的團隊。
中關村生命科學園是中國最大的生物醫藥專業化科技園區,它的成立可謂是應運而生。現代生物技術和新醫藥產業被喻為新世紀持續成長的“鉆石產業”,世界各主要經濟強國都把生物技術確定為21世紀經濟和科技發展的關鍵技術,成為各國激烈競爭、勢在必奪的戰略制高點。而發展生物技術對于發展我國農業、加強醫療保障、減輕環境壓力具有十分重要的現實意義和深遠的戰略意義。
中關村生命科學園正是北京市政府為落實國務院關于加快中關村科技園建設《批復》的精神,發展首都知識經濟,所組織開發建設的專業化高科技園區。它以國家生物領域重大項目為主要依托,已成為國家級的生命科學和新醫藥高科技產業的創新基地。
中關村生命科學園具有高起點、開放性等特征,以建設“中國第一、國際一流”的科技園區為目標,面向世界開放,正成為集生命科學研發、企業孵化、中試與生產、成果評價鑒定、生物技術項目展示,風險投資、國際交流、人員培訓于一體的國際化高科技園區。
在生命科學園里的生命園孵化器公司于2003年7月成立,注冊資金為1100萬元,孵化物理空間面積11000平米,提供孵化服務的企業面積超過5萬平米。其宗旨在于加速生物醫藥科研成果轉化,幫助中小型生物醫藥科技企業成長。孵化器公司還承擔著北京中關村生命科學園留學人員創業園的具體運作,并于2004年4月正式面對留學回國創業人士展開服務。
充分發揮專業園區特色
生命園孵化器公司坐落在生命園創新大廈,這座大廈為入駐企業提供了多功能的會議室、報告廳、公共企業展示區域、公共休息區域等共享空間,同時還建有專業的公共服務及技術平臺。
生命園孵化器副總經理范蘭豐先生介紹說,生命園孵化器是生命園公司投資成立的全資子公司,目的是為了豐富生命園區的產業服務功能,健全園區服務體系,定位就是為中小企業創業、創新提供專業化的服務。“我們專注于生物醫藥,100多家公司全是生物醫藥企業,而且生物醫藥基本上涵蓋了生命科學的方方面面:有做醫療器械的、有做新藥的、有做耗材的,還有做診斷試劑的公司,以及為這些企業提供服務的外包公司。”正因為大家都是在生物醫藥產業,100多家公司也形成了一個很好的互動,形成了產業集群的效應。
范蘭豐不掩飾這個孵化器的高起點,“既然我們處在北京中關村,這樣的話,我們要吸引團隊,肯定就是全國最優秀的團隊到我們這里來。所以我們現在基本上是以留學生回國創業為主,差不多70%的企業都由留學生團隊創辦,篩選也很嚴,經我們篩選后入駐的企業比例能達到10%就不錯了。”范蘭豐說。
按照范蘭豐的說法,顯然這個孵化器是“皇帝的女兒不愁嫁”,那么其到底有哪些優勢?范蘭豐告訴記者,主要原因之一是中關村生命科學園在全國生物醫藥行業,甚至在世界生物醫藥行業來說,是很有名的一個地方,生命科學園為孵化器搭建了一個大平臺。其次,孵化器的工作團隊是一個專業的團隊,針對醫藥企業開發了非常有針對性的服務,包括專業平臺、人才引進、還有基礎設施如實驗室建設等。“在北京你想找到上邊有純水,下邊有污水處理,然后又通風,還有廢棄物回收,并形成了非常好的一個服務體系的孵化器并不容易,說實話,選來選去可能不會超過3個。”
那么孵化器的團隊是怎樣一支“專業”團隊呢?范蘭豐告訴記者,目前孵化器的工作人員有12個人,其中學生物、化學,或從這些行業出來的有7個人。另外還有幾個人,雖然不是相關專業出來的,但是這么多年和生物醫藥行業打交道,也學了很多東西。
“專業”的另一個表現是,生命園孵化器公司不僅從房租和服務中獲得收入,近年也開始涉足生物醫藥產業的投資,2008年他們投了一個項目,2009年底退出,獲得的資金是原來的三倍。這也從側面反應了這支團隊對產業有了更深的把握。
幾大服務體系同時發揮作用
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0024-02
