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我國目前的高分子材料生產和使用已躍居世界前列,每年產生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解,以盡量減少對人類及環境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如細菌、霉菌及藻類作用下,可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便,只要保持干燥,不需避光,應用范圍廣,可用于地膜、包裝袋、醫藥等領域。生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。按照上述機理,現將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。
一、生物可降解高分子材料概念及降解機理
生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。
生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為,高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合,通過水解切斷高分子鏈,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物攝入人體內,經過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量,最終都轉化為水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用,相互促進的物理化學過程。到目前為止,有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關外,還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環境有關。
二、生物可降解高分子材料的類型
按來源,生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類,有醫用和非醫用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。
2.1微生物生產型
通過微生物合成的高分子物質。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染環境的生物可降解塑料。如英國ICI公司生產的“Biopol”產品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低,強度及耐熱性差,無法應用。芳香族聚酯(PET)和聚酰胺的熔點較高,強度好,是應用價值很高的工程塑料,但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺)制成一定結構的共聚物,這種共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬可降解天然高分子,這些高分子可被微生物完全降解,但因纖維素等存在物理性能上的不足,由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求,因此,它大多與其它高分子,如由甲殼質制得的脫乙酰基多糖等共混制得。
2.4摻合型
在沒有生物可降解的高分子材料中,摻混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得產品具有相當程度的生物可降解性,這就制成了摻合型生物可降解高分子材料,但這種材料不能完全生物可降解。
三、生物可降解高分子材料的開發
3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法
傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通過化學修飾和共混等方法,對自然界中存在大量的多糖類高分子,如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足,但一般不易成型加工,而且產量小,限制了它們的應用。
3.1.2化學合成法
模擬天然高分子的化學結構,從簡單的小分子出發制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,這些高分子化合物結構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段。化學合成法反應條件苛刻,副產品多,工藝復雜,成本較高。
3.1.3微生物發酵法
許多生物能以某些有機物為碳源,通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難,且仍有一些副產品。
3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶學的發展,酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質,并擁有了催化一些特殊反應的能力,從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。
3.3酶促合成法與化學合成法結合使用
