時間：2022-05-09 05:46:58
序論：在您撰寫生物技術及應用論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的1篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
摘 要：職業(yè)教育分級制度是現(xiàn)代職業(yè)教育體系的核心制度設計，涉及職業(yè)教育理念、制度、教育實踐的創(chuàng)新改革，是對傳統(tǒng)的職業(yè)教育進行從形式到內涵的全方位重構。本文以生物技術及應用專業(yè)職業(yè)教育分級制改革試驗為例，介紹了“職業(yè)倉”構建、分級標準制定、學習制度安排、課相開發(fā)與教學設計、質量控制和評價等方面的改革成果。
關鍵詞：職業(yè)教育分級制度 教育改革 生物技術及應用
職業(yè)教育分級制度改革方案[1] [2]的提出，是從我國的國情出發(fā)，在初中后教育分流的基礎上，采用5級架構為基礎，縱向可以發(fā)展的“5+X”職業(yè)教育分級結構模型，形成新的職業(yè)教育人才培養(yǎng)層次與人才評價機制。建立職業(yè)教育等級證書制度，對接學歷制度、國家職業(yè)資格制度，能更好地適應行業(yè)、企業(yè)或社會組織對于不同層次人才的需求。生物技術及應用專業(yè)是北京市職業(yè)教育分級制度改革的首批試驗專業(yè)，目前已經(jīng)完成了分級、標準、課程、評價、學習制度等方面的方案設計，并開始在2011級、2012級兩個年級中進行教學改革試驗。
構建生物技術及應用專業(yè)“職業(yè)倉”
職業(yè)教育是從實際存在的職業(yè)需求出發(fā)設計教育內容、教育過程、教育方法和組織教育資源開展的人才培養(yǎng)活動，從職業(yè)中來到職業(yè)中去，源于職業(yè)又高于職業(yè)[3]。職業(yè)倉提供了一個從職業(yè)到教育的分析模型。通過對某專業(yè)所對應的行業(yè)或企業(yè)中的眾多職業(yè)進行分析，按照職業(yè)類型、結構、特征的不同進行分類，建立起行業(yè)或企業(yè)的職業(yè)結構模型，并按工作的難易程度合理劃分層級，從而形成與專業(yè)對應、分類有序、層級明顯的行業(yè)企業(yè)典型職業(yè)的集合，即職業(yè)倉。職業(yè)倉從職業(yè)調研分析入手，解決職業(yè)教育能不能分級和怎么分級的問題。
生物醫(yī)藥產業(yè)是北京市重點發(fā)展的新興產業(yè)。目前有北京天壇生物制品股份有限公司等生產企業(yè)270多家，生物技術公司800多家。經(jīng)過調研發(fā)現(xiàn)，在這樣的高技術企業(yè)中從事科學研究與產品開發(fā)的人員不足10%，大多數(shù)的人員從事科研或研發(fā)助理、產品生產和檢驗等工作，也就是說，這些企業(yè)對職業(yè)教育培養(yǎng)的不同層次的技能人才有著更大的需求。
為了調查清楚生物醫(yī)藥產業(yè)職業(yè)崗位特征和人才需求，北京電子科技職業(yè)學院聯(lián)合企業(yè)和科研單位專家組成的課題組實地調查了北京天壇生物制品股份有限公司等73家企業(yè)，摸清了這類企業(yè)職業(yè)崗位設置情況。課題組系統(tǒng)研究了國家職業(yè)大典中與生物醫(yī)藥相關的職業(yè)，并對人才招聘網(wǎng)站中北京地區(qū)生物醫(yī)藥行業(yè)的1，277個職業(yè)崗位進行了統(tǒng)計分析，其中研發(fā)類崗位214個、檢驗類崗位240個、生產類崗位532個，未包含在上述大類內的崗位291個。據(jù)此，課題組將生物技術及應用專業(yè)所對應的職業(yè)群劃分為產品生產、產品檢驗和產品研發(fā)類，確定了該專業(yè)的人才培養(yǎng)方向（初次就業(yè)崗位）主要是從事生物醫(yī)藥行業(yè)產品生產、質量檢驗和研發(fā)助理等工作。
在充分進行職業(yè)分析的基礎上，為便于開展有針對性的職業(yè)教育，還需要提煉出典型職業(yè)，并將其合理劃分出層次，作為建立職業(yè)倉結構的依據(jù)。下面是在分析北京地區(qū)生物醫(yī)藥行業(yè)的職業(yè)分布和職業(yè)能力要求之后，構建的職業(yè)倉模型。在這里，每個典型職業(yè)都對應了不同的職業(yè)教育等級。
教產合作擬定職業(yè)教育分級標準
北京市職業(yè)教育分級制度改革方案明確將職業(yè)教育目標分為社會能力、操作能力、發(fā)展能力3個領域、8個次級目標和若干個3級目標[4]。依據(jù)這個基本框架，學校和行業(yè)企業(yè)等聯(lián)合開發(fā)職業(yè)教育分級標準，從而建立起橫向分類、縱向分級的職業(yè)能力目標體系。生物技術及應用專業(yè)依托生物藥物生產和檢驗兩大崗位群，結合國家職業(yè)和行業(yè)企業(yè)技能標準，解構相應的崗位能力目標，形成職業(yè)教育分級標準。
社會能力
道德責任 安全環(huán)保 溝通合作
①具備嚴謹細致、詳盡如實地記錄生產和實驗數(shù)據(jù)能力，對產品質量負責的職業(yè)道德。②熟悉《藥品生產質量管理規(guī)范》等規(guī)范和法規(guī)，具有法律意識。 ①熟悉生物制品生產等產品生產和檢驗崗位的質量、安全和勞動保護要求，并能對他人的工作行為和產品質量承擔有限責任，具有健康安全意識。②能正確處理生物產品生產和檢驗中出現(xiàn)的三廢，確保生產環(huán)境及相關環(huán)境的安全及衛(wèi)生，能按照6S要求對工作環(huán)境進行整理和規(guī)范，并具有環(huán)境保護意識。
①具有溝通交流能力，對自己或他人發(fā)現(xiàn)的生物產品生產和檢驗過程中出現(xiàn)的常見技術問題，能夠通過協(xié)商后獨立解決。②具有與人合作的能力，能夠根據(jù)合作合同或清單要求，與他人共同制定并完成生物產品生產或檢驗過程。
①具有理解和執(zhí)行藥品化驗員、高級藥物制劑工、生物制品工、基因工程產品工等崗位的企業(yè)生產技術規(guī)范和標準的能力。②具有認識和使用無菌操作設備、藥物制劑設備、儀器分析設備等專屬生產工具的能力。③具有完成發(fā)酵原料藥的生產、生物制劑生產、免疫制劑生產、基因工程藥物的生產等生產任務的能力。④具有完成生物藥物原輔料、半成品和產品檢驗的能力。 ①具有使用衡器、量器等基本工具，掌握基本的化學分析方法等通用技術能力。②具有利用計算機、網(wǎng)絡通訊等技術手段解決生產和檢驗問題的信息處理能力。③具有利用數(shù)理統(tǒng)計等方法處理實驗數(shù)據(jù)的數(shù)字應用能力。④能根據(jù)工作崗位和個人發(fā)展的需要，確定學習目標和計劃，具備自我學習能力。⑤能夠借助專業(yè)詞典，熟悉常用進口設備的儀器使用說明和標準操作規(guī)程，具備外語應用能力。
學習能力 信息能力 創(chuàng)新能力
具備及時了解制劑、基因產品、生物制品及藥物檢驗相關領域的新知識的學習能力。 具備能利用網(wǎng)絡、圖書館等媒介收集制劑、基因產品、生物制品及藥物檢驗的相關的信息收集、處理和應用能力。 能對市場需求較新的一些生物產品、藥物劑型和藥品檢驗方法提出可行的生產程序或方法，具備一定的戰(zhàn)略思考、創(chuàng)新和解決問題的能力。
制定面向人人的學習制度
職業(yè)教育的功能是幫助人們走向職業(yè)，面對的是學習者多樣化的教育需求。只有超越學校教育、學齡教育、學歷教育的固有模式，建立面向人人的彈性、靈活的學習制度，職業(yè)教育才更有意義。分級制度打破了傳統(tǒng)學歷教育框架，豐富了教育層次，使面向人人的教育理想成為現(xiàn)實。表5是以本專業(yè)職業(yè)教育4級為例，建立的5種人才培養(yǎng)路徑以及多元化的入學通道、學制安排和學習形式。
表5職業(yè)教育4級招生對象、入學要求、基本學制和學習形式
完成職業(yè)教育分級制度規(guī)定的學習任務，經(jīng)過評價合格獲得職業(yè)教育等級證書。職業(yè)教育等級證書與我國目前職業(yè)教育學歷證書有對應關系，2級與中職學歷、4級與高職學歷、5級與本科學歷相對應。由于職業(yè)教育分級標準和原有的學歷標準不同，因此職業(yè)教育等級證書與學歷證書雖可對應但不等同。
課相開發(fā)與教學設計
實施職業(yè)教育分級制度對職業(yè)學校原有的課程體系提出了挑戰(zhàn)。課相就是在職業(yè)教育分級制度改革試驗中提出的課程新概念。它是以職業(yè)教育分級標準提出的能力目標為依據(jù)，以實際職業(yè)活動或典型工作任務為載體，以學習者為中心，教、學、訓、做、評相融合的職業(yè)教育教學任務和教學組織模式[3]。由于課相開發(fā)的依據(jù)是分級標準提出的能力目標，完成一組課相教學就意味著可以達到職業(yè)教育分級標準要求，為此，本專業(yè)職業(yè)教育4級共開發(fā)了“原輔料檢驗”“發(fā)酵原料藥的生產”“生物藥物制劑生產”“基因工程藥物生產”“免疫制劑生產”和“制劑單項檢驗”6個課相。
課相教學設計與傳統(tǒng)的生物技術及應用專業(yè)的教學設計有很大的不同。首先，教學設計的邏輯起點不同。傳統(tǒng)的課程體系設計是按照基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)課的思路，按照難度遞進的方式進行設計，而分級制課相的設計是從職業(yè)崗位出發(fā)，以生物藥物的生產和檢驗流程為邏輯主線而設計。其次，教學內容的設計思路不同。傳統(tǒng)課程教學是在學生掌握無機化學、有機化學等相關知識的基礎上學習生物藥物生產的專業(yè)知識，而課相教學是以實際職業(yè)活動或典型工作任務為載體，在完成實際生產任務的過程中貫穿講解必備的基礎理論知識，完全打破了傳統(tǒng)的學科體系。例如，“原輔料檢驗”課相以4級分級標準提出的生物藥物理化檢驗相關的能力目標為依據(jù)，以枸櫞酸等6種生物藥物生產過程中的常見的原輔料為載體，按照實際的崗位工作流程進行教學的組織與實施，融入傳統(tǒng)教學體系中“無機化學”“分析化學”“生物化學”等6門專業(yè)基礎課程的必備知識和技能，培養(yǎng)了職業(yè)綜合能力。再次，教學的組織形式不同。傳統(tǒng)課程教學基本上是采用“理論+實踐”的教學組織形式，而課相教學是采用“教、學、訓、做、評”相融合的教學組織形式。課相教學是由企業(yè)專家和專任教師共同組建教學團隊，教學載體來源于實際職業(yè)活動或典型工作任務，學生在完成實際生產任務的過程中，在教師的指導下完成理論知識的學習、實踐技能的訓練和考核評價。
建立質量控制和評價體系
為建立完善的分級制質量保證與評價體系，生物技術及應用專業(yè)成立了由骨干專業(yè)教師和企業(yè)專家組成的專業(yè)委員會，負責4級課相考核標準的制定。
課相評價分數(shù)由單項評價與綜合評價（50%）、主體評價與客體評價（50%）組成。
單項評價與綜合評價：每一個課相的評價由任課教師（專任教師和企業(yè)專家）評價、學生自評、學生互評組成。任課教師根據(jù)學生的實操過程、證明材料、出勤考核等給出評價成績；學生根據(jù)任課教師給出的評價表給出自己的分數(shù)；學生互評分數(shù)是由小組長根據(jù)學生在實操過程中的表現(xiàn)給出的分數(shù)。
單項評價與綜合評價=教師評價（70%）+學生自評（15%）+學生互評（15%）
主體評價與客體評價：每一個課相的評價包含理論評價和產品評價。主體評價即理論評價，由任課教師對學生進行理論知識的考核；客體評價由任課教師和學生共同對學生的產品進行評價。
主體評價與客體評價=理論考核成績（50%）+產品考核成績（50%）
生物技術及應用專業(yè)職業(yè)教育分級制改革已試點兩年，北京泰德制藥有限公司等多家企業(yè)參與了該專業(yè)的分級制改革和考核評價。目前，學校已經(jīng)完成了“原輔料檢驗”等4個課相的開發(fā)與實踐，企業(yè)非常認可“從職業(yè)出發(fā)進行教學設計”的分級制改革思路，認為這種教學模式不僅教會了學生必備的理論知識和實驗技能，而且教會了學生如何按照企業(yè)標準完成工作任務，教會了學生如何遵守藥典等行業(yè)技術規(guī)范和法規(guī)，把理論與生產實踐緊密結合起來。
（作者單位：北京電子科技職業(yè)學院）
摘要：高職院校的生物技術相關專業(yè)發(fā)展對培養(yǎng)社會生物技術相關產業(yè)和領域內的專業(yè)技術人才發(fā)揮中不可替代的作用，其培養(yǎng)目標正是為社會培養(yǎng)和輸送具有必要的生物技術專業(yè)知識和實踐技能、能夠從事生物技術領域工作的實用型、應用型的技術和管理人員。
關鍵詞：高職教學 生物技術 教學實踐
生物技術目前已由人們觀念里傳統(tǒng)高深的技術已經(jīng)向大眾開始逐漸普及起來，隨著生物技術的發(fā)展和普及，其已經(jīng)逐漸向多個領域進行擴展，比如農、牧、漁、園林、工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等眾多行業(yè)都與生物技術密不可分。所以，我們社會對于生物技術及其專業(yè)人才的需求量也在不斷升高。在我國的各大院校，都已經(jīng)建立和發(fā)展了和生物技術相關的專業(yè)院、系等，對生物技術發(fā)展和專業(yè)人才培養(yǎng)起到了很好的助推作用。對于高職院校而言，其生物技術及相關專業(yè)的開設僅僅只有十幾年的時間，可以稱得上是一個比較“年輕”的專業(yè)。因為培養(yǎng)的是高級專業(yè)技術人才，所以這對培養(yǎng)對象的動手實踐能力就相對要求較高，可以說學生的實際動手操作能力決定著自身在未來所從事這個行業(yè)領域的生存。高職院校怎樣在這種要求環(huán)境下，立足自身實際，使培養(yǎng)的學生能夠具有更高的專業(yè)技能，使他們能夠更好地滿足社會的發(fā)展和需求，高職院校生物技術及應用專業(yè)的發(fā)展應著重考慮以下幾方面的問題。
一、對學科專業(yè)定位問題
由生物技術是一個涵蓋領域非常寬泛的專業(yè)，在發(fā)展的早期只有食品與發(fā)酵一個專業(yè)方向，而隨著生物技術的快速發(fā)展，專業(yè)范圍被大大拓寬，包括了生物制藥、食品發(fā)酵、環(huán)境保護、動植物細胞培養(yǎng)、生化工程、農產品深加工等。那么這樣一樣，覆蓋領域如此的科學專業(yè)，對高職院校而言，怎樣定位學科發(fā)展是尤為關鍵的。高職院校的生物技術及其應用專業(yè)的學科定位，既不同于大學本科的教育，也不應同于中職院校的培養(yǎng)目標，它是處在這個專業(yè)領域比較中間的位置。所以，既要定位于有研究傾向的發(fā)展，又要非常地注重學生動手實踐能力培養(yǎng)，后者是高職院校學科定位的重中之重。既要培養(yǎng)對專業(yè)的創(chuàng)新研究能力，可以以這個為導向，引導學生在真正實際的操作實踐中能夠積極思考，不斷創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)。這樣，才可以說把高職院校的對生物專業(yè)技術及應用專業(yè)培養(yǎng)目標定準，這也為具體的培養(yǎng)方案和課程設置問題奠定了方向性上的基礎。
二、專業(yè)建設發(fā)展問題
高職生物技術及應用專業(yè)建設應該建立有鮮明特點高職教育特色體系，加強工學結合人才培養(yǎng)模式的實施和多元化校企合作模式來進行專業(yè)建設發(fā)展。一是形成三級梯隊教育。這三級分別是指國家級、省級、校級的名師梯隊。在實際建設中，要積極依靠校外力量，特別是要省的投入，積極聘請全國比較知名的教師在學校進行指導和講學，同時也要主動邀請企業(yè)的一線技術人員來學校進行參觀并請他們提出寶貴意見的方式，來打造全方位的學習機會，為專業(yè)建設和發(fā)展奠定基礎。二是建立課程建設新機制。在這方面，可以以精品課程建設為提高教學質量的切入點和著力點，并建立開放、多元、動態(tài)的課程體系，以國家、省級、校級、院（系）級的四級課程建設機制，并通過校企合作深度互融共同開發(fā)課程；特別是要綜合課程和實訓課程建設為重點帶動相關課程的資源建設，使專業(yè)課程體系更趨開放、多元和動態(tài)。三是建立工學人才培養(yǎng)模式。對于這種模式，目前呢，中職院校采用的比較多，比如對于操作性特別強的專業(yè)來說，在學生進校的第一年就把基礎課和專業(yè)課學完，從第二年開始直到學生畢業(yè)，通過與企業(yè)建立長期合作機制，把學生送企業(yè)進行實習，通過在實際崗位中不斷鍛煉，提高他們的實際動手操作能力，這也是未來高職院校建立多元化校企合作模式的趨勢。這種模式一方面解決了企業(yè)人員的緊缺，另一方面給學生提供了頂崗實習鍛煉的機會，實現(xiàn)校企的“雙贏”，可以采取多種形式，例如組成企業(yè)實踐服務團，讓學生在專業(yè)相關企業(yè)開展社會實踐活動，彰顯專業(yè)特色，鼓勵學生深入企業(yè)，倡導學以致用，服務社會。
