生物工程專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)體系探索

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摘要：根據(jù)生物工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和能力要求，提出了以課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)，以虛擬仿真訓(xùn)練、科研培訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)為依托等主要環(huán)節(jié)的實(shí)踐教學(xué)體系，為提升生物工程專業(yè)學(xué)生綜合實(shí)踐能力提供參考．

關(guān)鍵詞：生物工程；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新體系

1明確培養(yǎng)方案，改革理論與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)

1．1生物工程專業(yè)人才定位及培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)方案與課程體系是否合理直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量［5］．生物工程專業(yè)以基因工程為特色，以“重基礎(chǔ)、抓素質(zhì)、強(qiáng)實(shí)踐、跟需求”為辦學(xué)理念，遵從教育、教學(xué)規(guī)律，改革培養(yǎng)模式，完善教學(xué)管理制度，規(guī)范課程體系，制定出科學(xué)且符合國家發(fā)展需要的人才培養(yǎng)方案，走多模式辦學(xué)之路，建設(shè)一個(gè)特色鮮明、質(zhì)量過硬、以“立足西南，服務(wù)全國，面向世界”的應(yīng)用型專業(yè)，培養(yǎng)在生物技術(shù)與工程等相關(guān)領(lǐng)域從事產(chǎn)品生產(chǎn)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、新產(chǎn)品研發(fā)的應(yīng)用型人才．

1．2“1234計(jì)劃”理論教學(xué)改革

以培養(yǎng)方案為基礎(chǔ)，實(shí)施“1234計(jì)劃”課程改革方案，達(dá)到以改促教的目的．

1．2．1打造一門重點(diǎn)課程

整合師資力量，更新知識(shí)體系，豐富教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)技能，提升教學(xué)水平，體現(xiàn)教學(xué)藝術(shù)，如將《分子生物學(xué)》打造成為校級(jí)重點(diǎn)課程，中長期打造為市級(jí)重點(diǎn)課程．

1．2．2建立2個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

生物工程上游技術(shù)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和生物工程下游技術(shù)團(tuán)隊(duì)．以教學(xué)團(tuán)隊(duì)為單位開展教學(xué)工作、實(shí)施教學(xué)改革探索和組織教學(xué)研究活動(dòng)．

1．2．3實(shí)行3個(gè)鼓勵(lì)

鼓勵(lì)任課教師開展多種形式的教學(xué)改革嘗試，推動(dòng)教學(xué)水平的提高；鼓勵(lì)專業(yè)教師申請(qǐng)教改項(xiàng)目，以此為抓手，實(shí)施先進(jìn)教學(xué)理念的體現(xiàn)；鼓勵(lì)專業(yè)教師對(duì)重點(diǎn)建設(shè)課程如分子生物學(xué)等開展“雙語教學(xué)”的探索和實(shí)踐，使生物工程專業(yè)教學(xué)與國際接軌．

1．2．4開展4項(xiàng)活動(dòng)

定期邀請(qǐng)國內(nèi)外專家開展生物工程講座；定期組織專業(yè)教師開展專業(yè)教學(xué)研討活動(dòng)；定期召開專業(yè)教學(xué)情況通報(bào)會(huì)；定期開展科研交流的以研促教活動(dòng)．

1．3“P2計(jì)劃”實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)改革方案

以“培養(yǎng)創(chuàng)新性人才”作為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)施以提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐（Practice）能力和提升（Promotion）綜合創(chuàng)新能力的“P2計(jì)劃”，為學(xué)有余力的學(xué)生設(shè)立課外開放性研究課題，旨在提高學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣，逐步建立科學(xué)研究思維，掌握科學(xué)研究方法．為實(shí)現(xiàn)P2計(jì)劃目標(biāo)，積極爭(zhēng)取各方面資源建立生物工程教學(xué)平臺(tái)，形成基因工程、發(fā)酵工程、生物物質(zhì)制備與分離工程以及生物信息學(xué)4個(gè)實(shí)驗(yàn)室，為本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)提供支撐平臺(tái)，成為學(xué)生提高科學(xué)實(shí)踐能力的基地；組成導(dǎo)師組，指導(dǎo)學(xué)生課外科技活動(dòng)，參與科研項(xiàng)目，參加科技競(jìng)賽；建設(shè)并固定一批與生物工程緊密相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地．

