《生物科學(xué)與工程》課程教學(xué)大綱

《生物科學(xué)與工程》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱生物科學(xué)與工程BioscienceandBioengineering課程編碼CHM420921020開課院部化學(xué)工程學(xué)院課程團(tuán)隊生物科學(xué)與工程教學(xué)團(tuán)隊學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機(jī)0實踐0課外學(xué)時32適用專業(yè)能源化學(xué)工程授課語言中文先修課程課程簡介（限選）《生物科學(xué)與工程》是一門面向能源化工專業(yè)本科生開設(shè)的專業(yè)選修課程。本課程響應(yīng)國家新工科人才培養(yǎng)需要，面向“高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度”一流課程建設(shè)要求，運用現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，從工程學(xué)的角度，介紹了生物工程的基本概念和應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢。課程分為八章，包括緒論，“細(xì)胞工廠”與“分子機(jī)器”，生物制造與產(chǎn)品工程，生物與綠色制造，生物與新能源，生物與人類健康，納米生物技術(shù)與生物材料，生物工程與生態(tài)環(huán)境。前三章以基于應(yīng)用背景的基本概念和技術(shù)原理為主，后五章介紹生物工程在四大領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。《生物科學(xué)與工程》是對“21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)”的最好闡述，既注重對生物科學(xué)與生物工程基礎(chǔ)理論的介紹，更注重向?qū)W生展示近年來生物工程在應(yīng)用領(lǐng)域所取得的進(jìn)展，使學(xué)生認(rèn)識生物工程在未來世界中的重要地位，有利于學(xué)生未來的發(fā)展。"Biologicalscienceandengineering"isaprofessionalelectivecourseforundergraduatesmajoringinenergyandchemicalengineering.Thiscourserespondstothenationalneedsofcultivatingnewengineeringtalents,facesthefirst-classcurriculumconstructionrequirementsof"highorder,innovationandchallenge",andappliestheprinciplesandmethodsofmodernbiologicalscienceandengineeringtechnology,fromtheperspectiveofengineering,thebasicconcept,applicationstatusandfuturedevelopmenttrendofbioengineeringareintroduced.Thecourseisdividedintoeightchapters,includingintroduction,"cellfactory"and"molecularmachine",biologicalmanufacturingandproductengineering,biologicalengineeringandgreenmanufacturing,biologicalengineeringandnewenergy,bioengineeringandhumanhealth,bioengineeringandnewenergy,bioengineeringandecologicalenvironment.Thefirstthreechaptersfocusonthebasicconceptsandtechnicalprinciplesbasedontheapplicationbackground,whilethesecondfivechaptersintroducetheapplicationstatusandfuturedevelopmenttrendofbioengineeringinfourmajorfields."Biologicalscienceandengineering"isthebestexpositionof"the21stcenturyisthecenturyoflifescience".Itnotonlyfocusesontheintroductionofthebasictheoryofbiologicalengineering,paymoreattentiontoshowstudentstheprogressmadeintheapplicationfieldofbioengineeringinrecentyears,sothatstudentscanunderstandtheimportantpositionofbioengineeringinthefutureworld,whichisconducivetothefuturedevelopmentofstudents.二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解在能源、制造、醫(yī)藥、健康、材料、環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用中涉及的生物科學(xué)與工程基本概念和技術(shù)原理。