合成生物学本科专业人才培养方案
学科门类:工学 二级类:生物工程类 专业编号:083003T
一、专业简介
合成生物学专业是生物学与工程学、信息学等多学科交叉融合的新兴专业,旨在培养具备扎实的生物学基础、工程设计思维以及跨学科创新能力的复合型人才。本专业依托分子生物学、基因工程、生物化学、计算机科学等学科,教授学生基因编辑、生物系统设计、代谢工程、生物信息分析等关键技术。学生将学习如何运用合成生物学的理论和方法,设计和构建新型生物元件、装置和系统,解决能源、环境、医药、农业等领域的重大问题。
毕业生就业方向广泛,包括合成生物学相关的科技企业、生物医药公司、科研机构、环境保护部门以及政府监管机构等,可从事科研开发、技术创新、项目管理、产品研发、技术服务等工作。随着合成生物学在全球范围内的快速发展,以及我国对生物产业的高度重视,合成生物学专业毕业生的需求量日益增长,具有广阔的发展前景和职业潜力。
二、培养目标
本专业适应国家改革发展要求,植根德州,面向山东,融入京津冀(服务区域定位),培养具备扎实的生物学基础知识、合成生物学专业技能、创新意识和实践能力,能够在合成生物学相关领域,如生物医药、能源化工、环境保护、农业科技等,从事基因工程操作、生物系统设计、代谢途径优化、生物产品开发、项目管理、技术服务等工作的德智体美劳全面发展的应用型人才。
本专业学生在毕业后5年左右应达到如下目标:
1. 系统知识与工程应用能力:具备扎实的合成生物学基础理论与跨学科知识体系,涵盖分子生物学、基因工程、代谢工程、生物信息学及工程学原理,能够将数学、自然科学与专业知识深度融合,精准分析并解决生物医药、能源环保、农业科技等领域的复杂合成生物学工程问题。熟悉国家生物产业政策、法律法规及行业标准,确保技术实践和项目实施的合规性,成为具备系统思维和工程化落地能力的专业技术骨干。
2. 技术创新与研发实践能力:熟练掌握基因编辑、生物元件设计、基因回路构建、工程化细胞优化等核心技术,能够独立设计并开展合成生物学实验,包括实验方案制定、数据采集分析及结果验证。具备创新意识,能结合基因测序仪、生物反应器、生物信息学软件等现代工具,开发新型生物合成系统、工艺流程或基因编辑工具,在生物制造、药物研发等场景中推动技术突破,形成具有应用价值的研发成果。
3. 产业对接与项目管理能力:能够深度对接区域生物产业需求(如德州及京津冀地区的生物医药、绿色化工产业),具备从实验室研究到产业化转化的全链条思维。掌握合成生物学相关项目的管理原理与经济决策方法,能够主导项目规划、资源协调、成本控制及进度管理,制定合理的产品研发路线与市场推广策略,推动科研成果转化为实际生产力,支撑产业升级与经济社会发展。
4. 跨域协作与国际视野:具备多学科团队协作能力,能在生物学、工程学、信息学、管理学等交叉背景的团队中承担个体、成员或负责人角色,有效沟通并整合资源解决复杂项目问题。了解国际合成生物学前沿动态、技术标准及发展趋势,具备跨文化交流与合作能力,可参与国际学术交流或合作项目,将全球先进技术与本土产业需求结合,推动技术与理念的国际化融合。
5. 伦理责任与终身发展能力:坚守合成生物学伦理底线,严格遵守生物安全法规、行业职业道德及伦理准则,在技术研发与应用中充分考虑对健康、安全、环境及社会可持续发展的影响,主动承担社会责任。具有强烈的终身学习意识,能通过学术期刊、专业培训、行业会议等渠道跟踪基因编辑、人工智能生物设计等前沿技术变革,运用批判性思维评估新技术的价值与风险,持续提升职业竞争力,成为推动生物产业健康可持续发展的复合型人才。
三、毕业要求
(一)毕业要求通用标准
1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础及合成生物学专业知识用于解决复杂的合成生物学工程问题。
2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,通过文献研究识别、表达并分析复杂合成生物学领域的复杂问题,综合考虑伦理、安全等因素以获得有效结论。
3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂合成生物学问题的解决方案,开发满足特定需求的生物合成系统、工艺流程或基因编辑工具,体现创新意识,并考虑社会、健康、安全、法律、环境等因素。
4.研究:能够基于科学原理采用科学方法对复杂合成生物学问题进行研究,包括设计实验、分析数据及通过信息综合得出合理结论。
5.使用现代工具:能够针对复杂合成生物学问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具(如基因测序仪、生物反应器)和信息技术工具(如生物信息学软件),理解其局限性。
6.工程与可持续发展:在解决合成生物学复杂工程问题时,能够基于合成生物学背景知识,分析和评价生产、研究过程对健康、安全、环境、法律及经济社会可持续发展的影响,理解应承担的责任。
7.伦理和职业规范:有工程报国、工程为民的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和应用合成生物学工程伦理,在合成生物学实践中遵守工程职业道德、规范和相关法律,履行责任。
8.个人与团队:能够在合成生物学多样化、多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
9.沟通:能够就合成生物学复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;能够在跨文化背景下进行沟通和交流,理解、尊重语言和文化差异。
10.项目管理:理解并掌握合成生物学相关工程项目的管理原理与经济决策方法,并能够在多学科环境中应用。
11.终身学习:具有自主学习和终身学习的意识和能力,能够理解广泛的技术变革对合成生物学工程和社会的影响,适应新技术变革,具有批判性思维能力。
毕业要求对培养目标的支撑矩阵图见表5。
(二)毕业要求指标点分解
表1 毕业要求指标点对应关系表
本专业毕业要求 |
具体指标点 |
1.工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础及合成生物学专业知识用于解决复杂的合成生物学工程问题。 |
1.1 能够将数学知识用于解决合成生物学领域的基础工程问题。 |
1.2 能够将生物学、化学等自然科学知识用于分析生物分子合成、代谢路径调控等基础问题。 |
1.3 能够将工程基础和合成生物学专业知识用于解决生物系统构建问题。 |
1.4 能够综合运用数学、自然科学、工程基础及专业知识,解决合成生物学领域的复杂问题。 |
2.问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,通过文献研究识别、表达并分析复杂合成生物学问题,综合考虑伦理、安全等因素以获得有效结论。 |
2.1 借助文献查询、实验观察等,发现合成生物学领域复杂工程问题的关键环节和参数。 |
