以課程體系建設(shè)推進(jìn)“生物工程”專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)

[摘要] 根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢及創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求，對(duì)生物工程專業(yè)原有課程體系及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，在調(diào)整、梳理教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，通過壓縮必修課學(xué)時(shí)、壓縮總學(xué)分，以及強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐、實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)等措施，按照“平臺(tái)+模塊+課程群”的體系框架重新構(gòu)建了新的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，以期推動(dòng)生物工程類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 創(chuàng)新型人才 人才培養(yǎng)方案 平臺(tái) 模塊 課程群

現(xiàn)代生物工程技術(shù)是當(dāng)今世界科學(xué)發(fā)展中極為重要、極為活躍的科學(xué)領(lǐng)域，尤其是基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程進(jìn)展迅速，連同近年來該領(lǐng)域又逐步發(fā)展形成的蛋白質(zhì)工程、生化工程技術(shù)等，已在社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，與人類的生產(chǎn)、生活密不可分。

鄭州大學(xué)在原有“生物技術(shù)”本科專業(yè)開設(shè)及建設(shè)的基礎(chǔ)上，于2007年起設(shè)立“生物工程”本科專業(yè)。該專業(yè)的設(shè)立不但將對(duì)河南省生物工程與技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用，而且對(duì)學(xué)校的學(xué)科建設(shè)也非常重要，直接影響到鄭州大學(xué)工程學(xué)科的綜合實(shí)力。2008年鄭州大學(xué)將“生物工程”專業(yè)列為全校“教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革與建設(shè)”試點(diǎn)專業(yè)，要求在原有人才培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上，對(duì)“生物工程”專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂完善，并將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)體系進(jìn)一步進(jìn)行整合，制定出新的培養(yǎng)方案。生物工程專業(yè)舊的人才培養(yǎng)方案是在專業(yè)開辦申請(qǐng)時(shí)參考教育部生物科學(xué)與生物工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)擬定的“生物工程專業(yè)規(guī)范”的基礎(chǔ)上制定的，為此我們根據(jù)學(xué)校課程體系改革的精神及要求，結(jié)合學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)、國內(nèi)外生物工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢，以及鄭州大學(xué)生物與工程技術(shù)學(xué)科的實(shí)際，對(duì)該專業(yè)的課程體系框架及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合建設(shè)，以期滿足生物工程學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。

一、認(rèn)真組織調(diào)研，學(xué)習(xí)國內(nèi)相關(guān)高校開展課程體系改革與建設(shè)經(jīng)驗(yàn)

在明確課程體系改革與建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)的基礎(chǔ)上，我們對(duì)國內(nèi)教育部直屬重點(diǎn)大學(xué)及部分地方特色高校開展課程體系改革的經(jīng)驗(yàn)與做法進(jìn)行了認(rèn)真地調(diào)研和分析，重點(diǎn)圍繞生物工程學(xué)科發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步對(duì)專業(yè)教育帶來的影響、生物工程專業(yè)課程體系的優(yōu)化與教學(xué)內(nèi)容的整合重建、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與教學(xué)模式探索、生物工程與技術(shù)學(xué)科教學(xué)方法改革等進(jìn)行深入的研究和分析總結(jié)。通過調(diào)研，負(fù)責(zé)“課程體系改革與建設(shè)”的老師及教學(xué)委員成員深受啟發(fā)，對(duì)充分學(xué)習(xí)和借鑒各高校課程體系改革與建設(shè)過程中所取得的各項(xiàng)成果、經(jīng)驗(yàn)，以及進(jìn)一步明確專業(yè)辦學(xué)方向、理請(qǐng)辦學(xué)思路，明確生物工程專業(yè)模塊設(shè)置方向等具有積極意義。

二、瞄準(zhǔn)學(xué)科前沿及國家生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，明確專業(yè)發(fā)展方向

