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当前,生物技术不断发展,在石油化工中,利用生物化学与生化工程联合生产的模式正在形成,这将给石油化工行业带来更大的经济利益和社会效应。目前,应用在石油化工中的生物工程主要体现在以下几个方面。首先,利用微生物发酵法制造单细胞蛋白。60年代初,英国石油公司便已经研制出了通过石油生产单细胞蛋白技术,随后这一技术逐渐的工业化。我国利用微生物发酵法制造单细胞蛋白的研究从60年代开始。目前,由于这种单细胞蛋白具有营养丰富、产率高以及原料广等特点,这种生物工程已经在石油化工中得到了广泛的应用。其次,利用微生物发酵法制造环氧丙烷和环氧乙烷。美国在近几年率先完成了利用酶催化剂,通过烯烃来制造环氧化合物这一新工艺。这种方法具有能耗低、成本低、无污染以及反应条件温和等优点,极有可能取代石油化工里的丙烯和乙烯,从而节约石油能源。再次,石油化工中还可以利用微生物针对烷烃末端甲基实行单端氧化而形成脂肪酸,通过双端氧化就会产生醛酸、羟酸和二元酸。
2提高生物工程在石油化工中的应用水平的措施
生物工程在石油化工中能够产生非常大的经济和社会价值,如何更好的提高生物工程的应用水平,非常的关键。本文认为应当从研究机构、人才培养和学术交流这三个方面来实施。首先,成立全国性的和企业性质的生物工程研究机构。全国性的生物工程的研究机构,主要侧重于基础性的研究,目的是确保我国在该工程的某些领域处于领先水平,进而推动整个工程的研究。企业性质的研究机构主要负责本行业的相关技术问题,将基础研究成果应用到生产中,带动生产的发展。只有通过全国和企业机构的紧密合作,才能够在生物工程的领域获得长足的发展。其次,加大对生物工程人才的培养。生物工程作为一门新兴的学科,国家教育在这方面的投入相对较晚,往往学工程的不懂生物,学生物的又不了解工程,造成了生物工程人才的贫乏。因此,加大对生物工程人才的培养,培养一批既懂生物又熟知工程的人才非常的重要。再次,提高我国的技术情报工作能力,加强国际间的学术交流和交往。21世纪是一个信息化的时代,闭门造车已经成为不符合现代化的发展模式。生物工程的发展非常的迅速,如何了解世界上领先的生物工程技术、发展趋势和动向,必须从增加国际间的交往和学术交流这方面着手。通过不断的吸收国外的先进的科技成果,提高我国生物工程在石油化工中的应用水平。
3结语
区域产业是指在某一特定区域内,生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合,反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤,产业相关集群的形成对于促进地方经济建设,保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。
1.生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来,国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》,大力推进生物技术研发和创新成果产业化,生物产业产值以年均22.9%的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出,到2015年,生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番;到2020年,把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术,显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一;将生物制药技术列为重大支持方向之一;将食品安全列为民生科技示范重点,食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。
2.吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市国家级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入,使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势,已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业,以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年,相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头,全年医药产业实现销售产值1550亿元以上,同比增长34.7%⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出,在医药产业方面,将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地;在医疗仪器设备及器械方面,提升医疗器械行业发展水平,加快补齐医药产业发展短板,重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年,全省医药工业总产值达到2000亿元,年均增长27%⑦。
