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生物工程专业教学体系改革范文

时间:2022-02-17 09:47:32

生物工程专业教学体系改革

一、生物工程专业教学体系现状及问题

(一)生物工程专业规范方面在招生规模不断扩大的环境下,增设生物工程专业成为许多高校的办学热点之一。由于各高校办学基础参差不齐,在制订人才培养方案教学计划时,差别较大,甚至差异迥然。一些缺乏工科办学条件的师范院校开办生物工程专业的过程中,在制订教学计划时过于突出基础理论知识和实验技能结构模块,对工程知识传授与工程实践培训则鲜有涉足;而一些地方工科院校的教学计划中不仅生物基础理论模块十分薄弱,且受办学成本限制,对工程技能培养也相当弱化,课程能减则减,学时能缩则缩。通过问卷调查和实地调研,发现部分高校生物工程专业办学思路不清晰,生物工程专业与生物技术专业人才培养目标混淆、人才培养方案雷同,教学计划制订程序不严谨欠规范,校内校外均缺乏严格的专家认证过程,导致教学计划安排随意性明显,没有意识到生物工程专业工程应用性强的特点并加以落实和强化。因此,制订统一规范的生物专业教学质量标准已经成为生物工程专业办学工程中亟待解决的关键问题。

(二)工程技术实践教学环节方面在我国,一些高校生物工程教育往往重书本、轻实践,重知识、轻能力,重科研、轻教学,导致学生的理论知识与实践脱节。目前国内部分高校的生物工程专业学生大多数对运用综合知识解决问题的重要性以及工程设计缺少理解,觉得科学比技术更重要,这也正是这些生物工程专业工科教育不重视实验教学和工程设计的误区,导致学生缺少综合实验设计和工程设计的经历。此外,实验教学内容基本以验证性实验为主,教师把实验的内容、操作方法与步骤、报告格式甚至每一步得到什么结果等都写得清清楚楚,学生依葫芦画瓢,机械地完成操作,缺少主动积极的思考。综合性实验也由于学生人数偏多、设备台套数不足,动手操作的少,旁观的多,教学质量大受折扣。而设计性实验更是凤毛麟角。生物工程专业工程实习教学则包含认识实习、生产实习、毕业实习等环节,一般以校外为主,校外实习基地是工程训练最好的场所,是工程教育必不可少的前提条件。一些学校由于经费紧张,实习经费偏少,实习基地的建设经费往往由企业单方面提供。由于国家经济体制改革等外部环境的变化,尽管不少高校与多家企业签订了校外实习基地的合作协议,但仍然存在很多问题。绝大多数企业接收学生实习没有制度约束和政策支持,对学生实习热情不高,而生物工程专业相关企业又相对偏少,导致一些新增生物工程专业实习单位不对口,实习内容能减则减,实习过程流于形式,质量难以保证,常常是走马观花,草草结束,难以发挥实习应有的作用。

(三)实践教学过程控制及考核方式方面高等学校生物工程专业一般都建立严格系统的理论课程教学过程监控措施和考核评价办法,而一些高校对实践教学却往往缺乏有效的全过程监督和健全的考核评价制度,或没有认真落实和执行。构建行之有效的实践教学过程控制体系是生物工程专业实践教学质量得以保证的前体也是实践教学环节的难点,由于实践教学流动性强、机动性明显,不易对学生实践过程进行实时监控并给出准确评价,因此,少数地方高校生物工程专业实习指导教师往往采取点名制方式进行过程控制,对于实践效果则依赖于最后的实践理论考试,考试内容通常属于死记硬背的知识点,极少有学生不及格。通过考试的方式考核学生的实践效果仍旧属于应试教育,导致学生对实践教学没有产生足够的重视,抹杀了学生兴趣,阻碍了个性发展,确实难以真实反映学生的工程技术实践能力和水平。因此,有必要强化生物工程专业实践教学过程控制,建立完善的监控方案,并不断改进实践教学考核办法,高质量的实践教学才能得到保证。

