生物工程創新人才培養模式的構建方法探析

陳勤　謝繼莘　開遠忠等

摘要 結合新時代創新型人才培養的使命，以及生物工程人才培養的現狀，從課程設置、實驗、教學、實習體系方面因素，初步探索生物工程創新性人才培養模式的構建方法。

關鍵詞 生物工程；創新人才；培養模式；方法探討

中圖分類號 S-01 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01570-03

創新已成為21世紀的代名詞，這個創新的時代當然也是屬于生物的時代，其發展創新已成為時代的趨勢。生物工程是20世紀70年代初興起的一門新興的綜合性應用學科，它是結合化學工程、微電子技術、機械以及計算機科學等基礎學科而形成的交叉學科[1]，包括五大工程，即遺傳工程（基因工程）、細胞工程、微生物工程（發酵工程）、酶工程（生化工程）和生物反應器工程，它們之間互相聯系、互相滲透，正在經濟建設的各個領域中發揮著重要的作用，為人類的生產生活提供極為豐富的物質基礎。生物工程專業以培養生物學應用型，能在生物技術與工程領域從事設計生產管理和新技術研發、新產品開發的工程技術人才為目標。目前大多數高校都開設了生物工程專業，為應對發展趨勢與市場競爭，培養適應經濟建設的生物工程專業創新型人才，以及與之相匹配的人才培養模式，是擺在當今生物工程領域的發展與創新面前的重要課題。

1 生物工程人才培養的現狀

目前雖然大多數高等院校都開設了生物工程專業，在人才培養上也進行了完善和創新，但是依然存在很多問題。

1.1 課程設置不科學 在課程設置上，學分分配存在諸多不合理，每個學科都有不同的特點，各個模塊因此要做不同的調整。專業課程之間未體現聯系與銜接，選修課程學分分配過少，且缺乏廣度和特色。

1.2 實驗模塊缺乏合理的體系，實驗室硬件設施不完備 驗證性、經典性實驗占主導的現狀對創新人才的培養是極為不利的。實驗設施不齊全給實驗的順利開展造成很大的阻礙，尤其很多實驗室缺少后期投資，儀器的定期檢修與精密儀器的校正等都做得不到位。

1.3 教學模式單一，缺少創新 目前在教學過程中，多數授課教師仍然采用“滿堂灌”和“獨角戲”模式，教師在講臺上照本宣科，并沒有采用師生互動式、啟發式、問題式、學導式、案例式等新教學方法，無法激發學生的學習興趣和認知思維，結果是課堂氣氛沉悶，學生昏昏欲睡，收不到應有的教學效果[2]。

1.4 實習體系不完善，缺乏優質的實習基地 教學實踐是鞏固理論知識的重要手段，也是訓練學生動手能力與技能的必要途徑之一。根據調查，發現目前多數高校在學生見習和實習方面，基本上是采取到生物公司或食品企業進行走馬觀花式參觀的模式，高校與企業結合在創新性人才培養上比較松散，尚沒有真正形成密切的結合體[3]。

2 生物工程創新人才培養模式的構建方法

2.1 課程體系的設置

課程體系是構建人才培養方案的核心，結合生物工程專業的性質以及培養目標，課程結構設置應該以重視基礎、拓寬范圍、提升素質、強化能力為原則，著力培養和提升學生的綜合素質，體現創新性教育的理念，并且突出實踐能力培養為目標（表1）[4]。表1中將課程分為五大模塊，每個模塊具有不同的作用。很多高校的課程體系也是非常全面的，這就要求在課程的深度和廣度方面掌握好尺度，避免重復知識占用課時，又要保證體現知識體系之間的銜接，專業課教師之間做好溝通交流，達成知識范圍的界定與連接。

2.2 實驗體系的設置

生物工程是一門實驗性和實踐性非常強的學科，因此實驗體系顯得至關重要，它不僅是理論與實踐之間的契合點，更是培養學生實際操作以及創新等多方面能力的關鍵點，所以對實驗體系的科學合理的設置是生物工程創新性人才培養的關鍵之一。

生物實驗可分為3個類型：基礎性實驗、專業綜合性實驗、研究創新性實驗。基礎性實驗主要是培養學生的基本實驗技能，包括經典或驗證性實驗的操作方法和原理、一般儀器的使用、實驗數據的處理、實驗報告等。主要實驗內容包括動植物組織制片與染色技術、細胞形態觀察、流式細胞儀、酶標儀、電泳技術與PCR技術的操作訓練等。專業綜合性實驗與基礎性實驗的區別在于更加系統，難度更大，不僅要求學生具有良好的動手能力，還要具備分析問題與解決問題等諸多方面的能力。在這個過程中，目的是培養學生實踐操作、獨立思考與解決問題、綜合知識的運用等方面的能力，同時樹立科學、嚴謹的實驗態度。主要實驗內容包括生化遺傳實驗、細胞生物學實驗和分子生物學實驗等。研究創新性實驗可以說是培養學生的創新意識、創新思維、創新技能的關鍵所在，學生需要在導師的指導下完成實驗方案的設計、方法的選擇、步驟的執行、數據的處理、結果的分析等一系列過程，主要內容包括創新實驗、畢業論文設計與導師科研項目等。確定以基礎性實驗為基石，專業綜合性實驗為主體，研究創新性實驗為龍頭的原則，在實驗課程安排上：第一二學年主要開設基礎實驗，可鼓勵學生積極參加大學生創新試驗、大學生科研訓練試驗項目，提前進入老師實驗室，適應實驗室氛圍，作為老師和研究生助手，學習更多的基礎操作技能；從大二下學期開始開設專業綜合性實驗，與相應專業課的開設相對，期間可同時在要求范圍外為學生提供研究創新性實驗。第四學年主要是研究創新性實驗，如畢業論文試驗、也可以與企業聯合培養，做畢業論文設計等[6]。

