Розвиток біотехнологічної освіти та її актуальність для підготовки майбутніх фахівців

Зміст

• Вступ
• Розділ 1. Організація професійної підготовки майбутніх біотехнологів
• 1.1 Наукові дослідження з даного питання
• 1.2 Навчальні заклади України, що готують фахівців-біотехнологів
• 1.3 Особливості вищої біотехнологічної освіти
• Розділ 2. Розвиток біотехнологічної освіти та її актуальність для підготовки майбутніх фахівців
• Розділ 3. Розвиток біотехнології як пріоритетного напряму розвитку української економіки
• Висновки
• Список використаних джерел

Вступ

Біотехнологія є перспективним напрямком науки та промисловості. Біотехнологія — це сукупність дослідницько-практичних методів, які використовують біологічні агенти: мікроорганізми, віруси, клітини і тканини тварин та рослин, їх компоненти, метаболіти та біохімічні процеси для виробництва цінних для народного господарства продуктів.

До проблеми підготовки інженерів в Україні та зарубіжжі зверталося багато дослідників. Обґрунтовані вченими технології і методики підготовки сучасного інженера мають загальний характер та з успіхом використовуються у практиці підготовки фахівців у сфері біотехнології.

Біотехнологія як наука переживає початкові етапи формування. Інтеграція наукових досягнень дисциплін, що складають її, вимагає створення нової методології, основи якої закладені поколіннями дослідників на всіх етапах формування цивілізації.

Ця наука молода, її розвиток стрiмкий i бурхливий. З розвитком біотехнології пов’язують вирішення глобальних проблем людства — ліквідацію недостачі продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стана охорони здоров’я і якості навколишнього середовища.

Відповідно до прогнозу на 2013 рік серед найпопулярніших галузей, з якою експерти пов’язують розвиток ринку праці, є біотехнології. Міждисциплінарні знання сучасних проблем і тенденцій розвитку екологічної науки та майбутній біотехнологічний вплив на навколишнє середовище вимагають підготовки висококваліфікованих фахівців екобіотехнологів.

Сучасному суспільству потрібен фахівець, який повинен глибоко усвідомлювати проблеми екологічного, енергетичного, соціального і економічного значення, ґрунтовно володіти теоретичними знаннями, професійними вміннями і навичками, готовий до діяльності в складних умовах конкуренції, здатний до самонавчання, самовдосконалення.

Природно, рівень компетенції такого фахівця досить широкий.

Біотехнолог має володіти соціальними, природничо-гуманітарними, культурологічними, історичними, правовими, естетичними та іншими аспектами знань, двома-трьома іноземними мовами, сучасними інформаційними технологіями.

Початок підготовки таких фахівців було покладено в січні 2001 року в НТУУ «КПІ», де на базі відділу біотехнології кафедри загальної та біоорганічної хімії був створений перший на Україні факультет біотехнології та біотехніки.

На сьогоднішній день факультети біотехнології з’явилися в Національному університеті біоресурсів і природокористування України, Харківському технічному університеті, Університеті харчових технологій, Львівському політехнічному Університеті, Чернівецькому національному університеті.

Розділ 1. Організація професійної підготовки майбутніх біотехнологів

1.1 Наукові дослідження з даного питання

Професійна підготовка майбутніх фахівців для різних галузей ґрунтується на нормативних документах України про освіту та вищу освіту, а саме на Конституції України, законах України Про освіту (1996), «Про вищу освіту» (2002р.), Державний національній програмі «Освіта» («Україна XXI століття» (2001р.) та ін. [3, 187].

У тлумачному словнику «підготовка» має таке формулювання: «запас знань, навичок, досвід, набутий у процесі навчання, практичної діяльності» та готування (як дія) всього необхідного до чого-небудь [4, 163]; у законі України «Про вищу освіту» (ст.1) професійна підготовка — це здобуття кваліфікації за відповідним напрямом підготовки або спеціальностю [2, 98].

Зокрема, Є. Рапацевич в «Енциклопедії з педагогіки «професійну підготовку» трактує як процес опанування знаннями, уміннями та навичками, що дозволяють виконувати роботу в певній галузі [5, 19].

Питання професійної підготовки майбутніх фахівців у ВНЗ розглянуті у наукових працях М. Васильєвої, О. Коваленко, М. Лазарєва, П. Лузана, В. Манька, Н. Ничкало, О. Романовського, В. Свистун та ін. Зокрема, психологічні аспекти професійної підготовки у ВНЗ досліджені І. Зимньою, З. Решетовою та ін.

Питання підготовки фахівців із біотехнології майже не розроблено у теорії та практиці професійної освіти. Це зумовлено тим, що біотехнологія в освіті є досить новим предметом. Біотехнологія як наука переживає початкові етапи формування. Вона оформилася в окремий навчальний напрям 0929 «Біотехнологія» у 2003 році.

Перш ніж перейти до висвітлення особливостей підготовки фахівців із біотехнології, розглянемо її визначення.

Біотехноломгія (ВйпфечнплпгЯб, від грец. bios — життя, techne — мистецтво, майстерність і logos — слово, навчання) — використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві.

За визначенням Європейської біотехнологічної федерації, біотехнологія — це спільне використання біохімії, мікробіології і хімічної технології для технологічного (промислового) застосування корисних властивостей мікроорганізмів та культур тканин. Іншими словами, біотехнологія — це є скерований людиною комплекс способів отримання корисних для суспільства цільових продуктів за допомогою біологічних агентів — мікроорганізмів, вірусів, клітин тварин та рослин, а також за допомогою позаклітинних речовин і компонентів клітин [6, 76].

