基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革

徐大勇，郭瑞雪，曾昕，曾化偉，熊明華，張 輝，劉 遠(yuǎn)，張 標(biāo)，李 峰①

（淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北235000）

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)已進(jìn)入創(chuàng)新發(fā)展的新時(shí)代，新的國(guó)家發(fā)展目標(biāo)對(duì)當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提出更高的要求［1-2］.“國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）”已明確提出“大力推進(jìn)高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”的發(fā)展目標(biāo)［3］. 因此，對(duì)現(xiàn)有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)體系進(jìn)行積極探索、改革和實(shí)踐已成為高校發(fā)展以及人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的重要任務(wù)［4-5］. 生物工程是以生物科學(xué)和技術(shù)的研究成果為基礎(chǔ)，依托工程技術(shù)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的工科學(xué)科，它是生物科技與技術(shù)研究成果與成果產(chǎn)業(yè)化的橋梁，是一門具有實(shí)踐性、創(chuàng)新性特點(diǎn)的學(xué)科［6-7］. 高等學(xué)校作為培養(yǎng)本專業(yè)高級(jí)人才的主要場(chǎng)所，要主動(dòng)承接這一具有挑戰(zhàn)性的任務(wù).

1 生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)存在的一些問題

1.1 教育觀念相對(duì)落后，對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)重視不夠

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和素質(zhì)最直接、最有效的教學(xué)方式. 一些教師對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課只是理論課的補(bǔ)充，是理論課的輔助部分；也有一些學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課的重要性知之甚少，認(rèn)為學(xué)好理論課就足夠，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課無(wú)足輕重［8］.

1.2 實(shí)驗(yàn)課程及項(xiàng)目設(shè)置有待優(yōu)化

生物工程專業(yè)絕大部分實(shí)驗(yàn)課程已經(jīng)獨(dú)立設(shè)課，但是由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，仍有少部分實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)偏少且沒有獨(dú)立設(shè)課［5，9］；另外，部分實(shí)驗(yàn)課程在項(xiàng)目?jī)?nèi)容上存在前后重復(fù)的現(xiàn)象. 此外，過去實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少［10］. 因此，實(shí)驗(yàn)課程及其項(xiàng)目的設(shè)置尚待優(yōu)化.

1.3 校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地不足

在生物工程的橋梁作用下，生物科學(xué)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)化相對(duì)接，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)揮著更大更直接的影響. 生物工程很強(qiáng)的實(shí)踐性同時(shí)也對(duì)該領(lǐng)域研發(fā)生產(chǎn)人才的實(shí)踐操作能力提出更高的要求［6］.普通高校在本科教學(xué)中有必要大力發(fā)展專業(yè)性的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，從而強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐操作能力. 而目前生物工程專業(yè)的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地尚未形成有效規(guī)模.

1.4 校外專業(yè)實(shí)習(xí)基地?cái)?shù)量及質(zhì)量亟待加強(qiáng)

在校外企業(yè)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí)是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分之一，它在培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面具有重要作用［11-12］. 目前部分高校的生物工程專業(yè)仍然存在專業(yè)實(shí)習(xí)基地?cái)?shù)量有限、質(zhì)量參差不齊的問題［13-14］.

1.5 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)實(shí)踐體系不夠完善

目前，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程授課教師大多數(shù)從事理論研究，缺乏企業(yè)一線生產(chǎn)工作經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷［15］，僅依靠校內(nèi)授課教師難以創(chuàng)建完善的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)實(shí)踐體系.

2 實(shí)踐教學(xué)體系改革舉措及效果

針對(duì)前面提出的問題，以淮北師范大學(xué)為例，從2011年起，生物工程專業(yè)以培養(yǎng)合格的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為目標(biāo)，科學(xué)地設(shè)置實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、方法和環(huán)節(jié)，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐教育教學(xué)體系. 通過召開教學(xué)研討會(huì)、開班會(huì)、宣講工程案例等多種方式向教師、學(xué)生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的重要性. 從培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的修訂和完善，改革和優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，開展有課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐和加強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)習(xí)等多個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)對(duì)生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行改革和優(yōu)化，如圖1所示.

圖1 生物工程專業(yè)實(shí)踐教育教學(xué)體系改革與實(shí)踐模式圖

2.1 生物工程專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的修訂與完善

在生物工程專業(yè)培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的修訂中，將培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力作為重要目標(biāo)之一，將是否能夠提高生物工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和素質(zhì)作為培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱修訂是否成功的重要依據(jù). 比如，將創(chuàng)新教育課程納入培養(yǎng)方案的必修課程，規(guī)定在專業(yè)課的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的修訂內(nèi)容中必須加入與培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力相關(guān)的案例或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容.

2.2 改革和優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)

2.2.1 所有實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立設(shè)課；不同實(shí)驗(yàn)課程中相似項(xiàng)目進(jìn)行整合、優(yōu)化

過去，生物分離工程實(shí)驗(yàn)課程附屬于其理論課程，該門實(shí)驗(yàn)課程不是獨(dú)立設(shè)課，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)偏少. 2017版修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱將生物分離工程實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課，并相應(yīng)增加學(xué)時(shí)，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐操作能力起到積極作用. 以前不同實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容有一定的重復(fù)，有必要對(duì)內(nèi)容相同或相似的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行整合和優(yōu)化. 比如，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中均有顯微鏡使用與觀察的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中既有重復(fù)又有不同的內(nèi)容. 為解決這個(gè)問題，筆者在制定實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱時(shí)召集兩門課程的實(shí)驗(yàn)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行整合. 根據(jù)這兩門實(shí)驗(yàn)課程觀察的生物組織及細(xì)胞特點(diǎn)，細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)講授顯微鏡的構(gòu)造和使用低倍物鏡對(duì)動(dòng)植物組織、細(xì)胞進(jìn)行觀察，微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)講授使用高倍物鏡和油鏡對(duì)微生物細(xì)胞進(jìn)行觀察. 這樣，既提高授課效率，又兼顧不同實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn).

