生物技術創新匯總十篇

時間:2023-05-16 16:18:35

序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇生物技術創新范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。

生物技術創新

篇(1)

關鍵詞:

研究性教學;生物技術;創新

生物技術專業是一門涉及領域寬、涵蓋范圍廣、基礎性、應用性和實踐性非常強的新興復合型專業,是現代生物學發展并與相關學科交叉融合的產物。現今生物技術是發展速度較快、開發潛力大、競爭較為激烈的領域,也是最有希望孕育關鍵性突破的學科之一,國家政策、社會需求、生物產業的發展趨勢都為生物技術專業的發展提供了廣闊的平臺。當今社會對生物技術人才的需求并不僅僅局限于基礎知識和基本技能的掌握,而是更多地關注學生的創新能力的大小,對人才培養提出了更高的要求,創新型人才培養已是高等教育的重大時代課題[1]。2005年,教育部在“關于進一步加強高等學校本科教學工作若干意見”的文件中明確提出高等學校“要積極推動研究性教學,提高大學生的創新能力”,這是本科教育文件中首次明確使用“研究性教學”,充分體現了對于高校提升教育教學水平的要求。研究性教學是一種旨在通過學生的主體參與以發展其主體性的教學觀,也可以理解為一種新的教學組織形式,教師積極主動地探索教學問題,把教學變為創造性的、有意義的探究性活動,促進教師和學生的發展。研究性教學以培養創新性人才為目的,在以學生為主體的“探究”過程中獲取知識、訓練技能、培養能力、發展個性。根據社會需求及我校的特點,我們把生物技術專業學生的培養目標設定為通過全面提高課程的教學水平,培養出知識面寬、實踐能力強、具有科學探究能力的創新性應用型人才,如何強化學生實踐創新能力,成為生物技術創新性應用型人才培養目標能否達成的關鍵[2]。近年來,應用研究性教學對培養生物技術創新人才進行了一些探索和實踐,并取得了較好的效果。

一、教師樹立新觀念,不斷提升自身素質與能力

教師樹立新觀念是有效實施研究性教學的前提。教師應樹立以下觀念:(1)以人為本的學生觀。教育要以學生發展為本,關注學生科研創新和實踐能力,注重因材施教,保護并發展學生的創造力,使每個學生都得到發展。(2)堅持真理的知識觀。教師應唯理是尊,鼓勵學生敢于質疑教師不合理的觀念,培養學生獨立思考的習慣。(3)互相促進的發展觀。教師不再只是一個知識傳授者,更是一個啟發者、設計者、引導者、組織者、合作者、鼓勵者和促進者。教師與學生共同參與探索與研究,最終實現教學相長,教師同時也要不斷提高自己的知識水平和研究水平成為學者型和研究型教師[3]。

二、以課題為載體,鼓勵學生進行科學研究

把“教研結合”、“寓學于研”的思想貫穿于生物技術專業的研究性教學過程中,以課題為載體,豐富教學內容,培養學生的創新能力和應用能力,以課題為載體可以充分調動學生的學習自覺性和積極性。在研究性教學中,我們充分尊重學生的學習自由[4],學生根據自己的研究興趣以及實驗室條件,自主選題、分組和創建學生團隊,在合作中提高科研能力、培養團隊精神。此外,學生可以自主設計研究方案,獨立思考、充分表達見解,對學習和研究過程進行自主調控等。給學生們配備專業導師來指導學生的科研,學生可以參與到老師的科研工作中去,也可以申請自己感興趣的課題。鑒于學生缺乏科研經驗,選題方面采取導師命題和學生自主選題相結合的方式,在尊重學生自主選題的前提下,鼓勵學生參加教師的科研項目、申報大學生科研課題、參加企事業單位的課題等。近3年,生物技術專業的學生共獲得50余項國家級、省級以及校級大學生創新創業訓練計劃項目,學院資助本科生科研創新項目180余項,本科生發表50多篇學術論文,其中9篇為SCI論文。

三、建立創新實踐平臺,對研究性教學提供設施

保證創新能力的培養必須在實踐中產生,學生在確定研究方案后,須為學生提供所需的儀器設備、藥品和試劑等保障。我校重視創新實踐平臺建設,先后建成省級首批“基礎課教學實驗室”和“高校基礎課實驗教學示范中心”,“國家級生物學實驗教學示范中心”,江蘇省藥食資源植物生物技術國家重點實驗室培育點和5個(中央財政與地方高校共建)中地共建實驗室。建立了江蘇萬邦、江蘇恩華、江蘇維維等62家校外專業實習基地。建立大學生創新工作室,創設學生創新工作室與實驗示范中心聯動機制,設立專項經費,先后組建、扶持創新創業團隊50余個。

四、優化激勵機制,建立多元化考核方式

從生物技術創新性應用型人才培養目標出發,建立多元化的考核方式,提高學生的學習積極性和創新能力。傳統學科教學評價的主要特點是重結果、輕過程,而研究性教學更多的是關注過程。研究性教學突出強調教學的“實踐性”及“創新性”,考核方式的制定也應該注重提高學生的應用及創新能力,不應以單一的考試成績來評價學生的能力。具體來說可以從學生學習態度、收集與處理信息的能力、技術應用能力、團隊合作能力、研究結果、論文等多種方式進行評價。同時優化激勵機制,如參加科研項目的學生取得一定成績可以獲得學分,完善以選課制為核心的學分制,以適應學生的自主探究學習;建立大學生科研學習評優制度,可在評定獎學金、評先評優以及推薦研究生等方面給予傾斜;對于指導學生科研的教師在補助獎勵、職稱評定上有所傾斜等方式。

五、研究性教學實施的幾點體會

(一)活用教材,拓展第二課堂

教師轉變教學觀念,把研究性教學應用到教學的各個環節中[5],教師要活用教材,給學生樹立知識是不斷更新與進步的建構主義新知識觀,鼓勵學生拓展第二課堂。研究性教學光靠課堂上的有限時間是遠遠不夠的,還需注重利用課堂外的時間,課堂教學必須延伸化。

(二)注意檢查和督促

研究性教學雖注重學生的學習自由,但當學生進行科學研究時,往往會遇到多種多樣的問題。實踐證明,有些學生在進行課題研究過程中一旦遇到一些困難,容易出現喪失信心、產生懈怠情緒等現象,還有些同學不主動與老師進行交流反饋,導致研究進程拖延,最終半途而廢。為避免這些情況的發生,需要導師經常的督促和檢查,充分把握學生的研究進度,在學生需要時進行指導,鼓勵學生繼續進行科學研究,不斷深入,完成相應的課題。

(三)注重創新教育的系統性與連貫性

培養學生的創新能力是一項系統工程,要注重創新教育的系統性和連貫性。例如,在大一時,學生主要進行知識的學習和積累,尋找感興趣的領域,到大二自主選擇導師,在導師的指導下以課題為載體進行科學研究,大三繼續對選定的課題進行深入探究,并盡量在大四專業實習和畢業論文前對課題有個圓滿的結項,以此實現生物技術專業創新教育的系統性與連貫性。對于取得一定成果的優秀課題,推薦去參加“挑戰杯”等大學生科研競賽也取得了很好的成績。研究性教學是研究與教學的結合,這種結合不僅有利于教師將自己科研中的問題和發現融入到教學中去,進而豐富教學內容,有利于提高專業水平;此外,在研究性教學中,學生從傳統的知識接受者轉變為知識的探究與開創者,學生的合作精神、實踐創新能力和學科洞察力也得到了培養。我們將繼續深入探究并應用研究性教學,為培養出知識面寬、實踐能力強、具有科學探究能力的生物技術創新性應用型人才而努力。

參考文獻:

[1]劉彭芝.創新人才培養是重大的時代課題[J].創新人才教育,2013,(01):30-33.

[2]宋廣元,李永平,劉云利.實踐創新能力是應用型人才培養的關鍵[J].中國高等教育,2015,(Z2):65-67.

[3]朱秋穎.研究性教學———培養高校研究型教師的有效途徑[J].教育探索,2010,(01):107-108.

篇(2)

To make innovation on life technology teaching by using information technology

Yanli

Physician Training School, Jinzhou District, Dalian, Liaoning, 116100

Abstract:Based on the information technology teaching means under the background of teachers to provide modern information technology of the different kinds of media (such as projection, video booth, web, etc) as a platform, using the modern educational theory to guide teaching practice, aiming to improve the students' ability to the future society for the teaching goal.

Key Words: Information Technology; Modern Educational Theory; Life Technology Teaching

傳統教學是指教師用傳統教學媒體(如語言、板書、教材、實物、掛圖等), 依據教學進度,把課本內容依次講解給全班的學生聽,強調書本知識的傳承。

基于信息技術背景下的教學是指教師以現代信息技術提供的多種媒體(如投影、視頻展臺、web等)為平臺,運用現代教育理論指導教學實踐,以全面提高學生適應未來社會能力為目標進行的教學。

《生物課程標準》別提出:生物技術的迅猛發展已經顯現出巨大的社會效益和經濟效益,并正在越來越多地影響人類的生活和社會發展。認識和理解有關生物技術在現代社會中的作用十分重要。并強調教師應從生活中的生物技術著手,通過各種實驗和實踐活動,豐富學生對生物技術的感性認識;以多種方式向學生提供豐富的信息,幫助學生理解生物技術的作用。

生物新課程對生物教學提出了新的要求。初中的生物課程都遵從了“提高生物科學素養”、“面向全體學生”、“倡導探究性學習”的相同理念,這樣的要求單純的利用傳統教學是無法實現的,只有與信息技術良好結合才能夠實現教學目標。尤其是“面向全體學生”、“倡導探究性學習”這兩項要求,對傳統教學提出了挑戰,教師必須改變自己的教學方式和教學理念,并應用多媒體才能達到這樣的要求。

多媒體教學的優點很多,如:

一.創設情境激發學習興趣

多媒體的特點是圖、文、聲、像并茂,向學生提供形式多樣、功能各異的感性材料,形象生動的畫面、標準逼真的情景朗讀、悅耳的音樂背景、妙趣橫生的益智游戲,使學生產生如見其人,如聞其聲,如臨其境的感覺。它能激發學生學習興趣,把他們帶入寬松愉悅的學習環境中,讓學生主動探索與進取。

