小雜糧等生產(chǎn)性實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)施
——以山西大同大學(xué)生物工程專業(yè)為例

王潤梅， 張弘弛， 武偉強(qiáng)

(山西大同大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009 )

生物工程專業(yè)是我國重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)專業(yè)之一，隨著招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大和社會(huì)對(duì)應(yīng)用技術(shù)型人才的需求，生物工程專業(yè)正面臨著新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)[1]。如何結(jié)合地方特色，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力是新世紀(jì)生物工程專業(yè)需要著重研究和解決的關(guān)鍵問題。生物工程是工科學(xué)科，是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程應(yīng)用型專業(yè)，決定了生物工程專業(yè)本科教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)占有非常重要的地位。

作為綜合性地方院校的山西大同大學(xué)坐落在山西省大同市，屬于晉北高寒區(qū)，是山西小雜糧的主產(chǎn)區(qū)，周邊縣區(qū)種植有大量小雜糧特色作物，擁有多家小雜糧生產(chǎn)企業(yè)，如苦蕎系列產(chǎn)品、胡麻產(chǎn)品等。為了突出地方特色，緊密結(jié)合地方行業(yè)產(chǎn)業(yè)需求，山西大同大學(xué)生物工程專業(yè)，在“一院一品”教育教學(xué)改革中構(gòu)建了小雜糧等"生產(chǎn)性"實(shí)踐教學(xué)體系，探索出了小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐項(xiàng)目，為學(xué)生將來創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的理念與思路

生物工程是以生物工程技術(shù)結(jié)合生物學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的工學(xué)學(xué)科[2]。是具有增強(qiáng)實(shí)踐性為特點(diǎn)的應(yīng)用型專業(yè)，決定了生物工程專業(yè)本科教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)占有非常重要的地位。

然而，作為綜合性地方高校，我校生物工程專業(yè)以往的人才培養(yǎng)方案，都是以“寬基礎(chǔ)、廣方向”為中心，特別強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論的重要性，而對(duì)于工程實(shí)踐訓(xùn)練的重要性卻沒有體現(xiàn)，因而經(jīng)過培養(yǎng)體系中后，學(xué)生缺乏了職業(yè)崗位需要的實(shí)際操作的本領(lǐng)[3]，使這一專業(yè)的學(xué)生在就業(yè)市場(chǎng)上不受歡迎。

2015年，根據(jù)學(xué)校的辦學(xué)定位和地方行業(yè)企業(yè)對(duì)生物工程方面人才的需求，結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)，修訂了生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，以服務(wù)地方小雜糧生產(chǎn)企業(yè)為目旳，構(gòu)建了"生產(chǎn)性"實(shí)踐教學(xué)體系。這無疑是生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的一大創(chuàng)新，使培養(yǎng)的人才達(dá)到既能夠提高學(xué)生的就業(yè)率顯性要求，同時(shí)又能夠滿足未來崗位要求開展研制與開發(fā)的隱形要求。

“生產(chǎn)性”實(shí)踐是以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力為主要目標(biāo)，所以“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系要圍繞工業(yè)中生物制品的生產(chǎn)的要求來構(gòu)建，包括四個(gè)方面：教學(xué)載體的產(chǎn)品化、實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的真實(shí)化、實(shí)踐教學(xué)人員的工作化、實(shí)踐教學(xué)管理的企業(yè)化等方面[4]，學(xué)生在這種環(huán)境氛圍下經(jīng)過訓(xùn)練，會(huì)自然而然地養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，逐漸形成團(tuán)隊(duì)意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)等，掌握職業(yè)必備的專業(yè)知識(shí)、技能，提高綜合職業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)從學(xué)生向生產(chǎn)技術(shù)科研人員的角色轉(zhuǎn)變。

結(jié)合大同地區(qū)小雜糧食品開發(fā)的實(shí)際需要和專業(yè)技能培養(yǎng)要求，制定新的實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)和模式，形成“理論夠用-應(yīng)用拓展-實(shí)踐提升”三位一體的專業(yè)課程群，優(yōu)化和重組實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)，科學(xué)地設(shè)置實(shí)踐項(xiàng)目，把實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)和畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))等有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)建小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系。

