Hoofdstuk 1: Doelstellingen
De opleiding tot bio-ingenieur bestaat uit twee kandidaatsjaren en drie
ingenieursjaren. Ze is omgevormd tot een driejarige opleiding tot bachelor in de Bio- ingenieurswetenschappen, gevolgd door de tweejarige opleiding van master in de Bio- ingenieurswetenschappen. Aan het masterdiploma wordt de titel bio-ingenieur
toegekend volgens het decreet van 4 april 2003. Dit impliceert dat de doelen van de opleidingen bio-ingenieur equivalent zijn aan de doelen van de masteropleidingen. De FBIW heeft daarom duidelijk geopteerd voor een bacheloropleiding, die het karakter heeft van een doorstroombachelor (zoals voorheen de kandidaatsopleiding) eerder dan een opleiding met eigen finaliteit. Als gevolg van deze optie werd – in afspraak met de FBIW van de UGent - één bacheloropleiding gecreëerd met beperkte specialisatie.
In dit hoofdstuk worden de doelen en eindtermen van de opleiding bachelor in de Bio- ingenieurswetenschappen geëxpliciteerd en van de opleidingen bio-ingenieur/master in de Bio-ingenieurswetenschappen. De basis van deze doelstellingen ligt in vier documenten: (1) de opdrachtsverklaring van de K.U.Leuven
(http://www.kuleuven.ac.be/algemeen/opdrachtsverklaring.htm); (2) het bamaprofiel van de Associatie K.U.Leuven
(http://associatie.kuleuven.be/docu/Eindverslag_werkgroep_bamaprofielen_def.pdf);
(3) Begeleide zelfstudie (http://www.kuleuven.ac.be/onderwijs/-beleidsinfo/bz.htm);
(4) de missie van de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen.
1.1 Niveau en oriëntatie
Universitair onderwijs is gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek. De snelle evolutie van wetenschap en technologie, de gewijzigde maatschappelijke
verwachtingen ten aanzien van de universiteit en haar afgestudeerden en nieuwe onderwijskundige inzichten liggen aan de basis van het onderwijsbeleidsplan dat de K.U.Leuven in 1999 goedkeurde en waaraan permanent vorm wordt gegeven met onderwijsontwikkelingsplannen
(http://www.kuleuven.ac.be/onderwijs/beleidsinfo/onderwijsontwikkelingsplan.htm).
Het richtinggevend totaalconcept voor onderwijs aan de K.U.Leuven is hierbij Begeleide zelfstudie (http://www.kuleuven.ac.be/onderwijs/beleidsinfo/bz.htm) als basis van onderzoeksgedreven onderwijs. Dit betekent dat afgestudeerden van de K.U.Leuven
(1) kennis hebben verworven van in ruimte en tijd gesitueerd wetenschappelijk onderzoek;
(2) inzicht hebben in de wijze waarop onderzoeksresultaten tot stand komen;
(3) betekenis kunnen geven aan nieuwe wetenschappelijke informatie;
(4) actief kunnen deelnemen aan kennisontwikkeling;
(5) bekwaam zijn tot kritische analyse, tot onderbouwde beoordeling en tot het innemen van wetenschappelijk gefundeerde, maatschappelijke standpunten.
Op basis van de opdrachtsverklaring van de K.U.Leuven en van de decretale eisen van
academische bachelor en masteropleidingen wordt het niveau en de oriëntatie van de
bacheloropleiding in de Bio-ingenieurswetenschappen als volgt gedefinieerd:
(1) de ontwikkeling van het analytisch, synthetisch en probleemoplossend
denkvermogen eerder dan het verzamelen van feitenkennis en van ver doorgedreven specialisatie;
(2) de ontwikkeling van studie- en werkcapaciteiten van de studenten, zowel op individuele basis als in groepsverband;
(3) het beheersen van algemeen wetenschappelijke competenties;
(4) het beheersen van algemene competenties: redeneervaardigheid, verwerven en verwerken van informatie, kritische reflectie, creativiteit, management, leiding geven, communiceren.
