生物工程碩士畢業論文

時間：2025-10-18 00:19:21 碩士畢業論文

生物工程碩士畢業論文

　　生物工程，是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科，90年代誕生了基于系統論的生物工程，即系統生物工程的概念。

生物工程碩士畢業論文

　　【一】生物工程專業實踐教學改革探析

　　摘要分析高等學校生物工程專業實踐教學中普遍存在的問題，提出深化實踐教學改革的思路。

　　依托吉林大學國家級生物實驗教學示范中心，對實踐教學體系、方法、評價體系進行一系列的改革與嘗試，初步探索出一條適合吉林大學生物工程專業發展的實踐教學道路。

　　關鍵詞生物工程;實踐教學;實訓基地

　　1前言

　　生物工程作為21世紀科學技術的核心之一，是一門實踐性、應用性、綜合性很強的交叉學科[1]。

　　隨著科技的進步，新技術、新方法不斷涌現，生物產業的前景也愈發廣闊。

　　然而生物工程專業學生就業卻較為困難，究其根本原因，一方面是我國生物工程產業化水平較低，另一方面是因為學生的“三個能力”即實驗技能、工程能力、創新能力等方面有所欠缺。

　　實踐教學是本科教學的重要組成部分，是學生將理論知識轉化為實際能力的過程，對大學生實踐創新能力和工程能力的培養也至關重要。

　　本文在分析國內生物工程專業實踐教學弊端的基礎上，依托吉林大學國家級生物實驗教學示范中心(以下簡稱實驗中心)，對生物工程專業實踐教學改革進行初步探討。

　　2生物工程實踐教學存在的問題

　　忽視實踐教學，教育理念落后傳統教育觀念重理論、輕實踐，認為實踐教學是理論教學的補充，是驗證理論課的一種手段[2]。

　　因此，生物工程專業的基礎課和專業課設置門數較多，學生課業較重，課余時間不足。

　　相對而言，實驗課不設考試，沒有學分，只注意如何更好地配合理論教學，這就造成學生不重視實驗課和實驗技能，成為生物工程專業實踐教育的一大痼疾。

　　實驗內容陳舊，實驗課安排不合理傳統的實驗教學內容大多是由課程指導教師獨立設置，而部分指導教師科研方向與所教課程方向不一致，無法將新知識、新技術和新方法引入實踐教學內容中，勢必導致實驗內容陳舊，方法老套。

　　再加上各課程指導教師缺乏應有的溝通，故而實驗課內容零散，實驗內容重復[3]，使得學生喪失主動學習的興趣。

　　同時，由于實驗課依附于理論課，沒有獨立的學時，實驗課普遍安排在學生課余時間，實驗時間不足，學生對實驗中的一些現象缺乏思考[4]。

　　由于整個實驗中學生都是被動參與，他們的主動性和積極性沒有被充分調動，一旦出現問題便難以解決，限制了他們創新能力和工程實踐能力的發展。

　　實驗教學經費投入少，師資隊伍薄弱由于經費投入不足，很多儀器設備臺套數不夠，許多實驗中幾個甚至是十幾個學生共用一套儀器設備，且難以更新換代，先進的技術設備進入不到教學中來，造成理論與實際脫節，不能充分調動學生動手操作的積極性[5]。

　　加之長期以來受傳統教育觀念影響，實驗系列教師一直不被重視。

　　從事實踐教學的教師普遍存在學歷低、水平不高、進修機會少、職稱評定和工作量計算不合理的情況[6]，導致實驗教學人員工作熱情不高、責任心不強，嚴重影響了實踐教學的質量。

　　3生物工程實踐教學體系的構建

　　近幾年，針對生物工程專業存在的實際問題，進行許多改革嘗試。

　　通過專業整合，將原屬于農業與機械學院的生物工程專業調整到生命科學學院，依托實驗中心對生物工程專業實踐教學進行改革，把實驗從理論課中分離出來，設計獨立的實踐課程和考核方法，理順學科脈絡，明確各課程的授業范圍，引入學科交叉和開放創新實驗，強化課程實驗與實訓實習內容的相互銜接，構建循序漸進、逐步深入、全面系統的課程體系。

