生物工程专业论文范文

时间:2023-03-16 17:44:04

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生物工程专业论文

篇1

在进行学院转型和专业教学改革的过程中,需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应,首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致,只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应,有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外,学科的发展和改革离不开学校转型的帮助,只有遵循学校转型的规划和方向,才可以实现有效的学科规划。总而言之,两方面都是息息相关、相辅相成的,只有两者积极配合,才能够实现有效的教学改革和教学实践。

2.学生特点与专业改革相融合

在进行教学转型和教学改革过程中,还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体,无论是专业教学还是院校的转型,学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革,无论改革理念有多么先进,这些改革注定是要失败的。所以,在进行教学改革和教学转型时,必须要实现学生与教学的一致,实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一,只有如此,才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。

二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题

1.学科定位、专业设置不够合理

生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理,这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题,课程比例不协调,一般课程和专业课程的比重不够和谐,往往容易造成专业课程稀少,一般课程较多的现象,不利于学生专业能力的提高;学生数量不稳定,每年的招生计划不够稳定,这必然不利于对人才的培养;在就业上,由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善,使得就业也成为了一大问题。

2.教学理论与实践矛盾突出

在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生,使教学秩序混乱,理论化过于严重,实践性很差,这必然不利于学生本身的成长。可见,理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。

3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型

教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中,考核方式单一模式化,这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养,抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核,在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好,所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功,很少有自己的精力和时间去研究教学,无法和学生展开深入探讨和分析,这对于教学实践和教学改革是相当不利的,只有加速教学改革,深入院校的教学转型,才能够不断地提高教学质量,为国家和社会培养出更多优秀人才。

4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要

学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量,学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件,那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到,学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在,归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”,我们要始终相信学生的潜力是客观存在的,关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此,要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型,就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力,提高他们的潜在素质,提高他们的根本实力,适应教学改革。

三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型

1.学校加强顶层设计,从整体上把握改革方向

实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型,首先要站在学校的立场加强顶层设计,从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声,在管理制度,对教师考核晋级,对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度,站在人性化的立场进行分析,结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向,科学、理性地把握改革目标,力求实现成功的教育转型。

2.彻底改变课程设置与教学模式

要彻底改变原有的,不合理的课程设置方式和教学模式,调整理论课和实践课的比例,不断地强化素质教育,特别是对生物工程专业来说,要逐步改变重理论课、轻实验课,重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力,重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式,不断强化实践课的学习,在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力,提高他们的创新能力和思维能力,只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。

3.加快师资结构与教师队伍的转型

加速师资结构的调整和教师队伍的转型,首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线资深人员进课堂讲课,培养理论实践结合型教师队伍;其次,加强对在编教师的引导和时间能力的培训,尤其是对年轻教师的引导和培训,他们充满激情与活力,精力充沛,干劲十足,要鼓励他们多下企业,沉到生产一线,打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导,这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师,应该让他们继续开展理论教学活动,因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说,要加强对他们的重点培训,让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力,不断地提高他们自身的素质。只有这样,他们在教学中才能够做到游刃有余,为学生进行有效指导,从而提高学生的学习效果,促使他们进步和成长。

4.学校加强学生实践基地建设

生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求,因此,要想增强学生的实践能力,可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言,可以与社会上的企业进行合作,让学生有地方实习,有机会练手,或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼,不断地强化学生的实践能力。不仅如此,学校也可以增设实验室,给予学生充足的课外空间,给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之,只有加强学生的实践能力,才能够从根本上促进他们成长,为他们以后的工作打下良好的基础。

5.改革对教师的评价方式

教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在,要改变传统错误的教师评价方式,尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式,从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难,因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策,单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨,但实施很难。另外,教师也要提升个人的内在自觉,不断地强化他们的软实力,塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感,增强个人的责任意识和奉献精神。总之,要善于从多方面来加强对于教师的培养,不断地进行师资的整顿和教育,只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长,培养更多优秀的人才,为国家和社会贡献自己的力量。

篇2

本科生毕业设计(论文)是工科高等院校教学计划中最后也是最重要的教学环节,占用一个学期,达大学教育阶段的八分之一。这一教学环节能培养学生查阅文献资料、使用各种工具书、应用计算机、外文翻译、工程设计与科技论文写作等方面的能力,提高学生的调研能力、实践能力、动手能力、社交能力,同时通过毕业答辩培养和强化学生的材料组织能力、讲演与口头表达能力、反应敏捷能力。东北电力大学生物工程专业的教师经过多年的教研总结出:这些培养目标仅靠在校园里苦读书本、纸上谈兵是根本不可能实现的,要提高毕业设计(论文)的质量,提高学生的综合素质,增加学生就业的机会,只有到社会实践中去,走学科交叉、产学研合作办学之路。

一、改革的措施

1.采用多元化毕业设计(论文)模式进行个性化培养

将参与毕业设计(论文)的学生分为考取研究生进一步深造型、签约就业型和自主创业型三类。根据不同类型学生特点,进行个性化培养,指导教师有针对性开题,学生根据自己的特长并结合自己的毕业去向选择合适的毕业设计(论文)题目;也可以让学生根据自己的兴趣提出新颖创新的毕业设计(论文)题目,由专业教师把关审题;也可支持学生到就业单位或实习实训基地做毕业设计(论文),可使学生受到正规的科技开发训练,熟悉未来工作单位的环境和要求,提前完成由学生向工程技术人员的角色转换;支持学生参与大学生"综合性、设计性、研究性、自主开放型"实验项目的研究,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛,为日后的就业、创业和研究生学习打下良好的基础;支持考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究。这些措施能极大地激发学习的积极性,对增强我校学生的社会竞争力具有非常重要的意义。

2.建立和完善独具特色的多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地

积极探索与企业联合开展科学研究、产品开发、共建研究等产、学、研合作模式,企业借学校人力资源进行研发工作,学校利用企业条件培养人才,互利互惠,建设一批工程实践基地,形成长期稳定的合作关系;学生作为生力军,直接参与工艺设计、产品研制、科技开发工作,锻炼了学生的工程能力,形成了特色。我校地处各大类企业门类齐全的东北老工业基地的吉林省,有优越的校企联合优势和校企合作传统,同时,各企业中的工程技术人员和管理人员很多是我专业的毕业生,因此可依托本地建立多元化毕业设计(论文)联合指导企业基地,在培养一批校外兼职指导教师同时,也解决了教学设施和工程训练场地不足及到企业实习只能以参观形式进行的困难,为学生工程能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障。

3.建立和完善实效显著的校内工程训练基地

利用校内资源条件,发挥学科优势,依托我院学生科技园、应用化学特色专业、省水处理实验中心组建了培养学生工程能力的校内工程训练基地,为毕业设计(论文)的顺利进行提供了有力保障。

4.对校内指导教师进行工程实际能力再培训,增强题目的工程实用性

近几年,我专业引进了一批青年教师,他们的学历高、综合素质高,但没有工厂企业工作的经历,缺乏深入的工程背景。因此,每年安排青年教师在学生到单位进行毕业设计(论文)过程中也下到企业锻炼,亲身体验工程实际和生产管理运行过程,积累工程经验,既可提高他们的理论教学水平和科学研究水平,同时,也能提高毕业设计(论文)的指导水平。

5.建立可操作性强的质量保证和评价体系

针对不同方式的毕业设计(论文)情况,制定相应的工作计划要求及联合指导协议书等教学文件,以保证毕业设计(论文)的有序进行。为考核学生的培养效果,制定了学生毕业设计(论文)质量评价内容和指标体系,提出了评价的操作及过程控制方法。在毕业设计(论文)中实行10~15%的末位复审制,保证了毕业设计(论文)的质量。

二、改革的可行性

"学科交叉、产学研结合"毕业设计(论文)新模式的研究与实践是一种有益的尝试,它是教师的一种自觉需求,教师既可以寻找科研立项课题,也可为企事业单位解决一些实际问题;同时在为社会服务的过程中,学习生产新技术,反过来又促进教育质量的提高,最终为教师提供了一个施展才华的更加广阔的空间,有利于高校双师型师资队伍的形成。

这种模式也是学生渴望的,学以致用,用才是学习的终极目标。一方面考研学生参与教师的科研课题,提前进入研究生课题的研究,激发学习的积极性,也提高了我专业研究生的综合素质;同时有计划地指导学生在毕业设计(论文)过程中申请校级、市级、省级乃至全国的自主创新科研项目,参加大学生节能减排等社会实践与科技竞赛。另一方面企事业单位委托的课题具有很强的实用性,学生真题真做感兴趣,更易激发他们的创新潜能,培养合作和团队精神,提高综合素质;同时,企业在这个过程中也能了解到学生的真实情况,及时与优秀学生签订就业协议,在一定程度上防范人才流失,增加了引进人才的可靠性,节省了培训费用。

通过这种模式的实践有效地缓解了我们专业实验资源不足的问题,充分利用企业或科研院所的实验设备作为学生毕业设计(论文)实验的有益补充,能有效地缓解学校因扩招而造成的资源紧缺的状况,提高了企业与科研院所实验设备的使用价值。

三、结束语

这种新模式的研究与实践有利于造就优秀的应用型本科人才,可全面提高我专业的教学质量,是我专业教学改革的方向,符合高等教育综合化的发展趋势。

参考文献

[1]冀满祥.本科毕业设计(论文)质量控制的实践与思考[J].山西农业大学学报(社会科学版),2005,2(4):142-143.