Voor de master in de Bio-ingenieurswetenschappen/bio-ingenieur is het niveau en de oriëntatie gedefinieerd als:
(1) fundamenteel inzicht verwerven in wetenschappelijke kennis van een bepaald domein;
(2) leidinggevende en beheerscapaciteiten ontwikkelen via schriftelijk en mondeling rapporteren, het ontwikkelen van sociale vaardigheden en het situeren van activiteiten, feiten en gegevens in een ethisch, sociaal en economisch kader;
(3) het beheersen van algemeen wetenschappelijke kennis en competenties om een loopbaan in het wetenschappelijk onderzoek op te starten en uit te bouwen;
(4) zowel in onderwijs als onderzoek internationale competitiviteit en contacten nastreven.
1.2 Missie van de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen
De faculteit Bio-ingenieurswetenschappen draagt met haar onderwijs, onderzoek en wetenschappelijke dienstverlening bij tot: (1) de ontwikkeling van kennis over de productie, verwerking en verdeling van voldoende en gezond voedsel in een leefbare wereld; (2) de opleiding van bio-ingenieurs met de kennis, de vaardigheden en het inzicht voor de ontwikkeling van een duurzame landbouw, voor een verantwoorde voedselproductie en voor geïntegreerde milieu- en ecosystemen.
Op basis van deze missie profileert de faculteit zich in vier domeinen: (1) duurzame landbouw en agrotechnologieën; (2) productie en verdeling van voldoende en gezond voedsel; (3) geïntegreerd beheer van milieu- en ecosystemen; (4) duurzame
chemische en biologische productiesystemen.
1.3 Doelstellingen van de opleidingen bachelor en master in de Bio- ingenieurswetenschappen
1.3.1 Profiel van de bio-ingenieur
De bio-ingenieur is de ingenieur van de levende materie. Hij/zij heeft kennis van de biologische processen in micro-organismen, planten en dieren en kan ze aansturen. De bio-ingenieur beheerst de interactie tussen een levend organisme en zijn omgeving om tot duurzame ecosystemen te komen. Hij/zij kent en ontwikkelt chemische en
biologische processen voor een verantwoorde voedselproductie en voor de
ontwikkeling van landbouw(bio)producten tot grondstoffen voor de chemische en farmaceutische nijverheden. De bio-ingenieur profileert zich door zijn/haar
polyvalentie, door het fundamenteel karakter van zijn/haar vorming en door zijn/haar
aandacht en interesse voor de ethische vragen in verband met het omgaan met levende materie en voor de economische, sociale en maatschappelijke context ervan.
De opleiding is erop gericht om de kennis, het inzicht en de vaardigheden te
ontwikkelen om het profiel van bio-ingenieur waar te maken en dus om optimaal te functioneren in de maatschappij. Dit alles wordt in de figuur in bijlage 1-1 afgebeeld.
1.3.2 Bachelor in de Bio-ingenieurswetenschappen
De bachelor in de Bio-ingenieurswetenschappen is niet georiënteerd op uitstroom naar de jobmarkt, maar op doorstroom naar de masteropleiding. De doelstellingen en eindtermen van de bachelor in de Bio-ingenieurswetenschappen zijn dan ook afgeleid van de doelen en eindtermen van de totale opleiding tot bio-ingenieur of bachelor + master.
(1) De bachelor bezit een breed kennispakket in de fundamentele wetenschappen, met name in de wiskunde, de fysica, de chemie, de biologie en de geologie.
(2) De bachelor heeft ingenieurstechnische basiskennis verworven (informatica, systeemanalyse, fysisch transport, toegepaste statistiek en dataverwerking, reactoren, inclusief bioreactoren, mechanica).
(3) De bachelor heeft een beperkte specialisatie in één discipline, die rechtstreeks aansluit bij één van de masteropleidingen van de faculteit. Zijn vorming blijft echter voldoende breed en fundamenteel om eender welke andere
masteropleiding van de faculteit met succes te volgen.
(4) De bachelor is wetenschappelijk gevormd. Hij/zij kan een welomschreven probleem met behulp van zelf verzamelde literatuur benaderen en relevante onderzoeksvragen formuleren, zowel individueel als in groepsverband.
(5) De bachelor toont de vereiste attitude voor een vlotte communicatie, voor omgang in groepsverband met gelijken, met hoger geplaatsten en met lager geplaatsten.