　　這樣調整，使得課程內容既避免重復，又相互銜接;既反映學科前沿，又突出學科交叉融合之勢。

　　專業基礎實驗專業基礎實驗以培養學生的實驗能力為目的，強化學生的理論知識和實驗技能訓練。

　　同時，在每門實驗課程內設計一定學時的設計實驗項目和綜合實驗項目供學生自主選做，有一定加分，提高實驗的深度和廣度，促進學生的學習興趣發展。

　　以微生物學實驗為例，設計為64學時，必選實驗有3項為54學時。

　　同時，設計6項選做實驗，其中3項綜合性實驗“從酸奶中分離、培養產乳鏈菌肽的乳酸乳球菌及乳鏈菌肽效價測定”“大腸桿菌噬菌體的分離、純化及效價測定”“纖維素酶產生菌的選育”，每項為8學時;3項設計性實驗“高產淀粉酶霉菌的分離純化”“高產酒精的釀酒酵母菌株的誘變選育”“高產抗菌肽乳酸菌的分離純化”，每項為2學時。

　　學生做完必選實驗后，至少再選作1項綜合性實驗和1項設計性實驗才能結課，這樣有助于確立學生在實踐中的主體地位，激發其學習興趣，鍛煉其實驗技能。

　　另外，承辦院、校、省級生物實驗技能大賽，根據競賽成績選拔下一級參賽人員。

　　通過這樣一種“層層遞進式”的競賽方式，學生的實驗技能進一步得以鞏固、加深。

　　實習實訓為了更好地實現教學與生產的對接，將專業實踐分為校內實訓和校外實習兩個階段。

　　校內實訓建設了實訓基地，配備了相應的儀器設備，如多臺5～100L發酵罐、空壓機、電鍋爐、大容量冷凍離心機、高壓均質機、噴霧干燥器、中試型流化床、滴丸機、凍干機等先進儀器。

　　同時，將基因工程、發酵工程、代謝控制工程、生物分離工程等課程有機整合在一起，以典型的生物產品和教師的科研成果為內容，在學生具備專業基礎實驗能力的基礎上，從原材料開始到終產物的制備，用一個完整的實驗過程培養學生綜合運用所學知識、技術與方法解決實際問題的能力。

　　如“好氧發酵—谷氨酸發酵”和“重組人白介素18的發酵、純化及鑒定”分別是傳統生物產品實驗及科研成果實驗的代表。

　　為了使課程內容與產品生產一致、儀器設置與生產要求一致、教學過程與工藝流程一致，校內實訓以學生為主，教師負責指導，學生按照企業的生產流程通過小組合作生產出相應產品，通過這一過程使得學生對生物產品的開發、生產、提取、檢驗等一系列過程有了深刻的了解。

　　同時，積極推進產學研緊密結合，推動教師參與企業的產品與技術開發，從企業引進生產經驗豐富的工程師到學校任教，并與16家科研院所和企業聯辦實習基地。

　　在學生完成校內實訓，掌握相關生產原理及工藝流程后，帶領他們到相關的工廠實地實習，了解工廠設計，熟悉生產流程，加深對自動化的認知。

　　這樣既促進了學生職業能力的發展，也為教師和企業的合作提供了平臺，實現了共贏。

　　創新實驗創新實驗依托開放實驗、大學生創新創業計劃、吉林省生命科學創新實驗大賽、本科畢業論文等來推動學生學習熱情和科研興趣。

　　在大創計劃和創新大賽中，學生自主選擇題目并由教師指導學生自主閱讀文獻、設計路線和進行試驗。

　　在畢業論文中，教師以自己的科研課題為主設計題目，教師和學生實行雙向選擇，確保一人一題。

　　在這一過程中，使學生了解科研過程，具備文獻檢索、設計實驗方案、論文寫作等科研工作必備素質。

　　經過幾年的積累與沉淀后，學生的實踐能力和創新能力顯著提高，本科生承擔創新實驗項目47項，發表研究論文19篇，參與申請發明專利6項。

　　4生物工程專業實踐教學方法的創新

　　隨著信息技術的迅猛發展，信息技術與教育的深度融合已成為必然趨勢。

　　“互聯網+”實踐教學不受時間的限制，學生可隨時通過手機等現代通信工具進行選課、預習、復習、查詢成績、課后交流，由“被動灌輸”變為“主動探索”，提高了學習效率，促進了自主學習。