2.2 应用自然科学和工程科学的基本原理,分析合成生物学领域复杂工程问题的关键环节和参数。 |
2.3 综合考虑可持续发展要求,对分析结果进行评估,形成有效结论。 |
2.4 综合所有信息,得出科学、有效的最终结论,为问题解决提供明确方向。 |
3.设计/开发解决方案:能够设计针对复杂合成生物学问题的解决方案,开发满足特定需求的生物合成系统、工艺流程或基因编辑工具,体现创新意识,并考虑社会、健康、安全、法律、环境等因素。 |
3.1 能够根据合成生物学问题的需求,设计基因编辑方案、构建工程化微生物等初步解决方案。 |
3.2 能够在设计中体现创新意识,考虑健康、安全、伦理等因素。 |
3.3 具备开发合成生物学新技术、新工艺的初步能力,考虑全生命周期成本。 |
3.4 对设计方案进行优化,使其符合净零碳、社会文化等多方面要求。 |
4.研究:能够基于科学原理采用科学方法对复杂合成生物学问题进行研究,包括设计实验、分析数据及通过信息综合得出合理结论。 |
4.1 掌握合成生物学实验设计方法,能够设计验证基因功能、代谢路径优化的实验方案。 |
4.2 能够规范操作实验,准确收集数据,并运用统计方法分析与解释实验数据。 |
4.3 能够综合实验数据与文献信息,进行多角度论证,形成初步研究结论。 |
4.4 对初步结论进行验证与完善,得出科学合理的最终研究结论。 |
5.使用现代工具:能够针对复杂合成生物学问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具(如基因测序仪、生物反应器)和信息技术工具(如生物信息学软件),理解其局限性。 |
5.1 能够选择和使用基因测序、蛋白质纯化等实验工具,完成合成生物学相关实验操作。 |
5.2 能够运用生物信息学软件(如基因序列分析工具、代谢网络模拟平台)处理和分析数据。 |
5.3 能够根据具体问题,开发或改良适用于合成生物学研究的工具或方法。 |
5.4 理解现代工具的局限性,合理选择和应用工具。 |
6.工程与可持续发展:在解决合成生物学复杂工程问题时,能够基于专业背景知识,分析和评价生产、研究过程对健康、安全、环境、法律及经济社会可持续发展的影响,理解应承担的责任。 |
6.1 能够分析合成生物学技术对人类健康和安全的潜在影响,提出防范措施。 |
6.2 能够评价合成生物学项目对环境的影响,考虑可持续发展要求。 |
6.3 能够分析合成生物学技术应用的经济和社会价值,理解其对产业发展和社会进步的作用。 |
6.4 能够解读相关法律条文,确保合成生物学工程实践的合规性,明确自身责任。 |
7.伦理和职业规范:有工程报国、工程为民的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和应用合成生物学工程伦理,在合成生物学实践中遵守工程职业道德、规范和相关法律,履行责任。 |
7.1 具备社会责任感,在合成生物学研究与应用中坚守伦理底线。 |
7.2 理解并遵守合成生物学相关法律法规和行业职业道德规范。 |
7.3 具备人文社会科学素养,能够从多维度理解合成生物学技术的社会影响。 |
7.4 树立工程报国、工程为民的意识,积极为社会发展贡献力量。 |
8.个人和团队:能够在合成生物学多样化、多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 |
8.1 能够在团队中独立完成分配的研究或设计任务,保证工作质量。 |
8.2 能够与不同学科背景的团队成员有效协作,积极沟通,共同推进项目进展。 |
8.3 能够在团队中发挥协调作用,协助负责人解决团队矛盾与问题。 |
8.4 在需要时能够承担团队管理职责,制定计划、分配任务,带领团队达成目标。 |
9.沟通:能够就合成生物学复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;能够在跨文化背景下进行沟通和交流,理解、尊重语言和文化差异。 |
9.1 能够撰写规范的实验报告、研究论文和项目申请书,清晰表达研究成果。 |
9.2 能够在学术会议或项目汇报中清晰陈述研究内容,回应质疑,与同行有效交流。 |
9.3 具备一定的外语沟通能力,能进行简单的跨文化学术交流。 |
9.4 能够向社会公众普及合成生物学知识,回应公众关切,促进公众对该领域的理解。 |
10.项目管理:理解并掌握合成生物学相关工程项目的管理原理与经济决策方法,并能够在多学科环境中应用。 |
10.1 理解合成生物学项目的管理流程,能够分析项目中的经济与管理因素。 |
10.2能够运用项目管理原理与经济决策方法,制定合成生物学项目的实施计划。 |
10.3 能够在多学科团队中协调资源,推进合成生物学相关项目的实施。 |
10.4 能够对项目进行监控与评估,及时调整策略,确保项目目标实现。 |
11.终身学习:具有自主学习和终身学习的意识和能力,能够理解广泛的技术变革对合成生物学工程和社会的影响,适应新技术变革,具有批判性思维能力。 |
11.1 具有自主学习意识,能够通过学术期刊、专业培训等渠道跟踪合成生物学领域的技术变革与前沿进展。 |
11.2 能够主动学习新知识、新技术,不断提升自身专业素养。 |
11.3 能够适应新技术变革,调整学习和工作方法。 |
11.4 运用批判性思维评估新技术的价值与风险,为自身学习和工作决策提供依据。 |
四、课程设置
(一)主干学科
合成生物学、生物信息学、计算机科学。
(二)核心课程
细胞生物学、分子生物学、合成生物学、基因工程、蛋白质工程、发酵工程、代谢工程、微生物学、生物信息学、生物分离工程。
(三)主要实践性教学环节
专业认知与教育、专业认知实践、专业综合实践、合成生物学综合设计、合成生物学认识实习、合成生物学生产实习、创新设计与科学研究、毕业实习、毕业论文(设计)等。
(四)各环节学时学分比例
1.通识教育课程
(1)通识必修课程:41学分
表2 通识必修课指导性教学计划进程
类别 |
课程 编号 |
课程名称 |
总学分 |
各学期周学分分配 |
考核 方式 |
第一学年 |
第二学年 |
第三学年 |
第四学年 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
公共基础平台课程 |
my-0024 |
思想道德与法治 Ideological and nomocracy |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
考试 |
my-0025 |
中国近现代史纲要 Compendium of modern Chinese history |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
my-0026 |
马克思主义基本原理 Basic principles of Marxism |
