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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生物工程就业方向范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
就业蓝皮书《2012年中国大学生就业报告》中提到生物工程专业属于2012年就业“红牌”警告10大专业之一,对于该调查结果,开设了生物工程专业的高校应具有足够的危机感,应进一步探索他们“就业困难”的原因并进行改善。确如蓝皮书所书,生物工程专业毕业生在近几年遭遇了 “就业困难”的窘境,本文试图从生物工程学生的就业现状和专业课程设置入手,探寻相关的原因。
一、生物工程专业学生“就业困难”现状及原因
笔者对湖南某本科院校生物工程专业及届毕业生的就业情况进行跟踪调查,发现初次就业率均在85%以下,在本专业生物工程相关产业就业学生的百分比在25%左右,从事与生物工程专业不相关工作的毕业生平均高达35%。这意味着很大一部分毕业生在校所学的专业知识在他们工作中没有得到学以致用。而更甚的是,有15%的毕业生未能顺利就业。
从总体上来看,生物工程专业学生的就业率较低,有小部分同学毕业后未能顺利就业。而从就业质量来看,生物工程专业学生的就业质量偏低,在本专业从事工作的学生人数少。笔者认为学生就业情况不明朗的主要原因在于学生的专业实践活动未受到重视,未发挥出其应用的作用,未能帮助学生在校期间形成核心就业竞争力。
专业实践是学生把所学知识运用到实践中的关键环节,能够帮助学生开拓视野,增强他们的专业应用技能,促使他们明确毕业后的就业方向,获得就业的核心技能,形成核心的就业竞争力。
但是,生物工程专业学生的专业实践活动并没有受到重视。大部分生物工程专业的实习都是在工厂当搬运工帮忙搬运,或者进行与专业毫无关系的自主实习,随便混个公司的章子盖上便了事。学生无法通过专业实践活动获得一定的专业技能,从而直接导致他们缺乏就业竞争力,在就业时被用人单位排挤。
二、以“专业实践”促“生物工程”专业学生就业对策分析
“专业实践”活动少且缺乏针对性是“生物工程”专业学生“就业困难”的主要原因,我们因对现有的“专业实践”方式进行改善,以帮助学生更好的就业。
(一)以“就业”为导向,合理规划学生“专业实践”活动
在制定生物工程专业学生“专业实践”教学方案时,应从生物工程市场需求出发,针对生物类企业的需求,合理安排,帮助学生形成相应的工作技能。[1]如:加强学生微生物及啤酒酵母菌种选育、啤酒酿造工艺学的教学实践活动,有利于促进学生在啤酒厂从事相关技术岗位。
同时,高校应拓宽“专业实践”口径,根据学生的兴趣,把生物工程专业实习分为生物营养、发酵工艺一、发酵工艺二、环境生物技术等方向。[2]学生可以根据自己的兴趣和以后就业的需要选择其中的几个方向,进行专业实践。如:选择生物营养方向的学生可以进一步进行营养与食品卫生学、动物营养与饲料学的专业实践活动,毕业后可以从事生物营养工程技术的工作。
(二)对实验教学环节进行分类和归纳
实验教学环节也是学生“专业实践”活动中重要的部分,当前生物工程专业的实验教学环节存在简单粗糙,重复等问题。实验技能培养体系应归纳为基础课程实验、大学生研究性学习与创新性实验、综合性大实验、毕业论文四部分。
基础课程实验是课程大纲要求一定需要完成的验证性实验。基础课程实验要进行总体性设计,既满足课程需要,又尽量避免累赘,帮助学生用有限的时间掌握尽可能全面的基本实验技能。
大学生研究性学习与创新性实验可以培养学生的实际动手能力和科研素养,这对于有意向在企业工作的学生很重要。从学生大学二年级下学期起,就可实行导师制模式,把学生分配到导师的实验室中,由相应的导师指导学生进行一些创新性实验。[3]
综合性大实验则应该安排在基础课程实验知识学完之后,通过把重要的实验衔接在一起的方式,让学生进一步学习并巩固核心就业实验技能。如在发酵工程和环境生物技术方面的核心实验技能有:通风类型、环境生物技术实验技能和酿酒综合工艺,我们可以把它们串联在一起形成一个综合大实验。[4]
(三)建立有序的社会实习模式
社会实习活动是学生“专业实践”活动中最重要的环节,而建立有序的实习基地是安排学生进行社会实习活动的首要环节。首先,高校应进行实习基地的筛选与建设。高校应组织社会实习活动指导小组成员对生物类就业单位进行调研。通过下企业实践,对企业访问等调研方式,多听取他们的人才培养建议,掌握企业人才需求,了解他们在技术科研、革新、实习生招纳等方面的需求,共同探讨合适的合作方式。
其次,高校应在多方面开展工作,提高企业对实习基地的重视度。高校应充分重视实习生实习期间的表现。在每次实习前,开实习动员大会,对实习的相关注意事项进行详细说明。在实习进行中,高校和企业各安排一名指导教师同时进行指导,高校指导教师应经常与企业指导教师联系,听取他们的建议。实习结束后,邀请企业指导教师召开研讨会,及时总结经验并解决问题。
具有几家固定的实习基地之后,高校便可以建立“有序”的实习模式。根据这一模式,可把生物工程专业的实习分为认识实习、生产实习、毕业实习三个阶段,利用暑假时间延长学生的实习实践教学时数,实现从学生大学一年级到大学四年级“有序”实习模式。
认识实习的目的是帮助学生了解生物类企业的生产工序等相关的专业技能。认识实习应该安排在第二学期末,与暑假期间学生的社会实践活动相结合,为学生提供足够的与生物类企业接触的时间,加深学生对本专业的了解,增强他们专业学习的兴趣,增强他们的学习信心。
生产实习可安排两次,时间可定在第四和第六学期末。生产实习主要帮助学生在社会实践中进一步巩固所学专业知识,让他们通过操作来发现自身实验技术的不足,从而促使他们在以后学习中,有针对地改善。与此同时,还帮助学生初步形成毕业后的就业方向,激励他们朝着方向不断努力。
毕业实习可安排在第八学期初。毕业实习的作用是帮助学生确定毕业后的就业方向,让他们进一步巩固专业就业技能。同时,对实习单位就业岗位满意的学生,也可争取与企业达成就业意向。
在社会实习期间,除认识实习以外,学生都应该去不同的工段动手操作,每天通过实习日志记录实习内容和感受,以帮助他们进一步发现自身的不足。在实习结束后,学生应撰写并向企业和学校指导老师提交总结性报告。校内外指导老师应根据学生的表现,对学生的实习情况进行考核评分,并将评价结果如实反馈给他们,以促进他们在以后的学习和工作中进行改善。高校也可以召开实结大会,组织教师对学生的实习表现进行答辩式综合考查,最后给出实习成绩,记入学生的成绩档案。[5]
三、结语
生物工程专业学生“就业困难”问题的改善之路任重而道远。高校应从生物产业的相关用人单位中寻找“就业困难”问题的答案,而学生的“专业实践”活动作为学生就业路上的重要环节,更应该受到足够的重视,应该进行合理的安排和规划。只要高校能够认识到生物工程专业建设中存在的问题,并积极进行改进,相信“就业困难”问题一定会迎刃而解。
参考文献:
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[5] 薛维纳,陈文兵,张维建.生物工程专业“全过程递进式一体化”实践教学模式的探索与实践――以山东建筑大学生物工程专业为例[J]中国科教创新导刊, 2013(05):43-46.