2以實(shí)驗(yàn)課程為基礎(chǔ)，培養(yǎng)科研實(shí)驗(yàn)技能和綜合創(chuàng)新能力

2．1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課

學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課，主要是讓學(xué)生牢固掌握本專業(yè)的基本理論知識(shí)，為以后的專業(yè)學(xué)習(xí)、專業(yè)擴(kuò)展以及個(gè)性發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)．基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能．如化學(xué)實(shí)驗(yàn)、微生物實(shí)驗(yàn)等，主要是對(duì)學(xué)生基本知識(shí)和基本操作技能、技巧的訓(xùn)練．根據(jù)課程特點(diǎn)和開設(shè)先后制訂系列大綱，確定完成的訓(xùn)練任務(wù)，各課程圍繞訓(xùn)練任務(wù)精選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，形成基礎(chǔ)性、實(shí)用性的科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本能力訓(xùn)練平臺(tái)．同時(shí)，積極創(chuàng)造條件，建立開放式實(shí)驗(yàn)室，并制訂畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)定等規(guī)章制度，使實(shí)踐教學(xué)管理規(guī)范化，為實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高提供條件［6］．

2．2專業(yè)發(fā)展實(shí)驗(yàn)課程

為了深化生物工程學(xué)科專業(yè)知識(shí)，掌握應(yīng)用學(xué)科理論和進(jìn)行生物工程專業(yè)綜合實(shí)習(xí)，設(shè)置了專業(yè)發(fā)展課，讓學(xué)生有較強(qiáng)的生命科學(xué)科研實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力，能夠勝任有關(guān)生命科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域研究、開發(fā)和管理工作．為了培養(yǎng)學(xué)生的科研實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力，以專業(yè)實(shí)驗(yàn)課為核心，對(duì)本專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行合理整合，避免多門課程中內(nèi)容的重復(fù)，如將生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程等的實(shí)驗(yàn)課程有機(jī)整合，定期討論教學(xué)內(nèi)容，避免實(shí)驗(yàn)重復(fù)．注重上下游實(shí)驗(yàn)的有機(jī)銜接，如利用基因工程和分子生物學(xué)課程中分別做上游的天然DNA獲取、克隆、重組等實(shí)驗(yàn)，利用酶工程和發(fā)酵工程進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)并探索培養(yǎng)條件，利用生物物質(zhì)分離技術(shù)分離純化獲得生物產(chǎn)品．

2．3綜合實(shí)踐課程

綜合實(shí)踐課程包括社會(huì)實(shí)踐、科研能力培訓(xùn)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等．生物工程學(xué)生須完成工程基本技能訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，要求學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，使學(xué)生在充分分析專業(yè)相關(guān)課程構(gòu)成和在課程教學(xué)規(guī)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合大學(xué)生科技創(chuàng)新的研究工作，按照綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要求構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．通過綜合實(shí)踐課程學(xué)習(xí)，以期實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：①在實(shí)踐中鞏固和提高學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)理論和工程實(shí)踐的有機(jī)銜接；②結(jié)合實(shí)踐基地生產(chǎn)實(shí)際完成部分專業(yè)課程和實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)；③培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、團(tuán)結(jié)互助的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神．

