發布時間:2022-07-19 09:28:10
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇生物工程人才培養探索,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【摘要】探討高校生物工程專業藥理學課程教學模式。提出了從轉變教育理念、注重知識的整合、合理運用教學手段,組織課堂教學、綜合能力的培養等方面的藥理學教學方法。激發了學生的學習主動性。培養了學生的綜合能力和創新意識。結論:生物工程專業藥理學教學模式的改進對實現培養適應生物工程專業需要的應用型創新型人才培養的目標具有實際意義。
【關鍵詞】生物工程專業;人才培養;藥理學教學模式
生命科學的發展與人類的生息和文明以及現代生命科學的研究和產業的發展息息相關。生物工程技術現已成為21世紀推動社會進步的關鍵技術之一,生物工程產業已逐步成為推動國民經濟發展新的經濟增長點的新興學科和支柱產業。國家教育部把生物工程專業列入高等教育專業目錄,成為與理科的生物科學和生物技術專業并列的與生物學有關的工科專業。旨在培養適應現代化社會和全球化生物產業發展需要,掌握現代生物工程技術及其產業化科學原理、工藝過程和工程設計等基礎理論、基本技能基礎理論和專業知識扎實、實踐和創新能力強,綜合素質高,具有掌握生物工程產業各環節涉及到的基本技能和技術,具有創業意識,能從事生物工程和食品生物技術產業的技術管理、應用研究、生產管理、技術研究創新和產品開發的應用型、復合型高級技術人才。近年來,藥理學教學改革方興未艾,廣大高校的教育工作者對藥理學教學進行了一系列的探索與實踐,如耿磊[1]等加強藥理學教學中能力培養研究,張茹等等[2]藥理學課程整合與教學改革探討的研究,唐麗娟[3]等探討藥理學課程教學實踐中運用普遍聯系的觀點在提高藥理學課程教學效果的作用等,取得了一定的成績。但是面對行業競爭日益激烈,作為21世紀推動社會進步的生物工程技術和產業對于發明、發現、開拓、創新類應用型人才的需求越來越多、要求越來越高,這對高等院校人才培養不斷提出新的更高的要求。生物工程專業藥理學教學模式改革研究,是探討培養學生探求知識的科學態度和全面分析問題的能力,鍛煉和提高學生創造性思維能力和綜合素質人才,培養適應現代社會發展需求的新型應用型人才的教學方法。面臨科技飛速發展帶來的應用型人才市場,為了更好地實現這一專業培養目標,作為藥理學課程的教師應如何教學呢?
1.轉換教育理念,樹立應用型人才培養模式觀念
科技的進步在很大程度上靠各種發明、發現、開拓、創新所支撐。所以,各行各業對具有發明創新能力的應用型科研人才也越來越重視。行業競爭日益激烈,這類人才的需求越來越多,要求也越來越高,對于高等院校培養人才面臨著更大的挑戰。如何把生物工程專業辦成21世紀最具影響和競爭力的專業,怎樣才能使培養出的人才更具有創造性、開拓性,怎樣對學生的知識、能力和素質進行有效的教育是生物工程專業面臨的最現實的問題。顯然,傳統的應試教育,單一的知識傳授方式,已無法適應高素質人才培養的要求。著眼于學習能力的培養和創新能力的訓練,改變舊的教育觀念和教學方法,已成為高等教育改革的必然方向。21世紀科技的高速發展對整個生物工程專業的教育模式、課程體系、教學內容和方法、教育觀念等均提出了新的挑戰。教學改革刻不容緩,傳統的藥理學教學體系,已經不能適應新形勢的需要,不利于學生能力與素質的培養。
藥理學課程新教學的新模式,是根據社會對人才的要求與生物工程專業培養目標結合,堅持教育“面向現代化,面向世界,面向未來”的方針,培養適應新世紀人才需求的教學方法。是使學生運用已經掌握的基本理論和基本知識學以致用,學習解決問題和分析問題的能力。也是新世紀科技飛速發展的迫切需求。因此,教育工作者首先應該轉變觀念,樹立培養面向生物工程專業應用型人才為目標的新觀念,深入研究和探討適應于生物技術專業應用型人才培養的藥理學課程教學模式,培養符合國家、社會要求的新型生物技術人才。培養學生探求知識的科學態度、全面分析問題的能力,鍛煉和提高學生的實驗操作技能、科學的創造性思維能力及綜合素質。為培養出具有創新能力的高素質應用型人才打下堅實的基礎。對于適應現代化高新技術產業發展對人才的需要具有重要的實際意義。
2.注重知識的整合,體現培養應用性人才的教改思路與方法
傳統的藥理學教學是以藥為中心,學生常常是知道藥物作用及原理,卻出現理論不能結合到實際中的問題。例如遇到某種疾病時,用什么藥物治療最佳,最佳治療思路及其作用機制等等,學生往往很難掌握,不能很好的應用藥理學知識分析其藥理作用機制及不良反應。在這種傳統教育方式下,學生學習的理論知識不能很好的應用,更不能上升到綜合分析能力培養的層次。這樣的學習效果并不是學生的學習不努力,也不是教師教學不認真負責,而是傳統教學方模式對于藥理學這樣集綜合性和應用性為一體的學科而言,已經遠遠不能達到應用型人才培養的教學目的,也不符合生物工程專業培養目標的要求。
