生物工程專業建設的研究與實踐*

蔣盛巖 趙良忠 余有貴

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生物工程專業建設的研究與實踐*

蔣盛巖 趙良忠 余有貴

邵陽學院生物與化學工程系

根據生物工程專業的特點，參照新形勢下人才培養的需要，在調研、考察國內兄弟院校生物工程專業和邀請校內外有關專家論證的基礎上，結合邵陽學院實際，從人才培養目標、專業特色、課程體系、師資隊伍、實踐教學環節等方面對生物工程專業建設進行了探索與實踐。

生物工程 專業建設 人才培養

生物工程是生物學和工程學交叉融合的一門邊緣學科，其基本任務是實現生物技術的產業化，即運用化學工程學原理將生物技術的實驗室成果進行工業開發，從而實現生產的大規模化。生物工程不僅與基因工程、細胞工程、生化反應工程、工程制圖、生物工程設備等諸多領域密切相關，而且具有較強的應用性，它強調以應用學研究為中心，注重生物產品的開發。因此，與其它學科相比，生物工程專業需要具備更高、更全面的知識、能力和專業素養。我校生物工程專業于2004年開始正式招生，目前屬于省級重點建設、重點資助專業。為社會培養“厚基礎、寬口徑、懂技術、高素質、具有創新和創業意識”的生物工程專業高素質應用型人才，是我校生物工程專業建設的指導思想。多年來，我們結合學校的優勢和特色，并借鑒兄弟院校的經驗，在生物工程專業建設上進行了積極的探索。

1 生物工程專業的人才培養目標與專業特色

1.1 人才培養目標

生物工程專業屬工科專業，以培養應用型人才為主，要求學生既具有一定的科學素養，又具有一定的工程技術。當今生物學及相關學科進展日新月異，許多新技術、新儀器、新設備相繼出現，但是它們出現的背后離不開生物工程基礎理論知識，所以學生需要熟練掌握生物學、理工學、信息科學等各學科基礎理論，并將各學科知識相輔相成，融會貫通。生物工程是一門應用性學科，學生在學習理論知識的同時，須學會應用創新性思維，獨立發現并解決化學工程技術中存在的實際問題。在教學過程中，應努力結合工程學技術要求和實際需要進行人才培養，將理論知識與實踐結合起來，知行合一，用理論指導實踐，用實踐驗證理論，才能確保畢業生畢業后能迅速適應工作需要。因此，本專業的人才培養目標旨在培養德、智、體全面發展，掌握現代生物技術基本科學理論、基本技能、工藝技術過程和工程設計等基本理論，具備在生物工程、食品、生物制藥等領域從事產業化工程設計、生產、管理、產品質量與安全檢測控制以及新技術研究、新產品開發的能力；熟悉與生物工程有關的方針、政策和法規；了解當代生物工程發展動態和應用前景；掌握資料查詢和科技寫作的基本方法；具有從事科學研究、技術創新和實際工作能力的應用型生物工程技術人才[1，2]。

1.2 專業特色

我校是一所地方性本科院校，辦學宗旨是為地方經濟發展培養應用型、復合型專業人才。因此，我們將生物工程專業定位為：立足湘中南地區經濟發展，根據服務地區生物工程、食品、醫藥工業和農業的指導思想，以農產品深加工和精加工、生物活性成分提取為教學主線，在充分利用本地區自然資源上尋找突破口，結合生物工程專業的科學內涵，發揮我校生物工程專業人才和設備優勢，為地方經濟建設培養懂管理、會經營、精業務的生物工程專業高級人才。根據社會對生物工程專業人才的需求，圍繞生物工程專業培養目標，探索適合于生物工程專業應用型人才成長的產學研結合的培養模式，對人才培養方案進行優化，對教學內容進行整合，形成以微生物發酵（優良菌種選育和改造、發酵代謝過程優化與控制）、功能成份提取、與食品生物技術相互交叉的生物工程專業特色[2]。

