大工程观指导下的生物工程专业课程体系的构建

1、“大工程观”指导下的生物工程专业课程体系的构建 周天一、目前高等工程教育课程体系设置的弊端高等工程教育在我国的工业化、现代化进程中发挥着十分重要的作用, 为国民经济和社会发展作出了重要贡献。当前我国工科高校的数量、在校生及毕业生人数都位居世界第一, 为社会输送了大批工程技术人才。然而我国的国际竞争整体实力处于全球第20 几位, 其中重要的原因之一就是我国的高等工程教育还存在下述问题:长期以来我们沿袭前苏联的教育模式, 按专业制订培养方案与教学计划, 各门课程之间的教学内容彼此独立, 基本上采用的是研究型人才的培养模式。在“以传授知识为主”的教育观和应试教育思想的影响下, 我国不少工科院校的课程

2、体系偏重基本知识、基本原理的掌握, 多数专业课的教材未能突出体现大工程系统的背景。工程教育走上了学科化、学术化的道路, 只重视科学理论知识研究和各门学科的独立性, 忽视了工程学科之间综合性以及工程实践的作用。工科高校毕业生的视野长期被局限在科学技术的范围之内, 科学与人文、工程与环境被割裂开来, 工程作为系统的本来涵义被异化,使得我国的工程教育倾向于培养“工程科学家”而不是工程师。部分教师自身缺乏工程背景和有效系统的专门训练, 其教学手段只是在传统教学模式的基础上作了稍许改动, 重理论灌输、轻实践技能的培养, 未能把工程实例充实到教案里, 没有真正体现“面向工程”的办学理念和培养目标。目前，大

3、多数工科院校与企业界尚未形成一种互相依存、互利互惠、协调发展的有效机制。再加上高校办学经费紧张、设备台套数不足、教师缺编等因素, 导致工科大学生的工程训练大多只局限在课堂和实验室, 培养出来的学生缺乏对工程背景、真实工程情况的了解, 更谈不上得到综合、系统的工程实践训练。二、在工科院校人才培养中, 树立大工程观教育理念的必要性众所周知, 工程是人们应用科学理论和技术手段、改造客观世界的实践活动。工程观是对工程的认知理念, 大工程观则是系统论角度的工程观。在工科院校人才培养中, 树立大工程观教育理念的必要性主要体现在:1、面对迅速发展变化的当今世界, 工程不再是狭窄的科学与技术涵义, 它不是靠一

4、种知识就能支撑, 而是建立在科学与技术之上的包括社会、经济、文化、道德、环境等多因素的大工程涵义。工程师职业与其他职业的不同之处就在于高度的实践性和高度的综合性。学生有了大工程观下综合知识和系统思维的培养、训练, 才能做好具有综合性的工程项目。2、高等工程教育的发展趋势是为学生提供跨学科、综合化的知识背景。因为工程不再被看成是一个学科或专业, 而是一个复杂的系统, 工程也不是靠一个人就能完成的, 它所面临的问题需要自然科学、人文社会科学、技术等多方面的知识来解决。3、用大工程观理念来培育学生, 就是要树立工程系统性和整体性的认知方式和观念, 培养学生从事工程活动的责任意识、实践能力、综合知识、

5、系统思维、协作品质和创新精神。三、“大工程观”课程体系的含义所谓“大工程观”课程体系的“大”指课程体系的综合性和系统性, 即把学生今后的工程活动所需要的各种知识、技术、能力、方法等课程整合到一起；大工程观课程体系的“工程”指实践性和创新性教学环节, 即实验、实习、课程设计、毕业环节等课程。而高等工程教育的本质特征则由综合性、系统性、实践性和创新性构成。四、生物工程专业课程体系的构建为进一步凸显我校“以工为主，石化特色明显”的办学思路,强化人才培养的“大工程观”教育理念,着力提高学生的实践与创新能力,我们运用“大工程观”的综合性、系统性、实践性和创新性构建生物工程专业课程体系，着力打造基础教育、

6、专业基础教育、专业技术教育三大教育模块。探索培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、富有创新精神的高级应用型人才的新路。制定方案的主要思路(一)课程体系综合性和系统性的构建1、 设置基础教育模块在设置基础教育模块课程体系时, 除充分考虑到数理化理论是工程技术的基础知识外, 工程人员的道德品质、经济方面的集约性、环境的可持续性、人文艺术的和谐性等因素本身就是生物工程的统筹对象; 另一方面, 学生在学习枯燥数理化知识的同时, 增加一些人文艺术方面知识的学习, 有助于提高学习兴趣, 塑造完善的人格。这几方面的统一也是大工程观系统性的全面展现。因此, 在专业设置的基础教育模块课程体系中, 我们设置了廉

