民族院校生物工程专业实践教学体系构建与探索

张湑泽,沈迎芳

(青海民族大学 生态环境与资源学院,青海 西宁 810007)

教学工作是本科生人才培养的中心环节，实践教学则是教学工作的重要组成部分.实践教学是根据一定的教学计划，组织学生到实验室、校内外实践教学基地及其他社会场所，通过观察、调查、设计、实际操作，使理论知识和实践经验相融合，形成一定素质和能力的教学形式和方法，是培养应用复合型人才的根本保障[1].

生物工程专业是以生物技术研究成果为基础，借助工程技术促进人类所需产业化进程的应用性学科.要求学生在掌握扎实的专业理论知识的同时还要接受严格的专业实践技能，以适应未来生物工程产业发展需求[2].实践教学的好坏，直接影响着生物工程专业教学质量，影响着人才培养目标能否实现[3].实践教学也是工程教育中不能缺少的重要环节，新工科建设对学生工程能力培养提出来更高要求，实践教学是保障工程专业人才培养的重要因素[4].因此，高校在构建实践教学体系时，需要进行全面调研、深入分析，大胆探索实践并不断完善推广.

民族院校的主要任务是为民族地区培养优秀人才.研究以更多样更有效的方式，积极参与和推动民族地区人才培养和人才资源开发工作，对于办好高水平民族大学具有十分重要的指导意义[5].民族院校全体教师必须借鉴先进的教学模式，不断更新教学理念、科学合理地设计课程、改进师生活动结构，改革教学方式方法，努力探索出丰富多彩、适合民族院校实际的教学模式.

1 青海民族大学实践教学现状

青海民族大学是青海省与国家民委共建的民族院校，主要面向少数民族和民族地区办学，少数民族学生占总人数的50%左右.我校生物工程专业以培养具备较强的实践能力，富有创新精神、创业意识和创新创业能力，能够在生物工程领域从事生产操作、技术研究、产品开发等工作，适应民族地区发展需要，具备较强的通用能力和终身学习能力的高素质应用型技术人才为培养目标.目前已毕业10届，共336名毕业生，其中青海籍学生占65.7%，少数民族学生占总人数的34%,大部分就业于青藏地区生物工程相关专业.从用人单位对毕业生能力、素质、知识的需求程度与学校人才培养定位的匹配度以及用人单位对我校培养质量、专业与教学工作的反馈情况来看，用人单位认为学校人才培养过程中最需要改进的方面是加强学生综合素质的培养和加强实习实训工作.从毕业生对教学的整体改进需求来看，近两届绝大多数毕业生认为我校教学最需要改进的地方均是实习和实践教学环节.

因此，从以上问题出发，结合当前实践教学管理模式，对青海民族大学生物工程专业实践教学体系进行详细分析探索.从教学理念、教学主体、管理体系、人才培养方案、实践教学基地等方面入手，归纳总结出具有普遍性的民族院校生物工程实践教学本文及管理模式.

2 实践教学体系创新改革具体措施

调查问卷显示，我校生物工程专业本科生总体对本专业了解程度不深，特别是对本专业课程设置了解不完全，对本专业就业动向了解也不深.因此，调整课程设置在第1学期开设专业导论课，引导学生了解生物工程专业课程设置以及实践教学所有环节，在2～7学期分学期开设基础课、专业课及相关实验课.

在实践教学环节上，我校生物工程专业在以往实践教学的基础上，增大实践教学学时，形成了以认知实习、课程实习、专业实习，毕业实习为主，结合生物工程综合实验的实践创新体系.通过实践教学能力提升计划，加强学校实践教学相关硬件设施建设，加强实验基础仪器的台套数，加强校内外实习实践基地建设.

2.1 成果导向教育在生物工程实践教学中的应用

成果导向教育简称OBE，是以学生为中心、以成果为导向的教学模式.重视学生在取得成果过程中的经历，以及在教学过程中所获得的技能[6].目前社会上对生物工程专业人才需求主要倾向于实践能力强、综合能力突出的应用型创新人才.实践教学环节是培养学生实践教学能力和综合创新能力的重要环节[7].OBE理念符合我校生物工程专业培养目标和定位.因此，基于OBE教育理念和我校生物工程专业特点，将OBE教学理念引入到生物工程专业教学中，通过调研青海本地区生物工程专业相关企业事业单位对专业人才的需求，修订培养方案，将当地企业需求和我校人才培养结合到一起，提升人才培养质量，培养适应青藏地区发展需要的高素质应用型生物工程专门人才.