酶促合成法具有高的位置及立體選擇性,而化學聚合則能有效的提高聚合物的分子量,因此,為了提高聚合效率,許多研究者已開始用酶促法與化學法聯合使用來合成生物可降解高分子材料
四、生物可降解高分子材料的應用
目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解決環境污染問題,以保證人類生存環境的可持續發展。通常,對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法,但這幾種方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物醫用材料。目前,我國一年約生產3000多億片片劑與控釋膠囊劑,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是傳統的糖衣片,而國際上發達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素,羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。
2.無機非金屬材料工程專業“工程化"師資隊伍實踐水平的提高必須尋求校企合作,依托校企合作交流平臺,建設雙師型師資隊伍,要求企業定期為教師開展培訓班,教師直接從生產第一線獲取企業的新技術、新知識、新工藝、新材料、新方法,并應用于教學過程。支持教師參加崗位職業資格培訓,強化師資隊伍的工程實踐能力。我系逐步建設一支熟悉行業企業需求、工作經驗豐富、實踐教學能力強的專兼職結合的“雙能型"教師隊伍。同時,企業可以推薦專業骨干教師與高技能人才承擔無機非金屬材料工程實踐教學任務,保證實踐隊伍高素質、高水平。組織“雙能型"專業教師的培養,鼓勵教師到企業進行整個工程實踐進行針對性訓練,提高師資隊伍的工程化教學能力。對于工廠實踐教學我們將學生帶到工廠,利用工廠的生產設備,聘請生產一線的企業工程師現場授課,比如玻璃窯爐的實驗課程,我們就組織學生到企業去,聘請企業技術人員依據企業的窯爐現場講解整個窯爐的結構、工作原理及工作過程,非常生動形象,也大大提高了學生的學習興趣,提高了工程化實踐能力。同時現場教學也增強了學生“工程化"思想,在工程化實踐教學過程中讓學生明確自己的學習目標是成為工程師,將來能將科技轉化為現實生產力。“工程化"教育中學生體會和掌握工程設計、工程實踐的基本分析方法,提升綜合實踐素質。
二、促進實習實踐基地建設
實習實踐基地建設一直是工科專業的薄弱環節,如何借助“工程化"提升專業實習實踐基地建設是值得考慮的問題。利用無機非金屬材料工程專業實習基地和產學研基地工程化方面的優勢,對學生進行工程化方面的培養,包括校內實習基地和企業實習基地建設。校內實習基地建設,通過基本儀器設備的添置與更新組建成工程中心,盡可能貼近生產實際,滿足專業工程實踐教學的基本需要,滿足相關專業內涵與外延拓展需要。我院無機非金屬材料工程專業利用蚌埠玻璃設計院等具有豐富工程化水平和實踐經驗的智力資源,利用中航三鑫太陽能光電玻璃有限公司、安徽鑫民玻璃制品有限公司、安徽德力集團、鳳陽珍珠水泥集團、海螺水泥集團等企業先進的實踐教學基地,共同提高無機非金屬材料專業工程化人才培養質量。
要做到
“五個注重”:
一要注重循序漸進。
小學階段的教育,
在人的一生中起著重要的啟蒙作用。
小學生的思想既存在單純、可塑性強的特點,又存在注意力難以集中、
心理承受能力較差的弱點。所以,對小學生進行思想政治教育要注重內外部因素相結合,
把情感態度和價值觀的要求滲透于日常教學之中,
逐步提高學生的品德修養,
培養他們的良好個性和健全人格。
二要注重班風建設。班級是小學生的主要活動場所,營造一個健康向上的班集體,有利于培養學生積極進取的思想意識。
要注重因人施教,營造溫馨班級,
充分發揮學生各自長處,
為班集體建設作出應有的貢獻。要引導學生自覺投身于思想政治的學習當中,促動孩子們在積累個人學識的同時,積極投身集體活動和社會實踐,培樹自覺主動為大家、為班集體、為社會服務意識。
三要注重言傳身教。“師者,傳道授業解惑也。”教師在教學過程中堅持傳播正能量,
做學生的榜樣,
這是師者的天職,更是教師的畢生追求。教師要增強責任意識,
以良好的師德影響學生,要把管理與育人、教書與育人有機結合,溝通師生之間的感情,使學生在愉快的情緒體驗中接受教育,以收到“親其師、信其道”的效果。
四要注重正面教育。
教育好下一代任重而道遠,
需要體現于日常潤物細無聲的教學工作之中。
教師要堅持以正面教育為主,
使小學生堅定愛黨愛國的信念,
樹立強烈的民族自豪感和自信心,
從小培養孩子們開放、創新、競爭意識。
工作中要“偏愛”后進生、嚴愛優等生、博愛中等生,
引導學生一起成長進步。
五要注重實踐活動。
學生優良品德的培養,離不開廣泛的實踐活動。通過適時組織學生開展各種課堂內外系列實踐教育活動,
為學生提供充足的“互動機緣”,讓學生汲取更多的“優良養分”。
諸如開展文明服務、敬老愛幼、助人為樂等活動,可以最大限度地提升學生的興趣愛好,
激發學生的求知欲望,淬煉學生的品格情操,從而促其不斷自我成長,培養出新一代
“四有”新人。
總之,
一、學科建設與學位評估
今天,隨著大學規模的增大,學科的規模也在增大,學科建設已成為學校工作和發展的關鍵時期。從學科建設的狀況上根本反映和體現了學校的辦學水平、辦學特色、學術地位和核心競爭力。大學的優勢與特色主要通過學科建設水平來體現,一流的大學必定有一流的學科[1]。教育部先后于2002-2004年、2006-2008年和2012年在全國開展了三輪一級學科的評估工作,第一輪評估分三次進行(每次評估部分學科),共有229個單位的1366個學科申請參評。其中具有博士學位一級學科授權的學科基本上都申請評估;第二輪評估分兩次進行,共有331個單位和2369個學科申請參評;第三輪評估一次性在95個一級學科中進行(不包含軍事學門類),共有391個單位4235個學科申請參評,比第二輪增長79%。參評單位總體情況見表1[2]。
