生物工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)初探

陳小舉 方 舒 張鳳琴 晏 娟 蔣慧慧

（巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

生物工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)初探

陳小舉 方 舒 張鳳琴 晏 娟 蔣慧慧

（巢湖學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

專業(yè)課程設(shè)計(jì)是生物工程方向?qū)W生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成，學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)可以將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)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(jì)教學(xué)質(zhì)量的措施，為探索課程設(shè)計(jì)教學(xué)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(jì)；實(shí)踐

生物產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)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(shí)驗(yàn)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(xué)生除了要具備扎實(shí)的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)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(xué)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(jì)與工廠設(shè)計(jì)、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(jì)是巢湖學(xué)院生物工程專業(yè)學(xué)生所必修的一門獨(dú)立課程，屬于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并在學(xué)生學(xué)完所有專業(yè)理論課程后進(jìn)行開設(shè)，是畢業(yè)設(shè)計(jì)前的一次綜合訓(xùn)練。鑒于課程設(shè)計(jì)在整個(gè)教學(xué)體系中所起的承上啟下的關(guān)鍵作用，作者認(rèn)為在課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

1 加深對(duì)課程設(shè)計(jì)作用的認(rèn)識(shí)

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

課程設(shè)計(jì)是生物工程專業(yè)的一門實(shí)用性和技術(shù)性很強(qiáng)的專業(yè)課程，是專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分。設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、設(shè)備選型及三廢處理等，學(xué)生只有綜合運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)才能完成課程設(shè)計(jì)工作，因此，通過課程設(shè)計(jì)有助于學(xué)生將自己所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過課程設(shè)計(jì)還可以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工程能力和查閱資料、分析問題、解決問題的實(shí)踐能力，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)過程中所涉及的知識(shí)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(jì)及機(jī)械設(shè)計(jì)等諸多課程內(nèi)容［1］。另外，課程設(shè)計(jì)對(duì)畢業(yè)環(huán)節(jié)中只做畢業(yè)論文，不做工程設(shè)計(jì)的同學(xué)顯得尤為重要，因?yàn)檫@有可能是其工作前最后一個(gè)工程實(shí)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(jì)的目的與任務(wù)

根據(jù)課程設(shè)計(jì)的作用，要明確課程設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)。只有在設(shè)計(jì)過程中明確課程設(shè)計(jì)目的，才能依據(jù)目的有針對(duì)性的布置設(shè)計(jì)任務(wù)，只有合理的設(shè)計(jì)任務(wù)才能有助于學(xué)生將自己所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通并得到工程能力的鍛煉，學(xué)生通過完成設(shè)計(jì)任務(wù)提高了自己的綜合能力，也就達(dá)到了課程開設(shè)的目的，繼而體現(xiàn)課程設(shè)計(jì)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(jì)目的與任務(wù)時(shí)，要讓學(xué)生能使用到所學(xué)到的大部分專業(yè)知識(shí)，并通過課程設(shè)計(jì)可以將自己所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。比如，通過《發(fā)酵工廠課程設(shè)計(jì)》后，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝學(xué)、生物工程設(shè)備與化工原理等知識(shí)，掌握發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的任務(wù)、方法及步驟，培養(yǎng)學(xué)生使其初步具備發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)能力、設(shè)備設(shè)計(jì)能力，提高工藝計(jì)算、設(shè)備設(shè)計(jì)和繪圖技能；通過該設(shè)計(jì)，學(xué)生可以對(duì)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(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)不斷遇到問題，如在工藝計(jì)算中對(duì)物料特性不了解導(dǎo)致其工藝計(jì)算結(jié)果不合理、在設(shè)備設(shè)計(jì)中對(duì)核心設(shè)備不熟悉導(dǎo)致其對(duì)關(guān)鍵尺寸的漏算等，學(xué)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(jì)還可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)和設(shè)計(jì)資料，提高對(duì)實(shí)際工程問題的分析和解決能力，從而得到對(duì)生物工程專業(yè)技術(shù)人員的綜合性訓(xùn)練，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)［4-5］。

