高海軍，趙東旭，蘇 娜，李 勤，閆天翼

(北京理工大學生命學院，北京 100081)

生物工程是以人類生物產(chǎn)品需求為導向，融合生物學、化學、物理學和工程學的理論和方法，系統(tǒng)性地設計、優(yōu)化和改造生物體系與功能，著重解決生命科學研究成果產(chǎn)業(yè)化所面臨的技術與工程問題，推動生物產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的學科。從其起源上看，包括來自于化工領域以工程性為主的生物化工和來自于兼具理論和應用性的生物工程兩個領域。目前，生物工程或生物技術產(chǎn)業(yè)作為一個正在崛起的主導性產(chǎn)業(yè)，已成為產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的戰(zhàn)略重點和新的經(jīng)濟增長點，實現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢和跨越式發(fā)展最有前途、最有希望的領域。圍繞專業(yè)建設和人才培養(yǎng)，相關高校進行了較為深入的探索[1-10]。為與以后的專業(yè)認證接軌，同時也為了更為專業(yè)地培養(yǎng)人才，我校在本專業(yè)開展了“卓越工程師培養(yǎng)計劃”試點工作。工作伊始，我們尤其關注以下主要問題。超過半年時間的企業(yè)實習和畢業(yè)論文工作能否取得預期培養(yǎng)效果？取得理想培養(yǎng)效果的主要因素有哪些？如何客觀、可量化性地評價培養(yǎng)效果？對多年來的培養(yǎng)過程、效果進行了研討后，提高生物工程專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”企業(yè)環(huán)節(jié)效果的思路是什么？為此，我們對此工作進行了梳理，供大家討論、指正。

1 我院“卓越工程師計劃”工作的開展情況

我校生物工程/生物化工專業(yè)已有20多年的發(fā)展歷史，形成了以“生物催化和藥物轉化”為特色的研究方向，為促進生物工程專業(yè)人才的需求和專業(yè)建設的發(fā)展，本專業(yè)2011年通過評審成為我校首批“卓越工程師計劃”的試點專業(yè)。我校在開展本計劃時，我們安排學生到傳統(tǒng)生物化工企業(yè)安徽某集團開展約8個月的實習，以加強本專業(yè)學生在企業(yè)實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容。該方案與一般專業(yè)培養(yǎng)方案的重要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)課程體系中，與工程相關的課程和/內(nèi)容得到加強；部分課程由企業(yè)人員負責授課；(2)畢業(yè)論文在校外實習基地完成，而且開展論文工作的時間增加約50%；(3)通過培養(yǎng)，學生不但掌握了解決實際工程問題的能力，而且還深入實地了解了與產(chǎn)品生產(chǎn)相關的過程，如工藝設計、設備安裝與連接、產(chǎn)品包裝與物流管理等，這些過程中所隱含的知識的積累極大提高了學生的綜合素質(zhì)，反過來對專業(yè)知識的理解、對新出現(xiàn)問題的研判和解決都有較強的幫助作用。

企業(yè)實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容及時間安排見表1。

表1 企業(yè)實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容及時間安排Table 1 The training content and time arrangement in enterprise

培養(yǎng)效果：我們從專業(yè)素質(zhì)(包括基本的專業(yè)理論掌握情況、對基于生物工程/生物化工領域的國內(nèi)及國際市場的了解情況、專業(yè)技能掌握情況、創(chuàng)新能力或創(chuàng)新意識的培養(yǎng)情況四方面內(nèi)容)和基本職業(yè)素養(yǎng)(包括對GMP(良好的生產(chǎn)規(guī)范)的認識、對SOP(系統(tǒng)性的操作規(guī)范)的認識、溝通技巧與良好人際關系的建立、考勤情況、安全意識、對生產(chǎn)過程或研發(fā)過程的管理水平的學習和感悟六方面內(nèi)容)兩個方面對2016-2017屆畢業(yè)生進行了測評，參加本培養(yǎng)的計劃的學生的得分要比未參加本培養(yǎng)計劃的學生得分高約20%左右。

2 提高“卓越工程師培養(yǎng)計劃”在企業(yè)實踐環(huán)節(jié)實習質(zhì)量的思路

為提高本專業(yè)“卓越工程師培養(yǎng)計劃”在企業(yè)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)質(zhì)量，通過對近幾年課題組工作經(jīng)驗和本專業(yè)學生在企業(yè)實訓階段效果并借鑒已有的同行的經(jīng)驗[2-10]，建議的操作指南如下。