21世紀是“生命科學的世紀”,其中生物技術作為科學界最前沿的學科,逐漸成為了各國戰略發展中非常重要的一部分。生物技術的飛速發展一方面加快了人類認識世界改造世界的步伐,另一方面由此延伸出的生物技術相關產業還解決了人類面臨的諸多嚴峻問題、改善了人類的生活質量,隨著生物技術的繼續發展,人類的生活將會發生翻天覆地的變化[1]。然而與此現象形成鮮明對比的是我國高校生物技術專業的發展現狀,首先,生物技術專業的就業率常年位于較低水平,最難就業專業中榜上有名,畢業生就業壓力極大,其次培養出的學生既缺乏創新性、自主探索性,無法進行科學研究,同時學生們又缺乏實踐動手能力、不能滿足企業對于人才的需求,位置尷尬,最后通過對集寧師范學院生物技術專業學生的調查還發現學生對該專業興趣不濃,對未來的發展規劃非常的迷茫。究其原因,是因為我們的生物技術高等教育需要進行改革,需要我們跟據社會需求改革培養目標、完善課程體系, 具體解決辦法如下:
一、優化生物技術專業的培養目標
現代生物技術是以生命科學為基礎的理科專業,綜合運用生物學、化學和工程學技術,改造物種,利用生物體或其某些特殊機能(如酶的催化功能、抗體的免疫功能)進行加工生產,為社會提供商品和服務的綜合性技術體系。生物技術涉及的學科領域非常廣,在本科教育期間不可能培養出行行精通的生物技術專業人才。因此,生物技術專業本科階段的主要培養目標是通過寬口徑的課程設置、全面性的教育教學、注重強化學科基礎與素質教育來培養具有綜合素質的通用型人才[2]。與此同時還可以綜合學校自身情況及兄弟院校聯系情況并結合導師制有目的培養少部分高層次的研究型人才,最后再結合地方生物技術相關企業的特點和需求定點定向的培養部分專業應用型人才。所以要求培養目標要兼顧通用性人才和專業性人才的培養,協調好二者的矛盾,一方面做好基礎知識的傳授和學生綜合素質和能力的培養,使學生具備較強的社會適應能力,另一方面通過學校對各類型人才的宏觀調節,準確的契合社會中就業市場對人才的要求。
我校的生物技術專業是在生物科學專業基礎上創立的, 具有很強的生命科學學科優勢,學科基礎知識把握準確,生物技術基本技能掌握較好,下一步應該結合地方企業特點注重專項的實驗素質培養,讓學生能勝任當地相關企業或科研機構的應用研究、生產管理等工作。我校生物技術專業成立時間較晚,尚處于初級階段,專業學生人數較少,因此可以將培養計劃細化到單個學生,利用此優勢培養出有鮮明特色、有較強實踐能力的生物技術應用型人才。
二、建立完善的課程內容體系
要想完成專業培養目標必須有完善的課程體系來構建學生知識結構、培養學生素質。生物技術專業的課程內容改革要遵循生命科學基礎學科理論、生物工程應用理論和實踐相結合的發展趨勢。其中生物工程應用理論研究就是生物技術研究, 是該專業的知識核心,主要包含四大工程即基因工程、發酵工程、酶工程、細胞工程。明確各工程體系的能力目標,可以準確的指導課程教學,增加學生學習興趣,同時還為其他學科的發展提供了重要的理論依據和研究手段。我們應該充分挖掘各工程的課程特點,結合社會對人才的需求,地方企業的要求來確定所需的課程內容,著力培養學生的應用能力,而不再是簡單的去堆砌全部的課程內容。總體來說在完善課程內容方面,高校要依據學科理論和實踐結合的發展趨勢,把握好社會對生物技術人才的需求以及國際化的需求,在課程教育中將基礎性、應用性和先進性的比例調整到最佳水平,力求培養出基礎扎實、綜合素質高、技術過硬的應用型人才[3]。
三、構建全面細致的實踐教學體系
實踐教學作為高校人才培養體系中的關鍵一環,以增強學生的社會適應能力為目標,逐漸成為我國高校改革的重點之一。在生物技術專業中實驗課程擁有不可替代的地位。目前我校實驗課程的開設還是以實驗課程依附于相應的理論課程的傳統模式進行,各門課程的實驗內容由教師根據教材自行制定,各課程彼此獨立,自成一套,導致了各實驗課程之間存在著許多的重復實驗而且整體水平偏低,不利于培養學生的綜合實驗素質,所以要將生物技術專業的各項實驗進行整合,從整體上構建完善的實驗課程體系,既保留基礎實驗技能的驗證型項目,又要整合出代表生物技術前沿領域的實驗項目。例如以分子生物學實驗為基礎,整合基因工程、酶工程和發酵工程實驗課程中均有的表達質粒構建、DNA提取、蛋白質表達實驗,設計“生化與分子大實驗”增加實驗的綜合性和設計性,強化學生的動手能力和實驗綜合分析能力。