生物工程專業藥理學課程教學的新模式,使學生在了解藥理學知識、發病機制和用藥原理的基礎上,通過理論聯系實際,將生物工程相關的一系列知識通過整合和把整體學習的理念貫穿于藥理學教學之中的教學過程,培養具有較強的綜合分析能力的生物技術專業應用型人才的藥理學課程教學模式。使學生將已經掌握的基本理論和基本知識學以致用,學習解決問題和綜合分析問題的能力。包括優化理論課內容、改進教學方法、增強學生的學習興趣等。諸如設計綜合性及案例教學法、改革考核方法,優化提高藥理學的教學質量,培養適應現代化高新技術產業發展的人才。例如針對藥理學專業化比較強的特點,教師在對教學內容進行指導性教學時,對于所授相關知識的整合和鏈接顯得尤為重要。如解剖生理學知識、免疫及生化知識、疾病的臨床表現等,尤其是在講授重難點章節時,相關的背景知識介紹等等,為探求未知的領域埋下重要的伏筆。這一方面激勵教師通過不斷學習去拓寬自己的知識面;提高知識的深度和廣度。也激發學生的求知欲,讓學生帶著探求的精神去學習新知識。既為學生對知識的理解打下良好的基礎,又拓寬了學生的知識面,激發了學生的學習積極性和求主動性。同時通過列舉臨床實例留給學生去獨立思考和探求的空間,指導學生去通過查閱整理資料的過程解決疑惑,豐富知識;由此使學生的學習主動性得到充分的發揮,進而進形成較為完整的理論基礎。
3.合理運用多各種教學手段,有效地組織課堂教學
藥理學是一門綜合性較強的重要學科,其中涉及到醫學名詞、藥物作用機理以及疾病的臨床表現多復雜性,且有些機制難以直觀教學和理解。因此,正確靈活的運用多種教學教學方法和手段在藥理學教學就顯得更為重要。為了達到直觀易懂的教學效果,激發學生的探究精神,教師一方面要盡可能的為學生提供較為詳盡豐富合理的的感性學習材料;同時結合使用包括幻燈、錄像、自編多媒體課件、計算機等多種現代化教育手段達到最好的教學效果。例如利用多媒體教學采用大量彩色圖片和動畫演示,把抽象深奧的藥理學概念、概念、機制等理論通過制作成賞心悅目的視頻、音頻材料而形象逼真地展現出來,從視覺、聽覺等多個方面刺激學生的感官,加深學生的記識憶和理解,大大提高了教學的效果和效率。在使用現代化教學手段和設備的同時,傳統的講授教學法也不容忽視。先進的教學設備一方面使的教師擺脫了黑板便于走下講臺,走近學生適時講授,既避免了常見的坐在多媒體前單純機械的放映和宣講的弊端,又可以通過深入的講解與學生近距離交流和探討。從創設問題情境出發,激發學生的興趣和探究激情,引導學生自主體驗知識的發生過程,啟發學生的創造性思維。這種多媒體教學方法與師生近距離的互動、雙邊交流相結合的形式,既有利于學生學習理解和掌握知識、鼓勵學生進行質疑批判和發表獨立見解,又活躍了課堂氣氛。對提高教學質量和創新能力的作用效果顯著。
4.重視實踐,激勵創新精神,注重綜合應用能力的培養
藥理學實驗教學是生物工程教學的一個重要環節,實驗過程是對理論知識的驗證過程,學生通過實驗使抽象的書本理論和課堂教學更加形象、具體的再現,更是培養具有創新型、應用型人才的第一實訓基地。因此建立新型的實驗課程教學管理體系,積極進行實習實訓的的改革,提高實驗效果,鞏固理論知識,提高綜合分析能力[4],也是生物工程專業應用型人才培養的教學模式的重要內容。一方面,進行實驗室制度的改革,對現有實驗條件進行必要革新。如打破了傳統實驗室運行模式,實行開放式實驗室管理制度,合理高效的利用實驗教學資源。隨時為學生提供開放實驗室,鼓勵學生積極利用課余時間開展各種形式的驗證實驗及探究型研究,培養學生的分析解決問題的能力和動手能力。積極鼓勵學生主動的觀察、分析、探究,培養科學研究的意識和創新思維。另一方面,進行實驗內容的不斷改進,如變單一的基礎性實驗為集綜合性、探究性為一體的多層次實驗體系。如建立模擬藥品實驗室,讓學生進入實驗室猶如進入藥店,拿到一種藥物的外包裝既能說出藥物的名稱、作用機制、臨床應用、體內過程、不良反應禁忌癥等。鼓勵學生組建創新團隊開展探求型、設計型實驗,并將實驗結果以撰寫論文形式在全班開展論文的探究式答辯,團隊間進行交互式的信息交流[5]。充分發揮了大學生的主觀能動性。既鞏固了課堂知識,又學習了設計實驗的過程、了解論文的撰寫。這種使實驗教學具有創新性、系統性和高效性的實驗教學,鞏固了學生的理論知識,增加了學生的識記能力,激發了學生對知識的探求欲,增強了學生的學習自我檢測意識和自信心,提高了學生的動手能力。逐步形成了學生的能力體系和知識體系。
綜上所述,生工專業應用型人才培養的藥理學教學模式,能加深理解、鞏固、驗證藥理學理論知識,更有利于大學生對所學知識的綜合,探究和創新精神的培養。調動主動學生學習藥理學知識的積極性,使學生在學習過程中認知科學現象、感知科學情境、歷經科研過程、體驗科學探究的曲折和堅持,從而形成勤于思考、勇于創新、善于探索的綜合能力較強的高素質應用型人才,進而達到培養適應新世紀人才需求的應用型綜合性人才培養的目標。
作者簡介:孟志卿(1958—),女,教授,主要從事藥理學教學與研究工作。
1國內外在高級應用型本科人才培養方面的研究現狀
