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生物工程应用型人才的培养

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1国内外在高级应用型本科人才培养方面的研究现状

西方高等教育应用型人才培养模式创建较早,其模式大致可分为FH模式、CBE模式和TAFE模式。德国上世纪60年代末70年代初建立的应用科技大学(FH)作为一种高等应用型人才培养模式十分注重基础理论知识传授、面向实践的教学及学生面向应用的研究、发展和技术转化能力的训练有机结合,首次提出了所谓的“3+1”培养模式;“以能力培养为中心的教育教学体系”(CBE)主要在加拿大、美国、英国等发达国家较为广泛运用。CBE模式实际上是一种以职业综合能力为基础、以胜任岗位要求为出发点的教学体系。TAFE即“技术与继续教育”。是以澳大利亚为代表的人才培养模式。纵观发达国家高等教育应用型人才培养模式,发现西方教育与企业和实际市场需求紧密结合,在课程设置、教学手段、实践实习等方面有许多成功经验。主要体现在以下几个方面:其一,教学计划及课程设置以实用为目标,重视学生操作能力的培养,建立以就业为导向、面向岗位群的应用型人才培养体系;其二,重视开展“发现教学”,鼓励创造性思维,激发学生的学习潜能;其三,注重将企业实习纳入大学课程,重视实验和实践性教学。我国近几年也涌现出了一批关于应用型人才培养的成果,研究涉及的学科有工科、理科土木工程类、机械类、化工类、食品科学、生物医药工程等。但是关于如何加强生物类包括生物工程类本科生应用型人才培养的培养模式、课程体系及教学手段、教学管理等相关研究尚不多见。而且,由于各高校发展方向不同、所处地域经济发展类型不同,即使同一专业其专业方向设置、师资结构等都有差异,因此在研究应用型人才培养时应在国家教育规划大方向指引下结合自身特点构建适合的培养模式。

2生物工程类应用型人才培养的教学改革探索

烟台大学是一所教学研究型的地方性普通高校,其生物工程专业由原来的发酵工程专业演变而来,期间经北京大学和清华大学的援建指导,经过近20年的发展,目前已经发展有海洋生化工程、生物制药和微生物与发酵工程三个方向,所设置的课程体系和教学模式基本沿用北大、清华等重点院校的培养方案。但是随着生物工程行业的快速发展和学校资源限制及目前的政策、评价体制等原因,使得在现行的人才培养方案下,我校生物工程类本科生不能很好的达到应用型本科人才应具备的创新性、能力性、复合性和实践性的特点。因此如何结合学校自身特点和区域经济特点,探讨“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的高素质应用型人才的培养方式是当前高校尤其是地方普通高校生物类专业所面临的主要问题。我校经过3~5年的探索,从培养高级应用型人才的目标出发,先后对生物工程专业培养方案进行了两次修订,在不违背教育部总体培养方案的原则下,结合我校本专业实际情况,从课程体系、教育模式和实践教学改革方面进行了探索,取得了一定的效果。

2.1“重实践性、增加灵活性”课程体系的重构传统的培养方案中,学生在第7学期仍是以课堂理论教学为主的专业课学习。虽然也设置了科研技能课能实践环节,由于课堂教学占据了学生大部分时间,因此学生真正参与科研实践的时间很少,达不到培养的目的。同时,由于我校与中科院海岸带研究、中科院海洋所等都有密切的交流,而中科院所由于项目多,学生少,因此他们非常希望我们专业三、四年级的学生能够去他们那里做实验,如果是这样,也正好可以弥补目前我校本专业教师承担应用型项目较少和实验室紧张的不足。但是,由于第6~7学期的课堂理论课占据了学生大部分时间,使得学生不能拿出整块时间去做实验。针对这种情况,我们新的培养方案中,尝试增加专业限选课和任选课的选择自有度,引入“创新学分”和“课外学分”,通过学校与合作单位签订合同,发挥我院教师与海岸带研究所、海洋所等中科院系统长期合作的优势,探讨资源优化、互惠互利、学分互认的可操作性,加强学生应用型能力培养平台建设。这样学生既可以有更多的时间直接参与科研实践,又能保证修完学分,并能很好的将理论课与科研实践结合,达到活学活用的目的,加强创新、创业能力和应用能力的培养和训练。

