依托科研课题探索和实践生物工程专业本科毕业设计(论文)教学

陈旭升; 刘中美; 周丽; 张薄博; 王金晶; 周哲敏 2019-08-22 版权声明 举报文章

摘要:在分析造成生物工程专业本科毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)实践环节,从科研团队、论文选题、学术报告和评价体系四个方面进行改革和实践,以期为生物工程专业本科毕业设计(论文)教学改革提供一定参考。

关键词:毕业设计(论文);生物工程;科研课题;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0140-03

一、前言

毕业设计(论文)是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1,2]。对学生而言,是理论与实践相结合的学习阶段,可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力,培养科技文献查阅与科技论文撰写能力,以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言,是提升本科教学质量的主要抓手,也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。

生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一,因此,生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求,我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3,4]。目前,高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一,它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5,6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业,具有很强的实践性,因此做好该专业的毕业设计(论文)实践环节,对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而,目前高校毕业设计(论文)的质量整体上出现了下滑的趋势,主要表现在:(1)师生比例偏低,指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计(论文);(2)选题盲目,课题研究内容陈旧,缺乏创新性,有的还脱离生产实际;(3)毕业论文的写作水平差,学生缺乏科技论文写作训练,论文写作格式与文献引用缺乏规范;(4)评价体系不完善。学生们在毕业设计(论文)阶段的表现是良莠不齐的,但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%,极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此,为了提高毕业设计(论文)质量,如何改革并完善现有的毕业设计(论文)教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。

从2010年开始,我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计(论文)的探索和实践,让学生在毕业设计(论文)的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例,就相关的探索和实践进行了总结。

二、依托科研课题教学本科毕业设计(论文)

1.形成合理的科研团队。目前,高等院校本科毕业设计(论文)的教学方式多采用导师制。然而,导师制是一种精英教育的教学模式,其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率,它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临,高校办学规模的扩大,生师比持续升高,办学资源日益紧张,高成本原始形态的导师制已难以为继,它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),学生在选题后就进入到导师的课题组中,与研究生统一学习和交流,建立一个由导师、研究生和本科生(1∶5∶3)构成的梯度研究团队。在这个团队中,导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划,对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳,形成一个个独立且相关联的子课题。然后,本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样,以科研课题为基础,通过科研团队各成员的分工和合作,一方面减轻导师的工作量,使导师能够高效利用有限的精力和时间,达到事半功倍的效果。在教学过程中,避免了以往导师对指导内容不明确,对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面,传统的一个导师和一个学生的面对面的交流,转变成本科生与具有一定科研基础的研究生,特别是博士生进行高度个人的接触和交流,有效地缩短了本科生的适应期,极大地提高了其积极性和主动性。

2.选择合适的论文题目。毕业设计(论文)的选题显著影响毕业论文的质量,若选题过于陈旧或是假题目,研究内容与实际的研究和生产严重脱节,则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计(论文),会严重挫伤学生的积极性和主动性,不利于其创新能力的培养,实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),让学生参与到导师的在研课题中,做到真题真做,使得学生产生浓厚的兴趣,不仅能够提高其主观能动性,还能极大地激发其创造性。另一方面,由于毕业设计(论文)教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度,导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”,让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究,实现提高毕业论文质量的目的。比如,针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题,要求学生尝试各种先进分离提取方法,发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性,最终提出一种可行的分离提取工艺路线,并进行实验验证和评价。此外,由于生物工程专业的毕业设计(论文)选题有两种形式,即试验性题目和设计性题目,为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作,对学生进行分流,充分发挥其特长,激发学习兴趣,保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦,并巧妙地加以引导利用,帮助学生实现“参与―成功―参与”的良性循环,使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中,鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法,在对该方法进行充分实验和评估后,将其整合到原有分离提取技术路线中,并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的,则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计,为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。

3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程,并不是单纯的工作总结,而是进行科学研究的基本训练,是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而,本科生在毕业设计(论文)教学环节之前,本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程,学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此,学生在总结科研成果,撰写毕业论文的时候往往存在以下问题:(1)学术道德观念淡薄,论文有明显的拼凑,更有甚者直接从网上抄袭;(2)缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果,措辞不严谨、论文层次不分明,图表说明不合理;(3)论文格式不规范,特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),在教学实践中,导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动,包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中,要求学生阅读、分析和归纳1~2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文,以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发,并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上,要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析,导师和学生一起讨论分析,并依据实验结果安排下一步工作计划。此外,课题组不定期组织专题报告,由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告,报告选题有“如何写好毕业论文”,“生物工程学科常用科研软件的使用”,“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议,使得本科生在文献阅读能力,课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。

4.构建合理的评价体系。毕业设计(论文)教学环节,从选题、实施到论文定稿,历经约8个月甚至更长的时间,学生投入大量的时间和精力。因此,毕业设计(论文)质量的合理评价,建立奖惩制度,可以使学生产生公平感和信任感,对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前,本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计(论文)教学环节,学生与导师(指导教师)有更多的接触和交流,导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此,指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计(论文)指导和管理规范的基础上,利用模糊评价的方法[8],构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系,见表1,从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计(论文)实践环节的表现,保证毕业设计(论文)成绩评定的客观、公正。

三、结束语

毕业设计(论文)是高校本科教学的最后一个实践性教学环节,是提高学生综合能力和素质的重要步骤,也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计(论文)教学过程中暴露出的问题,剖析了造成毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)的方法,通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计(论文)的质量,取得了一定的成效,已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力,较高的职业道德能力和水平,得到了社会的初步认可。然而,在教学改革和探索的过程,发现仍有一些问题,如毕业论文(设计)题目的难度选择,毕业论文(设计)教学与学生考研和找工作的时间冲突等,这些问题尚需在实践中不断改进与完善。

参考文献:

[1]曹士云.高校本科毕业论文指导与管理若干误区的审视与反思[J].黑龙江高教研究,2005,(11).

[2]孙建云,夏凯,王庆亚.农业院校理科类本科生毕业论文环节的改革研究与实践[J].高教论坛,2010,(1).

[3]曹飞,范伟平,韦萍.强化工程实践的生物工程专业课程建设改革[J].化工高等教育,2007,(5).

[4]刘桂萍.依托化工学科优势构建具有特色的生物工程专业人才培养方案[J].化工高等教育,2008,(1).

[5]李常健,黄光文.新建本科院校生物工程专业应用型人才培养模式研究[J].湖南科技学院学报,2007,(12).

[6]余旭亚,李涛,纳海莺.提高生物工程专业生产实习质量的实践和思考[J].化工高等教育,2006,(3).

[7]刘月秀,谭仕林,徐正春.本科生导师制的实践与探索[J].黑龙江高教研究,2005,(8).

[8]李洪兴,汪群,段钦治等.工程模糊数学方法及应用[M].天津:天津科学技术出版社,1993.

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