例如,在年級第冊第課,利用動畫講解食品制造中的發酵現象,

用課件展示發酵原理反應式:

再如,在疾病防治中講解《青霉素的作用》,如果是利用掛圖的講解,學生理解比較困難,教師也講解的吃力,但利用FLASH動畫就可以展示這樣一個合成的動態過程,使學生易于理解和掌握。

用flash演示小實驗《青霉素的作用》

實驗證明了青霉素能抑制細菌的生長,所以它能幫助我們抵御細菌的感染。

二.刺激感官機能提高記憶效果

人類獲得知識的記憶保持比率中,視覺和聽覺所占比例遠遠超過其他感官,而視覺和聽覺結合并用能達到最佳學習效果。也就是音像結合能刺激多個感官,又能引起有效注意,有利于記憶力的培養和情感激。

例如,講解食品保存中,用PowerPoint課件展示通過收集資料總結的各種保存食物的方法。

⑴脫水法⑵曬制煙熏法⑶滲透法⑷腌制法⑸巴斯德消毒法

⑹真空包裝法

在講解利用生物技術進行環境保護時,用PowerPoint課件展示污水處理廠如何進行污水凈化。

三.增大教學容量提高教學效率

在信息化的時代,除了要求學生掌握書本知識外,還要求學生學到更多課外知識。運用多媒體教學有助于實現課堂教學的大容量、多信息、高效率。課堂上教師只需輕松點動鼠標,就能在短時間內直觀、形象地演示教學理論的發展過程,揭示概念,使教學內容主線明確,理論分析深刻到位,基礎知識的講解更為詳盡,課堂練習量和內容更為廣泛有趣,新知識的鞏固更為扎實。在演示過程中,教師還可控制演示速度或停頓,既可作為新知識的講解,又可根據班級情況抽出更多時間和精力來提供討論對象,啟發學生主動質疑,引導他們觀察思考。在這種和諧寬松的教學環境中,學生的求知欲望增強了,并且參與意識和探索精神得到了發展,使課堂教學過程出現生動活、輕松高效的局面,教學效率顯著提高。

例如,在講解

生物學課件的制作需要大量的素材,收集素材的途徑主要有三個方面。1、網絡下載,初中教材上的圖片就是好的素材;搜索科技教學圖片;2、收集舊教材相關課件素材,由于網絡上有關新教材的課件一般都需要;3、自己拍攝或學生提供。

舉例說出克隆技術的應用。舉例說出轉基因技術的應用。關注生物技術的發展對人類未來的影響。收集和交流有關轉基因生物的資料。有條件的地方進行實地調查。

1997年2月,克隆綿羊“多利”誕生的標志著人類可以利用動物身上的一個體細胞,產生出與這個動物完全相同的生命體,打破了千古不變的自然規律。

篇(3)

深耕玉米產業鏈搭建產業技術創新平臺

山東福洋生物科技有限公司位于環境秀麗、交通便利的山東省平原經濟技術開發區,是以精細化工和生物工程為主業的高新技術企業。

創新首先要解決創新什么的問題。隨著經濟全球化發展,市場競爭逐漸從單一技術與產品的競爭轉向產業鏈競爭。福洋生物自2009年創立之初就將技術發展戰略作為所有戰略的前提,把系統集成創新作為公司科技創新的主要方向——朝著“發展循環經濟,打造百億強企,帶領百萬農民致富”的目標快速邁進。3年來,福洋按照“資源——產品——再生資源”的反饋式流程,構建了獨具特色的五級循環產業鏈。從綠色種植到飼料,從食品加工到規模養殖,再到包裝運輸業,步步生金。不但使企業實現了科學、跨越發展,而且帶動周邊10萬農民走上致富之路,形成了一條強企富農的金色鏈條。

無論是拉長還是縮短產業鏈,都是在向上游的設計研發和下游的

品牌營銷延伸,都是企業在穩增長的基礎上謀求轉型升級。在發展農業循環經濟過程中,福洋深耕玉米產業鏈,建立了穩定的農產品種植基地,帶動玉米種植基地20多萬畝,搭建了產業技術創新平臺:玉米深加工的玉米蛋白粉、玉米纖維、胚芽餅等副產品作為極好的飼料促進了當地飼料業和養殖業的發展;福洋物流中心、龍門物流園、平原運輸服務公司等多個物流公司及以食品業、包裝業等為重點的第三產業也因福洋的發展而日益壯大。

目前,以福洋的產品為原料帶動的生豬存欄已達4萬余頭,雞鴨養殖2萬余只,聯結農民每戶年增收5000元以上,每年可使農民增收2000萬元,有力提升了當地產業經濟效益。由于公司為當地經濟和社會發展做出了突出貢獻,公司董事長兼總經理張雷達榮獲德州市優秀企業家、勞動模范等榮譽稱號。

為進一步增強農業循環經濟產業的科技支撐作用,建立和完善山東地方特色玉米產業的科技型創新平臺,福洋將繼續堅持科技創新加速產業鏈的全方位延伸,爭取在五年內完成變性淀粉系列產品、生物法制備赤蘚糖醇、葡萄糖酸鈉等項目技術的再提高,完成谷氨酰胺、海藻糖等新產品、新項目的開發與建設,成就高精尖產品和高技術,建立發展潛力巨大的產品體系,不斷培育企業新的經濟增長點,促進福洋公司長足、快速、健康的發展。

產品創新:以技術發展戰略統領創新發展

產品創新是企業發展的不竭動力。作為國內第一家規模化海藻糖生產企業,福洋生物正全力興建年產3000噸海藻糖及20000噸麥芽糖醇的重點項目。該項目以淀粉為原料,采用微生物發酵技術,新上三效蒸發器、離心機、振動硫化床,離子交換柱、結晶罐等主要設備600余臺套。該項目總投資2.6億元,計劃今年7月份開工建設,2014年6月底正式竣工投產。

麥芽糖醇及海藻糖是高檔功能性糖醇產品在食品、化狀品和醫藥領域都具有良好的應用前景,目前主要依靠進口,國內年市場需求量在3萬噸左右,市場需求不斷增長;麥芽糖國內市場需求300萬噸,產量在100萬噸左右;麥芽糖醇國內需求量40萬噸,產量在30萬噸。投產后年均銷售收入3億元,凈利潤8300萬元,上繳稅金3500多萬元。

目前,具有國際先進技術水平的海藻糖及麥芽糖醇項目列入山東省自主創新成果轉化重大專項,已獲國家專利5項,獲山東省科技進步二等獎一項。通過該項目的科學建設,將進一步發揮福洋生物省農字號龍頭企業的積極作用,助力企業發展騰飛。

“十二五”期間,福洋生物將進一步加大科技投入,集成農產品加工的各類要素,優化、完善、提升釀造產業循環發展模式,推動玉米深加工、農產品流通貿易、配套產業、現代服務業聯動的閉合式循環,充分發揮福洋生物科技產業鏈的巨大合力。

科技興企,構筑人才資源新高地

作為一個創立僅3年的民營公司,缺乏政策和資金優勢,福洋公司是靠什么發展起來的?是如何將技術創新工作落到實處的?——人才和技術優勢為福洋發展做出有力支撐。董事長張雷達認為,關鍵是創新機制,核心就是最大程度地激發創新人才的動力和活力。

福洋公司以“年輕、知識、創新”作為企業的發展思路,不斷完善技術創新的體制和機制,始終把人才作為技術創新核心要素,不斷激發創新的動力與活力。在技術創新機制和創新團隊建設上有以下幾點經驗。

一是實施人才強企戰略,加強創新人才隊伍建設。公司注重科技創新,建有省級高標準企業技術中心、省級院士工作站、山東省葡萄糖酸衍生物工程技術研究中心。與山東輕工業學院、上海華東理工大學、南京工業大學合作建立了生物技術產學研基地。2012年4月公司與國家生化中心(上海)建立生物發酵聯合研發中心。目前,公司700名職工隊伍中,科研人員46人,其中研究生12人,本科生26人。

二是建立技術創新激勵機制。通過建立健全人才的培養、使用、激勵和保障機制,福洋施行津貼向一線傾斜、向科技骨干傾斜,制定榮譽獎勵、專家管理、特殊津貼等管理辦法,對貢獻突出的科技骨干實行政治待遇、榮譽獎勵、推舉專家、培訓深造、職稱評優“五優先”,極大地激發了人才的創新激情和活力。2010年公司設立創新獎和貢獻獎,對獲獎同志在公司的工作會上進行表彰與宣傳,此項舉措進一步加強了對技術骨干人才的精神和物質獎勵力度,對鼓勵一線科技人員大膽創新和創造發揮了很好的示范作用。

三是建立有效的創新投入機制。3年來,公司在積極爭取國家投入的同時,不斷加大技術創新的自主投入力度,使得公司自主投入占主營業務收入比例連年突破5%,同時在公司內部建立相對配套的技術創新投入機制。如,統籌研發項目——除國家投入外,公司還有相應的配套投入,雙管齊下形成共同投入機制。另外,公司將研發投入作為考核的重要指標,要求每年必須增加經費投入。

正是技術創新機制和創新團隊建設多點發力,確保了福洋生物人才高地逐漸形成,為培育和開辟新的技術和經濟增長點提供了重要保障。

產學研相結合,打造產業技術創新戰略聯盟

當今社會,科技日新月異,競爭日趨劇烈,誰掌握了高科技,誰就搶占了發展的制高點,誰就贏得了市場的主動權。福洋公司把科技創新、技術進步、產業升級作為企業生存和發展的主要任務來抓。

在發展過程中,福洋生物堅持實施對外合作的戰略模式,積極主動、廣泛深入地與國內外高等院校和企業開展各種形式的合作。以公司技術中心為具體實施單位,福洋已與10多家高等院校和企業開展合作,并擁有多家技術輻射單位,積極推行技術和成果轉化。

合創科技成效顯著。3年來,公司先后研發儲備變性淀粉、有機酸、糖醇系列產品20余個,申請國家專利15項,三項成果通過省級科技成果鑒定,兩項成果獲山東省科技進步二等獎,技術水平均達到國際先進。由于創新成果和區域經濟帶動作用突出,2012年公司被評為“山東省高新技術企業”。

