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在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。
2生物工程在环境监测的应用
环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。
3生物工程在废水处理中的应用
需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到最大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。
4应用生物工程技术处理固体废弃
物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。
5应用生物工程治理大气污染废气
的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。
6应用生物工程治理土壤污染土壤污染
1.毕业论文学校政策的准备
学校层面对教学质量的要求对毕业论文质量起决定的作用。然而对教学质量的要求并不是靠从教师层面抓课堂教学、抓考勤、抓完善文件等,而是要有科学完善的毕业政策。
1.1 严格大学学分管理制度
从部分学生视角来评论大学制度,大学制度还是挺严格的。查早操、查自习、查晚归、查宿舍、不允许私自外出、不允许聚餐等等。管理制度严格了,但毕业生质量下降了。什么原因呢?一方面是扩招后入学生源质量降低了,另一方面是学校的管理不到位,管理严厉的不是地方。学生只要遵守学校的这些规章制度就可以顺利毕业拿到大学文凭,至于真正掌握知识能力有没有达到培养计划的要求,那要因人而异。这种制度造成了学生在主观上努力的缺失,在毕业论文上的反应和平时学习也是一样的态度,并没有认真重视。而这种制度反应在教师身上也是消极的。有些教师指导学生比较严格,对论文的要求也很高,但个别学生主观上不努力,造成论文质量不过关,最后还是由教师来修改论文,学生根本不在乎,因为他知道最后还是会顺利毕业的。在这种宽松的毕业制度下,教学质量怎么能提高。所以要提高毕业论文的质量必须从源头抓起,有效的严格大学管理制度,特别是毕业制度。真正意义的按学分和绩点毕业,而不是考试前划重点什么的,学生如果不认真学习考试不过关或毕业论文不合格,导致最后学分绩点不够就应该延迟毕业。如果学校在抓延迟毕业方面有所突破的话,管理方面很多方面的问题就会迎刃而解。大学应该是一个自由学习的国度,而这个自由一定要有一个框框。学校不能以招生为理由,放松对学生毕业的要求。
1.2 逐步完善毕业论文管理
论文制度应该是成熟的管理制度,如果要变动需要至少提前一个学期进行全校通知。创新是必须的,但不能为了创新而损失了效率。如果有新的论文管理制度应该先在某几个二级学院试点,成功后再进行全校推广。这样就可以避免我校在之前出现的毕业论文过程管理中出现的尴尬。另外学校应该制定相关政策,将学生毕业论文进行分流,第7和第8学期都可以自由安排毕业论文。我校生物工程专业毕业论文和其他专业一样,安排在第8学期进行。由于学院所有专业都在这学期进行论文,一方面实验室准备不足,现在毕业论文要求100%实验类型,这样实验室在第8学期超负荷运转,容易出现安全等问题。另一方面,学生找工作、考研复试等也会耽误很多时间,最终实验仓促完成。如果在三年级下学期开始布置论文选题,大四全年可进行毕业论文,这样老师学生可以灵活安排时间就能避免上述问题出现,给毕业论文充足的时间。
2.毕业论文指导教师的准备
为了显示生物工程专业的特色,即工科特点。指导教师工科背景比例应该增加,对于生物工程专业来说,指导教师是提高专业论文质量的关键。
2.1增加教师配备,利用特殊政策招聘工程类专业教师
学校一定要不断增加师生比例,要不然提高教学质量或者说提高人才培养质量就是一句空话。学院每年都会招聘新的博士回来,但是工科背景的博士却很难有合适的人选。并不是没有合适人才,而是合适的人才对我校的招聘政策并不满意。如果学校层面能够放宽政策或者利用特殊优惠政策相信一定会招到合适的工程背景的教师,这最终对生物工程专业论文质量的提高是有帮助的。
2.2 加强现有教师的工程实践设计能力
招聘人才需要有一个周期,而且有一定的机遇性。对在职教师的工程实践能力的培训也是一个重要的方法。学院要根据一些教师专业特点尝试向工科进行转变。通过对开设生物工程专业的学校进行调研,安排教师进行相关课程的跟班听课学习。同时可以与外校生物工程专业教师联合指导本科毕业论文设计,逐步提升本校生物工程专业教师的论文设计的指导能力。
2.3 增强教师校企合作
学校利用各方面资源来组织统筹校企合作单位,而并不是把这一任务交给教师个人。建立长期的校企合作,部分教师可以在企业中得到锻炼,而进一步提高自己的工程设计实践能力和科研思维。一部分企业可以接纳生物工程专业学生进行毕业论文,实行校企双导师,以减少学校工程设计指导教师不足的困难。
3.毕业论文学生的准备
学生是毕业论文完成的主体,而不是教师,这一点必须要明确。教师是指导作用,对实验起统筹监督等作用,最终论文数据的分析、资料上传等都应该是学生的工作。
3.1 注重学生科研思维的培养
从新生入学开始专业课教师就要有意识的培养学生的科研思维,将自己的科研融入于课堂,激发学生的科研兴趣和创新精神。以教学生学会学习,让学生掌握自学本领为主要目标。到毕业论文阶段,学生应该要有自主设计论文的能力,能够对某个感兴趣的课题,提出初步解决问题的实验路线。一定要在毕业论文之前培养学生查文献,论文设计等能力,为开展毕业论好智力准备。
3.2 加强学生实践教学环节的锻炼
实践教学是培养学生创新能力,拓宽学生知识面,激发学生学习积极性和主动性的最有效途径。由于生物学科的特殊性,一些综合类实验的周期比较长,这样每次3课时的实验安排就可能不符合实验的现状,所以可以安排综合实验周,穿插几门综合实验,让学生在实验中得到充分的锻炼。例如菌种分离实训就应该不同于微生物学实验,需要锻炼学生从实验设计的角度来进行实践。
3.3工程设计的训练
为了体现生物工程工学特性,一定要有相当比例的论文设计,同时毕业设计类的增加也可以减少部分实验室的负担。应该对设计类课程如《机械制图与CAD课程设计》、《发酵生产车间设计实训》和《生物工程工厂设计概论》等课程的教学加以强化,以设计类工厂企业实习替代目前生物工程专业见习,这样可以更为有效提高学生的工程设计能力。指导教师结合毕业设计或毕业论文题目布置工作,让学生在实习过程中有目的地调研和收集有关资料,为之后的毕业设计或毕业论文工作做好准备。
现如今,我国的环境恶化和生态破坏问题日益突出,环境保护工作的开展必须要得到更多领域的关注和帮助。由于全国各地雾霾天气现象的频频出现,以及水资源整体上受到严重的污染,所以要求国家和政府的环保工作在实施力度方面有待于进一步的加大和加强。环保工程在实施过程中生物技术的运用,从整体上能够在帮助获取较佳治理效果情况的同时,最大限度的帮助治理工程获取较好的经济效益和生态效益。相比较其他的治理方式在整个环保工程治理中产生的各项后遗症问题而言,生物技术治理方式并不会对生态环境造成其他附加的任何污染问题,以此,这一种治理方式不失为一种理想化的环保技术手段。纵观国内外生物技术在环境治理工作上的应用情况来开,其发展前景极可以说是为广阔的,而这一项技术,对于科学有效的提升我国环境保护和生态平衡的工作水平,大力改善广大居民的生活工作和学习环境能够带来极大的助推力。
