摘要:在全球工業化進程的發展下，燃料能源的需求出現了建筑的增加，可再生生物燃料的重要性被愈發的凸顯出來。煤炭、石油和天然氣為主要原料的化石能源依舊是各國的主要能源，但是這些能源的使用不僅會導致一系列的環境問題，供需的差距也在越來越大，生物燃料領域的內容具有更大的優勢需要進行挖掘。

關鍵詞:基因工程技術;生物燃料;應用

基因工程技術的出現讓各個國家都開始對該領域進行重視，因此該技術不僅是生物科學中的前沿技術，也對社會的各個領域發展具有重要的推動作用?；蚬こ碳夹g的出現的時間雖然是比較晚的，但是它已經在很多領域都創造出了很大的奇跡，向人們展示出了巨大的科學價值，將其應用在生物燃料領域也必定具有很大的發展，對全球可持續發展的能源戰略目標實現具有非常重要的意義。

一、基因工程技術的概述

基因工程技術指的就是將人工分離和經過修飾的基因導入到生物體基因組當中，然后的引起生物體性狀的可遺傳修飾。對于基因工程技術來說，它與傳統生物技術是一脈相承的，但是兩者在基因轉移的范圍和效率上又具有明顯的不同。首先，傳統的生物技術一般只能在生物種內的個體間進行基因重組，但是基因工程技術的基因轉移是不會受到種間親緣關系限制的;其次，傳統的雜交和選擇技術一般只能在生物個體水平中進行，不能準確的選擇某個基因，但是基因工程技術轉移基因的功能是比較明確的，并且后代的表現形式是可以進行準確預期的。就此來看，基因工程技術可以說是傳統生物技術的一個發展和補充。

二、生物燃料技術的現狀

(一)生物柴油

摘要：基因工程技術在產生之初就得到了各個國家的高度重視與大力扶持，這不僅因為基因工程技術是生物科學中的前沿技術，而且也因為基因工程技術在推動社會各個領域的發展方面都能夠發揮出重要的作用。本文從學生的視角，在閱讀基因工程技術相關文獻的基礎上，對基因工程技術在農業、畜牧業、醫學以及環境保護、能源開發中的應用價值做出了分析與論述。

關鍵詞：基因工程技術；農業；畜牧業；醫學

一、基因工程技術的概述

基因工程技術(Transgenetechnology)指將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中，由于導入基因的表達，引起生物體的性狀的可遺傳的修飾。在我看來，基因工程技術與傳統生物技術一脈相承，均是通過獲得優良基因對生物進行基因改造。但在基因轉移的范圍和效率上，二者又有明顯不同：第一，傳統技術一般只能在生物種內個體間實現基因重組，而基因工程技術的基因轉移不受種間親緣關系的限制；第二，傳統的雜交與選擇技術一般只能在生物個體水平進行，不可能準確地操作、選擇某一個基因，對后代表現型預測性差，而基因工程技術所操作、轉移的基因功能明確，后代的表現型可準確預期。因此基因工程技術又是傳統生物技術的發展與補充。

二、基因工程技術與農業發展

基因工程技術的發展為農業發展提供了強大的技術支撐。具體而言，基因工程技術在農業發展中的應用主要體現在以下幾個方面：首先，在應用基因工程技術的基礎上，農作物的環境適應能力可以得到強化?；蚬こ碳夹g能夠對農作物抗逆性進行有效改善，如在應用基因工程技術的基礎上，農作物所具有的抗鹽堿性、抗霜害、抗病蟲害能力會得到有效的提升，這不僅能夠拓展農作物的種植范圍，而且也能夠減少化肥、農藥在農作物成長中的使用。其次，在應用基因工程技術的基礎上，農作物所具有的產量與質量能夠得到有效提升。基因工程技術能夠對農作物所含有的營養成分進行調整，同時能夠促使農產品呈現出耐存儲的特點。如在抗病蟲害方面，現在種植的保鈴棉就是美國孟山都公司和岱字棉公司通過基因改造后可產生一種殺蟲劑從而驅散棉鈴蟲的生物基因技術，從而使棉花不受棉鈴蟲侵害；在基因移植方面可以把其他植物中富含淀粉的基因轉移到土豆當中，從而提升土豆的淀粉含量；將耐存儲基因移植到水果當中，從而延長水果的存儲時間。另外，基因工程技術還能夠提高農作物生長速度，這對于降低農作物培育周期具有重要意義。

