生物工程专业应用型人才培养课程体系的构建

(怀化学院 生命科学系，湖南 怀化 418008)

近年来，社会对高素质的生物工程人才需求量越来越大，但应用型本科院校生物工程专业毕业生普遍感到就业难[1].据调查，因就业难，近一半的毕业生选择了继续深造读研，已就业的毕业生大多到公司从事产品营销、产品质量检验等工作，专业对口的少.究其原因，一方面人才培养没有瞄准市场需求，甚至与市场脱节;另一方面没有突出工程素质和专业技能的培养，导致毕业生眼高手低.因此，适应市场需求，突出应用型本科院校特色，制定科学的人才培养方案，构建合理的课程体系显得尤为重要.

1 生物工程专业课程体系基本概况及存在的问题

应用型本科院校生物工程专业主要是培养专业相关的制药、食品、环境、农业等领域的技术人才，其教育内容通常分为通识教育、专业教育和综合教育三部分.课程体系构建的重点在于专业教育部分的主干课程和选修课程的设置，主干课程应覆盖专业教育核心内容，选修课程则体现专业知识拓展深化、应用技能实践训练等[2].开设生物工程本科专业的应用型本科院校很多，由于不少院校是各类专科学校升格的本科，专业发展历史不同，且办学基础和办学理念存在差异，从而导致生物工程专业特色各不相同.各校生物工程专业设置的核心课程大体相同，主要有生物化学、微生物学、细胞生物学、化工原理、工程制图、发酵工程、基因工程、分子生物学、生物分离工程、生物工程设备与设计等;其他专业课程及选修课程则更多体现学校特色及区域经济发展特点.比如长江师范学院工程专业就偏重发酵工程方向，开设了发酵工艺学、发酵工程实验、发酵工厂设计、工业发酵分析实验等课程.怀化学院生物工程专业偏重植物资源和发酵工程方向，开设了植物资源学、植物活性成分提取与产品加工、植物成分利用技术综合实验、植物资源调查与鉴定;发酵工艺学、生物产品市场营销、工程咨询概论等课程，等等.

在调查中了解到，不少院校的生物工程专业是在理科专业基础上建设起来的，由于办学时间较短、“双师型”教师少、对市场需求把握不准，导致人才培养与市场需求不相适应，在人才培养和课程体系上存在以下几个问题:

1.1 课程体系设置重理轻工

生物工程涉及的技术范畴属于生物工程技术与化学工程技术，广泛应用于医药、轻工、食品、化工等领域，生物工程专业是理工管结合的工科专业[3].生物工程主要是解决生物技术产业化过程中的问题，生物工程师不仅需要懂一些生物学方面的知识及其相关的数理化基础知识，还要精通工程技术方面的知识，例如工程数学、电工学、工程制图与CAD、化工原理，生物工程设备、生物分离工程、生物工程工厂工艺设计等.应用型本科院校为了发挥以前办学的优势条件，课程设置偏向理科，生物学方面的课程设置较多，工程课程相对较少.

1.2 实践环节过程控制薄弱

生物工程专业应用型人才大多充实到生产、经营、管理第一线岗位，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发，要求具有扎实的专业知识和很强的实践能力.在本科教学阶段要注意适度拓宽专业面，强调工程实践，重视学生实践能力的培养.生物工程专业的实践环节包括实验课、课程设计、见习、毕业论文(设计)和毕业实习等，其中化学实验、生物化学实验、微生物学实验等主要是让学生掌握常规仪器的使用、设备维护保养等基本技能，化工原理实验、发酵工程实验、课程设计等主要是提升学生的工程素质，培养学生分析问题的能力，见习、毕业论文和毕业实习等主要是加深学生对社会、企业的认知，掌握生产工艺流程、生产设备及检测等知识.但目前偏远省份生物工程领域的相关企业较少，生产见习、毕业实习成了走马观花，见习中见到的重要环节、核心生产车间很少，实习中真正参与生产的时间短、动手机会少，收效甚微.

1.3 基础理论教学求全求深且重复交叉

应用型本科院校培养的工程专业主要培养应用型人才，基础理论知识应该“以应用为目的，以够用为度”，但长期以来各门课程都追求完善的教学体系，形成了大而全的课程格局，课本越写越厚、内容越写越多，这与培养目标不相适应[4].而且许多课程之间有内容交叉、重复现象，如有机化学与生物化学、生物化学与微生物、微生物与遗传、生物化学与分子生物学之间就有很多知识点重复，很多知识点在几门课程里都要讲授.而为了解决内容多学时少的矛盾，授课教师把其它课程涉及到的一些内容省略不讲了，结果可能几门课程都没有讲解同一内容，这样学生学到的知识就有了重复或者欠缺.

2 生物工程专业应用型人才培养课程体系构建思路

生物工程专业人才培养目标是大力培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和基本技能，能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5].课程体系的构建必须围绕人才培养目标，以学生毕业后的职业方向为依据，优化课程体系，重视专业基础和实践教学，强调个性教育，提升学生的能力素质，实现学生由学校到社会的无缝链接.

