地方高等院校生物工程專業培養模式的探討

曾虹燕 劉躍進 張小云 馮 波 張繼紅

[摘要]生物工程專業是由多學科交叉形成的理論與實踐并重的新興學科。文章根據湘潭大學的特點，結合多年教學實踐，探索了生物工程專業人才培養模式。確定了以工科為背景，化學工程學科為優勢，生命科學為基礎的培養理念。兼顧知識、能力和素質三方面，著眼與學生綜合素質的提高和可持續發展能力的培養。

[關鍵詞]生物工程；培養模式；地方高等院校

[中圖分類號]G40—057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009—8097(2009)13—0274—03

社會和國家經濟的發展為學生提供了多種機遇和挑戰，本科畢業后繼續深造的需求和途徑增多，一生中變換職業(專業)的次數增多，因此本科教育必須為學生繼續深造、特別是終身學習能力奠定寬厚的基礎，必須把滿足社會需要與人自身的發展需要有機地結合起來。當今，生物技術的超常規發展并日益滲透到社會生活的各個領域，也將生物工程推向科技的前沿。生物工程不僅僅包括利用實驗技能實現生物技術的實驗室成果，也包括運用化學工程的原理與方法將這些成果進行工業開發，最終實現生產的大規模化。歸根結底，生物工程技術人員的任務是實現生物技術的產業化。生物工程技術包括上、中、下游三大部分，在生物工程迅速發展的今天，生物工程技術人員既要懂得上游技術和實驗室技術，又要有豐富的工程素養。上游技術若得不到工程人員的幫助，實現大生產是相當困難的，從而使得掌握生命科學和工程科學的復合型人才成為高技術人才市場的一個熱點，同時生物工程專業也面臨新的機遇和挑戰。

我校化工學院共有化工工程與工藝、制藥工程、環境工程、生物工程和食品工程五個本科專業，生物工程專業是依托化學工程與工藝省級重點學科建立的、具有生物化工和微生物化工等學科優勢的生命科學類專業。教學計劃主要參照工科大學生物工程專業教學計劃制訂，在執行過程中發現存在重理輕工、工程技術脫節、實踐教學環節課時緊張等問題。生物類課程如生物化學、細胞生物學、分子生物學、遺傳學、細胞工程、基因工程等課程所占課時比例較大，工程類課程如化工原理、工程制圖、生化反應工程、分離工程、生物工程設備及工廠設計等課程所占課時較少。造成這種現象主要由于生物工程專業為新型學科，工科基礎師資力量薄弱，其知識背景主要為生命科學的原因，再者高校傳統的人才培養模式普遍存在重理輕工的傾向。從而致使生物工程專業課程體系上存在與工程結合不夠緊密，“產學研”環節薄弱、脫節，影響了生物工程專業教學目標的實現，復合型人才的培養。生物工程專業如何彰顯化工特色。建設具有化工特色的生物工程專業意義重大。基于此認識，從90年代末，我院開始按專業招生，在多學科交叉基礎上，實行一、二年級通識教育，大三院內專業自由選擇，達到培育厚基礎、寬口徑、強能力和高素質復合型人才的目的。生物工程專業經過幾年的教學實踐和逐步完善，確定了以工科為背景，化工學科為優勢，生命科學為基礎，技能培養為特色，厚基礎、寬口徑、高素質、具有自主學習能力的復合型人才培養模式。

一完善教學課程體系，強調學生綜合素質

對比國內外大學同類專業的培養方案，制定了生物工程專業培養方案和指導性教學計劃。強調對學生進行基本理論、基礎知識、基本能力(技能)以及綜合素質和創新精神的培養，完善院內課程選擇機制，為學生提供更為廣泛的課程選擇空間。原則是：培養方案中基礎課程(包括專業基礎)設置由學院統一制定、專業課程設置體現生物工程專業特色：指導性教學計劃低年級院內趨同安排、高年級自主選擇：基礎與知識結構并重，兼顧化工與生物工程基礎。為學生全面了解生物工程學科、具有寬厚的化工專業基礎和畢業后再次選擇專業提供可能和保證，但又不與化工教學計劃的完全一致；既不抹殺生物工程專業特色，又可擴展學生專業知識面，調整和整合院內資源，培養學生適應社會發展需要和具有解決復雜問題的技能。我們在學分制管理制度體系的基礎上，注重縱向深入型課程向橫向拓寬型轉變，既重視專業外延發展，又重視專業內涵的建設。同時拓展選修課程專業范圍，加強人文社科學、經濟管理等知識的培養和教育，使學生在系統掌握生物工程專業知識的基礎上，通過多選課拓寬專業基礎，淡化專業意識，不斷提高自身素質與能力。

