以培養(yǎng)學生能力為導向的生物工程專業(yè)實踐教學體系構(gòu)建

蔡悅　夏瀟瀟　王杏文

摘要介紹了合肥學院生物工程專業(yè)實踐教學改革的經(jīng)驗和做法，探討該專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建和優(yōu)化。按照該學校“地方性、應用型、國際化”的辦學定位，遵循實踐教學環(huán)節(jié)的基本過程，以培養(yǎng)工程應用和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力為基本原則，借助校內(nèi)發(fā)酵工程及應用實訓（實驗）中心、生物工程與技術(shù)虛擬仿真實驗教學中心和校外實習實訓基地，堅持以綜合實踐能力為目標，構(gòu)建“能力培養(yǎng)、虛實結(jié)合”的實踐教學體系，并在不斷調(diào)研的基礎(chǔ)上持續(xù)優(yōu)化改進，為生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力保障。

關(guān)鍵詞人才培養(yǎng)；實踐教學；工程應用

中圖分類號S-01文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）30-0251-03

AbstractThis paper introduced the experience and practice of practical teaching reform of bioengineering specialty in Hefei University， and discussed the construction and optimization of practical teaching system.According to the school "local， applied， international" school orientation， follow the basic process of practical teaching，to train engineering applications and innovative entrepreneurial ability as the basic principle， with the school fermentation engineering and application training （experimental） center， bioengineering and technology virtual simulation experimental teaching center and offcampus practice training base，adhere to the comprehensive practical ability as the goal， to build "capacity training， combining the actual situation" of the practical teaching system， and continue to optimize the basis of continuous improvement， provide a strong guarantee for the cultivation of biological engineering professionals.

Key wordsTalent training； Practical teaching； Engineering application

生物工程是涉及生物學、工程學、化學的工科專業(yè)，它通過科學的方法和技術(shù)來改造自然現(xiàn)象過程，與人類的生存和文明、生命科學的研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。合肥作為安徽省省會，地處華東地區(qū)、江淮之間，是重要的科教基地和現(xiàn)代制造業(yè)基地。現(xiàn)有以國藥控股、合肥天星、億帆生物等為主的醫(yī)藥商業(yè)流通產(chǎn)業(yè)園；以同路生物、兆科藥業(yè)、安科生物、立方制藥、龍科馬、美時醫(yī)療等為代表，以化學藥、中成藥、血液制品、醫(yī)療器械等行業(yè)為主導的現(xiàn)代醫(yī)藥以及生物工程技術(shù)藥物產(chǎn)業(yè)基地；目前已初步形成原料提供、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品銷售、科技研發(fā)等比較完整的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈，社會和企業(yè)的發(fā)展對生物工程專業(yè)人才需求量大。但多年來，該專業(yè)一直屬于全國大學生就業(yè)的紅牌專業(yè)，如何培養(yǎng)用人單位真正所需要的、具有自己鮮明特色的生物工程專業(yè)人才，這是擺在學校面前的難題。

自2000年合肥學院生物工程專業(yè)招生以來，一直在質(zhì)量工程項目（國家級特色專業(yè)建設(shè)點、省專業(yè)綜合改革試點等）支持下開展人才培養(yǎng)方案的探索改革[1-3]。2006年，學校借鑒德國模塊化教學經(jīng)驗，提出從“知識輸入型”向“能力輸出型”轉(zhuǎn)變，生物工程專業(yè)開始對人才培養(yǎng)方案進行改革，構(gòu)建專業(yè)模塊群、模塊化課程，而實踐教學是讓學生滲入生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)、培養(yǎng)實際工作能力和獲得創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)真經(jīng)的重要環(huán)節(jié)，對學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高具有重要作用。為辦好生物工程專業(yè)，適應行業(yè)發(fā)展狀況，服務地方經(jīng)濟建設(shè)，本專業(yè)不斷探索實踐教學模式，將專業(yè)知識體系和就業(yè)單位的崗位能力需求緊密結(jié)合，構(gòu)建“學生能力輸出為導向”的實踐教學新體系，保障學生的實踐能力更有內(nèi)涵，更接地氣。筆者介紹了合肥學院生物工程專業(yè)實踐教學改革的經(jīng)驗和做法，探討生物工程專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建和優(yōu)化。