2.1 夯实专业基础

按照“宽口径、厚基础”的培养思路，课程体系要保证专业课程的学分比重，适当增加工程类课程的比例[6]，加强对学生工程素质的培养，培养学生的工程能力，使学生具有牢固的工程学基础知识，以适应大规模现代化生产中的工程设计、参数检测、过程控制、产品的下游处理等工作，满足企业岗位的需要.专业课程设置要注重系统性，在教学过程中，要协调各门课程之间的教学，妥善解决交叉重复内容的授课问题，让学生在有限的时间内学有所用、合理够用.在夯实学生专业基础知识的同时，可将专业教育和应用能力及开发研究能力的培养结合起来，培养学生适应社会发展和解决实际问题的能力.

2.2 重视实践教学

实践教学一直是应用型本科院校的短板，生物工程专业课程设置中，要增加实践教学的比重，按由易到难、从校内走向校外的步骤组织实践教学，构建由实验课程、专业见习、毕业设计和毕业实习等组成的实践教学体系，将有关实验内容分散到各阶段的教学中，逐步规范学生的实验操作，提高实践技能，培养学生综合运用知识的能力和创新思维.实践证明，这种实践教学能够激发学生学习的主动性和创新精神，培养学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，同时还可以促进教师对教学理念和教学方法的更新[7].

2.3 凸显自身特色

应用型本科院校都有各自的发展轨迹，其专业设置经过长期的发展;学校在所地区经济结构、发展水平、产业特色也各不相同，因此，生物工程专业课程设置既要发挥学校师资力量、实验条件、学科发展的综合优势，又要适应经济发展和社会市场的需求，使课程设置具有鲜明的特色.在制订课程体系时，专业方向课开设应凸现个性化教育，这是提升专业内涵的主要手段.比如开设生化生产工艺学、代谢工程、环境生物技术、计算机辅助生物过程设计、生物制药工艺学、药剂学、食品发酵工程、酶工程、企业管理等课程.这些课程分别涉及环境、制药、轻工、食品、管理、生物等多个方向，对专业知识范围进行拓宽，也增强学生的兴趣和适应就业的需求.

3 生物工程专业应用型人才培养课程体系的构建

生物工程专业是建立在生物学、化学、工程学等多学科基础上的复合型专业.课程设置必须以人才培养目标为总揽，坚持知识、能力、素质和个性协调发展的原则，强调知识的整体性、系统性和综合应用，强调学生的人文素质、工程素质和动手能力的培养，构建培养高素质的应用型生物工程人才的课程体系.

3.1 构建符合培养目标的课程体系

培养满足市场需求的应用型生物工程人才，需结合自身实际，充分发挥课堂教学、实验实训和校园文化活动三个培养平台，按照公共能力、专业能力和发展能力三个模块对生物工程专业进行课程构建，每个模块又由几部分组成，具体的课程体系可设置为:

3.1.1 公共能力培养课程 公共能力包括价值判断、交流沟通、身心调适和信息处理等能力.价值判断能力培养课程包括思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、毛泽东思想和中国特色社会主义理论、马克思主义基本原理、形势与政策、思想政治理论课实践等;交流沟通能力培养课程包括大学英语、大学语文等;身心调适能力培养课程包括基础体育、健康运动项目训练、职业生涯设计与创业就业指导、国防教育与军事训练、劳动技能训练等;信息处理能力培养课程包括大学计算机、计算机操作训练等.各个模块还要开设相应的素质拓展活动项目和选修课程.

3.1.2 专业能力培养课程 专业能力包括自然科学与工程学基础、生物学知识、生物工程工艺研发、专业综合实践等能力.自然科学与工程学基础知识培养课程包含高等数学、无机分析化学及实验、有机化学及实验、物理化学及实验、电工学、工程制图与CAD、化工原理及实验、工程数学等;生物学知识培养课程包含生物化学及实验、微生物学及实验、分子生物学及实验、基因工程及实验、细胞生物学及实验等;生物工程工艺研发能力培养课程包括发酵工程、酶工程、生物分离工程、生物工程综合实验、生物分离工程实验及其他方向课程等;专业综合实践能力培养课程包括专业认知实习、专业技能测试、企业家讲座、社会实践调查、产品设计、毕业实习、毕业论文(设计)等.

3.1.3 发展能力培养课程 发展能力培养课程须根据学校的教学特色和学生的发展需要进行开设，不同专业方向的课程设置有所不同.例如，发酵方向设置生物工程设备、生物工程工厂工艺设计概论、发酵工艺学及实验、发酵过程控制与检测、生物制品质量监控等.生物制药方向设置药物化学、药物分析、药剂学、药理学、生物制药工艺学、生物技术制药、生物药物分离与检测技术等;食品方向食品营养学、食品工程原理、食品分析、食品机械与设备、食品工艺学等.