2生物技术在环保工程工作中的作用
生物技术的基础便是DNA分子技术,此技术主要组成为:微生物、细胞及基因工程。近些年来,生物技术在医学、农作物等相关研究中均得到了充分应用,与此同时在环保工程、生物监测等领域也发挥了极佳的效果。将生物技术应用于环保工程中的作用主要为这么几点:
2.1采用生物处理技术对生活垃圾和工业废物废水进行无公害处理,将能够有效的促使废物和垃圾的内部分子结构发生化学变化,对与出现各种易于降解的各种产物合理进行合理的回收运用,能够合理的改善废物垃圾对于生态环境的污染程度。并以此达到合理有效的降低环境污染的防治目的。在此同时,对于经过生物技术处理过的一些产物,还可以对其进行各种形式的转化处理工序,从而更加提升废物的可利用效率。
2.2污染物在经过生物处理后,其最终转化而成的物质多为氦气、CO2等,其稳定性较强。整个处理活动采用的是直接处理法,转移次数得以减少,重复污染的可能性也得以降低。所以在生物技术的应用中,对于环境污染的治理具有极强的安全、科学性。
3生物技术在环保工程中的运用
3.1生物修复污染土壤。土壤污染最主要的形式就是重金属污染,这种污染方式能够长久持效的造成土壤利用功能的丧失,因此,需要我们采用生物先处理技术对土壤的生长机能修复。这种修复工作主要就是合理科学的利用生物转基因形式将重金属元素进行净化处理,从而大大的降低其毒性力量。由于生物的作用,在土壤中,重金属的具体化学形态得到了改变,毒性降低,因此不能在土壤中进行移动扩散,生物的吸收以及代谢使重金属得到了消减以及净化和固定。同时在污染土壤的生物修复过程中,使得土壤有机质的含量增加,微生物变得更有活性,土壤的生态结构得到改善,能够抵抗外部因素的侵蚀,防止水土流失,沙漠化的发生。
3.2生物净化污水。被污染后的水中具有比较多的有毒物质,比如重金属以及氰化物还有有机酸和有机汞等。我们使用生物技术对水污染进行治理,主要的原理是:微生物自身具有一定的生命活动,在它们的活动中能够对有毒物质转化,这样有毒的物质不再有毒,最终将污水进行了净化。近些年来,利用生物技术对污水进行处理的主要手段有固定化细胞技术以及固定化酶技术等。固定化酶主要运用的是化学键合法,它能够把水溶性酶与不溶性载体结合起来,最终使酶成为一种衍生物,这种衍生物具有一定的催化活性,但是不能和水相溶。
3.3环保工程工作开展中的生物过滤法。生物过滤法主要是指将所收集好的废气通过长满微生物的填料,其气味物质被完全吸收及氧化分解,废气中的臭气得到处理。由于填料中的微生物在此活动中负责物质转换任务,因此其生长便需要吸收充足的养分,相应的填料也许具有大量的有机成分。另外,为了确保微生物的高活性,还需给予其一个适宜的生存环境,如适宜湿度、氧气、充足的营养等。另外,关于填料的选取也应注意这么几点:填料中能够容许多种微生物生长,且营养配比较为合理,吸水性极佳,无异味。另外,填料还需做到容易获取且价格低廉,养护较为简便。较为常见的填料包括:干树皮、甘草、塑料、纤维性泥炭等。
3.4生物技术在环境监测工程中的应用。今天,在国内外,环保领域中的生物技术得到了十分良好的快速健康发展,由于这一技术所具有的快速、准确、高效等一系列额的特点使得其在环保领域的各个工作中都得到了广泛的发展应用。同样的,这一先进而又实用的技术也被应用在在环境保护监测工作当中。在这方面比较广泛应用的生物技术形式主要是:运用细菌总数、粪便污染指菌对水质进行检测;运用发光细菌对环境毒物进行监测;运用藻类生长测量对水质霉性进行监测。在对石油污染土壤监测分析中,运用核酸杂交法能够对一些烃降解基因进行检测。
1.1培养目标如果把现有的物流工程专硕培养模式比作为推式供应链的话,那么订单式培养就必须要求培养模式由推式供应链转向拉式供应链。人才培养必须由需求拉动,而不是学校将主观设计出“理想”人才推向市场。首先,培养目标必须紧紧围绕岗位职责来制定,至少满足3个条件,即具体化、可量化和可匹配。查阅几所重点高校的物流工程专硕培养目标,发现几乎雷同,即“培养应用型、复合型的物流技术和物流管理高级人才。学位获得者应具有物流工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识,掌握物流设施应用、系统规划设计与评价以及物流管理的先进理论、技术与方法,并具有独立担负物流技术和运作管理工作的能力”。这种宽泛、模糊的目标定位是企业难以接受的。以重庆为例,位于长江上游,拥有汽摩、机电等支柱产业,民生集团、中集等物流巨头驻扎,拥有两路寸滩港、江北机场空港、团结村铁路口岸和巴南公路物流基地的公铁水空物流枢纽。因此,结合学校一贯的交通办学特色和路桥学科优势,物流工程专硕的培养目标大致可描述为“掌握公铁水空多式联运系统规划、设计、评价,港口物流设施应用以及运输、配送和仓储先进理论、技术与方法,具有独立担负相关技术指导和运作管理的高级应用型人才。”细化后的培养目标不仅没有偏离物流高层次人才的基本定位,而且满足了重庆本地运输主导型物流企业的人才定位。
1.2课程体系目前,缘于师资不够或者教学管理方便,多数学校对物流管理学硕和物流工程专硕开设的课程基本相同,并且物流工程专硕的专业选修课可选性不高,很多学生选课都是哪门课容易拿到学分就选哪门。例如笔者所在学院的物流工程专硕的学位选修课一共不超过10门,包括现代管理分析技术、物流外包与第三方物流、物流节点仿真技术、物流系统规划方法及应用、高级物流学等。就这些课程看,总体上是普适型的课程居多,无法和物流企业某个岗位或者岗位系列直接对应起来。因此,在订单式培养模式下,课程体系需要整合。按照少而精的课程设置原则,根据物流企业岗位设置,形成3~5个必修课程包,如运输课程包、仓储课程包、配送课程包、港口口岸课程包、供应链管理课程包,每个课程包设置2~3门核心课程。学生入学后,一旦选择了感兴趣或者有志于从事的岗位,随之就决定了他必须选择岗位对应的课程包。其它普适性课程只需要学生根据本科阶段的知识结构或者导师指定进行选修,本身没有跨专业的学生可以直接申请免修。
1.3培养方法人才培养不像生产产品能够实现标准化,仅需按照详细的产品规格参数,遵循一定生产工艺和流程生产出产品交付即可。物流工程专硕强调的应用性是将学到的知识技能,结合不同环境和问题,经过创新性加工再应用的能力,它大大高于职业技校生的技能初级应用。简言之,技校生是授人以鱼,而硕士生是授人以渔。具体的培养方法就是学中做,做中学。从现有的培养模式看,物流工程专硕的学制一般为3年,其中第5个学期为实习期。由于校企合作存在的种种具体问题,这个实习期等同虚设。笔者认为,采用订单式培养模式,最大的调整是如何保障学生真正地接受实践的锤炼。尤其值得注意的是,这是一个多频次的、持续的和反复的过程,而不是一个割裂的阶段性的过程;实践应用应该自始至终伴随知识技能传授,而不能将知识技能传授和实践应用分开进行。具体的,校内导师传授的重点转向“工具性”的知识技能传授和在假想场景中的思维能力训练,而校外导师的重点是把校内的假想环境变成实战场景,并结合一些细节,指导学生如何把学到的结构性知识技能进行适应性调整并应用。以物流运营部的市场专员为例,岗位胜任特征是具备物流市场营销、物流设施选址规划可行性评估的知识、能力和经验。如果某个学生选择了这个岗位,那么他在研究生期间的研究方向就是物流系统规划。在校内导师指导下,在校学习理论上的先进规划与评价方法、规划重点要素等知识以及规范的规划报告撰写等技能。同时,企业正在开展一个规划项目。学生学到一点知识技能后,如内外部环境分析,随后马上参与到实际规划项目中并完成校外导师布置的“研究任务”,并以公司员工最终形成的分析报告作为参照,让学生完成“自我审查报告”,一方面发现差距,及时纠偏,另一方面促使学生寻求新的理论方法或者改进现有理论方法。在这个反复的过程中,学生不断犯错,不断得到指导。待全程参与完一个项目后,我们没有理由不相信学生能够达到专硕的培养标准,并且较好地胜任这个职位。
