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[摘 要]生物工程是以生物学的理论和技术为基础,并结合化工、机械、电子计算机等学科的新兴综合性应用学科和工程技术领域。如何培养学生的实践能力是生物工程专业人才培养中的关键点,应该结合生物工程专业的实践教学,从专业基础实验、专业综合实验、“3+1”卓越人才培养模式和全程实践教学理念等方面进行人才培养的改革与探索。
[关键词]生物工程 实践能力 做法 思考
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)17-0126-03
生物工程是21世纪三大前沿学科之一,是生物高新技术成果产业化的基础,是实验室研究通向大规模工业生产的纽带。近年来,我国发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,将生物技术(工程)作为科技发展的五个战略重点之一。2012年12月29日,国务院印发了《生物产业发展规划》,明确了生物产业是国家的一项战略性新兴产业,必须推进我国生物产业持续、快速、健康发展。可以说,生物工程产业进入了新的发展阶段。扬州大学地处我国生物工程制药产业高速发展的长三角地区,该地区生物工程产业发展迅速,行业规模不断扩大,其生物制药、发酵工程领域尤为突出。
另一方面,《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》中指出,我国生物工程技术开发应用的总体水平同世界先进水平相比还有较大差距,在支撑我国生物技术科技与产业发展方面还有许多不相适应的地方,主要表现在:缺乏高层次创新型人才、缺乏优秀创业型人才、人才资源开发投入仍然不足、人才发展机制障碍仍待破除等等。无论是生物工程技术的研究人员还是生物工程技术的产品开发人员,都严重不足。2011年我校生物工程专业入选教育部“卓越工程师教育培养计划”,在如何进一步提升学生的工程实践能力方面,我校从人才培养方案、教学基地和科技团队等环节进行了人才培养改革与探索。
一、大力提升我校生物工程专业实践能力的做法
扬州大学生物工程专业是在生物科学、生物技术两个专业成立后于2005年6月经江苏省教育厅批准成立的本科专业,该专业以培养具有生命科学的基本知识,掌握生物技术及其产业化的科学原理,以及工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才为目标。
(一)建立“厚基础、宽口径”的专业基础实验平台
扬州大学生物科学与技术学院立足高起点内涵式发展,以教学科研为中心,大力加强学科建设,积极向高水平研究型学院迈进。学院建有“国家级生物学实验教学示范中心建设点”和“国家级生物学人才培养模式创新试验区”。通过理论与实践相结合,以学生为中心,以能力培养为目标,充分发挥生物学科交融和资源共享的优势,来培养学生的实验技能、科学思维和创新能力。
生物工程专业充分利用国家级实验教学示范中心优势,按照“厚基础、宽口径”的教学理念,提高实验教学环节的比重,尤其是加大了微生物生物学实验、生物化学实验、化工原理实验等实验课程在教学中的比重,多让学生在开放性实验教学中学习生物工程专业实验的相关基础知识、验证理论,从而使其掌握实验、操作技能,极大地提高了本专业学生的动手能力。
(二)建立“强能力、扬个性、求创新”的专业综合实验平台
生物工程专业是培养能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才,这些人才既要掌握生物工程上游技术和实验室技术,又要有全面的工程方面的综合素质。但由于经费、人力和实验场所的限制,高校对生物工程学生综合创新能力培养不够重视,学生从事科研实践活动的机会较少。
生物工程的应用领域非常广泛,扬州大学生物工程专业正是秉承了“联合—合并—调整—提高”的发展之路,将传统发酵方法、理论与现代生物技术及工程的理念相交融,在生物制药、微生物与发酵工程、细胞与酶工程和生态工程等领域形成了较强的科研实力与教学力量。本校在生物工程专业学生综合创新能力培养方面的做法主要是通过让学生进行创新性的综合性、设计性实验。通过不断完善教学大纲,首先实现专业课程的理论教学与实验教学相分离,同时将教学与科学研究充分整合,学生在完成大三的专业理论课学习后,可以结合个人兴趣和要求,按照学院专业技术领域情况分到相关的科研团队进行科学研究。在教师和研究生的指导下,学生可以体验自己设计方案、准备实验材料、完成实验的过程,同时,这也培养了学生应用已学知识分析结果,根据实验需要再创新的能力。