(6) De bachelor weet ethisch en maatschappelijk verantwoord om te gaan met levende organismen.
Per specialisatie kunnen nog meer specifieke doelstellingen en eindtermen geformuleerd worden.
- Landbouwkunde: (1) het verwerven van inzicht in productiesystemen van plant en dier; (2) kennis opdoen van het functioneren en sturen van levende organismen die het eindproduct zijn van landbouwactiviteiten; (3) het omzetten van deze kennis en dit inzicht in de primaire productie van levensmiddelen.
- Land- en Bosbeheer: (1) het verwerven van inzicht in duurzaam beheer van bodem, water, bos, natuur en landschap; (2) kennis bezitten van terrestrische ecosystemen en vaardigheden met betrekking tot hun inventarisatie en monitoring; (3) het omzetten van dit inzicht en deze kennis in het ontwerp en het beheer van de open ruimte.
- Biosysteemtechniek: (1) het beheersen van de proceskunde en van de
interactie tussen levende organismen (plant, dier, micro-organisme, mens) en
hun omgeving; (2) het toepassen van ingenieurstechnieken op levende
organismen; (3) het toepassen van deze kennis en inzicht in de ontwikkeling
van machines, gebouwen en technologieën voor de productie en bewaring van
landbouwproducten en levensmiddelen en voor de creatie van optimale leefomstandigheden voor de mens.
- Milieutechnologie: (1) inzicht in chemische, fysische en biologische processen van het natuurlijk milieu; (2) kennis van de technieken om deze processen op te meten; (3) toepassing van deze kennis en inzicht in de remediëring en het voorkomen van pollutie van bodem, water en lucht.
- Katalytische Technologie: (1) basiskennis van de chemische en biochemische disciplines om biologische en chemische processen te sturen, zowel op
moleculair als op technisch niveau; (2) inzicht in de ingenieurstechnische disciplines om chemische en biologische processen te sturen; (3) toepassing van deze kennis en inzicht in het ontwerp van nieuwe katalytische processen en in de verbetering van bestaande katalytische processen van de chemische industrie.
- Levensmiddelentechnologie: (1) basiskennis van en inzicht in chemische, fysische en microbiologische eigenschappen van biologische grondstoffen en de verwerking van deze grondstoffen tot levensmiddelen; (2) basiskennis van en inzicht in eenheidsbewerkingen relevant voor de processing van
levensmiddelen; (3) toepassen van deze kennis en inzicht bij het ontwerpen van efficiënte en duurzame processen voor de levensmiddelenindustrie.
- Cel- en Gentechnologie: (1) kennis hebben van de moleculaire en cellulaire processen die met het erfelijk materiaal en de uitdrukking ervan te maken hebben; (2) inzicht in nucleïnezuren en eiwitten; in genetica en
gentechnologie; in bio-informatica; (3) omzetten van deze kennis in biotechnologische toepassingen.
1.3.3 Bio-ingenieur en master in de Bio-ingenieurswetenschappen
1.3.3.1 Algemene doelstellingen van de opleidingen bio-ingenieur en master in de Bio-ingenieurswetenschappen
De algemene context waarbinnen de opleiding tot bio-ingenieur/master in de Bio- ingenieurswetenschappen zich situeert, omvat het beschrijven van biologische, chemische en fysische processen; het ontwerpen en analyseren van productieketens voor biologische grondstoffen; de voedselproductie en -verwerking; de zorg voor het milieu; het duurzaam beheer van het landareaal en de natuurlijke grondstoffen.
De nadruk ligt op de interactie tussen biologische, chemische en fysische processen, op de toepassing van proceskennis en op economische en maatschappelijke
verantwoording van de in de bedrijfswereld toegepaste processen.
Elk bio-ingenieurs- en masterprogramma heeft de volgende algemene doelstellingen:
1. Het ontwikkelen van het analytisch, synthetisch en probleemoplossend
denkvermogen eerder dan op het verzamelen van feitenkennis en doorgedreven specialisatie.
2. Streven naar een breed spectrum van wetenschappelijke en toepassingsgerichte studievorming zodat zowel individuele studie- en werkcapaciteiten als het functioneren in groepsverband ontwikkeld worden.
