时间:2023-02-09 22:37:02
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本专业培养德智体美全面发展,适应市场经济体制和改革开放需要,掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基本理论,基本技能,能在保健品、制药等领域从事生产、产品技术研究开发、质量检测和企业管理的高级应用型技术人才。
本专业学生毕业后可适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作。
从事行业:
毕业后主要在制药、医疗设备、新能源等行业工作,大致如下:
1 制药/生物工程;
2 医疗设备/器械;
3 新能源;
4 医疗/护理/卫生;
5 快速消费品(食品、饮料、化妆品)。
从事岗位:
毕业后主要从事销售经理、售后工程师、化验员师等工作,大致如下:
1 销售经理;
2 销售工程师;
3 售后工程师;
4 销售代表;
5 化验员。
拓展阅读:生物工程专业主要课程
该专业主要学习与基因工程、蛋白质工程等相关的基础理论和操作技能。
[中图分类号] TH79 [文献标识码] A
一、 引言
依据高等教育内外部环境的诸种变化,以及国家自主创新对于创新性人才培养的要求,在“卓越工程师”培养的教育理念指导下,通过对学生知识、能力与创新要素的综合分析研究,本文提出构建一种以学生为中心,以满足创新型人才培养的个性化需要,利于学生自主学习为目标的多模式开放型实验教学体系。该种实验教学体系对创新型人才培养的推动作用主要体现为实验教学的多模式化组织以及综合性开放式实验考核评估2个方面。
生物医学工程及相关仪器专业的学生在实验技术上应培养具备生物医学信息采集、传输、处理、分析新型生物医疗电子、信息与仪器等硬件知识、并具备较强的医学应用软件设计、开发的能力,能够将信息技术与医疗管理、医疗服务有机结合的高级医学信息技术人才。因此在课程内容安排上做到面和点的结合,既要保证知识面广,同时要重点突出。但现状是生物实验与仪器等软硬件平台的挂钩程度不够。目前生物学实验一方面主要涉及以细胞等微观生物信息为主的实验数据,主要以细胞生物学、遗传学、解剖学为代表;另一方面涉及以人体生理信息为主的宏观生理信号为主的实验数据,主要以医学仪器相关实验为代表,均以单一化实验结果作为实验考核依据,限制了学生主动性和创造性的发挥。所以生物学实验需要结合自身的教学经验,对教学中存在的问题进行逐步改进。通过调整实验内容、改革教学方法、完善考评体系等措施,对于生物实验分析不能以短期实验唯一结果论的定性认识为主,而应该强调以“长时程跟踪的过程启发式”为主的定量累积式分析,即在侧重得到实验结果的同时,鼓励学生自主采用各种软硬件仪器平台知识,灵活选择信号特征提取方法,加强对信号分析的能力和对结果的理性认识,发挥实验课的实践性优势,得到多样化的处理结果,最大程度地增强学生的自主性与参与性。
在以过程化为主的“一问多答”教学模式中,采用启发式的教学方法。教师根据教学内容向学生提出问题,引起学生主动思考,从而变结果灌输式的被动学习为过程启发式的主动学习,加深学生对概念、理论的理解,发现问题,敢于提出问题,渴求解决问题。而课后的各种实验数据处理结果可以直观地了解教师教学内容安排是否合理,教学效果是否明显,为教学改革提供依据,从而为创新性高素质人才的培养作出应有的贡献[1]。
二、现有模式的现状及改革途径
(一). 微观生物实验内容由于教学条件等因素的限制,多局限于显微镜使用、或细胞膜通透性等验证性实验,对于推动微观细胞生物学快速发展的新技术新方法,缺少教学资料与手段;同时,人体生理信息等宏观医疗仪器生物实验的测试侧重于对医疗仪器面板的操作和各种简单生理信息的直接获取。
(二). 实验教学模式单调,难以激发学生的积极性和主动性。现行的实验教学基本都先由学生预习实验指导书,实验仪器设备及试剂都由实验教师提前准备好,学生只要按照实验步骤按部就班地做,最后写出实验报告。这种实验教学模式难以很好地启发学生创造性思维,不利于培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。学生容易无精打采,注意力分散,反应迟滞,多数学生被动应付教师的要求,甚至投机取巧,如采用“配色”等方式快速完成生化实验;有的课堂学生随心所欲,各行其是,故意捣乱,师生处于一种对抗状况。在这样的课堂环境里,教学任务难以完成,传授知识、培养素质的目标难以实现[2]。
(三). 实验教学缺乏综合性、设计性,不利于学生综合素质的培养。由于课时安排固定、实验条件的限制,现行开设的实验项目多为验证性实验,实验过程及可能出现的问题基本固定,结果也基本已知,只要按照步骤去做,基本都能达到较好效果。这种模式限制了学生思维,难以达到学生综合素质的培养[3]。
(四). 实验课成绩评定方式需要进一步完善。实验课程由于其性质的特殊性,往往难以确定完善的考核指标和体系,从而导致学生实验报告书写的工整和完整程度决定了最终成绩,使得最终实验课成绩评定存在一定的随意性,从某种程度上影响了学生学习的动力[4]。
在此评估基础上,应实现的改革途径主要包含以下两个方面:
第一,生物学实验教学鼓励学生自主采用各种软硬件仪器平台,灵活选择信号特征提取方法,加强对信号分析的能力和对结果的理性认识,发挥实验课的实践性优势,得到多样化的处理结果,最大程度地增强学生的自主性与参与性,培养学生理论联系实际、独立思考、团队合作、自主创新的科学精神;
第二,通过施行开放式多结果的过程化实验教学模式,注重实验知识的延伸,创造和谐课堂、完善考核制度等改革措施,发挥实验课的实践性优势,努力营造和谐课堂,最大程度地增强学生的自主性与参与性,培养社会需要的创新型、应用型、复合型、外向型人才。
三、实验内容改革的模块化设置
(一)修改完善教学大纲,科学合理设置实验内容。
本专业实验本着充分利用现有资源和仪器设备的原则,综合考虑知识的难点和重点调整实验教学内容,以“综合课程设计”的2-3个相互衔接的短学期形式,对原有实验内容进行筛选和整合,依照学生的实验技能发展过程依次开设基本操作实验、验证性实验、综合性和创新设计性实验。以微观生物实验为例,基本操作实验包括显微镜的使用、显微测量、细胞形态观察等内容;设计验证性实验包括活体染色、细胞化学、核酸存在部位及检测方法、细胞膜的渗透压及细胞吞噬作用等内容;设计综合性实验需要在完成基本操作实验和验证性实验的基础上,指导学生查阅实验资料及设计实验方法,合理利用实验室资源,充分利用实验材料来完成实验,如动物细胞的原代及传代培养可作为设计综合性实验内容。相关生物实验进行后,应着重加强特定生物信号与相应软件处理的结合工作。可简单概况为将专业软件类课程打通,开设一门面向专业的软件设计课程,如“生物医学工程软件设计”,或“电子信息技术及仪器软件设计”课程,处理对象可定位为前期获得的实验数据。而以宏观的动物生理数据为例,离体培养的小鸡或蛙心肌细胞信号可通过相关动物实验获得,通过将测试的信号存储成dap数据格式,输入labVIEW软件进行锁相处理编程及特定滤波处理,实现对所弱信号的分析和相应数字信号处理工具的掌握,达到将感性数据上升到理性知识的目的。
(二)改革教学方法,变结果灌输式为过程启发引导式。
实验过程中,既要发掘实验背后的理论支持,又要培养技术意识,重视实验技术和方法。同时,鼓励师生交流,提倡师生间的问答,活跃课堂气氛。教学过程中,教师在讲清实验目的和原理的前提下,鼓励学生根据所学知识,自主设计实验过程并完成实验,实验报告可考虑通过建立在各种实验数据分析基础上的论文形式完成。
(三)完善考评体系,激发学生对科学的求知欲和对本课程的兴趣。
实验考评体系应以过程累积式考核为主,摈弃传统结果式考评。以细胞生物学实验为例,其考核应以考查学生运用理论重视、运用实验技术的能力为主要内容,可安排综合性实验要求学生利用所学的理论知识和实验技术进行综合分析、实际操作、做出实验结果。对于实验技术,以学生的直接操作作为考核方式,对于实验理论的考核,通过闭卷方式完成,也可以通过学生对实验数据的各信息化平台分析来进行多结果式考核。另外,对于能够自主设计完成实验,积极申报完成开放性实验的学生给予较大系数的鼓励性加分。实验具体路线图如下。
四、实验操作的关键性问题
(一)如何处理实验室的开放问题。
在改革过程中,实验设备资源的开放和教学方式的开放是该长期化衔接实验的重要保障。其主要实现途径为,结合生物学和仪器教学平台,实施“具体生物弱信号案例教学法”,采用学期末“首尾相连”的两个短学期和整个学期的“三明治”夹心时间实施整个实验课程,并由相关实验课的青年教师负责各实验室的公共开放时间和相互协调。这样能有效调动学生的主观能动性,加强课程内容的实践性,在知识的传授过程中渗透工程技术的内容,使学生掌握工程设计、工程实践的一般规律和基本方法,避免工科教学理科化、脱离实际的倾向。如图2所示针对在体心电信号的测试及信号处理方法,可安排在微观动物心肌细胞的培养及生物学方法观察的细胞生物学实验的短学期时间,同时合并进行在体式心肌细胞搏动的信号及噪声分析,加强定性实验及理性的定量分析实验的融合,提高相关理论知识与动手能力的结合(图2)。
(二)如何充分利用实验室资源,引导学生设计综合性实验
第一,以生理仪器平台为主的硬件实践动手能力。
