微生物分类系统 [微生物教学系统建设]

微生物教学系统建设

１现代生物工程的主要研究内容 现代生物工程专业以工业微生物为主要研究对象，在微 生物现代育种技术、生物制剂工艺与产业化、发酵自动控制 与设备、生物产品质量监测等方面有广泛的应用。以工业微 生物为操作对象，结合各项工程技术生产微生物相关产品， 成为现代生物工程的主要内涵［１］。现代生物工程技术体 系包括细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程四大工程体 系，这四大工程体系从工业生产需要出发，研究工业微生物 生命特征及其代谢途径，以及人为控制微生物代谢的规律性 ［２］。因此，生物工程专业的学生熟练掌握工业微生物的选育技术、纯培养技术、代谢规律及发酵控制技术，既是适 应生物工程产业发展和服务经济发展的需要，也是培养合格 的生物工程专业本科生的需要。

２以工业微生物为特色的专业综合实验改革 生物工程专业是属于生命科学和工程学结合的新型专 业，既具有生命科学的基础，又具有工科的特点，是实践性 非常强的学科。生物工程专业综合实验是培养学生专业技能、 提高工程素质、增强实践能力非常重要的教学环节［３］。

根据我院生物工程专业人才培养方案和培养目标，以及西北 地区生物高新技术企业实际需求、行业特点和我院科研方向 和学科优势，为更好地服务地方经济发展，我院生物工程专 业的专业培养方向以工业微生物应用为主。我系教师在当地 特色微生物资源开发利用方面，例如在甘肃陇南地区灵芝、 羊肚菌、冬虫夏草等珍稀实用菌开发利用研究，工业微生物 在污水处理中的应用研究，耐盐碱、耐寒及耐旱等极端微生 物资源发掘及开发利用，如产纤维素酶微生物的选育研究、 微生物农药的生产和应用推广、甘肃秦安浆水微生物生态组 分的研究及功能性饮料开发等方面均取得了很大进展，获得 的宝贵的微生物资源，有的已进入工业化生产阶段。同时， 在工业微生物筛选、育种等实验技术方面积累了经验，形成 一定的技术优势。科研教学相得益彰，这些科研工作为建立 以工业微生物为特色的专业综合实验奠定了很好的基础。因 此，根据现代生物制品企业人才的技术需求，为更好地适应大学生的就业市场，建立以工业微生物为特色的新的专业综 合实验教学体系，是我院生物工程专业发展的理想选择。