(三)以“3+1”人才培养模式,搭建卓越工程人才培养平台
为了强化对学生实验、实践能力的培养,增强学生的社会适应性,早在2004年,学院就对生物类学生的知识、能力和综合素质培养进行了系统的设计,率先构建了“3+1”的人才培养模式,搭建了与之相配套的研究性实践教学架构,即学生的学习过程分为校内学习和在基地科研训练两阶段。前3年通过课堂理论、实验教学和科技创新项目训练等方式培养学生的基本实验技能、良好科研素养、创新思维和创新能力;第4年根据学生的职业生涯规划,在科研基地、科技企业开展专业实训,深化学生专业知识,锻炼学生创新实践能力,提高其人际交往能力、组织协调能力、表达沟通能力、团队合作意识,同时更好地培养学生的职业精神和职业道德、创新精神和实践能力,同时完成毕业设计(论文)。该架构有助于培养学生的基本实验技能、良好的科研素养、创新的实践能力,并在2009年被教育部列为“地方综合性大学生物技术创新型人才培养模式创新实验区”。
在以上基础,我校生物工程本科专业深化“3+1”人才培养模式,搭建了卓越工程人才培养平台,于2011年被列入教育部卓越工程师教育培养计划,并通过制订完善的培养方案、实践计划和企业实施方案,形成了学校与企业合作的卓越生物工程师教育培养计划。2013年该计划已在上海杰隆生物制品股份有限公司、青岛易邦生物工程有限公司等单位实施。在大三结束时,根据学生的申请和学院遴选,选择立志于生物工程研究的学生进行校内导师(一对一)的专业培养,重点进行专业知识的传授、专业技能和科研能力的培养。进入实习基地后,开展为期一年的专业实习,为学生配备一对一的实习导师,由实习导师和学校导师共同指导学生的学习与实践活动。从半年多与企业合作培养人才的情况来看,企业对卓越生物工程师的培养模式给予了充分肯定,学生也反映学得充实,得到了实践锻炼。卓越工程师教育培养计划的实施为进一步培养生物工程专业硕士提供良好的生源保障和经验借鉴。 “卓越工程师教育培养计划”具有三大特点,一是行业内的企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是学校强化培养学生的工程能力和创新能力。“卓越工程师教育培养计划”为培养创新型生物工程人才提供理论指导和实践创新模式。
(四)以全程实践教学为理念,提升学生专业工程技能
我院已全面实施本科生全程导师导生制度。本科生在一年级就与教师、研究生一对一结对,参与教师科研工作,这样培养学生的科研素养,提高其探究能力;同时实施预保研制度,根据学生的科研兴趣,保研学生在第7学期初就选定导师,进入实验室,参加科研项目的研究。这些都为学生将来报考研究生打下坚实的基础。另外,学校通过定期举办教授讲坛、学术讲座、学术名家“高层论坛”、学术沙龙、生命科学类知识竞赛等活动,提升学生的专业工程创新能力和技能。
企业见习和实习是生物工程专业课程实验教学必不可少的环节,学生通过在企业的实践,能深入理解课程理论,将专业知识与实际应用相结合,进一步深化理解专业知识,并从企业生产中发现和解决问题,同时,学生的创新能力也能得到提高。我院生物工程形成的四个专业技术领域,目前已建立了20余家实习、见习基地,如:上海杰隆生物制品股份有限公司、上海转基因动物育种与制药工程技术研究中心、国家级泰州医药高新技术产业园、青岛易邦生物工程有限公司、青岛啤酒(扬州)有限公司等。
二、大力提升我校生物工程专业实践能力的思考
2013年第七届中国生物产业大会报道显示,2012年,在全球经济不景气的背景下,中国生物产业规模仍保持了约20%的增速,总产值达到2.4万亿元,生物工程正在将越来越多在实验室中的生物技术转化为生产力,这已经成为推动我国国民经济发展的新的经济增长点。这在客观上对生物工程人才,特别是高素质人才提出了更高的要求。
(一)“工程科学化”倾向比较严重