当完成基础性生理实验及相关软硬件知识的授课后,以宏观人体生理信息为主的医学仪器实验,应该以设计开发性实验为主,鼓励学生自己设计开发医学仪器。同样以心电信号为例,如心电监测仪实验中,可要求根据在体式及离体式心电信号的特点(图3(a)(b)),结合理论知识,设计电信号检测原理图,用布线软件软件画出其原理图,并制作电路板、布线和焊接电路,在单片机应用开发环境中编写程序并调试。最后制作简单心电监测仪,通过相关的虚拟仪器平台,在示波器上显示被测者心电图。同时配合相关传感器知识,还可制作体温计、气体检测仪等医学仪器。在此基础上,还可设置网络数据平台,进行远程控制。
第二,以微弱生物信号实验数据分析为主的软硬件结合能力。
信息技术的发展对生物医学信号的检测、处理以及数字信号处理几个方面发挥着重要的作用。生物信号一般可以分成电信号和非电信号,如心电、肌电、脑电等属于电信号;其它如体温、血压、呼吸、血流量、脉博、心音等属于非电信号。如从处理的维数来看,可以分成一维信号和二维信号,如体温、血压、呼吸、血流量、脉博、心音等属于一维信号;而脑电图、心电图、肌电图、x光片、超声图片、CT图片、核磁等则属于二维信号。医学仪器实验采集到大量的以上一些宏观的人体生理信号数据,应利用学生的相关生物医学信号处理的知识,根据生物医学信号的特点,对所采集到的生物医学信号进行分析、解释、分类、显示、存贮和传输,其研究目的一是对生物体系结构与功能研究,二是协助对疾病进行诊断和治疗。
本学院的相关教研室教师结合labview、DSP等编程工具的实验教学案例,对于“虚拟仪器技术”及“数字信号处理”的综合做了以下研究及整合。“虚拟仪器技术”及“数字信号处理”是一门应用性较强的技术课程。随着信息化的发展,信息技术不断地渗透到科学研究等各个领域中,发挥着越来越大的作用。科学实验、测试信号的处理、工业生产中自动化生产线的测控等都以信号处理为基础。我校“数字信号处理”实验,以数字信号分析为基础,以数字滤波为手段,以数字信号处理为目的,突出谱分析和滤波的应用,加大与信号与系统、自动控制原理,以及后继的通信原理、计算机图像处理等课程之间的衔接,使其与其他课程实验融合为一个有机的整体。
以虚拟仪器中的相关控件调用为例,解决数字信号处理课程中的基本知识点“快速傅里叶变换(FFT) 数字滤波器”的实验设置,对本文提出的“多模式过程启发型实验教学体系”进行具体阐述。
该知识点通常的实验要求和目的为:①加强对labVIEW相关控件工具的使用及虚拟仪器技术编程能力的提高,加深对FFT基本原理和性质的理解;②学习利用FFT对连续或离散时间信号进行谱分析,了解可能出现问题及其原因,以便在实际应用中能够正确使用FFT。
按照基本的实验要求和目的,和多模式开放性原则,对该知识点的实验设置如下:
第一,验证性实验内容。主要通过调用labVIEW“信号分析模块”总的FFT函数,分析序列和其频谱的特点,设计产生相应的虚拟生理信号及噪声源,利用数字信号处理中各滤波器的特点去除噪声,分析去噪后结果,并利用相关原理解释其中的现象。实验目的是通过形象和具体的内容,加深对理论知识的理解。该层面的实验以直观、具体和形象化为主要特点,避免复杂化。学生不会因为陷入繁杂的具体过程,而影响对理论知识的理解和掌握
第二,综合、设计型实验内容。数字信号处理与所采集到的实验数据具有密切相关的联系。生物医学信号中的特点是微弱、噪声大,所以滤波和灵敏度是生物医学信号采集的关键。另外生物医学信号的随机性强,是随机的且非平稳的。正是因为生物医学信号的这些特点,以傅里叶理论为基础的小波变换方法成为生物医学信号分析的有力工具。利用小波变换能将原始心电信号分解为不同频率的信号,然后对信号进行重建,此方法能很好地消除心电信号中的基线漂移,抑制工频和肌电干扰,同时能获得QT间期的精确值,是本专业学生的重要编程思想。
所以,在实际的推进环节中,涉及一个短期的课程推导实践以及长期的过程启发式环节。其中短期内容包括将短学期等实践类课程,如“医学软件编程实习”和本门课程合并,其课时作为本门课程的实践环节;长期内容则包括:①将毕业设计环节和课程合并,增加实践课时;②将所有的硬件测试类课程和相关软件分析生理信号内容合并。如“C程序设计”,“数据库基础”,“面向对象程序设计”等。此时授课教师不再为单个教师,而是整个课程群的全体教师;③学生毕业严格按照“宽进严出”的理念操作。总结后的某“过程启发式”实验具体操作实例如下:
创设情境,提出问题。可安排在微观动物培养及生物学方法观察后,同时协调进行在体式动物信号及噪声分析,加强感性的定性实验及理性的定量分析实验的融合,提高相关理论知识与动手能力的结合:如细胞离体培养后的各种生物信号指标及各种混入的噪声和分类,在此基础上结合该案例讲解相关滤波器的工作原理和基本设计方法,然后将生理信号提取的设计任务作为设计性作业布置给学生。
分组研讨,设计方案。在布置设计任务后,教师组织学生分组研讨。根据学生自主学习能力的强弱和自身特点合理分组,方便学生间相互协作,共同提高。学生利用电子资料库检索,查阅相关资料,获取丰富的信息资源,通过对各种信息资源的分析研究,提出自己的解决方案。
成果展示,分析归纳。在各小组取得了初步的设计成果后,教师以课堂教学形式组织各小组的成果展示与评价。在课堂上通过虚拟实验室系统和数字投影仪,展示各种解决方案所取得的生理信号滤波效果,分析它们的优缺点,引导学生分析归纳出解决此类问题的思路与方法,并共同探讨最佳设计方案。
五、结语
“加强实验教学和实验环节,抓好综合性和创新性实验,大力培养学生实践能力”是我国高校推进自主创新,落实“高等学校教学质量与教学改革工程”,培养创新人才所需采取的重要措施[4]。本文总的改革目标是“遵循以学生为本,注重以互动式教学为核心的教学观念,构建有利于增强求知欲和创造力的课程教学模式”。本文提出的多模式开放性实验教学体系摈弃短期实验唯一结果论的定性实验,强调以“长时程跟踪的过程启发式”为主的定量累积式综合分析实验,在整个学年中分阶段构建以实验教与学为中心的综合型数字化实验教学环境;鼓励学生自主采用各种软硬件仪器平台,灵活选择信号分析方法,加强对信号分析的能力和对结果的理性认识,发挥实验课的实践性优势。通过施行开放式多结果的过程化实验教学模式,注重实验知识的延伸,完善考核制度等改革措施,最大程度地增强学生的自主性与参与性,积极响应国家“卓越工程师教育培养计划”,培养出具有专业领域特色,能够基本独立完成初级软硬件规模设计和开发工作的创新型、应用型、复合型、外向型的“卓越工程师”型储备人才。
[参考文献]
[1]张晓东.人才培养与产学研结合实践中的问题及对策[J].沈阳航空工业学院学报,2009,26:41-44.
(2)从高校的人才培养角度看,生物工程专业人才培养的同质化现象较为普遍,特别是很多地方院校,忽视与自身办学条件的结合,缺乏特色性,加剧了学生就业竞争的压力。要寻求改变,唯一的出路只有根据高校自身的办学实际,改变人才培养的模式化,增强自身的办学特色,强化生物工程专业的就业竞争力。本文结合成都大学(以下简称“我校”)的现有办学条件,重点探讨生物工程专业的人才培养模式与特色,以期提高人才培养质量,强化就业竞争力。
一、结合地方经济发展需求,明确专业发展方向
生物工程专业的发展方向分为偏重于工学的(发酵工程)和偏重于理学的(生物制药),国内不同的高校根据自身的办学要求有的侧重于工学,有的侧重于理学,更多的是追求全面。由于各高校办学条件的差异性,一些地方普通高校往往存在培养特色不够鲜明,导致学生对未来职业上的困惑。而我校的情况是培养方向不够清晰,所学科目涉及普通生物(以植物学为主)、生药学、发酵工程、基因工程、分子生物学和课时数较多的普通化学、有机化学等等,涵盖面较广,学生反映强烈。这对生物工程专业的人才培养和课程体系建设显然是不利的。作为一所城市综合性大学,人才的培养要为地方的经济发展服务。根据“成都市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要”的精神,重点调整产业结构,逐步淘汰高污染、高耗能、低效率的传统落后产能,大力发展高新技术产业。“规划”指出,对于本地经济发展特色,大力促进电子信息、生物医药、新能源、新材料、航空航天和节能环保六大产业的发展。结合我校生物学院的现状,有药学和制药工程两大与医药相关的本科专业,在师资力量和药学资源上具有一定的基础。因此,我校生物工程专业的发展方向有必要和生物医药接轨。同时,我国的“国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要”也再次提出生物产业重点发展生物医药、生物医学工程产品、生物农业和生物制造。
从国内来看,许多省市成立了生物医药产业园,主要生产抗肿瘤、抗自身免疫疾病和抗排异反应的抗体药物,基因工程疫苗、干细胞及基因治疗的基因工程药物,生物医药产业的产值在生物技术产业中所占比例逐年提高,目前已达到70%以上。成都市也在高新技术产业园内建立了生物医药产业园,发展形势良好,并且又在大成都范围内规划新的生物产业园区。在这种形势下,将生物医药作为生物工程专业的发展方向就显得更加清晰和明确。
二、生物工程人才培养目标和定位
要增强生物工程专业的就业竞争力,在众多的高校中脱颖而出,就必须进行有针对性的人才特色培养,必须明确人才培养目标和特色定位。根据资料显示,很多高校,其生物工程专业的人才培养目标大多定位较为宽泛和模糊,技术、工艺、产品、设备等面面俱到,涉及的就业领域看似很广,面也宽,但实际的效果却是大量的生物工程专业的毕业生找工作面临较多的困难。为改变此现状,提高就业竞争力,将培养重点置于生物医药领域,其目标定位于:掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药技术及生物药物研发、生产等相关流程和生物制药的厂房设计要求等基础理论、基本技能,能在生物制药领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。