7、洁修身、当代世界经济与政治、环境保护概论、企业管理、市场营销、音乐、美学欣赏等必修和选修课程。为了培养学生的工程师素质我们计划开设工程经济学工厂设计概论等选修课程。2、设置专业基础教育模块本着夯实专业基础、强化工程意识、注重实验技能、拓宽专业口径等基本要求, 可按照“门数适宜, 重点突出, 相互支撑, 形成一体”的基本原则,选择物理化学、有机化学、生物化学、微生物学和化工原理五门理论课以及与这五门理论课配套的专业实验课作为核心课程, 同时开设与工程专业相关的与石油化工紧密联系的石油化工与可再生资源能源化概论、工程制图、化工仪表与自动化、电工与电子技术等基础课程，组建生物工程课程群。课程群新教学

8、体系侧重于工程应用与石化特色。3、设置专业技术教育模块该模块课程体系的建立是既要集中体现大生物工程观又凸显为石化产业服务的特色。学生在基础教学、专业基础教学学习结束后, 即进入大四学习之前, 选择生物技术、生物化工、环境保护、农海产品加工这四个专业教学模块之一学习, 每个模块的教学内容主次分明, 相互渗透。如生物技术模块, 主干课是“生化工程”, 但必须先修生物化学、化工原理、物理化学等其他模块的相关课程。这样学生在就业时, 可根据较细的专业方向就业, 在系统外又可按大生物工程专业就业,增强了适应性, 拓宽了就业面。(二)、课程体系实践性和创新性的体现强化人才培养的“大工程观”教育理念, 着力

9、提高学生的实践与创新能力是本专业课程体系构建的重要内容, 而实验、实习、课程设计、毕业环节等过程则是这一理念的具体体现。1、 整合专业实验专业实验作为一门最能反映专业特色, 与本专业科学技术发展关系最为密切的实践性课程,必须构建一个能够全面反映生物工程学科发展方向、有利于培养学生工程实践能力和创新能力的新框架。将其作为核心课程群课程服务的配套设施, 组建生物专业实验中心。中心拟设置三个模块: A、基础生物学实验(含普通生物学实验、生物化学实验、等) ; B、生物技术实验（含分子生物学实验、基因工程实验、等） C、生化工程实验 (含发酵工程实验、生物工程下游技术实验、等)。为增强学生实践创新意识

10、, 在这些实验中开设70% 左右的综合性、设计性实验, 导师布置课题后, 让学生自主设计实验方法, 自己动手实验, 直到满足导师要求为止。另外, 通过组织“课外科技作品大赛”、“挑战杯”等第二课堂活动, 在这些过程中, 学生工程实践能力、自主创新能力肯定会有所提高。2、 加强实习基地的建设实习是提高工科学生感性认识和工程能力的主要环节, 计划安排四周时间(其中一周认识实习、三周毕业实习)。以前生物技术专业的实习，实习基地不稳定，专业方向不十分合适，影响实习效果，我们准备到相关企业走访、沟通，通过签订协议、挂牌等方式，建立起4-5个稳定的实习基地，使学生能够更好的在专业对口的企业实习，培养动手能

11、力，为学生今后从事科研开发、工程设计奠定基础。3、 强化课程设计以前, 生物技术专业的学生毕业环节内容都以参与教师科研课题为主, 他们在完成论文的过程中缺少工程设计的训练。但绘制工艺流程图、物料、能量衡算、工艺设备选型等工作是工程应用型人才所必备的基本能力。为此在生物工程专业的课程设置上，在第4、5学期相关的专业课学完后，我们都设置了对应的课程设计，使学生能得到工程设计的训练。4、 做实毕业环节无论是毕业论文还是毕业设计都是学生实践性和创新性能力培养最重要的环节。虽然从课表安排看这一环节时间跨度为一个学期, 为做到保质保量,本专业要求在第七学期导师就必须考虑课题, 下达毕业论文(设计) 任务书, 让学生先进行文献查阅、外文翻译等前期准备工作, 争取在寒假期间就进入课题工作阶段。学生通过大半年毕业环节的锻炼, 其动手能力、独立