生物技术是高新技术的一个重要领域，其具有巨大的经济效益前景和广泛的应用前景。学而不思则罔，思而不学则殆，下面是美丽的编辑为大伙儿分享的生物技术专业论文最新10篇，欢迎阅读，希望可以帮助到有需要的朋友。
以生物的免疫、基因、敏感等方面的特点为基础，运用科学合理的方法对具有检测功能的试剂进行制作，进而检测食品的安全性就是生物技术在食品检测工作中的应用原理。在食品检测工作中，生物技术具有诸多优势，例如速度快、范围广以及准确度高等。一般而言，主要的生物检测技术有免疫技术、生物传感器技术、生物芯片检测技术、酶技术等。为了使我国的食品安全检测工作得到提升和发展，我们就需积极对生物技术进行有效运用，并加大开发力度，使其发挥出更大的价值。
2.食品检测中主要的生物检测技术
2.1聚合酶链式反应技术在转基因检测上，聚合酶链式反应技术已得到了有效运用。聚合酶链反应简称为PCR，PCR技术主要通过三个阶段对食品进行安全检测，即变性、复性以及延伸。对DNA模板进行建立，将寡核苷酸作为引物，通过聚合酶作用，沿DNA模板顺序以半保留复制的方式延伸而完成DNA分子复制就是PCR技术的基本原理。在依靠多次的增容以及扩展以后，PCR会变成符合食品检测需求的检测物。该技术由于具备诸多应用优势，因此之后也被合理运用到了各大领域中，尤其是在食品安全检测工作上，该技术已显示出了较好的运用前景。但与此同时，聚合酶链式反应技术也存在着一些不足之处，比如食品中假若有已死亡的细菌存在，那么便会显示为假阳性，针对制毒微生物所产生的毒素，该技术也无法进行全面检测。
2.2生物传感器技术在对生物传感器分子识别原件进行选取时，需使其具有较好的选择性。在和待测物的特异性进行结合以后，依靠对应的信号转换器，分子识别原件所产生的光、热等复合物可促使其进行转化，变为能够输出的的电信号以及光信号，并可将其进行放大然后输出，最后得到检测结果。一般而言，生物传感器具有许多优越性，例如操作简便、敏感性高、反应速度快等，相比于传统性质的食品检测方法，此种检测方法更具科学合理性。另外，运用生物传感器技术，可使安全可靠的食品检测系统得到建立完善。运用此技术，可使检测所用时间得到缩短。倘若要对牛奶以及热狗等食品中的葡萄糖球菌肠毒素进行检测，就可促使其灵敏度得到明显提高，并有效地控制好检查时间。但对当前的实际情况进行分析可知，受计算机技术、生物材料等因素的影响，在食品检测方面，生物传感器的商业化程度仍旧不高。
2.3酶技术在对食品中的残余农药以及微生物污染进行检测时，我们主要可运用到酶检测方法，而这也是较为常见的一类食品检测方法。与此同时，在食品安全检测领域里，酶联免疫分析检测技术已得到了广泛运用。该技术对酶学以及免疫方法进行了结合，并具有较高的准确性以及灵敏性。在对蔬菜和水果当中的菌剂噻菌灵进行检测时，酶联免疫分析检测技术已显示出了较好的敏感性。当前，美国化学会已将此方法纳入到了农药残留检测法当中，而在我国，该检测方法也得到了广泛运用，并取得了较好的效果。
2.4生物芯片检测技术随着全球化经济的发展以及各国贸易的加强，进出口食品也在不断增多。所以，为了对进出口食品进行有效检测，就需运用到高质量、高安全的食品检测技术以及安全监控体系。作为一类高新生物检测技术，生物芯片检测技术在进出口食品安全检测工作中已得到了有效运用。该技术主要对光导原位合成进行了运用，可将大量的生物大分子按照一定顺序进行固化。针对已经通过标记的待测生物样品，该技术可对其中靶分子进行杂交，并运用特定设备对杂交信号的强度进行快速检测，在对检测仪器进行选取时，可优先选用电荷偶联摄影像机，或是运用激光共聚焦完成扫描，进而统计出样品中靶分子的数量。针对食品的安全状态，运用生物芯片技术，我们可进行深入了解。另外，在进出口食品监管管理工作中，快速反应系统以及预警系统的建立完善都离不开生物芯片检测技术。
2.5免疫法当前，在食品生物检测技术中，免疫法具有最高的灵敏度。另外，该技术还具有容易操作、再现性好、科学可靠等优点，并在食品安全检测工作中得到了有效运用。免疫法可对蛋白质进行检测，蛋白质之间的物理性质以及化学性质差别较小，而运用免疫法则可进行有效区分。
2.6基因探针技术当前，基因探针技术主要分为两种，即同相杂交以及异相杂交。在对食品安全进行检测时，大肠杆菌检测是一项重要内容。对大肠杆菌进行分析可知，其具有p一葡糖苷酸酶的特性，在进行检测时，可对以B一葡糖苷酸酶为目标的DNA探针进行制作，使食品检测工作的效率得到提升，并对传统食品安全检测工作中的问题进行有效解决。
3.食品检测生物技术的具体运用
3.1检测食品的品质和成分针对食品的成分以及品质，生物感应器是最为常见的检测方法。在早期，所使用的生物感应器主要为葡萄糖感应器，可对食品的含糖量进行有效检测，并得到了广泛运用。例如，在对鱼类新鲜度进行检测时，日本已使生物传感器实现了商品化。另外，针对食品中含有的香味物质，在进行检测时还可运用到生物技术。具体的操作方法是：将蛋白和需进行检测的某种气味进行结合，使其成为敏感材料。对于人类身体健康以及生态环境，转基因食品会带来一定负面影响。所以，对转基因食品进行检测就变得尤为重要。当前，主要的检测技术有蛋白质检测、酶活性检测以及有酸检测三种。
3.2检测食品中的有害微生物对科学有效的食品检测技术进行运用，可使微生物的传播得到较好控制。对于人类健康，食品中的微生物会带来一定危害，并严重降低食品质量。因具有诸多优势，在微生物的检测工作中，生物检测技术已取得了较好效果。当前，在对食品微生物进行检测时，常用的生物技术主要有酶联免疫技术、生物传感技术以及合酶链式反应技术。
3.3检测食品中的残余农药）随着时代的发展，如何对食品中的残余农药进行有效检测和分析已受到了人们的高度关注。倘若食品中残留农药，人民群众的生命安全就会受到严重危害。当前，在食品残余农药检测方面，主要运用的生物技术有酶技术以及生物传感器。
4.结束语
综上所述，在食品安全检测工作中，生物检测技术因具有诸多优势已受到了有效运用，并具有较好的发展前景。而为了对人民群众的生活质量进行提升，使食品安全得到保障，我们就需对现有的生物检测技术进行运用，并采取措施对生物检测技术进行革新和完善，使其价值得到最大发挥。
关键词：物联网工程；教学体系；课程设置
作者简介：吴韶波（1970-），女，江苏常熟人，北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网工程系，副教授；李振华（1977-），男，吉林长春人，北京信息科技大学信息与通信工程学院物联网工程系，讲师。（北京 100101）
基金项目：本文系北京信息科技大学校级重点教改项目（项目编号：2012JGZD04）的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0051-03
物联网（Internet of Things，IoT）技术具有典型的交叉学科性质，通过传感器、射频识别、嵌入式、分布式信息处理、网络与无线通信、全球定位系统等技术，对任何需要监控、连接或互动的物体和过程进行实时的采集，得到有关声音、光照、温度、电压、力学、位置等信息，通过选择各类网络接入，从而实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。目前，物联网技术已经列入我国战略性新兴产业的核心突破领域，国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事等十大领域重点进行部署。
