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为了落实好教育部教职成司函[2011]158号文件精神，生物技术教指委组织筛选了部分高职院校专题立项编写生物技术类各专业的“高等职业教育专业教学基本要求”。笔者承担了生物化工工艺专业的要求编写工作。生物化工工艺专业课程体系的建立，是整合了4个开设本专业的院校体色，提炼出普遍适用的要求。考虑到全国各高职院校办学水平的差异，这个要求只是是生物化工工艺专业开设的最低要求和建议。
一、生物化工工艺专业概况
生物化工工艺专业是培养具有现代生物技术和化工基本技术的综合能力，学生的专业。本专业毕业生应该能熟练使用化学与仪器分析手段检验产品，熟悉质量管理体系，具备产品推广与市场维护能力，能够在生物、化工、制药等行业生产、检验和销售环节从事生产操作、技术管理、质量管理与产品营销等工作的高素质技能型专门人才。生物化工工艺专业本专业毕业生就业主要面向生物化工该专业毕业生就业主、化学工业、农药化肥、医药、环保领域及其他与本专业相关的企业或部门。能从事胜任微生物制备、发酵控制、生物转化、化学合成、产品分离精制等生产操作；相关原料与成品检测以及相关产品的营销与市场维护工作。
二、生物化工工艺专业的岗位分析
1.初始岗位群
1.1主要职业岗位
1.1.1生物化工相关的生产操作岗位：主要指粉碎、糖化、发酵、菌种操作、生物催化、化学合成等操作岗；蒸馏、过滤、萃取等提取单元操作岗；消毒灭菌、产品包装、生产现场卫生等辅助单元的岗位操作岗。
1.1.2生物化工相关企业的品控岗位：主要指原材料、半成品及产品相关的检验、化验等操作岗、品管、品管等管理岗。
1.1.3产品营销与市场维护岗位：主要指推销，市场督导，售后服务等岗位。
1.2相近职业岗位
1.2.1防疫、商检、技术监督、环境检测等国家部门的检验岗位。
1.2.2生物化工产品、食品研发助理岗位，相关科研或教学单位的实验员。
1.2.3实验室认证服务，企事业单位生物化工相关网站内容管理员等拓展岗位。
2.发展岗位群
经过2～5年的工作，在获得一定的工作经验（进修）后，可升迁至以下职业岗位：
2.1在生产管理、工程组织等部门从事生产管理工作，如车间主任、生产部经理等企业中高层管理人员。
2.2在品控部门从事质量控制工作，如检验室主任，品管部长等。
2.3在生物产品生产企业的销售部门从事产品销售及售后服务的管理工作，如区域销售经理、部门销售经理等。
三、课程体系建立
1.指导思想
课程体系构建要坚持以就业为导向，以能力为本位的职业教育指导思想，体现以职业素质为核心的全面素质教育培养。依据工学结合的人才培养模式，采用理论和实践一体化，职业能力递进的课程体系。通过岗位群的工作过程分析，根据专业核心能力对应的能力点和知识点设置课程，突出课程的应用性和实践性，以过程性知识为主，辅以适度够用的原理和概念，要与区域经济及企业结合，针对职业培养目标，紧贴岗位开发课程。形成以工学结合为基础，以企业真实生产任务为导向，涵盖国家职业技能鉴定内容的职业能力和职业素质基础知识培养的课程体系。
2.课程体系总体要求
三年制专业建议课内总学时1 600～1 900学时，专业技能训练课程建议24～28周，课内学分，实践学分和其他素质培养学分总学分建议130～140。
2.1课程体系设计思路应以生物化工核心技能为主线，整合教学内容，避免课程间教学内容出现简单重复的问题。
2.2突出理论适度，强化技能的高职特色。专业基础课程控制在5门以内，基础实践与专业实践环节总共占总学分的30%。
2.3提倡开设与企业共同开发的专业核心课程。
3.课程体系
教学进程安排应包括四个层次，一般的，从低年级到高年级依次是公共基础课程专业基础课程专业核心课程专业拓展课程。但不需要局限于这一顺序，开设课程要体现素质教育与技能培训，并贯穿整个教学过程。建议各校可以根据本校的实际情况灵活安排教学进程。
3.1公共基础课程
公共基础课程是为培养基本素质所开设的，主要按照教育部规定执行。
3.2职业基础课程
职业基础课程应包括但不限于生物学大类和化工专业大类的基础课程，根据专业特色开设3～5门，建议开设的课程《无机及分析化学》、《有机化学》、《物理化学》、《生物化学》《微生物操作与育种技术》《电工技术》《化工制图与CAD技术》《化工仪表与自动化控制》《化工原理》等。
3.3职业核心课程
职业核心课程应能体现生物化工行业的核心技能的课程，要成为职业资格证书考核内容、职业岗位任职要求的知识与能力载体。建议开设的课程《发酵工程技术与实践》《生化分离技术》《生物工程设备》《生物工业分析技术》《发酵工厂工艺设计》《发酵产品生产技术》。
3.4职业拓展课程
职业拓展课程是为满足学生横向学习及纵向发展等方面的需求设置的，如相近专业、专业技术方向、综合素质等。各类技能证书未涉及的课程安排在职业拓展课程课程中。一下是各院校开设的职业拓展课程，但不仅限于此。《生物工程概论》《精细化工技术》《燃料乙醇生产应用技术》《环境生物技术》《药品生产质量管理》《安全生产技术》《微生物制药》《生物技术制药》《推销与谈判技术》《中小企业经营管理》等。
4.实践教学环节
实践教学应突出产学结合特色，培养学生实践技能，与国家职业技能鉴定接轨，把教学活动与生产实践、社会服务、技术推广及技术开发紧密结合，把职业能力培养与职业道德培养紧密结合，保证实践教学时间，培养学生的实践能力、专业技能、敬业精神和严谨求实的作风。实践教学体系可以构建基本技能训练职业单项技能训练职业综合技能实训职业综合社会实践的四层递进体系和毕业考核和社会实践环节。
关键词：生物化学；教学方法；教学效果；应用
中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0048-02
随着生物化学技术的不断发展，作为生物技术基础学科的生物化学，正在与许多传统工业学科不断交叉渗透。对于化学工程工科学生，掌握学习基础的生物化学知识不仅可以提高学生的基本素质，还可以通过专业渗透交叉，开拓视野和思路，促进本专业的学习。[1]目前，生物化学在化学工程相关本科人才培养体系中被设为必修课或选修课。[2]由于该课程不是专业主干课程，教学课时较少，而生物化学的研究内容较多，研究体系复杂。如果教师教法单一，极易使学生产生厌学情绪。[3]因此，有必要在有限的课时内，采用多种教学方法激发学生的学习兴趣，使学生达到掌握该学科的基础知识的目的。据此，本文结合工作实际，对多种教学方法在化工学科生物化学中的应用进行分析与总结。
