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关键词:工科院校;生物工程;生物仪器分析;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0027-02
中北大学的前身是1941年八路军总司令部在太行抗日根据地创办的我党我军第一所兵工学校――太行工业学校。中北大学生物工程专业自2003年成立以来,在强化应用型创新工科人才培养的同时,一直致力于生物工程专业课程教学模式的改革与实践。生物仪器分析是我校生物工程专业必修的专业基础课程,随着分析化学和仪器科学的发展,课程内容也日新月异,更新较快、涉及仪器种类繁多,而且连贯性较弱,学生在学习过程中有较大的困难,教学效果也不令人满意,主要表现在:①学科交叉多,课程内容多。涉及的学科包括物理学、电子学、电磁学、光学、计算机科学等,而且随着科学技术的进一步发展,新型仪器也不断涌现,进而使更多的学科融入现代仪器分析的课程中。②仪器科学发展速度较快,实验课程中现有的仪器与主流仪器有差距,学生学习掌握好实验中所用仪器往往难以胜任毕业后工作中面对的仪器,导致学生学习的积极性不高。③课程内容多而散,学生不易理解工作原理,甚至容易混淆,比如红外和紫外、原吸和原子发射光谱等。④受学校经费限制,大型精密仪器采购不足,学生都没有见过仪器,更谈不上操作,只能做到纸上谈兵。⑤教师的知识更新速度跟不上仪器科学的发展速度,讲授的课程内容与仪器发展的前沿有较大的脱节。针对这种情况,根据我校的生物工程专业的特点和培养方案的要求,我们在教学中作了一些探索,使教学内容和实验模块更加具有实用性,经过实践取得了较好的效果。
一、结合专业特色,优化教学内容
传统的仪器分析涉及的内容非常多,包括色谱分析法、光学分析法、电化学分析法、热分析法等多个领域。面对教学内容多、课时少的矛盾,针对生物工程专业的就业需要和培养创新型人才的目标,调整课程内容,使学生在有限的学时中掌握最大量的知识已成为当务之急。生物仪器分析的开课时间为三年级的第二个学期,学生已经学习了一部分专业课和全部的基础课程,对有些仪器的原理和使用已有所了解,所以根据前期课程的开设情况对教学内容进行科学的取舍。由于本校为工科学校,专业课程都以应用为主,所以在课程中我们弱化了仪器工作原理部分,增加了仪器的使用、维护和保养方面的知识,并适当地补充仪器分析的前沿性知识,如在气相色谱中补充了二维气相色谱方面的知识,拓宽学生的知识面,激发求知欲。
二、改革教学方法
生物仪器分析课程各章的内容独立性较强,理解原理困难,一些大型精密仪器的结构复杂,采用传统的教学方法难以教授,而且易使学生兴趣降低。运用多媒体教学并辅以传统的教学方法,可将仪器的结构图、构造图、使用方法、工作原理等采用图片、视频和动画的形式展示,使学生更容易理解,并且可以调节课堂气氛,一举多得。将传统的验证性实验进行改革,开设设计性实验课程。设计性实验是指在教师指导下学生独立设计实验方案的教学方式,旨在培养学生综合运用各种知识解决实际问题的能力。具体程序包括:首先,进行学生的分组,以学生自愿组对为主结合教师指导分配,教师给每组确定一个合适的题目;第二,学生通过查询文献,确定合适的分析仪器、分析方法、实验方案;第三,教师和学生共同论证可行性,并指导修订,确定最终的方案;最后,学生独立完成实验,提交实验报告,教师进行考核。这种方式,不仅对学生的综合能力提高有很大的帮助,而且有利用培养学生的团队协作意识,有助于学生将来工作中的团队合作。针对大型仪器价格昂贵,一所高校或企事业单位难以全部拥有,学生在实验中难以全部接触的现象,我们开拓了多种渠道。首先,兄弟院校建立合作机制,做到大型精密仪器共享;第二,联系具有相关大型仪器的生物类企业,带领学生深入企业的相关部门参观学习或将生产实习有机结合。这样不仅开拓了学生的视野,而且提高了学习效果,学生参观、实习的过程,也向相关的单位展现了我专业学生的风采,有利用学生的就业。
