依托科研課題探索和實(shí)踐生物工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)

陳旭升　劉中美　周麗　張薄博　王金晶　周哲敏

摘要：在分析造成生物工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量不斷下滑原因的基礎(chǔ)上，探索了依托科研課題教學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)踐環(huán)節(jié)，從科研團(tuán)隊(duì)、論文選題、學(xué)術(shù)報(bào)告和評價(jià)體系四個(gè)方面進(jìn)行改革和實(shí)踐，以期為生物工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)改革提供一定參考。

關(guān)鍵詞：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）；生物工程；科研課題；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）38-0140-03

一、前言

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高校本科教學(xué)的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)[1，2]。對學(xué)生而言，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)階段，可以培養(yǎng)和鍛煉應(yīng)用專業(yè)知識解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)科技文獻(xiàn)查閱與科技論文撰寫能力，以及培養(yǎng)良好的職業(yè)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。對學(xué)校而言，是提升本科教學(xué)質(zhì)量的主要抓手，也是檢驗(yàn)?zāi)芊裣蛏鐣斔秃细袢瞬诺闹匾獦?biāo)準(zhǔn)。

生物技術(shù)是解決21世紀(jì)人類面臨的資源、能源、環(huán)境、人口與健康等問題的重要手段之一，因此，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為世界各國特別是大國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)[3]。為了適應(yīng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展對人才的需求，我國教育部在1998年高等院校學(xué)科調(diào)整時(shí)增設(shè)了生物工程本科專業(yè)[3，4]。目前，高等學(xué)校的生物工程專業(yè)已成為最為重要的專業(yè)之一，它是培養(yǎng)掌握現(xiàn)代生物學(xué)和生物技術(shù)基本科學(xué)原理、基本技能、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基本理論，能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事產(chǎn)業(yè)化工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才[5，6]。生物工程專業(yè)是以工為主、以理為輔、工理管相結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，因此做好該專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)踐環(huán)節(jié)，對提高教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。然而，目前高校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量整體上出現(xiàn)了下滑的趨勢，主要表現(xiàn)在：（1）師生比例偏低，指導(dǎo)老師無法利用有限的精力和時(shí)間高效指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）；（2）選題盲目，課題研究內(nèi)容陳舊，缺乏創(chuàng)新性，有的還脫離生產(chǎn)實(shí)際；（3）畢業(yè)論文的寫作水平差，學(xué)生缺乏科技論文寫作訓(xùn)練，論文寫作格式與文獻(xiàn)引用缺乏規(guī)范；（4）評價(jià)體系不完善。學(xué)生們在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）階段的表現(xiàn)是良莠不齊的，但最終畢業(yè)時(shí)獲得的文憑卻并無二致且本科畢業(yè)率幾乎一直都是100%，極大地挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。因此，為了提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，如何改革并完善現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)模式已成為高校教育者討論的熱點(diǎn)之一。

從2010年開始，我們進(jìn)行了依托省部級以上縱向科研課題教學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的探索和實(shí)踐，讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)參與到導(dǎo)師的在研課題中。本文以ε-聚賴氨酸高效生物合成和產(chǎn)業(yè)化實(shí)施項(xiàng)目為例，就相關(guān)的探索和實(shí)踐進(jìn)行了總結(jié)。

二、依托科研課題教學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

1.形成合理的科研團(tuán)隊(duì)。目前，高等院校本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的教學(xué)方式多采用導(dǎo)師制。然而，導(dǎo)師制是一種精英教育的教學(xué)模式，其實(shí)質(zhì)上是一位導(dǎo)師和一個(gè)學(xué)生之間面對面的、高度個(gè)人之間的接觸和交流[7]。這種形式的制度是依靠學(xué)生對教師的低比率，它是一種高成本的制度。隨著高等教育大眾化的來臨，高校辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，生師比持續(xù)升高，辦學(xué)資源日益緊張，高成本原始形態(tài)的導(dǎo)師制已難以為繼，它對師生比例的要求無疑增加了導(dǎo)師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。通過依托科研課題教學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），學(xué)生在選題后就進(jìn)入到導(dǎo)師的課題組中，與研究生統(tǒng)一學(xué)習(xí)和交流，建立一個(gè)由導(dǎo)師、研究生和本科生（1∶5∶3）構(gòu)成的梯度研究團(tuán)隊(duì)。在這個(gè)團(tuán)隊(duì)中，導(dǎo)師對本科生、研究生的研究方向和內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一安排和規(guī)劃，對項(xiàng)目研究的關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行分解和歸納，形成一個(gè)個(gè)獨(dú)立且相關(guān)聯(lián)的子課題。然后，本科生自主選擇一個(gè)具體子課題進(jìn)行研究。團(tuán)隊(duì)中研究生協(xié)助導(dǎo)師對本科生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法等方面的培訓(xùn)和指導(dǎo)。這樣，以科研課題為基礎(chǔ)，通過科研團(tuán)隊(duì)各成員的分工和合作，一方面減輕導(dǎo)師的工作量，使導(dǎo)師能夠高效利用有限的精力和時(shí)間，達(dá)到事半功倍的效果。在教學(xué)過程中，避免了以往導(dǎo)師對指導(dǎo)內(nèi)容不明確，對“如何導(dǎo)”、“導(dǎo)什么”等缺乏清晰的認(rèn)識等問題。另一方面，傳統(tǒng)的一個(gè)導(dǎo)師和一個(gè)學(xué)生的面對面的交流，轉(zhuǎn)變成本科生與具有一定科研基礎(chǔ)的研究生，特別是博士生進(jìn)行高度個(gè)人的接觸和交流，有效地縮短了本科生的適應(yīng)期，極大地提高了其積極性和主動性。

