面向新工科的生物工程专业实践教育体系改革与实践

面向新工科的生物工程专业实践教育体系改革与实践

胡成彪

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摘要：现如今，我国经济发展十分迅速，新时代的到来，生物工程专业学生的就业环境更为复杂、竞争压力更大，同时也为创业创新型人才提供了更大的舞台。生物工程专业教学应抓住时代的机遇，在创新创业教育理念的指导下，提升人才培养质量。对生物工程专业教学进行改革，应立足于教学现状、充分认识到创新创业教育理念指导教学改革的必要性，从而更加科学、有效地采取相关教学创新手段，对教学的内容和模式加以改革。

关键词：面向新工科;生物工程专业;实践教育体系;改革;实践

引言

“服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展”是新工科建设对战略性新兴领域的工程科技人才培养提出的新挑战和高要求。大连理工大学生物工程专业针对生物工程新工科实践教育体系中普遍存在的工程能力、创新能力不足的难点问题，立足产业需求和本专业人才培养特色，聚焦生物工程实践教育的师资建设、课程体系建设、实践平台建设、创新体系建设等关键要素开展工作，以工程能力和创新能力培养为目标，建成了理实融合、科教融合、产教融合的“三融合”实践创新平台，构建了生物工程全周期实践教学体系，有力支撑了生物工程领域高素质人才培养。为培养满足新时代要求的创新型人才，以及其他新工科领域专业人才提供了可借鉴的思路和方案。

1强化专业教育，培养学生国际化视野

本专业以培养目标和毕业要求为依据，结合本校的专业特色，充分吸纳学科专业的新知识、新方法和教学改革的新成果，在征求专家意见及企业需求信息反馈的基础上，确定了本专业的课程体系。课程体系中除原有专业核心课程外，还增加了《生物工程导论》《基因工程（双语）》《环保生物技术》等课程。这些特色课程可以拓展学生的专业知识，为学生将来进入生物工程、食品科学及相关领域提供坚实的专业知识支持。以《生物工程导论》课程为例，该课程重点介绍专业前沿和热点知识，让学生了解本专业的发展趋势，增强对专业的了解和热爱，课程结束后要求学生查阅相关文献，自拟题目，撰写一篇关于本专业领域发展前沿或技术创新的论文。《基因工程（双语）》课程采用英文教材，在授课中采用中英文双语授课，同时按照课程教学目标，给学生布置一定的英文作业，课程期末考试采用英文试卷考试，以提高学生将专业知识和专业英语相融合的能力。通过这些课程的开设，学生的英文沟通能力和交流能力得到了训练，开阔了国际化视野。

2“产学研”教学模式下的实践教学

因为教学成本等问题高校内的实验课教育基本从属于理论课教育，而且实验课内容多为验证性实验，严重影响了学生的自主创新意识和能力．高校应该进一步改革培养方案，顺应实际需求，引导教育学生开展从基础实验到综合性实验的学习，并要求学生具备自主进行实验设计、分析和完成实验报告的能力．学生设计实验时，要充分考虑到企业在实际生产过程中所面临的问题，学生实验方案的设计完成后，可以在学校导师和企业导师的指导下作进一步完善，还可以将完善后的实验方案用于参加“合成生物学创新大赛”等项目或企业实践，以检验学生实验设计方案．实验的内容和结果可以应用到学生自己的毕业课题中，也可以和企业开展合作将实验结果转化为实际产品．校企合作既可以加深学生和企业之间的联系与了解，同时学生也有机会接触到实际的生产工艺流程，培养其自身的创业意识和创新能力。

