科教融合培养生物工程专业学生创新创业能力

［摘 要］ 齐鲁工业大学（山东省科学院）生物工程学部的成立是科教融合的结果。针对现有的生物工程专业学生教育过程存在重理论学习、轻实践能力培养，培养出的很大一部分学生走向企业时出现不接地气的现象，基于科教融合“双轮驱动”优势，突破高校传统办学模式，深度挖掘教学资源要素、科研机构资源要素和产业创新要素，强化教科产协同创新，促进资源共享，有效整合学校办学过程中的多样化资源和要素，实现教学理论与科技创新及产业创新相结合，突破创新创业人才培养的瓶颈，构建面向生物工程产业发展需求的人才培养结构和供需机制，全面提升创新应用型人才培养质量。

［关键词］ 教科产融合；生物工程专业；人才培养；创新创业能力

［基金项目］ 2023年度山东省教育厅山东省本科教学改革研究项目“教科产‘三位一体’立体化协同创新驱动培养生物工程专业高水平应用型人才”（M2023220）；2022年度齐鲁工业大学（山东省科学院）优秀教学团队项目“生物合成高分子聚合物—生物化学科教融合教学团队”（04）；2023年度齐鲁工业大学（山东省科学院）研究生教育教学改革项目“构建科教产‘三位一体’立体化培养体系，协同提升生物工程专业研究生创新实践能力”（YJG23YB010）；2023年度齐鲁工业大学（山东省科学院）研究生教育教学改革项目“高水平研究生导师队伍建设路径探索”（YJG23YB030）

［作者简介］ 孟 武（1983—），男，山东诸城人，博士，齐鲁工业大学（山东省科学院）生物工程学部副教授，副处长，主要从事微生物生理生化研究；丁 烽（1981—），男，山东诸城人，博士，齐鲁工业大学（山东省科学院）生物工程学部副教授（通信作者），主要从事生物质糖资源的开发与利用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）41-0168-05 ［收稿日期］ 2023-12-10

生物工程专业是比较突出专业性，涉及食品、医药、能源、环境、农林、材料等众多领域的综合性的工科类专业，培养的是具有科学研究、技术创新、产品开发、综合利用等能力的复合型专业人才［1］。然而，一方面，目前生物工程行业结构为中低端和通用产品所占比重较高，高端和专用产品占比相对较低，随着生活水平的提高，人们对高端产品需求与日俱增，产品供需出现显著的档次结构上的差距［2］。另一方面，生物工程企业生产很多环节出现技术创新、产品升级以及原料优化改造困难等现象。综上所述，国家对生物工程领域创新应用型人才需求非常紧迫。

研究生教育在培养创新人才中具有决定意义，研究生创新创业能力的培养是核心任务，是建设创新型社会的关键所在。在过去很长一段时间内，我国研究生培养侧重于知识和技能的传授，采用“一对一”的师徒模式培养学术型人才［3］。随着我国社会经济的发展对人才的需求逐渐多样化，要求高等教育的培养目标和培养规格做出相应的调整，培养满足社会需要的多层次、多规格人才［4］。

为了适应甚至领跑生物工程领域发展，以人才培养模式改革为统领，带动教学内容和管理模式改革，是培养复合应用型创新人才的关键。协同育人模式对于培养人才的创新能力和实践能力具有显著作用，是极具生命力和前瞻性的培养模式。以教科产融合为高效育人平台、校内外多方资源多层次协同创新的立体式协同育人模式应该成为新工科背景下教学改革的切入点和突破口［5］。

教科产融合主要指充分利用高校、科研院所与企业等多种不同教学科研环境、资源及其在人才培养方面的各自优势，在经济建设中以促进成果转化和产业化为目的，以推动先进的科学技术为动力，以开展高等教育提高人才培养素质为手段，把以传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验和实践能力为主的生产、科研实践有机结合，解决高校教育与社会需求脱节的问题。通过主体统筹安排，使产业、科技和教育等方面的人力、物力、财力得以综合利用，形成强大合力，使产业化建设转移到依靠科技进步和提高人才培养的轨道上来，取得最佳的整体效益。教科产融合在培养学生实践能力方面有突出优势，有利于培养学生的创新能力、实践能力以及分析问题和解决问题的能力。三者共同发力，能够实现资源配置优化，催化人才培养产生质变，既出人才，又出成果，还出产业［5］。

