所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵遗传物质，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。

　　【一】生物工程专业创新型人才培养方案改革

　　【摘要】生物工程产业作为一个正在崛起的主导性产业，已成为产业结构调整的战略重点和新的经济增长点。

　　本文确定了以就业为导向、以工科为背景、以化工学科为优势、以生物学科为基础，制定了满足社会需求的生物工程专业培养方案，并根据社会需求、生源质量和未来就业方向提出一种新型的人才培养模式——分类人才培养模式(研究型、应用型、复合型)，在学生个性化下功夫，培养满足社会同一行业不同单位对不同规格的生物工程专业人才需求。

　　【关键词】生物工程;培养方案;分类人才培养模式

　　生物工程专业是教育部于1998年正式成立的专业，包括生物化学工程、微生物制药、发酵工程、生物化工等专业，并且首次将生物工程列为本科专业目录中工学门类中的一种，与化学工程、轻工等并列，对生物技术领域产业化发展以及人才培养都具有极其重要意义[1,2]。

　　随着时代发展生物工程已经逐渐发展成主导性产业，在国家产业结构调整和经济增长中扮演不可或缺的角色，必将成为国家大力发展生产力，实现跨越式发展极大的推动力。

　　生物工程专业发展迅速，但近年大规模扩招和许多学校现有办学条件的限制，致使生物工程专业建设主要存在以下问题：

　　(1)教学资源紧张且师资薄弱，教学质量方面出现较多问题，更为重要的是经费严重不足导致办学力不从心;

　　(2)由于目前生物工程没有形成大规模的产业化，许多高校又增设了生物工程专业，导致毕业生就业出现困境;

　　(3)生物工程本科专业为一级学科，但却没有生物工程硕士和博士点，从而导致本科和研究生教育出现脱勾现象，对于生物工程领域高素质、高水平人才培养非常不利，为此应加快生物工程硕士和博士点建设，切实制定相应的质量标准，加强专业建设和人才培养模式的研究，培养满足社会需求的各种规格的生物工程专业人才是当务之急。

　　目前部分高校也实行创新型、复合型或应用型人才培养模式，但是同一个专业只实行一种培养模式，一种培养方案，学生入校后，只能按照事先设计好的培养方案和课程体系去学习，学生却没有选择余地，结果导致同一专业培养出来的学生规格全国差不多[3-5]。

　　而社会同一行业用人单位对同一专业的学生要求却不同，即虽然来自同一专业毕业生，其工作岗位性质要求是不同的，然而学生在学校培养规格基本一样，这样的毕业生就不能满足社会同一行业不同性质岗位的需要。

　　比如现行生物工程专业按照教育部教学指导委员会制定的规范要求，生物工程专业按照应用型人才培养模式进行培养，而学生毕业后有的出国、有的考研、有的到研究性质的单位、有的到技术岗位、有的到本专业管理岗位工作等等。

　　如果按照应用型人才培养模式和与之配套的培养方案和课程体系进行培养，这样的毕业生是无法满足上述这些不同岗位工作的要求。

　　所以说现实社会中，需要各种培养规格的生物工程专业人才，如研发型人才、技术型人员、专业管理人才、教学型人才等不同规格的各类人才。

　　因此，必须对人才培养模式加大研究力度，培养不同规格的人才，以满足社会和学生本人的需求，从而培养出高质量的人才，进而适应日益激烈的人才市场竞争。

　　为此，我们确定了以就业为导向、以工科为背景、以化工学科为优势、以生物学科为基础，制定满足社会需求的生物工程专业培养方案，并根据社会需求、生源质量和未来就业方向提出一种新型的人才培养模式——分类人才培养模式(研究型、应用型、复合型)，在学生个性化下功夫，培养满足社会同一行业不同单位对不同规格的生物工程专业人才需求。

　　我院围绕学校的办学定位和特色专业建设目标，认真总结专业办学经验，深入开展本专业人才需求调查和分析，进一步明确新形势下本专业在人才培养中对于创新能力和自身素质要求，对人才培养方案不断进行优化，突出专业特色。