3以虛擬仿真平臺(tái)為補(bǔ)充，縮短社會(huì)實(shí)習(xí)適應(yīng)期

近10年來，仿真技術(shù)在操作技能訓(xùn)練方面的應(yīng)用在全世界許多國家得到普及．仿真系統(tǒng)能逼真地模擬工廠開車、停車、正常運(yùn)行和各種事故狀態(tài)的現(xiàn)象，沒有危險(xiǎn)性，能節(jié)省費(fèi)用，大大縮短培訓(xùn)時(shí)間［7］．為了縮短學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)期，構(gòu)建了生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真中心，并引進(jìn)了與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置非常相似的實(shí)習(xí)仿真教學(xué)系統(tǒng)，如生物分離工程典型工藝單元仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在系統(tǒng)中了解和掌握板框過濾、納濾、離子交換、溶媒萃取、結(jié)晶、噴霧干燥等實(shí)際生產(chǎn)工藝、設(shè)備及原理；通過對(duì)工業(yè)級(jí)發(fā)酵工廠3D虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)的反復(fù)操作，使學(xué)生對(duì)無菌空氣制備、一級(jí)種子培養(yǎng)、二級(jí)種子培養(yǎng)、發(fā)酵過程多參數(shù)優(yōu)化控制等生產(chǎn)過程有了很深的認(rèn)識(shí)．學(xué)生按照具體制訂的實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施，對(duì)仿真軟件中所涉及的主要工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)生產(chǎn)過程是否正常做出評(píng)判．一旦出現(xiàn)異常，首先根據(jù)仿真軟件的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和前期測(cè)定的數(shù)據(jù)，提出自己的調(diào)整方案，同指導(dǎo)教師討論后對(duì)相關(guān)操作和參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至生產(chǎn)恢復(fù)正常．因此，仿真系統(tǒng)中學(xué)生可親自動(dòng)手操作，不僅提高了專業(yè)應(yīng)用技能，還將所學(xué)專業(yè)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合在一起，極大地提高了學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的興趣和能動(dòng)性［8］．

4以科學(xué)研究和校企合作基地為依托，構(gòu)建創(chuàng)新能力訓(xùn)練創(chuàng)業(yè)平臺(tái)

4．1實(shí)行實(shí)驗(yàn)室輪訓(xùn)制，充實(shí)第2課堂內(nèi)容

充分利用高校實(shí)驗(yàn)室資源優(yōu)勢(shì)開展第二課堂活動(dòng)，給學(xué)生創(chuàng)造更多的自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐的時(shí)間和空間，這不僅與素質(zhì)教育要求相一致，而且也成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要載體［9］．生物工程專業(yè)為進(jìn)一步加大實(shí)踐教學(xué)覆蓋面，特制定了《生命科學(xué)學(xué)院非師范專業(yè)學(xué)生進(jìn)科研實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)管理辦法》，要求全部科研實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)中心向本科生開放，每年6月制定培訓(xùn)計(jì)劃并于當(dāng)年9月吸納2年級(jí)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)輪訓(xùn)，實(shí)驗(yàn)室安排專人負(fù)責(zé)培訓(xùn)計(jì)劃的實(shí)施和管理．輪訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生根據(jù)自己的興起愛好選擇合適的專業(yè)研究方向和指導(dǎo)教師開展進(jìn)一步的科學(xué)研究工作．

4．2開展科學(xué)研究，提升綜合實(shí)踐技能

生物工程專業(yè)依托研究型學(xué)院的6個(gè)研究團(tuán)隊(duì)和研究平臺(tái)吸納本科生進(jìn)行學(xué)術(shù)科研活動(dòng)，在強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)知識(shí)功底的同時(shí)，為高層次專業(yè)化人才培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)．學(xué)院為鼓勵(lì)和支持本科生開展科研實(shí)踐活動(dòng)，制定了《學(xué)生科技創(chuàng)新指導(dǎo)獎(jiǎng)實(shí)施辦法》、《資助獎(jiǎng)勵(lì)本科學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)實(shí)施辦法》和《本科學(xué)生進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室培訓(xùn)管理辦法》，對(duì)本科學(xué)生的課題申報(bào)給予經(jīng)費(fèi)配套支持，在綜合測(cè)評(píng)和推免等工作中加大了學(xué)生課外科技成果比例．學(xué)院每年舉辦一次“春蕾杯”課外科技學(xué)術(shù)比賽、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案大賽，推動(dòng)了學(xué)院學(xué)生課外科技活動(dòng)的開展，形成了良好的學(xué)術(shù)氛圍，每年參加科研和創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生達(dá)60％以上．

