生物工程专业课程体系的构建与思考_构建专业课程体系
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生物工程专业课程体系的构建与思考
【摘要】课程体系建设是人才培养计划的核心,也是本科专业办学成败的关键。本文对福建农林大学生物工程专业课程体系构建进行较为深入的探讨和研究,闸述了课程体系四个方面的特点,并在课程体系优化、课程内容综合与更新、双语教学开展以及加强综合性、创新性实验等四个方面做了进一步讨论。
【关键词】生物工程课程体系构建思考
【中图分类号】Q81 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)01(a)-0254-03
Establishment of curriculum system and the thoughts for the bioengineering specialty
CHEN Xue-hong1,WANG Shi-hua1,LIN Wen-xiong1,LI Yang-yu2,ZHENG Chang-yan2
(1.School of Life Sciences,Fujian Agriculture and Forestry University;
2.Teaching affair addministration section,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002,China)
Abstract:Curriculum system work is a core part of talent culture plan,and also the key elments of the undergraduate eduation between succe and failure.In this paper intensive study in establishment of curriculum system of bioengineering specialty of Fujian Agriculture and Forestry University is given, and four features of curriculum system are discued, and five aspects of curriculum system optimization, integration and renewal of curriculum,bilingual teaching,teaching technique study, innovative and synthetic experiment are furthur discued.Keywords:bioengineering,curriculum system,establishment,thought
生命科学是近20年来最重要和发展最快的学科之一,生物工程是生命科学和工程科学、信息科学等的交叉科学,其任务是促进和实现生命科学的研究成果向应用领域转化。为了适应生物工程学科发展的要求,教育部已将生物工程专业列入了2004年高等学校本科专业目录,使之成为与理科的生物科学和生物技术专业并列的与生物学有关的工科专业。如何把生物工程专业办成具有影响力和竞争力的专业,怎样对学生进行有效的知识、能力和素质教育,使培养出来的学生更具有创造性、开拓性,是生物工程本科专业面临的现实问题。
2008年,依托生物学科资源优势,福建农林大学新办了生物工程本科专业。根据教育部生物工程与生物技术专业教学指导分委员会意见和福建农林大学关于本科专业培养计划的原则和意见精神,通过调研以及对国内部分重点大学和农林院校生物工程专业培养计划进行必要的借鉴和总结,我们在制订教学计划时,确定本专业人才培养目标为:培养具有生物工程基础知识,掌握生物工程技术原理、工艺技术过程和工程设计等基本原理和基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究和新产品开发的复合型、创新型工程技术的高级人才。
人才培养目标决定课程体系的框架,课程体系建设是人才培养计划的核心,也是人才培养规格和专业发展状况的最直接体现。因此,按照学科发展的特点,对课程体系进行探讨和研究,构建科学的教学计划和课程体系,成为专业办学成败的关键问题,也是解决新办生物工程本科专业面临困难的关键[1]。生物工程专业课程体系的构建
现代科技与生产的发展存在综合化的特征,同时生物产业发展与农业、食品、化工等众多领域存在明显的领域融合[2]。因此,生物工程专业课程体系要求具有综合化特征,即基础教育和专业教育、应用研究和开发研究相互渗透、交叉进行,培养学生适应社会发展的需要和初步解决复杂问题的技能,以适应生物产业发展与其他产业融合的需要。基于以上的认识,我们构建的课程体系由理论教学和实践教学两大部分组成。教学计划将课程分为公共基础课、专业基础课、专业课、任选课和实践教学等五大模块。