三、生物工程专业特色培养方案的构建
生物工程专业是一类理工结合的复合型专业,其人才培养的特征也应是复合型人才的培养。由于我校生物工程专业来源于早期的生物化学技术,对化学系列课程设置的比例较大,而对生物工程专业的核心课程占比存在不足,更谈不上生物工程上下游技术教育的有机结合。生物工程专业培养体系中,由于该专业交叉学科较多,各种教材因对体系完整的要求导致在实践中教学内容重复比例偏大,浪费大量的教育资源;教学模式上,以传统的课堂讲授为主,实践教学比例还不能满足对理工复合型人才的培养,鉴于我校生物工程专业发展的现状,笔者结合教学实践从三方面提出生物工程专业特色培养方案的重构方案。首先是专业基础课程体系的构建。该方面的课程体系,主要以培养本专业学生基础理论为目的,为以后专业核心课程的学习提供理论支撑。课程主要涵盖无机化学、有机化学、化工原理、普通生物学等,其占比(包括相应实验课程)为总学分的15%,而将分析化学、物理化学归为选修课程。其次是专业核心课程体系的构建。这是生物工程专业的主干课程,以培养本专业学生专业基本知识和技能为根本目的。该模块以生物制药为核心设计相应课程体系,核心课程包括:生物化学、微生物学、分子生物学、生物技术制药、发酵工程、基因工程、生物分离技术、生物工程设备、生物工程概论和工程制图。其占比(包括相应综合实验课程)应不低于总学分的35%,理论和实践教学的比例不低于1∶0.8。最后是专业拓展课程体系的构建。该模块主要拓展专业知识,针对不同学生的兴趣爱好,扩展知识面,增强学生对本专业更广泛的知识体系进行有效的涉猎。该模块主要以选修课程为主,主要课程包括:免疫学、细胞工程、生物信息学、现代医学概论、生物制药厂房设计(GMP)、生物反应工程原理、实验动物学、试验设计与数据处理、文献检索、营销学等。其占比为总学分的18%左右。专业课程体系是一个专业为了达到人才培养目标所设置的课程及课程之间的分工与配合,课程体系是否合理直接关系到培养人才的质量。从生物工程专业特色培养的角度,该培养方案的构建一方面重点突出了与生物制药领域密切相关的基本理论和基本知识,另一方面强化了与生物制药密切相关的实践技能训练,强化了学生的基本技能,最后通过拓展课程的设置,不仅开阔了学生的相关视野,也为以后就业或进一步深造奠定扎实的理论功底。总之,通过生物工程专业课程的设置和学习,能使毕业学生获得以下几方面的知识和能力:掌握现代生物学、生物工程原理、生物制药领域核心课程的基本理论知识和基本技能;具备在生物制药领域从事药物设计、工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物技术药物及产业发展的有关方针、政策和法规;了解当代生物技术药物的理论前沿和发展动态;掌握生物技术药物领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和较强的实际工作能力。
近年来,国内生物工程专业大学毕业生就业形势不容乐观,学生就业压力大,毕业生就业专业对口率不高。造成就业率低下的主要原因有:(1)当今生物产业规模不大,人才需求量偏小;(2)国内办学规模和招生量膨胀过快;(3)各校生物工程专业的办学条件不一,专业教育与当地产业特色结合度不够,没有形成特色[1]。因此,地方高校生物工程专业课程体系及培养模式的建设需要贯彻改革创新为先、质量效益第一的思想。以“特色学科建设”为导向,设计合理的课程体系,并以此为载体强调实践技能和工程能力的培养,全面提高人才培养质量,可将专业教育与当地产业特色紧密结合,形成办学特色,下面以我校生物工程专业课程体系优化与实践为例交流一些体会。
一、特色学科建设对地方高校人才培养的导向
地方高校是具有“地方投资、地方管理、办在地方、服务地方”特征的高校,与地方经济社会具有水融的天然联系。学科是高校重大项目的承担者,是创新型成果的生产者,是创新型优秀人才的培养基地。地方高校应围绕区域经济社会发展需求培育高水平特色学科,不断凝练学科研究方向,提高科技创新能力和社会贡献度,以特色学科建设促进学科专业发展。着力通过应用性特色学科发展,加强实践性教学环节,培养能够解决生产实际问题的应用型人才;通过与区域、企事业单位合作对接,培养职业能力为导向的实务型人才;围绕区域重大需求和科研任务牵引,通过协同创新,发挥不同创新主体科研优势,多单位、跨学科联合指导,培养复合型创新人才[2]。近年来,我校生物工程特色学科的快速发展得益于与地方特色资源相结合,依托江西理工大学“钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心”、“江西省矿冶环境污染控制重点实验室”和“江西省矿业工程重点实验室”等研究平台,形成了地方矿冶领域与生物工程紧密结合的特色鲜明的研究方向。学科在钨和稀土矿山生物修复、矿山环境微生物学等研究领域获批多项国家自然科学基金项目和省部级科研项目,涉及的研究方向包括极端矿山环境抗性生物的筛选、生物极端生境耐受和修复的生理机制、矿山环境生物修复的工程化技术体系研究,微生物冶金、极端嗜酸菌基因组学、生物肥料研发、脐橙皮资源综合利用等。利用特色学科发展的导向,我校生物工程专业学生通过参与完成课题研究和实践,最终获得优良的实验技能、综合分析问题能力、实践能力、创新思维能力、统筹能力和表达能力,成为具有良好综合素质的生物产业化专业技术人才、管理人才和研发人才。
二、生物工程专业课程体系优化与实践
(一)生物工程专业课程体系优化与实践思路
在学科快速发展的同时,我校以此为导向对生物工程专业课程体系进行了改革。通过完成专业基础课程体系,使学生的基本操作技能得到全面训练;通过完成单元操作课程体系,使学生能进行各类生物产品工厂的工艺设计和解决产品生产过程中出现的主要问题;通过完成特色创新课程体系和实践教学课程体系,提高学生综合分析能力、统筹能力、实践能力和创新思维能力;通过教育质量与人才评价体系,使学生对综合素质项目及其指标有最基本认识并进行自我衡量。通过专业基础课程体系、单元操作课程体系、实践教学课程体系、特色创新课程体系以及教育质量与人才评价体系的整合、连贯,使得生物工程专业的理论和实践教学具备模块化和特色化特点,具有更好的整体性、关联性和先进性等优点。
(二)以“特色学科建设”为导向的生物工程专业课程体系优化
我们根据专业教学指导委员会制定的专业规范和《江西理工大学关于制订本科专业培养方案的指导意见》,通过以“特色学科建设”为导向,为培养德、智、体全面发展,基础扎实、知识面宽、素质高、能力强、重实践、具有初步创新能力的应用型人才,我们从以下几个体系对生物工程专业课程进行了优化:
1.拓宽专业基础课程体系
对原有课程体系拓宽至包括酶和植物细胞在内的生物体系,增加普通生物学、细胞工程、基因工程等课程。
2.设置单元操作课程体系
原教学体系中专业必修课调整为发酵工程、生物分离工程和基因工程三个单元操作课程体系。以生物产品生产过程的基本单元操作为主线,阐述生物生产工艺的基本理论和操作技能。学生通过这几个课程体系的学习,能进行各类生物产品工厂的工艺设计和解决产品生产过程中出现的主要问题,并为从事生物新产品和新工艺的研究与开发打好应有的理论基础。
3.开设特色创新课程体系
生物工程特色创新课程体系涵盖专业必修特色课程:发酵工程与工艺学、生物分离工程。专业选修课:主要包括恢复生态学、资源微生物学、生物统计学、生物信息学等,以及专业选修特色课程:生物能源、环境工程概论、生物冶金、矿山生物修复、食品精深加工等。
4.加强实践教学课程体系
强化实践教学环节,构建不同层次的实践课程体系,为学生形成创新型的知识结构和加强实践能力提供教学支撑。增设生物工程认识实习、生物技能大实验、科技素养实训等课程体系,以生物工程实践教学基地建设为契机,加强校企合作,拓宽实践教学渠道,提升大学生实践能力,探索产学研结合的办学模式。通过组织学生参加课外科技竞赛,选择一个特色课题独立研究,教师或来自企业的专家给予指导,来培养大学生的学习和研究兴趣。
5.构建教育质量与人才评价体系
建立校内专家评价、学生评价与校外实习单位评价、用人单位评价相结合的教育质量评价和人才评价体系;以德、智、体、美全面发展为主要评价内容;注重教育产出评价、学生学习产出评价、学生个性化发展评价,以及专业办学宗旨实现程度的评价,注重实践能力、自主创新能力和核心竞争要素的评价。
(三)生物工程专业课程体系优化实践效果
生物工程专业为我校新开专业,从2003年开始招生,目前有8位专业教师,其中具有博士学位的教师6名,硕士学位的教师2名。我校生物工程专业以“特色学科建设”为导向的课程体系优化改革从2009级生物工程专业本科生教育开始实施,取得了明显效果:
1.近几年,随着特色学科平台和师资队伍建设的加强,我校生物工程学科获批了包括4项国家自然科学基金项目、1项国家科技支撑计划子课题、l项国家惠民计划项目在内的纵向科研项目30余项,纵向科研经费超过400万元,形成了具有地方矿冶+生物工程的特色鲜明的研究方向,在基础研究领域取得的重要突破,为地方企业提供技术支持奠定了基础。学科分别与赣州菊隆高科技实业有限公司、江西北清生态环保有限公司等公司签订了战略合作协议。我校生物工程本科生参与教师课题研究覆盖率超过三分之二以上,在科研及课外学术活动取得较好的成绩。生物工程本科生的作品获得全国大学生节能减排大赛、第十三届“挑战杯”大学生课外学术科技竞赛等多项奖项,发表学术论文多篇。
