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1農業(yè)生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標定位與專業(yè)特色

專業(yè)建設初期,我們一直思考農業(yè)院校生物工程應辦出怎樣的特色？我們認為只有因地制宜,利用現有的學科優(yōu)勢,根據全省的實際需求,才能有效地確定專業(yè)特點。我校是農業(yè)部與地方共建的農業(yè)院校,有傳統的優(yōu)勢學科,例如,作物學、植物學是湖南省重點建設學科。生物學基礎強,是生物學博士點一級學科。但工科基礎弱,貯備的工科背景老師少,如何體現農業(yè)院校的生物工程特色,確實需要動腦筋,利用已有資源學科優(yōu)勢,豐滿教師的工科知識,并結合湖南農業(yè)經濟特點才能辦出農業(yè)生物工程專業(yè)特色,辦好生物工程專業(yè)。首先,根據湖南經濟發(fā)展特點分析,湖南是農業(yè)大省,正在向新型產業(yè)轉變,要發(fā)展成農業(yè)強省;其次,湖南農產品如水稻、茶葉、柑桔、苧麻等產量居全國前列;植物資源豐富,特別是藥用植物資源在湘西、湘南地帶分布廣泛;農副產品和廢棄物很多沒得到增值利用,或直接排到環(huán)境或直接燃燒,嚴重影響了生態(tài)環(huán)境,農民增產不增收。如果利用生物技術加工、改造農副產品,不但增加農副產品的附加值,節(jié)能環(huán)保,還能促進新型產業(yè)的快速發(fā)展,加速農業(yè)大省農業(yè)強省的跨越。農業(yè)生物工程培養(yǎng)的人才應該既掌握生物技術又具有良好的工程技能,有能力將生物技術的成果轉變?yōu)樯a力。那么,落實到我校生物工程人才掌握的知識點上,我們確定以發(fā)酵工程和天然功能產物提取和制藥應用為核心的知識群為抓手,建設我校生物工程專業(yè)特色。

2課程設置與課程建設要體現培養(yǎng)目標

生物工程課程設置分為公共必修課,專業(yè)基礎課,專業(yè)主干課,選修課(必選課和自修課)。公共課程英語、體育、計算機、數學等外。生物工程專業(yè)基礎課程群包括生物化學、分子生物學、生化與分子生物學實驗技術、微生物學、化工原理、機械制圖、基因工程等專業(yè)基礎課。生物學師資力量雄厚,依托生物化學與分子生物學學位點進行課程建設。生物工程專業(yè)主干課程群包括發(fā)酵工程、酶工程、生物制藥工程、生物分離工程和相應的實踐教學等課程。依托生物工程與技術碩士學位點進行課程建設。生物工程專業(yè)基礎課有深厚的生物學學科作為建設后盾。“生物化學、分子生物學”已建成湖南省精品課程,“細胞工程”以及“基因工程”已建設成校級精品課程;“微生物學”得到學校教學改革課題和多媒體制作經費資助,多媒體制作獲得“優(yōu)秀獎”。

“分子生物學概論”和“生物化學與分子生物學實驗技術”已分別成為全校本科生和碩士研究生的熱門公選課。生物工程專業(yè)主干課程設置我們體現兩個模塊:以發(fā)酵工程為技術核心課程模塊和以生物制藥為核心的課程模塊,以兩個模塊方向的理論知識要求和技能實踐要求制定其他課程,并依托學科建設課程。該課程群是生物工程專業(yè)重點建設內容,也是最能體現專業(yè)特色的課程群。雖然師資年青,但力量較強、思維活躍,充滿創(chuàng)造力,教師大多來自外校,學緣豐富。課程建設卓有成效,專業(yè)特色明顯。為加強專業(yè)特點,專業(yè)發(fā)揮教師學術特長,根據發(fā)酵工程技術和天然產物開發(fā)與綜合利用兩個科學研究分向,建設了專業(yè)發(fā)酵工程與生物制藥工程兩個專業(yè)方向的課程體系,進行專業(yè)實驗內容和生產實踐內容的建設,將兩個方向的理論課程進行整理和更新。以發(fā)酵工程為核心的課程群包括發(fā)酵工程、酶工程、微生物育種與變異、氨基酸發(fā)酵等;以天然產物開發(fā)與利用的課程群包括生物工程制藥實驗技術、藥理學、藥物分析和天然產物化學。現在發(fā)酵工程、酶工程、生物制藥工程、微生物實驗技術已建成校極精品課程,生物分離工程、藥理學同樣得到院級的課題資助。圍繞發(fā)酵工程和生物制藥的課程群體系的相應建立,其目的是擴展學生的在微生物應用和藥學方面基本知識和技能,擴大其就業(yè)范圍。延伸功能已擴展到研究生與自考生的教學和實踐活動。在選修課的設定中,結合農業(yè)學科專業(yè)拓展知識面,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,主動適應人才市場的需要,鼓勵學生選修其他相關專業(yè)的選修課。如食品科學院開設的食品營養(yǎng)學、農產品加工與貯藏;資源與環(huán)境學院開設的環(huán)境工程等課程都添置在生物工程專業(yè)選修課內;為了適應部分學生考研要求,我們也將遺傳學、細胞生物學、免疫學等設置在選修課內。學生通過自己就業(yè)或學業(yè)定位,可以有多門課程選擇。