(四)师资队伍建设方面近年来,虽然新增生物工程专业教师队伍中引进了大量的具有生物专业背景的博士人才,有效解决了多年来教师队伍整体学历学位偏低的问题。通过问卷调查和统计发现,这些新增专业新进教师相当数量属于学术型的,擅长科研学问研究,很少在企业工作过,从学校到学校,大多数缺乏工程技术学习和研究经历。由于缺乏工程实践环节的专门训练,自身尚不能成为行家能手,因此难以胜任相关的实践指导工作,况且一些高校为这些教师创造培训、进修、企业锻炼的机会也有一定的限制。在教学过程中,导致这些高校部分生物专业教师宁愿多上些理论课,也不肯指导学生进行生产实践。即使在举足轻重的毕业(论文)设计教学环节中,选择毕业论文的多,采用毕业设计教学方式的则寥寥无几,极少数高校新增生物工程专业甚至清一色的采取毕业论文形式。这些现象严重制约了生物工程专业学生工程技术创新能力的培养,有悖于专业培养目标。目前,特别是新增生物工程专业教师队伍仍然存在结构不合理、缺乏具有“双师型”教师、师资专业背景比例失衡、专业教师缺乏工程实践经历等问题。(五)工程师培养体系方面近年来,教育部联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),该计划就是要培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。“卓越计划”具有三个特点:一是行业企业深度参与培养过程,二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才,三是强化培养学生的工程能力和创新能力。经审核,教育部最终批准61所高校成为首批批准的“卓越计划”实施高校,一批涉及工程与工艺的工科专业成为试点专业。相比而言,属于朝阳产业的生物行业尚在培育、壮大过程中,虽然许多从事生物工程教育的人士已经意识到“卓越计划”对生物产业发展的重要性,但是部分相关企业并未深度参与到一些高校生物专业工程技术人才培养过程中,产学研合作教育的空间依然广阔,职业资格制度有待进一步完善,工程师培养体系尚不够健全。为了适应国家工程教育发展新趋势,必须进一步加强生物工程专业工程教育与其相关产业的合作,使得人才培养和技术创新这两条驱动生物行业经济可持续高速发展的主要链条灵活运转。

二、生物工程专业教学体系改革措施及途径

(一)规范专业教学质量标准,明确工科办学思路我国生物工程专业正式设立时,对本科专业培养目标作了明确规定:通过各种教育教学活动培养学生德、智、体、美全面发展,具有健全的人格、正确的世界观、人生观和价值观,适应市场经济体制和改革开放需要,具备良好的人文社科基础知识和人文修养,具备生物技术基本知识、掌握现代生物工程技术及其产业化科学原理、工艺过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、产品技术研究开发、质量检测和企业管理的适应社会主义现代化建设和地方经济社会发展需要应用型高级技术人才。在构筑生物工程人才培养体系时,要重视生物基础、化学、生物化学工程等基本知识单元的设计,以此组成专业核心知识体系,体现专业的本质、交叉与融合。高校专业教学计划的制订要兼顾个性差异,留有足够的个性化发展的空间。具体专业基础课程和专业课程按各校的特色和条件设定,特别是选修课程更要体现不同学校的基础和专业定位,如生物制药、环境生物工程、发酵工艺、能源生物工程、生物材料等,以适应不同学校的学生来源、教育资源的差异以及培养目标的行业方向和特色。

(二)强化实践性环节教学,确保工程技术教学质量在实验教学方面,逐步减少认识性、验证性实验内容,增加综合性、设计性实验的比例以及研究性实验。根据实验内容的内在联系,科学地综合实验技术和实验方法,积极引用生物技术与工程领域的科研新成果和社会应用新项目,引入国内外方法成熟、适合本科实验教学的先进的实验项目,激发学生实验的兴趣,培养学生的科学思维和创新能力。生物工程专业实验课程应当有体现工程技术训练的内容,不应仅限于生物工艺技能,而应有所拓展。为了保证实验教学质量,应逐步加强实验仪器设备投入和加快实验室建设,扩大实验室开放力度,提高实验室综合利用率;利用省级科技创新平台和省级实验教学示范中心平台,搭建具有生物工程技术环境的实践教学平台;引进企业的资源和设备,与企业合作共建实验室,模拟现场工程环境。在工程实践教学方面,分层次构建完整的“生物工程专业工程实践与工程应用教学体系”。通过课程设计、毕业设计等环节培养学生综合应用工程能力与初步设计能力,利用生物工程仿真技术、校内外工程实践等环节培养学生的工程实践与工程应用能力。为保证工程实践教学质量,应着重加强校内外实训基地建设,为顺利完成工程实践教学提供必备的条件和环境。通过与企业联合投资生物产品中试生产设备、购置生物工程仿真装置等方式构建校内工程训练中心。工程训练中心是拥有或模拟一个真实的生产系统,完成一个具体的生产过程,可以实现或模拟真实的产品生产,给学生提供一个系统而真实的工程实践环境,学生可以按教学要求逐个环节进行安装、调试、运行和生产,这个训练过程在企业的实习过程是根本无法做到的。生物产业属于朝阳行业,新产品、新技术不断涌现,通过引导、扶持、政策倾斜等方式鼓励教师和学生创办生物工程企业。同时积极寻求一种校企共赢的产学合作模式,提高企业与高校合作的积极性,这是校企合作实践基地能够顺利建设和良好运行的关键。积极推进工程实践教学内容改革,整合实践教学环节,使校内实践和企业综合实践相辅相成,从而确保并不断提高生物工程专业学生的工程技术能力。