三、人才培養(yǎng)方案制定問題
人才培養(yǎng)方案是具體人才培養(yǎng)實施的指導方針，一些從事人才培養(yǎng)的工作都應以為依據(jù)，結合高職院校學科專業(yè)定位和專業(yè)建設發(fā)展來看，主要應包括以下幾個方面內容：一是依據(jù)崗位來開發(fā)課程體系。通過生物技術類企業(yè)崗位調研，進行崗位群定位、技能需求分析、設立知識技能模塊、重構課程體系、建立基于崗位需求的專業(yè)培養(yǎng)方案。針對學生要建立兩個平臺，一個是人文素質基礎模塊、另一個是生物基礎知識模塊，這兩個模塊可以使得學生看到自身存在短板，針對問題找出在學習和實習中有針對性地提高的地方。二是依據(jù)工作過程開發(fā)課程體系。根據(jù)就業(yè)崗位每項任務的工作過程，分析每一個工作步驟所需的知識和技能，把學習性的工作任務進行歸納， 進行基于工作過程系統(tǒng)化的課程開發(fā)，確定教學內容，并按照先簡后繁、先易后難的順序進行排列，建立專業(yè)課程體系。三是按照職業(yè)要求優(yōu)化課程體系。按照工作過程導向序化成若干個工作項目，作為成功完成每項工作項目支撐點的課程教學，結合需求進行課程內容的優(yōu)化與整合，將工作和學習融合起來，滿足崗位工作所需要的理論和實踐；同時，需要以工作過程為主線，進行技術模塊的設計，將知識點項目化，設計項目化課程。四是建立一體化教學模式。課程體系的設計和建立要以工作過程為基礎，形成在“做中教、在做中學”這樣一體化的教學模式，其一切的教學內容與環(huán)節(jié)都要圍繞實踐來展開，可以以生產為載體，實行任務驅動導向，從而體現(xiàn)高職教育的實踐性、職業(yè)性、開放性。以課程學習為主線，以強化學生的職業(yè)道德！提升學生的職業(yè)能力為目標，成立課程學習興趣小組，開展豐富多采的第二課堂活動，融學與做為一體?？梢阅M企業(yè)生產流程再現(xiàn)企業(yè)真實環(huán)境，一方面根據(jù)企業(yè)生產不同目標產品，模擬企業(yè)流程開設綜合性大實驗，另一方面從實訓環(huán)境、實訓設備和器材購置上向企業(yè)的真實情況靠近，在學校營造和模擬一種實際的職業(yè)環(huán)境。其實這種方式，就是要在教學中要加強實踐課程的力度。五是注重課程網(wǎng)站建設構建學生自主學習平臺 引導學生充分利用課程網(wǎng)站進行自主學習，建立交流討論平臺，提供電子課件、常見問題解答、儀器使用方法、學習參考文獻等教學資源和網(wǎng)站鏈接課外拓展等學習資源，幫助同學對所學知識的消化理解，開闊視野，促進學生學習能力的發(fā)展，打破了時間和空間的阻隔，使課堂得以延伸。
四、課程設計問題
生物技術及應用專業(yè)相關課程操作環(huán)節(jié)比較多，所以建立理論和實踐相結合的考核制度顯得尤為重要，它既是實踐教學與質量的反饋，又能直接地反饋實踐教學中存在的問題；既能真實地反映出學生的實際水平，又能充分調動學生的學習興趣。其中制度里應包括到課情況，實際態(tài)度，實驗原理的掌握，基本操作過程，數(shù)據(jù)處理和結果分析，分析報告幾個方面，并根據(jù)課程具體設定每部分應占的比例。應向學生說明制度，這樣才能利用它真實地評價學生實踐的成績，提高學生參加課程實踐環(huán)節(jié)的自覺性，從而使學生的基本操作和技能得以加強。當然，在課程設計中，在加大操作實踐課的同時還需要進行適當?shù)闹v解，實踐教學的主要環(huán)節(jié)是操作，但正確操作的前提是理論知識，因此在教學中不能認為教師什么也不講就能提高學生的動腦動手能力，因為高職的學生的主要特點是知識基礎相對差一些，如果教師不進行必要的講解，讓學生在一無所知的情況下去操作反而使他們喪失了興趣和信心。說明了原理、讓學生充分了解原理、機制對于實踐大有裨益。其實，在講解的過程中只需要注意強調注意事項和簡單過程，而把為什么要注意及實驗應該出現(xiàn)的現(xiàn)象或結果設為疑問，多給學生一些獨立思考的時間和空間，充分發(fā)揮學生的自主性，啟發(fā)學生的求知欲望，使學生始終處于有效的積極思維狀態(tài)。讓學生們帶著問題去實踐，可以提高學生們探究疑問的興趣，也培養(yǎng)了學生們的獨立思維能力。在課程教學環(huán)節(jié)，要采用形式多樣的方式方法，比如可以在一定條件的基礎上創(chuàng)造條件多分組，這樣可以克服實驗儀器設備數(shù)量少、價格貴、器材耗損大等困難，同時，還可以增加學生們的實際操作和動手機會、發(fā)現(xiàn)問題可以積極解決?？朔鹘y(tǒng)的整班進操作間，一人做、多人看的傳統(tǒng)形式。再比如可以把整班分成幾個部分，按次序分批進行實驗，使課內實踐與課外實踐相結合，這樣雖然一個班級的實踐操作環(huán)節(jié)時間會大大延長，但每個學生都能夠得到鍛煉和提高的機會。教師在學生課程學習和實踐過程中需要進行耐心細致地指導，不斷發(fā)現(xiàn)并糾正學生在操作過程中錯誤的操作手法，解答疑難問題，更重要的是起到了督促的作用。
摘要 從基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程4個方面對現(xiàn)代生物技術在農業(yè)領域的應用進行了簡要的綜述，并提出微生物肥料將成為未來農業(yè)領域應用的重要發(fā)展趨勢。
關鍵詞 現(xiàn)代生物技術；農業(yè)領域；應用；發(fā)展趨勢
隨著農業(yè)革命、手工業(yè)革命、工業(yè)革命、商品國際化革命、信息產業(yè)化革命的推進，許多科學家們預言21世紀必將產生一次生物技術革命，而這一革命的主戰(zhàn)場就是農業(yè)?，F(xiàn)代生物技術可有效提高農作物產量、改善農作物的營養(yǎng)品質。因此，現(xiàn)代生物技術必然會成為未來農業(yè)發(fā)展的重要趨勢。
1 現(xiàn)代生物技術在農業(yè)領域的應用
1.1 基因工程在農業(yè)領域的應用
基因工程即利用分子生物學和微生物學技術，設計好不同來源的基因順序，在體外成功構建雜交DNA分子后導入受體細胞，使受體細胞表現(xiàn)出人們需要的表現(xiàn)型，產生出人們需要的物質。在農業(yè)領域應用基因工程技術，獲得的農作物優(yōu)質、高產、抗性強，還可獲得畜、禽新品種及具有特殊作用的動、植物。例如，經(jīng)過7年的努力攻關，2011年勝利突破了大面積示范（即6.67 hm2示范）平均產量為13 500 kg/hm2的超級雜交稻第3期目標，達到了13 899 kg/hm2 [1]；運用轉基因技術將相應的基因導入油菜中有望培育出轉基因抗病油菜新品種[2]；運用基因工程技術可將抗除草劑基因導入農作物中，使農作物能夠不受除草劑的影響，目前已生產出多種抗除草劑作物品種，應用廣泛[3]。
1.2 細胞工程在農業(yè)領域的應用
細胞工程是指在體外培養(yǎng)細胞，以改變細胞某些生物學特性為目的將不同作物或動物進行細胞雜交，使植物或動物個體繁殖速度加快，以獲得優(yōu)良品種或新品種及某些具有特殊作用的物質的一門技術[4]。細胞工程技術在植物快速繁殖、植物新品種選育等方面發(fā)揮著重要作用。目前植物體細胞雜交應用較多，如可以將馬鈴薯細胞和番茄細胞進行雜交，可獲得上結番茄下結馬鈴薯的“番茄馬鈴薯”；將豆科植物與向日葵進行細胞雜交，可培育出具有高營養(yǎng)價值的“向日豆”[5]。
1.3 發(fā)酵工程在農業(yè)領域的應用
發(fā)酵工程即利用微生物具有的特殊作用生產出對人類生產有用的產品，或直接將微生物應用到工業(yè)生產過程的一門新的技術。發(fā)酵工程主要可應用在農業(yè)領域的2個方面，一是生產傳統(tǒng)的發(fā)酵產品，如果酒、茯磚茶、食醋等；二是生產一些食品添加劑。如茯磚茶的制作過程中就運用到了發(fā)酵工程技術，通過調控渥堆時間、使用接種劑、發(fā)酵劑等方法可以改進茯磚茶的加工工藝，進而可生產出“金花”飽滿、品質優(yōu)良的茯磚茶。
1.4 酶工程在農業(yè)領域的應用
酶工程，簡單來說就是利用酶的生物催化功能，借助工程手段將相應的原料轉化成有用物質。酶工程可應用在農業(yè)領域中的制酒、制醬等方面。例如，隨著我國糧食的不斷增產，一些地區(qū)出現(xiàn)了粗糧過剩的問題，需要解決粗糧的淀粉利用。解決辦法之一是生產葡萄糖，但由于葡萄糖甜度不大，難以在市場上應用。最有效的辦法還是運用酶工程技術的手段，將葡萄糖轉變?yōu)樘鸲却蟮墓?，果糖不僅比葡萄糖甜度大，其比蔗糖的甜度還高50%以上。
2 微生物肥料在農業(yè)領域的應用
2.1 微生物肥料的特點
微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料，在農業(yè)生產中應用該種肥料可獲得特定的肥料效應[6]。生物肥料的定義分為2個方面，從狹義上講，生物肥料就是指微生物肥料，是由具有特殊作用的大量有益微生物發(fā)酵產生的，活性高。施入該種肥料能夠產生活性物質，能夠增加作物的固氮作用，改善土壤的理化性質，使作物的生長環(huán)境變得更好，使作物生長更優(yōu)、產量更高。從廣義上講，生物肥料泛指各種具有特定肥效的生物制劑，包括特定的活的生物體、生物體的代謝物或基質的轉化物等，此種生物體不限定，既可以是微生物，也可以是動、植物組織和細胞[7-8]。
2.2 生物肥料的應用優(yōu)勢
微生物肥料具有其他化肥和農藥沒有的優(yōu)勢，可有效改善土壤的理化性質，提高土壤肥力。目前微生物肥料已應用在綠色有機食品生產、農業(yè)生態(tài)環(huán)境保護以及高產、優(yōu)質、高效農業(yè)的持續(xù)發(fā)展中，并發(fā)揮著極其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身無毒害作用，對環(huán)境幾乎無污染；同時，施用量一般不大，在其生產過程中所消耗的能量也很少，因而可節(jié)約農民的施肥成本。此外，微生物肥料還可改善土壤的理化性質，減少土壤營養(yǎng)流失和富營養(yǎng)化的產生，實現(xiàn)土壤的可持續(xù)化利用。
2.3 微生物肥料的應用前景
目前，微生物肥料在農業(yè)領域方面的應用已越來越廣泛，也得到了農民以及社會的逐步認可。國內外都在積極發(fā)展綠色農業(yè)和綠色食品，微生物肥料作為一種保護生態(tài)環(huán)境、維護人類健康的理想肥料在農業(yè)生產中的應用必將越來越廣泛、越來越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更穩(wěn)定地發(fā)揮其生態(tài)作用是未來研究的方向。
摘 要：高職生物技術及應用專業(yè)由于辦學時間短、相應產業(yè)處于快速發(fā)展期等原因，導致生物技術及應用專業(yè)實踐教學體系建設方面明顯滯后。分析了生物技術及應用專業(yè)實踐體系的構建原則，提出了實踐內容、支撐保障和評價體系建構方法。
關鍵詞：高等職業(yè)教育；生物技術及應用專業(yè)；實踐教學體系
在我國，高職生物技術類專業(yè)開設不足10年，實踐教學體系建設滯后于學科發(fā)展，嚴重影響了生物技術類專業(yè)的實踐教學質量，盡快制定較為完善的實踐教學體系已是當務之急。
1 生物技術及應用專業(yè)實踐教學體系構建的原則
1.1 與國家職業(yè)標準對接
生物技術及應用專業(yè)應以生物發(fā)酵、食品檢驗、酶制劑制造、食品類生產操作、生物制品等工種的職業(yè)功能、工作內容、技能要求、專業(yè)知識要求來確定實踐教學目標、內容及考核評價指標、配置實踐教學儀器設備，以提高實踐教學的針對性和實用性。
1.2 三維目標并舉原則
實踐教學體系與理論教學體系是相輔相成，不可分割的，共同促成專業(yè)培養(yǎng)目標。教學中要充分利用實踐教學這一素質教育的平臺和載體，在進行校內實踐、校外實踐和畢業(yè)設計三維目標體系和內容體系設計時，不僅要重視學生職業(yè)技能和職業(yè)知識的培養(yǎng)，而且要充分考慮學生敬業(yè)精神、誠信意識、紀律觀念、職業(yè)道德意識、團結協(xié)作和競爭能力等綜合素質的培養(yǎng)。
1.3 整體優(yōu)化原則
依據(jù)生物技術及應用專業(yè)培養(yǎng)目標對技能和素質的整體要求，系統(tǒng)架構實踐教學體系以避免實踐項目的重復設置和技能點訓練的遺漏，達到提高實踐教學效率和質量的雙重目的。
1.4 層階遞進原則
生物技術應用專業(yè)的應用能力培養(yǎng)不是一蹴而就的，需要循序漸進，合理搭建單項實踐、綜合實踐、課程設計、企業(yè)實習、畢業(yè)設計（論文）由簡單到復雜的遞進訓練層級、遞進實踐教學內容體系。
1.5 技術應用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結合的原則
國務院《關于深化教育改革全面推進素質教育的決定》明確指出“高等教育要重視培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和創(chuàng)業(yè)能力”。實踐教學是創(chuàng)新能力培養(yǎng)最直接最有效的載體之一。實踐教學體系構建要盡量設置一些綜合性、設計性及具有探索性的實踐項目，讓學生參加一些高新技術項目的訓練，提升學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
2 建構“五崗六層”生物技術及應用專業(yè)實踐教學內容體系
我校通過對生物技術及應用專業(yè)實踐教學體系的深入研究，開發(fā)了以生物發(fā)酵、酶制劑制造、食品檢驗、食品類生產操作、生物制品營銷崗位為依托，以單項實踐、綜合實踐、課程設計、社會實踐、企業(yè)實習、畢業(yè)設計（論文）為支撐的“五崗六層”生物技術及應用專業(yè)實踐教學內容體系框架（見表1），在進行崗位實踐教學能力結構分析的基礎上，制定出了各實踐項目的目標、內容及考核方式，編制了與之配套的微生物應用技術實踐、企業(yè)實習等15門實踐課程標準和實踐教學指導教材。
表1 “五崗六層”生物技術及應用專業(yè)實踐教學內容體系
3 架構“五位一體”的生物技術及應用專業(yè)實踐教學支撐保障體系
實踐教學設備、仿真環(huán)境與校內生產實訓基地、校外基地、實踐教學資源庫、雙師型教學團隊“五位一體”的支撐保障體系是生物技術及應用專業(yè)實踐教學體系得以實施的基礎。其中實踐教學設備以及仿真環(huán)境與校內生產實訓基地是生物技術及應用專業(yè)實踐教學得以實現(xiàn)的載體。近年來，我校生物技術及應用專業(yè)建成了基因工程、酶工程、細胞工程等18個實驗實訓室，購置600多萬元實踐教學儀器設備。建成了檸檬酸生產車間、啤酒釀造車間、果蔬汁生產車間、焙烤車間、今麥郎實訓室等校內生產實訓車間，基本滿足了發(fā)酵產品及生物制品的模擬式教學和體驗式教學的需要。深度合作的校外實習基地是保證頂崗實習順利進行的關鍵。我校生物技術及應用專業(yè)與青島啤酒（徐州）彭城有限公司、徐州恒順萬通食品釀造有限公司等8家生物技術、食品類企業(yè)建立了深度合作關系。實踐教學資源庫方面，我們不僅開發(fā)了實踐教學課程標準、實踐教學教材，還開發(fā)了一些動畫素材及多媒體課件。在師資隊伍建設方面，從行業(yè)企業(yè)聘請專家和工程技術人員構建專兼結合的實踐教學雙師團隊，不僅能大幅度提高實踐教學質量，而且為校內專業(yè)教師雙師素質的塑造提供了一個直接高效的培養(yǎng)機會。
4 謀構“三維二級”的生物技術及應用專業(yè)實踐教學質量評價體系
科學合理地評價實踐教學質量是保證和促進生物技術及應用專業(yè)實踐教學順利進行的基礎。課題組在深入研究基礎上，針對校內實踐、校外實踐、畢業(yè)設計（論文）三種實踐類型（三維）制定了生物技術及應用專業(yè)校內實踐教學質量評價指標、生物技術及應用專業(yè)畢業(yè)設計（論文）教學質量評價指標、生物技術及應用專業(yè)校外實踐教學教師及組織管理質量評價指標3個針對性的評價指標體系。評價指標均設立了二級，一級指標包括教學指導效果、學生學習效果、組織管理效果3個方面，每個一級指標又各設立了4～5個二級指標。該指標體系在2008～2010級生物技術及應用專業(yè)實踐教學中得以應用，取得了良好的效果，極大地促進了實踐教學質量的提高。
摘要：文章主要從以下三個方面，對農業(yè)種植中生物技術的推廣及應用進行了簡單探討。
關鍵詞：農業(yè)種植；生物技術；推廣應用
隨著科學技術的發(fā)展，生物技術也得到了不斷地進步，生物技術在農業(yè)種植中的應用和推廣，實現(xiàn)了我國農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1 農業(yè)種植中生物技術的推廣及應用-轉基因技術
