生物技術應用型創新人才培養體系的探索與實踐

(湖南科技大學 生命科學學院，湖南 湘潭 411201)

20世紀70年代基因重組技術和單克隆抗體技術的形成，使生物技術進入了一個新的階段，且發展迅速.由于生物技術的迅猛發展，引起了對應用人才和工程技術人員的需求大量增加，尤其是對生物技術上下游結合、產學研結合的產業化人才的需求.但目前國內培養生物技術人才的高等院校的教學和科研條件良莠不齊，教學理念以及教學方法與手段比較落后，培養的大學生普遍存在缺乏創新能力及適應生物產業化能力差等問題，使我國生物行業產業創新人才嚴重不足，嚴重制約了我國生物經濟戰略新興產業的發展.因此，作為培養生物高科技人才搖籃的高等院校，必須深化改革，不斷改善教學、科研條件，創新人才培養方法，努力提高學生的創新精神和實踐能力[1-2].

1 確立實踐教學理念

在辦學實踐中，按照“以教學穩定為基礎，以教學改革為動力，以教學建設為保證，以教學質量為目標”的基本工作思路[3-4]，不斷增強學生的綜合素質和創新能力.根據高素質創新人才培養要求，建成融知識傳授、能力培養、素質提高于一體的課程體系，逐步形成了“以基本知識掌握為基礎，基本技能訓練為先導，創新能力培養為核心，知識、能力、素質協調發展”的實踐教學理念，建立了“重綜合素質、訓實踐能力、促創新思維”鮮明的實踐教學特色.

重綜合素質:十分重視思想品德和道德修養的培養.如增加人文社科知識的傳授，將誠信教育、職業道德教育、敬業精神教育、團結協作精神教育緊密結合起來，加強科學工作態度、嚴謹工作作風的訓練等.通過與教師、學生與社會的交互活動，學會如何處事、如何做人，發揮好實驗實踐過程能從多方面、多層次、全方位培養學生的優勢.

訓實踐能力:生物學科是一門實踐性學科，實驗實踐是一個重要的教學環節.在教學實踐中，將其作為一項獨立的教學工作開展，并且與理論教學并重，打破傳統實驗教學模式，優化實踐教學資源.

促創新思維:生物技術發展迅速，日新月異，沒有創新思維的學生很難適應日后的工作和學習.要通過實驗教學培養學生在求實、嚴謹基礎上的探索精神、創新意識和創新能力.具體來說，要以興趣為導向，激發學生動手實驗的興趣，鼓勵學生選擇自己感興趣的實驗項目[5].改革實驗教學內容，使其貼近生活，貼近實際;引入身邊的科研成果，讓學生深度全程參與.

2 創新實踐教學的形式

2.1 “基礎性實驗——設計性實驗”相結合的課堂實驗教學

課堂實驗教學是對學生進行科學性訓練的中心環節.如何設置科學、合理、有特色的實踐教學體系，是一項長期的任務.在進行實驗室建設和改造的同時，逐步改革傳統的實踐教學體系.新的實踐教學體系要在保證基礎性訓練的同時，結合本地區、本專業特點，開設一定比例的設計性、綜合性實驗.實踐證明，學生對此表現出了極大的熱情和積極性，同時增強了學生查閱文獻、設計實驗程序和技術路線以及實驗觀察與分析能力.將學生的實驗報告總結裝訂成冊，編寫“生化分離實驗報告集”，不斷深化并完善實驗改革成果.

為加強實踐能力，課題組以微生物學實驗室為依托，以微生物應用研究成果為內容，為生物技術專業開設發酵工程實驗課，并在生物基礎實驗教學中心建立了發酵工程教學實驗室.該實驗室以搖瓶發酵和10 L 自控罐發酵和下游分離提取為主，對學生進行技術實踐訓練.如通過新型發酵產品淀粉酶的形成和以微生物合成的生物降解材料為項目，讓學生進行開放實驗和自我設計實驗，以此將發酵工程實驗和科學研究結合起來，形成研究型實驗課，培養應用研究人才.

