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基因工程论文范文优秀10篇

时间:2023-10-25 20:22:45

基因工程论文 篇1

关键词:基因工程;技术流程;教学改革;转型发展

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)04-0149-02

随着地方普通本科高校应用转型发展的深入推进,培养生产服务一线的高层次技术技能人才成为地方本科院校的主要任务,专业及课程设置“对接行业和产业链、对接职业岗位需求”已成为共识。以职业需求为导向、以实践能力培养为重点、以产学结合为途径的人才培养模式正逐步形成。因此,对于课程体系的设计需要按照工学结合、知行合一的要求,根据生产、服务的真实技术和流程构建知识教育和技术技能体系。

基因工程是在分子水平上进行DNA体外重组,通过转基因技术对生物体进行遗传改良的一门新兴学科,是当代生命科学研究领域最具生命力、最引人关注的前沿学科之一,已发展成为现代分子生物学的核心内容[1]。基因工程在医学、农业、工业、环保、能源等领域应用广泛,已经渗入到我们生活的各个方面,并具有良好的应用前景。基因工程作为高校生物学相关专业的主干课程之一,其课程质量的好坏直接关系学生的专业素质和职业能力培养,直接影响大学生毕业后在相关领域的就业质量[2,3]。基因工程与生物化学、分子生物学、遗传学和微生物学等学科知识内容交叉,涉及的知识面广且比较抽象,因而相对复杂难懂。为适应应用型人才培养的要求,提高基因工程课程的教学水平,本文针对基因工程课程的教学内容、教学方法与手段、考核评价方式等方面进行了探索式的教学改革,旨在提高课堂教学质量,提升学生的就业适应能力,使毕业生与岗位需求“零距离”。

一、课程设计基于技术流程,对接行业和职业岗位需求

在高校转型突出应用性和实用性的背景下,压缩理论学时,增加实验实训课时是普遍的做法。基因工程课程与多门生物学课程知识交叉,理论内容庞杂,实践性很强,但目前出版的基因工程相关参考书为保证知识体系的完整,有不少内容与学生前期掌握的生物学基础课程知识重复。我校在应用转型发展后对基因工程教学计划进行了调整,理论课由50学时压缩至30学时,因而必须对知识体系进行重构,优化教学内容。笔者以袁婺洲主编的国家精品课程教材《基因工程》为主要参考书,同时结合吴乃虎主编的《基因工程原理》第2版、楼士林等编著的国家理科基地教材《基因工程》、何水林主编的普通高等教育“十一五”规划教材《基因工程》、T.A.Brown主编的《Gene Cloning DNA Analysis》第6版、J.E. Krebs等主编的《Lewin基因X(中文版)》2013版以及郑振宇、王秀利主编的生命科学类“十二五”规划教材《基因工程》等,打破了传统的知识内容体系,围绕基因工程行业和企业现实生产中的基本技术流程“分、切、接、转、增、检”进行课程设计,将课程内容按照六字技术流程进行分解教学,对每个流程辅以应用案例,如将转基因抗虫棉、转基因荧光鱼的培育融入教学过程中,让学生既能从总体上把握课程内容体系,又能在自己感兴趣的关键环节进行重点突破。同时在教学过程中紧密联系最新的相关研究技术成果,紧跟基因工程学科前沿,以开阔学生视野,激发其学习热情。

二、改进教学方法,提高教学效果

高等教育教学改革的重要内容之一是教学方法的改革,教学方法必须结合课程特征进行相应的改革。对于基因工程基础知识的讲授,主要采用问题引导式教学,让学生跟着设置的问题,依靠自主学习掌握基本的知识点。同时,基因工程技术的应用已深入到人们的日常生活之中,有许多内容都是人们经常关注的重点,例如转基因植物、转基因动物、基因工程食品的安全性、基因治疗等。学生通过各种方式接触到基因工程相关知识和信息时,也能够主动发现问题并针对问题提出个人见解。鉴于此,在教学过程中结合相应的技术流程环节开展“小组讨论式”教学。一是针对基因工程技术流程的理论讲解,在教学活动中留给学生一定的时间,鼓励学生分组讨论,并选出一名组长上讲台以PPT的形式汇报本小组的学习心得,提出疑惑,再由教师给予解答,活跃课堂气氛,调动学生学习的自觉性和积极性。另一方面,针对基因工程中的社会热点问题,如转基因安全性分组开展辩论赛,教师提前两周布置任务,让学生广泛查阅资料,在辩论交锋中收获更多书本上没有的知识,丰富学生的知识储备。这样既可以培养学生查阅、整合资料的能力,又能锻炼学生的表达能力,为以后考研或者工作积累经验。

三、实验与理论配套,提升学生的动手能力

基因工程课程本身实践应用性强,因而要将理论教学与实验教学相统一,才有利于学生巩固理论知识,同时培养学生的全局思维、独立解决问题的能力。这正符合现代教育学派代表杜威主张的“从做中学,从做中求进步”、“理论不能脱离于实践,理论是关于实践、为了实践和通过实践”的观点。然而,在传统基因工程的实验教学中,因实验条件和课时的限制,往往只选择一些容易开展的验证性实验,如DNA和RNA的提取、琼脂糖凝胶电泳、质粒DNA的限制性酶切、大肠杆菌感受态细胞制备与转化等,学生只是简单机械性地掌握一些具体的实验技术,对整个技术流程缺乏全面的认识,不能将理论与实践相联系。为此,课程组在基因工程实验教学的设计上,与理论教学的“分、切、接、转、增、检”六字技术流程相配套,结合本学院科研工作的实际情况,依托省高校重点实验室技术平台,以富含多糖的转基因铁皮石斛获得为目标,在每个技术环节开设一个实验,从分离获得铁皮石斛尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(UGPase)开始,到构建表达载体,农杆菌转化铁皮石斛原球茎与分子检测,构建一体式连贯性的实验教学体系,上一个流程的实验结果作为后一个实验的材料,因此学生必须在每个实验环节掌握相关技术,拿到下一流程所需的材料,才能顺利进行后续实验,并最终形成产品。

四、完善考评体系,提高综合素质

单纯的卷面考试往往会让学生依赖复习资料死记硬背,并未真正理解和掌握相关理论知识与技术,更不利于学生创新意识、科学思维与实践能力的培养,很难准确评估学生对课程的综合学习情况,而合理的课程考核体系有助于激发学生的主观能动性。为了更科学有效地衡量学生的学习情况,从多个角度考察学生思考问题、解决问题和串联知识的能力,我们分别对基因工程理论课程和实验课程的考核方式进行了改革,理论课程由平时成绩(40%)和期末试卷(60%)两部分组成。其中40%的平时成绩包括出勤10%、作业10%、课堂表现10%以及加分项10%。尤其是加分项目,主要综合考虑学生的创新思维、小组讨论参与度、组织与口头表达能力等,提升了学生的主动参与意识和积极性。期末试题的设置加重主观命题分数,避免学生死记硬背,注重检验学生对基因工程相关知识的应用能力,考查学生对课程的真正理解和掌握。实验课程的总成绩由4部分组成,其中实验相关理论考试占50%、出勤率占10%、实验报告占10%、实验操作占30%,在实验操作中主要检验学生的实验习惯与科研素养、实验的准确性与严谨性。通过建立多元化的课程考核体系,既能考核学生的综合能力,又能“以考带学”,促进学生对理论知识和实践技术的掌握。

五、结语

基因工程技术在飞速发展,相关研究成果日新月异,对该课程的改革需要紧跟学科技术前沿,更新观念、不断探索、不断调整。注重以学生为中心,提高学生学习的自主性和对知识掌握的灵活性,让学生在“做中学”、“做中进步”。通过近两年在基因工程课程教学中的探索,我们基于技术流程在基因工程的教学内容、教学方法、实验实践、考核评价体系等方面进行了初步的改革,并取得了较好的效果。

参考文献

[1]郭宝英,刘慧慧,杨静文。二本院校基因工程教学改进与实践[J].教育教学论坛,2015,(3):119-120.

[2]董妍玲,潘学武。应用型人才培养目标下基因工程实验教学改革的实践[J].黑龙江畜牧兽医(科技版),2013,(6):175-176.

[3]卢敏。高校《基因工程概论》课程教学改革初探教育教学论坛[J].教育教学论坛,2016,(15):97-98.

Research on the Teaching Reform of Gene Engineering Based on the Concept of Technological Process

ZHANG Zhi-yong,QI Ze-min,XU Dan-dan,ZHANG Nan

(College of Life Sciences,Neijiang Normal University,Neijiang,Sichuan 641112,China)

基因工程论文 篇2

基因工程的发展促使它成为生命科学研究的核心学科。一般高校都将基因工程这门课作为专业必修课在大三的第二学期开设,其先修课程为生物化学、遗传学以及分子生物学等。基因工程的课程内容具有两个特点:一是教学内容与其他学科紧密相连。基因工程不仅与生物化学等基础课程的内容相互联系、交叉重叠,同时又与细胞工程、蛋白质工程、微生物工程等应用性课程相互呼应与衔接。二是内容涵盖面广,更新发展快。随着人类基因组计划的完成,生命科学的研究已经由基因组时代进入到后基因组时代,单纯的基因测序以及基因工程技术已经不能满足人类对生命信息的探索与追求。后基因组时代到来的标志就是功能基因组学研究的兴起。功能基因组学研究涉及转录组、蛋白质组以及代谢组等多个方面,多学科的交叉研究使其发展迅速。综上两个特点,为了避免课程知识上的教学重复,同时又能在有限的教学课时内将基础知识与最新、最前沿的研究信息最大程度地传授给学生,笔者对课程的教学内容及其对应的教学课时进行适当的调整。以往的基因工程教学内容共有11章32学时,可归纳为4个部分:第1章,基因工程学发展历史概述、基因工程的基本概念(4课时);第2、3章,基因工程的基本原理及技术,主要围绕基因工程的基本构件载体和工具酶(12课时);第4~10章,基因工程实施的三大步骤,包括DNA体外重组、重组DNA导入宿主细胞后扩增和表达以及基因工程后处理(12课时);第11章,基因工程的应用与前景(4课时)。笔者在此基础上对教学内容进行了适当合理的取舍与增加,做到突出重点,加强基本概念和原理的理解,通过列举实际应用研究来介绍相关的技术与方法。同时整合课时分布,在原有的32课时中拿出8课时介绍功能基因组学研究的知识。其内容主要围绕克隆与表达后的目的产物(蛋白质)的提取、分离、纯化与鉴定的方法、原理以及技术。调整后的课程安排如表1。通过此番改革教学内容,一方面可以开拓学生的视野,帮助学生了解基因工程以及功能基因组学的理论知识和实际应用领域;另一方面也可以激发学生学习基因工程的积极性与主动性。

2教学手段与方法的改良

传统的基因工程教学方法在水产类高等学校中多以板书结合多媒体的方法来讲解概念、原理以及性质等内容,其过程相对机械、枯燥,使得学生难以理解所学内容。对此,笔者通过多媒体教学与自制模型演示相结合的方法取代原有的传统教学。由于基因工程的很多内容相对抽象,仅仅通过教学技术具有图文声像随意组合、灵活多变的特点,为学生创造了良好的学习情境。通过功能强大的各种计算机软件把一些很难理解的内容做成动画影片,化难为易、化静为动、变抽象为形象,使学生对上课产生兴趣,促进学生对知识学习的渴望。同时,利用自制的模型讲解课程中的重点以及难点。例如:在介绍限制酶的切割位点时,让学生手持模型,分别角色扮演限制酶和基因序列,在排列位置的互换中了解3种切口的方式以及位置。这样的教学方法不仅形象,也让学生在互动中快速、深刻地记忆知识要点。另外,通过当下研究的前沿话题为例,先提出一个问题,引导学生运用其他课程所学过的或者自身所积累的知识来联想、分析、讨论,自己设计解答此问题的方法或实验流程。然后老师再参与其中,在讨论和修改方法以及实验流程的过程中,引出所要讲授的新的概念和知识要点。例如介绍表达物质(蛋白质)的鉴定时,老师会先提出问题:基因克隆表达出的物质是什么?这些物质是由什么组成的?鉴定这些物质可以使用什么方法?然后引导学生回顾生物学中心法则,得出基因表达物质为蛋白质,蛋白质是由氨基酸组成等所学过的知识,由此学生可归纳出氨基酸测序法等鉴定蛋白质的方法。最后老师再在此基础上补充出WesternBlot法、生物质谱技术等新的鉴定方法。这样的讲课方式让学生回到课堂上的主角位置,在复习了以往的知识要点的同时也加深了学生对新知识的理解与记忆,在一定程度上启发了学生如何去发现问题和解决问题。此外,基因工程是一门实践性很强的课程,在讲授理论课的同时,实验课的安排也是非常重要的。设计好与理论课相配套的实验课程,可以使学生加深对基因工程学理论的学习和理解,达到理论和实践相结合的目的。对此,各大高校均在基因工程实验课上进行了改革创新,但有一点总被忽略,那就是实验研究对象。目前,国内大多数高校基因工程实验课所使用的研究对象均为果蝇等无脊椎模式生物。这种情况对于普通高校而言是可行的,但是对于拥有特色学科的水产类高校而言,研究对象也应具有其专业特点。所以本实验课所使用的研究对象是斑马鱼这种海洋模式生物。研究对象的改变虽微不足道,但是能让学生更好地理解自己所学专业的特色,在实践操作中加深对所属专业的热爱。