随着物联网产业迅速膨胀，高层次物联网技术专业人才缺口较大，供不应求。预计5-10年后物联网的产业规模将比互联网产业大20倍以上，大力发展物联网技术的教育势在必行。2010年教育部首次审批通过了物联网工程新专业，几年来，全国已有近千个学校开设了相关专业，各个学校原有学科优势不同，物联网工程专业的侧重点也各不相同，其培养模式的研究尚处于萌芽阶段。在此，重点介绍北京信息科技大学（以下简称“我校”）新办物联网工程专业在教学体系建设中的有关思考。
一、专业培养目标与特色
物联网工程专业是涉及多领域的交叉学科，具有时代特色鲜明、学科交叉基础雄厚、产学研用结合紧密、系统工程能力突出的工程化特色，既强调基本理论和基础知识，更注重锻炼实践和创新能力，同时注意新技术和新应用的学习，具有深厚的理论与广泛的实践相结合的特征。其目标是培养掌握数学、自然科学、人文科学基础知识和物联网相关的计算机、通信、电子、控制基本理论、基本知识、基本技能和基本方法，以物联网工程的基本理论和基本技能为基础，以现代电子技术、通信技术、计算机、控制、信息安全、系统工程等理论为指导，以计算机硬件和软件系统为应用平台，以物联网工程领域为应用目标，重点突出我校在通信传输与信息处理方面的技术优势，具有较高综合素质和就业创业能力，能胜任物联网相关技术的研发及物联网系统规划、分析、设计、实施、运维等工作的创新能力较强的高素质应用型人才。
二、物联网工程专业教学体系
物联网工程专业知识跨度较大，是发展中的集成创新型技术。目前学科人才培养模式中存在的层次单一、教学内容滞后、理论与实践脱节等问题，都难以满足物联网工程专业的需求。因此，物联网工程专业的教学必须处理好物联网技术体系与知识体系的关系、培养目标与课程体系建设的关系、课程设置与已有成熟专业课程体系的关系、学生能力培养与学校办学特色的关系，以及理论教学与能力培养的关系，采用新的教学模式和教学手段，构建创新型人才培养体系，培养学生扎实的基本功、精通的专业知识，勇于创新和实践。
1.物联网工程专业知识体系
物联网产业的涵盖面极宽。整个物联网的技术体系包括感知层、传输层、处理层和应用层四个层次，各层次间既相对独立又紧密联系。物联网工程专业知识体系应体现出物联网技术的主要关键技术，如射频识别、无线传感器、无线传感网、无线通信与网络、软硬件、智能信息处理和安全隐私等技术，其核心技术是嵌入式。结合物联网技术体系的四个层次，可以从信息感知获取、信息传输、信息处理、应用四个环节进行课程的有关设置。信息获取包括传感器以及信号检测相关知识；信息传输包括网络、无线通信、通信协议等；信息处理则包括数据融合、云计算、安全等。
2.物联网工程专业课程体系
物联网技术和产业正在不断发展过程中，物联网工程专业才开办几年，物联网工程专业课程体系的设计在国内外都没有成熟的先例可以借鉴。经过广泛的调研与论证，听取早期已经介入到物联网及其相关领域研究工作的教师的意见和建议，以通识教育规范、专业基础扎实、专业应用精选、实践环节突出为指导思想，本着充分发挥本校已有学科基础与优势，从学生毕业后可能从事的就业岗位和就业所需的能力要求出发，对课程体系和内容进行取舍。我校物联网工程专业课程体系结构图如图1所示。本专业课程体系围绕涉及到的学科知识领域和知识点，尽可能多地对专业知识体系进行覆盖，以专业知识为主线索，课程之间相互支持与衔接，课程体系突出专业基础，外语四年教学不断线，包括三大必修模块：公共基础模块、专业基础模块、专业核心模块，在此之上有选择地以选修课形式开设物联网的领域应用模块课程（见图2），配合实践教学体系可充分体现突出我校通信传输与信息处理特色，体现出当前物联网工程专业人才培养方向和内容；强调基本理论和基础知识；加强实践环节教学的主要特色，满足应用型人才培养要求。
专业核心课程包括：物联网感知技术——RFID原理及应用、传感器原理及应用、物联网控制技术；物联网传输技术——物联网通信技术、传感网原理及应用；物联网处理技术——海量数据存储与处理、数据处理与智能决策、物联网信息安全技术；物联网应用技术——物联网工程设计与实施。该课程计划引入企业专家进行授课，培养学生对专业产业的兴趣，激发创业意识，加强创新创业精神的培养。
3.物联网工程专业实践教学体系
实践教学体系体现了实践教学各环节之间的衔接关系，如图3所示。实践教学从专业基础类、专业类到综合创新、工程实践逐渐提高，四年不断线，除了专业实习和毕业设计，核心课程实验包括RFID原理及应用、传感器原理及应用、传感网原理及应用、物联网通信技术、数据处理与智能决策、物联网控制技术、物联网信息安全技术等课程的课内实验；综合课程设计包括感知、传输、处理和应用的多个课程设计与独立实践环节；充分突出了实践教学在加强学生实践、创新能力，培养应用型人才方面的作用。实践课程包括选修（2学分），学生可根据自己的兴趣爱好选择实践课程，参加各种竞赛活动，挑战自我，勇于创新，提高学习目的性和主动性。
4.教学体系具体实施的一些措施
目前，在实施培养专业创新人才教学体系的过程中，还存在着一系列新的问题，还需要从4个方面加强。
（1）加强学科交叉，培养教学与科研能力较强的师资队伍。由于物联网工程专业集成了计算机、电子、通信、自动化等多个专业的知识，科研与应用性极强，对教师的素质提出了较高的要求。解决的方法：一方面加强现有师资的培训，鼓励教师取得行业培训、认证证书，加强企业实习，尽快全方位了解物联网专业的基本技术；另一方面可优先引进本、硕、博有跨专业学习经历的人员担任新教师，进一步加强科研能力，对相关专业知识在物联网中的应用会有较深理解。
（2）统一课程内容，避免重复教学和遗漏重要知识。物联网工程专业的课程涉及多个交叉专业，教师在课程设置上难以抓住重点，教学内容可能会出现多门课程有重复知识的现象，需要多门任课老师仔细讨论，区分在哪门课重点讲授，避免多次讲多次讲不透，或者大家都不讲的情况。还有一种情况是某门课程是原来多门课程的浓缩，如计算机硬件基础课程，内容集中了计算机组成原理、微机原理与接口技术、单片机等相关内容的知识，需要根据物联网特点，明确基本概念，简化内容，为后续嵌入式课程的开设打好基础。
（3）汲取多学科精华，加强物联网专业教材建设。专业建设中，教材的建设是一个必不可少的环节。早期，由于专业刚刚建立，可以找到的物联网专业教材较少，各个学校纷纷出版自己的教材，但这些教材良莠不齐。解决方法：一是需要进行一定的分析比较，找到适合本校学生使用、口碑较好的现有教材，并针对本校专业特色和需要适当修改教学模式；二是吸取现有教材优点，在综合必要教学内容以及物联网技术研究发展最新成果的基础上，自主编写具有本校特色的教材。
（4）贯穿整个教学体系，提高学生实践与创新能力。物联网工程专业注重理论与实践结合，强调工程实践应用与创新能力的培养。除了以引导式、启发式、讨论式和研究式进行理论教学，还增加了实践教学的学时数，保证实践教学四年不断线，还鼓励学生积极参加各种科技竞赛及科研项目，学以致用，培养兴趣，以促进创新型人才培养。综合实训以项目案例驱动，促进学生在知识掌握、动手实践、团队合作等多方面得到锻炼。
三、结语
物联网工程专业是为满足社会对人才的新需求设立的新专业，培养方案制定得科学、合理、可行是人才培养的重要保证。本专业制定的教学体系在理论课程中既考虑学生出口，包括传统相关专业的核心内容课程，又有贴近前沿的现代技术的大量课程；实践环节比例占到22.75%，通过大量的实验与课程设计使学生动手实践的能力培养得到加强；全方位的素质培养在科学文化、思想道德、身体等方面都得到了较为充分的体现，使学生在知识、能力、素质各方面协调发展。
参考文献：
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[2]吴功宜。对物联网工程专业教学体系建设的思考[J].计算机教育，2010，（11）：26-29.
