生物工程专业校企合作模式探索与实践

周丽亚 马 丽 刘运亭 姜艳军 贺 莹 刘冠华

(河北工业大学 化工学院,天津 300130)

2017年,国务院颁布的《关于深化产教融合的若干意见》中明确“逐步提高行业企业参与办学程度,健全多元化办学体制,全面推行校企协同育人。”为全面推动校企合作、产教深度融合提供了宏观政策引领和顶层战略设计[1]。河北工业大学生物工程专业设立于1999年,2020年获批国家一流本科专业建设点,2021年通过工程教育专业认证(图1)。当前社会经济发展需要构建与周边地区经济结构相适应的、与学校办学特色相匹配的生物工程专业,因此要突破传统工科教育的严格界线,以多学科融合的工程技术为导向,注重工程实践能力的培养,满足社会经济发展对人才培养的实际需求。以上这些单依靠学校的力量是难以实现的,校企合作是实现上述培养目标的必由之路[2]。现以河北工业大学生物工程专业为例,从人才培养的角度探讨校企合作模式的实践工作。

图1 河北工业大学生物工程专业发展历程

1 生物工程专业建设的现状

国家发展改革委在印发的《“十三五”生物产业发展规划》中明确指出,生物产业是21世纪创新最为活跃、影响最为深远的新兴产业,是我国战略性新兴产业的主攻方向,对于我国抢占新一轮科技革命和产业革命制高点,加快壮大新产业、发展新经济、培育新动能,建设“健康中国”具有重要意义。“十四五”规划纲要明确提出,推动生物技术和信息技术融合创新,加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业,做大做强生物经济。这些需求的变化对生物工程人才的培养目标提出了新的要求。

根据河北省生物工业发展现状和本专业的建设基础,我校生物工程专业立足京津冀生物工程产业基础和学校隶属河北、坐落天津、毗邻北京的区位优势,以生物制造为特色,以学生、家长、学校、企业的内外需求为导向,以“工学并举”为特色,以培养“厚基础、宽口径、强实践、重创新”的高素质生物工程专业人才为办学理念,通过各环节教学工作,使学生能够学习数学与自然科学、生物工程基础理论和专业知识,接受系统的实验及工程实践训练,掌握从事生物过程研究与开发、生物产品及过程开发、生物工厂设计和生产管理等方面的基本能力。其中为了使学生接受系统的实验和工程实践训练,我校与河北省精晶药业股份有限公司、河北圣雪大成制药有限责任公司、天津益倍生物科技集团有限公司、天津诺禾致源科技股份有限公司和山东威福思特生物技术有限公司等多家单位建立了本科人才联合培养基地,为学生接触生产实际、提高工程实践能力提供了良好的平台。近年来,我们一直开展校企协同育人的机制建设工作,力争建立并完善适合生物工程专业的校企合作运行机制,实现校企全方位深度融合,切实提高人才培养质量。

2 校企合作模式的机制分析与实践研究

2.1 建立应用型实践教学体系

专业构建了由相关课程专业实验、工程实训、课程设计、认识实习、生产实习和毕业实习及毕业设计(论文)等环节构成的实践课程体系(图2)。在企业实践环节的设置上,按照由浅入深的层次,分别安排认识实习、生产实习和毕业实习的实践环节。为了保证校内实验平台与校外企业实习实训的有机融合,培养学生的综合实践能力与创新意识,专业积极与相关的企业、单位开展合作,不断开拓校外实习基地。经过多年建设,已经建立了多个稳定的校外实习基地,这些实习基地多为京津冀地区生物行业骨干企业,主要产品具有代表性,工艺流程复杂,能够满足学生基础性实践要求,为学生完成基础性实践提供了良好的工程实践教育平台。

在校外企业实训时,由于企业生产自动化、连续化和集成化程度高,加之生产企业易燃、易爆、危险性大的特点,生产过程在严密监控下进行。学生下厂时间短,生产工艺路线长、操作单元多,因此难以深入实践,动手操作机会较少,无法亲身体验工业装置的开、停车与事故处理。专业采用工厂实习与模拟训练仿真实习相结合的形式,推进教学形式的综合化、多样化,满足了教学需要。基于天津职业大学实训中心的发酵工程仿真模拟平台和专业的虚拟仿真实验,构建了发酵仿真教学平台,以仿真实训解决工厂只能参观不能动手操作的问题,强化学生的工程实践能力,起到事半功倍的效果。

2.2 优化课程体系结构

构建科学合理的课程体系是实现人才培养目标的基本保证。生物工程专业选择了实践性较强的专业课程作为载体,聘请企业的技术骨干作为企业导师,承担部分教学工作,将工程实践嵌入到理论教学中,加大与企业协同育人的力度,充分发挥专任教师的学术优势和企业工程师的实践优势,专职兼职教师相结合,校企共建,切实提高学生的工程意识和学习效果。

“发酵工程”课程是生物工程专业的重要专业课程,该课程应用范围广、实用性强,但学校目前的实验条件难以满足学生的实践需求[3]。因此,考虑到课程的特点,对该课程的授课方式进行改进,与河北圣雪大成制药有限公司共建教学实践基地,由企业中负责发酵工艺流程设计的工程师亲自为学生授课,并适时安排学生到企业进行课程实训,理论与实际相结合,提高了学生的动手能力和解决问题的能力。再如,“基因工程”课程介绍现代生物工程的核心技术,是重要的专业主干课程,其中的基因工程实验是培养学生掌握基因工程技术的关键环节,通过实践教学可以使学生对基因工程有一个全方位的、比较系统的认识,获得从事分子生物学相关科研工作的基本能力。通过与企业的合作,利用企业先进的技术和设备,使同学们了解前沿的基因工程技术。特别是后疫情时期,同学们对核酸检测的方法和新冠疫苗的研发有浓厚的兴趣,我们邀请检测和研发机构,为同学介绍其基本理论和方法,作为传统授课内容的有益补充,充分体现教学内容的前沿性和实践性,激发学生的学习兴趣。