表1參評單位總體情況統計表
全國高校中,有363所高校的4166個學科申請參評,具有“博士一級授權”學科的參評率為80%。表2 各類學科參評情況統計表。
表2 各類學科參評情況統計表
該評估指標體系采用“客觀評價與主觀評價相結合、以客觀評價為主”的指標體系,主要構成是師資隊伍與資源、科學研究水平、人才培養質量和學科聲譽等四個一級指標。第三輪評估指標設置突出“質量、成效、特色“,在各方普遍關注的”學生評價、論文評價、科研評價、特色評價“等方面進行改革創新,倡導新的”學科評價質量文化“。
表3 本學科參評情況
二、突出學科特色,強化分類指導
高校學科建設大體可分為四種類型:第 一類是經過長期建設已達到國際、國內先進水平的學科;第二類 是經過努力,已基本接近國內先進水平的部分學科;第三類是已 有了發展苗頭的新興、交叉學科;第四類是還達不到應有水平的少數一般學科。第一類和第二類一般屬于學校的優勢、特色學科。面對日趨激烈的國際國內競爭,高校發展必須突出自身特色,以特色強校,以特色發展,以特色取勝[3]。特色辦學集中反映在學科建設上,學科的特色決定著高校的辦學特色。福建農林大學材料工程學院圍繞“林業工程”一級學科進行特色建設,發展“木材科學與技術”、“林產化學加工工程”、“生物質能源與材料”二級學科博士點,和“木材科學與技術”、“林產化學加工工程”、“制漿造紙工程”、“生物質能源與材料”4個學術型碩士點。建立起以植物資源化學與生物質材料為特色,以林業工程學科為優勢,材料、化工、輕工、家具、新能源多學科協調發展的良好局面。形成了生物質復合材料、生物質能源、生物質工程材料、生物質吸附材料、生物質化學品、生物質清潔生產六個研究方向。構建一個以結構合理、特色明顯、整體水平較高的學科體系,進一步彰顯福建農林大學林業工程學科優勢。
三、挖掘現有問題,提升學科建設水平
從這次學位評估可以看出,全面貫徹落實以質量為核心,樹立注重質量的良好氛圍,淡化規模為導向的主要思想。因此,我院林業工程重點學科近年來雖然取得一定成績,研究生培養質量不斷提升,研究生數和高水平論文數也有明顯提升,同時畢業生已成為高校、科研院所的科技專家以及我省林產加工行業、制漿造紙行業、材料加工行業的業務骨干,但還有不少差距和不足。特別是全國優秀博士學位論文(含提名)和省優秀博士學位論文一等獎還有待新突破;博士到海外高水平院校(研究機構)開展合作研究偏少;省級以上專業建設、規劃教材與精品課程建設項目以及教學成果偏少等。因此,學院著力從海外和國內985大學引進優秀博士,通過出臺人才脫穎而出的激勵措施,形成大家齊心干事業、為學科發展做貢獻的良好氛圍。
四、調整成果評價模式,強調學科的社會服務能力
本次學科評估,邀請大量行業和企業人士及所有參評單位本學科專家對學科的社會聲譽進行全面評價,形成了“崇尚創新、重視質量、社會參與”的科研評價新模式。同時,在主觀評價部分增加了社會服務和學術道德等內涵。
兩年來我院專利授權50多項,但成果轉化極少。根據福建省高水平大學建設的要求,以提升我校社會服務能力為宗旨,學院大力支持和強調專利成果的轉化與應用,鼓勵專利成果為社會經濟建設服務。著力推進我省竹木加工產業技術升級,以提高竹木利用率、竹木產品附加值、節能降耗為目標,開發新型竹木生物質材料并實現產業化;參與建設國家級的新農村發展研究院,構建自主創新、成果轉化、技術推廣和創業育成一體化的新型農村科技綜合服務體系。學院為牽頭單位的“福建省竹加工產業技術創新重點戰略聯盟”和“福建竹加工產業國家科技特派員創業鏈”建成國內有重要影響的產業技術創新重點戰略聯盟和科技特派員創業鏈,建成快速的竹加工產業科技服務網絡系統。通過技術服務企業幫助一些企業、總結一些經驗、鍛煉提升專家解決工程實際問題的能力,提升學校在我省竹加工產業的統領地位及在全國的影響力。以科技服務的突出成效推動我校“林業工程”重點學科發展。學院在生物質材料方面具有較強的研究開發和技術創新實力,具備承擔重點技術開發項目的能力,形成一批具有自主知識產權的技術成果、發明專利,具有持續創新能力。
五、創新學術論文,營造學術論文的良好氛圍
這次評估首次采用“定量與定性、質量與數量、國內與國外”相結合的“多維度學術論文評價”方法。就是將論文“他引次數”及“ESI 高被引論文數”與最新發表的高水平期刊論文同時納入評價指標等,創立了學術論文評價的新質量文化。我院“林業工程”學科近兩年來發展較快,授權發明專利50多項,600多篇,被SCI、EI收錄的論文70多篇,其中Ⅰ區13篇,但論文“他引次數”不多。學院教師普遍使用定性理論分析,基本屬于個人觀點陳述型和經驗總結型,定量模型分析、實證研究和大規模的統計調查研究極為稀少。雖然我院學科建設的研究成果不少,但研究結果基本是具體學科經驗的總結;研究方法僅限于表層分析,研究深度不夠,得出的研究結論缺乏了更多的實證基礎,所進行深刻的理論分析、實證分析和統計調查的研究也不夠[4]。因此,營造一個素質精良的科技創新隊伍和堅實的學科基礎、良好的科研平臺基礎以及顯著的前期科研成效,定能促進我學科建設更上一層樓,并在生物質低碳加工、生物質化學利用和改性、生物質功能材料、生物質工程材料、生物質吸附材料、生物質復合材料等研究領域取得重大突破,進一步提升了我院在國內乃至國際上的科技影響力。
六、創新學生質量,開創學生的新視角