1.1 理论教学体系
就目前来讲,生物工程专业理论课程的核心知识主要包括外语、数理化、生物学、工程学等知识[3]。体现在公共基础课、专业基础课、专业核心课以及选修课四个部分(表1)。
公共课包括思想政治理论课、英语、信息技术、数理化等,其中有机化学等化学基础课程占15学分,突出化学在本专业的重要性。公共课主要是对学生综合素质的培养,拓宽他们的知识视野,培养学生必要的学习能力和化学基础知识。
专业基础课包括生物化学与分子生物学、基因工程、微生物学、化工原理、工程制图、现代仪器分析等课程。这些具有生物工程专业知识要素的课程开设使学生掌握生物学理论知识,以及具有初步的工程学专业知识概念,同时将现代生物技术与生产实践内容进行了初步结合。化工原理和工程制图课程的学习,使学生把握工程理论的基本内涵和方法。
专业核心课共6门,包括生物工程设备、生物分离工程、微生物工程、蛋白质工程、微生物代谢调控发酵、生物工程实验。专业核心课体现生物工程专业的学科特色,所开课程将生物学理论进行拓宽,并将其进一步结合到工程技术中。通过开设的80学时生物工程实验课程,对生物工程理论和技能进行融合,使学生系统地掌握本专业实践操作技能。
任选课包括专业任选课及公共选修课。专业任选课有生命科学前沿讲座(科研成果课)、细胞工程、环境工程、生物制药、微生物检测检验技术、食品发酵工程、生物信息学、免疫学、企业管理、知识产权与专利法等29门。学生可根据自己的兴趣任选其中的几门。这是为了适应生物技术的高速发展和知识更新,拓展学生的专业视野,突出与现代生物技术的最新发展方向紧密的结合。同时,增强学生就业时的专业竞争力和参加社会工作后在学科交叉领域的工作潜力。公共选修课意在通过通识教育,提高学生的全面素质,是学校组织开设的包括自然科学、工程技术、人文社会科学、艺术美育等几大类别。学校要求理工科学生应修满6学分人文社会科学类课程。
在构建生物工程理论教学体系上,我们坚持三个理念进行组织实施:一是建立扎实的数理化知识体系,提高学生获取知识的能力;二是使学生具备丰富的生物技术知识和必要的工程学知识基础,以适应现代生产中的工程设计,同时进行经济管理知识的初步教育;三是进行个性化教育,开设大量的专业选修课,增强特色,拓宽专业口径,提高专业素质和能力,适应市场需要。
1.2 实践教学体系
生物工程是一门实践性很强的学科,对学生的实践能力和创新能力的培养直接决定着学生走向社会后的竞争力和发展潜力。因此,结合生产和科研的实践,学习生物工程的基本理论知识,是培养生物工程人才的重要环节。我们在学习、借鉴和总结的基础上,经过论证建立了专业实践教学体系。除规定的军训、思政实践外,实践教学主要包括实验室实验、课程实习、校外基地实习、生产实习、毕业实习等五个部分。这些实践教学环节都具有较为明确的实验项目、实践内容和训练体系，形成了比较完整的教学体系。同时,在第四学年前,我们将利用学校和学院的实验中心及开放实验室,进行科研实践、创新设计和课外实践,提高学生的观察、分析和解决问题的能力,培养学生的设计能力和创新能力。
另外,在实验教学上打破了实验教学从属于理论教学的传统课程设置模式,独立设置了大学物理实验、基础化学实验、生物化学与分子生物学、生物工程实验4门共230学时的实验课程。这些实验课程结构层次明显,又具独立性,能够较为系统地对学生进行实验技术训练,也有利于学生掌握相关课程的理论知识。这样,实践各环节能够比较合理地衔接和优化,增加学生解决实际问题的能力,也丰富了实践教学体系。
以上的课程体系有利于学生形成较为宽厚的基础理论,掌握专业知识和技能,又能培养学生的实践能力,使学生具备发展潜力,有利于学生个性的发展[4]。课程体系基本结构和作用如图1所示。生物工程课程体系的特点
现代生物技术和众多领域的融合使得生物工程专业课程内容丰富,涉及面广。如何在保证公共基础课课时的条件下,使学生较为全面地掌握专业理论和技能。培养出适应性强、潜力大的本科人才。我们在制定教学计划时,利用学校现有条件,课程体系形成如下四个特点。
2.1 专业口径宽,适应社会需求
按照“宽口径、厚基础”的原则,课程体系中公共基础课和专业基础课学分比重达62.7%。我们将拓宽专业口径,加强基础人才培养取向的改革成果体现在教学计划中,加强素质教育与能力培养,适应了现代科技与生产发展的趋势。同时,为了培养学生专业基础知识,我们还将基础教育和专业教育、应用研究和开发研究相互渗透,交叉进行,培养学生适应社会发展和解决实际问题的能力。总之,本科教育的使命之一是让学生打好基础,让学生具有服务社会的必要知识和能力,同时提供学生进一步深造,从事更高深研究所需的条件。
2.2 重视实践教学,提升学生的综合能力
做为工科专业,本专业对实践能力的要求不言而喻。我们按由易到难的教学特点来组织实践体系,将有关实验(实践、实习)内容综合到各层次的实践教学中,逐步提高学生实验操作的规范与技能。同时,我们还计划将一部分实验设置成综合性、创新性实验,以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改变[5]。
2.3 个性化教育