此外校外實踐教學作為實踐教學一部分,是培養學生解決實際問題、檢驗學生綜合素質的關鍵, 但是由于我國現代的企業制度發展還不完善,只追求短期效應,校企合作的力度逐年減小而且烏蘭察布及周邊地區還較為落后,相關企業很少,實習機會較少,加之當代90后學生吃苦能力差,追求安逸,不愿進行校外實習導致校外實踐教學進展緩慢。所以要真正落實校外實踐教學最好在政府決策的指導下,學校和企業進行深入的溝通交流,讓校企之間進行全面的合作。同時學校要應地制宜,結合當地企業情況,盡早利用企業特點開展一些興趣培養,讓學生產生興趣,主動接受校外實習。
隨著學校生物技術專業的逐漸發展以及教改的深入,生物技術專業的培養目標、教學體系及實踐教學會更加完善,會培養出越來越多合格的生物技術人才。
參考文獻:
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)06-0113-02
不同學科之間的研究取向近年來在科學研究領域中變得越來越重要。生物技術與其它學科之間的有著密切的關系,生物技術如果沒有其它相關學科的支撐,僅憑生物技術不可能發展如此迅速,成為當今生命科學領域的領先學科。只有與其它學科相互依靠,相互結合,才能培養生物技術專業大學生的綜合能力和科研素質。山東農業大學生物技術與工程專業,作為學校的特色專業,從當前高等教育和《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》的要求出發,準確定位人才培養目標和規格,優化人才培養方案;對生物技術專業現有的實驗課程內容進行合理調整,即使更新學科前沿知識,補充與農業生產緊密結合的應用知識;加強與相關學科之間的交叉融合,建立生物技術與其他學科相互交叉、相互融合、相互滲透的實驗教學體系,提高學生的競爭力。
一、多向互滲“實驗教學的必要性
單一實驗手段對生物技術專業的學生來說顯然是不夠的。要培養專業素質高、綜合能力強的應用型人才,必須及時調整實驗教學體系,增加綜合性、創新型強的實驗項目,并注重結合相關專業的綜合實驗,對相關專業進行整合、重組,考慮學生的綜合思維能力的提高,使學生能夠將知識融會貫通。現在的學生對驗證性實驗掌握較好,但缺乏融匯各學科知識的能力,即缺乏相對全面性、綜合性、系統性的知識結構。只有培養學生掌握更多的相關學科的知識,才能使學生具備完善知識結構,對所學知識進行分析、篩選、過濾,達到學以致用的目的,才能提高學生的實踐能力和應用能力。西方許多國家在高等教育中意識到單科性封閉式的實踐教育已經無法不適應高等教育對培養人才的要求,因此重視學生實踐能力的培養,同時注重生命科學、信息技術教育與生物技術專業的融合,把生物技術作為農業高等教育的特色專業,是當今國內外高等農業教育的特色。而不同學科之間的支撐又為生物技術專業人才培養提供了良好的發展空間和平臺,加強不同學科與生物技術學科之間的交叉融合更能起到促進生物技術發展的作用。在交叉融合的實驗教學環境中,受不同學科知識的影響,更能夠激發學生的創新思維和研究激情,提高生物技術與工程專業學生的整體素質。傳統的專業實驗課程聯系不緊密,存在重復設置、實踐教學各自相對獨立,忽視實踐教學之間的銜接和聯系,即使在安排實驗課時考慮不同學科之間的銜接,也僅僅注重形式上的交叉融合,而忽視課程內部的銜接和組織,忽視課程之間的關系,導致不同學科之間關聯度很少、聯系松散,使學生掌握的實驗知識具有片面性,難以應對在將來走上工作崗位面臨的復雜技術問題。因此面對傳統教學模式的僵化,理論和實踐教學脫節,教學內容和市場需求脫節、不同學科之間的交叉融合較少等現象,有必要采取多向互滲的新的實驗教學模式,有效地提高學生的實踐能力和創新能力。鑒于此,首先在實驗課程設置上,打破傳統的課程體系,重新構建多學科交叉融合的實驗課程體系。
二、“多向互滲”實驗教學管理的框架模式