　　以實驗中心網站為平臺，將現代信息技術與啟發式、互動式、探究式的教學方法相結合，進行數字化教材、虛擬仿真技術、微課等輔助教學。

　　1)在實驗中心網站上發布本學期實踐教學日程安排，學生根據選課查閱相應的數字化資源，通過相關儀器使用視頻、課件和相關資料預習，盡早熟悉操作技能，理解實驗原理，提高實驗效率，減少實際操作中的錯誤。

　　2)通過基本實驗技術、選做和驗證性等微實驗知識點或技能點視頻的學習，使學生在短時間內熟悉實驗原理、實驗過程、實驗操作和實驗現象，進而將更多的時間投入到綜合性、探究性實驗上。

　　3)通過對操作復雜、大型設備使用技術、不可見的實驗原理和不可見的實驗現象或結果的虛擬仿真實驗學習，如動物解剖、外源基因轉入受體菌的過程，發酵罐控制、高效液相色譜的操作等，使學生網上模擬實驗過程操作，形象、直觀地熟悉實驗原理和實驗現象，加深對實驗過程的理解，為真實的實驗操作打下基礎。

　　4)學生通過網絡互動平臺，實現自主答題、自主測試、師生互動、成績查詢、教學評價等。

　　5)教師可登錄后臺，查看學生的觀看視頻次數、時間、模擬實驗操作情況，評定學生自學成績等。

　　幾年來，中心開發網絡課程13部、在編數字化課程3部、視頻71部、多媒體課件89個、仿真實驗6個，促進了學生的自主學習和創新，取得較好的教學效果。

　　5生物工程專業實踐教學評價體系的建立

　　完善的實踐教學評價體系是實踐教學目標得以實現的根本保障。

　　經過幾年的摸索、總結和實踐，構建了一套以學生為主體、內容多元性、渠道多樣化、注重評價對象未來發展的實踐教學評價體系。

　　該體系由實踐教學考核體系和實踐教學效果評價體系兩部分組成。

　　1)學生實踐成績評價體系由五部分組成：①學生預習實驗、觀看儀器操作的程度，占總成績的10%;②進行儀器操作的考核，合格者發儀器使用許可證，占總成績的20%;③良好的實驗習慣，由研究生助教和實驗系列人員對實驗中的行為打分，占總成績的20%;④全部實驗結束后的考試，占總成績的25%;⑤實驗報告、實驗結果電子分析報告，占總成績的25%。

　　另外，如果實驗為探究型實驗，則降低④⑤各5%的占比，增加實驗設計和論文撰寫10%的占比。

　　2)實踐教學效果評價體系由三部分組成：①學期末，對在校學生、畢業一年的學生和任課教師做調查問卷，并收集網上反饋信息，以此作為改進的依據;②學期初，組織任課教師、校內專家、用人單位專家認真總結實踐教學不足，提出改進意見并參與培養方案制訂，使各項改革有利于培養學生綜合素質，符合社會需要;③設立實踐教學督學委員會，指導并監督各項實踐工作落到實處。

　　實踐證明，該評價體系對促進學生提高創新能力、工程實踐能力、科研素質等具有明顯效果，大學生創新創業訓練計劃立項不斷增加，發表論文、申請專利的數量和質量一直攀升，各級學科競賽獲獎大幅度增多，被國內外知名院校錄取的研究生數量逐年增加，得到用人單位廣泛認可。

　　6高水平的實踐教學團隊的建設

　　教師是培養方案的執行者，教師的素質、能力與水平，直接關系到教育質量的高低，關系到培養學生的社會認可度[7]。

　　針對青年教師的培養，首先，采取老教師傳、幫、帶的措施，定期對青年教師進行教學理念、教學方法的指導，提高青年教師的教學水平;其次，鼓勵中青年教師在職攻讀博士學位，提高學歷層次;最后，為中青年教師提供參加各種教學、科研會議的機會，幫助中青年教師申請教學、科研項目，提高業務水平，開闊科研視野。

