生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新體系構(gòu)建

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1創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建思路

1．1實(shí)踐課程體系的系統(tǒng)性

分析山東地區(qū)生物工程企業(yè)對(duì)人才需求的實(shí)際情況，結(jié)合生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和我校課程開發(fā)理論，對(duì)生物工程專業(yè)課程體系進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，構(gòu)建了由基礎(chǔ)實(shí)踐課程、綜合實(shí)踐課程、設(shè)計(jì)實(shí)踐課程和研究創(chuàng)新實(shí)踐課程構(gòu)成的四層次實(shí)踐課程體系．基礎(chǔ)實(shí)踐課程包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、無(wú)機(jī)生物實(shí)驗(yàn)、有機(jī)生物實(shí)驗(yàn)、分析生物實(shí)驗(yàn)、物理生物實(shí)驗(yàn)、生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)和微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等．綜合實(shí)踐課程包括工廠實(shí)習(xí)、生工綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)．設(shè)計(jì)實(shí)踐課程包括C語(yǔ)言程序課程設(shè)計(jì)、工程制圖課程設(shè)計(jì)、生工單元操作課程設(shè)計(jì)、車間與工廠課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)．研究創(chuàng)新實(shí)踐課程主要有專業(yè)基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文和課外科技創(chuàng)新活動(dòng)等實(shí)踐環(huán)節(jié)．

1．2科研基礎(chǔ)訓(xùn)練（研究－創(chuàng)新型）

生物工程學(xué)科重在實(shí)驗(yàn)，科研是培養(yǎng)本科生創(chuàng)新能力的重要途徑，許多知名大學(xué)都將本科生的科研教學(xué)納入培養(yǎng)計(jì)劃中．我院除了各種常規(guī)的教學(xué)實(shí)踐、社會(huì)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐外，還可設(shè)了多種其他形式的實(shí)踐教學(xué)：從新生研討課、實(shí)驗(yàn)室探究課、SRT（大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃）、高年級(jí)的專題研討課、到大學(xué)四年級(jí)的綜合論文訓(xùn)練，在時(shí)間與空間上都為不同年級(jí)的本科生科研實(shí)踐提供了平臺(tái)．曲阜師范大學(xué)的夏季學(xué)期主要用于安排集中實(shí)踐環(huán)節(jié)，師生們普遍認(rèn)為，在這樣一段比較集中的時(shí)間里主要進(jìn)行以實(shí)踐教育、合作教育為主的教育教學(xué)活動(dòng)，活動(dòng)多，收益大，效果好．在本科生從大一、大二基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)向大三、大四專業(yè)課程學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)折關(guān)鍵時(shí)期，如何保證學(xué)生順利實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方法的轉(zhuǎn)變，鞏固已學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，明確基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能在專業(yè)課學(xué)習(xí)中的重要地位與作用，加強(qiáng)對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的感性認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)課與專業(yè)課學(xué)習(xí)的良性銜接，為同一年級(jí)的所有本科生盡早了解和熟悉本專業(yè)科研領(lǐng)域內(nèi)涵、掌握本專業(yè)科研工作的基本方法論提供一個(gè)有效的實(shí)踐平臺(tái)，一直是曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院本科生人才培養(yǎng)過程中深入思考和探索的問題．曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院充分利用本院優(yōu)質(zhì)的師資力量、學(xué)科優(yōu)勢(shì)和科研優(yōu)勢(shì)，將其轉(zhuǎn)化為本科教學(xué)優(yōu)勢(shì)，為課程開設(shè)提供強(qiáng)大的物質(zhì)支持和力量保證．課程是由全院所有教師和研究生參與，以全院所有實(shí)驗(yàn)室為依托的新型暑期實(shí)踐課程，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)組織與管理為本課程教學(xué)計(jì)劃的有效實(shí)施提供了強(qiáng)有力的組織保障．以講座和實(shí)驗(yàn)室研究訓(xùn)練為課程的主要形式，力求將教學(xué)與科研有機(jī)結(jié)合，為本科生研究訓(xùn)練提供方法和指導(dǎo)，構(gòu)建一個(gè)本科生向全院所有教師、研究生學(xué)習(xí)、交流的平臺(tái)，探索一種本科生基礎(chǔ)研究能力培養(yǎng)的新模式．該課程在激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)的熱愛和自豪感、促進(jìn)學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度的改變、科研作風(fēng)的培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)等方面，起到了積極地促進(jìn)作用．

