產(chǎn)教融合視域下職業(yè)本科“合成生物技術(shù)”課程教學(xué)實踐

吳麗雙，田 健

（1.浙江藥科職業(yè)大學(xué) 浙江 寧波 315100 2.寧波希諾亞海洋生物科技有限公司 浙江 寧波 315100）

2021 年習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)“穩(wěn)步發(fā)展職業(yè)本科教育，建設(shè)一批高水平職業(yè)院校和專業(yè)”。發(fā)展本科層次職業(yè)教育成為我國時代之需。浙江藥科職業(yè)大學(xué)（以下簡稱“我?！保┳鳛槠渲械囊凰究茖哟温殬I(yè)院校，成功申報了合成生物技術(shù)專業(yè)。合成生物學(xué)是生物科學(xué)在21 世紀(jì)發(fā)展出的一門分支學(xué)科，集成了傳統(tǒng)生物學(xué)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)的知識體系和研究方法來設(shè)計新的生物系統(tǒng)和工廠，在生物醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品及環(huán)境等各個領(lǐng)域不斷取得突破[1-3]。因此，作為我校職業(yè)本科合成生物技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程，“合成生物技術(shù)”如何進(jìn)行施教是當(dāng)前亟待解決的實際問題。本科層次職業(yè)教育區(qū)別于其他教育的一個最大的特色和亮點是深度的產(chǎn)教融合以及一體化的產(chǎn)學(xué)研人才培養(yǎng)模式。因此，“合成生物技術(shù)”課程的建設(shè)過程中加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)的深度融合、提高校企合作雙元育人質(zhì)量，是教學(xué)模式探索中的重要一環(huán)。

本研究根據(jù)對合成生物學(xué)相關(guān)企業(yè)的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)一線崗位用人需求的調(diào)研，依托寧波希諾亞海洋生物科技有限公司，結(jié)合學(xué)生的學(xué)情分析，從教學(xué)內(nèi)容選擇與模塊化重構(gòu)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、產(chǎn)教融合實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計等方面，深入探索并實踐產(chǎn)教融合視域下“合成生物技術(shù)”課程的教學(xué)模式，以期在培養(yǎng)該專業(yè)職業(yè)本科高層次技術(shù)技能人才中取得更好的成效。

1 產(chǎn)教融合研究現(xiàn)狀

從《本科層次職業(yè)教育專業(yè)設(shè)置管理辦法（試行）》可知，職業(yè)本科教育的目標(biāo)是培養(yǎng)“高層次的技術(shù)技能”人才[4]。職業(yè)本科教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位：面向行業(yè)產(chǎn)業(yè)的高端領(lǐng)域，培養(yǎng)能從事產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)、科技成果轉(zhuǎn)化、解決復(fù)雜問題和進(jìn)行復(fù)雜操作，具有較強(qiáng)專業(yè)能力、創(chuàng)新能力、方法能力、組織領(lǐng)導(dǎo)能力、可持續(xù)發(fā)展能力和綜合職業(yè)素養(yǎng)的高層次技術(shù)技能人才?？偟膩碚f，職業(yè)本科教育要實踐“產(chǎn)”“科”“教”深度融合的培養(yǎng)模式，要注重專業(yè)理論知識、專業(yè)技術(shù)技能以及人文素養(yǎng)的結(jié)合等[5]。

2019 年《國家職業(yè)教育改革實施方案》明確指出，高校培養(yǎng)技術(shù)技能型人才的關(guān)鍵方式是深化產(chǎn)教融合、校企“雙元”育人[6]。對高等教育法和職業(yè)教育法進(jìn)行文本分析，基于高職院校人才培養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)對本科層次職業(yè)高等學(xué)校和普通高等院校設(shè)置指標(biāo)進(jìn)行比對，就已有本科層次職業(yè)高等學(xué)校辦學(xué)條件進(jìn)行梳理剖析，結(jié)果均顯示，產(chǎn)教融合度是本科層次職業(yè)高等學(xué)校設(shè)置的主要壁壘，也是優(yōu)化職業(yè)教育類型定位之主要表征[7]。設(shè)置、興辦和評估本科層次職業(yè)高等學(xué)校，均應(yīng)將產(chǎn)教融合視為重要突破口和關(guān)鍵績點。

