生物工程專業綜合改革舉措的探索與實踐

劉佩勇　崔振波　亓紅強　曹成有　黃學石　姜楠　王笑語

摘 ?要：東北大學生物工程專業經過幾年的辦學實踐，探索通過教師開展科學研究、完善培養方案，并結合大學生創新實驗項目推動創新人才培養的模式，全面深化改革、提升辦學質量，實現了科學研究、人才培養和科技創新培育的有機結合。以“全程導師制”為主線，設計開展了以“育苗計劃-苗圃計劃-青林計劃”為主要內容的系列大學生創新實驗項目。以“生物科學與工程實驗教學中心”為主體，以“立德樹人”為根本，依托學院5個研究所的科研優勢和師資力量，建設完成了適合學生創新能力培養的產學研創新實踐平臺。形成了具有東北大學特色，且充分體現“三全育人”綜合改革思想的遞進式、立體化、全方位創新人才培養模式，提高了創新人才培養質量。

關鍵詞：生物工程專業;綜合改革;創新人才培養;教研融和

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2021）07-0131-04

Abstract： Bioengineering major of Northeastern University has explored the mode of promoting the cultivation of innovative talents through scientific research and improvement of training programs by teachers， and combined with innovative experimental projects of college students， comprehensively deepening the reform and improving the quality of running schools after several years of practice. The organic combination of scientific research， talent training and scientific and technological innovation cultivation has been realized. Based on the "whole-course tutorial system"， a series of innovative experimental projects for college students were designed and carried out with the main contents of "Seedling-Nursery-Green Forest plan". Based on the scientific research advantages and teachers' strength of the five institutes of the college， a practical platform for innovation of production， education and research is built. It has formed a progressive， three-dimensional and all-round innovative talent training mode with the characteristics of Northeastern University， and fully embodies the comprehensive reform thought of "Three Complete Eucation"， which improves the quality of innovative talent training.

Keywords： Bioengineering major; comprehensive reform; innovative talent training; teaching and research integration

2018年6月教育部在四川成都召開的新時代全國高等學校本科教育工作會議強調，要堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，把人才培養的質量和效果作為檢驗一切工作的根本標準[1-2]。

東北大學生物工程專業一直堅持以培養高質量創新研究型復合人才為長遠發展目標，把內涵發展、提高人才培養質量作為專業發展的主線，以創新人才培養為根本，以學科建設為龍頭，以隊伍建設為關鍵，以科學研究為支撐，開展多方位的綜合改革舉措，全面深化改革，提高辦學質量和創新人才培養質量。

生物工程專業隸屬于生命科學與健康學院。2001年招收首屆本科生。2003年獲得生物化工二級學科碩士學位授予權，2011年獲得生物學一級學科碩士學位授予權，可以在生物醫學工程一級學科和化學生物學二級學科招收博士研究生。生物工程專業所在的生物學學科被列為東北大學“雙一流”重點建設“高原學科”。生物科學與工程實驗教學中心2017年被評為“遼寧省級實驗教學示范中心”，生物工程專業2018年被評為“遼寧省高等學校創新創業教育試點專業”，2019年被評為“遼寧省高校一流本科教育示范專業”。

一、吸引優秀生源的制度和措施

（一）實施創新人才培養計劃

注重專業素養目標和創新能力培育，現已建成“播種計劃”（側重：專業興趣引導）、“苗圃計劃”（側重：學科技能培養）、“青林計劃”（側重：高素質拔尖人才選樹）遞進式立體化培養模式。激發學生專業興趣、挖掘學生創新精神、提升學生實踐能力。

（二）實施優秀學子獎勵計劃

專業設立《生命科學與健康學院學院獎學金》，每年撥款15萬元獎勵優秀學生。獎學金包含個人獎8項，集體獎6項。以評獎評優為杠桿，最大程度激發學生主觀能動性，營造濃厚的專業學習氛圍。