1．3不同類型的校外實(shí)習(xí)

校外實(shí)習(xí)堅(jiān)持生工概念實(shí)習(xí)（一年級(jí)）、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)（二年級(jí)）與生產(chǎn)實(shí)習(xí)（三年級(jí)）三個(gè)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的工業(yè)實(shí)踐能力，形成了一個(gè)完整的、由易到難的、全院所有教師都參與的工程實(shí)踐教學(xué)體系，使各年級(jí)學(xué)生的暑期都有不同層次的校外工程實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)．生工概念實(shí)習(xí)：通過參觀和講授的形式，選取3－4個(gè)典型的工廠，先在校講授工藝過程，然后帶領(lǐng)學(xué)生到現(xiàn)場(chǎng)參觀．全面了解生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備，初步建立物料衡算、能量衡算、產(chǎn)品工程、經(jīng)濟(jì)核算、生產(chǎn)安全和環(huán)境保護(hù)的概念．使大一學(xué)生全面了解生科院各專業(yè)的服務(wù)領(lǐng)域，為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)打下感性的基礎(chǔ)．認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)：在第二學(xué)年的暑期進(jìn)行，此時(shí)學(xué)生已學(xué)習(xí)過“化工原理”．利用1－2周的時(shí)間到現(xiàn)場(chǎng)了解生工工藝、設(shè)備及流程，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，學(xué)生收獲頗豐．生產(chǎn)實(shí)習(xí)：在第三學(xué)年的暑期進(jìn)行，主要完成崗位流程實(shí)習(xí)，專題研究報(bào)告，同時(shí)要結(jié)合實(shí)踐過程，廣泛進(jìn)行交流，做好社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)調(diào)查，最后完成崗位流程實(shí)習(xí)報(bào)告、專題研究報(bào)告、社會(huì)實(shí)踐調(diào)查報(bào)告．

1．4綜合論文訓(xùn)練（研究－管理型）

綜合論文訓(xùn)練是由老師出題目，結(jié)合學(xué)生興趣，在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并完成一篇論文，該論文作為學(xué)生的“學(xué)士學(xué)位論文”．在實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練中實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力．

1．5課外科技活動(dòng)（研究－創(chuàng)新型）

學(xué)生的創(chuàng)造性除了通過教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)等過程的培養(yǎng)外，還必須借助課外的各種創(chuàng)新活動(dòng)加以豐富和深化，使學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)向多渠道、開放式、規(guī)?；l(fā)展．課外科技創(chuàng)新和學(xué)科競(jìng)賽是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育的有效載體，對(duì)于促進(jìn)教學(xué)和科研相結(jié)合，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際能力具有積極意義．生科院歷來重視學(xué)生課外科技活動(dòng)的開展，積極組織優(yōu)秀生參加各級(jí)各類學(xué)科競(jìng)賽、設(shè)計(jì)大賽，培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生創(chuàng)新能力、競(jìng)爭(zhēng)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力．豐富多彩的課外科技活動(dòng)作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新能力的重要途徑之一，取得了明顯成效．重視學(xué)生第二課堂的建設(shè)，已有兩批學(xué)生入選“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)性的比賽．生科院鼓勵(lì)和支持學(xué)生參賽，安排專門教師指導(dǎo)并給予經(jīng)費(fèi)支持．學(xué)生多次參加“創(chuàng)新杯”、“數(shù)學(xué)建模比賽”等賽事，取得了優(yōu)異成績(jī)．

2工程實(shí)踐平臺(tái)

