小雜糧等生產(chǎn)性實踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實施
——以山西大同大學(xué)生物工程專業(yè)為例

王潤梅， 張弘弛， 武偉強

(山西大同大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009 )

生物工程專業(yè)是我國重點發(fā)展的高新技術(shù)專業(yè)之一，隨著招生規(guī)模的不斷擴大和社會對應(yīng)用技術(shù)型人才的需求，生物工程專業(yè)正面臨著新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)[1]。如何結(jié)合地方特色，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是新世紀(jì)生物工程專業(yè)需要著重研究和解決的關(guān)鍵問題。生物工程是工科學(xué)科，是一個實踐性很強的工程應(yīng)用型專業(yè)，決定了生物工程專業(yè)本科教學(xué)過程中，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)占有非常重要的地位。

作為綜合性地方院校的山西大同大學(xué)坐落在山西省大同市，屬于晉北高寒區(qū)，是山西小雜糧的主產(chǎn)區(qū)，周邊縣區(qū)種植有大量小雜糧特色作物，擁有多家小雜糧生產(chǎn)企業(yè)，如苦蕎系列產(chǎn)品、胡麻產(chǎn)品等。為了突出地方特色，緊密結(jié)合地方行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求，山西大同大學(xué)生物工程專業(yè)，在“一院一品”教育教學(xué)改革中構(gòu)建了小雜糧等"生產(chǎn)性"實踐教學(xué)體系，探索出了小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐項目，為學(xué)生將來創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供實踐基礎(chǔ)。

1 小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系構(gòu)建的理念與思路

生物工程是以生物工程技術(shù)結(jié)合生物學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，進一步實現(xiàn)工業(yè)化的工學(xué)學(xué)科[2]。是具有增強實踐性為特點的應(yīng)用型專業(yè)，決定了生物工程專業(yè)本科教學(xué)過程中，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)占有非常重要的地位。

然而，作為綜合性地方高校，我校生物工程專業(yè)以往的人才培養(yǎng)方案，都是以“寬基礎(chǔ)、廣方向”為中心，特別強調(diào)基礎(chǔ)理論的重要性，而對于工程實踐訓(xùn)練的重要性卻沒有體現(xiàn)，因而經(jīng)過培養(yǎng)體系中后，學(xué)生缺乏了職業(yè)崗位需要的實際操作的本領(lǐng)[3]，使這一專業(yè)的學(xué)生在就業(yè)市場上不受歡迎。

2015年，根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和地方行業(yè)企業(yè)對生物工程方面人才的需求，結(jié)合本專業(yè)的特點，修訂了生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，以服務(wù)地方小雜糧生產(chǎn)企業(yè)為目旳，構(gòu)建了"生產(chǎn)性"實踐教學(xué)體系。這無疑是生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的一大創(chuàng)新，使培養(yǎng)的人才達到既能夠提高學(xué)生的就業(yè)率顯性要求，同時又能夠滿足未來崗位要求開展研制與開發(fā)的隱形要求。

“生產(chǎn)性”實踐是以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力為主要目標(biāo)，所以“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系要圍繞工業(yè)中生物制品的生產(chǎn)的要求來構(gòu)建，包括四個方面：教學(xué)載體的產(chǎn)品化、實踐教學(xué)環(huán)境的真實化、實踐教學(xué)人員的工作化、實踐教學(xué)管理的企業(yè)化等方面[4]，學(xué)生在這種環(huán)境氛圍下經(jīng)過訓(xùn)練，會自然而然地養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，逐漸形成團隊意識、規(guī)范意識、質(zhì)量意識、安全意識、環(huán)保意識等，掌握職業(yè)必備的專業(yè)知識、技能，提高綜合職業(yè)能力，實現(xiàn)從學(xué)生向生產(chǎn)技術(shù)科研人員的角色轉(zhuǎn)變。

結(jié)合大同地區(qū)小雜糧食品開發(fā)的實際需要和專業(yè)技能培養(yǎng)要求，制定新的實踐教學(xué)目標(biāo)和模式，形成“理論夠用-應(yīng)用拓展-實踐提升”三位一體的專業(yè)課程群，優(yōu)化和重組實踐教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，科學(xué)地設(shè)置實踐項目，把實驗、實習(xí)、實訓(xùn)和畢業(yè)論文(設(shè)計)等有機地結(jié)合在一起，構(gòu)建小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系。

2 小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

基于地方經(jīng)濟發(fā)展的需求，2015年修訂的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)理論教學(xué)與實踐教學(xué)，形成了以“發(fā)酵工程”為主干課，生物反應(yīng)工程和生物工程設(shè)備為上游課程，生物分離工程、酶工程和生物工程工廠設(shè)計為下游課程的專業(yè)課程群[5]，將涉及到小雜糧的實驗項目貫穿到課堂實驗教學(xué)、課外創(chuàng)新能力培養(yǎng)、校內(nèi)實訓(xùn)、校外實習(xí)和畢業(yè)論文(設(shè)計)中，形成了四個層次的小雜糧等"生產(chǎn)性"實踐教學(xué)體系，見圖1。

圖1 生物工程專業(yè)“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系

Fig.1 "Productive" practical teaching system for bioengineering

2.1 專業(yè)基礎(chǔ)實踐教學(xué)

通過專業(yè)基礎(chǔ)課實驗包括普通生物學(xué)實驗、生物化學(xué)實驗、微生物實驗、分子生物學(xué)實驗、細(xì)胞生物學(xué)實驗等以小雜糧為實驗材料，讓學(xué)生先對小雜糧有所認(rèn)知、提取其有效成分、對其基因組進行測序等，通過專業(yè)實驗課包括基因工程實驗、酶工程實驗、發(fā)酵工程實驗、細(xì)胞工程實驗、生物分離工程實驗、食品分析與檢測實驗、藥品分析與檢測實驗等訓(xùn)練，使學(xué)生較好地掌握生物工程實驗的基本技能，對小雜糧等成分的分離、純化、檢測和應(yīng)用等進行深入的了解。

2.2 專業(yè)綜合實踐教學(xué)

通過獨立開設(shè)的以小雜糧等產(chǎn)品生產(chǎn)及檢測等相關(guān)實踐項目，包括生物工程綜合大實驗和發(fā)酵食品校內(nèi)教學(xué)見習(xí)，提高學(xué)生的工業(yè)化生產(chǎn)小雜糧等產(chǎn)品的工程理念和中試化生產(chǎn)技術(shù)，使學(xué)生可以運用理論知識進行分析和解決在小雜糧等產(chǎn)品生產(chǎn)過程中遇到的實際問題。

2.3 課外創(chuàng)新實踐教學(xué)

通過教師科研導(dǎo)師制，讓學(xué)生參與到教師的有關(guān)小雜糧等的科研項目中，通過小雜糧等特色科研項目內(nèi)容的訓(xùn)練，增加基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容豐富性、連續(xù)性，達到培養(yǎng)學(xué)生實際操做能力的目的。鼓勵學(xué)生申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，學(xué)生自己組成科研小組，在教師指導(dǎo)下，開展小雜糧等的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目研究，充分挖掘和激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱情，開發(fā)小雜糧等新產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

2.4 應(yīng)用拓展實踐教學(xué)

主要針對大四專業(yè)見習(xí)、實習(xí)和畢業(yè)論文(設(shè)計)，利用校企合作的小雜糧實習(xí)基地，讓學(xué)生深入到小雜糧產(chǎn)品生產(chǎn)車間、小雜糧分析檢測實驗室等進行專業(yè)見習(xí)、實習(xí)，全面了解小雜糧產(chǎn)品的單元操作、工藝流程、過程控制、產(chǎn)品檢驗等現(xiàn)代化生產(chǎn)過程。同時，學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計)也圍繞小雜糧等的產(chǎn)品開發(fā)、工藝流程、產(chǎn)品檢驗等內(nèi)容來選題，通過校企合作的實踐平臺，提升學(xué)生的實踐能力，創(chuàng)新能力，時刻緊跟小雜糧行業(yè)的變化與需求，將學(xué)生個體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛能充分發(fā)掘出來，為將來就業(yè)和創(chuàng)業(yè)做好準(zhǔn)備。

通過四次層實踐教學(xué)體系的訓(xùn)練，使學(xué)生從大一到大四能夠接受系統(tǒng)的小雜糧"生產(chǎn)性"實踐訓(xùn)練，為他們將來畢業(yè)就業(yè)提供了實踐鍛煉的機會和奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3 小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系的實施