轉基因技術，簡單來講，就是在生物體外對DNA分子進行人工剪切、拼接，對基因進行改造和重新組合，再導入生物體內使導入的基因得以表達。其中，其核心技術就是提取目的基因——將需要的基因從供體生物的細胞內提取出來，從而達到最終目的。其中還有一個關鍵的環(huán)節(jié)就是對多細胞生物的檢測，將每個受體細胞單獨培養(yǎng)并誘導發(fā)育成完整個體，檢測這些個體是否攝入目的基因，攝入的基因是否表達（是否表現(xiàn)出相應的性狀）。淘汰無變化的個體，保留有相應變化的個體進一步培養(yǎng)、研究。
在當前的農業(yè)生產中，轉基因技術是目前應用最為廣泛的一種生物技術。轉基因技術的應用，對農業(yè)種植的育種有著極為重要的作用和意義，其可以將某一種作物的優(yōu)良基因轉移到另一種完全不具親緣關系的作物品種當中，使得作物產量和質量得到提高。
目前被較廣泛提取使用的植物目的基因主要有：蘇云金桿菌抗蟲基因、種子貯藏蛋白基因、植物抗病基因等。例：用棉鈴飼喂棉鈴蟲，如蟲吃后不出現(xiàn)中毒癥狀，說明未攝入目的基因或攝入目的基因未表達，如蟲吃后中毒死亡，則說明攝入了抗蟲基因并得到表達。
因此，通過轉基因技術的應用，使得農作物的品種得到改良，目前，隨著科學技術和生物技術的發(fā)展，其應用也不斷呈現(xiàn)廣泛應用的趨勢。首先，目前，轉基因植物的種植規(guī)模在不斷地擴大，根據(jù)相關數(shù)據(jù)分析，目前采用轉基因技術種植面積已經(jīng)達到了全球耕地面積的16％。
此外，還有雜交育種技術的應用。簡單來講，就是在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合，在形成配子時成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。其也是一種極為常見的生物種植技術，雜交育種技術與轉基因技術相比，其操作方式更為簡單，而且這種技術的推廣時間也比較早，目前，對于雜交技術的應用已經(jīng)有了豐富的經(jīng)驗，這些技術的應用都使得農業(yè)種植的難度降低。
2 農業(yè)種植中生物技術的推廣及應用-組織培養(yǎng)技術
在農業(yè)種植中，對于組織培養(yǎng)技術的應用，其主要是建立細胞的全能性的基礎之上的，通過人工的誘導，保證植物組織在無菌狀態(tài)下進行良好的發(fā)育，最終發(fā)育成為完整植株的一種生物技術。組織培養(yǎng)技術的利用，不僅可以增加植物繁殖的速度，而且更為重要的是能夠在有限的時間內，培育出更多優(yōu)良的植物品種。此外，利用組織培養(yǎng)技術，可以有效地防止病毒對作物幼苗的侵害，保證種苗無病毒，促進良種經(jīng)濟作物的快速推廣。在應用組織培養(yǎng)技術要注意以下幾點：首先，要保證在植物組織培養(yǎng)中溫度、光照、濕度等各種環(huán)境條件，培養(yǎng)基組成、pH值、滲透壓等各種化學環(huán)境條件，使得能夠有效地促進組織培養(yǎng)育苗的生長和發(fā)育。另外，在進行初代培養(yǎng)外植體的時候，對于褐變做好處理。褐變，主要就是指外植體在接種后，其表面開始褐變，有時甚至會使整個培養(yǎng)基褐變的現(xiàn)象。它的出現(xiàn)是由于植物組織中的多酚氧化酶被激活，而使細胞的代謝發(fā)生變化所致。在褐變過程中，會產生醌類物質，它們多呈棕褐色，當擴散到培養(yǎng)基后，就會抑制其他酶的活性，從而影響所接種外植體的培養(yǎng)。所以一定要加強對這個環(huán)節(jié)的處理。第三，關于植物組織的初代培養(yǎng)。初代培養(yǎng)旨在獲得無菌材料和無性繁殖系。即接種某種外植體后，最初的幾代培養(yǎng)。在初代培養(yǎng)時，用誘導或分化培養(yǎng)基，即培養(yǎng)基中含有較多的細胞分裂素和少量的生長素。初代培養(yǎng)建立的無性繁殖系包括：莖梢、芽叢、胚狀體和原球莖等。
3 農業(yè)種植中生物技術的推廣及應用-采用生物技術制作生物農藥
生物農藥，簡單來講，就是利用生物新陳代謝的產物，將其作為制作農藥制品的有效成分，改變傳統(tǒng)形式通過化學手段制作農藥的方法，即可以起到良好的保護環(huán)境的作用，另外，還可以達到良好的使用效果，更加重要的是提高了植株的耐藥性，所以，利用生物技術制作農藥具有深遠的影響。
在基因工程藥品的生產中，許多藥品的生產是從生物組織中提取的。受材料來源限制產量有限，其價格往往十分昂貴。微生物生長迅速，容易控制，適于大規(guī)模工業(yè)化生產。因此，我們可以將生物合成相應藥物成分的基因導入微生物細胞內，讓它們產生相應的藥物，不但能解決產量問題，還能大大降低生產成本。例如：轉黃瓜抗青枯病基因的甜椒、轉魚抗寒基因的番茄、轉黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯、不會引起過敏的轉基因大豆等等。
因此，生物農藥技術，避免了對環(huán)境造成的污染，利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
4 總結
總而言之，生物技術已經(jīng)在農業(yè)中得到了廣泛的推廣和應用，有效地改善我國目前的農業(yè)現(xiàn)狀，提高了農作物抵抗能力，提高農業(yè)產量，積極推進我國農業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)了農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、佳木斯市農業(yè)生物資源現(xiàn)狀
佳木斯市農業(yè)生物資源十分豐富，主要有農作物秸稈、泥炭、人畜糞便、糧食及經(jīng)濟作物產品加工副產品等等，這些生物資源有很大的開發(fā)價值。
１、作物秸稈。
佳木斯市農作物秸稈年產出量為500萬噸左右，其中三分之一用于直接還田，三分之一用作燒柴和喂畜，三分之一被浪費。有很大的開發(fā)潛力。
２、泥炭
佳木斯市泥炭資源十分豐富，總儲量為250萬噸。主要分布在同江、撫遠、樺南、樺川四個市縣。目前只有樺川縣申家店泥炭礦處于開發(fā)階段。
３、糧食及經(jīng)濟作物產品加工副產品
糧食加工副產品每年有30萬噸左右，經(jīng)濟作物加工后副產品主要有甜菜加工產生的廢醪為2萬噸左右，全市56萬畝白瓜生產的瓜瓢為120萬噸左右，被全部浪費，急待開發(fā)。
二、我市有潛力的農業(yè)生物技術開發(fā)項目
（一） 泥炭開發(fā)
我市泥炭資源十分豐富。而泥炭是生產腐殖酸類肥料的良好原料，也是生產醫(yī)藥、化工產品的重要原料。搞好泥炭資源開發(fā)和利用對我市經(jīng)濟發(fā)展有很大帶動作用，利用泥炭資源可以進行以下開發(fā)。
1、建立腐殖酸類肥料廠，生產腐殖酸類肥料。在泥炭產地建立腐殖酸類肥料廠，引進先進技術和設備生產高質量腐殖酸類肥料。
2、利用泥炭生產水稻育苗壯秧劑、花土、草坪土等。
3、利用泥炭生產醫(yī)藥和化工產品。
（二） 秸桿開發(fā)
我市秸桿資源十分豐富，每年產出量在500萬噸左右。而實際利用率不到30%，大部分秸桿被浪費。利用秸桿可以進行以下開發(fā)。
1、建沼氣池生產沼氣，解決農村能源問題?？梢砸悦總€農戶為單位建小型沼氣池，也可以以每個自然屯為單位建立大型沼氣池，供全村使用。
2、建立以秸桿為原料的大型酒精生產廠。
秸桿快速腐爛發(fā)酵劑的研發(fā)生產。秸桿腐爛還田可以培肥地力。由于我市氣溫低，秸桿腐爛速度慢。秸桿直接還田影響農業(yè)生產。因此，需要一種能使秸桿快速發(fā)酵的制劑，使秸桿當年秋季快速腐爛，培肥地力。
（三） 生物肥料開發(fā)
生物肥料在綠色食品生產中占重要地位，生物肥料增產效果也十分明顯，生產生物肥料有廣闊的發(fā)展前景。
a)大豆根瘤菌肥。大豆根瘤菌肥可以增加大豆根瘤數(shù)，提高大豆固氮能力，能使大豆增產10%左右。我市80年代曾在寶清縣建了一個大豆根瘤菌肥廠，取得了一定經(jīng)濟效益。但后來由于技術等方面的原因，工廠倒閉。隨著現(xiàn)代技術的快速發(fā)展，大豆根瘤菌肥生產技術日漸成熟，引進先進技術生產大豆根瘤菌肥有十分廣闊的前景。
b)土壤磷素活化劑。土壤磷素活化劑主要是釋放土壤中被固定的磷，被作物直接利用。我市農民年年施用磷肥，磷在土壤中大量積累，土壤中磷含量逐年升高。引進先進技術建土壤磷素活化劑廠，生產土壤磷素活化劑，可減少我市磷肥用量，既增產增收又減少了化肥造成的污染。
c)生物鉀肥。生物鉀肥的作用主要是釋放土壤中被固定的鉀。我市土壤中鉀含量很高，但速效鉀含量很低。生物鉀肥可以把土壤中被固定的鉀變成速效鉀直接被作物吸收利用。我省有幾個生物鉀生產企業(yè)，效益十分可觀。
（四） 生物農藥開發(fā)
生物性農藥是我市植保技術體系中的重要品種，近幾年應用面積呈現(xiàn)加大趨勢，對于發(fā)展綠色農業(yè)具有重要作用。
1、農抗120類：該類農藥是一種堿性核苷酸類抗生素，可直接阻礙真菌性病原菌蛋白質合成，導致病原菌死亡，并對作物有顯著的刺激生長作用，屬低毒殺菌劑，抗菌譜廣。
2、加收米：加收米是小金色放線菌的代謝產物，有內吸和在植物體內運轉的作用，對水稻稻瘟病有良好的防治效果。
（五） 稻殼苗床營養(yǎng)土
育苗取土難，破壞耕地，成為我市水稻生產一大難題。2006年經(jīng)過試驗，粉碎稻殼可代替三分之二營養(yǎng)土育苗，育苗效果比純土育苗效果好。
（六） 稻殼制炭
我市每年稻殼產出量很大，但大部分被廢棄。利用稻殼可以制成炭，代替木炭。即節(jié)約了木材，又廢物利用。
（七） “淀粉基環(huán)保型木材加工用粘合劑”開發(fā)
采用天然高分子原料淀粉經(jīng)與聚合物改性制備的一種新的環(huán)保型木材粘合劑。成本低、價格高。市場需求量很大。
三、我市即將開發(fā)的農業(yè)生物技術開發(fā)項目
大豆根瘤菌劑
大豆根瘤菌是大豆根瘤內一種能固定空氣中氮素的細菌，大豆一生中需氮量的2/3是由大豆根瘤菌固定空氣中的氮素而來的，其余1/3是從土壤中吸收的，大豆產量的高低與大豆根瘤菌數(shù)量有很大關系。大豆根瘤菌的作用是利用與大豆共生的根瘤來固定空氣中的氮素，以滿足大豆對氮素的需要。
1.大豆根瘤菌的種類
大豆根瘤菌是共生固氮菌中最主要的一種，目前，我國各地研究分離、篩選出了許多優(yōu)良的大豆根瘤菌菌種。例如快生型的2057、2053、2058根瘤菌，慢生型的2010、2063、C33、61A76等。經(jīng)過試驗，2057、C33、61A76等菌種在我市增產效果比較理想。
2、大豆根瘤菌菌種的來源
目前，有很多研究、分離大豆根瘤菌菌種的研究機構，比較權威的機構有中國科學院微生物研究所，黑龍江省農科院土壤肥料研究所等。這些部門可以為我們提供所需要的菌種。
3、大豆根瘤菌的載體
大豆根瘤菌是一種非常微小的細菌，必須依附于某種載體上才能應用于農業(yè)生產，泥炭是大豆根瘤菌最好的載體，并且具有培肥地力的作用。泥炭資源在我市十分豐富，在我市總儲量為250萬噸左右，有充分的泥炭資源保證大豆根瘤菌肥的生產。
4、大豆根瘤菌肥在我市推廣應用情況
我市從87年開始推廣應用大豆根瘤菌肥，當時在寶清縣建了一個大豆根瘤菌肥廠，年生產能力為2000噸，我市主要應用該廠的產品。87年推廣應用面積為3萬畝，88年推廣應用面積為8萬畝，89年推廣應用面積為10萬畝。90年由于滅菌、接菌等技術不過關，寶清縣大豆根瘤菌肥廠倒閉。當時，市場上又無其他大豆根瘤菌肥產品，所以大豆根瘤菌應用技術推廣工作在我市告一段落。近幾年來，南方一些大豆根瘤菌肥產品進入我市，但由于菌種不適應我市土壤和氣候條件，增產效果不明顯，在我市應用面積很小。
5、大豆根瘤菌肥的增產效果和經(jīng)濟效益
經(jīng)過在我市多年的試驗結果，大豆應用大豆根瘤菌肥較對照平均畝增產大豆12.5～16.5公斤，增產率為9.2～14.5％。每畝平均增收31.9元，扣除每畝大豆根瘤菌肥成本6元，每畝純增收25.9元，增產效果明顯，經(jīng)濟效益顯著。
6、大豆根瘤菌肥的推廣前景
我市大豆面積每年都在700萬畝以上，每畝大豆需大豆根瘤菌肥2公斤，我市700萬畝每年需大豆根瘤菌肥1.4萬噸，推廣前景十分廣闊。
7、現(xiàn)有大豆根瘤菌肥廠情況
目前，國內只有遼寧、河北、山東省有幾家大豆根瘤菌肥生產廠家，其產品并不適合我市土壤、氣候特點，在我市很難推廣。目前，省內還沒有大豆根瘤菌肥產品生產廠家。在我市建廠可以輻射全省。
8、大豆根瘤菌肥產品生產的技術關鍵問題
大豆根瘤菌肥產品生產的關鍵性技術問題主要是引進菌種的純度、載體的滅菌、產品的含菌數(shù)量。菌種的純度必須達到100％；載體的滅菌必須徹底；產品的含菌數(shù)量必須達到2億個/克以上。當時，寶清縣大豆根瘤菌肥廠倒閉的主要原因是載體的滅菌不徹底，產品的含菌數(shù)量沒有達到2億個/克以上標準。目前的生產技術完全可以解決這些問題。
9、大豆根瘤菌肥產品生產投資
大豆根瘤菌肥產品的生產主要是進行菌種的培養(yǎng)，載體的滅菌，接菌等幾個關鍵環(huán)節(jié)。所有過程必須在無菌條件下進行，建立一個年產1萬噸的大豆根瘤菌肥廠需投資1千萬元左右。
10、大豆根瘤菌肥產品生產效益
大豆根瘤菌肥產品每噸生產成本為1200元左右，而目前市場價格在2500元左右，每噸利潤在1300元左右，一個年產1萬噸的大豆根瘤菌肥廠每年利潤可達1.3千萬元，當年就可收回投資。
糖膠聚糖(GAGs)是線性多糖，由重復的二糖單位(一個氨基糖和一個糖醛酸殘基組成)構成。其中，透明質酸(HA)與其他GAGs不同，組成中無硫酸基。HA具有廣泛的科學價值，應用于不同的生物醫(yī)學領域。HA在生理條件下有多種不同的形式，有酸的形式或鹽的形式如透明質酸鈉，故將其命名為hyaluronan，本文將其簡稱為HA。
此生物高聚物廣泛分布于自然界，已證實其于脊椎動物的軟組織(如關節(jié)、滑液、皮膚、眼玻璃體、臍帶、雞冠)，海藻，軟體動物，培育的真核生物細胞系及一些原核生物中存在。HA是脊椎動物細胞外基質的主要組成成分，是人眼玻璃體(0.1 mg／mL)和關節(jié)滑液(3～4 rag／mL)的首要成分。人體內含HA最多的組織是皮膚，約為7～8 g，約占成人體內HA總量的50％。胎兒在發(fā)育的特定階段，被厚的HA層包裹，臍帶中含有豐富的HA(4 rag／mL)。雞冠作為特殊的皮膚段，其中HA的含量最高可達7.5 mmL，這使其成為工業(yè)提取HA的首選資源。
脊椎動物體內的HA具有多種不同的功能：皮膚中，保持水分；軟骨中，聯(lián)于蛋白聚糖，調節(jié)水和離子濃度，維系軟骨組織的物理特性和細胞一底物間的相互作用。HA的生物效能與HA受體的結合有關，可誘導細胞增殖速率、細胞移動及血管形成的改變。在炎癥、纖維化以及癌癥等疾病過程中，發(fā)現(xiàn)過量的HA。有直接的證據(jù)證明，HA參與癌癥的轉移。
本文分析評價HA及其衍生物的生產工藝、理化特性和己確定或潛在的應用。1 HA的生產
HA的工業(yè)生產，主要有兩種方法：從動物組織提取(如牛眼和雞冠)：微生物大規(guī)模發(fā)酵。上述兩種方法將在下面討論。此外，最近的文獻中報道了由新型的基因改造的微生物生產HA以及化學一酶法合成方法生產HA。
1.1傳統(tǒng)的提取工藝
傳統(tǒng)的HA生產是用溶劑從動物組織提取物中提取，然后由氯化十六烷基吡啶(CPC)沉淀得到。
最早1968年由Swann報道，生產工藝如下：(1)機械切片，獲得小塊的雞冠； (2)乙醇洗滌(雞冠1 kg中加入4L乙醇)，重復多次，直至乙醇液不顯渾濁； (3)用水／氯仿的混臺液提取(雞冠2.5kg中加入10 L水及0.5 L氯仿)，攪拌至雞冠溶脹： (4)過濾，濾液中加入氯化鈉，氯仿提取； (5)離心，蛋白酶(鏈霉蛋白酶)酶解。
替代的方法：動物組織粗提取物經(jīng)由表氯醇，三乙醇胺(ECTEOLA)色譜法提純后，CPC分級分離。另外，在CPC(1％)沉淀前后，有報道用乙醇(1：3水／／,醇)多次乙醇沉淀。在這些方法中，HA沉淀后，用滅菌濾器過濾，最終配制成醫(yī)療器械和醫(yī)藥產品。HA純化的收率超過90％(按糖醛酸計)。
然而，由于收集雞冠，以及生產過程中提取純化耗時耗力，導致HA價格昂貴。事實上，由于動物組織的HA復合于蛋白聚糖，且往往與HA降解酶共存，導致分離高純度、高相對分子質量的HA較困難。而且，由動物組織提取的HA在醫(yī)藥上的應用面臨跨物種病毒和其他外來劑污染的風險。因此，從上世紀80年代開始，微生物發(fā)酵法生產HA正逐步取代從動物組織中提取HA。
1.2 HA的生物技術生產
已知的可合成HA的細菌是A和C群鏈球菌(Streptococci)，革蘭陽性菌如馬鏈球菌(Steptococcusequi，一種馬病原體)，類馬鏈球菌(Streptococcusequisimilis，可以在不同種動物間傳染)，化膿性鏈球菌(Streptococcus pyogenes，人類病原體)，乳房鏈球菌(Streptococcus uber~，牛病原體)。這些B增；血性細菌在瓊脂培養(yǎng)時，在細菌群周圍出現(xiàn)黏稠半透明層，這可歸因于HA的合成。