[3]马忠梅，孙娟，李奇。物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用，2011，（11）：46-47.
关键词生物技术专业；实践教学；改革
2002年经重庆市教委批准，重庆文理学院设立生物技术专业，几年来，生物技术专业以培养德、智、体全面发展的高素质应用型人才为目标，以深化实践教学改革、合理设置实验课程体系、优化师资队伍结构、改善实践教学条件为措施进行专业建设，使生物技术实践教学的软硬件条件得到了较大改善。在实验设置和内容方面也进行了一系列的改革，构建了“以专业实验技术为龙头、基础实验技术为基础、模块实验技术为补充”新的实践教学体系。
1生物技术专业实践教学体系建设的原则
长期以来，国内各高校的生物技术专业因成立背景不同，办学特色不同，在实践教学各个环节设置方面各有偏重。近些年来情况有了一些变化，随着生物技术产业对人才要求的不断提高，各校交流的加强，对生物技术专业的内涵及外延有了较为一致的认识。从2005年开始，按照“国内领先和国际先进”生物技术专业的实验课程建设要求，结合重庆文理学院具体情况，对生物技术专业实践教学进行了改革，在课程优化目标方面，主要考虑以下3个方面：
(1)就业市场对人才的要求。生物技术是一种高新技术，可以应用于农业、工业、食品、医药、微生物等领域，市场需求范围广。这要求以通才教育为基础，培养厚基础、高素质、能力强的应用型人才，形成核心竞争力。唯有如此，才能使学生在就业市场上展现出较强的竞争优势。因此，应该培养基础扎实、知识面广、技术过硬的应用型人才。
(2)结合学科理论和实践的发展趋势。生物技术是生命科学中发展最为活跃的领域，高新技术不断被发现，为生物学以及其他学科的发展提供了重要的理论依据和研究手段。同时，生物技术也是一门实践性很强的学科，要求学生具有较为扎实的生物科学基本理论、基本知识和较系统的生物技术理论与实验技能，了解生物技术领域的前沿和发展动态，具有较强的创新意识与实践能力。因此，应将最新生物技术科研成果和学术前沿发展趋势引入到教学当中，使学生了解和掌握最新的生物技术，并提高其解决科学难题的能力。
(3)学生自主意识和主观能动性。生物技术实验教学是重要的实践教学环节，它不仅仅是对理论的验证，还是培养学生动手能力、应变能力、创新能力及科学思维的重要手段[1]。生物技术实验教学的改革与探索，重在发挥学生在实验教学中的主体地位，充分尊重学生的兴趣和特长，重视学生的个性发展，促使学生养成自我约束、主动学习、不断进步的优良学风[2]。实验课堂应改变由教师“抱着学生走”的实验方式，以学生为中心，在实验中留给学生较多的独立思考的空间，有利于学生拓宽思路，使学生产生压力，并将压力转变为动力，最终提高学生的动手能力和分析能力。
综合以上各个方面，高等教育应当以学生的个人发展为出发点，形成专业的培养目标，并围绕这一目标进行课程建设和改革。为了实现这一目标，要求学生通过对基础知识体系的学习，形成自我学习的能力。
2生物技术专业实验建设的框架
生物技术是生命科学的前沿和尖端学科，发展日新月异，新技术、新设备、新成果层出不穷，只有不断更新知识，才能紧跟前沿[3]。生物技术专业无论是设备投入还是实验耗材相对较高，要求高校必须加大投入，才能确保实验教学的质量，而加强实验教学的关键是要有一个功能齐全、设备先进的实验室[4]。
首先，围绕专业培养目标，以实践性教学环节为中心，对专业人才知识和技能结构进行整体分析和设计，使课程实验、课程设计、生产实习、毕业设计等主要实践教学环节形成4大模块，使这些模块既分工明确、各有侧重，又相互联系，有机地组成一个不可分割、相互渗透的整体。与理论教学相互配合，以基本技能为基础，专业技能为重点，突出知识的联系性和综合性特点，注重技术应用和创新能力的培养，构建相对完善的具有专业特色的实践教学体系。
其次，结合学科优势，打造创新性综合实验体系。综合实验体系除贯穿基本技能训练体系以外，根据重庆文理学院的专业特色，开设一些具显示度的、切合实验室规模的、包含完整生物制药环节的综合性大实验。充分培养学生的综合实验技能，并与课程理论体系配套，为学生提供初步技能实训的机会。实验规模的生产装置与布局反映了现代生物技术的特点，并充分利用重庆文理学院现有的生物教学中心技术优势，在实验内涵上体现多学科的交叉与应用，反映科研、生产、工艺一体化研究的思想。
最后，依托重庆文理学院建设重点学科的背景，创建柔性技能型实践平台。生物技术专业实验室的建设体现了教学与科研的充分结合。利用学科资源，校级重点实验室、重庆市生物工程中心都直接参与本科实践教学。开设植物组织培养、水产动物良种选育、基因工程、酶工程4个方面的设计型、研究型开放实验，供学生选做。学生依据自身的个性特点可选择感兴趣的实验，实验的内容也根据学科的发展不断调整、提炼最新的研究成果，体现出整个实验系统适应学科发展及个性培养的柔性。通过研究设计型实验环节，让学生体会生物材料的多样性，感受现代生物技术在科学研究和生产实践中的应用，对专业有一个更全面和深刻的认识。
3构建多层次的实践教学体系
实验教学体系是生物技术实践教学体系的重要部分。实验教学体系建设包括实验教学内容、实验教学方法和手段、实验教学队伍和实验室装备等的建设。其中教学内容是实验教学的基本依据，是学生获得实验技能的根本[5]。实践教学内容与体系是围绕着生物技术专业的培养目标制定和建立的，注重学生动手能力、创新能力、实践能力的培养。设立基础实验技术系列、专业实验技术系列和模块实验技术系列3大类别实验课程，明确本专业基本技能点、专业技能点和行业综合技能点要求。以实验技能性质分类为主线，整合实验课程，使学生明确每项技能的训练目标。
基础实验技术系列涵盖生物学和实验技术的核心，是学生必须掌握的基本训练环节，这一层次也称为基础核心实验。专业技术实验系列涵盖生物技术大实验以及发酵工程、植物组织培养、生物技术制药等方面的设计研究型实验，实验内容提前公布，学生可以结合自己的兴趣进行选择，专业技术实验系列中学生可部分或全部完成从实验方案设计、实验准备直至实验结果获取的全过程，培养学生的综合实验能力。在学生进行上述2个层次专业实验技能训练的同时，对一部分较为优秀的同学安排创新实验环节的训练，创新实验反映学科发展方向及研究热点并带有探索性，参加创新实验的学生可以提前进入实验室，并可以免修部分相关的综合实验。
实践教学体系的实施从2005年开始，学院对教学计划及实验室管理模式也进行相应的调整。在教学计划方面，集中时间安排综合性实验，并建立了互动的实验教学信息化平台，开发出集管理、预习、信息反馈为一体的实验管理信息系统，挂在校园网上供学生实验选题、预习、实验室准备、管理之用等。
4实验教学改革的实施效果
实践教学的改革是个永恒的主题，生物技术专业在近几年的改革实践中虽然已取得明显的成效。
首先，实验课教学更趋合理。实验教学改革实施过程中，实验教学内容的改革主要遵循创新性、系统性、连贯性、综合性的原则，从直观性、验证性和巩固性实验向创新能力培养的实验过渡的原则。在实验内容的选择上，适当减少验证性实验内容，增加定量分析试验和大实验，引入学生自主性实验。在实验内容的顺序安排上由浅到深，相互渗透，循序渐进。实验内容调整后的特点实验内容更加符合生物技术专业需求，内容的分布更趋合理，实验内容的改革有利于学生实验能力、实验效果的提高和创新精神的培养，使学生可以掌握更多的实验技术和方法。
其次，培养了学生的科学素养和创新意识。专业技术实验和创新实验环节得到了大大加强，综合性实验由原来的2个增加至10个。开设创新性开放实验机制，有兴趣的学生随时都可以申请开放实验项目，进入实验室进行实验研究。使学生从被动学习逐步转向主动学习，从被动接受教学到主动去探索寻求科学实践知识。许多学生不满足于实验、实习课程的学习，自发组织各种科技兴趣小组，在老师的指导下，从大二开始就介入教师的科研项目，结合教师的科研项目开展课外科技立项活动。通过这种训练方式，学生的动手能力、综合问题的分析能力得到了有效的提高。