3.吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前,吉林省生物技术制药产业发展迅速,但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大;高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱,缺少足够的优秀创新人才,造成核心技术往往依赖引进,受制于人。生物工程产业是高技术产业,通过对相关产业调研发现:(1)生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大;(2)产业创新能力提升导致高端人才匮乏;(3)国内外同行业的发展差距导致人才流失严重;(4)要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才;(5)高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此,吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》指出,重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才;鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地;建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前,吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所,即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了优秀人才,但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。
二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索
1.多学科交叉融合,凝练专业特色,明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色,结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划,形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向:(1)生物医学检验工程,以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标;(2)医药用生物反应器与监测设备工程,侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术,以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发;(3)食品安全检测工程,侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。
2.优化课程体系,构建双师型导师队伍,探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势,按照专业方向的不同,采用分类培养的指导思想,突出知识背景交叉与能力培养并重的特色,设置了科学合理的课程体系,包括必修课(18学分)、公选课(10学分)、方向选修课(6学分)三个模块,模块间遵循“夯实基础-提高能力-强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成,企业专家讲授实践性较强的课程,国外专家学者主讲学科前沿性讲座,突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式,构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师,和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体,融通基础理论教学、前沿技术和实践教学,构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式,学制2.5年;非全日制学习方式,学制3年。培养方式为校企(行)联合培养,对于全日制学生,1年在校理论学习,半年行(企)业顶岗实践,1年结合岗位实践内容完成毕业论文;对于非全日制学生,1年在校理论学习,半年企业顶岗实践,1.5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接,学校和用人单位的无缝连接。