　　以增强人才创新性、实践性、前瞻性和适应性作为根本原则，构建合理的课程体系和教学计划，并做到持续改进，以保证课程体系和教学计划适应企业、行业、社会对人才需求的变化。

　　着重建设实践教学环节，重点培养学生的实践能力，强化学生独立获取知识、终身学习的能力和综合素质的培养，真正为企业提供高素质的对口人才。

　　1拓宽专业口径，制定生物工程专业创新型人才培养方案

　　1.1准确定位生物工程专业创新型人才培养目标

　　紧密追随社会经济发展需要，按照企业和市场需要不断调整和重组现有专业，使生物工程专业更好的适应国家产业结构调整和经济发展。

　　另外要不断拓宽就业基础，着重增强创新能力和高素质的人才培养，改变过去专业意识强和“填鸭式”的知识传授，按照社会发展需要使人才的知识能力和素质结构更加合理。

　　从而提高学生的综合知识结构体系。

　　遵循“横向拓宽，纵向理顺，加强基础，调整结构，更新内容，精简学时，突出实践”的原则，并根据吉林化工学院本科专业培养方案修订的原则和意见，重新构建培养方案，使其更加符合人才培养需要，其主要特点是：

　　(1)注重知识能力和素质的协调发展，培养目标更加明确;特别是增加了本科生在读期间，必须修满4个创新教育学分，否则不能毕业;

　　(2)明确主干课程的同时重点建设实践教学环节;

　　(3)拓宽专业口径，把注意力放在创新能力的培养;

　　(4)采用3+1模式，即大一到大三学年主要学习理论知识，大四学年重点进行实践环节教学。

　　新培养方案更加符合人才培养目标，有利于提高人文素养和科学素质，符合新时代对于学生德智体美全面发展要求，对于学生实践和创新能力的培养打下坚实基础。

　　由此，我们确定了生物工程专业创新型人才的培养目标：培养具有正确世界观、人生观和价值观德智体美全面发展的高素质创新型人才;具有扎实的理化知识、社科知识和人文素养;具有较高的外语水平和计算机应用能力，具有学会学习和较强的实践能力;能够掌握生物工程与技术领域的基本理论和技能，从而成为在该领域从事技术研究和产品开发以及生产管理等方面的应用型人才。

　　1.2明确生物工程专业分类人才(研究型、应用型、复合型)培养要求

　　以“注重素质、强化基础、拓宽口径、增强能力、开拓创新”为教学指导思想，融业务培养与素质教育为一体，融知识传授与能力培养为一体，融教学与科研为一体，培养素质高、基础厚、知识宽、能力强和具有创新精神的生物工程技术人才，并对素质结构、能力结构和知识结构均做了明确的要求。

　　对于素质结构要求具备较高的思想道德素质、较高的文化素质、良好的专业素质和良好的身心素质，只有具备健全人格、人文素养、创新意识和创新精神以及良好的心理素质才能发展成为高素质的人才。

　　对于能力结构要求具备获取知识的能力、应用知识能力和创新能力。

　　只有具备这些能力才能在相关领域进行独立研发和生产设计，才能运用创造性思维进行科研开发。

　　对于知识结构要求具备自然科学知识、人文社会科学知识、工具性知识、专业基础知识、生物工程专业知识、工程技术知识和管理知识。

　　只有掌握这些基本的理论和知识才能熟练解决生产实践中遇到的问题，才能成长为社会发展需要的研究型、应用型、复合型人才。

　　2注重课程建设，建立科学、可行的创新人才培养的课程体系和教学内容体系，修订与之适应的教学大纲

　　按照拓宽就业基础和增强创新能力和高素质人才培养的思路重新设计教学计划，综合考虑学生知识能力和素质结构的协调发展，改变过去专业意识强和各门课程相互独立现象，增强不同学科间的交叉融合，积极推进教学内容和手段的改革。