Біотехнологія — міждисциплінарна галузь, що виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук. З розвитком біотехнології пов’язують вирішення глобальних проблем людства — ліквідацію недостачі продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стану охорони здоров’я і якості навколишнього середовища. Біотехнологія вивчає можливості використання живих організмів, їх систем чи продуктів їх життєдіяльності для вирішення технологічних завдань, а також можливості створення живих організмів з необхідними властивостями методом генної інженерії. Тому підготовка кадрів для біотехнології повинна стати одним з пріоритетів у сфері освіти.

Кваліфікація біотехнолога передбачає високий рівень спеціальних наукових знань, широкий кругозір в галузі сучасних досягнень світової науки, високу майстерність експериментатора, оригінальність наукової думки. Область професійної діяльності інженера-біотехнолога включає дослідження, отримання і застосування ферментів, вірусів, мікроорганізмів, клітинних культур тварин і рослин, продуктів їх біосинтезу і біотрансформації; створення технологічних процесів їх виробництва і технологій використання. Випускники за напрямом підготовки дипломованого фахівця «Біотехнологія» можуть реалізувати себе в таких видах професійної діяльності як виробничо-технологічна, проектно-конструкторська, науково-дослідна, організаційно-управлінська.

Фахівець в області біотехнології має бути професіоналом, здатним комплексно поєднувати дослідницьку, проектну і підприємницьку діяльність, яка орієнтована на створення високоефективних структур, стимулюючих зростання і розвиток різних сфер соціально-економічної діяльності.

Беручи до уваги, що ця сфера абсолютно нова і вимагає надзвичайно кваліфікованих фахівців з високим рівнем знань, особливої актуальності набула підготовка фахівців-біотехнологів з напряму «Біотехнологія» .

1.2 Навчальні заклади України, що готують фахівців-біотехнологів

Починаючи з 2001 року, у мережі вищих навчальних закладів Україні відкриваються факультети біотехнології, створюються умови для здобуття вищої освіти професійно вмотивованій молоді, в навчальний процес впроваджуються інноваційні педагогічні технології.

На даний час в Україні фахівців-біотехнологів готують такі університети:

— Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» ;

— Національний університет біоресурсів та природокористування України (м. Київ);

— Національний університет харчових технологій (м. Київ);

— Національний авіаційний університет (м. Київ);

— Національний університет «Львівська політехніка» ;

— Дніпродзержинський державний технічний університет (м. Дніпродзержинськ, Дніпропетровська обл.);

— Дніпропетровський національний університет;

— Національний фармацевтичний університет (м. Харків).

Безпосередньо пов’язані з вивченням біотехнології університети, які готують фахівців за спеціальністю «біотехнічні та медичні апарати і системи». До таких університетів відносять:

— Міжнародний науково-технічний університет імені академіка Юрія Бугая (м. Київ);

— «Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» ;

— Український державний хіміко-технологічний університет (м. Дніпропетровськ);

— Житомирський інженерно-технологічний університет.

Крім того, ґрунтовні знання з біотехнології студентам надаються в Одеській державній академії харчових технологій, в якій функціонує наукова школа з фізико-хімічних та біотехнологічних основ отримання біологічно активних речовин і домішок як компонентів функціональних продуктів харчування. Що стосується Луцького біотехнічного інституту Міжнародного науково-технічного університету, який готує біотехнологів, то він не має державної акредитації.

Щоб уявити, що собою являє неперервна професійна підготовка фахівців-біотехнологів у ВНЗ, розглянемо її характерні особливості.

Підготовка майбутніх фахівців для промислової та аграрної галузі здійснюється ВНЗ III-IV рівнів акредитації за галуззю знань «Біотехнологія», код напряму 0929, відповідно до постанови Кабінету міністрів України від 16 червня 2005 р. № 363 «Про затвердження змін до Переліку напрямів та спеціальностей, за якими здійснюється підготовка фахівців у вищих навчальних закладах за відповідними освітньо-кваліфікаційними рівнями» та постанови Кабінету Міністрів України від 24 травня 1997 року № 507 «Про перелік напрямів та спеціальностей, за якими здійснюється підготовка фахівців у вищих навчальних закладах за відповідними освітньо-кваліфікаційними рівнями» [7, 144].

До 2005 року у стандартах системи вищої освіти і науки України налічувалося до 76 напрямів та 584 спеціальності, проте з урахуванням Європейської трансферної системи положень і Болонського процесу прийнята тенденція до їх об'єднання та скорочення (приблизно 150 спеціальностей). У той же час напрям «Біотехнологія» залишився та розвинувся, а кількість спеціальностей з 3 зросло до 5.

У 2006 році відбулося засідання науково-методичної комісії з напряму 0929 «Біотехнологія», на якому вперше розглядалось питання про кількісну та якісну уніфікацію програм дисциплін для всіх українських університетів, які готують фахівців-біотехнологів відповідно до Болонського процесу.

Сьогодні в Україні фахівців і професіоналів біотехнологів готують за двома освітньо-кваліфікаційними рівнями:

— I кваліфікаційно-освітній рівень: «бакалавр» (рівень освіти — базова вища освіта, кваліфікація — фахівець з біотехнології);

— II кваліфікаційно-освітній рівень з рівнем освіти — повна вища освіта: «магістр» (кваліфікація — магістр біотехнології, викладач ВНЗ, інженер-дослідник-біотехнолог); «спеціаліст» (кваліфікація — інженер-біотехнолог).

