小雜糧等生產性實踐教學體系的構建與實施
——以山西大同大學生物工程專業為例

王潤梅， 張弘弛， 武偉強

(山西大同大學 生命科學學院，山西 大同 037009 )

生物工程專業是我國重點發展的高新技術專業之一，隨著招生規模的不斷擴大和社會對應用技術型人才的需求，生物工程專業正面臨著新的發展機遇和挑戰[1]。如何結合地方特色，提高學生的創新創業能力是新世紀生物工程專業需要著重研究和解決的關鍵問題。生物工程是工科學科，是一個實踐性很強的工程應用型專業，決定了生物工程專業本科教學過程中，實踐教學環節占有非常重要的地位。

作為綜合性地方院校的山西大同大學坐落在山西省大同市，屬于晉北高寒區，是山西小雜糧的主產區，周邊縣區種植有大量小雜糧特色作物，擁有多家小雜糧生產企業，如苦蕎系列產品、胡麻產品等。為了突出地方特色，緊密結合地方行業產業需求，山西大同大學生物工程專業，在“一院一品”教育教學改革中構建了小雜糧等"生產性"實踐教學體系，探索出了小雜糧等“生產性”實踐項目，為學生將來創新創業提供實踐基礎。

1 小雜糧等“生產性”實踐教學體系構建的理念與思路

生物工程是以生物工程技術結合生物學技術為基礎，進一步實現工業化的工學學科[2]。是具有增強實踐性為特點的應用型專業，決定了生物工程專業本科教學過程中，實踐教學環節占有非常重要的地位。

然而，作為綜合性地方高校，我校生物工程專業以往的人才培養方案，都是以“寬基礎、廣方向”為中心，特別強調基礎理論的重要性，而對于工程實踐訓練的重要性卻沒有體現，因而經過培養體系中后，學生缺乏了職業崗位需要的實際操作的本領[3]，使這一專業的學生在就業市場上不受歡迎。

2015年，根據學校的辦學定位和地方行業企業對生物工程方面人才的需求，結合本專業的特點，修訂了生物工程專業的人才培養方案，以服務地方小雜糧生產企業為目旳，構建了"生產性"實踐教學體系。這無疑是生物工程專業人才培養體系的一大創新，使培養的人才達到既能夠提高學生的就業率顯性要求，同時又能夠滿足未來崗位要求開展研制與開發的隱形要求。

“生產性”實踐是以培養學生綜合職業能力為主要目標，所以“生產性”實踐教學體系要圍繞工業中生物制品的生產的要求來構建，包括四個方面：教學載體的產品化、實踐教學環境的真實化、實踐教學人員的工作化、實踐教學管理的企業化等方面[4]，學生在這種環境氛圍下經過訓練，會自然而然地養成良好的工作習慣，逐漸形成團隊意識、規范意識、質量意識、安全意識、環保意識等，掌握職業必備的專業知識、技能，提高綜合職業能力，實現從學生向生產技術科研人員的角色轉變。

結合大同地區小雜糧食品開發的實際需要和專業技能培養要求，制定新的實踐教學目標和模式，形成“理論夠用-應用拓展-實踐提升”三位一體的專業課程群，優化和重組實踐教學的內容與結構，科學地設置實踐項目，把實驗、實習、實訓和畢業論文(設計)等有機地結合在一起，構建小雜糧等“生產性”實踐教學體系。

2 小雜糧等“生產性”實踐教學體系的構建

基于地方經濟發展的需求，2015年修訂的生物工程專業人才培養方案，統籌協調理論教學與實踐教學，形成了以“發酵工程”為主干課，生物反應工程和生物工程設備為上游課程，生物分離工程、酶工程和生物工程工廠設計為下游課程的專業課程群[5]，將涉及到小雜糧的實驗項目貫穿到課堂實驗教學、課外創新能力培養、校內實訓、校外實習和畢業論文(設計)中，形成了四個層次的小雜糧等"生產性"實踐教學體系，見圖1。

圖1 生物工程專業“生產性”實踐教學體系

Fig.1 "Productive" practical teaching system for bioengineering

2.1 專業基礎實踐教學

通過專業基礎課實驗包括普通生物學實驗、生物化學實驗、微生物實驗、分子生物學實驗、細胞生物學實驗等以小雜糧為實驗材料，讓學生先對小雜糧有所認知、提取其有效成分、對其基因組進行測序等，通過專業實驗課包括基因工程實驗、酶工程實驗、發酵工程實驗、細胞工程實驗、生物分離工程實驗、食品分析與檢測實驗、藥品分析與檢測實驗等訓練，使學生較好地掌握生物工程實驗的基本技能，對小雜糧等成分的分離、純化、檢測和應用等進行深入的了解。