　　經過幾年的建設，中心教學團隊的年齡結構、學歷結構和職稱結構趨于合理，中青年教師比例為72%，博士學位獲得者比例為39%，高級職稱擁有者比例為28%。

　　教學成果不斷涌現，主編出版實驗教材15部、實驗教改專著6部，發表教學研究論文120篇，獲各類教學改革獎勵與榮譽158項，確保了培養方案的順利實施和實踐育人質量的不斷提高。

　　7結語

　　吉林大學生物工程專業于2000年在工學部食品科學與工程的基礎上開始建設，成立時間短、積累少，實踐教學環節比較薄弱，阻礙了專業發展。

　　因此，在專業建設和發展過程中一直重視實踐教學改革，不斷探討提高實踐教學質量的方法，并取得較好的成績，學生的實驗技能、綜合能力、創新意識都有了很大程度的提高。

　　將進一步進行實驗教學梯隊建設、數字化教材建設、教學管理的探索和改革，使學生更好地適應學科的發展和社會的需要。

　　參考文獻

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　　作者：徐立新周毓麟閆國棟王貞佐逯家輝滕利榮

　　【二】生物工程技術特征及應用趨勢

　　【摘要】生物技術產業屬于高新產業，對各方面要求較高，本身技術含量高、前期成本大、風險高且回報率高。

　　人們對其有著巨大需求，部分人為了其中巨大利潤采用壟斷手段。

　　在這樣的背景下，有必要做好具體研究工作。

　　本文中筆者以生物工程技術為切入點，分析其應用及發展趨勢，推動社會進步與發展，實現社會主義現代化建設。

　　【關鍵詞】生物工程;技術特征;應用趨勢

　　1引言

　　近些年科學技術迅速發展，生物工程技術也不例外，一波又一波的信息革命浪潮激起。

　　生物工程技術依托生命科學與生物技術，發現前景不容忽視。

　　我國生物工程技術快速發展，突破一個又一個的技術障礙，隨著劃時代的“工作框架圖譜”的完成，生物工程技術已經步入新的階段，直接影響到人們的生活與工作方式，本文就此展開論述。

　　2生物工程技術特征概述

　　生物工程技術又稱為生物工程，以分子生物學為基礎、構建新的生物類型或新生物技能的使用技術，也是有效結合現代生物科學與工程技術的產物。

　　其特征主要表現為以下特征：(1)大科學工程特征，20世紀80年代中期基因組的研究開始，生物工程技術研究自此進入大科學運作方式。

　　基因組研究的主要代表就是人類基因組，研究對象非常復雜，需要在整體角度破解遺傳信息，因此采用其他學科運作方式;

　　(2)高技術特征，主要表現為高知識層次的人才與先進技術手段，生物工程技術作為新興產業，在疑難病癥領域有著廣泛應用，有效控制威脅人類生命健康的重大疾病;

　　(3)高投入特征，生物工程技術投入龐大，投資主要用于研究新產品、建設廠房及配置設備儀器;

　　(4)長周期特征，生物工程技術項目從研制到轉化有著很多環節，每個環節都有繁瑣的審批程序，加上產品培養與市場開發難度較大，因此開發周期較長;

　　(5)高風險特征，現產品投資到臨床試驗、上市等，一個復雜的巨大系統工程，任何一環節出現問題就會影響整個項目。

　　3生物工程技術應用分析

　　21世紀高新技術的核心就是生物工程技術，可以有效解決人類社會面臨的各類重大問題，比如食物、環境及資源等。

　　世界各國經濟發展的都向生物工程技術及產業傾斜。

　　其應用主要表現在以下幾方面：

　　3.1農業方面

　　國際農業生物工程技術迅速發展，有助于改善農業產業結構與增加作物產量，受到各國政府與科學家的重視。

　　其中研究最深與最廣的就是轉基因技術，該技術直接將目的基因導入動植物體內，改良家畜、家禽及農作物品種，獲得高產、優質的新品種，提高資源利用效率降低成本。

　　抵御各種蟲害，自然環境的影響對于農作物也是有一定的影響，也可以讓其進行改善。

　　今后生產效率也將要依靠它來提高。

　　3.2海洋方面

　　有效結合海洋生物學與生物工程技術，形成新的海洋生物工程技術。

　　海洋生物工程技術的主要作用時提高海洋生物資源利用率、有效改善海洋生物品種、提高海洋養殖產量與質量，獲得具有特殊藥用與保健價值的生物活性物質，因此人們對其越來越重視，很多沿海國家將其作為自己的研究重點，上升到戰略層次，為社會穩定與經濟發展貢獻一份力量。

