依托科研課題探索和實踐生物工程專業本科畢業設計（論文）教學

陳旭升　劉中美　周麗　張薄博　王金晶　周哲敏

摘要：在分析造成生物工程專業本科畢業設計（論文）質量不斷下滑原因的基礎上，探索了依托科研課題教學本科畢業設計（論文）實踐環節，從科研團隊、論文選題、學術報告和評價體系四個方面進行改革和實踐，以期為生物工程專業本科畢業設計（論文）教學改革提供一定參考。

關鍵詞：畢業設計（論文）；生物工程；科研課題；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）38-0140-03

一、前言

畢業設計（論文）是高校本科教學的一個重要實踐性教學環節[1，2]。對學生而言，是理論與實踐相結合的學習階段，可以培養和鍛煉應用專業知識解決實際問題的能力，培養科技文獻查閱與科技論文撰寫能力，以及培養良好的職業素養和嚴謹求實的工作作風。對學校而言，是提升本科教學質量的主要抓手，也是檢驗能否向社會輸送合格人才的重要標準。

生物技術是解決21世紀人類面臨的資源、能源、環境、人口與健康等問題的重要手段之一，因此，生物技術產業已成為世界各國特別是大國經濟社會發展戰略的重點[3]。為了適應生物技術產業迅速發展對人才的需求，我國教育部在1998年高等院校學科調整時增設了生物工程本科專業[3，4]。目前，高等學校的生物工程專業已成為最為重要的專業之一，它是培養掌握現代生物學和生物技術基本科學原理、基本技能、工藝技術過程和工程設計等基本理論，能在生物技術與工程領域從事產業化工程設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才[5，6]。生物工程專業是以工為主、以理為輔、工理管相結合的復合型專業，具有很強的實踐性，因此做好該專業的畢業設計（論文）實踐環節，對提高教學效果和人才培養質量具有重要意義。然而，目前高校畢業設計（論文）的質量整體上出現了下滑的趨勢，主要表現在：（1）師生比例偏低，指導老師無法利用有限的精力和時間高效指導畢業設計（論文）；（2）選題盲目，課題研究內容陳舊，缺乏創新性，有的還脫離生產實際；（3）畢業論文的寫作水平差，學生缺乏科技論文寫作訓練，論文寫作格式與文獻引用缺乏規范；（4）評價體系不完善。學生們在畢業設計（論文）階段的表現是良莠不齊的，但最終畢業時獲得的文憑卻并無二致且本科畢業率幾乎一直都是100%，極大地挫傷了學生的學習積極性和主動性。因此，為了提高畢業設計（論文）質量，如何改革并完善現有的畢業設計（論文）教學模式已成為高校教育者討論的熱點之一。

從2010年開始，我們進行了依托省部級以上縱向科研課題教學本科生畢業設計（論文）的探索和實踐，讓學生在畢業設計（論文）的教學實踐環節參與到導師的在研課題中。本文以ε-聚賴氨酸高效生物合成和產業化實施項目為例，就相關的探索和實踐進行了總結。

二、依托科研課題教學本科畢業設計（論文）

1.形成合理的科研團隊。目前，高等院校本科畢業設計（論文）的教學方式多采用導師制。然而，導師制是一種精英教育的教學模式，其實質上是一位導師和一個學生之間面對面的、高度個人之間的接觸和交流[7]。這種形式的制度是依靠學生對教師的低比率，它是一種高成本的制度。隨著高等教育大眾化的來臨，高校辦學規模的擴大，生師比持續升高，辦學資源日益緊張，高成本原始形態的導師制已難以為繼，它對師生比例的要求無疑增加了導師的教學負擔。通過依托科研課題教學本科畢業設計（論文），學生在選題后就進入到導師的課題組中，與研究生統一學習和交流，建立一個由導師、研究生和本科生（1∶5∶3）構成的梯度研究團隊。在這個團隊中，導師對本科生、研究生的研究方向和內容進行統一安排和規劃，對項目研究的關鍵科學問題進行分解和歸納，形成一個個獨立且相關聯的子課題。然后，本科生自主選擇一個具體子課題進行研究。團隊中研究生協助導師對本科生進行實驗技能、實驗設備和方法等方面的培訓和指導。這樣，以科研課題為基礎，通過科研團隊各成員的分工和合作，一方面減輕導師的工作量，使導師能夠高效利用有限的精力和時間，達到事半功倍的效果。在教學過程中，避免了以往導師對指導內容不明確，對“如何導”、“導什么”等缺乏清晰的認識等問題。另一方面，傳統的一個導師和一個學生的面對面的交流，轉變成本科生與具有一定科研基礎的研究生，特別是博士生進行高度個人的接觸和交流，有效地縮短了本科生的適應期，極大地提高了其積極性和主動性。

