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1、1 1发挥优势 建设富有特色的生物工程专业华中农业大学生命科学技术学院 郑用琏 江珩一、生物工程专业的内涵20 世纪 70 年代初以来，以 DNA 重组技术、细胞培养技术为核心的现代生物技术新兴学科及其产业在短短的 30 年间得到了迅速的发展，已成为 21 世纪经济发展的支柱产业，也是我国赶超世界发达国家生产力水平，实现后发优势和跨越式发展最有希望的领域。为迎接新世纪科学技术革命的挑战，我国已将生物技术产业列为经济和产业结构调整的战略重点，并在生命科学与生物技术产业方面进行了系列部署，如先后建立了国家生物学理科基地、国家生命科学与技术人才培养基地，实施了国家重大科技攻关项目等。据不完全统计，全
2、国百余所高校兴办了 398 个生物科学、生物技术和生物工程“三生”本科专业和研究生专业。但由于生命科学发展十分迅速，各高校对兴办“三生”专业，尤其是生物工程专业无论是在人才培养目标和培养模式上，还是在专业的教学计划和课程体系上，都还处在探索阶段，专业内涵、课程体系等亟待规范和统一，以适应生物技术产业快速发展的需要。一般认为，生物工程就是运用现代生物科学的理论与方法，按照人类的需要改造和设计生物的结构和功能，以便更经济、更有效、更大规模地生产人类所需要的物质和产品的技术，主要包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶和发酵工程。基因工程和细胞工程是现代生物工程的核心，其发展为酶工程和发酵工程这两项传
3、统技术注入了新的活力。作为培养高级专门人才的高等学校的生物工程专业应如何界定呢？我们认为从生命科学的研究对象和研究手段看，高等教育的生物工程专业应是以现代生物工程为主，可从广义和狭义两方面理解，广义的现代生物工程专业“利用现代基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程的技术手段进行工业、农业、医药等产品的生物技术的生产体系”。因此它包揽了对动物、2 2植物、微生物进行遗传操作改良和开发生产的所有领域。1998 年国家对高等院校的本科专业再次进行了调整，将发酵工程、生化工程、微生物工程等专业归并到生物工程专业，并赋予了该专业更多的工科人才的培养目标和教学内容，并明确界定为工科专业。从这一基本指导思想出
4、发，狭义的现代生物工程专业应定位在“利用通过现代生物技术改造、选育、创建的高效发酵的工程菌株，以优化的控制工艺过程，进行发酵生产和动、植物细胞、组织培养生产目标产品的工业化生产体系。因此从专业的内涵与定位上讲，它既有别于传统的发酵生产，又不同于经过基因改造的动物、植物新品种的生产。更不是在传统制药、农学、畜牧专业的基础上增加细胞培养等现代生物技术课程的改革专业。现代生物工程专业主要培养从事生物技术产品的下游工厂化生产与开发的高级专门人才。二、华中农业大学生物工程专业的学科背景与基础界定为工科专业的生物工程专业无论是广义的定义，还是狭义的内涵，它必定是以通过现代生物技术手段改良、构建的生物活体细
5、胞为对象，进行工业化生产的一种工程体系。从这一意义上讲，生命科学与技术学科是生物工程学科获得长足发展的学科基础和技术创新的源头。我校在生命科学与技术学科领域现已具有生物化学与分子生物学、微生物学等 18 个博士点专业；建有生物学、作物学、园艺学、畜牧学等 4 个博士后科研流动站；生物化学与分子生物学、微生物学、作物遗传育种、果树学、动物遗传育种与繁殖和水产养殖 6 个国家重点学科和 12 个省部级重点学科；建有 1 个国家理科（生物学）基础研究与教学人才培养基地，1 个国家生物科学与技术人才培养基地；生物化学与分子生物学、微生物学、作物遗传育种、果树学等 4 个学科被教育部批准设置“奖励计划”