Магістрів і спеціалістів біотехнологів готують за такими спеціальностями:

— промислова біотехнологія;

— фармацевтична біотехнологія;

— агробіотехнологія;

— екобіотехнологія та біоенергетика;

— молекулярна біотехнологія. Зазначимо, що за суттю лише остання відрізняється від інших докорінним чином (генна і клітинна інженерія прокаріотів і еукаріотів, спрямований мутагенез, трансгенні рослини і тварини).

Підготовка фахівців і професіоналів зі спеціальності 8.92 901 «Екобіотехнологія» є новим і перспективним напрямом в освітній галузі, що зумовлена потребами сучасного суспільства в енергетичній, продовольчій, сировинній, медичній, аграрній та природоохоронній сферах.

Зокрема, на даний час послуги з надання освітньо-кваліфікаційних рівнів «Бакалавр» і «Спеціаліст» напряму 0929 «Біотехнологія» пропонують вищі навчальні заклади, які територіально розміщені в м. Києві - Національний університет харчових технологій, Національний авіаційний університет. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» пропонує здобути ОКР «Магістр» напряму 0929 «Біотехнологія» зі спеціальності 8.92 901 «Екобіотехнологія» .

Підготовка бакалаврів — фахівців з біотехнології в Національному університеті біоресурсів і природокористування України на факультеті біотехнології за напрямом «Біотехнологія» ведеться за денною, заочною та екстернатними формами навчання і здійснюється за двома основними спрямуваннями «Екологічна біотехнологія в сільськогосподарському виробництві», «Екологічні біотехнології та біоенергетика».

Порівняно із іншими навчальними закладами, підготовка магістрів за напрямом «Біотехнологія» в НУБіП України орієнтована, в першу чергу, на аграрному секторі і передбачає забезпечення його висококваліфікованими професіоналами, які набули необхідні знання та вміння із використання біотехнологічних методів у рослинництві та переробки відходів і сировини аграрного сектору для біоенергетики як альтернативного джерела енергії в сільській місцевості.

По закінченню навчання на ОКР «Магістр» за напрямом «Біотехнологія» зі спеціальності «Екобіотехнологія» за даними магістерськими програмами студенти отримують кваліфікації: 2211.2 -біотехнолог, 2211.1 — біолог-дослідник, 2213.2 — інженер з відтворення природних екосистем, відповідно до державного класифікатора професій України.

Слід зауважити, що найважливішим елементом сучасної світової системи підготовки фахівців-біотехнологів для роботи в сферах науки і виробництва є випереджальна освіта, що полягає в постійному глибокому аналізі новітніх тенденцій і напрямів фундаментальної біотехнологічної науки і своєчасному коригуванні освітніх програм і навчальних планів з урахуванням вимог часу [8, 235].

Перспективу розвитку інтеграційних тенденцій у професійній освіті майбутніх фахівців-біотехнологів висвітлила на рівні дисертаційного дослідження Логінова Ю. В. Зокрема автор наголошує, що для виявлення і успішного функціонування міжпредметних інтеграційних зв’язків, необхідно не лише визначати послідовність передачі навчальної інформації; формулювати цілі навчання по етапах у вигляді умінь і навичок; робити науково-обгрунтований відбір змісту навчального матеріалу з урахуванням спеціалізації; продумувати систему методів і засобів, що відповідають кожному етапу навчання, але і враховувати такі чинники, як рівень розвитку пізнавального інтересу, умови навчання і безліч інших чинників, що впливають на якість засвоєння знань. Застосування міжпредметних зв’язків в реальному навчальному процесі залежить від багатьох чинників, без урахування яких не можна будувати процес навчання на інтеграційній основі [9, 35].

1.3 Особливості вищої біотехнологічної освіти

Метою вищої професійної освіти, як відомо, являється не вузькопрофесійна підготовка, а широка природничо-наукова, загальнокультурна, соціально і індивідуально значуща підготовка, що безперервно розвиває творчий потенціал особистості і сприяє самостійному поповненню професійних знань майбутнього фахівця в області біотехнології. Для цього необхідно:

— погоджувати навчально-методичну діяльність природничо-наукових і математичних, загально-технічних, загальнопрофесійних, спеціальних кафедр;

— визначити, якою мірою в навчальних програмах в процесі навчання враховуються кваліфікаційні вимоги до підготовки майбутнього інженера-біотехнолога;

— здійснити аналіз і коригування програм загальнопрофесійних, спеціальних дисциплін з урахуванням виділення в них професійного змісту за напрямом підготовки майбутніх фахівців в області біотехнології [9, 179].

Виходячи з того, що професійна діяльність випускників передбачає такий рівень знання фізичних, хімічних, біологічних процесів, який дозволив би їм освоїти не лише існуючі біотехнології, але і бути готовими до розуміння перспектив їхнього розвитку, враховуючи обсяг і цілеспрямований зміст курсів фізики, хімії, біології, обмежений часовий ліміт на їх засвоєння, динаміку зміни біотехнології, доцільно так змінити зміст і структуру процесу навчання цих дисциплін у ВНЗ, щоб забезпечити комплексне виконання цих вимог.

Таким чином, можна зробити висновок, що вища біотехнологічна освіта має свої специфічні особливості:

— напрям «Біотехнологія» має тенденцію до розвитку, збільшення кількості спеціальностей (зросла з 3 до 5);

— використання міжпредметної і внутрішньо-предметної інтеграції для формування системи фундаментальних природничо-наукових знань і умінь, які забезпечують можливість застосовувати їх в умовах сучасних технологій, що динамічно розвиваються;

— акцент на випереджальну освіту, що полягає в постійному глибокому аналізі новітніх тенденцій і напрямів фундаментальної біотехнологічної науки і своєчасному коригуванні освітніх програм і навчальних планів з урахуванням вимог часу.