2.3 提高师资队伍建设水平

新工科人才培养需要一支具有工程背景的工科高等教育师资队伍,但目前绝大多数高校教师学历高、理论知识丰富,但欠缺工程背景,且从内、外部机制上,教师参与工程实践的机会也较少,仅从学校内部难以达到预期的培养效果[4]。针对这一情况,立足如何增强教师的工程实践能力,激发教师提升工程实践能力的驱动力,通过校企合作构建培训教师工程设计、工程操作和工程指导能力的体系。企业为教师提供深入企业生产一线的学习机会。企业里不仅具有先进的技术和工艺流程,还有丰富的实践生产案例,可作为课堂教学中理论与实践结合的良好案例,最终反哺教学,将工程实践中的设计方法、操作技能等传授给学生,提高教学质量的同时,提升学生的实践能力。目前专业教师在微生物法污水处理厂和发酵生产虾青素的企业担任技术顾问,以企业实际案例为分析对象,企业和学校教师同时展开研究,深入工厂一线解决生产中的实际问题,有效地提高了师资队伍的工程实践水平。新入职的教师由资深专家带领到企业一线,并指导解决实际工程问题。通过校企合作,架起教师与企业之间的桥梁。这有助于教师了解企业一线的工作流程,积累工程实际经验,培养分析和解决实际工程问题的能力,提升工程实践水平。

2.4 构建产学研一体化人才培养模式

专业与相关企业建立长期的合作关系,本着“优势互补、资源共享、共建共赢”的原则,形成稳定的利益共同体,共享实验设备资源,实现生物工程教育切实满足产业需求的目标。加强校企融合,积极推动企业的科研优势资源转化为教学资源,邀请企业的技术骨干参与实践教学课程的建设,将最新企业科研成果转化为实验(课程)教学内容,将科研的新思维、新方法、新手段、新技术等运用于教学[5]。鼓励专业与企业加强合作,邀请企业专家参与培养方案制定、课堂教学、讲座研讨、实践教学、项目指导、毕业设计指导等过程,主动适应社会需求,创新人才培养途径。寻找与专业契合度高的企业,进行成果转化,在这个过程中提高教师的工程实践能力。通过产学研合作,为学生提供更多的动手实践机会,了解行业发展形势,在实践中发现问题,解决问题,促进学生的快速成长。几年来,共有30余名学生参与到合作企业的项目中,主持各级创新创业项目10余项。

3 关于校企合作的思考

3.1 产教融合,增加合作黏性

实施“校企合作,产教融合”的开放办学模式,以学生能力培养为主线,提高人才培养质量为目标,发挥专任教师的学术优势和企业工程师的实践优势,采取专任教师走进企业、学生走进企业、企业工程师走进课堂的方式[6,7],一方面提升专业教师的工科背景,提高学生解决实际问题的能力,另一方面为专业发展注入企业人才,形成全过程、全方位的合作育人模式。同时可以发展多个专业(学科)联合与单个企业合作的模式。以往的校企共建生物工程专业合作中,都是单个专业与企业合作,由于企业中产品开发和技术创新涉及多个学科,需要多学科、专业的人员联合攻关,单个专业难以解决当前食品产业技术创新中的复杂工程问题。因此,根据技术创新的要求,建立相关的学科群,与企业进行合作,学科间的交叉融合,促进知识向生产力的转化,提升学校和企业合作的黏性。

3.2 课程体系共研,对接行业标准

生物工程专业是一门实践性很强的工科专业,本着“以工程为本”的原则,增强工程教育的内容,紧密对接生物制药等行业发展,通过校企合作,以培养学生实践能力为目标,根据企业的真实案例来确定课堂教学内容,逐步构建模块化的教学,课程内容突出行业趋势,加强重难点。使学生掌握实际工作流程,培养综合能力。选取具有代表性的国家职业标准融入课程内容大纲中,实现课堂教学内容与企业技术需求的对接,培养适应社会发展的创新、技能型人才,在具体工程实践中学习,切实做到学以致用,学有所用。

3.3 协同育人,构建沟通平台

在校企合作中,经常会出现学校各部门与企业之间的配合出现障碍的情况,这是由于没有形成有效的领导机制,因此需要建立完善的协调沟通组织和机制以保证校企间的高效沟通。在组织机构的框架下,学校和企业可以根据经济发展和社会人才需求等情况开展调研,一方面及时调整专业的培养目标和课程设置,提高学生的竞争力,另一方面适应市场的需求,为企业更好地进行科技服务,提升企业行业竞争力。

4 结语

校企合作是培养具有实践与创新能力人才的有效途径,通过校企合作、协同育人,可以有效地形成企业引领高校,高校助推企业的新局面。为了适应生物工程科学研究领域的诸多变化,满足行业对人才的需求,校企合作时要坚持以市场需求为导向,从人才培养目标的需求优化课程设置,深化校企合作,构建产学研一体化人才培养模式,激发学生学习的积极主动性和自创意识,加强师资队伍建设,建立长期、稳定的校企合作关系,提升生物工程专业人才的培养质量。