一、突出化工特点，激发学生兴趣
通过在实践教学中发现，由于生物化学不是化工学科的专业主干课程，因此化工科学生通常认为该学科与自身专业联系不紧密，用处不大，因而兴趣不高。此外，传统的化工学科对生物技术应用的学习内容非常有限，也进一步限制了学生对生物化学的了解和求知欲。这些不利因素都不同程度影响了生物化学的教学效果和教学质量。[4]为了消除误解，激发学习兴趣，在课程的教学过程中，教师应一方面通过对传统化工产品的生物技术改造案例进行分析，改变学生的固有观念；另一方面通过对生物化工领域的前沿发展进行介绍，激发学生的学习兴趣。此外，在各个章节的教学中，有意识地将相关基础理论知识和化工技术产品进行联系，不仅使学生掌握了相关的基础知识，也使学生进一步加深了对生物化学的理解和应用。如在糖代谢一章的学习中，可以将其与生物能源技术燃料乙醇的生产进行联系，不仅阐明了乙醇的生产原理，也加深了学生对糖代谢的学习理解。
二、理论联系实践，加深概念理解
生物化学是一门与生活联系得非常紧密的学科，根据生化知识可解释实际生活中的许多现象。[5]因此，在教学中，有意识地将生活中的常识、案例和生物化学基础理论相结合，通过观察生活现象，提出问题，引出答案的顺序，一步步将学生引入课题内容，使学生在不知不觉中集中精神，保证了教学质量，也提高了教学效果。如在介绍酶的抑制时，提出了日常生活中吃菠萝用盐水泡的现象，通过对现象的解释，引入了酶抑制的学习内容，进而对抑制的分类、特征、动力学特性等深入阐述，使学生能够连贯地深入学习，加深了对概念的理解。再比如，提出吃糖发胖的日常生活现象，引出糖代谢和脂肪代谢的关联，进一步通过物质转化的具体反应式，使现象与本质相关联，促进了学习和教学的效果。这一方法可以在不同的章节学习中加以利用，都取得了较好的效果。
三、采用多元互动，提高教学效果
在教学过程中，为了充分调动学生的注意力和积极性，教师应一方面从兴趣点出发，对认识结构重新构建，以便于学生循序渐进，便于理解；另一方面鼓励学生寻找生活中生物化学的范例，尝试用学到的知识来解释分析。[6]此外，在课堂教学中，利用幽默的语言进行启发诱导，结合案例、图片、视频等资料，与学生进行互动，让学生参与到学习中，极大提高了学生的积极性，保证了教学效果和学习质量。
四、多种记忆方法，促进理解和记忆
生物化学的内容繁多，记忆点众多，很容易遗忘。学生在学习过程中，经常反映内容多、记忆难。因此，尝试采用多种记忆方法，会有助于记忆和理解。[7]如在记忆氨基酸时，可以将其记忆为“一家写两三本书来”，其对应的氨基酸即为：一（异亮氨酸）、家（甲硫氨酸）、写（缬氨酸）、两（亮氨酸）、三（色氨酸）、本（苯丙氨酸）、书（苏氨酸）、来（赖氨酸），学生在课堂上就记忆深刻。此外，在教学中，利用比较法也可使复杂的内容简明化、条理化，利于学生记忆。如糖的EMP途径和糖异生途径，两条路径各有异同，通过将不同的三部反应进行重点掌握，进而比较两条路径的异同点，可以使学生易于理解和记忆。
五、课后及时总结，做到重点突出
由于工科生物化学课程的特点，生物化学的内容应当有一定的侧重点。由于学生不擅于总结，往往感觉需要记忆的内容过多，影响了学习的积极性。为此，在教学中不仅要突出重点，课后更应该及时总结，将每章节的内容进行分类，使学生明确哪些需要记忆，哪些要求熟练掌握，哪些是了解的内容，这样可以使学生学习的针对性更强，进一步明确了学习目标。此外，通过适当的习题训练，进一步突出重点，降低学生对学习的畏难感，同时对学习的内容的理解和应用都进一步加深，提高了学习的积极性。
六、多媒体及网络辅助，使教学生动化
目前，多媒体及网络教学在教学中得到广泛应用，它可以使视觉、听觉有机结合起来，极大丰富了教学手段，更能被学生与教师认同。在生物化学教学中，许多结构式、三维空间结构等利用动态立体图像，形象、生动、直观反应教学内容，提高了学习效率。[8]另外，通过郑州大学校园网的网络教评系统，可以及时地反馈教学和评学的信息，实现了教学互动，不仅加深了师生间了解，增进了友谊，而且学生的观点、困惑等也可以及时掌握，促进对教学内容、教学效果的不断提高和改进。
七、结合专业背景，科研促进教学
在化工学科的生物化学教学中，可以结合化工院系科研的情况，将其与教学内容进行补充。目前，生物化工领域的科研成果较多，这些内容都和生物化学有着密切的联系。如生物炼制领域中，生物转化技术方兴未艾，其在化工新能源、新材料、精细化工新产品领域中都得到了广泛应用，成为当前科研的热点，这些内容都可以作为生物化学教学的案例和材料，通过将最新的科研成果与教学有机地结合起来，可以极大地促进学生的学习兴趣，激发学生对科研的向往。[9]
综上所述，生物化学在教学中可以采用多种教学方法，其最终是以提高教学效果为目的，保质保量地完成教学任务，使学生真正学习到生物化学的课程知识。在实践教学过程中，没有人可以确定最佳的教学方法，只能通过不断探索，因材施教，选择适合的教学方法，并不断改革创新，才能不断提高生物化学的教学质量。
参考文献：
[1]欧阳嘉.非生物相关类专业生物化学课教学特点与教学方法探析[J].化工高等教育，2007，（6）：56-57.
[2]洪桂云.工科院校生物化学理论课教学方法的探讨[J].科教文汇，2010，（9）：98.
[3]雷呈.案例教学法在生物化学教学中的运用和评价[J].高师理科学刊，2011，31（5）：107-109.
[4]张根林，易丽娟，孙萍.化工科特色生物化学教学体系的改革途径探讨[J].化工高等教育，2011，4：74-77.
[5]刘兴宽.改革生物化学教学提高生物化学教学质量[J].科技信息，2009，33：802.
[6]石玉荣，梅传忠，武文娟等.综合应用多种教学方法提高临床生物化学检验教学质量[J].中国高等医学教育，2011，5：96-97.
[7]杨金蓉.采用多种教学方法提高生物化学课堂教学效果[J].成都中医药大学学报（教育科学版），2010，20-21.
[8]胡玉萍.多种教学方法在医学生物化学教学中的应用[J].医学信息，2011，24（5）：2522-2523.
