張紊瑋 王毅 贠建民 李永才

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 甘肅 蘭州 730070

生物工程是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，實(shí)踐教學(xué)對(duì)于生物工程專業(yè)建設(shè)的重要性不言而喻[1]。雖然目前各院校都在開展實(shí)踐教學(xué)，相比理論教學(xué)實(shí)踐教學(xué)依然是教學(xué)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。從實(shí)踐教學(xué)的效果來看，不是非常理想，仍處于探索階段[2,3]。隨著加快建設(shè)創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略舉措的提出，如何培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)、具有創(chuàng)新意識(shí)的工程人才，成為擺在我們面前的一項(xiàng)極為重要和亟待解決的課題。本文在分析地方院校生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)弊端的基礎(chǔ)上，依托甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程、葡萄與葡萄酒工程省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的生物工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行初步探討。

1. 生物工程實(shí)踐教學(xué)存在的問題

1.1 理論實(shí)踐脫節(jié)，課程設(shè)置安排不當(dāng)

現(xiàn)今生物工程實(shí)踐教學(xué)存在一些問題，具體表現(xiàn)在：理論課和實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)是孤立的，教師習(xí)慣于理論教學(xué)，沒有將理論知識(shí)和實(shí)踐相聯(lián)系，學(xué)生也不能很好把抽象知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。一些教師研究方向和授課內(nèi)容不一致，沒有把新知識(shí)和新技術(shù)引入實(shí)踐教學(xué)中，造成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，方法落后。實(shí)驗(yàn)教學(xué)開設(shè)的課程主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占比例較少，忽略了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新性的培養(yǎng)。此外，授課教師之間缺乏應(yīng)有的交流，造成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分散甚至重復(fù)，從而降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，始終處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，基礎(chǔ)知識(shí)與技能掌握不扎實(shí)，創(chuàng)新能力未得到培養(yǎng)。

1.2 教育理念落后，重視程度相對(duì)不夠

受到傳統(tǒng)“重理論、輕實(shí)踐”觀念的影響，認(rèn)為實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充，是驗(yàn)證理論課的一種手段，具體表現(xiàn)在：實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)不明確，實(shí)踐教學(xué)考核評(píng)價(jià)體系過于簡單，制度不嚴(yán)格，受傳統(tǒng)教育觀念影響，實(shí)驗(yàn)系列教師一直不被重視，盡管從事實(shí)踐教學(xué)的教師普遍已由低學(xué)歷擴(kuò)充到高學(xué)歷，然而進(jìn)修機(jī)會(huì)少、工作量認(rèn)定和職稱評(píng)定不合理的情況，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教師工作熱情不高，嚴(yán)重影響了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。許多學(xué)生片面認(rèn)為，學(xué)習(xí)最重要的是書本知識(shí)，而實(shí)踐環(huán)節(jié)往往被認(rèn)為不重要，部分學(xué)生為了爭取獎(jiǎng)學(xué)金，而將自己的大部分精力用于理論課的學(xué)習(xí)中，實(shí)踐教學(xué)受到輕視。

1.3 校外企業(yè)難尋，學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)偏少

由于食品、生物制品的特殊性，對(duì)加工人員的健康衛(wèi)生狀況及生產(chǎn)環(huán)境有嚴(yán)格要求，再加上學(xué)生數(shù)量成倍增加，綜合考慮，企業(yè)在學(xué)生實(shí)習(xí)崗位安排上難度增加，不太愿意接受學(xué)生直接進(jìn)入車間進(jìn)行操作實(shí)習(xí)，一般要求通過參觀通道去了解生產(chǎn)情況，沒有給學(xué)生提供一線實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)[4]。同時(shí)，生產(chǎn)線上大型生產(chǎn)裝置自動(dòng)化程度越來越高，學(xué)生只能對(duì)其外貌進(jìn)行大概了解，無法對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行深入和具體學(xué)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)中很難將所學(xué)理論與實(shí)踐很好地結(jié)合起來，使實(shí)習(xí)流于形式，這樣大大影響了生產(chǎn)實(shí)踐的效果。