Система професійної підготовки майбутніх фахівців біотехнологічного профілю потребує подальшого дослідження та вдосконалення; створення нової методології підготовки майбутніх фахівців, враховуючи інтегративний характер наукових досягнень дисципліни; упровадження моніторингу рівня готовності до професійної діяльності випускників факультетів на всіх етапах професійної підготовки; психолого-педагогічної підготовки викладачів до роботи в нових умовах організації навчально-виховного процесу.

Особливо слід наголосити на вирішенні двох, пов’язаних з міжпредметною та внутрішньо-предметною інтеграцією проблем: проблеми пошуку об'єктивного методу, заснованого на надійних розрахунках, що дозволяє визначити коло дисциплін, найбільш тісно пов’язаних один з одним та проблеми методу контролю оцінки результатів навчання, побудованого на інтеграційній основі.

Розділ 2. Розвиток біотехнологічної освіти та її актуальність для підготовки майбутніх фахівців

У зв’язку із швидкими змінами у всіх сферах життєдіяльності, зокрема і в освіті, актуальною є проблема підготовки спеціалістів з вищою освітою для різних галузей. В умовах зростання практичної потреби в нових технологiях, покликаних лiквiдувати нестачу продуктiв харчування, енергiї, мiнеральних ресурсiв, покращити стан охорони здоров’я i охорони навколишнього середовища зростає соціальна значущість якісної професійної підготовки фахівців з біотехнології, об'єктивна потреба формування високого рівня їхньої професійної компетентності.

Питання підготовки фахівців із біотехнології майже не розроблено у теорії та практиці професійної освіти. Це зумовлено тим, що біотехнологія в освіті є досить новим предметом. Біотехнологія як наука переживає початкові етапи формування.

За визначенням Європейської біотехнологічної федерації, біотехнологія — це спільне використання біохімії, мікробіології і хімічної технології для технологічного (промислового) застосування корисних властивостей мікроорганізмів та культур тканин. Іншими словами, біотехнологія — це є скерований людиною комплекс способів отримання корисних для суспільства цільових продуктів за допомогою біологічних агентів мікроорганізмів, вірусів, клітин тварин та рослин, а також за допомогою позаклітинних речовин і компонентів клітин [3, 65].

Біотехнологія — міждисциплінарна галузь, що виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук. З розвитком біотехнології пов’язують вирішення глобальних проблем людства — ліквідацію недостачі продовольства, енергії, мінеральних ресурсів, поліпшення стану охорони здоров’я і якості навколишнього середовища. Біотехнологія вивчає можливості використання живих організмів, їх систем чи продуктів їх життєдіяльності для вирішення технологічних завдань, а також можливості створення живих організмів з необхідними властивостями методом генної інженерії.

Біотехнологія — це саме та дисципліна, яка, як фізика в середині минулого століття, визначає сьогодні науково-технічний прогрес. У всьому світі на межі століть вона бурхливо розвивається, в неї вкладаються величезні кошти. Отримані за допомогою генної інженерії ліки і продукти харчування — ці досягнення біотехнології вже увійшли в наше життя, а завтра їх кількість може зрости в геометричній прогресії. Тому підготовка кадрів для біотехнології повинна стати одним з пріоритетів у сфері освіти.

Розвиток біотехнології як науки в Україні йде «в ногу з часом». Україна належить до країн, для яких розвиток біотехнології є вкрай актуальним. З огляду на це розроблення саме тієї проблематики, якою займається ця науково-технічна галузь, набуває для України дедалі більшої ваги.

По-перше, це одержання дешевих, безпечних та корисних продуктів харчування. Не є секретом, що сільське господарство нашої країни є багато в чому збитковим. Вітчизняні сільськогосподарські продукти за своєю якістю і собівартістю не витримують конкуренції з аналогічними продуктами найбільш розвинених країн. Це зумовлено, поряд з іншими чинниками, недостатнім використанням досягнень біотехнології, зокрема слабким внесенням у ринок сільськогосподарської продукції трансгенних організмів, недосить інтенсивним впровадженням методів та підходів біологічної боротьби зі шкідниками сільськогосподарських культур, знешкодження шкідливих продуктів сільськогосподарського виробництва тощо.

По-друге, на особливу увагу заслуговує питання внеску біотехнології у вирішення проблем охорони здоров’я населення України. На сьогодні завдяки беззаперечним досягненням біотехнології людство отримує відносно дешеві біологічні препарати, до яких насамперед належать гормони (інсулін, гормон росту тощо), інтерферони, моноклональні антитіла, ферменти та деякі інші фізіологічно активні речовини, що займають значну частку та посідають важливе місце на ринку фармацевтичних препаратів.

По-третє, вкрай важливою й дотепер невирішеною проблемою залишається для України знешкодження токсичних відходів промисловості, сільського господарства, охорони здоров’я. Це, власне, і шкідливі викиди вітчизняних підприємств, величезна кількість яких є наслідком недостатнього розвитку ефективних очисних споруд, і відходи фармацевтичної галузі, і продукти сільськогосподарської діяльності, зокрема пестициди, залишки яких нерідко присутні у продуктах харчування, ґрунті та воді, і багато інших небезпечних для здоров’я речовин.

По четверте — одержання за допомогою біологічних методів і підходів дешевих альтернативних джерел енергії. Ця проблема стосується виробництва етилового спирту, — біогазу (метанове бродіння, біометаногенез), вуглеводнів із використанням штамів бактерій, зокрема Botryococcus braunii, фотовиробництва водню та перетворення енергії сонячного світла.