獨木不成林。在確保海藻糖項目順利建設的同時,公司計劃今年下半年再投入2.3億元,建設年產8萬噸葡萄糖酸鈉項目,力爭2014年上半年順利投產。項目采用國際先進的生物發酵技術,產品市場前景廣闊。該項目的優勢:一是成本低。以公司自有淀粉為原料,原料豐富,價格低、質量好;二是經驗豐富。前期6萬噸葡萄糖酸鈉項目積累了豐富經驗,開拓了廣闊的海內外市場;三是科研實力雄厚。繼續借力聯合研發中心及山輕工在菌種優化、工藝改進、降低生產成本等方面進行攻關。目前,華理已將該課題列入十二五期間三項重點課題之一,配備4博、2碩的科研力量。該項目建成后年可實現銷售收入5億元,利稅8000萬元,經濟效益和社會效益顯著。

篇(4)

2文獻回顧與研究變量

2.1文獻回顧

接力創新的淵源可以追溯到Pavitt對“基于科學的高科技部門”的論述[6]以及國家創新系統中“基于科學的體制”[7-8]。“模式2”等理論也強調了“后現代”社會中科學研究與創新的交互作用[9],并進而形成“三螺旋”模型所描述的大學承擔企業功能、企業承擔學術功能的現象[10]。這些經典研究(但不限于這些研究)事實上分離出一類基于科學的創新。例如:Pisano認為科學的深度參與導致生物制藥是“基于科學的商業”[11];陳勁、趙曉婷和梁靚指出生物制藥等領域的創新是“基于科學的創新”[12];對納米產業的研究也佐證了這種特性[13]。那么,這類基于科學的創新如何才能獲得成功?生物制藥創新研究逐步揭示出接力創新這一新型創新模式,給這個命題提供了較為完美的答案。①文獻[3]提出:專家型公司是建立在科學研究的基礎上的、專注于分子生物學研究和現代生物技術研發前端的小型生物技術企業;而核心公司是在新藥的研發、生產和營銷等方面具有綜合組織能力的大型一體化公司。生物制藥源于20世紀70年明的DNA重組技術[14],當前已成為涉及分子生物學、基因組學、蛋白質組學、遺傳學、生物化學、組合化學、生物信息學、計算科學和納米技術等眾多科學技術的復雜體系[11]。文獻[15]指出生物制藥創新主要來自大學,大學、公共研究機構、盈利性公司等不同類型的組織在創新過程中建立聯系、共同參與創新[16-18],大型制藥公司與利用生物技術開發新藥的專業化企業之間是合作關系[19]。李天柱、銀路和石忠國等最早提出生物制藥創新中專家型公司與核心公司之間合作的本質是兩者的接力創新,技術轉讓、合同研究、并購、聯盟等常見的合作方式其實是實現接力的具體手段[3]①。在此后的研究中,李天柱等進一步針對生物制藥起源于基礎科學研究的特性,將大學等公共研究機構納入接力創新框架,提出了接力創新的完整概念,分析了“大學-專家型公司-核心公司”之間的主要接力關系和接力方式[1],并探討了接力創新的一般規律和發生機理,比較了接力創新與合作創新(包括產學研合作)、開放式創新和二次創新等其他典型創新模式的異同及應用思路[2]。雖然接力創新概念的提出時間較晚,但是由于它對基于科學的創新具有重要價值,已引起了一些學者的關注。文獻[5]驗證了信息產業中廣泛存在接力創新且它具有自身的特性;有學者運用接力創新研究了區域創新平臺、新興產業載體等[3-4,20-21]。然而,總體來看,目前關于接力創新的研究主要是基于生物制藥產業開展的,而生物農業產業等其他基于科學的產業是否遵循接力創新及其特性則尚無專門研究。

2.2研究變量

本文旨在驗證前人對接力創新的推斷,但是由于針對農業生物技術的類似研究尚屬空白,因此本文實際上屬于對農業生物技術接力創新的探索。針對這一研究目的,首先,本文將研究問題明確為“農業生物技術是否遵循接力創新,如果遵循,那么是否具有自身的特殊性及其形成機理是什么”,以避免被海量數據所“淹沒”[22];其次,除了可從研究問題直接推出的研究變量外,本文并未事前指定其他變量,以防止在研究過程中束縛思想、阻礙新理論的構建;最后,本文借鑒現有文獻的邏輯,但盡量保持開放心態,以免限制研究發現和產生偏差[22]。基于上述思想,根據代表性文獻[1-3]鋪墊的理論基礎,本文利用如下變量研究農業生物技術的接力創新:1)接力創新。接力創新的本質是:能力顯著異質、優勢明顯互補的創新主體共同參與創新,但各主體加入創新過程的時間有先有后,且它們承擔不同的任務,在創新過程中地位平等、缺一不可、各司其職、很少“越界”,主體間的順序接力推動創新獲得成功。也有文獻指出,在新興技術的創新中,能力互補的創新主體通過聯盟等組織間合作方式共同完成創新是一種普遍現象[23],因此不能認為只要多個主體共同參與的創新就屬于接力創新。為了使研究更加嚴謹[24],針對接力創新變量,本文提出一個競爭性解釋:農業生物技術不遵循接力創新,實際上只是采取了戰略聯盟等合作創新模式。2)接力關系。接力關系這一變量是參照當前接力創新最為典型的生物制藥產業而提出的,其存在的前提是接力創新變量能夠得到較好的解釋。具體而言,農業生物技術創新過程中可能存在如下接力關系:第一,以不同創新主體之間的知識創造接力為主線;第二,以不同主體之間的知識產權接力為實現手段;第三,以金融接力為支撐,即創新過程中存在不斷有新的資金加入、原有資金退出的接力現象;第四,創新過程中政府支持政策也具有與金融支撐類似的接力現象。3)接力方式。接力方式是上下游創新主體之間實現接力的具體手段。參照生物制藥技術的接力創新,農業生物技術創新的主要接力方式應包括授權許可、平臺技術轉讓、合同研究、并購、聯盟等多種方式。與接力關系變量相類似,接力方式變量存在的前提也使接力創新變量得到較好的解釋。

3研究設計

3.1研究邊界

按照一般理解,農業生物技術是運用基因工程、發酵工程、細胞工程、酶工程及分子育種等生物技術改良動植物及微生物品種的生產性狀,培育動植物及微生物新品種,生產生物農藥、獸藥和疫苗的新技術[25]。該定義指出,農業生物技術建立在以DNA重組為核心的現代生物技術體系的基礎上,從而與其他農業技術區分開來。例如,袁隆平院士發明了“雜交水稻”技術,為中國和世界做出了巨大貢獻,但是該技術沒有利用DNA重組及其他現代生物技術,因此不屬于本文研究的農業生物技術①。

3.2研究方法

案例研究最適合于研究“怎么樣”(how)和“為什么”(why)的問題[24]。案例研究以案例為基礎,從中歸納產生理論,理論的產生完全根植并升華于案例內或案例間的構念之間的關系及這些關系所蘊含的邏輯論點[26]。案例研究可分為單案例研究和多案例研究[27],其中多案例研究在有效性和普適性方面比單案例研究更具優勢[28-29],特別是當多個案例同時指向同一結論時,案例研究的有效性更會顯著提高[24]。本文對農業生物技術接力創新的探索正屬于“how”和“why”的問題,適合于采用案例研究方法。考慮到歸納理論的有效性,本文采用多案例研究方法。

3.3數據收集

案例研究中常用的數據來源包括文獻、檔案記錄、訪談、直接觀察、參與性觀察和實物證據[30],本文采用文獻分析作為數據收集方法。數據收集按照下面步驟進行:第一階段,研讀有關行業報告和資訊收集,找出已進入商業化階段的農業生物技術。在這一階段,國家科技部高新技術司編寫的《中國生物產業發展報告》等權威報告、生物谷②等專業網站提供了最初的篩選范圍。第二階段,針對收集到的農業生物技術名錄,廣泛收集其技術創新過程的信息,獲得大量零散的技術創新片段。在這一階段,除了論文、研究報告等文獻外,維基百科③、谷歌、果殼網④等網站也是豐富信息的重要來源⑤。第三階段,使用三角驗證法確認數據的質量,即研究者可利用多重證據來源和多重研究方法以減少偏見的影響[31]。第四階段,將經過驗證的創新案例片段進行拼接,從而得到完整的案例。在收集數據資料的過程中,筆者還建立了案例檔案和證據鏈以保證案例質量。不可否認,諸如文獻分析這種二手數據收集方法與訪談法、觀察法等相比確實并非最優選擇,這是在現有研究條件約束下所做出的一種滿意決策。由于本文是從總體上對農業生物技術創新進行研究,不以研究每個案例的微觀過程為目的,因此通過上述過程收集的案例資料可以滿足研究要求。待條件成熟時,再進一步利用一手資料驗證本文研究。3.4案例簡介多案例研究所需的案例一般以4~10個為宜[22],所選取的案例要具有較大的典型性和極端性,并具有獨特的研究價值[32]。本文選擇表1中的8個案例作為研究對象。案例選擇主要基于3個標準:一是盡可能廣泛覆蓋生物農業的相關領域,以提高研究結論的普適性;二是盡量針對典型的農業生物技術及企業,以提高案例的典型性和代表性;三是在滿足前兩個標準的前提下,盡量采用涉及中國企業的案例,以增加對中國的指導價值。需要指出的是,由于拼接案例受到數據來源的限制,因此肯定還有其他典型案例無法得到,這可能在一定程度上影響本文的研究質量,但筆者認為表1中的案例已可以較好地滿足研究需要。