（三）實施本科生海外交流計劃

專業在學生培養中注重與國際接軌，目前正與日本北海道大學、長浜生物科學與技術大學、韓國中央大學等國際名校洽談本科生聯合培養項目，優秀學生有機會在本科階段直接赴海外合作大學學習。

（四）實施本科生全程導師制

專業充分發揮教師在學生培養中的主導作用，促進學生全面發展和個性化培養，從2013年開始實施“全程導師制”，即大學一年的班導師、大學二年的創新實驗項目導師、大學三年的科研技能訓練導師和大學四年的畢業論文導師。專業100%的教師參與到本科生全程導師制，全程化、個性化訂制成長菜單助力學子成長成才。

二、教研融和為本科教學提供有利資源

堅持科研“反哺”教學模式[3]，把科學研究成果和平臺轉化為本科教學和創新人才培養的有利資源。

（一）把先進科學研究成果應用于專業課程

生物工程專業一直堅持在專業課的講授環節實施科研“反哺”教學模式，授課教師把自己科研領域中最新的科研成果引入到課堂教學過程中，不斷更新教學內容，讓學生能夠了解到最新的科學研究前沿。同時結合“全程導師制”的各個環節，把授課內容與創新實驗項目和畢業論文內容相結合，使課上學到的知識與創新實驗項目或者畢業論文內容全部融會貫通。

（二）把先進科研技術應用于學生實習實踐環節

在學生實習內容的設計上充分踐行科研“反哺”教學的理念，圍繞應用型創新型人才培養目標，構建基于科研“反哺”教學的實習實踐模式，以教師成熟的科研項目為突破口，在實踐基地進行整個生物產品的下游生產與開發，形成一個有序、完整的生物工程體系。目前實訓基地承擔的生產實習實踐任務生產工藝為微生物藥物研究所團隊開發的“放線菌（Streptomyces Vinaceusdrappus）發酵生產疏螺體素”，具有工藝先進、周期適中、產品應用潛力大等優點，在實習環節成功運行5年度，實習效果顯著。

同時微生物藥物研究所團隊還指導學生完成大學生創新實驗項目，成功研發出酵素酸奶、6種果味兒酸奶和功能型枸杞酸奶。

（三）利用科研資源建設校內創新實踐基地子平臺

充分利用學院各個研究所的科研環境優勢，為生物工程專業學生選派優秀的師資力量擔任指導教師，搭建科技創新子平臺，為學生構建一個范圍更廣，領域更多的學科交叉的創新基地，為培養學生的創新意識、創新能力和創業能力提供重要的條件保障，實現課內知識與課外科研成果的有機結合，促進和支持學生的科學研究、發明創造及創新實踐活動，充分發揮學生的創造潛能。

從2013年至今，依托學院5個研究所的大學生校內創新實踐基地子平臺，已經指導學校“國家大學生創新實驗項目”、學院“綠谷”基金“苗圃計劃”、“育苗計劃”和“青林計劃”系列創新實踐項目共71項，發表高水平學術論文共37篇（其中SCI論文17篇，單篇影響因子最高為7.476），獲得國際比賽金獎3項、銀獎2項、銅獎各1項，最佳海報獎1項，國家級比賽獎項11項，省級比賽獎項6項。

三、傳統專業改造及新興專業建設

為了適應社會對生物工程專業人才的需求和學科發展需要，在2013級的生物工程專業培養計劃中，除了傳統的“生物技術”專業方向之外，還增加了“生物醫學”、“生物制藥”兩個培養方向，并開設了與“生物醫學”方向相關的專業課程如神經生物學、干細胞與組織工程、生理學、病理學、病理生理學、解剖與組織胚胎學及配套的實驗課程;開設了與“生物制藥”方向相關的專業課程如藥劑學、藥理學、藥物化學、藥物分析技術及配套的實驗課程。

通過設定不同的專業培養方向，學生可以根據自己今后的就業去向和科研興趣選擇不同的專業選修課，拓寬了學生選課的知識面;同時也帶動了不同專業學科方向的發展，為“新醫科”[4]的建設工作奠定了堅實的基礎。