Ось далеко не повний перелік нагальних проблем і завдань, розв’язанню яких могла б сприяти біотехнологія. Звідси й випливає, що підготовка кадрів для біотехнології повинна стати одним з актуальних національних пріоритетів. Означене завдання щодо підготовки таких фахівців повинна реалізувати, насамперед, вища біотехнологічна освіта.

Біотехнологія в освіті є досить новим предметом, тому біотехнологічна освіта переживає початкові етапи формування.

Інтенсивно біотехнологія почала розвиватися з середини ХХ століття. У 70-і роки ХХ ст., коли була показана можливість введення змін до геному організмів, що зробило біотехнологію однією з найбільш економічно вигідних галузей, ЄБФ (Європейська біотехнологічна федерація) поставила за мету:

— поглиблення співробітництва між біотехнологією та спорідненими галузями;

— створення у всіх країнах урядових організацій, що вивчають можливості біотехнології;

— широке вивчення біотехнології (середні та спеціальні школи, університети), систематичну пропаганду перспектив і досягнень галузі.

Завдяки розвитку медичної промисловості виникли процеси промислового одержання амінокислот, вітамінів, ферментів та ін. Біотехнологічні процеси значно розширили сферу виробництва у харчовій промисловості. Ферментативний каталіз замінив собою деякі реакції в синтезі органічних сполук. Численні технології захисту довкілля, засновані на використанні мікроорганізмів і рослин, є класичними прикладами екобіотехнологій.

Нова галузь промисловості вимагала нових фахівців. Для підготовки таких працівників у колишньому Радянському Союзі у кінці 60-х років ХХ ст. на базі кафедр технічної мікробіології Московського та Київського технологічних інститутів харчової промисловості було відкрито кафедри технології мікробіологічних і вітамінних виробництв. Це було зумовлене тим, що, по-перше, підготовка фахівців для мікробіологічної промисловості повинна здійснюватися спеціалістами, які мають великий досвід роботи з мікроорганізмами, і на кафедрах, де є необхідна матеріально-технічна база. По-друге, робота з мікроорганізмами в промислових умовах вимагала відповідних інженерних знань. Таке вдале поєднання мікробіології та інженерії стало можливим у технологічних інститутах харчової промисловості [2, 98].

Національний університет харчових технологій (колишня назва Київський технологічний інститут харчової промисловості) був першим і упродовж більш як двадцяти років залишався єдиним в Україні, який готував спеціалістів для біотехнологічної галузі (мікробіологічної промисловості).

Перший випуск інженерів-технологів у цьому вищому навчальному закладі (ВНЗ) за спеціальністю 1015 «Технологія мікробіологічних і вітамінних виробництв» у кількості 25 осіб відбувся у 1971 р. У кінці 70-х років ХХ ст. кількість випускників-біотехнологів збільшилася удвічі. Слід відзначити титанічні зусилля викладачів випускової кафедри, які, не маючи на перших порах ніяких підручників і посібників, готували кваліфікованих спеціалістів для мікробіологічної промисловості. З 1982 р. розпочата підготовка інженерів-біотехнологів у Національному університеті «Львівська політехніка» (колишня назва Львівський політехнічний інститут).

Кваліфікація біотехнолога передбачає високий рівень спеціальних наукових знань, широкий кругозір в галузі сучасних досягнень світової науки, високу майстерність експериментатора, оригінальність наукової думки. Область професійної діяльності інженера-біотехнолога включає дослідження, отримання і застосування ферментів, вірусів, мікроорганізмів, клітинних культур тварин і рослин, продуктів їх біосинтезу і біотрансформації; створення технологічних процесів їх виробництва і технологій використання. Випускники за напрямом підготовки дипломованого фахівця «Біотехнологія» можуть реалізувати себе в таких видах професійної діяльності як виробничо-технологічна, проектно-конструкторська, науково-дослідна, організаційно-управлінська.

Необхідність розробки, впровадження і розвитку освітніх біотехнологічних програм підготовки магістрів зумовлена прагненням інтеграції України з Європейським Союзом, входженням до Світової організації торгівлі і сприйнятті її світовою спільнотою як держави, яка не лише демонструє схильність керівництва до екологічних пріоритетів біологічної безпеки, а й формує багаторівневий освітній простір для сталого розвитку, забезпечує підготовку біотехнологів, компетентних професіоналів у різних напрямах біотехнологічної діяльності, здатних дотримуватися вимог цивілізованого бізнесу, сприяти відповідності якості продукції АПК та процесу її виробництва, переробки, згідно з міжнародними стандартами без шкоди для довкілля і життя людей.

Розділ 3. Розвиток біотехнології як пріоритетного напряму розвитку української економіки

Досвід розвитку нових індустріальних країн Південно-Східної Азії показує, що переважна частина технологічних активів поступає до національної економіки країни, яка розвивається, саме на перших етапах її переходу до економіки знань, за умов створення сприятливих внутрішніх умов для трансферу технологій. На сьогодні ефективне залучення новітніх технологій, зокрема, біотехнології в економіку України, є завданням пріоритетного значення.

Питанню сучасного розвитку біотехнології присвячено дослідження експертів ОЕСР, зарубіжних та вітчизняних вчених, зокрема, Й. Рогова, К. Лєбєдєва, П. Харченка, В. Швеця, Л. Жиганової, Н. Кузьминої, Я. Блюма, Д. Гродзинського, О. Дембновецького, О. Левчука, В. Новікова, Ю. Сидорова, О. Швед тощо. У працях зазначених авторів висвітлюються питання важливості біотехнології, яка буде визначати положення нації у ХХІ ст. на світовій арені; специфіки розвитку цієї технології у різних країнах світу; широкого використання її протягом останніх двох десятиріч у різноманітних видах діяльності, що призвело до зростання її комерційного потенціалу в промислово розвинутих країнах та до загострення проблеми розвитку та використання у країнах, що розвиваються або завершують процес трансформації до ринково-орієнтованої економіки. Водночас, як свідчить світовий досвід, першочерговими питаннями державного регулювання таких процесів є відпрацювання системи відбору критичних для економіки країни технологій, напрямів і механізмів фінансування відповідних досліджень, стимулювання їх використання для розвитку суспільства та забезпечення соціально-економічного впливу на економічну діяльність та добробут населення.