2订单培养实施方案
2.1学生选拔学生在复试之前,提交订单培养申请表,获得批准后,在复试时接受校内导师的面试,重点考察思维能力和具备读研究生的基本素质,然后接受企业人力资源部专员组织的面试(事实上是把学生的就业面试提前进行,以选拔出被企业认可的培养对象),重点考察个人特质、价值观等。两次面试成绩加权汇总得出最终复试成绩,按照高分到低分依次录取,直到满足订单规定的培养数量。这部分学生在入学时与学校、企业签订三方协议合同。落选的学生和没有参加订单培养计划的学生,则根据校内的面试成绩按高分到低分依次录取。
2.2导师团队建设导师团队是提高订单培养质量的关键。目前,大多数校内导师都有2~3个研究方向,作为订单培养必须要求每个导师凝练研究方向,并选择一个主攻方向或者最擅长的研究方向作为订单培养的研究方向。学院根据导师提交的订单培养方向,按照企业岗位类别进行归类,形成3~5个订单培养导师团队。每一个导师团队至少和2名以上对应的企业部门经理合作,形成订单培养团队。
2.3过程管理与考核全面执行导师负责制。在校期间,由校内导师负责管理,在企业则由校外导师负责管理。学生在修满课程学分后,可机动地选择在校学习或是到订单企业短期实习。在校期间,除了学习课程外还需接受企业组织的专题培训,如企业文化、特殊技能。管理和考核严格执行打分制(首先需制定评分细则和标准),每个学期和每个学年由除导师之外的第三方(校内学位分委会和企业高层主管组成)组织一次综合评估,做出不合格、基本合格、合格和优秀的评估结果。对不合格和基本合格的学生或者导师,给予警告,对二次评估不合格的学生或者导师,解除三方培养协议并取消订单培养导师资格。
3订单培养的风险控制
履约是物流工程专硕订单式培养的最大风险。学生、导师和企业都存在违约或者不严格执行合同条款的可能性。例如,学生在中期觉得学习有压力,执意要推出订单培养计划,由于订单培养是学校和企业的一种合作机制,国家学位办和教育部不一定认同,因此对这种情况学校便不能采取强制措施,只能准予学生推出。这势必打乱企业的用工计划,影响合作意图。在这个问题上,有必要在事先向有关部门报批和备案,做到有法可依。反过来,企业如果认为培养效果不尽理想也可能终止合约,继而影响学生的培养计划和学校的声誉。在这个问题上,必须在签订合同时附加强制条款和赔偿条款,至少保证一个培养周期的全部完成。如果导师不负责或者校内校外导师不能密切配合,可以通过设立激励机制来加以解决。
4结语
关键词:生活污水;湿地处理;工艺流程
一、概述
盘锦鼎翔集团现有常住人口1.2万人,平均日排放污水1万m3,多年来一直采取自然排放的方法,进入双台子河流域,对流域水质、周边地区及空气环境质量造成了很大的污染。同时,现有的排水系统淤积渗漏严重,区外采用明渠排放,给人民生活环境造成不良影响。
建设鼎翔集团人工湿地污水处理可使境内水系的水质得到极大的改善,逐步缓解和消除对环境的污染,保护本地区的生态环境。同时与城市生态建设紧密结合,增加城市水面、绿地面积与景观用水量,对于改善盘锦市生态环境,营造亲水文化氛围,提高盘锦市整体形象具有十分重要意义。
二、处理规模
盘锦市鼎翔集团污水处理规模为:10000m3/d,小时流量按500m3/h设计。
三、设计水质
3.1原水水质
根据盘锦市环境监测站的分析,污水水质为:COD110-138mg/l,BOD536-50mg/l,SS50-80mg/l,NH3-N18-24mg/l,TP1.5mg/l,pH8.05。
3.2出水水质
根据盘锦市总体规划,出水水质达到辽宁省污水综合排放标准(DB21/1627/2008)中Ⅰ级标准,COD50mg/l,BOD530mg/l,SS70mg/l,NH3-N5mg/l,TP0.5mg/l,pH6-9。
四、生活污水湿地处理技术工艺
4.1概述
污水的人工湿地处理是近年来发展起来的一种新型的污水处理技术,是一种人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面,它的基质通常是碎石,植物生长于碎石床介质中。这种湿地系统是在一定长宽比及底面有坡度的洼地中,由填料、土壤和种植在表面具有处理性能好、成活率高、抗水性能强、生长周期长、美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇)形成一个独特的生态系统,污水在系统中流动,通过填料、土壤、植物和微生物等的共同作用,对污水进行净化处理,因此人工湿地在处理污水中具有高效率、低投资、低费运转、处理效果好、维修费用低的特点。
4.2工艺流程及工艺参数简述
管网收集到的生活污水首先经过格栅进入集水池,然后由污水提升泵将污水提升到曝气生物滤池。经过曝气生物滤池处理后,出水COD≤96mg/l,BOD5≤40mg/l,SS≤56mg/l,NH3-N≤19mg/l,TP≤1.2mg/l。
污水经过曝气生物滤池处理后进入沉淀池,沉淀池出来的污水进入潜流人工芦苇湿地处理系统。
该工程构筑潜流湿地3.3hm2,设计负荷0.3m/d的潜流湿地,采用水平潜流运行模式,底部铺设防渗膜,床体中下层、第二层、第三层及第四层均铺碎石,上层铺熟土,表面种植芦苇。潜流人工芦苇湿地处理系统处理结果:出水COD≤50mg/l,BOD5≤30mg/l,SS≤10mg/l,NH3-N≤5mg/l,TP≤0.5mg/l。
为提高水资源利用率,将经过潜流湿地处理的污水,经过二级泵站(Q=400m3/h,H=10m,N=22kW)提升至景观湿地-国坝南侧的芦苇湿地进行深度处理。芦苇湿地出水直接排入人工湖,经处理后的污水排入辽河。最终出水:COD≤50mg/l,BOD5≤10mg/l,SS≤10mg/l,NH3-N≤5mg/l,TP≤0.5mg/l。
五、结束语
为使环境保护的步伐能够与经济发展同步,兴建盘锦鼎翔集团污水处理厂,彻底消除污水对河流水域的污染,保护生态环境和人民的身体健康,同时,将处理后的污水回用于景观湿地建设,提高了水资源的利用率,它将产生显著的社会效益、经济效益和环境效益。
[关键词] 生物工程 专业建设 人才培养
生物工程是生物学和工程学交叉融合的一门边缘学科,其基本任务是实现生物技术的产业化,即运用化学工程学原理将生物技术的实验室成果进行工业开发,从而实现生产的大规模化。生物工程不仅与基因工程、细胞工程、生化反应工程、工程制图、生物工程设备等诸多领域密切相关,而且具有较强的应用性,它强调以应用学研究为中心,注重生物产品的开发。因此,与其它学科相比,生物工程专业需要具备更高、更全面的知识、能力和专业素养。我校生物工程专业于2004年开始正式招生,目前属于省级重点建设、重点资助专业。为社会培养“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、具有创新和创业意识”的生物工程专业高素质应用型人才,是我校生物工程专业建设的指导思想。多年来,我们结合学校的优势和特色,并借鉴兄弟院校的经验,在生物工程专业建设上进行了积极的探索。