2.選擇合適的論文題目。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的選題顯著影響畢業(yè)論文的質(zhì)量，若選題過于陳舊或是假題目，研究內(nèi)容與實(shí)際的研究和生產(chǎn)嚴(yán)重脫節(jié)，則論文的價(jià)值低或意義不大。學(xué)生僅為了學(xué)分和畢業(yè)而進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），會嚴(yán)重挫傷學(xué)生的積極性和主動性，不利于其創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)也得不到鍛煉和提高。通過依托科研課題教學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），讓學(xué)生參與到導(dǎo)師的在研課題中，做到真題真做，使得學(xué)生產(chǎn)生濃厚的興趣，不僅能夠提高其主觀能動性，還能極大地激發(fā)其創(chuàng)造性。另一方面，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)內(nèi)容與導(dǎo)師的科學(xué)研究具有極高的關(guān)聯(lián)度，導(dǎo)師能夠充分利用自身的專業(yè)知識和學(xué)術(shù)能力使學(xué)生“站在巨人的肩膀上”，讓他們參與到本專業(yè)某領(lǐng)域前沿的相關(guān)研究，實(shí)現(xiàn)提高畢業(yè)論文質(zhì)量的目的。比如，針對江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目“新型生物食品防腐劑ε-聚賴氨酸高效提取關(guān)鍵技術(shù)與集成化研究”這一課題，要求學(xué)生嘗試各種先進(jìn)分離提取方法，發(fā)現(xiàn)和比較這些提取方法之間的優(yōu)劣性和互補(bǔ)性，最終提出一種可行的分離提取工藝路線，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和評價(jià)。此外，由于生物工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題有兩種形式，即試驗(yàn)性題目和設(shè)計(jì)性題目，為了能夠兼顧學(xué)生的特長以及與學(xué)生將來從事的工作，對學(xué)生進(jìn)行分流，充分發(fā)揮其特長，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，保持個(gè)性。盡可能讓學(xué)生品嘗到成功的喜悅，并巧妙地加以引導(dǎo)利用，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)“參與—成功—參與”的良性循環(huán)，使學(xué)生持續(xù)保持自主參與學(xué)習(xí)的動機(jī)。在ε-聚賴氨酸分離提取新工藝開發(fā)的課題中，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試自己感興趣和認(rèn)可的分離提取方法，在對該方法進(jìn)行充分實(shí)驗(yàn)和評估后，將其整合到原有分離提取技術(shù)路線中，并考察該提取方法的加入對最終產(chǎn)品質(zhì)量和收率的影響。如果試驗(yàn)結(jié)果是積極的，則嘗試讓學(xué)生對新技術(shù)路線進(jìn)行工廠工程設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)新工藝或新技術(shù)規(guī)模化和工業(yè)化提供一定參考和依據(jù)。