西方高等教育應用型人才培養模式創建較早,其模式大致可分為FH模式、CBE模式和TAFE模式。德國上世紀60年代末70年代初建立的應用科技大學(FH)作為一種高等應用型人才培養模式十分注重基礎理論知識傳授、面向實踐的教學及學生面向應用的研究、發展和技術轉化能力的訓練有機結合,首次提出了所謂的“3+1”培養模式;“以能力培養為中心的教育教學體系”(CBE)主要在加拿大、美國、英國等發達國家較為廣泛運用。CBE模式實際上是一種以職業綜合能力為基礎、以勝任崗位要求為出發點的教學體系。TAFE即“技術與繼續教育”。是以澳大利亞為代表的人才培養模式。縱觀發達國家高等教育應用型人才培養模式,發現西方教育與企業和實際市場需求緊密結合,在課程設置、教學手段、實踐實習等方面有許多成功經驗。主要體現在以下幾個方面:其一,教學計劃及課程設置以實用為目標,重視學生操作能力的培養,建立以就業為導向、面向崗位群的應用型人才培養體系;其二,重視開展“發現教學”,鼓勵創造性思維,激發學生的學習潛能;其三,注重將企業實習納入大學課程,重視實驗和實踐性教學。我國近幾年也涌現出了一批關于應用型人才培養的成果,研究涉及的學科有工科、理科土木工程類、機械類、化工類、食品科學、生物醫藥工程等。但是關于如何加強生物類包括生物工程類本科生應用型人才培養的培養模式、課程體系及教學手段、教學管理等相關研究尚不多見。而且,由于各高校發展方向不同、所處地域經濟發展類型不同,即使同一專業其專業方向設置、師資結構等都有差異,因此在研究應用型人才培養時應在國家教育規劃大方向指引下結合自身特點構建適合的培養模式。
2生物工程類應用型人才培養的教學改革探索
煙臺大學是一所教學研究型的地方性普通高校,其生物工程專業由原來的發酵工程專業演變而來,期間經北京大學和清華大學的援建指導,經過近20年的發展,目前已經發展有海洋生化工程、生物制藥和微生物與發酵工程三個方向,所設置的課程體系和教學模式基本沿用北大、清華等重點院校的培養方案。但是隨著生物工程行業的快速發展和學校資源限制及目前的政策、評價體制等原因,使得在現行的人才培養方案下,我校生物工程類本科生不能很好的達到應用型本科人才應具備的創新性、能力性、復合性和實踐性的特點。因此如何結合學校自身特點和區域經濟特點,探討“厚基礎、寬口徑、重應用、強創新”的高素質應用型人才的培養方式是當前高校尤其是地方普通高校生物類專業所面臨的主要問題。我校經過3~5年的探索,從培養高級應用型人才的目標出發,先后對生物工程專業培養方案進行了兩次修訂,在不違背教育部總體培養方案的原則下,結合我校本專業實際情況,從課程體系、教育模式和實踐教學改革方面進行了探索,取得了一定的效果。
2.1“重實踐性、增加靈活性”課程體系的重構傳統的培養方案中,學生在第7學期仍是以課堂理論教學為主的專業課學習。雖然也設置了科研技能課能實踐環節,由于課堂教學占據了學生大部分時間,因此學生真正參與科研實踐的時間很少,達不到培養的目的。同時,由于我校與中科院海岸帶研究、中科院海洋所等都有密切的交流,而中科院所由于項目多,學生少,因此他們非常希望我們專業三、四年級的學生能夠去他們那里做實驗,如果是這樣,也正好可以彌補目前我校本專業教師承擔應用型項目較少和實驗室緊張的不足。但是,由于第6~7學期的課堂理論課占據了學生大部分時間,使得學生不能拿出整塊時間去做實驗。針對這種情況,我們新的培養方案中,嘗試增加專業限選課和任選課的選擇自有度,引入“創新學分”和“課外學分”,通過學校與合作單位簽訂合同,發揮我院教師與海岸帶研究所、海洋所等中科院系統長期合作的優勢,探討資源優化、互惠互利、學分互認的可操作性,加強學生應用型能力培養平臺建設。這樣學生既可以有更多的時間直接參與科研實踐,又能保證修完學分,并能很好的將理論課與科研實踐結合,達到活學活用的目的,加強創新、創業能力和應用能力的培養和訓練。
2.2教育方式、教學手段的優化根據應用型人才培養的特點,研究和借鑒發達國家和國內其他高校專業教育的先進經驗,我們通過優化組織教育過程,打破舊有的教與學的組合形式和封閉的教學局面,探索“開放式教學體系”、“發現教學”、“流動教學”、“仿真教學”等教學方式及“項目驅動式”、“研討式”等教學手段的實施及應用。比如,《厭氧發酵工藝學》、《抗生素發酵工藝》等一些工藝學課程,如果僅簡單的在課堂上講授課本上的文字,會枯燥而抽象,學生印象不深。我們在教學中采用計算機模擬仿真軟件,可以在課堂上直接給學生演示整個工藝流程,學生也可以通過計算機自己操作整個工藝過程,達到極好的教學效果。一些前瞻性較強的專業課程,如《酶工程》課程當中“酶的應用”部分,課堂授課打破傳統的老師講學生聽的模式,采用“研討式”教學手段,先將學生分成小組,規定好討論的題目和大綱,然后讓學生以小組研討形式通過文獻查閱、整理,獲得相關題目的資料,整理成課件,最后每組派出人選在課堂上進行匯報。“研討式”教學模式可以很好的激發學生自主學習的動力,鍛煉其文獻查閱、整理、課件制作和匯報等實踐能力。“流動教學”是指針對每門課的具體授課內容,可以靈活授課地點(備注:一般高校教學規定課堂理論教學地點在計劃下達時已經給定,一般是不允許隨意換的),結合實物操作給學生做講解,甚至讓他們操作,這樣也會有利于培養學生的應用能力。如《生物工程設備》課中關于發酵罐的內容,雖然老師們的課件里都會有發酵罐的構造圖,但是這樣的講解仍然會很抽象,如果這堂課的內容能靈活搬到實驗室讓以一臺發酵罐實物為例來講,甚至讓同學按流程操作,那么學生的實踐應用能力自然會增強。“項目驅動式”教學則是要求承擔科研項目的老師在授課時,能夠結合授課內容,加入自己科研項目的成果,以啟發、增強學生理論聯系實際的能力。