3.建立校企联盟,拓展实践教学基地,全面提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养,企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保证专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此,通过校企合作和优势互补,建立工程实践基地,实现研究生联合培养,已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上,建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前,与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议,形成了以吉林省为中心,辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外,校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心,吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室,2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前,已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设,为学生提供了充足的实践机会,使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发,全面提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。
4.“产学研”联动,以科研合作为纽带,保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育,实现教学、科研、生产三结合,能更有效地提高办学水平和人才培养质量,克服高等教育脱离社会实践需要的倾向,增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来,我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业,联合完成了国家级、省级和横向科研项目17项,累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带,将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合,形成了“产学研”联动模式,增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求,鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下,掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段,具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力,保障了学位论文的先进性与实用性。
【关键词】创新创业生物工程教学方法
在当前社会就业形势的压力下,企业在对于人才的筛选上,越来越注意考察应聘人员的实际工作能力及创新能力。基于生物工程专业学生当前创新精神及创新能力较差的情况,针对创新能力对教学体系进行优化,重点培养学生的创新实践能力,势在必行。
一、当前生物工程专业教学中存在的问题及现在
(一)实验内容缺乏创新性
在实际教学中,传统“验证性”实验太多,创新“探究性”实验过少,是当前实践教学中存在的主要问题。“验证性”实验主要是培养学生的动手操作能力,其锻炼的是学生对于数据处理、实验操作的熟练度。“已知结果———验证结果———应用结果”是这一教学内容的主要目的。但是这种实验教学方法已经难以适应当代生物工程的技术发展需求。其实验性、实践性、实用性、以及对于学生综合能力的提升性都不足。
(二)教师教学手段单一,难以激发学生课堂兴趣
当前的教学中,板书授课仍然是主要方式。这种单一的教学手段一来很难清楚描述实验过程的细节注意事项,缺乏直观性,二来缺乏动态演示,难以调动学生的课堂积极性,容易让学生觉得枯燥并产生厌学情绪,学习效果较差。
(三)学生缺乏与企业的接触
实习与实践是生物工程专业重要的内容。实习作为学生了解生物工程行业,了解相关企业工作状态最有效的方式,在学校的实际教学中设置时间较少。企业实习时间少,实习缺乏严肃性,对于实习过程缺乏重视是当前生物工程专业实践教学面临的主要问题。这种现状导致学生所学内容与社会和企业脱钩,其论文与实验经验来自学校实验室居多,而缺乏实际应用性。
二、构建实践教学体系应遵循的规律
目标明确、科学合理规划是构建生物工程实践教学体系需要遵循的重要原则。实践教学体系的构建是以培养创新创业型生物工程人才为目标的。只有先明确“创新”“创业”这两个主旨目标,才能更好的进行体系构建。其次,科学合理的规划也是实践教学体系构建中必不可少的。以实用、有用为出发点,在实际的课程构建中应该减少重复类型的实验课,以及对现实应用指导意义不大的实验内容,保证学生课程中设置的实验在日后学生进入企业和社会进行工作中都能用得到,是构建实践教学时应该遵循的重要原则。
三、生物工程专业实践教学体系构建方法
(一)生物工程综合实验