2.1 校企雙方領導重視

領導重視似乎是一個老生常談的話題，關鍵是如何落實到實處。我們在本計劃實施過程中，校企雙方均有相關的小組具體負責。

學院成立專門的工作小組具體負責該計劃的實施。主管教學的院領導為牽頭人，熟悉本領域的幾位老師(含教務人員)負責具體實施，包括與企業(yè)商定具體時間、課程內(nèi)容、實踐內(nèi)容、考評內(nèi)容等、接送學生去實踐基地、中期看望學生、撰寫實習報告、費用報賬等。尤其是專人負責與實踐基地的及時聯(lián)系。

企業(yè)成立有非正式的協(xié)調(diào)小組，人力資源部或外事部負責人為牽頭人，其他包括人力資源部工作人員、研發(fā)部指導老師等。負責與學院商定具體時間、課程內(nèi)容、實踐內(nèi)容、考評內(nèi)容等、在企業(yè)的食、宿、各種培訓等。

2.2 建立穩(wěn)定培養(yǎng)質(zhì)量的部分技術的參考標準

經(jīng)過與企業(yè)技術人員及管理人員反復討論，建議的部分技術參考標準如下：

2.2.1 課題選定領域及方向清單

在“卓越工程師計劃”實施階段，本科生所開展的畢業(yè)論文課題應該是具有明顯市場行為的生產(chǎn)及研發(fā)工作，而且所從事的領域應涵蓋在主流生物工程產(chǎn)業(yè)(或生物技術產(chǎn)業(yè))之內(nèi)。典型領域如下：

(1)發(fā)酵工程

①基于細菌(如大腸桿菌、放線菌等)：工程菌的構建、選育、生產(chǎn)具有醫(yī)用、工業(yè)用或具有特異性民用化學品或菌體本身(如維生素、抗生素、有機酸、氨基酸、核苷酸、肽、寡核苷酸、醇、蛋白/酶等)的過程(發(fā)酵工藝研究，各種參數(shù)的控制如通氣、罐壓、攪拌，流加工藝尤其是補料控制等，含提取、分離等工作)與培養(yǎng)設備以及配套工程與設備的選型。

②基于酵母(如畢赤酵母、啤酒酵母等)：參考上述2.2.1(1)①的內(nèi)容。

③基于真菌(如曲霉等)：參考上述2.2.1(1)①的內(nèi)容。

④基于其他微生物：參考上述2.2.1(1)①的內(nèi)容。

(2)細胞工程(或組織工程)

①基于動物細胞(如雜交瘤等)：包括工程細胞的構建、細胞和組織培養(yǎng)、細胞的固定化、細胞融合和雜交瘤技術等以及生產(chǎn)藥用蛋白、抗體、疫苗、各種細胞因子或生長因子等(含提取、分離等工作)。

②基于植物細胞：參考上述2.2.1(1)①的內(nèi)容。

③基于昆蟲細胞：參考上述2.2.1(1)①的內(nèi)容。

(3)酶工程或生物催化與轉化(含蛋白質(zhì)工程)

①商用酶：分離(提取、純化)、化學改性以及成品加工。

②基于酶的催化或轉化工程：(含酶的固定化)用于生產(chǎn)重要的生物活性成分或工業(yè)原料等(含提取、分離等工作)。

③其他。

(4)微生物與廢棄生物質(zhì)的資源化利用(含生態(tài)修復)

①工業(yè)污水的處理：如常規(guī)企業(yè)、軍工企業(yè)的污水處理等。

②生活污水的處理：城市生活污水及城鎮(zhèn)生活污水處理。

③生活廢棄物的處理：城市生活及城鎮(zhèn)生活固體廢棄物的減害化處理等。

④有害固體廢棄物的減毒化處理：特殊行業(yè)如有毒化學品生產(chǎn)、儲運等行業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物的減害化處理等。

⑤基于微生物群體的生態(tài)修復：如人工濕地、天然濕地工程等。

⑥其他。

(5)生物分離工程(含活性成分的評價)

①來源于動物臟器、尿液、乳汁及其他非培養(yǎng)組織等的藥用、生物活性成分(重點是蛋白、多肽、寡核苷酸、多糖及寡糖等)的分離、活性評價等。

②來源于植物或其他非培養(yǎng)組織等的藥用、生物活性成分(重點是蛋白、多肽、寡核苷酸、多糖及寡糖等)的分離、活性評價等。

③其他。

2.2.2 所必須掌握的技術清單

在整個企業(yè)實踐環(huán)節(jié)，學生必須熟練掌握不少于一個模塊的操作技術和掌握不少于一個模塊的常用設備。

(1)基本專業(yè)技能的操作技術

①模塊1：微生物菌種保藏技術、菌種分離純化技術、培養(yǎng)基制備技術、微生物培養(yǎng)技術(發(fā)酵技術)、培養(yǎng)條件優(yōu)化技術、過程取樣技術、發(fā)酵罐及管道的清洗消毒技術、消泡技術等。

