时间:2023-03-01 16:23:14
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇生物工程专业,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!

通过本次实习,开阔视野,增长见识,扩宽我的知识面。了解本专业相关方面的知识,通过实习,启发我积极向上,努力学习。同时接触与认识社会,积累人生阅历。
实习收获与体会
实习就这样过去了,总有点意犹未尽的感觉,这样的机会要多几次该多好呢,我真是这样想的。现在来总结我此次实习的收获和体会:
我们首日乘搭公司员工车来到了中山火炬开发区的咀香圆食品有限公司,在我们学校的小董师兄热情的带领下,我们来到了会议室等待公司领导的工作安排。开始是梁主任亲切既严肃地跟我们介绍了公司的规矩跟消防意识,包括了方方面面,让我领悟到领导层对企业管理的重视能让一个企业更规范化生产,是一个企业蒸蒸日上的前提。之后还有刁主任对咀香圆的精彩介绍,让我们知道咀香圆杏仁饼起始于清光绪二十九年,萧家为帮补家计,1911年,开始了作坊式生产;1935年,咀香园杏仁饼获美国檀香山国际食品博览会“金鸡奖”;
后来,该企业历经改制,如今的咀香园健康食品(中山)有限公司继续生产咀香园杏仁饼,产品畅销全国各地及海外市场;2006年,“咀香园”被商务部授予“中华老字号”称号。咀香圆是一家充满历史色彩的饼类生产公司,当中肯定有不少的不愉快的经历,终究还是熬过来了,证明了咀香圆是一家有实力,深受群众欢迎的公司,让我在之后的实习过程中想了解到更多的这家公司的企业文化,今后对我肯动有很大的帮助。最后经过分组,我被分到了质量控制中心去完成我实习的工作,这让我兴奋不已,想更快的到工作岗位上。下午跟我的BOSS胡志高同志见面了,由于时间关系,首日的工作没有正式开始,我了解了一下这几天的工作内容后,就开始阅读相关的资料,有月饼包装标签内容整理汇总、计量技术规范、食品和化妆品包装计量检验规则和限制商品过度包装要求。学会了很多关于标签方面的知识,之前考营养师证的时候已经在关注这方面的知识了,今天终于可以详细的学习到个中的细节,可谓不枉此行。第一天就这样匆匆过去了,也是充实的一天,这令我更期待第二天开始的工作。
关键词 生物学 微生物工程实验 教学改革
中图分类号:G642文献标识码:A
微生物工程是一门含有现代生物科学和工程技术的专业课程,是苏州大学生物技术专业学生的一门专业核心课程。目前,苏州大学生物学专业包括生物科学、生物科学(师范)、生物技术、生物信息学、应用生物学、生物技术(食品质量与安全)等6个本科专业(方向)都开设了微生物工程实验课程。在以往几年的实验教学实践中我们发现,由于各专业教学大纲的不同,导致微生物工程实验课时不统一,从18学时到36学时再到54学时,因此实验内容需要不断更改,导致部分实验内容孤立、不系统、不连贯,并多为验证性实验。随着这几年实验室建设的推进,开设微生物工程实验所需要的仪器设备有了极大的补充,现在可以开设的实验特别是设计性实验的数目大大提高。我们总结了前几年的教学经验,在教学体系、教学方法和学生综合素质培养等方面进行了探索,逐步完善了基础、综合、创新三个层次的实验内容,并建立了一套能够适应不同专业不同课时的微生物工程实验课程教学体系,形成了一定的实验教学特色。
1 实验课程教学体系的改革
由于我校的微生物工程实验课程涉及的专业较多,且各专业学生已有的知识积累以及需要掌握的实验知识和技能也有所区别,因此我们根据实际情况,重新构建了微生物工程实验课的实验项目,所有实验都是综合型或设计型实验。这些实验项目主要分为四方面:第一方面是菌种的筛选、鉴定和诱变实验,这属于发酵工程上游的内容;第二部分是环境条件(温度、pH值、溶氧)对分批发酵的影响及其控制,这属于发酵工程中游的内容;第三部分是发酵产品的分析,这属于发酵工程下游的内容;第四方面是发酵产品如酒酿、葡萄酒、凝固型酸奶的制作。
1.1 根据实验大纲,改革实验内容
由于微生物工程实验的内容具有连续性,所以在安排课表的时候宜将这些实验集中安排在一周或两周内进行。根据各专业(方向)教学大纲所规定的学时,有选择地开设几个实验,为了提高实验效率,这几个实验通常同时进行。一般来说,上游和中游实验均必选一开设,下游实验和发酵产品制作的实验必开。如果一个班级的学生人数太多,须将中游实验分批轮流选择开设。
将整个微生物工程实验的内容进行系列化、单元化编排,以利于学生对微生物工程知识及实验技能的系统化掌握,有利于培养学生的动手能力、综合运用知识的能力和创新能力。通过多动手、多训练,学生对微生物工程实验课程体系有了一个全面的认识,同时实验技能也得到了进一步提高。
1.2 增加自主设计性实验
在新的教学大纲中,增加自主设计性的实验,如有用化合物生产菌株的筛选,让学生在查阅文献的基础上,自行设计实验方案。然后根据设计的方案进行实验,在实验进行中肯定遇到各种各样的问题,让他们始终处于发现问题、分析问题和解决问题的过程中。此举极大地调动了学生的自主性、积极性和创造性。若学生遇到解决不了的问题,教师给予及时指导。这样,通过自己的努力和教师的指导而完成的实验,学生的印象更深,收获更大。
1.3 开设传统发酵食品、饮料实验
在生物学的所有专业(方向),我们都确定酒酿、葡萄酒、凝固型酸奶的制作为必开设实验。因为微生物工程(又称发酵工程)是一门与生产、生活实际密切相关的课程,早在2000多年前,发酵技术就被人们用来生产各种酒和风味食品,今天,发酵食品和饮料仍在我们生活中占有重要地位。在这三个实验中,每个学生都兴致高昂地动手制作酒酿、酸奶、葡萄酒,实验结束时,每个学生都能品尝到自己的劳动成果,大家分享着成功的快乐与喜悦。这三个实验也是我们微生物工程实验的亮点,有的学生后来还会在家人、亲朋面前露一手这些制作技术,有的学生毕业多年后对这些实验仍记忆深刻。
2 实验教学方法的改革
合理的实验内容和体系还需要有相应的教学方法作保障,才能最终达到培养应用型、创新型人才的目的。①在实验教学方法的改革中,要突出学生的主体地位,教师发挥主导作用,启发促进学生的思考,点拨学生的思维。
2.1 利用视频辅助实验教学
在讲解发酵罐的结构时,往往由于学生多,造成部分同学看不见或看不清。鉴于这种情况,我们事先对这部分内容录制了一个视频,在实验课上,我们采取边讲解实物边观看视频的方法就基本解决了这个问题。有的实验操作,老师在讲解完后还可放一段相关的实验视频给学生观看,让大家有一个更直接的感官认识,这些视频可以通过网络搜索引擎或国内外大学的相关专题网站获得。②
2.2 实验分组的改革
以往有些实验,由于实验条件的限制,每小组学生人数多,造成有的同学袖手旁观或者不能参与实验,实验教学效果不佳甚至产生负面影响。事实上,学生作为实验课的主体,实验的每个环节和步骤都必须亲自参与进来。所以,我们在安排每个实验时,会根据实验内容、实验条件和班级人数进行合理分组,确保每个同学都有动手的机会,确保能做实验而不是看实验。例如,酒酿和酸奶必须每人都做,每人制作出来的产品最后须经老师评分,作为成绩的一部分,这样就能有效避免学生偷懒或逃课。
