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关键词:地方院校;生物工程;本科生培养
基金项目:西华大学教育教学改革研究项目(20130036),西华大学研究生教育改革创新项目(YJG2016004)
Q81-4
当前,我国生物工程专业本科毕业生就业困难的现象越来越严重,造成这种现象的主要原因包括以下两个方面:1)从产业结构分析,由于我国的很多新兴产业尚处于起步发展阶段,因此需要大量职业化程度较高的应用型人才;2)从高校的人才培养现状来看,各地区高校生物工程专业具有明显的同质化现象,忽视了地方特色,不利于学生的就业竞争以及地方的发展。本文重点探讨了基于地方特色的生物工程专业人才培养模式,希望可以提高该专业的人才培养质量和就业竞争力。
一、结合地方发展特色,明确生物工程专业的发展方向
我国开办生物工程专业的高校有两百多所,涉及综合性大学、农业院校、师范院校和医学院校等,其学科发展方向各有偏向比如化工、发酵、制药和食品等,但更多的是追求全面。由于各高校办学条件的差异性,一些地方普通高校往往存在培养特色不够鲜明,导致学生对未来职业上的困惑。而我校的情况是培养方向不够清晰,没有明确的专业方向和特色。这对生物工程专业的人才培养和课程体系建设显然是不利的。
近年来,我国重点调整产业结构,逐步淘汰高污染、高耗能、低效率的传统落后产能,大力发展高新技术产业[1]。结合我校生物工程学院的现状,有发酵工程及酿酒工程两个本科专业,在师资力量和教学资源上具有一定的基础。因此,我校生物工程专业必须在此基础上,结合高校所在地区的发酵工业包括酿酒产业的实际需求接轨。
二、明确生物工程专业人才的培养目标
要增强生物工程专业的就业竞争力,在众多的高校中脱颖而出,就必须进行有针对性的人才特色培养,必须明确人才培养目标和特色定位。根据资料显示,很多高校,其生物工程专业的人才培养目标大多定位较为宽泛和模糊,技术、工艺、产品、设备等面面俱到,涉及的就业领域看似很广,面也宽,但实际的效果却是大量的生物工程专业的毕业生找工作面临较多的困难。为改变此现状,提高就业竞争力,应采用单点突破的方式办学。我校生物工程专业起源于食品科学与工程中的发酵食品方向,传统食品发酵工程和酿酒工程领域有一定的基础,因此应将目标定位于:以发酵工程为培养方向,掌握发酵工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物发酵技术特别是酿酒工程技术的研发、生产等相关流程和厂房设计要求等基础理论、基本技能,能在发酵工程领域和酿酒工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。该定位异于省内高校的学科方向,定位集中,易于突破。
三、构建具有地方特色的生物工程专业特色培养模式
生物工程专业是一类理工结合的复合型专业,其人才培养的特征也应是复合型人才的培养。目前我校生物工程专业核心课程占比存在不足,更谈不上生物工程上下游技术教育的有机结合。[2]生物工程专业培养体系中,由于该专业交叉学科较多,各种教材因对体系完整的要求导致在实践中教学内容重复比例偏大,浪费大量的教育资源;教学模式上,以传统的课堂讲授为主,实践教学比例还不能满足对理工复合型人才的培养,鉴于我校生物工程专业发展的现状,笔者结合教学实践从三方面提出生物工程专业特色培养方案的重构方案。
第一,构建专业基础课程体系。该方面的课程体系,主要以培养本专业学生基础理论为目的,为以后专业核心课程的学习提供理论支撑。课程主要涵盖微生物学、生物化学、分子生物学、工程制图、化工原理、发酵工程、生物反应与分离工程、生物工程设备与设计。
第二,构建专业核心课程体系。这是生物工程专业的主干课程,以培养本专业学生专业基本知识和技能为根本目的。该模块以生物制药为核心设计相应课程体系,核心课程包括:化工原理、生物化学、微生物学、有机化学、发酵工程原理与技术、代谢控制发酵、发酵工业分析、生化工程、生物分离工程、发酵设备、清洁生产与三废治理。
第三,拓展实验性教学环节。提高实践环节学分比例,占总学分的30%以上,课程包括化工原理课程设计、发酵工厂概论课程设计、蒸馏酒工艺学课程设计、发酵工艺综合实验、生物工程生产实习、生物工程毕业实习、生物工程毕业论文(设计)。
通过生物工程专业课程的设置和学习,使学生掌握生物技术特别是发酵技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能、专门知识和关键技术,熟悉生物工程产品的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,具备一定经营理念。使毕业学生获得以下几方面能力:科学知识的工程化能力,工程问题分析与解决能力,信息、技术和知识获取能力,技术创新的初步能力,组织、表达和交往能力,终身和自主学习能力以及国际竞争与合作能力。
结语:
现代生物工程是一门比较活跃的科学领域,当前已经广泛的应用在了医药、农业、能源、轻工、食品和环境保护等各个领域,在社会发展中具有非常重要的作用。高校生物工程专业只有不断完善课程体系,改革教学目标和方法,建立起具有地方特色的生物工程课程教育体系,不断强化学生的理论知识和实践技能训练,才能为将来的就业打下坚实的基础。
参考文献:
区域产业是指在某一特定区域内,生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合,反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤,产业相关集群的形成对于促进地方经济建设,保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。
1.生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来,国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,生物产业产值以年均22.9%的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出,到2015年,生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番;到2020年,把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术,显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一;将生物制药技术列为重大支持方向之一;将食品安全列为民生科技示范重点,食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。
2.吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市国家级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势,已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业,以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年,相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头,全年医药产业实现销售产值1550亿元以上,同比增长34.7%⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出,在医药产业方面,将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地;在医疗仪器设备及器械方面,提升医疗器械行业发展水平,加快补齐医药产业发展短板,重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年,全省医药工业总产值达到2000亿元,年均增长27%⑦。