1 生物工程专业的人才培养目标与专业特色
1.1 人才培养目标
生物工程专业属工科专业,以培养应用型人才为主,要求学生既具有一定的科学素养,又具有一定的工程技术。当今生物学及相关学科进展日新月异,许多新技术、新仪器、新设备相继出现,但是它们出现的背后离不开生物工程基础理论知识,所以学生需要熟练掌握生物学、理工学、信息科学等各学科基础理论,并将各学科知识相辅相成,融会贯通。生物工程是一门应用性学科,学生在学习理论知识的同时,须学会应用创新性思维,独立发现并解决化学工程技术中存在的实际问题。在教学过程中,应努力结合工程学技术要求和实际需要进行人才培养,将理论知识与实践结合起来,知行合一,用理论指导实践,用实践验证理论,才能确保毕业生毕业后能迅速适应工作需要。因此,本专业的人才培养目标旨在培养德、智、体全面发展,掌握现代生物技术基本科学理论、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,具备在生物工程、食品、生物制药等领域从事产业化工程设计、生产、管理、产品质量与安全检测控制以及新技术研究、新产品开发的能力;熟悉与生物工程有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程发展动态和应用前景;掌握资料查询和科技写作的基本方法;具有从事科学研究、技术创新和实际工作能力的应用型生物工程技术人才[1,2]。
1.2 专业特色
我校是一所地方性本科院校,办学宗旨是为地方经济发展培养应用型、复合型专业人才。因此,我们将生物工程专业定位为:立足湘中南地区经济发展,根据服务地区生物工程、食品、医药工业和农业的指导思想,以农产品深加工和精加工、生物活性成分提取为教学主线,在充分利用本地区自然资源上寻找突破口,结合生物工程专业的科学内涵,发挥我校生物工程专业人才和设备优势,为地方经济建设培养懂管理、会经营、精业务的生物工程专业高级人才。根据社会对生物工程专业人才的需求,围绕生物工程专业培养目标,探索适合于生物工程专业应用型人才成长的产学研结合的培养模式,对人才培养方案进行优化,对教学内容进行整合,形成以微生物发酵(优良菌种选育和改造、发酵代谢过程优化与控制)、功能成份提取、与食品生物技术相互交叉的生物工程专业特色[2]。
2 课程体系建设
参考国内部分学校生物工程专业的课程设置,结合我校自身的学科优势与特色,在走访和调研企业与市场对生物工程人才的需求的基础上,我们先后多次修订培养计划。在培养计划的修订中,明确了应拓宽学生的专业口径,增加新的教学内容,加强综合性实验技能的培养,并强化工程能力的训练,以确保教学质量的提高;对原课程体系进行调整和完
* 基金项目:邵阳学院教改项目(2011JG09)。
善,从人文素质和科学素养综合培养的思路出发,构建由理论课程体系、实践课程体系和素质拓展体系三部分组成的人才培养模式,课程结构主要包括通识和基础课平台,专业核心课模块、专业选修课模块和实践教学环节[3-4]。
2.1 改革培养模式,造就应用型人才
课程体系结构设置按照“厚基础、宽口径、懂技术、高素质、重实践”的原则,着力培养学生综合素质;体现创新教育理念,突出实践能力培养,注重系统性、前沿性和适应性,体现“促进人的全面发展”的大学人才培养目标,构建“平台+ 模块+ 课程群”的新型人才培养课程体系。
2.1.1 平台课体现厚基础、宽口径。平台包括公共基础平台和学科基础平台,公共基础平台注重能力培养和素质提高,体现厚基础。公共基础平台包括:思想政治课、哲学理论、时政与社会等课程组;创新意识与学习能力课程群包括英语、体育、计算机、数学、物理等基础课程,促进大学生综合素质的全面提高。学科基础平台包括学科基础课和跨学科基础课,体现宽口径。在保证课程内容的理论、方向相对稳定的基础上,对课程内容进行整合,保持课程之间的有机衔接,精选课程内容,优化课程内涵结构。
2.1.2 模块课体现“重实践”和专业能力培养。模块课主要由专业基础课、专业课和实践教学环节构成,体现专业基本素养和能力的培养。专业基础课是专业能力培养的基础,在保证教学内容不减少的情况下,解决好课程容量和含量之间的矛盾,重点在于提高其教学质量、效率和效益。
2.1.3 课程群。专业知识与专业能力课程群包括生物工程和生物技术领域的终端课程、以能力培养为核心的综合训练课,强调训练学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,培养其学习能力与创新意识[4]。
2.2 优化课程体系设置,加强基础课教学
为尽可能地优化课程设置,我们组织开展了几次大型的教学工作研讨会和课程体系论证专家会议,在充分征求教师和专家意见的基础上进行了以下调整。
2.2.1 课程设置顺序调整。生物工程专业的主要特点是涉及领域多、专业基础课多、系统性强、课程链条长等。在课程设置时,先开设化学类(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学) 和数学类基础课,然后是普通生物学、生物化学、微生物学等专业基础课,接着开设细胞生物学、生物工艺学等专业课,最后是生命科学类的终端课程,如生物分离工程、细胞工程、酶工程、基因工程、生物工程综合实验等大实验,并将课程前压,尽量腾出大四两个学期的时间,以保证毕业论文撰写和创新能力培养的时间。
2.2.2 知识体系重叠部分前移讲授。生物工程专业基础课多,部分课程有重叠。为了解决这个问题,在专门课程体系论证会上充分征求教师和专家意见,进行知识点的重新梳理、衔接,合理排布各门课程开课顺序,使课程之间重叠部分前移讲授,即重叠部分由开设较早的课来讲,后面开的课不再讲授。
2.2.3 课程的增加与拓展。考虑学生后期专业方向的分化,增设专业英语、文献查阅与科技写作、生物工程前沿专题讲座等选修课程。同时,为拓展学生知识面、培养应用型人才、增加学生就业渠道,设立了生物试验设计与统计学、食品生物技术、酿酒工艺及企业管理学和市场营销学方向课程,学生可以根据个人兴趣和职业规划进行选修。另外,将大学生创新实验项目、学科竞赛及参加老师科研项目等第二课堂纳入课程体系,以完善学生知识结构、培养学生创新能力。
3 师资队伍建设
在专业建设过程中,始终坚持以人为本,努力打造一支素质精良的师资队伍。精心构建师资队伍建设,制订切实可行的师资培训计划。通过重点培养、引进优秀人才、实施“青年教师导师制”、组织教师到生物工程相关产业和领域一线学习、兼职;以生物化工重点学科为依托,以微生物发酵、功能成分提取和食品生物技术作为生物工程专业开展科研工作的三个主方向为中心,充分利用学校的科技和人才资源,通过校、市共建生物化工研究所、食品技术研究中心,提供面向区域经济进行产品研发和成果转化的支撑平台,提升教师的科研水平和服务地方经济建设的能力。现已建立了一支年龄、学历、学位、职称、发展前景好的专业教师队伍,教师的知识结构、年龄结构、学历学位结构合理,完全能满足教学的要求。
3.1 加强教学改革与科学研究,提高教师学术水平与教学水平。推进青年教师培养导师制,赋予老教师指导青年教师的义务和责任,通过课堂教学观摩、教学督导听课、课程教学质量评价等措施,不断提高教师的教学水平和教学质量。同时积极鼓励教师进行教学改革实践,不断更新教学内容和改进教学方法,对获得教学改革课题和发表教改论文进行奖励;另一方面,所有教师都参与科学研究,不但加强了教师业务素质的锻炼,还使教师深化对学科知识的理解,了解学科前沿,清楚生物工程产业所需,开阔专业思维,授课有的放矢,以实践来丰富、深化教学内容,更好地贯彻特色专业培养要求。