6、特聘教授岗位；建有 1 个作物遗传改良国家级重点实验室，和农业微生物、猪遗传育种、淡水水产增养殖生物学、亚热带土壤资源与环境等 4 个部级重点开放实验室；微生物农药国家工程研究中心、国家家畜工程技术研究中心、国家农作物分子技术育种中心、国家果树脱毒种质资源室内保存中心、国家油料作物工程技术研究中心和国家植物基因（武汉）研究中心等 6 个国家级工程研究（技术）中心。在生命科学的基础研究领域涉及动物、3 3植物和微生物的基因组学、功能基因组学、重要基因的定位与克隆、农业生物种质资源创建与遗传多样性评价、分子育种技术及理论等重大、重要的科学问题，并取得大量代表国家先进水平及具有国际竞争实力的研究成果
7、与理论突破。在利用现代生命科学与生物技术改造和提升动物、植物、微生物遗传育种、发酵工程学等传统优势的农业应用学科方面，将现代生物技术与传统农业技术结合，为动物、植物、微生物的遗传改良提供转基因、细胞融合，细胞培养、分子标记辅助选择等新理论、新技术、新方法和新材料，获得一批抗病虫、抗衰、耐储藏、高产优质的动植物新品种；特别是在试管马铃薯生产、脱毒苗柑橘种苗快繁、家畜伪狂犬病基因疫苗研制、高效快生型共生固氮根瘤菌构建、BT 双毒剂杀虫生物农药生产、球藻类功能食品开发等一批生物工程的高新技术成果，对促进农业结构调整和产业化发展发挥了重要作用，取得巨大的经济效益和社会效益。我校在生命科学与技术领域中，
8、实力雄厚的生命科学基础学科，特色鲜明的生物技术应用学科已成为生物工程专业得以迅速发展的重要学科支撑与基础。从某种意义上讲，我校生物工程专业是一类具有较多生物科学内涵的，注重上、下游技术结合的偏理的工科专业。三、华中农业大学生物工程专业建设现状和特色我校生物工程专业是在著名微生物学家陈华癸院士等老一辈科学家建立的微生物国家重点学科的基础上形成的一个重要应用学科，经历了从最早的农用微生物-农副产品加工利用酿造发酵工程等不断拓展、逐步发展和完善的过程，于 1998 年更名为生物工程专业，1999 年正式以生物工程专业名录招生。在生物工程专业建设与改革中，学校坚持“以深化教学改革为动力，不断优化人才培
9、养方案；以课程建设为纽带，促进师资队伍建设；以培养创新人才为目标，改革实验实践教学体系”的指导思想，加强专业基本建设，初步形成了 “重视生物科学的理科基础教育，强化下游技术的工科专业建设，注重现代生物技术的融合渗透，实现传统发酵工程的改造提升”的优势与特色。1优化人才培养方案。在教育部关于生物工程专业人才培养目标和业务要求的总体原则下，根据我校生物工程专业的特点以及相关学科的专业背景优势，汲4 4取兄弟院校的办学经验，生物工程人才培养方案与教学计划几经 5 次修订实践再修订再实践的过程，力求使它既能较好地符合教育部的总体原则要求，又能充分地发挥我校生命科学的学科优势，体现我校生物工程专业的“偏
10、理的工科”的学科特色（人才培养方案详见附件） 。一是突出工科基础，注意加强工科专业要求的数学，物理、化学课程学时数；二是增加理科内容，增加了普通生物学，微生物生物学、物理化学与胶体化学，生物化学、遗传学、分子生物学等生命科学的重要基础理论课；三是除开设常规的工程类专业的发酵工程、发酵设备、发酵工厂设计、生物工程下游技术、机械设计原理等课程外，同时增加了生化工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、计算机技术在生物工程中的应用等现代技术课程；四是构建了微生物技术、发酵工程和生物制药等专业方向的模块课，尊重学生在专业兴趣爱好上的选择自主性，调动个人在理科、工科专业上的发展能动性；五是将学科的发展方向与学
11、校的专业特色结合起来，将传统的发酵技术与现代的生物技术结合起来。充分地利用学校在生命科学领域里的教学、科研的优势，对生物工程专业进行学科互补，充分地体现以微生物生物工程为主体的偏理的工科专业的特点和人才培养的专业特色。2改革实验教学体系。针对生物工程应用型强的特点，我们注重实验教学体系的改革与完善：一是在生命科学技术学院和国家生物学理科基地教学改革的总体规划下，我们在全校率先改革了微生物实验课教学从属于理论课教学，实验室依附于教研室的传统格局，按照“统一管理，优化配置，资源共享”的原则组建院教学实验中心，规范实验室管理，提高实验室、仪器设备的利用率；二是实行“将微生物系列课程的实验教学内容有机
