生物工程专业人才培养方案

生物工程本科专业人才培养方案

专业代码:083001

一、培养目标

本专业培养德智体美全面发展,掌握生物科学、生物技术基本知识,具备生物工程基本原理及其产业化基本能力,能在工业、医药、食品等行业的企事业单位从事与生物工程领域有关的设计、生产、管理、新技术研究和新产品开发等工作,具有创新意识和创业精神的高素质应用型专门人才。

二、培养要求

本专业学生主要学习生物化学、微生物学、遗传学、微生物育种、细胞生物学备等方面的基本理论和基本知识,接受化工制图、生物产品加工、植物组织培养、微生物发酵等方面基本训练,掌握生物产品分离纯化、微生物改造、基因克隆、细胞培养、生物工程设备使用及改造、生物工厂设计等方面的基本能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

1、掌握基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程、发酵工程等基础知识,具备对生物化工产品进行下游处理技能及其相关仪器运行、维护、操作的基本技能,具备生物化工产品开发与生产的能力;

2、掌握微生物学、生物化学、化工原理、微生物育种工程等方面的基本知识,具备化学检测、仪器分析、数理统计与分析的能力;

3、理解生物工程产业相关的政策、法规、条例,具备在生物工程生产部门从事生产、管理等工作能力;

4、理解文献检索、专业英语、论文写作的专业技能,具备一定的专业信息检索、实验设计、规划实验条件、分析与统计、科技论文撰写、学术交流的能力;

5、具有一定的体育和军事基本知识,掌握科学锻炼身体的基本技能,养成良好的体育锻炼和卫生习惯,达到国家规定的大学生体育和军事训练合格标准,具备健全的心理和健康的体魄;

6、具备一定的人文理论和素质,形成良好的思想道德、文化素养、身体素质和心理素质。

7、通过相关职业技能培训,获得生物工程类相应的职业技能等级证书。

三、专业方向

1、发酵工艺方向:学习和掌握酿酒工艺、现代食品发酵技术、发酵工艺调控等基础知识与理论;具备较强的发酵工艺流程与设计的专业技能;能在发酵相关企业从事生产操作、组织管理、新产品开发、设备更新改造、科研创新等部门工作。

2、生物制药方向:学习和掌握药物化学、药剂学等生物制药综合基础理论与知识;具备生物药剂生产和开发技能;能在生化制药、医院和检验检测等部门从事生产操作、组织管理、科研开发、更新改造、市场开发等工作。

3、环境生物工程:学习和掌握环境微生物工程、生物能源工程等综合基础理论与知识;具备环境检测、生物能源开发、污水处理等专业技能;能在环境监测、污水处理等相关企事业单位从事环境监测、组织管理、更新改造、生物新能源开发与利用等工作。

四、素质与能力分析表(表一)