2.2.2 實(shí)驗(yàn)課及畢業(yè)論文引入教師科研課題

科研是創(chuàng)新的源頭之一，將科研融入教學(xué)，有利于及時(shí)地將科研所取得的新發(fā)現(xiàn)、新知識(shí)、新技術(shù)輸入到實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力［16］. 例如，生物工程專業(yè)部分教師將拮抗病原真菌功能菌株的篩選、耐藥性基因的分析檢測(cè)、納他霉素發(fā)酵、靈芝多糖發(fā)酵及分離等科研課題分別引入微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、基因工程實(shí)驗(yàn)、微生物工程實(shí)驗(yàn)和生物分離工程實(shí)驗(yàn)等課程及畢業(yè)論文中.

2.2.3 加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

實(shí)訓(xùn)課程是課堂實(shí)驗(yàn)課程的延伸和提升，可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課程的不足. 生物工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建有啤酒生產(chǎn)線校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)生能夠在該生產(chǎn)線上進(jìn)行啤酒發(fā)酵實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn). 通過大量專業(yè)實(shí)踐，學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐操作能力及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力獲得很大的提升. 學(xué)生通過大量實(shí)驗(yàn)實(shí)踐已開發(fā)出“低醇啤酒”、“石榴酒”等酒類品種.

2.3 開展豐富多彩、卓有成效的課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練

在學(xué)生進(jìn)行正常的課堂實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)之外，要求并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課外創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)活動(dòng)，包括生物科技節(jié)、實(shí)驗(yàn)技能大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐科普講座、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目和生物工程產(chǎn)品制作大賽等. 例如，生物工程專業(yè)學(xué)生開發(fā)出新型酸乳、發(fā)酵紅曲和藥用植物功能性食品等項(xiàng)目作品. 課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練在培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神方面起到積極的作用. 比如，2018年，生物工程專業(yè)學(xué)生獲得第二屆全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，優(yōu)勝獎(jiǎng)1項(xiàng)；2019年，生物工程專業(yè)學(xué)生獲得國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目近10項(xiàng).

2.4 加強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)習(xí)，掌握實(shí)際生產(chǎn)流程和工藝，提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力

2.4.1 加大生物工程專業(yè)校外企業(yè)實(shí)習(xí)基地建設(shè)

校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)有很大的距離，局限性較強(qiáng)，而建設(shè)高質(zhì)量的校外企業(yè)實(shí)習(xí)基地是加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要途徑之一［13］. 生物工程專業(yè)現(xiàn)有的校外企業(yè)實(shí)習(xí)基地雖能滿足大部分學(xué)生的專業(yè)實(shí)習(xí)要求，但是還需拓展新的高質(zhì)量實(shí)習(xí)基地. 近2年，生物工程專業(yè)已與豐原集團(tuán)、統(tǒng)一集團(tuán)、吐露港生物科技有限公司、華潤(rùn)金蟾藥業(yè)和皖北藥業(yè)等企業(yè)簽訂實(shí)習(xí)基地協(xié)議書并已派送學(xué)生實(shí)習(xí). 同時(shí)，生物工程專業(yè)將進(jìn)一步與相關(guān)企業(yè)建設(shè)校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合企業(yè)需要的最新研究技術(shù)和發(fā)展方向，制定專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，使實(shí)踐教學(xué)更貼合生產(chǎn)實(shí)際.

2.4.2 實(shí)行專業(yè)教師、企業(yè)高級(jí)技術(shù)人才“雙師型”教學(xué)

校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)技術(shù)人才在理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐方面各有優(yōu)勢(shì). 生物工程專業(yè)聘請(qǐng)校外實(shí)習(xí)基地企業(yè)的高級(jí)技術(shù)人員作為兼職教師，同時(shí)鼓勵(lì)校內(nèi)專業(yè)教師到企業(yè)學(xué)習(xí)一線生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生物工程專業(yè)學(xué)生實(shí)行校內(nèi)專業(yè)教師、校外企業(yè)高級(jí)技術(shù)人才“雙師型”教學(xué)，取得很好的效果. 生物工程專業(yè)已聘請(qǐng)華潤(rùn)金蟾藥業(yè)、安徽科寶生物工程有限公司、豐原集團(tuán)和吐露港生物科技有限公司等企業(yè)的技術(shù)總經(jīng)理?yè)?dān)任兼職教師，使學(xué)生學(xué)好理論知識(shí)的同時(shí)，又可以提高工程素質(zhì).

3 結(jié)語(yǔ)

以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和素質(zhì)的提高為導(dǎo)向，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行多方面有益的探索嘗試. 培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的修訂和完善；改革和優(yōu)化課堂實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)；開展豐富多彩、卓有成效的課外創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐能力訓(xùn)練；加強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐實(shí)習(xí)，掌握實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程等. 教學(xué)實(shí)踐表明，這些改革和探索在培養(yǎng)和提高生物工程專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維、能力和素質(zhì)等方面取得較好的效果，并可為其它專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和素質(zhì)的培養(yǎng)和提升提供借鑒.