②模塊2：細胞接種培養(yǎng)時的接種技術、組織和細胞培養(yǎng)技術、細胞形態(tài)學觀察技術、細胞融合技術、細胞保存方法、DNA重組技術等。

③模塊3：細胞/酶固定化技術等。

④模塊4：目標物的含量/活性測定技術、目標物的純度測定技術、濁度測定技術、干重測定技術等。

⑤模塊5：目標分子提取技術，包括樣品破碎技術、過濾技術、吸附技術、蒸餾技術、結晶技術、各種層析技術等。

(2)常用設備

①模塊1-發(fā)酵工程用設備：pH計、超凈臺、顯微鏡、搖床、初級及二級種子罐、發(fā)酵罐、滅菌鍋、天平、分光光度計、干凈空氣過慮設備、料夜過濾設備、PCR儀等。

②模塊2-細胞與組織培養(yǎng)用設備：pH計、超凈臺、生物反應器、細胞培養(yǎng)箱、細胞培養(yǎng)反應器、培養(yǎng)基過濾設備、顯微鏡、PCR儀等。

③模塊3-分離分析用設備：pH計、分光光度計、過濾設備、層析設備、顯微鏡、酶標儀、凝膠成像儀、PCR儀、電轉化儀、凍干機、離心機、電泳儀等。

2.2.3 企業(yè)導師的遴選標準

實踐環(huán)節(jié)采用雙導師制方式，企業(yè)導師校內(nèi)導師各一人。校內(nèi)導師由本專業(yè)老師擔任，企業(yè)導師的選聘標準如下：

(1)企業(yè)導師由實習基地或合作單位的符合企業(yè)導師條件的人擔任。企業(yè)導師的確定主要通過企業(yè)指定和學生選報相結合的方式，遵循導師、學生雙向選擇的原則。學生參加企業(yè)課題，以企業(yè)導師為主進行實踐指導，校內(nèi)導師從學術角度進行指導。

(2)企業(yè)導師應具備的基本條件：目前正在從事企業(yè)管理或技術工作的專業(yè)技術專家；具有系統(tǒng)的專門知識和豐富的實踐經(jīng)驗，熟悉本學科、專業(yè)方向的前沿技術及應用發(fā)展動態(tài)，并符合下述條件之一：①具有碩士學歷，同時具有3年以上從事設計、操作或管理工作的經(jīng)驗。②具有工科本科學歷，同時具有5年以上從事設計、操作或管理工作的經(jīng)驗。③任企業(yè)技術總監(jiān)或在相應崗位工作三年以上。

(3)企業(yè)導師應具有足夠的教學能力、專業(yè)水平、工程經(jīng)驗、溝通能力、職業(yè)發(fā)展能力，并且能夠開展工程實踐問題研究，參與學術交流。其工程背景應能滿足指導學生實習的需要。

(4)企業(yè)導師有足夠時間和精力投入到本科教學中，能為學生提供指導、咨詢、服務，并對學生職業(yè)生涯規(guī)劃、職業(yè)從業(yè)教育等給予足夠的指導。

(5)企業(yè)導師明確他們在教學質(zhì)量提升過程中的責任，不斷改進工作。并積極參與教學研究與改革。

(6)企業(yè)導師的聘任期為三年，到期后由企業(yè)對導師資格進行重新審定，審定合格者可以繼續(xù)聘任。

2.3 學校專業(yè)師資隨隊實習，實現(xiàn)校企互惠

在實習期間，帶隊老師全程參與實習過程，一方面是隨隊在合適時機介紹相關技術、設備與所學課程的對應關系及相關理論，另一方面，也要對相關產(chǎn)品的工藝有一個的清晰、直觀的了解，以豐富返校后的課堂教學內(nèi)容，架起理論與實際的橋梁；第三方面，也是更重要的一點，要在實習的過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有工藝的不足并提出改進的思路，真正實現(xiàn)了校企互惠。