篇3

毕业论文,指专科毕业论文、本科毕业论文、硕士毕业论文、博士毕业论文等,即写作并提交的系统研究论文,是教学或科研活动的重要组成部分之一,是整个高等教育时期的技能总演练。其主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,理论联系实际,独立分析问题、解决实际问题的能力,使得到从事本专业工作和进行相关研究的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识,学会综合运用所学知识进行科学研究的方法,对所研究的题目有一定的感触。生物工程专业的毕业论文是本专业学生的重要教学环节之一,本文尝试在理工科背景下探讨生物工程毕业论文质量检查与控制方面问题,以期望建立合理考评机制。

由于毕业论文工作具有系统性特征,是前面的理论和实践教学的综合,根据影响理工科毕业论文质量的因素,在毕业论文质量监控系统中划分了三个监控阶段,分别是论文前期质量监控、论文中期质量监控、论文后期质量监控。

一、生物工程专业论文前期质量监控

1.指导教师监控机制

学生能否按规定的要求,保质保量地完成毕业论文任务,指导教师起到核心监控作用。教师的知识结构、学术水平、教学经验、工作作风、工作责任心等,都对毕业论文指导效果发挥影响。指导教师应有曾经独立指导或协助指导过毕业论文工作经验,在以往指导毕业论文过程中认真负责、学生反映良好、毕业设计完成较好。生物工程专业属于理工科,除了有良好态度外,还要求指导教师有较高的科研素养。

2.选题监控机制

为了较好地开展毕业论文选题工作,在第七学期教师应该下达关于毕业论文选题的工作。学生可以结合教师的科研选题,学生确定后,指导教师介绍课题的基本要求,并提供一部分资料。学生自行选题,学生根据实际工作或者实习情况,对未来所从事的工作有明确想法,对未来工作有应用价值,可以进行这个方面的研究选择,但指导教师必须严格控制,学生必须写出提纲和内容摘要,明确研究目的方向。生物工程专业毕业生选题来源也无非这几个方向,对于重实验、重数据的专业来说,更是需要在选题的时候把控好方向。

3.开题监控机制

开题环节是做好毕业论文工作重要部分,督促学生完成好开题报告能够控制意外的发生。课题内容是否适合学生的能力,能够在规定时间完成,选题是否存在过大或者过窄,是否需要更换题目,通过审查开题报告内容发现研究路径和方法是否合理。论文结构是否恰当。这个环节做充足,能够减少重大失误,提醒学生在研究课题过程中应注意的问题和环节,对研究困难有一定预见性。生物工程的毕业生更是应该在这个环节做充分准备。

二、生物工程专业论文中期质量监控

1.学生态度监控机制

重点监控毕业生参加毕业论文的态度、自觉性,时间与精力是否有保证等。由指导教师组织、安排,要求毕业学生汇报课题进展情况,回答指导教师提出的问题,对毕业论文中存在态度问题的学生及时进行批评、警告,及时指明努力方向,采取补救措施。任何专业都需要强调毕业生个体的努力,对于毕业生的学习风气应该常抓不懈。

2.指导教师过程监控机制

通过调查、座谈、问卷等形式对指导教师履行职责的情况进行监控、督促指导教师抓紧后期指导。主要检查按课题制定毕业论文任务书,及时下达情况;推荐相关参考资料等情况;落实毕业论文经费和开展课题研究所需条件情况;指导学生制定计划情况;现场指导的方式和方法;教书育人情况。对于理工科来说,还要求指导教师教会大型仪器设备使用,指导数据处理、指导数据分析等工作。

三、毕业论文后期质量监控阶段

1.论文答辩前监控

院系检查学生是否按毕业论文要求完成所有工作,对学生成果验收和答辩资格审查,确定学生答辩资格。毕业论文成绩一般采用五级计分制:优秀、良好、中等、及格、不及格。指导教师、评阅教师对学生的论文进行评定。指导教师主要关注选题意义、材料选择及组织能力、结构框架、基础理论的运用及分析能力、论文的学术水平等;评阅教师主要关注选题意义、论文难度、结构、资料使用、论述、运用能力等方面,只有指导教师和评阅教师给出的成绩达到及格,才能进行答辩。

2.论文答辩过程监控机制

答辩分组进行,指导教师回避,互相答辩对方的学生。严格控制论文质量,要求学生突出自己的工作,时间一般为15分钟,由答辩教师根据具体研究提问关于研究相关情况,时间一般为10分钟。论文答辩的评分要素为:论文选题、论文难度与工作量、语言组织、回答问题的圆满程度、论文的思路、基础知识的运用、相关知识面、对论文所涉及问题的理解程度等方面。采用指导教师、评阅教师和答辩小组三级评分体系,其中指导教师、评阅教师、答辩委员会的评分求和权重分别为50%、20%、30%。

总之,建立一套全面的毕业论文质控体系能最大限度地保证生物工程专业毕业生的教学水平。

参考文献:

[1]陈家新.高校本科生毕业论文中存在的问题及对策[J].教育科学,2002,18(2):43-44.

[2]韩玉志.高校本科毕业论文中存在的问题及改革对策[J].中国高教研究,2000(9):78-79.

[3]何颖.加强毕业论文管理是提高毕业论文质量的重要保证[J].黑龙江高教研究,2001(5):43-45.

[4]施小平.试论高校毕业论文(设计)的全面质量管理[J].高教探索,2006(4):62-64.

篇4

一、现状分析

生物工程专业于1998年经教育部批准在高校开设,在本科专业目录中明确隶属于工学的生物工程类,包括了原来的生物化工(部分)、微生物制药、生物化学工程(部分)、发酵工程等4个专业,从而大大拓宽了专业口径。郑州大学于2008年开办生物工程本科专业。此前该校开设有生物技术、制药工程2个相近专业,分别归口于生物工程系和化工与能源学院。两专业办学规模稳定,已经形成较完善的教学和实践(实验)体系。而生物工程专业在实验体系(实验课程、实验教学内容、实验室建设)、实习环节(实习类型、实习方式和实习基地建设)等方面则面临着软硬条件不够、办学经验不足等重大挑战。这些因素严重制约着学生实践技能的提高和专业人才培养质量的提升。办学近4年来,我们发现在学生工程素质和实验技能培养方面存在以下几个主要问题:

1.生物工程实验模块体系尚未完全建立,部分课程缺少实验,不但影响教学效果,还易导致学生产生“重理论,轻实验”倾向,这对培养高级应用型人才极为不利。

根据教育部教学指导委员会“生物工程专业规范”,为提高学生的实践能力和创新精神,生物工程专业必须加强实性践环节的教学,构建实践性环节教学体系,着重培养以下能力:实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实践能力等。实践教学应包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、社会实践、科技训练、综合论文训练等多种形式。此外,也明确规定了该专业的主干学科应该包括生物学、化学、工程技术学三个领域。相应的实验课程也应该在这些方面得到体现。然而在实际办学过程中,涉及到生物学领域的生物分离工程、发酵工程、生物工艺学的相关实验,以及涉及工程技术领域的工程制图和生物工程设备的相关实验,却因受限于实验室设备、师资队伍条件等原因未能正常开设、或开设课程内容简单肤浅,没能达到提高培养应用型人才的实践创新能力的要求。因此,现有的专业实验构成现状,难以给学生提供独立思考、探索与发挥的空间,难以发挥专业基础实验对学生实验技能和操作技能培养的作用,难以适应企业用人单位的需要。

2.专业涉及到的三个主干学科的实验课程模块,缺少相互衔接和重要知识点的相互补充。作为主干学科之一的“生物学”课程模块,没有脱离原有“生物技术”专业的影子,多数实验课程在实验项目、教学内容上与之没有区别,更没有体现“生物工程”的“工程”教育特点。生物学基础实验、验证实验开设比例过大。阻碍了三大学科之间的渗透,特别是未能强调“工程创新能力”的培养。

3.实践实习体系没有真正建立,缺少稳定、有效的专业实习基地,“双师型”、“复合型”师资缺乏,严重制约了学生专业实践能力的培养。首先,缺乏稳定、针对性强的实习基地。由于专业方向及特色不明显,实习单位选择盲目,实习地点不固定,实习内容变化快、深入不够;其次,现有的专业师资队伍主要是以生物学背景的教师为骨干,而双师型教师、不同学科交叉融合的复合型师资严重缺乏,这种状况根本不利于生物工程专业的发展与工程类人才培养的要求。

4.办学就业导向教育不够,学生考研“趋向”严重影响实验教学效果。一般来说,学生考研对于改善学风、为国家培养更高层次人才非常重要。受“生物技术”专业影响,我校“生物工程”专业2012届毕业生中有60%以上的学生参加考研。但这种现象在一定程度上放松了课程学习,特别是实验、实习环节。同时,多数学生以考研为主要追求目标,实践、实习环节重视程度不够、投入时间不足,使得实践教学效果大打折扣。

二、改革内容与目标

1.对实验体系进行模块划分,明确各模块的教学内容和侧重点。建立“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块课程组,加强课程建设。

将实验课程体系划分为“生物学实验”、“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”三个模块,三个模块的教学内容和侧重点各不相同,修改实验课大纲,整合实验项目与教学内容,重视三类课程相互之间的衔接、重要知识点的互补。

在模块建设中注意对薄弱模块进行强化,特别是强化“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块教学,增设部分实验课程。同时,这些课程的教师分散到担任教学任务的专业系中,参加教研活动和专业建设工作,根据各个专业的特点和要求,适时地修改或调整实验教学内容和方式。

篇5

生物工程专业是一门培养具有创新能力和工程实践能力的高级应用型人才的专业。学生不仅要掌握生物学理论知识,还应掌握生物工程相关理论知识和技能,且应用性强。因此,作为应用型本科院校开设的生物工程专业,不管从自身发展的角度出发,还是从社会经济需求出发,都应当与产学研全面结合。本文针对应用型本科院校及生物工程专业的特点,以贺州学院为例,对应用型本科院校生物工程专业产学研人才培养模式进行了探索。

一、“产学研”合作课程体系的构建

(一)理论课程体系的构建

为了加强学生的专业基础、生物工程学基础和基本技能训练,生物工程专业主要培养从事生物发酵、生物制药以及环境生物处理和食品加工和设备的生产、研发等工作的应用创新型人才。构建了由通识教育课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台三大类课程构成的理论课程体系。课程原专业以微生物体系为主,拓宽至包括动物细胞、植物细胞和酶在内的整个生物体系,并适当增加了上游技术(如基因工程、细胞工程等)和下游加工过程(生物分离工程等)的课程。建立并完善了由化工原理、发酵工厂设计和生物工程设备等专业课程组成的工程学教学体系,培养学生的工程意识和设计能力。在课程设置上,实现了“厚基础、宽口径”的人才培养模式[5]。

(二)实践教学体系的构建

贺州学院生物工程专业构建了包括由实验课、课程设计、课程实习、认知实习、专业见习和毕业实习(工厂实习)、毕业论文(设计)组成的实践教学新体系。对于基础课程如《普通生物学》《生物化学》和《微生物学》等开设32学时的独立实验,对于《化工原理》《发酵工程原理》和《工程制图》等学科基础课程,开设24学时的实验。对于专业课程《细胞工程》《蛋白质与酶工程》和《分子生物学与基因工程》开设24学时的实验。对于《生物工程设备》《生物分离工程》和《发酵工程设计》等专业课,开设16学时的实验。增设了3门特色专业选修课程:《马蹄脱毒技术》《山楂发酵产品工艺学》和《制茶工艺学》。为了提高生物工程专业学生的综合专业素养,开设了《生物工程综合实验》。专业实践模块由课程设计、专业见习、课程实习、认知实习、毕业实习、毕业论文(设计)等模块构成。实践教学体系的构建,不仅提高了学生实际分析和解决问题的能力,而且为产学研教育的纵深发展提供了支持。

二、以产学研为依托的专业实习基地建设

生物工程专业实习基地的建设是实践教学的基本条件,是培养应用型人才的基本保障。

(一)校内实习基地建设

以生物工程创新实验、专业实验室、生物化学实验室、微生物实验室等为主要依托,建立生物工程专业校内实习基地。贺州学院一直很重视校内实习基地的建设,新建了食品科学与工程技术研究院,购置了全自动果蔬生产线、微生物发酵系统和生化检测系统等仪器设备,为应用型人才培养提供了平台。

