生物工程專業校企合作模式探索與實踐

周麗亞 馬 麗 劉運亭 姜艷軍 賀 瑩 劉冠華

(河北工業大學 化工學院,天津 300130)

2017年,國務院頒布的《關于深化產教融合的若干意見》中明確“逐步提高行業企業參與辦學程度,健全多元化辦學體制,全面推行校企協同育人。”為全面推動校企合作、產教深度融合提供了宏觀政策引領和頂層戰略設計[1]。河北工業大學生物工程專業設立于1999年,2020年獲批國家一流本科專業建設點,2021年通過工程教育專業認證(圖1)。當前社會經濟發展需要構建與周邊地區經濟結構相適應的、與學校辦學特色相匹配的生物工程專業,因此要突破傳統工科教育的嚴格界線,以多學科融合的工程技術為導向,注重工程實踐能力的培養,滿足社會經濟發展對人才培養的實際需求。以上這些單依靠學校的力量是難以實現的,校企合作是實現上述培養目標的必由之路[2]。現以河北工業大學生物工程專業為例,從人才培養的角度探討校企合作模式的實踐工作。

圖1 河北工業大學生物工程專業發展歷程

1 生物工程專業建設的現狀

國家發展改革委在印發的《“十三五”生物產業發展規劃》中明確指出,生物產業是21世紀創新最為活躍、影響最為深遠的新興產業,是我國戰略性新興產業的主攻方向,對于我國搶占新一輪科技革命和產業革命制高點,加快壯大新產業、發展新經濟、培育新動能,建設“健康中國”具有重要意義。“十四五”規劃綱要明確提出,推動生物技術和信息技術融合創新,加快發展生物醫藥、生物育種、生物材料、生物能源等產業,做大做強生物經濟。這些需求的變化對生物工程人才的培養目標提出了新的要求。

根據河北省生物工業發展現狀和本專業的建設基礎,我校生物工程專業立足京津冀生物工程產業基礎和學校隸屬河北、坐落天津、毗鄰北京的區位優勢,以生物制造為特色,以學生、家長、學校、企業的內外需求為導向,以“工學并舉”為特色,以培養“厚基礎、寬口徑、強實踐、重創新”的高素質生物工程專業人才為辦學理念,通過各環節教學工作,使學生能夠學習數學與自然科學、生物工程基礎理論和專業知識,接受系統的實驗及工程實踐訓練,掌握從事生物過程研究與開發、生物產品及過程開發、生物工廠設計和生產管理等方面的基本能力。其中為了使學生接受系統的實驗和工程實踐訓練,我校與河北省精晶藥業股份有限公司、河北圣雪大成制藥有限責任公司、天津益倍生物科技集團有限公司、天津諾禾致源科技股份有限公司和山東威福思特生物技術有限公司等多家單位建立了本科人才聯合培養基地,為學生接觸生產實際、提高工程實踐能力提供了良好的平臺。近年來,我們一直開展校企協同育人的機制建設工作,力爭建立并完善適合生物工程專業的校企合作運行機制,實現校企全方位深度融合,切實提高人才培養質量。

2 校企合作模式的機制分析與實踐研究

2.1 建立應用型實踐教學體系

專業構建了由相關課程專業實驗、工程實訓、課程設計、認識實習、生產實習和畢業實習及畢業設計(論文)等環節構成的實踐課程體系(圖2)。在企業實踐環節的設置上,按照由淺入深的層次,分別安排認識實習、生產實習和畢業實習的實踐環節。為了保證校內實驗平臺與校外企業實習實訓的有機融合,培養學生的綜合實踐能力與創新意識,專業積極與相關的企業、單位開展合作,不斷開拓校外實習基地。經過多年建設,已經建立了多個穩定的校外實習基地,這些實習基地多為京津冀地區生物行業骨干企業,主要產品具有代表性,工藝流程復雜,能夠滿足學生基礎性實踐要求,為學生完成基礎性實踐提供了良好的工程實踐教育平臺。

在校外企業實訓時,由于企業生產自動化、連續化和集成化程度高,加之生產企業易燃、易爆、危險性大的特點,生產過程在嚴密監控下進行。學生下廠時間短,生產工藝路線長、操作單元多,因此難以深入實踐,動手操作機會較少,無法親身體驗工業裝置的開、停車與事故處理。專業采用工廠實習與模擬訓練仿真實習相結合的形式,推進教學形式的綜合化、多樣化,滿足了教學需要。基于天津職業大學實訓中心的發酵工程仿真模擬平臺和專業的虛擬仿真實驗,構建了發酵仿真教學平臺,以仿真實訓解決工廠只能參觀不能動手操作的問題,強化學生的工程實踐能力,起到事半功倍的效果。

2.2 優化課程體系結構

構建科學合理的課程體系是實現人才培養目標的基本保證。生物工程專業選擇了實踐性較強的專業課程作為載體,聘請企業的技術骨干作為企業導師,承擔部分教學工作,將工程實踐嵌入到理論教學中,加大與企業協同育人的力度,充分發揮專任教師的學術優勢和企業工程師的實踐優勢,專職兼職教師相結合,校企共建,切實提高學生的工程意識和學習效果。

“發酵工程”課程是生物工程專業的重要專業課程,該課程應用范圍廣、實用性強,但學校目前的實驗條件難以滿足學生的實踐需求[3]。因此,考慮到課程的特點,對該課程的授課方式進行改進,與河北圣雪大成制藥有限公司共建教學實踐基地,由企業中負責發酵工藝流程設計的工程師親自為學生授課,并適時安排學生到企業進行課程實訓,理論與實際相結合,提高了學生的動手能力和解決問題的能力。再如,“基因工程”課程介紹現代生物工程的核心技術,是重要的專業主干課程,其中的基因工程實驗是培養學生掌握基因工程技術的關鍵環節,通過實踐教學可以使學生對基因工程有一個全方位的、比較系統的認識,獲得從事分子生物學相關科研工作的基本能力。通過與企業的合作,利用企業先進的技術和設備,使同學們了解前沿的基因工程技術。特別是后疫情時期,同學們對核酸檢測的方法和新冠疫苗的研發有濃厚的興趣,我們邀請檢測和研發機構,為同學介紹其基本理論和方法,作為傳統授課內容的有益補充,充分體現教學內容的前沿性和實踐性,激發學生的學習興趣。

