生物化工的概念范文

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第1篇

為了落實好教育部教職成司函[2011]158號文件精神，生物技術教指委組織篩選了部分高職院校專題立項編寫生物技術類各專業的“高等職業教育專業教學基本要求”。筆者承擔了生物化工工藝專業的要求編寫工作。生物化工工藝專業課程體系的建立，是整合了4個開設本專業的院校體色，提煉出普遍適用的要求。考慮到全國各高職院校辦學水平的差異，這個要求只是是生物化工工藝專業開設的最低要求和建議。

一、生物化工工藝專業概況

生物化工工藝專業是培養具有現代生物技術和化工基本技術的綜合能力，學生的專業。本專業畢業生應該能熟練使用化學與儀器分析手段檢驗產品，熟悉質量管理體系，具備產品推廣與市場維護能力，能夠在生物、化工、制藥等行業生產、檢驗和銷售環節從事生產操作、技術管理、質量管理與產品營銷等工作的高素質技能型專門人才。生物化工工藝專業本專業畢業生就業主要面向生物化工該專業畢業生就業主、化學工業、農藥化肥、醫藥、環保領域及其他與本專業相關的企業或部門。能從事勝任微生物制備、發酵控制、生物轉化、化學合成、產品分離精制等生產操作；相關原料與成品檢測以及相關產品的營銷與市場維護工作。

二、生物化工工藝專業的崗位分析

1.初始崗位群

1.1主要職業崗位

1.1.1生物化工相關的生產操作崗位：主要指粉碎、糖化、發酵、菌種操作、生物催化、化學合成等操作崗；蒸餾、過濾、萃取等提取單元操作崗；消毒滅菌、產品包裝、生產現場衛生等輔助單元的崗位操作崗。

1.1.2生物化工相關企業的品控崗位：主要指原材料、半成品及產品相關的檢驗、化驗等操作崗、品管、品管等管理崗。

1.1.3產品營銷與市場維護崗位：主要指推銷，市場督導，售后服務等崗位。

1.2相近職業崗位

1.2.1防疫、商檢、技術監督、環境檢測等國家部門的檢驗崗位。

1.2.2生物化工產品、食品研發助理崗位，相關科研或教學單位的實驗員。

1.2.3實驗室認證服務，企事業單位生物化工相關網站內容管理員等拓展崗位。

2.發展崗位群

經過2～5年的工作，在獲得一定的工作經驗（進修）后，可升遷至以下職業崗位：

2.1在生產管理、工程組織等部門從事生產管理工作，如車間主任、生產部經理等企業中高層管理人員。

2.2在品控部門從事質量控制工作，如檢驗室主任，品管部長等。

2.3在生物產品生產企業的銷售部門從事產品銷售及售后服務的管理工作，如區域銷售經理、部門銷售經理等。

三、課程體系建立

1.指導思想

課程體系構建要堅持以就業為導向，以能力為本位的職業教育指導思想，體現以職業素質為核心的全面素質教育培養。依據工學結合的人才培養模式，采用理論和實踐一體化，職業能力遞進的課程體系。通過崗位群的工作過程分析，根據專業核心能力對應的能力點和知識點設置課程，突出課程的應用性和實踐性，以過程性知識為主，輔以適度夠用的原理和概念，要與區域經濟及企業結合，針對職業培養目標，緊貼崗位開發課程。形成以工學結合為基礎，以企業真實生產任務為導向，涵蓋國家職業技能鑒定內容的職業能力和職業素質基礎知識培養的課程體系。

2.課程體系總體要求

三年制專業建議課內總學時1 600～1 900學時，專業技能訓練課程建議24～28周，課內學分，實踐學分和其他素質培養學分總學分建議130～140。

2.1課程體系設計思路應以生物化工核心技能為主線，整合教學內容，避免課程間教學內容出現簡單重復的問題。

2.2突出理論適度，強化技能的高職特色。專業基礎課程控制在5門以內，基礎實踐與專業實踐環節總共占總學分的30%。

2.3提倡開設與企業共同開發的專業核心課程。

3.課程體系

教學進程安排應包括四個層次，一般的，從低年級到高年級依次是公共基礎課程專業基礎課程專業核心課程專業拓展課程。但不需要局限于這一順序，開設課程要體現素質教育與技能培訓，并貫穿整個教學過程。建議各校可以根據本校的實際情況靈活安排教學進程。