1生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標

按照合肥學院“地方性、應用型、國際化”的辦學定位，服務安徽省率先實現(xiàn)中部崛起，服務于合肥發(fā)展，確立“寬基礎(chǔ)，重實踐，強能力”的培養(yǎng)目標，培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論和基本技能，具有在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的能力，具備創(chuàng)新精神與實踐能力的應用型工程技術(shù)和管理人才。畢業(yè)生具備較強的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，可從事生物制品工程與工藝開發(fā)，相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、管理和研發(fā)；生物技術(shù)產(chǎn)品的安全檢測、質(zhì)量控制和銷售服務等。畢業(yè)后5年左右能較好地適應相關(guān)崗位的工作要求，熟悉產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝流程，在勝任目前崗位的基礎(chǔ)上具備擔任項目管理和成為技術(shù)骨干的能力，能根據(jù)工作崗位的需要獲得相應的專業(yè)職稱。

2構(gòu)建實踐教學體系的原則與思路

實踐教學是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，對學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高具有重要作用。提高學生實踐環(huán)節(jié)的操作標準，培養(yǎng)學生工程應用和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，是構(gòu)建生物工程專業(yè)實踐教學體系的原則。

實踐教學體系建設(shè)思路是：以優(yōu)質(zhì)資源整合為基礎(chǔ)，以教學體系改革為先導，以實驗教學方法改革為動力，精心設(shè)計實驗項目，使學生循序漸進地受到從基本技能至工程實踐項目的全面訓練。借助發(fā)酵工程及應用實訓（實驗）中心、生物工程與技術(shù)虛擬仿真實驗教學中心2個省級平臺，共同參與構(gòu)建和支撐應用型生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)實踐教學體系。圖1為生物工程專業(yè)實踐教學體系主要組成部分，教學內(nèi)容按照學生學習時間分為4個階段，分別為基礎(chǔ)技能實驗階段（1年級）→綜合實驗階段（2年級）→設(shè)計創(chuàng)新實驗階段（3年級和4年級上）→工程實踐及應用階段（4年級下）。

3實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的實踐教學支撐體系

3.1構(gòu)建“能力培養(yǎng)、虛實結(jié)合”的實踐教學體系

3.1.1實驗課程設(shè)置打破課程界限，組織模塊實踐教學體系。傳統(tǒng)意義上課程實驗是指一門實驗對應一門課程，如大學物理、無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、生物化學、微生物學等；模塊化實驗課程是把某一課程群的實驗整合為一門實驗，將一些相關(guān)課程的實驗優(yōu)化組合為若干個綜合性大實驗，以加強各課程間相互的聯(lián)系與互動。如四大化學實驗課，按能力輸出整合為基礎(chǔ)化學實驗模塊，此模塊中的實驗多為設(shè)計性、綜合性實驗，目的是訓練學生化學知識的綜合運用和操作的能力。

3.1.2設(shè)立第九學期——認知實習學期。

設(shè)置大二至大三開學前的暑期（約10周）為認知實習學期。通過頂崗實習的方式讓學生與企業(yè)工作人員的相處、溝通，在流水線上進行專業(yè)操作和崗位協(xié)作，加深學生對社會的了解，端正學習和就業(yè)觀念，了解專業(yè)崗位特點，培養(yǎng)專業(yè)能力和探索精神，強化質(zhì)量意識與職業(yè)意識，提高自身素質(zhì)。學生可以通過這種方式從書本中解放出來，在社會中加強學習，提升創(chuàng)新意識，為今后的發(fā)展積累經(jīng)驗，更加適應社會發(fā)展的需要[4-5]。這是一個“理論、實踐、再實踐”的過程，就是帶著問題下廠，帶著問題回課堂解惑，再進入社會實踐。

3.1.3開設(shè)生物工程綜合大實驗。

在大四上學期開設(shè)生物工程綜合實驗（模塊）。該模塊是以生產(chǎn)某一生物產(chǎn)品為目的，包含了從菌種篩選到生物發(fā)酵以及分離純化的上、中、下游的全部過程的綜合性實驗[6]。打破了以往學生實驗課程單一性和片面性，使學生對具體工業(yè)產(chǎn)品的實際生產(chǎn)過程與程序有較全面的了解和掌握。