再次，将科技前沿融入到实验教学环节。通过大纲的制定、教材的编写以及课程的合理安排，明确了教学思路，学生易于接受、反映良好。通过理论教学和实践教学的有机结合，丰富了课堂教学内容，加深了学生对生物技术理论课程知识的系统理解，提高了学习积极性，激发了求知欲和探索精神，培养了创新思维方法和能力，为他们将来从事科研工作、开发利用资源生产生化产品提供了思路、奠定了理论基础。同时，还将科学发展的前沿和热点渗透到本科实验教学中，部分实验内容直接来源于最新的科研成果，提高自身素质和教学水平。
最后，增强了学生专业学习积极性和主动性。本科学生到科研实验室后，从课题的选择到实验的设计等过程都以学生为主，教师仅做必要的指导，在进行课题研究的时候，专业理论在课题研究中得到应用，让学生专业学习不再枯燥与抽象，特别是课题研究一步步取得进展，解决了一个个难题，让学生获得成功感，学生学习的效能感得到了加强，这些都促使学生学生学习方式从“要我学”到“我要学”,从被动接受到主动探索新知的转变[6]。
5参考文献
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农业生物技术的主要研究内容包括：增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要，发展最快。根据统计资料，到2000年，全世界转基因作物推广面积达4420万公顷，比1996年增长了25倍；种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广，达到了3030万公顷，占68％；其次为阿根廷，1000万公顷，占23％；加拿大300万公顷，占7％；我国为50万公顷，占1％。
根据有关专家的看法，现代农业生物技术的最新发展趋势表现为：
——研究成果商品化产业化进程加速。目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成，并处于一个高速发展时期。有关专家预测，本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10％以上，而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元，2005年60亿美元，2010年200亿美元；国际农业生物技术应用机构（ISAAA）的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。
——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时，众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点，私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例，民营机构1992年对这一领域的投资为5．95亿美元，而1999年则达到15亿美元。与此同时，世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮，并购金额从1997年的12．37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成，过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。
据业内人士分析，促成公司并购的原因，一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合，而更重要的原因，则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业，小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场，与其它企业抗衡。
（一）实训基地建设是实现高职生物技术及应用专业培养目标的必要条件
生物技术及应用专业的培养目标，是培养具有从事生物技术应用必备的专业理论知识和较熟练的综合职业技能，适应食用菌、组培苗、发酵产品等生产、基地建设、经营管理、技术服务及相关专业第一线需要的高技能人才。实训基地是培养高技能人才的必要场所，实训基地建设是实现专业培养目标的必要条件。通过实训，培养学生的职业技能，提高学生的实际动手能力。
（二）实训基地建设有利于提升学生就业竞争力，提高就业率
高职院校要保证就业率，就必须提高毕业生的“含金量”，让其成为用人单位心目中的合适人选。建立实训基地，让学生亲身实践无疑是提高其自身“含金量”最有效的方法。在参与实践的过程中，学生能将平时所学的理论知识与实际联系，同时，在实践中体现自身的价值，使学生的学习动机和方向更加明确，从而不断提高自身职业素质，提升就业竞争力。
（三）实训基地建设有利于培养“双师型”教师，提高教学水平
实训基地建设有利于培养“双师型”教师，提高教学水平。教师通过到实训基地锻炼，来提高自身的技术水平和动手能力，同时，教师在生产、管理第一线有利于获取各种最新的技术方法和管理理念，将这些新知识应用于教学，既可以保证知识的更新，又能激发学生的兴趣。
二、高职生物技术及应用实训基地的建设与实践
（一）校内实训基地建设
1.加强实验室建设，改善实验室条件。生物技术及应用专业重视和改善实验条件，加强实验室基本设施的建设，形成完善的实验教学规章制度和科学的运行机制。在学院的大力支持下，投入大量资金，对生物基础实验室、生物类专业实训室，重新装修并添置了不少仪器设备，大大加强了实验室建设。有足够的实验室承担专业基础与专业课的实验实训项目，可用于该专业的教学实验设备数量（800元以上）共610件，总价值237万元，生均10031元。实验开出率达100%。生物类基础实验室2005年8月通过了广西教育厅基础实验室合格评估。
2.加强校内实训基地建设，走“产学研结合”发展之路。广西农业职业技术学院现有校内实训基地5个：生物技术中心、生物技术实训基地（园艺方向）、食品生物技术实训基地、食用菌生产实训场、广西现代农业技术展示中心。主干课程“植物细胞工程”“发酵工艺学”“食用菌栽培”均有实力雄厚的校内实训基地。生物技术实训基地、食品生物技术实训基地，被批准为自治区示范性高等职业教育实训基地。
生物技术中心是一个集科研、生产、教学、技术推广为一体的现代生物技术综合开发中心。该中心初步形成了布局合理化、教职工知识结构专业化、生产科研管理科学化、生产经营规模化和教学实践化的产学研基地，成功开发果树类、经济作物类、药用植物类、观赏植物类等数十个品种，享有较高声誉。由专业教师担任生物技术中心主任，教师在生物技术中心开展科学研究，承担“优质网纹甜瓜组织培养技术研究”等6项科研课题。生物技术中心按教学计划安排学生实习，使其在取得较好的经济效益的同时，提高了教师的业务素质和学生的实践操作技能。
3.加强能力本位实践教学，提高学生综合能力。为了培养学生的实践能力和综合能力，我们非常注重以能力为本位的教学，开展各种形式的实践教学。（1）加强课内实践活动。主干课程理论和实训的比例为1∶1，做到理论与实践的结合。模拟生产实践活动，如食用菌课教师带领学生栽培各种食用菌，由学生自行制种、栽培、销售，既掌握了技能，又获得一定的经济效益。（2）改验证性实验为探索性实验，提高学生动手能力。根据课程的特点，学生在教师指导下，进行探索性实验。例如，在植物组织培养中，培养基不同，植物生长效果也不同。教师在教学中并不直接将这些实验技巧或方法告诉学生，而是指导学生根据所学的理论知识进行探索性实验，最后通过实验和分析得出最佳的方案或结果。（3）利用科研资源丰富实践教学，培养学生创新能力。在生物中心承担的科研项目中，有丰富的实验材料供学生进行实践教学活动。例如，在植物脱毒培养和试管苗增殖培养实验中，让学生参与香蕉、生姜的脱毒与工厂化试管苗快繁培养等项目，对提高学生的知识应用能力和科研创新能力起到了很好的作用。