　　新的课程体系既体现了学科交叉融合和文理工渗透也体现了上下游技术结合。

　　设置的课程选择性更强，专业任意选修课由原来的14门增加至20门，并且强化实践教学环节，突出各专业主干课程综合大实验的重要性，设置了《基因工程综合实验》、《细胞工程综合实验》、《生物分离工程综合实验》等综合大实验课程，并增加了《发酵工程课程设计》。

　　增设文献检索与科技论文写作、英语听力课。

　　同时修订生物工程专业课程教学大纲。

　　并确定重点建设《基因工程》、《生物化学》、《微生物学》、《生物分离工程》等课程，每门课程均设课程负责人，由课程负责人制定本门课程的教学大纲及组织课堂教学。

　　另外，加强教材建设，制订“生物工程专业教材选用原则”，优先选用教育部获奖教材、优秀教材、规划教材、面向21世纪课程教材、引进国外优秀教材的中文译本、高等教育出版社和科学出版社近3年出版的教材。

　　同时学院编写了生物类优秀教材推荐目录，供任课教师在征订教材时参考。

　　3更新实践教学内容，构建培养创新精神和实践能力的实践教学体系

　　生物学是一门实验科学，而生物工程专业是生命科学从实验室研究通向工业生产的桥梁。

　　所以，我们高度重视实践教学环节的建设，充分发挥科研的支撑作用，合理安排实验课程、课程设计、专业实习和毕业论文等教学环节，建立一定的研发训练体系;而全程导师制的实施，进一步提高了大学生课外创新实践活动的质量，贯彻了“全人教育”的思想，保证了本专业培养目标的实现。

　　3.1结合生物学科特点，统筹安排实验教学

　　生物工程专业原来专业基础实验课大多为验证性实验，这样不利于交叉学科、前沿学科内容的引入，更不利于学生分析和解决问题能力的提高。

　　为此，重新构建了实验课程教学内容，优化了实验教学体系内容，增加了综合和设计性实验。

　　将所有实验课分为专业基础实验和生物工程综合大实验两大类，按照由易到难、由简单到复杂的特点组织教学，突出实验教学的综合性和创新性。

　　按照新思路，我们将生物学基础实验课程内容按基本技术、宏观水平、细胞水平和分子水平四个层次重新组合，优化课程体系，打破课程界限，内容合理衔接，由易到难，避免重复;将实验课程分为学科基础实验、专业基础实验和专业综合实验三大类，使本专业的实验教学具有基础性、系统性、综合性和先进性。

　　另外重视学生的求知欲和探究精神，鼓励学生进行独立研究并营造一个宽松的环境，着重培养学生的创新能力。

　　引领学生积极参与到导师的科研课题以及各种学术讲座和Semi-nar形式的学术活动，这样学生才能充分了解本领域的发展前沿，从而使其明了自己的研究方向，增强了他们的创新意识和实践能力，最终成为具有创新能力的应用型人才。

　　3.2建立“四个三”实践教学体系，符合学生认知规律

　　实行“四个三”实践教学体系，即三个实验层次：宏观水平、细胞水平、分子水平;三种实验类型：基本验证实验、专业综合实验、研究设计实验;三种教学途径：必修实验、开放实验、创新实验;三种考核方式：实验习惯养成和基本仪器使用、实验报告、实验操作考核。

　　通过“四个三”实践教学实施使学生充分认识了各门课程的内在联系，极大地培养了学生的创新思维，推动了学生进行独立研究从而培养了他们的创新意识和实践能力，实现了知识能力和素质的协调发展。

　　3.3尊重教师科研背景，理论实验同步建设

　　我们充分尊重教师的科研背景，使课程或部分教学内容与教师科研方向一致，使之能将科研成果及时融入理论与实验教学。

　　由主讲理论课程的教师总体负责对应实验课程的建设，使之合理衔接，内容融汇贯通，从而促进了课程的整合和理论、实验教学内容的更新。

　　生物工程，是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，90年代诞生了基于系统论的生物工程，即系统生物工程的概念。

　　【一】生物工程专业实践教学改革探析

　　摘要分析高等学校生物工程专业实践教学中普遍存在的问题，提出深化实践教学改革的思路。

　　依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心，对实践教学体系、方法、评价体系进行一系列的改革与尝试，初步探索出一条适合吉林大学生物工程专业发展的实践教学道路。

