生物工程專業學生三維實踐教學模式探討*

黎霜，陳洪波，韋暢，蔣永榮，蔣冬云，韋平英

1桂林電子科技大學生命與環境科學學院，廣西桂林541004；2廣西南寧高級技工學校

生物工程專業學生三維實踐教學模式探討*

黎霜1，陳洪波1，韋暢2，蔣永榮1，蔣冬云1，韋平英1

1桂林電子科技大學生命與環境科學學院，廣西桂林541004；2廣西南寧高級技工學校

以生物工程專業為例，根據實踐教學內容，將實踐教學時間、空間進行合理配置，劃分為校內（實驗課程、課程設計、科技訓練）、校外（教學實習、社會實踐）以及科研課題（畢業設計、創新實驗、教師科研）3個模塊，提出了基于3個模塊的三維實踐教學平臺的構建，并探討在此基礎上進行的分層次實踐教學模式對于大學生科研創新能力培養的作用；為實踐教學的改革提供一個清晰的思路和可供借鑒的理論研究方法。

生物工程專業；大學生；三維實踐教學平臺；科研創新能力

生物工程專業的實踐教學是指以培養實驗技能，工藝、工程設計能力，科學研究能力，社會實踐能力為主要內容的教學活動［1］。有研究表明實踐教學質量的高低，直接影響學生科研創新能力的培養［2］。隨著市場經濟的發展和社會對科技創新人才的需求，以創新教育為目的的實踐教學環節越來越受到教育界重視。國內外各高校在這方面進行了諸多有益的探索：江成英等［3］提出了以課程為主線的“實驗、實習、生產實習、畢業實習”的實踐教學體系，強調“基礎、專業基礎、專業”教學對于提高大學生動手創新能力的重要性；張恒等［4］提出了以校內實驗室和企業規模生產兩大平臺為支撐，構建畢業設計立體化實踐教學體系；徐英黔等［5］則從實驗教學改革入手，探索實驗教學方法；葉望等［6］在探索工科院校的學生創新能力培養時指出“引導學生以研究的姿態投入學習、研制與開發、參與實驗與設計、調研與撰寫論文、培訓并參加科技競賽等，是培養學生創新能力的極好方式”。另有學者提出了教學實踐環節之間協作的重要性。例如，孫?。?］指出：實踐性教學環節的各環節之間應當有一定的課時比例，實踐性項目應采取由易到難，由簡單到復雜的漸進式教學方法；麻省理工學院、哈佛大學等在大學創新人才培養方面則強調自由教育與通識教育相結合在創新人才培養中的作用［8］。實踐教學環節方面的研究雖多，卻不夠深入，幾乎都忽視了一個重要問題：實踐教學內容不是單一的元素，而是一個由獨立設置的實驗課程、課程設計、教學實習、社會實踐、科技訓練、畢業設計等多個環節構成的實踐性教學體系。由于近年高校連續擴招，教學投入不足，管理工作不到位等諸多因素的影響，因此該教學體系存在明顯弊端：實踐教學的各個環節之間缺乏有機協作，這種狀況影響了實踐教學的效果，未能在大學生科研創新能力的培養方面發揮應有的作用。

1　生物工程專業的特點

生物工程廣泛應用于化工、醫藥、食品、農業、能源、資源和環境等領域。其學科內涵是利用生物體系，應用生物學、化學和工程技術相結合的方法，按照人類的需要改造和設計生物結構與功能，以便更經濟、更有效、大規模地為人類提供所需要的各種產品的技術，具有學科間的高度交叉、技術和知識高度密集的特點，是生物科技成果走向工業化的關鍵。我國政府對生物科學和生物技術的發展高度重視，從1998年正式設立時的57個辦學點到2006年的234個。學生人數也從1997年的2千多名增加到2005年的2萬9千名［9-10］。相對于區外高校，廣西起步相對較晚，僅有4所高校設置了生物工程專業。我校于2009年開始正式招收生物工程專業學生。目前，我國的生物工程本科教育仍處于發展階段，在培養模式方面處于摸索、改進和逐步完善時期。對于課程、實踐教學內容的設置和培養模式，沒有明確的限定范圍［1］。相比其他學科，生物工程專業貼近產業的要求分外突出。對于大學生的培養，不僅要掌握扎實的藥學、生物學、化學、計算機等學科的基礎知識，掌握現代化生物制藥的基本原理、工藝以及制劑技術的應用，更需具備良好的科研創新能力。

2　實踐教學中存在的問題

實踐教學中主要存在以下4方面問題：1）校內實驗室建設相對滯后，缺少足夠的硬件投入和人員配備。在課程設計、教學實習等實驗教學環節中時常出現人多設備少的現象，學生不是在做試驗而是在聽試驗。實際能動手參加科研訓練人數占本科總人數的平均比例僅為5.68%［11］；2）畢業設計、社會實踐經費不足，每個學生的畢業設計經費150元，實訓經費50元，難以滿足實踐過程中必須的開支，加上實踐基地不穩定，造成實習流于形式，達不到預期的效果；3）高校有豐富的科研課題，但是大部分的科研課題僅局限于教師，只有極少數的學生有機會參與；4）實踐教學的各環節之間相互獨立，各自發展，致使教學計劃流于形式。