二探索實踐教學新模式，突出實驗、實踐教學的地位

生物工程專業是一個實踐性很強的應用型專業，該專業的主要培養目標是培養生物工程領域的高級工程技術人才。由此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。實踐教學不但是生物工程專業本科教學的重要組成部分，而且是培養具有創新精神和實踐活動的高素質工程技術人才的重要環節。因此，實踐教學效果的好壞將會直接影響生物工程專業本科教學的總體質量。我們在學習、借鑒和教學實踐的基礎上，經過反復論證建立了自己的實踐教學體系。

1轉變觀念建立新的實驗室運行體制。優化試驗方案提高實驗質量

重組實驗教學，減少低層次的重復實驗教學，建立基礎實驗室，將基礎實驗室與院內各系脫鉤，成立院內基礎實驗教學中心，整合資源，合理利用實驗室，共享儀器設備資源。對實驗教學內容進行系統的有機組合；按基礎性實驗、綜合性和設計性實驗，分層次開展實驗教學工作，使之成為與理論教學相互協調、相互獨立的實驗教學體系；減少驗證性實驗，增加綜合性和設計性實驗，充分發揮學生的主觀能動性：改變考核方式和實驗報告書寫方式，強調問題分析與結果討論的重要性，培養學生的創造性思維和創新能力，培養學生分析問題、解決問題的能力。

2確立綜合設計與畢業論文的雙重環節實踐

畢業設計(論文)是生物工程專業最重要的一個綜合性實踐教學環節，是學生提升自身專業素質不可或缺的實踐環節，確立了綜合設計與畢業論文的雙重環節實踐能力教學人才模式。將導師指導的畢業論文內容與綜合設計有機地結合起來，根據畢業科研論文內容進行綜合工廠設計，培養學生的科研思維、創新意識和綜合設計能力，使學生能更好地了解生物工程的最新發展動態、熱點與新的方法和技術。在上述良好的科研氛圍下，積極鼓勵教師將科研融入本科教育中去，將畢業論文和綜合設計的選題與重大科研項目以及實際應用項目緊密結合，把研究項目中某些部分細化成子課題，時間和難度上適合本科生參與，但又相對獨立，從而鍛煉學生研究思路與能力。這樣既完成了綜合設計與畢業論文要求的訓練目的，又增加了時效性，可充分調動學生的學習興趣，致使本科生在作進行畢業研究論文的過程中，盡可能地運用工程的方法、從工程的角度和采用工程的原理來解決實際問題。創造盡可能多的動手機會，提高學生實際應用水平。

在加強校內實驗實訓教學的同時，根據生物工程專業學習的實際需要，積極開辟雙向互動的校外實踐教學基地，為學生開辟了廣闊而充分的實習空間。學校依托實習基地，通過邀請實習基地的專業技術人員承擔部分實踐教學，指導學

生認識實習、社會實踐、畢業實習、畢業論文和綜合設計等方式，拓展實習內容，增強了學生的實踐能力。

三加強學生科研動手能力訓練(讀書、論文、調研報告)

除開設《文獻檢索》、《科技論文寫作》等課程，將綜合設計與畢業論文的雙重環節列為必修實踐環節外，要求學生四年內必須閱讀人文類、專業類名著各10本，并撰寫讀書報告或書評。同時以科技小組為載體，廣泛開展學生課外科技活動，并注重學生課外科技活動與教師的科研課題相結合，培養學生的實踐能力、創新精神和創業能力。鼓勵學生積極參加國家、省級和校級“大學生創新基金研究項目”和“大學生創業創新項目”，激勵老師與學生互動進行各種類型的研究活動，激勵和促進學生單獨立項或參加教師立項的研究工作。積極推動“導師制”，由老師牽頭成立“學生創業創新小組”，指導有興趣的學生進行各種創業創新研究，同時注重培養學生的團隊合作精神和協調能力。近三年，生物工程專業學生共有百余人獲29項國家、省級和校級大學生創新基金項目，組織成立了數十個不同形式的學生科技活動小組，參與學生300余人，并在國家和省級學科競賽中多次獲獎。與此同時，導師還將開展系列學術報告，介紹學科前沿進展，傳授個人治學、科研經驗，以拓展學生的視野。把科學研究有機地融入到教學工作中，不但為學生創業創新能力的培養提供了良好的舞臺，也使老師的科研成果得到有效的驗證，起到了很好的科研促進教學，二者同步提高的良好作用。

