生物工程專業(yè)建設的研究與實踐*

蔣盛巖 趙良忠 余有貴

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生物工程專業(yè)建設的研究與實踐*

蔣盛巖 趙良忠 余有貴

邵陽學院生物與化學工程系

根據(jù)生物工程專業(yè)的特點，參照新形勢下人才培養(yǎng)的需要，在調(diào)研、考察國內(nèi)兄弟院校生物工程專業(yè)和邀請校內(nèi)外有關專家論證的基礎上，結(jié)合邵陽學院實際，從人才培養(yǎng)目標、專業(yè)特色、課程體系、師資隊伍、實踐教學環(huán)節(jié)等方面對生物工程專業(yè)建設進行了探索與實踐。

生物工程 專業(yè)建設 人才培養(yǎng)

生物工程是生物學和工程學交叉融合的一門邊緣學科，其基本任務是實現(xiàn)生物技術的產(chǎn)業(yè)化，即運用化學工程學原理將生物技術的實驗室成果進行工業(yè)開發(fā)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的大規(guī)?；?。生物工程不僅與基因工程、細胞工程、生化反應工程、工程制圖、生物工程設備等諸多領域密切相關，而且具有較強的應用性，它強調(diào)以應用學研究為中心，注重生物產(chǎn)品的開發(fā)。因此，與其它學科相比，生物工程專業(yè)需要具備更高、更全面的知識、能力和專業(yè)素養(yǎng)。我校生物工程專業(yè)于2004年開始正式招生，目前屬于省級重點建設、重點資助專業(yè)。為社會培養(yǎng)“厚基礎、寬口徑、懂技術、高素質(zhì)、具有創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)意識”的生物工程專業(yè)高素質(zhì)應用型人才，是我校生物工程專業(yè)建設的指導思想。多年來，我們結(jié)合學校的優(yōu)勢和特色，并借鑒兄弟院校的經(jīng)驗，在生物工程專業(yè)建設上進行了積極的探索。

1 生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標與專業(yè)特色

1.1 人才培養(yǎng)目標

生物工程專業(yè)屬工科專業(yè)，以培養(yǎng)應用型人才為主，要求學生既具有一定的科學素養(yǎng)，又具有一定的工程技術。當今生物學及相關學科進展日新月異，許多新技術、新儀器、新設備相繼出現(xiàn)，但是它們出現(xiàn)的背后離不開生物工程基礎理論知識，所以學生需要熟練掌握生物學、理工學、信息科學等各學科基礎理論，并將各學科知識相輔相成，融會貫通。生物工程是一門應用性學科，學生在學習理論知識的同時，須學會應用創(chuàng)新性思維，獨立發(fā)現(xiàn)并解決化學工程技術中存在的實際問題。在教學過程中，應努力結(jié)合工程學技術要求和實際需要進行人才培養(yǎng)，將理論知識與實踐結(jié)合起來，知行合一，用理論指導實踐，用實踐驗證理論，才能確保畢業(yè)生畢業(yè)后能迅速適應工作需要。因此，本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，掌握現(xiàn)代生物技術基本科學理論、基本技能、工藝技術過程和工程設計等基本理論，具備在生物工程、食品、生物制藥等領域從事產(chǎn)業(yè)化工程設計、生產(chǎn)、管理、產(chǎn)品質(zhì)量與安全檢測控制以及新技術研究、新產(chǎn)品開發(fā)的能力；熟悉與生物工程有關的方針、政策和法規(guī)；了解當代生物工程發(fā)展動態(tài)和應用前景；掌握資料查詢和科技寫作的基本方法；具有從事科學研究、技術創(chuàng)新和實際工作能力的應用型生物工程技術人才[1，2]。

1.2 專業(yè)特色

我校是一所地方性本科院校，辦學宗旨是為地方經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)應用型、復合型專業(yè)人才。因此，我們將生物工程專業(yè)定位為：立足湘中南地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，根據(jù)服務地區(qū)生物工程、食品、醫(yī)藥工業(yè)和農(nóng)業(yè)的指導思想，以農(nóng)產(chǎn)品深加工和精加工、生物活性成分提取為教學主線，在充分利用本地區(qū)自然資源上尋找突破口，結(jié)合生物工程專業(yè)的科學內(nèi)涵，發(fā)揮我校生物工程專業(yè)人才和設備優(yōu)勢，為地方經(jīng)濟建設培養(yǎng)懂管理、會經(jīng)營、精業(yè)務的生物工程專業(yè)高級人才。根據(jù)社會對生物工程專業(yè)人才的需求，圍繞生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標，探索適合于生物工程專業(yè)應用型人才成長的產(chǎn)學研結(jié)合的培養(yǎng)模式，對人才培養(yǎng)方案進行優(yōu)化，對教學內(nèi)容進行整合，形成以微生物發(fā)酵（優(yōu)良菌種選育和改造、發(fā)酵代謝過程優(yōu)化與控制）、功能成份提取、與食品生物技術相互交叉的生物工程專業(yè)特色[2]。

2 課程體系建設

參考國內(nèi)部分學校生物工程專業(yè)的課程設置，結(jié)合我校自身的學科優(yōu)勢與特色，在走訪和調(diào)研企業(yè)與市場對生物工程人才的需求的基礎上，我們先后多次修訂培養(yǎng)計劃。在培養(yǎng)計劃的修訂中，明確了應拓寬學生的專業(yè)口徑，增加新的教學內(nèi)容，加強綜合性實驗技能的培養(yǎng)，并強化工程能力的訓練，以確保教學質(zhì)量的提高；對原課程體系進行調(diào)整和完善，從人文素質(zhì)和科學素養(yǎng)綜合培養(yǎng)的思路出發(fā)，構建由理論課程體系、實踐課程體系和素質(zhì)拓展體系三部分組成的人才培養(yǎng)模式，課程結(jié)構主要包括通識和基礎課平臺，專業(yè)核心課模塊、專業(yè)選修課模塊和實踐教學環(huán)節(jié)[3-4]。

2.1 改革培養(yǎng)模式，造就應用型人才

課程體系結(jié)構設置按照“厚基礎、寬口徑、懂技術、高素質(zhì)、重實踐”的原則，著力培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)；體現(xiàn)創(chuàng)新教育理念，突出實踐能力培養(yǎng)，注重系統(tǒng)性、前沿性和適應性，體現(xiàn)“促進人的全面發(fā)展”的大學人才培養(yǎng)目標，構建“平臺+ 模塊+ 課程群”的新型人才培養(yǎng)課程體系。

2.1.1平臺課體現(xiàn)厚基礎、寬口徑。平臺包括公共基礎平臺和學科基礎平臺，公共基礎平臺注重能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高，體現(xiàn)厚基礎。公共基礎平臺包括:思想政治課、哲學理論、時政與社會等課程組；創(chuàng)新意識與學習能力課程群包括英語、體育、計算機、數(shù)學、物理等基礎課程，促進大學生綜合素質(zhì)的全面提高。學科基礎平臺包括學科基礎課和跨學科基礎課，體現(xiàn)寬口徑。在保證課程內(nèi)容的理論、方向相對穩(wěn)定的基礎上，對課程內(nèi)容進行整合，保持課程之間的有機銜接，精選課程內(nèi)容，優(yōu)化課程內(nèi)涵結(jié)構。

2.1.2模塊課體現(xiàn)“重實踐”和專業(yè)能力培養(yǎng)。模塊課主要由專業(yè)基礎課、專業(yè)課和實踐教學環(huán)節(jié)構成，體現(xiàn)專業(yè)基本素養(yǎng)和能力的培養(yǎng)。專業(yè)基礎課是專業(yè)能力培養(yǎng)的基礎，在保證教學內(nèi)容不減少的情況下，解決好課程容量和含量之間的矛盾，重點在于提高其教學質(zhì)量、效率和效益。

2.1.3課程群。專業(yè)知識與專業(yè)能力課程群包括生物工程和生物技術領域的終端課程、以能力培養(yǎng)為核心的綜合訓練課，強調(diào)訓練學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)其學習能力與創(chuàng)新意識[4]。

2.2 優(yōu)化課程體系設置，加強基礎課教學

為盡可能地優(yōu)化課程設置，我們組織開展了幾次大型的教學工作研討會和課程體系論證專家會議，在充分征求教師和專家意見的基礎上進行了以下調(diào)整。

2.2.1課程設置順序調(diào)整。生物工程專業(yè)的主要特點是涉及領域多、專業(yè)基礎課多、系統(tǒng)性強、課程鏈條長等。在課程設置時，先開設化學類(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學) 和數(shù)學類基礎課，然后是普通生物學、生物化學、微生物學等專業(yè)基礎課，接著開設細胞生物學、生物工藝學等專業(yè)課，最后是生命科學類的終端課程，如生物分離工程、細胞工程、酶工程、基因工程、生物工程綜合實驗等大實驗，并將課程前壓，盡量騰出大四兩個學期的時間，以保證畢業(yè)論文撰寫和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的時間。

2.2.2知識體系重疊部分前移講授。生物工程專業(yè)基礎課多，部分課程有重疊。為了解決這個問題，在專門課程體系論證會上充分征求教師和專家意見，進行知識點的重新梳理、銜接，合理排布各門課程開課順序，使課程之間重疊部分前移講授，即重疊部分由開設較早的課來講，后面開的課不再講授。

2.2.3課程的增加與拓展?？紤]學生后期專業(yè)方向的分化，增設專業(yè)英語、文獻查閱與科技寫作、生物工程前沿專題講座等選修課程。同時，為拓展學生知識面、培養(yǎng)應用型人才、增加學生就業(yè)渠道，設立了生物試驗設計與統(tǒng)計學、食品生物技術、釀酒工藝及企業(yè)管理學和市場營銷學方向課程，學生可以根據(jù)個人興趣和職業(yè)規(guī)劃進行選修。另外，將大學生創(chuàng)新實驗項目、學科競賽及參加老師科研項目等第二課堂納入課程體系，以完善學生知識結(jié)構、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

3 師資隊伍建設

在專業(yè)建設過程中，始終堅持以人為本，努力打造一支素質(zhì)精良的師資隊伍。精心構建師資隊伍建設，制訂切實可行的師資培訓計劃。通過重點培養(yǎng)、引進優(yōu)秀人才、實施“青年教師導師制”、組織教師到生物工程相關產(chǎn)業(yè)和領域一線學習、兼職；以生物化工重點學科為依托，以微生物發(fā)酵、功能成分提取和食品生物技術作為生物工程專業(yè)開展科研工作的三個主方向為中心，充分利用學校的科技和人才資源，通過校、市共建生物化工研究所、食品技術研究中心，提供面向區(qū)域經(jīng)濟進行產(chǎn)品研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化的支撐平臺，提升教師的科研水平和服務地方經(jīng)濟建設的能力?，F(xiàn)已建立了一支年齡、學歷、學位、職稱、發(fā)展前景好的專業(yè)教師隊伍，教師的知識結(jié)構、年齡結(jié)構、學歷學位結(jié)構合理，完全能滿足教學的要求。

3.1 加強教學改革與科學研究，提高教師學術水平與教學水平。推進青年教師培養(yǎng)導師制，賦予老教師指導青年教師的義務和責任，通過課堂教學觀摩、教學督導聽課、課程教學質(zhì)量評價等措施，不斷提高教師的教學水平和教學質(zhì)量。同時積極鼓勵教師進行教學改革實踐，不斷更新教學內(nèi)容和改進教學方法，對獲得教學改革課題和發(fā)表教改論文進行獎勵；另一方面，所有教師都參與科學研究，不但加強了教師業(yè)務素質(zhì)的鍛煉，還使教師深化對學科知識的理解，了解學科前沿，清楚生物工程產(chǎn)業(yè)所需，開闊專業(yè)思維，授課有的放矢，以實踐來豐富、深化教學內(nèi)容，更好地貫徹特色專業(yè)培養(yǎng)要求。

3.2 加強校企合作，提高實踐教學水平。積極支持中青年教師深入企業(yè)一線實習和鍛煉，參與企業(yè)“特派員”工作，從實踐中尋找科研課題，豐富實踐經(jīng)驗和掌握社會實際需求；同時聘請企業(yè)的一線技術專家擔任兼職教授，定期回學校授課或開展講座。

3.3 深入推進教師培訓和交流。通過多種形式和途徑，鼓勵中青年教師到國內(nèi)外著名高校或重點實驗室去訪問研究、進修或攻讀學位，進一步提高專業(yè)知識和專業(yè)技能，掌握學科的發(fā)展動態(tài)。同時也邀請國內(nèi)外同行前來學校開展學術交流，以拓寬和提高教師和學生的知識視野。

3.4 加強教學與科研團隊建設。生物工程專業(yè)牽涉課程面廣，知識跨度大，既有生命科學的知識，又有工程技術的內(nèi)容。我們根據(jù)學科領域組建科研與教學團隊，集中力量建設教學與科研平臺，如生物化工教學與科研團隊等。通過組建梯隊合理的團隊，更有利于安排中青年教師進修學習、訪問及深入企業(yè)實踐，全方位提高教學隊伍的教學水平、學術水平和實踐水平，從而構建一支了解社會需求、掌握學科動態(tài)、年齡結(jié)構合理、綜合素質(zhì)優(yōu)良、充滿教學激情的師資隊伍。

4 重視實踐教學環(huán)節(jié)，構建科學合理的實踐教學體系

4.1 單獨構建實踐教學體系，加強學生應用能力培養(yǎng)

構建包括由獨立實驗課、課程實習、認識實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習（工廠實習）、畢業(yè)設計（論文）組成的遞進式實踐教學新體系。

主要的課程實驗(如生物化學、微生物學等) 均單獨排課，且實驗內(nèi)容不斷改進、更新和補充，增加時效性，充分調(diào)動學生學習的興趣。

根據(jù)教學進程和生物產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)程序，按照理論與實踐相結(jié)合、課內(nèi)教學與課外教學相結(jié)合等原則，構建包含“基本技能訓練—綜合技能訓練—創(chuàng)新能力培養(yǎng)—工程技術應用”四級模塊的實習教學體系?；炯寄苡柧毮K由無機化學課程實習、有機化學課程實習、分析化學課程實習、儀器設備拆裝與操作等子模塊構成，采取精選實習內(nèi)容、提高實習項目的綜合性，讓學生掌握試劑配制、常規(guī)分析及常用儀器設備的安裝調(diào)試、維修等主要內(nèi)容，達到規(guī)范操作、熟練使用、結(jié)果準確的目的，加強學生基本技能和素質(zhì)的培養(yǎng)；綜合技能訓練模塊由專業(yè)基礎課程實習、專業(yè)課程實習、課程設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習等子模塊構成，通過單獨開設的一系列由綜合項目及產(chǎn)品生產(chǎn)為主要內(nèi)容的課程實習、工程原理設計、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習的訓練，提升學生的工程素質(zhì)，培養(yǎng)學生運用理論知識分析和解決工程問題的能力；創(chuàng)新能力培養(yǎng)模塊由研究創(chuàng)新實驗、科技創(chuàng)新活動和畢業(yè)設計（論文）等子模塊構成，通過學生科研立項、參與教師科研、教師指導學生參加科技創(chuàng)新活動以及畢業(yè)設計（論文）等實踐教學環(huán)節(jié)，激發(fā)學生的創(chuàng)新興趣和激情，提高學生產(chǎn)品開發(fā)和解決工程實際技術問題的能力；工程技術應用模塊主要對學生進行微生物檢驗師、食品檢驗師、ISO22000（食品質(zhì)量安全）內(nèi)審員、外審員等資格培訓與考核，為學生就業(yè)奠定堅實基礎。

4.2 建立校內(nèi)實習教學基地，加強學生專業(yè)技能培養(yǎng)