三、改进考核方法
传统的仪器分析考核方式基本有两种,一是闭卷考试,通过试卷的方式将学生对仪器原理和使用方法做一考核;另一种为闭卷考试结合实验课成绩,而其实验课也基本为验证性实验。这两种方式都难以考察学生对仪器的掌握和操控能力,而且会降低学生对平时学习的积极性。通过几届学生的教学实践,我们将传统的闭卷考试考核方式进行了改革,生物仪器分析的课程总成绩分为三个部分,其中理论课采用开卷考试的方式,成绩占40%;实验课成绩占40%,对每次的实验都进行评分,包括实验方案设计、实验操作、原始数据测试精确度、数据处理能力、团队协作能力等;平时成绩占20%,包括课题问答、seminar等。这种考核方式,对学生的学习积极性有很大的提高,而且能够做到考核公平,使真正有能力的学生有机会获得更好的分数,更加突出实用性,而非简单的教师划重点,学生考前突击这种典型的“大学式考核方式”。
四、提高教师素质,追踪仪器发展前沿
生物仪器分析不同于传统的仪器分析,其内容涉及的仪器较为新颖而且更新较快,包括氨基酸分析仪、基因枪、核磁共振仪、生物质谱仪等传统的仪器分析所不涉及的内容,这将对教师的知识更新提出更高的要求,通过简单的书本知识而没有亲自实践,教师很难将自己对仪器的体会和感受传授给学生。基于此,我们通过选派青年骨干去“985”高校和大型企业学习和培训,并积极组织专任教师参加仪器公司举行的产品展销会或产品试用会,以期使教师能更多地接触和了解仪器发展的新动向,更好地将知识传授给学生,努力做到与社会和仪器发展的前沿不脱节。
通过以上教学改革措施,我们在实践中得到了较好的效果。提高了学生的学习兴趣和动力,加深了对生物仪器分析课程的理解,拓宽了学生的视野,使学生在将来走到工作岗位中也能胜任大型精密仪器的操作和维护。只有在教学实践中不断积累、不断创新、总结经验,才能给教学增添活力,使学生获得更多有用的知识,培养更多的能力,对学生的就业有很大的帮助。
参考文献:
[1]朱明华,胡坪.仪器分析[M].北京:高等教育出版社,2008.
[2]刘永和,黄海燕.仪器分析课程应突出实用性和科学性[J].邵阳学院学报(自然科学版),2007,4(4):84-87.
[3]吴兰,陈明华,薛喜文.生物工程专业本科生生产实习的改革与实践[J].实验室研究与探索,2008,27(11):125-126.
除了授课过程中“与时倶进”地讲授最新的研究进展和科技前沿知识外,我们在教学实践中根据本课程的教学内容和教学特点,设置或鼓励学生自己寻找与教学目标和教学要求相适应的、注重理论研究和解释实际的课程论文题目,引导学生尝试探索某个知识点的历史起因、研究现状和前景展望,激发其学习兴趣和求知欲望,取得了较好的教学效果。
一、设置课程论文及答辩的重要性
通过调查,选择生物工程基础课程的学生来自各个专业,知识面背景不同,有不少学生从未接触过相关领域的课程,许多是怀着好奇心理来上这门课的,还有的学生只是单纯地来混混学分,被动来听课的。在这种情况下,教师必须要抓住学生的学习兴趣和求知欲望,否则课堂气氛不好,学习风气不理想,会导致教学效果不佳。因此,必需摒弃传统的教师讲、学生听的缺乏互动的教学模式,因为这种模式无助于学生独立思考和动手的素质及其能力的形成。
设置课程论文及答辩进行教学或者考核,能够成为培养学生独立思考判断能力跨出的第一步,也是重要的一步。重要的是培养学生思考和判断的能力,所以考核学生的成绩主要看学生是否能独立查阅文献、认真思考,并且言之成理地写出来,结论即使稍有偏颇也是允许的。同时,学生只有具备独立的思考判断能力和获取知识的能力,才能在终身教育过程中面对日新月异的世界,不断实现知识的更新,实现从学会知识到学会学习的飞跃。