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
考试 |
my-0027 |
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 Mao Zedong thought and introduction to the theoretical system of socialism with Chinese characteristics |
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
考试 |
my-0028 |
习近平新时代中国特色社会主义思想概论 Introduction to socialism with Chinese characteristics in the Xi Jinping new eras |
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
考试 |
my-0029 my-0030 my-0031 my-0032 my-0033 my-0034 my-0035 my-0036 |
形势与政策 Situation an policies |
2 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
考查 |
wy-0001wy-0002wy-0003wy-0004 |
大学英语 College English |
9 |
3 |
3 |
1.5 |
1.5 |
|
|
|
|
考试 |
gt-0001 gt-0002 gt-0003 gt-0004 |
公共体育 Physical education |
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
考查 |
jwc-0001 |
劳动教育 Labor education |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0001 |
大学生心理健康教育 The mental health education for college students |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0002 |
大学生职业生涯规划 Career planning for college students |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0003 |
大学生就业指导 Career guidance for college students |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
考查 |
fx-0001 |
国家安全教育 National security education |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
考查 |
jsj-0013 |
人工智能导论 Artificial intelligence |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0004 |
军事理论与训练 Military theory and training |
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
合计 |
41 |
14.25 |
9.25 |
9.75 |
5.75 |
0.25 |
1.25 |
0.25 |
0.25 |
|
(2)通识选修课程(至少选修10学分)
通识选修课程分为“四史”类(1学分)、人文素质类(2学分)、科学素养类(2学分)、美育类(2学分)、创新创业类(2学分)、国际视野类(2学分)、“大学语文”(1学分)、“大学生创业教育”(2学分)八个模块。其中,“四史类”“美育类”“大学语文”“大学生创业教育”为限选。工科类专业学生须选修1门人文素质类课程。本科学生在校期间须修满10学分。专升本学生在校期间须修满4学分,“四史类”“美育类”为必选课程。
2.工程教育认证专业各类课程标准
数学与自然科学类课程至少占总学分的15%;工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程至少占总学分的30%;工程实践与毕业设计(论文)至少占总学分的20%;人文社会科学类通识教育课程至少占总学分的15%。
合成生物学本科专业课程体系与毕业要求指标点对应关系矩阵见表6。
五、修读要求
(一)修读年限与授予学位
本科基本修业年限为四年,弹性修业年限为3至8年;专升本基本修业年限为两年,弹性修业年限为2至4年。毕业最低修读学分达到170分,符合我校学士学位授予条件者授予工学学士学位。
(二)毕业标准与要求
在学校规定的弹性修业年限内,修满人才培养方案规定的课程及实践环节学分,而且满足下列条件:思想品德考核鉴定合格;参加《国家学生体质健康标准》测试合格。
六、指导性教学计划安排表
表3 工程教育认证专业各类课程学分统计表
专业认证标准课程类别 |
标准要求 |
学分 |
占总学分比例 |
必修 |
选修 |
必修 |
选修 |
小计 |
数学与自然科学类 |
至少15% |
27 |
0 |
15.9% |
0 |
15.9% |
工程及专业相关 |
工程基础类 |
至少30% |
14 |
0 |
8.2% |
0 |
8.2% |
专业基础类 |
18 |
0 |
10.6% |
0 |
10.6% |
专业类 |
14 |
12 |
8.2% |
7.1% |
15.3% |
工程实践与毕业设计(论文) |
至少20% |
34 |
0 |
20% |
0 |
20% |
人文社会科学类 |
至少15% |
41 |
10 |
24.1% |
5.9% |
30% |
小计 |
100% |
146 |
24 |
85.9% |
14.1% |
100% |
总计 |
100% |
170 |
100% |
表4 合成生物学本科专业指导性教学计划
课程类别 |
课程 编号 |
课程名称 (中英文) |
学分 |
总学时 |
学时分配 |
各学期周学分分配 |
考核 方式 |
讲授 |
实 践 |
(上机) 实验 |
第一学年 |
第二学年 |
第三学年 |
第四学年 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
公共基础平台课程 |
my-0024 |
思想道德与法治 Ideological and nomocracy |
3 |
48 |
32 |
16 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
考试 |