DeAngelis等人1998年報道出血性巴斯德菌(Pasteurellamultocida，一種革蘭陰性病原菌)可以在其莢膜中制造HA。無論是鏈球菌還是巴斯德菌，HA莢膜均是一種毒性因子，可保護細菌，使免疫系統(tǒng)無法識別。此莢膜也可以保護細菌抵抗白細胞釋放的活性氧化物。最后，HA英膜利用CD44介導的組織應答，幫助細菌通過上皮層。因此，HA莢膜在微生物致病性上，起到很大的作用。
獸疫鏈球菌(Streptococcus zooepidemicus)和出血性巴斯德菌通過特殊的與膜結合的糖基轉移酶(HA合酶)作用于活性底物(核苷酸糖類)生成HA。近期，有研究者用出血性巴斯德菌HA合酶通過酶化學(chemoenzymatic)法合成HA，其中也涉及了獲得確定的HA的可能性。目前工業(yè)生產工藝是基于誘變的鏈球菌發(fā)酵。
在細菌發(fā)酵生產HA的過程中，約5％～10％的碳被代謝。在獸疫鏈球菌發(fā)酵的生產中，通過~3CNMR研究表明，組成HA的D一葡糖醛酸和N一乙酰氨基葡糖分別由6，磷酸葡糖和6一磷酸果糖衍生而來。
合成1 mol HA--糖，需消耗5 mol核苷三磷酸(3ATP和2UTP)，2 tool葡萄糖和1mol乙酰輔酶A；同時產生2mol還原當量物(NADH)。由于在HA的生產過程中要消耗ATP生成NADH，所以ATP的水平以及細胞內的NADH在生物合成中起到關鍵作用。除了合成HA，也可生成組成細菌細胞壁的3種主要成分：肽聚糖、磷壁酸和細胞壁多糖抗原，這三種物質占細胞干重的20％。
1.2.1參與HA合成的酶HA合酶是合成HA的關鍵酶。自從1993年發(fā)現(xiàn)A群鏈球菌HA合酶的第一個基因編碼，在其他菌類及真核細胞中，許多其他類似的HA合酶基因被確定。
1.2.2鏈球菌發(fā)酵鏈球菌是不形成孢子和非游動的細菌，光學顯微鏡下，呈現(xiàn)小球形或卵球形，外部環(huán)繞大范圍的莢膜。通常情況下，HA莢膜是細胞體直徑的1～3倍。從20世紀80年代初通過c群鏈球菌，特別是馬鏈球菌馬亞種和獸疫亞種發(fā)酵開始，HA已實現(xiàn)商業(yè)化生產?；贖A溶液的高黏度，發(fā)酵超過5～7 g／L的產物不實際。通常，多糖按消耗碳源計的收率約為0.05~0.1 g／g，多糖的Mr平均為(1-2)×10。報道的最大Mr是5.9×10。重要的發(fā)酵工藝。
1.3 HA的分離與提純
HA在生物醫(yī)學上的廣泛應用，歸結于下述特性：(1)高吸濕性；(2)黏彈性；(3)良好的生物相容性(4)非免疫原性； (5)降解產物安全。
1.HA保水性與其親水的化學性質有關。由于分子鏈中羧基的存在，生理pH下(HApKa=2.9)，HA是高分子電解質；有水存在下，HA分子可溶脹1000倍形成水舍物。
2.HA的黏彈性是指HA水溶液的流變學行為，表現(xiàn)為凝膠的彈性及流體的黏性。HA溶液表現(xiàn)假塑性，在高切變速率下，溶液的黏度降低。HA醫(yī)學應用基于切變表現(xiàn)稀薄行為，流變性與Mr、濃度以及環(huán)境條件如DH有關。
3.作為人體許多組織的組成物質，HA具有高的生物相容性，這是在生物醫(yī)學領域應用必須具有的屬性。
4.HA分子在所有物種和所有組織中具有相同的結構，因此免疫系統(tǒng)從不對其“警戒”。
5.HA在體內降解主要通過透明質酸酶催化水解，降解產物安全。皮膚中HA的半衰期約為24 h，服內HA的半衰期約為24,36 h，軟骨中為1-3周，玻璃體中為70dt。
由于以上的突出優(yōu)點，HA的開發(fā)及其商業(yè)化程度日趨加強。HA主要用于骨關節(jié)炎的治療、化妝品、眼科學、美容醫(yī)學、外科和創(chuàng)傷愈合、局部給藥和組織工程學中。
2.2市售制劑中的HA：線性、衍生物及交聯(lián)物。
應用于已述領域時，HA為原始的線性結構。然而，為了其他的目的，需要對HA進行化學修飾。通常對HA做衍生化(線性鏈的修飾)或交聯(lián)處理(在HA鏈之間形成共價鍵，從而形成HA的三維網(wǎng)狀結構)。
修飾HA是為了降低體內HA的高轉化率。例如。如果皮下注射線性HA，降解迅速而不能有效的發(fā)揮其功能。相反，修飾后的HA，不易受化學和酶解的影響，因此在體內作用時間較久，效果更好。修飾HA，尤其是交聯(lián)處理，也可以改善HA某些特定的力學特性。
HA的化學修飾一般涉及其分子結構中的羥基或羧基。
HA的衍生化策略包括酯化及硫酸化。硫酸化發(fā)生在HA鏈的羥基位置，得到的產物具有類肝素的活性(與硫酸化的程度有關)。酯化過程涉及分子鏈上的羧基，羧基轉化為酯后，導致產物疏水性增加。因此，隨著HA修飾程度的增加其水溶性降低，從而使其在體內環(huán)境下更穩(wěn)定。在所有HA衍生物中，HA的芐酯衍生物具有更好的市場。
過去的10年中，多種方法可制得交聯(lián)HA，許多交聯(lián)HA產品上市。交聯(lián)的方法包括：雙一碳二亞胺交聯(lián)，碳二亞胺[R1-N》N―R，如EDC：l一乙基(3，3一二甲氨基丙基礎二亞胺)]和輔助活化劑(co-activators，如，N一羥基硫代琥珀酰亞胺，sulfo-NHS，或1，羥基苯并三唑HOBt)介導的多價酰肼交聯(lián)，二硫化物交聯(lián)，由碳二亞胺和一種輔助活化劑介導的自交聯(lián)，甲基吡啶碘(CMPI)介導的自交聯(lián)，光致交聯(lián)，上述的交聯(lián)過程均涉及HA鏈中的羧基。其他的交聯(lián)方式涉及HA鏈中的羥基，包括二乙烯基砜交聯(lián)和雙環(huán)氧化物(di-epoxide)交聯(lián)。
2.3線性HA的應用
線性HA主要用于化妝品、眼科以及促進傷口愈合?；瘖y品中，由于HA的親水性，其作為保水性物質，目前主要的化妝品品牌中均含有HA。
HA在藥物局部給藥系統(tǒng)應用中受到關注。如，Solaraze，處方為含有雙氯芬酸(3％)的HA凝膠(25％)，臨床用于治療局部光線性角化病。與對照或其他給藥系統(tǒng)比較，HA可明顯提高雙氯芬酸對角質層的滲透性，并能提高表皮中藥物的滯留及定位。
HA有助于皮膚炎癥及傷口的愈合。如Jaloplast Cream(Fidia，Italy)就是一種以HA為主要成分(0.2％w／w)的產品，涂抹于傷口(擦傷、皮膚移植、外科手術、一和二度燒傷、血管變形和潰瘍、褥瘡)表面，促使傷口更快結痂愈合。
整形外科生物再生(bio―revitalization)，是指HA皮下給藥，抵抗皮膚衰老。面部HA皮下給藥后，可以修正面部線條，平復皺紋。面部小劑量注射HA，可以幫助皮膚恢復和保持彈性，顯得健康。經(jīng)常用于眉線、魚尾紋及嘴角紋。注射HA后，可以使皮膚更光滑、細密、有光澤。
眼科手術中，HA溶液用于保護眼組織，可以在眼科手術時提供足夠的空間。這主要利用了HA的黏彈性。高黏的HA溶液固定后(靜態(tài))，可以維持眼科手術空間。高剪切率下HA黏度較低，可使其更易注射。HA的高彈性可以保護眼組織不受外科器械及植入物的傷害。
常用產品為Healon，來自美國雅培醫(yī)療光學公司。該產品是一種含透明質酸鈉(1％，w／w,pH 7.0-7.5)的黏彈性生理溶液，輔助用于白內障摘除、人工晶狀體植入、角膜移植、青光眼濾過術及視網(wǎng)膜附件手術。
Viseaot(黏彈性的眼內注射液，Cilco，USA)，主要含透明質酸鈉(30 mg／mL)，硫酸軟骨素鈉(40 mg／mL)及緩沖體系。主要用于自內障摘除及人工晶狀體植入。
眼科中，線性HA在許多洗眼液處方中作為活性成分。如，意大利Sift公司生產的Hyalistil，含有0.2％透明質酸鈉，可以穩(wěn)定淚膜，保濕和潤滑角膜?？梢杂行岣吲宕麟[形眼鏡的舒適性。HA的吸濕性和黏彈性是其作用的基礎。美國雅培醫(yī)療光學公司產的Blink Contacts是一種含0.15％(w／w)HA的滴眼液，可以增加隱形眼鏡的舒適性。
泌尿外科應用，膀胱內緩慢輸入線性HA溶液被用來治療間質性膀胱炎、復發(fā)性尿路感染和出血性膀胱炎。HA是膀胱上皮的保護屏障，炎癥導致GAG層損壞，可能增加細菌黏附及感染的可能性。目前臨床關于HA治療上述病癥的資料較少。
2.4交聯(lián)HA的應用
交聯(lián)HA主要用于美容醫(yī)學，骨關節(jié)炎(OA)治療以及組織工程。
最近十年，交聯(lián)HA在美容醫(yī)學上的應用逐漸興起。HA作為皮下填充物，在非手術軟組織填充中反響較好。皮下注射HA可平滑皺紋，增加軟組織體積(如唇部、乳房)。根據(jù)美國美容整形外科學會統(tǒng)計，2008年使用的皮膚填充產品中，85％含有HA。因為巨大的臨床商業(yè)價值，幾乎每家美容器械公司均生產含HA的皮下填充產品。
交聯(lián)及線性HA可用來治療OA。HA是關節(jié)滑液的組成成分，關節(jié)炎癥時，關節(jié)滑液中HA的濃度降低。關節(jié)內注射HA溶液，對炎癥有治療作用。有研究表明，HA可以抑制軟骨變性，保護關節(jié)軟組織表面，使滑液的流變學特性正常并能降低痛感。1997年，F(xiàn)DA批準Synvisc上市，其主要成分為Hylan GF-20，一種交聯(lián)的HA衍生物。Hyalgan(Fidia)，Orthovisc(Anika)以及synovial(IBSA)是市場上廣泛應用的以線性HA為基礎的治療OA的產品。
為防止術后粘連，建議使用交聯(lián)HA。例如，意大利Fidia公司的ACP(AutoCrosslinked Polymer，白交聯(lián)聚合物，HA分子鏈上的羥基和羧基可以形成分子內或分子間的酯鍵)，在動物模型及I臨床試驗中，可有效的減少腹腔手術后的粘連。美國Genzyme Biosurgery公司生產的Seprafilm為一種粘連屏障(隔膜)，由HA和羧甲基纖維素(CMC)制得。據(jù)推測，該產品中的HA可能部分衍生化，部分交聯(lián)。臨床表明，該產品可有效降低腹腔手術后粘連的發(fā)生頻率及粘連程度。
2.5 HA衍生物的應用
HA的酯在此類高分子中利用最多，尤其是在組織工程中。HYAFF(Fidia Advanced Biopolymers，Italy)為HA芐酯。HYAFF，11(完全酯化的HA衍生物)醫(yī)學上應用廣泛，如組織修復、藥物控釋、神經(jīng)再生、創(chuàng)傷敷裹。它可以作為皮膚和軟骨再生的支架。醫(yī)學上應用的幾種形式：薄膜、噴霧、海綿、管及微球。LaserskintlHyalograff cAutograft,Hyaffj基礎的商品。Laserskin是直徑40-500m的HYAFF。11的微球，成功用于治療燒傷及皮膚病灶。Hyalograft C Autograft為3D的HYAFF一1 l，已成功用于治療軟骨缺失。3結語
由于科學上的關注及其在化妝品和生物醫(yī)學領域應用的多樣性，HA成為重要的生物高分子。因此，其在許多跨學科領域的研究不斷深入。一方面在于改進生物技術生產工藝，另一方面在于發(fā)展新型的HA制劑／基于HA的新原料。市場需求促進了研究的進行。從代謝工程方面進行開放的科學討論，討論也涉及新的生物轉化工藝，目標是為了生產出特定M的生物高分子。許多文獻報道也指出，Mr與HA的不同生物功能密切相關。對于HA理化和生物現(xiàn)象的全面認識，我們還相差甚遠；還需進行更深入的研究來完全發(fā)現(xiàn)HA的價值。
摘 要針對高濃度污泥和利用氣泡的聚并和破裂產生的“聚式”流態(tài)化原理良好的傳質效果,使IC反應器在厭氧處理技術方面比普通反應器,如UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed)更具有優(yōu)勢。IC(Inner-Circulation)厭氧處理技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景。
關鍵詞厭氧處理廢水;UASB;IC反應器;IC技術熱點;IC應用現(xiàn)狀;IC發(fā)展前景
以高效、低成本為特征的現(xiàn)代廢水處理技術首先當推先進的厭氧生物處理技術,厭氧生物反應器是其中發(fā)展最為迅速的一個領域。
1971年荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農業(yè)大學拉丁格(Lettinga)教授通過物理結構設計,利用重力場對不同密度物質作用的差異,發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離,形成了上流式厭氧污泥床(UASB)反應器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應器處理甜菜制糖廢水時,發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構,即顆粒污泥(granular sludge)。顆粒污泥的出現(xiàn),不僅促進了以UASB為代表的第二代厭氧反應器的應用和發(fā)展,而且還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎。
原典型的UASB反應器工作原理概念和工作狀態(tài)模型存在三方面問題:A、高度問題,污泥床高度對反應區(qū)的水流影響較大,如太厚會加大溝流和短流;B、增加截面積的放大方式,在大規(guī)模反應器中難以實現(xiàn)均勻布水;C、三相分離器的穩(wěn)定操作較為困難。
20世紀80年代中后期到90年代,針對上述缺陷,國際上以厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)、內循環(huán)反應器(IC)、升流式厭氧污泥床過濾器(UBF)、厭氧折流板反應器(ABR)為代表的第三代厭氧反應器相繼出現(xiàn)。從物理角度來看,第三代厭氧反應器是以顆粒污泥為生化反應的基礎,主要考察固體物質在重力場作用下,在流體中形成更為合理的微物理環(huán)境,達到固液充分接觸,更快傳質的這一核心目的。利用固體的流態(tài)化技術是其核心技術之一,側重是解決典型UASB上述的A、C問題。
90年代中后期荷蘭Pagues公司的開發(fā)了一種內循環(huán)(internal circulation)IC反應器,采用了特殊物理結構設計,以ANAMMOX工藝為特征的流化床。反應器的設計,生化反應規(guī)律,以Kolliken為主的菌群的微生態(tài)環(huán)境,現(xiàn)有和可能形成的物理特征,在連續(xù)工藝過程中菌群的流體中特點,設計出合理的物理結構。因此更加具有優(yōu)勢。IC反應器應用于啤酒、發(fā)酵、造紙、食品、飲料及化工等行業(yè)。取得了不錯的效果。使第三代厭氧反應器的應用在我國得到開展,與此相應的研究工作也相繼展開。
1IC反應器工作原理
IC反應器基本構造如圖1所示,它相似由2層UASB反應器串聯(lián)而成,具有很大的高徑比,一般可達4～8,反應器的高度可達16～25m。
1.1進水
水泵將廢水泵入反應器底部的布水系統(tǒng),顆粒污泥和氣液分離器回流的泥水混合物有效地在此充分區(qū)混合。
1.2膨脹污泥床
混合區(qū)形成的泥水混合物進入該區(qū),在高濃度污泥作用下,大部分有機物轉化為沼氣?；旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應區(qū)內污泥呈膨脹和流化狀態(tài),加強了泥水表面接觸,污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產量的增多,一部分泥水氣混合物由底部位分離器收集被沼氣提升至頂部的氣液分離器。
1.3氣液分離器
被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導出處理系統(tǒng),泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū),與反應器底部的污泥和進水充分混合,實現(xiàn)了混合液的內部循環(huán)。
1.4后處理部分
經(jīng)第處理后的廢水,除一部分被沼氣提升外,其余的都通過三相分離器進入。該區(qū)污泥濃度較低,且廢水中大部分有機物已被降解,因此沼氣產生量較少。沼氣通過沼氣管導入氣液分離區(qū),擾動很小,這為污泥的停留提供了有利條件。
1.5出水
泥水氣混合物由高部位分離器收集被最終分離,上清液經(jīng)出水堰溢流排出,沉淀的顆粒污泥仍留在后處理部分的污泥床內,在上部產生的沼氣沿第二條上升管也進入氣液分離器,小部分泥水混合物則沿著回流管返回到最下端的混合區(qū),與反應器底部的污泥和進水充分混合。沼氣可用于發(fā)電。
從IC反應器工作原理中可見,反應器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRT>HRT,獲得高污泥濃度;通過大量沼氣和內循環(huán)的劇烈擾動,使泥水充分接觸,獲得良好的傳質效果。