二、课程论文及答辩的实施方式
(一)课程论文选题
选题是开展研究的第一步,直接决定着课程论文的质量和结果。因此,我们在教学过程中,注意理论联系实际,有意识地介绍本课程相关研究领域的热点问题和前沿研究动态,启发学生对问题的思考,培养研究性学习方法。学生根据自己的思考和兴趣,将自己的选题范围报上来,经过筛选和课堂讨论,确定最终的课程论文选题和目标。通过这种方式,学生会感到自己受到了重视,并且会将课堂所学理论知识和自己的生活实践与思考心得结合起来,满怀信心和热情地投入到选题后的研究中去。
(二)查阅文献
教师要让学生明白“不查文献不做学问”的重要性,要求学生广泛地阅读相关书目查找各种资料,并进行仔细地分析、辨别,使知识和能力趋向统一。要把某个问题讲清楚,学生必须综合运用该课程或其他课程所学过的基本理论和基础知识。学生须熟练掌握利用图书馆、网络资源查阅国内外某个研究问题的过去、现在和将来的本领,贴”。只有充分地了解了前人的工作,才能胸有成竹地撰写自己的课程论文。
(三)课程论文撰写
因为许多大学生没有撰写课程论文的经验。我们在教学过程中会拿出几篇撰写规范的论文给学生讲评,告之如何将所见所想用科技论文语言来表述,如何安排符合逻辑思维的论文结构和层次,甚至逐词逐句地帮学生确定题目、摘要、关键词、段落层次和结论的书写,从而培养学生严谨的研究表达思维,锻炼初步的论文撰写能力。另外,教师也会将那些不规范的论文展示给学生看,结合历史上因为论文不规范而科研失败的实例,让学生懂得细节的重要性,写出比较规范的课程论文来。
(四)论文评价和交流
学生要想写好自己的论文,必须经过课堂的讨论和交流,对比差距,查找缺漏,更好地完善自己的课程论文。任课教师一定要注意导向,这对保护学生的学习热情和端正态度很重要,因此就不应该轻易地否定某一个同学的研究工作。如果他确有缺点和不足,教师要提出改进的措施和方式,让学生意识到错误的所在,对进一步的修改进有清晰的认识。同时,教师还应积极引导学生自己评自己,通过传阅其他同学的论文,客观评价自己,交流心得,做到知己知彼,不断提高自己。
(五)课程论文答辩
论文答辩是课程论文的重要一环。良好的语言表达能力和沟通能力会让学生将自己的课程论文成绩展现给大家看。这要求学生精心准备材料、课件和图片,努力在限定时间内将自己复杂枯燥的研究用简单热情的语言表达出来,富有感染力地激发听众兴趣。答辩过程中,更考查学生对知识的掌握能力和认知深度,鼓励其他学生都来当答辩委员会成员,只要与课程论文有关的问题都可以提出来,以此活跃课堂气氛,深化理论学习。教师的点评很重要,应从论文的选题质量、论文的理论性与科学性、论文的写作水平、论文答辩表现4个方面进行评价,做到公正和公平,又不失趣味性。
三、设置课程论文及答辩的教学效果
(一)调动了学生学习积极性
这一点最值得一提。学生充分发挥了自己的学习热情后,在选题过程中,许多学生就会将目光投向当前研究比较热点的胚胎干细胞、转基因食品、克隆技术、发酵产业等。特别是2007年11月最新的诺贝尔生理或医学奖揭晓后,学生对获奖领域的“胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组”内容产生了浓厚兴趣,我们在教学过程中,抓住这一点,对细胞工程和胚胎干细胞工程理论进行了详细地讲述,引导学生主动查阅和搜集相关文献资料,了解这一生物工程的前沿进展。在确定选题时,就有学生将重点放在了胚胎干细胞的伦理道德方面,建议开发其他组织代替胚胎开展干细胞研究。而在2007年11月20日日本和美国有两个研究小组成功地将人皮肤诱导为类干细胞后,有学生喜出望外地打电话告诉我,仿佛这一研究成果是他做出来一样,由此可见学生的积极性有多高。
(二)启发了学生和教师今后的研究
