生物工程專業(yè)課程設(shè)計初探

陳小舉 方 舒 張鳳琴 晏 娟 蔣慧慧

（巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

生物工程專業(yè)課程設(shè)計初探

陳小舉 方 舒 張鳳琴 晏 娟 蔣慧慧

（巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

專業(yè)課程設(shè)計是生物工程方向?qū)W生實踐教學環(huán)節(jié)的重要組成，學生通過課程設(shè)計可以將理論與實踐緊密結(jié)合，對培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識和工程能力具有重要作用。文章探討了一些旨在提高課程設(shè)計教學質(zhì)量的措施，為探索課程設(shè)計教學環(huán)節(jié)的改革措施提供了參考。

生物工程專業(yè)；課程設(shè)計；實踐

生物產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟中的重要產(chǎn)業(yè)，近年來，生物產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品種類及產(chǎn)量都有了跨越式的發(fā)展，而生物工程專業(yè)旨在培養(yǎng)生物產(chǎn)業(yè)所需的人才。生物工程是生物技術(shù)由實驗室成果走向工廠化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，這就要求生物工程專業(yè)培養(yǎng)的學生除了要具備扎實的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識外，還要兼具工程能力與工程素質(zhì)。因此，隨著生物產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展與壯大，如何建設(shè)符合我國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的生物工程專業(yè)培養(yǎng)體系，以使培養(yǎng)出的學生能在生物產(chǎn)業(yè)從事生物工程產(chǎn)品的生產(chǎn)與研發(fā)、工藝設(shè)計與工廠設(shè)計、生產(chǎn)管理等方面的工作，成為應(yīng)用型工程技術(shù)人才，一直是各相關(guān)高等院校領(lǐng)導(dǎo)及專業(yè)教師關(guān)注的問題，也是我們應(yīng)用型本科高校生物工程專業(yè)老師必須去努力解決的問題。

生物工程專業(yè)課程設(shè)計是巢湖學院生物工程專業(yè)學生所必修的一門獨立課程，屬于實踐教學環(huán)節(jié)，并在學生學完所有專業(yè)理論課程后進行開設(shè)，是畢業(yè)設(shè)計前的一次綜合訓練。鑒于課程設(shè)計在整個教學體系中所起的承上啟下的關(guān)鍵作用，作者認為在課程設(shè)計教學環(huán)節(jié)中應(yīng)注意以下幾個方面：

1 加深對課程設(shè)計作用的認識

鑒于生物工程屬于綜合型工科專業(yè)，多數(shù)大學面向于生物工程專業(yè)所開設(shè)的主干課程主要分為機械類、化學類及生物類等課程［1-2］。由于所學的課程較多，同時，各類課程是由各專業(yè)老師單獨教學，限于專業(yè)教師的知識面，因此老師在教學環(huán)節(jié)中無法將各學科知識融會貫通，這也導(dǎo)致學生很難將其所學的各學科知識進行綜合理解并加以掌握，也就影響了學生對生物工程內(nèi)涵的深入理解，而課程設(shè)計的開設(shè)有助于解決這一問題。

課程設(shè)計是生物工程專業(yè)的一門實用性和技術(shù)性很強的專業(yè)課程，是專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的重要組成部分。設(shè)計內(nèi)容涉及生產(chǎn)工藝設(shè)計、工藝計算、設(shè)備選型及三廢處理等，學生只有綜合運用所學過的知識才能完成課程設(shè)計工作，因此，通過課程設(shè)計有助于學生將自己所學的知識融會貫通，加深對專業(yè)知識的認識。經(jīng)過課程設(shè)計還可以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的工程能力和查閱資料、分析問題、解決問題的實踐能力，因為整個設(shè)計過程中所涉及的知識包括：化工原理、生化分離工程、生物工程設(shè)備、生物工廠設(shè)計及機械設(shè)計等諸多課程內(nèi)容［1］。另外，課程設(shè)計對畢業(yè)環(huán)節(jié)中只做畢業(yè)論文，不做工程設(shè)計的同學顯得尤為重要，因為這有可能是其工作前最后一個工程實踐環(huán)節(jié)，為今后從事生物專業(yè)技術(shù)工作打下一定的基礎(chǔ)［3］。

2 明確課程設(shè)計的目的與任務(wù)

