生物工程專業綜合實踐教學體系探索

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摘要：根據生物工程專業的培養目標和能力要求，提出了以課程實驗教學為基礎，以虛擬仿真訓練、科研培訓、畢業實習、自主創新創業為依托等主要環節的實踐教學體系，為提升生物工程專業學生綜合實踐能力提供參考．

關鍵詞：生物工程；實踐教學；創新體系

1明確培養方案，改革理論與實驗實踐教學

1．1生物工程專業人才定位及培養目標

培養方案與課程體系是否合理直接關系到培養人才的質量［5］．生物工程專業以基因工程為特色，以“重基礎、抓素質、強實踐、跟需求”為辦學理念，遵從教育、教學規律，改革培養模式，完善教學管理制度，規范課程體系，制定出科學且符合國家發展需要的人才培養方案，走多模式辦學之路，建設一個特色鮮明、質量過硬、以“立足西南，服務全國，面向世界”的應用型專業，培養在生物技術與工程等相關領域從事產品生產、工藝設計、生產管理、新產品研發的應用型人才．

1．2“1234計劃”理論教學改革

以培養方案為基礎，實施“1234計劃”課程改革方案，達到以改促教的目的．

1．2．1打造一門重點課程

整合師資力量，更新知識體系，豐富教學內容，改善教學技能，提升教學水平，體現教學藝術，如將《分子生物學》打造成為校級重點課程，中長期打造為市級重點課程．

1．2．2建立2個教學團隊

生物工程上游技術教學團隊和生物工程下游技術團隊．以教學團隊為單位開展教學工作、實施教學改革探索和組織教學研究活動．

1．2．3實行3個鼓勵

鼓勵任課教師開展多種形式的教學改革嘗試，推動教學水平的提高；鼓勵專業教師申請教改項目，以此為抓手，實施先進教學理念的體現；鼓勵專業教師對重點建設課程如分子生物學等開展“雙語教學”的探索和實踐，使生物工程專業教學與國際接軌．

1．2．4開展4項活動

定期邀請國內外專家開展生物工程講座；定期組織專業教師開展專業教學研討活動；定期召開專業教學情況通報會；定期開展科研交流的以研促教活動．

1．3“P2計劃”實驗、實踐教學改革方案

以“培養創新性人才”作為出發點，實施以提高學生動手實踐（Practice）能力和提升（Promotion）綜合創新能力的“P2計劃”，為學有余力的學生設立課外開放性研究課題，旨在提高學生對專業知識學習的興趣，逐步建立科學研究思維，掌握科學研究方法．為實現P2計劃目標，積極爭取各方面資源建立生物工程教學平臺，形成基因工程、發酵工程、生物物質制備與分離工程以及生物信息學4個實驗室，為本科實驗教學和學生創新學習提供支撐平臺，成為學生提高科學實踐能力的基地；組成導師組，指導學生課外科技活動，參與科研項目，參加科技競賽；建設并固定一批與生物工程緊密相關的生產實習基地．

2以實驗課程為基礎，培養科研實驗技能和綜合創新能力

2．1基礎實驗課

學科專業基礎課，主要是讓學生牢固掌握本專業的基本理論知識，為以后的專業學習、專業擴展以及個性發展打下良好的基礎．基礎課程實驗是培養學生的基本實驗技能．如化學實驗、微生物實驗等，主要是對學生基本知識和基本操作技能、技巧的訓練．根據課程特點和開設先后制訂系列大綱，確定完成的訓練任務，各課程圍繞訓練任務精選實驗項目，減少驗證性實驗，形成基礎性、實用性的科學實驗基本能力訓練平臺．同時，積極創造條件，建立開放式實驗室，并制訂畢業設計（論文）規定等規章制度，使實踐教學管理規范化，為實踐教學質量的穩步提高提供條件［6］．