2 小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

基于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，2015年修訂的生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，形成了以“發(fā)酵工程”為主干課，生物反應(yīng)工程和生物工程設(shè)備為上游課程，生物分離工程、酶工程和生物工程工廠設(shè)計(jì)為下游課程的專業(yè)課程群[5]，將涉及到小雜糧的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目貫穿到課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課外創(chuàng)新能力培養(yǎng)、校內(nèi)實(shí)訓(xùn)、校外實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中，形成了四個(gè)層次的小雜糧等"生產(chǎn)性"實(shí)踐教學(xué)體系，見圖1。

圖1 生物工程專業(yè)“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系

Fig.1 "Productive" practical teaching system for bioengineering

2.1 專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)

通過專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)包括普通生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等以小雜糧為實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生先對(duì)小雜糧有所認(rèn)知、提取其有效成分、對(duì)其基因組進(jìn)行測(cè)序等，通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)課包括基因工程實(shí)驗(yàn)、酶工程實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)、生物分離工程實(shí)驗(yàn)、食品分析與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、藥品分析與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)等訓(xùn)練，使學(xué)生較好地掌握生物工程實(shí)驗(yàn)的基本技能，對(duì)小雜糧等成分的分離、純化、檢測(cè)和應(yīng)用等進(jìn)行深入的了解。

2.2 專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)

通過獨(dú)立開設(shè)的以小雜糧等產(chǎn)品生產(chǎn)及檢測(cè)等相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目，包括生物工程綜合大實(shí)驗(yàn)和發(fā)酵食品校內(nèi)教學(xué)見習(xí)，提高學(xué)生的工業(yè)化生產(chǎn)小雜糧等產(chǎn)品的工程理念和中試化生產(chǎn)技術(shù)，使學(xué)生可以運(yùn)用理論知識(shí)進(jìn)行分析和解決在小雜糧等產(chǎn)品生產(chǎn)過程中遇到的實(shí)際問題。

2.3 課外創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)

通過教師科研導(dǎo)師制，讓學(xué)生參與到教師的有關(guān)小雜糧等的科研項(xiàng)目中，通過小雜糧等特色科研項(xiàng)目?jī)?nèi)容的訓(xùn)練，增加基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容豐富性、連續(xù)性，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操做能力的目的。鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，學(xué)生自己組成科研小組，在教師指導(dǎo)下，開展小雜糧等的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目研究，充分挖掘和激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱情，開發(fā)小雜糧等新產(chǎn)品，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

2.4 應(yīng)用拓展實(shí)踐教學(xué)

主要針對(duì)大四專業(yè)見習(xí)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))，利用校企合作的小雜糧實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生深入到小雜糧產(chǎn)品生產(chǎn)車間、小雜糧分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室等進(jìn)行專業(yè)見習(xí)、實(shí)習(xí)，全面了解小雜糧產(chǎn)品的單元操作、工藝流程、過程控制、產(chǎn)品檢驗(yàn)等現(xiàn)代化生產(chǎn)過程。同時(shí)，學(xué)生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))也圍繞小雜糧等的產(chǎn)品開發(fā)、工藝流程、產(chǎn)品檢驗(yàn)等內(nèi)容來選題，通過校企合作的實(shí)踐平臺(tái)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力，時(shí)刻緊跟小雜糧行業(yè)的變化與需求，將學(xué)生個(gè)體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)潛能充分發(fā)掘出來，為將來就業(yè)和創(chuàng)業(yè)做好準(zhǔn)備。

通過四次層實(shí)踐教學(xué)體系的訓(xùn)練，使學(xué)生從大一到大四能夠接受系統(tǒng)的小雜糧"生產(chǎn)性"實(shí)踐訓(xùn)練，為他們將來畢業(yè)就業(yè)提供了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會(huì)和奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施

實(shí)施過程中，主要從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐。

3.1 教學(xué)載體的產(chǎn)品化——“生產(chǎn)性”實(shí)踐項(xiàng)目的探索

生物工程是利用生物的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品，因此對(duì)學(xué)生進(jìn)行小雜糧等相關(guān)生物產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)操作的訓(xùn)練是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。“生產(chǎn)性”實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，涉及到“生物性原料的制備”、“工藝過程控制”、“產(chǎn)品的制備”3個(gè)方面。