综合素质与能力

专项素质与能力

对应课程或实践

1.基本素质

与能力

1.1政治素质

思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、马克思主义基本原理、概论、形势政策等

1.2人文科学素质

中国文化概论、应用文写作等

1.3身心素质

军事训练、大学体育等

1.4分析运算能力

高等数学C、线性代数

1.5英语应用能力

大学英语、专业英语

1.6计算机应用能力

大学计算机基础、VFP程序设计

1.7利用现代化手段获取信息能力

数据库应用、文献检索

1.8组织管理、语言表达、人际交往以及在团队中发挥作用的能力

企业管理概论、市场营销学等

2.学科基础知识及应用能力

2.1数理基本理论及操作能力

高等数学、大学物理等

2.2化学基本理论及实验操作能力

有机化学、普通化学、分析化学等

3.专业基础知识及应用能力

3.1生物学基本知识和实验技能

微生物学、生物化学、生物统计学、细胞生物学等

3.2化工基础理论和实验技能

化工原理、化工制图等

3.3工业微生物育种基础知识和能力

微生物育种等

4.专业核心知识及应用能力

4.1专业核心知识理论

现代生物工程学、生化工程等

4.2专业核心应用实践能力

生物工程综合大实验、生物工程设备、现代生物制药工艺学

4.4发酵工艺原理及实践技能

酿酒工艺学、发酵工艺调控等

4.5生物制药原理及实践技能

药剂学、药物化学等

4.6环境生物工程原理及实践

环境微生物工程、环境监测等

5.专业实践技能与动手能力

5.1专业综合训练

生物工程专业实习

5.2专业核心训练

生化工程实习、化工原理课程实习、生物工程设备实习、生物制药实习等

6.个性化发展能力

6.1创新创业能力训练

大学生创业教育、创新创业实践等

6.2专业拓展能力

氨基酸工艺学、酒类感官评定、分子生物学、发育生物学、免疫学等

五、学制与学分

1.学制:标准学制4年,修业年限3-6年

2.学分:最低修读170.5学分,其中课内教学环节必须修满135.5学分,实践教学环节必须修满35学分。

六、毕业与学位授予

学生在规定的学习年限内,完成各教学环节学习,修满专业规定的最低学分,准予毕业。

授予工学学士学位。

七、全学程时间安排总表(表二)

合计

1

2

3

4

5

6

7

8

军训(含军事理论)

2

2

入学教育和专业导论

(2)

(2)

课堂教学

15

18

17

16

15

15

12

114

专业实习、课程实习或

教育实习

1

2

3(2)

3

6

9(9)

毕业实习

10

10

毕业论文(设计)

6

6

复习考试

1

1

1

1

1

1

1

7

机动

1

3

4

假期

6

8

6

8

6

8

6

48

全学程总周数

25

27

25

27

25

27

25

19

200

八、实践性教学环节(表三)

课程编号

实践教学项目

学分

周数

安排学期

实践方式

SJ00001

入学教育及专业导论

1

(2)

第1学期

集中

SJ00002

军训(含军事理论教育)

1

2

第1学期

集中

SJ00003

社会实践

1

(3)

第2、4、6学期后暑期

由校团委

统一安排

SJ13545

生物工程现状调查

1

(2)

第4、5学期后暑期

指导教师指导相关企业调研

SJ13554

生物工程专业实习(分方向进行)

6

6

第7学期

校内实习实训基地、企业定岗实习

SJ13544

化工制图实习

1

1

第3学期

校内工程训练中心

SJ13550

生化工程实习

2

2

第5学期

校内外实习实训基地

SJ13551

生物工程设备实习

1

1

第5学期

校内外实习实训基地

SJ13552

化工原理课程实习

1

1

第4学期

校内外实习实训基地

生物制药实习

2

2

第6学期

校内外实习实训基地

污水处理实习

1

1

第6学期

校内外实习实训基地

发酵工程综合实习

1

1

第4学期

校内外实习实训基地

SJ13001

毕业实习

10

10

第8学期

集中

SJ13002

毕业论文(设计)

6

6

第8学期

集中

合 计

35

33(7)

九、课程设置及学时、学分比例表(表四)

课 程 类 型

学时

学分

占总学时(总学分)比例

通识教育课程平台

786

43

32.3%

31.7%

专业教育课程平台

学科基础课程

378

21

51.9%

52.2%

专业基础课程

500

28

专业核心课程

386

21.5

专业方向课程模块

发酵工艺

144

8

5.9%

5.9%

生物制药

144

8

环境生物工程

144

8

个性化拓展课程模块

人文素质

144

8

9.9%

10.2%

创新创业

96

6

专业拓展

252

14

总 计

2434

135.5

100%

100%

十、主干学科

生物学;化学工程与技术

十一、专业核心课程

1.现代生物工程学(Modern Bioengineering)

学时:144 学分:8

教学内容:本课程主要讲授基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程、发酵工程的等理论体系的基本知识。

基因工程:主要讲授基因工程基因重组的方法、外源基因导入受体细胞的方法、重组子筛选与鉴定的主要方法等基本原理。培养基因工程中的各种分子操作技术的能力。培养学生掌握基因工程技术在微生物、动物、植物的应用。

细胞工程:主要讲授植物组织与细胞培养、动物细胞与组织培养、细胞融合等基本原理。培养单克隆抗体、胚胎工程、干细胞工程、细胞拆合与细胞重组克隆技术和转基因生物与生物反应器等理论和实验技能。