生物工程专业的研究生及本科生，不仅要具备一定宽度及深度的理论知识，同时还要具备较强的实践和设计能力［4］。以食品发酵产业为例，山东省与食品发酵有关的企业有3 000多家，山东省的酶制剂、黄原胶、衣康酸、柠檬酸、氨基酸、透明质酸等生产均列我国第一位。其中黄原胶占我国的80%，占世界的50%；衣康酸占我国的60%，占世界的30%。目前企业普遍存在的问题是缺乏高层次应用型人才，技术创新能力严重不足，影响企业的可持续发展。教科产融合培养硕士研究生，通过解决企业在生产中的科研技术问题，能够促使学生将所学设备、控制、土建等专业知识充分融合，极大地提高学生的实践能力；通过参与科技成果转化，使学生了解和熟悉如何从实际工作中提炼课题，以及实验室成果向生产力的转化过程，充分培养学生的创新能力。

针对生物工程类研究生创新创业能力的建设现状，笔者建立了一种在人才培养理念上一致、在优质资源整合共享上互利、在管理体制机制上顺畅且能够支撑教学模式改革和培养体系重构的人才培养模式，在理解现有产教融合模式和科教融合模式的基础上不断深化创新，构建教科产“三位一体”立体化协同育人模式，以齐鲁工业大学（山东省科学院）为例，主要方法如下。

一、创设适应创新创业能力培养的课程设置，开展教学内容改革

按照新工科建设理念以及产业需求，结合生物工程专业人才培养方案和毕业要求，在课程改革中做到毕业要求和课程关联、课程目标和课程考核形式关联，保证课程质量对毕业要求达成的支撑。教学内容要紧跟学科发展前沿，紧密结合产业化建设和经济社会发展需求，教师要及时把教研和科研最新成果转化为教学内容，并通过教材等形式固化，使教学内容更具时代性、前瞻性和应用性，强调理论联系实际，建立“学以致用，用以产出”的理念。

按照加强素质教育和创新能力培养的思路来调整课程设置，引导学生个性化选课，形成创新人才培养的课程结构体系。根据产业发展和企业转型升级情况，科学构建课程体系，校企共同制定部分课程的教学大纲，开展教学内容、教学模式和考试评价方式的改革；开设介绍生物工程领域不同行业生产工艺现状的课程，让学生了解生产实际工艺状况，为他们确定研究方向提供指引，增加生物制药等以“知识整合”思想构建的课程，使课程内容能反映行业发展的要求，改变教学内容划分过细、各自强调课程系统性的状况。增加学科交叉与融合的课程内容，淘汰陈旧落后的课程内容，重视工程实践能力的培养，重视实验教学，建设了“微生物学虚拟仿真实验教学系统”“细胞生物学虚拟仿真教学系统”“微生物制药仿真系统”“木质纤维素生物转化虚拟仿真实训”“原核基因工程菌构建虚拟仿真教学系统”等一批虚拟仿真实验教学项目，有效弥补了真实实验教学中不能开展的一批高消耗、高成本、高危险、高污染的实验项目，同时又避免了传统教学中的学生及试验可控性差、结果错误无法进行后续试验、学时有限无法完成等问题。

二、整合多元教学科研要素和资源，开展教科产融合全要素育人

充分挖掘学院教师合作企业及校友资源，多方面联系企业签署产学研合作协议，不断拓展学生创新创业实训基地，增加学生了解社会需求、产业发展和开展创新实践的机会。

改革研究生的培养模式，为培养创新创业型研究生，从培养模式上做三个方面的尝试：（1）让研究生选择的课题更具有真实性。改变过去研究生课题只从文献中来，只关注理论、少关注实践的现状，课题立项就是针对解决实际问题，从企业生产遇到的具有普遍性的问题入手，凝练科学问题，在解决问题的过程中，实现创造性思维的培养与训练。采取的具体措施包括带领学生去企业调研并完成调研报告；不定期邀请企业技术专家到学校课堂，与研究生分享行业技术发展水平及存在的问题；学生的开题报告会请企业技术负责人作为开题评审专家，帮助学生把握课题方向。（2）让研究生走出实验室，走向工厂，让他们在更广阔的舞台上去了解专业，认识社会，分析问题，解决问题。建立学校与合作企业的联运机制，将研究生的实验室建立在企业，让研究生到生产中去完成相应的课题，吃住在企业，与企业研发人员组成课题组，开展联合攻关，整合企业生产设备优势和学校研究测试优势，让学生在多维度上发挥创新能力。（3）从“双导师”的角度探索新的培养方式，强化校外导师队伍建设、优化校内外导师协同合作，拓展和转变教育模式。采取“校内导师主要负责制，多师合授”“校外导师实践指导、毕业鉴定”“内外导师协同定制培养，共同评价”等联合培养形式，将校内教育和校外实践互相渗透统合，建立适用于应用型创新能力培养的实践教学方法，培养具有较强的专业能力和职业素养以及能够创造性地从事产业化的应用型、复合型高水平人才。

