走生物工程專業(yè)特色之路

李浪 趙江

【摘 要】針對生物工程專業(yè)課程設(shè)置、教材建設(shè)、實踐教學(xué)等方面的現(xiàn)狀及存在的問題，提出了調(diào)整課程體系、加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)與教材建設(shè)、強(qiáng)化實習(xí)基地建設(shè)、加強(qiáng)課程設(shè)計環(huán)節(jié)的實戰(zhàn)性和改革畢業(yè)環(huán)節(jié)等五大方面的革新措施。為特色專業(yè)建設(shè)提供了可行方案。

【關(guān)鍵詞】生物工程專業(yè) 特色專業(yè)建設(shè) 學(xué)科建設(shè) 工科

我國生物工程專業(yè)自1998年設(shè)立以來，迅速發(fā)展，而社會發(fā)展使生物工程產(chǎn)業(yè)對從業(yè)人員的實驗技能、工程問題解決能力和經(jīng)驗都提出更高層的要求。如何使高校人才滿足行業(yè)需求，達(dá)到供求平衡發(fā)展，建設(shè)具有特色的生物工程專業(yè)，使人才培養(yǎng)落實到位，是本文重點探討的問題。

目前，生物工程專業(yè)因各高校設(shè)立背景不同，課程設(shè)置普遍存在上下游技術(shù)教育結(jié)合不緊密，或偏工或偏理的情況。各種教材因?qū)w系完整的要求導(dǎo)致在實踐教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容重復(fù)比例偏大，浪費(fèi)教育資源的情況；傳統(tǒng)課堂教學(xué)的模式致使生物工程的教育偏理其工科本質(zhì)，實踐教學(xué)比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了對工科人才培養(yǎng)的需要，針對生物工程專業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，筆者結(jié)合教學(xué)實踐提出了以下幾條切實可行的改革方案。

一、調(diào)整課程體系，推進(jìn)課程建設(shè)改革

在課程體系上既要注重工程技術(shù)類基礎(chǔ)課、生物工程下游技術(shù)類課程的開設(shè)，又要兼顧生物學(xué)類基礎(chǔ)課程、生物工程上游技術(shù)類課程的設(shè)置，保證生物工程專業(yè)課程體系的科學(xué)性和完整性，使其有別于生物科學(xué)和生物技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置而充分體現(xiàn)生物工程專業(yè)的工科特點。除此之外，課程設(shè)置更須注重課程內(nèi)容的橫向聯(lián)系和縱向銜接，避免教學(xué)內(nèi)容出現(xiàn)不必要的重復(fù)和遺漏，以有限的時間傳授最大量的信息。

以我院為例，其生物工程專業(yè)是從食品科學(xué)與工程專業(yè)到發(fā)酵工程專業(yè)逐步演變而來，發(fā)展初期存在重工輕理、生物工程上下游技術(shù)脫節(jié)、實踐課時緊張等問題。2003年初修訂了專業(yè)培養(yǎng)方案，將以微生物體系為主的原專業(yè)體系，拓寬至包括酶、動物細(xì)胞和植物細(xì)胞在內(nèi)的整個生物體系，并增加理論基礎(chǔ)課程：基礎(chǔ)生物學(xué)、細(xì)胞工程、分子生物學(xué)、基因工程等，刪除了工廠供電與自動控制、工廠建筑概論。經(jīng)過近二十年的教學(xué)實踐和逐步完善，建構(gòu)了依托我校食品科學(xué)與工程、土木工程、機(jī)電一機(jī)化等學(xué)科優(yōu)勢，以工科為背景，食品學(xué)科為優(yōu)勢，微生物學(xué)為基礎(chǔ)，技能培養(yǎng)為特色，厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、技能強(qiáng)的應(yīng)用型技術(shù)人才培養(yǎng)方案。

近一步的設(shè)想將原教學(xué)體系中以多門工藝學(xué)課程為主、學(xué)時較多的專業(yè)必修課，調(diào)整為生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工程和生物工業(yè)下游技術(shù)三門課程，以生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程的基本單元操作為主線，闡述生物生產(chǎn)工藝的基本理論和操作技能，為從事生物新產(chǎn)品和新工藝的研究與開發(fā)打好應(yīng)有的理論基礎(chǔ)。將生物工業(yè)分析課實驗融合到生物工藝大實驗中，改為設(shè)計性、綜合性大實驗，提高學(xué)生主動參與性。

二、 突出學(xué)科建設(shè)核心，切實加強(qiáng)師資隊伍與教材建設(shè)

學(xué)科建設(shè)的核心是學(xué)術(shù)梯隊建設(shè)，所謂學(xué)術(shù)梯隊就是由具有一定組織結(jié)構(gòu)的科研人員隊伍組成，高校中的科研人員主體就是大學(xué)教師。優(yōu)化學(xué)術(shù)隊伍的組成，提高教師學(xué)術(shù)水平，加大科研人才的培養(yǎng)和引進(jìn)力度，必將促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，為特色專業(yè)師資隊伍的建設(shè)提供保障。

生物工程特色專業(yè)的建設(shè)，需要構(gòu)建一支學(xué)歷結(jié)構(gòu)合理、了解社會需求、實踐教學(xué)經(jīng)驗豐富的高水平師資隊伍，主要通過以下4個方面：1.引進(jìn)與培養(yǎng)雙管齊下：引進(jìn)學(xué)術(shù)帶頭人，特別是海外高水平人才，同時每年遴選在校教師進(jìn)行國內(nèi)外學(xué)術(shù)訪問與進(jìn)修；2.注重青年教師工程能力的培養(yǎng)：鼓勵青年教師積極參與產(chǎn)學(xué)研合作，深入生產(chǎn)企業(yè)，加強(qiáng)工程能力的實踐和訓(xùn)練，并聘請知名生物工程公司的高級技術(shù)人員作兼職教授，定期對教師開設(shè)講座，提高青年教師理論聯(lián)系實際的能力；3.豐富師資類型，通過聯(lián)合辦學(xué)等形式，外聘企業(yè)工程技術(shù)人員承擔(dān)諸如實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等實踐性教學(xué)工作，為學(xué)生提供更加適應(yīng)市場需求的實踐指導(dǎo)。

在教材建設(shè)方面，選用能反映學(xué)科發(fā)展動態(tài)的最新獲獎教材，以適應(yīng)專業(yè)科技發(fā)展的趨勢。在培養(yǎng)計劃和教學(xué)大綱的編寫中明確學(xué)科知識的綜合性與實用性，全面梳理各科知識點和授課內(nèi)容，減少課程重復(fù)。在實際教學(xué)中，還需根據(jù)知識點及時引入學(xué)科新動向，用多種教學(xué)手段啟發(fā)學(xué)生興趣和思維習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生自主探索精神。

以目前我院生物工程專業(yè)的學(xué)科建設(shè)情況為例，14名專任教師中，碩博比例達(dá)到86%，國家糧食局直接聯(lián)系專家1人，河南省普通高等學(xué)校學(xué)科帶頭人2人，河南省青年骨干教師1人，校級青年骨干教師2人，在現(xiàn)有師資基礎(chǔ)上不斷引進(jìn)新的學(xué)術(shù)帶頭人和優(yōu)秀博士，每年派1~2名教師國內(nèi)外進(jìn)修學(xué)習(xí)。高水平學(xué)術(shù)梯隊也為學(xué)生科研素質(zhì)培養(yǎng)提供了良好的條件。

在教材建設(shè)方面，編寫適合于我校生物工程專業(yè)發(fā)展的特色教材。已出版《食品微生物學(xué)》《食品發(fā)酵工業(yè)三廢處理與工程實例》，即將出版《生物工程工廠設(shè)計》。目前已有校級精品課程1門，校級優(yōu)秀課程2門，院級優(yōu)秀課程5門，課程教學(xué)質(zhì)量穩(wěn)步提高。

三、 加強(qiáng)校內(nèi)外實習(xí)基地建設(shè)

生物工程專業(yè)性質(zhì)決定了其實習(xí)的重要性，應(yīng)非常重視實習(xí)基地的建設(shè)，一方面在實習(xí)經(jīng)費(fèi)上加大投入，積極與校外企業(yè)建立合作關(guān)系，加強(qiáng)合作，產(chǎn)教結(jié)合，為學(xué)生提供就業(yè)實訓(xùn)機(jī)會；另一方面努力加強(qiáng)校內(nèi)實踐基地建設(shè)，如我系生物工程實驗室已建立一個小型啤酒發(fā)酵車間，學(xué)生可參加從原料處理、發(fā)酵、分離提取到啤酒成品制造的整個生產(chǎn)過程。還將建立一個中試發(fā)酵車間，配備30L、100L和500L發(fā)酵設(shè)備各一臺，并輔以電熱鍋爐、無油空壓機(jī)、板框過濾機(jī)、膜過濾器等下游設(shè)備，可以進(jìn)行中試規(guī)模生產(chǎn)。通過這些基地實習(xí)，有力地鞏固了理論課的教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在豐富多彩的教學(xué)手段中獲得樂趣。

四、加強(qiáng)課程設(shè)計環(huán)節(jié)的實戰(zhàn)性

根據(jù)工廠企業(yè)等生產(chǎn)一線問題或結(jié)合教師科研內(nèi)容設(shè)置生物工程專業(yè)課程設(shè)計的題目，增加實驗的實戰(zhàn)性，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。并彌補(bǔ)了學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)因課題要求局限造成的工程與科研訓(xùn)練不均衡的缺陷。

課程設(shè)計在內(nèi)容上，以生物工程產(chǎn)品為紐帶，融會多門課程的知識點，增加綜合性。比如在年產(chǎn)100噸蕃茄紅素工廠設(shè)計項目中，菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)與發(fā)酵過程中形態(tài)觀察涉及微生物學(xué)；發(fā)酵過程的工藝控制涉及生物工藝學(xué)，產(chǎn)物生成速率、細(xì)胞生長速率及底物的消耗速率等屬于生物反應(yīng)工程的內(nèi)容；過程中參數(shù)的檢測與控制方案涉及生物過程檢測與控制；菌種的代謝涉及生物化學(xué)及代謝控制；上罐發(fā)酵涉及生物工程設(shè)備以及微生物工程工藝原理的相關(guān)知識點；蕃茄紅素的提取則利用了生化分離工程中的方法；在繪圖過程中又復(fù)習(xí)了AutoCAD和生物工廠設(shè)計。通過綜合性課程設(shè)計建立起了絕大多數(shù)專業(yè)課程的內(nèi)在聯(lián)系，完善了生物工程實驗課程和理論課程體系的優(yōu)化整合，同時也增強(qiáng)了學(xué)生綜合解決問題的能力。

五、 畢業(yè)環(huán)節(jié)的改革

除了由在校教師擬定的科研題目外，畢業(yè)設(shè)計的課題還可來源于企業(yè)要求，允許一些已找到就業(yè)單位的學(xué)生根據(jù)隸屬企業(yè)的培養(yǎng)要求安排課題。學(xué)生可以對企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)流程、產(chǎn)品質(zhì)量要求等內(nèi)容提前掌握，即為企業(yè)做了一點實際工作，又縮短了入職適應(yīng)期。我院2002、2008屆各有1個畢業(yè)生在鄭州良源分析儀器有限公司進(jìn)行了《檸檬酸菌渣制備殼聚糖的研究》《利用餐館廢油生物法制備生物柴油的研究》，通過畢業(yè)設(shè)計完成實習(xí)期任務(wù)，畢業(yè)后直接上崗。

我院還采取了聯(lián)合培養(yǎng)的方式，如和河南蓮花味精集團(tuán)、江蘇省江陰生物酶制劑有限公司建立了長期的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，和河南省科學(xué)院生物所、永達(dá)食品集團(tuán)工程技術(shù)中心等研究院所建立了共同指導(dǎo)本科生畢業(yè)論文協(xié)作關(guān)系，并鼓勵有條件的學(xué)生自行聯(lián)系科研院所及企業(yè)開展聯(lián)合指導(dǎo)本科畢業(yè)論文工作。2003年還曾將3名學(xué)生派送到上海農(nóng)科院去做輔助科研并完成畢業(yè)論文，其中1名學(xué)生因此獲得就業(yè)。

結(jié)束語

在特色專業(yè)建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外生物工程發(fā)展的趨勢，不斷改善和優(yōu)化課程體系，加大儀器設(shè)備投入和師資隊伍建設(shè)，以理論教學(xué)和實踐教學(xué)并重，為全國生物產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供高素質(zhì)的智力支持，并為全國相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)和培訓(xùn)的高水平專業(yè)平臺建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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