3 合理安排設(shè)計(jì)的題目與內(nèi)容

課程設(shè)計(jì)的時(shí)間一般為兩周，因此，指導(dǎo)老師一定要合理安排設(shè)計(jì)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(xué)生的承受能力和難度要求，要保證學(xué)生根據(jù)自己學(xué)過的知識(shí)能夠按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，如果設(shè)計(jì)難度較大，就會(huì)打擊學(xué)生的積極性或者無法按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)；其次，課程設(shè)計(jì)選題要考慮專業(yè)特點(diǎn)。巢湖學(xué)院生物工程專業(yè)主要方向?yàn)榘l(fā)酵工程，因此，我們?cè)O(shè)計(jì)題目主要為發(fā)酵領(lǐng)域，如啤酒發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)、淀粉原料酒精發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)、氨基酸與有機(jī)酸發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)等，這些選題都是結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際、能夠體現(xiàn)專業(yè)特色的選題。第三、設(shè)計(jì)工作量要合理。規(guī)定的設(shè)計(jì)內(nèi)容要能充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)題目所包含的信息，使學(xué)生在兩周時(shí)間內(nèi)能夠按時(shí)、按質(zhì)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)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(jì)是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。學(xué)生需按照確定的產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)出先進(jìn)但要合理可行的工藝流程路線，并對(duì)該工藝流程進(jìn)行闡述論證，確定工藝過程的重要參數(shù)。

3.2 工藝計(jì)算

通過此環(huán)節(jié)學(xué)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(jì)算、水衡算等工藝計(jì)算的方法與步驟。

3.3 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型

主要對(duì)專業(yè)設(shè)備的工藝條件、工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，掌握專業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的依據(jù)。

3.4 工藝流程圖

繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖一張，該圖要能明確表達(dá)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(jìn)課程設(shè)計(jì)的考核方式，提高學(xué)生參與設(shè)計(jì)的積極性

在很多高校中，設(shè)計(jì)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(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行打分：創(chuàng)新性或合理性、資料收集的全面性、工藝計(jì)算的正確性、設(shè)備參數(shù)計(jì)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(rèn)為，在成績?cè)u(píng)定時(shí)應(yīng)該適當(dāng)增加平時(shí)成績的比例。成績的評(píng)定要客觀、公正，除了要依據(jù)設(shè)計(jì)成果外，還要能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)的態(tài)度是否積極。課程設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐課程，要體現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的目的與作用，就要要求學(xué)生必須積極地參與到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中并將自己所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通才能完成課程設(shè)計(jì)。所以，適當(dāng)增加平時(shí)成績的比例有利于提高學(xué)生參與設(shè)計(jì)的積極性。另外，還可以將“組間評(píng)定”引入到成績?cè)u(píng)定中。所謂“組間評(píng)定”，就是讓小組成員之間互相打分，因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)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(jì)整個(gè)過程中的參與情況，因此，最終成績也更加合理。引入“組間評(píng)定”也會(huì)更加激發(fā)學(xué)生參與設(shè)計(jì)的積極性，也會(huì)使小組成員更好的協(xié)作，設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量也會(huì)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(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，從已完成的課程設(shè)計(jì)結(jié)果看，整個(gè)設(shè)計(jì)過程比較順利，學(xué)生能比較積極地參與到設(shè)計(jì)工作中，并能按要求完成設(shè)計(jì)說明書與圖紙。與學(xué)生的交流發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解、掌握程度也隨之加深。課程設(shè)計(jì)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(jì)的體系，不斷探索能將理論課程和課程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合的方法，對(duì)提高專業(yè)方向課程設(shè)計(jì)的教學(xué)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(jì)的教學(xué)改革與探索［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)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(jì)的構(gòu)建及其教學(xué)意義［J］.微生物學(xué)通報(bào)，2005，（3）：141-143.

［3］錢方，孫洋，孫浩，等.食品工程課程設(shè)計(jì)的教學(xué)研究與實(shí)踐［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2013，（3）：83-84，88.

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

［5］易學(xué)文.制藥工程課程設(shè)計(jì)課程建設(shè)與實(shí)踐［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，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(xué)院科研啟動(dòng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：KYQD-201402）

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