教学相长,这一点在通过课程论文及答辩的教学尝试中得到了体现。很多时候,任课教师由于长年的教学或科研,思路比较受局限。在做课程论文及答辩的进程中,教师因和学生一起探索了某个科研进展,从而激发了许多新的研究思路,为课程教学注入了新鲜的活力。比如,从细胞融合技术上,有学生结合自己玩网络游戏的经历,提出了“人兽杂交”的选题,并通过深入调研,总结了人兽杂交的历史背景、研究意义和进展,既很吸引眼球,也对这一领域的发展趋势和监管方面提出了许多独到的见解,值得教师和其他学生深入思考和研究。
(三)提高学生的综合素质
撰写课程论文是提高学生综合素质的有效途径。课题选择过程中,学生广泛阅读,能増强其发现和提出问题的能力;搜集信息、资料利用的过程,能提高其掌握文献检索的能力、计算机应用能力、社会交往的能力;解释资料的过程能锻炼学生的理论联系实际、综合分析、抽象概括的能力;撰写论文和论文交流答辩的过程能提高学生的写作能力、语言表达能力、归纳总结能力。学生参加了答辩后,认为自己敢于在大家面前表达自己的观点了,这对于其将来提高演讲能力、普及科学知识、参加毕业答辩都有良好的助益。
关键词:道路防雨棚 高支模 悬挑
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)03(c)-0086-02
1 工程概况
可口可乐装瓶生产(武汉)新建厂房工程用地规模为107466 m2,建筑面积43948 m2。生产车间、成品仓库、原料仓库为轻钢结构,道路防雨棚1、2等为混凝土框架结构。道路防雨棚1、2是对生产车间、成品仓库、原料仓库防火分区的设置进行了分隔。
道路防雨棚1、2分别位于厂房16-1~16-2线/1-A~1-H列、5-1-5~5-9线/17-A~17-B列,平面尺寸分别为13.3 m×157.5 m、14.2 m×72 m,柱截面尺寸为550×550 mm,梁最大截面尺寸为500×800 mm,板厚150 mm,柱、梁、板混凝土强度等级均为C30。
道路防雨棚1屋顶标高为+12.100~ +16.038 m,中间高两头低,1-C~1-H轴之间为7.5 m一跨,共计15跨,1-A~1-C轴之间为15 m一跨,共计3跨,屋顶坡度为5%,雨棚短边各悬挑1.625 m。主梁尺寸500 mm×800 mm,次梁尺寸400 mm×600 mm,道路防雨棚棚2顶板标高+12.920~+13.630 m,9.0 m一跨,共计8跨,屋顶单向坡度为5%,主梁尺寸500 mm×800 mm,次梁300 mm× 600 mm。
2 模板支撑设计
框架柱、梁侧、梁底板、楼板底板均采用18 mm厚胶合板,柱梁板的搁栅及压方均采用截面宽×高为50×100 mm长2000 mm杉木枋子,加固及支承采用扣件式Φ48×3.5 mm钢管,加固用螺栓采用Φ14及3型扣拉结。
2.1 支架搭设构造设计
①立杆:纵向间距800,横向间距800;②扫地杆:设置纵横向上、下二道扫地杆。纵向扫地杆距地面和距板底均为20 cm;③模板支撑纵横向水平杆之间步距:1.5 m;④竖向剪刀撑:沿排架四周及梁侧边,每隔四跨连续设置纵向、横向剪刀撑,倾斜角度45~60 °;⑤水平剪刀撑:分别在2 m、6 m、10 m、14 m的高度,在模板支架两端和中间每隔四跨连续设置水平剪刀撑,夹角为45~60 °。
2.2 柱模板及支撑设计
框架柱截面尺寸为550 mm×550 mm,模板内楞选用50×100方木侧立竖向排列,间距125 mm,边上方木遮盖住柱模板的竖向拼缝。柱箍采用圆钢管,截面48×3.5,每道柱箍4根钢箍,间距100 mm。B、H方向各1道对拉螺栓。
2.3 梁模板及支撑设计
梁底模板背楞采用50×100方木侧立与梁轴线平行设置,底模板宽度与梁截面宽度相同,梁底模边方木遮盖住梁侧模与底模的拼缝,梁底方木排列间距不大于250 mm,梁底方木为3根,梁底模板背楞木搁置于钢管承重支撑架的上部水平横杆上。