　　关键词生物工程;实践教学;实训基地

　　1前言

　　生物工程作为21世纪科学技术的核心之一，是一门实践性、应用性、综合性很强的交叉学科[1]。

　　随着科技的进步，新技术、新方法不断涌现，生物产业的前景也愈发广阔。

　　然而生物工程专业学生就业却较为困难，究其根本原因，一方面是我国生物工程产业化水平较低，另一方面是因为学生的“三个能力”即实验技能、工程能力、创新能力等方面有所欠缺。

　　实践教学是本科教学的重要组成部分，是学生将理论知识转化为实际能力的过程，对大学生实践创新能力和工程能力的培养也至关重要。

　　本文在分析国内生物工程专业实践教学弊端的基础上，依托吉林大学国家级生物实验教学示范中心(以下简称实验中心)，对生物工程专业实践教学改革进行初步探讨。

　　2生物工程实践教学存在的问题

　　忽视实践教学，教育理念落后传统教育观念重理论、轻实践，认为实践教学是理论教学的补充，是验证理论课的一种手段[2]。

　　因此，生物工程专业的基础课和专业课设置门数较多，学生课业较重，课余时间不足。

　　相对而言，实验课不设考试，没有学分，只注意如何更好地配合理论教学，这就造成学生不重视实验课和实验技能，成为生物工程专业实践教育的一大痼疾。

　　实验内容陈旧，实验课安排不合理传统的实验教学内容大多是由课程指导教师独立设置，而部分指导教师科研方向与所教课程方向不一致，无法将新知识、新技术和新方法引入实践教学内容中，势必导致实验内容陈旧，方法老套。

　　再加上各课程指导教师缺乏应有的沟通，故而实验课内容零散，实验内容重复[3]，使得学生丧失主动学习的兴趣。

　　同时，由于实验课依附于理论课，没有独立的学时，实验课普遍安排在学生课余时间，实验时间不足，学生对实验中的一些现象缺乏思考[4]。

　　由于整个实验中学生都是被动参与，他们的主动性和积极性没有被充分调动，一旦出现问题便难以解决，限制了他们创新能力和工程实践能力的发展。

　　实验教学经费投入少，师资队伍薄弱由于经费投入不足，很多仪器设备台套数不够，许多实验中几个甚至是十几个学生共用一套仪器设备，且难以更新换代，先进的技术设备进入不到教学中来，造成理论与实际脱节，不能充分调动学生动手操作的积极性[5]。

　　加之长期以来受传统教育观念影响，实验系列教师一直不被重视。

　　从事实践教学的教师普遍存在学历低、水平不高、进修机会少、职称评定和工作量计算不合理的情况[6]，导致实验教学人员工作热情不高、责任心不强，严重影响了实践教学的质量。

　　3生物工程实践教学体系的构建

　　近几年，针对生物工程专业存在的实际问题，进行许多改革尝试。

　　通过专业整合，将原属于农业与机械学院的生物工程专业调整到生命科学学院，依托实验中心对生物工程专业实践教学进行改革，把实验从理论课中分离出来，设计独立的实践课程和考核方法，理顺学科脉络，明确各课程的授业范围，引入学科交叉和开放创新实验，强化课程实验与实训实习内容的相互衔接，构建循序渐进、逐步深入、全面系统的课程体系。

　　这样调整，使得课程内容既避免重复，又相互衔接;既反映学科前沿，又突出学科交叉融合之势。

　　专业基础实验专业基础实验以培养学生的实验能力为目的，强化学生的理论知识和实验技能训练。

　　同时，在每门实验课程内设计一定学时的设计实验项目和综合实验项目供学生自主选做，有一定加分，提高实验的深度和广度，促进学生的学习兴趣发展。

　　以微生物学实验为例，设计为64学时，必选实验有3项为54学时。

　　同时，设计6项选做实验，其中3项综合性实验“从酸奶中分离、培养产乳链菌肽的乳酸乳球菌及乳链菌肽效价测定”“大肠杆菌噬菌体的分离、纯化及效价测定”“纤维素酶产生菌的选育”，每项为8学时;3项设计性实验“高产淀粉酶霉菌的分离纯化”“高产酒精的酿酒酵母菌株的诱变选育”“高产抗菌肽乳酸菌的分离纯化”，每项为2学时。

