生物工程专业实践教学创新体系构建

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1创新实践教学体系的构建思路

1．1实践课程体系的系统性

分析山东地区生物工程企业对人才需求的实际情况，结合生物工程专业人才培养目标和我校课程开发理论，对生物工程专业课程体系进行了系统优化，构建了由基础实践课程、综合实践课程、设计实践课程和研究创新实践课程构成的四层次实践课程体系．基础实践课程包括大学物理实验、无机生物实验、有机生物实验、分析生物实验、物理生物实验、生物化学实验和微生物学实验等．综合实践课程包括工厂实习、生工综合实验、专业基础综合实验、专业综合实验、生产实习和毕业实习等实践环节．设计实践课程包括C语言程序课程设计、工程制图课程设计、生工单元操作课程设计、车间与工厂课程设计和毕业设计等实践环节．研究创新实践课程主要有专业基础综合实验、专业综合实验、毕业论文和课外科技创新活动等实践环节．

1．2科研基础训练（研究－创新型）

生物工程学科重在实验，科研是培养本科生创新能力的重要途径，许多知名大学都将本科生的科研教学纳入培养计划中．我院除了各种常规的教学实践、社会实践和生产实践外，还可设了多种其他形式的实践教学：从新生研讨课、实验室探究课、SRT（大学生研究训练计划）、高年级的专题研讨课、到大学四年级的综合论文训练，在时间与空间上都为不同年级的本科生科研实践提供了平台．曲阜师范大学的夏季学期主要用于安排集中实践环节，师生们普遍认为，在这样一段比较集中的时间里主要进行以实践教育、合作教育为主的教育教学活动，活动多，收益大，效果好．在本科生从大一、大二基础课程学习向大三、大四专业课程学习的转折关键时期，如何保证学生顺利实现学习方法的转变，巩固已学的基础知识，明确基础知识与实验技能在专业课学习中的重要地位与作用，加强对专业学习和研究的感性认识，实现基础课与专业课学习的良性衔接，为同一年级的所有本科生尽早了解和熟悉本专业科研领域内涵、掌握本专业科研工作的基本方法论提供一个有效的实践平台，一直是曲阜师范大学生命科学学院本科生人才培养过程中深入思考和探索的问题．曲阜师范大学生命科学学院充分利用本院优质的师资力量、学科优势和科研优势，将其转化为本科教学优势，为课程开设提供强大的物质支持和力量保证．课程是由全院所有教师和研究生参与，以全院所有实验室为依托的新型暑期实践课程，科学严谨的教学组织与管理为本课程教学计划的有效实施提供了强有力的组织保障．以讲座和实验室研究训练为课程的主要形式，力求将教学与科研有机结合，为本科生研究训练提供方法和指导，构建一个本科生向全院所有教师、研究生学习、交流的平台，探索一种本科生基础研究能力培养的新模式．该课程在激发学生对专业的热爱和自豪感、促进学习方法和学习态度的改变、科研作风的培养、团队精神的培养等方面，起到了积极地促进作用．

1．3不同类型的校外实习

校外实习坚持生工概念实习（一年级）、认识实习（二年级）与生产实习（三年级）三个环节，增强学生的工业实践能力，形成了一个完整的、由易到难的、全院所有教师都参与的工程实践教学体系，使各年级学生的暑期都有不同层次的校外工程实践教学活动．生工概念实习：通过参观和讲授的形式，选取3－4个典型的工厂，先在校讲授工艺过程，然后带领学生到现场参观．全面了解生产工艺、生产设备，初步建立物料衡算、能量衡算、产品工程、经济核算、生产安全和环境保护的概念．使大一学生全面了解生科院各专业的服务领域，为学生后续学习打下感性的基础．认识实习：在第二学年的暑期进行，此时学生已学习过“化工原理”．利用1－2周的时间到现场了解生工工艺、设备及流程，增强感性认识，学生收获颇丰．生产实习：在第三学年的暑期进行，主要完成岗位流程实习，专题研究报告，同时要结合实践过程，广泛进行交流，做好社会实践活动调查，最后完成岗位流程实习报告、专题研究报告、社会实践调查报告．

1．4综合论文训练（研究－管理型）

综合论文训练是由老师出题目，结合学生兴趣，在老师的指导下独立完成实验设计，并完成一篇论文，该论文作为学生的“学士学位论文”．在实验训练中实现提高学生知识的综合运用能力、创新意识、创新能力．