my-0025 |
中国近现代史纲要 Compendium of modern Chinese history |
3 |
48 |
32 |
16 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
my-0026 |
马克思主义基本原理 Basic principles of Marxism |
3 |
48 |
32 |
16 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
考试 |
my-0027 |
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 MaoZedong thought and introduction to the theoretical system of socialism with Chinese Characteristics |
3 |
48 |
32 |
16 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
考试 |
my-0028 |
习近平新时代中国特色社会主义思想概论 Introduction to socialism with Chinese characteristics in the Xi Jinping new eras |
3 |
48 |
48 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
考试 |
my-0029 my-0030 my-0031 my-0032 my-0033 my-0034 my-0035 my-0036 |
形势与政策 Situation an policies |
2 |
64 |
16 |
|
48 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
考查 |
wy-0001 wy-0002 wy-0003 wy-0004 |
大学英语 College English |
9 |
208 |
80 |
128 |
|
3 |
3 |
1.5 |
1.5 |
|
|
|
|
考试 |
gt-0001 gt-0002 gt-0003 gt-0004 |
公共体育 Physical education |
4 |
144 |
128 |
16 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
|
|
考查 |
xsc-0001 |
大学生心理健康教育 The mental health education for college students |
2 |
32 |
32 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0002 |
大学生职业生涯规划 Career planning for college students |
1 |
16 |
16 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0003 |
大学生就业指导 Career guidance for college students |
1 |
16 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
考查 |
fx-0001 |
国家安全教育 National security education |
1 |
16 |
16 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
考查 |
jwc-0001 |
劳动教育 Labor education |
1 |
16 |
16 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
考查 |
jsj-0013 |
人工智能导论 Artificial intelligence |
1 |
32 |
|
|
32 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
考查 |
xsc-0004 |
军事理论与训练 Military theory and training |
4 |
204 |
36 |
3周 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
合计 |
41 |
988 |
532 |
376 |
80 |
14.25 |
9.25 |
9.75 |
5.75 |
0.25 |
1.25 |
0.25 |
0.25 |
|
课程 数学与自然科学 |
sx-0003 |
高等数学II-1 Higher mathematics II-1 |
4 |
64 |
64 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
考试 |
sx-0004 |
高等数学II-2 Higher mathematics II-1I |
4 |
64 |
64 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
sx-0007 |
线性代数 Linear algebra |
3 |
48 |
48 |
0 |
0 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
sm-1-0002 |
有机化学 Organic Chemistry |
3.5 |
64 |
48 |
0 |
16 |
|
3.5 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
sm-3-0051 |
无机及分析化学 Inorganic and analytical chemistry |
3.5 |
64 |
48 |
0 |
16 |
3.5 |
|
|
|
|
|
|
|
考试 |
sm-7-0001 |
物理化学 Physical chemistry |
3.5 |
64 |
48 |
0 |
16 |
|
3.5 |
|
|
|
|
|
|
考试 |
sm-7-0002 |
普通生物学 General biology |
3 |
64 |
32 |
0 |
32 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
考试 |
sm-7-0003 |
画法几何与机械制图 Descripture geometry and mechanical design |
2.5 |
48 |
32 |
0 |
16 |
2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
