卓越生物工程專業人才實踐教學體系改革探索與實踐

胡興　王曉紅　付明　曾軍英　吳鏑

摘要：實踐教學是卓越人才培養的關鍵，是培養學生實踐創新創業能力的有效途徑。分析當前生物工程專業實踐教學現狀，以學生的實踐動手能力、創新精神、創業意識培養為重點，通過建立按生物工程專業整體性設置三層次實驗教學新體系，優化以生物工程技術為主線的實驗教學內容，建立過程、多元、過關、達標實驗教學考核評價體系，積極實踐生物工程專業卓越人才培養，有效地提升了學生的實踐創新創業能力。

關鍵詞：生物工程；卓越人才；實踐教學體系；創新創業能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）28-0168-02

一、生物工程專業實踐教學現狀

目前我校類似全國絕大部分高等院校生物工程本科教學都是以理論課程設置實驗課程的傳統教學模式（即“一門課程理論+一門課程實驗”）進行組織教學，實驗教學一直輔助理論教學，從屬在各門理論課程之后。實驗課程門數多，實驗課程相互間存在不同程度的重復現象；實驗課程注重以知識體系為主線構建，造成課程實驗知識點相對分散、孤立，不能串聯在一起，實驗環節缺乏連貫性、完整性和系統性；開設的實驗在類型上以基礎驗證性實驗居多，綜合性、設計創新、研究性實驗較少，學生獨立設計、工程技術運用等鍛煉無法得到充分保障，極大地扼制了學生創新創業能力的提升；實驗課程考核門數多，考核方式單一，考核評價不夠科學、合理等問題，導致目前的生物工程專業實驗教學體系難以滿足卓越人才培養的需求，不利于學生實踐創新創業能力的培養，不利于培養出符合社會需求的創新應用型卓越人才。為此，我們以學生的實踐動手能力和創新精神、創業意識培養為重點，通過重構實驗實踐教學體系，優化實驗教學內容，改革實驗教學考核評價體系，不斷探索生物工程專業卓越人才培養實踐教學的有效途徑，并取得了良好的效果。

二、創新實踐教學體系

（一）建立按生物工程專業整體性設置實驗教學新體系

生物工程專業卓越計劃是以培養生物工程工科專業學生熟練掌握該專業實驗基本技術能力，綜合運用實驗技術能力以及創造性開展設計創性實驗能力的思路，打破原來以課程設置實驗課程（“一門課程理論+一門課程實驗”）的傳統，建立全新的按專業整體性設置生物工程實驗教學新體系。原實驗課程體系（“8+3”），即《生物化學實驗一》、《生物化學實驗二》、《微生物學實驗》、《遺傳學實驗》、《分子生物學與基因工程實驗》、《細胞與細胞工程實驗》、《生物分離工程實驗》、《發酵工藝學實驗》8門基礎實驗課程，以及《生物工程綜合實驗》、《藥用植物成分利用綜合實驗》、《生物制藥綜合實驗》3門綜合實驗課程，共11門課程實驗，其中8門基礎課程實驗中開設了一些綜合性實驗，造成部分項目與后續3門綜合實驗課程重復，即使項目不重復，方法技術也有重復。與此同時，雖然在這11門課程中有的嘗試過設計創新實驗，但對于卓越人才培養的工科專業數量偏少。在這些基礎上，以專業整體性實際需求重構新的實驗課程體系，即將整個生物工程專業實驗課程設置為《生物工程專業基本技術實驗》、《生物工程專業綜合實驗》、《生物工程專業設計創新實驗》3門實驗課程，實驗課程門數大大壓縮，實驗項目上無一重復，實驗內容上著重基本技術掌握、技術綜合運用和技術設計創新訓練，實驗層次上體現“基礎─綜合─設計創新”循序漸進，學以致用，實驗過程中更加注重培養與訓練學生的能力和素質，增強學生的創新創業意識。