3重視實踐教學,并圍繞兩模塊課程群實踐課程體系建設

我們采用理論教學→實習教學→生物工程設計教學“三段式”教學模式組織實施實踐教學。在此模式中,特別注重后兩個環(huán)節(jié),按小試驗→大試驗→生產實習→工程設計教學的循序漸進的辦法培養(yǎng)學生的實踐能力。小試驗設計針對性強,每個試驗都有考核技能的重點,旨在規(guī)范學生的操作技能培養(yǎng)模式,對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),取得了實效。通過理論——實踐——理論——實踐的反復學習過程,可使學生理論掌握扎實,實驗操作規(guī)范,分析問題和解決問題能力增強。對于綜合大實驗,根據學科的內在聯系,將專業(yè)主干課程綜合大實驗重新組合,將原來零散實踐環(huán)節(jié)組合成相對獨立于理論教學體系又與之相銜接的實踐教學體系。例如,我們把原來的發(fā)酵工程、酶工程、生物制藥工程和分離工程四門課程的綜合技術課合并在一門生物工程實踐課中,集中在4周進行實踐訓練,例如,發(fā)酵工程環(huán)節(jié)學生自己利用菌種優(yōu)化條件生產酶制劑,在酶工程環(huán)節(jié)利用酶制劑催化反應,并同時研究酶的催化特性。分離工程環(huán)節(jié)通過提取植物功能產物,在生物制藥工程環(huán)節(jié)利用包埋技術等制成藥膠囊并研究藥理作用。這樣,使同學們對實踐工藝有直觀的感受,同時也綜合運用了理論知識。對于一些重要的選修課,適當設計10個小時左右的實驗課,例如,把藥理學、藥物分析實驗納入在生物制藥實驗中開設。生產實習教學中,以熟悉大規(guī)模生產流程和設備為主,將理論與生產實際結合,在實際生產中發(fā)現問題和思考解決問題。

2010年,我校生物工程專業(yè)得到國家支持,建設生物工程實訓基地,基地建設的的模擬生產線仍然根據發(fā)酵工程和天然產物提取和藥物制造兩條工藝路線設計。這樣,從課程群到實驗基本培順再到生產實習都可歸納在這兩條主線上。專業(yè)建立了穩(wěn)定的校內外實習基地,湖南紅鷹翔生物工程有限公司、湖南泰古生物技術有限公司、株洲千金制藥有限公司等為校外教學實習提供了良好的條件。畢業(yè)實習是學生專業(yè)實踐的重要環(huán)節(jié),根據學生考研要求和就業(yè)去向,分別進行畢業(yè)論文和畢業(yè)設計。專業(yè)充分利用校內外良好的科研平臺提供畢業(yè)生實習機會。除開一些生物技術公司外,湖南作物種質創(chuàng)新與資源利用國家重點實驗室培育基地、作物生理與分子生物學省部共建教育部重點實驗室、食品科學與生物工程重點實驗室、煙草工程技術實驗室、國家柑橘改良中心長沙分中心、中國煙草中南農業(yè)試驗站、湖南省農業(yè)生物工程研究所、湖南省棉花科學研究所、湖南省畜牧研究所等研究機構每年提供生物工程專業(yè)畢業(yè)實習崗位。北京大學生命科學院、華南農業(yè)大學生命科學學院、中國科學院亞熱帶農業(yè)研究所、國家雜交水稻工程中心都接納過我專業(yè)學生的畢業(yè)實習。