2 課程體系建設

參考國內部分學校生物工程專業的課程設置，結合我校自身的學科優勢與特色，在走訪和調研企業與市場對生物工程人才的需求的基礎上，我們先后多次修訂培養計劃。在培養計劃的修訂中，明確了應拓寬學生的專業口徑，增加新的教學內容，加強綜合性實驗技能的培養，并強化工程能力的訓練，以確保教學質量的提高；對原課程體系進行調整和完善，從人文素質和科學素養綜合培養的思路出發，構建由理論課程體系、實踐課程體系和素質拓展體系三部分組成的人才培養模式，課程結構主要包括通識和基礎課平臺，專業核心課模塊、專業選修課模塊和實踐教學環節[3-4]。

2.1 改革培養模式，造就應用型人才

課程體系結構設置按照“厚基礎、寬口徑、懂技術、高素質、重實踐”的原則，著力培養學生綜合素質；體現創新教育理念，突出實踐能力培養，注重系統性、前沿性和適應性，體現“促進人的全面發展”的大學人才培養目標，構建“平臺+ 模塊+ 課程群”的新型人才培養課程體系。

2.1.1平臺課體現厚基礎、寬口徑。平臺包括公共基礎平臺和學科基礎平臺，公共基礎平臺注重能力培養和素質提高，體現厚基礎。公共基礎平臺包括:思想政治課、哲學理論、時政與社會等課程組；創新意識與學習能力課程群包括英語、體育、計算機、數學、物理等基礎課程，促進大學生綜合素質的全面提高。學科基礎平臺包括學科基礎課和跨學科基礎課，體現寬口徑。在保證課程內容的理論、方向相對穩定的基礎上，對課程內容進行整合，保持課程之間的有機銜接，精選課程內容，優化課程內涵結構。

2.1.2模塊課體現“重實踐”和專業能力培養。模塊課主要由專業基礎課、專業課和實踐教學環節構成，體現專業基本素養和能力的培養。專業基礎課是專業能力培養的基礎，在保證教學內容不減少的情況下，解決好課程容量和含量之間的矛盾，重點在于提高其教學質量、效率和效益。

2.1.3課程群。專業知識與專業能力課程群包括生物工程和生物技術領域的終端課程、以能力培養為核心的綜合訓練課，強調訓練學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，培養其學習能力與創新意識[4]。

2.2 優化課程體系設置，加強基礎課教學

為盡可能地優化課程設置，我們組織開展了幾次大型的教學工作研討會和課程體系論證專家會議，在充分征求教師和專家意見的基礎上進行了以下調整。

2.2.1課程設置順序調整。生物工程專業的主要特點是涉及領域多、專業基礎課多、系統性強、課程鏈條長等。在課程設置時，先開設化學類(無機化學、有機化學、分析化學、物理化學) 和數學類基礎課，然后是普通生物學、生物化學、微生物學等專業基礎課，接著開設細胞生物學、生物工藝學等專業課，最后是生命科學類的終端課程，如生物分離工程、細胞工程、酶工程、基因工程、生物工程綜合實驗等大實驗，并將課程前壓，盡量騰出大四兩個學期的時間，以保證畢業論文撰寫和創新能力培養的時間。

2.2.2知識體系重疊部分前移講授。生物工程專業基礎課多，部分課程有重疊。為了解決這個問題，在專門課程體系論證會上充分征求教師和專家意見，進行知識點的重新梳理、銜接，合理排布各門課程開課順序，使課程之間重疊部分前移講授，即重疊部分由開設較早的課來講，后面開的課不再講授。

2.2.3課程的增加與拓展。考慮學生后期專業方向的分化，增設專業英語、文獻查閱與科技寫作、生物工程前沿專題講座等選修課程。同時，為拓展學生知識面、培養應用型人才、增加學生就業渠道，設立了生物試驗設計與統計學、食品生物技術、釀酒工藝及企業管理學和市場營銷學方向課程，學生可以根據個人興趣和職業規劃進行選修。另外，將大學生創新實驗項目、學科競賽及參加老師科研項目等第二課堂納入課程體系，以完善學生知識結構、培養學生創新能力。