　　学生做完必选实验后，至少再选作1项综合性实验和1项设计性实验才能结课，这样有助于确立学生在实践中的主体地位，激发其学习兴趣，锻炼其实验技能。

　　另外，承办院、校、省级生物实验技能大赛，根据竞赛成绩选拔下一级参赛人员。

　　通过这样一种“层层递进式”的竞赛方式，学生的实验技能进一步得以巩固、加深。

　　实习实训为了更好地实现教学与生产的对接，将专业实践分为校内实训和校外实习两个阶段。

　　校内实训建设了实训基地，配备了相应的仪器设备，如多台5～100L发酵罐、空压机、电锅炉、大容量冷冻离心机、高压均质机、喷雾干燥器、中试型流化床、滴丸机、冻干机等先进仪器。

　　同时，将基因工程、发酵工程、代谢控制工程、生物分离工程等课程有机整合在一起，以典型的生物产品和教师的科研成果为内容，在学生具备专业基础实验能力的基础上，从原材料开始到终产物的制备，用一个完整的实验过程培养学生综合运用所学知识、技术与方法解决实际问题的能力。

　　如“好氧发酵—谷氨酸发酵”和“重组人白介素18的发酵、纯化及鉴定”分别是传统生物产品实验及科研成果实验的代表。

　　为了使课程内容与产品生产一致、仪器设置与生产要求一致、教学过程与工艺流程一致，校内实训以学生为主，教师负责指导，学生按照企业的生产流程通过小组合作生产出相应产品，通过这一过程使得学生对生物产品的开发、生产、提取、检验等一系列过程有了深刻的了解。

　　同时，积极推进产学研紧密结合，推动教师参与企业的产品与技术开发，从企业引进生产经验丰富的工程师到学校任教，并与16家科研院所和企业联办实习基地。

　　在学生完成校内实训，掌握相关生产原理及工艺流程后，带领他们到相关的工厂实地实习，了解工厂设计，熟悉生产流程，加深对自动化的认知。

　　这样既促进了学生职业能力的发展，也为教师和企业的合作提供了平台，实现了共赢。

　　创新实验创新实验依托开放实验、大学生创新创业计划、吉林省生命科学创新实验大赛、本科毕业论文等来推动学生学习热情和科研兴趣。

　　在大创计划和创新大赛中，学生自主选择题目并由教师指导学生自主阅读文献、设计路线和进行试验。

　　在毕业论文中，教师以自己的科研课题为主设计题目，教师和学生实行双向选择，确保一人一题。

　　在这一过程中，使学生了解科研过程，具备文献检索、设计实验方案、论文写作等科研工作必备素质。

　　经过几年的积累与沉淀后，学生的实践能力和创新能力显著提高，本科生承担创新实验项目47项，发表研究论文19篇，参与申请发明专利6项。

　　4生物工程专业实践教学方法的创新

　　随着信息技术的迅猛发展，信息技术与教育的深度融合已成为必然趋势。

　　“互联网+”实践教学不受时间的限制，学生可随时通过手机等现代通信工具进行选课、预习、复习、查询成绩、课后交流，由“被动灌输”变为“主动探索”，提高了学习效率，促进了自主学习。

　　以实验中心网站为平台，将现代信息技术与启发式、互动式、探究式的教学方法相结合，进行数字化教材、虚拟仿真技术、微课等辅助教学。

　　1)在实验中心网站上发布本学期实践教学日程安排，学生根据选课查阅相应的数字化资源，通过相关仪器使用视频、课件和相关资料预习，尽早熟悉操作技能，理解实验原理，提高实验效率，减少实际操作中的错误。