2.实习教育是生物工程专业实践教学环节的一个重要内容,了解现场的生产状况,认识并参与实际生产过程是培养学生工程实践能力和创新意识必不可少的重要环节。目前,本专业与赣州菊隆高科技实业有限公司、赣州中橙果业科技开发股份有限公司、江西科泰生物技术有限公司、赣州华露农业开发有限公司、赣州章贡酒业有限责任公司、赣南海欣药业股份有限公司、崇义章源钨业股份有限公司、赣州稀土集团有限公司等多家单位建立了紧密型校外实习基地,为学生开展生产实习、社会调查、课外创新活动和毕业论文创造了良好的条件。
3.生物工程专业毕业生就业率和就业质量明显提高。毕业生就业率均在90%以上,主要集中在生物资源开发领域,如双汇集团、赣州菊隆高科技实业有限公司、赣州中橙果业科技开发股份有限公司、江西科泰生物技术有限公司、浙江日升药业有限公司等企业。毕业生考研率平均30%左右,录取的高校90%以上为重点大学和中科院单位,如浙江大学、北京理工大学、江南大学、华南理工大学、中国科学院上海生命科学研究所、中国科学院广州能源研究所等。考研的毕业生在研究生复试面试过程中,充分体现了学生理论知识、实验能力和科研素养的优势,均取得了较好的复试成绩,显现了本专业以“特色学科建设”为导向的课程体系优化教育改革的生命力。
参考文献
电气工程与自动化专业
无论是国内还是中外合作的项目,这都是理科生报考人数较多的专业。这个专业适合数学、物理基础较好的学生,对学生的动手实践能力要求较高。
培养目标和要求:培养在工业与电气工程相关的运动控制、工业过程控制、电气工程、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术等领域,从事工程设计、系统分析、系统运行、研制开发、经济管理等方面的高级工程技术人才。
就业方向:毕业生主要从事电气信息工程领域内的工作,可以做科研与研发,也可以在相关企事业单位做项目管理、工程设计等。就业选择余地较广,从计算机公司、电力公司、通信设备公司,到设计院、研究所等。每年各类名企都对该专业的毕业生有较大的需求量,像华为、通用电气、施耐德等,就业起点高、平台广,收入较为可观。
护理学专业
在中外联合办学的项目中,护理学专业数目众多,很多医学院都开设护理学的合作办学项目。根据我国现状,各大医院每年对护理专业学生要求在专科学历居多,本科生本身就在应聘中非常占优势。而一旦拿到国外学历,更为进入理想的单位增加筹码。同时,国外对护士的需求数量也只增不减,出国做护士不仅有较高的社会地位,又有较高的收入水平,成为很多有志于从事护理工作的年轻人的选择。
报考护理学中外合作项目是一些成绩不是特别拔尖,又希望读一流医学院的学生的折中选择。因为其本科阶段涉及大量基础医学、临床医学基础课,中外合作项目又有更多学习国外先进理论的机会,并能提高英文水平。而如果继续读研,今后则可以从事护理科研、护理管理等工作,就业缺口也很大。更有一些学生选择直接在外方学校攻读硕士学位,考取相关国家执业资格后在国外从事护理或医生助理等相关工作。
培养目标和要求:培养学生既掌握现代护理学基本理论知识和临床护理操作技能,又熟练掌握护理专业英语以及涉外护理知识,具有对服务对象实施整体护理及社区健康服务的基本能力,又有一定的社会科学知识积淀,有人文情怀的高级护理人才。
就业方向:在医院、社区卫生服务中心、妇幼保健站从事临床护理和护理管理等工作,在各级疾控中心、卫生局等卫生行政部门从事行政工作,在各类卫生职业学校从事教学、科研工作,取得相关执业资格后从事专业心理咨询师、育婴师、私人家庭护理师、营养师等相关工作,从事专门的社工工作等。
生物工程专业
以“生物”和“工程”命名的专业名目众多,如生物医学工程专业、生物技术专业。生物工程与单纯的生物学有很大的区别,频见报端的转基因、DNA等是生物学的研究领域,主要是探究生物的奥秘。而生物工程更偏向于实用,在有一定的生物学的基础上,结合工程知识来开发相关的生物产品。如生物能源的利用、食品饲料、农药化肥等。
该专业本科生由于专业深度受限,直接对口就业选择余地较小,且竞争激烈。大部分学生都选择国内读研或海外留学。深造时专业选择余地较大,可以向生物基础领域如生命科学等,以及偏应用的工程领域,如制药工程、发酵工程等发展。所以本科期间借助出国的经历可以明确自己未来的规划,同时为选择海外大学提供便利条件。建议大家本科阶段努力学习英语,夯实理论基础。
培养目标和要求:培养具有生物学、工程学的坚实理论基础,具备生物工程学的基本实践能力,能在生物工程过程设计、控制、研究,和新技术、新工艺开发等领域工作的高层次专门人才。
就业方向:在环境、医药、食品、能源等行业,从事设计、研发、生产等相关工作;去质监局、商检等部门做公务员。
建筑学专业
建筑学是个让人很有成就感的专业,因为你能切身感受到自己的设计理念等以实物的形式呈现在眼前。而学习建筑学并不简单,因为涵盖的理论、技术复杂,体系庞大。很多学校建筑学本科都需要五年时间,所以一旦你明确了自己的兴趣,就要做好心理准备。
培养目标和要求:具备建筑设计、城市设计、室内设计、市政设计等理论基础与实操经验,有较高审美水准与鉴赏力的专门技术型人才。
就业方向:在各级设计院、建筑集团从事建筑设计;在房地产公司从事工程策划等;在艺术设计公司、装潢公司从事室内外装饰设计等;到相关中职、高职任教。
环境工程专业
二、具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式
建立科学的人才培养模式是人才培养的基础性工作。围绕着培养具有中医药背景的生物工程复合型人才这一目标,我校生物工程专业加强课程及教材建设,突出实践能力的培养,坚持继承与创新相结合,注重特色项目的培育,重视中药发酵工程、中药酶工程、中医药基因工程等中医药生物工程技能的培养,这也成为了专业建设的一大特色。
1实施课程改革,优化课程体系,注重中医药生物工程技术的培养
课程是教育的核心,课程水平决定了人才培养的水平。生物工程专业在课程设置上以优化学生知识结构、提高学生综合素质为主线,注重其多学科交叉的特点。在广泛学习调研国内生物工程专业人才培养方案的基础上,根据国家教指委制定的专业规范要求,对现有的课程体系进行了整体优化和调整。为加强学生实践能力的培养,增设了工程类基础课程,并增设了实训环节,以更好地促进学生综合素质的提高。我校生物工程专业在培养学生具备生物工程基本技能的基础上,注重中医药生物工程技术的培养,具有鲜明的中医药特色。除了开设细胞工程、酶工程、基因工程等通用课程以及工程制图、化工原理等工程技术基础课程以外,还充分利用学校在长期办学过程中形成的中医药学这一优势学科,开设了中医学概论、中药药剂学、中药复方药动学等课程。同时,在专业实验课中也融入了中医药相关的内容,而学生开放实验项目、本科毕业论文中与中医药相关的比例均高达50%左右。
2选用优秀教材,编写特色教材,融合鲜明的中医药特色
教材建设是制定人才培养方案和课程设置必备的基础环节,教学内容和课程体系的改革必然反映到教材上。制订教材建设规划,完善教材选用机制,以此保证教材选用的先进性及中医药特色。针对我校生物工程专业的特色,编写并出版了符合专业方向需要的中医药生物工程教材《生物与制药工程实验》,该教材既注重基础知识,又着眼于实用性及学科发展性,并结合了中医药特色的实验内容。这些实验内容在生物工程基本理论的基础上,注重中医药特色,对培养学生的动手能力和实验设计能力具有很强的指导性。
3构建实践教学体系,强化工程能力、实践能力的培养
实践能力的培养是高等教育教学的重点和特点,实践教学不但是生物工程专业本科教学的重要组成部分,而且是培养具有创新精神和实践活动的高素质工程技术人才的重要环节。生物工程作为一门实践性及应用性较强的专业,不仅要求学生具备深厚的理论基础,还应具备较强的实践动手能力。因此在人才培养过程中,如何强化工程能力及实践能力的培养是一个非常重要的问题。
(1)积极推进实验教学改革我校生物工程专业非常重视实验教学工作,在实验教学体系、实验教学内容、课程整合与优化、完善管理机制等方面进行了改革,以满足生物工程专业发展的需要。
①在实验教学体系方面,实行多层次改革,对课程实验教学、学生参与教师科研、毕业设计实验、开放实验项目、企业实训教学、实验设计竞赛等多个环节进行优化,建立更完善的实验教学体系。
②在实验教学内容方面,增加能更好地提高学生实践动手能力的设计性、综合性实验项目,减少验证性、认知性实验项目,促进科研成果向本科实验教学内容转化,并根据学科发展更新实验教学内容,引入特色实验项目。
③在课程整合与优化方面,对实验教学内容相关相承的课程,打破课程壁垒,进行课程整合,开设专业模块大实验,如将“基因工程”“、生化制药学”的实验课整合为“基因工程实验”,将“工业微生物学”“、生物工艺学”“、发酵设备”的实验课整合为“发酵工程实验”。“基因工程实验”将基因工程常用的实验技术串联起来,涉及基因克隆、菌种构建、工程菌的发酵、蛋白分离纯化、产品电泳与检测等环节,让学生在整个产品生产流程中了解各项技术,既有“点”、又有“面”,改变了过去实验课时少、实验内容孤立、交叉重复等现象。
④在完善管理机制方面,建立开放式实验教学平台,通过该平台实现信息、师生交流、资源共享、实验管理等功能。