針對(duì)曲師大學(xué)生能力的特點(diǎn)，生命科學(xué)學(xué)院提出“分階段培養(yǎng)、分層次教育、多樣化發(fā)展”的工程實(shí)踐教學(xué)體系．將本科生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)貫穿于本科教育的全過程，將實(shí)踐類教學(xué)環(huán)節(jié)分為5個(gè)模塊；包括基礎(chǔ)科學(xué)、人文素質(zhì)、工程技能、專業(yè)能力培養(yǎng)、科研能力訓(xùn)練，并不斷完善實(shí)踐教學(xué)體系，拓寬實(shí)踐教學(xué)范疇，整合實(shí)踐教學(xué)資源，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、工程思維和工程能力．

2．1分階段培養(yǎng)

在大一和第二階段，主要以工程技能，人文素質(zhì)和基礎(chǔ)科學(xué)為主，同時(shí)進(jìn)行概念實(shí)習(xí)和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，為以后的實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．《生物工程科學(xué)導(dǎo)論》是生科院一年級(jí)本科生了解生物工程的第一門課程，曲師大生科院對(duì)這門課程高度重視．定位這門課程既是專業(yè)課程，又是職業(yè)教育課程．生物工業(yè)同時(shí)通過生物生工、材料生工等前沿技術(shù)創(chuàng)新來服務(wù)于人類福祉．為此該課程非常注重開放辦學(xué)，邀請(qǐng)了大型央企的有關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人到曲師大講課，使同學(xué)們了解中國(guó)生物工業(yè)的現(xiàn)狀的未來發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)增強(qiáng)同學(xué)們從事生物工業(yè)的自豪感和責(zé)任感．邀請(qǐng)了諾維信、杰能科等著名跨國(guó)公司的技術(shù)負(fù)責(zé)人為同學(xué)們介紹國(guó)際生物工業(yè)的發(fā)展前沿，特別強(qiáng)調(diào)生物煉制等最新技術(shù)進(jìn)展對(duì)同學(xué)們提出的新的要求．在大二階段，我們深入到工廠第一線進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)．每年我們配備7－8位教師帶隊(duì)，把學(xué)生分成幾個(gè)小組，深入到生工等企業(yè)生產(chǎn)第一線進(jìn)行實(shí)習(xí)．大二剛剛上過《化工原理》課程，學(xué)生看到幾十米高的精餾塔、看到大型的催化裂化反應(yīng)器，體會(huì)到了“大化工”的特點(diǎn)．我們要求學(xué)生繪制工藝流程圖，了解生工的生產(chǎn)特點(diǎn)，要求同學(xué)們爬到幾十高的塔頂，體會(huì)生工的艱辛，培養(yǎng)膽量和毅力．在大三階段，進(jìn)行系統(tǒng)仿真和生產(chǎn)實(shí)習(xí)．生產(chǎn)實(shí)習(xí)對(duì)學(xué)生來說是非常難忘的環(huán)節(jié)，首先是時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我們系要求在工廠的時(shí)間不少于4周，且沒有節(jié)假日．生工生產(chǎn)一般是24小時(shí)連續(xù)化操作，在第一周，要求學(xué)生倒班．有時(shí)候上大夜班，同學(xué)們很不習(xí)慣．但是這就是生工，不習(xí)慣也要習(xí)慣．第二是真刀真槍，后面三周一般是結(jié)合工廠的難題，開展一些實(shí)驗(yàn)研究或者實(shí)踐調(diào)研，原來很多新想法都覺得很容易實(shí)現(xiàn)，可是到了工廠以后，有各種方面的限制，如何量體裁衣，如何經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，是工廠第一線要考慮的事情．第三是培養(yǎng)吃苦耐勞的精神．工廠的條件包括住宿和伙食一般比學(xué)校差，更不用說一些裝置可能會(huì)有噪音其他污染，從事工程研究和工廠生產(chǎn)，不能吃苦是成就不了大事業(yè)的，告訴同學(xué)們從一顆小樹苗成長(zhǎng)為參天大樹是要?dú)v經(jīng)風(fēng)雨的．