是7.17.12M2目標(biāo)2：了解我國發(fā)展清潔生產(chǎn)、綠色低碳技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略需求，認(rèn)識生物化工行業(yè)的發(fā)展前景。是6.46.43M3目標(biāo)3：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S方式和科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生分析和解決實際問題的能力。是12.212.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論本章重點難點：當(dāng)今最前沿的生物科技，生物科學(xué)與生物工程的含義，生物科學(xué)與生物工程的關(guān)系，現(xiàn)代生物工程技術(shù)及其對社會發(fā)展的影響。/////21.11.1近三年《科學(xué)》十大突破和進(jìn)展生物科學(xué)在世界科學(xué)前沿中的比重、近三年來生命領(lǐng)域的突破性進(jìn)展。M10.5講授//31.21.2生物科學(xué)與生物工程的含義和發(fā)展歷程生命、生物科學(xué)與生物工程的含義；生物科學(xué)趣聞回頭看；生物工程發(fā)展簡明時間表；生物科學(xué)與生物工程的關(guān)系。M10.5講授//41.31.3現(xiàn)代生物工程的內(nèi)容與特點現(xiàn)代生物工程涵蓋的主要內(nèi)容；現(xiàn)代生物工程技術(shù)的特點。2.利用線性方程組求解實際工程問題。M10.5講授//51.41.4現(xiàn)代生物工程技術(shù)及其對社會發(fā)展的影響現(xiàn)代生物工程技術(shù)的崛起；人類社會面臨的重大問題和挑戰(zhàn)；現(xiàn)代生物工程技術(shù)對當(dāng)代社會的影響；現(xiàn)代生物工程技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展。M10.5講授//6第二章第二章“細(xì)胞工廠”和“分子機(jī)器”本章重點難點：細(xì)胞工廠的概念，細(xì)胞工廠基因改造技術(shù)，分子機(jī)器的內(nèi)涵，蛋白質(zhì)改造技術(shù)。/////72.12.1基因改造與“細(xì)胞工廠”細(xì)胞工廠概述，細(xì)胞工廠的構(gòu)建和改造，細(xì)胞工廠基因改造的應(yīng)用實例。M22講授//82.22.2蛋白質(zhì)改造與“分子機(jī)器”酶與“分子機(jī)器”，酶的固定化，酶分子改造技術(shù)，酶分子改造及其應(yīng)用實例。M22講授//9第三章第三章生物制造與產(chǎn)品工程本章重點難點：生物制造的概念與特點；生物產(chǎn)品的制造和開發(fā)過程。/////103.13.1生物制造的概念與特點生物制造的概念，核心特點和優(yōu)勢。M10.5講授//113.23.2生物產(chǎn)品與生物制造醫(yī)用生物產(chǎn)品，工業(yè)用生物產(chǎn)品，農(nóng)業(yè)用生物產(chǎn)品。M10.5講授//123.33.3生物產(chǎn)品的制造過程生物催化劑的來源，生物反應(yīng)過程的發(fā)展，生物產(chǎn)品的制備過程，生物制造的環(huán)境要求，生物產(chǎn)品的開發(fā)流程。M11講授//133.43.4生物產(chǎn)品的制造實例果葡糖漿，檸檬酸，青霉素，胰島素，單克隆抗體。M31講授//14第四章第四章生物與綠色制造本章重點難點：綠色制造的概念和特點，天然活性物質(zhì)和高值化產(chǎn)品開發(fā)。/////154.14.1綠色制造的概念和特點綠色制造的概念；綠色生物制造技術(shù)特點。M10.5講授//164.24.2綠色制造的體系及內(nèi)容綠色制造的體系；綠色制造的內(nèi)容。M10.5講授//174.34.3天然活性物質(zhì)開發(fā)生物活性物質(zhì)簡介；多糖類天然活性物質(zhì)的開發(fā)；黃酮類化合物的開發(fā)。M21講授//184.44.4高值化產(chǎn)品開發(fā)高附加值基礎(chǔ)化學(xué)品；生物塑料合成與應(yīng)用；其他產(chǎn)品，生物基涂料，生物基潤滑油，生物基吸附劑。M22講授//19第五章第五章生物與新能源本章重點難點：生物能源的物質(zhì)基礎(chǔ)，生物能源的能量轉(zhuǎn)化利用技術(shù)。/////205.15.1生物能源的概念和內(nèi)涵生物能源的概念與內(nèi)涵；生物質(zhì)能的能源地位；生物質(zhì)能源的發(fā)展現(xiàn)狀與前景。M11講授//215.25.2生物的燃?xì)饣眉夹g(shù)氣化制備生物燃?xì)饧夹g(shù)；生物沼氣制備與利用；生物合成氣制備與利用；生物氫氣制備與利用M22講授//225.35.3生物的燃油化利用技術(shù)燃料乙醇的工藝、示范工程與應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；生物柴油的生產(chǎn)方法和產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀；生物汽油和航空生物燃油的制備與利用。M22講授//235.45.4生物的燃料化利用技術(shù)成型燃料國內(nèi)外發(fā)展歷程；垃圾衍生燃料制備與利用。M21講授//24第六章第六章生物與人類健康本章重點難點：生物工程藥物的特點，生物工程制藥相關(guān)技術(shù)。/////256.16.1現(xiàn)代生物工程制藥生物制藥的特點和發(fā)展趨勢，基因工程制藥；細(xì)胞工程制藥；酶工程制藥；發(fā)酵工程制藥；蛋白質(zhì)工程制藥生物技術(shù)藥物的分類及特點M21講授//266.26.2生物工程與疫苗腫瘤疫苗；艾滋病疫苗；其他疫苗。M31講授//276.36.3免疫診斷與基因診療免疫診斷；基因診斷；基因治療。