合计 |
27 |
480 |
384 |
0 |
96 |
10 |
14 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
工程基础课程 |
sm-1-0005 |
生物化学 Biochemistry |
6 |
112 |
80 |
0 |
32 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
考试 |
sm-7-0004 |
生化工程 Biochemical engineering |
3 |
64 |
32 |
0 |
32 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
考试 |
sm-7-0005 |
生物反应工程 Bioreaction engineering |
2.5 |
48 |
32 |
0 |
16 |
|
|
|
|
|
2.5 |
|
|
考试 |
sm-7-0006 |
生物分离工程 Bioseparation engineering |
2.5 |
48 |
32 |
0 |
16 |
|
|
|
|
|
2.5 |
|
|
考试 |
合计 |
14 |
272 |
176 |
0 |
96 |
0 |
0 |
6 |
0 |
0 |
8 |
0 |
0 |
|
专业基础课程 |
sm-7-0007 |
细胞生物学 Cell biology |
4 |
80 |
48 |
0 |
32 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
考试 |
sm-7-0008 |
遗传学 Genetics |
4 |
80 |
48 |
0 |
32 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
考试 |
sm-1-0006 |
微生物学 Microbiology |
4 |
80 |
48 |
0 |
32 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
考试 |
sm-7-0009 |
分子生物学 Molecular biology |
4 |
80 |
48 |
0 |
32 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
考试 |
sm-7-00010 |
生物信息学 Bioinformatics |
2 |
32 |
32 |
0 |
0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
合计 |
18 |
352 |
224 |
0 |
128 |
0 |
0 |
10 |
12 |
2 |
6 |
0 |
0 |
|
专 业 课程 |
专业核心课程 |
sm-7-00011 |
合成生物学 Synthetic biology |
4 |
80 |
48 |
|
32 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
考试 |
sm-7-00012 |
基因工程 Genetic engineering |
2.5 |
48 |
32 |
|
16 |
|
|
|
|
2.5 |
|
|
|
考试 |
sm-7-00013 |
蛋白质工程 Protein engineering |
2.5 |
48 |
32 |
|
16 |
|
|
|
|
2.5 |
|
|
|
考试 |
sm-7-00014 |
发酵工程 Fermentation engineering |
2.5 |
48 |
32 |
|
16 |
|
|
|
|
2.5 |
|
|
|
考试 |
sm-7-00015 |
代谢工程 Metabolic engineering |
2.5 |
48 |
32 |
|
16 |
|
|
|
|
|
2.5 |
|
|
考试 |
合计 |
14 |
272 |
176 |
0 |
96 |
0 |
0 |
0 |
0 |
11.5 |
2.5 |
0 |
0 |
|
专业选修课程 |
sm-7-00016 |
合成生物学导论 Introduction to synthetic biology |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00017 |
合成生物学前沿 Frontiers in synthetic biology |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00018 |
生物伦理与安全 Bioethics and safety |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00019 |
基因线路设计和控制 Gene circuit design and control |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00020 |
生物传感器 Biosensors |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00021 |
人工智能生物设计 AI-driven biological design |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00022 |
糖工程 Glycoengineering |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
考查 |
sm-7-00023 |
生物大数据挖掘与建模 Bioinformatics data mining and modeling |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
考查 |
sm-7-00024 |
合成生物学专业英语 Professional English for synthetic biology |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00025 |
基因编辑 Gene editing |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00026 |
安全工程概论 Introduction to safety engineering |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00027 |