隨著生物工程與技術(shù)學(xué)科的迅速發(fā)展，其在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中越來越發(fā)揮著重要作用。生物工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境等行業(yè)，發(fā)展日新月異。2007年2月28日，國務(wù)院召開“十一五”期間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題研究會(huì)議，強(qiáng)調(diào)“十一五”期間，要把加快發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)放在突出重要的戰(zhàn)略位置。加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物制造、生物環(huán)保等行業(yè)，加強(qiáng)生物資源的保護(hù)和開發(fā)利用，強(qiáng)化生物安全管理體系建設(shè)。形成一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)產(chǎn)品，培育一批大型生物企業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)基地，使生物產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展成為增長速度快、質(zhì)量效益好、帶動(dòng)效益強(qiáng)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

三、整合教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)點(diǎn)，確定新的人才培養(yǎng)方案體系框架

基于生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)在于，掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論，基本技能，能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。在充分借鑒國內(nèi)其他高校經(jīng)驗(yàn)與做法的同時(shí)，我們對(duì)原有課程的教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)體系進(jìn)行了認(rèn)真整合。

1.原有教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)體系存在的問題

問題主要反映在實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)及課程體系結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面。前者有:(1)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)形式單一。主要是分散的課程實(shí)驗(yàn)，缺乏集中安排的課程及專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)及各種實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等;(2)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)基地?cái)?shù)量嚴(yán)重不足，急需加強(qiáng)建設(shè)以滿足實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué);(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例偏少，需要進(jìn)一步增加。(4)沒有完全建立獨(dú)立于理論教學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步加強(qiáng)。尤其是與生物技術(shù)專業(yè)相比，生物工程專業(yè)辦學(xué)需要進(jìn)一步與企業(yè)密切聯(lián)合。

在課程體系結(jié)構(gòu)方面，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方案包含有必修課(含公共、學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)必修課)、限選課(學(xué)科基礎(chǔ)及專業(yè)限選課)和選修課，總學(xué)時(shí)和學(xué)分分別達(dá)到3410學(xué)時(shí)和182分。必修課過多(尤其是大平臺(tái)課)，選修課較少。必修課學(xué)分比例甚至達(dá)到60%以上，擠占了學(xué)生對(duì)專業(yè)及其它課程的自主選修學(xué)分。同時(shí)，大量的課堂教學(xué)也同樣擠占了學(xué)生對(duì)其它課程自主選修，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性的調(diào)動(dòng)和發(fā)揮，不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2.采取有效措施，推進(jìn)知識(shí)點(diǎn)整合

在教學(xué)計(jì)劃制定過程中，我們考慮了學(xué)校有關(guān)文件精神要求、其它高校改革的成功經(jīng)驗(yàn)和做法以及學(xué)科本身特點(diǎn)。具體措施有:(1)知識(shí)體系重疊部分前移講授。根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，召開課程體系論證專家會(huì)議，充分征求教師和專家意見進(jìn)行調(diào)整。(2)公共基礎(chǔ)平臺(tái)課進(jìn)行嘗試性改革。壓縮部分課程學(xué)時(shí)、學(xué)分等;(3)對(duì)生物學(xué)基礎(chǔ)課程進(jìn)行整合。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，將植物生物學(xué)、動(dòng)物生物學(xué)整合為普通生物學(xué)開設(shè)，增加專業(yè)選修課比例，學(xué)科群課程增加前沿性、應(yīng)用性課程比例，多學(xué)科知識(shí)點(diǎn)重新梳理、銜接，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，以及將課堂教學(xué)與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合等。(4)明確各門課程在培養(yǎng)計(jì)劃中的地位與邊界，界定各門課程的講授范圍，避免課程之間的重復(fù)和脫節(jié)，注重學(xué)科知識(shí)的綜合性與實(shí)用性，注意學(xué)科間知識(shí)的銜接、推進(jìn)、滲透及有機(jī)聯(lián)系，克服課程之間的松散性，壓縮、刪減課程重復(fù)和內(nèi)容陳舊的部分，將新的理論、方法和先進(jìn)的科技成果引入課程教學(xué)內(nèi)容。通過課程教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)設(shè)計(jì)與合理編排，培養(yǎng)專業(yè)范圍寬、基礎(chǔ)知識(shí)厚、綜合素質(zhì)高、工作能力強(qiáng)的復(fù)合型人才。