1．5课外科技活动（研究－创新型）

学生的创造性除了通过教学计划内的课堂教学、实验、实习等过程的培养外，还必须借助课外的各种创新活动加以丰富和深化，使学生创新能力的培养向多渠道、开放式、规模化发展．课外科技创新和学科竞赛是实现创新教育的有效载体，对于促进教学和科研相结合，激励学生的学习积极性，培养大学生的创新能力、协作精神和理论联系实际能力具有积极意义．生科院历来重视学生课外科技活动的开展，积极组织优秀生参加各级各类学科竞赛、设计大赛，培养优秀学生创新能力、竞争能力和团结协作能力．丰富多彩的课外科技活动作为培养学生科学精神和创新能力的重要途径之一，取得了明显成效．重视学生第二课堂的建设，已有两批学生入选“国家大学生创新性实验计划”，同时鼓励学生参加全国性的比赛．生科院鼓励和支持学生参赛，安排专门教师指导并给予经费支持．学生多次参加“创新杯”、“数学建模比赛”等赛事，取得了优异成绩．

2工程实践平台

针对曲师大学生能力的特点，生命科学学院提出“分阶段培养、分层次教育、多样化发展”的工程实践教学体系．将本科生工程实践能力的培养贯穿于本科教育的全过程，将实践类教学环节分为5个模块；包括基础科学、人文素质、工程技能、专业能力培养、科研能力训练，并不断完善实践教学体系，拓宽实践教学范畴，整合实践教学资源，加强培养学生工程意识、工程思维和工程能力．

2．1分阶段培养

在大一和第二阶段，主要以工程技能，人文素质和基础科学为主，同时进行概念实习和认识实习，为以后的实践打下坚实的基础．《生物工程科学导论》是生科院一年级本科生了解生物工程的第一门课程，曲师大生科院对这门课程高度重视．定位这门课程既是专业课程，又是职业教育课程．生物工业同时通过生物生工、材料生工等前沿技术创新来服务于人类福祉．为此该课程非常注重开放办学，邀请了大型央企的有关技术负责人到曲师大讲课，使同学们了解中国生物工业的现状的未来发展趋势，同时增强同学们从事生物工业的自豪感和责任感．邀请了诺维信、杰能科等著名跨国公司的技术负责人为同学们介绍国际生物工业的发展前沿，特别强调生物炼制等最新技术进展对同学们提出的新的要求．在大二阶段，我们深入到工厂第一线进行认识实习．每年我们配备7－8位教师带队，把学生分成几个小组，深入到生工等企业生产第一线进行实习．大二刚刚上过《化工原理》课程，学生看到几十米高的精馏塔、看到大型的催化裂化反应器，体会到了“大化工”的特点．我们要求学生绘制工艺流程图，了解生工的生产特点，要求同学们爬到几十高的塔顶，体会生工的艰辛，培养胆量和毅力．在大三阶段，进行系统仿真和生产实习．生产实习对学生来说是非常难忘的环节，首先是时间长，对于生产实习，我们系要求在工厂的时间不少于4周，且没有节假日．生工生产一般是24小时连续化操作，在第一周，要求学生倒班．有时候上大夜班，同学们很不习惯．但是这就是生工，不习惯也要习惯．第二是真刀真枪，后面三周一般是结合工厂的难题，开展一些实验研究或者实践调研，原来很多新想法都觉得很容易实现，可是到了工厂以后，有各种方面的限制，如何量体裁衣，如何经济实惠，是工厂第一线要考虑的事情．第三是培养吃苦耐劳的精神．工厂的条件包括住宿和伙食一般比学校差，更不用说一些装置可能会有噪音其他污染，从事工程研究和工厂生产，不能吃苦是成就不了大事业的，告诉同学们从一颗小树苗成长为参天大树是要历经风雨的．第四是让同学们和工人师傅交朋友，要虚心向他们请教．很多工人师傅可能理论水平不高，但是从事这个工段的生产几十年，一听声音，一看产品颜色就知道装置出了什么问题，如何解决．这些经验背后都有很深的理论基础，这些只有我们的同学和工人师傅多在一起，才能真正将理论和实践相结合，同时又从这些实践中抽提出新的理论．和工厂师傅接触，更是学习如何待人处事．为学先为人，为事先为人．虽然生产实习是第一课堂，但也是第二课堂，二者不分家．教育学生要尊重劳动者，尊重年长者，要虚心学习，诚实待人．在实习的时候，要早一些到办公室，要有礼貌，要打扫卫生，其实一些细节往往体现一个人的修养和水平．在大四阶段，综合论文训练是对学生的挑战和考验，是培养学生综合运用基础理论解决实际问题的能力，培养学生创新精神的重要环节．学生要从选题，文献调研，确定解决问题的思路，搭建实验装置，学习分析方法，做实验，总结数据，可能会遇到失败，从新调整实验方案，做实验，总结数据，写论文．从动手、动脑到与人相处是一次全方位的锻炼和提高，尤其是培养自主创新能力和精神，体会创新的乐趣和实验的艰辛，体会风雨之后是彩虹的激动，体会山重水复疑无路，柳暗花明又一村的惊喜，体会人生就是拼搏．毕业设计也是为研究生阶段打下很好的基础，因为工作的流程是一样的，只是研究生阶段工作量会更大一些，要求会更高一些．本科毕业设计严格按照程序，首先是开题，每个教研组都要组织大会开题，学生讲8分钟，教师提问5分钟，一般是在寒假前完成；然后是中期考核，一般是在4月20号左右完成，学生讲7分钟，老师提问5分钟；最后是答辩，学生讲8分钟，老师提问5分钟．提出师生互动，尤其是突出教师提问，考察学生的基本知识和解决问题的能力．毕业设计有大奖赛，每年从120名学生中选出10名左右参加系里组织的论文大奖赛，那是一种荣誉，激励同学前行；三是检查机制，除了教研组，每年主管的教学副系主任还要进行抽查，尤其是对那些做得不怎么好的学生，给予提醒；通过这些大量细致的工作，保证了生科院本科毕业设计的高水平．一分耕耘，一分收获．据不完全统计，每年30％－40％左右本科毕业继续读研的同学，都将本科阶段的工作整理发表了SCI收录的高水平的研究论文，有些是解决了工厂的实际问题；每个学生的特点不同，兴趣不同，成绩也不同，因此要实行因材施教计划．在因材施教方面，生科院比较有特色的工作是SRT计划．首先是参与范围广，每年会有40－50项课题列入学校支持计划，二是取得成绩大，在挑战杯获奖．