3.1公共基礎課程

公共基礎課程是為培養基本素質所開設的，主要按照教育部規定執行。

3.2職業基礎課程

職業基礎課程應包括但不限于生物學大類和化工專業大類的基礎課程，根據專業特色開設3～5門，建議開設的課程《無機及分析化學》、《有機化學》、《物理化學》、《生物化學》《微生物操作與育種技術》《電工技術》《化工制圖與CAD技術》《化工儀表與自動化控制》《化工原理》等。

3.3職業核心課程

職業核心課程應能體現生物化工行業的核心技能的課程，要成為職業資格證書考核內容、職業崗位任職要求的知識與能力載體。建議開設的課程《發酵工程技術與實踐》《生化分離技術》《生物工程設備》《生物工業分析技術》《發酵工廠工藝設計》《發酵產品生產技術》。

3.4職業拓展課程

職業拓展課程是為滿足學生橫向學習及縱向發展等方面的需求設置的，如相近專業、專業技術方向、綜合素質等。各類技能證書未涉及的課程安排在職業拓展課程課程中。一下是各院校開設的職業拓展課程，但不僅限于此。《生物工程概論》《精細化工技術》《燃料乙醇生產應用技術》《環境生物技術》《藥品生產質量管理》《安全生產技術》《微生物制藥》《生物技術制藥》《推銷與談判技術》《中小企業經營管理》等。

4.實踐教學環節

實踐教學應突出產學結合特色，培養學生實踐技能，與國家職業技能鑒定接軌，把教學活動與生產實踐、社會服務、技術推廣及技術開發緊密結合，把職業能力培養與職業道德培養緊密結合，保證實踐教學時間，培養學生的實踐能力、專業技能、敬業精神和嚴謹求實的作風。實踐教學體系可以構建基本技能訓練職業單項技能訓練職業綜合技能實訓職業綜合社會實踐的四層遞進體系和畢業考核和社會實踐環節。

第2篇

一、生物化工工程的教學現狀分析

傳統的生物化工工程教學模式以《生化工程》課本為基礎，仿照生物工藝流程的線性關系，主要描述從培養基滅菌到生物反應器及生物反應動力學直至發酵工程下游技術。從生物工程專業整個專業人才培養計劃的學科教學大綱來看，其中的許多基礎理論和《微生物工程工藝原理》、《酶工程》以及《生物工程設備》等課程都有不同程度的重復。這種重復知識點的講授很容易讓學生產生輕視情緒，降低學習熱情。另外，生化工程涉及許多枯燥的公式推導，有時整堂課都是“公式復公式，公式何其多”，導致課堂氛圍枯燥，學生思想疲憊，注意力渙散，經常無法達到預期的教學效果。

二、生物化工工程在生物工程專業課程體系中的位置

在整個專業課程體系中，生化工程的主要前修課程有微生物學、生物化學、物理化學、化工原理以及微生物工程工藝原理，生化工程本身又對后面的酶工程、生物工廠設計等專業課的學習起到鋪墊的作用，可謂承上啟下，至關重要。

三、生物化工工程課程教學改革

根據上述的分析，筆者對生物化工工程課程改革提出了以下見解：

1．教學內容的承流與革新

在實際教學過程中應時刻把握好教學核心問題：注重對工程意識的強化，并適當對教學內容做些調整，如弱化培養基滅菌的基礎理論講解，強化其中的動力學衡算過程，將細胞反應動力學中的基礎原理并于《酶工程》與《微生物工程工藝原理》課程講解，但對幾種動力學模型的建立與應用則應當結合具體實例，加強學生對實際應用的興趣和工程意識。另外，設立單獨的生物化工工程綜合實驗l，讓學生利用所學知識，切實感受到生物化工工程從物料準備中間發酵控制到下游處理獲得發酵產品的完整過程，感受生物工程生產線的真實過程，使學生們能夠鞏固理論知識，增強理論聯系實際的能力，并增強團隊合作能力，提高專業實驗設計與分析水平，并能夠激發學生們的科研興趣，增強專業信心。