4.健全实践教学管理规章制度。建立了一整套完整的实验、实训大纲和实习指导书。制定各门课程实践技能考核办法，加强学生实践技能考核。理论教学和实验教学由学校组织实施，生产实习和专业实践与合作办学单位共同组织实施。实训环节的成绩由指导实习的企业参与评定。
（二）校外实训基地建设
1.开展校企合作，实现双方共赢。实训基地建设离不开企业的参与。校企合作、工学交替是高职教育发展的必由之路。生物技术及应用专业通过签订合作办学协议，共建立了15个稳定的校外实训基地。如桂林莱茵生物应用技术有限公司、广西北生集团海玉农业开发有限责任公司、南宁市良风江食用菌生产示范基地等。这些实训基地实力雄厚，足以承担本专业的实训任务。我们每年都会派遣学生到企业进行实践，不少学生在实习期间就被企业选中留用。
同时，校企合作加大了企业参与教学的深度和广度，企业给学生提供真实的工作环境，使学生学到书本学不到的知识，直接体验将来所从事的职业及工作岗位，开阔学生的视野，增长学生的见识，有助于学生就业后顺利地实现从学生到员工的角色转换。同时，企业通过基地可以物色到合适的员工。例如，我们在2005年成立了有企业专家参与的生物技术及应用专业指导委员会，共同研究生物技术及应用的专业设置、培养目标和规格、专业培养方案设计等。根据培养目标，确立毕业生的应职岗位群，进一步明确职业岗位所需要的知识、能力、素质结构。根据职业岗位的要求安排及指导学生，培养学生的职业素质。在利用企业实践优势的同时，也利用学校教师理论知识丰富的优势，积极为企业服务。
关键词：工艺美术；科技；发展
中图分类号：J0-05文献标识码：A 文章编号：1005-5312(2010)18-0109-01
中国古代工艺美术是人民为满足自己的物质需要和精神需要，在不同的历史条件下，采用各种物质材料和工艺技术所创造的人工造物的总称，是通过一定的技术，运用特定的材料所进行的造物艺术活动，即科学技术与艺术相结合的产物。
纵观中国古代工艺美术整个的造物历史进程来看，其发生与发展跟同时代的科技水平是并列前行的。在不同的历史时期，造物活动所用的材料、功能、造型、装饰和采用的工艺技术都有着很大的差异和进步，这是人类对自然物认识水平的提高、科技的进步以及审美观念、审美情趣变化的结果。工艺美术作为艺术质的生产活动，它始终受到生产力和生产关系的制约，它呈现出明显的阶段性和飞跃性发展的特征，体现出古代先民对造物科技水平掌握的提高与应用。
首先，科技进步对中国古代工艺美术的促进作用，不仅在具体的工艺美术领域随处可见，而且对于工艺美术理论也起了重要的塑造作用。
在中国古代，科技进步不仅开拓了人们所“知”的世界，而且以技术手段不断创造新的工艺美术形式。一部中国古代工艺美术发展史，几乎伴随着重大的技术进步和发明：没有冶铜技术，就没有青铜工艺美术；没有纺织技术，就没有服饰工艺美术；没有制陶制瓷技术，就没有陶瓷工艺美术；至于以各种材质命名的雕刻工艺美术，诸如骨雕、木雕、牙雕、石雕、竹雕等等，更是与掌握各种材料的技术技巧的结果。科技的进步，也改变和影响着古代中国工匠艺人们的劳动方式。如陶瓷工艺美术，陶车的出现改变了过去单纯人力劳作的局面，不同程度地使用了机械工具。
在古代中国，技术水平的高低很大程度上成为工艺美术发展的“量尺”,技术的进步会促进工艺美术发展，乃至取得质的飞跃。
此外，科学技术的进步也丰富了工艺美术理论。技术的进步不仅促使工艺美术领域在内涵上日益丰富，而且外延也不断扩大。中国古代的技术及其重视经验积累和总结，往往与材料学、物理学、化学、建筑学以及人体工程学的基础理论有着密切的联系，不仅为上述学科提供了科学发展的技术基础，它们也反过来促进工艺美术理论的初创和成熟完善。比如作为先秦时期一部重要的科技专著的《考工记》,是中国目前所见年代最早的手工业技术文献，书中保留有先秦大量的手工业生产技术、工艺美术资料，记载了一系列的生产管理和营建制度，内容涉及先秦时代的制车、兵器、礼器、钟磬、建筑、水利等手工业技术，还涉及天文、生物、数学、物理、化学等自然科学知识。又如成书于明代的《髹饰录》作为我国古代惟一传世的漆器工艺专著，是我国制漆技术发展的理论总结。再如，明末造园家计成所著的《园冶》,作为一部系统地论述园林建筑的专著，当然离不开建筑造园科技的长期积累。
其次，中国古代工艺美术的发展反过来也促进了科技的进步。
一方面，工艺美术的发展影响了科学技术的价值评判标准。比如春秋战国时期，我国工艺造物的进入全面发展阶段，针对造物、科技等话题，诸子百家竞相发表言论，表现出了对人类命运的关切，展现出了对科学技术及其应用社会价值的冷静思考力量。如孔子主张“文质兼备”,以为“质胜文则野，文胜质则史”,强调内容与形式并重；道家提出了“虚无观”,对工艺美术造物利用“空间”起到积极作用；而墨家重工艺美术的功利性，重视造物实践。而此时期正是人们对于科技的作用、对于科技的目的等方面价值体系建立的时期，他们所形成的工艺美术价值观对科技的的价值评判标准起到一定的影响作用。特别是与民生农业有关的科技，获得了突出的发展。
另一方面，工艺美术的发展也为中国古代科学技术的传播提供了有效形式。科学是对隐藏在诸多自然与社会现象背后规律的的概括和总结，因其抽象性，往往难于理解，而工艺美术凭借具体的形象，帮助人们理解，这为科学技术的传播提供了方便。比如，张衡设计的世界上第一台用来测量地震的地动仪，便是一件工艺美术品，它借助工艺美术造型，把抽象的科学原理具体化了：它由精铜铸成，外形如一大酒壶，仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形，仪体外部周围铸有八条龙。而工艺美术中的书籍装帧，各种科技笺谱的设计，更是对古代科技的传播起到巨大的作用。
综上所述，科技是工艺美术造型的手段，科技的进步带来了中国古代工艺美术形态的丰富化，使工艺美术品的实用功能更加合理化。而工艺美术的发展，也通过工艺匠人的技艺经验积累以及对于技术经验归纳的分析、通过对科学技术的价值评判标准的影响、通过科技传播工艺品的设计，促进了技术的发展。
参考文献：
关键词：物联网工程专业课课程体系；感知层；网络层；应用层；体系结构
中图分类号：TP391.44-4
1 物联网工程专业设置的必要性和可行性
“物联网”[1]的概念于1999年提出，本意是“物与物相连的互联网”，物联网是通过红外感应器、射频识别（RFID）、全球定位系统、无线传感器网络、激光扫描器等传感技术，依据通信协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和处理，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
根据教育部办公厅关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知[2]的精神，为了加大新兴产业人才培养力度，加快课程体系、教学内容、教学方法、管理体制与运行机制的创新，大力培养新兴产业相关专业的人才，满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，北京交通大学海滨学院计算机科学与技术专业以良好的办学条件和过硬的教学质量赢得了社会信誉，培养了大批合格的信息技术人才。这些专业均具有强大的师资力量和完善的实验设备，为开办“物联网工程”新专业打下了良好基础。
2 物联网工程专业知识体系架构
物联网与传统网络的主要区别在于，物联网扩大了传统网络的通信范围，即物联网不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与物、物与物之间的通信。物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成。
2.1 感知层
感知层，也常称为感知控制层，解决了从物理世界到人类世界的数据获取问题[3]，包括各种物理量、标识、音频、视频等数据。感知层位于三层架构体系中的底层，是物联网应用的基础，是物联网全面感知的核心。作为物联网的最基础一层，感知层具有十分重要的作用。