4研究發現

4.1農業生物技術接力創新的特性

表1中的案例具有一個共同特征:一項農業生物技術創新的全過程主要表現為,不同企業先后加入創新過程,分別完成創新鏈上不同環節的任務,創新是通過上下游企業之間的接力傳遞而逐步推進的。這一特征與接力創新的本質是一致的,因此可確定接力創新是農業生物技術的重要創新模式。例如,NaturalIndustries公司在成功研發了生物抗蟲害技術后于2012年被諾維信公司(Novozymes)收購,諾維信公司將此技術應用于水果、蔬菜等農作物種植市場。在這項創新中,NaturalIndustries承擔上游的研發任務,諾維信公司在NaturalIndustries的基礎上繼續完成商業化,屬于典型的接力創新;在諾維信公司和孟山都公司(Monsanto)的聯盟中,諾維信公司負責研究提高抗病蟲害能力、作物產量和土壤肥力的生物土壤改良技術,孟山都公司在諾維信公司研發的基礎上完成田間試驗、注冊與商品化,這也是典型的接力創新;孟山都公司收購Asgrow、Holden等公司的目的是利用這些公司的市場網絡將其玉米、大豆等轉基因育種技術推向美國、比利時等國家的市場,本質上是孟山都公司完成上游的技術研發、Asgrow等公司完成下游的商業化,這也是接力創新的具體表現。表1中的其他案例也遵循類似的接力創新模式。事實上,筆者所收集的案例數量遠超表1中的案例數量,只是很多案例因不夠完整、不夠具體或不夠典型等而未被納入分析,但其中很多案例也表現出上下游創新主體順序接力的特性。必須承認,表1中的案例確實存在多個創新主體參與并廣泛運用聯盟、并購等合作方式的事實,但本質上還是上游主體完成其承擔的任務后,像接力賽跑那樣傳遞給下游主體繼續開展后續任務,因此屬于接力創新而非一般意義上的合作創新,變量1的競爭性解釋可以排除,對生物農業中廣泛存在接力創新現象的支持進一步加強。但是,與生物制藥技術等相比,農業生物技術的接力創新表現出自身的顯著特性。1)農業生物技術的接力創新主要發生在轉基因作物、生物防護等領域,而在生物農藥、獸藥和疫苗等領域出現得較少。即便在轉基因作物等接力創新的易發領域,接力創新也是最近10余年才逐步興起的,一些生物農業巨頭曾獨自在這些領域取得了成功,如孟山都公司推出了保鈴抗蟲棉花等。因此,筆者認為,接力創新是農業生物技術創新的新趨勢,該發現修正了文獻[1]的結論———文獻[1]曾推測生物農業應像生物制藥業那樣普遍遵循接力創新模式。2)文獻[1]和文獻[2]指出,生物制藥技術的創新基本上遵循“大學—專家型公司—核心公司”(如忽略掉大學,則為“專家型公司—核心公司”)順序接力的單一模式。但是,農業生物技術的接力創新明顯分化為3類(如表1所示):第一類,專家型公司與核心公司的接力,如“NaturalIndustries-諾維信”和“TJTechnologies-諾維信”,這與生物制藥技術的接力創新基本一致;第二類,核心公司與核心公司的接力,如“諾維信—孟山都”、“孟山都—禮來(EliLilly)”及“孟山都—拜爾作物科學(Bayer)”,這與生物制藥技術的接力創新有差異較大;第三類,核心公司與其他中小公司的接力,如“孟山都-Asgrow、Holden”、“孟山都—中國種子集團、河北中業集團”及“杜邦先鋒(Dupont)—山東登海種業”,這與生物制藥技術的接力創新恰好相反。3)農業生物技術的接力創新極少涉及大學,或者說鮮有直接利用大學科學發現的情況———這進一步修正了文獻[1]的結論。文獻[1]曾猜想,農業生物技術與生物制藥技術一樣,創新應直接建立在大學科研的基礎上。同時,農業生物技術創新對專家型公司的依賴相對較弱,很多重要技術都是核心公司研發的。理論上講,農業生物技術與生物制藥技術一樣,其前端研發工作最適合由專家型公司承擔,但這一特性并未得到案例的支持。

4.2接力關系

農業生物技術創新中的接力關系大體上符合變量定義中對接力關系的陳述,但又有不同表現。1)以知識創造接力為主線。接力創新的本質是通過上下游創新主體之間的順序接力,逐步完成創新中最基本的知識創造過程[1]。已證明農業生物技術的創新遵循接力創新模式,因此創新生態系統必然圍繞知識創造及其順利接力進行構建。例如,在“諾維信—孟山都”的接力創新案例中,諾維信公司將自己研發的土壤改良技術知識傳遞給孟山都公司,由孟山都公司繼續創造田間試驗、注冊及商業化等方面的知識。表1中的其他案例也是如此,不再贅述。2)以知識產權接力為手段。在接力創新中,知識產權也是一個與知識創造協同發展的接力過程,知識產權轉移成為創新主體實現接力的手段。在這一點上,農業生物技術的接力創新符合接力創新的一般規律[1](具體的接力方式詳見下文分析)。3)對金融支撐的接力需求不強。接力創新對金融支撐通常有強烈的需求,如生物制藥需要公共財政、天使投資者、風險投資、核心公司、資本市場等復雜資金接力支撐整個創新過程[1]。在農業生物技術的第一類接力創新中,位于創新鏈上游的專家型公司主要依靠風險投資和公共財政的資金,在創新任務被傳遞到核心公司后主要依靠核心公司的資金和資本市場的資金,因此整個過程表現出一定的金融支撐接力性質。在農業生物技術的第二類和第三類接力創新中,整個創新過程都主要依靠核心公司的資金和資本市場的資金,金融支撐接力的特性并不顯著。總體來看,雖然農業生物技術創新面臨高度的不確定性和風險性,投入巨大、周期漫長,但是對金融支撐接力的需求卻不強烈———這與接力創新的現有理論相比可謂大相徑庭。4)強烈依賴政策支持接力。政府政策在農業生物技術創新中發揮重要作用。以轉基因作物為例:實驗室研究階段需要有利于轉基因實驗、動植物新品種專利保護等方面的政策;育種研究階段需要政府開放對轉基因動植物新品種試驗管制、大規模田間試驗審批等方面的政策;更突出的是,生產和商業化階段的成敗在很大程度上取決于申報審批、品種審定和證書發放、大規模種植許可及國際貿易管制等一系列有利政策。只有在創新的不同階段分別配置合適的政策且各政策之間無縫銜接,才能為農業生物技術創新奠定良好基礎,任一環節上的政策變化都可能給創新造成重大影響。2012年歐盟質疑孟山都公司的“NK603”轉基因玉米的安全性,曾造成孟山都公司所有的轉基因作物都面臨被歐盟禁止的威脅。政府政策對新興產業創新普遍具有重要意義[33],但是像農業生物技術這樣對政策支持接力的依賴如此之高是罕見的。

4.3接力方式

農業生物技術的3類接力創新具有相對穩定的接力方式,不像生物制藥創新的接力方式那樣動態復雜。下面針對3類接力創新分別論述。在第一類接力創新中,上下游企業間的接力方式主要是并購。通常是下游的核心公司并購上游的專家型農業生物技術公司,這與生物制藥創新中專家型公司整體出售這一接力方式的相似度較高。采用這種接力方式的一般情況是,上游企業提出創意且技術研發已成型,而下游企業擁有田間試驗、申報審批、市場推廣等一系列加速技術商業化的能力,且下游企業的營銷網絡和顧客基礎規模較大,能使技術在商業化環節發揮更大價值。同時,上游的專家型公司大都是借助風險投資創辦的,通過并購可獲得較高的企業價值溢價,風險投資愿意推動這樣的并購;而下游的核心供公司則擁有充足資金可為并購支付較高價格。諾維信公司收購NaturalIndus-tries和TJTechnologies都屬于這種情形。在第二類接力創新中,上下游企業間的接力方式包括聯盟、技術轉讓、授權許可等,這些方式的本質都是通過簽訂某種契約將知識產權從上游企業傳遞到下游企業,我們統稱為協議合作。協議合作普遍發生在核心公司之間,一般是上游的核心公司提出研發創意且完成基礎研究和實驗開發,而下游的核心公司完成申報審批、市場推廣等商業化工作。其中,如果采用聯盟方式,則會按照企業對創新的貢獻預先約定好利益分配辦法,上下游企業通過分割創新的終端收益獲得各自的回報。“諾維信—孟山都”的接力創新聯盟即是如此;如果采用技術轉讓或授權許可,那么上游企業通常事先劃定下游企業使用技術的范圍和條件,上游企業除了獲得一筆技術轉讓費(或技術許可的門檻費)外,通常還能在未來創新成功后獲得從創新收益中分成的權利。孟山都公司將其轉基因抗除草劑大豆技術許可給拜耳作物科學就采用了這種方式。在第三類接力創新中,上下游企業間的接力方式包括股權收購、合資等途徑,我們統稱為資產聯結。使用資產聯結這一名詞是因為這種接力方式一般發生在上游企業為核心公司而下游企業規模較小的情況下,核心公司掌控全部技術研發及田間試驗、申報審批等后期創新工作,但在最終拓展市場(尤其是拓展國際市場)時面臨較大障礙,因此以股權收購或合資方式控制下游企業,借助下游企業擁有的市場網絡以及對特定市場熟悉等優勢加速技術創新擴散。這種情形與第一類接力創新中核心公司收購上游專家型公司的方向恰好相反、目的也不同,為區別方便稱之為資產聯結。杜邦先鋒與山東登海種業合資成立山東登海先鋒種業有限公司,將其轉基因玉米種子推向中國市場就是以資產聯結方式實現創新接力的實際反映。此外,接力方式變量中包含的合同研究、平臺技術轉讓等典型接力方式并未在生物農業產業中發現相應的案例,這也反映出農業生物技術接力創新的不同之處。

4.4其他發現

除了上述基于3個變量得到的發現外,筆者在研究過程中還發現中國企業在農業生物技術創新中主要參與第三類接力創新,基本上是承接跨國公司已研發成功的技術并將之拓展至中國市場。從企業創新管理的角度看,中國企業采取這種方式可以規避生物技術研發的高度不確定性和風險,且可獲得相應的創新收益。然而,從企業的核心競爭力和中國生物農業發展的角度看,這種接力創新愈演愈烈可能使中國企業逐漸喪失自主研發的動力和熱情,并使中國生物農業的核心技術受制于人,因此必須引起高度重視。