2018年，依托生物工程專業的建設基礎申報并成功獲批了“生物制藥”專業，將于2019年9月正式開始招生。

四、加強專業思政、課程思政建設

習近平總書記在2016年12月召開的全國高校思想政治工作會議上指出：要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[5]。

（一）專業思政、課程思政建設的措施

近年來，生物工程專業緊緊圍繞“立德樹人”這一中心環節，積極探索思想政治工作新路徑，搭建實踐載體，創新活動形式，打造出“‘三全育人理念下本科生全程導師制思政育人模式”，增強思想政治工作的針對性、實效性。在堅持“全員、全過程、全方位”育人理念的基礎上，構建“紅色基因計劃+學風引領計劃+科研育英計劃+棟梁助力計劃”思想政治工作格局，建設以“思政導師、學業導師、科研導師”為主體的“三全”育人導師隊伍，指導“基因傳承”“基因表達”“學業起航”“學業護航”“學業領航”“播種計劃”“苗圃計劃”“青林計劃” 等八項工作載體。通過開展品牌活動，不斷提高學生思想水平、政治覺悟、道德品質、文化素養，為國家和社會培養出具有國際視野的生命科學領域拔尖創新人才。

專業結合導師日常工作特點，設計出“思政導師天天見、學業導師面對面、科研導師授經驗”的工作模式，全程導師隊伍在培養學生成長成才的過程中相互協作，發揮合力，確保“三全”育人工作成效。思政導師強化對學生的思想理論教育和價值引領，確保人才培養的目標走向。學業導師深入進行素質教育，促進學生全面發展，保證人才培養的良性產出。科研導師以專業塑形、引領為抓手，使學生專業知識與技能不斷錘煉提升，為拔尖創新型人才培養提供保障。

生物工程專業積極開展“課程思政”課程建設，每年修訂培養方案和課程教學大綱。課程思政內容融進培養目標、畢業要求，具體落實到每一門課程教學目標、教學大綱、教學設計，形成環環相扣、緊密支撐的課程思政育人體系，堅持價值引領與知識傳授相結合，不斷加強學生實踐能力、研究能力、創新能力、道德情操等關鍵目標培養。全面動員，本著多層次、多類別、多類型覆蓋的原則，將課程思政融入到專業基礎課、專業課、實驗課等各種類型的課程中，將課程思政覆蓋到本科生不同層次課程中。

（二）專業思政、課程思政建設的效果

通過近5年的實踐，專業思政和課程思政建設已初見成效。如暑期社會實踐團隊獲評團中央“好團隊獎”，生物工程所在的生命學院分別被評為“沈陽市暑期社會實踐先進集體”1次、東北大學“社會實踐優秀組織單位”2次，“舊物新愛”公益項目被評為中國大學生社會公益獎-特別獎，本科生黨支部先后獲得沈陽市教科系統“六好”黨支部，學院團支部獲評遼寧省書香團支部，東北大學五四紅旗團支部等稱號;本科生就業率均達到了100%，出國、升學率達67.3%，專業班級多次獲得東北大學先進班集體標兵;先后有200余名本科生和68人次科研導師結對子，“播種計劃”“苗圃計劃”“VMP科技陪計劃”分別獲東北大學創新創業品牌活動獎;專業學生的國際學術競爭力和創新能力大大提高，本科生獲省級及以上競賽獎勵97人次，其中獲國際級獎勵25人次、國家級獎勵51人次、省級獎勵22人次，有3人先后獲得東北大學“校長獎章”。本科生參與到創新項目比例達到67.7%。2015級本科生鄭少欽創新團隊受到阿爾茨海默癥國際會議邀請，2018年7月赴美國芝加哥參加會議，并做了專題學術報告。2017級本科生受英國皇家工程院邀請，于2019年9月赴英國倫敦參加第四屆全球重大挑戰論壇并在大會上進行報告。