3　實踐教學探索

相比其他學科，生物工程專業既保持了生物技術特色，又凸顯出工程性質，目前基本處于發展階段。對于課程、實踐教學內容的設置和培養模式，尚無明確的限定范圍［1］。因此，本項目組在桂林電子科技大學生物工程專業進行了一些嘗試性摸索：將大綱要求的實驗課程、課程設計、科技訓練、教學實習、社會實踐、畢業設計、創新實驗等劃分為三大模塊，并與教師的科研項目相結合，探討實踐教學各環節之間以及與大學生科研創新能力培養之間的關系。根據實踐教學內容，將實踐教學時間、空間進行合理配置，劃分為校內（實驗課程、課程設計、科技訓練）、校外（教學實習、社會實踐）以及科研課題（畢業設計、創新實驗、教師科研）三個模塊，提出了：構建一個由校內實驗室、校外生產實習基地和科研課題三方面相結合的、面向全體學生、多角度、多層面的三維實踐教學平臺模式。

4　效果

這種基于校內、校外、科研課題，三維實踐教學平臺培養學生創新能力的模式，激發了學生參與創新實踐的熱情，提高了實驗室和實驗儀器的利用率，鍛煉了學生的工程實踐能力。近年來，本專業各級科技競賽獲得者、畢業設計優秀獎90%以上來自參與三維實踐教學平臺培養模式的學生。

5　結語

前蘇聯著名的教育家蘇霍姆林斯基認為學生的“能力和才干來自他們的指尖，手指那些細小的溪流在不斷的補充創新思維的源泉”。在實驗教學過程中，需要進行一些大膽的嘗試。給學生創造多動手、多參與的機會。引導和訓練學生重視實驗課程的學習，使學生豐富的想象、創新的欲望得到充分實踐，通過不斷積累、不斷探索的科學實驗過程，激發學生參與創新實踐的熱情，鍛煉與培養學生堅忍不拔、積極探索、勇于創新的精神。

［1］教育部高等學校生物科學與工程教學指導委員會.生物工程專業規范［J］.高校生物學教學研究，2012，2（2）:3-10.

［2］何滿輝，趙宏霞，萬君.通過產學研合作強化實踐教學——以遼寧工程技術大學生物工程專業為例［J］.遼寧工程技術大學學報：社會科學版，2011，13（2）:194-196.

［3］江成英，劉曉蘭，鄒東恢，等.生物工程專業應用型人才培養方案的優化［J］.高師理科學刊，2013，33（6）:118-120.

［4］張恒，許兆棠，方芳.生物工程立體化畢業設計教學體系探索與實踐［J］.大學教育，2013（15）:124-127.

［5］徐英黔，高云，方志剛，等.改革生物工程實驗教學培養學生創新能力［J］.廣州化工，2013，41（6）:185-186.

［6］葉望，謝建精，魯建偉.探索工科院校學生在實踐性教學環節中的創新能力培養［J］.中國電子教育，2002，27（1）:32-35.

［7］孫健.實踐性教學對工科類大學生科研創新能力培養作用探析——以廣東石油化工學院為例［J］.赤峰學院學報：自然科學版，2011，27（8）:246-247.

［8］崔軍，汪霞.從歷史走向未來:麻省理工學院通識教育理念探析［J］.大學：學術版，2012（6）:71-77.

［9］潘勛，周海夢.生物工程專業的辦學現狀與建議［J］.高等工程教育研究，2003（2）:27-29.

［10］沙靖全，張宇，劉鳳華，等.制藥工程專業創新人才培養的研究與實踐［J］.藥學教育，2010，26（6）:6-7.

［11］易紅.高校實驗教學與創新人才培養［J］.實驗室研究與探索，2008，27（2）：1-4.

Discussion on Three-dimensional Practical Teaching System of the Undergraduate Majored in Bioengineering

LI Shuang1，CHEN Hongbo1，WEI Chang2，JIANG Yongrong1，JIANG Dongyun1，WEI Pingying1
1 School of Life and Environmental Science of Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China；2 Guangxi Nanning Senior School of Technology

Bioengineering major is taken as the example，and it could be divided into three systems according to teaching contents of the practice，teaching time of the practice and the space:on campus practice（experimental course，curriculum design，science and technology training），off-campus practice（teaching practice，social practice），research projects（graduation projects，innovation experiment and teacher's scientific research）.The functions of practice teaching model on cultivating the undergraduate's scientific and research innovation ability were explored on the basis；and it could provide a clear thinking and theoretical studying method as the reference for the reform of practice teaching.

bioengineering major；the undergraduate；three-dimensional practice teaching system；scientific and research innovation ability

R2-03

A

1004-6852（2016）05-0055-02

2015-02-14

廣西教育廳教育科學“十二五”規劃項目（編號2013C022）。

黎霜（1968—），女，博士學位，教授。研究方向：藥物制造業相關教學與研究。