一、綠色化学应用的概念
绿色化学是以绿色思想为基础，通过化学分析理论和研究原则，分析绿色化学研究的相关内容，明确绿色未来的发展趋势和方向。加强绿色化学产业技术人才的培养，配置良好的技术研发团队，不断提升绿色化学应用发展效果，尽可能的提升绿色化学的应用，改善化学技术的研发过程，提升绿色化学应用效果，完善资源的循环理论标准，提升污染物的排放和绿色处理，加强与国外技术的相互交流水平，向优秀的绿色化学研究技术方式学习，引进优秀的绿色化学研究技术方法，实现本国中绿色化学生产工业水平的快速提升。[2]
绿色化学是以化学反应、溶剂、催化剂等反应技术，通过绿色方式，提升新合成技术的研究效果。特别是催化过程。新化学研究中包含生物资源的转化、新反应条件的利用，无公害介质资源的研究等等。根据绿色化学产品的设计，逐步提高研制技术水平。
二、绿色化学的研究趋势对象
1.原材料的绿色化研究
绿色化工研究生产是降低产品中的毒性问题，改善安全环保效果，完善人类的安全生活环境，提升化工产品的无公害生产水平。
2.化学反应绿色化应用
化学绿色反应的管理需要服务绿色需求标准，根据经济原子性标准，即最大限度的提升废物的排放效果，改善周围环境水平，以良好的选择标准价值，提升选择规范性效果，实现在绿色化学选择上的立体规范性。[3]
3.生产产品的绿化发展
生产产品需要绿化发展模式，逐步提升人身基本安全建设，完善化工产品的安全水平。例如，采用降解剂、除垢剂、杀虫剂等，使用可以降解的塑料制品，绿色燃料、绿色涂料等。随着现代科技的快速发展水平，越来越多的存在污染性化工产品被取代，绿色产品受到现代绿色环保化工发展的需求。目前，化工生产中，常常使用具有腐蚀性的化学材料作为催化剂，催化效果较好，但会对环境产生严重的腐蚀性问题。而采用仿酶催化剂、水溶催化剂可以有效地达到催化的目标，减少催化后造成的各种腐蚀问题。
4.溶剂的绿化作用
溶剂的绿化发展是以有效分离为技术标准，通过介质作为分离，提高溶剂的有机合成效果。但在反应过程中会产生有机化合物，引发臭氧的形成，造成水资源污染环境的产生。需要对溶剂进行研究，加强绿化溶剂的研究分析。
5.化学绿化的设计
利用计算机应用完成化学绿化的辅助设计，首先需要建立良好的化学反应资料库标准，利用计算机化学反应组合方式，确定实际原材料使用方式和标准，搜寻产物的目标反应结果，利用计算机模拟分析化学绿色反应结果，确定适合的化学绿色反应效果。根据目标产品的基本原则，准确的分析产物实际的化合原料，确定预定的原料标准内容，对相关反应路线和实际环境效应进行准确的分析，从中选取最佳途径进行分析。
6.绿化技术的合成
根据实际绿色化学合成技术，准确的分析有毒害物质的有效使用效果。采取合理的非物质化学方式，利用多环境效应，逐步改善化学产品的实际选择效果，降低产品的整体能耗。按照实际常温水平，常压标准，分析电化学实际洁净中的各种优势，确定绿化技术合成效果。
三、绿化技术的新技术和新工艺方式
1.催化技术
催化技术是不断加强实际有效反应效果，大力加强化学反应的高效应用选择性，对实际的转化率水平进行合理的分析，逐步提升产品的整体质量，降低成本的同时消除产品的副作用，减少可能出现的各种污染，最大限度的完善各种资源的保护水平，实现对生态有效环境的保护作用，这是绿色化学整体研究的重要方向。
2.生物化学技术
生物化学技术利用现代生物科学技术应用，逐步提升高新技术水平，大力开展生物技术的食品、药品、能源、化工技术的整体应用效果。按照最大有效特征性水平进行综合生物资源的快速利用，实现生物化学的有效节能，改善清洁生产水平，实现化工技术的整体生物化工过程。生物化工过程中包含基因化工技术、细胞化工技术、酶化工技术和微生物加工技术。
3.超声化工技术的研究
超声化工是利用现有的化学试剂，准确的分析声学、化工学的相互融合效果。通过分析声学技术的变化原理，准确的分析实际有效提升整体反应的选择过程，增加化学整体反应速度，加强化学反应速率和生产率，实现能好的有效降低，实现整体废物的快速排放，改善化工绿色的多元化技术分析，实现化学超声技术的广泛性应用。
4.膜工程化工技术
膜工程化工是利用膜分离技术、膜催化技术，通过分离的方式，实现成本低的化工工程，工程能耗较低，效率较高，污染小，有良好的回收效果。膜催化反应往往是超出整体平衡的反应，可以有效地提升整体反应的选择效果，提升原材料的实际转化作用，节约了资源成本，降低了污染。磨技术的快速应用是具有广泛应用价值的。在化工产业、石油产业、环保产业、电子产业、医药技术产业等多种行业中进行发展和分析，提升高新化工绿色产业的快速发展。
结语
如今的长春大成集团，依靠自主创新实现了从深加工向精加工、从原料单一化向多元化、从技术引进向技术输出、引领石油化工向植物化工四个“历史性转变”，化“危”为“机”，开辟出崭新发展局面，不仅带动吉林省粮食深加工产业成为吉林省的三大支柱产业之一，而且为我国玉米深加工行业未来发展指明了方向。15年时间里，大成集团同时创造了氨基酸和植物多元醇两个产业世界第一。
从“深加工”向“精加工”
在长春大成集团的会议室里，有一棵硕果满枝的“大成玉米树”：树的底部是玉米种植基地；树干包括玉米淀粉、麸质粉、纤维饲料和玉米油；树冠是玉米精深加工产品，包括变性淀粉、淀粉糖、生物质化工醇等类产品。
大成集团从1996年创立就提出，不能走单纯的产能扩张之路，必须不断由初加工向精深加工转变，拉长产业链条，提高产品附加值，把玉米深加工发展成一个真正的黄金产业。到目前已发展成为国内最大的玉米深加工企业集团，年加工玉米300万吨，产品主要有淀粉糖、氨基酸、生物基化工醇、变性淀粉、蛋白及纤维饲料等几大系列一百多个产品，是世界最大的赖氨酸供应商，在生物发酵、生物化工及非粮原料多元化上具有世界领先的技术优势，仅次于美国ADM和嘉吉公司，是综合实力全球排名第三的玉米精深加工企业集团。
上世纪八九十年代，曾经困扰东北广大干部群众的“东北现象”至今还让很多人记忆犹新。特别是作为我国第一玉米大省的吉林，更出现了玉米“储不下、运不出、用不了”的尴尬局面，成为名副其实的粮食大省、财政穷省。长春大成集团董事长徐周闻说，玉米深加工业转变经济发展方式，必须限制初加工产品的生产，通过政策引导和支持，引领行业向产业高端转移。
业内专家认为，大成集团立足自主研发，走精深加工的路子，不断提高产品附加值，向精深加工要效益，指明了玉米深加工行业未来发展趋势，为全行业的发展做出了典范。
从原料“单一化”向“多元化”
2008年，占全球玉米产量一半的美国实施了新能源法案，大量的玉米被用来生产燃料乙醇，引发了全世界对粮食安全的热议，我国以玉米为原料的深加工企业也遭遇了原料瓶颈的制约。特别是饲料用粮的逐步增加，玉米逐渐由过剩变成供需平衡，遇有自然灾害等风险，甚至发生与人争粮现象。
大成集团在国内同行业中率先开辟原料“多元化”新路，糖蜜的利用在发酵产品获得成功，秸秆制糖也取得重大突破，可有效替代玉米生产化工醇。专家认为，伴随国内玉米加工能力的不断扩张，整体玉米供求形势已经开始发生微妙变化，近两年来吉林省玉米加工企业经常发生因原料紧张而导致减产、停产现象，大成集团在原料“多元化”方面的有益尝试，使全行业对未来的发展看到了曙光，实现了有效的原料替代，产业未来的发展才有了出路。
普通秸秆制糖技术，特别是利用秸秆制作乙醇等，糖的利用率低，资源消耗大，生产成本高，难以实现大工业生产。大成集团技术总监褚腊林说，他们自主研发的用秸秆制糖生产化工醇技术，含糖量占总量的57%，即两吨玉米秸秆可制成一吨多糖，其成本相当于玉米制糖的成本。
玉米籽粒与玉米秸秆的成本比为l∶1.6，全国每年玉米产量1.6亿吨左右，秸秆产量约2.6亿吨，如果把秸秆资源有效利用起来，全国农民可增收1560亿元，增收比例高达67%，又可带动玉米秸秆的收集、运输和加工制糖业的发展，有力支持农村的工业化、城镇化和农业现代化。
从“技术引进”向“技术输出”
大成集团从创立伊始，每年投入科研经费l亿余元，先后建立了一个设计研究院、四个独资或控股的研究所以及多个合作研究单位，常年聘请7位国外知名专家立足自主研发，目前，很多技术已经取得世界领先优势。