一直以來，我校與寧波希諾亞海洋生物科技有限公司有著緊密的產(chǎn)學(xué)研合作，因此，教學(xué)團(tuán)隊就產(chǎn)教融合視域下的“合成生物技術(shù)”課程的建設(shè)與該企業(yè)進(jìn)行深入的合作，對基于產(chǎn)教融合的教學(xué)模式進(jìn)行了探索與實踐。

2 教學(xué)內(nèi)容的選擇與模塊化重構(gòu)

我校職業(yè)本科教育定位于培養(yǎng)“厚藥德、明藥規(guī)、強(qiáng)藥技、懂智造、接國際”的高層次技術(shù)技能人才?！昂铣缮锛夹g(shù)”課程必須基于行業(yè)工作體系，構(gòu)建基于綜合職業(yè)能力培養(yǎng)的實踐導(dǎo)向課程體系；在課程內(nèi)容方面需要注重技術(shù)技能理論知識的學(xué)習(xí)、技術(shù)技能創(chuàng)新能力培養(yǎng)和研發(fā)實踐能力訓(xùn)練。本研究中該課程教學(xué)內(nèi)容的選擇與模塊化重構(gòu)是基于職業(yè)崗位工作調(diào)研、崗位典型工作任務(wù)分析、崗位職業(yè)能力分析、課程知識體系重構(gòu)、設(shè)計并確定學(xué)習(xí)內(nèi)容等系列過程。

教學(xué)團(tuán)隊將該課程理論知識的授課內(nèi)容分為8 個章節(jié)，系統(tǒng)地闡述了合成生物技術(shù)的概念、原理和應(yīng)用，合成生物系統(tǒng)的基因線路和設(shè)計組裝以及無細(xì)胞合成生物系統(tǒng)，此外介紹了常見的合成生物技術(shù)。表1 描述了每一章節(jié)授課的主要內(nèi)容。該課程先從合成生物技術(shù)相關(guān)的理論基礎(chǔ)知識開始介紹，在此基礎(chǔ)上繼而講述其常用的一些技術(shù)，最后說明其應(yīng)用范圍，特別是在藥物領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，還通過項目化作業(yè)的形式，介紹學(xué)生自主學(xué)習(xí)國際基因工程機(jī)器大賽（iGEM）和國內(nèi)合成生物學(xué)競賽相關(guān)案例，并進(jìn)行PPT 展示，有助于鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力、信息搜集能力和提煉總結(jié)能力等。

表1 課程章節(jié)及主要授課內(nèi)容

授課實踐環(huán)節(jié)特別注重前沿技術(shù)，根據(jù)合成生物技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，將最新前沿研究成果融入課程。在課前，教師從雜志期刊、微信公眾號、新聞網(wǎng)站等渠道及時獲取該領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，以案例形式進(jìn)入教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，在備課期間錄制一些合成生物領(lǐng)域相關(guān)的會議講座，在課堂上供學(xué)生觀看學(xué)習(xí)，以便跟進(jìn)最新合成生物技術(shù)的發(fā)展。因為該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展迅猛，書籍更新周期較長，故該課程通過互聯(lián)網(wǎng)資源可以使學(xué)生掌握最新的合成生物學(xué)使能技術(shù)，有助于學(xué)生掌握前沿的職業(yè)崗位技能。

3 產(chǎn)教融合實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計

產(chǎn)教融合的實訓(xùn)教學(xué)是基于校企合作項目，通過搭建一個簡單的合成生物學(xué)系統(tǒng)，幫助學(xué)生融會貫通合成生物系統(tǒng)中元件、裝置、系統(tǒng)、底盤細(xì)胞等層級結(jié)構(gòu)，掌握常用的合成生物技術(shù)、簡單合成生物系統(tǒng)的設(shè)計及實驗實施。該實訓(xùn)的整體設(shè)計充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

通過前期理論教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了常見的生物元件如啟動子、核糖體結(jié)合位點、蛋白質(zhì)編碼序列、終止子等。以大腸桿菌為底盤細(xì)胞，每組提供不同的元件，讓學(xué)生參照相應(yīng)的實驗流程進(jìn)行實驗，構(gòu)建一個簡單的生物系統(tǒng)，并進(jìn)行后續(xù)的產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)以及產(chǎn)物分離純化。該實訓(xùn)內(nèi)容不僅包含上游的菌株構(gòu)建技術(shù)，還包含下游的分離純化等技術(shù)，有助于拓寬學(xué)生對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的認(rèn)知。