在OBE理念主导的教育教学模式中提升实践教学质量是培养新工科人才，促进学生全面发展的关键.以企业需求为导向设置课程体系，改革现有生物工程专业实践教学课程体系，建立培养目标、课程设置与毕业需求的关系矩阵，确定专业基础课、专业核心课和专业限选课.由专业负责人审定各门课程教学大纲、讨论课程之间衔接方式、课程教学目标、教学内容、教学方法等[8].构建了基础实验体系、专业实验体系、生物工程综合实践创新能力提升体系，将基本实验技能、专业实验技术、综合实践创新能力三者结合在一起.实践教学学分占总学分比例逐年提高，2006年实践学分占总学分比例为28.6%，2018年实践学分占总学分比例达到41.8%[9].

实践课程设置上，打造了基础实验课程群、专业实验课程群和综合能力提升实验课程群.将原先开设的无机化学实验，分析化学实验、有机化学实验、大学物理实验、化工原理实验、普通生物学实验、生物化学实验、微生物学实验、生物反应工程实验、生物分离工程实验、生化工艺学实验、食品分析实验等实践课程按照教学大纲中设置的实验内容进行了合并，建立了全新的按人才培养需求的实验课程体系，把无机及分析化学实验、有机化学实验、大学物理实验、生物化学实验重组为基础实验课程群；把工业微生物实验、细胞工程实验、化工原理实验、生物反应与分离工程实验、生物产品工程实验、食品分析实验重组为专业实验课程群；将生物工程综合实验、生物工程实践项目库实验作为综合实践能力提升实验课程群.通过重新梳理实验大纲做到实验项目无重复，基础实验着重基础技术掌握，专业实验着重专业核心技术掌握和技术综合运用，综合能力提升实验着重综合能力提升和创新训练.在执行过程中，做到基础-专业-综合循序渐进，在实践体系全过程注重培养学生分析问题、解决问题的能力，提升学生创新能力.

2.2 提高实践教学管理水平

随着社会对人才知识、能力和素质要求的不断提高，传统的教学管理模式越来越不适应新的教学体制，加强和改进实践教学管理对于提高学校的教学质量和管理水平有重要的作用[10].教学管理的规范化、科学化，是实践教学质量的重要保障.与理论教学不同，实践教学需要协调教务处、实验中心、校内外实习实践基地，管理工作更复杂，对管理者要求更高.实践教育管理人员，需要进一步解放思想，转变观念，不断强化育人意识、质量意识、努力在建立实践教学质量管理的长效机制上下功夫，完善教学管理体制，开拓创新，保证实践教学体系的完备性，规范实践教学运行的各个环节，进一步提高学校教学质量和教学改革效果.

我校在教学管理过程中建立了完善的生物工程实验实践教学制度，完善的听课制度、教学档案保存制度，编制修订完善教学大纲，设置实验课程质量标准.每学期制定教学计划、工作计划，严格按教学计划执行教学过程.建设完备的学生评价制度，每学期对学生评价进行专题讨论并形成改进措施.

实践教学监控体系是确保实践教学工作顺利完成的重要依托.监控体系可以确保教学工作的严格执行，保证教学质量信息的真实性、完整性、及时性和全面性.地方本科高校应根据自身办学定位构建适合自身人才培养目标和体系[11].我校实践教学监控体系主要从两方面入手：一方面组织校院两级教学督导负责实践教学质量的监控，通过听课等方式对实践教学质量定期分析评价；另一方面，通过发放调查问卷，对实验课程教师教学内容、方法、手段以及教学管理等提出意见和建议.学院每年对教师和实践教学管理人员的业务能力、工作态度进行考核公示，作为专业技术职务评聘的重要条件.