3.吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前,吉林省生物技术制药产业发展迅速,但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大;高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱,缺少足够的优秀创新人才,造成核心技术往往依赖引进,受制于人。生物工程产业是高技术产业,通过对相关产业调研发现:(1)生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大;(2)产业创新能力提升导致高端人才匮乏;(3)国内外同行业的发展差距导致人才流失严重;(4)要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才;(5)高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》指出,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才;鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地;建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前,吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所,即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才,但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。
二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索
1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。
2.优化课程体系,构建双师型导师队伍,探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势,按照专业方向的不同,采用分类培养的指导思想,突出知识背景交叉与能力培养并重的特色,设置了科学合理的课程体系,包括必修课(18学分)、公选课(10学分)、方向选修课(6学分)三个模块,模块间遵循“夯实基础-提高能力-强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成,企业专家讲授实践性较强的课程,国外专家学者主讲学科前沿性讲座,突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式,构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师,和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体,融通基础理论教学、前沿技术和实践教学,构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式,学制2.5年;非全日制学习方式,学制3年。培养方式为校企(行)联合培养,对于全日制学生,1年在校理论学习,半年行(企)业顶岗实践,1年结合岗位实践内容完成毕业论文;对于非全日制学生,1年在校理论学习,半年企业顶岗实践,1.5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接,学校和用人单位的无缝连接。
3.建立校企联盟,拓展实践教学基地,全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养,企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此,通过校企合作和优势互补,建立工程实践基地,实现研究生联合培养,已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上,建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前,与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议,形成了以吉林省为中心,辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外,校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心,吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室,2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前,已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设,为学生提供了充足的实践机会,使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发,全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。
4.“产学研”联动,以科研合作为纽带,保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育,实现教学、科研、生产三结合,能更有效地提高办学水平和人才培养质量,克服高等教育脱离社会实践需要的倾向,增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来,我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业,联合完成了国家级、省级和横向科研项目17项,累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带,将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合,形成了“产学研”联动模式,增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求,鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下,掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段,具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力,保障了学位论文的先进性与实用性。
【关键词】研究生教育;专业学位;培养体系
1 引言
随着我国经济的迅猛发展,传统的以培养“研究型”人才为主的研究生教育已经不能满足社会对高级“应用型”人才的大量需求。为适应就业和经济社会发展需要, 2009年国家从应届本科毕业中增招全日制专业学位硕士研究生。具有专业学位授权的研究生培养单位,专业学位招生比例将逐年提高。研究生教育结构的调整要求培养单位重新定位不同类别研究生教育的培养目标,构建相应的培养体系,实现研究生教育的历史转型和战略调整。[1]郑州大学生物工程专业学位研究生培养自2004年开始,目前已经走过了8年的实践历程,生源类型也从最初的仅有在职人员调整为目前的全日制研究生和在职人员两类。为进一步提高应用型研究生培养质量,现就郑州大学生物工程类专业学位研究生培养体系的建立进行阶段性总结,对专业学位研究生培养实践过程中遇到的矛盾与问题提出改进的思路与设想,以便为我国、特别是河南省生物技术相关大中型企业和事业单位培养工程技术和工程管理高级人才,更好地服务社会经济建设。
2 郑州大学生物工程专业学位研究生培养体系构建
2.1 获得工程硕士专业授权点时间及招生情况。
根据国务院学位办[2003]52号文件,经教育部全国工程硕士专业学位教育指导委员会审议批准,郑州大学2003年成为全国24所生物工程硕士招生单位之一,2004年开始招收在职人员攻读生物工程硕士学位,2009年开始招收全日制生物工程硕士,至今已招生物工。
2.2 培养目标与培养方向。
根据生命科学飞速发展的特点和企事业单位对生物工程人才的需求,生物工程领域工程硕士旨在培养一批在生物工程领域(涵盖工业、医药、食品、环保、农、林、牧、渔等行业)的企业、事业和行政管理部门从事应用研究、技术开发、生产管理等工作的高层次实用型、创新型、复合型生物工程技术和生物工程管理人才。
郑州大学生物工程专业学位硕士研究生培养方向包括:发酵工程;生物制药工程;烟草生物工程;基因工程;细胞工程;农业生物工程;环境生物工程等。
2.3 培养体系构成。
2.3.1 导师队伍:师资队伍建设是人才培养的关键,在学校高层次人才引进与培养两手抓的方针指导下,经过8年努力,目前已经建立了一支年青化、高学历、结构合理的校内导师队伍和基地实践经验丰富的指导教师队伍。为双导师制培养模式的实施奠定了基础。目前生物工程专业学位点拥有校内导师31人,其中教授15人,副教授16人;具有博士学位导师占90%;有过1年以上海外留学经历的导师占51%,年龄在50岁以下的中青年导师占93%。基地导师30人,其中具有博士学位导师占40%,具有高级技术职称的占93%。