首先，學(xué)生進(jìn)行分組，每組團(tuán)隊進(jìn)行實驗設(shè)計，包括實驗?zāi)康?、原理、試劑、儀器、方法、預(yù)期結(jié)果等，以及實驗試劑的選擇與采購。每組需提交一份方案，教師進(jìn)行點評，每組方案經(jīng)過修改至后期能順利完成實驗為止。其次，每組學(xué)生按照各自的實驗方案進(jìn)行實驗操作，教師實時跟進(jìn)，以便解決學(xué)生實驗過程中遇到的問題。在實踐教學(xué)過程中，學(xué)生設(shè)計的實驗方案在實驗過程中可能遇到各種各樣的難題，教師給予及時的點撥，共同討論分析可能的原因，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的興致高昂，也提高了學(xué)習(xí)的自信心。最后是復(fù)盤，學(xué)生撰寫總結(jié)實驗報告，內(nèi)容包括實驗試劑的選擇與采購、實驗方案設(shè)計、實驗原始數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果討論分析，分析實驗過程中遇到問題的可能原因及解決方法，從而加深理解。圖1 所示是學(xué)生分離純化出來的表達(dá)產(chǎn)物。

圖1 學(xué)生分離純化出來的表達(dá)產(chǎn)物

4 課程考核方式與教學(xué)成效

課程的考核方式采用平時常規(guī)評價（40%）、過程與結(jié)果評價（20%）以及期末考試（40%）相結(jié)合的考核方式。平時常規(guī)評價由考勤、回答問題、課后練習(xí)、隨堂測試、主題討論組成。過程與結(jié)果評價主要是項目化作業(yè)，由4―6 個學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，制作PPT，進(jìn)行案例講解，全體參與提問、討論，教師點評。為了考查學(xué)生對本課程相關(guān)職業(yè)技能的掌握情況，期末考試題目設(shè)置了關(guān)于常用合成生物技術(shù)的使用場景的考題，以及關(guān)于簡單合成生物系統(tǒng)的設(shè)計的題型。結(jié)果顯示，78.4%的同學(xué)的成績在80 分以上，可見大部分同學(xué)較好地掌握了課程所傳遞的知識。此外，通過問卷調(diào)研了同學(xué)們對本課程的滿意度，同學(xué)們對教學(xué)效果的滿意度較高，特別是實訓(xùn)教學(xué)部分，同學(xué)們紛紛表示該實訓(xùn)內(nèi)容對他們的職業(yè)技能的掌握起到了很大的幫助，培養(yǎng)了其提出問題、分析問題與解決問題的能力，其中項目性質(zhì)的實訓(xùn)內(nèi)容訓(xùn)練了其對知識的融會貫通能力，了解了就業(yè)崗位典型工作任務(wù)、崗位職業(yè)技能，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

5 結(jié)語

教學(xué)團(tuán)隊以行業(yè)需求為導(dǎo)向，從理論教學(xué)內(nèi)容的選擇與模塊化重構(gòu)、產(chǎn)教融合實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計、實訓(xùn)室建設(shè)等方面對“合成生物技術(shù)”課程產(chǎn)教深度融合進(jìn)行了探索和實踐。本課程基于產(chǎn)學(xué)研的教學(xué)、實訓(xùn)內(nèi)容極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，拓寬了學(xué)生對本專業(yè)的視角，提高了學(xué)生的崗位職業(yè)技術(shù)能力，訓(xùn)練了學(xué)生的思維設(shè)計能力。職業(yè)本科教育要踐行“產(chǎn)”“科”“教”深度融合的培養(yǎng)模式，產(chǎn)教融合度是本科層次職業(yè)高等學(xué)校設(shè)置的主要壁壘，本研究基于產(chǎn)教融合的“合成生物技術(shù)”課程教學(xué)模式取得了較好的教學(xué)效果，同時基于校企合作項目的實訓(xùn)內(nèi)容，也反哺企業(yè)?？偟膩碚f，該教學(xué)實踐成果有望在后期通過多輪的教學(xué)實踐，不斷調(diào)整優(yōu)化課程內(nèi)容；加深校企合作與交流，緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢，提升畢業(yè)生適應(yīng)崗位的能力。