此次評估是以改革人才評價方式,強調學生為本,注重在學培養質量與畢業后發展質量相結合的評價理念為模式。引入用人單位對“學生畢業后質量跟蹤評價”;新增學生派出留學、交流指標,鼓勵對學生培養的投入;引入教育部博士學位論文抽檢情況指標,促進博士學位論文質量全面提高。為提高學生質量,開創學生新視角,我院加強閩臺交流,與臺灣虎尾科技大學、嘉義大學、臺灣大學等研究機構建立了合作交流關系;與英國布魯內爾大學、美國俄勒岡州立大學,美國佐治亞理工學院、加拿大新布倫瑞克大學(UNB)、加拿大國家林產品創新研究院、英國皇家建筑研究院等國外研究機構建立了合作交流關系;與北京林業大學、東北林業大學、南京林業大學等國內院校建立了合作交流關系;并派博士研究生赴國外高校讀書。我院畢業生已成為高校、科研院所的科技專家以及我省林產加工行業、制漿造紙行業、材料加工行業的業務骨干。
綜上原因,根據學科發展趨勢,鞏固原有基礎,進一步完善人才 隊伍,提高教學和科研水平,使其在現有基礎上更上一層樓。我院將立足于海西經濟社會發展,以高水平大學建設為契機,以學科建設為龍頭,以人才培養為核心,以高水平師資隊伍建設為重點,以提高教學質量為基礎,以提升學科與研究水平為目標,充分利用和整合各類資源,發揮學科特色與優勢,加強學科內涵建設,大力發展研究生教育,促進人才培養質量和師資隊伍素質不斷提高、高新技術研究和成果轉化水平提升。努力打造福建農林大學材料工程學院“升級版”,基本建成特色鮮明、人才培養水平和科技創新能力高、社會服務能力強的高水平學院。
參考文獻:
[1]馬建淮.關于學科建設的幾個問題[J].中國高等教育,2001(7):20-21
學生能否按規定的要求,保質保量地完成畢業論文任務,指導教師起到核心監控作用。教師的知識結構、學術水平、教學經驗、工作作風、工作責任心等,都對畢業論文指導效果發揮影響。指導教師應有曾經獨立指導或協助指導過畢業論文工作經驗,在以往指導畢業論文過程中認真負責、學生反映良好、畢業設計完成較好。生物工程專業屬于理工科,除了有良好態度外,還要求指導教師有較高的科研素養。
2.選題監控機制
為了較好地開展畢業論文選題工作,在第七學期教師應該下達關于畢業論文選題的工作。學生可以結合教師的科研選題,學生確定后,指導教師介紹課題的基本要求,并提供一部分資料。學生自行選題,學生根據實際工作或者實習情況,對未來所從事的工作有明確想法,對未來工作有應用價值,可以進行這個方面的研究選擇,但指導教師必須嚴格控制,學生必須寫出提綱和內容摘要,明確研究目的方向。生物工程專業畢業生選題來源也無非這幾個方向,對于重實驗、重數據的專業來說,更是需要在選題的時候把控好方向。
3.開題監控機制
開題環節是做好畢業論文工作重要部分,督促學生完成好開題報告能夠控制意外的發生。課題內容是否適合學生的能力,能夠在規定時間完成,選題是否存在過大或者過窄,是否需要更換題目,通過審查開題報告內容發現研究路徑和方法是否合理。論文結構是否恰當。這個環節做充足,能夠減少重大失誤,提醒學生在研究課題過程中應注意的問題和環節,對研究困難有一定預見性。生物工程的畢業生更是應該在這個環節做充分準備。
二、生物工程專業論文中期質量監控
重點監控畢業生參加畢業論文的態度、自覺性,時間與精力是否有保證等。由指導教師組織、安排,要求畢業學生匯報課題進展情況,回答指導教師提出的問題,對畢業論文中存在態度問題的學生及時進行批評、警告,及時指明努力方向,采取補救措施。任何專業都需要強調畢業生個體的努力,對于畢業生的學習風氣應該常抓不懈。
三、畢業論文后期質量監控階段
1.論文答辯前監控
院系檢查學生是否按畢業論文要求完成所有工作,對學生成果驗收和答辯資格審查,確定學生答辯資格。畢業論文成績一般采用五級計分制:優秀、良好、中等、及格、不及格。指導教師、評閱教師對學生的論文進行評定。指導教師主要關注選題意義、材料選擇及組織能力、結構框架、基礎理論的運用及分析能力、論文的學術水平等;評閱教師主要關注選題意義、論文難度、結構、資料使用、論述、運用能力等方面,只有指導教師和評閱教師給出的成績達到及格,才能進行答辯。
1.1 培養方案
醫學檢驗專業的人才培養目標是“培養品德優良,基礎扎實,技能精湛,社會認可,具有創新精神和實踐能力的高素質醫學檢驗應用型人才”。要求學生在畢業實習期間完成畢業論文,目的是幫助學生鞏固和深化所學專業的理論知識,進一步培養學生獨立分析問題和解決問題的能力;幫助學生掌握科學研宄和科學實驗的基本方法,是培養基礎理論扎實,具有創新精神和實踐能力的醫學檢驗人才的重要環節;有助于實現人才培養目標,更是醫學教育中能力培養的重要內容。圍繞這個培養目標,2007年2月我校修訂了醫學檢驗專業本科人才培養方案,將畢業設計納入教學計劃,畢業設計時間也包含在畢業實習中。明確了重視畢業論文這一教學環節的必要性和重要性。
1.2 實施過程與管理
1.2.1 指導教師 畢業論文是學生在實習單位完成的,指導教師由實習單位中具有中級以上專業職稱,有較強科研能力和較高學術水平的教師擔任。學生在進入檢驗專業實習后,由實習單位安排符合資格的指導教師,對論文的選題、文獻資料查閱、開題、實驗、數據處理、論文寫作等關鍵環節進行指導。2006屆36名學生的畢業論文由28名教師指導,2007屆52名學生的畢業論文由46名教師指導。
1.2.2 選題與開題 在選題類型上,力求選擇題目小、實驗周期短、有一定意義的項目。在選題方式上,可由指導教師結合醫院實際或結合在研的課題提出,也可由學生根據自己的興趣和專業所長提出,與指導教師協商討論后確定題目。2屆畢業論文中,選題最多的方向是臨床免疫學檢驗,其次是臨床生物化學檢驗和臨床微生物學檢驗。今年研宄分子生物學檢驗的論著也顯著增加,說明畢業論文的研宄方向與整個檢驗醫學的科研熱點方向是一致的。