2.3多層次、多元化實踐教學體系的構建途徑實踐環節的教育對應用型人才的培養極其重要。目前現行的生物工程本科專業培養方案中規定的實踐教學主要包括第四學期的認識實習或安排在第6學期末或第7學期初的生產實習,有些院校還會針對三年級以上學生開設科研技能課作為選修實踐課程。但是,由于一方面擴招帶來學生數量較多使得集中實習時一個工廠難以容納;另一方面工廠現在都是大型連續化生產,要求生產連續穩定,同時從安全管理角度考慮,多數企業不愿也沒有能力接受太多學生到車間實習,因此學生實地考察時只能看不能動,缺乏上崗操作的機會,使得實習環節多數流于形式,無法達到實踐教學的目的。針對目前實踐環節中存在的突出問題,借鑒國內外其他大學成功的經驗,我們探索構建多層次、多元化實踐教學體系,即打破傳統學生在統一時間以統一的模式到工廠實習的實踐教學模式,以加強原有課程設置中的實習、實踐環節為基礎,探討增加“創新實驗課”、校內實習基地(開放實驗室)、校企聯合培養等多個途徑來構建從課堂內系統的、綜合性的實踐技能訓練到課外的自助式開放實驗、專業素質拓展訓練和校外實習相結合的實踐培養體系。
首先,調整培養方案,將理論教學全部安排在前六個學期,將生產實習環節和畢業論文(設計)相結合,集中在第7~8學期完成,這樣學生就會有更多相對集中地時間更好的完成實踐任務;其次,打破實習只有幾個相對固定的老師指導的模式,鼓勵本專業所有老師提供實習崗位和要求,并將提供的崗位分為“生產型”和“研發型”,讓學生結合自身的就業目標進行選擇。這樣雖然教學管理會繁瑣些,但是學生可以被分流到更多的實踐崗位上,人數減少,實習時間增加,企業也愿意接受。同時,還增設了“創新實驗課”和“開放實驗室”項目,即,請在科研、生產方面有經驗的老師結合自身的研究課題,提出創新實驗項目,學生可以根據自己的興趣愛好進行答辯、申報,申請立項,如果獲批學院會提供相應的經費和實驗室,供學生進行創新研究。并且“創新實驗課”和“開放實驗室”項目不僅可以在本校完成,還可將其推廣到與我院有長期合作關系的中科研相關院所,所修學分互相認可,使學生收益匪淺。以上所有實踐環節都可以和學生的考研、就業和最后一學期的畢業論文(設計)緊密關聯,也解決了傳統培養方案中第八學期的畢業論文(設計)環節由于時間短(一般學生在實驗室的時間只有2~2.5個月),出現流于形式,達不到培養目的的問題。
3結束語
生物工程產業是一個多學科交叉滲透的高新技術產業,是生命科學研究成果產業化的關鍵工程技術學科,同時也是技術更新非常快的一個領域,這一學科性質對于高校應用型人才培養提出了嚴峻的挑戰,因此學校必須結合區域經濟發展特點和自身辦學條件,改革傳統的教學模式,探索新的應用型人才培養方案,構建自身特色的生物工程本科人才教育模式,才能使高校生物工程專業人才培養與生物工程產業的發展相一致。
作者:孫利芹單位:煙臺大學生命科學學院
1大學生創新工作室與生物工程專業創新人才培養
1.1提高了大學生的綜合素質大學生在創新工作室完成科研項目的過程中,又能實現多學科教學內容的交叉與融合。此外,大學生創新工作室一般是幾個人一個小組,小組成員來自不同班級、年級,這就要求他們在完成項目的過程中了解各自在解決一個綜合的實際問題時所扮演的角色,通過小組討論、相互評價、互幫互學,培養了他們團結協作的精神。而項目完成后的成功,會讓學生樹立信心和良好的自我意識,這也有助于學生健全人格的培養和塑造,使他們終身受益。
1.2增強了大學生社會適應能力大學生在創新工作室完成項目,能夠使學生較早的接觸研究性學習和科學研究實踐,增強了學生對科學技術日新月異的發展和社會需要的適應性。學生在創新工作室中進行開發和設計,或在公司情景中學習,能夠形成獨特的“課題式、情景式、體驗式”研究性學習方法,還能夠學會尊重、溝通、合作,體會駕馭綜合性的事物,體驗專業與社會的連接,使學生主動找到社會位置,在完成項目的過程中甚至會產生較好的創業思想。
1.3培養成績大學生創新工作室產出了大批成果,學生在發表學術論文、參加競賽、申請專利等方面都取得了較好的成績,甚至有些本科生已經發表了SCI收錄的高水平論文。筆者自2010年開始,依托“金黎明創新工作室”,指導學生開展了一系列創新教育活動。指導學生完成“太陽鳥”科研項目9項,學生以第一作者16篇,獲批專利1項。學生獲集中實踐環節優秀學生作品評選二等獎1項。指導學生參加“大學生創新創業訓練計劃”,獲2012年度校級立項1項、部級立項1項,2013年度省級立項1項。筆者也連續三年獲大連民族學院“優秀課外活動指導教師”。學生在大學期間取得的成果,為其畢業后考研、就業、出國等也打下了良好的基礎,許多經過創新教育的學生,就業時手持多項專利、產品、證書等,就業位置和起薪非常可觀。
2大學生創新工作室存在的問題
2.1創新工作室任務設置大學生都有自己教學計劃內的專業學習任務,尤其是生物工程專業學生實驗課較多,課業負擔較為繁重,不可能把大部分時間和精力放在工作室上。這就要求創新實驗室的實施必須以大學生實際為立足點,盡量不脫離其專業領域,選擇難易適中且具有實際意義與價值的課題。以培養創新意識、創新精神與創新能力為主,出成果為輔。及時指導循序漸進,才能將大學生創新素質培養建立在扎實的基礎上。
2.2導師隊伍建設在大學生創新工作室,導師在團隊中發揮著引導作用,是實施創新活動的主要載體,是提高創新教育質量的有效保障。這就需要教師繼續提高自身的學術造詣和自主創新能力,提高“教學、科研、社會服務”相融合的創新素質,提高組織協調能力和樂于奉獻的精神,全面推進創新教育導師隊伍的建設。