三、基因工程技術與畜牧業發展

摘要:培養創新型人才順應我國當前科學研究和創新發展的趨勢，是我國當前社會進步和經濟發展的必然要求。在當前時代背景下，普通高等院?；蚬こ陶n程也要進行教學內容更新與教學方法改革，以達到創新型人才的培養目標。本文對基于創新型人才培養的基因工程課程進行教學實踐與思考。

關鍵詞:創新型人才;基因工程;教學研究;創新創業

這就說明，在新時代背景下，我國非常重視大學生創新能力的培養。黨的十八大報告中多次提到創新，包括:科技創新、創新人才、文化創新、制度創新等。要建設創新型國家，就需要培養一批高水平的創新型人才。培養創新型人才順應我國當前科學研究和創新發展的趨勢，是我國當前社會發展和經濟發展的必然要求。作為為國家和社會培養并輸送人才的重要基地，普通高等院校必須要重視對大學生創新能力和創新思維的培養，要更新傳統的教育觀念，深化教學改革，以培養創新型人才為目的開展教學活動［1］?；蚬こ碳夹g發展速度極快，經過40多年的積累和發展，成為當今生命科學研究中應用廣泛、取得經濟效益顯著的前沿學科之一。當前基因工程技術已經廣泛應用于醫學診療、藥物研發、畜牧農業、國防、環境保護和能源開發等多個領域，影響著人們生產生活的方方面面。目前我國許多普通高等院校針對生物工程、生物醫藥和生物技術等專業的本科生及碩士研究生都開設了基因工程課程。本文對基于創新型人才培養的基因工程課程進行教學實踐與思考。

1與時俱進更新教學內容

基因工程的教學內容包含基因工程技術的基本原理和操作方法。該課程的教學目的是讓學生了解基因工程技術的發展史與當前發展趨勢，掌握基因工程技術的基本原理與操作，為學生今后開展相關的科學研究奠定理論和實踐基礎。近幾十年來基因工程技術取得了飛速的發展?；蚬こ陶n程的教學內容也應與時俱進，跟上當前科學技術發展的腳步。因此，我們需要加強基因工程課程建設，更新教學內容，順應新時代背景下高等院校培養創新型人才的需求［2］。以往的基因工程教學內容主要包括基因工程發展史及基因工程技術的主要原理和方法，包括目的基因的獲得，基因克隆的工具酶與載體，重組DNA、重組子的鑒定與表達。但缺少近年新興的基因工程技術內容，如基因編輯技術等。在教學內容設置上，我們主要從基因工程基本知識、目的基因的獲取、重組DNA的導入和鑒定、大腸桿菌基因工程和酵母基因工程、植物基因工程和哺乳動物基因工程、外源基因表達產物分離純化、基因編輯技術等幾個方面進行講授。在該課程的參考教材選擇上，當前很多高等院校選用的是由科學出版社出版的樓士林等編著(2005)和何水林等編著(2008)的《基因工程》為主要參考教材。這兩本教材應用廣泛，但由于這兩本教材出版已有十余年，書中缺少近十年來新興的基因工程技術內容。因此，我們選擇由化學工業出版社在2019年出版的袁婺洲編著的《基因工程》作為參考教材。該教材為國家精品課程建設教材和國家精品資源共享課教材，更值得一提的是該教材還有與之配套的慕課視頻可供學生學習。該教材內容在傳統經典的基因工程原理和技術的基礎上還增加了TALEN和CRISPR/Cas基因編輯技術的研究進展。順應時代發展，更新教學內容，有助于引導學生了解新興的基因工程技術，拓寬學生的創新思維。

2整合線上資源改革教學方法

要培養創新型人才，就要改革傳統的教學方法。教師站在講堂單方面輸出向學生講授理論知識，教學方法較為單一枯燥，不利于激起學生的學習興趣，而且基因工程的知識點較為抽象，僅僅通過幻燈片和語言來講解，學生有時很難深刻地理解其原理和方法。因此，我們需要充分利用線上資源和多媒體教學相結合，引起學生的學習熱情，啟發學生的創新思維［3］。以講解聚合酶鏈式反應PCR為例，傳統教學方法中，學生不容易理解PCR擴增過程，教師可以在課堂上播放PCR反應動畫和實驗操作視頻，動畫視頻能直觀地反映出DNA模板如何雙鏈解開、引物如何與模板互補結合、如何通過聚合酶和dNTP實現DNA擴增。實驗操作視頻也能讓學生較直觀地了解PCR實驗操作步驟，教師講授與動畫演示、操作視頻相結合，有助于提升學生對PCR技術的理解。線上除基因工程動畫、實驗操作視頻外，還有很多豐富的教學資源，如慕課網MOOC、學堂在線等。我們選擇袁婺洲編著的《基因工程》教材具有配套的慕課視頻，學生可以在上課之前看慕課視頻，進行預習課程和查閱資料。此外，教師在第一節課就要講解如何查閱文獻，鼓勵學生查閱基因工程相關的中英文文獻，并進行文獻抄讀，了解基因工程最新國際研究前沿，在課堂上可以讓學生進行文獻匯報，并針對文獻中的熱點問題進行分組討論，如“基因編輯技術的應用與安全性”;“轉基因食品能不能食用”;“新型冠狀病毒檢測與疫苗制備”等。通過整合線上資源、文獻匯報及分組討論等方式，可以有效提高課堂教學效率，提高學生的學習熱情，提高學生PPT制作和語言表達能力，拓寬科研思維，有助于培養學生的創新能力。