3 師資隊伍建設

在專業建設過程中，始終堅持以人為本，努力打造一支素質精良的師資隊伍。精心構建師資隊伍建設，制訂切實可行的師資培訓計劃。通過重點培養、引進優秀人才、實施“青年教師導師制”、組織教師到生物工程相關產業和領域一線學習、兼職；以生物化工重點學科為依托，以微生物發酵、功能成分提取和食品生物技術作為生物工程專業開展科研工作的三個主方向為中心，充分利用學校的科技和人才資源，通過校、市共建生物化工研究所、食品技術研究中心，提供面向區域經濟進行產品研發和成果轉化的支撐平臺，提升教師的科研水平和服務地方經濟建設的能力。現已建立了一支年齡、學歷、學位、職稱、發展前景好的專業教師隊伍，教師的知識結構、年齡結構、學歷學位結構合理，完全能滿足教學的要求。

3.1 加強教學改革與科學研究，提高教師學術水平與教學水平。推進青年教師培養導師制，賦予老教師指導青年教師的義務和責任，通過課堂教學觀摩、教學督導聽課、課程教學質量評價等措施，不斷提高教師的教學水平和教學質量。同時積極鼓勵教師進行教學改革實踐，不斷更新教學內容和改進教學方法，對獲得教學改革課題和發表教改論文進行獎勵；另一方面，所有教師都參與科學研究，不但加強了教師業務素質的鍛煉，還使教師深化對學科知識的理解，了解學科前沿，清楚生物工程產業所需，開闊專業思維，授課有的放矢，以實踐來豐富、深化教學內容，更好地貫徹特色專業培養要求。

3.2 加強校企合作，提高實踐教學水平。積極支持中青年教師深入企業一線實習和鍛煉，參與企業“特派員”工作，從實踐中尋找科研課題，豐富實踐經驗和掌握社會實際需求；同時聘請企業的一線技術專家擔任兼職教授，定期回學校授課或開展講座。

3.3 深入推進教師培訓和交流。通過多種形式和途徑，鼓勵中青年教師到國內外著名高校或重點實驗室去訪問研究、進修或攻讀學位，進一步提高專業知識和專業技能，掌握學科的發展動態。同時也邀請國內外同行前來學校開展學術交流，以拓寬和提高教師和學生的知識視野。

3.4 加強教學與科研團隊建設。生物工程專業牽涉課程面廣，知識跨度大，既有生命科學的知識，又有工程技術的內容。我們根據學科領域組建科研與教學團隊，集中力量建設教學與科研平臺，如生物化工教學與科研團隊等。通過組建梯隊合理的團隊，更有利于安排中青年教師進修學習、訪問及深入企業實踐，全方位提高教學隊伍的教學水平、學術水平和實踐水平，從而構建一支了解社會需求、掌握學科動態、年齡結構合理、綜合素質優良、充滿教學激情的師資隊伍。

4 重視實踐教學環節，構建科學合理的實踐教學體系

4.1 單獨構建實踐教學體系，加強學生應用能力培養

構建包括由獨立實驗課、課程實習、認識實習、生產實習和畢業實習（工廠實習）、畢業設計（論文）組成的遞進式實踐教學新體系。

主要的課程實驗(如生物化學、微生物學等) 均單獨排課，且實驗內容不斷改進、更新和補充，增加時效性，充分調動學生學習的興趣。

根據教學進程和生物產品開發、生產程序，按照理論與實踐相結合、課內教學與課外教學相結合等原則，構建包含“基本技能訓練—綜合技能訓練—創新能力培養—工程技術應用”四級模塊的實習教學體系。基本技能訓練模塊由無機化學課程實習、有機化學課程實習、分析化學課程實習、儀器設備拆裝與操作等子模塊構成，采取精選實習內容、提高實習項目的綜合性，讓學生掌握試劑配制、常規分析及常用儀器設備的安裝調試、維修等主要內容，達到規范操作、熟練使用、結果準確的目的，加強學生基本技能和素質的培養；綜合技能訓練模塊由專業基礎課程實習、專業課程實習、課程設計、生產實習、畢業實習等子模塊構成，通過單獨開設的一系列由綜合項目及產品生產為主要內容的課程實習、工程原理設計、生產實習、畢業實習的訓練，提升學生的工程素質，培養學生運用理論知識分析和解決工程問題的能力；創新能力培養模塊由研究創新實驗、科技創新活動和畢業設計（論文）等子模塊構成，通過學生科研立項、參與教師科研、教師指導學生參加科技創新活動以及畢業設計（論文）等實踐教學環節，激發學生的創新興趣和激情，提高學生產品開發和解決工程實際技術問題的能力；工程技術應用模塊主要對學生進行微生物檢驗師、食品檢驗師、ISO22000（食品質量安全）內審員、外審員等資格培訓與考核，為學生就業奠定堅實基礎。