蛋白质与酶工程:主要讲授蛋白质折叠技术、蛋白质的定向改造技术、酶的生产、纯化、固定化技术、酶分子结构的修饰和改造等基本原理;培养学生在蛋白质与酶定向改造、酶的生产、纯化等方面应用的理论和实验技能。

发酵工程:主要讲授微生物及其培养、发酵机制、发酵动力学及发酵设备等基本原理;培养学生发酵工程基本操作和产物的提取与精制、发酵工程生产举例、清洁生产与发酵工业污水处理等实践技能。

教学方法与手段:采用现代化多媒体进行理论教学,授课过程中采用启发式、参与式、角色转换式等教学方法,充分调动学生自主学习兴趣,进而由浅入深的引导学生思维,使学生的思维能够与教师的思维能够同步。

使用的教材:教育部规划教材。

考核方式:本课程采用闭卷考试和平时考察相结合的方式对学生进行考核,试卷成绩占80%,平时成绩占20%。试卷严格考试大纲进行命题,侧重考核学生对基础知识的考核,另外还注重学生利用所学知识综合分析和解决实际问题能力考察;为了发挥好考核的导向作用和效果,还注重对学生平时考核环节,主要通过出勤率、课堂表现进行较为客观的评定平时成绩。

2.现代生物制药工艺学(Modern bio Pharmaceutical Technology)

学时:36 学分:2

教学内容:本课程是一门涉及生物学、医学、现代生物技术、化学、工程学和药学等学科基本原理的综合性应用学科。本课程讲授内容涉及到药物制剂的稳定性、抗生素、氨基酸类药物、多肽与蛋白质类药物、核酸类药物、酶类药物、维生素及辅酶类药物、甾体药物、生物制品、抗体制药、新药研究与开发、药物的微生物学检查法。系统地讲授生物技术药物制备和生产的一般规律、基本方法、制造工艺及其控制原理。注重生物技术药物研制的全过程,让学生对生物技术药物的研制和生产有一个整体的概念。通过本课程的学习,学生能够从中学到科学思维方式,提高分析问题和解决问题的能力,增强实践应用能力和创新意识。

教学方法与手段:采用现代化多媒体进行理论教学,自制精美的课件,在课件中大量使用图片、视频等。教学课件图文并茂,简明清晰,信息量大。

使用的教材:教育部规划教材。

考核方式:考试方式采取闭卷笔试加平时考核相结合的办法,期末笔试成绩占总成绩的80%,其中包括理论课内容和实验课内容;平时成绩占总成绩的20%,平时成绩根据学生的出勤情况、实验操作情况、实验报告情况以及回答问题情况等方面由主讲教师给定。

3.生物工程综合大实验(Bioengineering Comprehensive Experiment)

学时:80 学分:4.5

教学内容:该门课程为《现代生物工程学》的实验课程,主要内容包括现代生物工程基本原理和实验的设计原理、操作过程、结果分析 。植物的组织培养,植物原生质体的分离纯化,植物基因的克隆、遗传转化,动物细胞培养、动物细胞的克隆,蛋白质的分离纯化,啤酒酿造等实验内容。通过该课程教学过程,使同学们能够掌握目前我国生物工程专业常用的研究方法和手段:植物基因克隆的基本路线,植物组织培养的基本路线和流程,植物原生质体的制备过程,蛋白质分离纯化基本思路,生物产品分离纯化的基本路线,色谱分析、膜分离法、层析分离法等基本的分离纯化方法。使学生具备对生物化工产品进行下游处理及其相关仪器运行、维护、操作的基本技能,同时也具有生物化工产品开发与生产的能力。

教学方法与手段:积极开展研讨,学习兄弟院校的先进经验,提出一套既符合本课程组的实际情况,又有改革创新精神的现代生物工程学实验课教学新体系。以新体系为依据,进行实验课的教学改革,注意教学效果的评价,注意收集学生的反馈信息,在此基础上改进和完善教学新体系。大胆改革实验课程内容,把传统的实验与虚拟实验结合起来,增大实验环节的力度,提高学生的操作技能和设计创新能力。

使用的教材:教育部规划自编教材。

考核方式:该门课程采取期末闭卷笔试成绩与平时实验课总评相结合的考核方式,期末笔试成绩占50%;实验课总评占50%。具体要求如下:

(1)期末笔试内容主要包括实验过程中说涉及的基本原理、实验设计思路的基本依据、实验过程中的主意事项以及详细的操作流程。重点考核独立思考和综合应用能力。

(2)实验课总评主要包括实验中掌握基本的操作技能情况,对实验的观察、思考的严肃认真的科学态度,分析问题、解决问题和提出问题的能力,和敢于创新的开拓精神;以及实验结果记录、对实验结果的分析和实验报告绘图的准确性等进行评分。要求学生实验前必须预习本次实验的有关理论知识,当堂完成实验报告内容。

4.生化工程(Biochemical Engineering)

学时:72 学分:4

教学内容:本着“厚基础、重实践”的人才培养方针,培养基础扎实、实践能力强、具有创新思维和意识的应用型人才。《生化工程》课程重点讲述生化反应工程动力学和生物反应器两部分。生化反应工程部分讲述均相酶促反应动力学、固定化酶促反应动力学、细胞反应动力学。生物反应器部分介绍理想酶反应器、微生物反应器操作、生物反应器的传递过程和生物反应器比拟放大等内容,以及生物工程下游技术等基本原理;培养生物化工产品进行下游处理及其相关仪器运行、维护、操作等能力。

通过课堂讲授、课堂讨论、实验等教学方式,让学生对生物反应过程的各个方面有一定了解,本课程主要目标是使学生通过生物反应工程基本操作技能和基本理论知识的学习,培养学生具有生化反应工程分析与开发的能力,以及设计、放大、操作和控制生化反应器等解决有关生化反应过程中实际问题的实践能力,使学生成为具有基础厚、知识广、素质高、能力强的生物工程技术人才。

教学方法与手段:本课程教学采取教学做一体化方式在进行。把传统的实验与虚拟实验结合起来,增大实验环节的力度,提高学生的操作技能和设计创新能力。

使用的教材:教育部规划教材。

考核方式:课程考核方式为考试,以教学大纲为依据,考核学生对课程知识原理的掌握理解,强调学生能够利用所学知识综合分析和解决实际问题的能力。平时成绩(理论和实验课上课出勤率、课堂提问表现)占总课程成绩2015%,课后作业完成质量(理论作业和实验报告完成质量)占总课程成绩20%,期末成绩(含10分实验内容)占总课程成绩60%。

5.生物工程设备(Bio-Engineering Equipment)

学时:54 学分:3

教学内容:主要讲授生物工程或生物技术产品工业生产设备的结构等基本知识,生物质原料处理设备、培养基制备设备、空气净化除菌、生物反应器、通风发酵设备、厌氧发酵设备、生物反应器的检测及控制等基本原理。内容涵盖现代生物加工的全过程、现代生物加工过程所用实验室和工业化生产设备的操作、结构特性以及设备设计计算、选型等, 为生物工程专业培养具有扎实的理论基础,能独立从事生物工程设备研究、设计、开发能力的创新型、应用型高素质人才。

教学方法与手段:本课程教学采取教学做一体化方式在进行。进行实验课的教学改革,注意教学效果的评价,注意收集学生的反馈信息,在此基础上改进和完善教学新体系。

使用的教材:教育部规划教材。

考核方式:考试方式采取闭卷笔试加平时考核相结合的办法,期末笔试成绩占总成绩的80%,其中包括理论课内容和实验课内容;平时成绩占总成绩的20%,平时成绩根据学生的出勤情况、实验操作情况、实验报告情况以及回答问题情况等方面由主讲教师给定。

十二、教学进程表(表五)

课程

类别

课程

编号

课程名称

学时分配

各学期学时分配

考核方式

1

2

3

4

5

6

7

8

通识

教育

课程

平台

TS18201

思想道德修养与法律基础

3

48

38

10

48

TS18101

中国近现代史纲要

2

32

24

8

32

TS18102

马克思主义基本原理概论

3

48

38

10

48

TS18103

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论(I)

2

32

32

32

TS18104

毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论(II)

4

64

44

20

64

TS15001-4

大学英语(I-IV)

15

270

270

60

70

70

70

TS19001-4

大学体育(I-IV)