(二)校外实习实践基地建设

以市内外生物工程企业和相关科研单位为依托,构建生物工程专业校外实习基地。为学生提供形式多样的认知实习、专业见习、毕业实习等实践教学,充分激发学生的学习兴趣。目前已与达安基因生物有限公司、华润雪花啤酒厂、嘉宝速冻食品公司、广州花卉中心、广西农科院、广西科学院、贺州市农业局等企业和科研单位建立了良好的合作关系,签订了相关的合作协议书。同时聘请企业技术骨干担任学校兼职教师,定期到学校授课或开展讲座。实习基地每年都接纳我校生物工程专业的学生进行实习工作,在教师和企业技术人员共同指导下,教师的科研课题与企业需要相结合,有利于解决生产中遇到的问题,同时也能提高企业接纳学生实习的积极性。对于学校来说,丰富了教师的科研课题,促进了学科的发展。

(三)依托实习基地,构建毕业实习和毕业论文新模式

以产学研合作课题为切入点,安排一定数量的学生走出校门进入企业和科研单位,完成毕业论文(设计)。通过深入基地,进行完全现场环境的实践训练,建立校内校外“双导师”的培养机制[6],在老师和基地技术人员的共同指导下完成毕业论文(设计)。这样既可以把理论和实践更好地结合,又可以解决企业生产过程中的一些技术难题,提高学生实际分析和解决问题的能力,实现双赢。在2016届的生物工程专业毕业班的学生中,有10多名学生直接到达安基因生物有限公司、华润雪花啤酒厂、广西农科院等企业和科研单位,在企业和科研单位指导老师的指导下完成毕业论文(设计)。

三、科研引入教学,培养学生创新能力

科研带动了生物工程行业的发展,没有科研就没有创新。将科研渗透到教学中去,以科研促进教学质量的提高。

搭建良好的科研教学平台,使科研工作成为提升专业特色建设的有效手段。将教师的科研课题引入实验课或毕业论文的选题中,鼓励学生积极参与教师的科研工作。目前生物工程专业老师申请的项目有“中田大山楂高产栽培与育苗技术研究”“鸡血藤悬浮细胞培养及异黄酮类合成的代谢机理研究”“贺州马蹄优质品种选育、有机规范栽培技术研究”“贺州油茶优良品种离体再生技术研究”等20多项省级、厅市级项目。在2016届的生物工程专业毕业班的学生中,有60%的毕业论文课题来自教师科研项目。学校还设置了由学生自主申请的大学生创新项目,目前生物工程专业班的学生每年都有2~3项大学生创新项目,且一些成果已在高水平的科学杂志上发表。

四、加强职业技能培训,提高综合素质

生物工程专业的学生不仅要强化基础知识和基本技能的学习,还要不断地加强职业技能培训,获取更多与专业相关的职业资格证书。实施专业和职业资格教育有机结合,以职业资格证书来检验学生对专业技能知识的掌握程度,有利于提高学生的综合素质、动手能力和解决实际问题的能力。目前,学生主要通过化学检验工、微生物检验工和食品检验工等资格培训与考核,为学生就业奠定了坚实的基础。

五、结合企业和市场需求,加强双师型教师队伍的建设

在产学研背景下,学校十分重视教师的实际工作能力,也鼓励教师到相关企业或科研单位实习和锻炼。目前,生物工程专业的教师已有4人挂职到相关企业进行锻炼,5人参与企业“特派员”工作。“双师型”师资队伍的建设将有力促进生物工程专业应用型人才的培养。

六、结束语

应用型本科院校生物工程专业人才培养模式采用产学研合作教育的方式,解决了学校教育与社会需求相脱节的问题,缩小了学校和社会对人才培养与需求之间的差距,提高了学生的实践操作能力、对社会的适应能力和就业竞争力,有利于培养应用型的专门人才。

【参考文献】

[1]张晓娟,陈文强,霍科科,等.生物工程专业学生创新及实践应用能力的培养研究[J].高师理科学刊,2015,35(1): 103-106.

[2]王娣,石中,曹珂珂,等.以就业为导向, “产学研”培养生物工程应用型人才[J].广州化工,2011,39(23): 159-160.

[3]王陶,李文,陈宏伟.应用型本科院校生物工程专业产学研人才培养模式探索[J].微生物学通报,2015,42(3): 591-597.

篇6

《基础生物学》课程是大部分高校生物工程专业开设的一门专业基础课,由于其涉及领域宽,涵盖范围广,而且随着生命科学的日益发展,不断地涌现出新的理论和技术,给《基础生物学》的教学工作带来了极大的挑战。因此,作者针对在该课程教学中遇到的实际问题,结合本学科课程设置的目的,提出如下的教学模式探讨。

一、提高对《基础生物学》课程价值的认识

生物科学和信息技术是影响21世纪人类生产、生活的两大重要学科。近20年来,世界各国越来越充分认识到生物技术在高科技领域中的特殊地位,并予以高度重视。生物工程专业《基础生物学》教学的任务是按照生物工程培养目标的要求,使学生具有从事社会生产、生活和继续学习所必需的生命科学基础知识和能力,树立生命科学的观点,培养科学的思维方法和科学态度,使学生形成较强的创新意识和创造能力。由此可见,《基础生物学》的教育是素质教育的重要组成部分之一,并越来越显示出其重要意义。

二、注重教材建设,精选教学内容

对于工科院校学生而言,由于缺乏基础生物学的相关背景知识,如果按照以往传统教材内容按部就班地授课,很可能导致学生的理解难度增加,降低学生的学习兴趣,也容易造成学生把握不住学习重点,不能对所学知识灵活运用。我们根据生物工程专业课程体系的设置特点,对《基础生物学》课程教学内容进行优化设计,分为4个部分,并组织相关专业方向老师分别进行讲授。第一部分内容主要为细胞、分子和基因工程的基本知识,考虑到在后续课程中还将开设《细胞生物学》《动植物细胞工程》《分子生物学》等专业课程,还会对相关知识进行详细介绍,因此,对该部分内容只做简要介绍,将学生以往学过的知识进行回顾和衔接,多介绍一些相关领域的研究进展和动态,重点补充一些遗传学和基因工程技术在生物工程领域的应用及取得的相关成果等,以提高学生的兴趣;第二部分主要为植物学的内容,由于农业生物技术是我校生物工程专业设置中的主要方向之一,因此对植物学内容进行了增加。

三、改进教学方式,丰富教学方法

1.探索多种教学方式,培养学生的自学能力

突出学生在受教育中的主体地位,在教学中融入生物工程国内外前沿科研成果,引导学生课外自学,组织课堂讨论,培养学生的自学能力;积极引导学生参与教学过程,对一些颇有争议的前沿话题组织学生课堂讨论,增强师生互动,激发学生的学习兴趣;引导学生积极通过网络、图书馆数据库等各种渠道查阅文献,了解课堂知识的最新研究进展及相关动态,学习撰写简单的学术报告,训练学生的自学能力,提高学习效率。

2.以科研项目为驱动,丰富理论教学中的实践探索

我院位于经济发达的长三角地区,与生物工程以及现代农业技术相关的公司企业较多,并且公司注重科技创新,与生物工程专业有较多的产学研合作项目。在理论教学过程中,我们不断革新理论教学内容,紧密围绕当地生物工程产业发展要求,结合专业的科研特色,把与生物工程技术相关的教师科研项目作为案例引入理论教学中,以科研项目和成果促进和更新课程教学内容,提高学生的实践水平,增强学生对理论知识的掌握,大大加强了《基础生物学》课程的特色。科学研究促进理论教学并服务于地方经济,可提高人才培养质量。

3.改革考核形式,深化素质教育

课程考核是评价教学效果的重要环节,相对于传统的闭卷考试,本课程灵活采用闭卷考试和平时成绩并重的方式,即将课程的考核评价体系拆分为闭卷考试方式与组会讨论、课题答辩、论文报告、实践探索等平时成绩相结合,更加全面、客观地评价学生的综合水平,进一步强化学生的素质教育。论文报告要求学生自主选题,通过查阅文献,就某些前沿或有争议的话题,结合分组讨论、课题答辩等方式,撰写论文,对写作优秀者加分。

参考文献:

[1]林跃鑫,林琳,谢必峰,等.生物工程专业教学内容与课程体系改革初探.化工高等教育,2005(84):27-30.

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1.生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来,国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,生物产业产值以年均22.9%的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出,到2015年,生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番;到2020年,把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术,显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一;将生物制药技术列为重大支持方向之一;将食品安全列为民生科技示范重点,食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。

2.吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市国家级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势,已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业,以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年,相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头,全年医药产业实现销售产值1550亿元以上,同比增长34.7%⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出,在医药产业方面,将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地;在医疗仪器设备及器械方面,提升医疗器械行业发展水平,加快补齐医药产业发展短板,重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年,全省医药工业总产值达到2000亿元,年均增长27%⑦。

3.吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前,吉林省生物技术制药产业发展迅速,但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大;高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱,缺少足够的优秀创新人才,造成核心技术往往依赖引进,受制于人。生物工程产业是高技术产业,通过对相关产业调研发现:(1)生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大;(2)产业创新能力提升导致高端人才匮乏;(3)国内外同行业的发展差距导致人才流失严重;(4)要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才;(5)高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》指出,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才;鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地;建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前,吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所,即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才,但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。

二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索

1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。

2.优化课程体系,构建双师型导师队伍,探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势,按照专业方向的不同,采用分类培养的指导思想,突出知识背景交叉与能力培养并重的特色,设置了科学合理的课程体系,包括必修课(18学分)、公选课(10学分)、方向选修课(6学分)三个模块,模块间遵循“夯实基础-提高能力-强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成,企业专家讲授实践性较强的课程,国外专家学者主讲学科前沿性讲座,突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式,构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师,和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体,融通基础理论教学、前沿技术和实践教学,构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式,学制2.5年;非全日制学习方式,学制3年。培养方式为校企(行)联合培养,对于全日制学生,1年在校理论学习,半年行(企)业顶岗实践,1年结合岗位实践内容完成毕业论文;对于非全日制学生,1年在校理论学习,半年企业顶岗实践,1.5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接,学校和用人单位的无缝连接。

3.建立校企联盟,拓展实践教学基地,全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养,企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此,通过校企合作和优势互补,建立工程实践基地,实现研究生联合培养,已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上,建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前,与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议,形成了以吉林省为中心,辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外,校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心,吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室,2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前,已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设,为学生提供了充足的实践机会,使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发,全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。