充分開發(fā)和利用食品工程實習工廠、生物制品分離工程實驗室、分析檢測中心和市食品研究所、市生物研究所等原有實踐教學資源，按生物專業(yè)大類組建工程模式的多功能校內(nèi)實習教學基地。通過集中師資、設備力量，加大投入等措施，建成了集人才培養(yǎng)、科學研究和服務社會三大功能為一體的校內(nèi)實習基地?；啬M工廠產(chǎn)品生產(chǎn)過程，圍繞“產(chǎn)品研究、開發(fā)、加工、檢測”進行合理分工，形成了可承擔技能訓練、產(chǎn)品試制、產(chǎn)物分離、產(chǎn)品檢測四大任務的工程實習基地，每年承擔11門課、38周課程實習和12周畢業(yè)論文（設計）任務。

4.3 建立校外實習基地，實現(xiàn)高水平畢業(yè)實習

校外實習基地是培養(yǎng)學生動手能力和培養(yǎng)應用型人才必不可少的場所，建立一批穩(wěn)定的實踐實習基地，可以促進學校與企事業(yè)單位優(yōu)勢互補，為學生實習創(chuàng)造良好條件，鍛煉和培養(yǎng)學生的實踐能力?，F(xiàn)已與國內(nèi)多家生物工程相關企業(yè)建立聯(lián)系，確保教學實習目標的完成。學生的畢業(yè)論文除了大部分在校內(nèi)完成外，還有一部分在校外實習基地完成。學生可結(jié)合校外實習基地的實驗情況，經(jīng)與校外導師協(xié)商確定選題完成畢業(yè)論文。在校外完成畢業(yè)論文的學生，校內(nèi)和校外實習基地均有指導教師，確保畢業(yè)論文( 設計) 質(zhì)量。學生通過直接參與企業(yè)研發(fā)與生產(chǎn)，了解企業(yè)運行機制，熟練使用科研設備，掌握基本生產(chǎn)流程，提高了實踐動手能力和科研創(chuàng)新能力。

5 結(jié)語

21 世紀是生物學世紀，生命科學的發(fā)展以及它和工程科學的結(jié)合帶來了生物工程產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，生物工程產(chǎn)業(yè)被譽為“朝陽產(chǎn)業(yè)”，產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶動了人才的大量需求。作為一個理、工相結(jié)合的新興工科專業(yè)，生物工程專業(yè)的創(chuàng)辦，在改造傳統(tǒng)專業(yè)和促進學科交叉方面具有重要意義，但也存在許多不可忽視的問題[5]。作為新辦地方高等學校，目前我們從人才培養(yǎng)目標、專業(yè)特色、課程體系、師資隊伍、實踐教學環(huán)節(jié)等方面對生物工程專業(yè)建設進行了探索與實踐，體現(xiàn)出較好的專業(yè)特色、課程特色以及培養(yǎng)方法特色，但要辦好生物工程專業(yè)，還要在很多方面進一步摸索，我們將繼續(xù)研究分析國內(nèi)外生物工程發(fā)展的趨勢，結(jié)合我校實際，不斷改善和優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，優(yōu)化知識結(jié)構、提高綜合素質(zhì)，不斷更新并改革生物工程專業(yè)的教學內(nèi)容和教學方法，培養(yǎng)高水平的專業(yè)技術人才，更好地為地方經(jīng)濟建設服務。

[1] 鐘青萍，楊幼慧，王麗，等.生物工程省級特色專業(yè)建設的探索與實踐[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2012（11）：60-61.

[2] 趙良忠，蔣盛巖，余有貴.生物工程專業(yè)教學計劃的修訂與思考[J]. 海峽科學，2007(9)：50-51.

[3] 蔣盛巖，趙良忠，余有貴.生物工程專業(yè)課程體系與教學內(nèi)容改革探討[J].科教文匯，2009（1）：72，75.

[4] 張守濤，方惠敏，黃進勇. 生物工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案的改革與實踐[J].教師，2012（5）：102-104.

[5] 黃衛(wèi)東，劉先利，鄒濤，等.新建地方高校生物工程專業(yè)建設的實踐與思考[J].廣東化工，2012，39（5）：243.

基金項目：邵陽學院教改項目（2011JG09）。