6年前，外国人垄断赖氨酸生产技术，我国赖氨酸90%依赖进口，外国人以每吨6万元的高价卖给我们的饲料企业。“大成人自主研发，培养出具有国际先进水平、高效优良的新菌种，开发出世界首创的65%赖氨酸新产品。”他说：“目前，全球赖氨酸总量100万吨，大成就有60万吨，占60%，有权制订标准，左右全球市场价格。”
作为高效饲料必需的添加剂，大成的赖氨酸以先进的技术降低成本，过去五六万元一吨的赖氨酸现在还不到1.5万元，有力支持了国内养殖业的发展。徐周闻回忆说，在2008年底一次会议上，全省养殖行业l50多人集体给他鞠躬，他们认为由于大成赖氨酸的发展，有力推动了全国的养殖业，全国饲料行业发展提速至少l0年。
褚腊林说：“我们培育出的赖氨酸新菌种，每一个基因都打上了大成的烙印，由于掌握了全球领先的技术，也令外国同行刮目相看。”据他介绍，美国嘉吉公司总裁、可口可乐公司全球副总裁、韩国希杰公司总裁等多家世界500强公司高管都专程到大成集团考察洽谈。如今，不少外国企业想用高价买他们的技术，有的要求合资在外国建厂，大成集团不用投资一分钱，只需承担建设和培训任务．就可占有一定的技术股份。
专家认为，技术问题，是一个企业乃至一个行业赖以生存、发展、壮大的不竭动力，大成集团自主研发多项技术取得世界领先优势，是奠定其今天在世界玉米加工行业有一席之地的关键因素，企业要发展，行业要进步，就必须有技术做支撑，大成立足自主研发加强技术创新也值得国内同行借鉴。
从“石油化工”向“植物化工”
吉林省经济专家宋冬林认为，以石油为代表的化石资源，其资源的有限性已成为未来经济可持续发展重大隐患。大成集团利用生物质资源开发替代石油的化工产品，生产出的植物化工醇受到世界很多大公司的广泛欢迎，层次更高、战略意义更大，“植物化工”的概念正在被越来越多的人所接受，率先引领全行业发展思路转型具有重要意义，玉米地正在“长”出具有战略意义的新兴产业。
大成集团植物化工醇，从催化剂研发、生产，到工业化的工艺技术、核心设备制造，均是自主创新，自主研发专利技术。产品有乙二醇、丙二醇、丁二醇等，不但可以替代石油产品，而且有石油产品不具备的优点，是一种新型的化工材料。
【关键词】生物工程专业 学科建设 工科
我国生物工程专业正式设立于1998年，它包含了原来的生物化工、微生物制药、生物化学工程、发酵工程等4个专业。自设立以来，发展迅速，全国办学点数从1997年的57个发展到2010年的284个，招生人数从1997年的约2250人达到2010年的30多万人，培养了大量的专业人才。随着科技发展，生物工程产业对从业人员的实验技能、工程问题解决能力和实践经验都提出更高层的要求，形成了高素质人才稀缺的局面。本文重点探讨目前生物工程专业的现状，分五个部分详细分析面临的问题，在此基础上提出专业改革的合理方案。
一、课程设置
多数生物工程专业是由原来分属于化工、轻工、医药等学科的生物化工、发酵工程、微生物制药等专业调整而来，部分是在师范、农林及其他综合性院校的生物学、生物技术专业的基础上成立的，各高校生物工程专业的教学背景和专业方向上存在较大差异，在学科定位、人才培养、课程体系等方面大相径庭，各有偏颇。如师范、农林及其他理科院校和部分综合性大学，背景偏理，工科基础薄弱，多存在重理轻工现象：专业课程如细胞生物学、分子生物学、遗传学等课程所占课时比例较大，工程类课程如生化反应工程、分离工程、生物工程设备等课程所占课时较少。而工科院校专业课程设置则相反，偏重于生化反应工程、生化分离工程等工科课程的教学，不重视生物学基础，大纲很少涉及细胞生物学等理论基础内容。这些致使各高校生物工程专业在课程体系上普遍存在上下游技术结合不够紧密、学研产环节薄弱甚至脱节的情况，影响了生物工程专业教学目标的实现和结合型人才的培养。
再有，现行课程体系中，基础类课程占据学生课程学习的3/4以上，致使专业课程的时间和空间严重受限，与人才培养的多元化目标背道而驰。此外，随着科技进步产生交叉学科、边缘学科，学科越分越细，内容庞杂，与此同时，新一轮的教改进一步缩减了理论教学课时，尤其专业课程学时，从而导致学科的新思想、新成果难以及时进入课堂，知识更新速度慢。
因此，迫切需要整改课程体系，切实推进课程建设的改革，全面分析专业的基础知识和实践部分，统一规划授课内容，通过每周的教师例会，将各课程体系中重复的环节适当删减，在保证学生知识体系完整的基础上，使课堂内容精简有致。
二、教材建设
许多学校都对教材选用严格管理，主干课程全部选用教育部“十一五”规划教材或面向21世纪课程教材。在教学过程中，存在下列问题①教材编写面面俱到：各教材为了强调它的理论性和系统性，知识点覆盖面不断加宽，例如生物化学教材从原来的十七个大章节增加到现在的四十大章节，内容增加一倍多，教师把握教材的难度明显加大。②知识点重复与漏洞现象并存：专业课程知识分割过细，没有从课程体系整体考虑，例如“氧化磷酸化与形成”这个知识点在主干专业课程中有七门课的任课教师都讲授、“代谢调控”有七门课重复讲授；而“包涵体”“热源”“蛋白质的修饰”等重要概念，却鲜有课程涉及。③工程实践类教材奇缺：如生物工厂设计，全国出版的教材只有“发酵工厂工艺设计”（1992年出版）和“生物工程设计概论”（原为发酵工厂工艺设计概论，1995年出版），内容陈旧，不能反映学科发展动态和专业科技发展的趋势。
针对这种现象，高校在教材选择和授课内容上需要适应学科的发展动态，在教学大纲的编写环节明确学科教学内容，全面梳理专业知识点，并在此基础上编写适合专业特色的教材体系，避免教材间的过多重复，提升教学质量。
三、观念影响下的实践教学
受传统教育观念影响，我国各级教育历来重理论、轻实践。而工科的显著特点就在于其有很强的工程性、技术性、实践性，其忽视实践教学的后果会严重制约人才素质。欧美发达国家不但在工科本专科教育阶段有充分的实践教学环节，而且在这之后还必须接受几乎全部为实践技能训练的继续工程教育。而我国的生物工程专业普遍存在实践教学内容不足、执行困难的问题。
切实改变观念，提升对实践教学的重视程度，深刻理解实践教学对工程类学科的重要意义，在教学设置中增加实践教学的比例，是解决现有问题的必经之路。
四、实践教学方法和手段
实践教学方法和手段落后，也是影响实践教学质量的主要问题。原因有两个方面：一是传统教学模式中，涉及的实验多为演示性、验证性实验，学生的参与性、创新性得不到体现。二是教育经费的紧张与逐年扩大招生的现实矛盾使高校本科实验室硬件建设落实困难，教育手段、教学方式难以突破革新。
我院的专业实验安排为专业理论课程的附属部分，实践中发现有几点明显不足：①实验时间短而分散；②实验内容及容量受到局限；③综合实践性差。实验多安排为一周两次，每次3～4学时，连贯性差，只能开设一些验证性或经验性实验，无法实施设计性、创新性实验，严重影响了学生综合能力的培养。
改革实践教学模式和手段，增加综合性，设计类实验，不仅提高了学生们的动手能力，对其创新意识和科研能力的培养也不无裨益。另外，积极利用多媒体教学对学生感观的强烈刺激，录制实验步骤，形象演示，并增加学术报告丰富教学内容，都能够以新颖的方式提升教学质量。
五、校外实习基地建设
受市场经济的影响，很多企业担心学生短期的实践会影响到有序的正常生产，影响经济收益，拒接学生实习，校外实习走马观花，变成了“参观式”学习，学生无法接触一线生产，没有亲自动手实践机会，专业技能得不到训练。
另外，教师自身的实践水平也是左右实践教学质量的关键因素。就生物工程专业来说，由于近年博士招生规模同比扩大，大量刚刚离开校门的年轻博士纷纷走上讲台，他们的成长背景决定了其在专业小领域具有比较深入的了解，但对学生多方面知识的渴求往往显得力不从心，指导学生动手能力训练时难免底气不足，影响学生的学习效果。
针对上述问题，一方面需要重视实习基地建设，设置学校自己的校内中试规模基地，另外，对师资队伍尤其是新进教员进行及时的实践培训也是提升实践教学水平的必要措施。
结语
综上，我们将继续研究分析国内外生物工程技术发展的趋势，加强素质教育，为全国生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持。
【参考文献】
［1］曹飞，范伟平，韦萍. 强化工程实践的生物工程专业课程建设改革[J]. 化工高等教育，2007（5）：5-8.