“生物性原料的制備”相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目，如雁北地區(qū)燕麥中主要營養(yǎng)成分的分析、苦蕎糯米酒營養(yǎng)成分研究、小米發(fā)酵液中益生芽孢桿菌的分離篩選和鑒定、小米發(fā)酵液中高發(fā)酵性能乳酸菌的分離篩選和鑒定、裸燕麥抗寒基因AnTL生物信息學(xué)分析、裸燕麥抗寒基因AnZFP1的克隆、莜麥AnIRI基因序列分析、膨化方式對(duì)小米營養(yǎng)成分的影響、苦蕎組織培養(yǎng)及多酚含量測(cè)定、苦蕎芽苗總黃酮提取及含量測(cè)定、苦蕎葡萄酒營養(yǎng)成分研究、重金屬鋅對(duì)苦蕎種子及幼苗的影響等。

“工藝過程控制”相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目，如苦蕎白蘭地釀造工藝研究、苦蕎麥瓶裝飲料的澄清工藝研究、響應(yīng)面法優(yōu)化小扁豆中蛋白質(zhì)提取工藝研究、響應(yīng)面法優(yōu)化黍子中游離氨基酸提取工藝研究、不同發(fā)酵條件對(duì)苦蕎酒中營養(yǎng)成分影響研究、蕎麥多糖提取工藝的研究、水提法和超聲波法提取燕麥中β-葡聚糖的探究、小米黃色素提取工藝的研究、響應(yīng)面法優(yōu)化谷子中游離絲氨酸提取工藝研究、小米黃米漿中高發(fā)酵性乳酸菌的分離篩選、小米中多酚類活性物質(zhì)提取等。

“產(chǎn)品的制備”相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目，如苦蕎葡萄酒的研制、小米營養(yǎng)米粉的配方研究、苦蕎紅棗酸奶的研制、苦蕎糯米酒的研制、實(shí)驗(yàn)室啤酒的釀造與發(fā)酵、小米速食營養(yǎng)米粉的研發(fā)和成分分析等。

3.2 實(shí)踐教學(xué)環(huán)境的真實(shí)化——校內(nèi)外“生產(chǎn)性”實(shí)踐基地的建設(shè)

“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是模擬工業(yè)化生產(chǎn)過程，實(shí)踐教學(xué)的過程與實(shí)際生產(chǎn)的操作過程幾乎完全一致，這就要求實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)要模擬企業(yè)真實(shí)的設(shè)備、工藝流程和工作環(huán)境，將企業(yè)生產(chǎn)任務(wù)在學(xué)院實(shí)驗(yàn)室小試完成，在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行中試，生產(chǎn)出一定的產(chǎn)品。

基于以上考慮，生物工程專業(yè)"生產(chǎn)性"實(shí)踐教學(xué)基地的建設(shè)在學(xué)校的大力支持下，一是利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室資源，整合優(yōu)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，建立"集約化"實(shí)驗(yàn)中心和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理模式；二是利用學(xué)校實(shí)訓(xùn)大樓，建立模擬中試車間型實(shí)驗(yàn)室，探索模擬工廠化的車間模式，建立相關(guān)管理制度；三是加快與相關(guān)行業(yè)企業(yè)的密切聯(lián)系和合作，建立校外實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)習(xí)行業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)貼近實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)踐訓(xùn)練。

3.3 實(shí)踐教學(xué)人員的工作化——“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的師資培養(yǎng)

“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)施，在于有一支結(jié)構(gòu)合理和教學(xué)能力強(qiáng)的教師隊(duì)伍，特別是"雙師雙能型"教師隊(duì)伍。目前，我學(xué)院的專業(yè)教師大部分都缺乏工業(yè)實(shí)踐，屬于典型的理論型師資隊(duì)伍。針對(duì)這種情況，根據(jù)《山西大同大學(xué)教師培訓(xùn)實(shí)施辦法(暫行)》文件，學(xué)院出臺(tái)了《生命科學(xué)學(xué)院關(guān)于加強(qiáng)教師實(shí)踐能力培養(yǎng)實(shí)施細(xì)則》，鼓勵(lì)教師到校外實(shí)習(xí)基地、企事業(yè)合作單位等參與專業(yè)實(shí)踐能力提升培訓(xùn)和掛職鍛煉，實(shí)踐過程中應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)工業(yè)化的組織流程、工藝流程，熟悉企業(yè)的崗位職責(zé)、操作規(guī)范、管理制度等，學(xué)習(xí)本專業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的新知識(shí)、新技能、新工藝、新方法。掛職鍛煉時(shí)間為半年到一年，教學(xué)時(shí)數(shù)按滿工作量計(jì)算，每月補(bǔ)發(fā)1000元津貼。另外，根據(jù)《山西大同大學(xué)外聘教師管理規(guī)定》，聘請(qǐng)相關(guān)企業(yè)技術(shù)人員來學(xué)院承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)工作，采用團(tuán)隊(duì)合作的方式，齊心協(xié)力打造“雙師雙能型”師資隊(duì)伍。