2.2 構建學研產技術實踐平臺，加強技術實踐教學

本學科有“礦產資源安全綠色開發”省級協同創新中心(承擔礦山重金屬污染的生物修復方向)、“生物發育工程及新產品研發”省級協同創新中心(協同單位)、煤炭資源清潔利用與礦山環境保護湖南省重點實驗室(承擔礦山重金屬污染的生物修復方向)、園藝作物病蟲害治理湖南省重點實驗室(與湖南省植保所、海利集團共建)、“水產養殖”湖南省實踐教學示范中心、國家級科普教育基地(生物園與標本館)、湖南省“化學與生物類專業大學生創新訓練中心”、湖南省教學示范實驗室(生命科學實驗中心)、中央與地方共建實驗室(生物與環境技術實驗中心)等國家或省級科研教學平臺.實驗室總面積7 000 m2，資產原值超過2 100萬元，擁有高效液相色譜、熒光定量PCR 儀、核磁共振儀、掃描電鏡等大型精密貴重設備.在本科實踐教學中，充分利用這些平臺的優質資源，全部對本科生開放，使學生實踐能力培養的條件得到了根本性改善.

還確立了密切校企產學研合作、校企共同指導的生物技術人才培養的模式.校企共同指導是指在校外生物高新技術企業搭建學研產平臺，共同培養生物技術專業本科生.近幾年來，與湖南燕京啤酒有限公司、長沙國家生物產業園、湖南津市新型發酵公司、株洲千金藥業等企業建立了長期穩定的合作關系，在歷屆學生中，有87人的學位論文選題緊密結合工程實踐問題或來源于橫向合作項目.如2008級王金雨同學的論文針對目前農業生產中化學農藥使用引發的環境安全和抗藥性問題，開發出植物源綠色無公害農藥，獲國家發明專利.學生反映，校企合作平臺能為他們提前進入企業，參與企業內的生產技術研發，為及時將學到的理論知識用于生產實踐提供了良好的條件.

為加強技術實踐，堅持到微生物發酵工廠進行生產實習.湖南津市新型發酵有限責任公司是經微生物發酵生產糖化酶、高溫淀粉酶、中溫淀粉酶的工廠，該廠經營管理先進，產品暢銷國內外，特別是該廠從小型實驗室到中試車間再到生產車間這種從研究到生產的配套設施齊全.湖南省教育廳在湖南津市新型發酵有限責任公司掛牌確立為湖南科技大學教學實習和科研中試基地.經幾年來的廠校密切合作與共同建設，該廠已成為該生物技術專業穩定的生產實習基地.學生實習期間，廠領導與技術人員特地為學生安排“糖化酶研究進展”、“糖化酶上下游工程技術革新”、“生物制藥廠的經營與管理”等專題，并允許學生到中試車間或實驗室從事實踐活動.除此之外，還帶領學生到制藥廠、污水生物處理廠等工廠進行生產實習.

2.3 建立開放實驗平臺，培養創新型生物技術人才

為培養學生的創新意識和創新能力，湖南科技大學生命科學學院于2007年創建了本科生開放實驗，其他教學實驗室和研究室，對本科生全方位開放.鼓勵、支持有能力的大三以上學生在開放實驗室作有一定創意的實驗研究項目，從事科研創新活動.具體實施辦法是:

(1)在生科院建立本科生開放實驗基金.

(2)大三學生可申請開放實驗基金，進行科研創新活動.

(3)由教授組成開放實驗評審小組，負責開放實驗項目的審批與結題驗收.

(4)學生根據自己的興趣和愛好，查閱文獻資料，確定有一定創意的實驗研究題目，或深入科研組調研，選定自己能獨立完成的科研項目，自己設計實驗研究方案，并寫出開題報告.

(5)申請開放實驗基金的學生要向開放實驗評審小組作開題報告，闡明實驗項目的重要性、可行性以及創新點，并進行答辯.

(6)項目批準后，可得到一定數量的開放實驗基金，并在教師的指導下，到開放實驗室，利用課余時間，獨立做12～14 周實驗項目研究，寫出結題報告，并向開放實驗評審小組作結題匯報.

2008年，湖南省與湖南科技大學創立了大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目.每年拿出專項資金，資助本科生創新科研項目，在更高層面上培養創新人才.

從2005～2007級生物技術專業本科生人數共213人，其中在開放實驗室完成湖南科技大學本科創新科研項目者8人，完成生科院開放實驗項目者20人，完成開放實驗專題者45人.213人中共有65人完成了科研創新開放實驗，占總人數的21%.