4積極推進“產學研”聯合開發(fā),大力提升生物工程本科教學創(chuàng)新平臺,促進教學質量的提高

本專業(yè)在本校建立了與企業(yè)合作的產學研型“湖南農業(yè)生物工程研究所”,還與科研單位合作聯合培養(yǎng)研究生,這些措施為培養(yǎng)學生專業(yè)能力、提高實踐水平、優(yōu)化人才培養(yǎng)環(huán)境提供了良好的條件。通過“產學研”合作,有大批的企業(yè)橫向課題與生物工程本科教學直接相連,在專業(yè)教師指導下,在大三學生中成立了“酶制劑研究小組、抗生素研究小組、天然產物研究小組、釀酒小組”等課外興趣小組。另外,專業(yè)建設還通過湖南農業(yè)大學校級平臺、以及生物科學技術學院院級平臺資助生物工程專業(yè)學生廣泛進行創(chuàng)新項目研究;從2006級以來,每年立項6～10項創(chuàng)新項目。學生都有機會參加工程實踐訓練和工程項目課題研究,提高了實踐教學水平和科研能力,根據學生在科研活動中的表現,從根據創(chuàng)新能力、實驗技術、書寫研究報告或情況,給與學生以學選修課學分。

5以學科建設帶動專業(yè)建設

我校生物工程所依托的學科為生物學一級學科博士點下自主設置的生物技術與工程博士點和碩士點。根據國內外該學科現狀和發(fā)展趨勢,結合我校多年來建設生物技術、生物工程專業(yè)的經驗以及生物工程技術領域相關產業(yè)發(fā)展對人才的需求,我校生物技術與工程博士點設置三個研究方向:(1)轉基因與生物反應器工程方向;(2)細胞培養(yǎng)、酶與發(fā)酵工程方向;(3)生物轉化與生物分離工程方向。科學研究從師資隊伍、教材建設、教學模式、教學內容改革和教學實踐等多層面帶動了專業(yè)建設。專業(yè)建設水平提高,學生質量優(yōu)秀,也促進了學科研究的進步和教師從事科學研究的積極性。

6師資隊伍的建設

我們認為建設一支素質優(yōu)良、學術水平較高,學歷、學位、職稱、年齡等結構合理,精干高效,創(chuàng)新敬業(yè)的師資隊伍是保障建設高水平專業(yè)的基本條件,為了滿足生物工程專業(yè)建設的需要,近年來,我們通過人才引起、國內外進修等形式,優(yōu)化學緣結構,增加了教師隊伍工科教師的比例。“走出去,請進來”是師資隊伍建設有效措施之一,近幾年,教師出國進修人次有6人次,國內進修人次3次,經常參加國際學術交流和國內學術交流。利用學校引進人才政策,聘請一位國外高校教師作為生物工程專業(yè)的“神農”講座教授;利用學院平臺邀請企業(yè)家進行創(chuàng)業(yè)演講,學位點領銜人介紹學科研究進展,這些措施都加強了同學們對專業(yè)的認識和認同。課程群之間,不同學科之間教師的相互交流與學術討論,也是不斷促進教師教學水平提高的重要途徑。專業(yè)的建設是一個千頭萬緒的系統工程,從最基本的辦學條件、師資隊伍到校企聯手培養(yǎng)等,每個細節(jié),每個環(huán)節(jié)都影響學生對專業(yè)的認識,對知識的感悟,對學校的認同。辦出成效,辦出特色,一直是我們的專業(yè)建設目標。現在,隨著社會的認知度的變化、信息流量的迅猛擴張,高校面臨著很多問題,知識是否與社會需求銜接,學生是否具有創(chuàng)新意識和獨立創(chuàng)業(yè)精神,都是我們在教學中需要面對和解決的問題。相信只要有我們做到有心有態(tài)度辦好專業(yè),我們就有能力培養(yǎng)出社會需求的生物工程應用型人才。

作者：王征蘭時樂彭國平林元山劉愛玲單位：湖南農業(yè)大學生物科學技術學院