2.2 專業綜合實踐教學

通過獨立開設的以小雜糧等產品生產及檢測等相關實踐項目，包括生物工程綜合大實驗和發酵食品校內教學見習，提高學生的工業化生產小雜糧等產品的工程理念和中試化生產技術，使學生可以運用理論知識進行分析和解決在小雜糧等產品生產過程中遇到的實際問題。

2.3 課外創新實踐教學

通過教師科研導師制，讓學生參與到教師的有關小雜糧等的科研項目中，通過小雜糧等特色科研項目內容的訓練，增加基礎教學內容豐富性、連續性，達到培養學生實際操做能力的目的。鼓勵學生申報大學生創新創業項目，學生自己組成科研小組，在教師指導下，開展小雜糧等的大學生創新創業項目研究，充分挖掘和激發學生創新創業的熱情，開發小雜糧等新產品，激發學生的創造力。

2.4 應用拓展實踐教學

主要針對大四專業見習、實習和畢業論文(設計)，利用校企合作的小雜糧實習基地，讓學生深入到小雜糧產品生產車間、小雜糧分析檢測實驗室等進行專業見習、實習，全面了解小雜糧產品的單元操作、工藝流程、過程控制、產品檢驗等現代化生產過程。同時，學生畢業論文(設計)也圍繞小雜糧等的產品開發、工藝流程、產品檢驗等內容來選題，通過校企合作的實踐平臺，提升學生的實踐能力，創新能力，時刻緊跟小雜糧行業的變化與需求，將學生個體的創新創業潛能充分發掘出來，為將來就業和創業做好準備。

通過四次層實踐教學體系的訓練，使學生從大一到大四能夠接受系統的小雜糧"生產性"實踐訓練，為他們將來畢業就業提供了實踐鍛煉的機會和奠定了堅實的基礎。

3 小雜糧等“生產性”實踐教學體系的實施

實施過程中，主要從以下幾個方面體現小雜糧等“生產性”實踐。

3.1 教學載體的產品化——“生產性”實踐項目的探索

生物工程是利用生物的生長代謝活動產生的各種生理活性物質來生產商業產品，因此對學生進行小雜糧等相關生物產品生產技術操作的訓練是必不可少的教學環節。“生產性”實踐項目的設計，涉及到“生物性原料的制備”、“工藝過程控制”、“產品的制備”3個方面。

“生物性原料的制備”相關實踐項目，如雁北地區燕麥中主要營養成分的分析、苦蕎糯米酒營養成分研究、小米發酵液中益生芽孢桿菌的分離篩選和鑒定、小米發酵液中高發酵性能乳酸菌的分離篩選和鑒定、裸燕麥抗寒基因AnTL生物信息學分析、裸燕麥抗寒基因AnZFP1的克隆、莜麥AnIRI基因序列分析、膨化方式對小米營養成分的影響、苦蕎組織培養及多酚含量測定、苦蕎芽苗總黃酮提取及含量測定、苦蕎葡萄酒營養成分研究、重金屬鋅對苦蕎種子及幼苗的影響等。

“工藝過程控制”相關實踐項目，如苦蕎白蘭地釀造工藝研究、苦蕎麥瓶裝飲料的澄清工藝研究、響應面法優化小扁豆中蛋白質提取工藝研究、響應面法優化黍子中游離氨基酸提取工藝研究、不同發酵條件對苦蕎酒中營養成分影響研究、蕎麥多糖提取工藝的研究、水提法和超聲波法提取燕麥中β-葡聚糖的探究、小米黃色素提取工藝的研究、響應面法優化谷子中游離絲氨酸提取工藝研究、小米黃米漿中高發酵性乳酸菌的分離篩選、小米中多酚類活性物質提取等。

“產品的制備”相關實踐項目，如苦蕎葡萄酒的研制、小米營養米粉的配方研究、苦蕎紅棗酸奶的研制、苦蕎糯米酒的研制、實驗室啤酒的釀造與發酵、小米速食營養米粉的研發和成分分析等。

3.2 實踐教學環境的真實化——校內外“生產性”實踐基地的建設

“生產性”實踐教學強調的是模擬工業化生產過程，實踐教學的過程與實際生產的操作過程幾乎完全一致，這就要求實驗室、實訓基地的建設要模擬企業真實的設備、工藝流程和工作環境，將企業生產任務在學院實驗室小試完成，在校內實訓基地進行中試，生產出一定的產品。