5農業生物技術接力創新的形成機理

以轉基因作物為例的農業生物技術創新過程可抽象為圖1。圖1農業生物技術的創新過程(以轉基因作物該過程由上游的實驗室研究、中游的育種研究和下游的大規模生產與商業化3個序貫相連的階段構成,每一階段又可細分為更多階段。3個階段的主要任務和所需能力存在顯著差異:實驗室研究的目標是克隆目的基因,創造轉基因作物品系,因此基礎研究能力在這一階段最為關鍵②;育種研究的目標是開發育種工藝和方法,并通過小規模田間種植試驗對工藝方法和安全性進行檢驗(試驗面積約為100m2),這一階段也有較強的科學研究成分,但更接近生產技術和工藝的研發;規模生產和商業化階段的目標是,通過大規模田間釋放試驗確定穩定的育種技術和工藝,并對試驗成功的作物品系進行申報審批和開展商業推廣,因此,除了研發能力外,對政府的公關能力和商業化能力也至關重要。平均而言,農業生物技術的創新周期長達13年、投入超過1.3億美元。其中,創新鏈上游的實驗室研究能否成功具有非常大的不確定性,創新鏈下游的大規模生產和商業化面臨的風險同樣驚人,尤其是能否通過品種審批具有巨大的不確定性,整個創新周期中約三分之一到一半的時間用于通過政府審批,平均審批費用超過3500萬美元。此外,商業性推廣還面臨不同國家在政策、社會和國際貿易方面的嚴格壁壘[34]。農業生物技術創新的過程和特點與接力創新發生的一般規律十分吻合[2]。具體而言,受規模、資金、公關能力和市場網絡等因素的限制,專家型的農業生物技術公司基本上不具備完成整個農業生物技術創新的能力,也無力承擔創新過程中的風險(尤其是下游風險),因此通常聚焦于從事創新中前段的實驗室研究或育種研究,或在創新后段的商業推廣、大規模種植等環節參與進來,因此此時不確定性已很低。孟山都、諾維信這類核心公司擁有完成整個創新過程的能力,但創新的不同階段所需的能力存在較大差異,由核心公司獨自完成創新仍是低效率的。特別是在實驗室研究環節,核心公司的能力有時明顯弱于專家型公司。而在創新后端,單獨一家核心公司———不論其規模和影響力如何巨大———突破不同國家的政策、社會及國際貿易等方面的障礙都顯得力不從心。因此,根據農業生物技術創新在不同階段的特點,由優勢能力各異的企業分別承擔創新任務,通過接力合作推動創新成功無疑是更好的選擇。

但是,農業生物技術自身的特殊性又使其接力創新具有如下自身的特性:1)農業生物技術體系龐大、涉及領域較多,不同細分領域存在一定差異。我們觀察到,一些農業生物技術(如生物農藥技術、獸藥技術等)的研發難度不像轉基因作物那樣大,其創新風險相對較低,尤其是遭受的政府管制相對寬松。這些技術的創新可能在一家規模較大的公司內部或采取其他合作創新方式即可完成,因此農業生物技術接力創新的發生范圍不如生物制藥技術那樣普遍。同時,根據我們的不完全觀察,在生物技術產業發展早期,專門從事農業生物技術研究的專家型公司相對較少,因此孟山都等核心公司只能自己開展技術研發并完成創新過程。近十幾年來,從事農業生物技術研發的專家型公司的數量開始增加,這在一定程度上解釋了最近10余年接力創新(尤其是第一類接力創新)在農業生物技術領域才大規模興起的原因。2)生物制藥技術創新所需的異質性能力嚴格分布在不同的創新主體中,只能采取“大學—專家型公司—核心公司”的接力方式[1]。而農業生物技術創新所需能力的分化并不像生物制藥技術創新那樣嚴重,可根據實際情況在不同階段有目的、有選擇地配置不同類型的創新主體,這加速了接力創新的分化。有些技術研發專家型公司的能力突出,而商業化能力掌握在核心公司手中,從而形成第一類接力創新。例如,對于“TJTechnologies—諾維信”的接力創新,諾維信公司的副總裁Videbk表示:“TJTech-nologies的生物解決方案提高了作物產量、業內領先,可與諾維信形成互補”。有些技術的研發能力掌握在一家核心公司手中,而商業化能力掌握在另一家核心公司手中,從而形成了第二類接力創新。例如,對于“諾維信—孟山都”的接力創新,諾維信公司的首席執行官Nielsen認為,這“很好地將諾維信的微生物研發能力與孟山都的田間試驗和商業化能力結合起來”,而孟山都公司的首席技術官Fraley認為,“這是技術推向成熟發展的催化劑”。還有一些技術從研發到商業化的能力都掌握核心公司手中,但在技術擴散過程中運用其他公司的資源和網絡更易克服市場拓展過程中的障礙,從而形成了第三類接力創新。例如,山東登海種業的規模遠小于杜邦先鋒,但前者在開發中國市場時卻具備杜邦先鋒所沒有的本土化優勢。3)大學科研更熱衷于針對人類健康醫療的研究(如干細胞等),直接滿足生物農業創新需要的最新前沿科學成果相對較少。這造成農業生物技術創新只能更多地利用相對成熟的現代生命科學發現,大學主要提供基礎理論和基本的技術手段,所給予的是間接支持。這可以解釋為何在農業生物技術創新中大學進入接力環節的案例較為罕見。而生物制藥技術創新的前端離不開大學的參與,這很大程度上是因為生物制藥的研發不僅直接建立在大學科研的基礎上,而且大學也樂于為生物制藥提供直接可用的最新成果。此外,由于大學科研更重視人類健康醫療,因此大學衍生的專家型公司聚焦于農業生物技術的就相對較少。這可以解釋農業生物技術接力創新對專家型公司的依賴性不強的現實,其實質是缺乏可以依賴的專家型公司。在前述分析的基礎上,結合生物農業的其他特點,可進一步解釋農業生物技術接力創新的其他特性。就接力關系而言,農業生物技術創新對資金的需求無疑是巨大的。由于僅有一部分新技術是由專家型公司開發的,很多農業生物技術都是由核心公司負責研發、生產和商業化的,因此核心公司的資金實力、從資本市場融資的能力完全可以支撐整個創新過程。這造成農業生物技術創新對金融支撐接力的依賴遠低于生物制藥技術。但是,農業生物技術(尤其是轉基因作物)在世界任何一個國家都是社會爭議的焦點,更是政府嚴格監管的對象。針對轉基因生物的政策法規不僅嚴格,而且相關政策法規密集地分布于從實驗室研究到商業化的各個環節,政策變動對于創新進程而言可能是致命的,這種特性導致農業生物技術創新高度依賴政府支持政策的接力。就接力方式而言,在第一類接力創新中,核心公司理論上也可以像生物制藥技術創新那樣采取協議研究、平臺技術轉讓、授權許可等方式從專家型公司那里獲得技術,但是表1中的案例全部采用并購方式。我們認為,這是核心公司出于對風險規避的考慮。在我們觀察到的農業生物技術創新案例中,核心公司并購的專家型公司均為已成功完成技術研發甚至開始初步商業化的公司,這使得核心公司在此基礎上進一步開展商業化的不確定性大為降低。雖然并購需要付出較高的溢價,但是可一并得到新技術和專家型公司的技術平臺、研發團隊等重要的創新資源,能夠顯著提高核心公司的吸收能力,給技術的商業化進程提供技術保障。如果采用協議研究,那么核心公司一般需要在研發前期就介入,這不僅要支付給專家型公司一筆固定費用,而且要依據技術研發進程支付里程金,并可能需要在商業化成功后付給專家型公司以一定比例的利益分成,更重要的是技術研發能否成功仍是不確定的。如果采用平臺技術轉讓、授權許可等方式,核心公司除了要一次性付出固定費用及未來商業化成功后的利益分成外,所面臨的最大風險是在商業化過程中很難得到專家型公司的專有技術能力的保障。在第二類接力創新中,上下游企業為勢均力敵的核心公司,并購這種接力方式很難被雙方接受,協議合作自然成為更明智的選擇。第三類接力創新采用資產聯結實現接力,主要是因為核心公司要掌控商業化過程。中種迪卡公司總經理汪泓在談到與孟山都公司的合資時曾表示:“商業育種企業必須保證從育種、制種到銷售全過程不脫節,否則企業的運營風險很大”。但是,下游的小公司本身不擁有核心技術,并購這類公司往往不符合核心公司的戰略,技術轉讓、授權許可等接力方式在控制方面又面臨風險,此時資產聯結就成為較好的折中選擇。

6結語

6.1研究結論

本研究發現,接力創新是農業生物技術創新的最新趨勢,其形成機理遵循接力創新的一般規律。農業生物技術創新管理應以接力創新為理論指導,同時重點考慮本文所揭示的一些特性,主要包括:第一,農業生物技術的接力創新主要發生在轉基因作物、生物防護技術等領域,并分化為“專家型公司-核心公司”“核心公司—核心公司”及“核心公司-其他小公司”3種類型,且接力鏈條的前端極少涉及大學,創新過程對專家型公司依賴不強,核心公司在農業生物技術創新中發揮很大作用;第二,農業生物技術的接力創新對金融支撐接力的需求并不強烈,但高度依賴政策支持接力;第三,農業生物技術的接力創新主要采用并購、協議合作和資產聯結等方式實現接力,而合同研究、平臺技術轉讓等典型的接力方式則罕有出現。農業生物技術的接力創新之所以會形成自身特性的原因是:首先,農業生物技術的不同細分領域存在差異,即有些領域迫切需要接力創新,而有些領域的需求不大明顯;其次,農業生物技術創新所需能力的分化并不嚴重,可根據創新的實際情況在不同階段有目的、有選擇地配置不同類型的創新主體,這加速了接力創新類型的分化;最后,大學科研中直接針對生物農業的最新前沿成果相對較少,因此無法將大學納入接力創新鏈條,由大學衍生的專家型公司較少承擔前端的技術研發任務。上述這些因素進一步造成農業生物技術創新在很大程度上依賴核心公司,而核心公司自身的能力決定了創新對金融支撐接力的依賴不強。然而,由于轉基因作物等農業生物技術具有高度敏感性,因此政府對之嚴格管制,這致使其創新過程非常依賴政策支持的接力。而在具體的接力過程中,為了規避技術研發、商業化等環節面臨的各種風險,并購、協議合作和資產聯結成為主要的接力方式。