3 重视学生综合素质的培养
3.1 培养团队合作精神
综合性和设计性实验是培养学生综合利用所学的多门知识和技能而开设的一种复合型实验,但实验时间较长,劳动量大,而且这些实验对实验设备的依赖性比较强,实验过程中很难保证每人一台发酵罐或者灭菌锅,只能分组、分批进行。因此对此类实验,我们采取团队合作的形式,将学生分为若干个组,每组3~5人,安排组长,所有实验都由小组共同完成,组长合理安排本组成员完成相应的工作量。比如“环境条件(温度、pH值、溶氧)对分批发酵的影响及其控制”实验是在发酵罐中连续进行30小时左右,过程中需要定时取样和对相关指标进行测定,需要熬夜,小组成员间可以协调安排值班。每个小组成员必须认真对待,确保自己负责的实验部分正常进行,实验结果准确可靠,否则自己的小疏忽或失误就会导致整个小组大实验的失败。所以,最后的实验结果是由大家集体合作贡献得到的,根据每个人得到的实验结果绘制成发酵过程曲线,这样的合作有利于培养学生的责任心和团队精神。
3.2 强化科研意识
为了强化学生的专业素质,在单组实验的设计和安排上注重学生科研能力的培养和训练。通过有代表性的实验方案设计过程,加深对相应知识重点、实际应用的理解。例如在酵母细胞纯培养的实验中,引导学生对影响细胞生长的若干因素进行优化,将正交设计实验思想引入实验中,训练学生掌握这一重要方法,并学会应用极差和效应图对实验结果进行分析。这类实验,只有题目,而结论未定,有利于激发学生的探索兴趣和学习的积极性、主动性。培养学生的独立性和创造性,学生以研究者的身份进行工作,始终处于独立思考和积极探索的过程中。这类实验和科研相结合,有利于把科研的思路和方法更形象地传授给学生。
4 结语
通过微生物工程实验,让学生了解和掌握了发酵产品的生产过程,加深了对理论课中基本知识和原理的理解,同时又锻炼了他们的动手能力和综合分析实验结果的能力。通过对微生物工程实验课程教学体系的完善和改进,加强了与实际生产和科研工作的联系,使学生积极主动地参与到实验中来,让他们懂得实验课不仅仅是做实验和完成实验的简单过程,更重要和具体的工作在实验过程之外。通过训练,使学生在实验方案设计、实验过程控制和实验数据分析整理等方面都有了长足进步,提高了学生独立开展科研实验的能力。只有这样,才能实现目前倡导的从应试教育向素质教育的转变,满足21世纪对综合型人才的需求。
注释
关键词:生物工程;全程导师制;设计与实施
一、我校生物工程专业导师制现状
我校生物工程专业每年招生50人左右,现有专业教师25名左右,一年师生比约为1:2,这个数值与我国目前的研究生教育相当,这为全程导师制的实施提供了师资条件。目前,我校生物工程专业与其他大多数专业一样,实行的主要是高年级导师制,学生在大三或大四选择指导教师,指导教师主要指导学生完成毕业实践,重点是提高学生的专业素质和能力。然而,对大一或大二的学生则缺乏有效的针对性指导,学生中出现的多种问题难以得到及时有效的处理,影响了学生身心健康以及大学生综合素质的提高。
二、生物工程专业导师组的设立
实施全程导师制的前提是要有足够数量的导师,而全程导师制的实施效果关键在于导师的综合素养。一方面由于专业教师数量有限,教学科研工作任务较多;另一方面由于专业教师术业有专攻,各有所长,因此由2位教学科研互补型的教师组成一个导师组,取长补短,同时指导一组大学生。根据2018年生物工程专业师生现状,总计分为13个导师组,每组指导4—5名大一新生。
三、生物工程专业全程导师制运行模式
不同年级的大学生,确定不同的重点指导内容。大学一年级,导师重点指导学生尽快熟悉校园生活,处理好班级及宿舍学生之间的关系,做好学业规划,重视公共基础课学习,尤其是外语与计算机的学习,适当参加学生社团活动,注重身心健康。大学二年级,鼓励学生在做好专业基础课学习的基础上,注重综合素质与实践能力的培养。导师根据学生自身的特长与兴趣,鼓励学生参加不同的课外实践活动,比如社会服务、勤工助学、各种大学生竞赛等。大学三年级,鼓励学生在完成好专业课程学习的同时,进入导师实验室开展科研工作,申请大学生创新创业训练计划项目,阅读专业文献,撰写科技论文,提高专业素质与能力。同时,计划考研的学生开始复习准备。大学四年级,鼓励学生在做好校内毕业设计、顺利完成毕业答辩的基础上,积极参加校外企事业单位的实习实践工作,部分学生做好就业准备,准备考研的学生做好研究生初试及复试等工作。导师组对学生的指导可以采取多种形式,导师组与学生组可以面对面进行交流,也可以通过网络、电话进行集中或个别指导。指导的频次根据导师和学生的时间来确定,每个学期初和学期末至少当面指导1次。全部导师组每学期至少召开1次指导经验交流会。
四、生物工程专业全程导师制效果评价
全程导师制指导效果可以通过以下多种指标进行综合评价,如学生学分积点、学生奖学金、英语四六级通过数、计算机等级考试通过数、学生数、学生竞赛获奖数、大学生科技创新立项数、学生考研数、学生就业数、学生社会服务情况、学生社会实践情况、学生对导师的评价等。
关键词:生物工程专业;综合实验课程;教学实践
一、开设生物工程本科专业综合实验课程的意义
学院根据教育部2012年出版的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,以及教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会的《生物工程专业规范》,将基因工程、生物分离工程、酶工程、微生物学、分子生物学、发酵工程和生物工程设备等课程作为专业核心课程[3-4]。这些专业核心课程以理论教学为主,部分课程也开设了相应的实验课。由于生物工程专业开设的课程较多,涉及领域较广,致使核心课程的授课学时受到限制,相关实验课程以基础性或者验证性的实验内容为主,涉及综合性实验项目较少[5-6]。实验课程采用常规教学模式,即学生课前预习实验原理、步骤方法等,实验员将实验所有药品和试剂准备好,授课过程中,学生按照实验教材的实验步骤“照单抓药”式地完成实验内容[7]。这种教学模式有利于学生掌握基本操作技能与方法,突出单一知识点,但是调动学生的积极性和主动性较差,不利于学生对所学内容的全面理解与应用,较难将所学知识全面融会贯通。为了达到培养应用型人才的培养目标,根据学院目前专业课程实验课程的开设现状,针对生物工程专业开设了“生物工程综合实验”课程。该课程符合广东省部分生物工程类企业对基因工程、生物反应器、分离纯化等基本的操作技能要求,该课程将多门专业核心课程的基础理论和操作技能有机地融为一体,促进了学生对现代生物技术技能的理解和掌握,同时使学生具有了团队合作精神,独立思考完成实验的能力,具备初步的科学研究思维意识和科研能力。
二、米曲霉蛋白酶基因的克隆表达、发酵、纯化及其应用的综合实验课程设计模式
