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

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，由于生物工程專业的毕业设计（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，黃光文.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.