王仕楷+黃金林+謝虹

摘要：生物工程作為工科專業(yè)，以應(yīng)用型工科人才的培養(yǎng)為主，因此，學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)顯得至關(guān)重要，而高年級(jí)學(xué)生專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的開展是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要措施。本文結(jié)合我校生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的設(shè)置，對(duì)我校生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的模式進(jìn)行介紹與分析，并對(duì)生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的后續(xù)改進(jìn)提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：生物工程；生產(chǎn)實(shí)習(xí)；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：GQ819 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）09-0029-02

一、引言

生物工程是以生物科學(xué)與生物技術(shù)為基礎(chǔ)，由細(xì)胞工程、基因工程、酶工程、發(fā)酵工程、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)以及生物化學(xué)工程學(xué)等多學(xué)科相互交叉滲透、融合、發(fā)展而成的新興的工程技術(shù)學(xué)科，是21世紀(jì)前沿學(xué)科之一。生物工程是聯(lián)結(jié)生物學(xué)理論創(chuàng)新與生物高新技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化的紐帶，是實(shí)現(xiàn)生物學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的工具。目前，國內(nèi)已有過百所高校開設(shè)了生物工程專業(yè)，生物工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是“本專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具有生命科學(xué)的基本知識(shí)，掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理，工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)理論、基本技能，能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)，以及具備進(jìn)一步深造與發(fā)展?jié)撡|(zhì)的高級(jí)復(fù)合型人才”[1]。在生物工程專業(yè)的培養(yǎng)過程中，工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)與鍛煉是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。當(dāng)前，許多高校生物工程專業(yè)的培養(yǎng)方案中，針對(duì)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)還不夠，同時(shí)，缺乏專業(yè)性與系統(tǒng)性。本文針對(duì)生物工程專業(yè)的特點(diǎn)與培養(yǎng)目標(biāo)，分析了本專業(yè)的培養(yǎng)方案與實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，淺析了以產(chǎn)物為主線的生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的新模式。

二、傳統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)存在的問題

鑒于生產(chǎn)實(shí)習(xí)的重要性，絕大多數(shù)開設(shè)生物工程專業(yè)的國內(nèi)高校在專業(yè)設(shè)置中均設(shè)有生產(chǎn)實(shí)習(xí)這一環(huán)節(jié)，多數(shù)高校的生產(chǎn)實(shí)習(xí)以企業(yè)實(shí)習(xí)為主，但是，傳統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的方式存在許多問題。

（一）實(shí)習(xí)基地不足，基地質(zhì)量較低

雖然多數(shù)高校均與眾多企業(yè)共建實(shí)習(xí)基地，但是，由于近年來企業(yè)管理制度的日益，加之市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，企業(yè)對(duì)高校生產(chǎn)實(shí)習(xí)的意愿日益降低，使得生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地的選擇日益困難。另外，由于企業(yè)始終將企業(yè)的生產(chǎn)管理和經(jīng)濟(jì)效益放在第一位，學(xué)生的實(shí)習(xí)安排只能跟隨企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)置，很難按照學(xué)校的培養(yǎng)方案進(jìn)行，這就使得生產(chǎn)實(shí)習(xí)的質(zhì)量得不到保障；同時(shí)，由于實(shí)習(xí)時(shí)間的安排有限，很容易導(dǎo)致實(shí)習(xí)過程中只能接觸到生產(chǎn)過程的某一環(huán)節(jié)，使學(xué)生難以得到系統(tǒng)的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，難以達(dá)到生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)習(xí)目標(biāo)。

（二）學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)不足

隨著現(xiàn)代企業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提升以及管理水平的不斷完善，生產(chǎn)過程中人工操作的環(huán)節(jié)越來越少，同時(shí)，企業(yè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求使得其很難為實(shí)習(xí)學(xué)生提供“練手”的機(jī)會(huì)。此外，生產(chǎn)實(shí)習(xí)過程中的安全責(zé)任問題始終放在首位，這也是制約企業(yè)接納學(xué)生的關(guān)鍵因素，企業(yè)不愿承擔(dān)學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中人身安全的風(fēng)險(xiǎn)，因此，更不愿讓學(xué)生直接參與實(shí)習(xí)[2]。綜合以上因素，絕大多數(shù)企業(yè)實(shí)習(xí)是以學(xué)生參觀實(shí)習(xí)為主，學(xué)生很難得到動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，不能發(fā)揮生產(chǎn)實(shí)習(xí)的真正作用。

三、生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式探索

面對(duì)實(shí)習(xí)基地資源不足、基地質(zhì)量差以及學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)不足等問題，有必要對(duì)當(dāng)前的傳統(tǒng)實(shí)習(xí)方式進(jìn)行改變，探索新的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式，以保證生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)目標(biāo)及生物工程專業(yè)培養(yǎng)方案的實(shí)現(xiàn)。