2.3.2 实验室建设:充分利用学科已有的研究条件和教学资源,构建多学科交叉融合的研究生培养平台。目前可用于生物工程专业学位研究生培养的实验场地近3000 m2,包括12个专业实验室,具有完备的实验仪器及设施,如发酵设备、高效液相层析系统、超滤系统、冷冻干燥机、凝胶成相系统、自动酶标分析仪、多功能显微镜、大容量低温离心机、落地式高速离心机、微量移液器、PCR扩增仪、超净工作台、恒温培养箱、控温气浴振荡器、超声细胞破碎仪、纯水系统、多用电泳仪、液相色谱分析仪、蛋白纯化系统、蛋白质双相电泳系统等,保证了生物工程类研究生培养的顺利开展。
2.3.3 创新实践基地建设:研究生创新实践基地建设是全面提升专业学位研究生综合素质、完善研究生培养环节、提高研究生创新实践能力、增强研究生社会责任感、培养就业能力的重要支撑。通过高校与企业和相关事业单位联合建立研究生创新实践基地是学位与研究生教育改革发展的需要,更是加快高校自我建设,提高其国际竞争力的需要。我系通过导师与企业或科研院所的科研合作基础,企业自愿申报,经学校审核与筛选,将符合专业学位研究生培养要求的申报单位分批申报,目前已获得郑州大学正式批准的研究生创新实践基地10个,还有一大批条件较好的候选单位正在建设中。
2.3.4 双导师制培养模式:按照《生物工程领域工程硕士专业学位标准》要求分别制定了在职和全日制生物工程硕士培养方案、培养计划及教学大纲;授课教师工程实践能力强,开设了固定的学术前沿讲座。80%以上论文选题来自于企业实践,工程背景明确,应用性强。实行学校和基地双导师培养模式,校内和基地有合作基础,导师有充足研究经费。开题报告,中期检查,答辩程序规范,答辩小组有基地导师参加。
3 生物工程专业学位研究生教育面临的问题与挑战
3.1 我国全日制专业学位研究生培养历史短,从招生、培养到授予学位等环节都还缺乏成熟经验,许多导师还不能很好地把握和区分科学学位研究生、全日制专业学位研究生和在职专业学位研究生分类培养的目标要求,有些导师甚至简单地将专业学位研究生按传统的科学学位研究生来培养,不能很好地完成培养应用型人才的要求。
3.2 全日制专业学位研究生学制2年,培养时间短,部分考生对培养模式和要求缺乏了解,导致目前报考专业学位研究生生源短缺。
4 生物工程专业学位研究生教育综合改革思路
针对以上研究生教育结构调整中遇到的新问题,我们提出了以下综合改革思路:
4.1 课程的设置:针对工程硕士专业学位研究生的特点和企业需求,注意拓宽专业知识和专业技术领域。在《基因工程》和《高等生物化学》两门核心课程的基础上,将《生物分离工程》、《生化反应工程与反应器》两门课程作为生物工程领域工程硕士培养的新增核心课程。
4.2 研究课题确立:全日制专业学位学生入学第一年在校进行系统的理论学习和科研思路与技能培训,主要由校内导师辅导;第二年到基地完成来自生产实践的课题,主要由基地导师辅导。毕业设计选题要以解决企事业单位遇到的生产实践中待解决的问题为立项依据。
4.3 专业模块设置:全日制专业学位研究生学制2年,培养时间短,为保证培养质量,针对社会及企事业单位的需要,为专业学位研究生设置专业模块,每个模块具有对应的专业培养计划,使学生可结合自己将来的就业兴趣选择适合的专业模块,达到学有所专、学有所长、学用对口。设置的专业模块有生物技术制药、烟草工程、食品检测技术、医药检验技术、自然保护区管理等,不同的模块具有相应的课程设置。
4.4 考核方式调整:考核分理论与实践两部分,理论部分要求达到培养计划规定的学分要求,实践部分选题强调工程硕士专业学位论文应在导师的指导下,由工程硕士研究生所在单位或实习基地独立完成,基地导师负责日常指导工作。在论文工作期间,研究生应到学校接受学校导师必要的指导工作。论文必须有一定的工作量,用于完成工程任务和论文工作的实际时间累计不少于一年。
5 结语
生物工程是生物学和工程学交叉的新兴领域,是全球发展最快的高新技术之一。培养生物工程领域工程硕士,既是研究生教育结构战略调整的需要,也是高校创建创新人才培养体系的一个重要部分。研究生培养从“学术型”向“应用型”转变要求我们在培养过程中注重科研成果产业化,解决生产工艺、产品开发、销售环节中存在的技术难题,不仅对我们的研究生教育事业提出了新的课题,同时也为学科发展提供了新机遇。[2][3]通过与基地联合培养专业学位研究生,不仅有利于学生就业,还将推动高校开展横向应用性课题的联合研究,更好地为实施科教兴国和可持续发展战略服务。
参考文献
[1] 魏国庆,张明辉. 生物医学工程专业应用型人才培养模式的探索与实践. 江西教育学院学报(综合),2008,29(6):30-35
【关键词】生物工程专业 实践能力 核心 人才培养
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)02C-0170-02
当前,为了应对全球范围内生物工程应用技术的高速发展,很多高校纷纷举办生物工程专业。一方面,由于专业课程设置和人才培养方向趋同,毕业生的专业素质与社会需求存在一定的脱节;另一方面,由于国内生物工程领域滞后的产业环境和创业平台的缺乏,毕业生就业和创业前景受到极大阻碍。对此,高校必须以实践能力培养为核心,设法在人才培养环节上下工夫,通过修订人才培养方案,开展教学内容与课程体系改革,因材施教,按生物工程应用方向细分培养,形成专业独特的培养特色和人才素质表征,培养出更适合于生产、科研开发或社会产业需求的综合实践能力强的专业人才,拓宽毕业生就业渠道,最终增强毕业生竞争力。湖南农业大学生物工程类专业经过连续10年的办学,在人才培养模式的改革和实践方面,以及特色创新人才培养方面积累了丰富的经验。国家生物产业发展“十二五”规划要求2015年国内生物产业产值继续翻一番,明确要求培养一批能适应现代生物产业发展的高素质、实践能力强的人才,这对湖南农业大学生物工程专业来说,既是一个契机,也是一个挑战。因而生物工程专业的人才培养模式综合改革,需要围绕以实践能力培养为核心,培养出实践能力符合社会需求的毕业生。
国内外高校对提高学生实践能力的培养给予高度重视,并积累了丰富有效的实践经验,我们从提高生物工程专业学生实践能力入手,通过人才培养方案修订、教学大纲修订等方式,进行系统的研究、实践,提出以实践能力培养为核心,通过强化基础实践能力、专业实践能力、科研实践能力,系统地构建融学生的基本技能、创新精神、专业(社会)实践能力与一体的立体化人才培养模式(见图1)。
图1 生物工程专业实践能力培养模式改革方案
一、通过理论教学提高学生实践基础知识积累
课程论认为,课堂教学的核心是帮助学生积累和掌握系统的科学文化知识。以学生实践能力增长为中心的课堂教学模式主要包括两大基本要素:一是学生积极主动的参与,学生在教学过程中应处于中心地位;二是一般以案例、问题、项目为中心组织教学,从而使课堂教学情景更贴近学生将来需要面临的真实问题。其特点是:一是注重发动学生主动参与;二是以具体案例、问题和项目为中心组织教学。生物工程作为工科专业,学生的实践动手能力培养是重中之重。因此,在理论教学中,我们既注重发动学生主动参与,又需要大量使用案例法、项目法教学方式,如在课堂上常采用小组报告针对不同的专业问题进行讨论,采用案例分析、项目实施的方式讲解工艺的设计等。这些手段和方式的运用,有效地提高了学生基础实践知识的积累。
为了在理论教学方面强化学生实践基础知识的积累,在修订生物工程人才培养方案时,我们根据实践教学模块及其包含的知识点分布,增加了相关理论课程的学时计划;之后,进一步汇总实践能力培养体系知识点,根据知识点分布修订相关理论课程教学大纲、实践课程教学大纲,打破了以往理论课程教学独自开设的局面,让理论教学相对独立而又互有侧重点,重点是培养学生形成完整、系统的实践基础知识体系,这种方式有效地避免了重复教学、盲目教学,从而更好地围绕培养实践能力知识积累打造精品课堂,提高了基础课和专业基础课程培养模块的教学质量。
二、通过专业综合实验培养学生基础实践能力
在世界各国的高校中,实验课程教学都是一种有悠久传统的培养学生实践能力的教学模式。湖南农业大学生物工程专业经过改革后,在专业基础课实践模块应用现代教育技术,降低了传统的“演示性”、“验证性”实验的开设比例,提高了“三性”实验比例,同时制定实践能力考核评价细则,保证了学生的基础实践能力培养达到目标。改革前,生物工程专业实验课程有生物制药、酶工程、发酵工程和生物分离工程实验,以往都是单独开课,没有进行衔接。改革后,4门专业课程整合到一起,以生物工程综合大实验的方式开课,具体时间安排在理论课结束后,并且在综合实验中将学生要掌握的专业技能有机地统一起来,系统地安排实践内容,让学生的实践技能得到高度整合和贯通。
三、通过生产实习和毕业实习培养学生专业实践能力