摘要:基因工程課程是生物技術專業的核心課程，從精選教學內容、改進教學方法，提高教學效果，引入課程辯論賽，提高學生學習興趣，運用超星學習平臺，輔助“線上”素材，完善過程性評價和結果性評價考核體系來探索新模式在基因工程課程教學中的應用。新的教學模式可以有效激發學生對基因工程課程的學習興趣，改革效果良好。

關鍵詞:應用型本科;基因工程課程;教學改革

基因工程課程作為生物技術的核心內容，已成為生命科學研究諸領域中最具生命力、最引人注目的前沿學科之一［1］?；蚬こ陶n程作為一門十分重要的專業核心課，課程質量關系到學生的專業素質的提高和創新能力的培養。構筑學生的理論和實踐知識結構，努力培養高素質創新人才。轉變高等院校的教育思想和觀念，改革傳統的教學方法和模式［2］。如何對應用型本科院校生物技術專業基因工程課程進行教學改革，既滿足國家專業建設的需要，還要發揮特色服務地方生物產業發展的需求［3］。為了提高基因工程課程的教學質量和教學效果，培養學生的學習積極性，及時掌握學生的課堂學習以及課后預習復習是基因工程課程教學改革的重點。結合洛陽理工學院環境工程與化學學院的實際情況，重新修訂了基因工程課程教學大綱，重點修訂了教學內容、改進教學方法及手段，運用現代化教學手段，輔助“線上”教學平臺，改革考試評價標準，考核成績采用過程性評價和結果性評價。

1精選教學內容，突出重點

基因工程課程作為一門專業技術性很強的課程，學生要具備一定的生物學基礎，在洛陽理工學院環境工程與化學學院，基因工程課程課在大三下學期開設，與之相關的一些專業基礎課如分子生物學、微生物學、遺傳學等課均已開設，學生已經掌握與課程相關的理論和實踐基礎。為了避免課程內容的交叉重疊，我們精選了一些教學內容，改革了教學方法，例如PCR技術，重點講述基因表達調控在分子生物學中的作用，基因工程課程采用提問回顧的形式進行。選用由袁婺洲主編的國家精品課程教材基因工程課程，內容包括兩部分:第一部分講述基因工程課程的基本概念、流程以及基因工程課程的發展簡史和研究意義，基因克隆的工具酶和載體、目的基因的制備與鑒定以及基因工程在基因功能研究中的應用等理論知識。第二部分講述基因工程課程在轉基因植物、基因治療和基因工程藥物等方面的應用及最新研究進展和動態。

2改進教學方法，提高教學效果

基因工程課程要求學生必須接觸一些前沿性知識。傳統的教學方式已不能滿足于啟發和引導學生學習該課程的主動性和積極性，需要教師積極探索新的教學方法和手段，對理論知識主要采用提問式和啟發式教學。例如，在講緒論部分時拋出三個問題:“什么是基因克隆”“什么是基因工程課程”“我們身邊都有那些轉基因產品”。隨著學生的積極思考與問題的導入，選擇學生感興趣的內容作為切入點，既可抓住學生的注意力，又可活躍課堂氣氛。授課過程中對一些比較抽象的知識點引入網絡視頻、flash動畫等，以提高學生的興趣。如講解PCR混合體系時，采用動畫轉換視頻，使學生直觀地了解到PCR體系內部的變化過程;在講授目的基因的篩選與鑒定時，關于westernblot、southernblot等核酸雜交技術，由于本實驗室條件有限，學生基本沒機會去接觸這些實驗，通過觀看視頻錄像，使抽象、難以理解的基因工程課程原理和方法變的更加具體，更加容易理解和掌握。由于基因工程技術的迅速發展，其已滲入到各行各業，為了培養學生查閱整理文獻資料以及制作PPT的能力，提前給學生布置幾個專題內容，讓學生分組準備。先由小組學生來講解，各組再根據制作課件的情況、講解情況進行打分，將其作為過程性評價的一部分，不僅鍛煉了學生的語言表達能力，也提高了學生認真聽課的主動性。