У класичному розумінні біотехнологія — це наука про методи і технології виробництва різних речовин і продуктів із використанням природних біологічних об'єктів і процесів [4, 87]. Біотехнологія є вагомим і перспективним фактором розвитку світового виробництва, застосовується практично у всіх секторах світової економіки та демонструє значні потенційні переваги. Так, біотехнологія допомагає боротися з хворобами, розвиваючи та покращуючи медицину, забезпечуючи населення планети доступними, життєво необхідними препаратами. Значний потенціал біотехнологія має у боротьбі з голодом і може вирішити проблему браку їжі для країн, що розвиваються. Біотехнологія допомагає довкіллю, дозволяючи знизити ризик токсичного забруднення ґрунтів і ґрунтових вод, підвищити ефективність сільського господарства. У промисловості багато технологій замінюються біотехнологіями, що використовують ферменти і мікроорганізми, зокрема, у харчовій галузі, у сфері переробки сільськогосподарських, промислових і побутових відходів, очищення і використання стічних вод, одержання біогазу і добрив [2, 98].

Про важливу роль біотехнології у світі свідчать обсяги виробництва продукції біотехнологічного сектора, що постійно збільшуються. За даними Міжнародного консалтингового агентства Аbercade, загальний обсяг світового ринку біотехнологічної продукції на сьогодні становить майже 163 млрд. дол. США, продукції основних секторів, зокрема харчової промисловості і сільського господарства — 45 млрд. дол. США, фармацевтичної галузі - 27 млрд. дол. США, ферментів і препаратів для виробництва миючих засобів — 21 млрд. дол. США. Після 2005 року сектор біотехнології став одним із найбільш прибуткових, і за даними ОЕСР щорічне зростання обсягів виробництва біотехнологічних продуктів становить 10−15відсотків.

Лідером у застосуванні біотехнології та проведенні біотехнологічних наукових досліджень є США. Так, за даними маркетингової фірми Burrill & Company, у 2008 році фармацевтичними та біотехнологічними компаніями Сполучених Штатів на наукові дослідження загалом спрямовано рекордну суму коштів — 65,2 млрд. дол. (на 2 млрд. дол. більше, ніж у 2007 році), з яких 50,3 млрд. дол. (77,1%) — фармацевтичними, 14,9 млрд. дол. (22,9%) — біотехнологічними компаніями. Потужними виробниками біотехнологічних продуктів є також Японія (7 млрд. дол. США), Канада (3 млрд. дол. США), Європейський Союз (15 млрд. дол. США). На сьогодні біотехнологія з рядової галузі стала системотворчим фактором розвитку економіки окремих держав і світової економіки в цілому. З’явився спеціальний термін, що визначає цей феномен — біоекономіка та сфера біоекономіки, заснована на відповідних знаннях.

Згідно з прогнозами експертів Організації економічного співробітництва і розвитку (ОЕСР), у 21-му столітті біотехнологія буде відігравати вирішальну роль у політичній та економічній стабільності як у розвинених країнах, так і в тих, що розвиваються, та матиме антропогенний вплив на планеті. У найближчі 10 років використання трансгенних рослин для одержання медичних і ветеринарних препаратів може сформувати окрему галузь із щорічним світовим обсягом виробництва до 200 млрд. дол. США. Значні зміни завдяки розвитку біотехнології очікуються також у паливно-енергетичній, фармацевтичній, хімічній галузях, у лісовому господарстві. Враховуючи те, що основним завданням сектору сільського господарства буде забезпечення продуктами харчування населення країн, що розвиваються, Індія і Китай стануть основними споживачами на ринку біотехнологічної продукції, зокрема, сільськогосподарської.

У сфері охорони здоров’я важливий вплив матиме синтез складних біологічних і хімічних молекул та використання генно-модифікованих рослин, тварин і мікроорганізмів. У період до 2015 року кілька інноваційних технологій внесуть свій внесок у розвиток виробництва медичних препаратів, зокрема біотехнології синтетичних геномів для виготовлення складних медичних препаратів; точної ідентифікації цілей застосування медичних препаратів; стовбурної клітини для запобігання на ранніх стадіях хвороб, пов’язаних із проблемою токсичності; застосування біомаркерів на клітинному рівні для більш якісної ідентифікації продуктів. Австралія і Нова Зеландія будуть двома ключовими розвиненими співтовариствами, які завдяки біотехнології забезпечуватимуть бідні країни і більшу частину країн, що розвиваються, необхідними вакцинами й лікарськими засобами. Водночас, значну частину національного бюджету країн Європейського Союзу складатимуть медичні й соціальні витрати. Очікується, що до 2030 року саме сектор охорони здоров’я стане провідним вкладником у біоекономіку. Біотехнологія та пов’язані з нею продукти безперечно впливатимуть на життя більшості людей планети, оскільки буде асоціюватися зі збільшенням добробуту в країнах, що розвиваються, і появою нових багатонаціональних компаній [4, 91].

