基于卓越工程師培養(yǎng)的《生物工程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)改革與探索

程爽+羅建成+李慧星+張希

摘 要：該文基于生物工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)，針對(duì)《生物工程設(shè)備》課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題，從教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化、理論與實(shí)踐相結(jié)合、改進(jìn)考核方式等方面進(jìn)行教學(xué)改革，以期提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生的工程能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；生物工程設(shè)備；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）23-0140-2

Abstract： Based on the excellent engineering training，and aiming at current situation and existing problems of “Bio-engineeing equipment”，from the aspects of optimizing teaching content，combination of theory and practice and improving the evaluation mode，teaching reform was carried out，to enhance the quality of "Bio-engineering equipment"， improve the students′ learing enthusiasm，and train students′ engineering quality.

Key words：Excellence engineer；Bio-engineering equipment；Course design；Teaching reform

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是國家教育部貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項(xiàng)目，對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用[1]。南陽理工學(xué)院作為一所地方性應(yīng)用型本科院校，按照“圍繞地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，契合區(qū)域產(chǎn)業(yè)需要，打造學(xué)科專業(yè)集群，做強(qiáng)傳統(tǒng)工科，發(fā)展新興工科，做優(yōu)特色學(xué)科”的學(xué)科專業(yè)建設(shè)定位，積極探索應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。通過近幾年的建設(shè)，生物工程專業(yè)于2012年入選國家教育部“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)專業(yè)，與天冠集團(tuán)、宛西制藥、華潤啤酒等多家企業(yè)共建大學(xué)生校外實(shí)踐基地，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面累積了一定經(jīng)驗(yàn)。

《生物工程設(shè)備》是生物工程專業(yè)一門非常重要的專業(yè)課程，該課程內(nèi)容豐富，涉及面廣，同時(shí)也具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，在生物工程課程體系中占有舉足輕重的地位[2-4]。學(xué)習(xí)好這門課程，學(xué)生需要學(xué)好生物化學(xué)、微生物學(xué)、工程制圖、生物工藝學(xué)、生物工程下游技術(shù)等先修課程，還要將這些零散的知識(shí)融合起來，學(xué)以致用，在有限學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生達(dá)到這一要求實(shí)屬不易。對(duì)于承擔(dān)這門課的老師而言，不僅需要完成教學(xué)任務(wù)，保證教學(xué)質(zhì)量，更重于的是在課程學(xué)習(xí)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)思維、工程意識(shí)等解決實(shí)際問題的能力。

1 生物工程設(shè)備課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀分析

生物工程設(shè)備作為生物工程一門核心課程，以往開設(shè)的課程設(shè)計(jì)依附于理論課程，設(shè)計(jì)成績納入課程總成績（占20%），一般在理論課程講授過程中布置任務(wù)，學(xué)期末課程結(jié)束時(shí)上交設(shè)計(jì)說明書，由學(xué)期末學(xué)生上交的設(shè)計(jì)說明書作為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。任課教師在設(shè)計(jì)過程中給予學(xué)生的指導(dǎo)往往有限，部分同學(xué)按照進(jìn)度自己查閱資料，制定方案可以獨(dú)立或協(xié)作完成設(shè)計(jì)說明書；而絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的重視程度不夠，甚至有個(gè)別學(xué)生到了學(xué)期末臨時(shí)抱佛腳，抄襲同學(xué)或上網(wǎng)胡拼亂湊成一份設(shè)計(jì)說明書上交，應(yīng)付老師，草草了事。這樣的教學(xué)質(zhì)量難以保證，任課教師也很難從說明書中對(duì)學(xué)生的掌握情況有準(zhǔn)確全面的了解。