五、全面深化教育教學改革

（一）重視雙語教學和全英文教學，努力培養適應國際競爭的高素質人才

為實現高水平研究型大學辦學目標，培養具有國際視野和國際競爭力的高素質人才，生物工程專業從2001年招收第一屆本科生開始，就為學生開設了雙語教學課程《普通生物學》。此門雙語教學課程在2007年被評為“東北大學質量工程建設雙語教學示范課”、2017年被評為“東北大學精品骨干課程”。從2012年開始在培養方案中又增設了一門《遺傳學》雙語教學課程，同時也增設了《專業外語》和《現代生命科學進展》2門全英文課程。

（二）加強實驗課程信息化建設，打造線上線下混合式實驗“金課”

與高等教育出版社合作，參與教育部國家級實驗教學示范中心聯席會生物科學與食品組組織的《生物學實驗基本技術與方法數字課程》建設工作，目前已經完成二期視頻錄制，計劃9月份正式出版。通過挑選覆蓋廣、操作性強的生物工程專業典型實驗課程，錄制數字化課程視頻，結合實驗教學信息化管理平臺，打破預習+實驗+實驗報告傳統實驗教學模式，讓學生實現課前線上預習、效果檢測，課堂獨立完成實驗操作，發揮主觀能動性，課后線上提交實驗結果、線上測試等一系列教學過程。全力建設線上線下混合式實驗“金課”模式。

實驗課堂上合理利用信息化教學工具，不僅可以節省老師備課、教學時間，也可以提高老師的教學水平，幫助學生快速掌握知識點。打造實驗教學線上線下混合式“金課”，貫徹落實2018年全國教育大會精神，以及教育部新時代全國高等學校本科教育工作會議要求，深入推進“互聯網+高等教育”，以教育教學模式的深刻變革推動高等教育變軌超車，大力推動現代信息技術的應用切實提升課堂教學效果。

（三）構建全新實踐教學體系，全面培養學生科技創新和實踐能力

在課程設置中專門設計了“創新技能訓練”（實驗室儀器設備使用技能及實驗技能培訓）、“科研技能訓練”（科學研究工作中相關的科研思路、實驗方案設計、英文文獻閱讀與寫作等）、“畢業論文綜合訓練”（開展畢業論文相關的文獻查找與閱讀、寫作技巧與規范、數據處理、結果分析等）系列課程，讓學生在大學期間有充足的時間接受實驗技能訓練和系統的科研能力的培訓。

（四）增設新知識課和專題課，培養掌握新知識和技術的高層次創新人才

為了讓學生了解和掌握生物工程發展的前沿，在培養方案中增加了新知識課程如《分子影像學》《波譜學》《腫瘤靶向治療》《現代藥物分析技術》等，把發展比較成熟的新知識和新技術通過選修課的方式引入課堂;而專題課主要是將最新的研究成果和方向，以講座的方式介紹給學生，讓學生了解學科的發展前沿，如《現代生命科學進展》《企業專題講座》等。以上課程的增設為培養創新型人才和研究型人才奠定了堅實的基礎。

（五）開展院級實驗教學改革立項，提高實驗教學質量

在課群基礎上進行實驗教學研討，確定實驗教學改革方案，在學院層面出臺實驗教學改革鼓勵政策，開展了2018-2019年院級實驗教學改革立項項目建設工作。經過項目負責人申報、學院審核，學院批準資助“基于生命科學發展創新的生物化學實驗教學改革與實踐”等12項實驗教學改革項目。在經費允許的情況下，計劃每年都開展此項工作。

（六）開展虛擬仿真實驗項目平臺建設

2018年，生物工程專業獲批“中央高校改善基本辦學條件專項項目”《生物工程專業上、下游技術虛擬仿真平臺建設》1項，從2019年開始開展虛擬仿真平臺的建設工作。該平臺從分子克隆和基因表達開始，經由發酵工藝流程，到產物的分離純化及檢測應用，涵蓋了所有生物工程上游和下游的經典實驗技術。該虛擬仿真實驗平臺將彌補國內虛擬仿真實驗項目單一重復建設的缺陷，實現虛擬仿真實驗項目在一個平臺中的系統和整合;同時還可以預留出符合個性需求的項目端口，實現虛擬仿真資源的開放共享。