學生根據所選論文題目,查閱相關文獻,寫出開題報告。由所在實習醫院組織開題報告論證會,對論文在一定時間、一定條件下的可行性進行論證。開題論證通過的論文題目,才能進行實驗。
1.2.3 進程監控 主要采用導師監控與系部監控相結合的方式進行。
導師監控主要在體現《畢業論文設計)指導教師指導記錄表》和《畢業論文設計)指導教師評閱表》。在論文完成過程中,導師定期考核學生論文的進度及完成情況,填寫畢業論文設計)指導記錄表。在畢業論文定稿后,由導師填寫指導教師評閱表,對論文水平進行評價,導師可以根據學生完成論文情況及論文水平,決定學生的答辯資格,導師評閱分數將會按比例記入畢業論文總成績。
系部監控主要是核實學生返校后提交的各種畢業論文相關材料。首先確定導師是否同意學生答辯;然后對實驗原始數據記錄進行抽查,檢查學生畢業論文的真實性;檢查導師對論文修改的原稿,確定論文主要是學生自己完成的;檢查與學生研宄方向相近的主要參考文獻,杜絕嚴重抄襲現象。
1.2.4 論文答辯 為保證答辯工作的正常進行,制定了畢業論文答辯工作程序:①組成答辯委員會:答辯委員會主要由系主任、各教研室主任及一些具有高級職稱的教師組成,分成臨床生物化學檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床微生物學檢驗、臨床檢驗基礎及臨床血液學檢驗5個專業組,每組5~6名專家。②答辯資格審查:將學生提交的開題報告、導師評閱表等材料進行分類、整理,根據導師評閱表確定導師是否同意學生的畢業論文提交答辯,從而確定學生答辯資格。③答辯:組織具有答辯資格的學生按學科分組進行答辯。學生先以多媒體的形式匯報論文主要結果與觀點,然后由評委針對論文提問,學生答辯,最后根據論文的質量和答辯情況填寫評分表。④成績評定:畢業論文成績的評分依據包括畢業論文指導教師評閱表和答辯評分表兩部分組成。論文成績分為5個等級:優秀≥90分、良好80~89分、中等70~79分、及格60~69分、不及格<60分。⑤答辯評優:分組答辯結束后,根據答辯成績和指導教師評閱成績所占的比例進行成績計算,根據成績等級評選出優秀論文。
2.取得的成績
2年來88名畢業生撰寫畢業論文88篇,論文涉及臨床生化檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床微生物學檢驗、臨床分子生物學檢驗、臨床檢驗基礎等專業,論文質量較高,成績優良率達64.78%,其中8篇被評為優秀畢業論文。2006屆畢業論文有7篇已在學術期刊雜志上發表。
高中生物學教學使用的教材以及生物科技書籍與生物科技新進展存在較大的時差,將生物科技論文中的新觀點、新作法,以及相關的新知識、新成果和新應用傳播給學生,可促進學生對不斷發展的生物科學及其研究的理解和應用,引導學生主動學習,提高生物學學習能力和生物科學素養。
一、科技論文的概述
所謂科技論文是指論證、描述運用科學技術,開展科學研究,獲得一定科研成果的學術性文章。中國國家標準GB7713-87明確指出:“學術論文是某一學術課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學研究成果或創新見解和知識的科學記錄;或是某種已知原理應用于實際中取得新進展的科學總結,用以提供學術會議上宣讀、交流或討論;或在學術刊物上發表;或做其他用途的書面文件。”科技論文能體現最新的科技成果及科技發展,科技成果已廣泛運用于生產、生活。在高中生物學教學中,有效地運用科技論文,能激發學生的探究欲望,促進學生對生物學的認識,提高生物科學素養。
二、科技論文的選擇
應選擇近期發表的較高水平的科技論文,注意選擇研究角度新穎、涉及生物學熱點話題的研究文章。如學習有關育種知識時,介紹有關華中農業大學科研人員克隆出控制水稻光敏感核不育的基因pms3,該科研成果可加速水稻“兩系”不育系培育,促進作物雜種優勢利用。引導學生由此相關信息為主題,檢索有關科技論文,讓學生獲取科學性、權威性的基因工程育種的最新科學進展。
還應注意選擇有關促進社會、生產、生活等方面研究的科技論文。例如,在學習“生態環境的保護”時,根據不斷加劇的“霧霾”天氣,引導學生學習《北京一次持續性霧霾過程的階段性特征及影響因子分析》,幫助學生了解北京地區持續性霧霾天氣過程中的氣象因素和氣溶膠演變特征。學生結合“霧霾”天氣親身體驗,加深了對“霧霾”天氣的了解,提高保護環境的意識,有利于學生掌握生物科學知識,運用所學的知識解決現實生活中的問題。許多實驗驗證性的科技論文包含有實驗材料、實驗方法、實驗結果、討論和結論,不僅具有科學的、最新的實驗技術和方法,還有翔實的實驗數據,讓學生易于理解實驗過程、實驗數據和結論之間的關系,體現科技論文的應用價值與社會意義。
三、科技論文的教學應用
首先在課堂上為每位學生提供一份論文,要求學生圍繞“文章的研究的目、研究的對象、研究的結論或結果、研究的問題對社會或研究領域有什么影響”等一系列問題進行閱讀,培養學生快速地獲取有關信息的 能力。
然后指導學生羅列論文中相關的生物學概念和難理解的專業名詞,并嘗試理清生物學概念與難理解的專業名詞之間的關系,通過新情境的構建,培養學生對知識的理解、分析、應用等遷移能力,為理解實驗和科學進展打下良好基礎。
科技論文表述的實驗原理和步驟等具有前瞻性,專業性比較強,學生難以理解。課堂教學時教師應簡要地解釋實驗過程,引導學生理解新的實驗方法和實驗設計,嘗試用通俗易懂的文字簡化復雜的實驗條件和方法,設計相關類似的實驗,提高學生的實驗設計能力。
四、科技論文的教育價值
1.促進學生學會文獻檢索
