生物工程專業實踐教學的改革與探索

林建國,王常高,蔡俊,汪江波,胡家俊

摘要：生物工程專業應用性強，對學生的實踐能力和創造能力要求高。文章分析了生物工程專業實踐教學的現狀及暴露出來的問題，提出了優化實踐教學體系的基本思路和具體實施辦法，改變了實踐教學依附于理論教學的人才培養模式，重新構建了一套科學、高效的實踐教學體系。通過實踐教學的改革，教學質量明顯提高，學生工程能力明顯加強。

關鍵詞：生物工程；實踐教學；人才培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）01-0158-02

一、引言

生物工程是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科，目前已經發展成為21世紀的前沿學科。生物產業前景廣闊，但是生物類專業學生的就業問題卻不如人意。究其根本原因，主要是因為學生在動手能力、創新能力、工程實踐能力等方面有所欠缺，不能滿足社會對生物工程領域人才的要求。湖北工業大學生物工程專業是湖北省品牌專業和國家特色專業，是湖北工業大學彰顯輕工特色的專業，其主要依托于發酵工程教育部重點實驗室、工業微生物湖北省重點實驗室、湖北省食品發酵工程中心等研發平臺。通過近幾年的改革和實踐，湖北工業大學生物工程專業的人才培養形成了以發酵工程為主線，堅持“以深化教學改革為動力，不斷優化人才培養方案；以課程建設為紐帶，促進師資隊伍建設；以培養創新人才為目標，改革實驗實踐教學體系”的指導思想，加強專業基本建設，初步形成了“重視生物科學的基礎教育，強化下游技術的工科專業建設，注重現代生物技術的融合滲透，實現傳統發酵工程的改造提升”的優勢與特色。

二、生物工程專業實踐教學體系發展及其現狀

1.實踐教學在整個教學體系中的地位。國家中長期教育改革和發展規劃綱要指出，高等教育要以提高人才培養質量為中心，支持學生參與科學研究，強化實踐教學環節。生物工程專業培養出來的人才應具備扎實的理論基礎，同時受過嚴格的實驗技能訓練，熟悉生物工程工藝原理以及過程，了解生物工程設備原理及控制。所以，實踐教學在整個教學過程中占有重要地位，是培養人才的重要手段，也是促使知識向能力、素質轉化的有效途徑，有著理論教學不可替代的作用。

2.國內高校對實踐教學改革的探索與實踐。高校的人才培養欲與社會接軌，就必須注重培養學生的實踐能力。合肥工業大學主張在專業方向課程設計教學過程中培養學生的綜合設計能力、創新能力，該措施實施后，顯著提高了課程的教學質量；吉林農業科學學院通過整合部分專業課程內容，改革原有專業課程體系，構建了生物工程綜合實踐教學創新體系，對生物工程綜合實踐的教學內容、教學方法和手段、實踐教學考核方法進行了改革；西南石油大學則從實驗室建設、教學手段、課外活動等方面對生物工程專業實踐性教學環節中實驗、實習和工程設計進行了改革，并取得了喜人的成績。湖北工業大學在吸取兄弟院校改革經驗的基礎上，結合學校實際，在已制定的生物工程專業人才培養方案的框架下，構建新的實踐教學質量保證體系，對于提高學生的動手能力、創新精神與工程實踐能力，具有十分重要的意義。

3.實踐教學在改革中暴露出的問題。實踐教學與理論教學緊密聯系，并相對于理論教學，是獨立存在的一系列教學活動的總稱。隨著經濟發展，技術革新，現有的實踐教學體系開始不能滿足社會對創新型人才的需要，暴露出了許多制約人才培養、阻礙科學進步的問題。目前，我國實踐教學體系暴露出來的主要問題有：對實踐教學缺乏足夠重視，教學質量參差不齊；生物工程教學缺乏系統性，實踐教學體系缺乏整體性；實踐內容陳舊，教學內容脫離實際；實踐教學學時少，訓練強度不夠；教學資源稀缺，工廠實習未得到落實，教學計劃與教學實施相距甚大。因此，制訂出一套行之有效的實踐教學標準化操作流程，對于提高實踐教學的效果是毋庸置疑的，也是目前實踐性教學改革的發展趨勢。