2.3創新工作室監管機制大學生創新工作室自2009年實施以來的兩年間,發現了部分立項不能按期結題完成的問題,這就需要學校教務處相關管理部門加強監管機制,做好中期檢查、驗收工作,對無故多次不能按期結題的工作室實行處罰或取締,從而能夠更好的發揮創新工作室的作用。
3結語
綜上所述,大學生創新工作室是培養生物工程專業學生創新意識、創新精神與創新能力的極好平臺,對學生培養起到了不可忽視的作用。但是,構建大學生創新工作室的路還很長,還需要用科學和發展的眼光去對待,需要時間去經營,更需要精心設計、重點扶持。
作者:金黎明許永斌權春善張艷梅馬堃單位:大連民族學院生命科學學院
1生物工程專業創新人才生態優化培養目標的確立
生態發展注重群落內部,各種物種的平衡整體發展。從生態角度理解高校教學目標,要求我們遵循高校教育規律,尊重學生成長規律,以個體的成長特性為基礎,以社會的發展為主導,把學生培養成現代社會所需要的全面發展的創造型人才。生物工程涉及到人類發展的方方面面,與綠色產業、可持續發展關系十分密切,而且還與現代工程技術相結合,應用于輕工、食品、醫藥、保健、環保、農業、畜牧業等眾多領域。這就要求我們在教育教學中必須將科學、工程技術教育和人文、工程實踐融為一體,加強培養學生獲取知識的自覺性、主動性以及創新的能力,轉變過去只強調專業對口的專業教育為適應社會需求的現代工程師的基本素質教育。經過多方調研,制藥和食品行業始終是民需的行業,每年需要大量畢業生。在教學體系上設立生物制藥和食品生物技術兩個專業方向,修訂好生物工程專業本科教學計劃,分別設置教學環節,開發體現專業優秀能力的教學課程體系。在人才培養上體現我校的特色:培養實踐能力強的高級專門人才,主要培養生產第一線的高級工程應用型人才。要強化工程意識的培養,強化理論與實踐的結合,強化實踐教學和突出工程訓練。培養學生畢業后到醫藥、農藥、獸藥、食品加工、食品檢驗領域從事生產、技術、科研開發工作。
2生物工程專業創新生態理論教學體系的構建
要創新必須先給學生減負。根據在各高校調研的結果和我校的實際情況,并深入了解了遼寧省地區相關企業、事業單位對人才的需求,對現有的教學計劃進行了修訂,修訂的基本原則是適應區域經濟發展和社會進步的需要,體現為振興遼寧老工業基地服務。
2.1依據需求制定教學計劃
教學計劃要體現“注重基礎、拓寬專業、加強創新能力”的原則。在“素質高、知識面寬”兩方面多下功夫。在構建生態理論教學體系上,我們主要從4個方面進行實施。
(1)建立扎實的基礎知識體系。課程設置上主要有高等數學、無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、生物化學等。這些基礎知識的積累為后續的專業知識及工程知識的提高提供了有力的保障。
(2)建立牢固的專業知識體系,開設的課程有細胞生物學、分子生物學、微生物學、現酵工業、食品工藝學、生物制藥工藝學等。內容包括細胞結構與功能,細胞特性、營養、生長,代謝途徑與代謝調節,微生物生長與代謝產物等,便于學生由淺入深理解掌握。
(3)建立廣博的工程知識體系,以適應大規模現代化生產中的工程設計,參數測控,生物工業產品下游處理,工藝過程的動態優化等技術需要。課程有工程制圖、化工原理、電工學、生物工程設備、生物分離工程、生化儀器分析等。
(4)建立多樣化的素質知識體系,加強人文社科、經濟管理、創新創業知識的培養和教育。針對不同的專業方向,增設選修課,如計算機在生物工程中的應用、生物制藥、酶工程、遺傳學、環境生物工程、發酵工廠設計、食品加工技術、食品質量與安全等,使學生在系統掌握專業基礎知識的基礎上,通過多選課拓寬專業面,不斷提高自身素質與能力。
2.2壓縮學時劃分模塊課程
生物工程專業教學計劃嚴格控制總學時數在2500學時以內,總學分在180左右。給學生留出充分時間和空間參加大學生科研創新項目或選修其他課程。課程區分為優秀課程、目標控制課程和普通課程3個模塊。
(1)優秀課程確定為考試課程,主要有高等數學、無機化學、有機化學、分析化學、物理化學、生物化學、化工原理、微生物學、食品工藝學、生物制藥工藝學等,考核方式大多采用全程性,多元化方式。
(2)計算機基礎和大學外語兩門課程為目標控制課程,要求學生參加全國大學外語四六級考試及全國計算機等級考試(NCRE),允許學生在4年內達標。
(3)其他均為普通課程,可按不同方式進行考查和考核。如大學物理、細胞生物學、分子生物學、酶工程、發酵工廠設計、食品加工技術、食品質量與安全等。
3生物工程專業創新生態實踐教學體系的構建
我校生物工程專業的實踐教學體系內容主要包括實驗室進行的實驗課程、校內外實習基地進行的各種實習、畢業論文或畢業設計,此外還包括大學生科技創新創業等環節,具有明確的實驗項目、實踐內容和訓練體系,構成一個完整的教學體系。使學生從大一開始分階段、按步驟接受包括實驗、實習、課程設計、科研創新訓練、畢業設計等一系列實踐訓練,根據經濟社會發展需要,培養實踐創新能力強、社會適應能力強的合格人才。
3.1構建創新生態實驗教學體系
3.1.1創新生態實驗教學的基礎平臺。遼寧科技大學化工學院擁有核磁共振儀、高效液相/質譜聯用儀、紫外/可見/近紅外分光光度計,全自動制備液相系統、全自動微波合成儀、模擬移動床等先進的儀器設備,為進行高水平的科研項目搭建了先進的平臺。目前享有省級基礎化學實驗室、省級分離工程實驗中心;校外企業實習基30多個;校內擁有理論化學實驗室、生物工程綜合實驗室、生物化學實驗室、微生物實驗室等多個專業實驗室。在實驗教學中注重實驗技術的規范和創新,將現代化新型儀器設備的使用引入實驗項目,將有特色的科研項目充實到實驗課中。這樣既完成了實驗課程要求的實踐任務,又增加了創新性和工程性,充分調動了學生的興趣和學習主動性,提高學生的的動手機會,提升學生的實驗技能。