3成绩考核

中国传统的应试教育产生了“高分决定一切”的迂腐思想。随着国家教育体系改革的不断推进,学生对于专业知识的掌握与否,已经不能仅从一张考卷成绩的高低来反映,考核成绩的结构应向多元化的方向发展。基因工程的最终考核成绩主要包括两部分:平时成绩占40%,其中课堂出勤率10%、课堂讨论10%、课堂小考10%以及实验报告10%;期末考试成绩占60%。这样的考核体系改变了过去注重结果忽略过程的做法,让学生在平时将知识一点一滴地积累起来。同时,也让授课教师能够及时得到教学效果的反馈信息,进一步提高教学水平。

4结语

基因工程属于一门年轻学科。在水产类高校水产生物技术专业中开设基因工程课程,一方面是为了迎合水产行业不断发展的需要,另一方面也能为社会不断输出具有一技之长的综合型人才。通过近几年的教学实践,改革后的基因工程学在更加贴近“水产”这个专业的同时,又突显出生命科学研究前沿的特点。主讲教师具有与基因工程相关的教育以及研究背景,使得课程内容的前沿性、创新性以及专业性不断提高,从而调动起学生的学习积极性。教师与学生共同参与的教学手段把课堂教学开展得有声有色,成效显著。

基因工程论文 篇3

1 材料选取与情境设置

1.1 材料选取关注生产生活实际

统计2009~2013年高考福建理综卷生物选考题的材料背景和情景来源,整理成表1。

选修模块关注生产生活实际,重视学生对现代生物科技的理解。2009年~2013年高考福建省理综卷生物选考题联系生产生活,与生物科技进展密切相关。背景材料来源广泛,涉及农业生产、医疗健康、畜牧养殖等方面,充分体现选考题材料联系实际的特点。选考题以转基因抗病香蕉、重组人红细胞生成素、产前基因诊断、癌症基因治疗、猪克隆技术为情境,在考查考生现代生物科技知识的同时,引导考生关注生物技术在实践上的应用,提高其生物科学素养。

新课程高考背景材料不再单一地来源于中学教材上的内容,而是从大学教材、科技进展、科技论文等处获取丰富的材料信息,呈现全新的试题背景。近五年来,高考福建省理综卷生物选考题背景材料大都来自公开发表的生物科技论文。例如,2010年试题材料选自“红细胞生成素(EPO)在中国仓鼠卵巢细胞(CHO)中稳定表达”;2012年试题材料选自“Let-7a表达质粒的构建及其对肺癌A549细胞k-Ras蛋白表达的抑制作用”;2013年试题材料选自“猪体细胞克隆胚胎体外发育过程中的凋亡规律”。以科技论文作为命题素材保证了试题的科学性、权威性和公平性,不仅体现高考能力立意,同时还提高了命题效率和命题质量。

1.2 情境设置图文结合

如何使背景材料清晰表达且不失科学性,符合高考纸笔测试要求,是试题命制的一个关注点。2009年~2013年高考福建省生物选考题均以“文字+图示”的方式呈现生物科技复杂的过程,所采用的图示为技术路线图或过程图,充分反映出《现代生物科技专题》模块工程技术的特色。选修模块3所涉及的情境注重工程技术和操作流程,所需设备、材料较多,操作过程较为繁琐,有时一项研究会涵盖基因工程、细胞工程和胚胎工程等工程领域,若单纯以文字的形式呈现背景材料无疑会增加考生阅读负担,影响考生正常应试思维,降低考试信度。若试题将大量的有效信息蕴含于图示中,可以保证提供充分、清晰明了的试题信息。

2 知识分布与能力要求

2009~2013高考福建理综卷生物选考题重视考查考生将所学现代生物科技知识应用于解决实际问题的能力。现将2009~2013年选考题知识分布与能力要求整理成表2。

2.1 强调主干知识的考查

统计2009年~2013年选考题分值比例发现,近五年来,选考题关注考生对生物学核心概念的掌握,并且基因工程知识占选考题总分的60%,细胞工程占24%,胚胎工程占12%。高考试题表现为侧重考查基因工程,兼顾考查细胞工程、胚胎工程的命题特征。

选修模块3包含五大专题:基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程,近五年选考题只涉及到基因工程、细胞工程和胚胎工程。基因工程、细胞工程和胚胎工程是《现代生物科技专题》的基础和重点,在现代生物科技中发挥着重要作用,是进一步开展现代生物科技研究的前提。其中,构建表达载体、PCR扩增技术等知识在基因工程的考查中占了较大比例。构建表达载体和PCR技术是基因工程的核心,应用也相当广泛,以这两者为重点进行考查,反映出选考题强调主干知识考查的特点。值得注意的是《现代生物科技专题》中所介绍的生物科技有些需要在必修模块知识的基础上展开。因此,选考题的知识考查有时会涉及必修模块内容。例如,2011年选考题对电泳带谱图的分析涉及必修模块2的电泳知识。

2.2 能力要求逐年提高

《普通高等学校招生全国统一考试大纲》对高考生物提出了四种能力的考查要求:理解能力、实验与探究能力、获取信息能力和综合运用能力。总体上看,近五年选考题注重考查理解能力、获取信息能力,能力要求较为简单,能力考查层级不高。但从纵向来看,选考题能力要求逐年提高。

例如,2012年选考题第(3)小题:“肺癌细胞增殖受到抑制,可能是由于细胞中 (RASmRNA/RAS蛋白)含量减少引起的”。该小题重点考查理解能力和获取信息能力,需要考生在理解基因工程应用的基础上,“能从课外材料中提取有效的生物学信息,解决生物学问题”,获取信息能力层级较高。

再如,2013年选考题第(2)小题:“从基因组数据库中查询Bcl-2 mRNA的核苷酸序列,以便根据这一序列设计合成 用于PCR扩增,PCR过程第一轮循环的模板是 。”该小题重点考查理解能力,试题背景材料和题中所涉及基因工程知识的广度、深度较往年均有所提高,要求考生能深入理解基因工程的具体原理及过程。

根据裘伯川等对理解能力在理科综合能力中所处关系的研究发现,理解能力是构建理科综合能力的核心,同时也是解决问题的基础和关键因素。分析近五年高考福建生物卷选考试题,不难发现每一道试题都涉及理解能力的应用。获取信息能力是学生自主学习和可持续发展的基础,对培养学生的信息素养、获得终身学习能力具有重要意义。选考题材料来源新颖多样、信息呈现简洁直观有助于获取信息能力的考查,试题重视考查考生在新情境下,利用已有生物学知识发现、鉴别并运用获得的信息解决实际问题的能力。

3 问题设计与难度控制

3.1 问题设计严谨、灵活

问题设计是高考命题的关键一环,基于能力立意的问题设计应有助于考生启发思维,促进问题的解决。现从问题结构、问题表述和问题内容三方面,总结近五年高考福建生物卷选考题问题设计的特点:

① 选考题围绕考查的知识内容,以填空题的形式将试题情境引伸出5个具体的小问题,每个问题分值均为2分。

② 选考题在保证客观严谨的前提下,善于运用文字提示表述问题,体现问题设计的灵活性。例如,2011年选考题第(3)题:“据此判断胎儿为 (正常/患者/携带者)”;2012年选考题第(2)题:“MstⅡ是一种 酶”。这类问题表述限定了作答方向,问题指向明确。③ 问题内容与背景材料、知识考查密切相关。选考题或围绕新情境下的问题核心,延伸出多个知识点设计问题,考查考生对知识的理解能力;或通过隐藏生物技术流程中的部分操作步骤设计问题,考查考生获取信息能力。

3.2 难度控制相对合理

一道试题的难度与该试题的背景材料、知识考查、能力要求及问题设计等各因素有关,现将2009~2013年高考福建卷生物选考题实测难度列成表3。

基因工程论文 篇4

【关键词】基因工程 实验教学 改革与探索

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)06-0247-01

基因工程方法和技术随着分子生物学的迅猛发展,已渗透到现代生命科学的各个分支领域[1],基因工程技术是生物技术和生物工程领域的主导型技术,熟练掌握该技术已经成为现代生物科学工作者的首要任务之一[2]。基因工程是从分子水平对生命复杂现象的认识和操作的一门新兴学科,该课程内容繁多,概念抽象,理论性和技术性强,是一门实验操作性很强的课程[3]。基因工程实验是加强学生感性认识、提高学生的学习兴趣、培养理论与实践相结合、提高科学思维能力和独立操作能力不可或缺的教学环节[4]。笔者针对在过去两年的实验教学中所存在的问题进行了总结,对在教学中存在的薄弱环节进行优化,将实验教学和科研及毕业论文相结合,并在教学方法上进行改进,经过几年的教学实践,取得了良好的教学成果。

一、基因工程实验教学中存在的问题分析

近年来,随着分子生物学技术的发展,基因工程已经作为生物技术和生物工程专业的一门专业基础课程在各类高校陆续开设,该课程的开设大大促进了相关专业人才的培养,但在整体上还存在以下不足。

1.实验教学内容陈旧

基因工程实验主要包括生物体总DNA的提取、载体构建、凝胶电泳、遗传转化等,课程每周开设一次,这样的安排对于提高学生的实验操作技能具有一定的帮助,但是基因工程实验是一个连贯的操作程序,传统的教学安排打破了这种连贯程序,这使得学生很难对其有整体印象,且基因工程实验中的很多操作技术都是以分子生物学为基础,这两门课程一般都是分开开设的,由不同的教师承担,这种现象导致实验课内容有很多重复,这种重复不仅浪费师资力量,实验耗材等,也严重的降低了学生的学习积极性。

2.实验教学方法单一

传统的实验课普遍存在实验分散的弊病,任课教师为了节省教学时间且避免学生操作实验时造成试剂浪费,教师在课前便准备实验所需试剂;在实验课堂上由教师讲授和演示,学生仅仅是模仿的进行验证性实验。这种传统的教学模式,难以激发学生学习的积极主动性,制约着高素质人才的培养[5]。

3.考核方式不合理

由于基因工程实验结果都是不可见的结果,因此对于该课程的考核一般根据思考题、实验报告给予成绩,该实验课成绩的评定存在一定随意性,在这种体制下,学生的学习积极性很难提高,实验过程中往往是被动的接受状态。

二、基因工程实验教学体系的改革与完善

1.优化课程设置

针对基因工程实验的内容多,连续性强等特点,重新制定教学大纲,将课时量适当增加,把原本单个的小实验改为综合型的大实验,实验时间安排在周末或独立的一到两周连续的时间内完成,且去除验证性、演示性实验,改为自主性和创新性实验,这不仅能提高学生对该课程的积极性,还有助于提高学生的自主创新能力。