作者简介:
周闻名,女,1984年生,湖南永州人,硕士,研究方向:教育学、课程与教学论。
关键词:新建地方本科院校 生物工程 应用型人才 特色专业
生物技术对解决当今人类面临的医药、能源和环境等许多问题具有重要的现实意义和深远的战略意义,因此国内各高校争先设置生物工程专业。但我国高校随着生物工程专业办学规模的迅速发展,传统的人才培养模式逐渐暴露如学生只重视基础理论和实验室实验,而忽视工厂生产实习,工厂实践应用能力不强等弊端,导致大量的毕业生不能适应市场经济的需求。长沙学院作为地方新建本科院校,2002年,学校在开办了生物技术专科专业。2004年,学校又增开了生物工程专科专业,在这两个专业的办学基础上,2005年,学校开办生物工程本科专业并招收第一届本科学生,2006年生物工程专业被湖南省列为“十一五”省级重点建设专业,2007年生物工程专业被长沙学院列为校级特色建设专业。多年来,长沙学院生物工程专业一直十分重视本科人才培养模式与人才培养方案的改革研究工作,依据地方院校在办学层次、办学历史以及师资力量等办学条件方面,经过几年的专业建设与发展,她已初步形成了人才培养模式立足于社会需求和自身办学条件的基础,以为社会培养出应用型本科人才为我们的办学理念,积极推进教学改革,全面提升学生的能力与素质。本文结合长沙学院生物工程专业的建设,重点谈谈地方高校培养特色生物工程人才的专业特色建设与实践。
一、以学科建设为支撑,强调学科服务专业建设
学科建设是专业建设的基础,可为专业建设提供高水平的师资、教学研究基地、最新科研成果等,是大学培养高素质实践能力和创新精神人才的重要平台。而专业建设是学科建设的基地,为学科承担人才培养职能提供条件,二者不能割裂开来。新建本科院校由专科院校升格而来, 与学科建设密切相关的要素科学研究的基础非常薄弱,学科建设与专业建设关系问题在实践中凸显出来的时间不长,其学科专业建设也没有重点大学的沉淀深厚,要想使自己的学科专业有所为,必须发挥自身的优势学科创造专业特色。
1.创建优势学科,创造专业的科研特色。长沙学院生物工程专业师资经过人才引进和建设,有专任教师15人,教授5人,副教授4人,讲师4人,博士7人,在读博士2人,这些教师中一般均有生物化学与分子生物学的科研背景和经历。因此,我校生物工程专业汇聚师资和科研优势,重点建设生物化学与分子生物学这一学科。该学科于2006年成为我校首批重点建设学科,在此学科的基础上,我们组建的科技创新团队被确定为湖南省科技创新团队。近4年来,该学科团队获得了4项国家自然科学基金项目,20多项省部级科研课题,培养了1名国家自然科学基金学科组评审专家,1名教育部新世纪优秀人才,1名湖南省学科带头人培养对象,1名湖南省青年骨干教师培养对象。利用我校生物工程专业学科资源优势,我们为生物工程专业的学生成立了大学生研究性学习和创新性实验开放实验室,以期培养学生的实际动手能力和科研素养。此外,这一学科建设的成果为我校生物工程专业的师资队伍,学生实验课程,毕业论文,实验教材的编写,培养学生的科研素养等专业建设内容提供了良好的保障,丰富了教师理论教学水平,同时也让学生完成了毕业论文(设计)的学习任务。
2.促进学科融合,开拓产业支撑下的专业方向。各种学科如生物学与理学、工学、农学及人文社会科学等多种学科间的交流与联合,渗透与交叉是学科专业内部知识的整合和学科知识资源的共享,是开办专业方向的基础。我校生物工程专业依据自身条件,将生物化工和药学学科融合,开拓了生物制药工程专业方向,以实现现代生物制药工程技术人才的培养,为生物制药产业输送高素质人才,从而实现专业服务市场经济建设的需要。为了扩宽学生就业领域,我校生物工程专业还将生物学、营养与食品卫生学和动物营养与饲料学学科融合,开拓了生物营养工程专业方向,以实现现代生物营养工程人才的培养,为从事人体健康的食品和饲料产业输送人才。通过开设两个专业方向,我校生物工程专业产业定位具体,学生市场经济适应能力强、毕业生工作领域明确,改变了传统生物工程专业人才培养方案制定中产业背景模糊而不明朗的人才培养目标。
二、注重实践,强化应用型人才的实践能力培养
“实践才是工程专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识,加之我国经济建设的发展,需要大量的创新型生物工程领域的高素质工程技术人员。因此,我们在以培养工科人才为目标的生物工程专业的建设中更应该注重实践教学,强化学生的工程能力的培养[3]。我校生物工程专业实践教学包括课程教学、工程实践和毕业设计等。实验技能培养体系,包括课程实验、综合性大实验、大学生研究性学习与创新性实验、毕业论文等组成。
1.课程实验要求三性实验(设计性、综合性和创新性)在80%以上,尽量少开验证性实验。综合性实验是对传统生物工程专业必修课程的《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》和《生物分离工程》的实验教学内容进行改革,以产品生产的形式组合成内容彼此关联、将单一的实验内容综合化,提高学生的工程运用能力。综合实验既提高了学生的实践创新能力,又为培养学生的生物提取与分离、生物制药和基因工程产品等生产工程技能提供了“案例”的实训。
2.工程实践由见习实习、生产实习和毕业岗前培训三部分组成。见习实习可以采用校外见习和校内见习等形式,实习内容可以是校外实习基地和本专业开放实验室,这一实习的主要目的是提高学生对专业的认识和兴趣。生产实习根据学生限选的专业方向,统一安排到生物制药或生物营养产业的企业进行生产一线的技术操作实习。毕业岗前培训由联系实习单位的教师介绍接受实习单位的情况及可供选择的实习项目或工种,让学生自己选择,到接受单位以后,经过一段时间的培训,选择实习岗位。
3.开设特色大学生研究性学习和创新性实验。为了培养学生的实际动手能力和科研素养,在大学三年级时实行导师制管理模式,通过双向选择,使学生进入到各个研究室中。一方面,教师将成熟的科研成果引入学生的科研选题,先给学生讲明实验的目的和所具备的条件,安排学生进行资料查阅并写出实验方案,由指导教师核定,然后实施。另一方面,由学生团队提出方案,相关导师认可后,进入实验室开展研究工作。近年来,我校生物工程专业有3个学生团队自主提出的实验项目获得湖南省教育厅立项,8个学生团队参加长沙市科技创新大赛并获得不同程度的奖励,学生发表科研论文30多篇。这种形式既提高了学生实践创新能力又让学生完成了毕业论文(设计)的学习任务。
三、产学研合作,发挥企业在应用型人才培养中的主动性
产学研合作教育是指以高校为技术依托, 以企业为主体,以市场为导向,社会企业、高校共同参与到教学生活中去,“做中有学、学中有做” 的一种教育模式。它主要是适应社会对应用型人才的需要而产生的, 因而特别符合地方高校的办学目标,是地方高校人才培养的主要途径。
1.校企联合办班,实现企业自主参与专业建设。面向市场需求培养人才是新时期地方性高校教育必须正视的客观现实,走校企联合之路是实现“把学校办成企业的学校”的最佳途径[4]。为解决学生的实习和就业问题,我校生物工程专业与大北农集团进行联合办班,保持了长期的合作关系。在我们的生物工程专业人才培养计划的制定中,特别邀请了企业专业技术和管理者参与,他们就我们的人才培养计划,课程设置,教学内容提出了很多很好的建议;他们对我们的教学研究与改革最能给出具体的方向和内容;同时我们在课堂教学中也邀请了他们参与,收到了很好的效果,来自企业的教学方式与内容特别的受到学生的欢迎。尤其是大北农集团通过双向选择,每年从生物工程专业学生中录用40人组成“大北农班”,“大北农班”的学员利用暑假时间在大北农公司进行企业文化,专业技能和社会调查等集中培训,培训结束时,大北农集团对优秀学员颁发大北农助学金并在毕业时接收为公司新员工。通过这种形式的教学,学生在这里最直接地接受来自企业生产实践的知识,切身感受企业的运作方式,也最能够实现理论与实践的相结合。在企业的生产实践中学生总能接触到许多没有写进教科书的知识,也易体会到所学理论知识的价值,更容易激发了学生对专业学习的兴趣。
