生物工程專業(yè)學(xué)生三維實(shí)踐教學(xué)模式探討*

黎霜，陳洪波，韋暢，蔣永榮，蔣冬云，韋平英

1桂林電子科技大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004；2廣西南寧高級(jí)技工學(xué)校

生物工程專業(yè)學(xué)生三維實(shí)踐教學(xué)模式探討*

黎霜1，陳洪波1，韋暢2，蔣永榮1，蔣冬云1，韋平英1

1桂林電子科技大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004；2廣西南寧高級(jí)技工學(xué)校

以生物工程專業(yè)為例，根據(jù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)踐教學(xué)時(shí)間、空間進(jìn)行合理配置，劃分為校內(nèi)（實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、科技訓(xùn)練）、校外（教學(xué)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐）以及科研課題（畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、教師科研）3個(gè)模塊，提出了基于3個(gè)模塊的三維實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建，并探討在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的分層次實(shí)踐教學(xué)模式對(duì)于大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)的作用；為實(shí)踐教學(xué)的改革提供一個(gè)清晰的思路和可供借鑒的理論研究方法。

生物工程專業(yè)；大學(xué)生；三維實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)；科研創(chuàng)新能力

生物工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)是指以培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，工藝、工程設(shè)計(jì)能力，科學(xué)研究能力，社會(huì)實(shí)踐能力為主要內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)［1］。有研究表明實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的高低，直接影響學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［2］。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)科技創(chuàng)新人才的需求，以創(chuàng)新教育為目的的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)越來越受到教育界重視。國(guó)內(nèi)外各高校在這方面進(jìn)行了諸多有益的探索：江成英等［3］提出了以課程為主線的“實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)”的實(shí)踐教學(xué)體系，強(qiáng)調(diào)“基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)”教學(xué)對(duì)于提高大學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新能力的重要性；張恒等［4］提出了以校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室和企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)兩大平臺(tái)為支撐，構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)立體化實(shí)踐教學(xué)體系；徐英黔等［5］則從實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革入手，探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法；葉望等［6］在探索工科院校的學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)時(shí)指出“引導(dǎo)學(xué)生以研究的姿態(tài)投入學(xué)習(xí)、研制與開發(fā)、參與實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)、調(diào)研與撰寫論文、培訓(xùn)并參加科技競(jìng)賽等，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的極好方式”。另有學(xué)者提出了教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)之間協(xié)作的重要性。例如，孫?。?］指出：實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的各環(huán)節(jié)之間應(yīng)當(dāng)有一定的課時(shí)比例，實(shí)踐性項(xiàng)目應(yīng)采取由易到難，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的漸進(jìn)式教學(xué)方法；麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)等在大學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面則強(qiáng)調(diào)自由教育與通識(shí)教育相結(jié)合在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的作用［8］。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)方面的研究雖多，卻不夠深入，幾乎都忽視了一個(gè)重要問題：實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容不是單一的元素，而是一個(gè)由獨(dú)立設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、科技訓(xùn)練、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的實(shí)踐性教學(xué)體系。由于近年高校連續(xù)擴(kuò)招，教學(xué)投入不足，管理工作不到位等諸多因素的影響，因此該教學(xué)體系存在明顯弊端：實(shí)踐教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)之間缺乏有機(jī)協(xié)作，這種狀況影響了實(shí)踐教學(xué)的效果，未能在大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1　生物工程專業(yè)的特點(diǎn)

生物工程廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)、能源、資源和環(huán)境等領(lǐng)域。其學(xué)科內(nèi)涵是利用生物體系，應(yīng)用生物學(xué)、化學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的方法，按照人類的需要改造和設(shè)計(jì)生物結(jié)構(gòu)與功能，以便更經(jīng)濟(jì)、更有效、大規(guī)模地為人類提供所需要的各種產(chǎn)品的技術(shù)，具有學(xué)科間的高度交叉、技術(shù)和知識(shí)高度密集的特點(diǎn)，是生物科技成果走向工業(yè)化的關(guān)鍵。我國(guó)政府對(duì)生物科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展高度重視，從1998年正式設(shè)立時(shí)的57個(gè)辦學(xué)點(diǎn)到2006年的234個(gè)。學(xué)生人數(shù)也從1997年的2千多名增加到2005年的2萬9千名［9-10］。相對(duì)于區(qū)外高校，廣西起步相對(duì)較晚，僅有4所高校設(shè)置了生物工程專業(yè)。我校于2009年開始正式招收生物工程專業(yè)學(xué)生。目前，我國(guó)的生物工程本科教育仍處于發(fā)展階段，在培養(yǎng)模式方面處于摸索、改進(jìn)和逐步完善時(shí)期。對(duì)于課程、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和培養(yǎng)模式，沒有明確的限定范圍［1］。相比其他學(xué)科，生物工程專業(yè)貼近產(chǎn)業(yè)的要求分外突出。對(duì)于大學(xué)生的培養(yǎng)，不僅要掌握扎實(shí)的藥學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握現(xiàn)代化生物制藥的基本原理、工藝以及制劑技術(shù)的應(yīng)用，更需具備良好的科研創(chuàng)新能力。