2.改革实验教学内容

为消除课程间的重复,可将基础实验内容进行整合,不同专业的学生实验进行细化,在分子生物学的基础上,使原本单个独立的实验连贯起来,形成系列大实验。由于上游目的基因的分离、酶切、连接和载体构建等实验在分子生物学实验中都有所接触,因此将实验重点放在下游操作上,根据不同专业的就业需求,生物技术专业侧重于下游植物的遗传转化与鉴定等方面的实验,而生物工程专业侧重于外源基因的遗传转化及其蛋白表达纯化等方面的实验。通过外源基因在植物或微生物细胞中的表达,让学生了解从基因水平到蛋白表达水平的整个过程,同时检测报告基因或外源蛋白表达,形成了整个表达体系。不仅使学生体验了基因工程的整个操作流程,又能提高学生的科研积极性。

3.试验教学方法改革

3.1采取开放式教学

为了锻炼学生的科研思维和意识,使学生具有设计实验的能力,将课程改为开放式教学。任课教师只对实验的大框架、实验目标等进行讲解,让学生以分组形式写出实验计划。经指导老师认可后方可开始实验,这样不仅培养学生的自学能力,加强学生对生物学文献资料的查阅能力,还有助于学生充分发挥主观能动性及创新思维。实验过程中要求学生重视每个细节上的操作,避免交叉污染,指导老师巡回检查并指导学生操作,遇到个别问题,针对问题,单独指导,真正做到因材施教,同时要求学生做好实验记录,并对实验结果进行合理的分析解释,以培养学生严谨的科研态度[6]。

3.2采取科研、毕业论文与实验相结合的教学模式

为了充分调动学生的科研积极性,可将该课程与老师的科研或学生的毕业论文相结合,依托生命科学学院的省级重点实验室较好的科研条件及近年来参与的科研课题,让学生自行选择基因,在老师的指导下去设计实施实验,并最终获得自行选定的基因的表达产物,并对外源基因的表达产物进行进一步的分析,这不仅提高学生的实验积极性,也能避免反复实验过程中的试剂浪费,同时又达到了系统训练学生的目的。

4.考核方式改革

为提高实验教学效果,必须建立一套以创新能力培养为重心的既重过程又重结果的实验课程考核新模式[7]。将考核分为实验前的自主学习能力评价,实验设计创新能力评价,实验操作过程中对实验技能和动手能力评价以及最终的实验总结分析能力评价等四方面,考核不仅仅局限于对知识点的考核,更需要学生将掌握的理论知识融会贯通到实验过程中,并能解决在实验过程中遇到的问题,通过这种多元化的课程考核体系,既能反映学生的实际水平和能力,又能调动和提高学生学习的积极主动性,对提高学生运用理论知识解决实际问题、提高实际操作能力和创新能力都有积极的意义。

三、结语

通过在基因工程实验教学中的改革实践,不仅增强了学生的自主能动性,也让学生获得了类似科研实践过程的训练和体验,提高了学生从事科研工作的基本能力,也为本科毕业论文的写作打下坚实的基础。总之,实验教学改革是一项系统工程,需要不断的探索、实践,作为教师,我们要不断总结经验教训,逐步完善教学方法,从而培养出高素质的创新型人才。

参考文献:

[1]朱旭芬。基因工程实验指导[M]. 高等教育出版社, 2010年4月第2版。

[2]梁桂英, 王春晓。 开放实验教学提高学生创新能力[J].高师理科学刊, 2007, 27(1):91-93.

[3]王桂华, 唐彦君, 余丽芸, 曹宁。 基因工程实验的改革与实践[J]. 安徽农学通报, 2009, 15(9): 230-231.

[4]刘晓灿, 陈燕珍, 林万华等。 基因工程实验教学改革的探索与实践[J]. 教育探索与实践, 2005, 8: 45.

[5]秦红霞, 王萍兰, 徐玲玲, 李同建等。 基因工程实验教学改革与探索。 安徽农业科学, 2010, 38(7): 3813-3814.

基因技术论文 篇5

作者:陈欣然 张晓琴 单位:中国水产科学院

从2005—2009年,生物技术类论文的发文数量呈现逐年增长的态势,国内发文数量由2005年的58篇增长到2009年的123篇,5年间增长了112%。国际发文量由2005年的6篇增加到2009年的31篇,增加了417%,但近几年增速放缓。从国内国际发文量对比来看,中国水产科学研究院生物技术类文章大部分投往国内期刊,国内外的载文内容分析发文的学科分布国内生物技术类论文主要涉及7个学科研究领域:分别是渔业资源保护与利用、渔业生态环境、水产遗传育种、水产病害防治、水产养殖、水产加工与产物资源利用以及水产生物学基础研究,见图2a。对国内论文分析发现,水产生物技术在渔业资源保护与利用、水产遗传育种中的应用呈逐年增长态势。在水产病害防治和水产基础生物学研究领域内虽然也有较为频繁的应用,但该类论文各年数量变化不大。在渔业生态环境、水产养殖及水产品加工及产物利用方面的应用较少。其中,在渔业资源保护与利用领域的研究内容主要包括:种群遗传多样性评价、种质资源保护。在水产遗传育种中的应用主要是:标记筛选(如SSR、微卫星、单核苷酸多态SNP、AFLP标记等)、连锁图谱构建、染色体制备及核型/基因型分析、生殖细胞低温冷冻保存、亲本亲缘关系及遗传结构分析、家系及种质鉴定以及雌核发育。在水产病害防治中的应用主要是病原鉴定及检测、与病原相关基因的克隆、表达与序列分析;在水产基础生物学研究领域主要应用是基因克隆表达与序列分析、文库构建、物种分类鉴定以及细胞学等方面的研究。渔业生态环境方面的论文数量在2009年有较大涨幅,主要集中在环境胁迫及水体富营养化防治。国际论文相对国内论文数量较少,主要涉及遗传育种、水产病害防治、水产基础生物学、渔业资源保护与利用4个研究方向,以及少量的水产加工与产物资源利用方面的文章,见图2b。仅水产遗传育种的论文呈逐年递增的趋势,其他研究方向的发文量没有明显的变化。在渔业资源保护与利用的研究内容主要包括:种群遗传多样性评价。在遗传育种中的应用主要包括:标记筛选(SSR,微卫星,单核苷酸多态SNP,AFLP标记等)、连锁图谱构建、亲本亲缘关系及遗传结构分析、家系及种质鉴定等;水产病害防治中的应用主要包括:免疫及病原相关基因的克隆、表达与序列分析;水产基础生物学研究领域的应用主要包括:基因克隆、表达与序列分析。与国内论文相比较,国际生物技术论文在渔业资源与环境以及水产养殖方向还没有论文出现。在遗传育种领域中,雌核发育和胚胎冷冻保存方面的国际论文较少;在水产病害防治领域中,病原鉴定及检测方面的国际论文较少。在水产基础生物学研究领域,文库构建,物种分类鉴定以及细胞学等方面的研究较少。除此以外,国内国际论文的研究内容基本相同。关键词词频分析对国内论文关键词进行了词频分析,结果见表2。“微卫星”、“遗传多样性”这两个词的词频始终居于前列,与前面所得到的学科分布分析的结果一致。“冷冻保存”这个关键词仅2次出现,在最近2年均未出现。“克隆”、“杂交”在2005—2008年是高频词,但在2009年未出现。“AFLP”、“磁珠富集”在最近2年也未再出现。“序列分析”、“基因表达”、“分子标记”、“线粒体DNA”在这几年中均以高频词出现,说明这些研究技术/内容较为普遍而稳定,目前尚不会被取而代之。“大菱鲆”、“中国明对虾”、“奥利亚罗非鱼”、“牙鲆”、“剑尾鱼”、“栉孔扇贝”、“大口黑鲈”、“鲤”这些物种出现频次较高。往年均未出现过,但2009年新出现的高频关键词有“性状相关基因”、“系谱识别”、“核型”和“基因组”,这可能预示水产生物技术领域一些新的研究方向。“雌核发育”的词频有逐年上升的趋势,说明该研究方向具有较大发展潜力。生物技术类论文的作者群特征研究核心作者群筛选根据发文数量和被引频次计算核心指标,将核心指标高低作为筛选核心作者的依据。从258位国内论文第一作者中筛选出核心指标排名前100名的国内核心作者,,从65位国际论文第一作者中筛选出15名国际核心作者见表4。高被引作者间的互引网络研究以被引频次超过3次的作者作为高被引作者,构建这些作者间的互引矩阵。应用UCINET社会网络分析软件分析高被引作者间的互引关系,图3是对互引矩阵初步分析得到的可视化结果。每个点代表1位作者,连线代表引用关系,箭头方向从引用者指向被引用者。连线粗细取决于引用次数,连线越粗,说明作者间互引的次数越多。密度指的是图中各个点之间联系的紧密程度,点与点之间的连线越多,则图的密度越大[9]。从图中可以看出,水产生物技术高被引作者间的互引呈现明显的离散状态,说明这些核心作者整体之间的引用并不频繁。密度大的网络往往意味着信息流通顺畅,反之,则说明网络成员之间信息交流不顺畅,不利于信息和知识的交流与传播。这些作者通过互引关系形成大小不等的团体,其中以刘萍等[10]为研究核心的群体特征最为明显,其成员均引用了他的文章,形成一个辐射状的子网络,其学术圈主要研究种群遗传多样性。另外两个值得关注的网络是庄平等[11]作者构成的子网络,以水产养殖研究为主;陈松林、田永胜、陈翠艳、黄晓荣构成的子网络,以研究生殖细胞的冷冻保存为主。此外,在处理原始引用矩阵时发现,引用次数最多的是作者自引。如马爱军自引次数为119次,孙效文及刘萍则分别是13次和11次。这种现象值得进一步深入研究。水产生物技术论文的机构分布发文的机构分布从国内发文情况来看,黄海水产研究所发文量占国内总发文量的31%,居首位;黑龙江所居第2位,发文量占22%;第3名为珠江水产研究所,发文量占17%;其他依次为淡水渔业研究中心、南海水产研究所、长江水产研究所、东海水产研究所,见图5。从国际发文情况来看,黄海水产研究所的发文量仍居首位;黑龙江水产研究所和南海水产研究所并列居第2位;珠江水产研究所和长江水产研究所并列居第3位。东海水产研究所、淡水渔业研究中心论文产出较少。被引论文的机构分布从图内论文的被引次数来看,被引论文32.3%来自于黄海水产研究所,10.8%来自于淡水渔业研究中心,其次为南海水产研究所(6.6%)和珠江水产研究所(5.1%)。引文数量与发文量的各研究所(中心)排序基本一致。