生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,其广泛应用于化工、医药、食品、农业、能源、资源和环境等领域,近年来发展迅猛,尤其为人类健康问题的解决提供了美好的前景。因此,国内不少高校纷纷新设生物工程专业,生物工程人才的需求也逐年增加。
浙江中医药大学于2003年9月首次招收四年制本科生物工程专业学生,这是在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业,没有现成的经验可以借鉴。我们根据本校的办学优势和国家对生物工程专业人才培养的要求,对中医药背景下生物工程专业特色建设以及人才培养进行了探索。
一 中医药院校生物工程专业的定位与特色
目前全国已有百余所院校开设了生物工程专业,浙江省共有9所院校开设了生物工程专业,而全国中医药院校中仅三所开设了生物工程专业。由于在师资力量、教学条件、科研方向以及专业设置先后等方面的差异,办学方向及专业特色也不尽相同。如有些院校以溶剂和有机酸的微生物发酵,或以核苷酸及其类似物的微生物发酵,或以酶制剂工业,或以微生物发酵生产抗生素,或以基因工程,或以食品发酵、加工酿造,或以微生物与环境保护等为主要办学方向[1】。
在专业定位这个战略问题上,必须扬长避短,走特色发展之路。浙江中医药大学具有在中医药领域深厚的办学积淀和背景,因此我校生物工程专业的特色定位是:充分依托和发挥中医药大学的办学优势,注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用,培养面向科研、生产、管理第一线的一流中医药生物工程复合型人才。专业坚持以工为主、理工结合的方向,充分发挥多学科交叉渗透的办学特色,加强实践环节教学,培养适应行业需求、社会经济发展的应用型生物工程技术人才。
注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用,是中医药院校生物工程专业建设的一大特色。现代生物工程技术已用于中医药产品的开发、生产、培育及研究等方面,包括中药生物发酵、中药内生菌的分离、中药生物转化、酶工程应用于中药提取、中药细胞工程、中药生化分离工程等。医药产业已逐步成为支柱产业之一,而生物技术成果约有60%是用于医药业。因此,现代生物工程技术不仅可以应用于中医药领域,而且前景广阔,办好生物工程专业也将更好地促进中医药院校的教学、科研发展。
二 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标
根据国家教指委的专业规范以及社会需求与各类人才的专业特点,在大量调研和充分论证的基础上,结合办学特色,研究确定了生物工程专业的人才培养目标是:培养出具备生物工程基本知识、掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和技能,能在生物技术与工程及中医药领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 ‘在培养方向上,既要培养学生掌握生物工程的基本技能、基本理论和基本知识,又要注重现代生物工程在传统中医药中的应用与交叉融合,注重工程技术素养的培育,注重培养具有中药发酵工程技术、中药活性成分分离工程技术、能将细胞工程、基因工程应用于中医药研究的人才,充分发挥中医药背景的优势和特色,培养出社会真正需求,并能在中医药领域发挥一技之长的复合型人才。
三 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式
建立科学的人才培养模式是人才培养的基础性工作[2]。围绕着培养具有中医药背景的生物工程复合型人才这一目标,我校生物工程专业加强课程及教材建设,突出实践能力的培养,坚持继承与创新相结合,注重特色项目的培育,重视中药发酵工程、中药酶工程、中医药基因工程等中医药生物工程技能的培养,这也成为了专业建设的一大特色。
1 实施课程改革,优化课程体系,注重中医药生物工程技术的培养
课程是教育的核心,课程水平决定了人才培养的水平[3]。生物工程专业在课程设置上以优化学生知识结构、提高学生综合素质为主线,注重其多学科交叉的特点。在广泛学习调研国内生物工程专业人才培养方案的基础上,根据国家教指委制定的专业规范要求,对现有的课程体系进行了整体优化和调整。为加强学生实践能力的培养,增设了工程类基础课程,并增设了实训环节,以更好地促进学生综合素质的提高。
我校生物工程专业在培养学生具备生物工程基本技能的基础上,注重中医药生物工程技术的培养,具有鲜明的中医药特色。除了开设细胞工程、酶工程、基因工程等通用课程以及工程制图、化工原理等工程技术基础课程以外,还充分利用学校在长期办学过程中形成的中医药学这一优势学科,开设了中医学概论、中药药剂学、中药复方药动学等课程。同时,在专业实验课中也融人了中医药相关的内容,而学生开放实验项目、本科毕业论文中与中医药相关的比例均高达50%左右。
2 选用优秀教材,编写特色教材,融合鲜明的中医药特色
教材建设是制定人才培养方案和课程设置必备的基础环节,教学内容和课程体系的改革必然反映到教材上[4]。制订教材建设规划,完善教材选用机制,以此保证教材选用的先进性及中医药特色。针对我校生物工程专业的特色,编写并出版了符合专业方向需要的中医药生物工程教材《生物与制药工程实验》,该教材既注重基础知识,又着眼于实用性及学科发展性,并结合了中医药特色的实验内容。这些实验内容在生物工程基本理论的基础上,注重中医药特色,对培养学生的动手能力和实验设计能力具有很强的指导性。
3 构建实践教学体系,强化工程能力、实践能力的培养
实践能力的培养是高等教育教学的重点和特点,实践教学不但是生物工程专业本科教学的重要组成部分,而且是培养具有创新精神和实践活动的高素质工程技术人才的重要环节。生物工程作为一门实践性及应用性较强的专业,不仅要求学生具备深厚的理论基础,还应具备较强的实践动手能力。因此在人才培养过程中,如何强化工程能力及实践能力的培养是—个非常重要的问题。
(1)积极推进实验教学改革
我校生物工程专业非常重视实验教学工作,在实验教学体系、实验教学内容、课程整合与优化、完善管理机制等方面进行了改革,以满足生物工程专业发展的需要。①在实验教学体系方面,实行多层次改革,对课程实验教学、学生参与教师科研、毕业设计实验、开放实验项目、企业实训教学、实验没计竞赛等多个环节进行优化,建立更完善的实验教学体系。②在实验教学内容方面,增加能更好地提高学生实践动手能力的设汁性、综合性实验项目,减少验证性、认知性实验项目,促进科研成果向本科实验教学内容转化,并根据学科发展更新实验教学内容,引入特色实验项目。③在课程整合与优化方面,对实验教学内容相关相承的课程,打破课程壁垒,进行课程整合,开设专业模块大实验,如将“基因工程”、“生化制药学”的实验课整合为“基因工程实验”,将“工业微生物学”、“生物工艺学”、“发酵设备”的实验课整合为“发酵工程实验”。“基因工程实验”将基因工程常用的实验技术串联起来,涉及基因克隆、菌种构建、工程菌的发酵、蛋白分离纯化、产品电泳与检测等环节,让学生在整个产品生产流程中了解各项技术,既有“点”、又有“面”,改变了过去实验课时少、实验内容孤立、交叉重复等现象。④在完善管理机制方面,建立开放式实验教学平台,通过该平台实现信息、师生交流、资源共享、实验管理等功能。
(2)建设特色实验室,加大实验室开放力度
我校生物工程专业建有生化分离工程、发酵工程、细胞工程、基因工程、化学合成和化工原理等特色实验室,面向全校开放。每年承担150余项开放实验项目供全校学生选择,内容涉及生物工程各个方面,通过这些实验项目可以提高学生的综合素质及科研能力。同时,根据学生的科研兴趣及就业方向,分不同专业方向,通过实行科研导师制、撰写论文以培养学生的实践动手能力和创新意识,如采用发酵工程技术培育药用菌(中药)、中药成分分离分析工程、中药制剂工艺、细胞工程、生物制剂等不同方向。
(3)注重实习实训基地建设,培养合格的应用型人才
通过学生实习实训基地的建设,改善实习教学条件,培养学生的工程实践能力。通过打通校企联系渠道,使企业全方位参与人才培养工作。除建立校内实训基地外,与多家校外具有中医药特色企业签订了合作协议,建立了校外实习实训基地。校企合作建立人才培养基地,为学生跨专业、跨学科、跨行业的社会实践提供平台,使企业中具有丰富生产实践经验的工程师作为专业师资的补充,为培养具有较强实践动手能力的生物工程应用型人才提供了有力保障。
总之,浙江中医药大学在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业,没有先进的经验可以借鉴。根据专业建设和人才培养的实践,探索出了现代生物工程与传统中医药交叉融合这一专业特色,并确定了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标。围绕这一人才培养目标,对生物工程专业人才培养模式进行改革,通过优化改革课程体系、编写选用特色教材、构建强化学生工程能力与实践能力的实践教学体系,最终形成了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式。这将为中医药院校生物工程专业建设和人才培养提供—个良好的理论支撑,也将为中医药院校其他非传统专业(传统专业指中医、中药等)的开设提供参考。
参考文献
[1]万海同.中医药院校中生物工程专业的人才培养模式与实践研究[J].中医教育,2010,29(4):4-8.