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生物技术对解决当今人类面临的医药、能源和环境等许多问题具有重要的现实意义和深远的战略意义,因此国内各高校争先设置生物工程专业。但我国高校随着生物工程专业办学规模的迅速发展,传统的人才培养模式逐渐暴露如学生只重视基础理论和实验室实验,而忽视工厂生产实习,工厂实践应用能力不强等弊端,导致大量的毕业生不能适应市场经济的需求。长沙学院作为地方新建本科院校,2002年,学校在开办了生物技术专科专业。2004年,学校又增开了生物工程专科专业,在这两个专业的办学基础上,2005年,学校开办生物工程本科专业并招收第一届本科学生,2006年生物工程专业被湖南省列为“十一五”省级重点建设专业,2007年生物工程专业被长沙学院列为校级特色建设专业。多年来,长沙学院生物工程专业一直十分重视本科人才培养模式与人才培养方案的改革研究工作,依据地方院校在办学层次、办学历史以及师资力量等办学条件方面,经过几年的专业建设与发展,她已初步形成了人才培养模式立足于社会需求和自身办学条件的基础,以为社会培养出应用型本科人才为我们的办学理念,积极推进教学改革,全面提升学生的能力与素质。本文结合长沙学院生物工程专业的建设,重点谈谈地方高校培养特色生物工程人才的专业特色建设与实践。

一、以学科建设为支撑,强调学科服务专业建设

学科建设是专业建设的基础,可为专业建设提供高水平的师资、教学研究基地、最新科研成果等,是大学培养高素质实践能力和创新精神人才的重要平台。而专业建设是学科建设的基地,为学科承担人才培养职能提供条件,二者不能割裂开来。新建本科院校由专科院校升格而来, 与学科建设密切相关的要素科学研究的基础非常薄弱,学科建设与专业建设关系问题在实践中凸显出来的时间不长,其学科专业建设也没有重点大学的沉淀深厚,要想使自己的学科专业有所为,必须发挥自身的优势学科创造专业特色。

1.创建优势学科,创造专业的科研特色。长沙学院生物工程专业师资经过人才引进和建设,有专任教师15人,教授5人,副教授4人,讲师4人,博士7人,在读博士2人,这些教师中一般均有生物化学与分子生物学的科研背景和经历。因此,我校生物工程专业汇聚师资和科研优势,重点建设生物化学与分子生物学这一学科。该学科于2006年成为我校首批重点建设学科,在此学科的基础上,我们组建的科技创新团队被确定为湖南省科技创新团队。近4年来,该学科团队获得了4项国家自然科学基金项目,20多项省部级科研课题,培养了1名国家自然科学基金学科组评审专家,1名教育部新世纪优秀人才,1名湖南省学科带头人培养对象,1名湖南省青年骨干教师培养对象。利用我校生物工程专业学科资源优势,我们为生物工程专业的学生成立了大学生研究性学习和创新性实验开放实验室,以期培养学生的实际动手能力和科研素养。此外,这一学科建设的成果为我校生物工程专业的师资队伍,学生实验课程,毕业论文,实验教材的编写,培养学生的科研素养等专业建设内容提供了良好的保障,丰富了教师理论教学水平,同时也让学生完成了毕业论文(设计)的学习任务。

2.促进学科融合,开拓产业支撑下的专业方向。各种学科如生物学与理学、工学、农学及人文社会科学等多种学科间的交流与联合,渗透与交叉是学科专业内部知识的整合和学科知识资源的共享,是开办专业方向的基础。我校生物工程专业依据自身条件,将生物化工和药学学科融合,开拓了生物制药工程专业方向,以实现现代生物制药工程技术人才的培养,为生物制药产业输送高素质人才,从而实现专业服务市场经济建设的需要。为了扩宽学生就业领域,我校生物工程专业还将生物学、营养与食品卫生学和动物营养与饲料学学科融合,开拓了生物营养工程专业方向,以实现现代生物营养工程人才的培养,为从事人体健康的食品和饲料产业输送人才。通过开设两个专业方向,我校生物工程专业产业定位具体,学生市场经济适应能力强、毕业生工作领域明确,改变了传统生物工程专业人才培养方案制定中产业背景模糊而不明朗的人才培养目标。

二、注重实践,强化应用型人才的实践能力培养

“实践才是工程专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识,加之我国经济建设的发展,需要大量的创新型生物工程领域的高素质工程技术人员。因此,我们在以培养工科人才为目标的生物工程专业的建设中更应该注重实践教学,强化学生的工程能力的培养[3]。我校生物工程专业实践教学包括课程教学、工程实践和毕业设计等。实验技能培养体系,包括课程实验、综合性大实验、大学生研究性学习与创新性实验、毕业论文等组成。

1.课程实验要求三性实验(设计性、综合性和创新性)在80%以上,尽量少开验证性实验。综合性实验是对传统生物工程专业必修课程的《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》和《生物分离工程》的实验教学内容进行改革,以产品生产的形式组合成内容彼此关联、将单一的实验内容综合化,提高学生的工程运用能力。综合实验既提高了学生的实践创新能力,又为培养学生的生物提取与分离、生物制药和基因工程产品等生产工程技能提供了“案例”的实训。

2.工程实践由见习实习、生产实习和毕业岗前培训三部分组成。见习实习可以采用校外见习和校内见习等形式,实习内容可以是校外实习基地和本专业开放实验室,这一实习的主要目的是提高学生对专业的认识和兴趣。生产实习根据学生限选的专业方向,统一安排到生物制药或生物营养产业的企业进行生产一线的技术操作实习。毕业岗前培训由联系实习单位的教师介绍接受实习单位的情况及可供选择的实习项目或工种,让学生自己选择,到接受单位以后,经过一段时间的培训,选择实习岗位。

3.开设特色大学生研究性学习和创新性实验。为了培养学生的实际动手能力和科研素养,在大学三年级时实行导师制管理模式,通过双向选择,使学生进入到各个研究室中。一方面,教师将成熟的科研成果引入学生的科研选题,先给学生讲明实验的目的和所具备的条件,安排学生进行资料查阅并写出实验方案,由指导教师核定,然后实施。另一方面,由学生团队提出方案,相关导师认可后,进入实验室开展研究工作。近年来,我校生物工程专业有3个学生团队自主提出的实验项目获得湖南省教育厅立项,8个学生团队参加长沙市科技创新大赛并获得不同程度的奖励,学生发表科研论文30多篇。这种形式既提高了学生实践创新能力又让学生完成了毕业论文(设计)的学习任务。

三、产学研合作,发挥企业在应用型人才培养中的主动性

产学研合作教育是指以高校为技术依托, 以企业为主体,以市场为导向,社会企业、高校共同参与到教学生活中去,“做中有学、学中有做” 的一种教育模式。它主要是适应社会对应用型人才的需要而产生的, 因而特别符合地方高校的办学目标,是地方高校人才培养的主要途径。

1.校企联合办班,实现企业自主参与专业建设。面向市场需求培养人才是新时期地方性高校教育必须正视的客观现实,走校企联合之路是实现“把学校办成企业的学校”的最佳途径[4]。为解决学生的实习和就业问题,我校生物工程专业与大北农集团进行联合办班,保持了长期的合作关系。在我们的生物工程专业人才培养计划的制定中,特别邀请了企业专业技术和管理者参与,他们就我们的人才培养计划,课程设置,教学内容提出了很多很好的建议;他们对我们的教学研究与改革最能给出具体的方向和内容;同时我们在课堂教学中也邀请了他们参与,收到了很好的效果,来自企业的教学方式与内容特别的受到学生的欢迎。尤其是大北农集团通过双向选择,每年从生物工程专业学生中录用40人组成“大北农班”,“大北农班”的学员利用暑假时间在大北农公司进行企业文化,专业技能和社会调查等集中培训,培训结束时,大北农集团对优秀学员颁发大北农助学金并在毕业时接收为公司新员工。通过这种形式的教学,学生在这里最直接地接受来自企业生产实践的知识,切身感受企业的运作方式,也最能够实现理论与实践的相结合。在企业的生产实践中学生总能接触到许多没有写进教科书的知识,也易体会到所学理论知识的价值,更容易激发了学生对专业学习的兴趣。

2.校企联合建产学研基地,实现学校自主为企业解决科研课题。学校与企业共同建设产学研基地,这既对教师从事生产一线的应用型专项科研课题研究极具针对性,它既能提高学生实践创新能力,又能实现企业的经济利益。我校生物工程专业与湖南九鼎集团在产学研合基地建设合作上展开多年,并已在我校成立了湖南九鼎集团“水产生物工程饲料”研发中心,该中心由骨干教师牵头,在校企、师生之间,建立稳定的专项课题组。学生通过在中心参与企业课题的科研训练,为学生攻克生产一线科研难题奠定基础。同时,我们在湖南九鼎集团成立了长沙学院“水产生物工程饲料”应用与推广中心。学生利用实习和寒暑假的社会调查参与教师科技产品在企业中的转化与推广,这让学生的专业社会实践能力得到锻炼。目前,以长沙学院为牵头单位,由长沙学院和湖南九鼎集团联合申报的”水产生物工程饲料”基地获得“湖南省高校产学研合作示范基地”。教师通过产学研基地的建设,在为地区带来经济效益的同时,也把地区经济建设中产生的新知识、新理论引入大学课堂,大大丰富和完善了课堂教学的内容,增强了生产实际的针对性,促进了教学改革特别是专业设置的改革,使学生真正了解到学与用的关系,了解新知识的产生过程,激发出学生的极大学习热情,从而提高了应用型人才的培养质量。

3.学生自主创业,实现学生企业家。随着高等教育从“精英教育”向“大众教育”迈进,高校毕业生就业形势日益严峻,将创业能力的培养融入专业教学之中,加强创业教育的力度,使创业能力的培养与学生职业素养的训练融合是生物工程专业建设的新特色。我校生物工程专业鼓励学生在教师的指导下开展产学研金相结合,进行学生自主创业。如我校大三学生依托“植物生物营养剂研发”课题成果,由5名学生组合的创业团队创办了以学生为企业法人代表的“长沙健硒保生物科技有限公司”。结合自身专业特色,以团队形式开展自主创业活动,这使学生的创业能力得到培养,对专业的认识和理解得到提升。

生物工程特色专业的建设以学科为依托,产学研为平台,实现人力资源和物力资源的共享。通过加强学科建设、师资队伍建设、强化实践教学、开展产学研合作等多方面提高人才培养质量,实现以培养应用型生物工程技术人员为目标的专业特色培养模式。在特色专业建设过程中,我们将继续研究分析国内外生物技术发展的趋势,不断改善和优化课程体系,力争为全国和长沙生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持,成为全国、湖南尤其是长沙相关专业人才培养和培训的高水平的专业平台。

参考文献:

[1]朱中华.论新建本科院校可持续发展必须处理好的十大关系[J].现代大学教育, 2005,( 1) : 102-104

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生物工程的内容十分丰富,有限的课时内不能面面俱到地进行较为深入的讲授。因此,教师在教学内容的安排上,既要保证突出重点内容,又要兼顾知识内容的全面性。此外,还需要引入一些学科前沿成果,以跟踪迅速发展的生物技术的进步。我们对于课程教学内容的安排,特别注意了以下几个问题。