3.2 加强校企合作,提高实践教学水平。积极支持中青年教师深入企业一线实习和锻炼,参与企业“特派员”工作,从实践中寻找科研课题,丰富实践经验和掌握社会实际需求;同时聘请企业的一线技术专家担任兼职教授,定期回学校授课或开展讲座。
3.3 深入推进教师培训和交流。通过多种形式和途径,鼓励中青年教师到国内外著名高校或重点实验室去访问研究、进修或攻读学位,进一步提高专业知识和专业技能,掌握学科的发展动态。同时也邀请国内外同行前来学校开展学术交流,以拓宽和提高教师和学生的知识视野。
3.4 加强教学与科研团队建设。生物工程专业牵涉课程面广,知识跨度大,既有生命科学的知识,又有工程技术的内容。我们根据学科领域组建科研与教学团队,集中力量建设教学与科研平台,如生物化工教学与科研团队等。通过组建梯队合理的团队,更有利于安排中青年教师进修学习、访问及深入企业实践,全方位提高教学队伍的教学水平、学术水平和实践水平,从而构建一支了解社会需求、掌握学科动态、年龄结构合理、综合素质优良、充满教学激情的师资队伍。
4 重视实践教学环节,构建科学合理的实践教学体系
4.1 单独构建实践教学体系,加强学生应用能力培养
构建包括由独立实验课、课程实习、认识实习、生产实习和毕业实习(工厂实习)、毕业设计(论文)组成的递进式实践教学新体系。
主要的课程实验(如生物化学、微生物学等) 均单独排课,且实验内容不断改进、更新和补充,增加时效性,充分调动学生学习的兴趣。
根据教学进程和生物产品开发、生产程序,按照理论与实践相结合、课内教学与课外教学相结合等原则,构建包含“基本技能训练—综合技能训练—创新能力培养—工程技术应用”四级模块的实习教学体系。基本技能训练模块由无机化学课程实习、有机化学课程实习、分析化学课程实习、仪器设备拆装与操作等子模块构成,采取精选实习内容、提高实习项目的综合性,让学生掌握试剂配制、常规分析及常用仪器设备的安装调试、维修等主要内容,达到规范操作、熟练使用、结果准确的目的,加强学生基本技能和素质的培养;综合技能训练模块由专业基础课程实习、专业课程实习、课程设计、生产实习、毕业实习等子模块构成,通过单独开设的一系列由综合项目及产品生产为主要内容的课程实习、工程原理设计、生产实习、毕业实习的训练,提升学生的工程素质,培养学生运用理论知识分析和解决工程问题的能力;创新能力培养模块由研究创新实验、科技创新活动和毕业设计(论文)等子模块构成,通过学生科研立项、参与教师科研、教师指导学生参加科技创新活动以及毕业设计(论文)等实践教学环节,激发学生的创新兴趣和激情,提高学生产品开发和解决工程实际技术问题的能力;工程技术应用模块主要对学生进行微生物检验师、食品检验师、ISO22000(食品质量安全)内审员、外审员等资格培训与考核,为学生就业奠定坚实基础。
4.2 建立校内实习教学基地,加强学生专业技能培养
充分开发和利用食品工程实习工厂、生物制品分离工程实验室、分析检测中心和市食品研究所、市生物研究所等原有实践教学资源,按生物专业大类组建工程模式的多功能校内实习教学基地。通过集中师资、设备力量,加大投入等措施,建成了集人才培养、科学研究和服务社会三大功能为一体的校内实习基地。基地模拟工厂产品生产过程,围绕“产品研究、开发、加工、检测”进行合理分工,形成了可承担技能训练、产品试制、产物分离、产品检测四大任务的工程实习基地,每年承担11门课、38周课程实习和12周毕业论文(设计)任务。
4.3 建立校外实习基地,实现高水平毕业实习
校外实习基地是培养学生动手能力和培养应用型人才必不可少的场所,建立一批稳定的实践实习基地,可以促进学校与企事业单位优势互补,为学生实习创造良好条件,锻炼和培养学生的实践能力。现已与国内多家生物工程相关企业建立联系,确保教学实习目标的完成。学生的毕业论文除了大部分在校内完成外,还有一部分在校外实习基地完成。学生可结合校外实习基地的实验情况,经与校外导师协商确定选题完成毕业论文。在校外完成毕业论文的学生,校内和校外实习基地均有指导教师,确保毕业论文( 设计) 质量。学生通过直接参与企业研发与生产,了解企业运行机制,熟练使用科研设备,掌握基本生产流程,提高了实践动手能力和科研创新能力。
5 结语
21 世纪是生物学世纪,生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展,生物工程产业被誉为“朝阳产业”,产业的快速发展,带动了人才的大量需求。作为一个理、工相结合的新兴工科专业,生物工程专业的创办,在改造传统专业和促进学科交叉方面具有重要意义,但也存在许多不可忽视的问题[5]。作为新办地方高等学校,目前我们从人才培养目标、专业特色、课程体系、师资队伍、实践教学环节等方面对生物工程专业建设进行了探索与实践,体现出较好的专业特色、课程特色以及培养方法特色,但要办好生物工程专业,还要在很多方面进一步摸索,我们将继续研究分析国内外生物工程发展的趋势,结合我校实际,不断改善和优化人才培养方案,优化知识结构、提高综合素质,不断更新并改革生物工程专业的教学内容和教学方法,培养高水平的专业技术人才,更好地为地方经济建设服务。
参考文献:
[1]钟青萍,杨幼慧,王丽,等.生物工程省级特色专业建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊,2012(11):60-61.
[2]赵良忠,蒋盛岩,余有贵.生物工程专业教学计划的修订与思考[J]. 海峡科学,2007(9):50-51.
[3]蒋盛岩,赵良忠,余有贵.生物工程专业课程体系与教学内容改革探讨[J].科教文汇,2009(1):72,75.
1.1课程体系设置重理轻工生物工程涉及的技术范畴属于生物工程技术与化学工程技术,广泛应用于医药、轻工、食品、化工等领域,生物工程专业是理工管结合的工科专业[3].生物工程主要是解决生物技术产业化过程中的问题,生物工程师不仅需要懂一些生物学方面的知识及其相关的数理化基础知识,还要精通工程技术方面的知识,例如工程数学、电工学、工程制图与CAD、化工原理,生物工程设备、生物分离工程、生物工程工厂工艺设计等.应用型本科院校为了发挥以前办学的优势条件,课程设置偏向理科,生物学方面的课程设置较多,工程课程相对较少.
1.2实践环节过程控制薄弱生物工程专业应用型人才大多充实到生产、经营、管理第一线岗位,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,要求具有扎实的专业知识和很强的实践能力.在本科教学阶段要注意适度拓宽专业面,强调工程实践,重视学生实践能力的培养.生物工程专业的实践环节包括实验课、课程设计、见习、毕业论文(设计)和毕业实习等,其中化学实验、生物化学实验、微生物学实验等主要是让学生掌握常规仪器的使用、设备维护保养等基本技能,化工原理实验、发酵工程实验、课程设计等主要是提升学生的工程素质,培养学生分析问题的能力,见习、毕业论文和毕业实习等主要是加深学生对社会、企业的认知,掌握生产工艺流程、生产设备及检测等知识.但目前偏远省份生物工程领域的相关企业较少,生产见习、毕业实习成了走马观花,见习中见到的重要环节、核心生产车间很少,实习中真正参与生产的时间短、动手机会少,收效甚微.