3.4 實(shí)踐教學(xué)管理的企業(yè)化——“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的考核管理

根據(jù)“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求，“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的管理，必須走質(zhì)量與效益并重的企業(yè)化管理之路。因?yàn)椤吧a(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的過程就是企業(yè)員工在企業(yè)完成工作任務(wù)的過程，所以在教學(xué)管理上，計(jì)劃模擬企業(yè)管理模式，學(xué)生和教師均按企業(yè)技術(shù)、質(zhì)量、安全規(guī)范要求開展工作(學(xué)習(xí)和教學(xué))，為此學(xué)院制訂了相應(yīng)的考核、管理機(jī)制，在日常教學(xué)管理的潛移默化中，使學(xué)生養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣和職業(yè)素養(yǎng)。

首先制定了企業(yè)化的管理制度，讓師生明確實(shí)踐教學(xué)過程的職責(zé)，建立有效的獎(jiǎng)懲機(jī)制。其次建立了多元化的考核、評(píng)價(jià)機(jī)制，既注重過程的考核，又重視結(jié)果的考核；既注重質(zhì)的考核，又重視量的考核；既重視個(gè)人的考核，又重視集體的考核。對(duì)各方面的考核均制定了切實(shí)可行的指標(biāo)體系，最后根據(jù)以上考核，對(duì)師生做出綜合評(píng)價(jià)。

4 小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的成果總結(jié)和示范推廣

課題組成員在完成教改課題過程中，認(rèn)真、及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教改經(jīng)驗(yàn)和成果，為推廣到學(xué)院其他專業(yè)提供經(jīng)驗(yàn)材料。

(1)修訂了生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建了由專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)、課外創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)和應(yīng)用拓展實(shí)踐教學(xué)形成的四個(gè)層次的小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)體系，申報(bào)了有關(guān)方面的3項(xiàng)校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目和10多項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，發(fā)表了2篇教改論文[5-6]，編寫了1本小雜糧等“生產(chǎn)性”實(shí)踐教學(xué)的校本教材(待出版)。

(2)緊密結(jié)合大同地方特色，形成具有技術(shù)含量的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，加強(qiáng)學(xué)院服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度。如苦蕎白蘭地釀造工藝研究，目前工藝已成熟，正在申報(bào)專利，后期要與企業(yè)對(duì)接進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。又如建成了胡麻油小型生產(chǎn)線，加入了山西省胡麻產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。教師指導(dǎo)學(xué)生研發(fā)出了苦蕎葡萄酒、文冠果酒、苦蕎飲料、小米米粉等產(chǎn)品。

(3)建立起具有地方特色的生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式，帶動(dòng)學(xué)院其他專業(yè)的建設(shè)，促進(jìn)學(xué)科的快速發(fā)展，提高學(xué)院的整體教學(xué)水平，使學(xué)生具有較強(qiáng)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

作為綜合性地方院校的生物工程專業(yè)，要充分認(rèn)識(shí)生物工程專業(yè)的工程應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，重視新興生物工程產(chǎn)業(yè)的需求，繼續(xù)改革創(chuàng)新，整合教學(xué)資源，突出地方特色，加快產(chǎn)教研融合的步伐，開發(fā)各類資源和平臺(tái)，培養(yǎng)的學(xué)生既要掌握扎實(shí)的生物工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，又要接受嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練與工程實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，具備較強(qiáng)的工程應(yīng)用能力，最終提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，縮短畢業(yè)生進(jìn)入企業(yè)后再培養(yǎng)的周期，為迎接新工科認(rèn)證做好充分的準(zhǔn)備。