梁侧模板内楞采用50 mm×100方木与梁轴线平行侧立设置,梁侧模板上下道内楞分别与模板上下边齐平。主梁500 mm×800 mm侧模板中间设置1道M12对拉螺栓,水平间距为600 mm,次梁400 mm×600 mm,300 mm×600 mm侧模板中间加内楞,内楞排列间距小于300 mm。梁侧模板竖向外楞采用短钢管配扣件设置,外楞钢管下端紧靠内楞并与梁底承重支撑架上部水平小横杆用扣件紧固,上端与板底钢管承重支撑架水平钢管用扣件紧固,形成稳固的梁模板支撑体系。
2.4 板模板及支撑设计
屋面板厚150 mm,道路防雨棚1模板支架搭设高度为11.950~15.888 m,道路防雨棚2模板支架搭设高度为12.770~13.480 m,按最不利的15.888 m计算(计算略)。
模板底面搁栅采用50 mm×100 mm木方侧立,中心间距300 mm,板模板与梁侧模的交接处,应使板模板搁置在梁侧模板上。
2.5 悬挑部位设计探讨
道路防雨棚两侧各悬挑1.625 m,悬挑下方为生产车间、成品仓库、原料仓库的钢结构屋面及钢梁,净空距离约1.3 m。经分析,如果先施工钢结构屋面,就会造成悬挑部分支模困难,净空太小,支撑斜度较大,验算不住,悬挑部分必须采取二次浇筑;但如果先施工道路防雨棚,由于钢梁与框架柱净距为30 cm左右,上部净空有限,势必给钢梁吊装又造成很大麻烦。实际施工中,根据进度要求,道路防雨棚1的16-2线/1-H-1-A列为先进行钢梁吊装后进行悬挑部位施工,其余均为先施工悬挑后吊装钢梁。
采用钢结构屋面进行支撑的前提下,优化方案:通过钢结构钢梁及屋面的承载力验算,钢结构屋面在不变形的前提下钢梁可允许承载力为380 kg/m,但支撑位置必须在钢梁正上方。支撑每米一道,支撑下端垫长条型模板,斜撑仍按原先方案,取消二次浇筑的拉锚支模体系,在一次浇筑前做好屋面支撑与钢管斜撑组成的支模体系,使一、二次浇筑均使用上该支模体系,即一次浇筑可浇筑至框架柱与悬挑的交茬处往悬挑方向800 mm处,二次浇筑剩余的825 mm,施工缝往外设置。如图1所示(计算略)。
3 施工部署
【关键词】生物工程实验教学改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)05-0169-01
随着现代生命科学的迅猛发展及生物科技产业化的突起,社会对生物工程人才需求量不断增加。高校作为培养生物高科技人才的摇篮,肩负着艰巨的使命。目前我国众多高校设立了生物工程本科专业,而高校在实验课程设置、内容目标、实验资源、教学模式、评价方法等方面积极进行改革,其目的在于优化学生的实验技能学习过程,提高学生的实验技能水平,以培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力以及创新意识。
一、独立设课的必要性
(一)实验课数量多、实验课的学时少而内容简单
我们生物工程专业是2006年开始招生的,学生要选8门必修课,至少5门专业选修课的实验课,实验课从8学时到40学时不等,这些实验都是附属于理论课之上的,基本上都是由理论课教师从实验教材上选取安排的,而且每门实验课都分为几个实验项目进行,一般都是在每周没理论课的时间进行,由于每次实验时间比较短,准备工作基本由实验老师包办,否则实验时间就会超时。有限的实验课时加上不同的理论课要求使得很多实验课基本上都是验证性实验,并且实验之间缺乏连贯性,学生动手机会少,缺乏对该实验的整体认识,更难以让学生体会到实验准备的辛苦和实验准备工作对实验结果的影响及其重要性,极大地影响了毕业论文工作的进程及其实验数据的可靠性。这已经远远落后于国家的学生素质教育了。
(二)实验教学考核体系不完善