（二）建立三層次實踐教學模塊課程

在生物工程專業實驗教學實踐中，應緊緊抓住專業內涵和要求，圍繞專業核心內容體系，以實驗項目為載體，采用模塊化的設計模式，突出創新思維，促進學生工程素質和創新創業能力培養，構建了“生物工程基本技術實驗、生物工程專業綜合實驗、生物工程專業設計創新實驗”的“三個層次”漸進式培養模塊。生物工程專業基本技術實驗主要培養學生掌握生物學、生物工程學等方面的基本技術實驗原理、實驗操作技能和實驗數據分析處理能力，熟練掌握基本常規儀器的使用，培養學生養成良好的實驗行為和習慣，促進學生動手能力的提升，為后續綜合、設計創新實驗及創新創業訓練打下了堅實的基礎。生物工程專業綜合實驗主要分為微生物接種、菌種培養與選育，微生物發酵及反應過程的優化與放大，生物提取分離與檢測，等等內容，以部分微生物（細菌、放線菌和真菌）的篩選、發酵過程控制、產物提取與純化檢測以及植物活性成分分離純化為主線，突出每個實驗綜合運用多種基本技術原理、多種操作技能及數據分析處理方法，為適應“實基礎、強能力、高素質、重應用”的人才培育模式服務。生物工程設計創新實驗在生物工程專業基本技術實驗與綜合實驗教學的基礎上，主要介紹了設計性實驗的研究思路與方法，以天然生物資源為原料，對其中的生物活性物質進行提取、純化、鑒定及活性檢測。生物產品設計與制作工藝以及大學生挑戰杯競賽、大學生實驗設計與產品制作大賽和大學生創新創業訓練坊等內容，突出了應用性和設計創新性，著力培養了大學生的創新創業能力。

（三）優化以生物工程技術為主線的實驗教學內容

打破以知識體系設置課程實驗項目，突出以生物工程技術為主線，優化生物工程專業實驗項目，3門實驗課程包括了生物工程方面的稱量計算洗滌技術、培養基的配制、滅菌鍋的使用技術、考馬斯亮藍染色法技術、細胞培養技術、免疫熒光技術、各種顯微鏡觀察技術、細菌的制片染色技術、滴定技術、分光光度技術、植物組織破碎技術、超濾技術、離心技術、酶學基本技術、熒光染色技術、熒光原位雜交技術、染色體制備技術、DNA提取及瓊脂糖凝膠電泳技術、PCR實驗技術等，綜合實驗基因克隆表達技術、微生物接種培養分離純化技術、液態固態發酵培養技術、活性成分提取、分離純化與檢測技術以及相關工藝開發利用技術。其中基本技術實驗項目21個，學時120；綜合實驗項目18個，學時120；設計創新實驗項目19個，外加大學生挑戰杯競賽、大學生實驗設計與產品制作大賽和大學生創新創業訓練坊等項目，125學時+18周。綜合設計創新實驗項目占70%以上，綜合設計創新實驗學時占76%以上。第3、4學期開設基本技術實驗，第5學期開設綜合實驗，第6學期開設設計創新實驗，第7學期開設大學生實驗設計與產品制作大賽和大學生創新創業訓練坊項目，同時突出教師科研轉化實驗項目，綜合實驗項目中的大孔吸附樹脂法提取金銀花中的綠原酸，生物堿提取、分離純化與檢測技術，揮發油提取分離與檢測技術，香菇多糖的分離提取，等等4個項目，以及設計創新的19個項目全部來源生物工程專業教師的科研轉化項目，共計23個，占整個項目數的41%以上。實驗內容具有明顯的地方特色，充分體現了應用型地方本科院校人才培養的特色。

三、建立過程、多元、過關、達標實驗教學考核評價體系

實驗教學中，建立“平時成績記分簿”，加重實驗操作過程和實驗習慣的考核，把學生的實驗習慣納入實驗考核范疇，制定了學生實驗行為18條規定，違反1條扣0.5—3分，累計扣除10分后，取消該門實驗成績，并要求重修。實驗課采取多元實驗成績考核方法，考核成績由平時考核的60%—70%（實驗習慣10%、實驗操作40%、實驗結果10%、實驗報告10%），期末實驗操作和理論考試占20%，設計創新性實驗占10%—20%。實驗儀器設備規范使用實施實驗基本技能過關制，通過制訂生物工程專業的實驗技能標準，舉行專業技能大賽和專業技能達標測試，以及工程實踐與科技創新校內外實踐環節綜合評價制，建立過程、多元、過關、達標綜合考核評價方式，全面綜合評價學生。

懷化學院生物工程專業先后被確定為校級重點建設專業，湖南省普通高校“十一五”重點專業，懷化學院及湖南省普通高校首批特色專業，懷化學院及湖南省普通高等學校“十二五”綜合改革試點專業以及懷化學院首批校企合作試點專業以及懷化學院首批“卓越人才”教育培養計劃試點專業。卓越生物工程專業人才的培養是一個長期、動態和發展的過程，積極探索和實踐，緊跟科技前沿，培養新興工業化社會產業需求的高素質卓越應用型人才任重道遠。

參考文獻：

[1]潘懋元.中國高等教育的定位、特色和質量[J].中國大學教學，2005，（12）：4-6.

[2]胡興，劉衛今，劉勝貴，等.地方本科院校生物工程專業綜合改革探索與實踐[J].大學教育，2015，（3）：139-141.