1.组建课程模块,合理安排教学内容。以生物技术的应用发展为导向,将本课程的教学内容划分成三部分:①绪论,介绍生物工程沿革及前沿。②生物技术基础,详细讲述基因重组技术、蛋白质和酶工程、细胞工程的基本原理,技术路线及特点,旨在帮助学生建立牢固的理论基础、掌握相关技术的应用方法。③生物技术的工程化应用及发展,重点介绍发酵工程、生物医药工程和环境生物工程,通过多个与人类生存和发展密切相关的案例的教学,培养学生综合知识的能力、融汇创新的能力。

2.让学生了解生物工程学科的全貌。课程的绪论部分分别从生物工程的沿革、生物工程的原理及特点、生物技术的应用及前沿发展、生物技术及其产业所发挥的巨大的社会和经济影响力等角度进行讲授,帮助学生标绘出一副生物工程的全貌图:从基础理论的研究突破、生物技术的应用发展、到渗透至各国民经济主要领域中产生的巨大影响,期间产生的反作用又促进生物学基础理论的研究突破。这个过程周而复始地推动着社会的变革与进步。

3.宽泛基础知识面,强调理论联系实际。生物工程是一个具有丰富学术内容的领域,而本课程课时有限,不能详尽地涉猎各个知识点,因此,如何设置课程内容就成了影响教学效果的主要因素。本课程对基础知识的教授强调的是“宽泛”而非“深入”,要求课程设置的基础知识教学能够满足学生理解生物技术的基本原理即可,而对于生物技术的实践应用则给予了重点关注。课程坚持理论联系实际,运用综合性案例,让学生了解从基本原理出发到实践应用的过程,学习综合应用所学知识解决问题的方法,培养科学思维方式。

4.以生物技术的应用为导向设置教学内容,跟踪学科前沿。在对课程的基本原理讲授后,根据学生的工程专业教育背景和将来作为社会工作者的特点,我们引导学生学习工程化应用方法,这是更为重要的教学环节。这部分教学内容占据了整个教学内容的相当大的比重。如,微生物发酵工程、细胞培养技术使生物技术产品实现产业化;生物医药工程中集中了生物技术研究的前沿方向和热点,各种生物技术在此融合;环境生物工程致力于建立人类与环境的和谐关系,以实现社会的可持续发展。本课程分别选择这些领域中的主要内容作为重点讲授部分,如转基因动物制药、单克隆抗体技术应用、固定化酶技术及酶法分析、环境污染的生物治理等,安排了较多的教学时间,以使学生更好地了解生物技术的新进展。

二、教学方法探讨

生物工程学是生命科学与工程技术结合所形成的一门综合性学科,基于研究对象(核酸、蛋白质)及层次(分子、细胞、个体)不同构建了不同的生物技术分支领域,同时基于应用领域的不同也形成了各自富有特点的应用技术,如生物医药领域中蛋白类药物的生物构建和生产、环境治理与保护中微生物的生物转化过程技术等。由于教学内容覆盖面广,为了提高教学效果,本课程在教学方法上进行了以下几个方面的探索。

(一)以生物技术原理为主线贯穿教学活动

本课程的教学活动以生物工程的原理为主线展开,形成了基因工程、蛋白质和酶工程、细胞工程、发酵工程等章节,以使学生在较短的时间内掌握各种生物技术的原理和应用方法。同时,通过对生物技术应用较为深入的生物医药工程、环境生物工程等内容的安排,培养学生根据应用对象的特点和要求综合应用所学理论知识的能力。

(二)理论联系实际,引入案例教学

发酵工程是将生物技术产业化的重要环节,包含了从菌种培养到制备合格产品的过程。[5]菌种决定着发酵生产工艺方法,发酵工程中高产菌种常常是采用生物技术方法构建的。发酵过程调控是基于微生物的生命代谢过程,培养条件的变化可以影响代谢途径。发酵产物的提取纯化是依据待分离目标物质的特性及待分离目的产物和杂质之间物性的差异来进行的,是决定生产成本高低的关键因素。如果只是按照发酵工程的过程来讲解技术基础及过程应用技术,涉及知识点多,知识点之间的相关性较弱,这对于刚开始接受专业课程教育的本科三年级同学来说,接受起来有一定的难度。而以具体物质的发酵生产为例进行分析,更为形象化,也容易被学生理解和接受。授课时,我们以红霉素的生产为例,分析了工程菌的构建方法与高密度发酵技术的应用,基于组分分离要求的分离纯化工艺方法的建立等,并将自己多年科研的成果结合至授课内容中。仅就红霉素的提取纯化而言,工程菌的引入及发酵调控技术的成熟,使红霉素发酵单位由原来的3000u/mL~5000u/mL大幅度提高至8000u/mL~10000u/mL,使得新分离技术的应用成为现实。目标产物的分离工艺由传统的“板框过滤-溶剂萃取-经过中间体盐的结晶纯化”发展为“微滤膜过滤-(纳滤膜浓缩)-层析分离-结晶纯化”新的分离工艺。该工艺利用层析操作的高分离效率实现了活性组分红霉素A与杂质组分红霉素B、红霉素C的分离;通过结晶过程中关键因素的调节,如结晶体系的组成及组成物的浓度变化、pH、温度、搅拌等,实现对产品粒度和晶形的控制,从而获得纯度高、药理活性强的产品。案例的分析过程加强了学生们的工程概念,如发酵产物的提取往往会涉及结构相似组分的分离,其分离方法的选择需兼顾分离效率高、分离条件温和的要求;微生物发酵是纯种培养过程,工程设备必须满足无菌操作的基本要求,发酵罐需要具备良好的混合能力,较高的传质、传热速率,且不能对菌体产生剪切破化;药物的晶形和粒度与药物的生理活性相关,现代药物质量控制指标除了纯度和杂质含量要求外,还有晶体的晶形粒度等结构指标要求;发酵产品的经济成本和社会成本概念等等。实现一个抗生素药物的现代化工业生产需要融合现代基因工程、细胞工程、化学工程的知识。

(三)课堂讲授与专题案例的调研相结合

本课程通过典型实例的剖析,加强了学生对基本原理的理解,并传授了生物技术的应用方法。我们时时跟踪生物技术领域的发展,对授课案例进行更新,以使教学内容紧密联系生物工程的新发展、新成果,体现该领域新技术、新水平,使学生感受到科学技术发展的巨大魅力,激发学习热情。但是,本课程的教学课时有限,课堂上不可能对生物技术各领域均充分展开。为了弥补这一局限,本课程在教学上设置了“专题调研+课堂谈论”环节,把生物工程应用专题案例的调研工作,以作业形式布置给学生去完成,并通过课堂讨论及提交论文的方式加以考查。[6]专题论文的完成及交流以小组为单位进行,教师组织学生组成学习小组,要求各学习小组在给定领域范围内对感兴趣的专题进行调研和论文的撰写。教师在组织学习小组之时,就将学习小组两两结对,要求各小组在完成本组专题调研的同时,对结对小组的课题也进行相应调研,并作为主审方在课堂上对结对组的专题内容设置提问,引导课堂讨论,而其他同学则可以对自己感兴趣的专题自由发表观点。

本课程要求,小论文要按照《华东理工大学学报》的稿件规范撰写,这也是对本科生撰写科学论文的训练,是专业素质培养的一部分。这种“专题调研+课堂谈论”教学模式,能让学生自动参与多专题的调研学习,达到巩固基础知识、拓宽知识面、深化专业认知的目的,同时能够较全面地训练和检验学生专业文献查阅、分析材料、归纳总结及思辨应对的能力。实践表明,这样的学习方式效果突出。学生李晓阳在听课小结中写道:“分组演讲、课程论文,每小组七八个人,不仅可以让我们自己动手获取知识,锻炼了动手能力,还能够培养我们团结协作的能力。只有分工合作才能把这项工作做好。”学生闫天一在小结中写道:“老师讲到了我国生物发酵工业发展的现状,虽然我国(抗生素)产量居世界之首,但生产效率比较低、产品附加值低、污染严重,主要以半成品(原料药)为主,这些都深深触动了我。在化学制药领域,我们仍是以仿制药为主。在21世纪,我想我们大学生的责任就是让中国不仅是世界的工厂,也要成为研发的中心。”

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)38-0007-05

“十三五”是我国产业结构重要调整和升级时期,改革过去以大量耗用生态资源的粗放型增长方式,转变为以科技为先导优化产业结构[1]。目前生物产业成为世界各国竞相抢占的战略性位点,但现阶段我国该产业层次低、技术创新不够、高层人才缺乏,成为限制产业调整和升级发展的瓶颈,培养高层次复合技术型创新人才迫在眉睫[2]。生物工程应用领域广泛,该学科专业主要培养在生物技术和工程领域能进行产业化工程设计、生产、管理及新技术研究、新产品开发的工程技术人才[3]。作为人才培养摇篮的高校,理应紧跟市场需求,调整人才培养方案,培养行业所需人才。湖北民族学院地处武陵山区腹地――恩施,是湖北少数民族地区唯一一所高校。恩施气候适宜,良好的生态环境使其具有丰富的硒和中草药等资源,被誉为世界硒都和华中药库,但工业经济薄弱,工科人才严重缺乏,严重制约当地资源的合理开发利用及经济发展。地方高校办学的宗旨应服务地方经济发展,为行业发展提供技术支撑。本研究以湖北民族学院生物工程专业为实例,以国家产业结构调整为契机,结合学校和地方实际,以校企“双轨”联合培养为基础,重点探索民族院校生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式的建设目标和方案,改革调整专业发展思路和定位,整合利用地方和企业的各种优势资源,为民族地区的经济和社会发展输送竞争力过硬的应用型、复合型、技能型优秀工程技术人才。

一、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设目标

按照“终身教育”的大框架,紧密结合“卓越计划”和“校企双轨”培养计划来设计和发展。改革基本思路:以“三轮驱动”人才培养为主线,让本专业学生真正能够实现“进校有门、毕业有岗”,最终形成“职业对接、能力本位”的复合实用型人才培养模式。“三轮驱动”即为:根据学科特征,在生物工程学科整体框架内,因材施教、分流培养,依据学生个性发展需求的实际情况,将学生分流成三轮驱动方向培养。第一轮驱动为“卓越计划”,旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量生物工程技术人才。掌握生物科学和工程技术基本理论,具有生物技术及其产业化的科学原理、生物工艺技术过程和工程设计等方面的知识,能在生物技术与工程领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理和新技术研究、新产品开发的应用型工程技术专门人才[4],使其在今后的生物工程领域起骨干和引领作用,为国家走新型产业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用;第二轮驱动为“攀登计划”,以培养大学毕业后进入更高层次继续学习深造的学术研究人才为核心,注重生物工程专业知识的深厚、学生自学能力、科学研究能力及创新能力的培养,为成为高层次生物工程精英人才奠定坚实的基础。第三轮驱动为“阳光计划”,以培养生物产业职业技能“胜任型”的应用性人才为核心,可承担生物工程领域的广谱类技术和管理人才,培养适应社会经济发展需要。