［2］刘桂萍. 依托化工学科优势构建具有特色的生物工程专业人才培养方案[J]. 化工高等教育，2008（1）：11-14.
［3］陶玉贵等. 生物工程专业课程结构体系构建和课程整合的研究[J]. 经济研究导刊，2009（9）：228-229.
［4］蒋盛岩，赵良忠，余有贵. 生物工程专业课程体系与教学内容改革探讨[J]. 科教文汇，2009（1）：72-75.
【关键词】玉米；单耗；分析
1前言
以玉米为原料进行生物发酵生产总溶剂的生产企业，玉米原料单耗的高低将直接影响企业的经济效益。为降低生产中玉米原料的单耗，通过对企业的生产数据进行统计分析，发现并解决影响粮食单耗高的主要因素。
2原因分析
我公司在2007～2011年是以玉米为原料进行生物发酵的方法生产总溶剂。原料玉米通过粉碎、分离、生物发料、蒸馏等生产流程得到生物溶剂。在生产初期的2007.12---2009.6月生产中，大部分的员工乃至部分领导都直观想象的认为，发酵过程中染菌频次的多少是造成玉米原料单耗过高的主要因素。我们对生产过程中各环节影响玉米单耗的因素进行数据统计和分析，得出了影响玉米单耗高低的几个主要因素。并对各主要因素的提出了改进措施，使得在2009.12---2010.6月的生产中玉米单耗达到了正常的消耗水平，吨溶剂耗标玉米从5.77吨降到了4.6吨，在这段时间里共生产总溶剂15391吨，共节省标玉米18007吨。
（4）分析说明
1）由第3项列表可以看出，对粮耗影响最大的两项是：“筛下物”跑淀粉和“蒸馏跑溶剂”此二项总计占影响程度的53.7%，每项都可影响单耗0.5吨玉米左右；其次是残糖的影响，此一项占影响程度的15.3%，影响单耗0.28吨玉米；再次是染菌占影响程度6.7%，影响单耗0.12吨玉米；第四多排的丁油占影响程度的6.5%，影响单耗0.11吨玉米。
另外，纤维中带20%的淀粉、蛋白和胚芽中带10%左右的淀粉都属于正常损耗。
2）影响程度的计算是将纤维、筛下物、蛋白、胚芽、残糖中的淀粉全部折为标粮，将大、中罐染菌、蒸馏跑溶剂、丁油超标量全部用现有单耗5.77折成标粮。合计损耗玉米10941.9吨。
3）如将对粮耗影响最大的两项“筛下物”跑淀粉和“蒸馏跑溶剂”问题解决，则吨溶剂单耗玉米可以降低到5.77-0.46-0.52=4.79吨；
如再将残糖高的问题解决，则吨溶剂单耗玉米可以降低到4.79-0.28=4.51吨；
另外，尽量降低染菌量和丁油的排放量也是降低单耗的很有效的做法，玉米加工过程中的纤维、胚芽、蛋白带一定量的淀粉都属于正常的现象，只是尽量减少所带的量。
3针对存在问题所采取的措施
（3）对粮食单耗影响的第三大项因素是对发酵末级罐残糖的控制。产生此问题的原因是原来公司一味的追求通过提高溶剂含量来提高产量，对丙丁梭菌的性能了解不够，在控制上是将拌料罐的糖度控制在5.8-6.2g/100ml之间，将一级罐罐糖控制在3g/100ml左右，从而造成末级罐的残糖经常在大于0.8l以上运行。前一阶段残糖若以0.25g/100ml为标准计算，残糖影响粮食单耗0.28吨。此项占总影响程度的的15.3%。
通过同车间的技术人员和一线操作人员一起分析认为：用移种量、打料量和配料的糖度来控制一级罐的糖度从而达到控制末级罐的残糖的目的。不能一味的追求打料量和配料糖度，我们将配料罐的糖度控制在5-5.5g/100ml之间，将一级罐的罐糖控制在2.2g/100ml以下，由一级罐的罐糖来控制进料量。用这种方法控制，通过运行证明末级罐的残糖能够控制在0.4g/100ml以下运行，基本达到预期目的。
“无论是展商数量还是展览面积，本届展会都是历届展会中规模最大的一次。” 亚洲国际化妆品原料展总监秦文君告诉记者，“目前展会已经做好了全面的准备工作。2012年我们增加了在菲律宾和越南举行路演，将迷你型展会带给当地观众，让他们对展会有了初步的了解。我们展望将有更多的国际观众参观这届亚洲国际化妆品原料展。”
展会活动亮点多
本届展会的一个亮点是新产品展示区。据秦文君介绍，在展会之前6个月研发的化妆品新原料都可以在该区展示。展商除了可以在此展示原料和配方，也可让观众体验已经采用这些最新原料配制出的样品。“也就是说，从原料到配方，再到成品，一条龙向观众作展示。”
展会另一个亮点是专题研讨会，五场专题研讨会分别为法规研讨会、基础配方研讨会、高级配方研讨会、护发研讨会、天然和有机物产品互动研讨会。
其中最新颖的要数天然和有机产品互动研讨会。目前天然产品是市场上的一个潮流，但是什么是天然产品？什么是有机产品？它们之间有什么区别？如何申请有机产品认证证书？许多化妆品和个人护理品生产商对此比较模糊，不知从何下手。为此，天然和有机物互动研讨会邀请了英国专家Barbara Olioso博士专门为观众理顺各种概念和微妙的区别。同时，展会将邀请报名参加该研讨会的观众在现场展示的产品中挑选自己喜欢的天然原料，然后把原料拿到研讨室进行现场配方，配制出具有个人风格的成品。通过亲自参与和互动讨论，观众能直观地了解到天然产品从原料挑选到配制成功过程的重要步骤。
这五场研讨会是收费的，不过，如果在10月29日之前登记参加，可享受110美元的优惠价格，比到现场报名少30美元。
展会除了为专业观众提供技术类型的讲座以外，还为他们扩展视野，连续3天举办多场市场趋势讲座，主题包括亚洲地区品牌推广的成功案例、美白与抗衰老、专门针对亚洲消费者的市场营销战略、美国美容品与化妆品市场，以及如何通过社交媒体推广品牌和利用包装的开发提升品牌形象等市场营销实用建议。观众可以免费参加市场趋势讲座，将市场知识与科研相结合，研发出自己的新产品。
中国企业开始注重品牌推广
一、中国发展玉米深加工产业的意义
(一)顺应世界产业发展趋势
世界玉米总产量在6亿吨左右，美国、中国、欧盟、巴西和墨西哥是五大玉米生产国，其中美国占全球玉米总产量的40％、中国占20％。美国每年用于深加工的玉米量已经超过5000万吨，占玉米产量的20％左右；中国为1000多万吨，占10％左右。世界玉米深加工更多走向深化，生产高附加值产品，而且出现产业多元化、规模化与集团化的趋势。长春经开区发展高附加值玉米深加工，延伸产业链条正符合世界产业发展趋势。
(二)符合国家解决“三衣”问题的宏观战略
我国历来强调农业在国民经济中的基础地位，把发展农业作为经济工作的重中之重。近年来通过取消农业税和持续加大对农业的补贴支持“三农”问题的全面解决。长春经开区积极发展玉米深加工和相关产业符合国家支持三农、做大农业产业、发展农村经济、加快农民收入提高的重要战略，形成各类龙头企业与基地农户建立利益共享、风险共担、相对稳定、相互协调的运行机制，形成了多种组织形式共同发展的局面，成为吉林省农业产业化经营的主要力量。