3. Voorbereiden op een brede waaier van functies in de bedrijfswereld en overheidssector (zowel nationaal als internationaal).
4. Voldoende fundamentele wetenschappelijke vorming aanbieden om een loopbaan in het wetenschappelijk onderzoek te kunnen starten en uit te bouwen.
5. Leidinggevende en beheerscapaciteiten ontwikkelen via schriftelijk en mondeling rapporteren, het ontwikkelen van sociale vaardigheden en het situeren van activiteiten in een ethisch, sociaal en economisch kader.
6. Grondige wetenschappelijke en technische kennis van één domein (major) 7. Polyvalentie via (1) major; (2) minor (vrije minor of bijstuurminor); (3) vrije
keuze van het eindwerk/masterproef; (3) mogelijkheid van stage.
8. Internationale dimensie van studie, onderzoek, productie.
Deze doelstellingen vertalen zich in de volgende eindtermen voor elke bio- ingenieursopleiding en elke masteropleiding: (1) het vaardig kunnen omgaan met vakliteratuur en gegevensbestanden; (2) schriftelijke, mondelinge en digitale communicatievaardigheden; (3) maatschappelijk inzicht (ethisch, sociaal, economisch); (4) inventiviteit, creativiteit, zelfwerkzaamheid en teamspirit.
1.3.3.2 Specifieke doelstellingen van de bio-ingenieurs- en masteropleidingen
A) Biosysteemtechniek
De master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Biosysteemtechniek is gericht op de studie van de interactie tussen het levend organisme (mens, dier, plant, biologisch product) en de omgeving met alle bijhorende processen. Deze master is eerder
discipline- dan wel objectgebonden, waarbij “discipline” inherent als multidisciplinair te omschrijven valt. De specifieke doelstellingen zijn:
a. kennis van de interactie van het levend organisme (micro-organisme, plant, dier, mens) met zijn fysische omgeving (fluïdum, micro-milieu, machines, constructies, enz.), en van de interactie tussen biologische processen;
b. het leren beheersen van processen die zich afspelen in en rond de machine, en die in relatie staan met de machine;
c. het leren beheersen van fysische processen in de agro-industrie en van fysische eigenschappen van biologische producten;
d. het leren toepassen van de principes van impuls-, energie- en massaoverdracht;
e. vaardigheden ontwikkelen in ontwerp en sturing, in
constructietechnieken voor biologische processen en in het gebruik van
signaalverwerking in biologische processen.
B)
Cel- en Gentechnologie
De master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Cel- en Gentechnologie is gericht op een fundamenteel biotechnologische vorming, opgebouwd rond die aspecten van cellen en organismen die met erfelijk materiaal en met de uitdrukking ervan te maken hebben. De specifieke doelstellingen zijn:
a. kennis in genetica, biochemie, fysiologie, immunologie;
b. kennis van, en vaardigheid in, de ermee verbonden technologieën, met name gen-, genoom- en proteoomtechnologie, immunologische
biotechnologie en bio-informatica;
c. integratie van deze kennis in verschillende toepassingsdomeinen, te kiezen onder microbiële, planten-, dieren- en medische biotechnologie;
d. kennis, inzicht en vaardigheid in het voeren, sturen en leiden van maatschappelijk debat omtrent biotechnologie en genetische modificatie, en hun toepassingen.
C) Katalytische Technologie
De master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Katalytische Technologie is gericht op de Katalytische Technologie met toepassingsmogelijkheden in alle takken van de chemische industrie. De specifieke doelstellingen zijn:
a. een grondige kennis van zowel heterogene en homogene katalyse als biokatalyse;
b. een grondige kennis van de katalysator: chemie, synthese, structuur en oppervlaktechemie;
c. een grondige kennis van ondersteunende disciplines: adsorptie, oppervlakte-analyse;
d. ontwikkeling van vaardigheden om een katalysator te synthetiseren, te karakteriseren en er de activiteit en selectiviteit van te meten;
e. ontwikkeling van multidisciplinair denken dat toelaat de activiteit en selectiviteit van een katalysator te relateren aan zijn structuur en chemische samenstelling;
f. multidisciplinaire kennis ontwikkelen die toelaat om de beste
katalysator te kiezen voor een chemische reactie, rekening houdend
met de milieu-eisen en de sociaal-economische context.