指導學生從公共媒體如報紙、公共科學雜志,比如《新科學家》《科學新聞》或者中國知網等相關網站,采用“文獻檢索方法”“數據庫檢索方法”“出版物檢索方法”,使用關鍵詞搜索,在論文期刊上網站上或搜尋合適的論文,比如早期原創性研究論文,進行對比閱讀,培養學生學會求知、學會學習,掌握認識世界的工具、學會最迅速、最有效地獲取信息、處理信息和運用信息的能力。
2.促進學生對生物學核心概念的掌握
高中生物核心概念是建立在一般概念、原理和規律之上的對生物學核心問題認識和理解,從不同的角度闡釋生命的本質,有利于幫助學生理解與掌握生物學主干知識。在有關“光合作用、呼吸作用”等核心概念學習中,以關鍵詞“光合作用、呼吸作用、影響光合作用、呼吸作用速率等”檢索到《不同營養條件對金魚藻凈化作用及其生理生態的影響》《靜止和充氣培養條件下光強對龍須菜光合生理效應的影響》等科技論文,通過學習,拓寬視野,加深對光合作用速率、光合效率、凈光合作用速率等生物學核心概念理解和掌握。
3.提高學生圖文轉換和圖表處理能力
生物科學經常以生物繪圖或圖表方式呈現科學研究方法或成果,在教學中嘗試將論文的數據用簡化的圖表進行特殊處理,剔除冗余信息,并將圖表與文字相結合,培養學生科學思維和習慣,提高圖文轉換和圖表處理能力,加深對新的科學實驗的理解。
畢業論文,指專科畢業論文、本科畢業論文、碩士畢業論文、博士畢業論文等,即寫作并提交的系統研究論文,是教學或科研活動的重要組成部分之一,是整個高等教育時期的技能總演練。其主要目的是培養學生綜合運用所學知識和技能,理論聯系實際,獨立分析問題、解決實際問題的能力,使得到從事本專業工作和進行相關研究的基本訓練。畢業論文應反映出作者能夠準確地掌握所學的專業基礎知識,學會綜合運用所學知識進行科學研究的方法,對所研究的題目有一定的感觸。生物工程專業的畢業論文是本專業學生的重要教學環節之一,本文嘗試在理工科背景下探討生物工程畢業論文質量檢查與控制方面問題,以期望建立合理考評機制。
由于畢業論文工作具有系統性特征,是前面的理論和實踐教學的綜合,根據影響理工科畢業論文質量的因素,在畢業論文質量監控系統中劃分了三個監控階段,分別是論文前期質量監控、論文中期質量監控、論文后期質量監控。
一、生物工程專業論文前期質量監控
1.指導教師監控機制
學生能否按規定的要求,保質保量地完成畢業論文任務,指導教師起到核心監控作用。教師的知識結構、學術水平、教學經驗、工作作風、工作責任心等,都對畢業論文指導效果發揮影響。指導教師應有曾經獨立指導或協助指導過畢業論文工作經驗,在以往指導畢業論文過程中認真負責、學生反映良好、畢業設計完成較好。生物工程專業屬于理工科,除了有良好態度外,還要求指導教師有較高的科研素養。
2.選題監控機制
為了較好地開展畢業論文選題工作,在第七學期教師應該下達關于畢業論文選題的工作。學生可以結合教師的科研選題,學生確定后,指導教師介紹課題的基本要求,并提供一部分資料。學生自行選題,學生根據實際工作或者實習情況,對未來所從事的工作有明確想法,對未來工作有應用價值,可以進行這個方面的研究選擇,但指導教師必須嚴格控制,學生必須寫出提綱和內容摘要,明確研究目的方向。生物工程專業畢業生選題來源也無非這幾個方向,對于重實驗、重數據的專業來說,更是需要在選題的時候把控好方向。
3.開題監控機制
開題環節是做好畢業論文工作重要部分,督促學生完成好開題報告能夠控制意外的發生。課題內容是否適合學生的能力,能夠在規定時間完成,選題是否存在過大或者過窄,是否需要更換題目,通過審查開題報告內容發現研究路徑和方法是否合理。論文結構是否恰當。這個環節做充足,能夠減少重大失誤,提醒學生在研究課題過程中應注意的問題和環節,對研究困難有一定預見性。生物工程的畢業生更是應該在這個環節做充分準備。
二、生物工程專業論文中期質量監控
1.學生態度監控機制
重點監控畢業生參加畢業論文的態度、自覺性,時間與精力是否有保證等。由指導教師組織、安排,要求畢業學生匯報課題進展情況,回答指導教師提出的問題,對畢業論文中存在態度問題的學生及時進行批評、警告,及時指明努力方向,采取補救措施。任何專業都需要強調畢業生個體的努力,對于畢業生的學習風氣應該常抓不懈。
2.指導教師過程監控機制
通過調查、座談、問卷等形式對指導教師履行職責的情況進行監控、督促指導教師抓緊后期指導。主要檢查按課題制定畢業論文任務書,及時下達情況;推薦相關參考資料等情況;落實畢業論文經費和開展課題研究所需條件情況;指導學生制定計劃情況;現場指導的方式和方法;教書育人情況。對于理工科來說,還要求指導教師教會大型儀器設備使用,指導數據處理、指導數據分析等工作。
三、畢業論文后期質量監控階段
1.論文答辯前監控
院系檢查學生是否按畢業論文要求完成所有工作,對學生成果驗收和答辯資格審查,確定學生答辯資格。畢業論文成績一般采用五級計分制:優秀、良好、中等、及格、不及格。指導教師、評閱教師對學生的論文進行評定。指導教師主要關注選題意義、材料選擇及組織能力、結構框架、基礎理論的運用及分析能力、論文的學術水平等;評閱教師主要關注選題意義、論文難度、結構、資料使用、論述、運用能力等方面,只有指導教師和評閱教師給出的成績達到及格,才能進行答辯。
2.論文答辯過程監控機制
答辯分組進行,指導教師回避,互相答辯對方的學生。嚴格控制論文質量,要求學生突出自己的工作,時間一般為15分鐘,由答辯教師根據具體研究提問關于研究相關情況,時間一般為10分鐘。論文答辯的評分要素為:論文選題、論文難度與工作量、語言組織、回答問題的圓滿程度、論文的思路、基礎知識的運用、相關知識面、對論文所涉及問題的理解程度等方面。采用指導教師、評閱教師和答辯小組三級評分體系,其中指導教師、評閱教師、答辯委員會的評分求和權重分別為50%、20%、30%。
總之,建立一套全面的畢業論文質控體系能最大限度地保證生物工程專業畢業生的教學水平。