В Україні, як свідчить вітчизняний досвід, рівень розвитку біотехнології порівняно зі світовим, є невисоким. За оцінками експертів, обсяг виробництва українського сектору біотехнології на сьогодні не перевищує 20 млн. дол. США. Так, у фармацевтичній промисловості частка вітчизняного виробництва на ринку імунобіотехнологічних препаратів становить лише 9%, а сектор промислової біотехнології розвинутий ще менше. На українському ринку лікарських засобів сьогодні переважають імпортні пробіотики, і частка продукції зарубіжних фірм становить понад 70%. Водночас в Україні функціонують підприємства, які на сьогодні є успішними та перспективними у виробництві біофармацевтичних препаратів, зокрема, ЗАТ НВЦ «Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод» (м. Київ), ЗАТ «Біофарма» (м. Київ), ОАО «Фармак» (м. Київ), ЗАТ «Біолік» (м. Харків), ЗАТ «Лекхім» (м. Харків), ВАТ «Дніпрофарм» (м. Дніпропетровськ), ТОВ «Біостимулятор» (м. Одеса).

Суттєвою проблемою вітчизняної біотехнології є те, що на сьогодні з низки причин українські підприємства майже не мають виходу на світовий ринок. По-перше, біотехнологічний напрям є найдорожчим, по-друге, він передбачає найскладніші тривалі дослідження та клінічні випробування, по-третє, саме у сфері біотехнології найбільш високозатратні процедури ліцензування й отримання дозволів для виходу на перспективні ринки, зокрема США і ЄС. Для ефективного розвитку біотехнології у фармацевтичній галузі розпочато співпрацю України із зарубіжними організаціями, зокрема, у рамках Наукової програми НАТО-Україна, з фондом американської венчурної компанії «Dгарег Fisher Jarvet-son» (DFJ), з російською організацією «Некомерційне партнерство «Консорціум «Біотехнологія для медицини і агропромислового комплексу (Біофак)» [5, 183].

У вітчизняній харчовій промисловості біотехнології застосовуються, зокрема для виробництва білково-вітамінних концентратів. Лідером за обсягами цього виробництва є Караванський завод кормових дріжджів (м. Люботин, Харківська обл.), що є сучасним виробництвом, яке здатне відтворити будь-яку біотехнологію мікробіологічного синтезу.

У секторі біоенергетики досягнення вітчизняних вчених створили вагомі об'єктивні передумови для організації в Україні виробництва рідкого біопалива як для потреб внутрішнього ринку, так і для експорту. На сьогодні українські біологи займають провідні позиції у створенні нової ефективної біотехнології отримання етанолу. Водночас незважаючи на високий вітчизняний науково-технічний потенціал, досягнення науковців не мають широкого застосування, внаслідок чого виробництво біопалива в Україні не ґрунтується на новітніх технологіях і не забезпечує його реальної вартості та кількості [6, 175].

Сучасна підтримка на державному рівні науково-технологічного розвитку здійснюється насамперед за допомогою визначення його державних пріоритетів, що дає змогу концентрувати фінансові та людські ресурси для реалізації конкурентних переваг вітчизняного науково-технологічного сектору та забезпечення прогресивних технологічних структурних зрушень в економіці. У розвинених країнах прогнозування науково-технологічного розвитку здійснюється в рамках комплексних державних програм.

В Україні на сьогодні також здійснюється визначення державних та наукових пріоритетів, які б забезпечили інтенсивний розвиток вітчизняної економіки. Так, для підвищення ефективності державної політики у сфері наукової і науково-технічної діяльності постановою Кабінету Міністрів України від 11.09.2007р. № 1118 затверджено Державну програму прогнозування науково-технологічного розвитку на 2008;2012 р.р. Одним із головних завдань Програми є формування переліку критичних технологій, розроблення та впровадження яких найбільш ефективно сприятиме забезпеченню розвитку вітчизняного виробництва високотехнологічної продукції та послуг в інтересах національної безпеки та конкурентоспроможної економіки [8, 76].

На виконання цього завдання Українським інститутом науково-технічної та економічної інформації Міністерства освіти і науки України (УкрІНТЕІ) проводиться науково-дослідна робота щодо виявлення перспективних напрямів розвитку новітніх технологій на основі експертних оцінок шляхом стратегічних маркетингових досліджень. У 2009 році стратегічні маркетингові дослідження УкрІНТЕІ здійснено за напрямом «Біотехнології», за результатами яких вперше в Україні сформовано базу даних біотехнологій та їх паспортів. Провідними спеціалістами — членами експертної ради Програми методом експертної оцінки визначено 16 пріоритетних біотехнологій та сформовано їх паспорти, які містять найважливіші маркетингові показники, а саме:

— термін виконання та впровадження результату наукового дослідження;

— загальний обсяг фінансування та витрати на впровадження наукових досліджень;

— річні обсяги продажу нової наукоємної продукції;

— функціональні та цінові характеристики нової наукоємної продукції.

Водночас за визначеними експертами чотирма тематичними групами сформовано Перелік критичних технологій за напрямом «Біотехнології», до якого ввійшли зазначені 16 пріоритетних технологій.

Сформований експертами та схвалений Науково-технічною радою Програми Перелік критичних технологій надіслано Кабінету Міністрів України для врахування при формуванні Урядом державного замовлення на науково-технічну продукцію та інноваційні проекти. Зазначений перелік надіслано також галузевим міністерствам, обласним та міським державним адміністраціям для можливого впровадження критичних технологій та розміщено на офіційній WEBсторінці УкрІНТЕІ.