综合性实验是将基础理论知识点与实验操作基本技能进行有机的结合,由多个具有内在关联的小实验组成,学生在实验过程中必须认真做好每个小实验,然后将所有小实验结果有机串联在一起,达到生产出具体产品或者解决具体问题的目的[8-9]。为了让生物工程综合实验课程达到人才培养目标,尽量做到将专业核心课程的基本理论和基本操作技能有机融合,因此,选取了米曲霉蛋白酶基因的克隆表达、发酵、纯化及其应用作为综合实验的教学内容。由于蛋白酶是一类非常重要的工业用酶,占有全世界工业用酶至少60%以上份额,碱性蛋白酶又占总蛋白酶的一半以上,被广泛应用于医药、食品、化工和皮革等行业;而当前商品化的碱性蛋白酶主要来源于细菌,来源于真菌的较少,从真菌中开发蛋白酶也就引起了国内外学者的关注。米曲霉是我国传统发酵食品中重要微生物菌种,该菌产生的蛋白酶对大豆蛋白具有较强的水解作用,对大豆水解物中脱苦味和独特风味具有非常重要的作用[10]。
(一)生物信息学实验模块
生物信息学实验模块主要由表1中2.1的“米曲霉碱性蛋白酶基因的序列分析及表达引物的设计”实验内容组成,该实验要求学生利用BioEdit7.0序列软件查看米曲霉碱性蛋白酶的基因序列及其编码的氨基酸序列,利用GenBank数据库的Blast程序对蛋白酶基因的序列分析,预测其信号肽、前导肽和成熟肽序列,利用Oligo7.0软件对表达引物的设计,学会在引物上添加限制性内切酶位点及保护碱基,以便在下一步实验中获得的PCR产物并顺利酶切。
(二)基因工程实验模块
基因工程实验模块是整个综合实验的重要组成部分,主要由实验2、实验3和实验4的内容组成,该部分主要是对目的基因的PCR扩增、纯化和酶切,然后将目的基因连接至提取出的质粒上,获得重组表达载体,通过电转化将该载体整合到毕赤酵母基因组上,对毕赤酵母转化子基因组的提取,采用基因组PCR技术鉴定目的基因整合结果,通过一系列的基因工程实验技术,让学生加深对基因工程基本理论的理解,以及对基因工程常规操作技术具有熟练的掌握。
(三)发酵工程实验模块
发酵工程实验模块主要是由实验5组成,利用基因工程实验模块构建的工程菌株,分别在三角瓶和发酵罐中进行诱导表达。在三角瓶中发酵采用500mL三角瓶装液量为100mL;而在发酵罐中,采用逐步扩大培养方式,即用多个500mL三角瓶活化菌株后,接种到10L发酵罐中扩大培养,再接种至100L发酵罐中进行诱导表达。本实验模块让学生认识到,采用不同的生物反应器培养,菌株的生长、产酶能力等都具有显著的差异,通过理解发酵曲线(pH曲线、溶氧曲线、温度曲线、补料曲线和搅拌速率曲线等)来判断发酵罐中菌体的生长情况。
(四)生物分离工程实验模块
生物分离工程实验模块主要由实验6和实验8组成。本实验模块利用板框过滤技术或离心技术将菌体与发酵液进行分离,对发酵液中的重组蛋白酶采用膜分离技术进行浓缩,对浓缩后的发酵液采用硫酸铵盐析、溶解透析获得粗酶液。对大豆肽饮料采取等电点沉淀法去除未溶解的大豆分离蛋白,采用膜分离技术对其浓缩,提高大豆肽饮料中活性肽的含量。通过该实验模块让学生理解生物产品分离中发酵液的预处理、沉淀分离、膜分离、生物产品的浓缩等原理及基本技能。
(五)酶工程实验模块
酶工程实验模块由实验7和实验8组成。该实验模块使学生认识到采用基因工程技术和发酵技术获得蛋白酶,是目前制备酶制剂的重要方式之一。通过对重组酶的基本酶学性质的测定,获得的最适合温度、最适合pH等实验结果,指导对大豆分离蛋白的水解,并制备出活性肽饮料。让学生从实验中理解酶学性质测定的重要性,以及了解蛋白酶在实际生产中的应用。
三、综合实验课程的教学实践
(一)课程安排
开设综合实验课程要求学生已完成微生物学、分子生物、生物化学、生物工程设备、基因工程等课程的学习,因此,该课程安排在大学三年级的第二学期,采用集中授课的方式,共计80学时,全天候进行实验,以确保实验的连贯性和完整性。
(二)实验分组情况
在实验课程中,常常由于学生分工不明确,试剂、药品和设备等数量的不足导致整个实验课程嘈杂、教学秩序混乱,因此,本课程将3~4名学生分为一个小组,将常规的设备、试剂和药品(如移液枪、三角瓶、烧杯、琼脂粉等)分配到每个小组,由小组支配使用管理,直到本课程实验全部完成后再归还实验室。
(三)课堂的组织教学
本课程采用学院的自编教材《生物工程综合大实验》,要求学生课前认真预习,理解实验原理、操作步骤、注意事项等各个方面。每次实验之前,任课教师对本次实验的小实验组成、实验原理、小实验间的关联,可能会出现的问题、实验结果的预测等方面均要向学生详细讲授,使学生理解本次实验内容。学生根据自己对实验教材的预习情况,结合教师对实验内容的讲授,小组内学生之间相互讨论,形成本小组的具体实验方案后,才能动手做实验。在实验过程中,学生是实验操作的主体,要求学生必须全程参与所有的实验操作,即每个实验环节都由学生自己完成,如培养基的制备、各种试剂溶液的配制等。指导教师主要是指导和监督学生动手操作,及时纠正学生的错误操作,对学生每一阶段的实验结果进行总结与分析,针对实验中出现的异常数据和现象要进行重点讲解分析,这对扩展学生知识、提高学生解决实际问题,加深对基本理论知识的理解具有巨大的帮助作用。
(四)考核方法
实验成绩是衡量评定学生学习情况的根本依据,合理的成绩评定方式,对提高学生对课程的重视程度,增强学生的积极性和主动性,提高学生的动手操作技能具有重要的作用[11-12]。本课程的成绩评定主要是由3部分组成(考勤和团队协作占10%、实验操作动手能力占20%、实验报告占70%)。“考勤和团队协作”部分由小组长牵头,以及组员间相互监督来评定组员的分数。“实验操作动手能力”由指导教师根据学生在整个实验课程中的动手操作能力评定分数。“实验报告”部分由实验报告的格式、科学术语表述、语句通顺情况、实验结果以及对结果的分析等组成,实验报告格式参照学校学报论文的撰写格式,让学生初步掌握论文的写作规范,实验结果中的表格、图片等均要求提供原始数据和图片,对实验中出现异常现象必须要有合理的解释和说明。
关键词:生物工程;SRTP训练;实践教学;课程体系
为适应湖南省经济的发展,我校于2002年开始筹建生物工程专业,2003年开始招收本科专业。经过十年的专业建设,本专业本科生培养方案逐渐成熟,形成了理工交叉、工科特色突出,厚基础、宽口径,适应湖南省经济发展的一套生物工程本科专业培养体系。
1专业培养目标定位
1.1学科定位
生物工程专业是工科办学专业,或者说是侧重工科、工管理结合的复合型专业,以培养应用型、产业化人才为主。
1.2培养目标
我们的培养目标是:使学生成为既掌握生物科学的基础理论知识,又具有工程科学背景的复合型人才。通过对生物工程基本原理学习、实验技能训练、工厂实习及参加科学研究等多种现代教学手段,为学生的进一步深造或到相关科研单位和企事业单位从事科学研究、工程设计或经营管理打下坚实的基础[1][2]。
2专业建设具体实践
2.1完善生物工程专业建设体系
十几年来我们十分重视专业教学计划的设置与修订,基本上每年修改或重编一次教学大纲、培养方案。培养方案是根据学科发展,以构建教学研究型大学人才培养体系为目标,在听取广大教师与学生特别是高年级学生意见的基础上,经专业教学小组及系、院教学委员会讨论后精心制定的。生物工程专业人才培养目标明确,有特色、有措施。培养模式及课程体系设置围绕“突出具有工程知识背景,又掌握一定的生物科学与技术知识”这两个基本出发点。实践证明,这一专业人才培养目标是与社会需求相吻合的[3]。