4

126

126

30

32

32

32

TS17001

大学计算机基础

3

48

16

32

48

TS17002

VFP程序设计

4

72

48

24

72

TS00001-2

大学生就业指导

2

24

24

12

12

TS18701-2

形势与政策

2

32

32

16

16

TS18111

大学生心理健康教育

1

14

14

14

专业教育课程平台

学科基础课程

JC17005

高等数学C

4.5

80

80

80

大学物理B

4.5

82

64

18

82

有机化学

3

54

54

54

普通化学

3

54

54

54

分析化学

2

36

36

0

54

基础化学实验

4

72

0

72

33

39

专业基础课程

ZJ13304

生物化学

4.5

80

60

20

80

ZJ13403

微生物学

4

72

42

30

72

ZJ13402

细胞生物学

3.5

60

42

18

60

ZJ13554

遗传学

3

54

36

18

54

ZJ13508

微生物育种

3

54

24

30

54

ZJ13658

生物统计学

2

36

24

12

36

ZJ13505

化工制图

3

54

30

24

54

ZJ13506

化工原理

5

90

70

20

90

专业核心课程

ZH13501

现代生物工程学

8

144

144

72

72

现代生物制药工艺学

2

36

24

12

36

ZH13502

生物工程综合大实验

4.5

80

80

80

ZH13503

生化工程

4

72

50

22

72

ZH13504

生物工程设备

3

54

32

22

54

专业方向

课程

模块

发酵工艺

ZF13516

酿酒工艺学

2

36

24

12

36

ZF13517

发酵食品工艺学

2

36

24

12

36

ZF13515

发酵工艺调控

2

36

36

36

ZF13518

生物工厂设计

2

36

36

36

生物制药

ZF13521

药剂学

2

36

24

12

36

ZF13522

药物化学

2

36

24

12

36

ZF13539

生物药物分析

2

36

24

12

36

ZF13519

GMP法规概述

2

36

24

12

36

环境生物工程

ZF13524

环境微生物工程

2

36

36

36

ZF13525

生物能源工程

2

36

36

36

ZF13523

环境检测

2

36

24

12

36

ZF13526

污水处理

2

36

24

12

36

人文素质

GT18608

应用文写作

1

18

18

18

GT18306

社交礼仪

1

18

18

18

GT18601

演讲与口才

1

18

18

18

GT18623W

中国文化概论

1

18

18

18

GT18620W

中华诗词之美

1

18

18

18

创新

创业

教育

CY00001

大学生创业教育*

1

18

18

18

CX00001

创新创业实践

创新创业实践学分的认定见有关文件

TS00001-2

大学生就业指导

2

24

24

创新思维与科学逻辑

1

18

18

18

知识产权与专利申请

1

18

18

18

创业模拟实训

1

18

18

18

专业拓展

GT13417

进化论思想史

1

18

18

18

线性代数

3

48

48

48

GT13418

社会生物学

1

18

18

18

GT13311

生物信息学

1

18

18

18

GT13415

计算机在生物科学的应用

1

18

18

18

GT13416

文献检索与论文写作

1

18

18

18

GT13205

发育生物学

1

18

18

18

GT13209

免疫学

1

18

18

18

GT16551

氨基酸工艺学

1

18

18

18

GT17552

酒类感官评定

1

18

18

18

GT13645

插花与盆景

1

18

18

18

GT13322

分子生物学

2

36

36

36

GT13559

植物次生代谢与调控

1

18

18

18

生物工程专业英语

1

18

18

18

生物物理学

1

18

18

18

管理学原理

1

18

市场营销学

1

18

现代企业管理

1

18

最低修读学分/学时

135.5

2434

18

课堂教学周数

15

18

17

17

16

17

14

0

周学时数

0

说明:1.军事理论教育、大学生安全教育在第一学期以讲座形式进行;

2.专业方向课程设置3个模块,学生选择1个方向模块,获得8学分;

3.个性化拓展模块要求学生至少须选修的学分,其中“人文素质”模块要求学生至少选修3个学分,且至少选修一门网络课程;专业拓展模块至少选修6个学分。创新创业模块,学生须修满5学分,其中学生获得“创新创业实践”1个学分可抵免修读1门相应模块课程(标*号的课程除外);