根據(jù)課程設(shè)計的作用，要明確課程設(shè)計的目的與任務(wù)。只有在設(shè)計過程中明確課程設(shè)計目的，才能依據(jù)目的有針對性的布置設(shè)計任務(wù)，只有合理的設(shè)計任務(wù)才能有助于學生將自己所學的知識融會貫通并得到工程能力的鍛煉，學生通過完成設(shè)計任務(wù)提高了自己的綜合能力，也就達到了課程開設(shè)的目的，繼而體現(xiàn)課程設(shè)計的作用。即以作用明確目的，依據(jù)目的規(guī)劃任務(wù)，以任務(wù)體現(xiàn)目的和作用。因此，在設(shè)定課程設(shè)計目的與任務(wù)時，要讓學生能使用到所學到的大部分專業(yè)知識，并通過課程設(shè)計可以將自己所學的知識融會貫通，以培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力。比如，通過《發(fā)酵工廠課程設(shè)計》后，使學生能夠綜合運用發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝學、生物工程設(shè)備與化工原理等知識，掌握發(fā)酵工廠設(shè)計的任務(wù)、方法及步驟，培養(yǎng)學生使其初步具備發(fā)酵工廠工藝設(shè)計能力、設(shè)備設(shè)計能力，提高工藝計算、設(shè)備設(shè)計和繪圖技能；通過該設(shè)計，學生可以對發(fā)酵領(lǐng)域的前沿技術(shù)、新工藝和新設(shè)備予以了解和熟悉；在整個設(shè)計環(huán)節(jié)，學生會不斷遇到問題，如在工藝計算中對物料特性不了解導(dǎo)致其工藝計算結(jié)果不合理、在設(shè)備設(shè)計中對核心設(shè)備不熟悉導(dǎo)致其對關(guān)鍵尺寸的漏算等，學生為了解決這些問題就必須查閱大量的資料，因此，該設(shè)計還可以讓學生學會使用相關(guān)的技術(shù)手冊和設(shè)計資料，提高對實際工程問題的分析和解決能力，從而得到對生物工程專業(yè)技術(shù)人員的綜合性訓練，提高學生的綜合素質(zhì)［4-5］。

3 合理安排設(shè)計的題目與內(nèi)容

課程設(shè)計的時間一般為兩周，因此，指導(dǎo)老師一定要合理安排設(shè)計的題目與內(nèi)容。首先，難度要適中。教師在題目制定上要充分考慮學生的承受能力和難度要求，要保證學生根據(jù)自己學過的知識能夠按時完成設(shè)計任務(wù)，如果設(shè)計難度較大，就會打擊學生的積極性或者無法按時完成設(shè)計任務(wù)；其次，課程設(shè)計選題要考慮專業(yè)特點。巢湖學院生物工程專業(yè)主要方向為發(fā)酵工程，因此，我們設(shè)計題目主要為發(fā)酵領(lǐng)域，如啤酒發(fā)酵工廠設(shè)計、淀粉原料酒精發(fā)酵工廠設(shè)計、氨基酸與有機酸發(fā)酵工廠設(shè)計等，這些選題都是結(jié)合生產(chǎn)實際、能夠體現(xiàn)專業(yè)特色的選題。第三、設(shè)計工作量要合理。規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容要能充分體現(xiàn)設(shè)計題目所包含的信息，使學生在兩周時間內(nèi)能夠按時、按質(zhì)完成設(shè)計任務(wù)。設(shè)計內(nèi)容一般要包括以下核心環(huán)節(jié)：

3.1 生產(chǎn)工藝的選擇及論證

生產(chǎn)工藝設(shè)計是整個工藝設(shè)計的基礎(chǔ)，是發(fā)酵工廠設(shè)計的關(guān)鍵。學生需按照確定的產(chǎn)品方案設(shè)計出先進但要合理可行的工藝流程路線，并對該工藝流程進行闡述論證，確定工藝過程的重要參數(shù)。

3.2 工藝計算

通過此環(huán)節(jié)學生可以掌握關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的物料衡算、熱量衡算、耗冷量計算、水衡算等工藝計算的方法與步驟。