感知控制层包括数据采集、短距离通信技术和协同信息处理。数据采集是通过相关传感器对物理对象的感知和数据收集，其中涉及射频识别（RFID）、传感器、多媒体信息采集、实时定位和二维码等技术。短距离通信技术和协同信息处理将采集到的数据在局部范围内进行处理，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域网。
2.2 网络层
物联网网络层将来自感知层的各类信息通过基础网络传输给上层，并提供透明的数据传输能力。其中，基础网主要包括移动通信网、广电网、卫星网、行业专网、互联网及形成的融合网等。
2.3 应用层
应用层主要将物联网技术与行业系统结合，将信息转化为内容，实现物物互联的应用解决方案。概括起来，物联网就是传感网、互联网和智能服务的综合体[4]。与传统的互联网相比，物联网加进了感知层，降低互联门槛，实现非智能、弱智能设备能够接入互联[5]。
在高性能计算和海量存储技术支持下，应用层还对网络获取的大量不确定信息进行清洗、融合、重组等处理，整合为相对准确的结论，并为行业应用提供智能的支撑平台。
3 物联网工程专业课课程体系设置
3.1 专业定位
本专业依托北京交通大学计算机与信息技术学院的优势学科，面向京、津、冀和环渤海区域经济、社会、生态的发展需要，突出计算机应用技术与现代信息处理技术交叉与融合的特点。培养学生具备良好的自然科学、人文社会科学和工程技术基础知识。使学生具有物联网工程专业技术的扎实理论基础，面向物联网应用系统的程序设计技术，各种信息处理网络应用系统的工程实践能力，以及培养学生具有较强的自主学习意识和工程意识，能够从事物联网工程技术及其应用方面相关应用设计、开发与应用工作。
3.2 培养目标
物联网专业需要培养适应国家科技化和现代化建设需求，建设创新型国家发展战略的需要，具有雄厚的基础，强大的综合实力和专业适应能力，具有社会责任感，具有信息采集和检索、分析和处理能力的，具备良好的动手实践能力和创新能力，能胜任通信，传感器网络及电子信息处理技术领域的研究，设计、开发、系统集成及管理与教学，并具有创新能力，能够在计算机和通信等领域起领军作用，具有国际化视野的高素质的高层次专门人才。
3.3 课程体系结构设置
物联网工程专业是新兴专业，由于整个行业在我国都处于发展阶段，因此对人才培养提出了更高的要求。由于物联网方面的信息相对较少，学生有可能对于专业的认知度不高，应当加强专业认知方面的教育，同时，通过实验演示等方式，让学生来亲身体验物联网技术带来的技术革新，是学生们对于专业有一个全方面的认知，从而培养学生的学习兴趣和钻研精神。物联网工程课程体系的原则是覆盖必要的学科背景和专业知识。
我院物联网工程专业依托计算机科学与技术专业进行发展，物联网专业需要计算机科学与技术方面知识的学习，同时，重点加强与“物”相关的传感器、RDIF等技术的学习。在教学过程中注重学科背景知识体系，力求学生考研和后期发展有明确的学科目标。
物联网技术专业的设置需要综合考虑相关交叉学科的特点，注重课程体系的交叉融合，将相关主干学科的核心课程和专业课程进行统筹考虑。在总学分180学分的情况下，将课程分为基础教育、专业教育和素质拓展和自主实践。
3.3.1 基础教育
在基础课程的教学中，尤其是对于整个专业学习和发展至关重要的数学和物理等课程的学习，使学生充分意识到学习这些知识的重要性，物联网专业在国内属于新兴专业，国内起步较晚，需要查阅大量的外文资料，因此，需要良好的英语水平，尤其是专业英语水平，在教学中，适当引入专业英语教学。同时，在基础课程的学习中，应该加强学生对于政策法规的学习，避免学生学习技术知识之后通过技术手段进行违法犯罪活动。
3.3.2 专业教育
专业教育包含专业基础课程和专业课程以及各自的实践环节，共114学分。专业基础教育是整个课程体系中较为重要的环节，高素质的人才需要有过硬的专业基础知识，通过全方位学习物联网以及计算机、通讯、自动化等相关学科的知识，能够使学生培养对于知识的跨学科应用能力。
（1）专业基础课课程结构设置及分析
专业基础教育主要包括计算机基础与专业导论、程序设计基础、C语言程序设计、面向对象程序设计与C++、离散数学、数据结构、模拟与数字电路、Java语言程序设计、Web应用、物联网导论、图论与算法设计、计算机组成原理、信号与系统、专业英语等课程，突出专业定位和特色，拥有一定的广度和深度，多起点同时推进，学生在全方位的学习中，找到适合自己的发展方向。
在专业基础课程的教学中，起步难度要适当，既不能难度过大而吓退学生，打消学习积极性，也不能过于容易而什么都学不到。将尽可能多的课程安排在实验室进行，理论知识通过实验现象和结论更容易理解和掌握，学生能通过现象看到本质，有利于学生兴趣的养成和动手实践能力的培养。考虑到学生的实际情况，专业基础课程计划安排一定的课外上机学时，使学生巩固课堂学习的内容。
（2）专业课课程结构设置及分析
专业课程包括Web程序设计、Linux程序设计、嵌入式系统原理、数字信号处理、数据库系统原理、操作系统、编译原理、汇编语言、微机系统与接口技术、物联网架构与技术、RFID原理与应用、VHDL设计实践、移动互联网技术、空间信息技术、计算机网络原理、无线传感网与通讯技术、人机交互技术、传感器件与编程技术等科目，学生可根据自己的兴趣与自身发展进行选择学习。
专业课程的考核不能以考试成绩作为唯一标准提高实践和实训在考核中所占比重，严格实训内容的考试。在专业课程的学习中，增加项目实训，适当引入企业项目，在学习中就能体验到未来工作中的实际感受，通过亲身体验，寻找差距，弥补不足。学生在毕业之后，能够迅速适应工作岗位，拥有较高的起点。
（3）专业主干课课程
具体包括：物联网技术导论、电路、模拟电子技术、电子技术基础实验、数据结构与算法、信号与系统、数字逻辑与数字系统、传感与检测技术、软件工程、计算机网络原理、通信原理、嵌入式系统与接口技术、数据库与数据挖掘。
（4）专业选修课课程
无线传感网与自组织网络、天线原理、物联网信息安全、物流管理概论、RFID技术、计算机系统结构、智能交通概论、GPS技术、环境工程概论、电子商务等。
3.4.3 实践教育
实践教育主要包括程序设计专题训练Ⅰ、程序设计专题训练Ⅱ、硬件系统课程设计、软件系统课程设计、就业指导、物联网综合实践、多媒体技术、Linux应用系统开发、信息系统集成与开发、软件工程与实践、计算机系统课程设计、毕业实习、毕业设计（论文）。其中部分科目为选修，学生可以根据自身发展进行选择。
3.4.4 素质拓展与自主实践
素质拓展与自主实践方面，鼓励学生参与学科竞赛、科研项目、创新创业项目、非本专业的公共选修课、各类职业、执业资格证书，总学分不得低于10学分。
4 结束语
物联网工程是一个战略性新兴本科专业，它不是以理论为主导，重点在于工程应用，这就决定了该课程体系所特有的发展变化的动态特性。因此，在制定专业教学计划时，要时刻以服务于社会发展需要为根本依据，把当前物联网新技术及行业应用的时代需求紧密结合起来，依托学校自身的行业背景和学科优势，设计出科学合理的、与时俱进的、可持续发展的专业课程体系，为国家战略性新兴产业发展，培养高素质专门人才多做贡献，争取使我院物联网工程专业在同类学校的同类专业中起到示范和带头作用。
参考文献：
[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL].
[2]教高厅函[2010]13号[Z].
[3]屈伟平。物联网掀起新的信息技术革命浪潮[J].物流技术与应用，2010（11）：23-25.
[4]马忠梅，孙娟。李奇。物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌八式系统应用，2011（11）：46-47.
[5]范曲立。物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京大学学报，2009（06）：13-14.
[6]徐险峰。论以信息化带动工业化[M].成都：西南财经大学出版社，2006.