2.2制定体现学生个性化的培养与教学计划
本专业人才培养方案目标明确,充分考虑了生物工程学科发展现状和趋势,制定了加强基础、拓宽知识、素质能力协调发展的目标。要求学生通过基础及专业知识的学习,使毕业生具有对新资源、新产品、新工艺的研究开发、工厂工艺设计、组织生产生物工程产品的实际工作能力,树立国际竞争意识和较强的国际竞争能力。2013级培养方案与2010级相比,具有较大的改变,在总学分下降8分的情况下,选修学分反而提高了4.5分,使选修课程的学分与总学分的比例从18%提高到近22%。通过学分的调整,给本专业学生提供了较大的自由选择课程的空间,培养学生学会自主学习意识和自主学习的能力。专业选修课的设置,以前开设课程较少,专业方向单一,特色不明显,通过近5年来不断对选修课程进行整合,到2013级为止,新增了8门选修课程,并将选修课分类成2组研究方向,如生物化学工程、生物制药,极大地拓宽了学生的选课自由度,使他们能充分按自已的个性发展[4]。
2.3提高专业师资队伍教学与科研水平
科研是源,教学是流,教师积极参加科学研究工作,有利于提高自身的学术水平和教学水平,并能及时将学科前沿知识向教学内容渗透,向学生传递最新的科学信息,从而提高学生的学习兴趣和积极性。长期以来我们十分重视专业师资队伍建设,在国内大环境下,积极创造条件改善师资队伍结构,以适应生物工程专业学科发展与教学需求;通过引进、送出去培养等方式提高专业师资队伍。生物工程系的学科队伍是一支基础理论扎实、实践经验丰富、知识结构合理的队伍,同时也是一支富有合作精神、年富力强、战斗力强的队伍。目前生物工程系现有教职工10人,其中教授2名,副教授4名,教学、科研队伍中具有博士学位的教师已高达90%,平均年龄为41岁。生物工程系十分注重基础研究和应用基础研究。近10年来,先后承担了国家自然科学基金项目3项、国家973项目1项、863项目1项、“十五”国家科技攻关项目1项,以及一批省部级基金、攻关和重大横向项目等。近3年来100余篇,其中SCI、EI收录20余篇,获发明或实用新型专利8项。
2.4加强实践教学环节与SRTP训练
2.4.1实践教学
实践教学是整个大学教育中一个非常重要的环节。它能培养学生独立组织、完成实验的能力及严肃认真的工作作风和实事求是的科学态度,从而为毕业后从事科学研究和解决工程实际问题打好基础。生物工程专业实践教学管理规范,严格按照学校制定的规章制度;在课程、实验、毕业设计等环节的设置上,充分考虑到对本专业学生创新意识、创新能力和实践能力的培养。为了加深对课堂教学内容的理解,让学生切实了解和体验到整个生产过程,达到实习教学效果。专业制定了符合本专业特点的生产实习与认识实习的大纲。在实习前,由学院统一安排所有专业的实习时间、内容、要求等。实习指导教师按大纲制定出详细完善的实习计划,对实习的目的、要求、内容、考核、纪律等都作明确的规定。在每次联系实习时提交给实习工厂,以使实习按计划进行。实习结束后,教师提交实习小结,学生提交实习纪录本。
2.4.2专业实验教学
生物工程实验室设备精良,能够满足专业教学需求。专业实验教学人员力量强,在带好常规教学实验外,注重专业实验室建设。认真制定实验方案,加强对学生的引导,使学生通过专业实验对本专业有更深刻的了解,通过专业实验锻炼学生独立分析问题和解决问题的能力,激发学生的学习热情。实验室目前共开出专业实验8个,均为综合性实验。对学生开出的所有实验课程均有实验指导书,并根据学科发展的需要对实验内容进行不断补充和改革[5]。
2.4.3SRTP训练
我校针对二、三年级学生推出的大学生科研究训练计划(SRTP),给学生提供了参与科研训练的机会。从第二期开始至第七期专业教师和学生共立SRTP项目15项,据不完全统计有40名以上学生参加该项训练。学生参与各类课外活动积极性高,近年来获得校级及以上奖2项,4篇。我们采取的举措有:1)安排学生参与到本系的科研中锻炼,邀请本科生参加研究组的的专题学术研究讨论会。2)在一些专业课中布置大型作业,经过教师的评阅后,在课堂上由教师或学生本人作报告,教师组织同学点评与讨论,由此提高学生的文献检索与阅读能力,提高文献综述和表达能力,营造一种以创新能力培养为主体的学习氛围。3)实验室对本科生全天候开放,平时可以在教师或研究生的指导协助下做实验,培养动手能力。
2.5改革教学方法和教学手段
为了进一步提高教学信息化水平,促进教学手段的现代化,提高课堂教学效率。针对目前专业课程学时少内容多的矛盾,生物工程专业对现有课程的教学方法、模式、手段进行改革、以适应信息时代对教育创新的要求。经过几年的努力,生物工程专业开设的专业基础课和专业课程,运用多媒体教学的课程已经达到100%,其中讨论课、工程设计课、网络教学及双语教学课达到3门。
2.6加强毕业设计阶段的管理
我院对毕业环节非常重视,首先在选题上要求更多注重前沿性、实用性与创新性。根据选题原则,先各自上报论文题目及容纳学生数,再由学生自由选择填报,在毕业论文(设计)前一学期落实到学生,以便学生提前作好准备。近3年来,学生选做的毕业论文题目95%结合课题或生产实际,部分与SRTP项目、实验室建设、课程建设结合。在每年的毕业论文进行过程中,学院督导组随机抽查5%~10%的学生,着重检查学生是否按照学校和学院关于毕业论文(设计)工作条例进行工作,如完成文献综述、工作进度、存在的问题及指导教师情况。后期论文撰写答辩,各专业制定统一评分标准,对学生的研究水平、独立完成工作能力等进行考核。今年学院还专门下达了文件,采取了一系列有力措施。鉴于院、系管理到位,近5年来,生物工程专业学生的毕业论文,在论文复评中没有出现不符合原等级的论文。
3专业建设的体会与讨论
经过十年来的建设,生物工程专业已逐步形成鲜明的办学特色。毕业生培养质量显著提高,体会如下:
3.1突出过程工程背景的培养模式
生物工程专业与生物科学、生物技术明显差异在于生物工程更强调工程概念,必需培养学生理解与掌握“过程工程”的基本理论与方法,这是培养具有工程知识背景人才的基本点。因此,我们必须围绕这个基本点来制订生物工程学科的发展规划,制定培养方案,通过一定的方式和手段落实教学计划。十几年来的教学实践改革证明,坚持这一方针符合生物工程学科的发展趋势,也与当前社会需求相吻合[6]。
3.2高水平科研工作是教学与教研的基础
及时将前沿性科研成果引入课堂和教材中是提升专业教育水平的重要途径之一,而实现此过程的关键是建立一支高水平的教师队伍。我们长期坚持安排有科研经验的教师担任相近课程的主讲教授。加强对年青教师的培养,健全教师培训机制,同时,利用我校多学科优势,注重学科间的交叉渗透,对于进一步增强科研活力、开辟新的课题或研究方向、促进本科教学水平的提高具有十分重要的意义。另一方面始终安排高水平的教师活跃在教学一线,将新思想、新成果展现在学生面前,大大拓宽了学生的视野,是提高生物工程专业教学水平的基础与关键。
参考文献:
[1]赵宝华,刘伟,齐志广,等.生物技术专业学生创新能力培养的探索与实践[J].实验室科学,2013(6):131-135.