(三)改进实践教学方法和方式,健全教学考核评价体系改革传统的生物工程专业实践教学方法,着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于产品的学习等多种实践学习方法,采取产品带动,设备配套,工艺优化,动手操作与学习思考相结合,基本原理和现场实际相结合,现场教学、双向交流式教学和研讨式教学为主,紧密结合工程技术实际情况,不断培养学生的动手能力并开发学生的思维,调动学生的工程技术学习兴趣和学习热情。生物工程专业实践教学过程往往是连续的多过程,基于工段分批轮换方式进行实践教学安排是一种高效可控的途径,化整为零,既可减少相关企业的人员增加压力,又能提高学生的实践效果,学生可以接触并了解全部生产工艺,并能掌握整套设备的调试和操作方法,同时有利于对教学过程进行实时监控,分阶段对学生进行考核,并作为能否顺利进入下一生产环节的依据。在考核环节上,改变传统单一笔试考核和标准答案的评价方式,采取现场答辩、实践总结、不同产品工程工艺设计等灵活多变的方法,并结合实习单位提供的完整的考勤考核记录、企业指导工程师开出的实习个人评价等辅助考核方式,重在考核学生的工程技术知识掌握水平和应用能力以及创造性思维,为实习顺利开展构筑坚实的平台与保障。

(四)拓展师资队伍建设渠道,构建高素质的“双师型”师资队伍培养生物工程技术专业人才的关键是打造一支具备较强的工程实践能力和设计创造能力的教育师资队伍。作为工学专业,生物工程专业在教师构成上必须保证有一定数量的工程背景的教师参与到教学实践过程中,同时生物学方面背景的教师也应占有一定的比例。各种背景教师所占具体比例不能一概而论,可依据各校的特点应进行适当的建设。专业教师引进或录用考核时,除考察理论研究水平和外,对具有工程实践经验的“双师型”教师,优先引进和录用,在引进待遇上给予适当倾斜。同时要为缺少工程实践经历的在职教师创造条件,派遣其到企业单位顶岗工作,鼓励教师借助生产实习机会,接受企业生产训练。支持教师和企业进行产学研合作,形成校企互动模式,在为企业开发新产品、引进新工艺、改造旧设备等生产实践过程中培养和提高一批专业教师的工程经验,构建一支高素质的“双师型”师资队伍。同时聘请企业中工程技术水平高、实践工作经验丰富的高级技术人员作为兼职教师,签订兼职教师协议,到校或在企业进行生产实践理论教学,指导学生进行课程设计、生产实习、毕业设计等相关实践教学工作。

(五)搭建校企合作办学平台,力促行业参与人才培养过程“卓越计划”的典型特点是校企对接,行业深度参与工程技术人才培养过程。虽然生物工程专业基本还未纳入“卓越计划”试点专业行列之中,但是作为工科专业必须适应国家工程教育发展趋势,积极推行“3+1”、“2.5+1.5”等培养模式,探索一条符合生物行业“卓越”工程师培养要求的校企合作办学之路,让企业纳入人才培养过程,为“卓越计划”全面实施作好准备。因此,按照“国家通用标准和生物行业要求”的原则,通过校企合作途径,利用学校和企业两种不同的教育环境和资源,以工程意识、工程素质培养为基础,以工程实践能力和创新精神培养为主线,搭建基础实践、专业实践、企业综合实践等平台,由校企共同实施培养过程,培养学生工程实践能力和创新精神,共同评价培养质量,形成具有产学研特色的培养模式。

作者:高健李凤伟薛锋单位:盐城工学院化学与生物工程学院

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