1.4 實(shí)習(xí)監(jiān)控不力，成績?cè)u(píng)價(jià)方式欠妥

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)成績?cè)u(píng)價(jià)方式是教師對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂考勤進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這種評(píng)價(jià)方式只能考查學(xué)生是否參與實(shí)習(xí)，而在實(shí)習(xí)過程中是否親自動(dòng)手、直接參與操作及對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)原理的掌握程度并不能進(jìn)行有效監(jiān)控，致使大多數(shù)學(xué)生走馬觀花、濫竽充數(shù)。學(xué)生的實(shí)習(xí)成績依賴于學(xué)生提交的實(shí)習(xí)報(bào)告，由于學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)不重視，參與程度低，結(jié)果提交的實(shí)習(xí)報(bào)告深度不夠，且雷同率很高[4]。有些學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容完整，細(xì)看照搬于課本甚至復(fù)制于網(wǎng)絡(luò)，所以單一以實(shí)習(xí)報(bào)告來評(píng)價(jià)學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)的成績，具有一定的片面性和隨意性，不能真實(shí)全面考核學(xué)生實(shí)習(xí)態(tài)度和知識(shí)掌握、能力獲得的程度。

2. 構(gòu)建合理的創(chuàng)新型生物工程人才實(shí)踐教學(xué)體系

2.1 合理設(shè)置培養(yǎng)體系

學(xué)院充分利用省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)中心、科研實(shí)驗(yàn)室及固定的校外教學(xué)實(shí)習(xí)基地，構(gòu)建多層次的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，形成從大一到大四，從課內(nèi)到課外，從校內(nèi)到校外的全程化、漸進(jìn)式的“四層次、三階段”實(shí)踐教學(xué)體系[5]。“四層次”即基本實(shí)驗(yàn)技能、專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能、專業(yè)綜合實(shí)踐能力和專業(yè)創(chuàng)新能力?！叭A段”指達(dá)到上述四項(xiàng)能力在培養(yǎng)中必須經(jīng)歷的三個(gè)階段：第一階段主要在第一、二學(xué)年度通過通識(shí)教育、專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)和專業(yè)課程設(shè)計(jì)等培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和專業(yè)技能；第二階段在第三學(xué)年度通過專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐等培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)綜合能力；第三階段主要在第四學(xué)年度通過大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）等培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新能力。另一方面本著培養(yǎng)“工程+技術(shù)”專業(yè)人才，著重提高學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、就業(yè)能力為目標(biāo)，探索和實(shí)踐“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合人才培養(yǎng)模式”和“訂單式人才培養(yǎng)模式”，來提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

2.2 重視專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)基本操作技能的掌握和獨(dú)立思考的能力，學(xué)院對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，設(shè)置了以學(xué)生為主體的驗(yàn)證性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，保證每個(gè)學(xué)生都有獨(dú)立動(dòng)手的機(jī)會(huì)。通過動(dòng)手實(shí)踐與獨(dú)立思考進(jìn)行實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證，所獲得的技能知識(shí)點(diǎn)與教師課堂講授的理論知識(shí)點(diǎn)相交叉，不僅能加深理論知識(shí)的理解，也培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能。在學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)基本技能和理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，增加融合多門課程知識(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練。綜合性實(shí)驗(yàn)是將分散、單一的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)其內(nèi)在聯(lián)系，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容表現(xiàn)為至少兩個(gè)學(xué)科之間交叉的一種復(fù)合性實(shí)驗(yàn)。例如發(fā)酵工藝綜合實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：谷氨酸菌種活化、谷氨酸一級(jí)種子的制備、谷氨酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、谷氨酸發(fā)酵液的檢測、檸檬酸發(fā)酵一級(jí)種子的制備、檸檬酸發(fā)酵綜合實(shí)驗(yàn)、檸檬酸發(fā)酵液的檢測，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容表現(xiàn)出連貫性，是《發(fā)酵工程》、《氨基酸工藝學(xué)》和《生物分離工程》等課程之間的復(fù)合性實(shí)驗(yàn)。

2.3 鼓勵(lì)倡導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)依托于大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等來提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和科研興趣。在科研訓(xùn)練項(xiàng)目中，學(xué)生自主選題并由教師指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在畢業(yè)論文中，結(jié)合教師的科研課題，學(xué)生與教師實(shí)行雙向選擇，確保一人一題。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽由學(xué)生自由組隊(duì)，自主選題并由教師輔助指導(dǎo)。在學(xué)校首屆“彤笙杯”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽30個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目中，學(xué)院有6個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng)，其中一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。2017年，在甘肅省教育廳主辦的第三屆中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽甘肅賽區(qū)決賽中，生物工程專業(yè)學(xué)生參賽的“?？颇翀觥表?xiàng)目以初創(chuàng)組第一名的成績獲得金獎(jiǎng)，同時(shí)獲得國賽參賽資格。在這些過程中，學(xué)生了解了科研過程，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新必備的素質(zhì)。