六、其他資源建設情況

1. 生物工程專業現有相關紙質圖書35650冊，圖書館購入了SCI、IEL、Elsevier、Ei Village、Springer Link、CNKI、超星、萬方等120個數據庫平臺，包含中外文數據庫287個，形成紙本文獻和電子文獻資源相結合的復合型資源體系，為生物工程專業學生學習、借鑒和掌握專業知識提供有力支撐。

2. 生物科學與工程本科實驗教學中心生物信息學實驗室配置獨立服務器組件的局域網，擁有生物學常見的圖像分析軟件、分子優化和分子對接軟件、圖形工作站等軟件資源。

3. 生物科學與工程本科實驗教學中心擁有國內先進的多媒體顯微互動成像系統。該系統能夠把31套顯微成像系統有機整合到同一個局域網內，教師端和每一個學生端均成為相對獨立的強大的圖像處理單元。各單元之間實現互聯，通過互動教學軟件進行設備組織與課堂教學，實現了全面的圖像數據共享和靈活的教學交流。

4. 生物科學與工程本科實驗教學中心專業信息化管理平臺建設工作已經正式啟動，計劃2019年10月完成。建成后能夠實現課程全程化管理、實驗室開放管理、預約管理、耗材管理、儀器設備管理、安全管理、虛擬仿真資源管理等在線學習和管理功能，可以實現手機客戶端同步進行在線數字化課程資源學習。

七、結束語

通過多年的專業辦學，尤其是2013年6月專業所依托的生命科學與健康學院成立之后引進和培育了中組部“千人計劃”、教育部“長江學者”特聘教授、中組部“青年千人計劃”、教育部“新世紀優秀人才”等一批高層次人才和學科水平的迅速提升，使得生物工程專業在創新人才培養方面形成了明顯的辦學優勢和辦學特色。以“生物科學與工程實驗教學中心”為主體，依托學院5個研究所的科研優勢和師資力量，以“全程導師制”為主線，以“國家大學生創新實驗項目”和學院“綠谷”基金資助的“播種計劃”、“苗圃計劃”和“青林計劃”系列創新實踐項目為載體，形成了具有東北大學特色的充分體現“三全”育人綜合改革思想的遞進式、立體化、全方位創新人才培養模式，建設完成了適合學生創新能力培養的產學研創新實踐平臺。

參考文獻：

[1]堅持以本為本 推進四個回歸 建設中國特色、世界水平的一流本科教育，新時代全國高等學校本科教育工作會議[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/moe_745/201806/t20180621_340586.html

[2]《關于深化本科教育教學改革 全面提高人才培養質量的意見》教高[2019]6號[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201910/t20191011_402759.html

[3]栗孟飛，張真，孫萍，等.科研反哺綜合模式在生物分離工程教學中的應用[J].生態學雜志，2020，37（2）：110-112.

[4]加快推進教育現代化實施方案（2018-2022年）[EB/OL].http：//politics.people.com.cn/n1/2019/0224/c1001-30898641.html

[5]習近平在全國高校思想政治工作會議上強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報，2016-12-09（01）.

基金項目：2016年遼寧省級本科教學改革項目“東北大學生物工程專業大學生創新創業項目選育基地建設的研究與實踐”（編號：UPRP20160121）;東北大學2019年度本科教育教學改革專項項目重點項目“線上線下混合式實驗教學金課建設”（東大教字〔2019〕39號）;東北大學2020年度本科教育教學改革專項項目重點項目“提升學生實驗環節自主學習能力——數字化課程與實驗教學信息化管理平臺深度融合”（東大教字〔2020〕5號）

作者簡介：劉佩勇（1975-），女，漢族，吉林輝南人，博士，副教授，生命科學與健康學院副院長，生物科學與工程實驗教學中心主任，生物技術研究所黨支部書記兼副所長，研究方向：生物控制及環境保護生態學。