3加强对互联网技术的应用

首先，从教师层面来说，要加强互联网的应用，促进信息化教学资源的开发。第一，以创新创业理念为指导，为学生设计教学微课和试题库，促进学生线上自主学习。第二，借助互联网技术开发实践教学项目，培养学生创新创业能力。与合作企业协商，为学生拍摄相关经营管理流程和车间生产实践流程，作为教学素材和资源应用到实践教学中，为学生构建生物工程技术的应用情景，激发学生的实践学习兴趣，帮助学生提前熟悉工作环境。第三，学生收集电子商务类的生物工程创新创业案例，开阔学生的思路和眼界。电子商务创业具有容错率高、创业成本低的优势，教师指导学生进行电子商务创业，不仅丰富了学生的生物工程学习体验，而且有效降低了创业失败给学生和学校带来的风险和损失。其次，从学生层面来讲，要理性客观地认识到生物工程专业严峻的就业形势及其良好的创新创业环境，引起对互联网资源的高度重视。互联网为依托，学生可以一边完成学业，一边了解感兴趣的创新创业知识、生物工程市场、相关行业政策，并参考往届学生创新创业的成功案例，对自己的未来发展计划进行调整。另外，互联网有效拓宽了师生沟通渠道，学生在课下学习和创新创业当中遇到的困难，可以及时寻求教师的帮助。学生积极配合教师加入相关的教学群、空中课堂、论坛，以方便接受教师的指导。遇到自己感兴趣且擅长解决的问题，积极主动地帮助其他学生加以解决，促进班级关系和谐、问题分析能力的成长。

4建立完整的持续改进机制，形成良性循环

在日常的教学活动中通过对教学环节的评估与评价，将发现的问题及时反馈，并通过跟踪评价，形成持续改进机制。陕西科技大学校院两级的“校内循环”和“校外循环”机制保证了本专业毕业要求的达成和培养目标的实现，符合全国工程教育专业认证要求。在“校内循环”方面，校院两级建立了一套监督教学质量的制度，通过评价教学质量和评估专业培养目标、毕业要求达成度，根据教学效果反馈意见，进行各个教学环节的持续改进。在“校外循环”方面，校院两级建立了毕业生与社会反馈的制度，通过与应届毕业生座谈，往届毕业生、用人单位问卷调查或访谈，结合最新教育理念、行业发展和社会需求，对培养目标、毕业要求等进行持续改进。

5于问题驱动教学模式，提高教学质量

基于问题驱动教学模式（ProblemBasedLearning，PBL）是由加拿大学者Barrows提出的一种以学生为中心的教学方式。它以专业领域内的各种问题为学习起点，以问题为核心规划学生学习内容，引导学生围绕问题寻求解决方案。师生之间不再是制度上的支配－从属关系，而是具有感情体验的精神协调关系，既保证了和谐、积极充满活力的学习气氛，又在最大程度上培养了学生的创新能力。在我校生物工程专业综合实验课程教学中，教师根据教学目标，设置具有引导性、开放性的问题，提前一周发给学生，由学生分组讨论，通过对相关文献的分析、总结和归纳后设计实验方案[4]。教师在课前组织并参与各小组实验方案研讨，结合现有实验资源与学生一起修订完善实验方案。对实验中涉及安全和实验结果质量的关键环节要进行重点探讨，以保证实验能够顺利进行。学生按修订完善后的实验方案进行实验，教师仔细观察学生实验操作过程，不轻易干涉实验的进行，允许失败的结果。在实验结束后组织讨论总结，撰写完善实验报告。在讨论中重点强调学生在实验中遇到的问题，引导学生自己寻找解决方案，对于实验失败的同学给予一次重做实验的机会。通过这样的以问题为导向，学生为中心，集体讨论，合作实践的模式组织教学，培养学生的创新能力和团队合作精神。

结语

工程教育专业认证以学生为中心，以产出为导向，以持续改进为指导。围绕生物工程专业的工程教育专业认证要求，本专业依据行业发展修订培养目标，强化学生工程实践能力，拓展学生的国际化视野。同时，不断加强教师的工程实践能力，建立完善的持续改进机制，使毕业生能够有效满足行业和社会发展的需求，增加就业竞争力。

参考文献

［1］顾佩华．新工科与新范式：实践探索和思考［J］.高等工程教育研究，2020（4）：1-19．

［2］吴岩．勇立潮头，赋能未来——以新工科建设领跑高等教育变革［J］.高等工程教育研究，2020（1）：1-5.

［3］钟登华．新工科建设的内涵与行动［J］.高等工程教育研究，2017（3）：1-6.