(三)有利于东北老工业基地的振兴
东北老工业基地振兴事关国家整体发展战略，是促进区域经济协调发展的重大举措。吉林位于连通黑、辽两省的重要位置。长春位于东北地区腹地，玉米产业链的发展将为社会提供20万个就业岗位，可辐射以长春为中心200公里为半径的周边区域，可辐射辽宁的昌图、内蒙古的通辽和黑龙江的五常等广大地区。长春经开区玉米产业的发展对促进区域资源整合和经济融合，推动振兴东北老工业基地具有重大意义。
(四)符合国家能源安全战略
随着经济的快速发展，我国已经发展成全球第二大石油消费国和进口国。动荡的国际原油市场和复杂多变的国际形势，使能源安全成为影响我国经济社会发展的重要问题。目前进口石油已占到我国石油消费的20％，预计2010年将达到40％，到那时我国石油供求的缺口将在1亿吨以上。因此应降低石油在能源产业中的比重，积极开发可替代能源，保持石油需求低速增长。大力发展生物燃料等石油化工替代产品，如玉米生产的多元醇、聚乳酸、燃料酒精等可以减轻对石油的依赖，减少石油的进口，缓解国内石油供应的压力。
二、中国玉米深加工产业发展趋势评估
(一)世界玉米深加工产业发展趋势评估
1 世界玉米需求大幅增加。2002年以前，美国国内玉米消费和生产是相对稳定的，而2002年以后燃料乙醇的需求量和生产大幅提高，推动了美国玉米的需求，其所占比重在不断上升。饲料、出口等玉米需求数量基本稳定，但比重在下降。最近2年，美国的玉米收割数量在增长，而且增长较快，其推动力量仍然是燃料乙醇的生产。目前，美国有30％的玉米是用于燃料乙醇的生产，预计到2008年；用于燃料乙醇生产的玉米量将达到1亿或1.2亿吨。
2 玉米深加工走向深化。现代玉米深加工更多采用综合开发利用路线，有效突破传统加工生产低附加值产品的玉米初加工业的局限和束缚，开拓加工生产包括醇、氨基酸、微生物、低聚糖和多糖、酶制剂、单细胞蛋白、抗生素等高附加值产品在内的现代玉米产业。例如美国，玉米深加工的产品由早期的淀粉、葡萄糖、饲料、玉米油，到当今的变性淀粉、淀粉糖和燃料酒精，尤其是目前作为玉米深加工的两大主导产品淀粉糖和燃料酒精，成为推动美国玉米深加工产业发展的主要动力。
3 多元化、规模化与集团化是玉米深加工产业发展趋势。随着对玉米构成成分和价值属性科学认识的发展，加上加工技术的革新，玉米深加工开发利用路线越来越向多元化发展。玉米深加工产业的规模将继续扩大，技术更加先进；产品更加多样，生产成本进一步降低，生物技术的发展将促成新的玉米深加工领域导致产业出现规模化发展的趋势。呈现出稳步增长。竞争激烈，生产趋于集中，一些大型跨国公司积极投资进入生物质能源产业，逐步形成大企业集团化经营的趋势。
(二)我国玉米深加工产业发展趋势评估
1 我国玉米的主要消费领域分析。上世纪90年代初，我国玉米深加工产业逐步得到重视，玉米大省开始利用区域资源优势，加快玉米深加工产业发展步伐，将资源优势转化为经济优势。在国内首批建设了4个10万吨级以上淀粉加工企业，年加工玉米能力均在20万吨左右，部分企业年加工能力已达到120万吨。目前，我国玉米大体消费领域为：饲料9000万吨、口粮1500万吨、工业消耗1100万吨、贮运消耗500万吨、种子120万吨。作为玉米深加工初级产品的淀粉产量增长迅猛，1978年仅28万吨，2001年已达500万吨以上，其中玉米淀粉占淀粉总量的90％。我国淀粉应用大户是发酵行业，消耗量占淀粉消耗总量的35％，主要产品为味精、酶制剂；其次为淀粉糖工业，占淀粉消耗总量的20％；变性淀粉消耗占9％；医药产品消耗(包括抗菌素、口服及注射用葡萄糖)占20％，其他占16％。
2 我国玉米深加工产业发展特点。一是生产向规模化、现代化方向发展。建厂较早、规模较小的企业由于技术设备相对落后、效率较低而缺乏市场竞争力，大多数处于停产、转产或半停产状态；而规模较大，投资成本控制较好的企业，在产品收率和能耗指标方面均处于领先地位。二是玉米深加工产业链向纵深发展。玉米加工产品逐渐由传统的初级产品淀粉、酒精向精深加工扩展，氨基酸、有机酸、多元醇、淀粉糖和酶制剂等产品所占比重不断扩大，产业链不断延长，资源利用效率不断提高。三是产业发展向原料产地转移。2006年，东北三省、内蒙古、山东、河北、河南和安徽等8个玉米产区深加工消耗玉米量合计2965万吨，占全国深加工玉米消耗总量的82.6％。
3 我国多元醇应用广泛而生物燃料乙醇发展受到限制。在我国，多元醇应用十分广泛，超过50％多元醇产品用于纺织业以生产聚酯纤维；16％用于塑胶工业以生产聚酯树脂；15％用于化学工业以生产抗凝结产品；其余则用于制药及其他化学工业上；内地每年对多元醇需求为300万吨，其中270万吨依靠进口。同时，我国的生物乙醇发展受到一定限制，“十一五”期间，我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨，生物柴油100万吨；到
2020年，生产2000万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇1500万吨。如果完全用玉米来生产，按照1:3.3比例计算，2010年对玉米的需求将达到1650万吨，2020年将达到4950万吨，加上其他工业消费对玉米需求的增长，未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求，完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。
三、长春经开区的玉米深加工产业发展基础与挑战
(一)产业发展的基础
1 龙头企业的规模与技术优势。位于长春经开区的大成集团是亚洲最大、世界第三的玉米深加工企业，已形成年加工300万吨玉米的能力，年产淀粉糖总量80万吨、变性淀粉15万吨、赖氨酸30万吨，均排名中国第一，其中赖氨酸产量占全球的40％。大成集团已获得生物化工醇催化剂生产工艺技术、反应设备制造和化工醇生产工艺技术等几十项国家专利。它还是国家发改委初步选定的3家全国玉米生物化工示范企业之一，2006年创产值135亿元，实现利润10亿元，出口创汇1.5亿美元。大成集团是长春经开区玉米深加工产业的龙头企业。
2 玉米主产地优势。吉林省处于世界三大玉米产业带，是我国的玉米主产省，玉米年产量1900万吨，约占全国年产量的12.5％，玉米商品粮175亿公斤。吉林省所生产的玉米，无论是种植面积、产量、人均占有量在全国均处于第一的位置。2006年吉林省玉米总产量是1930万吨，2007年实际播种面积达到4500万亩，比2006年增加50万亩，产量将增加100万吨。其中长春市的玉米年产量在600万吨左右。长春经开区玉米深加工产业近年来的快速发展(见下图)同资源方面的优势密不可分。