2.2教育方式、教学手段的优化根据应用型人才培养的特点,研究和借鉴发达国家和国内其他高校专业教育的先进经验,我们通过优化组织教育过程,打破旧有的教与学的组合形式和封闭的教学局面,探索“开放式教学体系”、“发现教学”、“流动教学”、“仿真教学”等教学方式及“项目驱动式”、“研讨式”等教学手段的实施及应用。比如,《厌氧发酵工艺学》、《抗生素发酵工艺》等一些工艺学课程,如果仅简单的在课堂上讲授课本上的文字,会枯燥而抽象,学生印象不深。我们在教学中采用计算机模拟仿真软件,可以在课堂上直接给学生演示整个工艺流程,学生也可以通过计算机自己操作整个工艺过程,达到极好的教学效果。一些前瞻性较强的专业课程,如《酶工程》课程当中“酶的应用”部分,课堂授课打破传统的老师讲学生听的模式,采用“研讨式”教学手段,先将学生分成小组,规定好讨论的题目和大纲,然后让学生以小组研讨形式通过文献查阅、整理,获得相关题目的资料,整理成课件,最后每组派出人选在课堂上进行汇报。“研讨式”教学模式可以很好的激发学生自主学习的动力,锻炼其文献查阅、整理、课件制作和汇报等实践能力。“流动教学”是指针对每门课的具体授课内容,可以灵活授课地点(备注:一般高校教学规定课堂理论教学地点在计划下达时已经给定,一般是不允许随意换的),结合实物操作给学生做讲解,甚至让他们操作,这样也会有利于培养学生的应用能力。如《生物工程设备》课中关于发酵罐的内容,虽然老师们的课件里都会有发酵罐的构造图,但是这样的讲解仍然会很抽象,如果这堂课的内容能灵活搬到实验室让以一台发酵罐实物为例来讲,甚至让同学按流程操作,那么学生的实践应用能力自然会增强。“项目驱动式”教学则是要求承担科研项目的老师在授课时,能够结合授课内容,加入自己科研项目的成果,以启发、增强学生理论联系实际的能力。

2.3多层次、多元化实践教学体系的构建途径实践环节的教育对应用型人才的培养极其重要。目前现行的生物工程本科专业培养方案中规定的实践教学主要包括第四学期的认识实习或安排在第6学期末或第7学期初的生产实习,有些院校还会针对三年级以上学生开设科研技能课作为选修实践课程。但是,由于一方面扩招带来学生数量较多使得集中实习时一个工厂难以容纳;另一方面工厂现在都是大型连续化生产,要求生产连续稳定,同时从安全管理角度考虑,多数企业不愿也没有能力接受太多学生到车间实习,因此学生实地考察时只能看不能动,缺乏上岗操作的机会,使得实习环节多数流于形式,无法达到实践教学的目的。针对目前实践环节中存在的突出问题,借鉴国内外其他大学成功的经验,我们探索构建多层次、多元化实践教学体系,即打破传统学生在统一时间以统一的模式到工厂实习的实践教学模式,以加强原有课程设置中的实习、实践环节为基础,探讨增加“创新实验课”、校内实习基地(开放实验室)、校企联合培养等多个途径来构建从课堂内系统的、综合性的实践技能训练到课外的自助式开放实验、专业素质拓展训练和校外实习相结合的实践培养体系。

首先,调整培养方案,将理论教学全部安排在前六个学期,将生产实习环节和毕业论文(设计)相结合,集中在第7~8学期完成,这样学生就会有更多相对集中地时间更好的完成实践任务;其次,打破实习只有几个相对固定的老师指导的模式,鼓励本专业所有老师提供实习岗位和要求,并将提供的岗位分为“生产型”和“研发型”,让学生结合自身的就业目标进行选择。这样虽然教学管理会繁琐些,但是学生可以被分流到更多的实践岗位上,人数减少,实习时间增加,企业也愿意接受。同时,还增设了“创新实验课”和“开放实验室”项目,即,请在科研、生产方面有经验的老师结合自身的研究课题,提出创新实验项目,学生可以根据自己的兴趣爱好进行答辩、申报,申请立项,如果获批学院会提供相应的经费和实验室,供学生进行创新研究。并且“创新实验课”和“开放实验室”项目不仅可以在本校完成,还可将其推广到与我院有长期合作关系的中科研相关院所,所修学分互相认可,使学生收益匪浅。以上所有实践环节都可以和学生的考研、就业和最后一学期的毕业论文(设计)紧密关联,也解决了传统培养方案中第八学期的毕业论文(设计)环节由于时间短(一般学生在实验室的时间只有2~2.5个月),出现流于形式,达不到培养目的的问题。

3结束语

生物工程产业是一个多学科交叉渗透的高新技术产业,是生命科学研究成果产业化的关键工程技术学科,同时也是技术更新非常快的一个领域,这一学科性质对于高校应用型人才培养提出了严峻的挑战,因此学校必须结合区域经济发展特点和自身办学条件,改革传统的教学模式,探索新的应用型人才培养方案,构建自身特色的生物工程本科人才教育模式,才能使高校生物工程专业人才培养与生物工程产业的发展相一致。

作者:孙利芹单位:烟台大学生命科学学院

生物工程学报责任编辑:田老师    阅读:人次