二、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设方案

生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式总体建设思路是:以突出“校企双轨联合培养”、“地方性”为特色,与时俱进,坚持以产业结构重要调整和升级对新型工程人才的要求为市场需求导向,深入落实科学发展观,整体设计、分步实施、强化能力地稳步推进改革进程。注重学生的全面发展,强调理论与实践并重,突出创新创业精神与能力培养,倡导以学生为本,充分尊重、重视学生个性,坚持三轮驱动导向,培养学生工程素质、工程意识、工程实践能力[5]。

(一)基于“三轮驱动”培养模式,修订人才培养方案,定制“菜单式”培养规格

1.构建“校-企、校-地对接、能力本位”的人才培养方案。依据“三轮驱动”培养模式,坚持以服务为宗旨、就业为导向的质量观,通过与地方相关行政管理机构和企业达成共识,以恩施地区的硒产业和生物制药产业为实践应用特色,全面修订培养方案。突出生物工程的“工科应用性”,紧紧围绕提高学生的工程意识、专业技能、专业基础知识等工程素质和工程能力的实效性,以“卓越计划”为核心,将学生培养成能在生物产业从事工程设计、生产、管理和新技术研究及产品开发的“重实践、强能力、高素质”的复合应用型高级工程技术人才。

2.定制、推行“菜单式”人才培养模式。生物工程是21世纪极具影响力和竞争力的专业,同时也是技术更新快、具有复合性和跨学科性的高科技行业。结合地方、学校特色,顺应目前中国产业改革发展趋势,以校企联合培养为基准,按“三轮驱动”人才培养目标,定制各驱动人才所必须达到的知识、素质和能力等结构的“菜单式”培养规格,实施照单管理,分类分流培养和评价。“卓越”计划菜单:知识结构:在掌握宽厚的生物学基础理论基础上,进一步掌握生物工程技术相关理论与技能,包括数理化、工程、电子技术等的基础知识,生化、分子、细胞、遗传、微生物等生物学的基础专业知识,发酵、酶、细胞、基因、生物分离、工程设备、生物工艺等生物工程的专业知识,除此外学习经济、企管、法律等的行业所需的专业能力发展知识;素质结构:业务素质、身心素质、工程素质和科研素质、正确的价值取向、团队精神、现代信息素养等;能力结构:知识能力和专业能力,工程实践能力,强化企业学习和国际交流过程,重点培养学生的工程实践能力、工程创新思维及工程管理能力。即:生物工程与技术领域从事生产、管理、设计和新技术、新产品开发等专业基础能力,正确的价值判断能力、交流沟通管理能力、信息处理能力,了解当代生物工程发展动态和应用前景,具有较强的专业综合能力和专业拓展能力;能独立进行生物技术产业化项目可行性论证、生物工程上游技术研究、生物工程工艺和设备设计、生物制品分离纯化工艺和设备的设计、生产工艺运行管理与监察、生物制品质量监控等专业发展能力。

“攀登”计划菜单:培养规格上强化生物工程专业知识结构和科学研究能力结构两个模块,强调生物工程知识的学习掌握、生物工程实验能力、科学研究能力、自学能力和创新思维的培养。

“阳光”计划菜单:培养广谱应用性人才,能胜任生物工程领域或其他相关职业的工作,以“广基础,宽口径”为基本原则,强化“基础性、实践应用性”。在专业知识技能、开发创新能力等多方位的训练要求上,相对于前两份菜单主要体现在降低规格的要求,为职业奠定广泛的基础。

(二)基于“三轮驱动”培养模式,优化课程体系和教学内容

1.优化课程模块设置。生物工程是以基因工程、细胞工程、蛋白质工程和发酵工程等生物技术为基础,化工技术为手段,生物技术研究成果为对象,产业化为目标,进行科研开发为基本任务的工科。“三轮驱动”培养模式的课程体系打破传统的单一性,实施多元化,突出“因材施教、分流培养”的三轮驱动功能,以模块化课程体系为基本模型,以全面实施学分制和弹性学制作为运作载体,推进课程改革,构建“专业知识平台+专业技能平台+职业素养平台+职业技能平台+综合能力及素质平台”的课程教学体系。

专业知识平台:主要是基础平台知识、生物学基础知识、生物工程专业知识、专业能力发展知识体系。参照国家教育部的规划,设置生物工程专业主干课程模块、适当的专业基础课程以及专业方向的基础课程模块。为“卓越”工程师计划人才,增设工程素养的主干课程、基础课程、方向课程模块,同时为“攀登”人才,加设生物工程专业知识的高级课程模块。

专业技能平台:三驱动人才所需的生物工程实验技能、信息技术和计算机应用技能。

职业素养平台:生物工程产业所需的良好道德风范。

职业技能平台――卓越工程师所需技能;综合能力及素质平台――职业生存必要的能力和素质。学科专业课程系列主干课程模块体现宽口径、厚基础,突出培养学生自学能力的功能;基础课程模块体现“高、精、新”,突出培养学生思考探究能力的功能;选修课程模块要有足够的广度与深度,要融入前沿知识,体现学科的综合交叉,突出其提高学生科学素质、培养学生初步科研能力的功能。

专业选修课程模块化。在加强双基的同时,为增强专业的适应性,增加适应地方经济发展需要的植物硒资源开发利用和生物制药方向的相关选修课程专业课同时开设任果蔬加工与保鲜、食用菌栽培、特色植物开发与利用等农学类课程以及市场营销学、质量管理学等经管类的任意选修课程,拓宽学生的专业知识面和就业渠道。

2.优化课程教学内容。对于学科专业和拓展课程系列中的课程模块,按课程群对教学内容进行优化整合,注重科学性与系统的完整性,同时又要避免单科教学周期长和课程间的交叉与重复;内容分层次,以实用够用为度,根据培养目标的要求,对专业基础课程进行科学合理的有机综合,突出教师精讲的“核心内容”,“一般内容”则在教师指导下让学生自学钻研,使知识成为培养学生科学素质和探索学习的能力的载体;在教学内容整合的基础上修定教学大纲,并附课程考纲。充分依托行业和企业优势,不断深化教学改革,积极拓展产教结合、校企结合的培养模式,实践一条校企全程合作进行人才培养的全新途径和方式。

(三)基于“三轮驱动”培养模式,加强师资队伍建设

师资队伍建设为专业建设之根本。生物工程专业将按照“稳定、培养、引进”的建设思路,稳定、培养现有教师、适当引进高学历人才,借智企业卓越工程师等措施,走内涵发展道路,采用“内引外联”、“请进来,走出去”的方式,一方面,聘请企业优秀人才担任本专业兼职教师或产业教授[6],另一方面,鼓励学校教师通过博士服务团、青年教师进企业等湖北省教师培养项目,选派教师深入企业、政府管理部门等实践锻炼,与企业、行业接轨,打造“双师型”教师队伍。以教学团队建设为推动力,以活动为载体,鼓励、扶持团队教师,特别是青年教师积极参加团队研讨课、学科带头人和骨干教师示范课等活动,促使普通教师向优秀教师转变,优秀教师向名师转变;强化对青年教师培养的各种措施,不断完善青年教师汇报课、说课、课件制作等一系列教育教学技能竞赛,促使其快速成长;积极开展教学研究,组织团队成员努力申报各类教研项目,以研究促发展,鼓励教师参加国内外教学研讨会;以学科责任教授、教学责任教授及课程责任教师为骨干,抓好业务建设,鼓励教师采用双语教学,设计制作适宜自身课程特色的教学电子资源,积极投入到微课、慕课教学模式探索,按学科群组织科研与教学结合的教师学术梯队,开展学术研究与教学研究,使集体智慧与个人特长得到充分发挥,形成本专业特色的学术风格,搭建教师快速成长的平台,提高整体教学水平。

(四)基于“三轮驱动”培养模式,改革教学方式方法,强化教学资源建设

1.建立差异化教学方式和手段,促进学生自主学习。根据现代人才观、质量教学观,生物工程专业必须打破传统单纯知识传授式的教学方法,教师应当用各种方法调动学生的学习积极性,激发学生的潜能和钻研兴趣,留出足够的知识空间与学习时空让学生自主思考、探索,发展个性、智能和综合能力。而教师则应组织学生充分讨论、交流,起指导者和引领者作用。因此,教师应灵活选用多种教学方法和手段,重视分层次教学,开放教学时空,打破完全的45分钟课堂制,堂内外、校内外结合,传统媒体和新媒体手段的结合,将教师主讲、学生研讨、学生、启发、程序教法等有机结合,积极尝试启发讨论式、案例式、虚拟式、研究式、总结式等教学方法,完成教学目标。对于双基类课程主要采用差异化教学方式和手段。差异化主要体现为:根据课程性质的不同教法的差异化和三驱动人才培养规格的不同对学生学习要求的差异化。生物工程专业课,内容基本是集理论、方法与技术于一体的综合性课程,根据“三轮驱动”培养目标及不同课程的特点,选用不同的最优教法,如与制药相关的课程采用案例教学、生物化学与分子生物学采用启发式教学或混合法。在专业选修课教学时,结合学生个体能力水平、兴趣风格等的差异,综合运用差异化教法,区别调整教学内容,灵活采用班级、小组、课外、个别和兴趣教学等多种组织形式,教学形式多样化,时空开放化,重视不同个体的个性特征和认识特性,分层次教学,实现学生整体发展基础上的个体优化。

对于专业技能和实践技能类课程,以“任务驱动法”作为教改重点。任务驱动法教学,能为学生提供体验实践和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,以任务的完成结果检验、总结学习过程,改变学生的学习状态,充分调动学生学习的主动性。在教学过程中以学生为主体、教师为主导、任务为主线、如何确定任务为核心,解决任务为关键。以三轮驱动人才培养规格的菜单为依据,以“任务驱动法”进行技能类课程的教学。该教学分四个阶段实施。第一个阶段为“照单配药”。即创设情境、研究论证确定任务阶段,由专业技术骨干和课程责任教师组成团组,参照三菜单的人才培养规格,确定三个层面各自具体的教学任务,形成可行性任务报告。第二阶段为“服药”,即教学实施阶段,学生首先按自身实际情况,选择确定自己的学习任务,然后以明确的任务为驱动,进行自主学习、协作学习。第三阶段为“药效”。即教学效果评价阶段,以学生自评、互评、师评三方共评的方式验证任务的完成情况,3方评价为基准,确定学生的成绩。第四阶段为“调药”。即修正、完善阶段,对前三阶段的教学实践进行全面评估,修正、完善该教学模式。