3 专用生产基地的优势。专用生产基地不但可以促进产业链条的延伸和产业聚集，还能够形成贸工农一体化的产业格局，从而产生规模效应、溢出效应，有利于产业的做大做强。长春玉米工业园区成立于2005年10月，位于长春市“西南――东北工业轴线”中的兴隆山组团，园区总面积61.3平方公里，运输便利，发展工业所要求的支撑要素俱全，为产业集聚形成强有力的支撑。
4 纺织业、化工业及汽车业的巨大市场需求。长春是我国著名的大型汽车生产企业一汽的所在地。围绕一汽，长春已经形成全国重要汽车产业基地，从而衍生出对汽车装饰布料和工程塑料等的巨大需求，工程塑料和装饰材料为化工醇的下游聚酯和不饱和树脂提供了市场需求。
(二)实现发展战略所面临的主要挑战及经验总结
1 开发区转型的影响及应对。长春经开区和其他国家级经济开发区一样面临着多年高速发展后的转型问题。首先体现在国家相关优惠政策的减少，以前经济技术开发区独有的政策优势包括税收、用地、用工等方面的减免减让措施正渐渐消失。开发区的发展已经是体制优势阶段而非政策优势阶段。长春经开区玉米深加工产业的发展已经脱离开单纯依靠政策优势，而是转为向技术优势、研发优势和体制机制优势方面要效益，凭借强大的技术领先优势壮大产业实力。
2 国家粮食深加工政策的调整及应对。2007年9月，国家发改委公布《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》指出：“十一五”期间，玉米深加工业用粮规模占玉米消费总量的比例控制在26％以内，对玉米深加工项目实行核准制，列入限制类外商投资产业目录，原则上不再核准新建玉米深加工项目。长春经开区玉米深加工产业积极利用国家粮食深加工政策调整的机会，整合产业资源，壮大自身实力，加快自身的发展，向规模化和产业集群化、基地化大步迈进。由粮食深加工产业带来的企业粮食储备还可促进粮食储备主体多元化，为解决目前国家粮食储备体，系中的某些弊端提供思路。
3 原料价格上涨影响及应对。近年来全球农产品价格上涨较快，2007年，玉米价格上涨52％，大豆上涨40％，这种价格涨幅是近十几年间所未有。相关部门预测，国际粮食价格在未来一段时间内仍会维持一定的增长态势，进而推动国内农产品价格上升。2007年7月18日，农业部公布的信息显示，上半年稻谷、小麦和玉米三种粮食市场平均价同比上涨7.9％。玉米价格的持续上涨将对以玉米为主要原料的长春经开区玉米深加工产业的生产造成负面影响，导致成本上升和采购问题。然而长春经开区积极采取对外购买淀粉和利用公司+基地+农户的产业模式积极保障原料供应，已经取得一定成效。
4 农业产业本身的脆弱性影响。我国的农业生产基本上还停留在靠天吃饭的阶段，天气和自然灾害的影响对处于玉米产业链最顶端的玉米生产影响巨大。据农业部的2007年7月玉米市场监测信息，虽然当年玉米种植面积继续增加，但是部分产区旱涝灾害对玉米生长有一定影响，吉林和辽宁部分地区出现阶段性低温冷害天气，使玉米发育期有所延迟。玉米作为产业链的顶端产品，一旦供应安全不能保证，整个产业链后端的所有产业包括淀粉、化工醇和精细化工、汽车用工程塑料和装饰布料等产业都会面临无米下锅的影响。对此，长春经开区玉米深加工产业三年前已加强玉米转基因技术的研究和并积极寻求替代淀粉。
四、长春经开区玉米产业发展途径
(一)发展循环经济，实行可持续发展战略
目前我国的工业发展面临资源与环境约束，发展循环经济成为突破发展困境的重要途径。根据国家相关部门的规定(具体指标见下表)，玉米深加工业的发展也必须走循环经济的路子。以玉米园区为载体，发展玉米化工产业，可形成玉米原料、初加工产品和制成品的链式产品结构。根据物质供需方的要求，运用过程集成技术，调整物质流动的方向、数量和质量，完成工业生态网的构建。另外，还可以充分利用边角辅料，如：利用玉米芯生产木糖醇。每生产1吨木糖醇，就要产生6吨以上的酸性玉米新废渣，烘干后的玉米芯废渣每3吨能量相当于1吨煤。利用玉米芯渣通过生物酶来生产酒精。使玉米皮、玉米芯和玉米秸秆都得到充分利用，实现玉米原料的“吃干榨净”。
(二)积极拓展国内外两种资源和两种市场，实施原料来源安全战略
1 玉米原料的供应安全。针对玉米原料对产业链中的后继产业影响巨大和玉米生产受天气影响大的特点，要保证玉米原料来源安全，着重开拓玉米原料来源的多元化。首先，重视玉米原料的储备工作，在丰收年份做好仓储，应对天灾年份的减产；其次，重视陈化粮的利用，我国粮食储备战略的实施，会使仓储粮食的新陈管理成为必须，充分利用陈化粮可以降低成本；再次，要重视国外资源和市场，要适当增加玉米进口的比重。还有要加大玉米良种培育和转基因技术的开发力度；政府增加对良种培育的补贴，研究机构对粮食生产的转基因技术进行集中攻关和产业化试验。
2 开发新的替代品研究。向新的可替代原料转化，不仅仅依靠玉米为原料。玉米作为世界三大粮食作物，关系到人民的粮食供应保障和食品供给安全问题。大规模的开发以玉米为原料的深加工项目从长远来看，不符合粮
食生产、消费规律。积极发展玉米的替代品也是粮食深加工产业发展的重要发展方向之一。例如木薯在热带亚热带地区生产系统中具有独特的优点，它具有其它作物所不能比拟的一些特性，适应性广泛，不与主要粮食作物争地；淀粉生产率高，块根中淀粉的比率达30％～35％。木薯淀粉将是玉米淀粉的良好替代品。
(三)建立相关产业龙头企业间的合作关系，实施做大下游市场战略
首先要促成大成集团与吉化集团的战略合作，充分利用生物化工醇的成本优势和石化基地的化工原料配套优势。使国内最大的生化企业与吉林省最大的石化企业形成强强联合和优势互补。吉林市的精细化工产业在吉化集团百万吨乙烯工程建成投产后，将有更大规模的发展，化工醇下游产业将有充足、低价的原料保证。另外，要推动大成集团与长春一汽的战略联合，使国内最大的生化基地与最大汽车生产基地形成强强联合，进入一汽集团的配套采购体系。通过强强合作，把玉米园区打造成全球第一个以玉米为原料的合成纤维、工程塑料和生态塑料的生产、加工中心和精细化工产品加工中心，工业产值超千亿元的中国最大轻纺工业基地、玉米化工基地和农产品深加工基地。
(四)加强研发，实施科技创新战略
根据国家的部署，多元醇行业要应用现代生物技术开发国内急需的二元醇新产品，降低吨产品的玉米原料消耗和能源消耗。在这几个方面，长春经开区的玉米深加工产业需要加强研发，实施科技创新战略。生物技术是科技和产业方面最具生命力的发展方向。关注生物技术对农业产业发展的影响，追踪科技前沿，通过新的技术和研发催生新的产业，并为产业升级换代服务。另外，在玉米深加工中，运用新工艺新技术，可提高产品质量和生产效率、降低成本、防止或减少环境污染，最终形成良性循环、取得更好的经济效益。