2．教學方法的突破與創新

隨著計算機及電子技術的進步，多媒體教學已經成為高校教育的主要方式之一，在與形形生物產品生物工藝聯系緊密的生物工程類課程的授課過程中，多媒體教學更是能夠發揮特長，靈活的展現生物工程高科技產品的生產過程，為學生們的視聽帶來新體驗，激發學習積極陛。充分利用多媒體的信息再現、信息集成、交互、虛擬等多種功能，可以在授課過程中，穿插為學生播放一些生物工藝流程以及工廠的車間場景的圖片；并可利用虛擬功能，虛擬工程場景，讓學生自主的依據工程基本原理設計布置工廠；還可以播放一些工廠運轉的視頻，強化學生對工程化形成產品生產的認識。課堂教學應以學生為本，不要單一的僅僅采取講授的填鴨式教學，可采用問題探究式教學，從Et常生活中的小問題引出專業問題，如由高壓鍋煲湯引出培養基滅菌，由豆豉的食用引出發酵的能量換算，努力引導學生進行探究發現的良好習慣，培養學生自發自覺的科研精神，有秩序有目的的組織教學內容，形成問題、選擇問題、討論問題、形成新的假設、實踐與論證、如何獲得結論，一步步啟發引導學生的思維流動，帶著自我探究來獲得知識。

3．完善教學評價方法，改變考核方式

第3篇

生物化工學科作為一門交叉學科，其大力發展，將為解決人類面臨的能源、食品、健康，環境等重大問題起到積極作用。生物工程與醫藥產業更是知識經濟時代的主導產業之一。早在2002年，北京市政府就出臺了《北京生物工程與醫藥產業發展振興綱要》，明確提出要促進生物制藥產業化。2003年，生物工程和新醫藥產業被列為北京“率先基本實現現代化”的四大支柱產業之一。其中，天然活性藥物的提取分離技術，新型制劑技術、中成藥控緩釋技術、現代給藥技術等更是生物醫藥發展的重中之重。

北京聯合大學(簡稱聯大)重點學科――生物化工學科，以及制藥工程研究所的建設，正是聯大抓住北京發展生物醫藥產業的機遇，自主調整學科專業的成功范例。其中功不可沒的，是聯大生物化工學院副院長、生物化工學科專業帶頭人、制藥工程研究所所長林強教授。林強教授和他的研究團隊瞄準北京生物醫藥發展的重點領域，注重利用高新技術開展中藥現代化研究，著力于制藥技術產業化，在生物制藥及天然藥物工業化，尤其是新型分離技術和制劑技術應用研究方面卓有成效。

學科特色：中藥現代化

聯大生物化工學院的前身是化學工程學院。20世紀90年代，林強教授作為聯大生物化工學科帶頭人，提出將化工相關專業向處于朝陽產業的生物工程和新醫藥方向轉化。他認為，北京正處于生物工程和新醫藥產業蓬勃發展的上升期，學院應抓住這個機遇，形成以生物化工技術為主的發展方向，打造特色學科專業。

明確了發展思路，林強教授白手起家，創立了制藥工程專業，逐步形成了以現代中藥生產工藝為特色的技術應用性本科專業。在此基礎上，他還創建了制藥工程實驗室、藥劑實訓室、生物分離實訓室，經批準成立了制藥工程研究所，逐步形成了生物化工學科的雛形。

2004年，生物化工學科成為聯大首批校級重點建設學科。2006年，制藥工程研究所成為聯大校級研究所。林強教授作為生物化工學科和制藥工程專業帶頭人，和其他教師一起完成了學科專業規劃，確立了學科發展方向。制藥研究所依托生物化工學科，以天然藥物的提取分離及中藥新型制劑為主要研究內容，結合中藥應用研究，將高新技術用于中藥現代化研究，逐漸形成以中藥制劑工程為特色的研究所。

目前，研究所已形成了三大特色研究方向。

首先是天然藥物活性物質分離工程

當前，我國天然藥物活性成分的提取分離工業化程度低，基本上處于實驗室階段，沒有實現產業化應用。分離技術的落后是阻礙天然藥物活性成分提取的主要因素。

該研究方向以中草藥、農副產品等天然物質為原料，利用不同提取分離技術的耦合，研究天然活性成分的大規模提取分離過程，解決天然活性成分提取分離過程中的傳質、傳熱及過程控制等工程技術問題，研究開發出一系列高效、低能耗、低成本的提取分離工藝及裝置。