作者简介：陆春吉（1963.01-），男，江苏苏州人，副教授，物联网工程专业。
关键词：演进；生物进化：技术
技术是一种重要的社会文化现象，广泛存在于人类生活的各个领域，技术自诞生以来，就一直处于进化发展之中，其演进历程是从低级向高级一步一步进化而成的。自从达尔文提出进化论以来，进化思维就逐渐成为人们普遍的思维方式，并运用到各个领域之中。许多学者都把技术的发展与物种的进化进行过类比，力图从技术发展与生物进化的相似性中概括出技术发展的一般规律，技术世界与生物界都是开放的动态系统，其间在结构功能、运行机理、演化发展等方面都存在着众多的相似性。乔治，巴萨拉首次把生物进化论作为一种隐喻和思维方法，提出了比较完整的技术进化论思想，从而在技术哲学中奠定了他的历史地位。巴萨拉把进化思维运用到技术发展史的分析中，总体思路是富有启发和创见的，对技术发展过程中，技术如何发生、如何发展、如何进化如此等等重大问题，巴萨拉都用进化论的思想给出了独树一帜的答案，巴萨拉的技术发展的进化论模式尽管给人以极大的启发，但在许多发面又不太成熟。例如，他的模式还显得简单、粗糙，只是一个宏观的解释模型，他只是把进化论作为一种隐喻，一种思维方式，用进化的思想构造出一个简单的思想框架，并填之以一定的技术史资料，对技术发展进化的微观过程却缺乏细致的描述。从进化论角度研究技术进化另一位代表人物约翰・齐曼，主要从事技术系统与生物系统之间结构相似性的深入研究，提出技术进化是过程，常常伴有突变、停滞、闭锁、耦合、分叉、自组织、自适应、自相似、混沌、正反馈、路径依赖等一系列特性，但对于技术演进过程中的复杂性现象、表现、特征、形成条件、发生机理等没有进一步研究。因此，本文在前人研究的理论基础上，借助其中的系统演化思想，以生物进化论为背景，系统地分析技术演进的方式。
1 生物进化理论概述
达尔文在他的巨著《物种起源》里，提出了以自然选择为中心，从遗传、变异、适应、生存竞争等方面揭示了生物由简单到复杂、从低级到高级、由种类较少到种类较多的进化历程。但生物进化究竟采取什么方式？自古以来有两种对立的观点，一是主张渐变式，一是主张突变式，达尔文主张“自然界中无飞跃”的渐进进化观，相信生物进化是采取缓慢的渐进方式，这就是说，一种生物进化到另一种，要经过长期的历史过程，生物进化具有连续性，有一系列的中间过渡类型。如古代马进化到现代马，经历了始祖马到中新马、上新马的中间过渡类型，所以说，生物进化只能是缓慢地、点滴地。而突变论认为物种是由不连续的巨大变异而骤然出现的，荷兰的德弗里斯于1901年在他的著作《突变论》中明确指出：“新物种是突然出现。它不需要可见的准备，也没有过渡类型”。还有一些进化论者把进化论区分为大进化和小进化。小进化指种内、种间的微变和渐变，大进化指物种形成和种上进化，如被子植物、鸟类、哺乳类动物等新类型的历史上的出现，一些小进化论者认为，小进化和大进化遵循同样的机理，没有原则的差异，他们都必须经过物种的演变而进化。
那么生物进化究竟是渐变的还是突变的？事实上，渐变式模式和突变式模式都有一定的事实依据和合理性。突变式进化模式至少使经典达尔文渐变论者注意到生物进化中出现的显著飞跃，而非仅仅是缓慢的微小变异的积累。但突变式进化观也不能代替或完全否定渐变式进化观，因为生物进化过程中毕竟是大突变和小突变交替进行的。因此可以说，在生命进化的漫长历史中，即有渐进过程，也有飞跃过程，生物进化既采取渐变进化方式，又采取突变进化方式。新种的形成既有缓慢的渐进，也有急剧的跃进，既有连续，也有间断，生物进化是渐变与突变、间断与连续的统一过程。
2 基于生物进化的技术演进研究
如同生物进化一样，技术也是进化的，由低级到高级，由简单到复杂，缓慢进化而来。技术演进过程同生物进化的过程一样，也经历着类似的三种方式：渐变、突变、渐变和突变的统一。黄顺基等(1991)将技术发展过程分为经验型技术、实体型技术和知识型技术分别占主导地位的3个阶段，各阶段的代表性技术分别是：手工工具技术、动力技术、信息技术。再细分一个层次，手工工具技术又可分为石器技术、青铜器技术和铁器技术，动力技术目前可分为蒸汽机技术和电力技术。通过对技术史的研究可大体上画出3类技术的发展概况(见图1)。图中虚线表示这一技术水平将趋于一个定值保持下去。
在人类发展的初级阶段，由于人类自身能力有限，这一阶段手工工具技术占据了主导地位，所进行的活动主要是手工劳动，自然界对人类的破坏活动有足够的时间进行自我调节。在18世纪人类为了寻求进一步解放自身，开始寻找自然界的动力，而自然界也为人类提供了丰富的能源，蒸汽机、电力技术的发展使动力技术占据了主导地位，由于能源的大量开发和利用，自然环境在人们还没有意识到可持续发展重要性的时候已受到了严重破坏。当人类不再满足于只进行物质、能量的交流之后，信息技术便应运而生了。信息技术不但加强了社会各子系统之间的联系，也促进了各项技术之间的关联和向更高水平的发展。而信息技术对环境的影响相对于动力技术来说要小的多，并很可能成为我们改善环境的工具。从中可以发现技术的演进在各个不同阶段内是一种渐进的演进过程而各个不同阶段间是一种突变、跳跃式的演进。
2.1 渐进式演进
从历史看，技术起源于人类直接或间接的生存需求。技术发展的过程中在受到自身自组织机制支配的同时，还受到了自然规律的制约和人类不断变化的需求的影响，因此技术自身的发展是与人类社会和环境的发展同步的。
技术的演进与人的体外进化相一致，人的体外进化指的是文化方面的进化，包括工具、思维方式的进化。因此，恩斯特・卡普在《技术哲学纲要》中首先提出技术投射说，即技术被设想为人类有机体的某些方面的器官投射或延伸，如锤子是拳头的延伸，望远镜和显微镜是眼睛的延伸，声纳技术是耳朵的延伸，电脑是人脑的延伸，等等。人类在学会制造工具以前，首先有一个长期使用天然工具的过程，使用天然的木棒和石块来获取食物和防卫自己。典型物器是砍砸器，通常用拳头大小的砾石制成。在直立人阶段，石器类型开始增多，出现了刮削器和尖状器，但直立人阶段的石器仍属旧石器时期。到早期智人阶段，制作石器的技术有了进一步的发展，石器类型也较直立人阶段有所增加，石器的主要类型有厚尖状器、砍砸器、刮削器、小尖状器和石球等，而且石器类型比较固定，其用途已有明显的分工。晚期智人更
多地用石叶来制作工具，而且加工精细。此外还有少量的骨器和角器。晚期智人不仅能使用简单的工具，而且还能用石头或骨角制成矛头，然后加在木棒上制成长矛或标枪等复合工具。在晚期智人阶段，还出现了陶器器皿，这时，历史的车轮已驶进中新石器时代。此后，又过了几千年，才出现金属工具，如铜器、铁器等。从中我们可以发现手工工具技术的演进是一个渐进式演进过程(见图2)。
同样，以蒸汽机和电动机为代表的动力技术时代也是一个渐进的演进过程。在瓦特发明蒸汽机之前的1763年和1764年之间的那个冬季，当瓦特开始修理和研究一台纽可门蒸汽机的模型时，全世界已经有一半的地区已使用这种机器，但纽可门蒸汽机的某些特性使瓦特懊恼，从而促使他作些补救、改进措施。他制造出了超过纽可门蒸汽机的机型，并为现代蒸汽机的发展铺平了道路。而第一台电动机的发明也是以两个著名的器械：磁罗盘和蒸汽机为模型的，丹麦科学家奥斯特(Hans Christian Oersted)在1820年宣布通电流的导体在贴近它的四周产生磁效应，并证明了一截通电流的金属线对罗盘指针施加作用力使之偏向。而英国物理学家法拉第(Michael Farady)在获知了这一信息后立即尝试将指针的偏转变成连续旋转的运动，其结果就是第一台电动机的产生。
2.2 突变式演进
技术系统是一个开放的系统，与人类社会系统、周围自然环境系统不断进行着物质、能量和信息的交换；各类相关技术发展水平之间会产生不一致，这促使技术系统进入了发展的不平衡状态；技术系统内部也存在着涨落力，这就是有创造性的技术发明，蒸汽机、计算机的发明都促使人类进入了一个新的技术时代。因此，从生物进化论的角度来说，技术系统的演进过程又是一个突变式的演进过程。
在瓦特发明蒸气机之前，整个生产所需动力依靠人力和畜力。伴随蒸气机的发明和改进，工厂不再依河或溪流而建，很多以前依赖人力与手工完成的工作自蒸气机发明后被机械化生产取代。其影响涉及人类社会生活的各个方面，使人类社会发生了巨大的变革，对人类的现代化进程推动起到不可替代的作用，把人类推向了崭新的蒸汽时代。机器的发明和使用，又进一步促进了与制造业有关的冶金工业和采矿工业的发展，从工业革命的发展历程来看，工业革命的过程是发明促进发明，从轻工业到重工业，从工作机到发动机，互相推动的过程，蒸汽机的发明使人类由手工工具技术时代实现向动力技术时代的质的飞跃。而电子计算机的产生与发展将人类历史上的工业革命推向以自动化为主要标志的第三次工业革命。它对人类历史发展的影响是第一次工业革命、第二次工业革命所不能相比的。目前，它与人类社会已融为一体，并日益广泛而深入地影响着社会生活的方方面面。电子计算机是人类在20世纪里创造出来的最值得骄傲的工具，就它对社会生产、经济、军事、文化教育和人类生活各方面的影响来说，其意义比任何其他技术都深远得多。而电子计算机作为现代信息技术的核心，带动并产生一大批新型工业，使社会的第三产业迅速发展起来，不仅推动了社会生活的现代化，还改变着人们的生活、学习、交往和思维方式，是知识经济时代到来的根本原因和基础。
还有部分学者(任锦鸾、顾培亮，2002)认为下一次技术突破将是新能源技术。煤、石油、天然气等不可再生能源的储量是有限的，而人类对能源的需求不断增长，新能源开发和使用技术突破后很可能成为下一代动力技术的核心。人们常将信息技术的发展称为第三次技术革命，但它并不是对动力技术的替代，而是一个新的技术发展分支。这一分支的出现是与社会整体协调发展的过程相适应的，它创造了以知识型技术要素为主的技术时代。