３以工业微生物为特色的生物工程专业综合实验教学 体系的建立 ３．１加强实验教学师资建设２１世纪生物工程产业发 展对生物工程专业学生的实践动手能力和科技创新能力有 更高的要求。因此，建立一支实验技术精湛、具备良好工程 素质的专业实验教师队伍是高水平实验教学的前提条件。这 不但要求教师对本专业有扎实的理论基础和实验技能，而且 还需要较宽的知识面和较强的教学组织能力。同时，实验教 师要不断更新教育理念、改革实验教学方法、更新实验教学 内容、学习新的管理思想以及经常参与实验课题的开发研究 工作，才能不断挖掘实验室的潜力、提高实验教学水平和创 新实验教学方法，促进实验室管理更加现代化、规范化、科 学化［４－５］。在学校政策的积极引导下，我系实验教学 师资力量有了明显提高，现任１０位教师中，教授３名，副 教授３名，具有博士学位的教师７名，硕士学位４名，平均 年龄在３５岁左右，已基本形成一支年富力强、具有创新精 神的实验教师队伍，为培养学生的创新精神和创新能力奠定 了坚实的基础。与此同时，积极向兄弟院校学习先进的实验 室管理经验，选派教师到国内工业微生物实验开展较好的院 校，如华东理工大学、东南大学学习新的实验技术，提高实 验教学水平。３．２以工业微生物为特色的专业综合实验教学体系现 代生物工程专业主干课程主要包括发酵工程、生化工程、分 离工程、酶工程、细胞工程、基因工程、生物工艺学和生物 工程设备。每门专业课在内容上既具有相对独立性，又有内 在联系。生物工程综合专业实验教学内容以工业微生物的操 作为主，要求学生在掌握生物学的基本理论和基本实验技术 的基础之上，突出综合性与创造性实验，将生物工程产业链 中的上游技术和下游技术结合，并能与生产实践相结合［６ －７］。专业综合实验内容安排以工业微生物操作技术为主， 以工业微生物形态观察、制片及染色、检测、纯培养技术为 基础，突出工业微生物的现代分子育种技术、发酵及其过程 控制和产物分离纯化等实验内容。实验内容编排体现“综合 性”，以某种生物制品的生产或是某具体问题的解决为主线， 将多个单元操作有机整合起来，同时也将相对独立的理论课 程串联起来［８－９］。专业实验教学内容根据专业核心课 程分为４个综合实验模块：基因工程实验、发酵工程实验、 细胞工程实验、酶工程实验，涵盖了现代生物工程基本实验 技术，涉及到工程菌培养、发酵及分离纯化整个生产链的技 术环节。基因工程实验以常用的工业微生物酵母菌为操作对 象，突出利用现代分子育种技术改良和构建工程菌的基本方 法和技术；
发酵工程实验主要有工业微生物菌种的培养和筛 选、有害微生物控制、发酵设备的学习和使用、发酵生产工 艺设计等基本实验技术，安排的实验是枯草芽孢杆菌的α－淀粉酶发酵实验；
细胞工程实验安排了固定化酵母细胞发酵 生产啤酒，学习固定化酵母发酵生产啤酒的新型发酵工艺；

酶工程实验主要突出酶的分离纯化实验技术，实验内容是溶 菌酶的分离纯化及其性质测定，还包括了α－淀粉酶活性测 定。各实验过程紧密联系，是一个完整体系。

３．３专业综合实验教学管理改革专业综合实验教学具 有实验时间长、连贯性强的特点，需要合理地安排和布置。

在教学过程中，不断积累经验，改进教学方法，积极探索新 的教学模式，具体改革措施是：（１）讲解实验。采取和学 生互动交流的方式，检查上一次实验结果并分析原因；
讲解 本次实验，和学生交流可行的实验设计路线及利弊，确定最 佳实验方案，并讲解实验原理及实验操作注意事项；
通知下 一次实验内容，要求学生自己预先设计实验方案，提高学生 实验的积极性。实验工艺路线和主要设备的讲解采取多媒体 讲解，简单、直观，很受学生欢迎［１０－１１］。（２） 预做实验。为确保每次实验都有良好的实验结果，每次实验 前，都预先将实验先做一遍，及时发现问题、解决问题，提 高实验成功率，保证了绝大多数学生每次实验都能看到自己 的实验结果，大大提高了学生实验的兴趣和积极性。（３） 给学生提供更多的动手机会。首先学生分组实验时，大多数 实验一人一组，少数实验二人一组，保证每个学生都能动手 做实验；
其次是让学生在实验管理教师的带领下参与实验准 备工作，这种做法有助于学生全面掌握实验细节技术、理解实验流程、提高工程意识。整个实验过程尽可能让学生独立 完成，培养学生独立工作的能力。（４）开放实验室。支持 学生参与各项科研工作；
只要学生对某实验有自己的新的观 点和可行的实验方案，实验室就为学生创造条件，帮助学生 完成实验；
支持大学生创业实验和创新性实验工作［１２］。

４结束语 实践证明，以工业微生物为特色的专业综合实验的教学 内容、教学方法和实验室管理方法，能够发挥学生的主观能 动性，激发学生实验的兴趣，提高学生专业素质，培养学生 创新能力、独立思考和分析、解决问题的能力，提高了实验 教学的效果和质量。