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《動物生物化學》實驗課程是動物醫學和動物科學專業的重要基礎課,既具有基礎性,又具有前沿性,是研究生命活動變化規律的學科,對驗證和鞏固動物生物化學理論知識,掌握動物機體內發生的生物化學機制并且運用動物生物化學實驗原理和方法來診斷、治療和預防疾病等都有非常重要的作用,目前的動物生物化學實驗教學模式只是注重理論課程內容的復證,同時也在響應國家要求培養適應創新型高水平創新人才的號召,進行動物生物化學實驗的優化組合,更新替換陳舊實驗內容,對本科生開放一些實驗室,雖然起到了一定的作用,但還是不能滿足于學生主動性和創造性的全面發揮。因此,本實驗室針對動物生物化學實驗課程進行了更深層次的改革探索,首先將動物生物化學實驗教學從以前的理論教學中分離出來成為一門獨立的32學時的實驗課程,對以前的實驗項目進行大幅度刪減,替換一些重復的和與學生創新性結合不緊密的實驗項目,增加了適應學生創新和實踐思維發展的綜合設計性的大實驗,同時把大學生訓練計劃(SRP)項目和學生畢業論文納入到實驗教學中,使兩者相互促進提高并融為一體,影響且促進實驗教學進行相應改革,一方面可以滿足理論課程需求并且使之提高,另一方面也提高了低年級農科類本科學生的專業興趣及創新和動手能力,對學生今后走向工作崗位,勝任相關工作與獨立開展科學研究都具有非常重要的作用。基于此,本文就動物生物化學實驗課程的教學改革實踐進行了探索性的分析。
一、加強大學生訓練計劃(SRP)項目于實驗課中實施,促進實驗教學改革
為提高學生創新和實踐的能力,使SRP項目融入實驗教學課堂,首先使大學生實踐訓練計劃(SRP)項目的內容與實驗課進行有機結合,通過SRP項目的實施推動動物生物化學實驗課程教學發生相應調整改革,大學生訓練計劃(SRP)項目的啟動實施要求動物生物化學實驗課程進行相應的改革從以下幾方面陳述。
首先,改變以前課前教師為主體,準備好實驗所需的試劑、器材和實驗所需要的設備,然后在學生動手做實驗前,教師詳細講解實驗的原理、方法和操作步驟等實驗內容后再讓學生被動的進行實驗操作,使學生按照醫生的“照配方抓藥”的上課模式進行的實驗訓練操作,轉換成學生為主體,積極參與到實驗教學準備中,不但滿足了學生掌握實驗技能的渴求,也體現了學生的主人翁地位,因此,通過這種上課模式的轉變,既加強學生主動申報SRP項目的積極性使其有目的參與到實驗教學準備中,又滿足了學生為申報SRP項目需要掌握大量實驗技能知識的渴求,同時也推動了實驗教學的改革朝著有利學生發展的方向進行。
其次,設計實驗課內容與要SRP項目有機結合,根據動物生物化學實驗大綱要求的教學內容,靈活的安排先后順序,使學生逐漸適應從簡單到復雜的一個過渡,使內容從基礎到綜合再到創新性實驗進行逐步提高,使學生也能從易到難,有一個逐步適應的過程,讓學生在這個過渡過程中把將要申報的SRP項目的內容和整個實驗有機的結合在一起,使學生在實驗課中的學到的技巧促使大學生訓練計劃(SRP)項目申報成功,反過來SRP項目的內容也影響并推進了實驗內容快速改革,順應了該實驗課程改革發展以及社會對創新性人才培養的需求。
實驗課程開始時,先讓學生做簡單的基礎實驗,從最簡單的配制試劑和洗滌實驗儀器開始,接著訓練學生正確的使用各種型號微量可調移液槍、移液管、電子天平和離心機以及分光光度計的使用及注意事項的使用等。比如,通過實驗項目中的血液葡萄糖含量測定,使學生用實驗得出的血液葡萄糖濃度的結果結合理論課程中糖代謝的章節,布置學生去圖書館查閱相關資料,通過實驗總結并積極動腦思考糖代謝發生障礙的機理以及在臨床代謝中的意義,又比如通過測定動物血清中的谷丙轉氨酶活力讓學生了解氨酶酶在機體內是如何代謝的,并且讓學生掌握谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶在臨床代謝中的意義,通過這些簡單的實驗內容以及教師適時的引導來鍛煉他們思考申報SRP項目的內容。對剛進入大學二年級的學生,通過簡單的實驗技能的操作訓練和對實驗原理設計的初步理解,使他們對動物生物化學實驗具有感性認識,使之形成從簡單到逐步適應的一個過渡。
接著進行綜合性實驗能力的培訓,通過以上簡單實驗的培訓后將要跨度到創新思維和能力的培養階段,此階段可以將具有聯系的幾個實驗聯系起來形成一個大的綜合性設計實驗,用幾次實驗課完成,也就是前一個實驗的結果是下一個實驗的材料,使這幾個連續的實驗成為一個系統性、連貫性的完整體系,這種大的綜合性實驗設計是為了幫助二年級學生參加大學生訓練計劃項目(SRP)的申報,并且對他們進入研究生階段將要繼續進行科學實驗研究也有幫助,例如,核酸的整個系列實驗,第一個實驗是動物組織中核酸的提取,首先把動物組織或血液中的基因組DNA提取出來,接著,第二個實驗是瓊脂糖凝膠電泳鑒定DNA,也就是把第一個實驗的結果動物組織提取的核酸用瓊脂糖凝膠電泳再鑒定DNA,然后第三個實驗是核酸濃度的測定,應用紫外分光光度法測定核酸的含量和純度,接著的第四個實驗是PCR鏈式反應,用前面制備的基因組DNA作為模板,采用PCR技術對目的片段進行擴增、再反過來用前面學過的瓊脂糖凝膠電泳技術鑒定PCR產物,再把PCR產物用紫外分析儀或應用凝膠成像系統對其結果進行分析。通過核酸整個系列的綜合性實驗,使學生全面掌握了核酸的制備以及對核酸進行全面分析的整個實驗技術。該綜合實驗兼顧了電泳技術、紫外分光光度測定技術、PCR擴增和離心等多種實驗技術,達到了把生物化學技術中的多種實驗技術盡可能的分配到這個大的綜合性實驗中。此時,學生的大學生訓練計劃(SRP)項目已經申報成功,由于學生迫切要完成該項目,學生會積極、主動并且認真地完成綜合性實驗的課程,其創新性思維的發揮又有了一個更高的層次,對創新性實驗的開展也充滿了期待和渴盼,因此,SRP項目的順利實施再次推進了實驗教學改革的進程,使之朝著培養人才模式的的方向發展,也順應了社會對創新人才的需求。