以上课程又分为理论教学、实验实训、综合实践三种不同的课程类别.这些课程紧紧围绕工程素质的培养分层次、分年级循序渐进地开设.

3.2 加强实践环节的教学管理和过程控制

根据专业培养目标，充分发挥校内实验、实训平台和校外实习基地作用，构建由实验课程、课程设计、专业见习、毕业设计和毕业实习组成的“分阶段、多层次”的实践教学体系，并制定相应的考核标准.

第一层次:基本技能实验，包括无机分析化学实验、有机化学实验、生物化学实验、物理化学实验、化工原理实验、微生物学实验等.通过这些实验课程让学生掌握常用仪器设备的基本操作、使用技能、维护保养，学会生物大分子和微生物的分离纯化、定量测定、性质鉴定等.重点是基本操作技能和规范化训练，培养严谨求实的科学态度和工作作风.

第二层次:专业综合实验，包括生物工程综合实验、生物分离工程实验、发酵工艺学实验、发酵过程控制与检测、生物制品质量监控、药学综合实验、食品工艺学综合实验等.生物工程专业的实验教学内容应该专门化，具有特性，以区别于生物技术和化学制药工程等邻近专业[8]，但又要兼顾到不同专业方向的需要.通过这些实验要求学生学会利用微生物发酵生产某种产品，掌握发酵原料的成分分析、原料制备、发酵过程控制与检测、成品处理等，进一步巩固提高学生的实验技巧、独立思考和分析问题、解决问题的能力.

第三层次:应用研究实践，包括创新性实验、见习、产品设计、毕业论文(设计)、毕业实习等.通过见习使学生了解工厂的生产流程;通过产品设计让学生能够选择合适的方法、技术设计某种产品的生产工艺，并生产出产品，如“啤酒生产”、“抗生素生产”、“特色酸奶的生产”等;通过毕业论文使学生独立查阅文献，制定实验方案，完成实验，进行数据处理和分析，培养学生综合应用知识的能力和创新意识.毕业实习使学生了解经济发展和企业改革的实际情况，参与各类生物制品的研制、生产和质控过程，掌握一般的生物工程产品的工艺设计、过程，为今后的工作打下基础.

所有这些环节都与培养学生的动脑动手能力、掌握各种专业技能是分不开的，任何一个环节都是非常重要的，只有加强各个环节的考核，才能为社会输送技术过硬的应用型人才.

3.3 整合部分专业课程，统筹交叉内容的教学安排

在强调素质教育的今天，公共能力培养课程、素质拓展活动占据了学生大量的时间，专业能力、发展能力培养课程的课堂教学时间越来越少，要在有限的时间让学生学到“有用、够用、实用”的基础知识，一定要根据专业特点进行专业课程的重组和整合，统筹交叉学科、交叉内容的教学安排.如可以将分子生物学、基因工程整合为分子生物学与基因工程一门课程，细胞生物学、细胞工程整合为细胞与细胞工程学一门课程，相应的实验课整合为分子生物学及基因工程实验、细胞与细胞工程实验;发酵工程、酶工程、生物分离工程、工业发酵分析的实验内容整合为一门生物工程综合实验，这样便于构建系统完整的、内容不重复的教学体系.生物化学、分子生物学、微生物学里都有关于“操纵子”的内容，细胞生物学、生物化学里都有“光合作用”，有机化学、生物化学里都有“糖、脂”的相关内容，因此有时几门课程都在讲解相同的内容，重复学习，耽误了有限的学习时间;有时几门课程都不讲，以为在其他课程里会学习，结果导致相关知识缺乏，不够用.在实际工作中要进行充分的论证，以“有用、够用、实用”为原则，构建每门课程的最合适的教学体系.

[1]刘石泉，赵运林，雷存喜.地方院校生物工程专业复合型人才培养体系浅析[J].广州化工，2011，39(2):133-135.

[2]冯唐锴，韩文华.以地方经济发展需求为导向的生物工程本科专业课程体系研究[J].景德镇高专学报，2013，28(6):20-21.

[3]李常健，黄光文.新建本科院校生物工程专业应用型人才培养模式研究[J].湖南科技学院学报，2007，28(12):31-33.

[4]孙兰萍，许晖，王娣.生物工程本科人才培养方案及课程体系改革的研究[J].农产品加工·学刊，2009，(8):88-91.

[5]黄进勇，王爱萍.以课程体系建设推进“生物工程”专业创新人才培养[J].中国校外教育，2010，(8):49-50.

[6]刘悦萍，刘遥，李奕松，等.农业院校生物工程专业课程建设与教学发展对策[J].安徽农业科学，2010，38(30):17316-17318.

[7]陈学红，汪世华，林文雄，等.生物工程专业课程体系构建与优化研究[J].内蒙古农业大学学报(社会科学版)，2011，13(2):150-152.

[8]黄金林，潘志明，李求春，等.优化整合生物工程专业课程实验 建立综合大实验课程体系[J].教育教学论坛，2014，(26):176-178.