在世界各国的高校中,见习、实习是一种非常普遍的培养学生专业实践能力的人才培养模式。在美国的高校,实习长期受到高度重视。法国改革了以往把实习放在最后培养阶段的做法,实施不间断实习制度,每学期安排每周2~4小时的责任实习。俄罗斯近年来开创了连续性教育―实践模式,即将教育―实践培养环节贯穿于从入校到毕业的整个培养过程中。为提高学生的实践能力,在人才培养方案中,湖南农业大学非常重视实习模块安排,在学生刚进入专业基础课程学习时,组织学生到周边的生物制药企业、生物发酵企业进行参观实习;此外,在学生结束专业综合实验后,要求学生到指定工厂完成8周的生产实习,以集中实习为主,专业教师和企业技术人员共同指导。鉴于工科专业的特殊性,学生在完成生产实习后,需要立即进入毕业实习,采取学生和指导老师(含校外企业)双向选择的方式,在参与毕业实习期间围绕毕业论文(设计)开展实践,围绕生产实践完成毕业实习,以分散实习为主。通过全面参与生产、管理、研究和经营活动,提高了学生的专业实践能力。
四、通过本科生导师制、产学研合作培养学生科研实践能力
在美国的高校中,产学合作的主要形式是:高校和企业合作,企业提出课题项目和研究经费,供高校研究人员进行研究,方便产生的科技成果立即转化为生产力。德国的许多大型企业通常联合高校开办研究机构,充分发挥高校的科技优势为企业生产服务。日本的不少高校往往通过“共同研究”和“委托研究”实行“委托研究员”制度,以及合作共建研究所等方式与企业开展广泛和深入的联系。在上述这些产学研合作的过程中,学生是重要的受益者之一。早在2001年生物工程专业成立之初,湖南农业大学就非常重视与相关企业进行科研、技术合作,共同培养人才。在湖南农业大学生物工程专业的人才培养过程中,学生最早在大一下学期申请“大学生科技创新项目”,以个人或团队形式在老师的指导下开展项目研究;进入大二后,没有参与大学生创新性项目的学生,学院会以双向选择的方式,为他们配备指导教师;此外,学生在大二开始的每个假期,可以自己联系或由老师安排进入相关科研院所、企业从事假期实践工作。经过这些模块的培养,学生的科研实践能力得到了很好的锻炼。
随着知识经济时代的到来,以及高校素质教育和教学改革的深入发展,培养素质高、能力强、具有创新精神的人才,已成为摆在我们面前的一项极为重要和迫切的任务,而实践教学对开发学生智力、培养学生创新能力、提高学生综合素质起着非常重要的作用。因而,学生的实践能力培养已成为教学改革中普遍关注的一个问题。21 世纪是一个强调创造与个性的世纪,高校理应顺应形势培养学生的个性与创新能力。“科教兴国”战略奠定了高等教育的龙头地位,极大地激发了我国高等教育的发展,实施素质教育、培养实践能力强的创新人才又给生物工程专业人才培养带来了新的机遇和挑战。短时间内,扩招背景下师资与资源配置不足问题、毕业生的社会评价降低的问题、人才培养方案改革的问题等成了当前高校人才培养的热点。在这一环境中,我们将继续围绕实践能力培养为中心,继续强化学生的实践能力,培养合格的人才。
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西方高等教育应用型人才培养模式创建较早,其模式大致可分为FH模式、CBE模式和TAFE模式。德国上世纪60年代末70年代初建立的应用科技大学(FH)作为一种高等应用型人才培养模式十分注重基础理论知识传授、面向实践的教学及学生面向应用的研究、发展和技术转化能力的训练有机结合,首次提出了所谓的“3+1”培养模式;“以能力培养为中心的教育教学体系”(CBE)主要在加拿大、美国、英国等发达国家较为广泛运用。CBE模式实际上是一种以职业综合能力为基础、以胜任岗位要求为出发点的教学体系。TAFE即“技术与继续教育”。是以澳大利亚为代表的人才培养模式。纵观发达国家高等教育应用型人才培养模式,发现西方教育与企业和实际市场需求紧密结合,在课程设置、教学手段、实践实习等方面有许多成功经验。主要体现在以下几个方面:其一,教学计划及课程设置以实用为目标,重视学生操作能力的培养,建立以就业为导向、面向岗位群的应用型人才培养体系;其二,重视开展“发现教学”,鼓励创造性思维,激发学生的学习潜能;其三,注重将企业实习纳入大学课程,重视实验和实践性教学。我国近几年也涌现出了一批关于应用型人才培养的成果,研究涉及的学科有工科、理科土木工程类、机械类、化工类、食品科学、生物医药工程等。但是关于如何加强生物类包括生物工程类本科生应用型人才培养的培养模式、课程体系及教学手段、教学管理等相关研究尚不多见。而且,由于各高校发展方向不同、所处地域经济发展类型不同,即使同一专业其专业方向设置、师资结构等都有差异,因此在研究应用型人才培养时应在国家教育规划大方向指引下结合自身特点构建适合的培养模式。
2生物工程类应用型人才培养的教学改革探索
烟台大学是一所教学研究型的地方性普通高校,其生物工程专业由原来的发酵工程专业演变而来,期间经北京大学和清华大学的援建指导,经过近20年的发展,目前已经发展有海洋生化工程、生物制药和微生物与发酵工程三个方向,所设置的课程体系和教学模式基本沿用北大、清华等重点院校的培养方案。但是随着生物工程行业的快速发展和学校资源限制及目前的政策、评价体制等原因,使得在现行的人才培养方案下,我校生物工程类本科生不能很好的达到应用型本科人才应具备的创新性、能力性、复合性和实践性的特点。因此如何结合学校自身特点和区域经济特点,探讨“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的高素质应用型人才的培养方式是当前高校尤其是地方普通高校生物类专业所面临的主要问题。我校经过3~5年的探索,从培养高级应用型人才的目标出发,先后对生物工程专业培养方案进行了两次修订,在不违背教育部总体培养方案的原则下,结合我校本专业实际情况,从课程体系、教育模式和实践教学改革方面进行了探索,取得了一定的效果。
2.1“重实践性、增加灵活性”课程体系的重构传统的培养方案中,学生在第7学期仍是以课堂理论教学为主的专业课学习。虽然也设置了科研技能课能实践环节,由于课堂教学占据了学生大部分时间,因此学生真正参与科研实践的时间很少,达不到培养的目的。同时,由于我校与中科院海岸带研究、中科院海洋所等都有密切的交流,而中科院所由于项目多,学生少,因此他们非常希望我们专业三、四年级的学生能够去他们那里做实验,如果是这样,也正好可以弥补目前我校本专业教师承担应用型项目较少和实验室紧张的不足。但是,由于第6~7学期的课堂理论课占据了学生大部分时间,使得学生不能拿出整块时间去做实验。针对这种情况,我们新的培养方案中,尝试增加专业限选课和任选课的选择自有度,引入“创新学分”和“课外学分”,通过学校与合作单位签订合同,发挥我院教师与海岸带研究所、海洋所等中科院系统长期合作的优势,探讨资源优化、互惠互利、学分互认的可操作性,加强学生应用型能力培养平台建设。这样学生既可以有更多的时间直接参与科研实践,又能保证修完学分,并能很好的将理论课与科研实践结合,达到活学活用的目的,加强创新、创业能力和应用能力的培养和训练。
2.2教育方式、教学手段的优化根据应用型人才培养的特点,研究和借鉴发达国家和国内其他高校专业教育的先进经验,我们通过优化组织教育过程,打破旧有的教与学的组合形式和封闭的教学局面,探索“开放式教学体系”、“发现教学”、“流动教学”、“仿真教学”等教学方式及“项目驱动式”、“研讨式”等教学手段的实施及应用。比如,《厌氧发酵工艺学》、《抗生素发酵工艺》等一些工艺学课程,如果仅简单的在课堂上讲授课本上的文字,会枯燥而抽象,学生印象不深。我们在教学中采用计算机模拟仿真软件,可以在课堂上直接给学生演示整个工艺流程,学生也可以通过计算机自己操作整个工艺过程,达到极好的教学效果。一些前瞻性较强的专业课程,如《酶工程》课程当中“酶的应用”部分,课堂授课打破传统的老师讲学生听的模式,采用“研讨式”教学手段,先将学生分成小组,规定好讨论的题目和大纲,然后让学生以小组研讨形式通过文献查阅、整理,获得相关题目的资料,整理成课件,最后每组派出人选在课堂上进行汇报。“研讨式”教学模式可以很好的激发学生自主学习的动力,锻炼其文献查阅、整理、课件制作和汇报等实践能力。“流动教学”是指针对每门课的具体授课内容,可以灵活授课地点(备注:一般高校教学规定课堂理论教学地点在计划下达时已经给定,一般是不允许随意换的),结合实物操作给学生做讲解,甚至让他们操作,这样也会有利于培养学生的应用能力。如《生物工程设备》课中关于发酵罐的内容,虽然老师们的课件里都会有发酵罐的构造图,但是这样的讲解仍然会很抽象,如果这堂课的内容能灵活搬到实验室让以一台发酵罐实物为例来讲,甚至让同学按流程操作,那么学生的实践应用能力自然会增强。“项目驱动式”教学则是要求承担科研项目的老师在授课时,能够结合授课内容,加入自己科研项目的成果,以启发、增强学生理论联系实际的能力。