3.1.2創新生態實驗教學的教學方法。與理論教學不同,在實驗教學中,學生可將學到的理論知識融入到實驗過程中,通過親自動手操作,培養和強化學生動手能力;通過觀察實驗現象,培養學生分析問題、解決問題和發現問題的能力;通過實驗數據處理和撰寫報告,掌握初步的科學研究思路,奠定一定的科研基礎;通過實驗中互相幫助、共同討論問題,培養其團隊精神和協作能力;在實驗教學中采用生態多樣的教學方法,注重教與學的互動、生成與實效,使教學達到自然天成的境地。加大學生的參與度,給學生提供一個無心理壓力的生態課堂環境,提高教學效果。教學方法不僅是教法,而且是學法,兩者相互聯系。學生通過剖析失敗實驗原因,體會科學實驗方法,磨練堅韌不拔意志;通過學生對實驗方案的自主設計,建立新思路,培養創新能力和科學的世界觀。
3.1.3創新生態實驗教學的管理模式。自主選題、設計的實驗創新教學模式需要有創新性的實驗教學管理模式與之配套。實驗選題的多樣性決定了實驗時間的不確定性和內容的多樣性,我們采用了開放型實驗教學模式,對實驗時間、實驗內容和實驗主體進行一個或多個維度的開放,學生可以在實驗室開放的時間,根據實驗室提供的條件,有選擇地預約登記上課。實行開放式實驗教學的根本目的是提高實驗教學質量。為了保證開放式實驗教學的順利進行,保證開放式實驗教學的質量,就要建立健全一系列開放式實驗室管理制度、實驗教學質量考核標準,以及實驗教學質量監控系統,將質量意識和質量控制措施自始至終地貫穿于整個實驗教學過程中。
3.2構建創新生態實習教學體系
3.2.1創新生態實習基地建設。創新生態實習基地建設旨在充分利用地域優勢,通過優化校內外實踐教學資源,構建有大中型國有企業、中小型民營企業、校內實驗室等不同層面的多元化高素質應用型人才培養的實踐教學基地,積極挖掘和充分發揮其擁有的軟硬件資源優勢,滿足學生工程實踐知識和工程實踐能力及創新精神培養與訓練的目的,實現校企合作培養人才的新模式,為新形勢下的高校實踐教學改革實現可持續發展戰略,使培養計劃既符合教學規律又能體現企業生產對用人的需要。經過多年的校企合作建設,遼寧科技大學化學工程學院生物工程專業共建設有30多個“校企合作”單位,包括國有大型企業有東北制藥集團、哈爾濱制藥集團、華北制藥集團股份有限公司、沈陽紅梅味精股份公司等,民營企業有遼寧恒生生物制藥有限公司、完達山乳業有限公司、沈陽豐收農藥有限公司等,以及鞍山市藥品檢驗所、遼寧省食品藥品監督檢驗所等研究單位,這些企業為學生實踐教學提供了重要的教學基礎條件。生物工程專業的學生可在這些單位進行各種實習和畢業環節,積極探索學、研、產合作教育模式,使實踐教學產生良好的經濟效益和社會效益,并為企業提供人才來源和技術支持。
3.2.2創新生態實習方式建設。傳統教學環境大多限制甚至遏制學生個性和潛能的發揮、發展。生態教學的環境從尊重、激發學生個性的角度去創建,可以有效地彌補傳統教學的這一缺憾,促進學生個性的發展、潛能的發揮。高校教師應以生態和諧的方式尊重理解、平等對待學生,激發學生學習的主動性、積極性和創造性,引導他們實現自身發展;關心學生的發展,結合社會需求,培養具有多層次的適應創新社會經濟的特色人才、地區性服務人才及行業專業人才。我們對不同追求的學生采取不同的實習方式。(1)對不愿考研究生的學生采取以下措施:大學一、二學年學習完成基礎課,大學第三學年完成專業課程學習,并根據市場調研,將專業方向設置為企業目前或預測未來幾年實際需求的方向;大學第3學年的暑期及大學第4學年學期初的生產實習、畢業實習甚至畢業(論文)設計結合起來,到企業實踐教學實習就業基地進行工廠化崗前培訓或稱就業實習。實習結束正值企業招聘活動開始,經過企業與學生的實地交流,雙方認可,即可簽訂就業協議,同時,也為學生下一步的工作打下基礎。(2)對于參加研究生考試的學生(其中還有一部分暑期實習后沒有被企業選中的學生),可采取大學第4學年的寒假時間到企業實踐教學基地實習(尤其農藥企業基本是每年的10月1日至次年的5月1日生產),而空出大學第3學年的暑期為其考研準備時間。同樣利用寒假時間實習,為其一旦考研落榜,經過企業與學生的實地交流,雙方認可,即可簽訂就業協議。
4結語
把生態教學理念與高校教學體系進行有機結合,開辟了高校新型教學體系構建的新視角,以創新能力培養為本位,搭建了生態教學整體平臺,使創新教育貫穿整個教學過程。在課堂教學中,對教學內容和教學方法進行了生態化改革;在實驗教學中,注重學生實踐能力和創新能力的培養,不斷提高綜合性、設計性和創新性實驗比例;積極開展創新基地建設,與企業導師共同指導課外創新活動。遼寧科技大學生物工程系與創新教育基地企業導師合作承擔的各類科研課題20多項,不僅提升了企業的技術水平,又提高了企業經濟效益,科研合作成果為合作企業帶來超過千萬元的經濟效益,真正實現了校企合作互利共贏的生態合作關系。近3年生物工程專業學生考研率超過25%,就業率超過95%,取得了很好的效果。(本文來自于《安徽農業科學》雜志。《安徽農業科學》雜志簡介詳見.)