研究人員利用雙水相分離、超臨界萃取、大孔吸附樹脂，膜分離、酶降解生物技術等現代提取分離技術的組合使用，在中藥有效成分提取分離、真菌多糖分離純化、殼寡糖制備工藝等方面做了大量卓有成效的研究，旨在解決天然中草藥中活性物質提取分離工業化生產過程中的關鍵性技術問題，促進新型提取分離技術的工業化應用。

林強教授等人提出采用復合酶結合氧化法與酶催化法，制備出低聚殼聚糖，反應時間縮短25％，分子量分布大大變窄。用于中藥材的種植、生長，可將有效成分含量提高75％左右。在此基礎上實現了反應與分離一體化，使反應程度超過95％，低聚殼聚糖純度大于95％。采用復合酶比傳統的單一性酶技術生產成本降低了50％。在殼寡糖的應用研究方面也取得較大進展，特別是促進農作物生長和提高抗逆性等方面取得較好效果。該發明于2009年5月6日獲得專利授權。

利用膜分離技術，研究人員還分離純化姬松茸多糖、蟲草多糖等食用菌多糖。設計出新的分離膜結構，實現了不同分子量區段的精確切割，將不同分子量段的產物用于不同疾病的治療。

其次，藥物載體與生物材料

新型藥物給藥系統和相關藥物載體材料的研究，有助于推動藥物、生物制劑、功能性食品、新型添加劑等人類健康重大相關物質的理論發展和實際應用，具有極高的價值。

該研究方向以緩控釋及靶向給藥系統的載體及材料為研究對象，研究、設計、制備微膠囊、脂質體、微乳等載藥系統及材料，研究新型藥物載體的結構與藥物釋放、生物相容性等的關系，以提高藥物的穩定性、生物利用度，達到高效長效、降低毒副作用、改善病人用藥順應性等目的。

該研究方向采用溶劑蒸發相分離法，成功制備了SOD微膠囊、免疫球蛋白微膠囊、蜂膠微膠囊、番茄紅素微膠囊、蜂花粉微膠囊、阿莫西林微膠囊、鹽酸酚芐明微膠囊等。對各類物質微囊化的最佳配方、反應時間、溫度，攪拌速率等重要工藝參數，實現了優化。

該研究采用逆向蒸發結合高壓均質的新工藝制備了高穩定性的納米級脂質體，并設計了新型脂質體中試設備。采用不同合成方法制備的熱敏水凝膠不僅可用于緩釋材料，也可以用于活性物質的分離，為進一步開發及應用奠定了研究基礎。

最后，基因與酶工程

該研究方向以基因技術和基因工程為手段，研究核糖核酸酶及其他天然活性酶的基因表達、重組蛋白和基因改造等，以提高酶的活性，并研究酶在生物轉化、生物醫藥及其他工業方面的應用。

三大研究方向鼎足而立，支撐起了生物化工學科與制藥研究所。研究團隊側重于天然藥物生產的下游技術，重在解決生物制藥、天然藥物由實驗室小試到工業化放大過程中的關鍵技術問題，尤其是新型分離技術和制劑技術在中藥現代化生產中的應用研究，這是基于林強教授等人理論與應用并重的科研理念。生物化工學科本身就在生物技術產業化過程中起著關鍵作用，而林強教授從促進首都生物工程與新醫藥產業發展的高度出發，一向強調科研成果產業化，在科技成果轉化與校企合作等方面做出了很好的示范。

成果轉化：多領域應用

林強教授長期從事天然產物分離工程與技術的研究，并注重將科技成果產業化，最典型的莫過于殼聚糖及殼寡糖的研究開發與應用。

殼聚糖及殼寡糖對普通人而言是極其陌生的概念。但事實上，作為近年來國際上迅速發展的高科技產品，已被國外科學家譽為與蛋白質，脂肪、糖類、維生素、礦物質并列譽為人體第六生命要素。殼聚糖是用蝦殼、蟹殼等原料制備的天然無毒高分子材料，經過酶降解后可以制備低分子量殼寡糖。殼聚糖可廣泛應用于農業、醫藥、造紙、日