2.選擇合適的論文題目。畢業設計（論文）的選題顯著影響畢業論文的質量，若選題過于陳舊或是假題目，研究內容與實際的研究和生產嚴重脫節，則論文的價值低或意義不大。學生僅為了學分和畢業而進行畢業設計（論文），會嚴重挫傷學生的積極性和主動性，不利于其創新能力的培養，實踐能力和綜合素質也得不到鍛煉和提高。通過依托科研課題教學本科畢業設計（論文），讓學生參與到導師的在研課題中，做到真題真做，使得學生產生濃厚的興趣，不僅能夠提高其主觀能動性，還能極大地激發其創造性。另一方面，由于畢業設計（論文）教學內容與導師的科學研究具有極高的關聯度，導師能夠充分利用自身的專業知識和學術能力使學生“站在巨人的肩膀上”，讓他們參與到本專業某領域前沿的相關研究，實現提高畢業論文質量的目的。比如，針對江蘇省產學研前瞻性聯合研究項目“新型生物食品防腐劑ε-聚賴氨酸高效提取關鍵技術與集成化研究”這一課題，要求學生嘗試各種先進分離提取方法，發現和比較這些提取方法之間的優劣性和互補性，最終提出一種可行的分離提取工藝路線，并進行實驗驗證和評價。此外，由于生物工程專業的畢業設計（論文）選題有兩種形式，即試驗性題目和設計性題目，為了能夠兼顧學生的特長以及與學生將來從事的工作，對學生進行分流，充分發揮其特長，激發學習興趣，保持個性。盡可能讓學生品嘗到成功的喜悅，并巧妙地加以引導利用，幫助學生實現“參與—成功—參與”的良性循環，使學生持續保持自主參與學習的動機。在ε-聚賴氨酸分離提取新工藝開發的課題中，鼓勵學生嘗試自己感興趣和認可的分離提取方法，在對該方法進行充分實驗和評估后，將其整合到原有分離提取技術路線中，并考察該提取方法的加入對最終產品質量和收率的影響。如果試驗結果是積極的，則嘗試讓學生對新技術路線進行工廠工程設計，為實現新工藝或新技術規模化和工業化提供一定參考和依據。

3.開設學術報告會議。科研成果匯報和科研論文的撰寫是展示科研工作者成績的有效途徑。這一過程，并不是單純的工作總結，而是進行科學研究的基本訓練，是提高分析問題、歸納問題和解決問題的重要環節。然而，本科生在畢業設計（論文）教學環節之前，本科教學中沒有開設關于科研成果匯報、論文寫作等課程，學生缺乏一定的科研基礎知識和實踐機會。因此，學生在總結科研成果，撰寫畢業論文的時候往往存在以下問題：（1）學術道德觀念淡薄，論文有明顯的拼湊，更有甚者直接從網上抄襲；（2）缺乏專業化和學術化語言描述實驗方法和結果，措辭不嚴謹、論文層次不分明，圖表說明不合理；（3）論文格式不規范，特別是論文的參考文獻、中英文摘要、圖表等。這些問題是導致畢業論文質量下降的一個重要原因。通過依托科研課題教學本科畢業設計（論文），在教學實踐中，導師要求本科生也參與到課題組的各種科研活動，包括讀書報告會、月底課題組匯報、中期匯報和專題討論等各種學術報告會議。在讀書報告會中，要求學生閱讀、分析和歸納1～2篇與課題研究相關且是近期發表的高影響因子的SCI論文，以PPT的形式解釋論文的研究內容、創新點以及對自身課題的啟發，并要求本科生、研究生和導師一起討論分析。在課題月底工作匯報、學期匯報的會議上，要求學生以PPT形式對一個月或一學期的研究內容和結果進行總結和分析，導師和學生一起討論分析，并依據實驗結果安排下一步工作計劃。此外，課題組不定期組織專題報告，由導師或高年級的博士研究生對某一專題進行學術報告，報告選題有“如何寫好畢業論文”，“生物工程學科常用科研軟件的使用”，“發表高水平SCI論文的心得體會”等等。通過這些學術報告會議，使得本科生在文獻閱讀能力，課題研究的總結、匯報和論文寫作等多方面得到系統訓練和提高。

4.構建合理的評價體系。畢業設計（論文）教學環節，從選題、實施到論文定稿，歷經約8個月甚至更長的時間，學生投入大量的時間和精力。因此，畢業設計（論文）質量的合理評價，建立獎懲制度，可以使學生產生公平感和信任感，對學生職業道德能力和素養的培養具有積極的推動作用。目前，本科畢業設計論文質量評估中分為指導教師評審、評閱老師評審和答辯評審三個環節。由于在畢業設計（論文）教學環節，學生與導師（指導教師）有更多的接觸和交流，導師對學生的態度、能力和創新性等方面有更全面的了解和掌握。因此，指導教師評審成績往往占總成績的60%以上。課題組在嚴格執行校教務處規定的畢業設計（論文）指導和管理規范的基礎上，利用模糊評價的方法[8]，構建一套合理、科學和客觀的指導教師評價體系，見表1，從學生的學習態度、學習能力和創新性三個方面定量地分析學生在畢業設計（論文）實踐環節的表現，保證畢業設計（論文）成績評定的客觀、公正。

三、結束語

畢業設計（論文）是高校本科教學的最后一個實踐性教學環節，是提高學生綜合能力和素質的重要步驟，也是評價高校教學質量的重要指標之一。筆者針對本科畢業設計（論文）教學過程中暴露出的問題，剖析了造成畢業設計（論文）質量不斷下滑原因的基礎上，探索并實踐了依托科研課題教學本科畢業設計（論文）的方法，通過形成科研團隊、選擇合適題目、開設學術報告和構建合理評價指標四個手段來提高畢業設計（論文）的質量，取得了一定的成效，已畢業學生的就業單位均反饋學生具有較強的科研能力、實踐能力和創新能力，較高的職業道德能力和水平，得到了社會的初步認可。然而，在教學改革和探索的過程，發現仍有一些問題，如畢業論文（設計）題目的難度選擇，畢業論文（設計）教學與學生考研和找工作的時間沖突等，這些問題尚需在實踐中不斷改進與完善。

參考文獻：

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[8]李洪興，汪群，段欽治等.工程模糊數學方法及應用[M].天津：天津科學技術出版社，1993.