3.1.4借助虛擬仿真實驗平臺組織虛實結(jié)合的實踐教學內(nèi)容。

3.1.4.1

虛擬仿真教學參與模塊化課程教學。在生物工程專業(yè)工具的模塊實驗中，采取“線上”實驗室（虛擬仿真實驗室）開設(shè)氣相色譜、液相色譜、氣質(zhì)聯(lián)用、原子吸收等大型分析儀器仿真實驗，每人一組；“線下”實驗室（公共基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室）開設(shè)實際操作實驗，每4～5人一組的教學模式。可讓每位學生通過仿真軟件掌握上述大型儀器的操作規(guī)程，再進行必要的真實操作，很大程度上解決實驗室大型精密實驗儀器數(shù)量偏少的問題。

3.1.4.2虛擬仿真教學參與工程實訓模塊。在工程實訓Ⅲ模塊（啤酒生產(chǎn)）中，開設(shè)“線上”啤酒發(fā)酵工藝仿真實驗，模擬生產(chǎn)過程中運行以及事故處理等操作，讓學生能夠掌握啤酒的生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點，同時具備根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)的動態(tài)變化，及時正確調(diào)控工藝參數(shù)的能力。并將在“線上”實驗中獲取的知識應用于“線下”啤酒生產(chǎn)實訓中。經(jīng)過教學使學生深入了解生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)造和流程，形成初步“工程”的概念，培養(yǎng)學生工程意識，提高學生在工程實踐中解決實際問題的能力。

3.1.4.3虛擬仿真教學參與課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計。課程設(shè)計需要學生詳細了解某一工段的工藝及設(shè)備選型等；畢業(yè)設(shè)計則需要掌握某產(chǎn)品生產(chǎn)的全廠工藝流程和廠房設(shè)備布置等。在一般情況下，認知實習和畢業(yè)實習可鍛煉學生在某一特定崗位的操作能力，但學生對完整的工藝流程并不了解。因此，在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計開課期間，開放虛擬仿真實驗平臺，學生可根據(jù)自身不足和實際設(shè)計需要，以自主學習的方式操作虛擬仿真軟件。例如葡萄酒生產(chǎn)工藝仿真、土霉素生產(chǎn)工藝仿真、青霉素發(fā)酵工藝仿真等，有針對性地了解某產(chǎn)品生產(chǎn)的多個工段或全廠的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，通過提高感性認識，了解生產(chǎn)過程和儀器設(shè)備，為實施設(shè)計并完成既定目標奠定基礎(chǔ)。

3.2建立專業(yè)實習基地

生物工程專業(yè)目前擁有11個實習基地，陸續(xù)已簽訂合作協(xié)議（校企合作、全面合作框架、生產(chǎn)實習和就業(yè)基地等），這些基地為生物工程專業(yè)落實認知實習和畢業(yè)實習提供了崗位支持。

3.3編寫模塊化教學實驗及實踐教材（講義）

以培養(yǎng)學生能力為主線，積極編寫實驗講義，并在各專業(yè)模塊中推廣。其中《生物工程綜合實驗》模塊實驗指導書、《生物工程II-生化分離工程》模塊實驗指導書第六版已投入使用；陸續(xù)編寫完成的包括《生物基礎(chǔ)I-生物化學》《生物基礎(chǔ)II-微生物學》《生物工程I-發(fā)酵工程及設(shè)備》《生物工程IV-遺傳及基因工程》《選修模塊-生物制品檢測與安全》《選修模塊-工程實訓III-啤酒生產(chǎn)》等8門模塊化課程的實驗及實踐講義。

4結(jié)語

生物工程是一個具有鮮明特色的專業(yè)，由于社會需求不斷變化，行業(yè)發(fā)展日新月異，因此人才培養(yǎng)模式尚在不斷探索中，實踐教學內(nèi)容也需要優(yōu)化革新。根據(jù)應用型人才的培養(yǎng)要求，堅持以培養(yǎng)學生的綜合實踐能力為目標，在構(gòu)建實踐教學體系的過程中應與相關(guān)企業(yè)保持密切聯(lián)系，完善企業(yè)人員參與的機制，及時歸納總結(jié)專業(yè)崗位群對知識、能力和素質(zhì)等方面的需求，使教學內(nèi)容更適應社會需求，滿足用人單位對畢業(yè)生的多種需要。后續(xù)建設(shè)中，按照系統(tǒng)性和漸進性原則，專業(yè)擬增設(shè)TA模塊，充分發(fā)揮學生的主體作用，逐步形成較為完善的實踐教學環(huán)節(jié)，構(gòu)建一個合理可行的實踐教學體系，為生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力保障。

參考文獻

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