本文通过问卷调查现代科技学院生物工程专业学生自信心、专业了解、就业意向、学校教学、学习能力、学习态度,给出了相应对策。
1问卷调查结果和分析
选取了现代科技学院生物工程专业学生进行了问卷普查,共发放问卷189份,回收问卷175份,有效问卷175份,其中06级54份,07级56份,08级65份。
①从表1中分析表明学生有比较强的自信心,与一二本同学相比32.6%的学生认为比他们有优势没什么区别的占41.7,根据SAS计算表明三个年级学生的差异不明显。并且认为有优势的选择从低年级到高年级依次递增。原因可能是随着年龄的增长,学生的心理日渐成熟,人生观和价值观更好的形成,分析问题越来越理性。
②对于本专业的喜好程度68.6%的学生表明非常喜欢或比较喜欢,在对专业无所谓和讨厌的学生群中,06级的学生高达48.1%。高考志愿项表明我院生工专业学生69.7%为非第一志愿录取,很多是被调剂过来。在对专业的了解度调查中61.1%的学生对专业了解不够和不了解,而学校专业介绍这一因子中62.8%的学生认为学校的专业介绍不够或欠缺,其中06级高达76%。对于专业意向3个因素的调查表明,学生对今后从事本专业相关工作的兴趣很大,66.3%的学生愿意从事,方差分析结果差异不明显,只有9.1%的学生不愿意。然而与之相反,学生对专业就业方向了解甚少,高达72.5%的学生有些了解或者根本不清楚自己的就业方向,其中06级达90.7%。与此同时,学生对就业前景也不看好,35.4%对就业悲观,其中06级更达到57.4%以上三个层面说明我院生工专业学生在对专业的认同感上有所欠缺,对专业的不喜爱,导致了学习目的性的不明确,就业状况加重了学习兴趣的低迷。
③学生对于学校的课程设置关心度不够,37.1%的学生属于有什么就上什么课。对于教师,调查数据给予了较高的评价,72.0%的学生认为教师有较高的专业素质。学习能力上从专业课和非专业课两个方面调查,两方面的数据表明2/3左右的学生认为课程难度适宜,高年级的数据明显高于低年级,Duncan分析表明08级和06、07级存在着明显的差异。对于学习态度的3个因子的分析中,学生对专业信息和知识的关注度过低,经常关注的只占6.8%,大部分学生只能偶尔关注,另外24.0%的学生只有在迫不得已(如课程作业需要)才会查找。68.6%的学生对电脑在学习和娱乐功用有比较合理的尺度,但依然有31.5%的学生处理不好两者的关系,三个年级中08级明显高于高年级。对于专业的讲座方面,能够主动去寻找的学生数量过低只占4.6%,68%的学生需要通过行政命令才能去听,27.4%更是从来不关心或者逃避这类型的讲座。通过Duncan分析06级和07、08级差异显著,06级显著优于低年级。以上三个层面表明:学校有较好的软硬件条件,学生的学习态度不端正,学习目的不明确,学习不主动,比较浮躁,自制力差等现状。
2促进学风建设的对策
影响学风的因素是多方面,针对从调查中发现的问题,通过对成因的分析,笔者提出以下建议,以进一步改善和提高独立学院生物工程专业学风。
①加强思想政治教育。独立学院学生性格比较张扬、叛逆,在经过高考的挫折之后相对于一二本的学生会有自卑心理。加强思想政治教育首先要进一步增强学生的自信心,让他们破除掉“破罐子破碎”的心理,树立起远大的目标。其次克服浮躁心理,变被动为主动,增强学生的责任心,变“要我学”为“我要学”,引导学生树立积极向上良好学风。再次,加强学生自我管理、自我教育、自我服务的意识,培养独立人格。最后,了解学生的思想动态。把握学生学习目的,针对学生思想实际适时开展理想信念教育、爱国主义教育、感恩教育,引导学生树立正确的人生观、价值观,学会深入地看待问题,理性的思考问题,
②坚持不懈进行正确的专业引导。有计划有步骤的进行专业引导,一年级侧重于对专业全面系统的介绍,使学生明白生工专业的学科框架,学科地位,专业前景,清楚基础课与专业的关系。二年级侧重引导学生关注科技前沿,接触课外科技活动,以课外科技带动学生专业学习兴趣。要求学生早进实验室,早参加专业课题,形成学生之间的“比、学、赶”的局面。
三、四年级引导学生关注社会需求,引导学生参与社会实践实习,了解社会需求动态,明确专业学习方向。
0 前言
生化分离工程是生物工程专业四大主干专业课之一,在全国各大院校的生物工程专业教学体系当中都占有举足轻重的地位。其课程内容综合性强,涉及物理学、化学、数学、生物学、机械学、工程学等相关领域背景知识;教学对象特殊,为面临学习压力和就业压力的高年级生物工程专业的学生;教学成果重要,课程内容在生物工程学生就业领域中发挥着重要作用,相关企业在生化分离工程方面的投资一般占总投资的70%左右[1]。这门课程的学习可以说是关乎生物工程专业学生就业的命脉所在。
1 教学现状
生物工程专业的飞速发展,关于生化分离工程课程的改革和创新也势在必行[2]。作为一门重要的工程类专业课,生化分离工程一般被安排在经历过一些实习后的高年级教学中。我校目前生化分离工程的教学时间安排在大四的秋学期,学时为56学时,教学内容涉及预处理,细胞破碎,离心分离,膜分离,蒸发,萃取,沉淀,吸附,层析,电泳,成品加工等22个章节的内容,各个内容均为独立的操作单元,但又密切联系,使得课程内容纷繁复杂;随着分离技术和上游技术的不断进步,一些新的分离技术涌现出来如:离子液体分离技术,也需要加入到课程内容当中,课堂中需要给与学生的信息量猛增,课堂容量扩大的要求愈加强烈;作为教学对象的高年级学生在大四秋学期面临着考研和就业的压力,普遍存在课余时间紧张,课堂吸收效果下降的问题;课程内容的实验环节需要的大型或贵重设备较多,仅仅依靠目前学校实验室建设条件不能够完全满足课程内容的实践。
目前,针对生化分离工程教学过程中面临的问题国内各个高校一般采用理论教学与实验教学相结合的方式来扩充教学时间和改变教学方式,以期能够提高教学效果。如:天津大学、华中科技大学等配合理论课同步开设生物分离实验课,本校也采用这种方式进行了生化分离工程建设;南京工业大学、华侨大学、浙江大学等在理论课结束后开设“生物工程专业实验”,将生物分离的单元操作实验融入了“生物工程专业实验”课程之中;华东理工大学、北京化工大学等开设了包括基础实验、综合实验及创新实验的三个层次实验教学体系,结合认识实习、毕业实习及毕业论文等实践训练,强化学生理论与实践结合,重在实践,使学生系统掌握实验技能[3]。
理论教学与实验教学相结合的方式无疑从较高的视野上很好的提高了教学效果,但目前各高校采用的结合方式为简单的累加结合,甚至存在脱节的情况,导致不仅没有很好的提高理论教学的效果,更是扩增了课时,降低了效率,分散了学生学习重要知识的注意力[4]。此提高生化分离工程课程教学的效果就必须从更贴近专业教学,更细致的创新角度在短时间的课堂教学内传授给学生更多的信息量,就必须有机的联系除了课程实验以外的各个实践环节,提高教学效果,增加教学成果的实际应用能力。
2 课程改革的新思路
2.1 建立明晰的内容主线
由于生化分离工程课程内容涉及的知识面广,内容多,因此建立两条课程内容知识主线,横向和纵向把握课程精髓内容,以点牵线,可以让学生抓住知识内容的纲领,快速把握学习脉络。
横向主线以建立单元操作间的联系为主,将分离原理类似的单元操作相联系,达到触类旁通的目的。这条主线的建立,尤其应该结合学生已经掌握的大学物理,无机化学的基础课的知识,从最基础的原理出发,拓展向课程中的内容,帮助学生从基本原理抓住知识的关键所在,更可以从类似的基本原理鼓励学生发展创新出新的分离方法,如离子交换、等电点沉淀和电泳都是利用物质表面电荷分布的原理,因此在单元操作过程中对于电解质浓度和pH值范围具有严格的要求。
纵向主线以下游处理流程为主线,揭示由发酵液到细胞破碎再到初级分离、精制以及成品加工的整个过程。从生产的流程的角度为学生建立工厂中分离工段的整理概念,为就业后相关知识的应用建立基础。这条主线的建立应该以学生之前实习过的相关企业的分离工段为例,从感官的角度出发让学生更好的建立分离工段的立体工艺。如以金霉素发酵分离工段为例:从沉淀到板框过滤,到萃取,再到结晶干燥。使得学生深入感觉整个生化分离过程在实际生产中的应用。
2.2 有机融入专业教学体系
包括生化分离工程在内的任何一门专业课都不是独立于培养计划的理论课程,这就决定了对于课程的改革必须要从整个生物工程专业教学体系的高度建立合理的有机理论,才能够更好的进一步指导课堂教学的发展,更全面的引导了学生在学习专业知识过程中建立体系的主旨。
首先,对基础课设置应全面考虑专业课的需求,如生化分离工程课程对与化工原理的基本知识要求较高,因此在对化工原理的教学要求设置是应考虑全面为今后的专业课服务。
还有,有效安排专业课的开课顺序,生化分离工程主要涉及的是生化工艺下游的内容,因此在进行教学前必须对上游的知识如微生物和发酵工艺学的内容有过学习,才能更好的了解分离对象的组成,从而明确生化分离的目的。
在再有就是在设置专业的培养计划时就对各门课程的教学大纲进行细致考究,使生化分离工程的课程教学内容与其他生物工程专业课程有机结合,精简与其他课程有过多重复的内容,如包含体相关内容的介绍与基因工程重叠,细胞壁结构和化学组成与微生物重叠;类比相类似的课程原理,增加学生学习新知识的速度,如蛋白复性的内容与反应动力学中竞争性抑制原理相同,介绍时相互联系,既对已学的其他课程知识有所巩固,又加快了对新知识的理解。
2.3 密切联系实践环节
生物工程专业是典型的工科专业,专业的设置基础是建立在理论发展的实践应用。将生化分离工程理论课程的应用建立在整个本科阶段的实践就业过程当中。不仅仅拘泥于生化分离实验,更应该在整个本科教学阶段都对课程内容的应用有所体现。
在开课前的实践阶段,如:生物工程的工程教育和生产实习,在工厂参观和实习的同时,为学生介绍更多不可能出现在实验室中的大型生化分离设备,讲解生化分离的工序,从感官上给学生更多生化分离的概念;在开课过程中,进行密切贴合教学内容的实验课程,结合生化分离实验向工厂实际应用拓展,为学生就业后的生产操作讲清原理,铺平道路;对开课后的就业前毕业实习,要在实习过程中让学生亲自参与到生化分离的各个工段,将课堂中学到的理论应用于实践。
实践的过程是理论应用的环节,也是理论发展的源泉。在实践环节中鼓励学生对生化分离工程中学到的知识进行发展创新,也是促进教学改革的重要方式。引导学生进行科技创新,在毕业设计和毕业论文的环节发挥主观能动性,充分融入已有的生化分离工程知识,创造出新的科研成果,对生化分离工程的教学成果进行生化。
3 结语(下转第186页)
(上接第67页)生物工程专业是不断发展的专业,生化分离课程作为专业主干课也必须与时俱进、不断改革创新,适应人才培养的需要。课程改革的内容更是需要从事教学的教师不断开拓新思路,从教学环节的各个方面着手,努力提高课程的含金量,增加课程在学生就业及科研方向的实用性,为专业的快速发展增加动力。
【参考文献】
[1]赵世光,杨超英.生化分离技术课程教学改革的探索与实践[J].安徽农学通报,2009,15(23):181-182.
