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产教融合视域下职业本科“合成生物技术”课程教学实践

2023-10-30吴丽双

科教导刊 2023年26期
关键词:产教实训生物

吴丽双,田 健

(1.浙江药科职业大学 浙江 宁波 315100 2.宁波希诺亚海洋生物科技有限公司 浙江 宁波 315100)

2021 年习近平总书记强调“稳步发展职业本科教育,建设一批高水平职业院校和专业”。发展本科层次职业教育成为我国时代之需。浙江药科职业大学(以下简称“我校”)作为其中的一所本科层次职业院校,成功申报了合成生物技术专业。合成生物学是生物科学在21 世纪发展出的一门分支学科,集成了传统生物学、工程学和数学的知识体系和研究方法来设计新的生物系统和工厂,在生物医药、农业、食品及环境等各个领域不断取得突破[1-3]。因此,作为我校职业本科合成生物技术专业的核心专业课程,“合成生物技术”如何进行施教是当前亟待解决的实际问题。本科层次职业教育区别于其他教育的一个最大的特色和亮点是深度的产教融合以及一体化的产学研人才培养模式。因此,“合成生物技术”课程的建设过程中加强学校与企业的深度融合、提高校企合作双元育人质量,是教学模式探索中的重要一环。

本研究根据对合成生物学相关企业的职业标准和企业一线岗位用人需求的调研,依托宁波希诺亚海洋生物科技有限公司,结合学生的学情分析,从教学内容选择与模块化重构、产学研结合、产教融合实训教学设计等方面,深入探索并实践产教融合视域下“合成生物技术”课程的教学模式,以期在培养该专业职业本科高层次技术技能人才中取得更好的成效。

1 产教融合研究现状

从《本科层次职业教育专业设置管理办法(试行)》可知,职业本科教育的目标是培养“高层次的技术技能”人才[4]。职业本科教育的人才培养目标定位:面向行业产业的高端领域,培养能从事产品生产和服务、科技成果转化、解决复杂问题和进行复杂操作,具有较强专业能力、创新能力、方法能力、组织领导能力、可持续发展能力和综合职业素养的高层次技术技能人才。总的来说,职业本科教育要实践“产”“科”“教”深度融合的培养模式,要注重专业理论知识、专业技术技能以及人文素养的结合等[5]。

2019 年《国家职业教育改革实施方案》明确指出,高校培养技术技能型人才的关键方式是深化产教融合、校企“双元”育人[6]。对高等教育法和职业教育法进行文本分析,基于高职院校人才培养状态数据对本科层次职业高等学校和普通高等院校设置指标进行比对,就已有本科层次职业高等学校办学条件进行梳理剖析,结果均显示,产教融合度是本科层次职业高等学校设置的主要壁垒,也是优化职业教育类型定位之主要表征[7]。设置、兴办和评估本科层次职业高等学校,均应将产教融合视为重要突破口和关键绩点。

一直以来,我校与宁波希诺亚海洋生物科技有限公司有着紧密的产学研合作,因此,教学团队就产教融合视域下的“合成生物技术”课程的建设与该企业进行深入的合作,对基于产教融合的教学模式进行了探索与实践。

2 教学内容的选择与模块化重构

我校职业本科教育定位于培养“厚药德、明药规、强药技、懂智造、接国际”的高层次技术技能人才。“合成生物技术”课程必须基于行业工作体系,构建基于综合职业能力培养的实践导向课程体系;在课程内容方面需要注重技术技能理论知识的学习、技术技能创新能力培养和研发实践能力训练。本研究中该课程教学内容的选择与模块化重构是基于职业岗位工作调研、岗位典型工作任务分析、岗位职业能力分析、课程知识体系重构、设计并确定学习内容等系列过程。

教学团队将该课程理论知识的授课内容分为8 个章节,系统地阐述了合成生物技术的概念、原理和应用,合成生物系统的基因线路和设计组装以及无细胞合成生物系统,此外介绍了常见的合成生物技术。表1 描述了每一章节授课的主要内容。该课程先从合成生物技术相关的理论基础知识开始介绍,在此基础上继而讲述其常用的一些技术,最后说明其应用范围,特别是在药物领域的应用。此外,还通过项目化作业的形式,介绍学生自主学习国际基因工程机器大赛(iGEM)和国内合成生物学竞赛相关案例,并进行PPT 展示,有助于锻炼学生的逻辑思维能力、信息搜集能力和提炼总结能力等。