2.进一步加强教学资源建设。充分利用校企资源互补,用两种教育教学资源优化教学,特别是实践教学,共建技能培养基地,改革教学内容,减少验证性、单元性实验,增加综合性、设计性和反映现代科技成果内容的研究型、自主式实验,突出学生中心地位,形成以自主式、合作式、研究式为主的学生学习方式,加大开放实验力度,激发学生实验兴趣,在建设好已有的实习实训、创新基地的基础上,进一步与联合培养单位、大中型生产企业等单位的合作,建设多层次的顶岗实习和创新基地。加强毕业论文的规范化管理,进一步加大实验类和基础教育研究类论文选题比例。强化毕业论文与创新性实验相结合,让学生尽早进入毕业论文工作,提升学生的创新能力。针对大学生的就业意向,结合教师的科研课题、企业的产业发展项目以及大学生创新基金项目等,有计划地组织学生进行创新实践。通过在实地顶岗实习和实践的过程中,培养学生的实际操作能力。

(五)基于“三轮驱动”培养模式,打造“阶梯式”实验实践教学模式

阶梯式实验实践教学模式具体从教学内容和质量要求二方面展开,教学内容的阶梯式指将学生的技能以数字台阶来量化训练,规划好每一台阶学生应达到的标准,由低到高,逐级达标,逐级上升,直至到达目标层,完成培养目标。质量的阶梯式指“三轮驱动”人才在每台阶教学成绩的要求规格各异,实现真正意义上的分类教学管理。

生物工程专业实践教学遵循由浅入深、循序渐进的教育规律,构建一体化多层次的实验教学体系,形成循序渐进、前后衔接、交叉渗透,由单一到综合,自主设计至研究开发四个层次的实验教学课程体系。对低年级学生首先通过理论教学建立学科的系统概念,在实验教学体系中以过程认知教学为主,通过大量的基础实验(以演示性实验、验证性实验为主),使学生对学科有初步的感知、掌握基本仪器的使用及基本实验方法,训练其基本技能,培养学生科学、规范的研究习惯与方法。第二层次:在第一层次的基础上增加专业课程的学习,逐步减少实验教学体系中演示性、验证性实验的比例,同时加大综合性、设计性实验的比例。此时,学生在掌握了一定基础知识和专业知识的基础上,加上实验课程对学生的综合能力、创新能力的训练力度加大,作为进一步的措施和发挥,一方面学校向学生开放实验室,鼓励学生自主创新,逐步接触科学研究;另一方面,学校可以组织学生到校外的教学基地去见习,让学生熟悉专业学科在实际生产中的应用及整个生产流程。第三层次。主要针对高年级学生,这类学生对专业知识有相当程度的掌握,主要教学目标为在基本实验技能、方法的基础上,促进科学思维和创新能力的提高,强调基础性、综合性、设计性实验相结合,全面培养学生的综合能力,因此在实验教学当中可以适当穿插跨课程甚至是跨学科的综合性大实验,促使不同课程间的知识融合;同时,进一步增加设计性实验的比例,培养学生的创新精神和创新能力。学生在有一定科研基础训练的情况下,专业导师进一步引导学生学习科研论文的写作方法,鼓励学生在课余时间广泛涉猎相关专业的科研论文,关注学科的发展,完成综述,尝试将设计性实验或实验室开放所完成的实验课题形成论文,并鼓励学生积极发表,完成从基础、专业知识积累到专业实践训练的过渡。第四层次:此时,学生进入实习阶段,通过校内校外、专业实习毕业实习等多层次的实习,毕业论文(设计)等综合实验环节,充分培养学生分析、解决问题的能力和实验能力。此阶段,学校各级实验室向学生开放、充分利用教学基地的资源来完成毕业论文(设计)将是工作的重点。通过该层次的训练,学生不但能体会自身知识、能力如何在科学研究和生产实践中得到应用与发挥,而且完成了学以致用的过渡,也了解了学科。生物工程专业实践内容包括工程基本技能(细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程、生物分离工程、生物反应工程)、化工设备设计基础(工程制图)、然或人工构建的分子、细胞或组织实现产品化的中、下游过程技术和工程技能等[7]。

精心设计实验项目,强化学生的实践动手能力:保留经典实验项目,淡化课程界限,整合相关实验教学内容,夯实基础实验技能。经典实验项目有利于学生学习基本实验技能,有些经典项目大多会设置在不同的实验课程中,如“分光光度计的使用”这一经典实验项目在“生物化学”、“发酵产品分析”等实验课程中都会设置,为避免资源浪费,按照课程的先后,将其整合到生物化学实验中,通过强化练习,学生的这一基本实验技能得到了巩固,为后续实验内容的选择拓展了空间;结合恩施药物和硒资源的生物工程产业发展动态,将科研成果融入到教学中,如将天然产物的提取、分离、纯化、改性、应用等课题研究成果应用于生物化学等课程的实验教学中,不仅使学生掌握了基本实验技术,而且对学生专业操作技能进行全面训练,加深了专业理论与实践的联系,有助于培养学生综合性、系统性地应用所学知识和技能解决实际问题的能力。特别是对于“攀登”人才的培养,强化科研和创新能力,不仅在教学质量的要求规格上高于另两类人才,而且应积极引导他们尽早跟着相关导师作参与课题的研究。

质量的阶梯式即:按照三驱动人才培养目标,制定每一台阶各类人才不同的达标规格,实现真正意义上的分流管理培育。

(六)基于“三轮驱动”培养模式,改善相应的评价体系和教学管理制度

以现有的教学管理队伍为基础,推行教学工作的目标管理,发挥专业团队的作用,加强对日常教学过程管理:一步完善和修订现行的教学管理制度、教学环节基本规范和要求、教学质量标准和管理体系、教学质量监督和评价体系。改革课程考试方式,依课程性质,丰富和完善课程考试形式,笔试可采取试卷、小论文、论述、调研报告等形式,口试可以演讲、口述、辩论等形式,技能类可以是动手操作、设计制作作品等等;进一步完善课程评价体系和评价办法,打破完全的课堂45分钟制度;建立开放实验室管理制度和先进的实验教学管理模式,为学生探索性、综合性、开放性实验和毕业论文搭建平台。充分调动专业团队在教学管理、教学研究中的积极性。教师按专业课程群组成教学改革与实践责任小组,负责教学内容的整合,课程教学大纲的修定,教材的评审选用,教学方法与教学手段的现代化改革等;成立专业建设指导委员会,加强专业教学标准建设。由教学责任教师组成专门责任小组,负责国内外高校教学改革信息的调研,负责师资队伍培养建设规划的制定与实施,领导小组定期检查各责任小组的工作进展,组织责任小组之间的工作交流与研讨;对于子目标任务所获得的成果,及时组织学校内专家组进行评估鉴定。特别注意提炼专业建设过程中的创新点和突破点,注重成果在教学实践中的推广应用;运行并完善学科专业学生管理的导师制,建立每个学生系统全面的大学4年成长档案,促使每位学生准确定位自己的驱动人才类型,按菜单规格完成自己的学业。

参考文献:

[1]张敏,李尊华,刘小文,等.生物工程专业课程体系构建的研究与实践[J].广州化工,2013,41(17):202-203.

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[3]王宗成,刘小文,张敏,等.以就业为导向的生物工程专业人才培养模式探索与实践[J].科技资讯,2014,12(20):231-233.

[4]张连营,朱新军.应用型本科院校生物工程专业人才培养模式[J].现代企业教育,2014,(18):136-137.

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“产学研”是学习、科研、生产、实践过程有机统一运用的系统合作工程,而应用型人才培养的目标是培养可将理论所学转化为可实际应用的工程技术方案的“工程人才”[1,2]。毕业设计(论文)阶段是大学生在校的最后阶段,是学生将其理论所学进一步内化、升华、实践的阶段,也是高等学校开展创新教育的重要环节。毕业设计在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面具有不可替代的作用,是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节[3]。生物工程专业以培养掌握生物技术及其产业化的科学原理,能在生物技术与工程领域从事新技术研究、新产品开发和生产管理的工程技术人才为培养目标[4]。产学研背景下,通过毕业设计培养学生实践能力、创新意识、创新能力,全面提高学生综合素质顺应当前我国高等教育改革和发展的趋势,也是满足社会对应用型、创新型人才需求的有效途径。

一、毕业设计工作现状及问题

产学研背景下,应用型人才培养模式要求高等教育由精英型向大众化转变。徐州工程学院作为地方性应用型本科院校,本科毕业设计(论文)工作得到学校的广泛重视,其整体质量有了较大程度的提高,但仍存在特定的问题。

(一)教师及学生的工作态度

随着高校招生规模的不断扩大,专业教师的师资相对紧缺出现了一名教师指导近十名甚至更多学生的现象。另外,毕业设计指导教师还要承担繁重的教学和科研任务,导致教师难以在毕业设计工作中投入足够的时间和精力。此外,一些责任心不强的指导教师仅将毕业设计指导工作流于形式,指导态度不端正。教师的态度对学生毕业设计的态度会产生特定的影响,许多学生认为毕业设计没有不过的,存在“混”的心理,对毕业设计马虎了事。再加上最后一学期大多数学生都花费大量的精力找工作,所以对毕业设计只求过、不求好的态度严重影响了毕业设计质量。

(二)选题问题

毕业设计选题大多是由指导教师事先拟定,再由学生在拟定的范围内选择,这种约束性的选题方式限制了学生创新意识的发展,难以培养学生的创新能力。有些选题较为陈旧,偏离学科发展进展,脱离生产实践环节,使得研究工作缺乏实用性。有些选题范围较窄,工作量难以满足;有些选题较大,学生研究时间有限导致课题难以深入的现象。选题中出现的重复率高、创新性不足的现状难以在特定的学习阶段激发学生毕业设计工作的兴趣与热情,难以保障毕业设计的质量。

(三)指导方法及研究条件的束缚

毕业设计过程中教师疏于向学生介绍课题的最新研究动态、最新的研究方法等,仅是让学生自己查找现有相关资料进行课题研究,失去了毕业设计培养学生实践能力、创新能力的作用。另外,现在许多高校实验资源相对紧张,毕业设计配套经费相对短缺,难以满足毕业生的毕业设计需求。

二、产学研背景下应用型生物工程专业毕业设计改革的方案

产学研背景下应用型人才培养模式要求毕业设计工作要与社会实践、生产、科研实际相互融合、有机结合。所以毕业设计工作可与教师科研项目、生产企业、相关专业单位紧密联系以促进应用型人才的培养。