第四是讓同學(xué)們和工人師傅交朋友，要虛心向他們請(qǐng)教．很多工人師傅可能理論水平不高，但是從事這個(gè)工段的生產(chǎn)幾十年，一聽聲音，一看產(chǎn)品顏色就知道裝置出了什么問題，如何解決．這些經(jīng)驗(yàn)背后都有很深的理論基礎(chǔ)，這些只有我們的同學(xué)和工人師傅多在一起，才能真正將理論和實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)又從這些實(shí)踐中抽提出新的理論．和工廠師傅接觸，更是學(xué)習(xí)如何待人處事．為學(xué)先為人，為事先為人．雖然生產(chǎn)實(shí)習(xí)是第一課堂，但也是第二課堂，二者不分家．教育學(xué)生要尊重勞動(dòng)者，尊重年長(zhǎng)者，要虛心學(xué)習(xí)，誠(chéng)實(shí)待人．在實(shí)習(xí)的時(shí)候，要早一些到辦公室，要有禮貌，要打掃衛(wèi)生，其實(shí)一些細(xì)節(jié)往往體現(xiàn)一個(gè)人的修養(yǎng)和水平．在大四階段，綜合論文訓(xùn)練是對(duì)學(xué)生的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的重要環(huán)節(jié)．學(xué)生要從選題，文獻(xiàn)調(diào)研，確定解決問題的思路，搭建實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)習(xí)分析方法，做實(shí)驗(yàn)，總結(jié)數(shù)據(jù)，可能會(huì)遇到失敗，從新調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，做實(shí)驗(yàn)，總結(jié)數(shù)據(jù)，寫論文．從動(dòng)手、動(dòng)腦到與人相處是一次全方位的鍛煉和提高，尤其是培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力和精神，體會(huì)創(chuàng)新的樂趣和實(shí)驗(yàn)的艱辛，體會(huì)風(fēng)雨之后是彩虹的激動(dòng)，體會(huì)山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村的驚喜，體會(huì)人生就是拼搏．畢業(yè)設(shè)計(jì)也是為研究生階段打下很好的基礎(chǔ)，因?yàn)楣ぷ鞯牧鞒淌且粯拥?，只是研究生階段工作量會(huì)更大一些，要求會(huì)更高一些．本科畢業(yè)設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照程序，首先是開題，每個(gè)教研組都要組織大會(huì)開題，學(xué)生講8分鐘，教師提問5分鐘，一般是在寒假前完成；然后是中期考核，一般是在4月20號(hào)左右完成，學(xué)生講7分鐘，老師提問5分鐘；最后是答辯，學(xué)生講8分鐘，老師提問5分鐘．提出師生互動(dòng)，尤其是突出教師提問，考察學(xué)生的基本知識(shí)和解決問題的能力．畢業(yè)設(shè)計(jì)有大獎(jiǎng)賽，每年從120名學(xué)生中選出10名左右參加系里組織的論文大獎(jiǎng)賽，那是一種榮譽(yù)，激勵(lì)同學(xué)前行；三是檢查機(jī)制，除了教研組，每年主管的教學(xué)副系主任還要進(jìn)行抽查，尤其是對(duì)那些做得不怎么好的學(xué)生，給予提醒；通過這些大量細(xì)致的工作，保證了生科院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的高水平．一分耕耘，一分收獲．據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年30％－40％左右本科畢業(yè)繼續(xù)讀研的同學(xué)，都將本科階段的工作整理發(fā)表了SCI收錄的高水平的研究論文，有些是解決了工廠的實(shí)際問題；每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)不同，興趣不同，成績(jī)也不同，因此要實(shí)行因材施教計(jì)劃．在因材施教方面，生科院比較有特色的工作是SRT計(jì)劃．首先是參與范圍廣，每年會(huì)有40－50項(xiàng)課題列入學(xué)校支持計(jì)劃，二是取得成績(jī)大，在挑戰(zhàn)杯獲獎(jiǎng)．