實施過程中，主要從以下幾個方面體現(xiàn)小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐。

3.1 教學(xué)載體的產(chǎn)品化——“生產(chǎn)性”實踐項目的探索

生物工程是利用生物的生長代謝活動產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品，因此對學(xué)生進行小雜糧等相關(guān)生物產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)操作的訓(xùn)練是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。“生產(chǎn)性”實踐項目的設(shè)計，涉及到“生物性原料的制備”、“工藝過程控制”、“產(chǎn)品的制備”3個方面。

“生物性原料的制備”相關(guān)實踐項目，如雁北地區(qū)燕麥中主要營養(yǎng)成分的分析、苦蕎糯米酒營養(yǎng)成分研究、小米發(fā)酵液中益生芽孢桿菌的分離篩選和鑒定、小米發(fā)酵液中高發(fā)酵性能乳酸菌的分離篩選和鑒定、裸燕麥抗寒基因AnTL生物信息學(xué)分析、裸燕麥抗寒基因AnZFP1的克隆、莜麥AnIRI基因序列分析、膨化方式對小米營養(yǎng)成分的影響、苦蕎組織培養(yǎng)及多酚含量測定、苦蕎芽苗總黃酮提取及含量測定、苦蕎葡萄酒營養(yǎng)成分研究、重金屬鋅對苦蕎種子及幼苗的影響等。

“工藝過程控制”相關(guān)實踐項目，如苦蕎白蘭地釀造工藝研究、苦蕎麥瓶裝飲料的澄清工藝研究、響應(yīng)面法優(yōu)化小扁豆中蛋白質(zhì)提取工藝研究、響應(yīng)面法優(yōu)化黍子中游離氨基酸提取工藝研究、不同發(fā)酵條件對苦蕎酒中營養(yǎng)成分影響研究、蕎麥多糖提取工藝的研究、水提法和超聲波法提取燕麥中β-葡聚糖的探究、小米黃色素提取工藝的研究、響應(yīng)面法優(yōu)化谷子中游離絲氨酸提取工藝研究、小米黃米漿中高發(fā)酵性乳酸菌的分離篩選、小米中多酚類活性物質(zhì)提取等。

“產(chǎn)品的制備”相關(guān)實踐項目，如苦蕎葡萄酒的研制、小米營養(yǎng)米粉的配方研究、苦蕎紅棗酸奶的研制、苦蕎糯米酒的研制、實驗室啤酒的釀造與發(fā)酵、小米速食營養(yǎng)米粉的研發(fā)和成分分析等。

3.2 實踐教學(xué)環(huán)境的真實化——校內(nèi)外“生產(chǎn)性”實踐基地的建設(shè)

“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)強調(diào)的是模擬工業(yè)化生產(chǎn)過程，實踐教學(xué)的過程與實際生產(chǎn)的操作過程幾乎完全一致，這就要求實驗室、實訓(xùn)基地的建設(shè)要模擬企業(yè)真實的設(shè)備、工藝流程和工作環(huán)境，將企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)在學(xué)院實驗室小試完成，在校內(nèi)實訓(xùn)基地進行中試，生產(chǎn)出一定的產(chǎn)品。

基于以上考慮，生物工程專業(yè)"生產(chǎn)性"實踐教學(xué)基地的建設(shè)在學(xué)校的大力支持下，一是利用現(xiàn)有實驗室資源，整合優(yōu)化專業(yè)實驗室，建立"集約化"實驗中心和實驗室教學(xué)管理模式；二是利用學(xué)校實訓(xùn)大樓，建立模擬中試車間型實驗室，探索模擬工廠化的車間模式，建立相關(guān)管理制度；三是加快與相關(guān)行業(yè)企業(yè)的密切聯(lián)系和合作，建立校外實習(xí)、實訓(xùn)基地，學(xué)習(xí)行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗，實現(xiàn)貼近實際生產(chǎn)的實踐訓(xùn)練。

3.3 實踐教學(xué)人員的工作化——“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的師資培養(yǎng)