此外，学校进一步加强了实验室的开放力度.在保证正常教学、科研的基础上，把所有实验室管理权下放至有科研能力可指导学生开展实践创新的教师，将本就不多的实验资源向全体师生开放，将科研资源与学生实践能力锻炼结合，让学生更自主地设置实验，将更多实验场地用来开展实践创新[12].学院每年对各实验室科研及实践教学产出进行考核，下一年增大对优秀实验室的支持力度，连续2年考核不合格的实验室更换实验室负责人.同时，生物工程专业利用学校大型仪器设备中心所能提供的检测项目，设置学生专业综合实践项目及生物工程综合实验，提高大型仪器使用率的同时，完成学生个性化创新实验需求.

2.3 提高实践课堂教学效率，锻炼学生实践动手能力

我校大部分学生来自偏远农牧区及少数民族地区，初高中期间从未进入实验室，学生基础功底差异大，学习能力不足，生源质量总体不好.学生进入大学以后无法及时适应自主学习，缺乏实践动手能力和创新能力，课堂教学既不能调动学生积极性，又不能充分启发学生自主创新思维.

我校生物工程专业目前开设的实验课通常以2人小组为单位.让学生既能相互讨论也可独立完成实验.在实践课课堂中，我们以实验报告作为打分依据，形成了“预习-实验记录-实验结果分析-讨论-作业”实验模式.在此基础上，改变实践教学考核方式，将实践教学考核改为实验方案设计、操作考核、实践报告、答辩相结合.提高学生对实验设计，实践过程，数据分析的思考，发挥学生的主管能动性.

2.4 加强学业导师在实践教学环节中的作用

学业导师制是我校采取的一项提升人才培养质量，调动学生自主学习能力的制度.学业导师通过专业思想教育、学业指导、选课指导、专业基本书目阅读指导、设计训练指导、科研创新实践指导以及学业预警帮扶提高学生学习能力和实践创新能力.通过学业导师一对一帮扶，让学生获得更多的专业信息，明确继续学业的目标，树立学习信心，积极开展实践训练，提高创新实践能力.

具体上，新生入学时为每位新生安排学业导师，开展入学教育指导.新生与学业导师每2周交流一次，学业导师也可以根据学生兴趣为学生提供实践训练机会，让学生尽早融入所学专业领域.一年级学生可与导师根据平等自愿的原则进行双向选择，让学生在完全了解老师的教学科研工作的基础上再选择学业导师.二、三年级学生根据自己的兴趣参与学业导师设置的的创新训练项目.学院将教师科研项目融入实践教学体系中[13].通过科研反哺教学，开展科研培育项目和实践创新能力训练项目.学生在学业导师指导下独立申请大学生创新训练项目，通过启发引导教育，让学生完成创新训练项目的同时鼓励学生参加课外创新创业比赛，提高实践创新能力，达到教学、科研与人才培养相互促进的目标.

2.5 构建适合专业实际的实践教学基地

2.5.1 校外实践教学模式

高质量的实践教学基地是培养学生创新精神和实践能力不可或缺的条件，是加强实践教学的需要，实践基地建设对专业发展起到积极作用[14].我校生物工程专业教师深入实践教学基地调研摸底，开展与企业联合科研项目申报，加强与实践教学基地的联系.带领学生深入车间进行操作实践，提高实践动手能力.目前，我校已建立生物工程实习实践基地10个，涵盖了发酵产品、酒类酿造、乳制品、肉制品等领域.在培养方案修订过程中，将与实习相关的课程安排在实习前的学期，引导学生基于专业课程具体内容开展专业实践.在实习实践中，学生在实习前需要了解实习目的，并在实习过程中通过方案设计、工艺研发、工厂设计、技术操作、产品质检、营销管理等方面学习企业运行模式，锻炼应用能力.

2.5.2 校内实践教学基地建设

由于企业与学校仅仅是合作关系，很多实习过程只是参观，学生实际操作的机会较少.为解决这个问题，学院申请建设了生物工程实践创新平台，模拟工厂企业运行.平台模拟生物工程专业系统设置完整的生产装置，供学生在实习期间使用.目前生物工程实践创新平台有10L发酵罐、酿酒设备、细胞破碎仪、超低温冰箱、冷冻干燥机、高速离心机、均质机、压片机等仪器设备，能满足生物工程专业综合实践需要.实践创新平台管理制度健全，大型仪器完全实现共享，使用效率高，实验室面积，空间、布局科学合理，推行实验室开放.基于生物工程实践创新平台，我们正在申请青海省生物工程中心，加快硬件设施建设，建成一个重视实践操作技能，面向各专业师生，开展综合实践，具有创新特色的生物工程综合实验平台.