　　3.3輕工方面

　　生物工程技術應用的主要領域就是輕工與食品行業，主要表現為三方面：農副原料利用生物工程技術直接加工成商品，常見的比如釀酒、發酵行業等;以生物工程技術為基礎發生二次開發利用產業，比如高果糖漿等;最后傳統工藝存在某些不足的地方，利用生物工程技術進行改造，有效解決傳統工藝不足的地方，降低成本與資源消耗，促進產品質量的提高。

　　3.4醫藥方面

　　醫藥生物工程技術是生物工程技術研究開發的熱點，近十多年來一些發達國家投放大量的人財物力研究和開發醫藥領域的生物工程技術，已取得新的進展。

　　作者：吳賽單位：湖南省邵陽學院生化系

　　【三】生物工程專業發酵工藝教學改革探索

　　摘要:根據發酵工藝原理課程的特點和性質及吉林大學生物工程專業的具體情況，制定課程教學改革的思路和方法，并從教學內容、教學方法、考核方式等方面探索教學模式在教學過程中的應用，充分調動學生的學習積極性，取得良好的教學效果。

　　關鍵詞:發酵工藝原理;生物工程;教學改革

　　1前言

　　發酵工程是基因工程、酶工程和細胞工程等其他生物技術的最終手段和方法，是生物技術走向產業化的關鍵技術環節。

　　發酵工藝原理是吉林大學生物工程專業開設的一門重要專業課，是綜合運用所學知識來解決工程實際問題的一門重要課程，同時也是學生后續進行畢業設計及進入相關領域工作的基礎。

　　由于此課程內容豐富，涉及數學、物理、化學、微生物學及化工原理等理論，各學科間相互交叉滲透[1]，學生學習難度較大。

　　因此，如何激發學生的學習興趣，在有限的學時內對發酵過程有系統全面的認識，掌握發酵工藝的基本內容和操作過程，提高分析和解決實際問題的能力[2]，其取得良好的教學效果，是高校教師在教學工作中需要探索的重要問題[3-4]。

　　筆者根據近幾年的教學工作，從教學內容、教學手段等方面進行調整，取得一定的效果。

　　2教學改革探索

　　優化教學內容合理的教學內容對學生綜合素質的提高起重要作用。

　　為了使學生在校學習的專業知識既系統科學又專業實用，筆者改變以往對單一教科書的依賴，優化和充實教學內容，結合學生的知識體系，在教材的選擇上以熊宗貴主編的《發酵工藝原理》為主，同時為學生推薦《發酵工程最優化控制》《發酵工藝學》《發酵工藝原理與技術》等側重點不同的教科書。

　　在此基礎上多途徑(雜志、相關網站)選擇參考資料[5]，內容上涉及教學小組各教師的科研項目及國內外最新的科研成果和專業技術，用以擴增課堂信息量，解決原來課上知識乏味、內容老舊的問題，從而使學生對課程內容及研究前景有所了解，激發學生對相關方向的研究興趣和熱情，對學生未來從事相關科研工作起到一定的啟蒙和科普的作用。

　　教學順序上為了使學生更好地掌握所學知識，講授的主要內容按照發酵工藝進行的先后順序(微生物生長和產物形成、菌種選育與保藏、培養基配制、滅菌、發酵動力學、發酵過程檢測及控制、發酵過程的實驗室過程和放大、環境保護、發酵過程經濟學)進行編排，