篇(5)

二、現代生物技術課程教學改革的措施

1.注重第一次課的準備和講授,激發學生對本課程的學習興趣。第一次課主要包括緒論的講授和課程信息介紹,它就好像是老師和學生初次見面遞出的一張名片,緒論講解把本課程的主要研究內容和成果展示給大家,課程信息介紹使學生了解教學的目的和任務、重點和難點,應讀哪些參考讀資料。通過第一次講授,使學生從已知世界中尋找課程的最佳切入點,從實際需要中尋找與課程的最佳結合點。緒論既包括了生物技術的起源與發展過程,又展現了現代生物技術的重要地位和意義,以及最新的研究成果和發展動態。因此在講授時以生物技術已取得的某些重大的或和我們生活中能接觸到的相關成果來激發學生的學習興趣,由此激發學生對本門課程的學習興趣和學習自覺性,為今后的教學奠定良好的基礎。2.加強實驗課的教學。以實驗室現有的條件為基礎,按“重視基本技能,開出經典實驗,增加綜合性、開創性實驗內容”的原則對實驗進行整合、歸類,加大了綜合提高性實驗的比例。讓學生根據自己的興趣和發展方向,結合生物技術的“五大工程”,自主設計實驗,采用開放實驗室的方式,學生自主完成。如考研的學生注重基本理論的學習,加強基因工程實驗的設計和操作,掌握基因克隆、基因定向改造、PCR技術、熒光定量PCR技術等實驗技能及其在未來科研中的應用。就業方向的同學以應用性實驗為主,如設計細胞工程實驗,讓學生進行愈傷組織培養及植株再生,觀察植物如何從一個細胞成長為完整的植株,深刻理解植物細胞的全能性。發酵工程實驗讓學生學習米酒、酸奶的制作,學習發酵的原理及發酵罐的使用,從自己生產的產品中獲得成就感。在整個實驗過程中,以學生為主體,老師協助指導的方式,由此提高學生的獨立思考、操作和協作能力,培養學生的互助合作精神,增強學生之間的感情。3.加強教學與科研的互動,把現代生物技術的最新成果引入教學中。教學與科研互動是本科院校的重要特征,科研是知識和技術創新的基本途徑,是新知識的源泉。在多年的教學實踐中我們發現,生物技術相關教材編寫的全面性和編寫速度遠遠跟不上該領域的發展速度,而課題研究中所使用的往往是較先進的思路和技術手段,因此在保證學生系統掌握現代生物技術基本理論和實驗的基礎上,時刻關注該領域的發展前沿和熱點問題,歸納整理,在自己教案相關章節的講授過程中補充進去。例如在講授核酸分離純化時,除了傳統的提取方法外,結合本院省級實驗示范中心的羅氏高通量核酸純化系統,介紹高通量核酸純化系統的工作原理;講授普通PCR的原理時,結合自己科研中基因表達的定量檢測,介紹熒光定量PCR原理;講授DNA雙脫氧測序和化學降解法測序時,對最新的Roche454測序技術,IlluminaSolexa測序技術和ABI的SOLiD測序技術等高通量測序技術進行介紹,并展示自己科研中所克隆新基因測序的結果并對結果進行分析,把抽象的DNA序列形象化;在講授高等植物基因工程這部分內容時,把自己課題中從“基因克隆、表達載體構建、植物轉化、獲得相應表型的轉基因植株”的整個過程的圖片完整地展示給學生,使學生對神秘的轉基因技術有了感性認識。同時吸收有科研興趣的優秀學生參與到教師的科研中來,使學生的畢業論文(設計)與教師的課題相結合,增強學生的科研意識和創新能力。另外老師要帶領學生走出校門,深入工廠、田間,了解生產中的實際問題,大大培養學生理論與實踐結合,解決實際問題的能力,真正實現“用得其所”的創新教育模式。

篇(6)

中圖分類號:G424 文獻標識碼:A

21世紀是生物的世紀,我國目前無論是生物技術的研究及產品開發人才,存在嚴重不足。在用人單位求賢若渴的同時,大量生物技術畢業生卻不能找到合適的崗位,校園里以傳統教學方法培養出來的應試人才不能滿足企業對人才的要求。隨著國家高等教育改革的不斷深化和當今社會發展對人才的需求,高等院校培養人才的目標和模式也面臨挑戰。生物技術是應用型學科,與日常生活及生產實踐聯系密切,因此,如何培養學生的動手能力及創新意識,要在本科培養計劃中扮演重要角色,同時要提供良好的條件和各種實踐平臺,讓學生多接觸社會,了解社會,為日后的創業撒下種子。近年來,我們結合湖北省“戰略產業人才培養計劃”,對生物技術創新創業型人才的培養模式進行了探索與實踐,并取得一定的經驗,現總結如下,供相關同行參考。

1 明確的目標定位

江漢大學生命科學院生物技術自成立以來就以服務武漢,立足湖北,面向全國為己任,并圍繞“武漢國家生物產業基地”的建立和發展需求,培養符合武漢及周邊地區生物技術企業要求的應用型創新創業人才。近年,我院生物技術專業成功申報了“湖北省戰略產業人才培養計劃”,更明確了“創新型”,“創業型”作為我院生物技術人才的培養目標。

2 彈性的學分制教學

科學合理的課程體系是實現培養目標,構建學生知識結構和綜合素質的前提和保障。根據國家高等教育發展的趨勢和要求,經湖北省教育廳批準,學校于2011年開始實行學分制改革,我們同步參考國家對生物技術專業的培養方針,結合本學院學科發展的特點,采用彈性學分制原則,學生按要求修滿學分即可申請畢業,學習年限在3~5年彈性變動。同時,對以往教學計劃中的理論課程進行了優化和整合,注重引導學生根據自身情況和特點,主動設計和選擇主攻方向,給學生更大的自主選擇空間。在專業課中,主干課程作為專業必修課程學分占全部學分的26%;專業選修課學分占總學分的22%,并根據學院師資隊伍及科研特色,將設置的專業選修課分為生物農業技術、生物技術制品兩個方向的模塊課程供學生自主選擇,同時保證每個模塊中供學生選擇的課程科目學分兩倍于學分要求,每門課程選課人數超過專業人數1/3即開課。

3 過硬的教學質量

教學質量是人才培養的核心環節,我們每年都會結合學科發展趨勢和學院特色,全面修訂教學大綱,更新和調整教學內容。其別注意課程內容整合,明確每門課程的講授內容和范圍;同時注意相關課程之間內容的銜接,授課教師間的定期備課交流,避免出現一些學科交叉知識點的重復學習;每年要求教師修改講授內容,努力做到當年學科新知識及前沿動態在課堂教學內容上有所體現。在課堂教學方法改革中,鼓勵教師進行各種形式的探索,如“研討式”“PBL式”等各種不同形式的教學方法被廣泛用于課堂教學中,改變了過去傳統的“填鴨式”“滿堂灌”的教學方法。在很多專業課程的學習中,改變了期末考定成績的傳統方式,小組討論,辯論賽,口試,專業綜述寫作,外文翻譯等不同環節被引入最后成績評定中,并占有一定比重;同時在期末考試中嘗試開卷考試,注重考查學生根據已經掌握的知識及使用參考資料,發現,分析,并解決一些專業問題,同時提出自己的想法和設計相關實驗,而不是簡單地考幾個需要死記硬背的知識點。通過近幾年的實踐,學生學習熱情和興趣被充分調動,課堂氣氛活躍,對所學知識的把握能力也更強,在學習過程中發現問題,分析問題,想辦法解決問題也成為一種學習習慣。

4 加強實驗教學

所有實驗項目進行整合和更新,制打破傳統割裂式教學,起用模塊式實驗教學,構建新的實驗教學體系,把教學實驗分為基礎性實驗、綜合性實驗和研究性實驗。注重各門相關學科專業知識之間的交叉滲透、而且有利于學生創新思維能力的培養,促進了實驗教學方法的改進、實驗設備的綜合利用,進而推動實驗室管理體制的進一步完善。其中基礎性實驗160多學時,包括微生物學,生物化學,遺傳學等傳統生物學實驗。綜合性實驗包括2個,共140學時:一個為80學時的生物技術大實驗,涵蓋了生物信息學,基因工程,分子生物學,免疫學,等理學科目的知識,內容豐富,集眾多學科知識交叉融合;一個為生物工程類大實驗,共60學時,集合發酵工程,微生物遺傳與育種,生物技術中下游技術,化工原理,生物制品工藝學等工科類學科知識。通過這2個綜合性實驗,使學生學會通過利用不同學科知識和實驗的融合來完成某個具體實驗任務,培養其對所學知識和實驗操作能力的融會貫通能力;同時,學生可以通過第一個生物技術大實驗體會類似企業和科研院校進行研發工作的過程,通過工程類實驗,初步了解生產和研發部門工作的區別。研究性實驗是以學院教師科研方向為依托,學生根據自己研究興趣,選擇相關實驗項目,在教師指導下,完成相關實驗。通過基礎實驗,綜合實驗和研究性實驗三種不同層次和培養目的實驗項目的開設,使實驗教學實現既對學生進行實驗技能的全面培養,又尊重其個性特點發展的目標。