2　實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

實(shí)踐教學(xué)中主要存在以下4方面問題：1）校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)相對(duì)滯后，缺少足夠的硬件投入和人員配備。在課程設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)習(xí)等實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中時(shí)常出現(xiàn)人多設(shè)備少的現(xiàn)象，學(xué)生不是在做試驗(yàn)而是在聽試驗(yàn)。實(shí)際能動(dòng)手參加科研訓(xùn)練人數(shù)占本科總?cè)藬?shù)的平均比例僅為5.68%［11］；2）畢業(yè)設(shè)計(jì)、社會(huì)實(shí)踐經(jīng)費(fèi)不足，每個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)150元，實(shí)訓(xùn)經(jīng)費(fèi)50元，難以滿足實(shí)踐過程中必須的開支，加上實(shí)踐基地不穩(wěn)定，造成實(shí)習(xí)流于形式，達(dá)不到預(yù)期的效果；3）高校有豐富的科研課題，但是大部分的科研課題僅局限于教師，只有極少數(shù)的學(xué)生有機(jī)會(huì)參與；4）實(shí)踐教學(xué)的各環(huán)節(jié)之間相互獨(dú)立，各自發(fā)展，致使教學(xué)計(jì)劃流于形式。

3　實(shí)踐教學(xué)探索

相比其他學(xué)科，生物工程專業(yè)既保持了生物技術(shù)特色，又凸顯出工程性質(zhì)，目前基本處于發(fā)展階段。對(duì)于課程、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和培養(yǎng)模式，尚無明確的限定范圍［1］。因此，本項(xiàng)目組在桂林電子科技大學(xué)生物工程專業(yè)進(jìn)行了一些嘗試性摸索：將大綱要求的實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、科技訓(xùn)練、教學(xué)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等劃分為三大模塊，并與教師的科研項(xiàng)目相結(jié)合，探討實(shí)踐教學(xué)各環(huán)節(jié)之間以及與大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)之間的關(guān)系。根據(jù)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)踐教學(xué)時(shí)間、空間進(jìn)行合理配置，劃分為校內(nèi)（實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、科技訓(xùn)練）、校外（教學(xué)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐）以及科研課題（畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、教師科研）三個(gè)模塊，提出了：構(gòu)建一個(gè)由校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室、校外生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地和科研課題三方面相結(jié)合的、面向全體學(xué)生、多角度、多層面的三維實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)模式。

4　效果

這種基于校內(nèi)、校外、科研課題，三維實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的模式，激發(fā)了學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐的熱情，提高了實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)儀器的利用率，鍛煉了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。近年來，本專業(yè)各級(jí)科技競(jìng)賽獲得者、畢業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀獎(jiǎng)90%以上來自參與三維實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)培養(yǎng)模式的學(xué)生。

5　結(jié)語

前蘇聯(lián)著名的教育家蘇霍姆林斯基認(rèn)為學(xué)生的“能力和才干來自他們的指尖，手指那些細(xì)小的溪流在不斷的補(bǔ)充創(chuàng)新思維的源泉”。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，需要進(jìn)行一些大膽的嘗試。給學(xué)生創(chuàng)造多動(dòng)手、多參與的機(jī)會(huì)。引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生豐富的想象、創(chuàng)新的欲望得到充分實(shí)踐，通過不斷積累、不斷探索的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程，激發(fā)學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)踐的熱情，鍛煉與培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)忍不拔、積極探索、勇于創(chuàng)新的精神。

［1］教育部高等學(xué)校生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).生物工程專業(yè)規(guī)范［J］.高校生物學(xué)教學(xué)研究，2012，2（2）:3-10.

［2］何滿輝，趙宏霞，萬君.通過產(chǎn)學(xué)研合作強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)——以遼寧工程技術(shù)大學(xué)生物工程專業(yè)為例［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011，13（2）:194-196.

［3］江成英，劉曉蘭，鄒東恢，等.生物工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化［J］.高師理科學(xué)刊，2013，33（6）:118-120.

［4］張恒，許兆棠，方芳.生物工程立體化畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)體系探索與實(shí)踐［J］.大學(xué)教育，2013（15）:124-127.

［5］徐英黔，高云，方志剛，等.改革生物工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力［J］.廣州化工，2013，41（6）:185-186.

［6］葉望，謝建精，魯建偉.探索工科院校學(xué)生在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)［J］.中國(guó)電子教育，2002，27（1）:32-35.

［7］孫健.實(shí)踐性教學(xué)對(duì)工科類大學(xué)生科研創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用探析——以廣東石油化工學(xué)院為例［J］.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011，27（8）:246-247.

［8］崔軍，汪霞.從歷史走向未來:麻省理工學(xué)院通識(shí)教育理念探析［J］.大學(xué)：學(xué)術(shù)版，2012（6）:71-77.

［9］潘勛，周海夢(mèng).生物工程專業(yè)的辦學(xué)現(xiàn)狀與建議［J］.高等工程教育研究，2003（2）:27-29.

［10］沙靖全，張宇，劉鳳華，等.制藥工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與實(shí)踐［J］.藥學(xué)教育，2010，26（6）:6-7.

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Discussion on Three-dimensional Practical Teaching System of the Undergraduate Majored in Bioengineering

LI Shuang1，CHEN Hongbo1，WEI Chang2，JIANG Yongrong1，JIANG Dongyun1，WEI Pingying1
1 School of Life and Environmental Science of Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China；2 Guangxi Nanning Senior School of Technology

Bioengineering major is taken as the example，and it could be divided into three systems according to teaching contents of the practice，teaching time of the practice and the space:on campus practice（experimental course，curriculum design，science and technology training），off-campus practice（teaching practice，social practice），research projects（graduation projects，innovation experiment and teacher's scientific research）.The functions of practice teaching model on cultivating the undergraduate's scientific and research innovation ability were explored on the basis；and it could provide a clear thinking and theoretical studying method as the reference for the reform of practice teaching.

bioengineering major；the undergraduate；three-dimensional practice teaching system；scientific and research innovation ability

R2-03

A

1004-6852（2016）05-0055-02

2015-02-14

廣西教育廳教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（編號(hào)2013C022）。

黎霜（1968—），女，博士學(xué)位，教授。研究方向：藥物制造業(yè)相關(guān)教學(xué)與研究。