表1 课程章节及主要授课内容

授课实践环节特别注重前沿技术,根据合成生物技术的发展动态,将最新前沿研究成果融入课程。在课前,教师从杂志期刊、微信公众号、新闻网站等渠道及时获取该领域的最新研究进展,以案例形式进入教学内容,提高学生的学习兴趣。同时,在备课期间录制一些合成生物领域相关的会议讲座,在课堂上供学生观看学习,以便跟进最新合成生物技术的发展。因为该领域的技术发展迅猛,书籍更新周期较长,故该课程通过互联网资源可以使学生掌握最新的合成生物学使能技术,有助于学生掌握前沿的职业岗位技能。

3 产教融合实训教学设计

产教融合的实训教学是基于校企合作项目,通过搭建一个简单的合成生物学系统,帮助学生融会贯通合成生物系统中元件、装置、系统、底盘细胞等层级结构,掌握常用的合成生物技术、简单合成生物系统的设计及实验实施。该实训的整体设计充分调动了学生学习的主动性和积极性。

通过前期理论教学内容的学习,学生掌握了常见的生物元件如启动子、核糖体结合位点、蛋白质编码序列、终止子等。以大肠杆菌为底盘细胞,每组提供不同的元件,让学生参照相应的实验流程进行实验,构建一个简单的生物系统,并进行后续的产物发酵生产以及产物分离纯化。该实训内容不仅包含上游的菌株构建技术,还包含下游的分离纯化等技术,有助于拓宽学生对相关产业的认知。

首先,学生进行分组,每组团队进行实验设计,包括实验目的、原理、试剂、仪器、方法、预期结果等,以及实验试剂的选择与采购。每组需提交一份方案,教师进行点评,每组方案经过修改至后期能顺利完成实验为止。其次,每组学生按照各自的实验方案进行实验操作,教师实时跟进,以便解决学生实验过程中遇到的问题。在实践教学过程中,学生设计的实验方案在实验过程中可能遇到各种各样的难题,教师给予及时的点拨,共同讨论分析可能的原因,使得学生学习的兴致高昂,也提高了学习的自信心。最后是复盘,学生撰写总结实验报告,内容包括实验试剂的选择与采购、实验方案设计、实验原始数据记录及结果讨论分析,分析实验过程中遇到问题的可能原因及解决方法,从而加深理解。图1 所示是学生分离纯化出来的表达产物。

图1 学生分离纯化出来的表达产物

4 课程考核方式与教学成效

课程的考核方式采用平时常规评价(40%)、过程与结果评价(20%)以及期末考试(40%)相结合的考核方式。平时常规评价由考勤、回答问题、课后练习、随堂测试、主题讨论组成。过程与结果评价主要是项目化作业,由4―6 个学生组成学习小组,制作PPT,进行案例讲解,全体参与提问、讨论,教师点评。为了考查学生对本课程相关职业技能的掌握情况,期末考试题目设置了关于常用合成生物技术的使用场景的考题,以及关于简单合成生物系统的设计的题型。结果显示,78.4%的同学的成绩在80 分以上,可见大部分同学较好地掌握了课程所传递的知识。此外,通过问卷调研了同学们对本课程的满意度,同学们对教学效果的满意度较高,特别是实训教学部分,同学们纷纷表示该实训内容对他们的职业技能的掌握起到了很大的帮助,培养了其提出问题、分析问题与解决问题的能力,其中项目性质的实训内容训练了其对知识的融会贯通能力,了解了就业岗位典型工作任务、岗位职业技能,培养了创新能力。

5 结语

教学团队以行业需求为导向,从理论教学内容的选择与模块化重构、产教融合实训教学设计、实训室建设等方面对“合成生物技术”课程产教深度融合进行了探索和实践。本课程基于产学研的教学、实训内容极大地激发了学生的学习热情,拓宽了学生对本专业的视角,提高了学生的岗位职业技术能力,训练了学生的思维设计能力。职业本科教育要践行“产”“科”“教”深度融合的培养模式,产教融合度是本科层次职业高等学校设置的主要壁垒,本研究基于产教融合的“合成生物技术”课程教学模式取得了较好的教学效果,同时基于校企合作项目的实训内容,也反哺企业。总的来说,该教学实践成果有望在后期通过多轮的教学实践,不断调整优化课程内容;加深校企合作与交流,紧跟行业发展趋势,提升毕业生适应岗位的能力。

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