科技论文标志着重要的科技成果产出,论文质量的高低与研究成果的水平密不可分,其中论文数量的积累又是非常重要的指标,一定数量的中就包含了一定的质量,并可使文献计量学的发展成为可能[12]。自20世纪90年代以来,中国科技论文数量呈持续快速增长态势[13]。本研究结果显示:水产生物技术论文数量从2005—2009年在持续增长,但5年间国际论文数量虽有增长,总数量却仍明显低于国内论文数量,累积数量仅为国内的1/4。这说明中国近几年来虽然水产生物技术发展较快,但与发达国家相比,科技水平仍有较大差距,仍需继续加强国际间科技交流与合作,提高自身实力产出更多的高质量科研成果。从论文产出的学科分布可以发现,水产生物技术与其他传统水产学科领域的交叉融合正在不断扩展和深入,主要体现在3个方面:(1)在渔业资源保护与利用领域中主要应用于近海渔业和淡水渔业资源调查与评估[14-19]。在文章数量方面,淡水渔业资源调查与海水渔业资源调查方面的文章数量比为2:1,且在国际期刊上主要发表的是海水渔业资源的文章,在国内期刊上淡水渔业资源调查的文章居多。可能海水资源调研与淡水相比较,在调查对象的数据获取上难度更高;(2)在遗传育种领域主要应用于分子标记辅助遗传育种,目前广泛开展的工作是重要性状的相关分子标记筛选,如生长性状[20]、抗病[21]、饲料转化率[22]、种质遗传标记筛选[23]以及不同种群的遗传结构研究[24-25]。王清印[7]曾指出,中国目前对多数养殖生物种群遗传结构与变异、特异性遗传标记等方面的研究仍十分欠缺,一些主要品种的遗传背景并不清楚,缺乏分子水平的鉴别方法和种群的遗传标记。本研究结果也暗示这项工作正在不断地深入开展,并将成为未来的重点研究方向;(3)在水产病害防治领域的应用主要在于病原的鉴定[26]以及病原相关基因[27]、抗病基因[28]的克隆、表达与序列分析。在应用层面针对特定病原基因,开发了快速病原诊断技术[29]。随着人类活动对渔业生态环境造成的影响日益凸显,生物技术在渔业生态环境领域的应用必将更加频繁,由此推测此类文章的数量今后将呈现增长态势。生物技术在水产养殖以及水产品质量安全方面的应用较少,其原因有待进一步分析。关键词词频变化反映的研究热点及发展趋势学术论文的关键词可以显示出研究成果的核心内容,同时可以揭示不同研究成果之间的内在联系以及科学研究的热点和发展趋势[30]。而高频关键词在一定程度上能够反映出研究重点和研究热点[31]。本研究在关键词词频分析中发现,“序列分析”、“基因表达”、“分子标记”、“线粒体DNA”在这几年中均以高频词出现,说明这些研究技术或内容目前仍是研究热点。在水产种质方面,“大菱鲆”、“中国明对虾”、“奥利亚罗非鱼”、“牙鲆”、“剑尾鱼”、“栉孔扇贝”、“大口黑鲈”、“鲤”这些物种出现频次较高,说明它们仍是目前主要的研究对象。从关键词词频的变化同样可以判断出研究热点的转移与更替现象,如2009年新出现的高频关键词有“性状相关基因”、“系谱识别”、“核型”和“基因组”,这预示着水产生物技术领域一些新的研究方向。“雌核发育”的词频有逐年上升的趋势,说明该研究方向具有较大潜力。而关键词“冷冻保存”仅在2005年和2007年2次出现了高词频现象,在最近2年均未出现,说明相关研究遇到瓶颈或没有较大的突破。“克隆”、“杂交”在2005—2008年是高频词,但在2009年未出现,推测作为一种常规的技术,已不再作为高水平研究的主要内容体现。“AFLP”、“磁珠富集”在最近2年也未再出现,说明这项技术现在已经较少使用或也成为最常规的技术而不作为研究的主要内容体现。核心作者群特征及研究机构的论文及引文分布特征核心作者通常是指在某一学科数量较多,且所发文献被引用频次较高,对发展起较大作用的精英作者[32]。论文的数量固然很重要,而被引量则是测定核心著者的另一个重要指标,它反映了论文影响力大小,论文被引量越大,论文的质量就越高[33]。研究以发文量和被引频次2个指标构成的综合指数来评选核心作者。通过分析国内论文核心作者的发文及被引情况,按照篇数均被引次数的高低将这100名核心作者分为三类。第一类为发文数量少但被引次数高的作者,篇数均被引次数分别为116、89、86、50、44,。该类作者在该领域已经是学科带头人,在行业内已经有所建树并有较强的影响力,他们以前发表的文章在2005—2009年间仍有相当数量的引用,但该类作者现在很少以第一作者发表文章,今后可密切关注以他们为通信作者发表的文章;第二类为发文数量较多且被引次数也较高的作者,篇均被引次数分别为19、17.5、15、11.65,,说明这个群体正值科研产出的高峰期,其已经在业内有了一定的影响,且年富力强,是科研工作的主力;第三类为数量较多但篇均被引次数较少的作者,如季相山(5)、曹丽萍(3.33)、张殿昌(3.33)、高风英(2)、万文菊(1.33)、唐永凯(0.57),这些作者是刚刚从事科研工作的年轻人,已经有了一定的科研成果,但在业内的影响力尚待培养,这批后起之秀的成长值得关注。国际论文作者人数较少,其核心作者群没有呈现出国内论文核心作者这种明显的分布特征,其研究领域主要集中在生殖细胞及胚胎冷冻保存和遗传育种领域。从核心作者的互引网络来看,作者间通过互引形成2~20人的子群,其中2~3个人构成的子群占到所有子群数的82.4%,且这些子群间无任何关联,说明研究者之间关系较为松散。推测这些研究者各自从事不同的分支领域的研究,而这些分支领域间缺乏合作和借鉴。推测造成这一结果的原因可能是水产生物技术研究尚处于起步阶段,需要大量借鉴其他学科的成果,而在学科内部还没有形成较为密切的学术联系。水产生物技术与其他学科间的合作关系有待进一步分析。本研究将论文数量及被引次数作为机构论文产出力及影响力的评价指标[34],发现论文产出量及被引论文量在机构间的分布是不均衡的,这体现出中国水产科学院各所(中心)的优势学科不尽相同。从论文产出量上看,黄海水产研究所、黑龙江水产研究所、珠江水产研究所及南海水产研究所的国际、国内论文产出相对较多,说明这所(中心)在生物技术领域的科研产出能力较高;从被引论文量来看,黄海水产研究所、淡水渔业研究中心、珠江水产研究所及南海水产研究所相对较多,说明这些所(中心)在该研究领域的影响力较高。其中淡水渔业研究中心生物技术类论文的影响力值得关注。

近年来中国水产科学研究院生物技术领域的论文数量逐年递增,说明随着研究基础的不断夯实,水科院在该领域的研究实力在不断增强。但国际论文数量远远低于国内论文数量,与发达国家相比仍有较大差距;生物技术在渔业资源保护及利用领域、遗传育种领域以及水产病害防治领域得到了广泛的应用,与这些学科的交叉融合正在不断扩展和深入;中国水产科学研究院水产生物技术学科的研究热点目前集中在分子标记筛选、基因克隆及序列分析以及遗传多样性评价上。基因组、功能基因、系谱识别、雌核发育等将作为新的研究热点出现;生物技术领域核心作者根据其发文和被引情况可分为3种类型,即发文量少但学术影响力高的作者,发文量及学术影响力均较高的作者以及发文量高,但学术影响力较低的年轻学者。作者间学术联系较为松散,还没有形成频繁而广泛的学术网络关系;同时,生物技术领域的论文产出能力和影响力在机构间分布不均衡。

基因工程论文 篇6

[摘要]创新驱动发展背景下,产业竞争情报需求和情报内容也发生变化。首先,根据波特经济发展阶段理论以及国家时政方针,总结创新驱动发展背景下的产业特征,在此基础上分析新背景下产业竞争情报需求。然后,引入创新链理论,构建基于产业创新链的产业竞争情报服务策略。最后,以国内基因工程疫苗产业为例,对提出的服务策略进行应用,验证可行性和有效性应用研究结果表明,基于产业创新链的产业竞争情报服务策略可以满足创新驱动发展背景下的产业竞争情报需求,具有较好的可行性,可以系统、全面地掌握基因工程疫苗产业创新发展的全过程。

[关键词]创新驱动发展;创新链;产业竞争情报;情报需求;情报服务

DOI:10.3969/j.issn.1008―0821.2017.06.003

[中图分类号]G250.25 [文献标识码]A [文章编号]1008―0821(2017)06―0016―08

十提出创新驱动发展战略,将创新作为提高生产力和综合国力的战略支撑。我国产业乃至国家经济发展将处于创新驱动为主的阶段,产业竞争力及国家核心竞争力主要取决于创新能力的大小。产业竞争情报需求与服务策略的研究有助于更好地服务于产业,推动产业发展,提高企业、产业乃至整个国家的竞争力和创新能力。创新驱动发展背景下的产业竞争情报需求和情报内容也会发生变化,传统的竞争情报服务模式将不能满足创新驱动发展背景下的企业及产业竞争情报的需求。在创新驱动产业及国家经济发展的背景下,产业竞争情报需求与服务研究应以创新为切入点,以更全面、准确地满足特定区域某一产业的情报需求,为产业发展提供战略决策支撑。基于此,本文根据波特经济发展阶段理论及国家时政方针,总结创新驱动发展背景下的产业特征,分析新背景下产业竞争情报需求的特点,然后将创新链理论引入产业竞争情报服务中,探索基于产业创新链的产业竞争情报服务策略,以期为产业竞争情报机构提供新的服务视角和思路。

1创新驱动发展背景下的产I新特征

波特认为国家经济繁荣与产业发展的关键要素具有很大的相似性。因此,产业的竞争优势来源于国家经济的发展过程,国家经济表现可以体现该国产业及产业集群的竞争特点。波特将国家经济发展划分为4个阶段:要素驱动阶段、投资驱动阶段、创新驱动阶段、财富驱动阶段。其中,要素驱动阶段是国家经济发展的最初阶段,所有产业经济的发展都离不开生产要素,生产要素很大程度上决定了产业竞争力;投资驱动阶段,政府和企业对投资的需求和重视程度大,投资活动较为活跃,国家、产业和企业倾向利用投资获取国外先进技术,以推动经济的发展。创新驱动阶段,国民收入增多,需求增强,高等国民教育普及,国内竞争激烈。该阶段的企业、产业面临巨大的压力,单纯依赖生产要素和投资已经不能保持竞争优势,更多的企业乃至产业开始转向自我创造力的提升,以创新促进发展。创新成为国家、产业乃至企业持续发展的动力。财富驱动发展阶段,整个国家依赖已有的财富驱动发展,创新活动止步不前,经济开始衰退。

十以来,《国家创新驱动发展战略纲要》等一系列国家政策方针指出,创新为社会经济发展提供前所未有的驱动力,推动经济格局和产业形态深刻调整,实现要素驱动向创新驱动转变,通过科技创新增加产业转型的技术供给。《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》提出,完善企业为主体、政府引导、联合科研院所和高等学校的产业技术创新战略联盟,同时,要发挥科学技术研究对创新驱动的引领和支持作用。国家发改委、科技部和工信部三部委联合印发《长江经济带创新驱动产业转型升级方案》的通知,文件指出要推进科学、技术、教育、产业等深度融合发展,建立创新要素资源的联动机制,延伸产业发展链条,培育产业集群和增强产业联动,推进产业结构演进和产业结构高度化发展。

根据波特经济发展阶段理论,结合当前的国家政策方针,可以看出创新驱动发展的背景下,产业竞争优势主要来源于科学、技术生产等方面的创新,以创新推动产业发展。创新驱动发展的背景下,产业发展也呈现出新的特点:产业发展要由传统生产要素主导转变为创新要素主导;技术和产品的差异化是产业竞争的关键,而产品的差异化体现在产业技术的高低;产业技术多依赖于国内自我科学技术创新;产业集群的发展离不开研究机构和大学的支持,产学研主体问的联动增强,科学、技术、产业之间深度融合;产业发展的链条延伸,产业发展更加依赖产业活动的上游――科学技术创新活动的支持。2创新驱动发展背景下的产业竞争情报需求特点

不同的经济发展阶段具有不同的产业特点,尤其在创新驱动发展的背景下的产业也具有与此背景相适应的特点和竞争优势来源。产业竞争情报是一种受社会环境制约,且具有意识性的社会活动。产业竞争情报的内容、作用对象等都应与所处的社会环境相适应。产业特点和竞争优势来源的不同决定了产业竞争情报需求的不同。

2.1情报需求的新特点

创新驱动发展背景下的产业发展具有新的特点,相应地,与以往相比,产业竞争情报需求也会具有新的特点。

1)从产业竞争情报的服务对象来看,既要服务于产业集群中的企业,也要满足大学、科学院所等科研机构的情报需求。当前,产业竞争情报服务是满足产业集群中企业的共性竞争情报需求j的过程,产业竞争情报的服务对象还是多面向企业。创新驱动发展背景下,科学技术作为产业转型的技术供给,大学、科研机构应以产业需求为导向,掌握产业竞争态势,为产业提供技术竞争优势。因此,产业竞争情报要满足产业产学研主体的情报需求。

2)从产业竞争情报的内容来看,既要关注产业生产要素情报,又不能忽视产业创新要素的情报。通常,产业竞争情报的内容多以技术、资金、资源、市场等传统的生产要素为主,忽视了创新对产业竞争力产生的重要作用,因此,少有研究将科学、技术、研究机构等创新要素作为产业竞争情报的内容。创新驱动发展背景下,产业发展要由传统生产要素主导转变为创新要素主导,因此,产业竞争情报的内容应不仅限于传统的生产要素,更应将创新要素纳入到产业竞争情报的内容中,以适应创新驱动发展的新背景。