2.3 提高師資隊伍建設水平

新工科人才培養需要一支具有工程背景的工科高等教育師資隊伍,但目前絕大多數高校教師學歷高、理論知識豐富,但欠缺工程背景,且從內、外部機制上,教師參與工程實踐的機會也較少,僅從學校內部難以達到預期的培養效果[4]。針對這一情況,立足如何增強教師的工程實踐能力,激發教師提升工程實踐能力的驅動力,通過校企合作構建培訓教師工程設計、工程操作和工程指導能力的體系。企業為教師提供深入企業生產一線的學習機會。企業里不僅具有先進的技術和工藝流程,還有豐富的實踐生產案例,可作為課堂教學中理論與實踐結合的良好案例,最終反哺教學,將工程實踐中的設計方法、操作技能等傳授給學生,提高教學質量的同時,提升學生的實踐能力。目前專業教師在微生物法污水處理廠和發酵生產蝦青素的企業擔任技術顧問,以企業實際案例為分析對象,企業和學校教師同時展開研究,深入工廠一線解決生產中的實際問題,有效地提高了師資隊伍的工程實踐水平。新入職的教師由資深專家帶領到企業一線,并指導解決實際工程問題。通過校企合作,架起教師與企業之間的橋梁。這有助于教師了解企業一線的工作流程,積累工程實際經驗,培養分析和解決實際工程問題的能力,提升工程實踐水平。

2.4 構建產學研一體化人才培養模式

專業與相關企業建立長期的合作關系,本著“優勢互補、資源共享、共建共贏”的原則,形成穩定的利益共同體,共享實驗設備資源,實現生物工程教育切實滿足產業需求的目標。加強校企融合,積極推動企業的科研優勢資源轉化為教學資源,邀請企業的技術骨干參與實踐教學課程的建設,將最新企業科研成果轉化為實驗(課程)教學內容,將科研的新思維、新方法、新手段、新技術等運用于教學[5]。鼓勵專業與企業加強合作,邀請企業專家參與培養方案制定、課堂教學、講座研討、實踐教學、項目指導、畢業設計指導等過程,主動適應社會需求,創新人才培養途徑。尋找與專業契合度高的企業,進行成果轉化,在這個過程中提高教師的工程實踐能力。通過產學研合作,為學生提供更多的動手實踐機會,了解行業發展形勢,在實踐中發現問題,解決問題,促進學生的快速成長。幾年來,共有30余名學生參與到合作企業的項目中,主持各級創新創業項目10余項。

3 關于校企合作的思考

3.1 產教融合,增加合作黏性

實施“校企合作,產教融合”的開放辦學模式,以學生能力培養為主線,提高人才培養質量為目標,發揮專任教師的學術優勢和企業工程師的實踐優勢,采取專任教師走進企業、學生走進企業、企業工程師走進課堂的方式[6,7],一方面提升專業教師的工科背景,提高學生解決實際問題的能力,另一方面為專業發展注入企業人才,形成全過程、全方位的合作育人模式。同時可以發展多個專業(學科)聯合與單個企業合作的模式。以往的校企共建生物工程專業合作中,都是單個專業與企業合作,由于企業中產品開發和技術創新涉及多個學科,需要多學科、專業的人員聯合攻關,單個專業難以解決當前食品產業技術創新中的復雜工程問題。因此,根據技術創新的要求,建立相關的學科群,與企業進行合作,學科間的交叉融合,促進知識向生產力的轉化,提升學校和企業合作的黏性。

3.2 課程體系共研,對接行業標準

生物工程專業是一門實踐性很強的工科專業,本著“以工程為本”的原則,增強工程教育的內容,緊密對接生物制藥等行業發展,通過校企合作,以培養學生實踐能力為目標,根據企業的真實案例來確定課堂教學內容,逐步構建模塊化的教學,課程內容突出行業趨勢,加強重難點。使學生掌握實際工作流程,培養綜合能力。選取具有代表性的國家職業標準融入課程內容大綱中,實現課堂教學內容與企業技術需求的對接,培養適應社會發展的創新、技能型人才,在具體工程實踐中學習,切實做到學以致用,學有所用。

3.3 協同育人,構建溝通平臺

在校企合作中,經常會出現學校各部門與企業之間的配合出現障礙的情況,這是由于沒有形成有效的領導機制,因此需要建立完善的協調溝通組織和機制以保證校企間的高效溝通。在組織機構的框架下,學校和企業可以根據經濟發展和社會人才需求等情況開展調研,一方面及時調整專業的培養目標和課程設置,提高學生的競爭力,另一方面適應市場的需求,為企業更好地進行科技服務,提升企業行業競爭力。

4 結語

校企合作是培養具有實踐與創新能力人才的有效途徑,通過校企合作、協同育人,可以有效地形成企業引領高校,高校助推企業的新局面。為了適應生物工程科學研究領域的諸多變化,滿足行業對人才的需求,校企合作時要堅持以市場需求為導向,從人才培養目標的需求優化課程設置,深化校企合作,構建產學研一體化人才培養模式,激發學生學習的積極主動性和自創意識,加強師資隊伍建設,建立長期、穩定的校企合作關系,提升生物工程專業人才的培養質量。