我们实验课的成绩都是作为该专业理论课程的平时成绩,比例仅占20―30%,甚至更少,而实验课的考核方式一般都以实验报告为主,附加的评定依据为实验考勤,在课程期末考试或者考查中根本不涉及到所开的实验内容。实验基本按3―4人为1个小组进行实验,这就使得不爱动手的部分学生根本只看不做或者相当部分学生只亲自参与实验的部分操作,实验结束后按实验记录来应付实验报告。这样还有可能出现编造数据的不良行为。
二、生物工程实验课改革的探索
(一)独立设课与实验内容的改革
实验教学内容改革是实验课程改革的内涵和关键。独立设置生物工程综合实验课程后,着重进行了实验教学内容的整合更新,设计了一批综合性、设计性、研究探索性的实验项目进入了实验课程中。改革、更新后的实验教学内容由注重基本操作、基本技能的训练转变为思维、设计能力的训练。实验内容主要分为三大部分一是基础性实验即验证性的,二是综合性实验,三是设计性、研究探索性实验。
1.基础性的实验是认识性和验证性实验,当然也包含在简单的综合性实验项目,比如淀粉酶活力的测定,革兰氏染色等。综合性实验内容最好与实际相关的,如豆腐乳中产蛋白酶菌株的分离、纯化及其酶活测定等,使学生能将所学的理论知识与生物工程的实际应用有机地联系起来,提高了学生对生物工程实验的兴趣。
2.综合性实验一般包含多个知识点,涉及几门理论课,由多个彼此相关的小实验组成,这就必须要求学生认真对待任何一个环节的实验,积极思考和研究实验的每一个步骤,尽可能避免出现误操作。
3.设计性实验的特点在于实验内容较为复杂,涉及的知识面广,要求学生既要有全面扎实的理论知识,又要有较强的实际动手能力和分析、解决问题的能力。没有了现成的实验方案,必然给学生一定的压力,同时也促进学生将压力变成动力,极大地提高实验课的教学效果。
(二)生物工程综合实验课程教学安排
生物工程综合实验课程分别安排在专业理论教学结束之后分三个阶段进行。第一阶段在第四学期末,在修完普通生物学、生物化学等必修课程后,对学生进行实验训练,要求学生掌握实验准备以及验证性实验等基本实验操作。第二阶段在第五学期末和第六学期初,在修完现代生化技术、生物分离工程等课程之后,以基础实验中的综合实验和综合性实验为主。此阶段的实验以我们的天然产物提取、发酵工程等方向作为实验项目导向设计综合实验,从而使学生从简单的基础实验向综合性实验挺进,并扎实了综合性实验的基本操作技能。第三阶段为设计性、研究探索性实验阶段,该阶段放在第六学期期末和第七学期进行,要求学生充分利用开放实验室这个平台,让学生根据自己的兴趣爱好以及自己的未来工作方向,设计一个或者几个设计性、研究探索性的综合大实验,课时安排在3周时间内连续进行,使学生从查阅资料,设计工艺流程,实验前准备到实验内容环环相扣,实验安排的时间紧凑,不浪费财力和物力,保证了实验的连续性和实验效果。
(三)结合多媒体提升实验教学
1.采用多媒体教学,构建实验教学新方法采用多媒体课件,能清晰直观,便于进行形象教学。在正式实验开始前,采用多媒体示范,利用幻灯 片、flash、短片等方式,将实验中的注意事项、重点步骤、仪器的操作要点展示给学生,使学生对实验的内容有个初步的了解,在这个基础上进行独立自主实验。
2.建立实验教学网站,推动多媒体辅助教学,不断提高教学效果。网络课程具有独特的开放性、交互性、协作性、共享性和自主性等特点,如今学校进行了网络课程建设,建立实验教学网站更能提高学生的自主学习能力,也利于提高学生实验兴趣和技能。
综上所述,我校生物工程综合实验独立设课,能提高学生的自主学习能力,能提高学生实验兴趣和提高学生的实验技能水平,能更好地培养学生独立工作的能力和对学生进行综合能力的训练,为探讨学生的素质教育提供了良好的教学平台。
参考文献:
[1]粟桂娇,莫祺红,阎欲晓等.生物工程综合实验独立设课及教学改革[J].实验室研究与探索,2008,(27).