文献检索及科研论文写作 Literature retrieval and scientific paper |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
考查 |
sm-7-00028 |
科研实验设计与数据分析 Experimental design & statistics methods |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
考查 |
sm-7-00029 |
人工细胞工厂 Artificial cell factory |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00030 |
生物制造工厂设计原理 Principles of biomanufacturing factory design |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00031 |
合成基因组学 Synthetic genomics |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
考查 |
sm-7-00032 |
合成生物分析诊断新技术 New technologies in synthetic biology analysis and diagnosis |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
考查 |
sm-7-00033 |
生物工程设备 Biological engineering equipment |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
考查 |
合计选修 |
12 |
192 |
192 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
2 |
2 |
4 |
2 |
0 |
|
工程实践与毕业设计(论文) |
sm-7-00034 |
劳动教育实践 Labor education |
0 |
32 |
|
32 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00035 |
毕业论文(设计) Graduation thesis |
8 |
|
|
8周 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
考查 |
sm-7-00036 |
毕业实习 Graduation practice |
8 |
|
|
8周 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
考查 |
sm-7-00037 |
专业认知与教育 Professional cognition and education practice |
2 |
|
|
2周 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00038 |
专业认知实践 Professional cognitive practice |
2 |
|
|
2周 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
考查 |
sm-7-00039 |
合成生物学认识实习 Cognitive internship in synthetic biology |
2 |
|
|
2周 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00040 |
合成生物学生产实习 Production internship in synthetic biology |
2 |
|
|
4周 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
考查 |
sm-7-00041 |
合成生物学综合设计 Comprehensive design in synthetic biology |
4 |
|
|
4周 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
考查 |
sm-7-00042 |
创新设计与科学研究 Innovative design and scientific research |
4 |
|
|
2周 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
考查 |
sm-7-00043 |
专业综合实践 Professional integrated practice |
2 |
|
|
4周 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
考查 |
合计 |
34 |
1120 |
0 |
1120 |
0 |
0 |
2 |
0 |
2 |
4 |
4 |
4 |
0 |
|
公 共 选 修 模 块 |
|
人文素质类 |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
科学素养类 |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
美育类 |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
创新创业类 |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
四史类 |
1 |
16 |
16 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
大学语文 |
1 |
16 |
16 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
大学生创业教育 |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
国际视野类 |
2 |
32 |
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
合计(规定选修) |
10 |
160 |
160 |
|
|
|
4 |
4 |
2 |
|
|
|
|
|
总计 |
170 |
3836 |
1844 |
1496 |
496 |
26.25 |
29.25 |
26.75 |
23.75 |
21.75 |
19.75 |
6.25 |
16.25 |
|
说明:1.本表涵盖所有课程均为中英文对照,请各专业列出准确的课程翻译。
2.“计算机基础”拟列入“工程基础”模块,各专业可根据本专业特点及对毕业要求指标点的支撑关系归入相应模块。