三、生物工程實踐教學的改革與探索

1.優化實驗課程體系，提高實驗教學質量。以建立學生知識的系統性，提高學生解決實際問題的能力為總體思路，合理制定實踐教學方案，完善生物工程專業實踐教學體系，是培養學生工程實踐能力的關鍵。為了優化實踐教學體系，提高實踐教學質量，采取了以下具體措施：①轉變教師教育思想，深化學生實踐學習觀念，雖然教師對實踐教學的重要性已經是耳熟能詳，但是在實際教學過程中，依然存在一些教師或者學生缺乏足夠重視的現象，實踐教學常常依附于理論教學而存在。因此，實踐教學改革首先應該從指導思想入手，提高教師對實踐教學的重要性認識，深化學生實踐學習的思想觀念，確保教學質量。②實現專業課程的系統化，提高學生實踐、實習能力，生物工程專業涵蓋的知識面廣，各學科既有區別又有交集，在解決實際問題時，需要學生具有扎實的理論基礎。因此，對生物工程專業課程進行了調整和改革，將生物化學、微生物學、分子生物學、基因工程、生物工程工藝原理、生物工程設備、生化技術、發酵工廠設計概論、專業分析等專業課設置成一個有專業特色的教學系統，緊密聯系各學科，科學安排課時，系統地開設實驗課。③建立實踐、實習標準化流程，確保學生的實習效果，為建立實踐教學標準化流程，完善實踐教學體系，湖北工業大學生物工程專業將整個實踐教學系統劃分為基礎實驗、專業實驗、綜合實驗、認知實習、生產實習、畢業設計六個階段。并將各個階段有機聯系起來，成為一個獨立的教學系統，有計劃，有層次地對學生進行訓練。④完善學生考勤模式，優化教學評估系統，成立實踐教學專門管理小組，對校內外學生實踐進行管理；完善考勤模式，確保實踐教學流程的健康運行。⑤建立開放和半開放實驗室，鼓勵學生進入實驗室，選擇性開放一些實驗室，在實驗室管理制度的約束下，允許學生進入實驗室進行觀摩、實驗。對學生進行儀器操作的培訓，提高學生的實驗技能。學生經過培訓后，實驗技能得到了很大提高，在“湖北省首屆實驗技能大賽”中，我校多名學生參賽并獲獎。

2.建立校內模式化產品生產基地和校外工廠實習基地。整合校內教學資源，聯系學校分子生物學實驗室、發酵工程實驗室、膜技術研究所，建立校內模式化產品生產基地。基地建成后，學校將有能力完成生物產品的研發和生產，可讓在校學生在最短的時間內熟悉生物產品從研發到生產的全部過程，可以實現理論和實踐的無縫對接，培養學生的工程實踐能力。同時，與校外工廠合作，建立實習基地和研究基地，定向培養專業人才。并成立專項管理小組，聘用技術和管理顧問，確保基地的健康運行。

3.鼓勵和指導學生參加課外科研活動。鼓勵學生根據興趣和實驗室條件，選擇指導老師，自主撰寫項目申請書，申報學校批準，著手實驗，結題后，鼓勵學生發表科研論文，申請專利等。為確保有更多學生在該活動中受益，增加了科研項目和科研經費，支持學生的科學研究，同時鼓勵老師對學生的課外科研活動進行指導。在開展大學生科技立項活動以來，許多學生擁有了自己的研究成果，例如，我校學生的科研項目：“湖北省特色資源-小龍蝦制備甲殼素/殼聚糖的清潔生產工藝”，獲得了湖北省第八屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽“特等獎”。

4.以科研促進實踐教學，以教學協助科研。邀請學生進入實驗室，協助老師或研究生進行科學研究活動。各實驗室老師可根據實驗室資源，選聘本科學生成為實驗室助理，為學生建立廣闊的科研平臺。

四、改革成果

1.注重綜合能力培養，教學質量得到提高。實踐教學改革新方案得到實施后，學生的動手能力、創新能力、工程實踐能力等方面都得到了極大提高。實踐環節強化了學生的思維分析能力，培養了學生團隊協作精神，給學生適應社會奠定了堅實的基礎。

2.教學與實踐對接，就業狀況明顯好轉。通過實踐教學改革，實現了教學與工廠對接，學校根據工廠需要培養出了一批基礎知識扎實，實踐能力強，有創新精神的畢業生。這些畢業生基本上具備了獨立分析問題，解決問題的能力，能很好地適應社會的需要，畢業生的就業狀況得到好轉，并在行業內受到廣泛的好評，學校也獲得了“全國畢業生就業典型經驗高校”榮譽稱號。

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基金項目：本課題受湖北省教育廳教學研究項目（省2008235）和湖北工業大學教學研究項目（校200908，200909）資助

作者簡介：林建國，博士，副教授，主要從事生物工程教學和科研工作。