2.校企联合建产学研基地,实现学校自主为企业解决科研课题。学校与企业共同建设产学研基地,这既对教师从事生产一线的应用型专项科研课题研究极具针对性,它既能提高学生实践创新能力,又能实现企业的经济利益。我校生物工程专业与湖南九鼎集团在产学研合基地建设合作上展开多年,并已在我校成立了湖南九鼎集团“水产生物工程饲料”研发中心,该中心由骨干教师牵头,在校企、师生之间,建立稳定的专项课题组。学生通过在中心参与企业课题的科研训练,为学生攻克生产一线科研难题奠定基础。同时,我们在湖南九鼎集团成立了长沙学院“水产生物工程饲料”应用与推广中心。学生利用实习和寒暑假的社会调查参与教师科技产品在企业中的转化与推广,这让学生的专业社会实践能力得到锻炼。目前,以长沙学院为牵头单位,由长沙学院和湖南九鼎集团联合申报的”水产生物工程饲料”基地获得“湖南省高校产学研合作示范基地”。教师通过产学研基地的建设,在为地区带来经济效益的同时,也把地区经济建设中产生的新知识、新理论引入大学课堂,大大丰富和完善了课堂教学的内容,增强了生产实际的针对性,促进了教学改革特别是专业设置的改革,使学生真正了解到学与用的关系,了解新知识的产生过程,激发出学生的极大学习热情,从而提高了应用型人才的培养质量。
3.学生自主创业,实现学生企业家。随着高等教育从“精英教育”向“大众教育”迈进,高校毕业生就业形势日益严峻,将创业能力的培养融入专业教学之中,加强创业教育的力度,使创业能力的培养与学生职业素养的训练融合是生物工程专业建设的新特色。我校生物工程专业鼓励学生在教师的指导下开展产学研金相结合,进行学生自主创业。如我校大三学生依托“植物生物营养剂研发”课题成果,由5名学生组合的创业团队创办了以学生为企业法人代表的“长沙健硒保生物科技有限公司”。结合自身专业特色,以团队形式开展自主创业活动,这使学生的创业能力得到培养,对专业的认识和理解得到提升。
生物工程特色专业的建设以学科为依托,产学研为平台,实现人力资源和物力资源的共享。通过加强学科建设、师资队伍建设、强化实践教学、开展产学研合作等多方面提高人才培养质量,实现以培养应用型生物工程技术人员为目标的专业特色培养模式。在特色专业建设过程中,我们将继续研究分析国内外生物技术发展的趋势,不断改善和优化课程体系,力争为全国和长沙生物技术领域的快速发展提供广泛的智力支持,成为全国、湖南尤其是长沙相关专业人才培养和培训的高水平的专业平台。
参考文献:
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关键词:生物科学 健康教育 专业建设方向
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(b)-0044-02
生物科学代表着21世纪自然科学的前沿,是孕育关键性突破的学科之一。生物科学是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主。海南医学院是一个地方性本科医学院校,为了适应地方经济的发展需求和学校本身的发展,我校于2009年开设了生物科学专业,学制四年,同时,为了适应就业市场的需要,将生物科学专业设定为健康教育方向。
在专业开设之初,我们通过对一些院校的调研后发现,多数学校的生物科学专业普遍存在着没有明确的学科定位,专业设置雷同,没有具体的研究方向和针对性等现象。在教学过程中仅仅以理论课教学为主,缺少实验教学和专业实践。这种不顾自身特色和条件,追求时髦,一哄而起,搞形式主义的办学,既保证不了教学质量,扩大不了办学规模,又不能办出其自身特色,也极大的浪费了教育资源。
本文在总结以上专业建设方面遇到的问题和分析国内医学院校生物科学专业建设与就业市场趋势的基础上,阐述了我校在生物科学专业建设的一些做法和体会,以期为医学类院校生物科学专业建设提供发展思路。
1 明确学科定位
在教育部2001年颁布的“高等学校本科专业目录”中与生命科学有关的专业主要有三个:生物科学,生物技术和生物工程。许多学校都设置有其中的二个或者二个以上的该类专业。因此,人才培养方案中应使这三类专业有所区别。生物科学是一门基础学科,它是研究生物的形态,结构,生理,分类,遗传,变异和进化的科学,它以培养基础性,研究性人才为主;生物技术是应用自然科学及工程学原理,依靠生物作为反应器,将物料进行加工,以提品为社会服务的技术,它是侧重理科,理工管结合的复合型专业,以培养应用性人才为主;而生物工程则是生物技术研究中侧重于后期产品处理的部分,是侧重工科,理工管结合的复合型专业,仍以培养应用性复合型人才为主。这一分类特点决定了生物科学是基础性学科,其他两门应用性学科是在其基础上,结合其他学科的研究成果发展出来的。
生物科学包括了微生物学,生物化学,细胞生物学,免疫学,育种技术等几乎所有与生命科学有关的学科,同时又与化学,化学工程学,数学,微电子技术,计算机科学等生物学领域之外的尖端基础学科相结合,从而形成一门多科学互相渗透的综合性学科。因而作为生物科学专业的本科生经常面临哪些基本知识,基本理论应该优先掌握的困惑;而作为教师也经常需要考虑哪些基本知识,基本理论应该优先重点向学生讲授,如何培养出适应时展,紧随世界潮流的生物科学专业人才。在一般综合性大学中,这个专业的人才是以研究性的培养模式进行培养的,在一般本科医学院校生物科学专业办学总体思路是:“夯实基础,拓宽知识面,立足于现代生物科学技术改造提升传统产业,因地制宜,办出特色,面向现代生物技术产业主战场培养应用型,复合型生物科学人才”。
海南医学院是地方性医学院校,其办学宗旨是为地方培养实用技术应用型人才,因此,生物科学专业建设不能像综合性大学一样,而应该从生物科学基础理论入手,在专业方向上选择由生物科学衍生的相关实用技术性方向,以就业为导向,培养适应市场需求技术型人才。从应用的角度来认识,生物科学是人类对生物资源的利用,改造并为人类提供服务的一门学科。在此认识的基础上才能建立科学可行的教育体系,科研体系和管理体系。目前这三个体系涉及的主要研究领域和方向有如下几个方面:(1)生物化工与材料;(2)环境与环境生态;(3)农业生物技术;(4)生物医学医药工程;(5)食品生物技术;(6)能源生物技术;(7)生物制药;(8)基础生物技术;(9)生物工程技术仿生;(10)生物战剂及其防御;(11)生物检测检验技术。从以上专业方向发展分析,适合医学院校生物科学应用技术型的专业方向有生物医学医药工程、生物制药和生物检测检验技术。其中适合我校生物科学发展方向的是生物检验检测。
综合以上分析,我校的生物科学专业的学科定位是:以培养应用型人才为主的专业,是理工管结合,以理为主的新兴复合型专业。通过培养使学生具有扎实的生物科学理论知识,掌握生物技术基本实验技能,了解学科发展前沿,能在工业,医药,食品,环保等行业的企业,事业和行政管理部门从事与生物检验检测有关的应用研究,技术开发,生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。
2 完善课程体系设计
2.1 扩大基础课教学,增加选修课比例,优化课程体系结构
调整课程结构是课程体系优化的前提。基础课程一般都具有较高的稳定性和较宽的适应性,是培养和发展学生智能,增强毕业后发展潜力的重要基础。为此要特别注意加强公共基础,专业基础课的教学。同时根据生物科学毕业生去向和我校的学分管理制度,我们在构建生物科学专业课程体系中,大量增设选修课,主要涉及人体解剖生理学,药理学,细胞生物学,药物化学,生物技术制药,微生物检验等。通过增设选修课,可以增加专业基础知识,加强素质教育与能力培养,拓宽专业口径,使学生更能适应市场需求。
2.2 重视教学内容的改革
在改革课程结构的同时,重视课程内容的调整。教学大纲是进行课堂教学的基本依据,编好教学大纲是进行课堂教学的关键环节,对规范课程教学和保证教学质量具有重要意义。课程内容的改革要从教学大纲着手,通过调查,研究和讨论,对每门课编制出切实可行的教学大纲,大纲强调突出重点,难点,加强了实践环节,强调实验,实习基本技能的掌握。细化各章内容,明确课程交叉内容所属,例如基本原理部分前面课程已讲授,后面应用的课程时就不再细讲,确保课程内容不重复,实验内容不雷同。
2.3 增强师资队伍建设
根据教学体系和课程体系的教学需要培养和引进理工结合的高层次人才。在学科建设经费和学院的支持下,加强专业基础课和专业课老师在教学及科研方面能力的提升。对年轻教师特别是非生物背景的教师进行了全方位的培养。建议全体在岗教师加速知识结构调整和知识更新。高素质师资队伍的建设,有利于推进课程体系和教学内容的改革。为该学科专业的发展奠定了坚实基础。
2.4 加强实习及毕业环节教学体系的建设
进行素质教育是时代对高等教育人才培养的基本要求。素质教育的核心是培养学生的创新精神和实践能力。教学实践环节在培养学生的工程实践观念,提高学生的素质,启迪学生的创新思维,开发学生创新潜能,锻炼学生创新能力,巩固理论知识,提高学生实践动手能力与独立工作能力,以及培养学生理论联系实际,分析问题,和解决问题的综合能力方面具有其它教学环节无法替代的重要作用。在实习及毕业教学环节中,我们主要做了以下两方面的工作:
(1)制定生产实习的动态监控措施及成绩评定体系。评价指标体系是搞好评价工作的基础,它不仅是对生产实习进行评价的依据,而且会对实习教学环节中的各项工作起到引导和推动作用。因此,一个科学的评价指标体系不仅应能客观,全面地反映实习教学的水平及其效果,而且还应遵循科学性和可操作性。根据上述原则,我们设计了生产实习评价指标体系。修改,制订了详细而具体的生产实纲。摒弃了传统的提纲式指导大纲,改为具体的以车间或工段为单位的实习要求内容和指导,让学生充分明确实习的内容和要求,同时,可起到督促实习指导教师的作用。
(2)规范毕业设计(论文)开题报告,提高毕业设计(论文)质量。以表格形式,要求本科毕业论文之前,充分明确该课题的背景、意义、主要研究内容方法、技术路线、工作进度和技术指标等内容,并在全院范围内进行公开的,正规的开题报告,给该专业的师生提供了一次较好的学术交流机会,有助于拓宽学生的专业视野,活跃学术气氛,全面提升生物科学专业的毕业设计(论文)质量。与此同时,我们还制定了毕业设计(论文)批改方案,以规范毕业设计(论文)的撰写,提高毕业设计(论文)质量。
参考文献
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关键词:发酵实验;实验教学;科技创新
1以培养学生科技创新能力为目标,构建应用性和实践性强的实验课程体系
我校地处内蒙古包头,周边的制药企业较多,据统计生物专业的学生有60%以上就业于内蒙周边的与专业对口的制药公司,这一就业方向要求发酵实验课程必须与实际产生结合更紧密,这样学生通过实验,进一步巩固学生对理论知识的理解和掌握[6-7]。这样的话,学生可提前对生产工艺有初步了解,才能更快的适应工作要求;同时生物工程考研的学生也较多,生物工程专业多名专任教师在生物质能源化利用重点实验室从事微生物方向的研究,所以发酵实验也要体现科技研究成果,使教学和科研相结合,也使整个专业的学生都对科技创新有所了解,而不是只有部分学生可以接触科研。这也为将为可能从事研发工作和读研的学生奠定了坚实的科技创新基础。因此,课程的教学目标围绕科技创新和就业创业展开。在整个实验课程改革实施过程中注重多给以学生创新思维的鼓励和支持,注重学生科技创新能力及科研素养的养成和提高,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力[8-9]。
2搭建生物工程发酵科技创新平台,优化和完善实验教学大纲和教学模式
为了充分发挥我系人才和学科优势,搭建了生物工程发酵科技创新平台,在多年的实验教学改革中,发酵实验教学大纲进行不断的优化和调整始终为科技创新平台的建设为中心,2015年开始执行改革后的的实验教学计划,取得了良好的教学效果。生物工程发酵实验的改革创新主要由以下内容。
2.1增加实验内容和实验课时
发酵实验是以科技创新和就业创业方向为导向,依据生物产品生产过程的特点和流程,安排了以金色链霉菌作为实验菌种,把菌种的传代培养、发酵种子培养、摇瓶发酵、发酵罐发酵一个系列过程连续起来,使学生清晰的掌握实际的生物产品发酵过程操作所涉及到的基本环节。为了进一步提高学生对发酵实验的重视程度,改革后的人才培养方案增加了课程的学时数,由32学时增加至40学时。内容在原有金霉素发酵实验的基础上,又增加了青霉素生产的仿真模拟和厌氧发酵的实验,厌氧发酵即啤酒的发酵,而且实验室新购置了一套半自动化的中式啤酒生产装置,这样学生可以更系统的了解和掌握发酵的过程。此外,还以生物工程重点实验室的研究方向开设了降解木质素的菌种降解芦苇并制浆的实验,使学生进一步了解微生物在工业上的应用前景。
2.1.1啤酒教学内容与设备
(1)教学内容啤酒实验教学的目的是提升学生系统的应用专业知识,提高学生的工程实践能力,同时,还要培养大学生创新和独立思考的能力。啤酒发酵是可以采用不同原料的,所以在教学中,采用自选原料设计来产生新产品;不同方式的糖化设计、不同发酵时间和压力的设置;以及对酒花的添加量,次数和时间进行设计来改变啤酒的口味。发酵过程中定时取样分析发酵液中糖度、酒精、双乙酰等物质的变化;发酵后对啤酒进行色度、泡沫、香气、口味、其他异味等方面的风味评价[10]。使学生对啤酒发酵有了系统的了解,并掌握了啤酒发酵的工艺和设备的使用。尤其是能喝到自己设计和酿造出来的产品,学生学习和实干的积极性都非常高,积极主动的去设计方案,解决问题,从而形成学生独立思考、自主操作的创新设计型实验教学方案。(2)教学设备学院为啤酒设备配备了单独实验室,实验室的设备有粉碎机一台,70L的糊化锅1台,100L糖化锅一台;100L过滤槽一台,4个100L锥形发酵罐,一台制冷机,消毒车,啤酒灌装机和纯水系统等。中式装置和实验室的小实验相比,不确定性很大,在操作过程中会出现各种各样的问题,比如粉碎颗粒大小,糖化锅堵塞,糊锅,发酵过程中不保压等,都需要现场解决,这样不仅锻炼了学生的操作能力,还提高学生的分析问题和解决问题的能力。糊化锅和糖化锅在使用时要高温煮沸,设备要用3%的NaOH或3%的H2O2进行清洗和消毒。NaOH和H2O2具有一定的腐蚀性或氧化性,在清洗消毒时需认真检查管线的连接,确定是否有泄露等[11];使用氧气罐时注意防明火;通过这些操作来提高学生的安全意识。2.1.2仿真模拟实验金霉素的实验只是实验室三角烧瓶的培养和发酵,与实际生产有很大的差距,所以又配套了青霉素生产的仿真模拟实验课程,学生每5人一组,一人一机,操作时间利用课余时间,只要在规定的时间内完成整个操作即可。
2.2在实验课中建立翻转课堂的教学模式
翻转课堂是一种混合使用技术和亲自动手活动的教学环境,在翻转课堂中(典型的课堂讲解时间由实验和课内讨论等活动代替)而课堂讲解则以视频等其他媒介形式由学生在课外活动时间完成[12-13]。以前我们的实验课都是教师准备好实验材料及相关用品等,教师讲解实验原理和方法及操作步骤,学生按照实验步骤开始做实验。这样的话,导致部分学生没有认真听讲,实验过程中错误频出。传统的教学模式,缺乏学生的主动参与,尤其对于生物发酵实验课学生不能真正地互动起来,学生只知道做什么,不知道为什么,实验也只能是机械地操作,而且讲授又占据了大部分课堂时间。针对这种情况,我们建立了主动的课堂教学模式,即翻转课堂的模式,但翻转课堂不应是简单地将课堂授课内容转移到课堂之外,而是要将传统的实验教学做一个全新的设计,让学生真正了解实验内容,对实验感兴趣。(1)提前讲授。以往老师是在开始实验时进行单个实验的讲解,学生不知道下一个实验要做什么,而发酵实验多是连续性的综合实验,所以学生会感到盲目。因此应在开实验课之前,采用翻转课堂的形式,对所开的实验课进行串讲,把各个实验做成PPT发给学生,让学生系统的了解实验内容。在此基础上学生自己去查阅相关资料,丰富实验内容,拓展实验思路。(2)预习实验过程。在开实验课之前,要对每个实验进行预实验,可以把学生分成若干组和老师一起来开展预实验,提前了解操作过程以及过程中可能出现的问题,这些学生可以在实验课中协助老师指导其他学生,每个实验可以找不同的学生完成预实验,这样每位同学都有机会参与预实验,在实验中成为助教的角色。这种方法可以大大的提高学生参与实验的积极性,激发学生学习的积极性、提高学生学习的主动性、自觉性,提高学生的思维能力和创新能力[14]。(3)分工合作。发酵实验是每2人一组共同完成,在实验操作过程中,需要学生间分工合作。学生在此环节中不仅熟悉操作流程,还可以共同探索,有利于开发每一位学生的创造潜能,提高教学效率;更有利于培养学生社会合作精神与人际交往能力。因为实验是连续的,一环扣一环,前面的实验没做好,直接影响着下一个实验的开展,例如菌种没有培养好就会影响金霉素的发酵等,因此学生操作时更加注意,责任心增强,这样就培养了学生的团队合作意识[8]。(4)开设时间。这一学期既有发酵实验也有生产实习,实验和实习交叉开展,这样学生把实验内容和前期查阅的质料在实习中得到验证,也能提高实习效率,同时还能补充实验方法和内容,充分发挥其想象力和创造力,起到事半功倍的效果。因此,这种课堂教学模式增加了学生思考、动手和互动的机会,增强了学生实验的积极性和主动性,提高了实验教学效果,培养了学生的团队合作意识,提高学生的思维能力和科技创新能力。
3创新课程考核模式
发酵实验最后的结果体现是实验报告,在以前的教学中,实验报告占的成绩了较大的比例,学生抄袭现象很严重,而且实验中的错误学生并没有认识到。实验课的考核评定比理论课程复杂,改革后的考核模式是综合评定,包括4个方面:(1)平时成绩。包括出勤情况、对待实验态度和实验室卫生安全及对各种实验项目的参与程度都在考核之列[11]。对于主动申请参与预实验的,在实验过程中能体现解决问题的主动性、创新性的学生均给予加分。这部分成绩占20%。(2)实验技能。实验技能成绩是考核的主要部分,是对学生实验技能掌握程度的把握,考察学生对于实验目的、内容是否清楚,操作过程是否熟练,以每人抽取一个操作过程进行口述和演示的方式进行考核。实验技能考核占50%。(3)实验报告。为了提高学生对实验结果的表达与分析能力,要求学生将实验结果以及实验过程中出现的各种问题进行分析,将实验数据用统计等方法进行分析,并以图表表现出来。对实验中出现的问题,例如发酵不成功或产物较少等找出原因。采用这样的考核形式,可以提高学生对发酵实验课程的重视程度,调动学生的学习积极性,提高学生的实践创新技能。
4实验的教学效果
在教学与科研就业相结合的原则指导下,我们建立的这种实验教学与科研就业有机融合改革创新,有力地推动了学生创新活动的开展,收到了明显的成效[15]。实验模式在两届学生的实验过程中进行不断的创新改进,并对这120名学生进行调查,有90%的学生认为这种实验创新提高了学习主动性、去工厂实习感觉到有备而来,更好的熟悉了生产流程,还能有利于提出问题和发现问题。另外有35%学生认为实验使他们对科学研究产生了兴趣,并准备提前进实验室开展毕业论文。总之,融入这种翻转课堂的项目式教学改革获得了参加实际体验的学生的认可。
西方高等教育应用型人才培养模式创建较早,其模式大致可分为FH模式、CBE模式和TAFE模式。德国上世纪60年代末70年代初建立的应用科技大学(FH)作为一种高等应用型人才培养模式十分注重基础理论知识传授、面向实践的教学及学生面向应用的研究、发展和技术转化能力的训练有机结合,首次提出了所谓的“3+1”培养模式;“以能力培养为中心的教育教学体系”(CBE)主要在加拿大、美国、英国等发达国家较为广泛运用。CBE模式实际上是一种以职业综合能力为基础、以胜任岗位要求为出发点的教学体系。TAFE即“技术与继续教育”。是以澳大利亚为代表的人才培养模式。纵观发达国家高等教育应用型人才培养模式,发现西方教育与企业和实际市场需求紧密结合,在课程设置、教学手段、实践实习等方面有许多成功经验。主要体现在以下几个方面:其一,教学计划及课程设置以实用为目标,重视学生操作能力的培养,建立以就业为导向、面向岗位群的应用型人才培养体系;其二,重视开展“发现教学”,鼓励创造性思维,激发学生的学习潜能;其三,注重将企业实习纳入大学课程,重视实验和实践性教学。我国近几年也涌现出了一批关于应用型人才培养的成果,研究涉及的学科有工科、理科土木工程类、机械类、化工类、食品科学、生物医药工程等。但是关于如何加强生物类包括生物工程类本科生应用型人才培养的培养模式、课程体系及教学手段、教学管理等相关研究尚不多见。而且,由于各高校发展方向不同、所处地域经济发展类型不同,即使同一专业其专业方向设置、师资结构等都有差异,因此在研究应用型人才培养时应在国家教育规划大方向指引下结合自身特点构建适合的培养模式。
2生物工程类应用型人才培养的教学改革探索
烟台大学是一所教学研究型的地方性普通高校,其生物工程专业由原来的发酵工程专业演变而来,期间经北京大学和清华大学的援建指导,经过近20年的发展,目前已经发展有海洋生化工程、生物制药和微生物与发酵工程三个方向,所设置的课程体系和教学模式基本沿用北大、清华等重点院校的培养方案。但是随着生物工程行业的快速发展和学校资源限制及目前的政策、评价体制等原因,使得在现行的人才培养方案下,我校生物工程类本科生不能很好的达到应用型本科人才应具备的创新性、能力性、复合性和实践性的特点。因此如何结合学校自身特点和区域经济特点,探讨“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的高素质应用型人才的培养方式是当前高校尤其是地方普通高校生物类专业所面临的主要问题。我校经过3~5年的探索,从培养高级应用型人才的目标出发,先后对生物工程专业培养方案进行了两次修订,在不违背教育部总体培养方案的原则下,结合我校本专业实际情况,从课程体系、教育模式和实践教学改革方面进行了探索,取得了一定的效果。
2.1“重实践性、增加灵活性”课程体系的重构传统的培养方案中,学生在第7学期仍是以课堂理论教学为主的专业课学习。虽然也设置了科研技能课能实践环节,由于课堂教学占据了学生大部分时间,因此学生真正参与科研实践的时间很少,达不到培养的目的。同时,由于我校与中科院海岸带研究、中科院海洋所等都有密切的交流,而中科院所由于项目多,学生少,因此他们非常希望我们专业三、四年级的学生能够去他们那里做实验,如果是这样,也正好可以弥补目前我校本专业教师承担应用型项目较少和实验室紧张的不足。但是,由于第6~7学期的课堂理论课占据了学生大部分时间,使得学生不能拿出整块时间去做实验。针对这种情况,我们新的培养方案中,尝试增加专业限选课和任选课的选择自有度,引入“创新学分”和“课外学分”,通过学校与合作单位签订合同,发挥我院教师与海岸带研究所、海洋所等中科院系统长期合作的优势,探讨资源优化、互惠互利、学分互认的可操作性,加强学生应用型能力培养平台建设。这样学生既可以有更多的时间直接参与科研实践,又能保证修完学分,并能很好的将理论课与科研实践结合,达到活学活用的目的,加强创新、创业能力和应用能力的培养和训练。
2.2教育方式、教学手段的优化根据应用型人才培养的特点,研究和借鉴发达国家和国内其他高校专业教育的先进经验,我们通过优化组织教育过程,打破旧有的教与学的组合形式和封闭的教学局面,探索“开放式教学体系”、“发现教学”、“流动教学”、“仿真教学”等教学方式及“项目驱动式”、“研讨式”等教学手段的实施及应用。比如,《厌氧发酵工艺学》、《抗生素发酵工艺》等一些工艺学课程,如果仅简单的在课堂上讲授课本上的文字,会枯燥而抽象,学生印象不深。我们在教学中采用计算机模拟仿真软件,可以在课堂上直接给学生演示整个工艺流程,学生也可以通过计算机自己操作整个工艺过程,达到极好的教学效果。一些前瞻性较强的专业课程,如《酶工程》课程当中“酶的应用”部分,课堂授课打破传统的老师讲学生听的模式,采用“研讨式”教学手段,先将学生分成小组,规定好讨论的题目和大纲,然后让学生以小组研讨形式通过文献查阅、整理,获得相关题目的资料,整理成课件,最后每组派出人选在课堂上进行汇报。“研讨式”教学模式可以很好的激发学生自主学习的动力,锻炼其文献查阅、整理、课件制作和汇报等实践能力。“流动教学”是指针对每门课的具体授课内容,可以灵活授课地点(备注:一般高校教学规定课堂理论教学地点在计划下达时已经给定,一般是不允许随意换的),结合实物操作给学生做讲解,甚至让他们操作,这样也会有利于培养学生的应用能力。如《生物工程设备》课中关于发酵罐的内容,虽然老师们的课件里都会有发酵罐的构造图,但是这样的讲解仍然会很抽象,如果这堂课的内容能灵活搬到实验室让以一台发酵罐实物为例来讲,甚至让同学按流程操作,那么学生的实践应用能力自然会增强。“项目驱动式”教学则是要求承担科研项目的老师在授课时,能够结合授课内容,加入自己科研项目的成果,以启发、增强学生理论联系实际的能力。
2.3多层次、多元化实践教学体系的构建途径实践环节的教育对应用型人才的培养极其重要。目前现行的生物工程本科专业培养方案中规定的实践教学主要包括第四学期的认识实习或安排在第6学期末或第7学期初的生产实习,有些院校还会针对三年级以上学生开设科研技能课作为选修实践课程。但是,由于一方面扩招带来学生数量较多使得集中实习时一个工厂难以容纳;另一方面工厂现在都是大型连续化生产,要求生产连续稳定,同时从安全管理角度考虑,多数企业不愿也没有能力接受太多学生到车间实习,因此学生实地考察时只能看不能动,缺乏上岗操作的机会,使得实习环节多数流于形式,无法达到实践教学的目的。针对目前实践环节中存在的突出问题,借鉴国内外其他大学成功的经验,我们探索构建多层次、多元化实践教学体系,即打破传统学生在统一时间以统一的模式到工厂实习的实践教学模式,以加强原有课程设置中的实习、实践环节为基础,探讨增加“创新实验课”、校内实习基地(开放实验室)、校企联合培养等多个途径来构建从课堂内系统的、综合性的实践技能训练到课外的自助式开放实验、专业素质拓展训练和校外实习相结合的实践培养体系。