3)从产业竞争情报的关注对象来看,既要关注产业或产业集群内企业的竞争态势,又要关注大学、科学院所等科研机构。当前,多数产业竞争情报活动关注的对象为具体的产业领域,如风能产业、工程机械产业、太阳能电池产业等。产业竞争情报的关注对象仍然局限在传统的产业对象本身,较少的产业竞争情报活动关注与产业发展密切相关的科研机构。创新驱动发展背景下的产业创新发展离不开国内科研机构和大学的支持,产学研主体间的联动增强,更重视和需要产学研协同创新。因而,产业竞争情报要兼顾“产方”――产业和“学研方”――大学、科研机构。

4)从产业发展链条来看,产业竞争情报既要面向产业链,也要涵盖产业技术链。当前,研究人员多从上游的原料供应到中游的产品生产再到下游的市场销售等诸多产业链环节来获取产业竞争情报,尚未考虑上游产业技术链对产业竞争产生的影响。创新驱动发展背景下,科学、技术、产业之间联动能力增强,并且成深度融合趋势,产业发展的链条逐渐向上游延伸,产业发展更加依赖产业活动的上游――科学技术创新活动的支持。因此,产业竞争情报要兼顾产业链和技术链。

2.2创新链理论

国内学者蔡翔对创新链下了一个定义,即创新链是科学知以、技术知识经过技术创新转移转化从而实现商业化、产业化的过程。其实质是系统分析优化创新过程,创新链的驱动力主要来自需求,是以需求为导向的功能性链节网络结构模式:该定义所提到的“功能性链节”主要是指具有可以满足有种需求功能的节点链接。

20世纪末,不少学者依据创新职能对创新链的结构进行划分,他们一般将创新链分为3部分。如Tinmers将创新链分为基础研究、技术开发、应用部署3部分,Turkenburg认为创新链涉及研究、示范和扩散3个阶段。之后。有学者对创新链进行了更为细致的划分,从微观的角度来看,Bamfield认为创新链由试探研究、工艺开发、试制、市场、生产及销售5个阶段构成。Sen指出创新链包含创新思想、发明、研究论文、许可、产品。从宏观的角度来看,Larson和BrhmakulamJ为创新链涵盖三大环节,首先是将理论知识转化为实际应用,其次是把应用转移到企业中去,最后是将企业利益及用户对象由地方扩张到整个国家。

基于创新链的创新活动是知识转化的过程,在这过程中需要依附不同的创新参与主体。创新链的参与主体是多元化的,如政府、科研机构和企业,他们之间是相互联系、相互作用的,构成有利于创新的链式流程,共同推动创新链的发展。其中,政府作为宏观调控者,并不实际参与创新链活动,主要负责宏观调控、政策支持及指导。

综合上述学者的相关研究成果,本文将产业创新链定义为涵盖将问题设想转化为科学理论、将科学理论转化为实际应用、将实际应用转化为可生产产品、将产品转化为商品、将商品转化为产业化生产的一系列有产业创新活动目标集合的链式流程。根据产业创新链中不同创新活动的目标,可将产业创新链条分为基础研究、应用研究、转移转化、商品化和产业化5个环节的创新活动。其中,本研究将基础研究定义为将问题设想转化为科学理论,获取新知识的过程;应用研究是将基础研究成果转化为实际应用,已解决实际问题的过程;转移转化是将实际应用成果由实验室转移到企业(市场/产业),转化为可被生产的产品形态;商品化是指转移转化后的科技成果以独立存在的产品形态,通过市场交换,将产品属性转换为商品属性,从而实现商品价值的过程。产业化是指商品化后以商品形态存在的科技成果,其销售和生产达到规模化程度的过程。产业化涉及的创新活动范围要远大于商品化的范围。因此,不同的产业创新活动环节有不同的创新目标,这些创新目标之间是上下衔接的,通过这种衔接,将整个产业创新活动串联起来(图1)。各个环节的产业创新活动有若干功能节点组成,他们之间相互作用最终形成创新。企业、科研机构(大学)、政府、创新活动参与人员,甚至各种创新要素,只要对各环节的创新活动产生相应功能作用的,都应纳入节点的范畴内。

产业创新链是一条由知识供给、技术供给和产品供给等产业创新活动链接起来的功能链接。首先,产业创新链可以兼顾技术创新活动和产业创新活动,实现知识价值向经济价值的转化。面向产业创新链的产业情报研究,可以既包括产业分析,又兼顾技术创新分析,兼顾生产要素与创新要素。其次,产业创新链的参与主体具有多元化的特点,决定产业创新链不仅面向整个产业,而且涵盖大学、科研院所等科研机构,面向产业创新链的情报研究,可以满足产学研主体的情报需求。再次,产业创新链贯穿产业创新活动的全过程。一方面,产业创新链具备向产业创新活动上游延伸的能力,即涵盖以知识和技术产出为主的基础研究和应用研究环节;另一方面,产业创新链也具备向产业创新活动下游拓展的能力,即涵盖产业活动的商品化和产业化环节。综上,面向产业创新链的产业竞争情报研究符合创新驱动发展背景下产业竞争情报的需求特点,可以全面、系统分析产业活动全过程,全面、准确把握产业竞争情报。鉴于此,本文在创新链理论的基础上,提出基于产业创新链的产业竞争情报服务策略,以期提供创新驱动发展背景下产业竞争情报服务的新视角和思路。

3基于产业创新链的产业竞争情报服务策略

3.1产业竞争情报的服务对象

根据创新驱动发展背景下情报需求的新特点,本研究将产业竞争情报的服务对象划分为企业、政府、科研机构(大学)。企业是传统的产业竞争情报服务对象,在此基础上,将政府、科研机构(大学)纳入产业竞争情报服务对象范畴。一方面,政府需要以产业竞争情报为决策依据,高产业政策的科学性。同时,科研机构(大学)也需要利用产业竞争情报,开展以产业需求为导向的科学技术研究;另一方面,这3类对象作为政产学研的主体,利用产业竞争情报,可以提高协同创新的效率,促进产业的发展。

3.2基于产业创新链的产业竞争情报分析模块

产业创新链是由5个具有不同创新目标的产业创新活动组成的链式流程,各产业活动环节的创新目标不同,决定了不同环节的创新活动具有不同的特点和活动内容,将产业创新链引入产业竞争情报服务中,本研究将产业创新链的各个环节作为产业竞争情报的分析模块,以全面满足产业竞争情报需求。

基础研究环节的目标是将问题设想转化为科学理论,应用研究环节的目标是将科学理论转化为实际应用,基础研究环节和应用研究环节所涉及的活动都与科学技术相关,主要参与对象为科研机构(大学),分析产业在这两个环节的创新活动,可以满足产业技术相关的情报需求。同样,转移转化环节和商品化环节的活动与市场相关,可以满足市场相关的情报需求;产业化环节可满足产业相关的情报需求。基于产业创新链的产业竞争情报分析模块具体如表1所示。

基于产业创新链的产业竞争情报分析模块可以较好的满足创新驱动发展背景下的产业竞争情报需求。首先,企业、科研机构(大学)是产业创新链的主要参与者,利用产业创新链的产业竞争情报分析可以更为全面的关注企业、科研机构(大学)相关情报。其次,产业创新链既涉及传统的生产要素,又涵盖各类创新要素,同时,涵盖技术、市场、产业相关的活动内容。所以,基于产业创新链的产业竞争情报分析内容更为全面;最后,情报结果呈现上看,可以将某一模块的情报分析结果单独呈献给用户,满足个性化的情报需求,还可以将整个产业创新链的分析结果呈现给用户,以掌握产业发展的整体态势。基于产业创新链的产业竞争情报分析在情报结果呈现上具有较大的灵活性

3.3产业竞争情报的服务策略

依据创新链理论,创新驱动发展背景下,基于产业创新链的产业竞争情报服务策略具体(图2)如下:

首先,将产业创新链的各个环节作为产业竞争情报的分析模块。

其次,根据产业创新链各环节的创新目标及活动内容,确定各模块的情报分析内容。其中,基础研究分析模块可以提供科技文献为主的相关产业技术的情报服务;应用研究分析模块可以提供以专利为主的相关产业技术的情报服务;转移转化分析模块可以提供相关产业技术转移转化的情报服务;商品化模块可以提品的市场潜力、市场规模等方面的市场情报服务;产业化分析模块可以提业集群内的生产和销售规模和布局等方面的产业情报服务。

再次,本研究利用多来源数据满足不同分析模块的情报服务内容,基础研究分析环节的数据主要来源于国内外学术资源数据库。应用研究分析环节的数据主要来源于国内外专利数据库。转移转化、商品化和产业化分析环节的数据主要来源于政府部门和行业协会的网站以及经济数据库,再根据不同的分析内容从数据源获取和组织情报服务所需的数据。

然后,将文献计量法、专利计量法、统计分析法、专家意见法等多元信息分析方法应用于各个分析模块,完成不同模块的情报分析。

最后,根据政府、企业或科研机构(大学)的情报需求,可以将某一模块的情报分析结果单独呈献给有不同需求的用户,或将整个产业创新链的分析结果呈现给用户。

4应用案例研究

基因工程疫苗是新型疫苗类型的主要组成部分,也是生物医药领域的重点发展分支之一。基因工程疫苗产业关乎国家的战略安全,受到了各国的广泛关注。因此,本研究选择国内基因工程疫苗产业作为案例,受篇幅所限,本研究仅对创新驱动发展背景下的产业竞争情报服务策略进行简单应用,考察基于创新链的产业竞争情报服务策略的可行性与效果。

本部分研究的分析数据来源于Web of Science知识平台中的核心引文索引数据库和德温特创新专利索引(DII)数据库以及中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)数据库。基础研究环节采用文献计量法,应用研究环节采用专利计量法,这两个环节以从事基因工程疫苗研究的科研机构(大学)为对象。其他环节采用统计分析法,以基因工程疫苗企业为对象。最后,利用专家意见法对产业竞争态势判断,实现定量与定性相结合的多元信息分析。

4.1基础研究分析

国内基因工程疫苗领域SCI论文排名前19的机构中(表2),科研院所有5所(因为中科院上海生命科学研究院、中科院国家纳米中心已发论文的引文量较大,本研究特把2所机构列出作为独立机构分析主体),占26.3%,其论文总量为72篇,占44.4%,篇均引用量为10.36,表明国内基因工程疫苗领域研究的科研院所数量虽然较少,但是其基础研究成果数量多、影响大,是基因工程疫苗领域的研究中坚力量。

除5所科研院所外的14所高等院校中,华中农业大学、华南农业大学、吉林农业大学、中国农业大学的论文总量为16篇,占9.9%,篇均引用量为12.65,表明这4所农业类院校虽然论文数量很少,但是其研究影响力大,他们在国内基因疫苗领域基础研究中发挥着重要的作用。另外,剩余的高校绝大多数为国内实力一流的“211”工程院校,表明国内基因疫苗的基础研究仍然依赖科研实力较强的院校,这些高校成为基因工程疫苗研究的主要参与力量。

4.2应用研究环节分析

分析拥有10件以上基因工程疫苗相关专利的国内机构(表3)发现,国内共有3l所机构(科学院具体到各个研究所)拥有10件以上基因工程疫苗相关的专利,共有539件专利数。这些机构可分为3类,高等院校、科研院所和企业。其中,高等院校14所,占45.2%,专利270件,占31所机构专利总量的50%;科研院所12所,占38.7%,专利200件,占37.1%;企业5家,占16.2%,专利69件,占12 8%。这表明国内基因工程疫苗应用研究的主要参与者仍是高等院校和科研院所,但是较之基础研究,企业数量和专利数量占一定的比重,企业开始在应用研究中发挥作用。

14所高等院校中,农业类院校有5所,占16.2%,专利80件,占14.8%,其他院校全部为“211”工程院校,说明农业类院校在应用研究中仍然发挥重要作用,国内基因疫苗的应用研究仍然依赖科研实力较强的院校。

国内基因工程疫苗领域SCI论文发文量Top19机构中(图3),中国科学院、中农业科学院、中国军事医学科学院的论文数量和专利数量都处于领先地位,表明这3所科研院所的基础研究和应用研究实力非常强。