D) Land- en Bosbeheer
De master in de bio-ingenieurswetenschappen: Land- en Bosbeheer beoogt bio- ingenieurs te vormen die gespecialiseerd zijn in het duurzaam beheer van de natuurlijke hulpbronnen (klimaat, bodem, water, organismen en hun ecologische verbanden) en in de planning en inrichting van landgebruiksystemen (landbouw, bosbouw, openbaar groen, reservaten, urbanisatie, recreatie). Dit doel wordt gerealiseerd door specifieke kennis en vaardigheden bij te brengen inzake:
a. fysische, chemische, biologische, ecologische, maatschappelijke en ruimtelijke structuren en processen van het land;
b. real-time diagnostische probleemstelling op het terrein, dataverzameling en verwerking met moderne instrumenten en statistische technieken, en analyse in een ruimtelijk kader;
c. het nemen van beslissingen die de toets van duurzame ontwikkeling en maatschappelijke randvoorwaarden kunnen doorstaan;
d. basisconcepten van duurzame ontwikkeling zoals langetermijndenken, interdisciplinariteit, ontwikkelingsrelevantie, participatie van
belanghebbenden;
e. methoden en technieken inzake beslissingsondersteuning, planning en ontwerp.
Deze masteropleiding biedt na een stevige gemeenschappelijke basis twee
afstudeerrichtingen of majors: Bos en Natuur, en Bodem en Water. De major Bos en Natuur richt zich tot studenten met een uitgesproken interesse in de studie en het beheer van ecosystemen, meer in het bijzonder bossen, landschappen, agro-
ecosystemen en natuur- en groengebieden. De major Bodem en Water richt zich tot studenten met een uitgesproken interesse in de studie en het beheer van de abiotische en biotische aspecten van de terrestrische ecosysteemcomponenten bodem en water.
E) Landbouwkunde
De master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Landbouwkunde beoogt bio-
ingenieurs te vormen die gespecialiseerd zijn in de primaire en secundaire productie en in de economie van deze productie. De primaire en secundaire producties hebben betrekking op respectievelijk de productie van planten en dieren. Dit algemeen doel wordt gerealiseerd door specifieke kennis en vaardigheden bij te brengen inzake:
a. duurzame landbouw: integratie van teelttechnische, economische, ecologische en sociaal-maatschappelijke aspecten van de productie;
b. elementaire praktijkkennis bijbrengen over de technische aspecten van landbouwproductiesystemen en het beheer ervan;
c. inzicht in de aspecten van landbouwproductie en marketing die de basis vormen voor een goed bedrijfsbeheer;
d. kunnen detecteren, beschrijven en analyseren van actuele problemen
die rechtstreeks of onrechtstreeks te maken hebben met de productie en
hiervoor oplossingen voor te stellen.
De opleiding heeft 3 afstudeerrichtingen of majors: gewasproductie, dierproductie en landbouw- en voedseleconomie, die elk hun specifieke doelen hebben.
a. Het doel van de major gewasproductie is de opleiding van bio- ingenieurs met kennis van de gewasproductie, fytopathologie en gewasbescherming, plantenveredeling en de socio-economische en ecologische context van de plantproductie. Een tweede doel is de integratie van deze kennis in de plantaardige productie, zodat niet alleen probleemoplossend, maar ook vernieuwend kan gewerkt worden.
b. De major dierproductie heeft tot doel ingenieurs te vormen met een fundamentele kennis in dierlijke productieprocessen en aanverwante domeinen en technieken zodat ze op een wetenschappelijk en ethisch verantwoorde wijze dierlijke productiesystemen optimaal kunnen beheren en beïnvloeden met een visie op de gevolgen voor mens, dier en milieu.
c. De major landbouw- en voedseleconomie heeft als doel bio-ingenieurs op te leiden die een uitgesproken interesse hebben voor de socio- economische aspecten van de landbouw- en voedselproblematiek. Om problemen in dit kennisdomein te kunnen oplossen beoogt de major een vorming te geven die zowel fundamenteel economisch als
bedrijfsgericht is. Hierbij wordt de nadruk gelegd op drie aspecten: het ketenaspect, het duurzaamheidsaspect en het voedselzekerheidsaspect.