首先,调整培养方案,将理论教学全部安排在前六个学期,将生产实习环节和毕业论文(设计)相结合,集中在第7~8学期完成,这样学生就会有更多相对集中地时间更好的完成实践任务;其次,打破实习只有几个相对固定的老师指导的模式,鼓励本专业所有老师提供实习岗位和要求,并将提供的岗位分为“生产型”和“研发型”,让学生结合自身的就业目标进行选择。这样虽然教学管理会繁琐些,但是学生可以被分流到更多的实践岗位上,人数减少,实习时间增加,企业也愿意接受。同时,还增设了“创新实验课”和“开放实验室”项目,即,请在科研、生产方面有经验的老师结合自身的研究课题,提出创新实验项目,学生可以根据自己的兴趣爱好进行答辩、申报,申请立项,如果获批学院会提供相应的经费和实验室,供学生进行创新研究。并且“创新实验课”和“开放实验室”项目不仅可以在本校完成,还可将其推广到与我院有长期合作关系的中科研相关院所,所修学分互相认可,使学生收益匪浅。以上所有实践环节都可以和学生的考研、就业和最后一学期的毕业论文(设计)紧密关联,也解决了传统培养方案中第八学期的毕业论文(设计)环节由于时间短(一般学生在实验室的时间只有2~2.5个月),出现流于形式,达不到培养目的的问题。
3结束语
关键词:生物工程;三轮驱动;导向式;培养模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)38-0007-05
“十三五”是我国产业结构重要调整和升级时期,改革过去以大量耗用生态资源的粗放型增长方式,转变为以科技为先导优化产业结构[1]。目前生物产业成为世界各国竞相抢占的战略性位点,但现阶段我国该产业层次低、技术创新不够、高层人才缺乏,成为限制产业调整和升级发展的瓶颈,培养高层次复合技术型创新人才迫在眉睫[2]。生物工程应用领域广泛,该学科专业主要培养在生物技术和工程领域能进行产业化工程设计、生产、管理及新技术研究、新产品开发的工程技术人才[3]。作为人才培养摇篮的高校,理应紧跟市场需求,调整人才培养方案,培养行业所需人才。湖北民族学院地处武陵山区腹地――恩施,是湖北少数民族地区唯一一所高校。恩施气候适宜,良好的生态环境使其具有丰富的硒和中草药等资源,被誉为世界硒都和华中药库,但工业经济薄弱,工科人才严重缺乏,严重制约当地资源的合理开发利用及经济发展。地方高校办学的宗旨应服务地方经济发展,为行业发展提供技术支撑。本研究以湖北民族学院生物工程专业为实例,以国家产业结构调整为契机,结合学校和地方实际,以校企“双轨”联合培养为基础,重点探索民族院校生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式的建设目标和方案,改革调整专业发展思路和定位,整合利用地方和企业的各种优势资源,为民族地区的经济和社会发展输送竞争力过硬的应用型、复合型、技能型优秀工程技术人才。
一、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设目标
按照“终身教育”的大框架,紧密结合“卓越计划”和“校企双轨”培养计划来设计和发展。改革基本思路:以“三轮驱动”人才培养为主线,让本专业学生真正能够实现“进校有门、毕业有岗”,最终形成“职业对接、能力本位”的复合实用型人才培养模式。“三轮驱动”即为:根据学科特征,在生物工程学科整体框架内,因材施教、分流培养,依据学生个性发展需求的实际情况,将学生分流成三轮驱动方向培养。第一轮驱动为“卓越计划”,旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量生物工程技术人才。掌握生物科学和工程技术基本理论,具有生物技术及其产业化的科学原理、生物工艺技术过程和工程设计等方面的知识,能在生物技术与工程领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理和新技术研究、新产品开发的应用型工程技术专门人才[4],使其在今后的生物工程领域起骨干和引领作用,为国家走新型产业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用;第二轮驱动为“攀登计划”,以培养大学毕业后进入更高层次继续学习深造的学术研究人才为核心,注重生物工程专业知识的深厚、学生自学能力、科学研究能力及创新能力的培养,为成为高层次生物工程精英人才奠定坚实的基础。第三轮驱动为“阳光计划”,以培养生物产业职业技能“胜任型”的应用性人才为核心,可承担生物工程领域的广谱类技术和管理人才,培养适应社会经济发展需要。
二、“三轮驱动”导向式人才培养改革模式的建设方案
生物工程专业“三轮驱动”导向式人才培养模式总体建设思路是:以突出“校企双轨联合培养”、“地方性”为特色,与时俱进,坚持以产业结构重要调整和升级对新型工程人才的要求为市场需求导向,深入落实科学发展观,整体设计、分步实施、强化能力地稳步推进改革进程。注重学生的全面发展,强调理论与实践并重,突出创新创业精神与能力培养,倡导以学生为本,充分尊重、重视学生个性,坚持三轮驱动导向,培养学生工程素质、工程意识、工程实践能力[5]。
(一)基于“三轮驱动”培养模式,修订人才培养方案,定制“菜单式”培养规格
1.构建“校-企、校-地对接、能力本位”的人才培养方案。依据“三轮驱动”培养模式,坚持以服务为宗旨、就业为导向的质量观,通过与地方相关行政管理机构和企业达成共识,以恩施地区的硒产业和生物制药产业为实践应用特色,全面修订培养方案。突出生物工程的“工科应用性”,紧紧围绕提高学生的工程意识、专业技能、专业基础知识等工程素质和工程能力的实效性,以“卓越计划”为核心,将学生培养成能在生物产业从事工程设计、生产、管理和新技术研究及产品开发的“重实践、强能力、高素质”的复合应用型高级工程技术人才。
2.定制、推行“菜单式”人才培养模式。生物工程是21世纪极具影响力和竞争力的专业,同时也是技术更新快、具有复合性和跨学科性的高科技行业。结合地方、学校特色,顺应目前中国产业改革发展趋势,以校企联合培养为基准,按“三轮驱动”人才培养目标,定制各驱动人才所必须达到的知识、素质和能力等结构的“菜单式”培养规格,实施照单管理,分类分流培养和评价。“卓越”计划菜单:知识结构:在掌握宽厚的生物学基础理论基础上,进一步掌握生物工程技术相关理论与技能,包括数理化、工程、电子技术等的基础知识,生化、分子、细胞、遗传、微生物等生物学的基础专业知识,发酵、酶、细胞、基因、生物分离、工程设备、生物工艺等生物工程的专业知识,除此外学习经济、企管、法律等的行业所需的专业能力发展知识;素质结构:业务素质、身心素质、工程素质和科研素质、正确的价值取向、团队精神、现代信息素养等;能力结构:知识能力和专业能力,工程实践能力,强化企业学习和国际交流过程,重点培养学生的工程实践能力、工程创新思维及工程管理能力。即:生物工程与技术领域从事生产、管理、设计和新技术、新产品开发等专业基础能力,正确的价值判断能力、交流沟通管理能力、信息处理能力,了解当代生物工程发展动态和应用前景,具有较强的专业综合能力和专业拓展能力;能独立进行生物技术产业化项目可行性论证、生物工程上游技术研究、生物工程工艺和设备设计、生物制品分离纯化工艺和设备的设计、生产工艺运行管理与监察、生物制品质量监控等专业发展能力。
“攀登”计划菜单:培养规格上强化生物工程专业知识结构和科学研究能力结构两个模块,强调生物工程知识的学习掌握、生物工程实验能力、科学研究能力、自学能力和创新思维的培养。
“阳光”计划菜单:培养广谱应用性人才,能胜任生物工程领域或其他相关职业的工作,以“广基础,宽口径”为基本原则,强化“基础性、实践应用性”。在专业知识技能、开发创新能力等多方位的训练要求上,相对于前两份菜单主要体现在降低规格的要求,为职业奠定广泛的基础。
(二)基于“三轮驱动”培养模式,优化课程体系和教学内容
1.优化课程模块设置。生物工程是以基因工程、细胞工程、蛋白质工程和发酵工程等生物技术为基础,化工技术为手段,生物技术研究成果为对象,产业化为目标,进行科研开发为基本任务的工科。“三轮驱动”培养模式的课程体系打破传统的单一性,实施多元化,突出“因材施教、分流培养”的三轮驱动功能,以模块化课程体系为基本模型,以全面实施学分制和弹性学制作为运作载体,推进课程改革,构建“专业知识平台+专业技能平台+职业素养平台+职业技能平台+综合能力及素质平台”的课程教学体系。
专业知识平台:主要是基础平台知识、生物学基础知识、生物工程专业知识、专业能力发展知识体系。参照国家教育部的规划,设置生物工程专业主干课程模块、适当的专业基础课程以及专业方向的基础课程模块。为“卓越”工程师计划人才,增设工程素养的主干课程、基础课程、方向课程模块,同时为“攀登”人才,加设生物工程专业知识的高级课程模块。