2.4 建設(shè)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地

為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)的對(duì)接，學(xué)院專門成立了生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)中心，負(fù)責(zé)管理和維護(hù)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地的啤酒生產(chǎn)線、果汁生產(chǎn)線、葡萄酒生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。啤酒生產(chǎn)線由糖化系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)組成，主要包括糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、煮沸鍋、旋沉槽、板式換熱器、發(fā)酵罐、蒸汽鍋爐、中央數(shù)控臺(tái)等設(shè)備。啤酒生產(chǎn)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生都可以在生產(chǎn)線上得到動(dòng)手實(shí)踐。葡萄酒生產(chǎn)線分為葡萄除梗壓榨區(qū)、發(fā)酵區(qū)、罐裝區(qū)、發(fā)酵監(jiān)測區(qū)等，擁有氣囊式壓榨機(jī)、除梗破碎機(jī)、冷凍機(jī)、不銹鋼發(fā)酵罐、罐裝機(jī)等設(shè)備，是一個(gè)微型的葡萄酒廠，也是目前國內(nèi)為數(shù)不多的用于葡萄酒教學(xué)的中試車間。果汁生產(chǎn)線主要由預(yù)處理、精細(xì)加工和滅菌包裝系統(tǒng)組成，配有鮮果清洗、破碎、榨汁、酶解、均質(zhì)、脫氣、濃縮、滅菌等設(shè)備，學(xué)生在各個(gè)生產(chǎn)線上實(shí)踐能力得到了極大的鍛煉。

2.5 建立科學(xué)評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)方式既不能準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也不能反應(yīng)教師的指導(dǎo)水平。科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)包括兩個(gè)方面，一是教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，二是教學(xué)督導(dǎo)和學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)考核，主要包括實(shí)習(xí)現(xiàn)場考核、過程表現(xiàn)和實(shí)習(xí)答辯、實(shí)習(xí)報(bào)告組成，現(xiàn)場考核和實(shí)習(xí)過程表現(xiàn)由校內(nèi)或校外指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)；實(shí)習(xí)答辯由專業(yè)負(fù)責(zé)人為小組成員進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣全面系統(tǒng)的考核不僅真實(shí)地反映了學(xué)生的實(shí)踐效果，還有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和回顧。學(xué)校督導(dǎo)都是聘請(qǐng)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的一線老教師，學(xué)院的督導(dǎo)是各系聘請(qǐng)的學(xué)科帶頭人，學(xué)校和學(xué)院督導(dǎo)每學(xué)期分別對(duì)實(shí)踐教學(xué)課隨機(jī)聽課至少8學(xué)時(shí)，對(duì)授課教師進(jìn)行一個(gè)全面、客觀的評(píng)價(jià)。此外，學(xué)生也參與了教師的課堂評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果作為教師在實(shí)踐課表現(xiàn)和評(píng)優(yōu)的重要依據(jù)。

3. 結(jié)束語

生物工程作為21世紀(jì)的三大前沿學(xué)科之一，是生命科學(xué)通向應(yīng)用領(lǐng)域的橋梁學(xué)科。作為一門實(shí)踐性及應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)不僅能加深學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解，而且能全面培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、工程應(yīng)用能力及分析問題和解決問題的能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力。創(chuàng)新型生物工程人才實(shí)踐教學(xué)體系在本校生物工程專業(yè)近幾年進(jìn)行了實(shí)踐，已經(jīng)在實(shí)際教學(xué)中產(chǎn)生了良好的效果，學(xué)生的課堂積極性提高了，綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ灿辛撕艽蟮倪M(jìn)步，從已經(jīng)畢業(yè)參加工作和讀研的學(xué)生中也收到了較好的反饋。實(shí)踐教學(xué)改革的空間還很大，我們還要根據(jù)實(shí)際要求不斷地進(jìn)行教學(xué)手段的調(diào)整，以更好地為整個(gè)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)服務(wù)。