3.3 設(shè)備的設(shè)計與選型

主要對專業(yè)設(shè)備的工藝條件、工藝參數(shù)進行計算，掌握專業(yè)設(shè)備設(shè)計與選型的依據(jù)。

3.4 工藝流程圖

繪制帶控制點的工藝流程圖一張，該圖要能明確表達各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的具體聯(lián)系，主要包括設(shè)備、物料管線、主要管件、控制儀表等內(nèi)容，按化工制圖的繪制要求完成，最好是Auto cad制圖。

4 改進課程設(shè)計的考核方式，提高學生參與設(shè)計的積極性

在很多高校中，設(shè)計成果（說明書、圖紙）所占的成績比例較大，一般為80%，主要從以下幾方面對設(shè)計成果進行打分：創(chuàng)新性或合理性、資料收集的全面性、工藝計算的正確性、設(shè)備參數(shù)計算及選型的合理性、說明書的質(zhì)量及格式、工藝流程圖質(zhì)量［1］。但作者認為，在成績評定時應(yīng)該適當增加平時成績的比例。成績的評定要客觀、公正，除了要依據(jù)設(shè)計成果外，還要能體現(xiàn)出學生對課程設(shè)計的態(tài)度是否積極。課程設(shè)計是一門實踐課程，要體現(xiàn)課程設(shè)計的目的與作用，就要要求學生必須積極地參與到設(shè)計環(huán)節(jié)中并將自己所學的知識融會貫通才能完成課程設(shè)計。所以，適當增加平時成績的比例有利于提高學生參與設(shè)計的積極性。另外，還可以將“組間評定”引入到成績評定中。所謂“組間評定”，就是讓小組成員之間互相打分，因為課程設(shè)計是每小組成員之間共同努力完成的，所以他們更能了解成員在課程設(shè)計整個過程中的參與情況，因此，最終成績也更加合理。引入“組間評定”也會更加激發(fā)學生參與設(shè)計的積極性，也會使小組成員更好的協(xié)作，設(shè)計成果的質(zhì)量也會隨之提高。

5 結(jié)語

應(yīng)用上述原則指導(dǎo)我校生物工程專業(yè)學生進行課程設(shè)計，從已完成的課程設(shè)計結(jié)果看，整個設(shè)計過程比較順利，學生能比較積極地參與到設(shè)計工作中，并能按要求完成設(shè)計說明書與圖紙。與學生的交流發(fā)現(xiàn)學生對專業(yè)理論知識的理解、掌握程度也隨之加深。課程設(shè)計在我校生物工程專業(yè)開設(shè)不久，不斷完善生物工程專業(yè)方向課程設(shè)計的體系，不斷探索能將理論課程和課程設(shè)計緊密結(jié)合的方法，對提高專業(yè)方向課程設(shè)計的教學質(zhì)量具有重要意義。

［1］趙妍嫣，楊英，姜紹通.生物工程專業(yè)方向課程設(shè)計的教學改革與探索［J］.合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2010，（5）：58-60.

［2］李亞東，倪紅，張桂敏.發(fā)酵工程與設(shè)備課程設(shè)計的構(gòu)建及其教學意義［J］.微生物學通報，2005，（3）：141-143.

［3］錢方，孫洋，孫浩，等.食品工程課程設(shè)計的教學研究與實踐［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工（學刊），2013，（3）：83-84，88.

［4］吳思方.生物工程工廠設(shè)計概論［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2007：1.

［5］易學文.制藥工程課程設(shè)計課程建設(shè)與實踐［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013，（29）：255-256.

RESEARCH ON THE COURSE DESIGN FOR BIOENGINEERING MAJOR

CHEN Xiao-ju FANG Shu ZHANG Feng-qin YAN Juan JIANG Hui-hui
（College of Chemistry&Material Engineering，Chaohu College，Chaohu Anhui 238000）

The course design is an important part of practical teaching for bioengineering majors，and as for students the course design can help to integrate theory and practice，which plays an important role for cultivate students′abilities to apply the theoretical and engineering knowledge comprehensively.This paper is designed to put forward some measures to improve the teaching quality of the course design，which will be beneficial to the reform of the course design teaching.

bioengineering major；course design；practice

楊松水

G642

A

1672-2868（2015）03-0154-03

2015-03-02

巢湖學院科研啟動項目（項目編號：KYQD-201402）

陳小舉（1984-），男，安徽碭山人。巢湖學院化學與材料工程學院，講師。研究方向：發(fā)酵工程。