专业技能平台:三驱动人才所需的生物工程实验技能、信息技术和计算机应用技能。
职业素养平台:生物工程产业所需的良好道德风范。
职业技能平台――卓越工程师所需技能;综合能力及素质平台――职业生存必要的能力和素质。学科专业课程系列主干课程模块体现宽口径、厚基础,突出培养学生自学能力的功能;基础课程模块体现“高、精、新”,突出培养学生思考探究能力的功能;选修课程模块要有足够的广度与深度,要融入前沿知识,体现学科的综合交叉,突出其提高学生科学素质、培养学生初步科研能力的功能。
专业选修课程模块化。在加强双基的同时,为增强专业的适应性,增加适应地方经济发展需要的植物硒资源开发利用和生物制药方向的相关选修课程专业课同时开设任果蔬加工与保鲜、食用菌栽培、特色植物开发与利用等农学类课程以及市场营销学、质量管理学等经管类的任意选修课程,拓宽学生的专业知识面和就业渠道。
2.优化课程教学内容。对于学科专业和拓展课程系列中的课程模块,按课程群对教学内容进行优化整合,注重科学性与系统的完整性,同时又要避免单科教学周期长和课程间的交叉与重复;内容分层次,以实用够用为度,根据培养目标的要求,对专业基础课程进行科学合理的有机综合,突出教师精讲的“核心内容”,“一般内容”则在教师指导下让学生自学钻研,使知识成为培养学生科学素质和探索学习的能力的载体;在教学内容整合的基础上修定教学大纲,并附课程考纲。充分依托行业和企业优势,不断深化教学改革,积极拓展产教结合、校企结合的培养模式,实践一条校企全程合作进行人才培养的全新途径和方式。
(三)基于“三轮驱动”培养模式,加强师资队伍建设
师资队伍建设为专业建设之根本。生物工程专业将按照“稳定、培养、引进”的建设思路,稳定、培养现有教师、适当引进高学历人才,借智企业卓越工程师等措施,走内涵发展道路,采用“内引外联”、“请进来,走出去”的方式,一方面,聘请企业优秀人才担任本专业兼职教师或产业教授[6],另一方面,鼓励学校教师通过博士服务团、青年教师进企业等湖北省教师培养项目,选派教师深入企业、政府管理部门等实践锻炼,与企业、行业接轨,打造“双师型”教师队伍。以教学团队建设为推动力,以活动为载体,鼓励、扶持团队教师,特别是青年教师积极参加团队研讨课、学科带头人和骨干教师示范课等活动,促使普通教师向优秀教师转变,优秀教师向名师转变;强化对青年教师培养的各种措施,不断完善青年教师汇报课、说课、课件制作等一系列教育教学技能竞赛,促使其快速成长;积极开展教学研究,组织团队成员努力申报各类教研项目,以研究促发展,鼓励教师参加国内外教学研讨会;以学科责任教授、教学责任教授及课程责任教师为骨干,抓好业务建设,鼓励教师采用双语教学,设计制作适宜自身课程特色的教学电子资源,积极投入到微课、慕课教学模式探索,按学科群组织科研与教学结合的教师学术梯队,开展学术研究与教学研究,使集体智慧与个人特长得到充分发挥,形成本专业特色的学术风格,搭建教师快速成长的平台,提高整体教学水平。
(四)基于“三轮驱动”培养模式,改革教学方式方法,强化教学资源建设
1.建立差异化教学方式和手段,促进学生自主学习。根据现代人才观、质量教学观,生物工程专业必须打破传统单纯知识传授式的教学方法,教师应当用各种方法调动学生的学习积极性,激发学生的潜能和钻研兴趣,留出足够的知识空间与学习时空让学生自主思考、探索,发展个性、智能和综合能力。而教师则应组织学生充分讨论、交流,起指导者和引领者作用。因此,教师应灵活选用多种教学方法和手段,重视分层次教学,开放教学时空,打破完全的45分钟课堂制,堂内外、校内外结合,传统媒体和新媒体手段的结合,将教师主讲、学生研讨、学生、启发、程序教法等有机结合,积极尝试启发讨论式、案例式、虚拟式、研究式、总结式等教学方法,完成教学目标。对于双基类课程主要采用差异化教学方式和手段。差异化主要体现为:根据课程性质的不同教法的差异化和三驱动人才培养规格的不同对学生学习要求的差异化。生物工程专业课,内容基本是集理论、方法与技术于一体的综合性课程,根据“三轮驱动”培养目标及不同课程的特点,选用不同的最优教法,如与制药相关的课程采用案例教学、生物化学与分子生物学采用启发式教学或混合法。在专业选修课教学时,结合学生个体能力水平、兴趣风格等的差异,综合运用差异化教法,区别调整教学内容,灵活采用班级、小组、课外、个别和兴趣教学等多种组织形式,教学形式多样化,时空开放化,重视不同个体的个性特征和认识特性,分层次教学,实现学生整体发展基础上的个体优化。
对于专业技能和实践技能类课程,以“任务驱动法”作为教改重点。任务驱动法教学,能为学生提供体验实践和感悟问题的情境,围绕任务展开学习,以任务的完成结果检验、总结学习过程,改变学生的学习状态,充分调动学生学习的主动性。在教学过程中以学生为主体、教师为主导、任务为主线、如何确定任务为核心,解决任务为关键。以三轮驱动人才培养规格的菜单为依据,以“任务驱动法”进行技能类课程的教学。该教学分四个阶段实施。第一个阶段为“照单配药”。即创设情境、研究论证确定任务阶段,由专业技术骨干和课程责任教师组成团组,参照三菜单的人才培养规格,确定三个层面各自具体的教学任务,形成可行性任务报告。第二阶段为“服药”,即教学实施阶段,学生首先按自身实际情况,选择确定自己的学习任务,然后以明确的任务为驱动,进行自主学习、协作学习。第三阶段为“药效”。即教学效果评价阶段,以学生自评、互评、师评三方共评的方式验证任务的完成情况,3方评价为基准,确定学生的成绩。第四阶段为“调药”。即修正、完善阶段,对前三阶段的教学实践进行全面评估,修正、完善该教学模式。
2.进一步加强教学资源建设。充分利用校企资源互补,用两种教育教学资源优化教学,特别是实践教学,共建技能培养基地,改革教学内容,减少验证性、单元性实验,增加综合性、设计性和反映现代科技成果内容的研究型、自主式实验,突出学生中心地位,形成以自主式、合作式、研究式为主的学生学习方式,加大开放实验力度,激发学生实验兴趣,在建设好已有的实习实训、创新基地的基础上,进一步与联合培养单位、大中型生产企业等单位的合作,建设多层次的顶岗实习和创新基地。加强毕业论文的规范化管理,进一步加大实验类和基础教育研究类论文选题比例。强化毕业论文与创新性实验相结合,让学生尽早进入毕业论文工作,提升学生的创新能力。针对大学生的就业意向,结合教师的科研课题、企业的产业发展项目以及大学生创新基金项目等,有计划地组织学生进行创新实践。通过在实地顶岗实习和实践的过程中,培养学生的实际操作能力。
(五)基于“三轮驱动”培养模式,打造“阶梯式”实验实践教学模式
阶梯式实验实践教学模式具体从教学内容和质量要求二方面展开,教学内容的阶梯式指将学生的技能以数字台阶来量化训练,规划好每一台阶学生应达到的标准,由低到高,逐级达标,逐级上升,直至到达目标层,完成培养目标。质量的阶梯式指“三轮驱动”人才在每台阶教学成绩的要求规格各异,实现真正意义上的分类教学管理。
生物工程专业实践教学遵循由浅入深、循序渐进的教育规律,构建一体化多层次的实验教学体系,形成循序渐进、前后衔接、交叉渗透,由单一到综合,自主设计至研究开发四个层次的实验教学课程体系。对低年级学生首先通过理论教学建立学科的系统概念,在实验教学体系中以过程认知教学为主,通过大量的基础实验(以演示性实验、验证性实验为主),使学生对学科有初步的感知、掌握基本仪器的使用及基本实验方法,训练其基本技能,培养学生科学、规范的研究习惯与方法。第二层次:在第一层次的基础上增加专业课程的学习,逐步减少实验教学体系中演示性、验证性实验的比例,同时加大综合性、设计性实验的比例。此时,学生在掌握了一定基础知识和专业知识的基础上,加上实验课程对学生的综合能力、创新能力的训练力度加大,作为进一步的措施和发挥,一方面学校向学生开放实验室,鼓励学生自主创新,逐步接触科学研究;另一方面,学校可以组织学生到校外的教学基地去见习,让学生熟悉专业学科在实际生产中的应用及整个生产流程。第三层次。主要针对高年级学生,这类学生对专业知识有相当程度的掌握,主要教学目标为在基本实验技能、方法的基础上,促进科学思维和创新能力的提高,强调基础性、综合性、设计性实验相结合,全面培养学生的综合能力,因此在实验教学当中可以适当穿插跨课程甚至是跨学科的综合性大实验,促使不同课程间的知识融合;同时,进一步增加设计性实验的比例,培养学生的创新精神和创新能力。学生在有一定科研基础训练的情况下,专业导师进一步引导学生学习科研论文的写作方法,鼓励学生在课余时间广泛涉猎相关专业的科研论文,关注学科的发展,完成综述,尝试将设计性实验或实验室开放所完成的实验课题形成论文,并鼓励学生积极发表,完成从基础、专业知识积累到专业实践训练的过渡。第四层次:此时,学生进入实习阶段,通过校内校外、专业实习毕业实习等多层次的实习,毕业论文(设计)等综合实验环节,充分培养学生分析、解决问题的能力和实验能力。此阶段,学校各级实验室向学生开放、充分利用教学基地的资源来完成毕业论文(设计)将是工作的重点。通过该层次的训练,学生不但能体会自身知识、能力如何在科学研究和生产实践中得到应用与发挥,而且完成了学以致用的过渡,也了解了学科。生物工程专业实践内容包括工程基本技能(细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程、生物分离工程、生物反应工程)、化工设备设计基础(工程制图)、然或人工构建的分子、细胞或组织实现产品化的中、下游过程技术和工程技能等[7]。