中科院上海生命科学研究院、上海交通大学、浙江大学、北京大学、吉林农业大学的论文量和专利数量差别不大,说明这5所机构在基因工程疫苗研究方面兼顾基础和应用研究,综合研究能力较强。第四军医大学、第二军医大学、华中农业大学、华南农业大学、中国农业大学专利数量较多,论文数量相对较少,说明这些机构基因工程疫苗应用研究较强,基础研究相对要弱。

中科院国家纳米科学中心、中国医科大学、重庆医科大学、华中科技大学、中南大学、四川大学论文数量大于专利数量,说明这6所机构偏重基础研究,应用研究成果相对基础研究较少。其中,中科院国家纳米科学中心、中国医科大学、重庆医科大学没有申请基因工程疫苗方面的专利,表明这3家机构对基因工程疫苗的研究主要在基础理论层次,涉及或开展基因工程疫苗相关的应用研究相对较少。

4.3转移转化分析

国内现有58家符合资质的疫苗生产企业,81种疫苗,其中基因工程疫苗仅有5种:重组乙型肝炎疫苗(酿酒酵母)、重组乙型肝炎疫苗(汉逊酵母)、重组乙型肝炎疫苗(cH0细胞)、重组戊型肝炎疫苗(大肠埃希菌)、重组B亚单位/菌体霍乱疫苗(肠溶胶囊),占5%,而对比国内数量较多的基因工程疫苗相关专利,说明基因工程疫苗应用研究成果转化为疫苗产品的水平不高。

当前国内有4家疫苗生产企业拥有基因工程疫苗相关专利(表4),但是仅有1家企业生产基因工程疫苗,这也说明疫苗生产企业将其拥有专利转化为基因工程疫苗的水平很低。

4.4商品化分析

国内商品化的基因工程疫苗中,商品化产品数量规模比重最大的为重组乙型肝炎疫苗(酿酒酵母),占61.9%(表5),表明重组乙型肝炎疫苗(酿酒酵母)已成为国内基因工程疫苗市场使用最广泛的商品。

国内实现基因工程疫苗商品化的企业有10家,其中深圳康泰、北京天坛生物、大连汉信、华北制药金坦的基因工程疫苗商品化程度高,占90.4%,说明国内基因工程疫苗商品化集程度高,绝大多数的商品化集中在少数几个企业中。葛兰史克和博尔纳生物为国外企业,商品化规模总量比重比重仅占4.3%。这表明本国企业是当前国内基因工程疫苗的商品化的主要力量。

分析2007―2015年基因工程疫苗与传统疫苗批签发数量发现(图4),基因工程疫苗占全部疫苗的比重一直在25%以下,表明传统疫苗仍是国内主流的商品化疫苗,基因工程疫苗的商品化规模一直不高。

4.5产业化分析

4.5.1生产规模分析

通过对国内基因疫苗生产企业分析发现(图5),国内现有58家符合资质的疫苗生产企业,但是可生产基因工程疫苗的企业只有10家,占17.2%,表明我国疫苗生产主体规模不大,但是基因工程疫苗的生产主体规模更小,这可能会制约基因工程疫苗产量,易导致疫苗供不应求的局面,直接影响基因工程疫苗的产业化。

4.5.2销售规模分析

通过对已获得数据分析,全国共有447家疫苗销售企业(不包括港澳台地区),平均每省约有14家企业(图6),其中,共有14个省份的企业数量高于平均水平,占45%,表明我国疫苗行业的销售主体整体数量水平不高,销售主体数量少也表明当前每个销售主体面临的销售市场份额大,无论是传统疫苗还是基因工程疫苗的销售市场潜力巨大。

分析疫苗销售企业在各省(自治区、直辖市)的分布,企业数量介于10~19之间的省份数量最多,占39%,其次分别是介于1~9、介于20~29以及数量在30以上的省份,分别占26%、20%、9%,无疫苗经营企业的省份有2个(新疆、青海),占6%,表明多数的省份存在10家以上疫苗经营企业,约1/3的省份的疫苗销售企业数量不足10家,疫苗销售企业几乎遍布全国,但是各省份之间的企业数量存在一定差距,有相当数量的省份的疫苗销售市场潜力巨大,需要进一步开发。

4.6基因工程疫苗产业的当前态势

通过对国内基因工程疫苗产业的定量分析,首先国内基因疫苗工程疫苗产业的基础研究和应用研究具有一定的实力,高等院校和科研院所是基础和应用研究的主要力量,但基因工程疫苗的研究转化为商品的数量很少,转移转化水平低;本国企业主导国内基因工程疫苗商品化,但是较之传统疫苗,基因工程疫苗的商品化水平一直不高;国内疫苗产业,乃至基因工程疫苗产业的生产主体规模很小,我国各省(直辖市)以及各地级市的拥有的疫苗销售主体数量水平不高,且分布不均衡,销售市场潜力巨大。同时,领域专家认为当前段受生产成本和技术水平的制约,基因工程苗使用量和种类较少,短期内或是常规疫苗的补充。但长期看,基因工程疫苗优势明显,具有非常广阔的应用前景,有望成为传统疫苗的替代产品。总体上,国内基因工程疫苗产业属于新兴产业,基础研究成果数量多,整体影响力还不大,应用研究成果有一定数量,但是转移转化为可生产产品数量较少,市场化和产业化不足,发展空g较大。

5结论与讨论

本文根据波特经济发展阶段理论和国家时政方针,归纳总结创新驱动发展背景下的产业发展的新特征,在此基础上,分析新背景下的产业竞争情报需求的新特点。针对产业竞争情报需求的新特点,将创新链理论引入产业竞争情报服务中,探索基于产业创新链的产业竞争情报服务策略,以期为产业竞争情报机构提供新的服务视角和思路。基因工程疫苗产业的应用案例表明,基于产业创新链的产业竞争情报服务策略的关注对象兼顾从事基因工程疫苗研究的科研机构(大学)和基因工程疫苗企业,可以兼顾技术创新和产业创新活动,可以满足创新驱动发展背景下的产业竞争情报需求,系统、全面地掌握基因工程疫苗产业创新发展的全过程。

基因技术论文 篇7

转基因技术应用于农业生产上,使作物育种从杂交育种走向基因育种。

1.抗性育种。抗性育种包括抗病、抗虫和抗逆性作物的培育。

(1)抗病性。1986年华盛顿大学Powell通过基因工程技术首次将烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白(CP)基因转入烟草,培育出了能稳定遗传的抗病毒植株。

(2)抗虫性。目前,广泛应用的植物抗虫基因是从苏云金芽孢杆菌中分离出来的一种毒蛋白基因——Bt基因。至1997年初,在80种已经批准或即将批准的商品化转基因作物中,有21种是转Bt基因作物,其中以玉米、马铃薯、棉花为主。我国种植的转基因抗虫棉,在完全不喷杀虫剂情况下,单产仍高于喷撒2—3次杀虫剂的国产棉,显示出了控制棉铃虫的极好前景。

(3)抗逆性。抗逆性包括抗除草剂、抗寒、抗旱、抗热等。2000年全球抗除草剂作物种植面积占全球转基因作物的74%。据日本《农业技术》报道:日本北海道生物研究所将小麦过氧化氢酶用电击法导入水稻(尤加拉、松马埃)中,培育成耐低温水稻,与正常水稻相比,过氧化氢酶活性在25。C时约提高4.5倍,在5。C时约提高1.5倍。

2.改善植物品质。这方面的工作主要是通过基因转移改变植物中氨基酸、蛋白质含量等品质特性以及一些材料的加工性能。英国.Zeneca公司和London大学研究小组培育出了总胡

萝卜素和番茄红素含量极高的番茄,这种番茄对预防癌症有良好作。

二、转基因技术在医学上的应用

1.利用转基因植物生产疫苗。1992年,Arntzen等人首先提出了用转基因植物生产医用疫苗的思路,促成了转基因植物疫苗研究的兴起。近10年来,以Arntzen研究小组为代表的多个研究组相继在烟草、马铃薯、苜蓿等植物中成功表达了乙肝病毒表面抗原、大肠杆菌毒素B亚基、霍乱毒素B亚基、诺瓦克病毒衣壳蛋白等,并证实植物表达的抗原可以引发人和动物的免疫反应。

2.利用转基因动植物生产其他生物药。转基因植物可表达多种蛋白如脑啡呔、&干扰素、人血清蛋白以及两种最昂贵药物即葡糖脑苷脂酶和粒细胞一巨噬细胞群刺激因子等。

3.基因治疗。它是指通过转基因技术纠正某些基因缺陷引起的遗传病。

三、转基因作物的安全性

转基因作物(geneticallymodifiedcorps)是指利用重组DNA技术导人了克隆的优良目的基因并在其中进行表达,从而获得新的性状的作物。同传统杂交育种方式相比,这一技术克服了植物有性杂交的限制,基因交流的范围无限扩大,可将细菌、病毒、动物、人类、远缘植物甚至人工合成的基因导人植物,其应用前景十分广阔。

1.转基因作物的环境安全性

(1)转基因作物本身可能演变为农田杂草植物在获得某种特定基因可能会增强其生存竞争性,在生长势、越冬性、耐受性、种子产量等方面强于非转基因植物。若被推广种植,释放到自然环境中的机会特别大,将会迅速地成为新的优势种群,进而演变成农田杂草。

(2)基因漂流影响其他物种。转基因作物中的一些抗除草剂、杀虫剂和病毒的抗性基因通过花粉杂交等途径向其同种或近缘野生种转移,从而产生出一些可抗除草剂、杀虫剂和病毒的所谓“超级杂草,造成不可估量的农业损失和生态灾难。另外,自然界存在植物病毒的重组现象,随着抗病毒转基因作物的大面积推广有可能产生侵染力、致病力更强的“超级病毒”,从而造成更大的危害。

(3)可能对非目标生物造成危害,影响生物的多样性。植物在引入抗虫或抗病基因后,往往具有较强的“选择优势”,大量的转基因作物进入自然生态系统中,造成生物数量剧减,甚至会使原有物种灭绝。美国康奈尔大学Losey等发现,转基因Bt玉米花粉能导致非目标害虫黑麦金斑蝶(DanausplexippusL.)幼虫死亡。

2.转基因作物的食品安全性。

(1)毒性问题。关于转基因食品的毒性问题,目前只有一些相关的实验报道,尚无人体的研究报告。苏格兰Rowett研究院的Putsai博士曾声称培育出了带凝集素(Lectin)基因的改良马铃薯,但是这种马铃薯能够破坏老鼠的肝脏和免疫系统。

(2)过敏反应问题。在自然条件下存在许多过敏源。在基因工程中如果将控制过敏源形成的基因转入新的植物中,则会对过敏人群造成不利的影响。美国的PioneerHi—Bred种子公司把巴西坚果中的2S清蛋白基因转入大豆,以使大豆的含硫氨基酸增加,结果对巴西果过敏的人就对转基因大豆产生了过敏反应。

(3)营养问题。一些研究人员认为,外来基因会以一种人们目前尚不甚了解的方式破坏食物中的营养成分,降低食品的营养价值,引起营养失衡。美国伦更毒性中心的实验报告指出,与一般大豆相比,耐除草剂的转基因大豆中,防癌的成分异黄酮减少了。

(4)对抗生素的抵抗作用。抗生素抗性基因是目前转基因植物食品中常用的标记基因。但抗生素标记基因对人体的健康是否会造成不利的影响,例如是否会水平转移到肠道微生物或上皮细胞,从而降低抗生素在临床治疗中的有效性,一直受到人们的关注。

参考文献:

[l]赵锦,刘孟军,蒋洪恩.转基因技术及其在植物育种中的应用.生物技术,2002,12(6):42.43

[2]杨淑培。我国培育成功抗卷叶病毒转基因马铃薯.生物技术通报,2001,151(2):51

[3]吴瑞娟。基因工程在农业和医学上的应用.生物学通报,2002,37(4):30-31

【摘要】本文从基因育种,转基因生物制药及基因治疗等方面,介绍了转基因技术在农业和医学上的应用,并简述了转基因作物的环境安全性和食品安全性。

基因工程论文 篇8

关键词: 民办大学 研讨式教学 基因工程

一、研讨式教学的重要性

研讨式教学也称研究型教学,与其他教学方法相比,更注重教师与学生平等对话,通过巧妙地设置论题,引导学生独立地解决问题,从而使单一的教学活动达到教学和研究、教育与培养的有机结合。研讨式教学并不是近代才提出的时髦概念,早在上古时代就已经贯穿于教学活动中。我国教育学家孔子毕生兴私学,倡导“因材施教”、“循循善诱”,对教学实践的切身体会是“虽有嘉肴,弗食不知其旨也;虽有至道,弗学不知其善也。是故学然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后自强也。故曰:教学相长也”,通过师生研讨达到相互促进的效果。古希腊苏格拉底认为,最有效的教育方法不是告诉人们答案,而是向他们提问;思想应当诞生在学生的心里,教师仅仅是“助产婆”,所以教育不是灌输,而是点燃火焰。