[2]张超,张健,侯茂,等.生物工程专业高素质复合型应用人才培养方案初探[J].安徽农业科学,2011(18):11343-11345.
[3]杜志强,沈秀丽.生物技术专业的课程教学研究与实践[J].科技信息,2010(35):40-41.
[4]李伟铭,黎春燕.产学研合作模式下的高校创新人才培养机制研究[J].现代教育管理,2011(5):102-105.
[5]陈六一.产学研合作教育的现状及其动力机制的建构[J].中国高教研究,2011(3):77-79.
[关键词] 生物工程 专业建设 人才培养
生物工程是生物学和工程学交叉融合的一门边缘学科,其基本任务是实现生物技术的产业化,即运用化学工程学原理将生物技术的实验室成果进行工业开发,从而实现生产的大规模化。生物工程不仅与基因工程、细胞工程、生化反应工程、工程制图、生物工程设备等诸多领域密切相关,而且具有较强的应用性,它强调以应用学研究为中心,注重生物产品的开发。因此,与其它学科相比,生物工程专业需要具备更高、更全面的知识、能力和专业素养。我校生物工程专业于2004年开始正式招生,目前属于省级重点建设、重点资助专业。为社会培养“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、具有创新和创业意识”的生物工程专业高素质应用型人才,是我校生物工程专业建设的指导思想。多年来,我们结合学校的优势和特色,并借鉴兄弟院校的经验,在生物工程专业建设上进行了积极的探索。
1 生物工程专业的人才培养目标与专业特色
1.1 人才培养目标
生物工程专业属工科专业,以培养应用型人才为主,要求学生既具有一定的科学素养,又具有一定的工程技术。当今生物学及相关学科进展日新月异,许多新技术、新仪器、新设备相继出现,但是它们出现的背后离不开生物工程基础理论知识,所以学生需要熟练掌握生物学、理工学、信息科学等各学科基础理论,并将各学科知识相辅相成,融会贯通。生物工程是一门应用性学科,学生在学习理论知识的同时,须学会应用创新性思维,独立发现并解决化学工程技术中存在的实际问题。在教学过程中,应努力结合工程学技术要求和实际需要进行人才培养,将理论知识与实践结合起来,知行合一,用理论指导实践,用实践验证理论,才能确保毕业生毕业后能迅速适应工作需要。因此,本专业的人才培养目标旨在培养德、智、体全面发展,掌握现代生物技术基本科学理论、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,具备在生物工程、食品、生物制药等领域从事产业化工程设计、生产、管理、产品质量与安全检测控制以及新技术研究、新产品开发的能力;熟悉与生物工程有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程发展动态和应用前景;掌握资料查询和科技写作的基本方法;具有从事科学研究、技术创新和实际工作能力的应用型生物工程技术人才[1,2]。
1.2 专业特色
我校是一所地方性本科院校,办学宗旨是为地方经济发展培养应用型、复合型专业人才。因此,我们将生物工程专业定位为:立足湘中南地区经济发展,根据服务地区生物工程、食品、医药工业和农业的指导思想,以农产品深加工和精加工、生物活性成分提取为教学主线,在充分利用本地区自然资源上寻找突破口,结合生物工程专业的科学内涵,发挥我校生物工程专业人才和设备优势,为地方经济建设培养懂管理、会经营、精业务的生物工程专业高级人才。根据社会对生物工程专业人才的需求,围绕生物工程专业培养目标,探索适合于生物工程专业应用型人才成长的产学研结合的培养模式,对人才培养方案进行优化,对教学内容进行整合,形成以微生物发酵(优良菌种选育和改造、发酵代谢过程优化与控制)、功能成份提取、与食品生物技术相互交叉的生物工程专业特色[2]。
2 课程体系建设
参考国内部分学校生物工程专业的课程设置,结合我校自身的学科优势与特色,在走访和调研企业与市场对生物工程人才的需求的基础上,我们先后多次修订培养计划。在培养计划的修订中,明确了应拓宽学生的专业口径,增加新的教学内容,加强综合性实验技能的培养,并强化工程能力的训练,以确保教学质量的提高;对原课程体系进行调整和完
* 基金项目:邵阳学院教改项目(2011JG09)。
善,从人文素质和科学素养综合培养的思路出发,构建由理论课程体系、实践课程体系和素质拓展体系三部分组成的人才培养模式,课程结构主要包括通识和基础课平台,专业核心课模块、专业选修课模块和实践教学环节[3-4]。
2.1 改革培养模式,造就应用型人才
课程体系结构设置按照“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、重实践”的原则,着力培养学生综合素质;体现创新教育理念,突出实践能力培养,注重系统性、前沿性和适应性,体现“促进人的全面发展”的大学人才培养目标,构建“平台+ 模块+ 课程群”的新型人才培养课程体系。
2.1.1 平台课体现厚基础、宽口径。平台包括公共基础平台和学科基础平台,公共基础平台注重能力培养和素质提高,体现厚基础。公共基础平台包括:思想政治课、哲学理论、时政与社会等课程组;创新意识与学习能力课程群包括英语、体育、计算机、数学、物理等基础课程,促进大学生综合素质的全面提高。学科基础平台包括学科基础课和跨学科基础课,体现宽口径。在保证课程内容的理论、方向相对稳定的基础上,对课程内容进行整合,保持课程之间的有机衔接,精选课程内容,优化课程内涵结构。
2.1.2 模块课体现“重实践”和专业能力培养。模块课主要由专业基础课、专业课和实践教学环节构成,体现专业基本素养和能力的培养。专业基础课是专业能力培养的基础,在保证教学内容不减少的情况下,解决好课程容量和含量之间的矛盾,重点在于提高其教学质量、效率和效益。
2.1.3 课程群。专业知识与专业能力课程群包括生物工程和生物技术领域的终端课程、以能力培养为核心的综合训练课,强调训练学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养其学习能力与创新意识[4]。
2.2 优化课程体系设置,加强基础课教学
为尽可能地优化课程设置,我们组织开展了几次大型的教学工作研讨会和课程体系论证专家会议,在充分征求教师和专家意见的基础上进行了以下调整。
2.2.1 课程设置顺序调整。生物工程专业的主要特点是涉及领域多、专业基础课多、系统性强、课程链条长等。在课程设置时,先开设化学类(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学) 和数学类基础课,然后是普通生物学、生物化学、微生物学等专业基础课,接着开设细胞生物学、生物工艺学等专业课,最后是生命科学类的终端课程,如生物分离工程、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程综合实验等大实验,并将课程前压,尽量腾出大四两个学期的时间,以保证毕业论文撰写和创新能力培养的时间。
2.2.2 知识体系重叠部分前移讲授。生物工程专业基础课多,部分课程有重叠。为了解决这个问题,在专门课程体系论证会上充分征求教师和专家意见,进行知识点的重新梳理、衔接,合理排布各门课程开课顺序,使课程之间重叠部分前移讲授,即重叠部分由开设较早的课来讲,后面开的课不再讲授。
2.2.3 课程的增加与拓展。考虑学生后期专业方向的分化,增设专业英语、文献查阅与科技写作、生物工程前沿专题讲座等选修课程。同时,为拓展学生知识面、培养应用型人才、增加学生就业渠道,设立了生物试验设计与统计学、食品生物技术、酿酒工艺及企业管理学和市场营销学方向课程,学生可以根据个人兴趣和职业规划进行选修。另外,将大学生创新实验项目、学科竞赛及参加老师科研项目等第二课堂纳入课程体系,以完善学生知识结构、培养学生创新能力。