精心设计实验项目,强化学生的实践动手能力:保留经典实验项目,淡化课程界限,整合相关实验教学内容,夯实基础实验技能。经典实验项目有利于学生学习基本实验技能,有些经典项目大多会设置在不同的实验课程中,如“分光光度计的使用”这一经典实验项目在“生物化学”、“发酵产品分析”等实验课程中都会设置,为避免资源浪费,按照课程的先后,将其整合到生物化学实验中,通过强化练习,学生的这一基本实验技能得到了巩固,为后续实验内容的选择拓展了空间;结合恩施药物和硒资源的生物工程产业发展动态,将科研成果融入到教学中,如将天然产物的提取、分离、纯化、改性、应用等课题研究成果应用于生物化学等课程的实验教学中,不仅使学生掌握了基本实验技术,而且对学生专业操作技能进行全面训练,加深了专业理论与实践的联系,有助于培养学生综合性、系统性地应用所学知识和技能解决实际问题的能力。特别是对于“攀登”人才的培养,强化科研和创新能力,不仅在教学质量的要求规格上高于另两类人才,而且应积极引导他们尽早跟着相关导师作参与课题的研究。
质量的阶梯式即:按照三驱动人才培养目标,制定每一台阶各类人才不同的达标规格,实现真正意义上的分流管理培育。
(六)基于“三轮驱动”培养模式,改善相应的评价体系和教学管理制度
以现有的教学管理队伍为基础,推行教学工作的目标管理,发挥专业团队的作用,加强对日常教学过程管理:一步完善和修订现行的教学管理制度、教学环节基本规范和要求、教学质量标准和管理体系、教学质量监督和评价体系。改革课程考试方式,依课程性质,丰富和完善课程考试形式,笔试可采取试卷、小论文、论述、调研报告等形式,口试可以演讲、口述、辩论等形式,技能类可以是动手操作、设计制作作品等等;进一步完善课程评价体系和评价办法,打破完全的课堂45分钟制度;建立开放实验室管理制度和先进的实验教学管理模式,为学生探索性、综合性、开放性实验和毕业论文搭建平台。充分调动专业团队在教学管理、教学研究中的积极性。教师按专业课程群组成教学改革与实践责任小组,负责教学内容的整合,课程教学大纲的修定,教材的评审选用,教学方法与教学手段的现代化改革等;成立专业建设指导委员会,加强专业教学标准建设。由教学责任教师组成专门责任小组,负责国内外高校教学改革信息的调研,负责师资队伍培养建设规划的制定与实施,领导小组定期检查各责任小组的工作进展,组织责任小组之间的工作交流与研讨;对于子目标任务所获得的成果,及时组织学校内专家组进行评估鉴定。特别注意提炼专业建设过程中的创新点和突破点,注重成果在教学实践中的推广应用;运行并完善学科专业学生管理的导师制,建立每个学生系统全面的大学4年成长档案,促使每位学生准确定位自己的驱动人才类型,按菜单规格完成自己的学业。
参考文献:
[1]张敏,李尊华,刘小文,等.生物工程专业课程体系构建的研究与实践[J].广州化工,2013,41(17):202-203.
[2]张超,张健,侯茂,等.生物工程专业高素质复合型应用人才培养方案初探[J].安徽农业科学,2011,39(18):11343-11345.
[3]王宗成,刘小文,张敏,等.以就业为导向的生物工程专业人才培养模式探索与实践[J].科技资讯,2014,12(20):231-233.
[4]张连营,朱新军.应用型本科院校生物工程专业人才培养模式[J].现代企业教育,2014,(18):136-137.
[5]赵世光,薛正莲,杨超英,等.应用型生物技术专业人才培养模式的改革与实践[J].高师理科学刊,2015,(2):47-48.
本文对生物工程专业实践教学体系存在的现状进行了分析,对新型实践教学体系进行了研究与探索,并从优化人才培养方案和课程体系、改革实践教学方式、强化师资队伍建设、改革实践教学评价体系、创建多样化的实践教学形式等方面进行了阐述,为培育具有创新能力的应用型人才提供了依据。
关键词:生物工程 实践教学 模式创建
随着现代社会发展对大学毕业生综合能力提升的要求,培养创新型人才将是我国高等教育发展的趋势,也是中国科技兴邦战略的重要部署[1]。俗语说“实践是最好的老师,社会是最好的大学”,实践教学是创新教育的重要组成部分,强化实践教学环节、提高实践教学质量是高等教育改革和发展的方向[2]。
1生物工程专业实践教学存在的现状
其一,实验教学课程体系设置不合理。实验教学比较突出的问题是实验内容的重叠现象。比如,在生理学实验中有红细胞溶血实验,在细胞生物学实验中也有该项目;生理学实验中有血型鉴定,而动物学实验也有该内容等等。其二,实践教学方法比较单一。实践教学通常采用的是“注入式”教学方式,即教师先讲述实验原理,演示实验步骤的操作,然后让学生按照自己的示范进行实验,缺少与学生们的互动,抑制了学生学习的欲望。其三,实习基地建设不理想。与生物工程专业相关的校外实习基地有多个,每年该专业的学生都会进行为期4~6个月的实习,对学生实践能力的培养起了重要作用,但是我们也发现了一些问题:一是校企合作过于程式化,不够紧密。二是校企合作缺乏监管机制,双方积极性不高。另外,不同企业会产生不同的实习效果,学校很难对学生们进行统一的管理和指导。
2新型实践教学体系的研究与探索
2.1根据生产和社会需求,优化人才培养方案和课程体系的设置
主要采用的改革措施有以下几个方面:一是删掉一些过时的、纯理论的课程,增设应用型强、贴近生产实际的课程。比如,新开设一些跟盐城地区滩涂农业开发和滩涂生物资源开发相关的课程。二是根据大纲要求,重新安排实验课程的内容,避免实验内容的重叠。三是新开设与生产紧密联系的短时实训课程。比如,发酵工程实训、基因工程实训等等。
2.2以学生为中心,改革实践教学方式
将教学目标从传授知识为主转向培养学生学习和创造能力为主,要注重培养学生的创新思维。比如,在进行一些综合性和设计性的实验课的讲授时,先要求学生们课前预习,通过预习自己设计实验方案,由任课教师帮助其修订和优化,加强师生间的多元互动,激发学生的学习潜能和求知欲望。
2.3强化师资队伍建设,构建多元化的教师资源
主要措施有以下几个方面:一是充分发挥实践教学的作用,加大了对专职教师的培养力度。每年暑假,我院都会派2~3名教师去企业进行实地锻炼,培养教师们的生产实践经验。二是我院还加大了对专职实验教师的引进力度,这对实验室的管理以及各项实验的开出都是一项有效的措施。三是直接从企业聘请专业教师来校上课。比如,《生物发酵工程》可以直接请企业中经验丰富的技术人员来课堂讲授,实现培养应用型人才的教学目标。
3适应社会需求,创建多样化的实践教学形式
其一,实践教学密切联系科研活动。培养应用型人才,要实行科研与教学的有机结合,以科研方向完善人才培养目标,形成“科研促进教学”的理想局面,提升教学质量。为此,可以申请一部分费用,搭建科研平台,鼓励学生参与到教师们自己的科研项目中来,在导师的指导下,锻炼学生在实验方案设计、实验数据处理以及实验论文写作等方面的能力,为将来的就业打好基础。其二,校企联合,构建产学研一体化的实践教学平台。校企联合是培养应用型人才的有效途径[3]。目前,我校生物工程专业已经与“大丰海洋生物产业科技园”、“扬子江药业”、“南京金斯瑞生物技术公司”、“滨海吉尔多肽有限公司”等单位建立了合作关系。校外基地的建立为更好地开展科学研究、社会服务和人才培养提供了强力的支撑和保障。现代高等教育的目标是培养具有创新能力的应用型人才。目前,生物工程专业实践教学的改革已经取得了一定成绩,但是也存在很多争议,在以后的教学过程中还需要不断总结经验教训,力争为社会培养更多综合能力强的优秀毕业生。
参考文献:
[1]马洁,刘小河,付兴建,管萍.理论教学和实践教学一体化模式探究[J].实验技术与管理,2013,(11):172-175.
[2]谢恒,曾建红,戴平.新型药学专业实践教学模式的构建与实现途径的探讨[J].山东社会科学,2012,(12):277-280.