M31講授//286.46.4生物醫(yī)學(xué)工程與組織工程組織工程及其原理；組織工程要素之種子細(xì)胞、支架材料、生長因子、組織構(gòu)建。M32講授//29第七章第七章納米生物技術(shù)與生物材料本章重點難點：生物材料，仿生智能材料，納米生物材料，納米遞藥系統(tǒng)，生物傳感器。/////307.17.1概述生物材料及其發(fā)展；生物材料應(yīng)滿足的條件；生物材料的分類；生物材料的檢測與評價。M10.5講授//317.27.2天然生物材料天然生物材料的結(jié)構(gòu)特征；天然生物材料的活性；天然生物材料的應(yīng)用前景。M10.5講授//327.37.3生物醫(yī)用材料和仿生智能材料凝膠類生物材料；生物可降解材料；仿生智能材料的概念、結(jié)構(gòu)與特征M31講授//337.47.4納米生物藥物納米藥物的載體和制備方法，藥物控制釋放原理，人工細(xì)胞外基質(zhì)智能化；工程化組織表型控制。納米生物藥物的安全性評價M31講授//347.57.5生物芯片和生物傳感生物傳感與檢測技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器的類型和檢測器件，生物芯片的應(yīng)用，人工器官。M31講授//35第八章第八章生物工程與生態(tài)環(huán)境本章重點難點：環(huán)境的生物監(jiān)測與評價方法，污染環(huán)境的生物修復(fù)。/////368.18.1環(huán)境保護(hù)的意義生物多樣性的價值；生物多樣性的喪失；保護(hù)生物多樣性的策略。M11講授//378.28.2環(huán)境的生物監(jiān)測與評價環(huán)境的生物監(jiān)測與評價的意義；環(huán)境的生物監(jiān)測的分類；環(huán)境的生物監(jiān)測與評價方法。M11講授//388.38.3環(huán)境污染的修復(fù)與治理污染環(huán)境的生物修復(fù)；環(huán)境治理中常見的微生物種群；水質(zhì)污染的治理；大氣污染的生物凈化；污染物的生物富集與轉(zhuǎn)化。M31講授//398.48.4微生物學(xué)新技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用固定化酶和固定化微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用；微生物細(xì)胞外多聚物的開發(fā)與應(yīng)用；優(yōu)勢菌種與微生物制劑的開發(fā)與應(yīng)用。M31講授//四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.布置一道開放性題目，鼓勵學(xué)生以PPT講解或小論文的方式，論述自己的觀點。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)創(chuàng)新性、科學(xué)性、規(guī)范性進(jìn)行評分。3.考核學(xué)生對生物科學(xué)與生物工程技術(shù)基本應(yīng)用的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。30%2課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況。5%3考勤隨機(jī)點名、刷卡點名等5%4期末考試1.開卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對生物科學(xué)與生物工程技術(shù)基本應(yīng)用的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、論述題等。60%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)30%A-觀點鮮明，并能運用科學(xué)文獻(xiàn)進(jìn)行支撐，具有較好的創(chuàng)新性，PPT制作精美或論文書寫規(guī)范。B-能形成科學(xué)的觀點，但創(chuàng)新性不足，PPT制作或論文規(guī)范性良好。C-能形成自己的觀點，但欠缺創(chuàng)新性和科學(xué)性，PPT制作或論文規(guī)范性良好。D-沒有形成自己的觀點，基本從網(wǎng)絡(luò)資源復(fù)制粘貼，嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新性和科學(xué)性，PPT制作或論文規(guī)范性嚴(yán)重不足。2M1課堂表現(xiàn)5%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問題準(zhǔn)確。B-精神狀態(tài)良好，問題回答較好。C-精神狀態(tài)一般，問題回答一般。D-精神狀態(tài)較差，回答問題有誤。3/考勤5%A-全勤。B-缺勤1次。C-缺勤2-3次。D-缺勤3次。4M1期末考試60%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）5M2平時作業(yè)20%A-觀點鮮明，并能運用科學(xué)文獻(xiàn)進(jìn)行支撐，具有較好的創(chuàng)新性，PPT制作精美或論文書寫規(guī)范。B-能形成科學(xué)的觀點，但創(chuàng)新性不足，PPT制作或論文規(guī)范性良好。C-能形成自己的觀點，但欠缺創(chuàng)新性和科學(xué)性，PPT制作或論文規(guī)范性良好。D-沒有形成自己的觀點，基本從網(wǎng)絡(luò)資源復(fù)制粘貼，嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新性和科學(xué)性，PPT制作或論文規(guī)范性嚴(yán)重不足。