化，食品，保健等領域，還可用于生產膜材料、吸附劑、水處理劑、紡織助劑等。殼寡糖更被譽為“軟黃金”和“人體清道夫”，可以降血脂、降血壓、抗癌，排除體內自由基，提高機體免疫力，減肥美膚，延緩衰老，對現代文明病有著驚人的防治作用。

林強教授長期從事殼聚糖及其衍生物的研究制備，發明了纖維素酶一雙氧水法制備低聚殼聚糖及纖維素酶降解結合膜法制備低聚殼寡糖工藝，已獲得兩項國家發明專利。目前，該項研究已進入產業化階段，被列為北京市教委科技成果轉化專項――殼寡糖生產工藝中試及應用推廣，將重點在保健食品和植物生長促進劑方面進行應用推廣。這一項目符合首都生物新醫藥產業發展規劃，可以促進首都高科技農業和環保型綠化的需求，發展前景廣闊。

以分離工程與技術為中心，林強教授并沒有固步自封，而是以開闊的研究視野，在相關領域取得了一系列成就，并最終落實到應用推廣和產業化過程中，取得了良好的經濟效益和社會效益。

2008年，林強教授主持的另一項目――可生物降解的綠色復合緩蝕阻垢水處理劑及制備方法再次被列為北京市教委產業化支持項目。水處理劑用于石油、化工、電力等部門大量使用的循環冷卻水系統中，但傳統的含氮、磷水處理劑存在著嚴重的結垢、腐蝕等問題，不僅效率低下，而且造成水體富營養化和水環境的極大破壞。因此，推廣使用無磷、無氮或低磷、低氮的綠色水處理劑是必然趨勢。林強教授主持的該項目在原有發明專利“一種可生物降解的綠色復合緩蝕阻垢水處理劑及其制備方法”的基礎上，進一步優化水處理劑的制備工藝，促進項目推廣應用，不僅對節水、節能降耗、保證工業生產安全發揮了重要作用，有著顯著的經濟效益而且為建設綠色北京、和諧環境做出了重要貢獻，具有良好的社會效益。

近幾年來，林強教授還主持了北京市教委“利用分子蒸餾技術從大豆腳油中分離純化植物甾醇”、彩虹工程“停車保護用綠色緩蝕劑研究”等項目，參與“十一五”國家科技支撐計劃重點項目――“全生物分解塑料的產業化關鍵技術”課題五――“食品包裝用生物分解塑料的成型加工和應用技術”的開發研究。

特別需要指出的是，林強教授將科研與人才培養結合起來。在北京市教委倡導的高校人才強教計劃――創新人才建設項目中，林強教授通過兩個重點科研項目――“烏頭總堿脂質體的制備及其穩定性研究”與“殼聚糖對中草藥次生代謝過程的影響”，很好地鍛煉了青年骨干教師，為建設梯隊合理的師資隊伍、培養青年科研人員做出了重要貢獻。

加強校企合作，也是生物化工學科建立伊始就確立的產業化傳統。多年來，林強教授帶領研究所先后與河北九派藥業公司、河北天下康藥業有限公司、武警總醫院、天勢生物波研究所等企業密切合作開展多種新藥及工藝研究。研究所與河北九派藥業公司合作開發了釓噴酸葡胺新制劑項目的研究；與河北天下康藥業有限公司合作，改進附桂骨痛片的生產工藝，開展了綠原酸提取純化及中藥材指紋圖譜標準化的研究；與武警總醫院中西醫結合科、天勢生物波研究所等研究單位合作，開展新型治療糖尿病、新型抗癌天然藥物研究等。

林強教授領導下的生物化工學科，注重理論與應用的緊密結合，形成了一些具有較大應用價值的發明專利。目前，除殼寡糖及綠色水處理劑制備工藝外，已經獲得的授權發明專利還有：外科用液體敷料、峰膠微囊的制備方法、牛初乳免疫球蛋白微囊化的制備方法、低甲醛釋放量脲醛樹脂制備方法，另有鹽酸酚芐明-乙基纖維素緩釋微囊制備方法、超氧化物歧化酶微膠囊制備方法等發明專利處于公告期。