5 增加實踐環節比重

開展實踐教學不僅有助于學生加深對本專業知識的理解,更重要的是可以讓學生理論聯系實際,在實踐中應用和進一步把握專業技能,同時,開闊視野,了解在校園里學到的知識如何運用于生產中,為將來勝任本職工作打下基礎。我們整個實踐部分環節占總學分的30%。實踐環節分為必修和選修兩種,必修為集中性訓練,包括以下幾個實習環節:(1)野外實習,學生到野外實習基地兩周,學習辨認各種植物和動物及制作標本,熟練使用植物檢索表和動物圖鑒,初步學會撰寫調查報告;(2)科研訓練,以教師科研團隊為依托,學生自主選擇實驗室和導師,課余時間分組進入實驗室,以小組為單位申報科學研究項目,完成開題,實驗及答辯。旨在開闊科研視野,提高科研興趣;同時培養學生動手能力,創新性意識、分析和解決問題的能力;(3)專業實習:分校內基地和校外基地分別進行,校內實習基地安排學生進行啤酒發酵、食用菌栽培、肥肝鵝養殖、試管苗的繁育等。校外實習基地安排學生進行生產勞動、頂崗實習、崗位技能訓練等。培養學生認真負責的工作作風、良好的職業道德和素質。(4)生產實習:在校外實習基地進行。生物制藥方向實習要求學生進入相關企業,熟悉部分生物制品的典型工藝流程和主要設備、參與主要工序的操作過程;生物農業方向要求學生能通過實習期間的學習和實踐,熟悉動植物種苗的繁育技術、參與現代化、集約化、標準化的都市農業生產。(5)畢業實習:畢業實習與畢業論文相結合,在校外、內實習基地進行。培養學生綜合應用所學知識和技能獨立解決實際問題的工作能力、同時也是對本科四年所學習的知識和培養能力的一種綜合檢驗。此外對于有余力的學生還設置了課外創新創業項目實踐,學生通過參加開放性實驗,學生科研創新項目,學生創新創業項目,教師科研項目等方式也可以獲得一定選修學分。通過這一系列實踐活動,使學生逐步了解自己所學知識和技能在社會上該如何找切入點,同時也培養了他們良好的溝通協調能力和團隊精神。

6 加強院企合作辦學

鑒于畢業生就業基本選擇武漢地區相關企業,學院教師科研項目也與相關企業保持密切的合作關系,學院與多家企業建立戰略合作關系。邀請企業中的工程師和專家共同開發和承擔與企業生產實際密切相關的新課程,如GMP質量管理、食品衛生檢驗、農作物新品種選育與種子生產等,供學生選擇學習;經常邀請企業家到學院進行相關講座和交流,從企業的角度給予學生專業導引;院企雙方積極共建實習實踐基地,讓學生有機會到企業進行生產實踐、企業科研和崗位技能訓練;通過與企業的深度合作,使學生能深入了解企業文化及對人才的需求,更加明確自己的發展方向,在學校和企業提供各種學習,實踐機會中快速成長,將自己培養成符合企業要求的專業技術人才。

綜上所述,地方本科院校培養的生物技術人才,應該在自己辦學背景的條件下,充分發揮自己的特色,在本科四年的各個教學環節中培養學生創新能力和創業意識,使培養出來的學生不僅擁有扎實的學科知識,很強的動手能力和綜合素質,同時還具備一定創新能力和創業熱情。

本文受湖北省教育廳教學研究項目《生物技術專業產業人才培養體系的探索與實踐》(2011248)項目資助

參考文獻

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在這,我們有一個東西,你沾一點口水然后寄回去,他就可以研究你的DNA,在網上你也可以查看到你的結果,看看你是否有潛在的基因疾病等等。每個人都想知道自己的基因和自己到底是來自什么樣的背景,如今我們使用大數據的方式也有所不同,如果23andme公司掃描了你之后,你就可以看這些信息,你也可以把這個信息跟其他人分享。而如果別人把你的結果跟其他人進行比較,隨后他找到了一個人跟你有技術關系,那么他可能找到了你第五代以外的表兄弟姐妹,而有的人會發現他們會找到他們都不知道的兒子或者女兒,那些被領養的女兒和兒子也會找到他們的親身父母。

這些信息都是非常私密的,它給我們帶來無窮的隱私問題:你要不要分享這些信息呢?你要分享這些信息是你的權利嗎?因為這是我的權利,如果有人分享了這些信息的話,那么可能他父母和親戚的信息也傳達出去了,他們希望被分享嗎?

當人們在做這些測試的時候,所做的是DNA掃描,這跟DNA序列不一樣的。DNA掃描是最重要的也是最知名的,但是它是非常小的點,只是一個掃描,當我們做DNA序列的時候把所有的點都放在一起看。我們如今可以看到技術的成本在不斷降低,2005年,我們完成了基因組的工作,大約花了15年的時間,30億美元, BTBA差不多200萬美元;2007年成本100萬美元就可以測基因組的序列;2013年的時候成本約為2.5萬美元;2014年年初,我們在不到一千美元的情況下就可以進行基因組一個測序,這只是一個照胸透的成本。

我們可以看到價格越來越低,而且下降的速度也非常快,這讓它變得更加容易,這就是未來的一個趨勢。也有人會說:“那又怎么樣呢?對于我有什么樣的作用呢?”我們可以通過基因組的測序的結果,大家看小的圖,看到我們可能有得什么病的傾向。例如,通過我的基因的特點顯示出我差不多有30%的可能性會發生老年黃斑變性,那么,如果你知道自己有可能患上無法預防的疾病,該怎么辦呢?

有一些看起來似乎不能預防的疾病其實是可以采取很多的措施進行預防的,有了這些基因的信息,不是讓我們去擔心,而是讓我們能夠對自己的行為進行一些改變。這對大家而言是一個機會,如果你會使用算式,你會進行數據儲存,還有醫療的話,現在就是你的機遇了。

DNA測序帶來公司新機遇

到2020年時,成本可能將是0.01元,也就是1分,這講的是邊際成本,就是再做一個基因組,它需要一分錢,而這個是原始數據的成本。把這個市場進行細分,我們也是基于增值服務來進行收費的。這些都是現在的市場價,如果要做到基因的解讀或者測序,低于一千美元就可以做一個個人的外顯子組。

關于下降的速度,現在下降了兩倍,而未來會下降5倍,現在這個數據慢慢緩和了下來,最大的原因是現在有一個公司在控制這個技術,其他的公司還是愿意進來,希望可以成為新的英雄給大家提供更便宜的服務,所以現在這個是很好的機遇。

這對于我們來說意味著什么呢?就算每年下降兩倍,下降五倍,未來的醫療已經不再是被動的了,它不只是看到問題出現然后改正它,而是可以進行預測,我們可以在事情發生之前進行預防,保證這個事情不會發生,或者做好最壞的準備。例如罕見病,在對這種疾病不確定,發病率不高且數據不多的情況下,我們看一下他的基因就可以知道這個人的病是什么,特別是癌癥,只跟基因相關,癌癥是你的DNA細胞,我們可以找出一個原因改變DNA,從而停止這種疾病。譬如現在有一個產品能夠幫助人們看到自己得的是什么樣的癌癥,它給病人提供了一種服務,可以進行DNA的測序,我們管它叫做FoundanONE。

FoundanONE是一個測試,可以幫助醫生進行測試,它可以通過一個測試來捕捉相關的信息,使得藥物可以更加有效,醫生就只是畫一個勾就可以獲得這個解讀。也有一家公司做的不是測序,而是寫一個報告,這個報告是基于電腦數據寫出來的,是一個非常復雜的數據庫,但是他們基于這個數據庫可以來解讀跟癌癥相關的信息。

還有一個是我們一直以來沒有意識到的,那就是“長壽”,我們要活的更長。我們可以看那些活了120歲甚至更長壽的人是不是有獨特的基因?他們可能沒有一個獨特的基因,而是一系列的基因,癌癥、心臟病、任何神經元的問題,所有的疾病都是因為我們的年紀大了,那些長壽100歲以上的人給我們提供了很多可以學習的東西。

2020年的時候我們可以想想這樣一個場景,我就在會場拿了一個小的機器,在大家面前晃一晃,說“我現在在找一個姑娘,我想找到我這一生的摯愛,我希望這個人非常健康、漂亮、善良,會對我的孩子好!”這個機器就可以引導著我在人群中走,找到了我會問這個姑娘:“你愿不愿意跟我出去喝杯茶呢?”到時候市場上還可能有這樣的掃描機,直接幫助人們來進行決策的制訂。

大眾參與

有些人他們是在自己的家里或者自己的車庫里面來做一些研究,做自己的這些研究其成本是非常低的,我們也建立了Bio Curious,是黑客技術的一個空間,在世界上是第一個,每個人每個月付100元就可以來這個實驗室里做各種各樣的實驗,我們在實驗室當中進行課程的教授,這些人他們自己來操作自己的PCR設備,他們可以提取他們自己的DNA進行分析。我們也在支持發明人,我們希望人們可以做一些震撼世界的事情,我們也希望未來幾年可以在這兒進行一些生物黑客的培訓。

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中圖分類號:G633.91文獻標識碼: A 文章編號:

前言

隨著我國教育體制的改革與完善,在生物教學中注重對學生動手能力、實踐能力的培養, 注重對學生復合能力、適應能力和創新能力的培養, 是生物教學追求的總目標。然而, 目前生物學教學仍然處于“強調學習結果, 忽視探索問題; 以閱讀科學代替了做科學; 一味要求學生獨立思考, 不鼓勵學生研究問題和討論結果”等教學狀況。生物技術是以生物體系和生物工程原理來生產生物產品, 提供社會服務的綜合性生物科學技術, 是由多學科交叉形成的理論與實踐并重, 以細胞工程、酶工程、發酵工程和基因工程等技術體系為主的新興學科。它的發展已經對人類生活產生了重大的影響, 其理論和技術并重的學科體系, 給生物學教育創新以及課程結構、教學內容和教學方法等方面提供了良好的素材, 并奠定了堅實的基礎。

1、生物技術的概念、分類與發展

1.1 生物技術的概念與分類

什么是生物技術? 從字面上來說可解釋為在分子、細胞水平上定向操縱或改造生物體的技術。但這個概念的外延很容易被人為地擴大, 即認為“生物技術”可方便地用于對所有利用生物體本身、代謝產物及功能等技術的泛指, 只不過是操作的物質層次不同。

對于生物技術的分類, 在學術界存在著兩種觀點: ①按照生物學科發展的大致歷程, 把生物技術也分為傳統生物技術、近代生物技術和現代生物技術; ② 從產業發展的角度, 把 20 世紀 70 年代以前包括有機溶劑、維生素、工業用酶制劑和抗生素等在內的老工業, 稱為“傳統生物技術”; 而把 DNA 重組和單克隆抗體兩大技術建立以后的工業, 稱為“現代生物技術”。顯然, 生物技術的發展與科學和技術的發展是同步的, 與生物學科的發展更是密不可分。現代生物技術是在傳統生物技術基礎上發展起來的, 包括基因工程、酶工程、細胞工程、發酵工程和蛋白質工程等, 它們是互相聯系、互相滲透的, 其中以基因工程技術為核心。