3.工科类本科专业修读总学分≤170学分,工科类专升本专业修读总学分≤85学分。
表5 合成生物学本科专业毕业要求与培养目标关联矩阵
培养目标 毕业要求 |
培养目标1 |
培养目标2 |
培养目标3 |
培养目标4 |
培养目标5 |
1. 工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础及合成生物学专业知识用于解决复杂的合成生物学工程问题。 |
√ |
√ |
|
|
|
2. 问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,通过文献研究识别、表达并分析复杂合成生物学领域的复杂问题,综合考虑伦理、安全等因素以获得有效结论。 |
√ |
√ |
|
|
|
3. 设计/开发解决方案:能够设计针对复杂合成生物学问题的解决方案,开发满足特定需求的生物合成系统、工艺流程或基因编辑工具,体现创新意识,并考虑社会、健康、安全、法律、环境等因素。 |
|
√ |
√ |
|
|
4. 研究:能够基于科学原理采用科学方法对复杂合成生物学问题进行研究,包括设计实验、分析数据及通过信息综合得出合理结论。 |
|
√ |
√ |
|
|
5. 使用现代工具:能够针对复杂合成生物学问题,选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具(如基因测序仪、生物反应器)和信息技术工具(如生物信息学软件),理解其局限性。 |
|
√ |
√ |
|
|
6. 工程与可持续发展:在解决合成生物学复杂工程问题时,能够基于合成生物学背景知识,分析和评价生产、研究过程对健康、安全、环境、法律及经济社会可持续发展的影响,理解应承担的责任。 |
|
|
√ |
|
√ |
7. 伦理和职业规范:有工程报国、工程为民的意识,具有人文社会科学素养和社会责任感,能够理解和应用合成生物学工程伦理,在合成生物学实践中遵守工程职业道德、规范和相关法律,履行责任。 |
|
|
|
|
√ |
8. 个人与团队:能够在合成生物学多样化、多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 |
|
|
|
√ |
|
9. 沟通:能够就合成生物学复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令;能够在跨文化背景下进行沟通和交流,理解、尊重语言和文化差异。 |
|
|
|
√ |
|
10. 项目管理:理解并掌握合成生物学相关工程项目的管理原理与经济决策方法,并能够在多学科环境中应用。 |
|
|
√ |
√ |
|
11. 终身学习:具有自主学习和终身学习的意识和能力,能够理解广泛的技术变革对合成生物学工程和社会的影响,适应新技术变革,具有批判性思维能力。 |
|
|
|
|
√ |
说明:毕业要求支撑的相应培养目标下打“√”
表6 合成生物学本科专业课程体系与毕业要求指标点对应关系矩阵
毕业 要求 教学环节 |
工程知识 |
问题分析 |
设计/开发解决方案 |
研究 |
使用现代工具 |
工程与可持续发展 |
伦理和职业规范 |
个人与团队 |
沟通 |
项目管理 |
终身学习 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
4.1 |
4.2 |
4.3 |
4.4 |
5.1 |
5.2 |
5.3 |
5.4 |
6.1 |
6.2 |
6.3 |
6.4 |
7.1 |
7.2 |
7.3 |
7.4 |
8.1 |
8.2 |
8.3 |
8.4 |
9.1 |
9.2 |
9.3 |
9.4 |
10.1 |
10.2 |
10.3 |
10.4 |
11.1 |
11.2 |
11.3 |
11.4 |
思想道德与法治 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
中国近现代史纲要 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
马克思主义基本原理 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
习近平新时代中国特色社会主义思想概论 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
形势与政策 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
M |
大学英语 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
公共体育 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
大学生心理健康教育 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
大学生职业生涯规划 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
H |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
大学生就业指导 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
M |
M |
|
|
H |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
国家安全教育 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
劳动教育 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
智能AI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
H |
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
军事理论与训练 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
高等数学II-1 |
H |
|
|
|
L |
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
高等数学II-2 |
H |
|
|
|
L |
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
线性代数 |
|
H |
|
|
|
M |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
有机化学 |
|
H |
|
|
|