“科研創新開放實驗”這種創新人才培養模式，不僅培養了學生的創新意識和創新能力，而且取得顯著研究成果.參加創新開放實驗的本科生署名在國內外期刊發表科研論文10余篇，申請專利4項，生物技術專業2006級學生鄒謀勇、魯高明、顏思宇、陳琛等在鄧先余博士的指導下《規模化豬場糞便污水生物處理及資源化工藝》項目獲全國大學生節能減排社會實踐和科技競賽一等獎;2006級部分學生參與的科研成果《花生蛋白質及油脂的酶法提取工藝》于2009年成功轉讓給廈門中盛糧油集團有限公司.

為培養生物技術創新人才，湖南科技大學生科院經過幾年的探索和實踐，已建立“科研創新開放實驗”創新人才培養模式，并初步建成由湖南科技大學本科創新科研項目、生科院本科開放實驗專題組成的多層次、多形式相結合的創新人才培養體系.

2.4 加大畢業論文的改革和投入，全面提高創新能力和綜合素質

畢業論文是實現培養目標的重要教學環節，在培養大學生探求真理、強化社會意識、進行科學研究基本訓練、提高綜合實踐能力與素質等方面，具有不可替代的作用.近三年來，在畢業論文改革方面進行了一些探索和嘗試.首先是增加畢業論文的時間.對原教學計劃進行了適當調整，在前三年時間內完成大部分基礎課和專業基礎課的講授，第四年則以完成畢業論文為主.其次，提出畢業論文選題要與指導教師的科研結合，與地方的經濟發展和社會需求結合，特別是為技術開發做探索性工作.第三，在導師遴選上，試行了“雙向選擇，整體協調”的原則.第四，逐步完善畢業論文質量管理模式，從開題報告、中期指導、進度報告、答辯等各環節均加強和改進了管理.

通過本科畢業論文教學環節，很多學生系統地掌握了先進的分子生物學技術，如PCR 擴增技術、酶切和連接技術、文庫構建、質粒構建與轉化、植物無菌培養、蛋白質分離純化、蛋白質電泳等技術.不僅培養了學生科學、務實的工作態度，而且增強了同學們團結協作精神.

3 健全質量保證體系

為保證教學改革的質量，使其起到提高學生綜合素質和創新能力的作用，應建立與實踐教學改革相配套的質量管理和監控體系，及時了解教學效果，以便對教學工作進行改進和完善[6].

3.1 設立信息反饋體系

信息反饋體系具體包括:(1)教師和學生的不定期座談會制度.(2)學生信息員制度.通過他們了解全院教學工作的動態信息，及時反映學生對教學工作的意見和建議.(3)學生評教制度.每學期組織全體學生對全體任課教師的教學情況進行評價.(4)每三年開展一次畢業生跟蹤調查，了解社會對人才的需求動向及其規格.

3.2 建立教學質量評估體系

教學質量評估體系具體包括:(1)教學檢查制度.每學期于期中、期末各開展一次全方位的教學檢查.(2)教師聽課制度.要求院系領導、教研室主任、教師每人每學期都必須不定期到課堂聽課2～3次.(3)授課質量綜合評價制度.根據同行、專家意見以及學生評教分數，對教師授課質量做出綜合判斷.今后還擬將評價結果作為當年教師的教學考核分數，同時還將結果反饋給相關教師，以利于教學工作的改進和教學質量的提高.

[1]趙寶華，劉偉，齊志廣，等.生物技術專業學生創新能力培養的探索與實踐[J].實驗室科學，2013 (6):131-135.

[2]張超，張健，侯茂，等.生物工程專業高素質復合型應用人才培養方案初探[J].安徽農業科學，2011(18):43-45.

[3]杜志強，沈秀麗.生物技術專業的課程教學研究與實踐[J].科技信息，2010 (35):40-41.

[4]李偉銘，黎春燕.產學研合作模式下的高校創新人才培養機制研究[J].現代教育管理，2011 (5):102-105.

[5]陳六一.產學研合作教育的現狀及其動力機制的建構[J].中國高教研究，2011 (3):77-79.

[6]周秀梅，盛清，郭江峰，等.新形勢下生物技術專業人才培養的思考與實踐[J].長春理工大學學報，2010(9):175-176.