摘要:基因工程課程是生物技術專業的核心課程，從精選教學內容、改進教學方法，提高教學效果，引入課程辯論賽，提高學生學習興趣，運用超星學習平臺，輔助“線上”素材，完善過程性評價和結果性評價考核體系來探索新模式在基因工程課程教學中的應用。新的教學模式可以有效激發學生對基因工程課程的學習興趣，改革效果良好。

關鍵詞:應用型本科;基因工程課程;教學改革

基因工程課程作為生物技術的核心內容，已成為生命科學研究諸領域中最具生命力、最引人注目的前沿學科之一［1］。基因工程課程作為一門十分重要的專業核心課，課程質量關系到學生的專業素質的提高和創新能力的培養。構筑學生的理論和實踐知識結構，努力培養高素質創新人才。轉變高等院校的教育思想和觀念，改革傳統的教學方法和模式［2］。如何對應用型本科院校生物技術專業基因工程課程進行教學改革，既滿足國家專業建設的需要，還要發揮特色服務地方生物產業發展的需求［3］。為了提高基因工程課程的教學質量和教學效果，培養學生的學習積極性，及時掌握學生的課堂學習以及課后預習復習是基因工程課程教學改革的重點。結合洛陽理工學院環境工程與化學學院的實際情況，重新修訂了基因工程課程教學大綱，重點修訂了教學內容、改進教學方法及手段，運用現代化教學手段，輔助“線上”教學平臺，改革考試評價標準，考核成績采用過程性評價和結果性評價。

1精選教學內容，突出重點

基因工程課程作為一門專業技術性很強的課程，學生要具備一定的生物學基礎，在洛陽理工學院環境工程與化學學院，基因工程課程課在大三下學期開設，與之相關的一些專業基礎課如分子生物學、微生物學、遺傳學等課均已開設，學生已經掌握與課程相關的理論和實踐基礎。為了避免課程內容的交叉重疊，我們精選了一些教學內容，改革了教學方法，例如PCR技術，重點講述基因表達調控在分子生物學中的作用，基因工程課程采用提問回顧的形式進行。選用由袁婺洲主編的國家精品課程教材基因工程課程，內容包括兩部分:第一部分講述基因工程課程的基本概念、流程以及基因工程課程的發展簡史和研究意義，基因克隆的工具酶和載體、目的基因的制備與鑒定以及基因工程在基因功能研究中的應用等理論知識。第二部分講述基因工程課程在轉基因植物、基因46治療和基因工程藥物等方面的應用及最新研究進展和動態。

2改進教學方法，提高教學效果

基因工程課程要求學生必須接觸一些前沿性知識。傳統的教學方式已不能滿足于啟發和引導學生學習該課程的主動性和積極性，需要教師積極探索新的教學方法和手段，對理論知識主要采用提問式和啟發式教學。例如，在講緒論部分時拋出三個問題:“什么是基因克隆”“什么是基因工程課程”“我們身邊都有那些轉基因產品”。隨著學生的積極思考與問題的導入，選擇學生感興趣的內容作為切入點，既可抓住學生的注意力，又可活躍課堂氣氛。授課過程中對一些比較抽象的知識點引入網絡視頻、flash動畫等，以提高學生的興趣。如講解PCR混合體系時，采用動畫轉換視頻，使學生直觀地了解到PCR體系內部的變化過程;在講授目的基因的篩選與鑒定時，關于westernblot、southernblot等核酸雜交技術，由于本實驗室條件有限，學生基本沒機會去接觸這些實驗，通過觀看視頻錄像，使抽象、難以理解的基因工程課程原理和方法變的更加具體，更加容易理解和掌握。由于基因工程技術的迅速發展，其已滲入到各行各業，為了培養學生查閱整理文獻資料以及制作PPT的能力，提前給學生布置幾個專題內容，讓學生分組準備。先由小組學生來講解，各組再根據制作課件的情況、講解情況進行打分，將其作為過程性評價的一部分，不僅鍛煉了學生的語言表達能力，也提高了學生認真聽課的主動性。

［摘要］《高中生物學課程標準（2017年版）》明確指出要注重培養學生的科學思維，在高中生物學課堂上融入ATDE教學模式的問、想、做、評的環節，能夠為高中生物教學帶來新的視角?；贏TDE教學模式的視角，對“基因工程”進行教學設計，為在生物教學中培養學生的科學思維探索一個新的模式。