2.4 開展教研教改課題研究

在保持該計劃穩(wěn)定運行的同時，參與人員還應開展一定的教研工作并及時將經(jīng)驗、體會等總結，或發(fā)表教研論文。如學生在企業(yè)開展長期的實習并完成畢業(yè)論文工作，這種以生產(chǎn)性為主的畢業(yè)論文與在校內(nèi)以研究或研發(fā)為主的畢業(yè)論文相比能否達到專業(yè)培養(yǎng)的要求？對于卓越工程師計劃的企業(yè)實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)效果可否量化以便與校內(nèi)常規(guī)培養(yǎng)相比較等都值得進一步的討論、歸納和提升。

3 體會與進一步的思考

通過我們自己的觀察、與企業(yè)人員和學生的交流以及學生實踐后的反饋，我們也進行了深刻反思，以下幾點是應該予以重視的。

3.1 選擇與專業(yè)密切相關的且具有一定規(guī)模的企業(yè)

目前較多的企業(yè)已淡化其社會服務功能，既便是一些企業(yè)愿意承擔一些諸如學生實習、普通社會人員參觀等事項，但由于其自身缺乏正規(guī)培訓，指導經(jīng)驗也顯得不足，再加上企業(yè)需要維持正常運轉，使得學生的實習處于“自由”或“隨機”狀態(tài)。另外一個比較棘手的問題是，由于有幾門課程是由企業(yè)承擔的，但學生分散在不同部門甚至不同實習單位開展實習，課程內(nèi)容和實踐如何協(xié)調(diào)？

3.2 帶隊教師深入企業(yè)調(diào)研的深度

帶隊老師能否下沉到企業(yè)生產(chǎn)基層并發(fā)現(xiàn)、協(xié)助解決問題也是體現(xiàn)實習能否取得預期效果的重要標志之一。

例如，我們在某明膠生產(chǎn)企業(yè)實習時，關注到現(xiàn)在使用的工藝雖然比較成熟，已使用30余年，但是明膠提取周期很長，約為60天，為此，我們提出新的提取思路并初步試驗，新工藝僅為10天，雖然明膠廠未采用這一新工藝，但卻促使明膠廠下大力度尋找新的工藝，而不再墨守成規(guī)。應該說，高校師資對企業(yè)的實地調(diào)研和深層介入對于企業(yè)來說也是受益的。校、企在合作中的雙贏對于后續(xù)實習生的接收和培養(yǎng)、企業(yè)技術在市場中的競爭力、指導老師及知識的社會影響力的提高等均有一定的幫助作用。

3.3 卓越工程師人才培養(yǎng)計劃的目標任重而道遠

從卓越工程師人才培養(yǎng)計劃的目標看，如“具有解決工程實際問題的能力，較強的工程創(chuàng)新意識，能從事生物制品開發(fā)和研制工作、能參與生物產(chǎn)品生產(chǎn)過程和生物工程項目管理與實施，具有較好的組織管理和經(jīng)營能力”等，從近幾年的實際效果看，比較難以完全實現(xiàn)。實際情況是，現(xiàn)在的實習學生在企業(yè)指導老師和校內(nèi)帶隊老師的指導下對某一生物工程產(chǎn)品生產(chǎn)從技術原理、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品標準及監(jiān)測、產(chǎn)品加工及包裝等方面基本上獲得了一個系統(tǒng)性知識。

4 結 語

面臨著中國經(jīng)濟發(fā)展步入新常態(tài)階段，愈發(fā)凸顯了人才和科學與技術在實現(xiàn)經(jīng)濟轉型中的作用。各高校在人才培養(yǎng)方面開始了多方面的嘗試，從卓越工程師計劃到新工科建設，從傳統(tǒng)的對工科培養(yǎng)目標的籠統(tǒng)性描述到新版十二條，從高校培養(yǎng)目標的自我評價到國際認證等都在盡力使工科培養(yǎng)的人才與實際接軌，都在盡力使高校與企業(yè)之間的無縫對接。但圄于傳統(tǒng)工科類人才培養(yǎng)的慣性思維、對大學教育目標達成度的寬泛要求、企業(yè)實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)效果的非量化考核、目前高校不得不實行的大學生“嚴進寬出”模式還會存續(xù)較長時間等，都或多或少地影響工科人才的培養(yǎng)效果。具體到某一培養(yǎng)單位，本文所倡導的提高企業(yè)實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)效果還受到所在學校的工科建設經(jīng)費是否充盈、學校周邊有無對口的企業(yè)以及企業(yè)的技術水平、規(guī)模等影響。在對培養(yǎng)效果進行科學的量化評價方面，仍有許多值得探討的內(nèi)容。