生物工程是一门交叉型学科,实际应用过程中,必然与多个学科和领域融合。按照教育部生物工程专业课程规范,结合学校本科专业培养计划的原则意见,我们在制订课程体系时,将开设专业选修课做为个性化教育的主要手段,开设的选修课主要有环境工程、生物制药、食品发酵工程、酶工程、企业管理以及生态学等生命科学类课程。这些课程分别涉及到环境、制药、轻工、食品、管理、生物等多个方向,适应学生的兴趣以及就业的需要。
2.4 注重工艺生产和应用
做为生物技术的产业化应用,工艺生产及应用应是生物工程应有的内容。因此本专业的课程体系将生物学原理和技术结合融入到工程学原理中,开设了上游技术(如基因工程)和下游加工过程(如生物分离工程)等课程以及若干工程类课程,如生物工程设备、仪表与自动化控制、微生物检测检验技术等课程,体现了生物技术和工程学的结合。关于构建生物工程专业课程体系的几点思考
做为一个新办专业,生物工程专业的培养目标和课程体系主要是在参照、借鉴和总结的基础上产生。在课程体系初步形成自己特色的同时,我们对课程体系优化、课程内容综合与更新、双语教学以及综合性、创新性实验的开展等方面做了进一步思考。
3.1 注重课程体系优化
在制订课程体系时,我们本着精简课内、整体优化的原则,将教学计划总学时控制在2600学时内。我们认为,一个学科的主要基础知识是那些具有本源性的,能衍生、导出本学科其他丰富内容的最基本的概念、事实、原理和方法。它主要体现在几门课程中,这几门课程就是这个学科的体系框架。因此,在考虑了教学基本要求等多种因素后,我们对课程体系进行了优化,即合理分配教学重点,教学过程尽量减少重复,着力进行课程内容的提炼与更新,在课程的基础性、综合性和创造性上下功夫[6]。但这种优化不会一蹴而就,我们力求通过推动课程体系的整合与课程间的合理渗透,形成生物学特色明显的课程体系。
3.2 课程内容的综合与更新
复合型人才培养要求课程覆盖的学科门类广泛,要求教学计划构建和修订时要增加新的教学内容,且在不突破一定总学时数的前提下实现。这导致教学计划编制过程中存在学时数的不足与教学内容的拓展的矛盾。因此,有必要对所开设的课程内容进行选择、调整和学时压缩。我们的做法是在优化的基础上,对课程安排上进行了整合、归并,精减课程门类,提炼出了基础性和原理性的共性内容,使学生在较少的课时内,能够比较系统地掌握本专业的知识要素,并具备灵活运用的能力。在课程体系中,我们开设了生命科学前沿讲座(科研成果课)及讨论课,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容,力求突出学科发展前沿,克服过去的生物工程专业在学科内容中存在诸如内容较狭窄、较陈旧、重复多等问题[7]。
3.3 开展双语教学
尽管双语教学目前引起了一些争议,在农林院校中开设双语教学也存在诸多的问题和困难[8-9]。考虑到开展双语教学的发展趋势,以及国外教材具有内容广泛、注重多学科融合,提供多个观察视角和处理问题的方法等特点。更考虑到培养高素质、复合型、国际化专业人才的需要。我们现开设了3门双语课程(公共基础课2门,专业选修课1门)。这有利于培养学生借鉴国外先进的分析思路和研究方法,为学生进一步深造打下基础,也适合教师启发式教学的需要。在下轮修订培养计划时,我们拟再开设1-2门双语课。
3.4 加强综合性、创新性实验
作为工科专业,调整专业实验大纲与实验内容、开设综合性、创新性实验可以取得较好的实验教学效果[10]。我们拟定在通过加强基础性实验教学、培养学生掌握基本操作和技能的基础上,压缩单纯的验证性实验,增设综合性实验和创新性实验,培养学生综合应用多学科的基本理论、基本原理和基本实验技能的能力。
综合性实验要求学生综合应用所学各门课程的知识和实验技能。因此,综合性实验的开设加强了各门课程的相互渗透,起到巩固理解生物工程理论知识和基本技能的作用,提高了学生综合应用知识的能力,在验证理论的同时,也初步培养了学生运用知识、发现问题、分析问题和解决问题的能力。
创新性实验教学,可以引导学生进入课题,自主进行实验方案设计、实验条件的优化、实验结果分析和讨论,使学生得到了科研训练,学到了科研的思维方式和方法。同时也为学生进入毕业论文(毕业设计)阶段打下基础。我们拟在第六学期开始开设创新性实验,让学生逐步介入创新性实验项目内容。在这过程中,由教师设立具有科研和实际应用开发前景的课题与项目,或者指导学生自选相关课题,使学生在实践活动过程中充分得到知识应用与创新能力的培养。展望
福建农林大学做为一所在国内有一定影响的高等农林院校,生物工程专业的开设虽然较晚,但已有一个良好的开端。课程体系构建是一个系统工程,在建设过程中必然要受到诸多因素的制约和影响。随着教学改革的不断深入和我校生物工程专业教学进程的开展,我们对其课程体系构建和优化必定会有更多的感悟。我们相信,通过研究与实践,生物工程专业的课程体系会得到进一步优化。这对我省甚至我国生物工程人才培养和医药卫生、食品、环保、生物技术及制品等行业的研究、生产和管理等工作起到积极的作用。
参考文献
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