（一）我校生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)新模式的建立

為更好地完成生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的培養(yǎng)目標(biāo)，我校一改傳統(tǒng)的企業(yè)實(shí)習(xí)方式，在校內(nèi)建立生物工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)，購置了生物工程上游、中游及下游實(shí)驗(yàn)所需的一系列設(shè)備，以自動(dòng)化發(fā)酵罐為核心，建立起完整系統(tǒng)的生產(chǎn)體系。在此基礎(chǔ)上，選取有代表性、創(chuàng)新性的目標(biāo)產(chǎn)物，從菌種出發(fā)，經(jīng)過上游的種子制備，中游的發(fā)酵及過程監(jiān)控，下游的產(chǎn)品分離純化與制備，獲得最終的產(chǎn)品。在宏觀上，整個(gè)流程基本與工廠的生產(chǎn)過程相似，可全面展示由原料到產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，讓學(xué)生得到真實(shí)直觀的產(chǎn)品，這樣可極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的熱情；在微觀方面，由于全程操作均由學(xué)生自己參與完成，學(xué)生對(duì)生產(chǎn)過程的每一步操作每一個(gè)細(xì)節(jié)均有清晰直觀的認(rèn)識(shí)，實(shí)習(xí)效果較傳統(tǒng)實(shí)習(xí)也有大大提高。同時(shí)，實(shí)習(xí)過程采用小組分組實(shí)習(xí)的方式，不同組可選取不同類型的產(chǎn)物，不同的發(fā)酵工藝，如胞內(nèi)產(chǎn)物與胞外產(chǎn)物、分批發(fā)酵與補(bǔ)料分批發(fā)酵等方式，可極大地拓寬學(xué)生的知識(shí)面，達(dá)到更好的實(shí)習(xí)效果。

（二）生產(chǎn)實(shí)習(xí)新模式與生物工程專業(yè)課程設(shè)置的聯(lián)系

生產(chǎn)實(shí)習(xí)的一個(gè)重要的目的就是使學(xué)生將理論知識(shí)同生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，我校生產(chǎn)實(shí)習(xí)的安排與設(shè)置正是以這一目標(biāo)為指導(dǎo)，通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐過程，一方面使學(xué)生對(duì)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行梳理與回顧，另一方面，可有效地將相對(duì)孤立的專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，使得學(xué)生的認(rèn)知水平由點(diǎn)及面，從宏觀方面加深對(duì)本專業(yè)的認(rèn)知。

由圖1可以看出，專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)將本專業(yè)設(shè)置的各專業(yè)基礎(chǔ)課與專業(yè)課有機(jī)地結(jié)合在一起，尤其是將課程學(xué)習(xí)過程中的課程實(shí)驗(yàn)孤立的操作系統(tǒng)的串聯(lián)在一起，使學(xué)生的視野由實(shí)驗(yàn)的高度上升到生產(chǎn)的高度，這對(duì)于學(xué)生畢業(yè)后從事生產(chǎn)、研發(fā)、深造等奠定了重要的理論支撐與實(shí)踐基礎(chǔ)。

（三）生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式的后續(xù)探索

后續(xù)，我校將繼續(xù)完善和提升生產(chǎn)實(shí)習(xí)平臺(tái)的硬件設(shè)施，首先，購置不同類型的發(fā)酵罐，包括通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、鼓泡塔式反應(yīng)器等，滿足不同類型微生物的發(fā)酵需求；另外，在發(fā)酵菌種的選擇方面，在常規(guī)微生物的基礎(chǔ)上，拓展到植物懸浮細(xì)胞、絲狀細(xì)胞等，不斷拓寬學(xué)生的視野；在下游操作方面，繼續(xù)拓寬單元操作的范圍，建立起更加全面的實(shí)習(xí)平臺(tái)。此外，后續(xù)將探索將教師的科研與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合的模式[3，4]，在教師已有科研成果的基礎(chǔ)上，將其擴(kuò)展到生產(chǎn)過程，應(yīng)用該平臺(tái)，建立產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的模式，在保障生產(chǎn)實(shí)習(xí)效果的同時(shí)，使學(xué)生與科學(xué)前沿相結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與科研能力。

四、結(jié)語

在包括生物工程專業(yè)在內(nèi)的工科人才培養(yǎng)的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)綜合性實(shí)踐教學(xué)的重視程度，充分利用生產(chǎn)實(shí)習(xí)的綜合性和實(shí)踐性的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的生產(chǎn)性思維，提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)的整體認(rèn)知水平。通過采用新的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式，學(xué)生的參與程度與動(dòng)手機(jī)會(huì)得到大大提高，學(xué)生的實(shí)踐能力得到充分的訓(xùn)練和提高，同時(shí)大大激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，為培養(yǎng)創(chuàng)新能力強(qiáng)、創(chuàng)業(yè)素質(zhì)高的創(chuàng)新型人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為提高生物工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了重要的實(shí)踐保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2]鄭權(quán)，趙峰，榮龍，李德玉.建立設(shè)計(jì)性生物工程綜合實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)大學(xué)生科技創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（11）：121-123.

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[4]王陶，李文，陳宏偉.應(yīng)用型本科院校生物工程專業(yè)產(chǎn)學(xué)研人才培養(yǎng)模式探索[J].微生物學(xué)通報(bào)，2015，42（3）：591-597.

Exploration on the New Production Practice Mode of Bioengineering

—Take Yangzhou University as the Example

WANG Shi-kai，HUANG Jin-lin，XIE Hong

（College of Life Science and Technology，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu 225009，China）

Abstract：As an engineering major，bioengineering is meant to cultivate applied engineering talents. Therefore，cultivation of comprehensive practical abilities is very important and the production practice is the insurance to meet the target. Taking Yangzhou University as the example，this paper introduces and analyses the production practice mode in our university. It gives some suggestions for further improvement of the quality of production practice for the major of bioengineering.

Key words：Bioengineering；production practice；practicial teaching