1.2学校和企业工程实训中心工程完成的课程设置及调整参与“卓越工程师”培养计划的生物工程专业的学生,利用六个学期的时间完成教学计划内的基础课及专业基础课的学习,从第七学期开始就进入企业进行相关的卓越计划的培养。在专业课程中,学生可以选择与企业生产方向相关的课程进行学习。如生物工程专业学生,可以选择与酶制剂企业生产相的《酶工程》课程在企业完成,也可选择《生物制药》在制药企业实训完成,还可以选择《生物工程》在生物酿造相关的企业实训完成。当然这些课程的完成主要靠学生自修和在校老师的远程协助来完成。学生所修的这些课程与企业的生产方向基本相一致,所以在修学的过程中,实际生产中的获得的知识与书本知识互为补充,做到能用理论知识来解决生产中的实际问题,真正达到“卓越工程师”计划的培养目标。在企业完成工程体验的同时接受企业工程实践教育中心教育,其考核由企业工程实践中心和学校的考核结合完成。但是为了鼓励学生参与工程实践,应当提高其在企业完成的专业课程学分,通常1-2门专业课程考核合格就能满足毕业要求,同时也能满足该学生从事本专业方向对理论知识的要求。也就是说增加卓越培养计划中学生在企业实训中心所完成的所修课程的学分。所选课程的考察分两部分完成,学校考核成绩占百分之四十,企业工程中心的考核占百分之六十。比如说,同样《酶工程》(或者《蛋白质与酶技术》)这门课程,非卓越计划的学生选修该门课程,考试合格后可获得2个专业学分,而卓越工程师计划的学生在企业学完该门课程并完成了学校和企业工程中心的考核合格后,可获得6个甚至更高点的专业学分。参与“卓越工程师”计划的学生所选专业课程必须与所选企业的生产方向相结合,这样更有利于学生的就业。真正做到“学了就能用,学以致用”。
2参与生物工程专业“卓越工程师”计划的学生毕业
设计的完成模式及其考核方式的探索毕业设计对于工科学生来讲,是非常重要的一门课程。就目前的情况来看,教学计划中非“卓越工程师”计划的学生用于毕业论文或者毕业设计的时间是第八学期,但是学生在第八学期“诸多”的事情要去完成:首先是找工作。找工作最先的一场场的招聘会需要去参与,导致毕业生每隔几条就得跟老师请假去参加招聘会,基本没有心思在实验室呆着;招聘会结束后,紧接着是一轮又一轮的面试,有时候学生还要求到北京、上海、广州等路途遥远的城市去面试,在就业形势如此严峻的今天,作为老师似乎不可以阻止学生去参加面试。于是,这样短短的一个学期毕业论文或者毕业设计时间,也就没剩几天能安安心心在实验室完成自己的毕业论文或者毕业设计了。其次是考研的学生。考研的学生当得知自己的考研成绩基本过线之后,就得准备研究生面试的初试、复试等工作;如果成绩不理想就得忙于调剂。参与“卓越工程师”计划的学生需保证充足的时间来完成毕业论文工作,而且他们的的毕业课题必须在企业的工程技术中心完成,由企业实训中心的工程师和本校老师共同执导完成,并在学校统一的答辩时间完成学校的论文答辩。其论文的考核成绩同样有两部分组成,企业工程师指导老师所给成绩和学校指导老师所给的成绩各占百分之五十。这样方能体现参与“卓越工程师”计划的学生在企业学习的重要性。
3“卓越工程师”培养的学生的预期目标
生物工程专业的“卓越工程师”计划旨在培养兼具扎实的生物工程基础理论知识和良好工程技术能力的人才,顺利完成学子们校园生活和企业工作的衔接。通过教师参与企业“卓越工程师”培养过程,学校与企业共同制订培养学生企业“卓越工程师”培养目标,适当缩短校内的纯理论的教学,加强实践教学并实现多模式的实践教学。在合作企业建立卓越工程师课程体系和教学内容,共同实施培养过程、共同建立质量培养评价体系。生物工程专业的“卓越工程师”的培养目标是保证学生完成校内的理论课和实践课程的选修之后,基本掌握了该专业方向的基本知识,进企业实训时,对企业实践生产是不陌生、不胆怯!一旦学生能够顺利完成校企的共同培养目标,包括专业课程的选修和毕业论文的执行,学生就能顺利完成了学校学习和企业生活之间的磨合。力保生物工程专业的“卓越工程师”们能在短时间内适应企业生产和生活。参与“卓越工程师”计划的生物工程专业的学生通过学习企业的先进技术和先进企业文化,深入开展工程实践活动,参与企业工程技术开发创新,培养学生的职业精神和职业道德,争取做到一毕业就能上岗并且能信任本专业的岗位工作。
4学生长期企业实习的安全问题的考虑
“卓越工程师”培养过程中有长达一年或者更长的企业实习,学生在企业的生产、生活过程中的安全问题由谁负责、如何负责,亟需政府和相关部门出台相关措施,使企业单位打消顾虑,能安心接受“卓越工程师”学生的实训培养,也让高校在安排“卓越工程师”学生企业实习时不用畏手畏脚。
(云南新兴职业学院)【摘要】 生物制药就是借助生物工程来合成制备有药物活性的生物制品并应用于制药工业的技术和过程,有时特指利用转基因动植物活体作为生物反应器生产药物。随着科技的发展,生物制药工业是生物工程应用研发中最活跃和进展最快的领域,已经成为世纪最具前途的产业之一。21世纪被称为生物世纪,世界上许多国家都不断加大对生物制药工业的政策扶持与资金投入,把生物制药工业作为优先发展的战略性产业之一。生物制药专业人才就业前景被看好。【关键词】生物制药;就业方向;就业前景【中国分类号】F416.7【文献标识码】A【文章编号】1004-5511(2012)04-0621-01 医药行业被称为“永不衰落的朝阳产业”,它包括医药工业和医药商业,其中医药工业按原材料来分,又可分为化学制药业、中药业、生物制药业及医疗器械业。而其中作为新兴产业的生物制药业更是被称为“朝阳产业中的朝阳产业”,那么生物制药专业的就业形势如何呢?是否跟生物制药产业一样是永远朝气蓬勃?近年社会对医科类毕业生的需求有不同的倾向,临床医学类人才有走俏的趋势,从事老人医学、保健医师、家庭护士、康复理疗、男性护士等职业的人才也将逐渐成为热门,而预防医学、口腔医学专业从理论上是有前途的,但从近几年就业状况看,却是比较困难,基础医学类与护理学类专业就业也不太理想。不同的是,药科类毕业生的就业前景普遍看好,总体上是供不应求,各医药公司、制药厂是吸收这类毕业生的大户,制药业对人才的需求是稳中有升,另外,医药界的贸易、经销、检验和医药信息管理等专业对技术人员的需求也将会增加。总理在题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话中指出,要运用生命科学推动农业和医药产业发展。积极发展转基因育种技术,突破创新药物和基本医疗器械关键核心技术,形成以创新药物研发和先进医疗设备制造为龙头的医药研发产业链条。透过温总理的讲话,我认为生物制药行业有着广阔的发展前景,可能会成为未来国内经济的一个重要增长点。
21世纪是生命科学大发展的世纪。生物科技发展将显著提高农业和人口健康水平。13亿中国人的吃饭问题必须靠自己来解决,根本要靠科技。要发展转基因育种技术,这是提高农业产量和改善产品质量的重要途径。科学家建议超前部署分子设计育种,大规模挖掘动植物种质中蕴藏的优异基因资源。健康科技、生物医药事关民生大计。要把生命科学前沿、高新技术手段与传统医学优势结合起来,研发适应多发性疾病和新发传染病防治要求的创新药物,突破应用面广、需求量大的基本医疗器械关键核心技术,形成以创新药物研发和先进医疗设备制造为龙头的医药研发产业链,大幅度提升生物医药产业的国际竞争力。2012生物制药获政策扶持,人才就业前景大好:一、2012年,生物制药领域频发喜报,医药行业生物制药自主研发受到国家多项政策大力扶持,企业人才招聘需求急剧攀升,而现有人才供给能力明显不足。二、生物制药获得国家大力支持:2012年1月4日,科技部了《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》,明确提出了涵盖生物医药在内的人才培养计划。该《计划》指出,到2020年,我国要培养和造就3-5名国际顶尖科学家,力争在生物医药、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保和相关管理领域培养造就一批领军人才和学科骨干;到2020年,力争培养和造就领军人才300-500名、学科骨干3-5万名;力争培养和造就30万名生物产业人才;力争培养和造就3000-5000名生物技术高级管理人才。国家对生物技术的如此大手笔人才培养计划让企业信心十足。三、人才供不应求:从英才网联旗下医药英才网的最新统计数据显示,截至2012年1月1日,医药行业生物技术、基因研究、蛋白质研发、生物制药中高级管理等职位的人才招聘需求全年同比增长117.5%,增幅火爆翻番。而医药行业生物技术研发人才的全年招聘需求同比增长121.7%,增幅超过行业总体增长水平。从数据上可以明显看出,医药企业对生物技术研发人才的迫切需求。而截至2012年1月1日,医药行业整体求职者增幅仅为24.5%,增长活跃度与企业招聘需求相比黯然失色。英才网联就业指导专家指出,今年国家提出对生物制药领域的多项支持是符合客观发展环境的。目前,国际上的生物制药领域发展快速而高端,而我国在这方面还处于起步阶段,基本药物的“原创作品”也甚少,从国家需求上看,我国的生物制药还有很大发展空间,因此,该类人才必将受到火爆追捧,就业前景也毋庸置疑。生物制药专业的毕业生主要有四个就业方向:
方向一:工业、医药、食品、环保等行业的企事业单位和行政管理部门的研发人员或技术员。该方向按照待遇及工作环境从高到低可分为以下几类: 1.跨国公司或较大的生物技术外企的技术支持;2.公务员或事业单位的检验员;3.生物技术服务公司或非事业型科研单位;4.生物制药厂、酒厂、疫苗公司等企业的技术人员。 方向二:大中专院校及其他教学单位的教师。由于目前的高校都向综合性大学的方向发展,因此高校对生物学教师的需求也有所增加。但高校对学历的要求较高,硕士毕业要想进一线城市的院校或重点大学有一定的困难。方向三:继续深造或出国。很多人是出于对生物制药的热爱而非功利性目的选择学习这个专业的,毕业时他们并不愿意放弃所学投身其他行业。要想成为生物制药领域的精英,必须具备很强的科研能力,因此他们当中很多人选择了考研,而研究生毕业时,考博或出国又成了他们继续深造的途径。方向四:转向销售、管理等行业。销售、管理类职位的门槛比较低,沟通能力、耐心和毅力是必备的素质。与其他职业相比,销售、管理具有更广阔的成长空间。对于他们来说,进入生产生物制剂、生物器材等产品的企业做销售、管理也称得上是学有所用。总体来看,具有将生物、医学与工程技术相结合的综合性生物制药专业人才就业前景被看好。这类人才需具备两方面技能:其一是新品研发,其二是仪器操作。生物医学工程领域、生物技术领域、生物信息领域、医疗卫生部门等相关单位对该类人才都有强大的需求。但目前国内限于专用设备,以及相应产品开发不够,就业还不太理想,大部分学生准备进一步深造或是投入到与制药行业相关的工作中。参考文献[1]文淑美. 全球生物制药产业发展态势;中国生物工程杂志, 2007,27(7): 117-121[2]李玉彬,钱晓璐,生物制药产业发展现状与趋势 - 现代农业科技,2010 年第 15 期
关键词
生物工程;综合实验;内涵发展;教学改革
以学生为主体,以学生为核心,以挖掘学生潜力为目标进行实验教学改革是非常有意义的尝试。生物工程是集生物化学、细胞工程、基因工程、分子生物学、微生物学、发酵工程、生物物质分离工程等众多生物技术的综合性学科,是一门实验性和应用性很强的学科。“生物工程专业综合实验”(简称“综合实验”)在本科生培养计划中占有非常重要的位置,是一门能使学生综合已学知识来设计和操作实验,对学生实验技能和实验方法进行综合训练的复合型实验课程[1-3]。加强实验教学是体现学科特点,提高教学重量的关键环节,在加强对学生的素质教育和培养创新能力有着重要的、不可替代的作用。
1生物工程专业综合实验的发展进程
我校重庆理工大学一直以来秉承“以产学研为特色,以理论研究和应用研究为主,突出为兵工和地方经济服务,以促进科技成果向产业和教学双转化为导向”的办学指导思想,自2002年生物工程专业建立后,学院就将“综合实验”作为一门独立的课程开设。课程目的一是强化学生对生物工程实验基本操作,二是培养学生综合运用专业知识和技能解决问题的能力。“综合实验”安排在第七学期末,学生在完成基础专业课和专业实验后,通过“综合实验”的学习和锻炼可对前期所学理论知识有更直观和深刻的认识。“综合实验”共72学时,经过了广泛调研和精心准备,总计开设12个试验项目。实验设置具有以下特点:一是专业学习和地区经济有机结合,实验选题主要以现有西南地区生物工程产业为主,结合专业学习中生物中游(发酵)和生物下游(分离)技术。例如“气体提升式反应器培养植物细胞”“废水生物处理及参数测定”“大豆异黄酮的超声提取分离纯化实验”等;二是基本实验技能和中试应用有机结合,即实现了学生在走向行业一线之前的大练兵,又增进其生产意识。例如“采用机械搅拌罐培养大肠杆菌”“发酵液的预处理及与滤饼质量比阻的测定”“酶制剂的盐析沉淀及酶活力的测定”“亚硫酸盐法测容积氧传递系数”等。“综合实验”内容全面、领域范围广,食品和环境都包涵在内,但也过于庞杂,学生做完实验后没有一个完整产品的生产过程概念,并且和生物化学实验有部分重复,如盐析沉淀和凝胶过滤实验。经过多年的教学总结,我们对专业综合实验不内涵式发展建设生物工程专业综合实验教学模式张丽杰(重庆理工大学药学与生物工程学院重庆400054)断调整和改进,删减和生化实验重复的部分,并把独立的实验整合成完整的生物技术综合实验,如下游分离实验,学生学习从酵母菌经过细胞破碎、过滤、脱除杂离子和蛋白质,最终结晶得到海藻糖晶体技术,使学生对整个下游生物技术过程有了整体把握,并在做实验的同时有机地应用其他学科所学理论。
2影响生物工程综合实验发展的瓶颈
2.1实验内容过于单一,学生选择的余地小
目前的综合实验主要集中在微生物的发酵、从酵母菌中提取纯化海藻糖,只是涉足生物技术领域中比较小的领域,不利于学生的就业。生物技术领域包括的范围很广,如生物制药、环境生物技术、食品、保健品、化妆品等,学生如果能够结合西南地区经济选择课题进行尝试创新实验,对他们创造力的开发和专业认知都会有所帮助,还有助于扩大就业面。
2.2实验教学模式单一,制约着学生创造性的发挥
目前生物工程专业综合实验还是按照老师准备实验药品、老师讲解实验内容、学生按照讲义步骤做实验、学生书写实验报告、老师批改实验报告的模式进行。学生没有自己的想法,完全按照老师的思路完成任务,出现问题不会思考,这对于本科教学是个致命的硬伤,学生的积极主动性及创造性完全被制约[4-6]。由于学生没有参与到试剂的配制、设备的选型和实验方案的制定,对生物技术的操作要领没有真正的掌握,如不明白试剂配制的精准会直接影响实验的结果,而在大学里缺失的一课在社会上可能会以惨痛的代价来弥补。在这种教学关系中,学生就像张着嘴等着喂吃的孩子,而老师就是给他们准备好饭菜的保姆,让人实在不敢想其后果。
2.3实践课各自一体,不能满足培养专业工程人才的培养目的
我校生物工程专业的实践课程的设置满足了本科教学要求,但实践课中的课程设计、生产实习、专业综合实验及毕业论文(设计)各成一体,使学生不能系统的掌握专业技能,无法把理论知识应用到实践中,造成了教学资源与时间的浪费。2.4实验内容的系统性还有待于加强生物工程专业综合实验目前只有下游技术进行了系统化,和上游及中游还没有完全整合。培养学生成为工程技术人才,对生物技术上游、中游和下游的完整理解和掌握是必不可少的,每个环节对生物技术开发和研究都非常重要,学生只有全面掌握才能灵活应用到实践中,并且增大就业面和就业机会。
3实验教学改革发展的方向
改革生物工程专业综合实验的教学模式,使学生能够由被动的接受老师灌输知识到主动积极参与实验,鼓励实验创新,增强动手动脑能力,培育毕业生成为真正适应社会发展的创新型人才。
3.1改革单一教学模式,鼓励学生自主创新能力
综合实验创新模式示意图由图1可知,改革后的综合实验以加强基础、拓宽专业口径、围绕区域经济,培养创新精神和实践能力,提高教学质量为原则,教师与学生采用平等讨论、切磋交流、协同合作的方式,形成以学生为中心的教学氛围。老师负责课题遴选[7-9],结合西南区域的生物工程优势和特色经济建立课题库。随着时间推移和社会发展,课题库可不断更新升级,确保综合实验的持续性、开放性和区域特性。而且,选题还充分兼顾了生物上游、中游及下游技术的完备知识体系,确保学生在增强能力的同时也为就业打下基础,更好地为地区经济服务。实验开展采用分组模式,兼顾学生独立思考和团队协作的能力锻炼,充分发挥主观能动性的同时也培养了团队合作意识,最终提升学生的综合能力。
3.2以创业为导向,将专业综合实验和课程设计、生产实习及毕业设计有机结合面对越发严峻的就业形势,为体现大学教育服务社会的价值,需要书本知识和社会发展有机结合。生物工程专业涉及到生物领域的方方面面[10-12],学生在大三掌握专业基础课及基本实验技能后,有意识地培养学生的创业思想。以《综合实验》为纽带,串联课程设计(第六学期)、生产实习(第六学期末)和毕业设计(第八学期),围绕区域特色课题进行全面系统研究。学生在掌握课程设计理论后到工厂企业进行参观实习,补充设计经验,然后选择课题进行试验(即生物工程专业综合实验),在毕业设计环节继续对该课题展开深入研究,并完成论文。在综合实验中鼓励学生敢于创新,即使是不成熟的想法也给予肯定和奖励。对于不成熟但具有可行性的想法,集中师生智慧和集体力量给予突破。通过系列培育,促使学生基本完成具有可行性的创业规划,其中包括最佳工艺路线的选择(可在专业综合实验、生产实习及毕业设计中完成)、市场研究报告(可在生产实习中完成)、工厂设计(可在课程设计、生产实习及毕业设计中完成)等。在实践过程中专业和实用的知识不断积累沉淀,为今后服务社会打下坚实基础。
3.3转变传统考核方式,制定以创新能力为核心的考核细则
改革后的专业综合实验将学生文献查阅、实验可行性分析报告、实验前准备工作、动手操作能力、分析解决问题能力、创新能力、团队合作精神等作为评分标准,而不单以实验结果的好坏判定,使成绩更能也可跟真实和全面地展示学生的反映学生的综合水平和创新能力。
4实施教学改革的方法和手段
4.1合理安排教学培养计划中的理论课和实践课
生物工程专业综合实验由上游、中游和下游三部分构成,由于上游技术(菌种筛选和基因工程实验)需要时间较长,可以在第五学期末分子生物学和基因工程等课程完成后安排一个2周的综合实验,让学生掌握微生物培养、分子克隆、PCR等生物技术。其他理论课可以适当增加实验课,有利于学生更好理解理论知识的同时,掌握单元操作技能,在综合实验时可以熟练利用基本实验操作为课题服务。如生物分离工程增加实验课程,使学生掌握过滤、细胞破碎、萃取、离子交换树脂、膜过滤等单元操作;发酵工程可以增加使用发酵罐实验课,让学生熟练掌握如何发酵的技术,而不是只在综合实验中涉及一次。另外综合实验可以安排在第七学期前期,避免和学生考研冲刺时间冲突。第七学期的理论课不宜安排过多,否则学生精力不够,弱化实验效果。
4.2打造专业教师团队,培育创新型人才
本专业教师要互相沟通,避免重复讲授某一知识点或某一实验技能,把课程设计、生产实习和专业综合实验、毕业设计结合起来,在兼顾教师科研项目的同时,以培育学生为目标,帮助其完成感兴趣的课题或者引导学生整体把握项目的意义。
4.3加强横向合作
与其他高校、工厂企业、科研机关建立实质合作关系,互惠互利地引进和共享资源。使学生能够根据需要走出课堂,参观学习实际生产工艺和技术设备,增加对本专业的认同感和学习动力。
5结束语
改革后的综合实验实现了四个转变:由知识传授为主转变为知识与能力并重发展;以理论传授为主转变为理论与实验并重;以硬件建设为主转变为软件硬件协同发展;校企分开培养转变为校企合作培养。综合实验具有可持续性、开放性和区域特色,更能提高学生对本专业学习的兴趣,在教学中培养创新氛围,让学生养成创新习惯和提高创新兴趣。通过专业综合实验教学模式的改革,使学生由被动学习变成积极主动学习,在巩固所学理论知识的同时,建立创新合作机制,真正做到学以致用,为学生走向社会、创业和继续深造打下坚实的基础,成为符合社会发展与具有全球竞争力的人才。
参考文献
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