1.3基础理论教学求全求深且重复交叉应用型本科院校培养的工程专业主要培养应用型人才,基础理论知识应该“以应用为目的,以够用为度”,但长期以来各门课程都追求完善的教学体系,形成了大而全的课程格局,课本越写越厚、内容越写越多,这与培养目标不相适应[4].而且许多课程之间有内容交叉、重复现象,如有机化学与生物化学、生物化学与微生物、微生物与遗传、生物化学与分子生物学之间就有很多知识点重复,很多知识点在几门课程里都要讲授.而为了解决内容多学时少的矛盾,授课教师把其它课程涉及到的一些内容省略不讲了,结果可能几门课程都没有讲解同一内容,这样学生学到的知识就有了重复或者欠缺.
2生物工程专业应用型人才培养课程体系构建思路
生物工程专业人才培养目标是大力培养掌握生物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和基本技能,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[5].课程体系的构建必须围绕人才培养目标,以学生毕业后的职业方向为依据,优化课程体系,重视专业基础和实践教学,强调个性教育,提升学生的能力素质,实现学生由学校到社会的无缝链接.
2.1夯实专业基础按照“宽口径、厚基础”的培养思路,课程体系要保证专业课程的学分比重,适当增加工程类课程的比例[6],加强对学生工程素质的培养,培养学生的工程能力,使学生具有牢固的工程学基础知识,以适应大规模现代化生产中的工程设计、参数检测、过程控制、产品的下游处理等工作,满足企业岗位的需要.专业课程设置要注重系统性,在教学过程中,要协调各门课程之间的教学,妥善解决交叉重复内容的授课问题,让学生在有限的时间内学有所用、合理够用.在夯实学生专业基础知识的同时,可将专业教育和应用能力及开发研究能力的培养结合起来,培养学生适应社会发展和解决实际问题的能力.
2.2重视实践教学实践教学一直是应用型本科院校的短板,生物工程专业课程设置中,要增加实践教学的比重,按由易到难、从校内走向校外的步骤组织实践教学,构建由实验课程、专业见习、毕业设计和毕业实习等组成的实践教学体系,将有关实验内容分散到各阶段的教学中,逐步规范学生的实验操作,提高实践技能,培养学生综合运用知识的能力和创新思维.实践证明,这种实践教学能够激发学生学习的主动性和创新精神,培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,同时还可以促进教师对教学理念和教学方法的更新[7].
2.3凸显自身特色应用型本科院校都有各自的发展轨迹,其专业设置经过长期的发展;学校在所地区经济结构、发展水平、产业特色也各不相同,因此,生物工程专业课程设置既要发挥学校师资力量、实验条件、学科发展的综合优势,又要适应经济发展和社会市场的需求,使课程设置具有鲜明的特色.在制订课程体系时,专业方向课开设应凸现个性化教育,这是提升专业内涵的主要手段.比如开设生化生产工艺学、代谢工程、环境生物技术、计算机辅助生物过程设计、生物制药工艺学、药剂学、食品发酵工程、酶工程、企业管理等课程.这些课程分别涉及环境、制药、轻工、食品、管理、生物等多个方向,对专业知识范围进行拓宽,也增强学生的兴趣和适应就业的需求.
3生物工程专业应用型人才培养课程体系的构建
生物工程专业是建立在生物学、化学、工程学等多学科基础上的复合型专业.课程设置必须以人才培养目标为总揽,坚持知识、能力、素质和个性协调发展的原则,强调知识的整体性、系统性和综合应用,强调学生的人文素质、工程素质和动手能力的培养,构建培养高素质的应用型生物工程人才的课程体系.
3.1构建符合培养目标的课程体系培养满足市场需求的应用型生物工程人才,需结合自身实际,充分发挥课堂教学、实验实训和校园文化活动三个培养平台,按照公共能力、专业能力和发展能力三个模块对生物工程专业进行课程构建,每个模块又由几部分组成,具体的课程体系可设置为:
3.1.1公共能力培养课程公共能力包括价值判断、交流沟通、身心调适和信息处理等能力.价值判断能力培养课程包括思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论、基本原理、形势与政策、思想政治理论课实践等;交流沟通能力培养课程包括大学英语、大学语文等;身心调适能力培养课程包括基础体育、健康运动项目训练、职业生涯设计与创业就业指导、国防教育与军事训练、劳动技能训练等;信息处理能力培养课程包括大学计算机、计算机操作训练等.各个模块还要开设相应的素质拓展活动项目和选修课程.
3.1.2专业能力培养课程专业能力包括自然科学与工程学基础、生物学知识、生物工程工艺研发、专业综合实践等能力.自然科学与工程学基础知识培养课程包含高等数学、无机分析化学及实验、有机化学及实验、物理化学及实验、电工学、工程制图与CAD、化工原理及实验、工程数学等;生物学知识培养课程包含生物化学及实验、微生物学及实验、分子生物学及实验、基因工程及实验、细胞生物学及实验等;生物工程工艺研发能力培养课程包括发酵工程、酶工程、生物分离工程、生物工程综合实验、生物分离工程实验及其他方向课程等;专业综合实践能力培养课程包括专业认知实习、专业技能测试、企业家讲座、社会实践调查、产品设计、毕业实习、毕业论文(设计)等.
3.1.3发展能力培养课程发展能力培养课程须根据学校的教学特色和学生的发展需要进行开设,不同专业方向的课程设置有所不同.例如,发酵方向设置生物工程设备、生物工程工厂工艺设计概论、发酵工艺学及实验、发酵过程控制与检测、生物制品质量监控等.生物制药方向设置药物化学、药物分析、药剂学、药理学、生物制药工艺学、生物技术制药、生物药物分离与检测技术等;食品方向食品营养学、食品工程原理、食品分析、食品机械与设备、食品工艺学等.以上课程又分为理论教学、实验实训、综合实践三种不同的课程类别.这些课程紧紧围绕工程素质的培养分层次、分年级循序渐进地开设.
3.2加强实践环节的教学管理和过程控制根据专业培养目标,充分发挥校内实验、实训平台和校外实习基地作用,构建由实验课程、课程设计、专业见习、毕业设计和毕业实习组成的“分阶段、多层次”的实践教学体系,并制定相应的考核标准.第一层次:基本技能实验,包括无机分析化学实验、有机化学实验、生物化学实验、物理化学实验、化工原理实验、微生物学实验等.通过这些实验课程让学生掌握常用仪器设备的基本操作、使用技能、维护保养,学会生物大分子和微生物的分离纯化、定量测定、性质鉴定等.重点是基本操作技能和规范化训练,培养严谨求实的科学态度和工作作风.第二层次:专业综合实验,包括生物工程综合实验、生物分离工程实验、发酵工艺学实验、发酵过程控制与检测、生物制品质量监控、药学综合实验、食品工艺学综合实验等.生物工程专业的实验教学内容应该专门化,具有特性,以区别于生物技术和化学制药工程等邻近专业[8],但又要兼顾到不同专业方向的需要.通过这些实验要求学生学会利用微生物发酵生产某种产品,掌握发酵原料的成分分析、原料制备、发酵过程控制与检测、成品处理等,进一步巩固提高学生的实验技巧、独立思考和分析问题、解决问题的能力.第三层次:应用研究实践,包括创新性实验、见习、产品设计、毕业论文(设计)、毕业实习等.通过见习使学生了解工厂的生产流程;通过产品设计让学生能够选择合适的方法、技术设计某种产品的生产工艺,并生产出产品,如“啤酒生产”、“抗生素生产”、“特色酸奶的生产”等;通过毕业论文使学生独立查阅文献,制定实验方案,完成实验,进行数据处理和分析,培养学生综合应用知识的能力和创新意识.毕业实习使学生了解经济发展和企业改革的实际情况,参与各类生物制品的研制、生产和质控过程,掌握一般的生物工程产品的工艺设计、过程,为今后的工作打下基础.所有这些环节都与培养学生的动脑动手能力、掌握各种专业技能是分不开的,任何一个环节都是非常重要的,只有加强各个环节的考核,才能为社会输送技术过硬的应用型人才.