4．3校內(nèi)外實(shí)踐基地建設(shè)

生物工程專業(yè)目前專業(yè)學(xué)習(xí)實(shí)踐基地主要有三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境與生物資源省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地、三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、淡水魚類資源與生殖發(fā)育教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、重慶市甘薯工程技術(shù)研究中心、西南大學(xué)自然博物館、西南大學(xué)生態(tài)園、西南大學(xué)柑橘研究所、縉云山國家自然保護(hù)區(qū)；生產(chǎn)實(shí)踐基地主要有西南藥業(yè)股份有限公司、重慶桐君閣藥廠有限公司、重慶威斯騰生物、重慶高校園林花卉工程研究中心等．聘請(qǐng)部分企業(yè)人員為學(xué)院兼職教授，參與生物工程專業(yè)本科學(xué)生校外實(shí)踐實(shí)習(xí)教學(xué)計(jì)劃、培養(yǎng)計(jì)劃的制定，并通過專題講座、學(xué)術(shù)報(bào)告等形式對(duì)我校相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)．

4．4畢業(yè)實(shí)習(xí)（論文）

畢業(yè)實(shí)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是就業(yè)的起步訓(xùn)練．畢業(yè)實(shí)習(xí)能夠檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的掌握與運(yùn)用程度，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的工作適應(yīng)能力，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)．生物工程畢業(yè)生必須完成研究論文1篇．按照學(xué)校本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）規(guī)定，學(xué)院要求畢業(yè)生選擇1個(gè)選題作為畢業(yè)選題，堅(jiān)持做到一人一題，堅(jiān)持所有論文全部有開題報(bào)告制度、全部交叉評(píng)閱制度、全部答辯制度．同時(shí)，所有論文必須是實(shí)驗(yàn)性研究論文，不能是綜述性論文．正因?yàn)橐髧?yán)格，本科論文質(zhì)量得以保證和穩(wěn)步提高，一些論文經(jīng)過整理在核心及以上級(jí)別期刊發(fā)表．每年畢業(yè)論文寫作規(guī)范合格率均為100％．

4．5自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

隨著社會(huì)的全面進(jìn)步與發(fā)展，社會(huì)需要的不僅僅是品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生，更加注重全方位發(fā)展的創(chuàng)新型人才，因此現(xiàn)代大學(xué)的教育已經(jīng)不是只注重學(xué)生成績，更應(yīng)該促進(jìn)大學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，為大學(xué)生提供創(chuàng)業(yè)環(huán)境，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神［10］．大學(xué)生應(yīng)適應(yīng)社會(huì)，逐漸培養(yǎng)自己的創(chuàng)新實(shí)踐能力，對(duì)待知識(shí)應(yīng)有自己獨(dú)到的見解和想法，將創(chuàng)新精神運(yùn)用到自主創(chuàng)業(yè)中去．我們力爭(zhēng)通過建立多元化與科學(xué)化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)模式、搭建校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研究平臺(tái)、建設(shè)校外校企合作創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地、強(qiáng)化創(chuàng)業(yè)教育等方式加強(qiáng)生物工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)和實(shí)踐．

5結(jié)論

一流大學(xué)必須依托一個(gè)強(qiáng)大的專業(yè)建設(shè)．生物工程專業(yè)是專門培養(yǎng)精生物、通工程、善管理的復(fù)合型工程技術(shù)人才，以滿足社會(huì)對(duì)生物工程人才需求的綜合性應(yīng)用專業(yè)．因此，加強(qiáng)綜合實(shí)踐能力提升是生物工程專業(yè)的重要環(huán)節(jié)．本文從實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、虛擬仿真平臺(tái)建設(shè)、科學(xué)研究等方面構(gòu)建生物工程專業(yè)綜合實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系，為形成個(gè)性化的實(shí)踐操作平臺(tái)，促進(jìn)創(chuàng)新素質(zhì)人才培育提供有力支撐．

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作者：葉小利 張保順 鄧洪平 曾令江 彭作剛 李學(xué)剛 單位：西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 西南大學(xué)藥學(xué)