　　并在基礎知識學習完成后結合現有發酵工業生產實例進行講授，便于學生從整體至局部對發酵工程基本理論及工藝流程進行理解與掌握。

　　改革教學方法以知識傳授為主的教學方法在實踐性較強的專業課程教學中存在易使學生知識學習片面，不能培養學生獨立思考能力和提高實踐能力等問題[6]。

　　首先，改變傳統的課堂講授方式，把課堂教學從傳統的單向傳授變為雙向互動的過程，在課堂教學中采用啟發式教學方法。

　　課上教師有針對性地提出問題并給予一定的提示，使學生獨立思考，注重對其他已學課程中知識的聯系和鞏固，同時布置課后思考題便于學生復習和鞏固課上知識。

　　其次，開設專題討論課，學生以小組的形式對感興趣的發酵過程進行資料的收集和整理，提倡相互交流，提高學生學習的主動性和積極性，深入挖掘學生的思維潛能。

　　第三，發酵工藝原理是一門實踐性、應用性很強的課程，許多設備必須以圖像形式展現其關鍵部位的結構和工作原理，有些工藝如果能夠親臨現場或用視頻的形式進行介紹，則能使課堂上的教學效果大大增強[7]。

　　用制圖軟件提高課件中插圖的質量，使圖像色彩化、立體化、直觀化、動態化，教學效果遠勝空洞的語言描述。

　　在課堂教學過程中適當增加模擬動畫、工廠生產視頻，使原本抽象的內容能夠直觀地展現在學生面前，學生更容易理解和接受，從而將枯燥的發酵過程和繁雜的設備工作原理的記憶過程轉化為生動形象直觀理解的過程，學習熱情和教學效果得到增強。

　　并且通過此方法，可以保證學生在認識實習參觀工廠之前對各種設備和生產工藝建立初步印象和認識，改善以往參觀與課堂知識銜接不理想、見習效果收效甚微的狀況。

　　加強實驗課程建設，培養學生的動手能力實驗課程是發酵工藝原理課程教學中重要的組成部分，對于幫助學生提高解決實際問題的能力具有重要意義[5]。

　　由于完整的發酵過程存在實驗時間長的特點，以往在教學過程中受到實驗課時短、實驗設備和場地有限等條件的限制，開設的實驗內容孤立，大多為驗證型小實驗，很難調動學生的學習積極性和主動性。

　　因此，在實驗課程建設時，一方面將實驗內容由單一驗證型向綜合型、研究型發展，對實驗內容進行改革，充分調動學生進行實驗操作的熱情，在加深對課程知識理解的同時，提高實驗操作能力。

　　對學生進行相應的實驗技能培訓和考核，合格后靈活安排實驗時間，開放實驗室保證學生能夠充分利用課余時間走進實驗室，對課程中感興趣或有疑問的知識設計實驗進行驗證，并對實驗結果加以分析，從而提高設計實驗和解決問題的能力。

　　另一方面，增加實驗分組數目，給學生增加參與實驗操作的條件和機會，爭取實現每個學生都能充分參與實驗中的每一個過程。

　　另外，因吉林大學生物工程專業的學生在大四上學期有為期一周的工廠見習，為了更好地鞏固課堂學習的知識，將發酵工藝原理課程由原來的大四上學期調整至在大三下學期，通過對發酵工藝的學習，使學生帶著課堂上學習過的理論知識去相關工廠實習，實現理論與生產實際的結合，在鞏固理論知識的同時，對工廠實習中的工藝流程更加清晰。

　　考核形式的改革以考試為主的評價忽略了對學生在綜合分析和技能方面的測試，因此，適當增加學生平時成績在課程成績中所占的權重，學生課堂討論情況、實驗準備和操作情況、作業完成情況都要在課程成績中有所體現;

　　考試卷面題目中，為了檢查學生對實驗的理解和操作，增加一定比例的實驗過程異常情況分析題目;為了考查學生對專業前沿技術的關注程度，增加主觀題作為附加題目，從而保證通過本門課程的學習，學生各方面的必要技能都有所提升，進而達到培養社會需要的復合型綜合人才的目標。

　　3結語

　　為了更好地使學生掌握發酵工藝原理這門專業課程，培養適應社會發展的具有創新思維和實踐動手能力的復合型人才，針對教學過程中的部分環節進行一些改革，激發學生的學習興趣，使學生的專業知識掌握、資料收集與展示、實驗操作能力有所提高。

　　隨著生物科技的發展，教師的教學工作也應不斷地改革創新，培養出高專業素養的人才。

　　參考文獻

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