2.6 创新创业教育实践体系构建

在教育教学改革过程中，探索建设符合我校具体实际的创新创业教育实践体系.体系以教师科研项目为主线，以教师为主导，以学生为主体，注重学习过程与创新创业实践相融合，将教育教学与学生创新创业紧密结合[15].通过专业项目库实践及生物工程综合实验为每位学生设置实践创新项目.通过生物工程知识竞赛和实验设计大赛，从生物工程产品设计，工艺选用、制备及包装等方面开展竞赛，并选取优秀作品参加“挑战杯”、“创青春”、“互联网+”等比赛，以此培养学生综合技能运用及实践能力提升.突破学生实践教学单一性，拓宽知识面，提升应用创新能力.

2.6.1 专业实践项目库建设

由于我校青海本地学生及少数民族学生较多，学生实践创新能力不足.为提高学生创新实践兴趣，锻炼其动手能力，学院建设了生物工程专业实践项目库.项目库以教师科研项目为基础，选择适合生物工程专业实践动手能力提升且具有区域特色的项目进入实践项目库，并将专业项目库建设与本科生创新创业实践结合在一起.专业项目库实践是学生在学习过程中进行的一次综合训练，通过实践可以巩固加深所学专业课程的基本理论和知识，使之系统化、综合化，逐步培养学生综合运用所学知识解决问题的能力[16].

生物工程专业学生在大二第1学期选择自己感兴趣的项目，组成3～4人的团队，开展实践创新能力学习锻炼，学生组建团队后，与项目指导老师进行双选，利用课余时间开展实验.项目库施行时间为1～2年，项目结题方式为结题报告和项目组答辩.专业每年组织实验设计大赛开展结题报告评比，选取优秀作品参加省级及以上比赛.后续研究可以申报大学生创新创业项目，特别优秀的研究结果可发表论文.由于生物工程相关专业研究对象的特殊性，创新实践所获得的新发现都可能具有重要的实践应用价值，把最终的实验结果与企业生产结合可能获得经济收益.

2.6.2 生物工程综合实验建设

生物工程综合实验是为适应现代生物工程技术的不断发展而设立的一门综合性实验，面向生物工程专业高年级本科生开设[17].本课程以训练学生创新设计能力以及工程实践能力为目的，培养创新能力强，适应民族地区发展需要的工程技术人才.

根据人才培养目标和生物工程专业发展，在认真参照生物工程培养方案的同时，制订了生物工程综合创新实验教学大纲，在实验教学大纲中明确了实验教学的目的和要求，对实验项目、实验内容、实验类型和实验学时进行认真设计和科学安排，加强学生能力的培养.同时充分考虑学生的个性发展与区域特色，综合生物工艺学实验、生物反应工程实验、生物分离工程实验、酶工程实验、发酵工程实验等的内容，精选其中代表性的实验进行综合安排.通过更多的综合性、设计性实验来实现教学与学科、教学与科研交叉，体现了基础性实验-设计性试验-探究性试验完美结合[18].从而更好地达到培养具备科学思维、动手能力强、高素质的优秀生物工程人才的目的.

3 结语

对我校生物工程专业实践创新体系探讨是建立在学校新工科建设战略发展基础上，对学生认真调研的前提下提出的.目的是提高学生基础理论的同时，在教学环节中注重学生工程素质与服务民族地区的意识，在工程实践教学环节中激发学生学习热情，提高学生综合实践创新能力.学校也需要保障实践教学经费投入，建立完善的实践教学管理机制，加大实践教学指导教师的激励力度，加大对实训场地及相关设备资料的投入维护力度，自由而下，保证实践教学的质量.

我校实践教学改革符合新工科对实用型、交叉型、综合型人才的培养要求，为培养将来能在民族地区从事生物产业工程技术的创新型人才奠定坚实的理论和实践基础.民族院校教育工作者要以实践教学改革创新为契机，扩大适用范围，加速教育思想和观念的转变，坚持以本为本，遵循“四个回归”，打破传统教育的时空界限和学校围墙，构建适合民族院校创新实践人才培养的教学管理模式及运行体系，为民族地区的发展做出新的更大的贡献.