作者:高云方志剛徐英黔王勇張偉單位:遼寧科技大學化學工程學院
1生物工程人才培養的現狀
目前雖然大多數高等院校都開設了生物工程專業,在人才培養上也進行了完善和創新,但是依然存在很多問題。
1.1課程設置不科學
在課程設置上,學分分配存在諸多不合理,每個學科都有不同的特點,各個模塊因此要做不同的調整。專業課程之間未體現聯系與銜接,選修課程學分分配過少,且缺乏廣度和特色。
1.2實驗模塊缺乏合理的體系,實驗室硬件設施不完備
驗證性、經典性實驗占主導的現狀對創新人才的培養是極為不利的。實驗設施不齊全給實驗的順利開展造成很大的阻礙,尤其很多實驗室缺少后期投資,儀器的定期檢修與精密儀器的校正等都做得不到位。
1.3教學模式單一,缺少創新
目前在教學過程中,多數授課教師仍然采用“滿堂灌”和“獨角戲”模式,教師在講臺上照本宣科,并沒有采用師生互動式、啟發式、問題式、學導式、案例式等新教學方法,無法激發學生的學習興趣和認知思維,結果是課堂氣氛沉悶,學生昏昏欲睡,收不到應有的教學效果。
1.4實習體系不完善,缺乏優質的實習基地
教學實踐是鞏固理論知識的重要手段,也是訓練學生動手能力與技能的必要途徑之一。根據調查,發現目前多數高校在學生見習和實習方面,基本上是采取到生物公司或食品企業進行走馬觀花式參觀的模式,高校與企業結合在創新性人才培養上比較松散,尚沒有真正形成密切的結合體。
2生物工程創新人才培養模式的構建方法
2.1課程體系的設置
課程體系是構建人才培養方案的優秀,結合生物工程專業的性質以及培養目標,課程結構設置應該以重視基礎、拓寬范圍、提升素質、強化能力為原則,著力培養和提升學生的綜合素質,體現創新性教育的理念,并且突出實踐能力培養為目標。將課程分為五大模塊,每個模塊具有不同的作用。很多高校的課程體系也是非常全面的,這就要求在課程的深度和廣度方面掌握好尺度,避免重復知識占用課時,又要保證體現知識體系之間的銜接,專業課教師之間做好溝通交流,達成知識范圍的界定與連接。針對以上課程體系,可相對增加專業選修課程的開設范圍。這是源于生物學的學科特殊性。生物學區別于其他學科,其涉及的范圍更加廣泛,學科交叉性比較強,這就要求學生具有更全面的知識體系,從多方面加深自己的學科認知。選修課不僅要內容豐富,還要具有不同的特色,體現相關學科、交叉學科以及邊緣學科的理論知識,拓展學生的知識面,發現自身感興趣的方向,了解生物工程多方面的發展前沿,增加就業選擇性以及考研的方向性選擇。比如醫藥、食品、能源、生物仿制等均是生物工程理論與技術涉及的應用領域,開設一些如藥理學、毒理學、食品工藝學、天然藥物學、生物能源、環境工程、化工、材料學等課程,有助于開發學生的思維,激發學生的學習興趣。
2.2實驗體系的設置
生物工程是一門實驗性和實踐性非常強的學科,因此實驗體系顯得至關重要,它不僅是理論與實踐之間的契合點,更是培養學生實際操作以及創新等多方面能力的關鍵點,所以對實驗體系的科學合理的設置是生物工程創新性人才培養的關鍵之一。生物實驗可分為3個類型:基礎性實驗、專業綜合性實驗、研究創新性實驗。基礎性實驗主要是培養學生的基本實驗技能,包括經典或驗證性實驗的操作方法和原理、一般儀器的使用、實驗數據的處理、實驗報告等。主要實驗內容包括動植物組織制片與染色技術、細胞形態觀察、流式細胞儀、酶標儀、電泳技術與PCR技術的操作訓練等。專業綜合性實驗與基礎性實驗的區別在于更加系統,難度更大,不僅要求學生具有良好的動手能力,還要具備分析問題與解決問題等諸多方面的能力。在這個過程中,目的是培養學生實踐操作、獨立思考與解決問題、綜合知識的運用等方面的能力,同時樹立科學、嚴謹的實驗態度。主要實驗內容包括生化遺傳實驗、細胞生物學實驗和分子生物學實驗等。研究創新性實驗可以說是培養學生的創新意識、創新思維、創新技能的關鍵所在,學生需要在導師的指導下完成實驗方案的設計、方法的選擇、步驟的執行、數據的處理、結果的分析等一系列過程,主要內容包括創新實驗、畢業論文設計與導師科研項目等。確定以基礎性實驗為基石,專業綜合性實驗為主體,研究創新性實驗為龍頭的原則,在實驗課程安排上:第一二學年主要開設基礎實驗,可鼓勵學生積極參加大學生創新試驗、大學生科研訓練試驗項目,提前進入老師實驗室,適應實驗室氛圍,作為老師和研究生助手,學習更多的基礎操作技能;從大二下學期開始開設專業綜合性實驗,與相應專業課的開設相對,期間可同時在要求范圍外為學生提供研究創新性實驗。第四學年主要是研究創新性實驗,如畢業論文試驗、也可以與企業聯合培養,做畢業論文設計等。