2.3多层次、多元化实践教学体系的构建途径实践环节的教育对应用型人才的培养极其重要。目前现行的生物工程本科专业培养方案中规定的实践教学主要包括第四学期的认识实习或安排在第6学期末或第7学期初的生产实习,有些院校还会针对三年级以上学生开设科研技能课作为选修实践课程。但是,由于一方面扩招带来学生数量较多使得集中实习时一个工厂难以容纳;另一方面工厂现在都是大型连续化生产,要求生产连续稳定,同时从安全管理角度考虑,多数企业不愿也没有能力接受太多学生到车间实习,因此学生实地考察时只能看不能动,缺乏上岗操作的机会,使得实习环节多数流于形式,无法达到实践教学的目的。针对目前实践环节中存在的突出问题,借鉴国内外其他大学成功的经验,我们探索构建多层次、多元化实践教学体系,即打破传统学生在统一时间以统一的模式到工厂实习的实践教学模式,以加强原有课程设置中的实习、实践环节为基础,探讨增加“创新实验课”、校内实习基地(开放实验室)、校企联合培养等多个途径来构建从课堂内系统的、综合性的实践技能训练到课外的自助式开放实验、专业素质拓展训练和校外实习相结合的实践培养体系。
首先,调整培养方案,将理论教学全部安排在前六个学期,将生产实习环节和毕业论文(设计)相结合,集中在第7~8学期完成,这样学生就会有更多相对集中地时间更好的完成实践任务;其次,打破实习只有几个相对固定的老师指导的模式,鼓励本专业所有老师提供实习岗位和要求,并将提供的岗位分为“生产型”和“研发型”,让学生结合自身的就业目标进行选择。这样虽然教学管理会繁琐些,但是学生可以被分流到更多的实践岗位上,人数减少,实习时间增加,企业也愿意接受。同时,还增设了“创新实验课”和“开放实验室”项目,即,请在科研、生产方面有经验的老师结合自身的研究课题,提出创新实验项目,学生可以根据自己的兴趣爱好进行答辩、申报,申请立项,如果获批学院会提供相应的经费和实验室,供学生进行创新研究。并且“创新实验课”和“开放实验室”项目不仅可以在本校完成,还可将其推广到与我院有长期合作关系的中科研相关院所,所修学分互相认可,使学生收益匪浅。以上所有实践环节都可以和学生的考研、就业和最后一学期的毕业论文(设计)紧密关联,也解决了传统培养方案中第八学期的毕业论文(设计)环节由于时间短(一般学生在实验室的时间只有2~2.5个月),出现流于形式,达不到培养目的的问题。
3结束语
关键词:生物工程;三轮驱动;导向式;培养模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)38-0007-05
“十三五”是我国产业结构重要调整和升级时期,改革过去以大量耗用生态资源的粗放型增长方式,转变为以科技为先导优化产业结构[1]。目前生物产业成为世界各国竞相抢占的战略性位点,但现阶段我国该产业层次低、技术创新不够、高层人才缺乏,成为限制产业调整和升级发展的瓶颈,培养高层次复合技术型创新人才迫在眉睫[2]。生物工程应用领域广泛,该学科专业主要培养在生物技术和工程领域能进行产业化工程设计、生产、管理及新技术研究、新产品开发的工程技术人才[3]。作为人才培养摇篮的高校,理应紧跟市场需求,调整人才培养方案,培养行业所需人才。湖北民族学院地处武陵山区腹地――恩施,是湖北少数民族地区唯一一所高校。恩施气候适宜,良好的生态环境使其具有丰富的硒和中草药等资源,被誉为世界硒都和华中药库,但工业经济薄弱,工科人才严重缺乏,严重制约当地资源的合理开发利用及经济发展。地方高校办学的宗旨应服务地方经济发展,为行业发展提供技术支撑。本研究以湖北民族学院生物工程专业为实例,以国家产业结构调整为契机,结合学校和地方实际,以校企“双轨”联合培养为基础,重点探索民族院校生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式的建设目标和方案,改革调整专业发展思路和定位,整合利用地方和企业的各种优势资源,为民族地区的经济和社会发展输送竞争力过硬的应用型、复合型、技能型优秀工程技术人才。
一、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设目标
按照“终身教育”的大框架,紧密结合“卓越计划”和“校企双轨”培养计划来设计和发展。改革基本思路:以“三轮驱动”人才培养为主线,让本专业学生真正能够实现“进校有门、毕业有岗”,最终形成“职业对接、能力本位”的复合实用型人才培养模式。“三轮驱动”即为:根据学科特征,在生物工程学科整体框架内,因材施教、分流培养,依据学生个性发展需求的实际情况,将学生分流成三轮驱动方向培养。第一轮驱动为“卓越计划”,旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量生物工程技术人才。掌握生物科学和工程技术基本理论,具有生物技术及其产业化的科学原理、生物工艺技术过程和工程设计等方面的知识,能在生物技术与工程领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理和新技术研究、新产品开发的应用型工程技术专门人才[4],使其在今后的生物工程领域起骨干和引领作用,为国家走新型产业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用;第二轮驱动为“攀登计划”,以培养大学毕业后进入更高层次继续学习深造的学术研究人才为核心,注重生物工程专业知识的深厚、学生自学能力、科学研究能力及创新能力的培养,为成为高层次生物工程精英人才奠定坚实的基础。第三轮驱动为“阳光计划”,以培养生物产业职业技能“胜任型”的应用性人才为核心,可承担生物工程领域的广谱类技术和管理人才,培养适应社会经济发展需要。
二、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设方案
生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式总体建设思路是:以突出“校企双轨联合培养”、“地方性”为特色,与时俱进,坚持以产业结构重要调整和升级对新型工程人才的要求为市场需求导向,深入落实科学发展观,整体设计、分步实施、强化能力地稳步推进改革进程。注重学生的全面发展,强调理论与实践并重,突出创新创业精神与能力培养,倡导以学生为本,充分尊重、重视学生个性,坚持三轮驱动导向,培养学生工程素质、工程意识、工程实践能力[5]。
(一)基于“三轮驱动”培养模式,修订人才培养方案,定制“菜单式”培养规格
1.构建“校-企、校-地对接、能力本位”的人才培养方案。依据“三轮驱动”培养模式,坚持以服务为宗旨、就业为导向的质量观,通过与地方相关行政管理机构和企业达成共识,以恩施地区的硒产业和生物制药产业为实践应用特色,全面修订培养方案。突出生物工程的“工科应用性”,紧紧围绕提高学生的工程意识、专业技能、专业基础知识等工程素质和工程能力的实效性,以“卓越计划”为核心,将学生培养成能在生物产业从事工程设计、生产、管理和新技术研究及产品开发的“重实践、强能力、高素质”的复合应用型高级工程技术人才。
2.定制、推行“菜单式”人才培养模式。生物工程是21世纪极具影响力和竞争力的专业,同时也是技术更新快、具有复合性和跨学科性的高科技行业。结合地方、学校特色,顺应目前中国产业改革发展趋势,以校企联合培养为基准,按“三轮驱动”人才培养目标,定制各驱动人才所必须达到的知识、素质和能力等结构的“菜单式”培养规格,实施照单管理,分类分流培养和评价。“卓越”计划菜单:知识结构:在掌握宽厚的生物学基础理论基础上,进一步掌握生物工程技术相关理论与技能,包括数理化、工程、电子技术等的基础知识,生化、分子、细胞、遗传、微生物等生物学的基础专业知识,发酵、酶、细胞、基因、生物分离、工程设备、生物工艺等生物工程的专业知识,除此外学习经济、企管、法律等的行业所需的专业能力发展知识;素质结构:业务素质、身心素质、工程素质和科研素质、正确的价值取向、团队精神、现代信息素养等;能力结构:知识能力和专业能力,工程实践能力,强化企业学习和国际交流过程,重点培养学生的工程实践能力、工程创新思维及工程管理能力。即:生物工程与技术领域从事生产、管理、设计和新技术、新产品开发等专业基础能力,正确的价值判断能力、交流沟通管理能力、信息处理能力,了解当代生物工程发展动态和应用前景,具有较强的专业综合能力和专业拓展能力;能独立进行生物技术产业化项目可行性论证、生物工程上游技术研究、生物工程工艺和设备设计、生物制品分离纯化工艺和设备的设计、生产工艺运行管理与监察、生物制品质量监控等专业发展能力。
“攀登”计划菜单:培养规格上强化生物工程专业知识结构和科学研究能力结构两个模块,强调生物工程知识的学习掌握、生物工程实验能力、科学研究能力、自学能力和创新思维的培养。
