生物工程專業生產實習模式探索

王仕楷+黃金林+謝虹

摘要：生物工程作為工科專業，以應用型工科人才的培養為主，因此，學生綜合實踐能力的培養顯得至關重要，而高年級學生專業生產實習的開展是實現這一目標的重要措施。本文結合我校生物工程專業生產實習的設置，對我校生物工程專業生產實習的模式進行介紹與分析，并對生物工程專業生產實習的后續改進提出了一些建議。

關鍵詞：生物工程；生產實習；實踐教學

中圖分類號：GQ819 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）09-0029-02

一、引言

生物工程是以生物科學與生物技術為基礎，由細胞工程、基因工程、酶工程、發酵工程、微生物學、遺傳學、分子生物學以及生物化學工程學等多學科相互交叉滲透、融合、發展而成的新興的工程技術學科，是21世紀前沿學科之一。生物工程是聯結生物學理論創新與生物高新技術成果產業化的紐帶，是實現生物學研究成果轉化為生產力的工具。目前，國內已有過百所高校開設了生物工程專業，生物工程專業的培養目標是“本專業培養學生具有生命科學的基本知識，掌握生物技術及其產業化的科學原理，工藝技術過程和工程設計等基礎理論、基本技能，能在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的工程技術，以及具備進一步深造與發展潛質的高級復合型人才”[1]。在生物工程專業的培養過程中，工程實踐能力的培養與鍛煉是至關重要的環節之一。當前，許多高校生物工程專業的培養方案中，針對學生綜合實踐能力的培養還不夠，同時，缺乏專業性與系統性。本文針對生物工程專業的特點與培養目標，分析了本專業的培養方案與實踐教學中存在的問題，淺析了以產物為主線的生物工程專業生產實習的新模式。

二、傳統生產實習存在的問題

鑒于生產實習的重要性，絕大多數開設生物工程專業的國內高校在專業設置中均設有生產實習這一環節，多數高校的生產實習以企業實習為主，但是，傳統的企業生產實習的方式存在許多問題。

（一）實習基地不足，基地質量較低

雖然多數高校均與眾多企業共建實習基地，但是，由于近年來企業管理制度的日益，加之市場競爭的加劇，企業對高校生產實習的意愿日益降低，使得生產實習基地的選擇日益困難。另外，由于企業始終將企業的生產管理和經濟效益放在第一位，學生的實習安排只能跟隨企業的生產設置，很難按照學校的培養方案進行，這就使得生產實習的質量得不到保障；同時，由于實習時間的安排有限，很容易導致實習過程中只能接觸到生產過程的某一環節，使學生難以得到系統的學習機會，難以達到生產實習的實習目標。

（二）學生動手機會不足

隨著現代企業自動化程度的不斷提升以及管理水平的不斷完善，生產過程中人工操作的環節越來越少，同時，企業對經濟效益的追求使得其很難為實習學生提供“練手”的機會。此外，生產實習過程中的安全責任問題始終放在首位，這也是制約企業接納學生的關鍵因素，企業不愿承擔學生在實習過程中人身安全的風險，因此，更不愿讓學生直接參與實習[2]。綜合以上因素，絕大多數企業實習是以學生參觀實習為主，學生很難得到動手操作的機會，不能發揮生產實習的真正作用。

三、生產實習模式探索

面對實習基地資源不足、基地質量差以及學生動手機會不足等問題，有必要對當前的傳統實習方式進行改變，探索新的生產實習模式，以保證生物工程專業生產實習目標及生物工程專業培養方案的實現。

（一）我校生物工程專業生產實習新模式的建立

為更好地完成生物工程專業生產實習的培養目標，我校一改傳統的企業實習方式，在校內建立生物工程專業生產實習平臺，購置了生物工程上游、中游及下游實驗所需的一系列設備，以自動化發酵罐為核心，建立起完整系統的生產體系。在此基礎上，選取有代表性、創新性的目標產物，從菌種出發，經過上游的種子制備，中游的發酵及過程監控，下游的產品分離純化與制備，獲得最終的產品。在宏觀上，整個流程基本與工廠的生產過程相似，可全面展示由原料到產品的生產過程，讓學生得到真實直觀的產品，這樣可極大地激發學生的學習興趣，提高學生動手實踐的熱情；在微觀方面，由于全程操作均由學生自己參與完成，學生對生產過程的每一步操作每一個細節均有清晰直觀的認識，實習效果較傳統實習也有大大提高。同時，實習過程采用小組分組實習的方式，不同組可選取不同類型的產物，不同的發酵工藝，如胞內產物與胞外產物、分批發酵與補料分批發酵等方式，可極大地拓寬學生的知識面，達到更好的實習效果。