2．2多樣化發(fā)展

實(shí)踐多樣化有助于百花齊放．為了增強(qiáng)視野，我們每年派同學(xué)到兄弟大學(xué)進(jìn)行實(shí)踐；同時(shí)最近幾年，也有部分外校生科院的本科生到我系實(shí)踐，也和我們的同學(xué)進(jìn)行交流；另外是教師的國(guó)際化視野，每年生科院都會(huì)派青年教師出國(guó)進(jìn)修，拓寬教師的國(guó)際化視野．

2．3企業(yè)平臺(tái)建設(shè)情況

為了將學(xué)生實(shí)踐教育和工程素質(zhì)培養(yǎng)落實(shí)，生命科學(xué)學(xué)院結(jié)合科學(xué)研究與工程技術(shù)開發(fā)，充分利用社會(huì)力量辦學(xué)，簽訂協(xié)議進(jìn)行校外實(shí)踐訓(xùn)練基地．

3創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式的具體效果

3．1學(xué)生科技創(chuàng)新成績(jī)顯著

近四年來，學(xué)生成功申報(bào)并完成了4項(xiàng)山東省教育廳大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃課題、23項(xiàng)校級(jí)大學(xué)生科技創(chuàng)新課題，36篇以科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容撰寫的第一作者學(xué)術(shù)論文，獲山東省生物生工課外科技作品競(jìng)賽一、二、三等獎(jiǎng)分別為8項(xiàng)、6項(xiàng)、5項(xiàng)．

3．2學(xué)生科技創(chuàng)新成果孵化率高

我校生物工程專業(yè)開設(shè)的發(fā)酵工藝及設(shè)備、酶工程、微生物學(xué)、生物分離工程、分子生物學(xué)、生物制藥工藝、基因工程、細(xì)胞工程、藥物制劑學(xué)和藥物分析10門課程中，共開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目67個(gè)．其中70％多是根據(jù)專業(yè)教師科研課題或?qū)W生科技創(chuàng)新課題研究成果改編的．及時(shí)更新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容．十年來，生物工程專業(yè)共培養(yǎng)567畢業(yè)生，其畢業(yè)論文選題直接或者參考專業(yè)教師主持的科研課題、橫向課題和學(xué)生科技創(chuàng)新課題，有23篇畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）獲校級(jí)優(yōu)秀．在校期間，參與課外科技創(chuàng)新活動(dòng)的畢業(yè)生達(dá)180多人，占總?cè)藬?shù)的75％以上，其中繼續(xù)攻讀研究生125人．除考研外，畢業(yè)生就業(yè)率連續(xù)四年保持在92％以上．

3．3專業(yè)教師教學(xué)和科研水平不斷提高

生物工程專業(yè)教師共主持國(guó)家級(jí)基金課題2項(xiàng)、省自然科學(xué)基金課題5項(xiàng)、省科技攻關(guān)課題2項(xiàng)、省教育廳科研課題4項(xiàng)、國(guó)家級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目1項(xiàng)、省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目3項(xiàng)，校教研教改課題3項(xiàng)，教師獲省級(jí)、校級(jí)榮譽(yù)稱號(hào)、評(píng)優(yōu)和獎(jiǎng)勵(lì)等達(dá)10多人次，30多篇，其中被SCI、EI收錄10篇，CSCD核心12篇．極大提高了本專業(yè)教師的教學(xué)與科研水平．雖然我們?cè)趧?chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系的實(shí)踐過程中取得了優(yōu)異成績(jī)，但整個(gè)培養(yǎng)體系還不完善．隨著教學(xué)改革的深入進(jìn)行，我們會(huì)動(dòng)態(tài)地進(jìn)一步完善這個(gè)體系，更有效地促進(jìn)大學(xué)生科學(xué)實(shí)踐觀和價(jià)值觀的形成，形成特色教育，為山東省區(qū)域經(jīng)濟(jì)提供高質(zhì)量的生物工程人才．

作者：于秀玲 車程川 劉金鋒 楊革 單位：山東曲阜師范大學(xué)教務(wù)處 山東曲阜師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院