最后,進入了創新性實驗能力的培訓階段,該階段將使實驗教學立足于學生的角度出發,突出大學生訓練計劃(SRP項目)的培訓,此階段的實驗教學要結合學生申報的SRP項目,再開一些與他們申報并完成的SRP項目相關的實驗內容,對他們完成SRP項目內容有一些建設性的指導,也就是再開設一些設計性、研究性實驗,由教師給出實驗題目,學生自己根據所學知識和前面實驗的訓練,再查閱相關文獻,自己設計實驗項目和步驟,自己準備試劑和材料,以小組為單位,獨立操作完成實驗,通過這種方式的訓練,嘗試培養學生創新思維和初步科研的能力,并且協助學生順利的完成SRP項目,同時對實驗教學改革也起到了至關重要的作用,使動物生物化學實驗進入到一個新型的適應社會需求的新的實踐教學模式。
二、加強畢業論文與實驗課程有機結合促進實驗教學改革
通過以上SRP項目的實施和完成促進了實驗教學的改革,使學生的創新性思維進一步提高,在此基礎上可以進一步調動學生的自主式創新思維的積極性,并使SRP項目的實施與完成畢業論文相結合,使學生在SRP項目基礎上擴展并提出與本實驗課程相關并且自己感興趣的實驗題目,通過自主性實驗教學模式完成自己設計的畢業論文的實驗方案,通過課余時間準備、培養實驗材料和配制實驗所需試劑并進行實驗,該實驗項目的完成可以延續到畢業,此實驗教學階段鍛煉了學生整個實驗過程中學會獨力思考、獨自處理和實踐實驗的能力,達到逐漸使學生能夠獨自駕馭完成實驗的目標,比如,實驗室的1個學生選擇的畢業論文題目是“蠅蛆抗菌肽的提取及分離鑒定”,該論文涉及了蛋白質的提取法、用凝膠層析柱或透析袋法進行的蛋白質的分離純化、用SDS――聚丙烯酰胺凝膠法進行的蛋白質的鑒定、用SDS――聚丙烯酰胺凝膠電泳法測定蛋白質含量和蛋白質分子量等實驗內容,但本實驗室所開設的實驗項目缺少蛋白質分子量測定的實驗內容,通過總結學生完成畢業論文涉及或發現的實驗課內容缺少的實驗技術,在下一年的實驗課時進行選擇性的補充或替換,通過畢業論文的實施推進實驗教學進行相應改革,通過畢業論文發現可以把蛋白質的分離提取和鑒定及分子量的測定歸結到一個大的蛋白質的綜合性實驗里,學生通過自主的綜合性實驗的鍛煉,其實驗操作受到了更全面的培訓,最為重要的是培養了他們科研思維和初步設計畢業論文的能力,為學生順利完成畢業論文奠定了堅實的基礎,同時也調動了學生業余時間進入實驗室的積極性。另外,通過完成畢業論文,使其相關的實驗內容納入或補充到實驗教學的模式中也促進了動物生物化學的實驗教學進行改革,因此,動物生物化學實驗課程的內容與畢業論文需求的實驗技術相互映襯,通過畢業論文于實驗課中的實施并促進了動物生物化學實驗教學的改革。
三、結語
通過大學生訓練計劃(SRP)項目和學生畢業論文引入實驗教學,并且促進了動物生物化學實驗的改革實踐,并提高了學生主動做動物生物化學實驗的興趣。通過SRP項目和學生畢業論文與實驗教學相結合的改革實踐,使學生做動物生物化學實驗的熱情也越來越高,一方面,激發學生學習該課程的積極性和主動性并拓展了學生的創新思維,另一方面又推動了動物生物化學實驗教學改革并提高了其質量和效果。
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1.1CAE當前研究熱點與未來發展趨勢
(1)計算流體力學、結構力學、材料力學、仿生力學、爆破力學等新進展;(2)新材料與新工藝、生物材料、微納米、復合材料的CAE應用技術;(3)高性能計算與CAE;(4)智能化CAD/CAE集成;(5)多學科、多尺度CAE仿真技術;(6)可靠性分析與CAE工程穩健設計;(7)非線性有限元進展及應用;(8)有限元網格自動生成技術.
1.2CAE專項技術應用探討
(1)產品結構強度分析、疲勞壽命分析、振動及噪聲仿真分析、碰撞仿真;(2)機構動力學、多體動力學與控制仿真技術;(3)跌落以及沖擊、多物理場耦合分析;(4)結構輕量化設計與拓撲優化技術;(5)先進材料/結構一體化設計技術.
1.3CAE的平臺技術與應用
(1)虛擬產品開發平臺;(2)分布式仿真平臺技術與協同仿真;(3)產品研發仿真流程和數據管理平臺建設;(4)企業級仿真和多學科聯合仿真.
1.4CAE技術的行業應用與解決方案
(1)CAE在航空、航天、兵器、船舶工業中的應用;(2)CAE在海洋工程、核工業及特種行業的應用;(3)CAE在汽車制造、鐵道機車行業中的應用;(4)CAE在裝備制造及通用機械工業中的應用;(5)CAE在電子、材料、土木工程、生物科技中的應用;(6)CAE技術在國家重大工程與裝備中的應用.
1.5CAE技術的人才培養
(1)社會對仿真分析工程師的需求及要求;(2)高校CAE課程的設置及人才培養模式;(3)社會科技中介及培訓機構的CAE人才培訓項目開發.
2征文要求
(1)圍繞主題內容、充實、數據準確、文字通順,字數在5000字以內,未在正式刊物發表;(2) 會議收錄論文,不收取任何費用,僅供業內人士交流參考;(3)文章的格式編寫要求請訪問.cn或;(4)論文結束頁后另附論文全部作者詳細信息,包括作者職稱、學歷、職務及主要專業方向,聯系方式,并標明按上述5個專題論文應屬的類別;(5)論文請務必在7月10日之前發送到()郵箱里.
3論文評審
組委會將組織專家組對征集的論文進行嚴格評審,根據評審結果向論文作者發出錄取通知和參會通知,并選出優秀論文頒發獲獎證書和獎品,優秀論文將推薦給專業刊物正式發表.