研讨式教学是一种不断发展的教学方法,多媒体计算机和基于Internet的网络通信技术所具有的多种特性为研讨式教学注入了新的活力,是面对新时期大学生素质教育而行之有效的一种教学方式。正如爱因斯坦所说,教师的职责是把学生培养成具有独立行动和独立思考能力的人,研讨式教学可以重新唤起学生深埋的个性,释放学生的思维潜能,从而适应新时期国家发展的需要。

二、民办大学对研讨式教学的传承

我国民办教育一向有进行研讨式教学的优良传统,如春秋时期孔子、孟子及其弟子所兴办的私学,唐末五代出现的以私人创办为主、教学与学术研究相结合的书院等,这些书院多聘名儒为师,大多采用个别钻研、相互问答,时而采用聚众讲论和集会答辩相结合的方式开展教学,类似现代学术性专题讲座或答辩,与研讨式教学极为相近。

当代,我国民办教育从1978年开始起步,但真正发展是从2002年《民办教育促进法》通过之后,由于办学历史短,因此发展速度和规模远远落后于公办教育,生源素质较低。为了在众多高校中求得生存和发展,民办大学往往更注重提高教学质量,彰显特色,增强学生在社会中的竞争力以提高学校声誉。武汉生物工程学院是我国第一所生物工程类普通本科高校,学校自创办至今一直得到著名科学家钱学森院士的亲切关怀,钱老曾先后亲笔致信学校负责人,关心学校发展,鼓励学校为我国“第六次产业革命”――生物工程产业培养合格的人才,学校始终以钱老的科学思想为指导思想,致力于培养富有创新精神的应用型人才,并取得了良好的成效。在此背景下进行研讨式教学有以下几个优势。

1.先进的教学理念

学校秉承“一切为了学生,为了一切的学生”的教学理念,虽然生源质量较低,但是在教学中始终坚持学生“只有差异,没有差生”,尤其注意“善待差异,尊重差异”,鼓励教师通过各种教学途径发现挖掘学生的各方面潜力并进行引导,形成师生平等、亦师亦友的良好教风。

2.强大的师资队伍

与一般民办大学或独立学院不同,武汉生物工程学院不但师资队伍相对稳定,外聘教师一直控制在10%以下,而且2008年启动了“百名博士”引进计划:欲在3年内引进200名博士,至2010年初已有博士教师40余人,优化了师资队伍结构。研讨式教学能够充分发挥博士教师科研基础强、知识面广的优势,有助于获得良好的教学效果。

3.良好的教学环境

学校坚持小班上课,每个班最多不超过30人,每个班的学生除了由辅导员负责解决生活上的问题外,还以每3―6人为一组指定了学业指导老师,定期了解并指导学生的学习。在此情况下,教师对班里的学生比较了解,便于根据学生的实际情况确定研讨内容的深度和广度。

4.活跃的学生群体

民办大学学生虽然学习成绩不如考入公办大学的学生优秀,但是他们思维活跃,“偏才”和“怪才”较多,如果能够提供一定的平台进行挖掘,就可以激发他们无穷的创造力。

5.生命科学和生物产业发展迅速

武汉生物工程学院是以生物工程和生物技术为特色的学校,所培养的人才主要满足生物学科的发展和社会发展的需求。从生物学科的发展来看,现代生物学都在向分子领域深入发展,而基因工程几乎已经成为进行科学研究的必备实验技能,虽然民办大学以本科教育为主,但对学生的教育应是一种终身教育,本科院校有责任向层次更高的研究型大学输送优秀的毕业生从事科研工作;从社会需求来看,我国在2007年制定了《生物产业发展“十一五”规划》,随后各省都制定了相应的生物产业发展纲要,无论是生物制药、生物农业还是生物能源等国家重点发展的几个生物产业,无一不涉及基因工程的应用,可以预料,不出几年,在生物产业基地陆续建成之后,社会对具备基因工程教育背景的大学生的需求量会急剧增加,培养同时具备基因工程前沿理论知识和熟练操作技能的学生已经是刻不容缓。要达到这个培养目标,必须改革传统的讲述和灌输法,进行研讨式教学。

三、基因工程研讨式教学实施方法及效果

1.课程模式和体系改革

课题组确定了“精讲先行,研讨为主;精选论题,注重效果”的指导思想,构建以学生为主的课堂模式,注意充分发挥学生主体作用,启迪学生科学思维和创新意识,改变教师占据课堂的格局,逐步加大论题的广度和深度,促使学生从知识积累到综合运用所学知识解决问题的能力及创新能力提高的迁移,形成基本理论知识与前沿知识、理论教学与实验教学、第一课堂与第二课堂、共性培养与个性培养等有机统一的立体化研讨式教学模式。

教学体系的构建以学生创新思维和综合能力培养为目标,合理处理基础性与综合性、系统性与创新性的关系,建立基因工程基础理论知识、科技前沿知识一体化,精讲和研讨合理配比的理论教学新体系,将课堂体系分为精讲理论知识,结合实验进行研讨,结合前沿知识进行研讨,结合社会需求进行研讨的授课模式,以达到既巩固基本理论知识,又有效提高学生创新能力和可持续发展能力的目的。

2.建设高水平的师资队伍

配合学校的高层次人才引进计划,近两年基因工程领域已引进20名左右的博士,加上原来的师资力量,课题组现在已有2名教授,4名副教授,12名博士,均承担有国家、湖北省的科研课题,项目经费达50余万,科研工作为教学不断注入新的活力,现在已经形成了一支由教授领衔、博士主讲的高水平基因工程教学队伍。充分发挥博士教师的科研优势,并转化为教学质量,深化教学体系改革,不断探索新的教学方法,不断更新教学内容,改革考核方式,使教学研究蔚然成风。

3.编写校本教材

研讨式课堂的成功与否取决于课堂上学生和教师的配合度,失败的研讨式教学往往开始于沉默的课堂,若避免学生的沉默,则必须给予学生一个知识对接口,从他们的知识起点出发,逐步拓展知识深度。为此课题组自主编写了适合三本院校的教材《基因工程》,在讲授新内容之前,安排一章内容回顾分子生物学基础理论知识,然后以基因工程的基本流程“切、接、转、增、检”为主线编写上篇基础理论知识部分,作为课堂精讲内容;下篇是转基因植物、转基因动物、基因工程药物等基因工程应用部分,作为研讨论题的来源。

4.提高精讲效果

注重教学内容的选择和讲解,充分利用多媒体辅助教学,在有限的教学时间内,精选教学内容,生动讲解。淡化学生能读懂的教材上的内容,将这些内容精简,选择出有迁移性和发展性的教学内容,并且将更多时间集中于能够启发学生科学思维的教学内容上,注重引入最新的科技前沿知识,让学生建立完整的科学观念,全面理解科学的本质,并学会从各个角度思考问题,在知识准备和思想观念上为创造性发展打下坚实的基础。

5.建立课程网站

充分相信学生的自学能力,并积极加以引导,建立了《基因工程》精品课程网站(jpkc-jygc.省略),将全部课件上网,建立完善的学生自测系统,便于学生预习和复习,提高学生自主学习的效率;及时在网上研讨论题,提供相关参考资料的网络链接,注重强调问题解决方法的不确定性,让学生建立解决问题的思路,并学会通过广泛查阅资料而凝练主题的科学思维方法。

6.精选研讨论题

因为每个学生的知识结构、认知水平和兴趣点都不相同,研讨论题的选择是影响研讨式教学成败的重要因素之一。课题组采取部分与整体、专题与科普、理论与实践相结合的原则组织论题。部分学生参加的论题适合专题研讨,如针对准备考研的学生,可从基因工程领域的某个前沿进展中确定论题,而对毕业后准备就业的学生,确定的论题可以是“目前生物公司所应用的基因工程技术”,采取部分讨论、专题演讲、调查报告的方式进行研讨。全体学生都参加的研讨则适宜选取类似“转基因产品的优缺点”等科普性质的论题,通过采取全体讨论、辩论赛、小论文等形式进行;论题还可以从实验教学或科研训练中找到与理论知识的结合点进行提炼,培养学生查阅文献和解决问题的能力。每次研讨完后,及时针对主题内容、汇报形式等进行点评和评估,并计入平时成绩,点评时注意方法,在表扬和鼓励中提出不足,促使学生自信愉悦地不断进步。

7.强化实验教学

基因工程是实践性很强的一门学科,强化实验技能的训练利于理论课堂的教学。实验教学中注重引进科学研究的新技术、新方法并更新实验教学内容。如结合新发展起来的克隆技术,开设分子克隆技术实验课程,实验材料和内容均来源于教师的科研课题。教师也应鼓励学生阅读文献资料,积极参加老师的科研课题,在研究课题的选择、文献资料的查阅、研究方案的拟定、研究思路的形成和论文的写作方面进行具体的指导,以培养学生自主学习和独立研究的能力。

8.改革考核方式

建立和实施以考核基本理论知识、实验技能与创新能力并重的全程考核体系。美国课程理论家斯塔弗尔比姆提出:“评价最主要的意图不是为了证明,而是为了改进。”哈佛大学教授霍华德・加德纳的多元智力理论启发我们:每个学生都是具有自己的智力特点、学习类型和发展方向的潜在人才,教师应选择相宜、多样的评价手段,应着眼于学习个体的动态发展的全程,针对处在学习群落中的不同个体而使用弹性化的评价尺度。考核成绩一般由理论知识测验、实验技能考核、平时成绩这三部分组成,考核方式采用口试、笔试、实验技能展示、科研结果汇报等多种方式。避免忽视学生的个性差异和基础差异而用量化的统一标准去衡量其课程目标的达成度,而将考核作为激发学生建立在自主性基础上的可持续发展的强劲动力。

9.教学成果显著

通过基因工程研讨式教学的实践,教师教研成果显著,近三年来申请到2项湖北省教改项目,多项校级教研课题,校级精品课程《基因工程》正在申报湖北省精品课程,主编出版教材2部,实验教材1部,公开发表教学研究论文10余篇。本科生考上国内重点高校和科研院所生化与分子生物学专业的研究生达120余人,协助教师完成科研项目4项,公开发表文章10篇,20人毕业论文荣获湖北省优秀学士论文,近两年来本科生就业率在96%以上,许多就职于华美生物工程有限公司、BT菌种公司等基因工程相关公司,丰富的专业知识和娴熟的操作技能得到公司的认可。

本课程教学模式也发挥了良好的示范和辐射效果,主编教材在兄弟院校得到广泛采用。课题组多次与华中农业大学和华中师范大学相关专业教师进行教学交流,并多次邀请其他同行来校交流。

下一步将在现有基础上进一步加强教师队伍建设,进一步优化教学体系和内容,物化教学成果,并将良好的教学经验辐射到其他学科,继续加强对学生创新能力和创造能力的培养,实现学生知识、能力和素质协调发展,为生物产业的发展提供高素质的应用型人才。

参考文献:

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[8]杨德广。中国高等教育办学理念的转变[J].北京大学教育评论,2008,6,(2):105-117.

[9]彭银祥,李勃,陈红星。基因工程[M].武汉:华中科技大学出版社,2007.