Проведені дослідження спрямовані на послідовне вивчення можливостей української науки щодо створення критичних технологій за напрямом «Біотехнології», а також попиту вітчизняної економіки на нову наукоємну продукцію; оцінку впливу науково-технологічного прогресу на розвиток макроекономічних показників й індикаторів за основними видами економічної діяльності та розробку відповідних концептуальних підходів щодо реалізації цього впливу.

Як свідчить світовий і вітчизняний досвід, світова економіка сьогодні переживає глобальне біотехнологічне піднесення, біотехнології зайняли стійке положення практично у всіх її секторах і є очевидно, що зупинити цей процес вже неможливо. Біотехнологічне виробництво відноситься до найбільш високотехнологічних галузей, завдяки цьому воно зосереджене у промислово розвинених країнах та дає можливість успішно вирішувати економічні і соціальні проблеми. Застосування біотехнологій може бути також одним із суттєвих важелів для підвищення ефективності економіки в цілому та виходу України з фінансово-економічної кризи, оскільки це дозволить створити умови для підвищення зайнятості населення та зняття соціального напруження. Вирішенню цього завдання сприятиме, зокрема, упровадження критичних технологій, визначених УкрІНТЕІ за напрямом «Біотехнології» .

Висновки

Біотехнологія в інженерній освіті є досить новим предметом, тому в процесі викладання виникають певні складнощі. Проблеми, з якими доводиться стикатися під час організації навчального процесу з біотехнології, досить широкі, як і сама сфера застосування біотехнологічного виробництва. Рівень нововведення і динамізму в біотехнології дуже високий. Зростаючий обсяг інформації вимагає розвитку у студентів творчих здібностей і критичних навичок мислення, які дозволяють приймати власні рішення на підставі отриманих ними базових знань з біотехнології.

У викладанні біотехнології слід відходити від прийнятого матричного створення фахівців, від традиційного підходу до викладання «метод заучування і перерахування». Тільки симбіоз знань дозволить здійснювати якісну професійну підготовку. У цьому полягає принципова відмінність концептуального підходу в навчанні. Очевидно, що другий підхід більш раціональний. Він дозволяє зекономити час, і дає можливість студенту засвоювати принципи науки з наступною спеціалізацією і деталізацією знання, не витрачаючи часу на механічне запам’ятовування матеріалу.

Особливу роль в освіті відіграє наступність дисциплін. Програма з біотехнології помітно виходить за рамки навчальних програм передуючих їй дисциплін. Біотехнологія — це інтегрована, мультидисциплінарна область знань, яка має глибокі зв’язки з іншими науками, тому без належного поглибленого засвоєння комплексу хімічних і біологічних наук розуміння дуже важливого для фахівця предмета біотехнології зводиться до заучування фактів.

У підготовці біотехнологів залишається низка невирішених проблем. Питання підготовки фахівців із біотехнології вимагають систематичного й обґрунтованого висвітлення, розробки організаційного та науково-методичного їхнього забезпечення.

Стан досліджуваної проблеми вказує на наявність низки суперечностей методологічного, дидактичного і конструктивного характеру між:

— сучасними вимогами до підготовки майбутнього біотехнолога та його недостатньою фундаментальною підготовкою;

— інтегративним характером професійної діяльності біотехнолога та ізольованим підходом до вивчення окремих навчальних дисциплін у ВНЗ;

— вимогами до організації навчально-виховного процесу в закладах нового типу та невідповідністю науково-методичного забезпечення їхньої діяльності;

— зростаючими потребами суспільства в культурних, освічених фахівцях та недостатнім рівнем забезпечення умов формування їхнього художньо-естетичного розвитку в процесі навчання.

У процесі викладання біотехнології слід удосконалити методологічні підходи, що допомагають процесу формування біотехнологічних знань і мислення у фахівців-біотехнологів. Програми вивчення біотехнології мають забезпечувати відповідну підготовку для професійної кар'єри молодих людей в якості біотехнологів для роботи на підприємствах, в науково-дослідних інститутах. Стандарти високі, але й перспективи кар'єри чудові.

біотехнологія освіта фахівець

Список використаних джерел:

1. Вища освіта в Україні. Нормативно-правове регулювання / за заг. ред. А. П. Зайця, В. С. Журавського. — К.: ФОРУМ, 2009.

2. Державна національна програма «Освіта»: Україна XXI століття // Освіта. — 2008. — № 44−46.

3. Закон «Про вищу освіту» // Педагогіка і психологія професійної освіти. — 2002. № 1.

4. Екологічний словник. Преждо В.В.- Харків. — ХДАМГ, 2006.

5. Про затвердження змін до Переліку напрямів та спеціальностей, за якими здійснюється підготовка фахівців у вищих навчальних закладах за відповідними освітньо-кваліфікаційними рівнями: постанова КМУ № 363 від 16 червня 2005 р. // Вища освіта України. Нормативно-правове регулювання. Нормативний збірник / заг. ред. М. Ф. Степка, Л.М. Горбунової.- К.: ФОРУМ, 2009.

6. Степко М. Вища технічна освіта і наука Україна як фактори суспільного розвитку // Вища школа — № 5−6. — 2008.

7. Мельничук М. Д., Рідей Н.М. Організація підготовки бакалаврів і магістрів за напрямом «Біотехнологія» в НУБІП України / Мельничук М. Д. // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. 2009.

8. Михальчук М. Д., Онопа Н. М. Організація підготовки бакалаврів і магістрів за напрямом «Біотехнологія» // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. 2009.

9. В.П. Новіков, Ю.І. Сидоров, О. В. Швед. Сучасний стан і проблеми викладання біотехнології в політехнічних університетах України / Нові технології навчання: Наук.-метод. зб. / Інститут технологій і змісту освіти МОН України.- К., 2009.