2IC反應器的運行特性
J.H.F.Pereboom和T.L.F.M.Vereijken詳細進行了IC反應器與UASB反應器生產性裝置各項運行參數(shù)的測定和比較,如表1所示。下面從幾方面進行分析。
2.1IC反應器的處理效能
前已述及,與UASB反應器相比,在獲得相同處理效率的條件下,IC反應器具有更高的進水容積負荷率和污泥負荷率,IC反應器的平均升流速度可達處理同類廢水UASB反應器的20倍左右。在處理低濃度廢水時,HRT可縮短至2.0～2.5h,使反應器的容積更加小型化。由表1可知,在處理同類廢水時,IC反應器的高度為UASB反應器的3～4倍,進水容積負荷率為UASB反應器的4倍左右,污泥負荷率為UASB反應器的3～9倍。由此可見,IC反應器是一種非常高效能的厭氧反應器。
2.2污泥物理性質
IC反應器顆粒的平均直徑在0.66～0.87mm,略大于UASB反應器顆粒的平均直徑0.51～0.83mm;IC反應器最大顆粒直徑為3.14～3.57mm,UASB反應器顆粒的最大直徑3.38～3.43mm;IC反應器顆粒密度為1.041～1.057g/cm3,與UASB反應器顆粒的密度1.039～1.065g/cm3較為接近。但是IC反應器顆粒相對剪切強度比UASB顆粒的強度差,如以UASB顆粒的相對強度為100%,則IC顆粒為32%～53%,這是由于IC反應器的污泥負荷率大大高于UASB反應器的污泥負荷率之故。IC顆粒污泥的灰分占0.13～0.15,低于UASB顆粒污泥的灰分0.2～0.26,這說明IC顆粒污泥中有機成分含量更高,污泥的活性更高。
2.3顆粒大小的分布
Pareboom和Vereijken比較了IC反應器與UASB反應器污泥樣品顆粒大小尺寸的分布,UASB和IC反應器處理啤酒廢水和土豆加工廢水的顆粒大小分布情況。比較的結果表明,IC反應器顆粒尺寸較粗和分布較寬,這是由于IC反應器升流速度較大,使細小顆粒更易于被沖刷從而反應器內小顆粒比例減小,而留在反應器內的顆粒獲得更充分的營養(yǎng),在長期滯留情況下顆粒長得更大,因此IC反應器內顆粒大小的分布范圍比UASB反應器更寬,且IC反應器的平均粒徑Da和Sauter平均直徑D32均大于UASB反應器。
2.4顆粒沉降速度
UASB和IC反應器內顆粒的沉降速度一般都高于液體升流速度。IC顆粒(粒徑
2.5污泥的活性
IC反應器污泥的活性遠高于UASB反應器的污泥活性。這是由于IC反應器的污泥顆粒完全趨于流化狀態(tài),傳質的限制因素小,UASB反應器污泥床局部地方的污泥濃度很高,甚至存在死區(qū),傳質受到一定限制。因此,IC反應器的平均污泥去除負荷率遠高于UASB反應器的污泥去除負荷率。
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2.6反應器不同高度污泥濃度的變化
Pereboom和Vereijken分別測定了處理啤酒廢水和土豆廢水的IC反應器不同高度處污泥濃度及顆粒大小分布變化的情況。得出了不同高度的顆粒尺寸的分布,顆粒尺寸大小、生物量濃度和灰分沿IC反應器高度的變化,IC反應器的第一段污泥床混合良好,污泥床以上和出水中固體的灰分大大高于第一段污泥床。由此可得出結論,IC反應器具有很高的紊流和上升流速,有助于無機物的有效去除。
3IC工藝技術優(yōu)點
3.1容積負荷高
由于IC反應器存在著內循環(huán),第一反應室有很高的升流速度,傳質效果很好,污泥活性很高,因而其有機容積負荷率比普通UASB反應器高許多,一般高出3倍以上。處理高濃度有機廢水,如土豆加工廢水,當COD為10000-15000mg/L時,進水容積負荷率可達30-40kgCOD/(m3d)。處理低濃度有機廢水,如啤酒廢水,當COD為2000-3000mg/L時,進水容積負荷率可達20-50kgCOD/(m3d),HRT僅2-3h,COD去除率可達80%左右。
3.2節(jié)省投資和占地面積
由于IC反應器容積負荷率高出普通UASB反應器3倍左右,IC反應器的有效體積僅為UASB反應器的1/4-1/3,所以可顯著降低反應器的基建投資。由于IC反應器不僅體積小,而且有很大的高徑比(一般為4-8),所以占地面積特別省,非常適用于占地面積緊張的廠礦企業(yè)。小型的IC反應器可以工廠預制,大型的可在現(xiàn)場制作,施工工期短,安裝簡便,且IC反應器的土方量很小,可節(jié)省施工費用。
3.3抗沖擊負荷能力強
由于IC反應器實現(xiàn)了內循環(huán),處理低濃度水(如啤酒廢水)時,循環(huán)流量可達進水流量的2～3倍;處理高濃度水(如土豆加工廢水)時,循環(huán)流量可達進水流量的10～20倍。因為循環(huán)流量與進水在第一反應室充分混合,使原廢水中的有害物質得到充分稀釋,降低了有害程度,從而提高了反應器的耐沖擊負荷的能力。
3.4抗低溫能力強
溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。IC反應器由于含有大量的微生物,溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常IC反應器厭氧消化可在常溫條件(20-25℃)下進行,這樣減少了消化保溫的困難,節(jié)省了能量。
3.5具有緩沖pH的能力
內循環(huán)流量相當于第1厭氧區(qū)的出水回流,防止局部酸化發(fā)生,并可利用COD轉化的堿度,對pH起緩沖作用,使反應器內pH保持最佳狀態(tài)。
3.6內部自動循環(huán),不必外加動力
普通厭氧反應器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的,而IC反應器以自身產生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內循環(huán),不必設泵強制循環(huán),節(jié)省了動力消耗。
3.7出水穩(wěn)定性好
IC反應器的第一、二反應室,相當于上下兩個UASB反應器,它們串聯(lián)運行,可以補償厭氧過程中Ks高產生的不利影響。VanLier在1994年證明,反應器分級會降低出水VFA濃度,延長生物停留時間,使反應進行穩(wěn)定。第一反應室有很高的有機容積負荷率,相當于起“粗”處理作用,第二反應室則具有較低的有機容積負荷率,相當于起“精”處理作用。整個IC反應器實際上是兩級厭氧處理。一般情況下,兩級厭氧處理比單級厭氧處理的穩(wěn)定性好,出水也較穩(wěn)定。
3.8啟動周期短
IC反應器內污泥活性高,生物增殖快,為反應器快速啟動提供有利條件。IC反應器啟動周期一般為1-2個月,而普通UASB啟動周期長達4-6個月。
4IC處理技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景
IC處理技術從問世以來已成功應用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應用IC反應器處理土豆加工廢水,容積負荷(以COD計)高達35-50kg/(m3d),停留時間4-6h;而處理同類廢水的UASB反應器容積負荷僅有10-15kg/(m3d),停留時間長達十幾到幾十個小時。
在啤酒廢水處理工藝中,IC技術應用得較多,目前我國已有多家啤酒廠引進了此工藝。從運行結果看,IC工藝容積負荷(以COD計)可達15-30kg/(m3d),停留時間2-4.2h,COD去除率ηCOD>75%;而UASB反應器容積負荷僅有4-7kg/(m3d),停留時間近10h。
對于處理高濃度和高鹽度的有機廢水,IC反應器也有成功的經(jīng)驗。位于荷蘭Roosendaal的一家菊苣加工廠的廢水,COD約7900mg/L,SO42-為250mg/L,Cl-為4200mg/L。采用22m高、1100m3容積的IC反應器,容積負荷(以COD計)達31kg/(m3d),ηCOD>80%,平均停留時間僅6.1h。
我國無錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系統(tǒng)自1998年12月運行以來一直都很穩(wěn)定,進水COD一般在8000mg/L以上,pH5.0左右,容積負荷(以COD計)可達30kg/(m3d),出水COD基本在2000mg/L以下,且每千克COD產沼氣0.42m3。1996年IC反應器首次應用于紙漿造紙行業(yè),并迅速獲得客戶歡迎,至今全世界造紙行業(yè)已建造IC反應器23個。反應器產生的生物氣純度高,CH4為70%-80%,CO2為20%-30%,其它有機物為1%-5%,可作為燃料加以利用。
表1列出了IC反應器和UASB反應器處理啤酒廢水的對照結果,從表中數(shù)據(jù)可以看出,IC反應器在很大程度上解決了UASB的不足,大大提高了反應器單位容積的處理容量。
5結語
隨著生產的發(fā)展,經(jīng)濟高效、節(jié)能省地的厭氧反應器越來越受到水處理工作者的青睞。IC反應器的一系列技術優(yōu)點及其工程成功實踐,是現(xiàn)代厭氧反應器的一個突破,值得進一步研究開發(fā)。而且由于反應器容積小,生產、運輸、安裝和維修都十分方便,產業(yè)化前景也很樂觀。
摘要：高職生物技術的校外實踐教學在培養(yǎng)高等技術復合型、應用型人才中具有十分重要的作用，從更新實踐教學觀念，重視校外實踐教學入手，針對企業(yè)對人才的需求特點，提出校外實踐教學改革思路：同時，提出校外實踐教學改革中學校、企業(yè)及政府部門均有不可忽略的作用。
關鍵詞：高職；生物技術及應用；校外實踐；教學改革
生物技術及應用專業(yè)在醫(yī)藥、食品、衛(wèi)生、化工及農、林、牧、魚、環(huán)保等眾多行業(yè)中都具有廣泛的應用，社會對優(yōu)秀的生物技術專業(yè)人員的需求量也逐步增加。高職院校生物技術及應用專業(yè)的培養(yǎng)目標正是為社會培養(yǎng)和輸送具有必要的生物技術及應用專業(yè)知識和實踐技能、能夠從事生物技術及相關領域工作的復合型、應用型的技術和管理人員，為適應市場經(jīng)濟建設和科技發(fā)展的需要。為使高職院校生物技術及應用專業(yè)的學生能適應企業(yè)對人才的要求，拓寬就業(yè)渠道，必須加強學生的實踐教學。實踐教學在該專業(yè)學生技能的培養(yǎng)過程中起著決定性的作用，具有中心地位的主導作用。因此，在進行校內實踐教學的同時，必須加強校外實踐教學并提出改革體系。
一、正視高職生物實踐教學的現(xiàn)狀，重視校外生物實踐教學
生物技術及應用專業(yè)是一門實踐性很強的專業(yè)學科，但目前在實踐教學上存在著許多不符合生產實際的教學情況，應用就更談不上，
首先，大多數(shù)高職院校在實踐教學過程中，把理論能力培養(yǎng)放在第一位，應用能力培養(yǎng)放在了第二位；把傳授理論知識、驗證已有的理論知識作為教學重點，應用技術和綜合應用操作技能的訓練當作教學陪襯；在教學方法上。主要是進行模仿和驗證性實踐，且教學方法和手段極其落后，完全沒有體現(xiàn)求知、創(chuàng)新和應用，對培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力及實踐操作能力效果甚微，這就使得培養(yǎng)出來的學生不能滿足現(xiàn)代市場經(jīng)濟社會對高素質人才的需求。
其次，高職院校生物實踐教學閉門造車，與企業(yè)實際生產脫溝。企業(yè)技術創(chuàng)新、產品更新及對崗位技能的需求發(fā)展迅速，大大超過學校普通實驗、實踐教學的設備更新和完善的能力及速度。許多學生走出校門顯得茫然不知所措，進人工廠大門不知機器名稱，面對實踐儀器無從下手。即便企業(yè)錄用，也要培訓較長一段時間，給企業(yè)增加額外負擔。同時，通過對企業(yè)的調查總結企業(yè)對生物技術專業(yè)人才提出的要求是：第一，必須有一定的文化基礎素質；第二，要有扎實的專業(yè)技能。扎實的專業(yè)技能就是要有較高的技術應用能力和較寬的就業(yè)崗位的適應能力。其中有較高的技術應用能力是核心，也是實踐教學的基本任務，它集中體現(xiàn)在對專業(yè)技術的掌握和應用上?？梢姡呗氃盒Ｉ锛夹g專業(yè)校外實踐教學不容忽視，極其重要。在此，結合我校的實際情況，從更新實踐教學的觀念人手，廣開思路，認真吸取其他高職專業(yè)辦學的成功經(jīng)驗，建立高職生物技術及應用專業(yè)的校外實踐教學改革體系。
二、針對企業(yè)對人才的需求特點，提出校外實踐教學改革思路
(一)以市場為導向，認真做好專業(yè)定位和課程設置
高等職業(yè)教育只有面向市場、進入市場，與產業(yè)發(fā)展、行業(yè)需求緊密結合才有生機活力。高職院校生物技術及應用專業(yè)在專業(yè)定位上堅持專業(yè)建設緊貼行業(yè)需求，突出以技術、能力培養(yǎng)為主、理論知識必須、夠用的特點，為企業(yè)提供具有較高實踐操作技能的“灰領”人才。同時，教學內容貼近企業(yè)，以企業(yè)為依托，重組課程體系，更新教學內容，修訂教學計劃，使教學內容與企業(yè)需求盡可能“零距離”貼近。課程安排與企業(yè)要求相適應，按照企業(yè)崗位在知識、技術、能力方面的要求，加強企業(yè)需要的針對性教學。堅持教學現(xiàn)場和生產現(xiàn)場同步，實驗設施與生產設備同步。與企業(yè)共建實驗室、共商課程設置。有必要的話還可聘請企業(yè)的工程技術人員參與教學計劃、教學大綱的修訂和教材的編寫，參與部分課程的教學。這樣教學內容更加貼近企業(yè)，使學生更能適應企業(yè)需要，縮短從學校人到企業(yè)人角色轉變的過程，為培養(yǎng)高素質的實用型、復合型人才打下堅實的理論基礎。
(二)以企業(yè)為依托，積極建立校外實習、實訓基地
實踐能力的培養(yǎng)必須有一個好的實踐環(huán)境，學生除在實驗室進行驗證性實驗外，更重要的是要給學生創(chuàng)造一個適合本專業(yè)動手操作的實習、實訓場所，提供真實的職業(yè)環(huán)境。只有這樣才能培養(yǎng)出一大批業(yè)務熟練、技術過硬的專業(yè)人才。因此，本課題組提出建立生物技術及應用專業(yè)校外實習、實訓基地的改革思路。
首先，根據(jù)我校的實際情況，充分利用學院自身的優(yōu)勢，依托學校企業(yè)的先進設備和技術優(yōu)勢，校企聯(lián)合共辦校外實踐基地。南昌理工學院為全日制普通高等專業(yè)學院，隸屬于南昌航天科技集團。集團擁有企業(yè)30多家，其中與生物技術專業(yè)相關的企業(yè)有多個，通過校企商議。選擇江西航天日用化工發(fā)展有限責任公司和江西航天泰力士藥業(yè)有限公司為學院生物技術專業(yè)學生校外實習、實訓基地。
其次，通過各種方式，在社會上選定一些相關的公司、企業(yè)建立相對穩(wěn)定的校外實習、實訓基地。鑒于目前公司、企業(yè)的市場性經(jīng)營性質。應改變校外實踐教學的方式和內容。采取“內低、外高”，“內技能、外技術”的實踐教學模式。即本專業(yè)學生的基本操作技能，初步專業(yè)技能由校內實訓基地解決，在此基礎上，再到公司、企業(yè)參加技術性比較強的專業(yè)實踐。比如技術革新、產品設計、方案論證、管理訓練、高技術操作等。這樣一般就不會影響公司正常的生產秩序，甚至可為公司、企業(yè)解決工程技術中的實際問題及創(chuàng)造相應的價值。這樣的校外實習就會受到歡迎，并可使校外的實踐教學取得事半功倍的效果。具體措施如下：第一，可由學校出面與企業(yè)進行聯(lián)系，并簽定有關實踐教學的合同；第二，學生自主聯(lián)系或課余兼職，并將校外實習的體會及時反饋學校；第三，吸納企業(yè)，與企業(yè)合資辦學，成立股份制學校，使企業(yè)自然地成為校外實訓基地。
最后，開展校外實習、實訓必須統(tǒng)籌規(guī)劃，制定相應的校外實踐教學管理制度。本課題組認為應該加強這些方面的管理。即制訂詳細的實訓教學計劃和實訓指導書；建立注重過程和業(yè)績的考核制度：建立互惠互利、優(yōu)勢互補的校企合作運作機制。這樣，才能使校外實習、實訓長期穩(wěn)固地進行下去。
(三)以就業(yè)為目標，大力推進“訂單式”教育模式
高等職業(yè)教育要堅持以服務為宗旨，以就業(yè)為導向。面向社會和市場辦學，深化人才培養(yǎng)模式的改革，實施“訂單式”人才培養(yǎng)的辦學模式?！坝唵问健比瞬排囵B(yǎng)是校企合作的有效載體，是產學研結合的重要方式。作為校企合作培養(yǎng)人才的具體實施形式，“訂單式”教育有利于高職教育體制和人才培養(yǎng)模式的改革，有利于彌補書本知識不貼近生產實際的不足，使學校的教學內容與社會的需求同步。同時，還可提高人才培養(yǎng)的質量，使培養(yǎng)的人才更符合企業(yè)生產實際，從根本上解決“對口”就業(yè)難的
問題，