基因工程论文 篇9

植物基因工程是指用人工的方法,从不同生物中提取外源基因片段及载体DNA,经过体外切割、拼接和重组,然后采取某种方法,把重组后的带有外源基因的载体DNA引入植物细胞,并使其在植物细胞内进行复制和表达,以达到预期的改变受体植物细胞遗传特性的目的。目前已培养出一批具有抗虫、抗病毒或抗除草剂特性的作物“工程株”。

西南大学农学与生物科技学院的柴友荣教授从事的就是植物基因工程与作物分子育种、植物分子生物学和植物分子遗传学领域的研究。

科研求索路漫漫

柴友荣早在西南农业大学读硕士期间,就结合硕士论文承担完成了四川省基础理论研究内容“大麦湿害及抗湿性机理研究”,参加了“重庆市麦类新品种推广及配套高产栽培技术规范研究”课题协作组,从此开启了他植物性状机理和遗传改良的漫漫长路。

硕士毕业后的十年间,柴友荣在四川省农业科学研究院经济作物研究所从事棉花遗传育种研究、新品种示范推广工作,主持和共同主持了“九五”、“十五”期间国家科技攻关、四川省育种攻关等10多个(子)课题的研究,合作主持选育出我国第一个抗螨抗病棉花新品种川棉45和我国第一个棉花抗螨育种亲本材料川98-19,参加川棉109的后期选育工作,川棉109和川棉45均被鉴定为国内领先和国际先进水平,参与示范推广的这两个品种累计推广600万亩以上,创社会效益约7亿元。

2001年柴友荣来到复旦大学遗传工程国家重点实验室植物遗传工程组,从事以博士论文为主的客座研究,期间参加“十五”转基因专项等多个重大项目的骨干研究,主要方向为植物抗黄萎病基因及抗蚜基因的克隆与功能验证、转基因莨菪提高药用活性成份东莨菪碱含量的基因工程、红豆杉等植物中紫杉醇等抗癌次生物质生物合成的功能基因克隆等等,独立或参与克隆功能基因14个,完成了部分基因的植物表达载体构建和功能验证,如将海岛棉pgip基因转化烟草提高了其抗黄萎病菌――大丽轮枝菌的能力,参加将h6h和pmt基因联合转化莨菪使东莨菪碱含量提高了9倍以上。

2003年以后,柴友荣的科研生涯进入一个新的时期,柴友荣教授引进调入西南大学农学与生物科技学院生物学系,主要从事作物分子育种、分子生物学、分子遗传学方向的研究与教学工作。2003年至今,柴友荣教授主持了国家863重大项目、国家自然科学基金面上项目、NSFC-KOSEF中韩国际合作项目、重庆市科技攻关计划项目、重庆市自然科学基金重点项目等多项,参加国家973项目、国家自然科学基金重点项目等多个课题的主研。完成了甘蓝型油菜黄籽性状QTLs的精细定位和相关基因的分析、油料作物脂肪酸分子育种、甘蓝型油菜类黄酮途径功能基因克隆及黄籽性状代谢工程研究、甘蓝型油菜类黄酮途径功能基因克隆及黄籽性状代谢工程研究、油菜品质和杂种优势利用相关基因的克隆与功能分析、高含油量与优质脂肪酸组成转基因油菜研究、甘蓝型油菜原花青素途径种皮特异表达基因的克隆和表达抑制、油菜分子育种及品质检测技术研究、甘蓝型黄籽油菜品质形成的分子生物学机理研究等。

这些年来,柴友荣累计主笔和参加在国际国内期刊、论文集上发表研究论文108篇,其中SCI收录25篇,ISTP收录1篇,国际会议论文集收录19篇;编写和参加编写专著3本,申请中国发明专利7项,为我国植物遗传基因工程的相关研究提供了宝贵的文献资料。

柴友荣还积极开展国际学术交流与合作。近年来,他多次到德国、荷兰、韩国进行学术交流和合作,出席了多个国际会议并作了相关报告。在国内,他也多次接待外宾来访和进行学术交流,与韩国国立农科院、澳大利亚联邦科学工业研究组等外国机构保持国际项目合作研究。

教学管理不辞苦

在教学方面,柴友荣的教学成果证明他确实配得上优秀指导老师的称号。他的学生在他的指导下,获得了多项课外学术科技作品奖、优秀毕业论文奖、市级自然科学奖等。柴友荣作为重庆市优秀中青年骨干教师资助人选,先后独立和合作开设并承担了多门骨干专业课程教学,博士生课程有作物科学进展、作物学专题讨论,硕士生课程有研究生班讨论、分子生物学、分子生物学技术、科技论文设计与写作,本科生课程有农学专业英语、基因工程、科技写作。自2003年至今,他累计承担课堂教学1994学时。作为导师,他指导和合作指导博士后2名、博士生13名、硕士生42名、本科生28名。

在实验室管理方面,柴友荣长期任重庆市作物品质改良重点实验室常务副主任,他致力于实验室硬件、技术和管理三大平台的建设,建立了品质分析、蛋白研究、生理生化、细胞研究、分子标记、分子克隆、组培转化、环境生态等多个功能模块。现在,该实验室拥有仪器设备1500余万元,能够满足农学和生物学一级学科下的多个专业和方向的研究需要,实验室有一支专职管理人员队伍,制订了《西南大学作物品质改良重点实验室管理制度》和配套实施细则,管理到位,运转有序,作为学院的核心研究实验室,为学院的科研发展提供了有力的保障。

作物新品种培育和推广,为增加我国粮食供给做出了举世公认的贡献,品种对农业生产增长中的贡献率已达到35%以上,但产量、抗性和品质的进一步提升则有赖于现代科技尤其是分子育种的强力支撑。柴友荣教授和他的团队也将继续在作物遗传科研这条路上不断求索下去,为推动我国作物遗传育种技术创新及其产业的繁荣发展做出贡献。

人物简介:

基因工程论文 篇10

关键词: 生物技术专业 基因工程学课程 考核方式 改革

如何提高教学质量是高等学校教育管理理论研究的重要内容之一。构建客观而科学的教学质量评价体系是提高教学质量管理的基础。用于评定教学质量的方法虽然很多,但是最常用、最客观、最准确的方法就是考试评价[1]。如何利用考试这个手段提高评价教学质量的科学性和可信性呢?在大学阶段,不同的课程,具有不同的特点,针对不同课程建立科学的评价体系和试卷题型十分必要。

目前,部分高等院校因为考核评价制度体系不合理而影响教学质量的现象仍然存在。教师按照理论与考试大纲,编写教学内容,从头讲到尾,学生被动地接受知识,缺乏自主思考的空间。评价教学质量时,考试方式是单纯文字性的笔试。更严重的是,在考试前一阶段,部分学生要求缩小复习范围,只针对考试进行复习,结果出现学生“高分低能”的现象。这种教育的终极目的只是考试,而不是育人,教育的过程主要围绕考试而展开。而高等教育作为一种专业教育,要求学生既要有先前的基础教育做铺垫,同时又要具备本专业特殊的知识、思维和实践能力[2]。我国长期的应试训练已使学生形成了定势思维,面对大学专业教育,学生死记硬背文字描述,没有根本理解所学内容,考试时生搬硬套一些现象或理论。因为教师评价教学质量的手段是考试,所以教师按照传统的考试方式设计试卷,题型为名词解释、填空、选择题、问答题。对于学生来讲,只要名词解释和问答题都全部会背,基本即可过关。最终导致学生只会考试而解决不了任何问题。

生物技术是一门实验性、实践性很强的学科,它是以现代生命科学为基础,根据工程学原理,按预先设计改造生物体或加工生物体生产产品为人类服务的一门技术科学。由于生物技术重在生物科技的基础研究应用和开发,生物技术专业教育的发展与生物技术产业的发展密不可分,人才培养具有突出的实践性特点[3]。课程是体现教育教学理念的重要载体,是创新性人才培养的重要途径。目前,被认可的科学合理的生物技术专业必修课课程体系主要包括基因工程、细胞工程、发酵工程、生化分离工程等。其中,基因工程是在整个生物工程系统中,既衔接专业基础课如遗传学、分子生物学、微生物学,又衍伸到细胞工程、发酵工程、生化分离工程等。所以,对于大学生物技术专业的学生来讲,学好基因工程这门专业必修课就显得十分重要。基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,其内容涉及分子遗传学、生物化学、细胞生物学、微生物学及分子生物学等学科相关理论基础及其实验技术手段[4],课程内容繁多、概念抽象、理论性和技术性强。因此,在有限的课时内,让学生理解和掌握基因工程相关的内容确实有难度。但是,基因工程作为大学生物技术专业的一门重要专业课,本课程的教学质量将直接关系到学生的专业素质和创新能力。

构建合理且科学的评价体系来评价学生是否掌握了大学阶段应该掌握的基因工程知识是提高基因工程教学质量的重要突破口。由于基因工程内容涉及面广、概念抽象、理论性和技术性强,在实际的教学工作中要提高教学质量会有一些困难。我认为,对基因工程课程的教学环节进行局部改革,可以起到调动学生学习积极性、提高教学质量的作用。而改革内容之一就是改革基因工程课程的考核方式。目前,通用的方式是试卷分数满分100分,占总评的90%,实验成绩占10%。从试卷题型的分布看,考试一般采用名词解释、填空题、选择题和问答题四种题型。而从分值的分布看,一般名词解释占15%―20%,问答题占30%―40%。结果,一些学生为了及格,死记硬背各种概念、现象和答案。更有甚者,有些学生在考前一周突击背诵,也能将名词解释和问答题的分值内容基本背诵下来。这样的教学局面,导致学生的学习思维受到严重束缚,课堂气氛呆板,学生学习兴趣不高,动手实践能力极差。

如何对基因工程课程的考核方式进行改革呢?根据基因工程课程的特点,设置全方位、多环节的考核环节,提高考核动手能力的分值,将有助于提高基因工程的教学质量。首先,降低笔试的比重。课程的总评成绩可以分为平时成绩和卷面成绩两部分,其中平时成绩占35%,卷面成绩占65%。平时成绩包括课堂提问、实验报告的书写及实验结果、实验考试、一篇小论文等。在教学过程中,根据相应的教学方式给学生打分,如本专业的小论文、课堂提问等都可以作为学生的平时成绩,在平时就严格要求,在卷面成绩出来前就要求完成。为了提高学生动手实践能力和实践性教学的质量,把实验考试也列入平时成绩,同时对实验结果严格要求,从而使学生在基因工程实验中重视每次的实验结果。实验考试时,教师直接将每次实验过程中出现的错误或者由于没有真正理解实验原理而导致实验结果不理想等情况作为参考,设置笔试和动手考查两种模式同时进行来了解学生对实验内容掌握的程度、操作动作是否规范等。其次,提高笔试卷面题型的多样性,提高主观题的分值。期末试卷成绩占65%,在理论课试卷命题时,加重主观题的比重,减少客观命题的分值,增加设计题型,如设计今后的毕业论文,或者要求学生写出某一研究课题的设计方案和技术路线,考核学生综合运用知识分析问题和解决问题的能力。比如,以往在考查学生对载体的特征的掌握情况时,可能在问答题中就设计一题目为:“请描述表达载体的特征有哪些?”这样的考查方式简单,只要背诵了教材上的介绍内容,很轻松就能回答。但是,如果将此题目换成一个表达载体的图谱,叫学生描述该表达载体的特征,就更能考查学生是否真正地掌握了表达载体的特征并能否灵活应用。又如,主观题中可叫学生自己设计一种基因工程产品的设计工艺。看似题目很简单,却要求掌握很多综合性的知识,只会死记硬背的学生因为没掌握各个知识点,根本不能完整地回答这个问题。最后,重视学生上交的本专业的小论文。我三年来尝试将学生的小论文作为平时成绩的一部分,结果发现不同的学生根据自己的兴趣爱好和好奇心从不同的角度撰写小论文,有些学生甚至能够写出十分专业的综述性文章,对学生的专业素质具有十分明显的提高作用。

当然,基因工程学作为一门实践性很强的课程,仅仅依靠改革各种考试环节还不能真正最终达到目的。随着各种教学工具的出现和教学理念的更新,不断发现教学中出现的问题,将考试制度改革与其他教学环节改革相互结合,对教学质量的提高具有十分重要的帮助。

参考文献:

[1]朱潮,许文博,黄永昌。中国高等医学教育管理[M].北京:中医古籍出版社,1988:144-160.

[2]帅萍,袁平梅,孙金元,肖海等。高等教育与基础教育的对接。赣南医学院学报,2006,26,(2):314-315.

[3]于林,郑成超,刘学春等。生物技术专业人才培养模式的探讨[J].高等农业教育,2001,(2):29-30.

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