“多向互滲“的實驗教學管理模式是一個系統工程,需要了解農業生物學各學科之間的關聯性,交互性。以生物技術專業創新人才培養為依據,以“多向互滲”為特色,構建與時展相適應的實踐教學體系,彰顯“以農業科學為優勢,生命科學為特色”的教育理念,把知識傳授、能力培養、素質提高融為一體。“多向互滲”實驗教學管理模式應兼顧生物技術專業人才發展的多個領域,充分考慮創新人才培養體系的完整性。因為只有具備了知識的深度和廣度才能將所學知識融會貫通,才具備創新的可能,“多向互滲”的實驗教學體系為生物技術專業學生掌握不同學科知識,將來從事不同學科的研究和工作打下了堅實的基礎。在原有實驗教學體系的基礎上,重新組建相關學科交叉融合的實驗課程體系,使之具有創新性、交叉性和多樣性等特點,將相關學科融于其中。新的實驗教學體系應該按照學生的能力分不同的階段實施,從提高基本實驗能力,拓展專業實驗能力,增強實踐能力,逐步進行完成由基礎到提高再到專業的過渡,形成生物技術與其他學科交叉互滲的立體培養實驗教學體系,交叉學科課程設置為創新人才掌握多學科理論知識,從事跨學科研究打下堅實的基礎。該體系在以學生為本、培養能力,提高素質的前提下,實現專業實驗內容與其他專業實驗內容相互滲透、相互銜接。在遵循“淡化專業,加強基礎,拓寬面向”原則的基礎上,生物技術與工程專業增加了綜合性、創新型實驗的比例,并將這些實驗與生態環境、醫學、食品、工業等有機結合起來。專業實驗相互滲透,相互結合,明顯增加了學生的實驗興趣。生物技術專業基礎實驗包括生物化學、植物生理學、植物學、微生物學和遺傳學實驗,為避免這五門實驗重復設置,在實驗安排上聘請專家仔細進行論證審核,并且先后順序也做了有序調整,加強連貫性和系統性,使實驗內容的設置更加科學合理,為后續實驗、創新型和綜合型實驗的開設打下基礎,同時,加強不同學科之間的內在聯系,形成以生物技術為中心輻射生命科學各領域的實驗群,增強各組成部分之間互補性與互通性。“多向互滲”的實驗教學體系,使生物技術與工程專業的學生綜合能力得到明顯提高
三、“多向互滲”的核心內涵與操作方法
生物技術基礎與專業實驗之間的相互滲透有利于形成優勢互補的學科群。相關學科間相互影響、相互借鑒,有利于發揮學科間的綜合優勢,取長補短。圍繞生物技術專業緊密結合的相關學科,加強該專業實驗教學的滲透和交叉,專業建設應在發展基礎實驗的同時,注重新興學科的交叉,從理論到實踐,組建跨學科的教學團隊,建立交叉滲透的實踐教學研究中心,圍繞相關學科進行論證,不定期調整現有實驗課程,積極引進優勢資源,借鑒國內外高校經驗,探索以生物學專業為背景的實驗學科群建設,有利于培養創新型人才。當前隨著生命科學領域的迅猛發展,各農業高校重視生物技術專業的發展,努力構建生物技術與傳統農業有機結合的理論與實踐教學模式,使生物技術形成特色農科專業,實現生命科學與傳統農業之間的交叉綜合,拓寬生物技術專業學生的知識面。在交叉融合方面尤其重視實踐教學的拓展,回繞農業發展,形成以生物技術專業為重點,農理、農工、農藝等交叉融合的學科群,發揮協同效應,實現實驗課程的交叉綜合,提高專業學生的整體素質。
四、“多向互滲”的實驗教學效果
實驗學科多向互滲拓寬了實驗室的開放力度,使學生有了更加靈活的時間支配自己的課外時間。交叉滲透的實驗教學體系增加了綜合提高型和研究創新型實驗的比例,這兩個模塊的實驗需要學生利用大量的課外時間完成實驗,因此加大了實驗室的開放力度,同時為學生研究性學習提供了廣闊的空間,為人才培養提供了良好的發展空間和平臺。交叉滲透立體實驗教學體系,模糊了專業概念,將大學生的共性要求與個性發展緊密結合,在加強學生的學科基礎的同時,拓寬了學生的專業口徑,提高了學生合理運用只是的能力,避免了人才培養與當前社會需求之間的脫節,使學生畢業后能夠盡快適應工作崗位,并且能夠拓寬學生的就業渠道,增強了學生適應能力。滲透交叉的實驗教學體系促進了教師隊伍的發展,為適應教學要求,教師必須查閱更多相關學科資料,不斷學習充實自己。然而,專業發展帶來的學科之間的交叉滲透,對生物技術與工程專業的教師提出了新的挑戰,這就促進教師不斷拓寬知識面,密切關注其它相近學科的發展,及時查閱當前新的研究內容,補充到教學中,更新教學內容、改善教學方法和實施先進的教學手段,使專業緊跟學科發展的前沿,教學效果明顯增強。
參考文獻:
[1]劉智,錢佳麗,韓楊.在實驗教學中注重學科交叉融合培養學生的創新能力[J].長春中醫藥大學學報,2009,25(5):817.