台州学院生物工程技术专业培养的目标就是培养掌握扎实生物理论基础,实践能力强的工程技术人才,侧重于工程能力、实践能力的培养。近几年来,专业先后与海翔药业、华谱新创、博盛生物科技有限公司、艾特生物药业有限公司等公司合作,取得了良好的办学效益。
2构建面向企业的应用型
“订单式人才培养模式”本着适度超前培养、立足地方经济发展、面向企业培养实用创新人才培养的目标,从2012年开始,我们对教学各环节进行改革,建立实用型的“订单式人才培养”课程体系。
2.1改革人才培养计划设置,构建“订单式人才培养模式”
在课程设置上,本着应用型人才的培养目标,对传统的人才培养计划进行了必要的修改,教学模式设计为“订单式人才培养模式”,即校企合作培养模式,培养的学生在企业实习,完成毕业论文,并最终留在企业工作。在大学本科总共四年的教学过程中,前三年主要是课程的学习,其中第一、二学年,学生主要进行公共基础课及专业基础课的学习,目的是使学生能够有扎实的理论基础,为将来的专业课学习进行必要的准备,同时,在第二个学年一开始,会对大二的学生分配导师,即依据导师科研介绍和指导,再根据学生对导师科研方向的兴趣、意愿以及对未来发展的方向,学生自行选择导师,在接下来的时间里面除了要完成专业课程以外,还要在业余时间参与导师的科研项目,这不仅提高学生的动手能力以及增加学生的自主性和创造性,同时为学生进入企业工作实习奠定了基础;第三学年上半年,将开设专业方向课,学生可根据自己的意愿,来选择不同方向的专业选修课,进入下半年,我们会根据订单企业的需要,开设专门针对企业所需的选修课,采用小班教学,专门针对该企业的学生进行授课,补充学生进入企业进行生产所缺的知识;进入第四学年,前半年,学生在企业实习,并在企业完成毕业论文,学校以及企业都会给实习学生配置导师,共同指导学生完成毕业论文,让学生在实际生产中,不断提高和进步,大四后半年,学生在学校撰写毕业论文并完成答辩。
2.2教学内容的改革与创新
2.2.1因材施教,精心选择并合理安排教学内容
生物工程专业是一门综合性学科,涉及知识点较多,因此,我们将系统的开设与本专业有关的课程,如微生物学、生物化学、分子生物学、高等数学、发酵工程、生化工程等。同时,我们在进行课程设置时,增加了主干课程的课时量,让学生充分认识到课程的重要性。教材是教师与学生之间教与学的桥梁,是引领学生掌握生化工程的工具,然而,如果教材选择太深,将增加学生的厌学情绪,不利于生物工程人才的培养,结合台州学院学生能力以及台州特有的经济发展模式,选择具有系统、完整的知识体系和反映本学科领域最新成就的优秀教材,是保证教学质量的关键。在课程实施的过程中,坚持“以生为本”的教学思想,内容完全按照生产工艺流程实际进行;同时十分注意生物工程领域不断出现的新理论、新工艺、新技术和新成果,通过阅览国内外专业期刊、杂志、浏览专业网站,及时将新知识介绍给学生,使教学内容更加充实,开拓学生视野,提高学生学习兴趣;在教学方式上,我们运用多媒体把教学中的难点内容通过动画、图片等形式分解,使抽象的内容具体化、直观化,对较易理解、篇幅较大的工艺流程和操作技术,制作成动画或将工厂实际生产的工艺过程及操作要点制作成光盘,穿插于教学中;在学期末,安排2~3节课,学生上讲台,结合生物工程理论知识、企业实习以及自身操作实践,对自己感兴趣的产品工艺或者实践过程中总结的经验进行介绍,增加课堂的互动性以及学生上课的积极性。
2.2.2教学与实践互动,增加学生对生化工程知识的主客观认识
为了提高学生对生物产业的认识并强化他们的工程化概念,在学期中间阶段,学院专门安排了2周的参观实习,安排学生到台州当地典型的发酵生产企业,了解工厂基本生产方法,熟悉工程方向的基本流程;同时,给学生安排任务,要求每个学生必须围绕企业的生产工艺,完成实习报告,并要求在课程结束后上交,作为平时成绩。该方法不仅使学生带着任务去熟悉生产工艺,培养学生的生产实践技能和基本的工程意识,为今后学生走上工作岗位打下良好的基础和必要的实践技能,同时,让学生在后续理论的学习中,带着问题去学习,增加学生的学习兴趣,达到较好的教学目的。
2.3建立实习企业进出机制,加大实习、见习基地建设力度,注重实习教学效果
[关键词]生物工程;协同育人平台;人才培养;校企合作
[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)11-0009-03
在当前高校人才培养工作的大背景下,应该根据高校本科生的人才培养特点,搭建高效化、立体化、多样化、个性化的人才培养平台。近年来从中央到各部委分别在高校人才培养中提出协同创新的理念,广东海洋大学也资助了多个协同创新平台的建设项目。广东海洋大学生物工程协同育人平台的建设就是在这样的背景下立项与进行的,该专业在充分整合校内资源实行校内协同的基础上,通过与湛江绿百多生物技术公司等企业进行校企合作协同,建立长效稳定的合作机制,实行相关教师与企业工程技术人员、管理人员的互动,提供机会让本科生参与企业的具体生产、操作、管理,为企业培养具有海洋大学特色的生物工程创新型、应用型“三能”人才。现对该协同育人平台的建设谈谈我们的看法,与大家共享,以期促进各学科专业协同育人平台的建设,提高人才培养质量。
一、协同育人理念与制度体系的确立
(一)在学科进一步定位的基础上,确立协同育人的理念与制度
长期以来高等学校在人才培养的过程中,由于高校、科研院所与企业在体制、目标、任务、核心工作、经费来源等方面存在着显著差异,它们之间的功能互补优势远未发挥出来,特别是科研院所与企业对高校人才培养的促进作用未能充分发挥。在清华大学百年校庆活动发言中首次提出高校协同创新的理念,为科教界的协同创新工作和协同育人指明了方向,体现了“协同”的巨大作用与重要性。教育部也随后启动了《高等学校创新能力提升计划》,以推动在高校内开展协同创新。教育部等七部委还联合发文,要求加强学校、社会等各方面的资源整合,大力加强校企合作、校所合作新机制的建设与发展,积极促进新时期育人合作机制的形成。这些观点为我们学校生物工程专业协同育人平台建设指明了方向,是纲领性文件,是确立协同育人理论的基础。
生物工程专业属于工科性质(学生毕业授予工学学位),并需要与理科、管理等学科的知识体系相结合,我校还要求此专业与我们学校的海洋水产特色相结合,即偏向海洋学科,可以认为是海洋生物工程专业,因此我们初步将其定位为偏向海洋学科兼顾管理的工科专业。按照国家、学校的相关政策以及行业发展趋势,我们在本专业师生中广泛开展宣传、学习,确立校企、校所协同育人的新理念,并逐步实行制度化、常态化,促进本专业的专业建设、人才培养与社会服务的快速发展相适应,为学校、为社会做出应有的贡献。
(二)修订专业培养方案,将协同理念在方案中明确体现
培养方案的修订是一个系统复杂的工程,首先应该进行广泛调研,借鉴全国高校及有关院所相同或相似专业的新理论、新看法,以达到进一步完善的目的。因此,我们首先按照学校部署,对国内相关专业建设情况通过各种渠道进行广泛深入的调研,收集相应培养方案的亮点,在全面分析的基础上完善我们新的培养方案。我们已对国内相应高校,如中国海洋大学、大连海洋大学、上海海洋大学、华南理工大学等相关专业进行较详细的摸底与分析,掌握了这些高校培养方案的内涵与侧重点,这些学校为我们自己新方案的修订提供了宝贵的经验。