1.2 生物技術的發展

1.2.1 傳統生物技術階段。傳統生物技術是指 19 世紀末到20 世紀 30 年代前, 以發酵產品為主干的工業微生物技術體系。這一時期的生物技術主要是通過微生物的初級發酵來生產食品, 其應用僅僅局限在化學工程和微生物工程的領域, 通過對粗材料進行加工、發酵和轉化來生產純化人們需要的產品, 如乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等。

1.2.2 近代生物技術階段。近代生物技術是以 20 世紀 40年代抗菌素的提取, 50 年代氨基酸的發酵到 60 年代酶制劑工程為線索, 仍以微生物發酵技術為技術特征的。這一時期抗生素工業、氨基酸發酵和酶制劑工程相繼得到發展, 細胞工程相關技術日臻完善, 但從技術特征上看還不具備高新技術諸要素, 因此只能被視為近代生物技術。

1.2.3 現代生物技術階段。現代生物技術以 20 世紀 70 年代 DNA 重組技術的建立為標志, 以世界上第一家生物技術( Genetech, 遺傳技術) 公司的誕生( 1976) 年為紀元。此后, 越來越多的科學家投身于分子生物學研究領域, 并取得了許多重大的進展。至此, 以基因工程為核心的技術上的革命帶動了現酵工程、酶工程、細胞工程以及蛋白質工程的發展, 形成了具有劃時代意義和戰略價值的現代生物技術。

2、生物技術發展與生物教育創新

隨著基因操作技術不斷完善、基因工程藥物和疫苗研究與開發突飛猛進、轉基因植物和動物取得重大突破, 闡明生物體基因組及基因編碼蛋白質的結構與功能成為當今生命科學發展的一個主流方向, 生物技術將在人類生活中扮演更為重要的角色。為了鼓勵和推動生物技術的發展, 許多國家制訂和采取了一系列政策及措施。如為了保持生物技術的領先地位, 刺激生物技術產業快速發展, 美國食品和藥物管理局在 1995 年底決定放寬對生物技術公司的限制,對用生物技術方法生產出來的藥品與傳統藥品一視同仁;日本提出了“生物技術立國”的戰略思想, 政府從一開始就介入了生物技術的組織與協調, 建立了“產、學、研”三位一體的聯合研究與開發體制; 英國政府發表了“生物技術制勝2005 年的預案和展望”報告; 新加坡設立了“生命科學部長委員會”, 制定了 5 年躋身生物技術頂尖行列的計劃。這些重大舉措顯現了外國政府欲搶占生物產業制高點的魄力和決心。我國也將生物技術擺在了重要的位置, 在國家“863”和“973”計劃、“攀登計劃”、國家自然科學基金和國家政策計劃中也已將生物技術方面的項目列為重大項目, 以此推動生物技術的蓬勃發展。

生物教育創新是一個系統工程, 包括課程標準、課程目標、課程結構、課程教學和評價創新等內容。對基層生物學教育工作者而言, 生物教育的創新, 重要的就是要把生物教學從“以破壞學生形成一些重要的思維能力為代價的死記硬背”的教學狀況中解脫出來, 重視“科學探索過程”的教學, 它反映了科學家獲得知識的思維方式和使用方法, 是學生享用終身的財富。2001 年新頒布的《生物課程標準》“,以學科體系、學生需要、社會發展”為結合點選擇課程內容, 以“人與生物圈”為框架構建課程體系, 以“提高學生的科學素養”為宗旨定位學科價值, 以“科學探究”為策略改變學生的學習方式, 以“科學、技術、社會”為切入點體現課程回歸生活, 以“滲透人文理念”培養學生的情感態度和價值觀, 以“開發與利用課程資源”為手段實現課程目標。在全國范圍內全面實施新大綱、新教材, 在原有基礎上充實了許多現代生物科學知識。如新大綱在必修課部分新增了生物科學新進展, 細胞分化與衰老、細胞癌變、人類的遺傳病與優生、環境與人體健康、綠色食品等內容; 選修課部分介紹了營養與健康、人體兩大免疫機制、生物固氮、發酵工程、細胞工程、酶工程、基因的結構和基因表達調控等內容。當然, 這些具體內容和表述方式上的改進, 給廣大教師教學過程的創新奠定了一定的基礎, 也在教學實踐中取得了一些成效, 推進了生物學教育改革的進程。

3、生物技術的發展推進生物教育改革

生物技術是當今迅速發展的高新技術, 是 21 世紀最具有發展潛力的新興產業, 它涵蓋了基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和生物化學工程。其中基因工程發展迅猛,已經成為生物科學領域最有生命力、最引人注目的前沿科學, 生物技術已被廣泛應用于食品、醫藥、農業、化工、環保等工業部門, 且隨著對生物分子認識水平和改造生物遺傳物質手段的提高, 生物技術必將為有效解決長期困擾人類的糧食短缺、疑難病癥、能源危機、環境污染等問題帶來美好的前景。

生物技術又將成為21 世紀科學技術的主流。這不僅因為它所研究與開發的對象是可以再生的生物資源, 而且還因為它對當今人類面臨的人口和食物、能源和資源以及環境和健康等迫切需要解決的問題發揮重要的作用。現代生物學發展的新技術、新成就, 特別是與人類生活息息相關的技術落實到學生的課程和教材中去, 使其成為培養學生的基本素材。20 世紀末, 國外一些專家認為: 隨著科學和技術的飛速發展, 公眾的科學素養比以前任何時候都顯得重要。因而, 加強生物技術教育, 培養公民的科學素養是生物教育發展的必然趨勢。

結語

總之, 人類伴隨著生物技術發展, 親身感受著生物技術給我們帶來的生活質量的提高, 關注生物學領域學科發展的動向, 并能及時恰當地體現在生物教育中, 特別是體現在課程建設、教學內容改革、學生技能培養等諸方面, 并逐漸改變“重結論、輕過程”的教學局面, 是生物技術發展和生物教育創新永恒的主題。

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2加強學科實驗教學平臺建設,凸顯生物技術藥物的學科特色

生物技術藥物課程有著突出的專業特色。經過我們的不斷努力,課程使用的自編教材入選2011年國家教育部高等教育精品教材,開設了藥學本科學生的生物技術藥物親和層析純化的實驗課程。讓本科學生動手操作整個實驗過程,從融合蛋白的表達、超聲破碎工程菌、初步分離純化蛋白到用親和層析的方法獲得較純的藥用蛋白。經過統籌規劃,生物技術藥物模塊成為本科生畢業前最后的學習階段所開展的藥學專業多學科綜合性實驗教學課程重要內容之一。從基因工程重組蛋白的表達、純化、活性鑒定,讓學生完整地體驗基因工程藥物的設計與研制,了解作為原料藥的重組蛋白藥物的制備流程。隨后,與藥學專業其他學科相銜接,將獲得的重組蛋白進行質量評價、劑型工藝研究等,推動學生綜合運用前期學習過的理論知識和實驗技能解決實際問題,培養學生分析問題、解決問題和動手實踐的能力。

3強化多學科、多層次教育合作,培養本科生創新能力

在校研究生院的領導和支持下,本教研室建設了開放性的研究生創新實驗中心。依托教學科研資源優勢,我們結合實際,設計并開展了多項本科生的第二課堂活動,豐富并拓展了本科生開放性實驗教學,向學生提供了實踐和自我展示的機會。

3.1組織文獻匯報,培養本科學生獲取新知識的能力文獻檢索、閱讀及綜述是培養科研能力的基礎實踐。研究生通過堅持閱讀大量文獻資料,了解和追蹤本專業領域的最新研究動態,初步具備了獨立開展課題研究的能力。而本科生的基礎知識相對薄弱,可自由支配的時間較少,因此我們研究制定了適合他們的文獻匯報方式。通過引領學生閱讀文獻,分析實驗背景、實驗目的、實驗方法和實驗結論,領悟研究者的原創性思路和嚴謹的實驗設計,讓學生受益良多。而讓學生制作PPT與研究生一起進行匯報來檢驗文獻閱讀的成效,讓其意識到自己的差距和不足,極大地激發了他們的競爭意識和學習熱情。學生文獻閱讀能力逐漸增強,不僅閱讀的篇幅越來越長,而且還能夠提出一些頗有見地的問題。此外,學生的多媒體制作、分析歸納和語言表達等多方面的能力也得到了快速提高,心理素質得到了鍛煉,面對導師提問和應對各種突況更加自如。實踐證明,文獻匯報會在拓寬本科生的知識方面和培養創新能力方面是一種行之有效的方法。

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現狀與問題

1.缺乏實驗環境

生物學是一門以觀察和實驗為基本研究方法的實驗科學,實驗教學是培養學生實驗技能的必不可少的平臺。然而在常規的實驗教學中,由于受到條件、時間等限制,對于一些微觀實驗、實驗周期較長的實驗或是生物活體實驗等,許多教師多采用播放實驗錄像取代學生動手實驗。這樣不僅降低了學生學習的興趣,也不利于學生動手實踐能力和探究能力的培養。

2.黑板平移性應用

使用多媒體教學,對于激發學生學習興趣,活躍課堂氣氛,提升課堂容量等方面確實有明顯的作用。然而很多教師在使用過程中只是將黑板內容移到多媒體上,將其中的一些內容轉化為多媒體資源,雖然可以方便、重復使用板書內容,但是缺乏針對性,不是在分析教學需要的前提下使用的。

解決方法

在充分理解本節課的教學目標的前提下,構建本節課的理想教學模式,分析教學過程中教學重、難點所對應的教學步驟,找出在常規教學手段下哪些步驟或環節實施起來存在困難或教學效果方面存在問題,而信息技術卻能很好地解決這些問題,有效支撐教學,即找到整合點。再應用信息技術支撐整合點教學,這樣才能實現教學方法的真正創新,最大限度地提高教學質量和效率。具體方法如下:

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