值得強調的是：①科技的更新速度特別快，在實驗內容設置上，也要不斷更新前沿科技，重視增加現代生物實驗技術和方法；②目前本科生的實驗準備工作基本是由實驗員或授課老師完成，比如實驗儀器的預熱，實驗材料的前期處理，實驗試劑的配制，實驗過程中數據的計算等，應組織學生參與實驗的準備工作，讓學生了解整個實驗的統籌安排，鍛煉學生的思維與動手能力[7]；③在日常的實驗教學中，要積極鼓勵學生對實驗中遇到的“非正常”現象提出思考與驗證，在學生的實驗報告中，要求對實驗中出現的問題進行討論和分析；④全力支持學生申請國家級或校級創新實驗項目、大學生科研訓練計劃以及參與老師的科研項目。為了能讓更多的學生參與到科研創新活動中，學院應為學生提供開放式的實驗平臺和特定實驗室。二、三年級學生也可以根據自己的興趣，自主選擇一個課題進行獨立研究，老師提供指導，學院增加科研經費，支持學生的科學研究。結題后，鼓勵學生發表學術論文、申請專利等，培養學生的科研興趣與實踐創新能力。可在此模塊設置相應的精神和物質獎勵，調動學生和指導老師的積極性[8]。

2.3 教學模式的創新

教學對于學生知識系統的形成是至關重要的，課堂教學自然成為主要形式。首先，應建立一支高素質、跨學科、具有創新能力的師資隊伍，以為人才培養提供強大的支撐。目前課堂教學普遍缺乏創新，老師是課堂的主角，以單一的講授方式灌輸專業知識，缺乏互動與其他新式的傳授方式，這對于學生的主動性以及思維方式的鍛煉存在很大的弊端。關于教學模式問題的提出已由來已久，關鍵在于教師。良好的教學模式需要教師具備足夠的耐心、責任心以及對現代人才需求等方面的充分認知。目前比較好的方式有：①啟發式：教師創造問題情境、設置疑問，引導學生進行新知識的獲取與學習；②討論式：教師設置問題，學生以小組等形式討論得到問題的答案；③互動式：增加老師與學生，同學之間的互動，使課程更加生動，提升學生的學習興趣；④其他新型的課堂學習模式：比如學生講課制，案例式等。與此同時，采用先進的教學方法，如網絡教學、多媒體、網上答疑等教學手段，建立現代信息化教學平臺[9]。目前一些高校在部分專業課上采用英文教材，雙語授課，這不僅可以提高學生的英文水平，也可增加專業英語認知、英文論文寫作能力，取得了較好的效果。此外，在教學內容相對穩定的情況下，教師應該在課堂上及時補充與課程相關的最新科研成果，讓學生能了解到學科的前沿與發展方向。新的教學模式對教師提出了更高的要求。在對學生充分負責的原則下，教師要及時調整自身課堂進度，以及對正確、完整知識的講授、補充，對語言與表達的準確把握等。

新世紀優秀的人才必須具備良好的綜合素質。高校要把“第二課堂”提到一定高度，作為素質教育的補充，一方面要積極對教學內容、教學手段與方法、實驗教學等各個環節進行改革與優化，另一方面要積極開展各種學術講座、知識競賽、興趣小組、創新實踐等方面的活動，鞏固學生的實踐能力，激發學生的學習興趣[10]。這種形式的實踐學習對于學生的主動學習，實踐創新等方面能力的提高都能起到促進作用，應該大力提倡。

2.4 實習基地的建立與實習體系的完善

建立實習體系的目的是在真實的環境中培養學生的專業技能和創新能力，以及解決實際問題的能力，達到理論與實踐結合，進而實現理論服務于實踐的提升，增強實際的工作能力和專業技能。相關實習經歷能使學生接觸到生物工程領域科技與技術在實際中的運用模式，以及產業化與實驗室水平存在的差異，進而回到理論的研究與提高，即理論—實踐—理論的模式。要做到如下幾點：①學院要從學科的不同角度出發，以 “雙贏”的模式積極與企業建立實習基地，聯系食品、醫藥、食用菌等方面的公司與企業，以為企業提高技術方法咨詢等形式，為學生爭取到優質的實習基地；②保障實習內容，根據學生的興趣分配實習基地，每組要配備一名導師，負責指導和監督，保證學生能真正參與到生產流程的多個環節并能從中得到鍛煉；③合理調配實習時間，目前實習一般安排在大三的暑假或者是大四上學期，為期1個月以內，可適當延長或者以多時段的方式增加實習時間，形成系統的實習體系，包括參觀實習、實踐實習等形式；④一些企業考慮自身利益，很多關鍵性的崗位不讓學生動手參與，減少了學生動手實踐的機會，因此，可采取校內與校外實習相結合的方式，由學院投入資金建立校內實習教學基地，彌補校外實習學生動手不足的缺點；⑤聘用企業的研發人員、工程師等承擔部分課程或者到學院開展講座等形式，讓學生了解企業的前沿技術與理論運用，教師在日常的教學活動中也應涉及相關工程產業的滲透與實習重要性的灌輸。

3 結語

在生物工程學科蓬勃發展的今天，對創新性人才的要求與需求也不斷提高。因此，良好的人才培養模式是最基礎也是最重要的保障。在今后的教學實踐中，學校應大力加強對學生的專業基礎、實踐創新能力以及多方面素質素養的培養，為生物工程領域培養更多更優秀的創新人才，為專業與人才發展提供強有力的保障與動力。

參考文獻

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