M |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
无机及分析化学 |
|
H |
|
|
|
M |
|
|
|
H |
|
|
|
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物理化学 |
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M |
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普通生物学 |
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H |
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画法几何与机械制图 |
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生物化学 |
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生化工程 |
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生物反应工程 |
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生物分离工程 |
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细胞生物学 |
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遗传学 |
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微生物学 |
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H |
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分子生物学 |
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生物信息学 |
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合成生物学 |
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基因工程 |
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蛋白质工程 |
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发酵工程 |
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代谢工程 |
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劳动教育实践 |
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毕业论文(设计) |
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毕业实习 |
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专业认知与教育 |
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专业认知实践 |
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合成生物学认识实习 |
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合成生物学生产实习 |
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合成生物学综合设计 |
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创新设计与科学研究 |
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专业综合实践 |
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说明:1.表中教学环节包含课程、实践环节、训练等;根据课程对各项毕业要求的关联情况,在对应位置写在对应位置写(H强支撑,M中支撑,L弱支撑)
2.矩阵应覆盖所有教学环节。
表7 第二课堂支撑毕业要求指标点的任务矩阵
毕业 要求 第二课堂 |
工程知识 |
问题分析 |
设计/开发解决方案 |
研究 |
使用现代工具 |
工程与可持续发展 |
伦理和职业规范 |
个人与团队 |
沟通 |
项目管理 |
终身学习 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
4.1 |
4.2 |
4.3 |
4.4 |
5.1 |
5.2 |
5.3 |
5.4 |
6.1 |
6.2 |
6.3 |
6.4 |
7.1 |
7.2 |
7.3 |
7.4 |
8.1 |
8.2 |
8.3 |
8.4 |
9.1 |
9.2 |
9.3 |
9.4 |
10.1 |
10.2 |
10.3 |
10.4 |
11.1 |
11.2 |
11.3 |
11.4 |
思想政治主题教育 |
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合成生物学前沿讲座 |
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专业学习经验交流会 |
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社会实践活动 |
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综合育人社团活动 |
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合成生物学文献读书会 |
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合成生物学主题竞赛 |
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科普与科技活动 |
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说明:毕业要求支撑的相应培养目标下打“√”