3 师资队伍建设
在专业建设过程中,始终坚持以人为本,努力打造一支素质精良的师资队伍。精心构建师资队伍建设,制订切实可行的师资培训计划。通过重点培养、引进优秀人才、实施“青年教师导师制”、组织教师到生物工程相关产业和领域一线学习、兼职;以生物化工重点学科为依托,以微生物发酵、功能成分提取和食品生物技术作为生物工程专业开展科研工作的三个主方向为中心,充分利用学校的科技和人才资源,通过校、市共建生物化工研究所、食品技术研究中心,提供面向区域经济进行产品研发和成果转化的支撑平台,提升教师的科研水平和服务地方经济建设的能力。现已建立了一支年龄、学历、学位、职称、发展前景好的专业教师队伍,教师的知识结构、年龄结构、学历学位结构合理,完全能满足教学的要求。
3.1 加强教学改革与科学研究,提高教师学术水平与教学水平。推进青年教师培养导师制,赋予老教师指导青年教师的义务和责任,通过课堂教学观摩、教学督导听课、课程教学质量评价等措施,不断提高教师的教学水平和教学质量。同时积极鼓励教师进行教学改革实践,不断更新教学内容和改进教学方法,对获得教学改革课题和发表教改论文进行奖励;另一方面,所有教师都参与科学研究,不但加强了教师业务素质的锻炼,还使教师深化对学科知识的理解,了解学科前沿,清楚生物工程产业所需,开阔专业思维,授课有的放矢,以实践来丰富、深化教学内容,更好地贯彻特色专业培养要求。
3.2 加强校企合作,提高实践教学水平。积极支持中青年教师深入企业一线实习和锻炼,参与企业“特派员”工作,从实践中寻找科研课题,丰富实践经验和掌握社会实际需求;同时聘请企业的一线技术专家担任兼职教授,定期回学校授课或开展讲座。
3.3 深入推进教师培训和交流。通过多种形式和途径,鼓励中青年教师到国内外著名高校或重点实验室去访问研究、进修或攻读学位,进一步提高专业知识和专业技能,掌握学科的发展动态。同时也邀请国内外同行前来学校开展学术交流,以拓宽和提高教师和学生的知识视野。
3.4 加强教学与科研团队建设。生物工程专业牵涉课程面广,知识跨度大,既有生命科学的知识,又有工程技术的内容。我们根据学科领域组建科研与教学团队,集中力量建设教学与科研平台,如生物化工教学与科研团队等。通过组建梯队合理的团队,更有利于安排中青年教师进修学习、访问及深入企业实践,全方位提高教学队伍的教学水平、学术水平和实践水平,从而构建一支了解社会需求、掌握学科动态、年龄结构合理、综合素质优良、充满教学激情的师资队伍。
4 重视实践教学环节,构建科学合理的实践教学体系
4.1 单独构建实践教学体系,加强学生应用能力培养
构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习(工厂实习)、毕业设计(论文)组成的递进式实践教学新体系。
主要的课程实验(如生物化学、微生物学等) 均单独排课,且实验内容不断改进、更新和补充,增加时效性,充分调动学生学习的兴趣。
根据教学进程和生物产品开发、生产程序,按照理论与实践相结合、课内教学与课外教学相结合等原则,构建包含“基本技能训练—综合技能训练—创新能力培养—工程技术应用”四级模块的实习教学体系。基本技能训练模块由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作等子模块构成,采取精选实习内容、提高实习项目的综合性,让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容,达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的,加强学生基本技能和素质的培养;综合技能训练模块由专业基础课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习等子模块构成,通过单独开设的一系列由综合项目及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、生产实习、毕业实习的训练,提升学生的工程素质,培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力;创新能力培养模块由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计(论文)等子模块构成,通过学生科研立项、参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计(论文)等实践教学环节,激发学生的创新兴趣和激情,提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力;工程技术应用模块主要对学生进行微生物检验师、食品检验师、ISO22000(食品质量安全)内审员、外审员等资格培训与考核,为学生就业奠定坚实基础。
4.2 建立校内实习教学基地,加强学生专业技能培养
充分开发和利用食品工程实习工厂、生物制品分离工程实验室、分析检测中心和市食品研究所、市生物研究所等原有实践教学资源,按生物专业大类组建工程模式的多功能校内实习教学基地。通过集中师资、设备力量,加大投入等措施,建成了集人才培养、科学研究和服务社会三大功能为一体的校内实习基地。基地模拟工厂产品生产过程,围绕“产品研究、开发、加工、检测”进行合理分工,形成了可承担技能训练、产品试制、产物分离、产品检测四大任务的工程实习基地,每年承担11门课、38周课程实习和12周毕业论文(设计)任务。
4.3 建立校外实习基地,实现高水平毕业实习
校外实习基地是培养学生动手能力和培养应用型人才必不可少的场所,建立一批稳定的实践实习基地,可以促进学校与企事业单位优势互补,为学生实习创造良好条件,锻炼和培养学生的实践能力。现已与国内多家生物工程相关企业建立联系,确保教学实习目标的完成。学生的毕业论文除了大部分在校内完成外,还有一部分在校外实习基地完成。学生可结合校外实习基地的实验情况,经与校外导师协商确定选题完成毕业论文。在校外完成毕业论文的学生,校内和校外实习基地均有指导教师,确保毕业论文( 设计) 质量。学生通过直接参与企业研发与生产,了解企业运行机制,熟练使用科研设备,掌握基本生产流程,提高了实践动手能力和科研创新能力。
5 结语
21 世纪是生物学世纪,生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展,生物工程产业被誉为“朝阳产业”,产业的快速发展,带动了人才的大量需求。作为一个理、工相结合的新兴工科专业,生物工程专业的创办,在改造传统专业和促进学科交叉方面具有重要意义,但也存在许多不可忽视的问题[5]。作为新办地方高等学校,目前我们从人才培养目标、专业特色、课程体系、师资队伍、实践教学环节等方面对生物工程专业建设进行了探索与实践,体现出较好的专业特色、课程特色以及培养方法特色,但要办好生物工程专业,还要在很多方面进一步摸索,我们将继续研究分析国内外生物工程发展的趋势,结合我校实际,不断改善和优化人才培养方案,优化知识结构、提高综合素质,不断更新并改革生物工程专业的教学内容和教学方法,培养高水平的专业技术人才,更好地为地方经济建设服务。
参考文献:
[1]钟青萍,杨幼慧,王丽,等.生物工程省级特色专业建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊,2012(11):60-61.