“阳光”计划菜单:培养广谱应用性人才,能胜任生物工程领域或其他相关职业的工作,以“广基础,宽口径”为基本原则,强化“基础性、实践应用性”。在专业知识技能、开发创新能力等多方位的训练要求上,相对于前两份菜单主要体现在降低规格的要求,为职业奠定广泛的基础。
(二)基于“三轮驱动”培养模式,优化课程体系和教学内容
1.优化课程模块设置。生物工程是以基因工程、细胞工程、蛋白质工程和发酵工程等生物技术为基础,化工技术为手段,生物技术研究成果为对象,产业化为目标,进行科研开发为基本任务的工科。“三轮驱动”培养模式的课程体系打破传统的单一性,实施多元化,突出“因材施教、分流培养”的三轮驱动功能,以模块化课程体系为基本模型,以全面实施学分制和弹性学制作为运作载体,推进课程改革,构建“专业知识平台+专业技能平台+职业素养平台+职业技能平台+综合能力及素质平台”的课程教学体系。
专业知识平台:主要是基础平台知识、生物学基础知识、生物工程专业知识、专业能力发展知识体系。参照国家教育部的规划,设置生物工程专业主干课程模块、适当的专业基础课程以及专业方向的基础课程模块。为“卓越”工程师计划人才,增设工程素养的主干课程、基础课程、方向课程模块,同时为“攀登”人才,加设生物工程专业知识的高级课程模块。
专业技能平台:三驱动人才所需的生物工程实验技能、信息技术和计算机应用技能。
职业素养平台:生物工程产业所需的良好道德风范。
职业技能平台――卓越工程师所需技能;综合能力及素质平台――职业生存必要的能力和素质。学科专业课程系列主干课程模块体现宽口径、厚基础,突出培养学生自学能力的功能;基础课程模块体现“高、精、新”,突出培养学生思考探究能力的功能;选修课程模块要有足够的广度与深度,要融入前沿知识,体现学科的综合交叉,突出其提高学生科学素质、培养学生初步科研能力的功能。
专业选修课程模块化。在加强双基的同时,为增强专业的适应性,增加适应地方经济发展需要的植物硒资源开发利用和生物制药方向的相关选修课程专业课同时开设任果蔬加工与保鲜、食用菌栽培、特色植物开发与利用等农学类课程以及市场营销学、质量管理学等经管类的任意选修课程,拓宽学生的专业知识面和就业渠道。
2.优化课程教学内容。对于学科专业和拓展课程系列中的课程模块,按课程群对教学内容进行优化整合,注重科学性与系统的完整性,同时又要避免单科教学周期长和课程间的交叉与重复;内容分层次,以实用够用为度,根据培养目标的要求,对专业基础课程进行科学合理的有机综合,突出教师精讲的“核心内容”,“一般内容”则在教师指导下让学生自学钻研,使知识成为培养学生科学素质和探索学习的能力的载体;在教学内容整合的基础上修定教学大纲,并附课程考纲。充分依托行业和企业优势,不断深化教学改革,积极拓展产教结合、校企结合的培养模式,实践一条校企全程合作进行人才培养的全新途径和方式。
(三)基于“三轮驱动”培养模式,加强师资队伍建设
师资队伍建设为专业建设之根本。生物工程专业将按照“稳定、培养、引进”的建设思路,稳定、培养现有教师、适当引进高学历人才,借智企业卓越工程师等措施,走内涵发展道路,采用“内引外联”、“请进来,走出去”的方式,一方面,聘请企业优秀人才担任本专业兼职教师或产业教授[6],另一方面,鼓励学校教师通过博士服务团、青年教师进企业等湖北省教师培养项目,选派教师深入企业、政府管理部门等实践锻炼,与企业、行业接轨,打造“双师型”教师队伍。以教学团队建设为推动力,以活动为载体,鼓励、扶持团队教师,特别是青年教师积极参加团队研讨课、学科带头人和骨干教师示范课等活动,促使普通教师向优秀教师转变,优秀教师向名师转变;强化对青年教师培养的各种措施,不断完善青年教师汇报课、说课、课件制作等一系列教育教学技能竞赛,促使其快速成长;积极开展教学研究,组织团队成员努力申报各类教研项目,以研究促发展,鼓励教师参加国内外教学研讨会;以学科责任教授、教学责任教授及课程责任教师为骨干,抓好业务建设,鼓励教师采用双语教学,设计制作适宜自身课程特色的教学电子资源,积极投入到微课、慕课教学模式探索,按学科群组织科研与教学结合的教师学术梯队,开展学术研究与教学研究,使集体智慧与个人特长得到充分发挥,形成本专业特色的学术风格,搭建教师快速成长的平台,提高整体教学水平。
(四)基于“三轮驱动”培养模式,改革教学方式方法,强化教学资源建设
1.建立差异化教学方式和手段,促进学生自主学习。根据现代人才观、质量教学观,生物工程专业必须打破传统单纯知识传授式的教学方法,教师应当用各种方法调动学生的学习积极性,激发学生的潜能和钻研兴趣,留出足够的知识空间与学习时空让学生自主思考、探索,发展个性、智能和综合能力。而教师则应组织学生充分讨论、交流,起指导者和引领者作用。因此,教师应灵活选用多种教学方法和手段,重视分层次教学,开放教学时空,打破完全的45分钟课堂制,堂内外、校内外结合,传统媒体和新媒体手段的结合,将教师主讲、学生研讨、学生、启发、程序教法等有机结合,积极尝试启发讨论式、案例式、虚拟式、研究式、总结式等教学方法,完成教学目标。对于双基类课程主要采用差异化教学方式和手段。差异化主要体现为:根据课程性质的不同教法的差异化和三驱动人才培养规格的不同对学生学习要求的差异化。生物工程专业课,内容基本是集理论、方法与技术于一体的综合性课程,根据“三轮驱动”培养目标及不同课程的特点,选用不同的最优教法,如与制药相关的课程采用案例教学、生物化学与分子生物学采用启发式教学或混合法。在专业选修课教学时,结合学生个体能力水平、兴趣风格等的差异,综合运用差异化教法,区别调整教学内容,灵活采用班级、小组、课外、个别和兴趣教学等多种组织形式,教学形式多样化,时空开放化,重视不同个体的个性特征和认识特性,分层次教学,实现学生整体发展基础上的个体优化。
对于专业技能和实践技能类课程,以“任务驱动法”作为教改重点。任务驱动法教学,能为学生提供体验实践和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,以任务的完成结果检验、总结学习过程,改变学生的学习状态,充分调动学生学习的主动性。在教学过程中以学生为主体、教师为主导、任务为主线、如何确定任务为核心,解决任务为关键。以三轮驱动人才培养规格的菜单为依据,以“任务驱动法”进行技能类课程的教学。该教学分四个阶段实施。第一个阶段为“照单配药”。即创设情境、研究论证确定任务阶段,由专业技术骨干和课程责任教师组成团组,参照三菜单的人才培养规格,确定三个层面各自具体的教学任务,形成可行性任务报告。第二阶段为“服药”,即教学实施阶段,学生首先按自身实际情况,选择确定自己的学习任务,然后以明确的任务为驱动,进行自主学习、协作学习。第三阶段为“药效”。即教学效果评价阶段,以学生自评、互评、师评三方共评的方式验证任务的完成情况,3方评价为基准,确定学生的成绩。第四阶段为“调药”。即修正、完善阶段,对前三阶段的教学实践进行全面评估,修正、完善该教学模式。
2.进一步加强教学资源建设。充分利用校企资源互补,用两种教育教学资源优化教学,特别是实践教学,共建技能培养基地,改革教学内容,减少验证性、单元性实验,增加综合性、设计性和反映现代科技成果内容的研究型、自主式实验,突出学生中心地位,形成以自主式、合作式、研究式为主的学生学习方式,加大开放实验力度,激发学生实验兴趣,在建设好已有的实习实训、创新基地的基础上,进一步与联合培养单位、大中型生产企业等单位的合作,建设多层次的顶岗实习和创新基地。加强毕业论文的规范化管理,进一步加大实验类和基础教育研究类论文选题比例。强化毕业论文与创新性实验相结合,让学生尽早进入毕业论文工作,提升学生的创新能力。针对大学生的就业意向,结合教师的科研课题、企业的产业发展项目以及大学生创新基金项目等,有计划地组织学生进行创新实践。通过在实地顶岗实习和实践的过程中,培养学生的实际操作能力。
(五)基于“三轮驱动”培养模式,打造“阶梯式”实验实践教学模式
阶梯式实验实践教学模式具体从教学内容和质量要求二方面展开,教学内容的阶梯式指将学生的技能以数字台阶来量化训练,规划好每一台阶学生应达到的标准,由低到高,逐级达标,逐级上升,直至到达目标层,完成培养目标。质量的阶梯式指“三轮驱动”人才在每台阶教学成绩的要求规格各异,实现真正意义上的分类教学管理。