2．2專業發展實驗課程

為了深化生物工程學科專業知識，掌握應用學科理論和進行生物工程專業綜合實習，設置了專業發展課，讓學生有較強的生命科學科研實驗技能和創新能力，能夠勝任有關生命科學及相關領域研究、開發和管理工作．為了培養學生的科研實驗技能和創新能力，以專業實驗課為核心，對本專業的實驗課程進行合理整合，避免多門課程中內容的重復，如將生物化學、微生物學、細胞生物學、分子生物學、基因工程等的實驗課程有機整合，定期討論教學內容，避免實驗重復．注重上下游實驗的有機銜接，如利用基因工程和分子生物學課程中分別做上游的天然DNA獲取、克隆、重組等實驗，利用酶工程和發酵工程進行擴大培養并探索培養條件，利用生物物質分離技術分離純化獲得生物產品．

2．3綜合實踐課程

綜合實踐課程包括社會實踐、科研能力培訓、專業實習、畢業論文等．生物工程學生須完成工程基本技能訓練、生產實習、畢業設計等實踐環節，要求學生綜合應用所學知識進行設計和創新，使學生在充分分析專業相關課程構成和在課程教學規定的基礎上，結合大學生科技創新的研究工作，按照綜合性實驗的教學要求構建新的實驗項目，加強創新能力的培養．通過綜合實踐課程學習，以期實現以下目標：①在實踐中鞏固和提高學生的專業基礎知識，實現專業理論和工程實踐的有機銜接；②結合實踐基地生產實際完成部分專業課程和實踐課程的學習；③培養學生愛崗敬業、團結互助的團隊協作精神．

3以虛擬仿真平臺為補充，縮短社會實習適應期

近10年來，仿真技術在操作技能訓練方面的應用在全世界許多國家得到普及．仿真系統能逼真地模擬工廠開車、停車、正常運行和各種事故狀態的現象，沒有危險性，能節省費用，大大縮短培訓時間［7］．為了縮短學生的社會適應期，構建了生物工程實驗教學仿真中心，并引進了與現場生產裝置非常相似的實習仿真教學系統，如生物分離工程典型工藝單元仿真實驗，讓學生在系統中了解和掌握板框過濾、納濾、離子交換、溶媒萃取、結晶、噴霧干燥等實際生產工藝、設備及原理；通過對工業級發酵工廠3D虛擬現實仿真系統的反復操作，使學生對無菌空氣制備、一級種子培養、二級種子培養、發酵過程多參數優化控制等生產過程有了很深的認識．學生按照具體制訂的實驗方案實施，對仿真軟件中所涉及的主要工藝參數進行實時監控，并對生產過程是否正常做出評判．一旦出現異常，首先根據仿真軟件的實踐經驗和前期測定的數據，提出自己的調整方案，同指導教師討論后對相關操作和參數進行調整，直至生產恢復正常．因此，仿真系統中學生可親自動手操作，不僅提高了專業應用技能，還將所學專業知識與生產實際緊密結合在一起，極大地提高了學生生產實習的興趣和能動性［8］．

4以科學研究和校企合作基地為依托，構建創新能力訓練創業平臺

4．1實行實驗室輪訓制，充實第2課堂內容

充分利用高校實驗室資源優勢開展第二課堂活動，給學生創造更多的自主學習與實踐的時間和空間，這不僅與素質教育要求相一致，而且也成為培養學生實踐能力和創新精神的重要載體［9］．生物工程專業為進一步加大實踐教學覆蓋面，特制定了《生命科學學院非師范專業學生進科研實驗室培訓管理辦法》，要求全部科研實驗室、工程技術中心向本科生開放，每年6月制定培訓計劃并于當年9月吸納2年級學生進入實驗室培訓輪訓，實驗室安排專人負責培訓計劃的實施和管理．輪訓結束后，學生根據自己的興起愛好選擇合適的專業研究方向和指導教師開展進一步的科學研究工作．