3.教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)及人才培養(yǎng)方案體系框架的確定

參照教育部專業(yè)規(guī)范重新梳理知識(shí)體系及知識(shí)點(diǎn)，明確生物工程專業(yè)共有的100多個(gè)知識(shí)單元。這些知識(shí)單元分屬于不同的專業(yè)知識(shí)領(lǐng)域，同時(shí)開設(shè)理論課并配備相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新、動(dòng)手能力培養(yǎng)。這些知識(shí)領(lǐng)域包括基礎(chǔ)生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、工程制圖、發(fā)酵工程、化工原理、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程與分子生物學(xué)、生物分離工程、生物工程設(shè)備、生物反應(yīng)工程、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論等。

四、按照培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)，制定新的人才培養(yǎng)方案

生物工程學(xué)科發(fā)展迅速，其中生物制藥、發(fā)酵工程領(lǐng)域在整個(gè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值及行業(yè)規(guī)模較大，從就業(yè)和學(xué)科前景來看，我們計(jì)劃設(shè)置上述兩個(gè)專業(yè)模塊，即生物制藥模塊(服務(wù)于制藥領(lǐng)域)和發(fā)酵工程模塊(技術(shù)服務(wù)于多農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、制造等多個(gè)領(lǐng)域)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校新的培養(yǎng)方案設(shè)置要求，我們按照“平臺(tái)+模塊+課程群”的體系制定出了新的人才培養(yǎng)方案。

(一)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)定位于，培養(yǎng)掌握生物工程技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、掌握生物制藥或發(fā)酵工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論、基本技能，能在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的高素質(zhì)工程技術(shù)人才。

(二)專業(yè)培養(yǎng)基本要求

專業(yè)培養(yǎng)要求本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)微生物學(xué)、生物化學(xué)、生化工程原理、生物工程等方面的基本理論和基本知識(shí)，受到生物技術(shù)與工程等方面的基本訓(xùn)練，具備在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力。

畢業(yè)生應(yīng)獲得以下幾方面的知識(shí)和能力:具有寬泛的文化知識(shí)、較高的文化素養(yǎng)，不僅具備從事本專業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)工作的基本能力和素質(zhì)，而且有一定的人文社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)基本理論知識(shí);掌握現(xiàn)代生物學(xué)、生化工程原理、生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域核心課程的基本理論、基本知識(shí)和基本技能;具備在生物制藥或發(fā)酵工程領(lǐng)域從事工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的基本能力，具有獨(dú)立獲取知識(shí)、提出問題、分析問題和解決問題的基本能力及開拓創(chuàng)新精神;熟悉生物工程技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)的方針、政策和法規(guī);了解當(dāng)代生物工程技術(shù)的理論前沿和發(fā)展動(dòng)態(tài);掌握生物工程技術(shù)領(lǐng)域文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法，具有一定的科學(xué)研究和實(shí)際工作能力。

(三)專業(yè)模塊方向設(shè)置及主要課程

1.生物制藥模塊

主要課程包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、免疫學(xué)與抗體工程、生物反應(yīng)工程原理、生物技術(shù)制藥、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、藥學(xué)概論、生物化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、生物信息學(xué)、生物工程設(shè)備、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)、工程制圖。

2.發(fā)酵工程模塊

主要課程包括:基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、環(huán)境微生物學(xué)、生物反應(yīng)工程原理、微生物生理學(xué)、發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論、生物工程產(chǎn)物分離技術(shù)、儀器分析、生物化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、生物信息學(xué)、生物工程設(shè)備、微生物學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、工程制圖。

“生物工程”專業(yè)新的人才培養(yǎng)方案除包括上述模塊設(shè)立外，特別注重減少課堂教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)，通過精選教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法等推動(dòng)創(chuàng)新型教學(xué)及人才培養(yǎng)。規(guī)定本專業(yè)須修滿指導(dǎo)性教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定課程學(xué)分173學(xué)分，其中平臺(tái)課95學(xué)分(比例54.5%)，模塊課59學(xué)分(34.0%)，課程群19學(xué)分(比例11.0%)。使得課程體系結(jié)構(gòu)更為合理，更加有利于將學(xué)生從填鴨式的課堂教育中解放出來，對(duì)培養(yǎng)具有自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神的生物工程類人才具有積極意義。

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本文系河南省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(2009SJGLX085)。