通过研究生创新创业能力培养实践，推动学校与相关企业的校企科研合作。通过研究成果共享等形式，使研究生的研究成果真正体现出经济效益，让学生在课题的完成过程中，感受技术创新所带来的实实在在的效益，加深他们对从事科研工作使命的理解，激发其将来走向工作岗位后创新创业的激情。

三、通过科技竞赛促进学生创新创业能力的提升

科技竞赛是教师及学生学术成果转化的重要机遇，通过参加科技竞赛，促进学生更快更深地提升专业实践能力，并激发创新能力，从而适应社会发展。针对学生参加竞赛的目的不明确，参与积极性不高，部分竞赛跨专业寻找会计、市场营销等专业的学生参赛困难，教师参赛之前“抱佛脚”突击找学生组建比赛团队等现象，选拔年轻教师担任兼职辅导员，专门负责学生科技竞赛事务；研究生及本科生学生会单独设立科创部，每班班委会设立科创委员，负责大学生创新创业训练计划项目、挑战杯和“互联网+”的各种科技竞赛组织协调。将指导学生科技竞赛获奖纳入教师岗位责任考核及职称晋升指标，将学生参与各种科技竞赛纳入第二课堂成绩单，参与即有基本分数，根据获奖等级的高低分别赋分，对于获奖等级达到一定级别的可以申请用科技竞赛作品替代毕业论文（设计），这些措施极大地调动了教师和学生的积极性。在科教融合的背景下，生物所的研究员参与学生科技竞赛的热情也空前高涨，他们和生物工程学院的教师共同为学生科技竞赛提供了丰富的指导教师资源及企业支持，让学生结合真实的企业研发项目在实践操作中深化个人的专业素养，并在不断解决问题的过程中提升创新实践能力。

四、构建“科研—教学—转化—产业”“四位一体”深度融合的工程实践平台

明确新兴产业对工程技术人才的实践能力需求，优化配置校内实践创新资源，即学校具有的人才培养体系、科学院所具有的科研创新和转化体系、山科集团具有的加速产业化全流程服务及资本运营管理体系，融合升级为依托校（院）、联合企业、协同共建、支撑有效的创新实践平台新体系。

五、以管理机制创新为保障，增进互利共赢

构建促进各类精英人才成长的校内外协同培育机制，推进校内外课堂有效关联机制，建立与教科产“三位一体”立体化协同育人相适应的绩效评价制度和支撑体系。强化管理体制和组织机制，以此作为“润滑剂”和“黏合剂”，有效促进各方合作，形成育人合力，增进互利共赢。齐鲁工业大学生物工程学部由生物工程学院和山东省科学院生物所共同整合建立，建立了以人才培养为核心的管理体系，生物所的优秀研究员结合自身的科研情况定期到生物工程学院给学生做学术报告，讲授部分科技前沿课程并被聘为研究生导师，以及承担部分本科生毕业论文及毕业实习任务。生物所研究员的实验室及合作企业也为学生参加科研及生产实践提供了更多机会，拓宽了学生的就业渠道。生物工程学院的学生充实到生物所的各实验室，为生物所完成各项纵向及横向科研项目提供了丰富的人力资源保障。教学单位（生物工程学院）和科研单位（生物所）的科教融合互通，建立起立体的协同育人模式。

构建以教科产“三位一体”融合为引擎、多方多层次协同创新的立体式协同育人模式，是推进新时代生物工程专业建设的关键，高校应切实承担起为国家和社会培养一流人才的使命，不断深化人才培养模式改革，形成推进“双一流”改革与创新建设的共识和合力，全面提高人才培养质量。