　　2)通过基本实验技术、选做和验证性等微实验知识点或技能点视频的学习，使学生在短时间内熟悉实验原理、实验过程、实验操作和实验现象，进而将更多的时间投入到综合性、探究性实验上。

　　3)通过对操作复杂、大型设备使用技术、不可见的实验原理和不可见的实验现象或结果的虚拟仿真实验学习，如动物解剖、外源基因转入受体菌的过程，发酵罐控制、高效液相色谱的操作等，使学生网上模拟实验过程操作，形象、直观地熟悉实验原理和实验现象，加深对实验过程的理解，为真实的实验操作打下基础。

　　4)学生通过网络互动平台，实现自主答题、自主测试、师生互动、成绩查询、教学评价等。

　　5)教师可登录后台，查看学生的观看视频次数、时间、模拟实验操作情况，评定学生自学成绩等。

　　几年来，中心开发网络课程13部、在编数字化课程3部、视频71部、多媒体课件89个、仿真实验6个，促进了学生的自主学习和创新，取得较好的教学效果。

　　5生物工程专业实践教学评价体系的建立

　　完善的实践教学评价体系是实践教学目标得以实现的根本保障。

　　经过几年的摸索、总结和实践，构建了一套以学生为主体、内容多元性、渠道多样化、注重评价对象未来发展的实践教学评价体系。

　　该体系由实践教学考核体系和实践教学效果评价体系两部分组成。

　　1)学生实践成绩评价体系由五部分组成：①学生预习实验、观看仪器操作的程度，占总成绩的10%;②进行仪器操作的考核，合格者发仪器使用许可证，占总成绩的20%;③良好的实验习惯，由研究生助教和实验系列人员对实验中的行为打分，占总成绩的20%;④全部实验结束后的考试，占总成绩的25%;⑤实验报告、实验结果电子分析报告，占总成绩的25%。

　　另外，如果实验为探究型实验，则降低④⑤各5%的占比，增加实验设计和论文撰写10%的占比。

　　2)实践教学效果评价体系由三部分组成：①学期末，对在校学生、毕业一年的学生和任课教师做调查问卷，并收集网上反馈信息，以此作为改进的依据;②学期初，组织任课教师、校内专家、用人单位专家认真总结实践教学不足，提出改进意见并参与培养方案制订，使各项改革有利于培养学生综合素质，符合社会需要;③设立实践教学督学委员会，指导并监督各项实践工作落到实处。

　　实践证明，该评价体系对促进学生提高创新能力、工程实践能力、科研素质等具有明显效果，大学生创新创业训练计划立项不断增加，发表论文、申请专利的数量和质量一直攀升，各级学科竞赛获奖大幅度增多，被国内外知名院校录取的研究生数量逐年增加，得到用人单位广泛认可。

　　6高水平的实践教学团队的建设

　　教师是培养方案的执行者，教师的素质、能力与水平，直接关系到教育质量的高低，关系到培养学生的社会认可度[7]。

　　针对青年教师的培养，首先，采取老教师传、帮、带的措施，定期对青年教师进行教学理念、教学方法的指导，提高青年教师的教学水平;其次，鼓励中青年教师在职攻读博士学位，提高学历层次;最后，为中青年教师提供参加各种教学、科研会议的机会，帮助中青年教师申请教学、科研项目，提高业务水平，开阔科研视野。

　　经过几年的建设，中心教学团队的年龄结构、学历结构和职称结构趋于合理，中青年教师比例为72%，博士学位获得者比例为39%，高级职称拥有者比例为28%。

　　教学成果不断涌现，主编出版实验教材15部、实验教改专著6部，发表教学研究论文120篇，获各类教学改革奖励与荣誉158项，确保了培养方案的顺利实施和实践育人质量的不断提高。

　　7结语

　　吉林大学生物工程专业于2000年在工学部食品科学与工程的基础上开始建设，成立时间短、积累少，实践教学环节比较薄弱，阻碍了专业发展。

　　因此，在专业建设和发展过程中一直重视实践教学改革，不断探讨提高实践教学质量的方法，并取得较好的成绩，学生的实验技能、综合能力、创新意识都有了很大程度的提高。