值得強調的是:①科技的更新速度特別快,在實驗內容設置上,也要不斷更新前沿科技,重視增加現代生物實驗技術和方法;②目前本科生的實驗準備工作基本是由實驗員或授課老師完成,比如實驗儀器的預熱,實驗材料的前期處理,實驗試劑的配制,實驗過程中數據的計算等,應組織學生參與實驗的準備工作,讓學生了解整個實驗的統籌安排,鍛煉學生的思維與動手能力;③在日常的實驗教學中,要積極鼓勵學生對實驗中遇到的“非正常”現象提出思考與驗證,在學生的實驗報告中,要求對實驗中出現的問題進行討論和分析;④全力支持學生申請部級或校級創新實驗項目、大學生科研訓練計劃以及參與老師的科研項目。為了能讓更多的學生參與到科研創新活動中,學院應為學生提供開放式的實驗平臺和特定實驗室。二、三年級學生也可以根據自己的興趣,自主選擇一個課題進行獨立研究,老師提供指導,學院增加科研經費,支持學生的科學研究。結題后,鼓勵學生發表學術論文、申請專利等,培養學生的科研興趣與實踐創新能力。可在此模塊設置相應的精神和物質獎勵,調動學生和指導老師的積極性。
2.3教學模式的創新
教學對于學生知識系統的形成是至關重要的,課堂教學自然成為主要形式。首先,應建立一支高素質、跨學科、具有創新能力的師資隊伍,以為人才培養提供強大的支撐。目前課堂教學普遍缺乏創新,老師是課堂的主角,以單一的講授方式灌輸專業知識,缺乏互動與其他新式的傳授方式,這對于學生的主動性以及思維方式的鍛煉存在很大的弊端。關于教學模式問題的提出已由來已久,關鍵在于教師。良好的教學模式需要教師具備足夠的耐心、責任心以及對現代人才需求等方面的充分認知。目前比較好的方式有:①啟發式:教師創造問題情境、設置疑問,引導學生進行新知識的獲取與學習;②討論式:教師設置問題,學生以小組等形式討論得到問題的答案;③互動式:增加老師與學生,同學之間的互動,使課程更加生動,提升學生的學習興趣;④其他新型的課堂學習模式:比如學生講課制,案例式等。與此同時,采用先進的教學方法,如網絡教學、多媒體、網上答疑等教學手段,建立現代信息化教學平臺。目前一些高校在部分專業課上采用英文教材,雙語授課,這不僅可以提高學生的英文水平,也可增加專業英語認知、英文論文寫作能力,取得了較好的效果。此外,在教學內容相對穩定的情況下,教師應該在課堂上及時補充與課程相關的最新科研成果,讓學生能了解到學科的前沿與發展方向。新的教學模式對教師提出了更高的要求。在對學生充分負責的原則下,教師要及時調整自身課堂進度,以及對正確、完整知識的講授、補充,對語言與表達的準確把握等。新世紀優秀的人才必須具備良好的綜合素質。高校要把“第二課堂”提到一定高度,作為素質教育的補充,一方面要積極對教學內容、教學手段與方法、實驗教學等各個環節進行改革與優化,另一方面要積極開展各種學術講座、知識競賽、興趣小組、創新實踐等方面的活動,鞏固學生的實踐能力,激發學生的學習興趣。這種形式的實踐學習對于學生的主動學習,實踐創新等方面能力的提高都能起到促進作用,應該大力提倡。
2.4實習基地的建立與實習體系的完善
建立實習體系的目的是在真實的環境中培養學生的專業技能和創新能力,以及解決實際問題的能力,達到理論與實踐結合,進而實現理論服務于實踐的提升,增強實際的工作能力和專業技能。相關實習經歷能使學生接觸到生物工程領域科技與技術在實際中的運用模式,以及產業化與實驗室水平存在的差異,進而回到理論的研究與提高,即理論—實踐—理論的模式。要做到如下幾點:①學院要從學科的不同角度出發,以“雙贏”的模式積極與企業建立實習基地,聯系食品、醫藥、食用菌等方面的公司與企業,以為企業提高技術方法咨詢等形式,為學生爭取到優質的實習基地;②保障實習內容,根據學生的興趣分配實習基地,每組要配備一名導師,負責指導和監督,保證學生能真正參與到生產流程的多個環節并能從中得到鍛煉;③合理調配實習時間,目前實習一般安排在大三的暑假或者是大四上學期,為期1個月以內,可適當延長或者以多時段的方式增加實習時間,形成系統的實習體系,包括參觀實習、實踐實習等形式;④一些企業考慮自身利益,很多關鍵性的崗位不讓學生動手參與,減少了學生動手實踐的機會,因此,可采取校內與校外實習相結合的方式,由學院投入資金建立校內實習教學基地,彌補校外實習學生動手不足的缺點;⑤聘用企業的研發人員、工程師等承擔部分課程或者到學院開展講座等形式,讓學生了解企業的前沿技術與理論運用,教師在日常的教學活動中也應涉及相關工程產業的滲透與實習重要性的灌輸。
3結語
在生物工程學科蓬勃發展的今天,對創新性人才的要求與需求也不斷提高。因此,良好的人才培養模式是最基礎也是最重要的保障。在今后的教學實踐中,學校應大力加強對學生的專業基礎、實踐創新能力以及多方面素質素養的培養,為生物工程領域培養更多更優秀的創新人才,為專業與人才發展提供強有力的保障與動力。(本文來自于《安徽農業科學》雜志。《安徽農業科學》雜志簡介詳見.)
作者:陳勤謝繼莘開遠忠戴玲單位:安徽大學生命科學學院