生物工程专业实践教学遵循由浅入深、循序渐进的教育规律,构建一体化多层次的实验教学体系,形成循序渐进、前后衔接、交叉渗透,由单一到综合,自主设计至研究开发四个层次的实验教学课程体系。对低年级学生首先通过理论教学建立学科的系统概念,在实验教学体系中以过程认知教学为主,通过大量的基础实验(以演示性实验、验证性实验为主),使学生对学科有初步的感知、掌握基本仪器的使用及基本实验方法,训练其基本技能,培养学生科学、规范的研究习惯与方法。第二层次:在第一层次的基础上增加专业课程的学习,逐步减少实验教学体系中演示性、验证性实验的比例,同时加大综合性、设计性实验的比例。此时,学生在掌握了一定基础知识和专业知识的基础上,加上实验课程对学生的综合能力、创新能力的训练力度加大,作为进一步的措施和发挥,一方面学校向学生开放实验室,鼓励学生自主创新,逐步接触科学研究;另一方面,学校可以组织学生到校外的教学基地去见习,让学生熟悉专业学科在实际生产中的应用及整个生产流程。第三层次。主要针对高年级学生,这类学生对专业知识有相当程度的掌握,主要教学目标为在基本实验技能、方法的基础上,促进科学思维和创新能力的提高,强调基础性、综合性、设计性实验相结合,全面培养学生的综合能力,因此在实验教学当中可以适当穿插跨课程甚至是跨学科的综合性大实验,促使不同课程间的知识融合;同时,进一步增加设计性实验的比例,培养学生的创新精神和创新能力。学生在有一定科研基础训练的情况下,专业导师进一步引导学生学习科研论文的写作方法,鼓励学生在课余时间广泛涉猎相关专业的科研论文,关注学科的发展,完成综述,尝试将设计性实验或实验室开放所完成的实验课题形成论文,并鼓励学生积极发表,完成从基础、专业知识积累到专业实践训练的过渡。第四层次:此时,学生进入实习阶段,通过校内校外、专业实习毕业实习等多层次的实习,毕业论文(设计)等综合实验环节,充分培养学生分析、解决问题的能力和实验能力。此阶段,学校各级实验室向学生开放、充分利用教学基地的资源来完成毕业论文(设计)将是工作的重点。通过该层次的训练,学生不但能体会自身知识、能力如何在科学研究和生产实践中得到应用与发挥,而且完成了学以致用的过渡,也了解了学科。生物工程专业实践内容包括工程基本技能(细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程、生物分离工程、生物反应工程)、化工设备设计基础(工程制图)、然或人工构建的分子、细胞或组织实现产品化的中、下游过程技术和工程技能等[7]。
精心设计实验项目,强化学生的实践动手能力:保留经典实验项目,淡化课程界限,整合相关实验教学内容,夯实基础实验技能。经典实验项目有利于学生学习基本实验技能,有些经典项目大多会设置在不同的实验课程中,如“分光光度计的使用”这一经典实验项目在“生物化学”、“发酵产品分析”等实验课程中都会设置,为避免资源浪费,按照课程的先后,将其整合到生物化学实验中,通过强化练习,学生的这一基本实验技能得到了巩固,为后续实验内容的选择拓展了空间;结合恩施药物和硒资源的生物工程产业发展动态,将科研成果融入到教学中,如将天然产物的提取、分离、纯化、改性、应用等课题研究成果应用于生物化学等课程的实验教学中,不仅使学生掌握了基本实验技术,而且对学生专业操作技能进行全面训练,加深了专业理论与实践的联系,有助于培养学生综合性、系统性地应用所学知识和技能解决实际问题的能力。特别是对于“攀登”人才的培养,强化科研和创新能力,不仅在教学质量的要求规格上高于另两类人才,而且应积极引导他们尽早跟着相关导师作参与课题的研究。
质量的阶梯式即:按照三驱动人才培养目标,制定每一台阶各类人才不同的达标规格,实现真正意义上的分流管理培育。
(六)基于“三轮驱动”培养模式,改善相应的评价体系和教学管理制度
以现有的教学管理队伍为基础,推行教学工作的目标管理,发挥专业团队的作用,加强对日常教学过程管理:一步完善和修订现行的教学管理制度、教学环节基本规范和要求、教学质量标准和管理体系、教学质量监督和评价体系。改革课程考试方式,依课程性质,丰富和完善课程考试形式,笔试可采取试卷、小论文、论述、调研报告等形式,口试可以演讲、口述、辩论等形式,技能类可以是动手操作、设计制作作品等等;进一步完善课程评价体系和评价办法,打破完全的课堂45分钟制度;建立开放实验室管理制度和先进的实验教学管理模式,为学生探索性、综合性、开放性实验和毕业论文搭建平台。充分调动专业团队在教学管理、教学研究中的积极性。教师按专业课程群组成教学改革与实践责任小组,负责教学内容的整合,课程教学大纲的修定,教材的评审选用,教学方法与教学手段的现代化改革等;成立专业建设指导委员会,加强专业教学标准建设。由教学责任教师组成专门责任小组,负责国内外高校教学改革信息的调研,负责师资队伍培养建设规划的制定与实施,领导小组定期检查各责任小组的工作进展,组织责任小组之间的工作交流与研讨;对于子目标任务所获得的成果,及时组织学校内专家组进行评估鉴定。特别注意提炼专业建设过程中的创新点和突破点,注重成果在教学实践中的推广应用;运行并完善学科专业学生管理的导师制,建立每个学生系统全面的大学4年成长档案,促使每位学生准确定位自己的驱动人才类型,按菜单规格完成自己的学业。
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本文对生物工程专业实践教学体系存在的现状进行了分析,对新型实践教学体系进行了研究与探索,并从优化人才培养方案和课程体系、改革实践教学方式、强化师资队伍建设、改革实践教学评价体系、创建多样化的实践教学形式等方面进行了阐述,为培育具有创新能力的应用型人才提供了依据。
关键词:生物工程 实践教学 模式创建
随着现代社会发展对大学毕业生综合能力提升的要求,培养创新型人才将是我国高等教育发展的趋势,也是中国科技兴邦战略的重要部署[1]。俗语说“实践是最好的老师,社会是最好的大学”,实践教学是创新教育的重要组成部分,强化实践教学环节、提高实践教学质量是高等教育改革和发展的方向[2]。
1生物工程专业实践教学存在的现状
其一,实验教学课程体系设置不合理。实验教学比较突出的问题是实验内容的重叠现象。比如,在生理学实验中有红细胞溶血实验,在细胞生物学实验中也有该项目;生理学实验中有血型鉴定,而动物学实验也有该内容等等。其二,实践教学方法比较单一。实践教学通常采用的是“注入式”教学方式,即教师先讲述实验原理,演示实验步骤的操作,然后让学生按照自己的示范进行实验,缺少与学生们的互动,抑制了学生学习的欲望。其三,实习基地建设不理想。与生物工程专业相关的校外实习基地有多个,每年该专业的学生都会进行为期4~6个月的实习,对学生实践能力的培养起了重要作用,但是我们也发现了一些问题:一是校企合作过于程式化,不够紧密。二是校企合作缺乏监管机制,双方积极性不高。另外,不同企业会产生不同的实习效果,学校很难对学生们进行统一的管理和指导。
2新型实践教学体系的研究与探索
2.1根据生产和社会需求,优化人才培养方案和课程体系的设置
主要采用的改革措施有以下几个方面:一是删掉一些过时的、纯理论的课程,增设应用型强、贴近生产实际的课程。比如,新开设一些跟盐城地区滩涂农业开发和滩涂生物资源开发相关的课程。二是根据大纲要求,重新安排实验课程的内容,避免实验内容的重叠。三是新开设与生产紧密联系的短时实训课程。比如,发酵工程实训、基因工程实训等等。
2.2以学生为中心,改革实践教学方式
将教学目标从传授知识为主转向培养学生学习和创造能力为主,要注重培养学生的创新思维。比如,在进行一些综合性和设计性的实验课的讲授时,先要求学生们课前预习,通过预习自己设计实验方案,由任课教师帮助其修订和优化,加强师生间的多元互动,激发学生的学习潜能和求知欲望。
2.3强化师资队伍建设,构建多元化的教师资源
主要措施有以下几个方面:一是充分发挥实践教学的作用,加大了对专职教师的培养力度。每年暑假,我院都会派2~3名教师去企业进行实地锻炼,培养教师们的生产实践经验。二是我院还加大了对专职实验教师的引进力度,这对实验室的管理以及各项实验的开出都是一项有效的措施。三是直接从企业聘请专业教师来校上课。比如,《生物发酵工程》可以直接请企业中经验丰富的技术人员来课堂讲授,实现培养应用型人才的教学目标。
3适应社会需求,创建多样化的实践教学形式
其一,实践教学密切联系科研活动。培养应用型人才,要实行科研与教学的有机结合,以科研方向完善人才培养目标,形成“科研促进教学”的理想局面,提升教学质量。为此,可以申请一部分费用,搭建科研平台,鼓励学生参与到教师们自己的科研项目中来,在导师的指导下,锻炼学生在实验方案设计、实验数据处理以及实验论文写作等方面的能力,为将来的就业打好基础。其二,校企联合,构建产学研一体化的实践教学平台。校企联合是培养应用型人才的有效途径[3]。目前,我校生物工程专业已经与“大丰海洋生物产业科技园”、“扬子江药业”、“南京金斯瑞生物技术公司”、“滨海吉尔多肽有限公司”等单位建立了合作关系。校外基地的建立为更好地开展科学研究、社会服务和人才培养提供了强力的支撑和保障。现代高等教育的目标是培养具有创新能力的应用型人才。目前,生物工程专业实践教学的改革已经取得了一定成绩,但是也存在很多争议,在以后的教学过程中还需要不断总结经验教训,力争为社会培养更多综合能力强的优秀毕业生。
参考文献:
[1]马洁,刘小河,付兴建,管萍.理论教学和实践教学一体化模式探究[J].实验技术与管理,2013,(11):172-175.