4.2 建立校內實習教學基地，加強學生專業技能培養

充分開發和利用食品工程實習工廠、生物制品分離工程實驗室、分析檢測中心和市食品研究所、市生物研究所等原有實踐教學資源，按生物專業大類組建工程模式的多功能校內實習教學基地。通過集中師資、設備力量，加大投入等措施，建成了集人才培養、科學研究和服務社會三大功能為一體的校內實習基地。基地模擬工廠產品生產過程，圍繞“產品研究、開發、加工、檢測”進行合理分工，形成了可承擔技能訓練、產品試制、產物分離、產品檢測四大任務的工程實習基地，每年承擔11門課、38周課程實習和12周畢業論文（設計）任務。

4.3 建立校外實習基地，實現高水平畢業實習

校外實習基地是培養學生動手能力和培養應用型人才必不可少的場所，建立一批穩定的實踐實習基地，可以促進學校與企事業單位優勢互補，為學生實習創造良好條件，鍛煉和培養學生的實踐能力。現已與國內多家生物工程相關企業建立聯系，確保教學實習目標的完成。學生的畢業論文除了大部分在校內完成外，還有一部分在校外實習基地完成。學生可結合校外實習基地的實驗情況，經與校外導師協商確定選題完成畢業論文。在校外完成畢業論文的學生，校內和校外實習基地均有指導教師，確保畢業論文( 設計) 質量。學生通過直接參與企業研發與生產，了解企業運行機制，熟練使用科研設備，掌握基本生產流程，提高了實踐動手能力和科研創新能力。

5 結語

21 世紀是生物學世紀，生命科學的發展以及它和工程科學的結合帶來了生物工程產業的蓬勃發展，生物工程產業被譽為“朝陽產業”，產業的快速發展，帶動了人才的大量需求。作為一個理、工相結合的新興工科專業，生物工程專業的創辦，在改造傳統專業和促進學科交叉方面具有重要意義，但也存在許多不可忽視的問題[5]。作為新辦地方高等學校，目前我們從人才培養目標、專業特色、課程體系、師資隊伍、實踐教學環節等方面對生物工程專業建設進行了探索與實踐，體現出較好的專業特色、課程特色以及培養方法特色，但要辦好生物工程專業，還要在很多方面進一步摸索，我們將繼續研究分析國內外生物工程發展的趨勢，結合我校實際，不斷改善和優化人才培養方案，優化知識結構、提高綜合素質，不斷更新并改革生物工程專業的教學內容和教學方法，培養高水平的專業技術人才，更好地為地方經濟建設服務。

[1] 鐘青萍，楊幼慧，王麗，等.生物工程省級特色專業建設的探索與實踐[J].中國科教創新導刊，2012（11）：60-61.

[2] 趙良忠，蔣盛巖，余有貴.生物工程專業教學計劃的修訂與思考[J]. 海峽科學，2007(9)：50-51.

[3] 蔣盛巖，趙良忠，余有貴.生物工程專業課程體系與教學內容改革探討[J].科教文匯，2009（1）：72，75.

[4] 張守濤，方惠敏，黃進勇. 生物工程專業創新人才培養方案的改革與實踐[J].教師，2012（5）：102-104.

[5] 黃衛東，劉先利，鄒濤，等.新建地方高校生物工程專業建設的實踐與思考[J].廣東化工，2012，39（5）：243.

基金項目：邵陽學院教改項目（2011JG09）。