2．2多样化发展

实践多样化有助于百花齐放．为了增强视野，我们每年派同学到兄弟大学进行实践；同时最近几年，也有部分外校生科院的本科生到我系实践，也和我们的同学进行交流；另外是教师的国际化视野，每年生科院都会派青年教师出国进修，拓宽教师的国际化视野．

2．3企业平台建设情况

为了将学生实践教育和工程素质培养落实，生命科学学院结合科学研究与工程技术开发，充分利用社会力量办学，签订协议进行校外实践训练基地．

3创新实践教学模式的具体效果

3．1学生科技创新成绩显著

近四年来，学生成功申报并完成了4项山东省教育厅大学生研究性学习与创新性实验计划课题、23项校级大学生科技创新课题，36篇以科技创新实验内容撰写的第一作者学术论文，获山东省生物生工课外科技作品竞赛一、二、三等奖分别为8项、6项、5项．

3．2学生科技创新成果孵化率高

我校生物工程专业开设的发酵工艺及设备、酶工程、微生物学、生物分离工程、分子生物学、生物制药工艺、基因工程、细胞工程、药物制剂学和药物分析10门课程中，共开设实验项目67个．其中70％多是根据专业教师科研课题或学生科技创新课题研究成果改编的．及时更新了实验教学内容．十年来，生物工程专业共培养567毕业生，其毕业论文选题直接或者参考专业教师主持的科研课题、横向课题和学生科技创新课题，有23篇毕业论文（设计）获校级优秀．在校期间，参与课外科技创新活动的毕业生达180多人，占总人数的75％以上，其中继续攻读研究生125人．除考研外，毕业生就业率连续四年保持在92％以上．

3．3专业教师教学和科研水平不断提高

生物工程专业教师共主持国家级基金课题2项、省自然科学基金课题5项、省科技攻关课题2项、省教育厅科研课题4项、国家级质量工程项目1项、省级质量工程项目3项，校教研教改课题3项，教师获省级、校级荣誉称号、评优和奖励等达10多人次，30多篇，其中被SCI、EI收录10篇，CSCD核心12篇．极大提高了本专业教师的教学与科研水平．虽然我们在创新实践教学体系的实践过程中取得了优异成绩，但整个培养体系还不完善．随着教学改革的深入进行，我们会动态地进一步完善这个体系，更有效地促进大学生科学实践观和价值观的形成，形成特色教育，为山东省区域经济提供高质量的生物工程人才．

作者：于秀玲 车程川 刘金锋 杨革 单位：山东曲阜师范大学教务处 山东曲阜师范大学生命科学学院