“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系的實施，在于有一支結(jié)構(gòu)合理和教學(xué)能力強的教師隊伍，特別是"雙師雙能型"教師隊伍。目前，我學(xué)院的專業(yè)教師大部分都缺乏工業(yè)實踐，屬于典型的理論型師資隊伍。針對這種情況，根據(jù)《山西大同大學(xué)教師培訓(xùn)實施辦法(暫行)》文件，學(xué)院出臺了《生命科學(xué)學(xué)院關(guān)于加強教師實踐能力培養(yǎng)實施細(xì)則》，鼓勵教師到校外實習(xí)基地、企事業(yè)合作單位等參與專業(yè)實踐能力提升培訓(xùn)和掛職鍛煉，實踐過程中應(yīng)重點學(xué)習(xí)工業(yè)化的組織流程、工藝流程，熟悉企業(yè)的崗位職責(zé)、操作規(guī)范、管理制度等，學(xué)習(xí)本專業(yè)在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的新知識、新技能、新工藝、新方法。掛職鍛煉時間為半年到一年，教學(xué)時數(shù)按滿工作量計算，每月補發(fā)1000元津貼。另外，根據(jù)《山西大同大學(xué)外聘教師管理規(guī)定》，聘請相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員來學(xué)院承擔(dān)實踐教學(xué)工作，采用團隊合作的方式，齊心協(xié)力打造“雙師雙能型”師資隊伍。

3.4 實踐教學(xué)管理的企業(yè)化——“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的考核管理

根據(jù)“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的管理，必須走質(zhì)量與效益并重的企業(yè)化管理之路。因為“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的過程就是企業(yè)員工在企業(yè)完成工作任務(wù)的過程，所以在教學(xué)管理上，計劃模擬企業(yè)管理模式，學(xué)生和教師均按企業(yè)技術(shù)、質(zhì)量、安全規(guī)范要求開展工作(學(xué)習(xí)和教學(xué))，為此學(xué)院制訂了相應(yīng)的考核、管理機制，在日常教學(xué)管理的潛移默化中，使學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。

首先制定了企業(yè)化的管理制度，讓師生明確實踐教學(xué)過程的職責(zé)，建立有效的獎懲機制。其次建立了多元化的考核、評價機制，既注重過程的考核，又重視結(jié)果的考核；既注重質(zhì)的考核，又重視量的考核；既重視個人的考核，又重視集體的考核。對各方面的考核均制定了切實可行的指標(biāo)體系，最后根據(jù)以上考核，對師生做出綜合評價。

4 小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的成果總結(jié)和示范推廣

課題組成員在完成教改課題過程中，認(rèn)真、及時總結(jié)實驗、實踐教改經(jīng)驗和成果，為推廣到學(xué)院其他專業(yè)提供經(jīng)驗材料。

(1)修訂了生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建了由專業(yè)基礎(chǔ)實踐教學(xué)、專業(yè)綜合實踐教學(xué)、課外創(chuàng)新實踐教學(xué)和應(yīng)用拓展實踐教學(xué)形成的四個層次的小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)體系，申報了有關(guān)方面的3項校級教學(xué)改革研究項目和10多項大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目，發(fā)表了2篇教改論文[5-6]，編寫了1本小雜糧等“生產(chǎn)性”實踐教學(xué)的校本教材(待出版)。

(2)緊密結(jié)合大同地方特色，形成具有技術(shù)含量的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，加強學(xué)院服務(wù)地方經(jīng)濟發(fā)展的力度。如苦蕎白蘭地釀造工藝研究，目前工藝已成熟，正在申報專利，后期要與企業(yè)對接進行成果轉(zhuǎn)化。又如建成了胡麻油小型生產(chǎn)線，加入了山西省胡麻產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。教師指導(dǎo)學(xué)生研發(fā)出了苦蕎葡萄酒、文冠果酒、苦蕎飲料、小米米粉等產(chǎn)品。

(3)建立起具有地方特色的生物工程專業(yè)實踐教學(xué)模式，帶動學(xué)院其他專業(yè)的建設(shè)，促進學(xué)科的快速發(fā)展，提高學(xué)院的整體教學(xué)水平，使學(xué)生具有較強的就業(yè)競爭力。

作為綜合性地方院校的生物工程專業(yè)，要充分認(rèn)識生物工程專業(yè)的工程應(yīng)用性強的特點，重視新興生物工程產(chǎn)業(yè)的需求，繼續(xù)改革創(chuàng)新，整合教學(xué)資源，突出地方特色，加快產(chǎn)教研融合的步伐，開發(fā)各類資源和平臺，培養(yǎng)的學(xué)生既要掌握扎實的生物工程專業(yè)基礎(chǔ)知識，又要接受嚴(yán)格的實驗技能訓(xùn)練與工程實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，具備較強的工程應(yīng)用能力，最終提升學(xué)生的就業(yè)競爭力，縮短畢業(yè)生進入企業(yè)后再培養(yǎng)的周期，為迎接新工科認(rèn)證做好充分的準(zhǔn)備。