基于以上考慮，生物工程專業"生產性"實踐教學基地的建設在學校的大力支持下，一是利用現有實驗室資源，整合優化專業實驗室，建立"集約化"實驗中心和實驗室教學管理模式；二是利用學校實訓大樓，建立模擬中試車間型實驗室，探索模擬工廠化的車間模式，建立相關管理制度；三是加快與相關行業企業的密切聯系和合作，建立校外實習、實訓基地，學習行業企業的生產技術和管理經驗，實現貼近實際生產的實踐訓練。

3.3 實踐教學人員的工作化——“生產性”實踐教學的師資培養

“生產性”實踐教學體系的實施，在于有一支結構合理和教學能力強的教師隊伍，特別是"雙師雙能型"教師隊伍。目前，我學院的專業教師大部分都缺乏工業實踐，屬于典型的理論型師資隊伍。針對這種情況，根據《山西大同大學教師培訓實施辦法(暫行)》文件，學院出臺了《生命科學學院關于加強教師實踐能力培養實施細則》，鼓勵教師到校外實習基地、企事業合作單位等參與專業實踐能力提升培訓和掛職鍛煉，實踐過程中應重點學習工業化的組織流程、工藝流程，熟悉企業的崗位職責、操作規范、管理制度等，學習本專業在生產實踐中應用的新知識、新技能、新工藝、新方法。掛職鍛煉時間為半年到一年，教學時數按滿工作量計算，每月補發1000元津貼。另外，根據《山西大同大學外聘教師管理規定》，聘請相關企業技術人員來學院承擔實踐教學工作，采用團隊合作的方式，齊心協力打造“雙師雙能型”師資隊伍。

3.4 實踐教學管理的企業化——“生產性”實踐教學的考核管理

根據“生產性”實踐教學的培養目標和教學要求，“生產性”實踐教學的管理，必須走質量與效益并重的企業化管理之路。因為“生產性”實踐教學的過程就是企業員工在企業完成工作任務的過程，所以在教學管理上，計劃模擬企業管理模式，學生和教師均按企業技術、質量、安全規范要求開展工作(學習和教學)，為此學院制訂了相應的考核、管理機制，在日常教學管理的潛移默化中，使學生養成良好的工作習慣和職業素養。

首先制定了企業化的管理制度，讓師生明確實踐教學過程的職責，建立有效的獎懲機制。其次建立了多元化的考核、評價機制，既注重過程的考核，又重視結果的考核；既注重質的考核，又重視量的考核；既重視個人的考核，又重視集體的考核。對各方面的考核均制定了切實可行的指標體系，最后根據以上考核，對師生做出綜合評價。

4 小雜糧等“生產性”實踐教學的成果總結和示范推廣

課題組成員在完成教改課題過程中，認真、及時總結實驗、實踐教改經驗和成果，為推廣到學院其他專業提供經驗材料。

(1)修訂了生物工程專業人才培養方案，構建了由專業基礎實踐教學、專業綜合實踐教學、課外創新實踐教學和應用拓展實踐教學形成的四個層次的小雜糧等“生產性”實踐教學體系，申報了有關方面的3項校級教學改革研究項目和10多項大學生創新創業訓練項目，發表了2篇教改論文[5-6]，編寫了1本小雜糧等“生產性”實踐教學的校本教材(待出版)。

(2)緊密結合大同地方特色，形成具有技術含量的產品生產工藝，培養了學生創新創業能力，加強學院服務地方經濟發展的力度。如苦蕎白蘭地釀造工藝研究，目前工藝已成熟，正在申報專利，后期要與企業對接進行成果轉化。又如建成了胡麻油小型生產線，加入了山西省胡麻產業技術創新戰略聯盟。教師指導學生研發出了苦蕎葡萄酒、文冠果酒、苦蕎飲料、小米米粉等產品。

(3)建立起具有地方特色的生物工程專業實踐教學模式，帶動學院其他專業的建設，促進學科的快速發展，提高學院的整體教學水平，使學生具有較強的就業競爭力。

作為綜合性地方院校的生物工程專業，要充分認識生物工程專業的工程應用性強的特點，重視新興生物工程產業的需求，繼續改革創新，整合教學資源，突出地方特色，加快產教研融合的步伐，開發各類資源和平臺，培養的學生既要掌握扎實的生物工程專業基礎知識，又要接受嚴格的實驗技能訓練與工程實踐環節訓練，具備較強的工程應用能力，最終提升學生的就業競爭力，縮短畢業生進入企業后再培養的周期，為迎接新工科認證做好充分的準備。