4．2開展科學研究，提升綜合實踐技能

生物工程專業依托研究型學院的6個研究團隊和研究平臺吸納本科生進行學術科研活動，在強化學生專業知識功底的同時，為高層次專業化人才培養奠定基礎．學院為鼓勵和支持本科生開展科研實踐活動，制定了《學生科技創新指導獎實施辦法》、《資助獎勵本科學生課外學術科技活動實施辦法》和《本科學生進入科研實驗室培訓管理辦法》，對本科學生的課題申報給予經費配套支持，在綜合測評和推免等工作中加大了學生課外科技成果比例．學院每年舉辦一次“春蕾杯”課外科技學術比賽、創新性實驗設計方案大賽，推動了學院學生課外科技活動的開展，形成了良好的學術氛圍，每年參加科研和創新活動的學生達60％以上．

4．3校內外實踐基地建設

生物工程專業目前專業學習實踐基地主要有三峽庫區生態環境與生物資源省部共建國家重點實驗室培育基地、三峽庫區生態環境教育部重點實驗室、淡水魚類資源與生殖發育教育部重點實驗室、重慶市甘薯工程技術研究中心、西南大學自然博物館、西南大學生態園、西南大學柑橘研究所、縉云山國家自然保護區；生產實踐基地主要有西南藥業股份有限公司、重慶桐君閣藥廠有限公司、重慶威斯騰生物、重慶高校園林花卉工程研究中心等．聘請部分企業人員為學院兼職教授，參與生物工程專業本科學生校外實踐實習教學計劃、培養計劃的制定，并通過專題講座、學術報告等形式對我校相關專業學生進行培訓和指導．

4．4畢業實習（論文）

畢業實習是培養學生綜合創新能力的重要環節，也是就業的起步訓練．畢業實習能夠檢驗學生對所學專業知識的掌握與運用程度，提高學生的實際操作能力，培養學生的工作適應能力，增強學生的綜合素質．生物工程畢業生必須完成研究論文1篇．按照學校本科學生畢業論文（設計）規定，學院要求畢業生選擇1個選題作為畢業選題，堅持做到一人一題，堅持所有論文全部有開題報告制度、全部交叉評閱制度、全部答辯制度．同時，所有論文必須是實驗性研究論文，不能是綜述性論文．正因為要求嚴格，本科論文質量得以保證和穩步提高，一些論文經過整理在核心及以上級別期刊發表．每年畢業論文寫作規范合格率均為100％．

4．5自主創新創業

隨著社會的全面進步與發展，社會需要的不僅僅是品學兼優的學生，更加注重全方位發展的創新型人才，因此現代大學的教育已經不是只注重學生成績，更應該促進大學生將理論與實踐相結合，為大學生提供創業環境，培養大學生創新創業精神［10］．大學生應適應社會，逐漸培養自己的創新實踐能力，對待知識應有自己獨到的見解和想法，將創新精神運用到自主創業中去．我們力爭通過建立多元化與科學化的創新創業培養模式、搭建校內創新創業研究平臺、建設校外校企合作創新創業基地、強化創業教育等方式加強生物工程專業學生的創新創業能力培養和實踐．

5結論

一流大學必須依托一個強大的專業建設．生物工程專業是專門培養精生物、通工程、善管理的復合型工程技術人才，以滿足社會對生物工程人才需求的綜合性應用專業．因此，加強綜合實踐能力提升是生物工程專業的重要環節．本文從實驗實踐教學、實驗課程設置、虛擬仿真平臺建設、科學研究等方面構建生物工程專業綜合實踐教學創新體系，為形成個性化的實踐操作平臺，促進創新素質人才培育提供有力支撐．

參考文獻：

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［10］張勇，能洛紅．淺析如何開展大學生創新創業教育［J］．決策探索，2016，22（11）：31．

作者：葉小利 張保順 鄧洪平 曾令江 彭作剛 李學剛 單位：西南大學生命科學學院 西南大學藥學