12、地重组成基本操作技能、基础理论验证、微生物遗传改良、应用微生物技术和微生物研究课题等五大模块的实验教学改革，使生物工程专业的学生能获得系统规范的工程菌株的分离培养，保种继代和遗传改良的基本实验操作技能，收到十分良好的教学效果；三是在生物工程专业的实践教学环节中，我们引进了现代发酵控制系统，发酵后处理设备，已建成通风发酵实验室，正在筹建厌氧发酵实验室、固态发酵实验室、细胞工程实验室、下游工程实验室以及分析实验室等较为完整的生物工程综合实验室；四是积极走出校5 5门，第六学期末安排 2 周到生物技术企业的课程实习，第七学期安排 2 周的校内综合实习，第八学期安排 8 周的校外毕业实习，构建融校内外
13、实习为一体的全面、系统的实践教学体系。3积极推进教学方法和手段的改革。学校一直坚持将师资队伍建设防在重要的位置，在积极引进高素质人才的同时，注意现有教师的培训与提高，坚持以科研促教学，坚持发挥教研室集体作用等措施，已初步建成一支以国家级突出贡献专家为学术带头人，以 35-40 岁的博士、副教授为主体的教师队伍；同时，学校注意教学方法、手段和考试方法的改革，目前，生物工程专业 80%的课程实现了用多媒体教学手段进行教学，参与式、启发式、讨论式教学大量应用于课堂教学，论文式的考题、以综合实验技能考核为重点的考核、考试方法正在逐步推进和完善中；另外，通过实施优质课程建设和精品教材建设计划，确保教材选
14、用的优秀率在 70%以上，一批体现学校特色的生物工程专业教材正在建设中。4构建教学、科研和生产开发融为一体的人才培养环境。生物工程专业是应用型专业，培养具有原始创新能力的高素质人才，需要建设优良的人才培养环境。我校充分发挥学校拥有国家生物学理科基地、各类国家实验室、工程研究中心的有利因素，充分发挥我院教师科研项目多、经费足的有利条件，积极构建教学、科研、生产开发为一体的人才培养环境。 一是充分利用步入国家先进行列的国家生物学理科基地的建设与改革的成就为生物工程专业的教学改革积累了有效的经验，分子生物学、微生物学，生物化学在建成校、省级优质课程的基础上，又被列为国家理科基地名牌建设项目，为生物工
15、程专业的理论教学奠定了良好的基础；二是充分利用微生物农药国家工程研究中心、国家家畜工程技术研究中心、国家农作物分子技术育种中心、国家果树脱毒种质资源室内保存中心、国家油料作物工程技术研究中心和国家植物基因（武汉）研究中心等 6 个国家级工程研究（技术）中心与企业结合，已成为学校生命科学高新技术成果的中试放大，推广开发，实现生命技术与生物工程上、下游结合的重要基地；三是充分利用学校地处东湖国家级高新技术开发区和国家农业高新技术产业园，得天独厚的发展生物工程产业化的区位优势，与武汉东湖高新集团股份有限公司、湖北安琪酵母股份有限公司等生物技术产业形成了密切合6 6作关系，为生物工程专业实现学产研结合
16、，融上下游一体的创新人才培养体系提供了重要支撑条件和保证。四、问题与建议面对快速发展的生命科学和生物技术产业，如何适应并积极参与，是国家和各高校亟待研究和解决的重要问题。椐不完全统计，我国各类高校现有生物工程本科专业达 100 多个，面对培养目标不同，教学体系各异，每年毕业的大批生物工程专业的学生专业水平参差不齐，人才供求比例失衡等问题，确保生物工程专业的基本规范和基本要求是提高人才培养质量，引导生物技术产业健康发展的当务之急。因此，建议国家教育部一是在全国范围内通过调查研究，了解我国生物工程专业办学现状，规范生物工程专业人才培养的质量要求；二是生物工程教学指导委员会应在教学计划，课程体系方面提出更多的指导性的意见；三是利用国家生物科学与技术人才培养基地，加大生物工程专业师资和高层次人才的培养力度；四是生物工程专业应有更多的教学硬件投入，更广的实践教学基地，加大对生物工程专业基本设施建设的力度，增加对生物工程专业教学经费的投入，是提高我国生物工程人才培养质量，迎接以信息技术与生命工程为主要标志的全球性科技革命挑战的重要环节。 附件：华中农业大学生