[2]顧玉林.多科性大學復合型人才培養模式探討[J].重慶科技學院學報(社會科學版),2007,76(4):157-158.
1.1有利于提升大學生對人類自我的認識高度
隨著生命科學的飛速發展,特別是新世紀以來,人類基因組計劃的實施和完成,新一代測序技術的進一步應用和發展,人類第一次從分子水平上認識自我,對于由“A、T、C、G”4個字母組成的無字天書的海量信息的理解,對人類基因組中冗余序列的功能的判斷等等問題的思考和甄別,進一步提升了我們對人類自我的認識高度,進一步拓展了人類在認識自我上的思維空間。
1.2有利于提升對生命現象及生命活動的理解和尊重
作為醫藥類高校,提高學生對生命現象和生命活動的理解,對生命的尊重,有利于學生更好的鞏固專業思想,提升專業技能,養成良好的專業素養。
1.3有利于大學生對社會生活、生命現象的本質探索
應該清楚地看到,目前社會發展所帶來的一系列負面問題,如糧食短缺、疾病危害、環境污染、能源危機、資源匱乏、生態失衡和大量物種滅絕等問題,而解決這一系列重大問題,在很大程度上依賴于生命科學的發展,對這些問題的深度理解和對其本質的把握都需要大學生具備相應的生命科學知識和基礎[3]。開設生命科學通識教育課程,將一些最新的生命科學理論和進展引入課堂,使學生了解本世紀現代生命科學的發展趨勢和熱點問題,以便在專業學習中發現學科之間的交叉點,拓展學生的知識領面,既是完善自我知識結構,認識自然科學核心內容的需要,也是培養既了解生命科學又具備其他專業學科知識的復合型人才的需要。
2生命科學類通識教育課程的教學內容
這類通識教育課程的重點不在于具體傳授了多少專業知識觀點和內容,而是要傳授給學生研究問題和解決問題的方法、思維方式。因此,要想吸引學生選修此課程,就必須從講授內容和講授方法2個方面下功夫,力求內容新穎,方法得當,通俗易懂,在授課時盡可能貼近生活,貼近社會,深入淺出,從大學生關注的問題入手去介紹以上所述內容中的最新成果和進展,這樣學生才更易于接受和理解[4]。根據安徽中醫藥大學的學生情況和知識基礎,把學生分為醫藥類、文史類兩大類別,根據不同類別的學生選擇不同的教學內容。醫藥類學生教學內容選擇上注重培養學生的學科交叉意識,重點講述生命科學的一些新成就和新進展,以及生命科學發展對社會的影響,如基因編輯技術、干細胞技術、人類基因組計劃、生態系統的變化、生物多樣性保護、基因工程藥物和疫苗、基因治療、動物克隆、生物芯片、生物信息學、生物材料與仿生學、生物技術與人類未來等,通過學習,使學生理解并初步能運用生物學知識去認識生命、了解生命,同時爭取對學生跨學科創新思維起到一定的科學啟迪作用,對社會上的一些熱點生物學問題有個清晰的認識;對于文史類學生,教學內容選擇上注重安排生物學基礎知識的傳授,以及生物技術發展與人類社會進步的密切關系,如生命的化學組成、細胞的結構與功能、營養與健康、社會生物學與繁殖對策、人類遺傳學與優生、生命的起源與進化、生物多樣性及其保護、生命倫理及社會決策等,通過學習,使學生獲得必要的現代生命科學基礎知識,認識人類自身;了解現代生命科學的新發展及其與人文科學交叉的趨勢,引導學生樹立正確的自然觀、科學觀,增強社會公民責任感,提高綜合素質。
1、因為20世紀后半葉生命科學各領域所取得的巨大進展,特別是分子生物學的突破性成就,使生命科學在自然科學中的位置起了革命性的變化。很多科學家認為,在未來的自然科學中,生命科學將要成為帶頭學科,甚至預言21世紀是生物學世紀,雖然目前對這些論斷還有不同看法,但勿庸置疑,在21世紀生命科學將繼續蓬勃發展,生命科學對自然科學所起的巨大推動作用,決不亞于19世紀與20世紀上半葉的物理學。
2、假如過去生命科學曾得益于引入物理學、化學和數學等學科的概念、方法與技術而得到長足的發展,那么,未來生命科學將以特有的方式向自然科學的其他學科進行積極的反饋與回報。當21世紀來臨的時候,一些有遠見的科學家、思想家與政治家將日益嚴重的諸多人類社會問題,如人口、地球環境、食物、資源與健康等重大問題的解決,莫不寄希望于生命科學與生物技術的進步。
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