生物工程高等教育体系的“工程科学化”倾向比较严重,存在重理论、轻实践的情况,学生的知识主要来源于书本,导致培养出来的学生难以满足社会需求。产生这一问题的原因一方面是学生不愿意到企业去,另一方面是企业改制后忽略了人才培养的社会责任,最后造成学生找工作难、企业难觅合适人才的矛盾局面。
(二)学生不注重实践能力培养
在多种因素的影响下,多数学校对实践教学的重视程度不够,实习经费、人员投入不足已经成为高校的通病,在教学辅助人员大幅减少,物价和消费水平日益高涨的情况下,加上实习时间和场所的限制,实践教学多流于形式。学生课堂学习时间多,与企业接触的机会和时间少,必然会导致学生对实践教学的积极性降低甚至丧失,最直接的表现是学生在企业见习、实习大多敷衍了事,这也导致企业在接受学生见习时的积极性降低,通常应付了事。长此以往,实践教学便陷入了恶性循环的境地,实践教学效果可想而知。
(三)老师实践教学能力有待提高
高等教育体系“工程科学化”倾向的主体首先是教师,由于高校教师考核体系的重点是偏基础性的,而对教师工程化实践能力的重视度不够,从而导致高校教师在进行高学历教育的同时,对实践学习的精力投入减少,尤其是青年教师的工程实践经验缺乏、能力不足,难以适应快速发展的生物工程行业对高级专业人才的需求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 余多慰.本科生物技术与生物工程专业实践教学条件的建设要素[J].中国现代教育装备,2013(3):28-30.
[2] 黄训端.生物工程本科专业实验教学内容设计与体系建设[J].生物学杂志,2013(3):103-105.
[3] 吴镝,肖霄.对生物工程专业学生实训实践课程的调查反思[J].大学教育,2013(3):28-30.
[4] 李小蕊,韩晓磊,姜波,陈维霞.浅议如何提高生物工程专业学生的实验动手能力[J].陕西教育(高教版),2011(2):56.
[5] 周旭章,汪财生,蔡艳,张慧恩.构建培养高质量的工程应用型人才的实践教学体系[J].实验室研究与探索,2010(12):125-127,141.
[6] 王伟,陈晓艺,唐文竹.生物工程专业学生工程实践能力培养的探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2012(8):85-86.
[7] 尹春光,刘顺湖,朱九滨.生物工程专业学生创新实践能力培养分析及探索[J].济宁学院学报,2012(6):62-65.
[责任编辑:钟 岚]
[关键词]生物工程 实践能力 做法 思考
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)17-0126-03
生物工程是21世纪三大前沿学科之一,是生物高新技术成果产业化的基础,是实验室研究通向大规模工业生产的纽带。近年来,我国发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,将生物技术(工程)作为科技发展的五个战略重点之一。2012年12月29日,国务院印发了《生物产业发展规划》,明确了生物产业是国家的一项战略性新兴产业,必须推进我国生物产业持续、快速、健康发展。可以说,生物工程产业进入了新的发展阶段。扬州大学地处我国生物工程制药产业高速发展的长三角地区,该地区生物工程产业发展迅速,行业规模不断扩大,其生物制药、发酵工程领域尤为突出。
另一方面,《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》中指出,我国生物工程技术开发应用的总体水平同世界先进水平相比还有较大差距,在支撑我国生物技术科技与产业发展方面还有许多不相适应的地方,主要表现在:缺乏高层次创新型人才、缺乏优秀创业型人才、人才资源开发投入仍然不足、人才发展机制障碍仍待破除等等。无论是生物工程技术的研究人员还是生物工程技术的产品开发人员,都严重不足。2011年我校生物工程专业入选教育部“卓越工程师教育培养计划”,在如何进一步提升学生的工程实践能力方面,我校从人才培养方案、教学基地和科技团队等环节进行了人才培养改革与探索。
一、大力提升我校生物工程专业实践能力的做法
扬州大学生物工程专业是在生物科学、生物技术两个专业成立后于2005年6月经江苏省教育厅批准成立的本科专业,该专业以培养具有生命科学的基本知识,掌握生物技术及其产业化的科学原理,以及工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才为目标。