多年來，林強教授還完成了“NIPA/SPAPS共聚水凝膠的合成與性能”、“多孔性熱敏水凝膠P(NIPA-co-SMA)的合成及性質”，“玉米須多糖提取方法的比較研究”、“SP825大孔吸附樹脂分離提取苦參堿研究”、“熊果苷脂質體制備研究”、“無機陶瓷微濾膜處理蟲草菌絲體粗多糖溶液研究”等科研項目，這些成果多是與生產中亟需解決的重大問題相關。

林強教授對科研成果產業化的重視不僅體現在研究過程中，更體現在對學生的培養中，期望在更廣遠的層次上貫徹理論與應用并重的科研理念，可謂用心良苦。

體制創新：立體式教學

多年來，林強教授不僅在科研領域取得了卓越的成績，還多次獲得“三育人”先進教師、北京市優秀青年骨干教師等稱號。在多年的教學實踐中，形成了獨特的教學理念。根據制藥工程專業的特點，在理論教學中，他注重采用啟發式教學方法，培養學生獨立思考問題和解決問題的能力；在實踐教學中，他制定了一套中藥制藥工藝實訓教學方案，并編寫了部分實訓教材及教學大綱，開創了具有一定創新性的制藥工程專業教學模式――立體式教學。

這一教學模式的建立，既是林強教授自身理論與應用并重的科研理念的體現，也與北京聯合大學的辦學宗旨――“發展應用性教育、培養應用性人才、創辦應用型大學”相一致。作為立體式教學支撐的，是聯大的兩大教學改革亮點工程――“百草園”與生物化工實踐教學中心。

林強教授認為，要培養技術應用型人才，就要突出學生實踐能力的培養，因此需要加大各種實踐課程的比例。他積極倡導建立了與教學相結合的中藥“百草園”，為教師的教學提供了中藥材實物照片和標本，為學生提供了野外中藥實習機會，使學生在實踐中掌握專業知識，使課堂教學生動形象。如今，“百草園”已成為融校園綠化、教學、科研和生產于一體的綜合性園地，成為著名的聯大一景。

“百草園”是制藥工程專業的校內實習基地，同時，林強教授還聯系建立了五個校外野外實習基地一天津薊縣九山頂、北京霧靈山、河北安國中藥材種植場，安國長安藥行、安國中藥材GMP提取車間。實習基地的建立融教學，科研、交流、實驗、實訓于一體，并在此基礎上建立了教學互動網絡數據庫，尤其是其中的實踐教學圖片庫，使制藥工程專業的教與學進入了一個全新的模式。

“百草園”是制藥工程專業的校內實習基地，同時，林強教授還聯系建立了五個校外野外實習基地――天津薊縣九山頂、北京霧靈山、河北安國中藥材種植場、安國長安藥行、安國中藥材GMP提取車間。實習基地的建立融教學、科研、交流、實驗、實訓于一體，并在此基礎上建立了教學互動網絡數據庫，尤其是其中的實踐教學圖片庫，使制藥工程專業的教與學進入了一個全新的模式。

生物化工實踐教學中心是聯大生物化工學院的另亮點。近年來，先后建成制藥工程實驗室、生物工程實驗室、化學與分析實驗室和中試實訓基地。其中，實訓基地包括精細化工柔性系統、制藥工藝系統、藥物提取系統、仿真中心等，能部分滿足首都八個行業――生化、制藥、石油、化工、冶金、輕工、日化、食品――的培訓要求。集教學、科研為一體的GMP固體制劑車間與“百草園”齊名，給學生創造了良好的實訓、實驗條件，同時還吸引了北京化工大學、首都醫科大學、北京中醫藥大學等學校制藥工程專業的學生到該車間進行實習，在北京地區產生了較大的影響。

可以說，林強教授開創的立體式教學模式創造性地完成了三個教學走向――從封閉走向開放、從單科走向綜合、從校內走向校外，突出了制藥工程專業的實踐性、應用性，使學生具有較強的超前適應能力，已發展成為一門系統，獨立的實踐性教學體系。這一模式對于我國高等教育具有一定的借鑒意義和很好的示范作用。