2.3 渐变与突变的交叉统一
自从人类开始利用石器以来，新技术不断替代旧技术，手工工具技术中的石器技术、青铜器技术和铁器技术三者之间的发展几乎是完全替代的过程，因为它们的作用空间基本相同。但在手工工具技术、动力技术和信息技术这一层次的技术替代并不是完全的，比如一些手工工具现在还在使用，电力技术在将来的很长时期内还将存在，而由于信息技术与前两种技术的使用空间重复范围不大，它们不但同时存在，并很可能相互促进。尤其是在新旧技术的交叉点，旧技术会因固有的市场、资产等原因努力维持生存：而新技术全面发展的物质基础和社会条件还不充分，不能被使用者立即接受，因此会出现二者交替占有市场的局面(见图3)。
从图3中我们可以看出在曲线上出现了振荡，但曲线最终会走向上升的轨道，说明技术在经历挫折之后仍会向前发展。例如网络技术在风起云涌之后中间出现了短暂的低迷，主要原因就在于虽然信息技术本身已达到一个较高的水平，但它全面发展的市场还不成熟，从而约束了它的进步。
纵观整个人类技术发展史，而不止局限于两种技术的替代，有时是多种技术同时存在的替代过程，例如铁器、电动机、计算机至今仍同时存在于我们的生活中。当有新的技术，比如网络技术、新能源技术出现之后，各种技术增长的最大可能空间是不同的，也可以说是不断扩展的。手工工具技术一般用于工业和农业。动力技术就扩大到了交通、运输、提供动力，信息技术更是影响了我们生活的方方面面。例如计算机开始只作为科研机构大型计算的工具，在它逐渐成为大众使用的工具时，它的市场占有率是上升的，在未来，必会有更便捷的工具替代计算机，那时它的市场占有率就会随之下降。
随着生物技术不断的发展和进步，生物技术在农业种植中得到广泛应用，主要包括以下几个方面：
1.1转基因技术
利用转基因技术提取植物中的目的基因，并将其转移到另一农作物上，不仅可以促进农作物的生长，也可以提高农产品产量、质量，因此，转基因技术应用在农业种植中具有重要作用，其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究，转基因技术将会得到进一步发展，并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大，据资料表明，当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大，在我国农业种植中，利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外，在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术，杂交育种技术与转基因技术相比，其操作更为简单，在农业种植实践中，杂交育种技术已取得了良好的效果。
1.2组织培养技术
组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术，这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下，才能确保植物细胞得到良好的发育，最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中，既可以加快植物繁殖的速度，也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种，同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害，因此，针对组织培养技术对农作物生长的有利条件，在今后的农业种植中，应大力推广和运用组织培养技术，但是，组织培养技术在农业种植中，应注意以下几点：在植物组织培育中，培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件，并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求，有效控制外界因素对植物组织培育的影响，为植物组织培养发育提供优质的条件，并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作，由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象，然而，褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育，所以，做好褐变处理工作，以保证植物培养工作顺利进行。
1.3生物农药制作技术
随着生物技术的出现，生物农药在农业种植中也得到了应用，其主要是将生物新陈代谢的产物来制作农药的方法，以达到杀虫保护农作物的目的，利用生物技术制作农药，不仅可以有效防止农药对环境造成的危害，也可以保护环境，因此，生物农药的应用具有重要作用。所以，在生物农药制作上，应采用生物技术进行生物农药的开发，由于基因工程中的许多药品都是从生物组织中提取的材料，但是，该工程的提取比较困难，并且药品的价格也非常昂贵，然而，微生物可以适用于大规模工业化生产。所以，为了加快生物农药的制作，在生物制药实践中，应在微生物细胞中导入生物的基因，使生物基因产生相应的药物，采用这样的制作模式，不仅能有效解决材料来源困难的问题，也可以进行大规模工业化生产，同时也可以降低生物农药制作的成本，因此，生物技术在生物农药制作中发挥着重要作用。
2结语
通过分析生物技术在农业种植中的应用，可以看出农业种植中生物技术的运用具有良好的发展前景，尤其是转基因技术，在生物技术研究中，应加强转基因技术的研究，并扩大其他生物技术的研究，如光合作用、生物固氮技术等技术的研究，突破现阶段受科研水平限制的因素，使生物技术在农业种植中得到广泛应用，进而促进农业的不断发展。
专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1）。然而从科学到技术的差异很小，仅增加了工程基础课4学分（约11%），应为技术基础课，且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化，按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一，且应规定生物技术专业的专业基础课最低学分要求中技术基础课学分应达20%以上，生物工程专业的专业基础课最低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录，如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷，且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课（见表1）。
二、专业课
专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1），从科学到技术的专业课调整率达30%，而从技术到工程的专业课虽然有较大变化，但所列举的课程多为非典型的工科专业课（如基因工程、细胞工程、蛋白质工程），回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理，三个相近专业，不论理科还是工科，学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自。另外生物工程是典型的工艺类专业，专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患，故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。
三、实习及毕业实践环节
生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节完全一致（见表1），未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节，但在许多学校以“毕业设计（论文）”的形式出现，实际实施则只做毕业论文，没有毕业设计，使毕业设计名存实亡，致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计，许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节，可以设计论文二者兼顾，至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定，唯有如此，生物工程专业才能名符其实。
四、师资要求
师资的最低要求在规范中描述不尽一致，应加以统一。且应规定专业课的师资要求，因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课，而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外，应规定专业要求，即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。
五、其他
近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展，统一实践等硬件条件形式较为困难，而且也不符合时代要求。建议教室（专用或生均面积）、专业课实验室（面积及专用设备）、图书资料数据库量设定为刚性要求，研究所（室）或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。