【关键词】“新工科”；酶工程；改革
1引言
近年来，针对我国制造业升级换代，以及国际科技竞争的新形势，教育部于2017年提出了“新工科”建设的工程教育改革、发展新方向，并先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等改革纲要[1]。生物工程是生命科学中工程应用性最强的专业之一，也是与医学、化工、微电子学等领域深入交叉的学科[2-3]。因此，如何在现有课程体系下推进“新工科”的教育改革，进一步提升学生的创新能力和工程素养，已经成为新时期专业教师的重要课题。酶工程是生物工程课程体系中重要的理论和实践课程，是引导学生将生物化学、微生物学、分子生物学等学科的基础理论知识转化为工程实践的重要环节[4-5]。然而，目前生物工程专业的大多数本科生在毕业后对酶分子的结构设计、生产工艺和产业应用缺乏系统的认识。在走上工作岗位后经常暴露出创新能力不足，无法根据实际的市场和生产需求进行工艺改良设计的问题。为此，改革酶工程的教学模式，使之满足“新工科”建设的人才培养目标是提升教学质量的关键。本文总结了笔者在酶工程课程“新工科”改革中的探索经验，探讨了教学方法革新对于培养学生创新能力和工程思维的效果。
2课程内容的设置与优化
酶工程是生物化学、分子生物学、微生物等基础学科在工程领域中的实际应用，它关注和解决生物化工、生物制药、环境保护、医学诊断、食品加工等领域的工程技术难题。以上研究任务决定了其教学内容的安排。目前，酶工程本科教学内容主要包括：酶学基础、酶的发酵生产和分离纯化、生物酶工程、化学酶工程、酶传感器等章节。上述教学内容安排已无法体现酶工程的最新研究进展，例如：纳米酶、核酶和抗体酶的应用。此外，已有内容更偏重于理论学习，对酶的产业应用关注较少，因此很难有效培养学生的工程创新能力，无法满足“新工科”的建设目标。针对上述问题，笔者将酶工程的最新进展和工程应用案例作为教学内容改革的重点，根据各章节的教学特点和逻辑关系，将授课内容重新划分成七个模块：酶学基础、酶的分子设计、酶的生产与制备、核酶、纳米酶、抗体酶和酶的工程应用。其中，酶学基础模块在回顾生物化学知识的基础上，重点关注酶的作用机制和影响酶活性的主要因素；酶的分子设计模块包括生物酶工程和化学酶工程两部分，生物酶工程重点介绍酶的进化筛选，而化学酶工程则主要介绍酶的化学修饰与固定化；酶的生产与制备模块重点介绍酶的发酵与分离纯化工艺；核酶模块在回顾分子生物学相关知识的基础上，着重讲解核酶尤其是DNA核酶的构建方法；纳米酶模块重点介绍纳米粒子的催化效应和调控方法；抗体酶模块阐述抗体酶的筛选和修饰方法；酶的工程应用模块则是在上述章节的基础上结合案例介绍酶在工业生产和医疗中的应用，例如：酶在食品加工中的应用、酶在废水和垃圾处理中的应用、酶生物传感器和抗体酶在疾病诊断和治疗中的应用等。通过上述授课内容的革新帮助学生较为全面、系统地掌握酶的分子设计、生产制备以及下游工程应用技术。
3教学方法改革的探索
3.1多种教学方法的使用
酶工程的教学内容相对比较零散，并且和发酵工程、基因工程、分离工程等生物工程专业课程具有一定的知识重叠。这就要求在课堂教学中必须把握好各章节和知识点的逻辑主线，正确统筹已修课程和并修课程的关系，并合理使用不同教学方法，从而突出酶工程教学内容的重点和特色。对于酶学基础模块的教学，由于学生已在生物化学课程中进行了前期学习，因此主要以课堂提问的形式帮助学生回顾已学知识点。对于酶的分子设计和酶的生产与制备部分的教学，由于学生同时在进行基因工程、发酵工程和分离工程的学习，因此在教师介绍难点知识的基础上，采用互动教学方法，与学生讨论不同技术在酶工程应用中的独特性和挑战性，比如：在介绍酶的定向进化时，可结合基因工程关于聚合酶链式反应（PCR）的原理讲解如何在酶的结构设计中合理使用不同的PCR衍生技术和筛选方法，从而获得性能优异的酶制剂。对于核酶、纳米酶和抗体酶模块的教学，由于学生之前尚未系统接触过相关概念，此外又涉及到酶工程的最新研究进展，因此先由教师讲授所涉及的基本知识，然后要求学生课下阅读最新的研究论文，并以书面作业形式进行总结和汇报。对于酶的工程应用模块的教学，先由教师对酶在不同工程领域的应用进行全面综述，然后再根据应用领域将学生划分为若干学习小组，每个小组课下独立调研一个酶工程的应用实例（包括：应用的理论基础、国内外产业布局、市场分析和发展趋势评估等），最后由学生制作幻灯片在课堂上进行讲解和讨论。通过上述教学方法的综合运用可有效提高学生的自主学习能力和工程思维模式，并促使其对酶的产业应用产生较深入的认识。
3.2经典研究案例与授课内容的结合
酶工程是生物工程发展的重要方向，其中已有一些经典的工程应用案例。在教学实践中通过分析这些案例，将其从研发到应用的技术路线引入课堂，从而揭示基本科学原理走向工程开发的一般规律。该教学设计可有效促进学生理解知识从产生到应用的过程。例如：在讲解酶的定向进化时，将2018年诺贝尔化学奖得主FrancesH.Arnold教授的研究生涯引入课堂教学，通过该案例帮助学生理解定向进化技术对酶分子设计和改造的科学意义和产业价值；又如：在讲解酶的生物传感器部分时，以葡萄糖氧化酶作为对象，介绍其从发现、性能改良到家用血糖仪大规模上市的发展历程，并和学生探讨该技术成功应用的经验和教训，分析现有血糖仪的优势和不足，并对下一代基于纳米酶的血糖仪研发和市场应用进行展望。
3.3加强实践教学
酶工程作为应用性较强的课程，其实践教学同样具有重要的作用。然而，一般高校都缺少酶工程产业中所需的大型发酵罐、生产流水线等工业设备。此外，酶分子的结构设计和筛选也具有长期性和不确定性。为了解决上述问题，笔者在酶工程课堂学习之外，引入了工厂参观和实习环节。通过教师带领学生进入相关企业，使学生有机会接触产业应用中的大型工业设备，以及研发、生产工艺流程的管理，从而增强了他们对酶工程应用的感性认知。此外，针对部分学习能力较强的学生，鼓励其参与大学生创新实践和工厂实习，进一步提升他们的工程创新能力，明确其未来的职业发展规划。
3.4课程考核的改革
为了体现“新工科”改革的发展目标，结合本课程应用性较强的实际，进一步针对已有的课程考核方式进行改革。笔者采用了复合型考核方式，将平时成绩设置为最终成绩的50%，期末笔试成绩设置为50%。平时成绩包括学生考勤、课堂答问和讨论、工厂调研报告和酶工程应用实例的课堂讲解。在此基础上，对期末笔试的试卷进行了优化，其中书本知识在试卷中的占比减小到40%，剩余的部分由工程设计题目组成。为此，笔者设计了一系列面向工程应用的综合性试题。例如：基于定向进化和筛选原理，设计一种耐高温蛋白酶的技术改造路线。上述考核方式的强调了工程应用的重要性，引导学生明确了学习重点。