对于学生实验综合能力的锻炼是生物工程实践教学中需要重要培养的。对学生进行实验数据处理、实验工具及软件使用等技能的培养,是提高学生综合实践能力的方法。例如:可以开设“大蒜细胞SOD的提取、分离和活力测定”“固态发酵技术———纤维素酶固态发酵”“DNA提取及琼脂糖凝胶电泳检测”等实验内容,这些实验都有一定的社会应用意义,而且对于学生综合实验能力的培养及提升十分有效。
(二)设计生物工程创新实验“创新创业”
不能仅仅作为生物工程教学中的一句口号,在实际教学中,应该做到创新理念与创新实践并行,让生物工程实践课程的创新真正开展起来。为了培养学生的创新创业能力,在教学中可以针对不同学生能力上的差异将其分成不同小组,小组间根据自己的构思进行选题的实验开展,教师通过对开题报告,实验计划等内容的提问来把握和帮助学生进行实验内容的调整和指导。这样小组切磋和教师指导并行的教学方法,能够有效锻炼学生的实践能力。对于其日后步入企业进行生物工程实验工作有很大帮助。
(三)增加企业实习机会
模拟操作和课堂教学练习终究与深入企业实际实习有所差别。为了更好的实现学生的创业创新能力培养,在实践教学的体系构建中,增加学生进入企业实习的机会,让其从实际与企业的接触及工作中学习实验方法及经验,也是实践教学的重要方法之一。
皖西学院生物工程专业的培养方案规定,本专业培养学生具有合理的知识结构、良好的人文素质、较强的实践能力和创新精神,能够在植物细胞工程与技术、生物质能源工程、植物天然产物开发与应用技术、蛋白质与酶工程、微生物发酵工程以及其它生物技术与生物工程类企业的管理、生产、质检、销售岗位就业的应用型人才。为了使该培养方案得到实施,相应的课程体系组成为:公共基础课程、高等数学、大学物理、大学物理实验。学科基础课程:专业概论(导论)、无机及分析化学、有机化学、物理化学、基础化学实验、仪器分析、工程制图、化工原理、化工原理实验、普通生物学(分动植物部分和细胞分子遗传部分)、普通生物学实验、微生物学、微生物学实验、生物化学、生物化学实验、生物统计与实验设计、文献检索与科技论文写作。专业核心课程:植物生物技术、植物天然产物开发、微生物发酵工程、蛋白质与酶工程、生物质能源工程、生物工程综合实验。
2生物工程综合实验课程模块化设置
生物工程综合实验根据专业核心课程的设置分为5个模块,即植物生物技术实验模块、植物天然产物开发实验模块、微生物发酵工程实验模块、蛋白质与酶工程实验模块、生物质炼制实验模块。根据上述5个模块,遴选相应实验项目,编写特色明显的实验指导教材。
2.1植物生物技术实验模块
植物生物技术实验具体安排如下6个项目:(1)植物组培实验室设计和实验设备、实验用品认知;(2)MS培养基母液的配制;(3)MS培养基配制、灭菌与分装;(4)外植体分化生长的诱导培养;(5)外植体脱分化生长的诱导培养(6)组培苗的炼苗。教学目的:掌握母液的配制方法;掌握培养基配制的步骤和灭菌方法;掌握不同材料(外植体)的消毒和接种方法;掌握获取愈伤组织的方法;通过本实验加深对几个基本概念(植物细胞全能性、分化、脱分化、再分化、愈伤组织、炼苗等)的理解。可执行性分析:依托“植物细胞工程安徽省工程技术研究中心”和“安徽省植物生物技术实训中心”两个平台,借助一整套成熟的植物组培技术和实践经验丰富的指导教师团队以及诸多的产学研合作基地,能够很好地将植物组织培养技术传授给学生,并付诸于实践。
2.2微生物发酵工程实验模块
微生物发酵工程实验具体安排如下4个项目:(1)固定化酵母细胞的制备;(2)固定化酵母细胞发酵制酒及其影响因素分析;(3)蜡状杆菌液体发酵产果胶酶;(4)啤酒生产。教学目的:学会制备固定化酵母细胞,并利用固定化酵母细胞进行酒精发酵;了解菌种的制备及其质量检测,学会使用二联发酵系统并进行规模发酵;学会使用圆柱露天锥形发酵罐发酵生产啤酒。可执行性分析:项目(1)、(2)属于研究性实验,根据实验指导书和文献资料的查阅,学生们能独立完成;项目(3)、(4)属于综合性实验,应用性极强,能激发同学们的兴趣,学生们通过课前查阅资料,带着问题进入实验室,在老师的指导下,自己动手操作,以期达到预期目标。
2.3蛋白质与酶工程实验模块
蛋白质与酶工程实验具体安排如下5个项目:(1)SDS-PAGE;(2)5-12%SDS-PAGE;(3)抗血清制备;(4)Westernblot;(5)猪血中超氧化物歧化酶(SOD)的分离纯化及活力测定。教学目的:学习SDS-PAGE测定蛋白质分子量的原理;掌握SDS-PAGE电泳的操作方法;了解抗血清制备的基本原理;掌握抗血清制备的操作步骤及方法;掌握应用Westernblot检测抗原及蛋白水平表达等;掌握SOD的分离纯化及活力测定。可执行性分析:5个实验的开设不仅让学生们掌握了基本的实验操作技能,而且为学生们更高层次的深造打下了坚实的基础,同时也推动了“皖西学院抗体制备及其质量检测中心”的可持续发展,加强了产学研项目的深入合作,师生共赢,校企共赢。
2.4植物天然产物开发实验模块
植物天然产物开发实验具体安排如下4个项目:(1)植物色素的提取、性质及稳定性:(2)黄酮类物质的提取、分离和性质;(3)植物多糖的提取、分离和性质;(4)油料作物中油脂的提取、精制和有关性质。教学目的:了解植物色素、黄酮类物质、植物多糖和油料作物中油脂等物质的提取方法、提取过程,学会运用单因素实验、正交实验等实验方法优化目标物质提取的最优条件,并通过提纯目标物质,研究其理化性质或生物活性。可执行性分析:植物天然产物开发涉及的范围较广,生物工程教研组根据实际情况开设了以上4个项目,其中第1个项目是我们开设的传统项目,后3个项目与我们教师的科研课题密切相关,是我校研究的优势项目,实验条件优越,仪器设备齐全,能够达到教学和科研的优势互补,教学相长。
2.5生物质炼制实验模块
生物质炼制实验具体安排如下4个项目:(1)了解生物工程企业生产环境及生产技术原理;(2)比较不同生物工程行业废水检测方法;(3)熟练掌握废水BOD和COD的检测原理与方法;(4)利用农林废弃物进行生物质炼制提取木质素。教学目的:使学生了解相关生物工程企业的生产流程、生产技术原理、下游废水排放达标要求以及最重要的排放物生产过程检测方法,加强对生物生产和管理的达标排放的认识,同时学习相关检测方法。可执行性分析:我校生物工程专业在第五学期有2个月的企业实习,学生们根据兴趣进入相关企业,结合专业特点,学生们有选择的进行实习、实训,了解生物工程行业的进展和前景;另外借助校级“生物质炼制科技创新平台”,学生们能掌握废水BOD和COD的检测原理与方法,初步利用农林废弃物进行生物质炼制提取木质素等实验技能。
3生物工程综合实验课程的实施
3.1开设开放式实验
改大班集中实验为小组分散循环实验教学,由于发酵罐、啤酒发酵系统、气质联用仪、液相色谱仪、原子吸收光谱仪等实验设备台套数少以及组培室等实验场地的限制,又由于实验内容的需要,在操作上要求连续,在实际教学时就必须改变原来大班上课状况,只有将学生分散,以小组的形式进行训练,采取学生循环而实验项目固定的循环实验教学方式,才能最大限度地提高实验设备和实验场所的利用率。同时,建立生物工程专业综合实验操作训练的音视频、试题库等,完善实验用多媒体教室以及仿真实验室的建设。
3.2开设自主设计性实验
高等教育的目标是培养素质高、能力强的创新人才,如何实现“能力为重”的战略主题对高校创新人才培养提出新的要求。提高本科生的动手能力和创新意识一直是实验教学改革的主题。在自主设计性实验中,老师给出实验项目名称,学生们查阅资料,设计实验方案,然后与指导老师讨论实验方案的可行性,对无法实施的方案,老师给予适当的指导后重新设计,对可行方案进行讨论修改。在实验方案设计可行的情况下,学生们进行实验操作,观察现象,记录实验数据和实验结果,并对结果给予分析,撰写实验报告,准备ppt进行实验汇报。经过近3a的自主设计性实验的开设,学生们独立动手能力和创新思维能力得到了培养和提高,也大大激发了同学们自主学习的兴趣。
3.3开设研究性实验
充分发挥我院教师科研能力强的优势,将教师的科研成果引入教学,将科研课题转化为实验教学内容,把科研成果转化为实验项目,将科研设备开放于实验教学。既能让学生参与到教师的科研中去,培养学生科研的兴趣,又能在教师的带动下培养科研的思维。
3.4走进工厂,实地参观学习
关键词:地方本科院校;生物工程专业;实践教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0139-02
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》明确指出:高等教育要“坚持能力为重”,着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。专业实践教学作为高等院校本科教学的重要组成部分,有利于培养学生的实践动手、分析和解决实际问题的能力[1],为高校培养具有实践能力和创新能力的应用型高级专门人才提供保障。
湖北工程学院是一所地方综合性本科院校,为满足地方经济建设和社会、行业发展的需求,2004年,在生物科学、生物技术专业的基础上成功申办了生物工程本科专业,同年开始招生。按照教育部关于普通高等院校专业办学的要求,结合学校办学实际,制定了专业人才培养目标:培养具备生物学与工程学方面的基本知识以及自然科学和人文科学的基础知识,适应地方经济建设和社会发展需要,能够在生物技术与工程等相关领域从事生物工程产品生产、工艺设计、生产管理、新技术研究和新产品开发等方面的工作,具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才。要实现这一人才培养目标,必须重视和强化实践教学环节。
一、修订人才培养方案,凸显实践教学环节
专业实践教学内容的针对性和完整性与学生实践能力、创新能力的培养相关,也直接决定着学生走向社会后的竞争力和发展潜力。为保证和提高教学质量,规范生物工程专业本科教学实践环节,根据学校有关规定,在2004版、2008版人才培养方案和市场调研的基础上,综合历届学生与用人单位的意见,2013年对人才培养方案进行了重新修订。
人才培养方案中实践教学体系由课程实验、集中综合实践(由专业认知实习、课程实习、专业实习、毕业实习和毕业论文“设计”环节构成)、科研训练、军事训练以及社会实践和创新活动等环节组成(见表1)。
由表1可知,在总学时学分不变的前提下,2013版人才培养方案(简称2013版,以下同)进一步优化了生物工程专业实践教学内容体系,凸显了实践教学环节的重要性。2013版实践教学环节的总学时由2004版的491学时、2008版的614学时增加到688学时,总实践周数由2004版的34周、2008版的42周增加到52周,各实践教学环节累计学分由最初的39分增加到48分,且占总学分的比例由2004版的24.4%增加到2013版的30%。在2013版中,科研技能训练由2004、2008版的5周调整为8周,明确规定其不占教学周数,分散在理论课集中教学时间内完成,将部分实践教学环节安排在暑期进行,与学生的社会实践活动相结合,进一步强化学生专业技能、创新精神和实践能力的训练,体现了“重应用、强能力”的教育理念。
二、精心设计实验项目,强化学生的实践动手能力
实验教学是课堂教学的延续,是对学生进行基本技能训练的主要环节,其基本任务是加深和巩固理论知识,在学生掌握相关理论知识的基础上,有目的地精心设计实验项目。
1.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。
2.将科研成果融入到教学中。如将“珍珠花”的DNA提取、“孝感民间传统米酒菌株的分离、鉴定与筛选、培养”等课题研究成果应用于生物化学、微生物学等课程的实验教学中,不仅使学生掌握了基本实验技术,而且对教师的科学研究领域也有了一定的了解,激发了学生的科研兴趣和创新意识,有利于强化学生的实践动手能力和创新素养。
3.结合地方生物工程产业发展动态,精心挑选典型的生物制品案例,设计具有地方特色的专业综合大实验。如本专业开设的综合型实验《黑曲霉高产淀粉酶菌株的选育、发酵及产品的提取纯化实验》就是结合本地生物工程产业状况开设的,实验包括菌种选育、培养基的设计、发酵条件的优化到发酵产品的提取与纯化[2]等一系列连贯的内容,实验设计既涵盖了生物工程产品的上游、中游、下游的相关技术,又体现了生物工程专业核心课程如生物化学、微生物、生物工艺学以及生物分离工程中的主要内容。综合大实验是对学生专业操作技能的全面训练,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[1]。
三、构建多样化实践教学平台,提升学生科研创新与实践动手能力
为提升学生科研创新与实践动手能力,构建实训实习、科研训练等多样化的实践教学平台,动员和鼓励学生进行科研训练或结合各类实习实践活动使学生直观了解生物工程相关行业发展趋势及存在的问题,积极主动解决生产实践中遇到的实际问题,培养学生严谨的科学态度,提升其分析问题、解决问题以及独立进行科学实验研究的能力。
1.完善实验教学条件,为学生实践动手能力的培养提供保障。争取学校和社会资金的注入,加大实验教学经费的投入,注重仪器设备的增补和更新,先后购置了小型啤酒、果汁饮料等小型生产线,动态浓缩提取机组、喷雾干燥塔等与生物工程产业相关的大型仪器设备,建成湖北省实验教学示范中心,学生在中心就可以接受工程化的训练,切实将理论与产业实际相结合,激发学生的学习兴趣,培养了学生的实践动手能力,提升了学生的就业能力。
2.加强学科平台建设,引导学生科研训练,提升学生科研创新能力。结合学校办学实际,主动探索服务地方经济的途径,先后建成了农业资源与环境湖北省重点学科、生物质资源转化利用湖北省协同创新中心、特色果蔬质量安全控制湖北省重点实验室、生物质资源化学与环境生物技术湖北省重点实验室、鄂北特种植物珍珠花的基础研究及其产业化开发等省级创新团队、国家植物功能成分利用工程技术研究中心以及麻糖米酒工程技术研究中心等一系列学科平台,充分挖掘上述平台在生物工程专业人才培养中的作用,引导学生参与科学研究,培养学生创新精神,提升学生创新能力。
3.按照“互利互惠、合作共赢”的原则,试行校―地合作,建立校外实践教学基地,强化各类实践教学环节,提高学生的综合应用能力。目前与孝感市农业局、食品药品监督管理局等多家事业单位建立农产品、食品药品分析与安全检测中心,结合专业认知实习、课程实习,从样品的抽取到成分的分析与检测,学生都可全程参与。与英博金龙泉啤酒(孝感)有限公司等多家企业建立教学实习基地,结合专业实习、毕业实习,一部分学生可以进入实习基地的不同岗位进行顶岗轮训,也有一部分学生参与到企业的科技攻关项目中协同解决生产实践中出现的一些实际问题。这样既为实习单位减缓了人手不足的矛盾并创造了效益,也切实提升了学生的综合应用能力。
四、建立多元化实验考核评价方式,全面提高学生的综合素质
考核评价方式的完善既对学生的专业实践能力的培养起导向作用,也可对教学改革起促进作用[3]。实验考核根据实验课程的特点采用仪器操作、实验设计、现场提问或卷面考试等多元化的方式进行。成绩评定由平时成绩与考核成绩两部分构成,平时成绩的评定以实验态度、操作、能力、结果及报告是否准确、规范为主要依据;考核成绩的评定以学生的知识掌握、实验技能的熟练程度、综合设计能力、创新实践能力以及文字语言表述能力等方面为主要依据。通过实验考核,科学、准确、全面地评价学生成绩,引导学生知识、能力和素质的协调发展。
五、结语
实践教学是培养学生实践动手、创新能力的有效环节。地方本科院校生物工程专业建设要“立足地方”,实践教学应结合地方经济建设和社会发展实际,这样才能培养出具有实践创新能力、满足地方生物工程及相关产业发展所需要的应用型高级专门人才。
参考文献:
[1]靳挺,武玉学,张丽靖.生物工程专业实验教学改革的思考[J].实验科学与技术,2011,9(6):70-71.