［關鍵詞］科學思維；ATDE教育；教學設計

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》指出核心素養是由生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任組成，其中對科學思維的培養提出了要求，學生基于生物學事實和證據運用歸納與概況、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創造性思維等方法，論證生物學社會議題[1]。“ATDE”教學模式由問（Asking）、想（Thinking）、做（Doing）和評（Evaluation）四要素構成，該模式通過“問”“想”“做”“評”四步靈活組合進行訓練，培養學生的創造性思維能力[2]。本文嘗試用ATDE教學模式培養學生的科學思維能力和創新性能力，對“基因工程”進行教學設計，探索ATDE教學模式應用于高中生物學教學中發展學生科學思維的有效教學方式，供教師在具體教學實踐中參考。

一、教材分析及設計思路

“基因工程及其應用”選自人教版高中生物必修2“遺傳與進化”第6章第2節內容，主要內容有基因工程操作的基本步驟，基因工程的工具。本節教學內容以學習過的DNA分子的結構、DNA的復制等內容為基礎，是DNA復制等知識的擴展。為后面學習和理解轉基因食品安全性等知識奠定基礎[3]。筆者通過對基因工程相關知識點的核心素養分析，將基因工程操作的基本工具穿插在講解基因工程的步驟上，保持連貫性，讓學生來設計獲得某一基因工程產品的方案。根據不同內容進行構建概念模型等教學策略，將核心素養落實到教學實踐中。

二、教學目標

（一）生命觀念。通過對生物議題以及基因工程的學習，認識基因工程操作的基本工具，了解并闡明基因工程的基本步驟，從而能夠形成結構與功能相適應的觀點，促進生命觀念的形成。

摘要：本文根據建構主義理論對基因工程及其應用的教學采取“情景—問題—探究—建模”模式，引導學生體驗和領悟基因工程中的“剪、拼、接、導”的過程，落實新課程倡導“主動參與，樂于探究，交流與合作”的教學理念。

關鍵詞：遞進式問題串；思維導圖；模型構建；合作學習

一教學分析

“基因工程及其應用”是生物課程的主要內容之一，本課程主要介紹了基因工程的原理，通過對該課程的學習，可讓學生對基因工程有著一個初步的了解。當然，由于教材版面設置有限，教學內容有限，如果單純的以教材為主的話所為學生展示的內容也并不多，很難滿足學生的學習需求。因此，需要借助一些教材外的內容、實例等擴充學生的學習資源，為學生學習提供可靠的幫助。例如，可為學生介紹“基因工程及其應用”相關內容在環境保護、作物育種、藥物研制等方面的應用，并通過一些多媒體課件播放應用的整個流程，為人們的生活、生產提供極大的便利性。最后，教師再引導學生針對課程的核心內容展開討論，讓學生分別發表自己的觀點，在此過程中，學生會通過相互交流、查閱資料等方式搜索更多有關“基因工程及其應用”的相關知識，進而增強學生的學習效率。“基因工程及其應用”是一門較為抽象且難以理解的學科內容，因此，在針對其展開教學時，應結合學生的實際學習情況，采取多元化、多樣化的教學方式，例如，可通過動畫、圖片、比喻、活動等方式，對學生實施體驗式、形象化的教學，讓學生身臨其境的感受知識的魅力。

二教學設計思路

課堂教學設計上，按照“情景—問題—探究—建模”的模式進行互動探究式教學，不同環節，因地制宜；力求直觀，化抽象為具體；力求層次，遞進式設問；力求主動參與，學生通過制作模型活動來切身體會基因工程基本工具的作用和基因工程“剪、拼、接、導”的主要過程，真正做到讓學生“在做中學”“在學中思”，體驗手腦并用和互動合作的樂趣。課后，設計思考題或自主探究的課題，引導學生課下自主學習。

三教學目標

摘要:

在廢水處理中,生物處理法是最為經濟適用的廢水處理方法,而微生物在生物處理過程中又起到至關重要的作用,利用微生物治理水污染有著廣闊的發展前景。本文重點探討微生物在廢水處理中的應用。

關鍵詞:

環保；微生物；應用

環境保護是我國的基本國策。隨著水污染問題的日益嚴峻,水資源危機嚴重威脅人類的生存環境。在廢水處理中,生物處理法是最為經濟適用的廢水處理方法,而微生物在生物處理過程中又起到至關重要的作用。隨著現代分子生物學技術的發展,構建基因工程菌已成現實,所以,利用微生物治理水污染有著廣闊的發展前景。本文重點探討微生物在廢水處理中的應用。

1廢水中常見的微生物

2微生物在廢水處理方面的應用