3.開設(shè)學(xué)術(shù)報(bào)告會議。科研成果匯報(bào)和科研論文的撰寫是展示科研工作者成績的有效途徑。這一過程，并不是單純的工作總結(jié)，而是進(jìn)行科學(xué)研究的基本訓(xùn)練，是提高分析問題、歸納問題和解決問題的重要環(huán)節(jié)。然而，本科生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)環(huán)節(jié)之前，本科教學(xué)中沒有開設(shè)關(guān)于科研成果匯報(bào)、論文寫作等課程，學(xué)生缺乏一定的科研基礎(chǔ)知識和實(shí)踐機(jī)會。因此，學(xué)生在總結(jié)科研成果，撰寫畢業(yè)論文的時(shí)候往往存在以下問題：（1）學(xué)術(shù)道德觀念淡薄，論文有明顯的拼湊，更有甚者直接從網(wǎng)上抄襲；（2）缺乏專業(yè)化和學(xué)術(shù)化語言描述實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果，措辭不嚴(yán)謹(jǐn)、論文層次不分明，圖表說明不合理；（3）論文格式不規(guī)范，特別是論文的參考文獻(xiàn)、中英文摘要、圖表等。這些問題是導(dǎo)致畢業(yè)論文質(zhì)量下降的一個(gè)重要原因。通過依托科研課題教學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），在教學(xué)實(shí)踐中，導(dǎo)師要求本科生也參與到課題組的各種科研活動，包括讀書報(bào)告會、月底課題組匯報(bào)、中期匯報(bào)和專題討論等各種學(xué)術(shù)報(bào)告會議。在讀書報(bào)告會中，要求學(xué)生閱讀、分析和歸納1～2篇與課題研究相關(guān)且是近期發(fā)表的高影響因子的SCI論文，以PPT的形式解釋論文的研究內(nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)以及對自身課題的啟發(fā)，并要求本科生、研究生和導(dǎo)師一起討論分析。在課題月底工作匯報(bào)、學(xué)期匯報(bào)的會議上，要求學(xué)生以PPT形式對一個(gè)月或一學(xué)期的研究內(nèi)容和結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析，導(dǎo)師和學(xué)生一起討論分析，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果安排下一步工作計(jì)劃。此外，課題組不定期組織專題報(bào)告，由導(dǎo)師或高年級的博士研究生對某一專題進(jìn)行學(xué)術(shù)報(bào)告，報(bào)告選題有“如何寫好畢業(yè)論文”，“生物工程學(xué)科常用科研軟件的使用”，“發(fā)表高水平SCI論文的心得體會”等等。通過這些學(xué)術(shù)報(bào)告會議，使得本科生在文獻(xiàn)閱讀能力，課題研究的總結(jié)、匯報(bào)和論文寫作等多方面得到系統(tǒng)訓(xùn)練和提高。

4.構(gòu)建合理的評價(jià)體系。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)環(huán)節(jié)，從選題、實(shí)施到論文定稿，歷經(jīng)約8個(gè)月甚至更長的時(shí)間，學(xué)生投入大量的時(shí)間和精力。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量的合理評價(jià)，建立獎(jiǎng)懲制度，可以使學(xué)生產(chǎn)生公平感和信任感，對學(xué)生職業(yè)道德能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)具有積極的推動作用。目前，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文質(zhì)量評估中分為指導(dǎo)教師評審、評閱老師評審和答辯評審三個(gè)環(huán)節(jié)。由于在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生與導(dǎo)師（指導(dǎo)教師）有更多的接觸和交流，導(dǎo)師對學(xué)生的態(tài)度、能力和創(chuàng)新性等方面有更全面的了解和掌握。因此，指導(dǎo)教師評審成績往往占總成績的60%以上。課題組在嚴(yán)格執(zhí)行校教務(wù)處規(guī)定的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)和管理規(guī)范的基礎(chǔ)上，利用模糊評價(jià)的方法[8]，構(gòu)建一套合理、科學(xué)和客觀的指導(dǎo)教師評價(jià)體系，見表1，從學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新性三個(gè)方面定量地分析學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)踐環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評定的客觀、公正。

三、結(jié)束語

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高校本科教學(xué)的最后一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是提高學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的重要步驟，也是評價(jià)高校教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。筆者針對本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）教學(xué)過程中暴露出的問題，剖析了造成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量不斷下滑原因的基礎(chǔ)上，探索并實(shí)踐了依托科研課題教學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的方法，通過形成科研團(tuán)隊(duì)、選擇合適題目、開設(shè)學(xué)術(shù)報(bào)告和構(gòu)建合理評價(jià)指標(biāo)四個(gè)手段來提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的質(zhì)量，取得了一定的成效，已畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)單位均反饋學(xué)生具有較強(qiáng)的科研能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，較高的職業(yè)道德能力和水平，得到了社會的初步認(rèn)可。然而，在教學(xué)改革和探索的過程，發(fā)現(xiàn)仍有一些問題，如畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目的難度選擇，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）教學(xué)與學(xué)生考研和找工作的時(shí)間沖突等，這些問題尚需在實(shí)踐中不斷改進(jìn)與完善。

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