[2]谢恒,曾建红,戴平.新型药学专业实践教学模式的构建与实现途径的探讨[J].山东社会科学,2012,(12):277-280.
药物制剂专业课程
药物制剂专业学生主要学习药学、生物药剂学、工业药剂学、药物制剂工程等方面的基础理论和基本知识,受到药物制剂研究和生产技术的基本训练,具有药物制剂研究、开发、生产技术改造及质量控制的基本能力。
药物制剂专业学习课程:药物制剂技术、药物检验技术、药事管理实务、药物制剂设备使用与维护技术、实用药物学(含药化、药理)、药品生产质量管理技术、生物化学、制药卫生、中药调剂与中成药等。
药物制剂专业就业方向
本专业学生毕业后可在药物制剂和与制剂技术相关联的领域从事研究、开发、工艺设计、生产技术改进和质量控制等方面工作。
从事行业:
毕业后主要在制药、新能源、医疗等行业工作,大致如下:
1 制药/生物工程;
2 新能源;
3 医疗/护理/卫生;
4 学术/科研;
5 医疗设备/器械。
从事岗位:
毕业后主要从事药物制剂研究员、分析研究员、制剂研发工程师等工作,大致如下:
1 药物制剂研究员;
2 分析研究员;
3 制剂研发工程师。
药物制剂专业就业前景
制药企业从事药剂生产工艺操作、原材料及产品质量监控测试、生产技术管理、药品营销、药事管理等工作。
本专业的就业前景十分可观,毕业生可从事研究、开发、工艺设计、生产技术改进和质量控制等方面的工作。
药剂专业在平时的学习中专业课程主要是学习药物化学、药物分析学、药理学、物理药学、药用高分子材料学、生物药剂学、工业药剂学等这些,通过几年的学习后毕业生主要是从事药剂师工作的居多,也可以从事药品销售,研发等这些职业。
1健全产学研实践平台管理机制
健全产学研实践平台管理机制,主要从三个方面着手。
1.1明确产学研实践平台理念
产学研实践平台是在教师指导下,从茶叶绿色生态种植、茶品高效加工、黑茶功能成分分离、提取、应用等一系列相关产业形成的湖南黑茶产业群中与生物工程紧密结合创设的问题情景出发,以任务为驱动,有效地激发学生主动探索知识和获取知识的创新能力,应用知识解决问题的学习活动,实现以学生为中心、课内与课外相结合、教学和研究相结合的理念。
1.2规范、加强教师科研工作
结合湖南黑茶产业群发展需要和教师的研究方向和特长,加强教师科研工作,对科研工作提出明确的管理和考核目标,将教师吸引学生进入黑茶产业群科研纳入科研的考核,促进教师科研与黑茶产业群企业结合,创建研发中心,实现教研相长。
1.3加强校内实验室的自身管理
实验室管理与黑茶产业的发展能够互动,增加实验室的开放性和实验教学中的学生的自主性,提高实验室教学的专业水平。
2构筑集中与个性实习相结合模式
过去我院学生分四个阶段实习:认识实习、提高性实习、生产性实习和毕业实习,一般由指导老师带队在统一规定的时间、地点进行。现在,我将实习改革为:第一、二阶段实习集中,第三阶段、第四阶段实习,学生根据个人兴趣爱好,选择符合不同研究方向的实习单位和老师指导生产实习,并进入不同的实习场景,进行个性实习。学院在原有较少的4个黑茶相关生物工程生产实习基地的基础上,拓展了新生产实习基地,把黑茶功能成分的开发应用企业也纳入新生产实习基地扩展对象,例如,嘉利香料有限公司的黑茶烟用香料、七箭啤酒有限公司黑茶(金花)啤酒等都是因黑茶功能成分而建立的产学研实践基地,并在此基础上,积极促进教师在对应科研工作的基础上与实习基地共建联合研发中心。
3完善黑茶产业群导向产学研实践平台链
产学研实践平台以“黑茶产业群的应用需求为导向”,充分考虑专业的特点和地方产业的特色,设置可供学生选择的一个或多个平台,即产学研实践平台链。根据湖南省特别是益阳地区的黑茶产业特色和发展趋势,我们准备设置了三个专业实践平台即“黑茶发酵技术工程平台”“黑茶功能成分提取工程平台”和“黑茶功能成分应用工程平台”。学生在学习生物工程基础学科的基础上,可根据自身个性化的发展需要,选择一个专业方向产学研实践平台和相应的课程。
4实施黑茶产业群无缝对接的毕业设计
毕业设计是学生四年所学知识的综合应用,是反映教学质量的重要环节,是体现学生素质、能力、质量水平的重要标志。针对应用型人才培养目标,构建面向黑茶产业无缝对接的毕业设计模式,实现毕业设计从选题到完成整个过程与用人单位对毕业生岗位要求的有机结合。即毕业设计的题目来源于黑茶产业群典型企业的生产实际,毕业设计的过程按照生产的实际要求在企业里完成,毕业设计的指导教师由学校专业教师和企业工程师组成,毕生设计的结果接受生产实际的检验。通过该毕业设计模式的有效实施,加大了产学结合力度,增加了与地方产业的紧密程度,实现了专业的黑茶产业应用、毕业设计和定向就业的三位一体。
5运行面向黑茶产业群的学生创新实践平台
开展以项目为驱动的学生科技应用创新教育,依托黑茶产业群,建立学生主题研究项目和黑茶产业的耦合机制,建设区域集群产业发展的主题研究项目群(项目库),构建课程设计、毕业设计和项目(包括学生课题和竞赛等)相互促进的面向黑茶产业的学生创新实践平台。一方面,学生项目依托黑茶产业、课程设计和毕业设计,课程设计、毕业设计为学生项目提供灵感、素材和基础;另一方面,学生项目的开展丰富和充实了课程设计和毕业设计的内容,为课程设计和毕业设计的改革创新提供了依据。并通过产学结合的实践基地建设和实验室开放项目的投放,突出加强学生主动实践的主题研究项目平台和开放机制建设。同时,积极探索学科指导、学生社团出人、企业出资的“三位一体”的竞赛模式。鼓励学生在公开刊物上,学院予以资助,并按照刊物的不同级别予以奖励。大力开展学生科研课题的报告会,充分利用学校已有资源为学生科技活动提供条件。鼓励学生参加教师的教学科研课题,设立“科研助手岗位”,对从事重大课外科技活动的学生予以津贴补助。组织学生赴黑茶高新技术企业或现代化程度高的企业参观学习,使学生在交流学习的活动中受到创造创新思想的熏陶和启迪,增强学生的创新意识和创业能力,强化学生应用生物工程专业技能的能力,为应用型人才的创造精神和创新能力的培养提供条件。
6结束语