(一)合理选题

1.选题原则。选题是做好毕业设计工作的关键,应用型人才培养模式更注重学生综合素质和实践创新能力的培养,所以毕业设计的选题不仅要有先进性、创新性,还要尽量联系生产实际保障其实用性。笔者在多年的毕业指导过程中发现,进行创新性、实用性课题研究工作的同学其研究热情和研究积极性均显著高于其他同学。2.以学生为本的盲选机制。“以学生为本”的教学理念要求毕业设计工作中学生有权利选择自己感兴趣的课题。所以在选题时可以先由教师只课题名称和相关研究内容,学生在仅了解课题内容的基础上根据自身的情况、兴趣选择课题。这种双盲选题机制避免了教师在学生选题中的干扰,充分保护了学生的研究兴趣,能够提高学生整体的毕业设计积极性。3.课题难度应适中。学生的基础及工作能力间存在一定的差异,所以学生选题后还应该在符合生物工程专业应用型人才培养目标的要求下根据学生的实际情况合理调整研究内容,这就要求教师对每一个课题设计不同的难度层次,尽量做到因材施教,因地制宜。

(二)严格毕业设计管理、规范要求

徐州工程学院针对毕业设计(论文)工作制定了详细的管理细则及开题报告、中期检查、毕业论文答辩等的考核办法,学生在毕业设计工作开始前了解管理细则及相关政策,能真正认识毕业设计的重要性,重视毕业设计工作。毕业设计过程中教师要在特定的时间节点课题、下达任务书,严格要求学生按时完成工作并将相关毕业设计材料上传至毕业设计管理系统供教师审核。

(三)因材施教、分层指导

毕业设计指导过程中教师要尽量保护学生的研究兴趣,激发学生的创造力。教师下达任务书后,不能任由学生查阅资料、设计实验方案,这个过程如果缺乏教师的引导可能会削弱学生的积极性,因为大多学生没有研究经验,接到研究任务后大多会感觉无从下手,找不到方向;另一方面,教师也不能面面俱到、事无巨细地帮助学生将文献资料、实验方案等全交到学生手上,这样学生就只要根据教师的“指示”简单完成“命令”即可,没有自己的思想融入,无法培养学生发现问题、解决问题的能力。针对以上两种极端现象,教师在实际指导过程中应根据学生自身情况的不同进行合理的分层指导。基础差的学生可从文献资料查阅、实验方案设计、实验开展过程及论文撰写过程进行全方位指导;中等程度的学生通过定期下达任务的方式进行适时指导;优秀的学生仅要在实验方案设计或实验方法选择中适当点拨即可。分层指导的方式不仅给教师减少了因面面俱到带来的大量繁琐工作,还能够使不同层次的同学在毕业设计中收益最大化。

(四)多样化的开展方式

产学研背景下的毕业设计工作应鼓励教师科研课题、生产企业及相关专业单位的参与,开展方式多样。首先,可以鼓励学生参与教师科研课题,科研课题可以反映学科发展动态及方向,学生的参与工作可以激发学生的科研积极性、培养学生的创新能力;其次,可以借助企业资源选派一些优秀的学生到企业进行毕业设计工作,这种方式可以充分培养学生的实践操作能力及较好的职业素养和团队合作精神;最后,鼓励学生参与工作实习单位或自主创业课题,为日后的工作打下基础。

(五)规范毕业论文写作

由于本科生首次接触大论文的写作,会出现层次不清楚、结构不合理、表达不清晰等问题。教师在学生论文撰写过程中应指导学生把握论文写作的框架和结构,另外鼓励学生多看参考文献提高写作能力。格式不规范也是在毕业论文中经常出现的问题,教师应在论文审阅过程中严格要求,端正学生的写作态度,提高论文的质量。

三、结语

毕业设计质量的好坏是衡量高等学校教育、教学质量的一个重要评价指标,也反映了高校的办学水平[5]。产学研背景下生物工程应用型人才培养模式的毕业设计工作将教学、科研、生产过程相互融合、相互渗透,真正实现了生物工程科学理论与生产实践的紧密联合,使得学生的实践创新能力、综合素质等得到了显著的提高,也可以为社会培养真正的应用型生物工程人才。

参考文献:

[1]王迎军.深化产学研合作教育,培养拔尖创新人才[J].中国高等教育,2010,(21):9-11.

[2]张长森,吴其盛,侯贵华,等.应用型本科院校毕业设计团队培养模式的构建[J].理工高教研究,2015,09(12):118-121.

[3]姚兴田,周一丹.产学研合作创新工科专业本科毕业设计模式的探索[J].高教论坛,2011,(9):79-81,92.

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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1673-291X(2012)08-0273-02

引言

在深化高等教育改革中,培养学生综合素质和创新能力是一个根本性的指导思想,实验教学是高等学校整个教学活动中的重要环节,它包含实验、实践、课程设计实习等一系列实训性教学环节,具有很强的直观性和操作性,是对理论教学的补充和拓展,是为学生提供一个将书本知识转化为行为能力的重要场所。实验是培养学生创新的基础,因此,实验教学是实施创新教育的最重要环节,也是创新能力培养的关键环节。而传统的“重理论、轻实践”的教学理念培养出来的人才专业理论知识较扎实,但动手能力、适应能力、创新能力较差,特别在生物工程领域对人才的创新能力和实验能力要求较强的行业,尤其需要学生在有稳固的专业理论知识的同时,强化创新精神和实践能力的培养。

当前生物工程专业实验课程设置存在以下几个方面的不足:各门实验课自成体系,为了各自的系统性和完整性,实验内容重复庞杂;验证性实验占的比例大,综合性、设计性实验少;内容陈旧,经典验证性实验多,研究、探讨型实验少,不利于学生的创新精神和创新能力的培养;教学方法单一,抑制了思维和创造能力的发挥。为此,我校生物工程专业进一步深化课程改革,构建新型的实践课程体系,进一步提高教学质量。

一、构建一体化多层次实训课程体系

一体化的实验教学体系,是整合各实验教学环节,把培养学生综合实践能力的实训教学作为一个整体考虑,制定实验教学计划与大纲,构建综合实践能力整体培养目标体系,培养学生创新意识、创新思维、创造能力和分析解决问题能力,遵循由浅入深,循序渐进的教育规律,加强基础与专业实验的内在联系、相互渗透和整体设计,减少验证性实验,增加综合性、设计性实验,开设自主性、研究性实验。依据学生不同阶段的学习要求和学习能力,设置了由两类课程、三个阶段、四个层次构成的实验教学课程体系,形成循序渐进、前后衔接,交叉渗透,由单一到综合到自主设计至研究开发,贯穿整个本科教育过程的纵向教学体系。可以从四个层次来构建:

第一层次:

对低年级学生首先通过理论教学建立学科的系统概念,在实验教学体系中以过程认知教学为主,通过大量的基础实验(以演示性实验、验证性实验为主),使学生对学科有初步的感知、掌握基本仪器的使用及基本实验方法,训练其基本技能,培养学生科学、规范的研究习惯与方法。

第二层次:

在第一层次的基础上增加专业课程的学习,逐步减少实验教学体系中演示性、验证性实验的比例,同时加大综合性、设计性实验的比例。

此时,学生在掌握了一定基础知识和专业知识的基础上,加上实验课程对学生的综合能力、创新能力的训练力度加大,作为进一步的措施和发挥,一方面学校向学生开放实验室,鼓励学生自主创新,逐步接触科学研究;另一方面,学校可以组织学生到校外的教学基地去见习,让学生熟悉专业学科在实际生产中的应用及整个生产流程。

第三层次:

主要针对高年级学生,这类学生对专业知识有相当程度的掌握,主要教学目标为在基本实验技能、方法的基础上,促进科学思维和创新能力的提高,强调基础性、综合性、设计性实验相结合,全面培养学生的综合能力,因此在实验教学当中可以适当穿插跨课程甚至是跨学科的综合性大实验,促使不同课程间的知识融合;同时,进一步增加设计性实验的比例,培养的学生的创新精神和创新能力。

学生在有一定科研基础训练的情况下,专业导师进一步引导学生学习科研论文的写作方法,鼓励学生在课余时间广泛涉猎相关专业的科研论文,关注学科的发展,完成综述,尝试将设计性实验或实验室开放所完成的实验课题形成论文,并鼓励学生积极发表,完成从基础、专业知识积累到专业实践训练的过渡。

第四层次:

此时,学生进入实习阶段,通过校内校外、专业实习毕业实习等多层次的实习,毕业论文(设计)等综合实验环节,充分培养学生分析、解决问题的能力和实验能力。此阶段,学校各级实验室向学生开放、充分利用教学基地的资源来完成毕业论文(设计)将是工作的重点。通过该层次的训练,学生不但能体会自身知识、能力如何在科学研究和生产实践中得到应用与发挥,而且完成了学以致用的过渡,也了解了学科的技术进步与发展动向、科研论文的研究和写作方法等。

以上四个层次的一体化实验教学体系构建过程中,从基础教学逐步过渡到专业实验教学以及最后的毕业实习阶段,理论教学与实验教学贯穿整个教学阶段,必须树立培养创新型、应用型人才的带教意识;无论是理论教学还是实验教学,都必须坚持启发式、问题式的教学方法,以教师为主导、学生为主体,促进学生自主学习、鼓励学生自主实验。

二、基于创新能力培养的实验课程体系构建

构建一体化多层次的实验教学体系,坚持理论教学、实验教学与科学研究三位一体(横向渗透),分层次全程培养学生的能力(纵向渗透),逐步推进体系内各个模块的实施和完善,注重实验教学体系各层次教学质量的保证,全面推进创新型、应用型人才的培养。

结束语

安徽工程科技学院生物工程专业是省示范专业,对如何培养具有创新能力的高素质人才进行了积极的探索。该专业通过对实验教学环节改革,探讨了提高生物工程专业学生工程实践能力和综合素质、强化工程设计等教学理念。通过几年的教学尝试和改革实践,显著提高了学生在实验中的动手能力、创新能力。2006年,生物工程专业构建了两个学生实验平台和一个生物参数检测中心。其中,一个是耗氧发酵平台,学生利用三联发酵罐模拟生产天然色素、酶制剂、氨基酸、抗生物等生物工程产物,掌握耗氧生物反应过程控制、产品提取整套生产技术;另一个是利用厌氧平台发即啤酒实训系统模拟生产啤酒、功能性发酵食品。通过校内模式生化产品生产装置实习基地的建立,学生克服了现场实习缺乏动手操作的局限。在实验基础上进行工程设计,能够强化学生设计能力和工程意识,也对学生思维能力、分析判断能力和综合运用知识能力起到了良好的促进作用。

参考文献:

[1] 陶玉贵,汤斌,伊长文,朱龙宝,葛飞.生物工程专业课程结构体系构建和课程整合的研究[J],经济研究导刊,2009,(9):228-229.

[2] 李江华,房峻,郑飞云,孙军勇,张梁,丁重阳. 生物工程综合实验教学创新体系的构建[J].实验室研究与探索,2009,28(4):222-224.

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