[2]赵良忠,蒋盛岩,余有贵.生物工程专业教学计划的修订与思考[J]. 海峡科学,2007(9):50-51.
[3]蒋盛岩,赵良忠,余有贵.生物工程专业课程体系与教学内容改革探讨[J].科教文汇,2009(1):72,75.
1构建生物工程专业课程体系
在生物工程专业教学中为实现专业课程体系的构建,要结合本专业自身特征和优势,实现整体课程结构的完善,优化教学资源。针对生物工程专业教学课程体系的构建,要从其理论教学与实践教学两个方面展开:
1.1构建生物工程专业理论教学体系
结合现代化市场发展形势来看,主要以多元化、综合发展为主要趋势,为适应此市场发展需求,要实践教育的多元化与综合化。以高等院校生物工程专业教学来讲,要将基础教学与专业教学相结合,并实现不同学科之间的渗透教学,培养学生的综合发展能力,以适应现阶段社会人才需求。从生物工程专业自身课程特点来看,其涉及范围广泛,涵盖诸多学科概念。就目前高校学分制管理体系来看,要在其深度教学理念基础上实现宽度拓展,即实现专业的外延发展,从专业本身内涵出发,不断拓宽其教学范围。要结合本专业特色与优势,对原有的人才培养计划进行修订,制定相对完善、符合人才发展需求的培养计划。理论教学体系的构建应包括专业基础教育、专业教育、英语、计算机教育、思想政治教育、高等数学教育等。另外,除了必修课程设置意外还应设置选修课程,以辅助学生全方面学习,促进综合知识与综合能力水平的提升。
1.2构建生物工程专业实践教学体系
在课程体构建中要充分考虑学生的今后实践工作,因此应构建相对完善的实践教学体系,以提升学生实践能力以及开发创新能力等,这对学生走上社会有着重要作用。实践体系的构建主要包括试验课程与课外实习等,具体实践课程体系内容包括实验室试验、实践实习、毕业设计以及生产实习等。在实践体系构建中,要使学生明白实践的目的,准确把握每次实践以及实习机会,通过对实践内容的完成加强自身能力训练。在体系构建中要独立开设实验课,结合新时期的新技术开发,对生物工程专业技术进行创新研究,只有对内容的不断补充创新,才能提高实验技术能力,完善生物实验技术内容。要对先进现代化设备准确把握,并对最新的科研成果进行试验探究,通过实践训练以及课程内容的创新激发学生对生物技术探究的积极性,既有利于教学目标的实现,也有利于帮助学生培养学习兴趣,促进综合技能的提升。根据学校实际条件允许情况可开设课外实验室,学生可自主通过实验室进行综合试验练习,对综合试验更准确把握,进而挖掘学生内在创新能力。同时将学生的实践练习和试验操作等统一划入到最终的学生成绩考核中,促进学生综合能力提升,完善教学体系。
2改革生物工程专业教学内容
就目前生物工程专业教学现状来看,教学内容缺乏一定创新性。在综合教学中教学内容对优化教学资源,整合学科知识以及实现人才培养都有着直接影响作用,因此,针对目前生物工程专业教学内容实现改革创新十分必要。
2.1生物工程专业主要教学内容
微生物学、生物化学、现代生化技术、细胞生物学、普通生物学、分子生物学、遗传学、生物工艺学、生物制药学、生物技术产品分析、基因工程、细胞工程、酶工程、生物分离工程等。
2.2教学内容改革分析
现阶段高校使用的生物工程专业教材主要侧重系统性与理论性,教材编写注重面面俱到,对知识点逐渐细化,如从原有的十七章增加到四十章。在内容不断增长的同时教学难度不断增加。由于内容过细,且个课程强调自身独立完整性,使教学内容出现教学重复等问题,直接影响了教学效率的提升。针对此类问题,实现教学内容改革至关重要,以提升整体教学效率。通过教研部门详细规划研究,对教学内容重新规划编排,在此过程中要明确一个原则,即要注重课程内容教学的实用性,在课程教学与人才培养中合理处理课程之间的边界问题,实现学科之间知识整合,促进教学资源优化,避免出现教学内容以及资源重复问题,提升教学效率。另外,在改革教学内容过程中要注重学科之间的渗透教学,尽量克服课程教学的重叠现象,实现内容优化应用,提高教学内容整体实效性。
3结束语
【关键词】生物工程专业 特色专业建设 学科建设 工科
我国生物工程专业自1998年设立以来,迅速发展,而社会发展使生物工程产业对从业人员的实验技能、工程问题解决能力和经验都提出更高层的要求。如何使高校人才满足行业需求,达到供求平衡发展,建设具有特色的生物工程专业,使人才培养落实到位,是本文重点探讨的问题。
目前,生物工程专业因各高校设立背景不同,课程设置普遍存在上下游技术教育结合不紧密,或偏工或偏理的情况。各种教材因对体系完整的要求导致在实践教学中教学内容重复比例偏大,浪费教育资源的情况;传统课堂教学的模式致使生物工程的教育偏理其工科本质,实践教学比例远远满足不了对工科人才培养的需要,针对生物工程专业发展的现状,笔者结合教学实践提出了以下几条切实可行的改革方案。
一、调整课程体系,推进课程建设改革
在课程体系上既要注重工程技术类基础课、生物工程下游技术类课程的开设,又要兼顾生物学类基础课程、生物工程上游技术类课程的设置,保证生物工程专业课程体系的科学性和完整性,使其有别于生物科学和生物技术专业的课程设置而充分体现生物工程专业的工科特点。除此之外,课程设置更须注重课程内容的横向联系和纵向衔接,避免教学内容出现不必要的重复和遗漏,以有限的时间传授最大量的信息。
以我院为例,其生物工程专业是从食品科学与工程专业到发酵工程专业逐步演变而来,发展初期存在重工轻理、生物工程上下游技术脱节、实践课时紧张等问题。2003年初修订了专业培养方案,将以微生物体系为主的原专业体系,拓宽至包括酶、动物细胞和植物细胞在内的整个生物体系,并增加理论基础课程:基础生物学、细胞工程、分子生物学、基因工程等,删除了工厂供电与自动控制、工厂建筑概论。经过近二十年的教学实践和逐步完善,建构了依托我校食品科学与工程、土木工程、机电一机化等学科优势,以工科为背景,食品学科为优势,微生物学为基础,技能培养为特色,厚基础、宽口径、高素质、技能强的应用型技术人才培养方案。