(一)建立“厚基础、宽口径”的专业基础实验平台
扬州大学生物科学与技术学院立足高起点内涵式发展,以教学科研为中心,大力加强学科建设,积极向高水平研究型学院迈进。学院建有“国家级生物学实验教学示范中心建设点”和“国家级生物学人才培养模式创新试验区”。通过理论与实践相结合,以学生为中心,以能力培养为目标,充分发挥生物学科交融和资源共享的优势,来培养学生的实验技能、科学思维和创新能力。
生物工程专业充分利用国家级实验教学示范中心优势,按照“厚基础、宽口径”的教学理念,提高实验教学环节的比重,尤其是加大了微生物生物学实验、生物化学实验、化工原理实验等实验课程在教学中的比重,多让学生在开放性实验教学中学习生物工程专业实验的相关基础知识、验证理论,从而使其掌握实验、操作技能,极大地提高了本专业学生的动手能力。
(二)建立“强能力、扬个性、求创新”的专业综合实验平台
生物工程专业是培养能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才,这些人才既要掌握生物工程上游技术和实验室技术,又要有全面的工程方面的综合素质。但由于经费、人力和实验场所的限制,高校对生物工程学生综合创新能力培养不够重视,学生从事科研实践活动的机会较少。
生物工程的应用领域非常广泛,扬州大学生物工程专业正是秉承了“联合—合并—调整—提高”的发展之路,将传统发酵方法、理论与现代生物技术及工程的理念相交融,在生物制药、微生物与发酵工程、细胞与酶工程和生态工程等领域形成了较强的科研实力与教学力量。本校在生物工程专业学生综合创新能力培养方面的做法主要是通过让学生进行创新性的综合性、设计性实验。通过不断完善教学大纲,首先实现专业课程的理论教学与实验教学相分离,同时将教学与科学研究充分整合,学生在完成大三的专业理论课学习后,可以结合个人兴趣和要求,按照学院专业技术领域情况分到相关的科研团队进行科学研究。在教师和研究生的指导下,学生可以体验自己设计方案、准备实验材料、完成实验的过程,同时,这也培养了学生应用已学知识分析结果,根据实验需要再创新的能力。
(三)以“3+1”人才培养模式,搭建卓越工程人才培养平台
为了强化对学生实验、实践能力的培养,增强学生的社会适应性,早在2004年,学院就对生物类学生的知识、能力和综合素质培养进行了系统的设计,率先构建了“3+1”的人才培养模式,搭建了与之相配套的研究性实践教学架构,即学生的学习过程分为校内学习和在基地科研训练两阶段。前3年通过课堂理论、实验教学和科技创新项目训练等方式培养学生的基本实验技能、良好科研素养、创新思维和创新能力;第4年根据学生的职业生涯规划,在科研基地、科技企业开展专业实训,深化学生专业知识,锻炼学生创新实践能力,提高其人际交往能力、组织协调能力、表达沟通能力、团队合作意识,同时更好地培养学生的职业精神和职业道德、创新精神和实践能力,同时完成毕业设计(论文)。该架构有助于培养学生的基本实验技能、良好的科研素养、创新的实践能力,并在2009年被教育部列为“地方综合性大学生物技术创新型人才培养模式创新实验区”。
在以上基础,我校生物工程本科专业深化“3+1”人才培养模式,搭建了卓越工程人才培养平台,于2011年被列入教育部卓越工程师教育培养计划,并通过制订完善的培养方案、实践计划和企业实施方案,形成了学校与企业合作的卓越生物工程师教育培养计划。2013年该计划已在上海杰隆生物制品股份有限公司、青岛易邦生物工程有限公司等单位实施。在大三结束时,根据学生的申请和学院遴选,选择立志于生物工程研究的学生进行校内导师(一对一)的专业培养,重点进行专业知识的传授、专业技能和科研能力的培养。进入实习基地后,开展为期一年的专业实习,为学生配备一对一的实习导师,由实习导师和学校导师共同指导学生的学习与实践活动。从半年多与企业合作培养人才的情况来看,企业对卓越生物工程师的培养模式给予了充分肯定,学生也反映学得充实,得到了实践锻炼。卓越工程师教育培养计划的实施为进一步培养生物工程专业硕士提供良好的生源保障和经验借鉴。 “卓越工程师教育培养计划”具有三大特点,一是行业内的企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是学校强化培养学生的工程能力和创新能力。“卓越工程师教育培养计划”为培养创新型生物工程人才提供理论指导和实践创新模式。