四以學生為中心的課堂教學模式，發揮教師的“導”向作用

1啟發式教學是培養學生思維能力的有效方法

研制一批高質量的多媒體課件，為培養化工特色生物工程專業人才提供優質教學資源。靈活應用課件、黑板、視頻投影等多種媒體，將圖、文、聲、形相結合，展示動態變化過程，以達到最佳教學效果。激勵和指導學生利用網絡上獲取最新信息，讓信息技術成為學生的認知工具，使之更快地掌握現代信息技術和信息資源，更好地完成專業課程學習。為了促進教師多媒體課件的制作，我院非常

關注采用多媒體手段后的課堂教學效果，不定期組織研討會，由一些已經制作過精彩課件的教師對使用的軟件系統、參考的網站作介紹，并演示了他們的課件。目前，我們有90％的專業課程應用了多媒體課件，將參與式、啟發式、討論式教學大量應用于課堂教學，使課堂容量大大增加，學生可更為直觀、生動地感受科技的發展。

2采取以學生為中心的教學模式，強調教師的“導”向作用，轉變學生的學習方式

使他們不僅思維活躍，想象力豐富，還能充分發揮他們的巨大潛能和創造精神，使養成勤于思考、善于總結、勇于創造的良好習慣。為了提高學生的學習興趣，在專業課上給學生出幾個相關知識點的專題，讓學生每五人一組，分工合作，通過查閱資料寫出論文報告和多媒體課件。然后在課堂上和課余時間進行交流、討論，學生可以對所講述的內容提問和發表不同的看法。在這樣的活動中，學生需查閱大量文獻，獲得比聽課更豐富、更深入的知識，對相關知識理解得更透徹，同時提高了團隊合作和協調能力。設計課堂專題演講的主要目的是為了切實體現“以學生為主體”的教學原則，以此來提高學生的學習熱情，培養學生總結、寫作和表達等各方面的綜合能力。演講主題的設計均圍繞教學的重點內容并緊扣教學進度。

考試是教育過程中一個重要的教學環節，抓好這一環節，能客觀地對學生掌握的知識進行正確合理的評估，從而推動和提高教學質量。成績評定的根本目的是促進學生的學習和培養他們的能力，同時也是對教學效果的檢測和評定。成績評定要重點體現對學生平時學習和教師日常教學的監測功能，將學生分析問題、解決問題的能力作為考核的重點。采取：1規范面上專業基礎課考試模式：統一考題，統一閱卷，逐步推進論文式的考題、以綜合實驗技能考核為重點的考核；2推進點上專業課程考試方式改革：一定比例學生免期末筆試(20％以下)：免考≠不考，必須寫一篇具有實質性內容的讀書報告且須口頭答辯；“自主命題、自我測試、自行評價”三自模式：同時自擬一份試卷，給出標準答案，單個學生面試，并通過多媒體在課題上口述，說明出題依據與體會。由任課教師和上課的學生綜合評定是否符合免考資格，給出成績.加大免考成績透明度和提高免考準入門檻。

五結語

盡管新的教學模式已取得了一定的成效，但在實踐的過程中也發現了一些問題，主要表現在以下幾個方面：(1)與傳統模式相比，教學進度明顯加快，信息量大。這樣大大提高了教師的教學強度，要求教師需具有更高的專業素養和教學水平。由于目前我國高校以科研為主的教師評價體系過分強調科研指標，評價側重于學術成果，忽視教學工作，教師難以將大量精力投入到更及時、更準確、更有效地監測教學進度和學生的學習狀況，切實著眼于學生的共同發展上。(2)新模式要求學生充分利用課余的時間，提高學習效率，同時也占用了其他課程的學習時間，容易引起學生的疲勞和厭煩情緒或造成偏科。(3)教學改革是一個系統的工程，新模式注重培養學生自主學習和自我管理的能力，對學生的基礎要求較高，因此需要相關課程的教學方法與之配套實施和共同發展，否則容易造成部分學生的不適應。同時現有的教師評價體系也難以激發教師的教學主觀能動性，發掘教師的內在潛力。這些問題的解決需要對現有高校教師評價體系進行改革，探索“雙軌制”評價體系，制定教學、科研兩類考評指標，由教師自愿選擇。充分尊重每一位教師的個性特長和興趣，靈活地執行量化管理制度，最大限度地調動教師參與教育教學工作、教學改革與教學研究的積極性。

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