在新方案中进一步重视实习与毕业论文工作,体现了协同育人的理念。在前期工作基础之上,与多家生物工程公司进行沟通,达成合作意向,促使企业签约为广东海洋大学教学实践基地,并对协同育人进行了较详细的约定,为校企协同育人提供了保障。在培养方案中还对生化工程与化工工程实习过程进行了细化,以达到更好的实习效果;将化工工程等列为必修课,完善了其核心课程;还将工程制图等课程纳入课程体系,在理论与实践课上均实行了工程与海洋的结合,优化了知识结构,有助于协同育人的有效有序开展。
二、整合校内资源,开辟第二课堂,有效促进校内协同
(一)与东海岛海洋生物基地的协同
广东海洋大学东海岛海洋生物基地是校内重要的实践基地,条件优越,设备齐全。学生除了利用基地完成相关专业培养方案规定的实习、毕业论文等任务外,还应充分利用其设备与资源,学校要鼓励学生长期入驻该基地,开展创新创业研究与实际操作能力的培养,以提高学生综合素质。
(二)与重点实验室的协同
我校有多个广东省级、厅级重点实验室与工程中心,设备相对齐全、先进,管理较规范,环境优越,其主要的功能是进行科学研究,同时也服务于教学。争取在全校或全院能够统一协调,加强实验室内部管理,全面对本科生开放,让他们真正参与到教师的科学研究中来,提高其科研能力与创新能力。目前我们的本科生导师制、本科生进科研实验室活动的启动,“双百”工程班的设立,保证了更多的学生能够更早地在科研实验室开展系列研究,已初见规模与成效。同时学校其他的重点实验室或中心,也应加强不同部门的协同,使资源进一步完善、优化,以更好地为人才培养服务。
(三)与水产科学与技术实验教学示范中心的协同
广东海洋大学水产学院水产科学与技术实验教学示范中心是国家级实验教学示范中心,在建设中将陆续购进一批先进大型的设备,为实行院内协同提供坚实的保障。该中心除了完成既定的教学实验任务外,将对学生实行全面开放,让更多的学生在业余时间能够进入实验室,参与或自选一定的项目进行探索研究,提高动手与科研能力。特别是与生物工程相关的实验室,如微生物学、微生物工程、细胞工程、基因工程等要加强建设步伐,进一步完善硬件条件,充分利用发酵罐、洁净室等设备,力争与生产实际相连接,并计划争取引进一套模拟生物制品生产的仿真软件,让学生在实践前对生产的全过程有一定的基本认识,有效提高学生的实践能力。
(四)与学校其他院系的协同
进一步加强与校内相关院系如食品学院、理学院、农学院、工程学院等的联系与合作,充分利用他们在食品、工程或药物研发方面的优势,取长补短,完善学生的知识体系与操作水平,在协同育人的前提下培养高素质、知识体系全面的人才,提高学生的竞争力。
三、实行校企深度合作,资源共享,互惠共赢
相关企业除了作为实践基地的基本功能外,还有诸多功能有待挖掘与利用。高校应该与企业展开多方位的合作与共享,充分利用企业的优势与平台及其社会影响力,实行双赢的策略;校企合作中还应建立联系人制度,以加强联络与沟通,完善协同合作的组织与制度体系,充分发挥协同各方的职能,将互惠互利提高到最大化。我们的具体措施如下。
(一)在教学安排上,突出理论教学对实践教学的指导作用
课堂教学不能完全脱离于实际,生物工程专业本身是实践性极强的专业。我们选择的作为生产实践基地的企业一般是涉海的企业,它们的生产过程与产品是符合我们专业特色的。我们应做到实践的内容、目标、要求、地点与程序等事先在理论课教学计划与实施方案中体现出来,让学生提前有所准备,提高实践的认知与效率,使实践教学高效地促进理论教学,达到预期教学目标。
(二)探索校企共建科研实验室,加强科研合作
经企业认可、经费允许及其他条件可行的情况下,实行校企共建相关专业实验室,提高企业科研平台的条件与水平,加强企业人才引进及校企人才之间的交流,且企业保证一定的资金投入,并按计划逐年增加科研投入,形成科研与产业化的良性循环,做强做大企业,提高其自主创新能力与企业的知名度;全面加强企业与高校的科研合作,提高科研项目与成果的档次,为企业的可持续发展提供扎实的支撑;鼓励企业建立一定规模的科研基金,陆续向高校提供充足的横向项目,组织广大教师承担或参与企业的科研项目,提高其科研实力;加强校企联合申报省级以上大型的科研项目的力度,提高中标率,共同为社会发展服务;企业力争为我校成果的产业化提供有效的推广与应用平台,提高学生的培养质量。
(三)实行校企人才的相互培养提高
开展学校与企业人才的相互培养提高计划,提高高校教师的工程实际能力和企业工程技术人员的理论水平。学校选派骨干教师深入企业进行能力与项目培训,以掌握专业相关的实践技能,进一步提高教书育人的本领与技巧;学校定期免费为企业员工进行培训,开系列讲座,甚至开展学位教育,如专业学位等,进一步促进企业科研文化氛围的形成,提高其综合素质;企业骨干成员以切身经历,定期为学校学生作社会实践、创新创业、就业等方面的讲座,全面提高学生的社会经验与市场竞争力。
(四)学生实行校企双导师制,适度安排学生在企业完成毕业论文与毕业实习
聘请企业工程专家担任实践教学与科研活动的第二导师,即实行本科生的双导师制,以他们丰富的实践经历教育学生,同时也补充了一线的实践教师,进一步提高了导师队伍的实践教育能力;尽量安排毕业生到企业进行毕业实习和开展毕业论文工作,增加毕业论文选题的渠道,尤其是提高实践性论文的质量,同时企业具备了系统考查毕业生的机会,能够为毕业生就业提供一定的支持。
(五)努力开展大学生创新创业教育活动,完善校企协同的大学生就业创业机制
除了在学校按照人才培养方案进行创新创业教育之外,在企业生产现场也积极开展创新创业教育活动,培养学生爱岗爱专业的精神,力争直接向企业输送专门人才,以提高学生的就业率,同时也解决企业人员缺乏和流动性强的问题,不断给企业注入新鲜血液,有助于企业的稳步快速发展。
四、协同育人平台评价标准与系统的建立
协同育人平台评价标准与系统也是协同育人平台建设的重要组成部分,我们也进行了必要的探索。协同育人平台的评价标准除了效率、成效这些直接指标之外,还应包括作为主体的学生、校企员工等内容,如学生的认知度、满意度,还有企业员工、高校教工的认识与成就感,以及社会影响、反映等。为使建立的平台能够以协同为导向积极健康地发展,在整个环节中应及时记录、跟踪、收集不同来源的反馈信息,以便及时发现问题并快速反应并加以改进。同时,协同育人平台的评价标准也要与学校、专业相适应,体现自身的特色,达到真正反映平台建设的成绩。作为生物工程专业,应该将培养学生的工科与海洋素养、较高的实践应用能力等充分体现出来。通过有效的评价标准与系统定期对平台进行全面评价,促使协同育人平台稳定高效运行与发展,最大限度地发挥其在人才培养中应有的作用。
五、结语
经过两年的建设,我们的协同育人平台已初具规模,且在人才培养的过程中发挥了相应的作用,但此平台的建设远未结束,还需要在实践应用过程中进一步完善与发展。
[ 参 考 文 献 ]
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