（二）生產實習新模式與生物工程專業課程設置的聯系

生產實習的一個重要的目的就是使學生將理論知識同生產實踐相結合，我校生產實習的安排與設置正是以這一目標為指導，通過生產實習的實踐過程，一方面使學生對所學的專業知識進行梳理與回顧，另一方面，可有效地將相對孤立的專業知識系統有機地結合在一起，使得學生的認知水平由點及面，從宏觀方面加深對本專業的認知。

由圖1可以看出，專業生產實習將本專業設置的各專業基礎課與專業課有機地結合在一起，尤其是將課程學習過程中的課程實驗孤立的操作系統的串聯在一起，使學生的視野由實驗的高度上升到生產的高度，這對于學生畢業后從事生產、研發、深造等奠定了重要的理論支撐與實踐基礎。

（三）生產實習模式的后續探索

后續，我校將繼續完善和提升生產實習平臺的硬件設施，首先，購置不同類型的發酵罐，包括通風攪拌式發酵罐、氣升式發酵罐、鼓泡塔式反應器等，滿足不同類型微生物的發酵需求；另外，在發酵菌種的選擇方面，在常規微生物的基礎上，拓展到植物懸浮細胞、絲狀細胞等，不斷拓寬學生的視野；在下游操作方面，繼續拓寬單元操作的范圍，建立起更加全面的實習平臺。此外，后續將探索將教師的科研與生產實習相結合的模式[3，4]，在教師已有科研成果的基礎上，將其擴展到生產過程，應用該平臺，建立產、學、研相結合的模式，在保障生產實習效果的同時，使學生與科學前沿相結合，有利于培養學生的創新能力與科研能力。

四、結語

在包括生物工程專業在內的工科人才培養的過程中，應加強對綜合性實踐教學的重視程度，充分利用生產實習的綜合性和實踐性的特點，培養學生的生產性思維，提高學生對本專業的整體認知水平。通過采用新的生產實習模式，學生的參與程度與動手機會得到大大提高，學生的實踐能力得到充分的訓練和提高，同時大大激發了學生的主觀能動性和創造性，為培養創新能力強、創業素質高的創新型人才奠定了堅實的基礎，為提高生物工程專業人才培養質量提供了重要的實踐保障。

參考文獻：

[1]趙輝，凌宏志，王葳，韓曉云，吳國峰.高校生物工程專業生產實習模式的改革與探索[J].安徽農學通報，2016，22（06）：160-162.

[2]鄭權，趙峰，榮龍，李德玉.建立設計性生物工程綜合實驗培養大學生科技創新能力[J].實驗室研究與探索，2012，31（11）：121-123.

[3]郝曉亮，王勇，高云.生物工程專業創新實踐培養模式的探索[J].高教學刊，2016，（19）：68-69.

[4]王陶，李文，陳宏偉.應用型本科院校生物工程專業產學研人才培養模式探索[J].微生物學通報，2015，42（3）：591-597.

Exploration on the New Production Practice Mode of Bioengineering

—Take Yangzhou University as the Example

WANG Shi-kai，HUANG Jin-lin，XIE Hong

（College of Life Science and Technology，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225009，China）

Abstract：As an engineering major，bioengineering is meant to cultivate applied engineering talents. Therefore，cultivation of comprehensive practical abilities is very important and the production practice is the insurance to meet the target. Taking Yangzhou University as the example，this paper introduces and analyses the production practice mode in our university. It gives some suggestions for further improvement of the quality of production practice for the major of bioengineering.

Key words：Bioengineering；production practice；practicial teaching