近一步的设想将原教学体系中以多门工艺学课程为主、学时较多的专业必修课,调整为生物反应工程、发酵工程和生物工业下游技术三门课程,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,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。将生物工业分析课实验融合到生物工艺大实验中,改为设计性、综合性大实验,提高学生主动参与性。
二、 突出学科建设核心,切实加强师资队伍与教材建设
学科建设的核心是学术梯队建设,所谓学术梯队就是由具有一定组织结构的科研人员队伍组成,高校中的科研人员主体就是大学教师。优化学术队伍的组成,提高教师学术水平,加大科研人才的培养和引进力度,必将促进学科发展,为特色专业师资队伍的建设提供保障。
生物工程特色专业的建设,需要构建一支学历结构合理、了解社会需求、实践教学经验丰富的高水平师资队伍,主要通过以下4个方面:1.引进与培养双管齐下:引进学术带头人,特别是海外高水平人才,同时每年遴选在校教师进行国内外学术访问与进修;2.注重青年教师工程能力的培养:鼓励青年教师积极参与产学研合作,深入生产企业,加强工程能力的实践和训练,并聘请知名生物工程公司的高级技术人员作兼职教授,定期对教师开设讲座,提高青年教师理论联系实际的能力;3.丰富师资类型,通过联合办学等形式,外聘企业工程技术人员承担诸如实习和毕业设计等实践性教学工作,为学生提供更加适应市场需求的实践指导。
在教材建设方面,选用能反映学科发展动态的最新获奖教材,以适应专业科技发展的趋势。在培养计划和教学大纲的编写中明确学科知识的综合性与实用性,全面梳理各科知识点和授课内容,减少课程重复。在实际教学中,还需根据知识点及时引入学科新动向,用多种教学手段启发学生兴趣和思维习惯,激发学生自主探索精神。
以目前我院生物工程专业的学科建设情况为例,14名专任教师中,硕博比例达到86%,国家粮食局直接联系专家1人,河南省普通高等学校学科带头人2人,河南省青年骨干教师1人,校级青年骨干教师2人,在现有师资基础上不断引进新的学术带头人和优秀博士,每年派1~2名教师国内外进修学习。高水平学术梯队也为学生科研素质培养提供了良好的条件。
在教材建设方面,编写适合于我校生物工程专业发展的特色教材。已出版《食品微生物学》《食品发酵工业三废处理与工程实例》,即将出版《生物工程工厂设计》。目前已有校级精品课程1门,校级优秀课程2门,院级优秀课程5门,课程教学质量稳步提高。
三、 加强校内外实习基地建设
生物工程专业性质决定了其实习的重要性,应非常重视实习基地的建设,一方面在实习经费上加大投入,积极与校外企业建立合作关系,加强合作,产教结合,为学生提供就业实训机会;另一方面努力加强校内实践基地建设,如我系生物工程实验室已建立一个小型啤酒发酵车间,学生可参加从原料处理、发酵、分离提取到啤酒成品制造的整个生产过程。还将建立一个中试发酵车间,配备30L、100L和500L发酵设备各一台,并辅以电热锅炉、无油空压机、板框过滤机、膜过滤器等下游设备,可以进行中试规模生产。通过这些基地实习,有力地巩固了理论课的教学内容,使学生在丰富多彩的教学手段中获得乐趣。
四、加强课程设计环节的实战性
根据工厂企业等生产一线问题或结合教师科研内容设置生物工程专业课程设计的题目,增加实验的实战性,可以激发学生的学习热情,培养学生分析问题和解决问题的能力。并弥补了学生在毕业设计环节因课题要求局限造成的工程与科研训练不均衡的缺陷。
课程设计在内容上,以生物工程产品为纽带,融会多门课程的知识点,增加综合性。比如在年产100吨蕃茄红素工厂设计项目中,菌种的扩大培养与发酵过程中形态观察涉及微生物学;发酵过程的工艺控制涉及生物工艺学,产物生成速率、细胞生长速率及底物的消耗速率等属于生物反应工程的内容;过程中参数的检测与控制方案涉及生物过程检测与控制;菌种的代谢涉及生物化学及代谢控制;上罐发酵涉及生物工程设备以及微生物工程工艺原理的相关知识点;蕃茄红素的提取则利用了生化分离工程中的方法;在绘图过程中又复习了AutoCAD和生物工厂设计。通过综合性课程设计建立起了绝大多数专业课程的内在联系,完善了生物工程实验课程和理论课程体系的优化整合,同时也增强了学生综合解决问题的能力。
五、 毕业环节的改革
除了由在校教师拟定的科研题目外,毕业设计的课题还可来源于企业要求,允许一些已找到就业单位的学生根据隶属企业的培养要求安排课题。学生可以对企业的生产产品、生产流程、产品质量要求等内容提前掌握,即为企业做了一点实际工作,又缩短了入职适应期。我院2002、2008届各有1个毕业生在郑州良源分析仪器有限公司进行了《柠檬酸菌渣制备壳聚糖的研究》《利用餐馆废油生物法制备生物柴油的研究》,通过毕业设计完成实习期任务,毕业后直接上岗。
我院还采取了联合培养的方式,如和河南莲花味精集团、江苏省江阴生物酶制剂有限公司建立了长期的产学研合作关系,和河南省科学院生物所、永达食品集团工程技术中心等研究院所建立了共同指导本科生毕业论文协作关系,并鼓励有条件的学生自行联系科研院所及企业开展联合指导本科毕业论文工作。2003年还曾将3名学生派送到上海农科院去做辅助科研并完成毕业论文,其中1名学生因此获得就业。
结束语
在特色专业建设过程中,应根据国内外生物工程发展的趋势,不断改善和优化课程体系,加大仪器设备投入和师资队伍建设,以理论教学和实践教学并重,为全国生物产业的快速发展提供高素质的智力支持,并为全国相关专业人才培养和培训的高水平专业平台建设作出贡献。
【参考文献】
[1]李浪,翟丹丹. 生物工程专业现状及存在的问题及对策.教育界,2012.