F) Levensmiddelentechnologie
De master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Levensmiddelentechnologie richt zich op de verwerking van biologische grondstoffen, in het bijzonder op de verwerking tot levensmiddelen. Een bio-ingenieur in de Levensmiddelentechnologie moet
beschikken over inzicht in de diverse schakels van de productieketen van
voedingsmiddelen en hun onderlinge wisselwerking. Gezien de diversiteit van het toekomstig werkterrein is de opleiding breed opgevat. De opleiding legt accent op eigenschappen van de primaire grondstoffen en de relatie tot functionele
eigenschappen van levensmiddelen, op de principes van uiteenlopende
verwerkingsprocessen van chemische, fysische, enzymatische of microbiologische aard, en in de impact van deze processen op de transformatie van primaire
grondstoffen tot levensmiddelen en hun functionaliteit. Deze inzichten moeten vertaald kunnen worden in concrete processen om gezonde, veilige en kwaliteitsvolle levensmiddelen te produceren. De opleiding beoogt de student dan ook voor te bereiden op diverse taken, zoals (1) de ontwikkeling van efficiënte en duurzame processen voor de productie van levensmiddelen; (2) het organiseren en opvolgen van de productieketen; (3) het ontwikkelen van nieuwe producten en (4) de
kwaliteitscontrole van grondstoffen, intermediaire en afgewerkte producten.
Deze context wordt vertaald in specifieke doelstellingen en eindtermen intrinsiek
verbonden aan de masteropleiding Levenmiddelentechnologie.
a. Kennis van en inzicht in de chemie en biochemie van biologische producten en van hun transformatie door processen in de
levensmiddelenindustrie;
b. Kennis van en inzicht in de eenheidsbewerkingen die worden toegepast op biologische grondstoffen bij hun verwerking tot levensmiddelen;
c. Kennis van en inzicht in de ecologie, fysiologie, opsporing, toepassing en bestrijding van micro-organismen in de productieketen van
levensmiddelen;
d. Kennis van en inzicht in de functionaliteit en veiligheid van
levensmiddelen met betrekking tot de gezondheid van de mens, en de relatie met de aard van de grondstoffen en hun verwerking;
e. Vaardigheden in de chemische, biochemische en microbiologische analyse van biologische grondstoffen en levensmiddelen;
f. Vaardigheden in het kwalitatief en kwantitatief ontwerp, validatie en optimalisatie van processen voor de verwerking van levensmiddelen.
Specifieke bijkomende accenten worden gelegd via optionele bijzondere minors. De minor Voeding en gezondheid heeft als doel kennis en inzicht bij te brengen (1) over het effect van levensmiddelen op de gezondheid van de mens; (2) over de relatie tussen de functionaliteit van levensmiddelen en de grondstoffen en
verwerkingsprocessen waaruit levensmiddelen ontstaan zijn; (3) over de ontwikkeling van levensmiddelen met de gewenste functionaliteit.
De minor industriële microbiologie heeft als doel kennis en inzicht bij te brengen over het gebruik van micro-organismen in de biologische industrie. Hierbij wordt accent gelegd op (1) de ontwikkeling en productie van industriële micro-organismen en (2) de microbiële productie van specifieke chemicaliën en grondstoffen/ingrediënten voor de levensmiddelenindustrie alsook de biotransformatie van chemische producten.
G) Milieutechnologie
De master in de Bio-ingenieurswetenschappen: Milieutechnologie richt zich op de zorg voor het milieu, zowel op het voorkomen als op het remediëren van
milieuverontreiniging. De specifieke doelstellingen van de opleiding zijn:
a. kennis verwerven voor het schatten van het risico op
milieuverontreiniging in bodem, ondergrond, water en lucht;
b. kennis ontwikkelen in de processen van remediëring van bodem, water en lucht;
c. kennis opdoen in het beheer van afvalstromen;
d. multidisciplinair denken en handelen ontwikkelen met het oog op het voorkomen van milieuverontreiniging;
e. multidisciplinaire kennis en denken ontwikkelen om milieutechnologie in een maatschappelijk kader te plaatsen en om een duurzame
technologie te kiezen.
1.4 Besluiten