(四)以全程实践教学为理念,提升学生专业工程技能
我院已全面实施本科生全程导师导生制度。本科生在一年级就与教师、研究生一对一结对,参与教师科研工作,这样培养学生的科研素养,提高其探究能力;同时实施预保研制度,根据学生的科研兴趣,保研学生在第7学期初就选定导师,进入实验室,参加科研项目的研究。这些都为学生将来报考研究生打下坚实的基础。另外,学校通过定期举办教授讲坛、学术讲座、学术名家“高层论坛”、学术沙龙、生命科学类知识竞赛等活动,提升学生的专业工程创新能力和技能。
企业见习和实习是生物工程专业课程实验教学必不可少的环节,学生通过在企业的实践,能深入理解课程理论,将专业知识与实际应用相结合,进一步深化理解专业知识,并从企业生产中发现和解决问题,同时,学生的创新能力也能得到提高。我院生物工程形成的四个专业技术领域,目前已建立了20余家实习、见习基地,如:上海杰隆生物制品股份有限公司、上海转基因动物育种与制药工程技术研究中心、国家级泰州医药高新技术产业园、青岛易邦生物工程有限公司、青岛啤酒(扬州)有限公司等。
二、大力提升我校生物工程专业实践能力的思考
2013年第七届中国生物产业大会报道显示,2012年,在全球经济不景气的背景下,中国生物产业规模仍保持了约20%的增速,总产值达到2.4万亿元,生物工程正在将越来越多在实验室中的生物技术转化为生产力,这已经成为推动我国国民经济发展的新的经济增长点。这在客观上对生物工程人才,特别是高素质人才提出了更高的要求。
(一)“工程科学化”倾向比较严重
生物工程高等教育体系的“工程科学化”倾向比较严重,存在重理论、轻实践的情况,学生的知识主要来源于书本,导致培养出来的学生难以满足社会需求。产生这一问题的原因一方面是学生不愿意到企业去,另一方面是企业改制后忽略了人才培养的社会责任,最后造成学生找工作难、企业难觅合适人才的矛盾局面。
(二)学生不注重实践能力培养
在多种因素的影响下,多数学校对实践教学的重视程度不够,实习经费、人员投入不足已经成为高校的通病,在教学辅助人员大幅减少,物价和消费水平日益高涨的情况下,加上实习时间和场所的限制,实践教学多流于形式。学生课堂学习时间多,与企业接触的机会和时间少,必然会导致学生对实践教学的积极性降低甚至丧失,最直接的表现是学生在企业见习、实习大多敷衍了事,这也导致企业在接受学生见习时的积极性降低,通常应付了事。长此以往,实践教学便陷入了恶性循环的境地,实践教学效果可想而知。
(三)老师实践教学能力有待提高
高等教育体系“工程科学化”倾向的主体首先是教师,由于高校教师考核体系的重点是偏基础性的,而对教师工程化实践能力的重视度不够,从而导致高校教师在进行高学历教育的同时,对实践学习的精力投入减少,尤其是青年教师的工程实践经验缺乏、能力不足,难以适应快速发展的生物工程行业对高级专业人才的需求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 余多慰.本科生物技术与生物工程专业实践教学条件的建设要素[J].中国现代教育装备,2013(3):28-30.
[2] 黄训端.生物工程本科专业实验教学内容设计与体系建设[J].生物学杂志,2013(3):103-105.
[3] 吴镝,肖霄.对生物工程专业学生实训实践课程的调查反思[J].大学教育,2013(3):28-30.
[4] 李小蕊,韩晓磊,姜波,陈维霞.浅议如何提高生物工程专业学生的实验动手能力[J].陕西教育(高教版),2011(2):56.
[5] 周旭章,汪财生,蔡艳,张慧恩.构建培养高质量的工程应用型人才的实践教学体系[J].实验室研究与探索,2010(12):125-127,141.
[6] 王伟,陈晓艺,唐文竹.生物工程专业学生工程实践能力培养的探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2012(8):85-86.
[7] 尹春光,刘顺湖,朱九滨.生物工程专业学生创新实践能力培养分析及探索[J].济宁学院学报,2012(6):62-65.
[责任编辑:钟 岚]