本課題組結合我校的實際，經(jīng)過市場調研及與企業(yè)咨詢，了解企業(yè)對高職生物人才的需求，同時充分考慮高職生物技術專業(yè)的特點，在實施“訂單式”人才培養(yǎng)模式上進行了積極的探索，提出以下教學改革思路。①全程模式，企業(yè)與學校共同確定招生計劃并參與學生錄取工作，學生入校后就將學生的檔案與企業(yè)交流，企業(yè)為學生提供校外實訓場所，對品學兼優(yōu)的學生企業(yè)可優(yōu)先錄用。②2+1模式，學生在校學習兩年后，在企業(yè)實習一年，在實習期間應充分發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢。為企業(yè)服務，企業(yè)對表現(xiàn)優(yōu)秀的學生可優(yōu)先錄用或提前錄用。③2.5+0.5模式，學生通過最后一學期在實訓基地頂崗實訓參加生產實踐，實訓基地對學生實行員工式的管理，學生在真實的職業(yè)環(huán)境中得到全方位的職業(yè)能力訓練，實踐技能水平得到顯著提高。
校外實踐就是讓學生提前進入企業(yè)，讓學生較早接觸企業(yè)環(huán)境，在企業(yè)一邊實習、實訓，一邊進行專業(yè)課學習，縮短教學與企業(yè)的差距，大大增強學生學習的主動性、針對性，激發(fā)學習熱情，掌握了知識，增長了才干，學到了本事，成為就業(yè)有優(yōu)勢、創(chuàng)業(yè)有能力、繼續(xù)深造有基礎、持續(xù)發(fā)展有空間的有用人才。受到企業(yè)的歡迎。
(四)以網(wǎng)絡為工具，構建校外實踐交流的平臺
學生在校外實踐的過程中。有成功的驚喜，也不免會遇到這樣或那樣的問題，隨時希望有老師、同學或朋友與其分享或為其排疑解惑。作為校外實踐教學的一個補充，以網(wǎng)絡為工具。構建校外實踐交流的平臺。同學們可以在此暢所欲言，交流實踐成功的經(jīng)驗；也可以傾訴實踐失敗的教訓；還可以提出各種專業(yè)問題。學校設立校外實踐指導小組，定期安排教師為學生解答問題，進行專業(yè)實踐指導。通過交流，學生將在校外實習的情況及時反饋給學校，學校能及時掌握學生在校外實踐的效果。對學生實踐技能及其他各方面能力的提高都具有重要的指導作用。同時，企業(yè)與學校之間也可通過網(wǎng)絡進行多方面交流，指出學生在企業(yè)實踐的優(yōu)缺點。學校則及時解決出現(xiàn)的問題。這樣。可使學校與企業(yè)長期合作。使校外實踐、實訓基地長期穩(wěn)固地發(fā)展下去。
三、高職生物技術及應用專業(yè)校外實踐教學改革中引發(fā)的思考
(一)校外實踐教學改革實施中學校應發(fā)揮主體作用
校外實踐教學組織形式應由單一化向豐富多彩的形式發(fā)展。過于依賴相對固定的校外實訓基地。期望企業(yè)直接、全面參與學校人才培養(yǎng)過程是不現(xiàn)實的，開展校外實踐教學還必須充分挖掘動態(tài)的社會資源，如開展市場調研、組織實戰(zhàn)訓練和課余兼職等。這就要求學院在專業(yè)課程設置上面向市場、進入市場。與產業(yè)發(fā)展、行業(yè)需求緊密結合，使學校一開始就與產業(yè)部門保持天然、密切的聯(lián)系，依托行業(yè)。辦出專業(yè)特色，形成優(yōu)勢。同時，對學生的實習、實訓給予極大的支持。并制定一系列的政策、制度進行規(guī)范管理。如制定與企業(yè)互惠互利的合約、學生實習、實訓的指導書、過程管理、績效考核等。
(二)校外實踐教學改革中企業(yè)應發(fā)揮的主導作用
校外實踐教學離不開企業(yè)。學生的實習、實訓必須依托企業(yè)，只有走進企業(yè)，接觸企業(yè)，才能使理論與實踐有機結合，才能提高專業(yè)技能，增強就業(yè)能力和社會競爭力。然而。由于市場經(jīng)濟的影響，很多企業(yè)對上門來洽談合作的學校不是拒絕就是找各處理由推托；有的勉強答應了，但對前來實習的學生沒有管理，沒有培訓，任其自生自滅；這樣的校外實踐形同虛設。如何使企業(yè)與學校共同攜手并肩來實現(xiàn)高職專業(yè)學生的實踐教學應是雙方的責任。
(三)政府部門在校外實踐教學中起著不可忽略的作用
我國目前正在加速工業(yè)化進程。社會對生產、管理、服務一線人才的需求龐大，企業(yè)和學校、政府共同成為辦好高職教育的三大主體，政府引導，企業(yè)參與，實現(xiàn)學校和企業(yè)的密切聯(lián)系和合作。是高職教育改革和發(fā)展的必然趨勢。充分利用社會資源，國家通過法律規(guī)定或政策引導等方式促使學校與企業(yè)共擔職業(yè)教育和技術培訓義務，共享利益。形成有分有合、責權利相結合的良性循環(huán)機制。高職教育必須利用社會資源，而且也只有將校內外辦學資源有機整合起來，才能實現(xiàn)人才培養(yǎng)的高質和高效?？梢?。國家政府部門在校外實踐教學中起著不可忽略的作用。
四、結語
隨著生物技術及其產業(yè)化的快速發(fā)展，企業(yè)對高職生物技術及應用專業(yè)人才的培養(yǎng)也有了更高更新的要求。為了加強學生的操作技能，提高學生綜合素質和創(chuàng)新能力，高職院校生物技術及應用專業(yè)的實驗教學必須與實際相結合，特別是校外實踐教學方面應進行改革，形成一定的校外實踐教學改革思路，這樣才能實現(xiàn)高職生物教育的培養(yǎng)目標，真正為社會輸送高素質的應用型、復合型生物技術人才。
摘 要： 作者從目前高?！逗Ｑ笊锛夹g原理及應用》課程的特點出發(fā)，結合幾年來的教學經(jīng)驗，對教材的選擇、教學內容的調整、任課老師的搭配、考試考評體系改革等方面的改革措施進行探究，以達到提高教學質量、提升學生的綜合素質和創(chuàng)新能力的目的。
關鍵詞： 海洋生物技術原理及應用 教學改革 提高教學質量
現(xiàn)代生物技術是21世紀令人矚目的高新技術之一，分子生物學、遺傳學以及生物化學等學科的飛速發(fā)展，使現(xiàn)代生物技術發(fā)展日新月異［１］。浩瀚的海洋是地球上生命的搖籃，它覆蓋著71%的地球表面積，海水總體積占地球總水量的97%，蘊藏著巨大的生物資源。在全球面臨能源危機和環(huán)境污染的情況下，利用海洋生物資源，緩解上述危機，成為科學家認為最可行的方法之一。因此，將生物技術應用于海洋生物研究和開發(fā)形成的海洋生物技術是生物技術中發(fā)展最快、研究最熱、最有潛力的研究方向之一。在此形勢下，海洋生物技術相關課程應運而生，在很多涉海研究的科研院所開設。由于海洋生物技術涵蓋內容較多，范圍較寬，本課程的教學難度較大。但是有關海洋生物技術課程的教改信息及探討較少。面對蓬勃發(fā)展的海洋生物技術，為使海洋生物技術教學適合時展的需要，提高教學質量，我們結合對本門課程教學的實踐和體會，初步探討了海洋生物技術教學的改革。
1.合理編排內容，優(yōu)化知識體系
教材是學生接觸、預習和復習一門課程的工具，是保障良好教學質量的前提和基礎。一本好的教材，可在很大程度上提高教學的效率，激發(fā)學生學習的興趣和熱情。但是，目前有關海洋生物技術的教材較少。目前，相關書籍有5本，《海洋生物技術》，曾呈奎主編，山東科學技術出版社，1998年出版；《海洋生物技術新進展》，范曉主編，海洋出版社，1999年出版；《海洋生物技術原理和應用》（第二版），張士璀主編，海洋出版社，1999年出版；《海洋生物技術研究進展》，王長海主編，化學工業(yè)出版社，2005年出版；《海洋生物高技術新進展――863計劃海洋生物技術主題成果匯編》，丁健主編，海洋出版社，2006年出版。前三本書編著時間在10年以前，海洋生物技術發(fā)展飛快，因此不適合做教材。后兩本主要是對文獻或專利的匯總，不能作為本科生教材。在這種情況下，教師在閱讀以上相關教材基礎上，末不斷大量查閱相關期刊論文，掌握學科發(fā)展最新的前沿和動態(tài)，及時更新講課內容，并進一步積極準備編寫海洋生物技術教材。
2.優(yōu)化師資力量，實現(xiàn)優(yōu)勢互補
海洋生物技術相關課程涵蓋內容較廣。從生物類別上可分為海洋微生物生物技術，海洋動物（特別是海洋經(jīng)濟類動物）生物技術，海洋植物（特別是海洋大型藻類）生物技術；從技術手段上包含了所有傳統(tǒng)的生物技術和快速現(xiàn)代生物技術如細胞工程技術。雖然在海洋生物技術領域內，各個科研院校都不乏科研和教育能手，但是畢竟各位老師術業(yè)有專攻，各位老師的學習及科研背景不同。雖然都從事海洋生物技術領域的科研工作，但是海洋生物技術涵蓋內容較多，各位教師只能從事其中較小的一部分。在這種情況下，要了解各位教師的研究領域，將研究不同海洋生物技術領域中教師資源整合，集中各位教師的研究優(yōu)勢教學究。海洋生物技術包括海洋微生物技術、海洋動物技術、海洋植物技術三大方面的內容，分別由主要研究對應領域的三位教師任教。由于教師本身一直從事相關的研究，所熟悉的實例、應用等內容會相當豐富，在講課中能理論結合實際，不會空洞無物，因此能極大地提高學生的學習興趣，從而提高教學質量。
3.協(xié)作改進教學，提高教學質量
在根據(jù)內容安排教師的同時，也要注意到教師的年齡和教學特點。學無常法，教無定法。有學者認為教學和用兵有異曲同工之妙，兵法中有“兵無常勢”之說，教法中有“教無定法”之論。不同年齡的教師對于教育的理解、對于教學經(jīng)驗的積累各不相同，可以互相取長補短。擅長不同教法的教師組合對于學生來講如同從多角度、不同側面去學習和理解一門課程，可以達到事半功倍的效果?？梢?，安排不同年齡層次，擅長不同教學方法的教師組合如同不同兵種、不同將帥、不同智囊的最佳組合，取長補短，相互協(xié)助，幾乎攻無不克、戰(zhàn)無不勝。
除了不同教師上不同部分的課程外，有一些教學內容如種質資源的保藏、生物多樣性檢測、海洋環(huán)境保護生物技術等章節(jié)存在三位教師講課內容交叉的情況。這些章節(jié)可以由其中一位教師把基礎的概念講好后，三位教師同時參與，在同一個課堂上三位教師和同學們就其中的章節(jié)的內容進行互動學習，學生可以按照興趣等方式自行分組，從海洋動物、海洋植物、海洋微生物三方面對種質保藏、生物多樣性檢測、海洋環(huán)境保護生物技術等提出自己的觀點和設想，比較其中的差異及優(yōu)缺點。各位教師對同學們所提出的方法和設想給予評價和總結，在輕松愉快的氛圍中完成了課程內容的學習，這樣會強化學生的批判性思維能力，提高教學質量［2］。另外，根據(jù)同學們總結和回答的問題的情況可以很明顯地給出他們的平時成績。
4.現(xiàn)代教學手段，提高教學效果
傳統(tǒng)的教學手段，一支粉筆，一張嘴，三尺講臺，灰頭土臉，形式單調，教學效果較差［3］。加之海洋生物技術是一個理論性和實踐性都很強的學科，晦澀難懂。僅采用傳統(tǒng)的教學手段，容易引起學生對課程的懈怠，降低學習興趣，教學效果可想而知。現(xiàn)代媒體手段比傳統(tǒng)教學方式更加直觀、生動、形象。在一定程度上彌補了傳統(tǒng)教學形式單調、枯燥等缺點。如多媒體教學，綜合應用文字、動畫、圖片、影音、視頻等教學手段，使一些抽象難懂的知識直觀而形象，便于學生理解。
但是，現(xiàn)代媒體教學手段也存在諸如上課信息量多，學生忙于記筆記而沒時間思考，或者選擇了脫離實際的目的多媒體，可能會降低講學效率。所以，在多媒體等教學手段的使用中要注意這些缺點的彌補。板書是學校教學過程中傳授知識的重要手段之一，在使用多媒體教學的課堂教學中仍然必不可少。板書起到提綱挈領的目的，如同行車的導航儀，在它的引導下，學生能夠輕松地掌握課堂教授的重點。因此老師應恰當使用媒體手段和板書，使媒體手段與傳統(tǒng)教學方式優(yōu)勢互補，提高教學質量。
5.調整考核方式，全面真實考查
目前，雖然很多高校都在進行考試改革，但還是以傳統(tǒng)的筆試考試方式為主［3］。很多傳統(tǒng)的筆試考試方式難以取得滿意的效果，并會導致學生只會死記硬背，考試前突擊，考試后全忘的現(xiàn)象。改變現(xiàn)有教學課程的考試方式勢在必行。只有采用細化和科學的考試和考評方法，才能在檢驗學生基本理論掌握程度的基礎上，對學生的動手能力及綜合思考能力都進行考查。根據(jù)課程和教學方式的特點，為了檢測課程開設的目點是否達到，三位教師可采取多種方式分開考試，最終計入總評。這樣能對學生對知識的真正掌握情況有真實的了解。避免一次考試情況下考試前突擊，考試后全忘的現(xiàn)象的發(fā)生。
總之，我們應在正確認識海洋生物技術原理及應用課程特點的基礎上，從多方面進行分析和教改，提高教學質量。雖然任何課程的教學改革都不是一蹴而就的，但是時不我待，為了培養(yǎng)高素質高水平的學生，我們一定要積極堅定不移地進行教學改革，提高教學水平。
隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展,生物技術領域不斷擴大,對技術人員的素質提出了更高的要求。如何滿足市場要求,在激烈的競爭中提高高職高專學生的競爭力,這是我們教育工作者面臨的一個亟需解決的問題。
高職高專教育以面向生產、建設、管理和服務第一線需要的高級技術應用型人才為培養(yǎng)目標。所以,在教學過程中,教師要強化學生綜合能力的培養(yǎng),增強學生的專業(yè)適應性和社會適應性,通過實踐性教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力和實際操作的能力。
一、改革的思路
近年來,我校生物技術及應用專業(yè)始終以技術應用能力和基本素質培養(yǎng)為主線,有針對性地進行了教育教學改革,從而構建了生物技術及應用專業(yè)人才的知識、能力和素質結構體系。
1.把轉變教育思想觀念貫徹于教學改革的全過程。多年來,在教改、教學計劃的修訂過程中,我校以轉變教育思想觀念為先導,廣泛開展了教育思想的大討論,逐步明確了高職高專教育的基本特征,樹立了具有高職高專特色的人才觀、質量觀和教學觀;堅持為地方與行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展服務的方向,以提高人才培養(yǎng)質量為目的,以技術應用型人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新為主題,進一步明確了專業(yè)教學改革的指導思想。
2.專業(yè)培養(yǎng)目標的準確定位。高職教育與傳統(tǒng)學科型教育是兩種不同類型的教育,在專業(yè)設置、培養(yǎng)目標和人才培養(yǎng)規(guī)格等方面都有各自的特點。學科型高等教育以學科建設和發(fā)展作為專業(yè)改革和建設的出發(fā)點,培養(yǎng)目標突出學科本位的特征;而高職教育則以社會需求為導向來設置專業(yè),圍繞地方或行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的需求開展專業(yè)教學改革,培養(yǎng)目標突出職業(yè)教育的特征,注重對專業(yè)的社會背景和行業(yè)背景的分析。高職教育的教學改革必須適應時展的要求,直接為地方或行業(yè)經(jīng)濟建設服務,緊密依托行業(yè)或企業(yè),滿足社會對技術應用型人才的需求,這是專業(yè)教學改革的出發(fā)點。為此,我校組織力量,深入行業(yè)與企業(yè)一線,廣泛開展調查研究,對人才需求進行比較深入的預測分析,與用人單位共同尋求人才培養(yǎng)規(guī)格的準確定位。
3.積極探索多樣化的人才培養(yǎng)模式。人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新是高職專業(yè)教學改革的目標與核心問題。我校生物技術及應用專業(yè)在總結教學改革經(jīng)驗的基礎上,發(fā)揮優(yōu)勢,提出了具有創(chuàng)新精神和高職特色的專業(yè)教學改革基本思路:以主動適應社會需求為目標,以培養(yǎng)技術應用能力和綜合素質為主線,設計學生的知識、能力、素質結構;以職業(yè)技術領域和崗位群的實際需要為出發(fā)點,制定專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格和培養(yǎng)方案,突出實踐教學環(huán)節(jié),重新構建理論教學體系、實踐教學體系與素質教學體系。我校在原有課程改革的基礎上整合重組課程結構,建立新的教學體系,增加了學生就業(yè)的適應性,建立了一個公共知識平臺。
二、改革的方法
生物技術及應用專業(yè)教學改革的核心是課程體系和教學內容的改革,這也是專業(yè)教學改革的難點和重點。課程體系和教學內容改革的力度,表明專業(yè)教學改革的深度,體現(xiàn)高職特色的教學質量。為了更好地體現(xiàn)高職教育的特點,在課程體系和教學內容的改革方面,我校重點做了以下幾方面工作:
1.以培養(yǎng)技術應用能力為主線,設計學生的知識、能力、素質結構和培養(yǎng)方案。高職高專教育的基本特征是以培養(yǎng)技術應用能力為主旨構建新的課程體系。在構建新的課程體系時,一要突出實踐能力的培養(yǎng),強調動手能力、實踐技能;二要強調在教學過程中培養(yǎng)職業(yè)崗位所需的各種能力。為此,我校從實際出發(fā),不斷探索知識、能力、素質三者之間的關系。在專業(yè)課程體系構建過程中,突出以技術應用能力培養(yǎng)為主線的方針,著重建設以關鍵能力、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)業(yè)能力為主的實踐教學體系,突出特點,抓住重點,提高教學質量,使學生成為合格的高級技術應用性型人才。
2.正確把握基礎理論以“必需、夠用”為度。在基礎課程設置中,我校注意高等教育的基本規(guī)格,去掉沒有應用價值的部分,保留必需的基礎知識,加強外語和計算機的教學;大力調整專業(yè)課程結構,注意拓寬專業(yè)知識領域;重組專業(yè)教改方案,整合課程結構,突出主干課程的建設和關鍵能力的培養(yǎng);處理好教學內容針對性和適應性的關系,使專業(yè)教學改革更加突出高職高專教育的特色。
3.緊密依托行業(yè)或企業(yè),建立產學研結合的有效運行機制。高等技術應用型人才的培養(yǎng)必須堅持走產學研結合的道路。除了重視校內實驗室、實訓基地的建設外,我校多年來與多個相關行業(yè)或企業(yè)簽訂了產學研合作的協(xié)議,企業(yè)不僅為學生提供穩(wěn)定的校外實訓基地,而且參與專業(yè)培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)方案的制訂,支持學校校內實訓基地的建設,承擔專業(yè)課和實踐教學任務,全方位參與人才培養(yǎng)。教師到企業(yè)鍛煉并與企業(yè)合作開發(fā)科研項目,為學校“雙師型”教師的培養(yǎng)和教師科研能力的提高創(chuàng)造了條件,也為提高學生的實際工作能力、解決就業(yè)途徑提供了條件。
4.加大投入,加強教學基本建設。加大經(jīng)費投入,加強教學基本建設,是保證專業(yè)教學改革順利進行、努力提高教學質量的前提條件。對此,我校和系部各級領導都有清醒的認識。近年來,我校多方籌措資金,加大對專業(yè)教改的資金投入力度,花大力氣加強教學基本建設,建設了藥物制劑實驗室、顯微鏡實驗室、天平實驗室、啤酒生產實訓室、發(fā)酵設備、發(fā)酵技術實訓室、淀粉加工實訓室、微生物分離檢驗實訓室、藥物成分分析實訓室、生物物質分離實訓室、基因工程實訓室、現(xiàn)代儀器分析與使用實訓室、植物組織培養(yǎng)實訓室等一批科技含量較高、具有現(xiàn)代化手段的專業(yè)實驗室、實訓中心和校外實訓基地,培養(yǎng)了一批“雙師型”骨干教師和專業(yè)教學改革帶頭人,并編寫了一批適合高職高專教育特點的專業(yè)教材。
5.強化實踐教學,推行職業(yè)資格證書制度。我校生物技術及應用專業(yè)自2004年以來率先實行了學生持“雙證”畢業(yè),并把崗位技能培訓和職業(yè)技能鑒定納入教學計劃規(guī)范管理。按照國家職業(yè)能力標準和職業(yè)資格制度的要求改革人才培養(yǎng)模式,使高職教育、勞動就業(yè)、職業(yè)資格培訓緊密結合,培養(yǎng)了一批適銷對路的高級技術應用型人才。根據(jù)培養(yǎng)目標和職業(yè)技能鑒定考核的要求,我校圍繞“一專多能、一生多證”,建立了以基本技能、專業(yè)技能、綜合技能實訓三大模塊為主線的相對獨立的實踐教學體系。每個模塊包括若干實訓課程,并配有實訓大綱,每門實訓課程由若干獨立的基本訓練單元組成。系列實訓課程主要包括:化學綜合實訓、微生物基本操作技術、基因工程技術、發(fā)酵技術、畢業(yè)設計等。實踐教學做到三年不斷線,一年級主要進行基本技能訓練,使學生掌握本專業(yè)的基本操作技能;二年級主要進行專業(yè)技能訓練,使學生熟練掌握本專業(yè)要求的各項專業(yè)技能;三年級主要進行綜合技能實訓,讓學生參加勞動部門組織的職業(yè)技能鑒定考核,獲得相應的職業(yè)資格證書,并通過產學結合,讓學生參與生產及就業(yè)環(huán)節(jié),具有第一崗位職業(yè)技能和職業(yè)素質,加快從學生到職業(yè)人的過渡,畢業(yè)后就能頂崗工作,縮短了磨合期。
三、教學改革的成效
經(jīng)過近幾年的教學改革實踐,我校的專業(yè)教學在以下幾個方面收到了明顯的效果。
1.提高了學生理論聯(lián)系實際的能力。通過將課堂教學和推行職業(yè)資格證書相結合,學生在上學期間就能接觸到工作環(huán)境,并結合理論知識考慮解決實際操作中的一些問題,提高了理論知識的應用性,也增強了學習動力和趣味性。
2.提高了學生的實踐操作能力。原來我校以課堂教學為主,實踐教學環(huán)節(jié)為輔,改革以后,我校建立了一系列的專業(yè)實驗室,學生可以充分利用課余時間進入實驗室了解實際設備的構造、原理和運行情況及常見故障,實際操作能力因此得到較大的提高。
3.縮小了畢業(yè)生與企業(yè)在崗技術人員的差距。畢業(yè)生到企業(yè)后不能馬上投入工作,還要經(jīng)過一段時間的磨煉和培養(yǎng),已經(jīng)成為普遍現(xiàn)象。產生這一現(xiàn)象的原因,主要在于教學內容與企業(yè)實際需要有較大距離,仍然停留在單純的理論教學上。進行改進后,在校期間學生就接觸到了生產實際問題,有效縮短了由學生轉化為企業(yè)技術人員的時間,近幾屆畢業(yè)生大多能較快進入狀態(tài),受到了用人單位的普遍歡迎。
4.增強了畢業(yè)生的社會適應性。教學改革拓寬了學生的知識面,大大增強了學生的動手能力,學生持雙證畢業(yè),適應了社會對人才的需求,就業(yè)口徑更寬。
摘 要: 生物技術的快速發(fā)展，帶給乳制品生產更大的空間，但隨著社會對乳制品加工企業(yè)越來越關注，如何科學合理使用生物技術，確保乳制品加工企業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展，已成為當前社會關注的焦點。我們務必合理使用生物技術，切實提高企業(yè)產品的質量,進一步優(yōu)化乳制品加工企業(yè)的生產環(huán)境,增強乳制品加工企業(yè)的市場競爭力。
關鍵詞: 生物技術 乳制品加工 應用 對策
隨著市場化進程日益深化，對生物技術要求越來越高，各類丑聞的不斷出現(xiàn)，聚集了全社會的眼球，對食品加工及其風險的關注成為社會焦點,如何使用正確的生物技術,切實提升乳制品企業(yè)競爭力,已成重要課題。特別國內企業(yè)如何面對全球市場,對乳制品加工企業(yè)提出了新的、更高的要求。
1.生物技術
簡單而言，即從分利用生物體系,采用先進的生物學和工程學使用技術，改變生物自身特性而進行的物質轉化,用來生產人類所需的各類產品?？煞譃?個發(fā)展階段,即傳統(tǒng)生物技術階段，具體指如釀酒、釀醋、釀造醬油等，近代生物技術階段，具體指發(fā)酵技術、生物標本等，現(xiàn)代生物技術階段具體指新型發(fā)酵工程、酶工程、現(xiàn)代生物反應工程、細胞工程或組織培養(yǎng)技術、基因工程、蛋白質工程和生化工程等?，F(xiàn)代生物技術可廣泛應用于乳業(yè)的各個方面,積極推動乳品工業(yè)的革新與發(fā)展。
2．生物技術應用于乳制品加工的作用
2.1提高乳制品的質量 。乳制品加工企業(yè)通過入生物技術的應用,可以進一步提高乳制品質量,提升乳制品產量。前提是必須在法律法規(guī)范圍內，合理利用,以期生產出質量更優(yōu)的乳制品。
2.2增強乳的免疫功能。生物技術的使用，可以進一步改進產奶質量,增強乳制品所具備的免疫功能。前提是必須在進行SWOT具體分析的基礎上,面對不同的細化市場,可以從細化市場中尋找一個重點突破口。在實際工作中，要有針對性的對某一個細分市場改進乳制品質量,進一步增強某方面產品的競爭力。從而實現(xiàn)趨利避害,有的放矢,完成企業(yè)承擔的社會使命。
2.3增強企業(yè)的核心競爭力。生物技術在乳制品加工中的應用,促使乳制品企業(yè)在與國際市場接軌的同時,能夠以增強自身的競爭力為出發(fā)點,將生物技術引入乳制品加工業(yè),改進產品生產中的不足,進一步提高產品質量,增強核心競爭力。
3.生物技術在乳制品加工中應用具體體現(xiàn)
3.1乳蛋白生物活性肽的開發(fā)
如何開發(fā)乳蛋白生物活性肽, 生產質量更高的乳制品原料，是每一個乳制品企業(yè)面臨的共同課題。當前，乳蛋白是乳制品生產的最重要原料,蛋白酶是生產乳制品的重要手段之一。由于它們當中存在多種具有生物活性的功能的肽，因而引起人們高度關注。從乳制品加工過程中而言, 不同的生物活性肽是通過選擇性水解乳蛋白來獲得的，易消化、易吸收、抗過敏性、治療低血壓和降低膽固醇等活性肽類食品由于其他產品的特有功能。其產品主要包括口服液態(tài)食品和低過敏性食品、健康和運動食品、發(fā)酵和微生物培養(yǎng)用的肽類,以及化妝品。每年消費者對活性肽的需求量一噸是對的乳制品加工企業(yè)最大的市場誘惑,為了更好地占有乳制品市場份額,各企業(yè)加大研發(fā)力度，,促進有益微生物的成長發(fā)育，以期生產出苦味更低、風味更好的乳制品，更好地占有市場。
3.2增強乳制品的免疫功能 。由于人乳中的乳清蛋白存在一定量的乳鐵蛋白、溶菌酶和免疫球蛋白等,這些物質的存在使人乳具有抗微生物的效應,在嬰兒配方乳粉中,強化這些免疫因子能增加其免疫功能。通過引入生物技術,開發(fā)牛乳制品中對人體有保護作用的免疫球蛋白。隨著免疫學的每一個新發(fā)現(xiàn),都會為免疫乳的開發(fā)制造一個新的發(fā)展空間,通過引入生物技術,開發(fā)對人體健康有全方位作用的免疫乳。
3.3 乳制品加工中,引入ATP生物熒光技術 。在乳制品加工過程中,通過采用ATP生物熒光技術檢測乳制品中的細菌總數(shù)及特異性病原菌具有簡便、快速、靈敏的特點,在原料奶的驗收、乳制品貨架期預測及抗生素和細菌、噬菌體殘留的檢出等方面具有廣闊的應用功能,可以減少乳制品加工過程中的某些不便,降低乳制品加工企業(yè)的人力資源管理成本,優(yōu)化企業(yè)生產環(huán)境,科學地對乳制品進行質量管理,提高乳制品質量。
3.4 引入固定化技術 。在乳制品加工過程中,采用固定化技術,即是通過物理或化學方法限制或定位在某一特定空間范圍,保留其固有的催化活性和存活力,可以提高原料的儲存質量,降低企業(yè)的管理成本。
3.5 利用乳脂肪修飾。通過引入生物技術,采用脂酶的轉脂作用或水解方式,將乳制品中的甘油三酯進行修飾,使乳脂肪的性質,尤其是融化性、乳化性得到改善,并保持原有的良好風味和純度,有利于乳脂肪在產品中的穩(wěn)定性,從而保證乳及乳制品的質量及貨架期,為消費者提供了更優(yōu)的產品,同時也為消費者及銷售者對乳制品的儲存提供了方便。
2.6對酪蛋白改性。 牛乳中酪蛋白與乳清蛋白之比為78:15,而人乳中兩者之比為40:60,在母乳化奶粉生產中需添加價格昂貴的乳清粉以降低牛乳中酪蛋白的相對含量,如將牛乳中酪蛋白改性,即可經(jīng)濟實惠地達到這一目的。酶法改性的酪蛋白已應用于糖果和蜜餞的生產,含有5%～40%多肽鏈的酪蛋白可生產一種能替代雞蛋蛋白用做蛋白糖霜的產品,胰蛋白酶改性的酪蛋白還可用于母乳化奶粉的生產。
2.7減少乳制品中的苯丙氨酸 。乳制品加工企業(yè)在發(fā)展的過程中,既要提供滿足公眾需求的乳制消費品,同時也要保證乳制品加工企業(yè)生產出來的產品在符合國際指標的情況下,不影響消費者的身心健康。可利用酪蛋白經(jīng)胰酶或微生物產生特殊蛋白酶來進行部分水解,再經(jīng)活性炭、離子交換處理除去乳制品中大部分苯丙氨酸,從而為消費提供了預防病癥的功能,提供質量更優(yōu)的產品,提高了企業(yè)的競爭力。
綜上所述，乳制品加工企業(yè)在生產過程中,通過引入開發(fā)乳蛋白生物活性肽、增強乳制品免疫功能、ATP生物熒光技術、固定性技術、利用乳脂肪修飾、對酪蛋白改性、減少乳制品中的苯丙氨酸等生物技術的應用,可以提高企業(yè)產品的質量,進一步優(yōu)化乳制品加工企業(yè)的生產環(huán)境,從而增強乳制品加工企業(yè)的市場競爭力。
摘要： 介紹了環(huán)境生物技術的特點，及其在環(huán)境治理中的應用現(xiàn)狀，并對環(huán)境生物技術發(fā)展趨勢進行了討論。
關鍵詞：環(huán)境生物技術,微生物,生物凈化,生物修復,生物降解,反應器
環(huán)境生物技術(environmental biotechnology)是利用生物的生理活動，高效凈化污染環(huán)境以及將污染物轉化為資源的人工技術系統(tǒng)。作為一門新型的邊緣學科，主要涉及生物技術、工程學、環(huán)境學和生態(tài)學等學科，不僅包含了生物技術所有的特點，還融合了環(huán)境污染防治以及其他工程技術, 其核心是微生物學過程［1］。它是近20年來產生的一門多學科相互滲透的新興邊緣學科,環(huán)境生物技術可以按技術難易劃分為三類［2］ 第一類是指以分子生物學技術為主體,以基因工程為主導的污染控制與監(jiān)測技術,包括構建降解殺蟲劑、除草劑、多環(huán)芳烴類化合物等污染物的高效基因工程菌,創(chuàng)造抗污染型轉基因植物等。第二類是以目前大量應用的經(jīng)過改革與創(chuàng)新的生物處理技術,如生物流化床法、上流式厭氧甲烷發(fā)酵法和變形活性污泥法等等。 第三類包括：生物穩(wěn)定塘、人工濕地和污染控制資源化生態(tài)工程等自然凈化系統(tǒng)。 本文僅討論后兩種環(huán)境生物技術。
1.環(huán)境生物技術的特點
作為高新技術之一的生物技術用于污染治理已有悠久的歷史。但是,由現(xiàn)代生物技術和環(huán)境工程技術相結合的環(huán)境生物技術,是20世紀 80年代才誕生于歐美地區(qū)［3］。 環(huán)境生物技術是21世紀國際生物技術的一大熱點領域,它將在環(huán)境治理上發(fā)揮著重要的作用。環(huán)境生物技術產生、發(fā)展及演變與一系列的環(huán)境污染問題有著密切的聯(lián)系。 近年來,隨著細胞融合技術、基因工程技術、分子生物技術等的發(fā)展,環(huán)境生物技術得到了進一步的發(fā)展。生物與環(huán)境之間既有對立的一面,又有統(tǒng)一的一面,生物體靠體內調節(jié)和變異來適應環(huán)境變化,同時通過自身來影響和改變環(huán)境。 環(huán)境生物技術擁有許多其他方法不可比擬的優(yōu)勢,如微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解和轉化,具有效果好、運行費用低、無二次污染等優(yōu)勢。用生物方法處理污染物的最終產物大都是無毒無害、穩(wěn)定的物質,如二氧化碳、水、氮氣和甲烷等,通?？梢徊降轿?避免了污染物的多次轉移,因此它又是一種消除污染安全而徹底的手段。另外,生物處理技術的產物或副產品,大多可以較快生物降解的,并可作為資源加以利用,有助于把人類活動產生的環(huán)境污染減到最小程度。生物技術還易于進行大規(guī)模操作,一些生物曝氣池、生物濾池的容積之大,也是其他工藝望塵莫及的。 生物方法還可以就地利用天然水塘或土壤層作為污染物處理場所,這可大大降低處理費用。因此生物技術在環(huán)境領域的應用將是勢不可擋的。 環(huán)境生物技術具有深遠的發(fā)展前景,特別是對于尋求用低成本解決環(huán)境問題的發(fā)展中國家具有極大潛力。
目前，環(huán)境生物技術在廢水處理、廢氣處理、環(huán)境監(jiān)測、污染檢測和補救、毒性鑒別等諸多領域的應用研究已經(jīng)開始進行［4］ ,有些也已取得了初步成果，但是環(huán)境生物技術的潛在優(yōu)勢還遠沒有引起人們的重視。
2 環(huán)境生物技術的應用
生物技術在環(huán)境方面的應用主要有：用植物和微生物清除環(huán)境污染物、毒物；用生物傳感器監(jiān)測污染；用微生物殺蟲劑代替化學殺蟲劑等。運用環(huán)境生物技術進行水污染治理，是目前采用的主要技術措施，它具有以下優(yōu)點： ①生物既具有很強的吸附力，又具有良好的沉降性,處理效果好； ②生物具有很強的降解能力，處理效率高； ③可處理水量大,方法成熟； ④成本低,無二次污染。 生物法在處理污水時所起的重要作用已受到關注,它在環(huán)保領域中的應用還有待于進一步研究和拓展，以下幾點是環(huán)境生物技術在環(huán)境污染治理方面的具體應用。
2.1生物修復
有毒化學品尤其是石油、有機氯化物、化學聚合物等造成的污染已成為世界性問題,在各種清除污染物的技術中，生物修復是最有前途的技術之一。 生物修復即生物除污，是指生物特別是微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染的環(huán)境、消除環(huán)境中的污染物或修復由于對生態(tài)系統(tǒng)管理不善造成的損害的一個受控或自發(fā)進行的過程。不同類型的生物都有不同的生物除污作用。例如：利用植物吸收污染物(植物除污) 是一個正在興起的研究領域。 植物修復技術是以植物忍耐和超量積累某種和某些化學元素的理論為基礎,利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一門環(huán)境污染治理技術［5］ 。