关键词 生物工程 产学研联合 人才培养
中图分类号:G648 文献标识码:A
一、前言
根据教育部的课程设置要求,生物工程专业的课程设置应包括生命科学、化学化工和工程科学三个方面 。依托发酵工程国家重点学科,天津科技大学具有特色鲜明的学科和产学研合作优势。社会需要生物工程专业输送大量从事生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。目前虽然生物工程专业教学计划中的实践教学环节的设置比较完全,但由于教学、科研等方面的互动不够,削弱了其执行力,造成部分学生基本动手能力、独立解决问题能力、主动学习能力较差。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》提出要创立高校与科研院所、行业企业联合培养人才的新机制,培养大批创新型优秀拔尖人才。教育部也启动实施了“卓越工程师教育培养计划” 。建立企业、高校、科研院所三位一体的“产学研”战略联盟和协作机制,探索产学研联合人才培养新模式,培养大批未来的卓越工程师,无论对高校还是行业企业都具有十分重要的意义。结合滨海新区乃至全国的发展需要,通过生物工程国家特色专业的建设,进一步提高生物工程专业建设水平,加快形成专业建设与改革“亮点”和特色,进一步提高毕业生的社会适应性和竞争力具有重要及深远的意义。
二、产学研合作人才培养模式的研究
1、调整课程体系,拓宽专业口径。通过加强学生的专业基础、工程学基础和基本技能训练,培养基础扎实,专业上可在生物技术与工程、生物制药工程专业领域一展身手的创新型人才。将原专业以微生物体系为主,拓宽至包括酶、动物细胞和植物细胞在内的整个生物体系,并适当增加了上游技术(如基因工程等)和下游加工过程(如分离工程等)的内容。建立并完善了由化工原理课程设计、生物工程设备、生物工厂设计、生物工程课程设计等专业课程设计组成的工程学训练体系,强化学生的工程学设计能力。
2、强化工程训练,加强实践环节。一方面,在进行毕业论文前,增加生物工程课程设计,工艺设计和设计图的绘制等。另一方面,加强生物工程工艺实验以及实习基地建设,适当扩大单元操作试验规模,使学生获得工厂生产过程的基本训练。强化毕业环节训练,毕业设计与论文课题选择应考虑科学性、创造性,需综合利用所学的理论与专业知识,且必须做到一人一题,要求学生在老师指导下独立完成毕业论文或设计。
3、深入学科前沿。在高年级设学科前沿讲座,介绍国内外最新科技动态,了解生物工程学的理论前沿,有关生物产品的新工艺、新技术和新设备的发展动态;开设生物工业专题讲座课,讲授当前生物工业中各种主要产品的生产工艺、最新技术和发展前景。
4、积极发挥科学研究对教学的促进作用。首先,通过与企业的产学研合作,建立相对稳定的实习基地,解决学生实习困难的问题。其次,搭建良好的科研教学平台,使科研工作成为提升专业特色建设的有效手段。在进行毕业设计(论文)阶段,鼓励学生积极参与教师的科研工作,参与科研项目的开发、中试实验以及产品放大生产过程,增强学生科研能力和工程意识,为就业后从事科研开发奠定坚实基础。再次,通过实验室开放基金项目,培养学生的工程意识和设计、动手能力。
5、通过职业技能培训,提高学生的就业率。学生参加职业技能培训和鉴定,提高毕业生的动手能力和解决实际问题的能力,就业后更适应工厂相关产品的生产过程,更快的进入工作状态。
6、针对年轻教师多数缺乏在相关企业工作、进修、锻炼的经历和工程实践经验的情况,采取“走出去,请进来”的方法,一方面,选派青年教师到相关企业、研究所进修、培训,另一方面,聘请企业中具有丰富实践经验和理论基础的工程技术人员担任部分课程及实践教学环节的教学任务。
三、总结
通过强化实践教学、加强实践教学平台建设、加强师资队伍建设等环节提高人才培养质量,突出生物工程专业特色,利用天津科技大学地处天津滨海新区核心区,为充分发挥滨海新区的区域优势,抢抓机遇,重在培养在生物工程专业方面从事生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作的高级工程技术人才。实施科研、学科和专业一体化建设。以产学研合作优势,立足科技发展最前沿,促进学科的进一步发展壮大;结合学科发展,不断发展生物工程专业人才培养新优势,培育新特色。实现人才培养、科学研究、学科建设和行业发展的有效对接、良性互动,带动人才培养质量的不断提升。
天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划重点项目子课题(编号:B05-0817):基于协同创新模式的学生核心能力培养的改革与实践。
(作者:张艺,天津科技大学生物工程学院,助理研究员;路福平,郭艳,王岳,王巨克,天津科技大学)
注释: