生物工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建方法探析

陳勤　謝繼莘　開遠(yuǎn)忠等

摘要 結(jié)合新時(shí)代創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的使命，以及生物工程人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀，從課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)、實(shí)習(xí)體系方面因素，初步探索生物工程創(chuàng)新性人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建方法。

關(guān)鍵詞 生物工程；創(chuàng)新人才；培養(yǎng)模式；方法探討

中圖分類號 S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01570-03

創(chuàng)新已成為21世紀(jì)的代名詞，這個(gè)創(chuàng)新的時(shí)代當(dāng)然也是屬于生物的時(shí)代，其發(fā)展創(chuàng)新已成為時(shí)代的趨勢。生物工程是20世紀(jì)70年代初興起的一門新興的綜合性應(yīng)用學(xué)科，它是結(jié)合化學(xué)工程、微電子技術(shù)、機(jī)械以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科而形成的交叉學(xué)科[1]，包括五大工程，即遺傳工程（基因工程）、細(xì)胞工程、微生物工程（發(fā)酵工程）、酶工程（生化工程）和生物反應(yīng)器工程，它們之間互相聯(lián)系、互相滲透，正在經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，為人類的生產(chǎn)生活提供極為豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物工程專業(yè)以培養(yǎng)生物學(xué)應(yīng)用型，能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理和新技術(shù)研發(fā)、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才為目標(biāo)。目前大多數(shù)高校都開設(shè)了生物工程專業(yè)，為應(yīng)對發(fā)展趨勢與市場競爭，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的生物工程專業(yè)創(chuàng)新型人才，以及與之相匹配的人才培養(yǎng)模式，是擺在當(dāng)今生物工程領(lǐng)域的發(fā)展與創(chuàng)新面前的重要課題。

1 生物工程人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀

目前雖然大多數(shù)高等院校都開設(shè)了生物工程專業(yè)，在人才培養(yǎng)上也進(jìn)行了完善和創(chuàng)新，但是依然存在很多問題。

1.1 課程設(shè)置不科學(xué) 在課程設(shè)置上，學(xué)分分配存在諸多不合理，每個(gè)學(xué)科都有不同的特點(diǎn)，各個(gè)模塊因此要做不同的調(diào)整。專業(yè)課程之間未體現(xiàn)聯(lián)系與銜接，選修課程學(xué)分分配過少，且缺乏廣度和特色。

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)K缺乏合理的體系，實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施不完備 驗(yàn)證性、經(jīng)典性實(shí)驗(yàn)占主導(dǎo)的現(xiàn)狀對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是極為不利的。實(shí)驗(yàn)設(shè)施不齊全給實(shí)驗(yàn)的順利開展造成很大的阻礙，尤其很多實(shí)驗(yàn)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(xué)模式單一，缺少創(chuàng)新 目前在教學(xué)過程中，多數(shù)授課教師仍然采用“滿堂灌”和“獨(dú)角戲”模式，教師在講臺(tái)上照本宣科，并沒有采用師生互動(dòng)式、啟發(fā)式、問題式、學(xué)導(dǎo)式、案例式等新教學(xué)方法，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和認(rèn)知思維，結(jié)果是課堂氣氛沉悶，學(xué)生昏昏欲睡，收不到應(yīng)有的教學(xué)效果[2]。

1.4 實(shí)習(xí)體系不完善，缺乏優(yōu)質(zhì)的實(shí)習(xí)基地 教學(xué)實(shí)踐是鞏固理論知識(shí)的重要手段，也是訓(xùn)練學(xué)生動(dòng)手能力與技能的必要途徑之一。根據(jù)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前多數(shù)高校在學(xué)生見習(xí)和實(shí)習(xí)方面，基本上是采取到生物公司或食品企業(yè)進(jìn)行走馬觀花式參觀的模式，高校與企業(yè)結(jié)合在創(chuàng)新性人才培養(yǎng)上比較松散，尚沒有真正形成密切的結(jié)合體[3]。

2 生物工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建方法

2.1 課程體系的設(shè)置

課程體系是構(gòu)建人才培養(yǎng)方案的核心，結(jié)合生物工程專業(yè)的性質(zhì)以及培養(yǎng)目標(biāo)，課程結(jié)構(gòu)設(shè)置應(yīng)該以重視基礎(chǔ)、拓寬范圍、提升素質(zhì)、強(qiáng)化能力為原則，著力培養(yǎng)和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，體現(xiàn)創(chuàng)新性教育的理念，并且突出實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)（表1）[4]。表1中將課程分為五大模塊，每個(gè)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(fù)知識(shí)占用課時(shí)，又要保證體現(xiàn)知識(shí)體系之間的銜接，專業(yè)課教師之間做好溝通交流，達(dá)成知識(shí)范圍的界定與連接。

2.2 實(shí)驗(yàn)體系的設(shè)置

生物工程是一門實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，因此實(shí)驗(yàn)體系顯得至關(guān)重要，它不僅是理論與實(shí)踐之間的契合點(diǎn)，更是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作以及創(chuàng)新等多方面能力的關(guān)鍵點(diǎn)，所以對實(shí)驗(yàn)體系的科學(xué)合理的設(shè)置是生物工程創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的關(guān)鍵之一。

生物實(shí)驗(yàn)可分為3個(gè)類型：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要是培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，包括經(jīng)典或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的操作方法和原理、一般儀器的使用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括動(dòng)植物組織制片與染色技術(shù)、細(xì)胞形態(tài)觀察、流式細(xì)胞儀、酶標(biāo)儀、電泳技術(shù)與PCR技術(shù)的操作訓(xùn)練等。專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別在于更加系統(tǒng)，難度更大，不僅要求學(xué)生具有良好的動(dòng)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(gè)過程中，目的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作、獨(dú)立思考與解決問題、綜合知識(shí)的運(yùn)用等方面的能力，同時(shí)樹立科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括生化遺傳實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等。研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)可以說是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新技能的關(guān)鍵所在，學(xué)生需要在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、方法的選擇、步驟的執(zhí)行、數(shù)據(jù)的處理、結(jié)果的分析等一系列過程，主要內(nèi)容包括創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文設(shè)計(jì)與導(dǎo)師科研項(xiàng)目等。確定以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為基石，專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)為主體，研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為龍頭的原則，在實(shí)驗(yàn)課程安排上：第一二學(xué)年主要開設(shè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，可鼓勵(lì)學(xué)生積極參加大學(xué)生創(chuàng)新試驗(yàn)、大學(xué)生科研訓(xùn)練試驗(yàn)項(xiàng)目，提前進(jìn)入老師實(shí)驗(yàn)室，適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室氛圍，作為老師和研究生助手，學(xué)習(xí)更多的基礎(chǔ)操作技能；從大二下學(xué)期開始開設(shè)專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)，與相應(yīng)專業(yè)課的開設(shè)相對，期間可同時(shí)在要求范圍外為學(xué)生提供研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。第四學(xué)年主要是研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，如畢業(yè)論文試驗(yàn)、也可以與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)，做畢業(yè)論文設(shè)計(jì)等[6]。

值得強(qiáng)調(diào)的是：①科技的更新速度特別快，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上，也要不斷更新前沿科技，重視增加現(xiàn)代生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法；②目前本科生的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作基本是由實(shí)驗(yàn)員或授課老師完成，比如實(shí)驗(yàn)儀器的預(yù)熱，實(shí)驗(yàn)材料的前期處理，實(shí)驗(yàn)試劑的配制，實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)的計(jì)算等，應(yīng)組織學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，讓學(xué)生了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)籌安排，鍛煉學(xué)生的思維與動(dòng)手能力[7]；③在日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要積極鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中遇到的“非正?！爆F(xiàn)象提出思考與驗(yàn)證，在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，要求對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行討論和分析；④全力支持學(xué)生申請國家級或校級創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃以及參與老師的科研項(xiàng)目。為了能讓更多的學(xué)生參與到科研創(chuàng)新活動(dòng)中，學(xué)院應(yīng)為學(xué)生提供開放式的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和特定實(shí)驗(yàn)室。二、三年級學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣，自主選擇一個(gè)課題進(jìn)行獨(dú)立研究，老師提供指導(dǎo)，學(xué)院增加科研經(jīng)費(fèi)，支持學(xué)生的科學(xué)研究。結(jié)題后，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文、申請專利等，培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣與實(shí)踐創(chuàng)新能力?？稍诖四K設(shè)置相應(yīng)的精神和物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生和指導(dǎo)老師的積極性[8]。

2.3 教學(xué)模式的創(chuàng)新

教學(xué)對于學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)的形成是至關(guān)重要的，課堂教學(xué)自然成為主要形式。首先，應(yīng)建立一支高素質(zhì)、跨學(xué)科、具有創(chuàng)新能力的師資隊(duì)伍，以為人才培養(yǎng)提供強(qiáng)大的支撐。目前課堂教學(xué)普遍缺乏創(chuàng)新，老師是課堂的主角，以單一的講授方式灌輸專業(yè)知識(shí)，缺乏互動(dòng)與其他新式的傳授方式，這對于學(xué)生的主動(dòng)性以及思維方式的鍛煉存在很大的弊端。關(guān)于教學(xué)模式問題的提出已由來已久，關(guān)鍵在于教師。良好的教學(xué)模式需要教師具備足夠的耐心、責(zé)任心以及對現(xiàn)代人才需求等方面的充分認(rèn)知。目前比較好的方式有：①啟發(fā)式：教師創(chuàng)造問題情境、設(shè)置疑問，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行新知識(shí)的獲取與學(xué)習(xí)；②討論式：教師設(shè)置問題，學(xué)生以小組等形式討論得到問題的答案；③互動(dòng)式：增加老師與學(xué)生，同學(xué)之間的互動(dòng)，使課程更加生動(dòng)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；④其他新型的課堂學(xué)習(xí)模式：比如學(xué)生講課制，案例式等。與此同時(shí)，采用先進(jìn)的教學(xué)方法，如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、多媒體、網(wǎng)上答疑等教學(xué)手段，建立現(xiàn)代信息化教學(xué)平臺(tái)[9]。目前一些高校在部分專業(yè)課上采用英文教材，雙語授課，這不僅可以提高學(xué)生的英文水平，也可增加專業(yè)英語認(rèn)知、英文論文寫作能力，取得了較好的效果。此外，在教學(xué)內(nèi)容相對穩(wěn)定的情況下，教師應(yīng)該在課堂上及時(shí)補(bǔ)充與課程相關(guān)的最新科研成果，讓學(xué)生能了解到學(xué)科的前沿與發(fā)展方向。新的教學(xué)模式對教師提出了更高的要求。在對學(xué)生充分負(fù)責(zé)的原則下，教師要及時(shí)調(diào)整自身課堂進(jìn)度，以及對正確、完整知識(shí)的講授、補(bǔ)充，對語言與表達(dá)的準(zhǔn)確把握等。

新世紀(jì)優(yōu)秀的人才必須具備良好的綜合素質(zhì)。高校要把“第二課堂”提到一定高度，作為素質(zhì)教育的補(bǔ)充，一方面要積極對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段與方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革與優(yōu)化，另一方面要積極開展各種學(xué)術(shù)講座、知識(shí)競賽、興趣小組、創(chuàng)新實(shí)踐等方面的活動(dòng)，鞏固學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[10]。這種形式的實(shí)踐學(xué)習(xí)對于學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)踐創(chuàng)新等方面能力的提高都能起到促進(jìn)作用，應(yīng)該大力提倡。

2.4 實(shí)習(xí)基地的建立與實(shí)習(xí)體系的完善

建立實(shí)習(xí)體系的目的是在真實(shí)的環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力，以及解決實(shí)際問題的能力，達(dá)到理論與實(shí)踐結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)理論服務(wù)于實(shí)踐的提升，增強(qiáng)實(shí)際的工作能力和專業(yè)技能。相關(guān)實(shí)習(xí)經(jīng)歷能使學(xué)生接觸到生物工程領(lǐng)域科技與技術(shù)在實(shí)際中的運(yùn)用模式，以及產(chǎn)業(yè)化與實(shí)驗(yàn)室水平存在的差異，進(jìn)而回到理論的研究與提高，即理論—實(shí)踐—理論的模式。要做到如下幾點(diǎn)：①學(xué)院要從學(xué)科的不同角度出發(fā)，以 “雙贏”的模式積極與企業(yè)建立實(shí)習(xí)基地，聯(lián)系食品、醫(yī)藥、食用菌等方面的公司與企業(yè)，以為企業(yè)提高技術(shù)方法咨詢等形式，為學(xué)生爭取到優(yōu)質(zhì)的實(shí)習(xí)基地；②保障實(shí)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的興趣分配實(shí)習(xí)基地，每組要配備一名導(dǎo)師，負(fù)責(zé)指導(dǎo)和監(jiān)督，保證學(xué)生能真正參與到生產(chǎn)流程的多個(gè)環(huán)節(jié)并能從中得到鍛煉；③合理調(diào)配實(shí)習(xí)時(shí)間，目前實(shí)習(xí)一般安排在大三的暑假或者是大四上學(xué)期，為期1個(gè)月以內(nèi)，可適當(dāng)延長或者以多時(shí)段的方式增加實(shí)習(xí)時(shí)間，形成系統(tǒng)的實(shí)習(xí)體系，包括參觀實(shí)習(xí)、實(shí)踐實(shí)習(xí)等形式；④一些企業(yè)考慮自身利益，很多關(guān)鍵性的崗位不讓學(xué)生動(dòng)手參與，減少了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，因此，可采取校內(nèi)與校外實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式，由學(xué)院投入資金建立校內(nèi)實(shí)習(xí)教學(xué)基地，彌補(bǔ)校外實(shí)習(xí)學(xué)生動(dòng)手不足的缺點(diǎn)；⑤聘用企業(yè)的研發(fā)人員、工程師等承擔(dān)部分課程或者到學(xué)院開展講座等形式，讓學(xué)生了解企業(yè)的前沿技術(shù)與理論運(yùn)用，教師在日常的教學(xué)活動(dòng)中也應(yīng)涉及相關(guān)工程產(chǎn)業(yè)的滲透與實(shí)習(xí)重要性的灌輸。

3 結(jié)語

在生物工程學(xué)科蓬勃發(fā)展的今天，對創(chuàng)新性人才的要求與需求也不斷提高。因此，良好的人才培養(yǎng)模式是最基礎(chǔ)也是最重要的保障。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)校應(yīng)大力加強(qiáng)對學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)、實(shí)踐創(chuàng)新能力以及多方面素質(zhì)素養(yǎng)的培養(yǎng)，為生物工程領(lǐng)域培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的創(chuàng)新人才，為專業(yè)與人才發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障與動(dòng)力。

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