2.2 生物監(jiān)測
傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測以化學分析用成熟的儀器為主,當代生物技術發(fā)展了生物監(jiān)測為主的新手段,如通過測定微生物的酶和細胞基因等監(jiān)測環(huán)境的變化。 目前研究較多的有生物發(fā)光菌、鹵素呼吸菌、苯乙烯降解菌等,主要監(jiān)測水體中的有害物質和海水中藻類的爆發(fā)。
2.3 微生物降解技術
微生物對污染物質的代謝、轉化及降解作用,是當今環(huán)境污染控制研究中最活躍的領域之一。 許多微生物和原生動物可以凈化廢水，傳統(tǒng)的生物處理技術大多是對自然生長的微生物群體加以馴化、繁殖利用，對污染物的降解水平較低。 20世紀70年代以來，針對一些特定的有毒廢水或成分單一的高濃度有機廢水,已選育出具有較高降解活性的菌種,并進行純培養(yǎng)后用于廢水處理，已初步顯示出一定的優(yōu)越性，成為近年來利用生物處理廢水的一種常用方法。微生物在廢水處理中的特殊作用將不斷得到挖潛,而且用微生物來處理環(huán)境污染物是一種安全、經(jīng)濟的方法。
2.4 生物發(fā)酵技術
生物發(fā)酵工程涉及最早的領域是廢水生物處理。目前關注的生物發(fā)酵技術主要有： ①水解- 好氧生物處理法( H/ O 法) ,其特點是將厭氧過程控制在水解和酸化階段。用H/ O 法處理表面活性劑廢水、焦化廢水和印染廢水等難降解工業(yè)廢水,其效果十分顯著,COD 去除率較常規(guī)法提高20 %～30 %；處理城市污水時,其出水COD 濃度
2.5 生物強化處理技術
為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質的方法. 主要強化方法有:
①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。 日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果［6］ 。 ②生物- 鐵法,是在普通活性污泥中加入無機鹽如鐵、鈣、鎂等,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉) ,形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點,主要用來提高去除污水磷的效果。 ③生物- 活性炭法,綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中,每克活性炭去除1～3gCOD ,分解廢水毒性能力增強,同時還顯著提高了脫氮水平 。
2.6 生物反應器技術
生物反應器技術,是現(xiàn)代生物技術發(fā)展的一個主要方向。該法主要應用于制藥、食品、精細化工等行業(yè)。其特點是：容量大,連續(xù)運行,自動化控制,操作簡便。 美、英、德、日本等現(xiàn)大量生產現(xiàn)代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜；供氣或供給的其他反應條件優(yōu)越,污染物具有充分的時間與微生物接觸,有利于增強微生物的分解代謝能力。我國的北京、上海等地也在積極開發(fā)研制。目前,2000m3的反應容器已經(jīng)問世。 雖然其處理能力較低,造價較高，但其管理方便,運行費用低，所以歐美地區(qū)約有70 %的污水處理廠采用該技術⑸ 。
2.7 微生物絮凝劑的應用
微生物絮凝劑是利用生物技術,通過微生物發(fā)酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑，這些都是目前使用的無機或有機合成高分子絮凝劑等所不具備的。 通過細菌、真菌等微生物生產出的生物絮凝劑由于具有降解性能好,使用成本低,不會導致二次污染等優(yōu)點已廣泛應用于工業(yè)廢水處理中。目前,已篩選出19 種具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8種,細菌5種,放線菌5種,酵母菌1種［3］。 隨著生物技術的發(fā)展,生物絮凝劑的開發(fā)與應用具有良好的發(fā)展前景。
2.8 生物凈化技術
生物凈化處理包括穩(wěn)定塘和土地處理系統(tǒng)。 穩(wěn)定塘是污水處理技術中最簡單的一種,其特點是結構簡單,工作可靠,不需要什么特殊技術就可連續(xù)處理污水。 一般停留時間較長,需占用較大的土地面積。 可用于污水的一級、二級處理。 土地處理系統(tǒng)是利用土壤及其微生物、植物根系的凈化能力處理污水,同時利用污水中的營養(yǎng)元素和水分促進農作物、牧草或樹木生長,具有一定的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。 其特點是投資少,能耗低,易管理和凈化效果好。 若這兩個系統(tǒng)有機結合,可實現(xiàn)污水的二級、三級處理。 由于穩(wěn)定塘系統(tǒng)比正規(guī)污水處理廠更能有效的去除有機化合物及N、P 等,由厭氧塘、兼性塘、好氧塘串連而成的穩(wěn)定塘系統(tǒng)已成為二級處理的有效替代方法［7］。
2.9固定化微生物技術
它是生物工程領域中的一項新技術。 進入20 世紀80 年代以后,國內外開始應用這種具有獨特優(yōu)點的新技術來處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機物質,并取得了令人矚目的成果。 隨著現(xiàn)代生物工程技術的不斷發(fā)展,一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或創(chuàng)造,將這些高效專性菌脫色菌、脫氮、脫磷菌等進行固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質的治理有明顯的優(yōu)勢。
3 環(huán)境生物技術的發(fā)展趨勢
環(huán)境生物技術是我國的一個重要發(fā)展領域,也是解決環(huán)境問題的根本措施。應結合我國國情進行急需的環(huán)境生物技術研究, 從國內外的研究與應用現(xiàn)狀可知,目前環(huán)境生物技術最有應用前景的領域是高效的廢物生物處理技術、污染事故的現(xiàn)場補救、污染場地的現(xiàn)場修復技術以及可降解材料的生物合成技術。
3.1 生物反應器的研究與發(fā)展
厭氧與好氧工藝相結合,生物膜與活性污泥相結合的反應器將成為廢水處理反應器的主要發(fā)展方向。 其技術發(fā)展的總趨勢是在活性污泥中加入載體,發(fā)展既有固定載體又有流動載體,既有好氧又有厭氧固定膜的反應器,最大限度的增加反應體系中的生物量和生物類群,最高水平地發(fā)揮微生物降解污染物的生物活性,同時兼顧便于管理和降低運行費用。 高質量傳感器,信息傳輸與數(shù)據(jù)處理等構成的自動化控制系統(tǒng),將在多種反應器中發(fā)揮作用,提高生物處理的效率,節(jié)約大量的人力,簡化操作程序。
3.2 利用生物技術實施資源化戰(zhàn)略
采用生物技術方法建立無害化生產工藝過程,實現(xiàn)廢水循環(huán)利用,同時將部分無毒有機污染物轉化為副產品,開發(fā)利用廢物生產甲烷,氫氣和燃料乙醇的多層次生物技術,增加由生物發(fā)酵處理有機廢物的資源化工程的種類和產品,充分實現(xiàn)廢物資源化。
3.3 建立各種生物監(jiān)測手段
在環(huán)境中低濃度污染和沉積物中的污染物的研究方面,除繼續(xù)應用指示種、耐污種、敏感種以外,還應利用各種形態(tài)、生理、生化、遺傳的異常改變和群落多樣性指數(shù),建立各種生物監(jiān)測手段,其中生物傳感器技術具有廣闊的應用前景。
3.4 利用微生物進行生態(tài)環(huán)境修復
一些生態(tài)工程,如污水穩(wěn)定處理、土地處理、固體廢棄物處理技術和方法在環(huán)境污染處理方面起到很重要的作用。 近年來人們更加重視土地、濕地、湖泊、河流的生態(tài)修復與重建工作,并發(fā)展用于環(huán)境修復的多種微生物制劑。 這方面的研究方向主要是對環(huán)境污染具有抗性的生物種類的篩選和培養(yǎng)。
另外,一些新的應用領域也引起了注意［8］，如超級工程菌的構建,從環(huán)境中分離篩選出的菌種，其降解污染物的酶活性水平有限，需要對這些菌株進行遺傳學改造。因此使近期的研究熱點從一般的篩選工作轉入到降解代謝途徑、降解酶系組成以及其遺傳控制機制上來。在此基礎上就可能實現(xiàn)用質粒
轉移、分子育種和基因重組技術構建有特殊功能的超級工程菌。人工構建的能夠生物降解污染物的基因工程菌，具有生長繁殖迅速，絮凝性能好和對難生物降解污染物的較高降解活性。
4 結束語
隨著微生物降解污染物巨大潛能的挖掘和動力學特性的解明，環(huán)境生物技術必將在污染防治和環(huán)境生態(tài)建設中發(fā)揮更大的作用。我國是一個污染嚴重的國家,要建立一個有利于現(xiàn)代生物技術在環(huán)保中應用的良好環(huán)境,規(guī)劃、法規(guī)和資金投入是必不可少的,鼓勵和資助環(huán)境生物技術的研究和創(chuàng)新,政府、工業(yè)部門與學術團體應相互配合。 其中解決環(huán)境生物技術的安全問題已經(jīng)成為推動技術發(fā)展的關鍵因素,應充分利用我國的資源優(yōu)勢,借鑒國外的先進技術和先進經(jīng)驗,根據(jù)我國的國情有重點地加強環(huán)境生物技術的研究與開發(fā)。
摘要： 本文以南通職業(yè)大學生物技術及應用專業(yè)為例，分析了高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習現(xiàn)狀、存在問題及其影響因素，并從政府、學校、企業(yè)、學生四個層面初步提出了提高高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習質量的對策。
關鍵詞： 高職 生物技術及應用 頂崗實習
0引言
頂崗實習是高職院校有效推進工學結合、校企合作人才培養(yǎng)模式的關鍵環(huán)節(jié)。高職院校人才培養(yǎng)質量的重要標志是學生能夠順利完成頂崗實習，最終走向工作崗位實現(xiàn)就業(yè)。
1高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習現(xiàn)狀
目前國內還沒有專門針對高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習的運行機制，已有的工科或文科類頂崗實習模式也很難適應該專業(yè)“工文兼容”的頂崗實習特色。
2高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習存在問題
2.1 實習單位難找在我國，生物技術產業(yè)是近幾年發(fā)展起來的一個新興行業(yè)，雖然企業(yè)數(shù)量眾多，但經(jīng)營項目和科技含量差距較大，與高新科技的生物技術產業(yè)相比較，一些以經(jīng)營土特產或保健品為業(yè)務的公司亦冠名為生物技術公司，因此，真正符合高職生物技術及應用專業(yè)職業(yè)崗位群的頂崗實習單位數(shù)量相當有限。
2.2 實習崗位單一目前，我國生物技術產業(yè)需要大批既熟悉生物科技知識，又熟悉產業(yè)化諸多環(huán)節(jié)的復合型“雙料人才”。因此，高職生物技術及應用專業(yè)的頂崗實習應是面向生物技術產業(yè)的職業(yè)崗位群，而不是某一單獨崗位。然而，企業(yè)為了保證正常運轉和追求利潤最大化，不可能讓大批量的學生在企業(yè)內部的各個崗位進行交叉頂崗實習，很多情況是安排實習學生長期做一個崗位，很少有輪崗的機會，企業(yè)更多關注的是能否給企業(yè)帶來效益，至少不能產生虧損。
2.3 課程體系對學生參加頂崗實習的針對性不強據(jù)調查，目前很多高職院校的生物技術及應用專業(yè)更多地沿襲了學歷教育的課程體系，沒有以行業(yè)需要為主線構建與學生頂崗實習相對應的模塊化課程體系，學非所用的情況比較明顯。學生所學知識和技能在頂崗實習過程中根本不能適應日新月異生物技術產業(yè)發(fā)展的需要。
3高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習影響因素
3.1政府政策層面近年來，國家雖然出臺了《關于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》、《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質量的若干意見》等相關政策性文件，但是多數(shù)地方政府并未在法律允許范圍內制訂具體實施條例，對頂崗實習過程中學生、企業(yè)雙方的權利和義務缺少必要的監(jiān)督和利益保護。
3.2 學校層面就學校層面而言，與理論課的學習和校內職業(yè)培訓相比，高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習問題產生的主要原因是學校對學生頂崗實習資金和專業(yè)教師的投入嚴重不足。以南通職業(yè)大學生物技術及應用專業(yè)為例，學生頂崗實習與畢業(yè)論文環(huán)節(jié)同步進行。期間，畢業(yè)論文指導教師除指導學生的畢業(yè)論文外，還要負責學生頂崗實習的日常指導及管理工作，工作量大、責任重，然而，每位老師指導每個學生頂崗實習與畢業(yè)論文（設計）的勞動報酬是每生補償6～10個課時，報酬遠遠低于在校內講授專業(yè)課和校內進行職業(yè)培訓，頂崗實習資金的投入不足嚴重挫傷了指導教師的積極性。
3.3 企業(yè)層面生物技術產業(yè)是我國近幾年發(fā)展起來的一個新興行業(yè)，大多數(shù)企業(yè)規(guī)模發(fā)展不大，效益不高，與學校間存在著局部意識與全局意識，眼前利益與長遠利益的矛盾，許多企業(yè)與學校都缺乏成熟的合作教育理念。
3.4 學生層面學生在校學習期間，雖然掌握了一定的生物技術專業(yè)理論知識，但是對于生物技術的相關操作技能及其在生產中的應用還僅僅停留在書本上，因此在頂崗實習時對于自己可以從事和能夠勝任的工作十分迷茫，缺乏自信，部分學生實習過程中出現(xiàn)些許波折，就頻繁要求換崗調崗，拒絕正常的工作任務甚至要求中斷實習，給用人單位造成不良印象，嚴重地影響了學校與企業(yè)的合作關系。
4高職生物技術及應用專業(yè)頂崗實習對策
4.1 立法鼓勵企業(yè)接納實習生針對企業(yè)對頂崗實習不歡迎的現(xiàn)狀，地方政府應盡快立法，把接納學生實習作為企業(yè)的一種社會責任和義務；同時制定鼓勵政策，通過經(jīng)費資助、減免稅收和獎勵，建立有利于學生實習的統(tǒng)籌與管理機制。以南通職業(yè)大學為例，從2008年起，南通職業(yè)大學化學與生物工程學院與海門臨江開發(fā)區(qū)管委會就“政府參與”模式下的頂崗實習過程進行了積極的探索和實踐，通過政府為學校和企業(yè)搭建的溝通平臺，確保了學生頂崗實習的質量。
4.2 改革學校頂崗實習運行機制首先，建立“校企雙贏”運行模式，學校應該讓接收學生頂崗實習的企業(yè)在合作中獲利。其次，加強課程體系改革，專業(yè)課程體系一定要根據(jù)生物技術產業(yè)的特點，配合企業(yè)的實際需要，培養(yǎng)實用型應用人才。此外，學校還應增加頂崗實習資金的投入，提高指導教師的勞動報酬，加強“雙師型”師資隊伍建設，完善頂崗實習評價制度。
4.3 生物技術企業(yè)要樹立長遠發(fā)展戰(zhàn)略現(xiàn)代生物技術企業(yè)要樹立長遠的發(fā)展戰(zhàn)略，要認識到企業(yè)對學生頂崗實習的投資也是生產性投資，要把職業(yè)教育的育人功能融入到企業(yè)的價值鏈中，在創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時，主動承擔為社會培養(yǎng)高技能應用型人才的責任，積極主動地給學生提供實習機會，不要把學生當作廉價勞動力，要尊重學生的勞動，對實習生實行人性化管理，確保頂崗實習的質量。
4.4 學生要認真對待頂崗實習實踐機會學生只有在頂崗實習實踐時把自己當作實習單位的員工，認真對待頂崗實習實踐的機會，全身心地進入工作狀態(tài)，才能真正的把所學專業(yè)理論知識應用于實際的工作中。