學(xué)好生物工程設(shè)備這門課，需要學(xué)生先修發(fā)酵工藝學(xué)、生物工程中下游技術(shù)、生物反應(yīng)工程原理等多門課程，并且掌握牢固。但是由于該門課程的實(shí)踐性應(yīng)用性較強(qiáng)，單單具備扎實(shí)的理論知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)也是紙上談兵，缺乏對(duì)生物工程設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)，如果遇到書上沒有的問題就束手無策，例如在發(fā)酵罐攪拌器的設(shè)計(jì)中，盡管書上例舉了常用的攪拌器類型、特點(diǎn)及其適用場合，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中卻不知道如何對(duì)攪拌器進(jìn)行設(shè)計(jì)及選型。

本院承擔(dān)本課程的專職教師只有1～2人，青年教師往往是博士研究生畢業(yè)后就投入專業(yè)課教學(xué)中，雖然有經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師“傳、幫、帶”，但是由于缺少在企業(yè)實(shí)踐的經(jīng)歷，這些青年教師本身工程素養(yǎng)欠缺，對(duì)學(xué)生工程意識(shí)、工程能力的培養(yǎng)也就很難實(shí)現(xiàn)。

2 生物工程設(shè)備課程設(shè)計(jì)改革的具體措施

2.1 優(yōu)化重構(gòu)課程體系，合理安排教學(xué)時(shí)間 本課程開設(shè)于大三下學(xué)期，這個(gè)學(xué)期同時(shí)開設(shè)為期2周的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。把本課程設(shè)計(jì)分散成4周完成，第1周由指導(dǎo)教師布置任務(wù)題目和分組：設(shè)計(jì)題目一人一題，可選擇老師提供題目或者自己選題，設(shè)計(jì)題目相關(guān)性比較大的4～5人組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組，設(shè)計(jì)小組在一起查閱文獻(xiàn)，制定設(shè)計(jì)方案，共同完成設(shè)計(jì)工作。第2～3周在工廠進(jìn)行實(shí)習(xí)，這期間要求學(xué)生除了完成實(shí)習(xí)任務(wù)以外，還需要學(xué)生對(duì)與設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行特別關(guān)注。很多學(xué)生利用實(shí)習(xí)間隙對(duì)利用手機(jī)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行外觀、內(nèi)部構(gòu)造的拍照記錄，例如發(fā)酵罐設(shè)計(jì)過程中攪拌器的漿葉設(shè)計(jì)、裙座設(shè)計(jì)等。這樣與實(shí)習(xí)相結(jié)合的方式獲得了學(xué)生們的認(rèn)可和積極響應(yīng)，很多學(xué)生反映書上老師講的設(shè)備“看到見，摸得著”，縮短了距離感，有了真切的感性認(rèn)識(shí)和了解，明白了老師為什么要這樣講，設(shè)備為什么要這樣選型設(shè)計(jì)等問題。第4周生產(chǎn)實(shí)習(xí)結(jié)束后，利用1周時(shí)間整理素材，完成圖紙和設(shè)計(jì)說明書。

2.2 師資隊(duì)伍建設(shè) 在學(xué)校學(xué)院的大力支持下，本課程組引進(jìn)2名青年博士教師，一名在校教師博士畢業(yè)，這三名青年教師的加入充實(shí)了教學(xué)團(tuán)隊(duì)。同時(shí)分批次派青年教師赴企事業(yè)單位進(jìn)行掛職鍛煉，其中兩名青年教師分別入選2015年度和2016年度“河南省博士服務(wù)團(tuán)”。通過赴企業(yè)為期一年的掛職鍛煉，工程素養(yǎng)有了不同程度提高，在平時(shí)上課時(shí)不再只依賴于教材而且能信手拈來生動(dòng)的實(shí)例，而且具備指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。除了加強(qiáng)自身教師隊(duì)伍建設(shè)外，學(xué)院還聘請(qǐng)企業(yè)工程師作為兼職指導(dǎo)教師為學(xué)生做專題講座、輔導(dǎo)化工設(shè)計(jì)大賽等。通過這些舉措，青年教師成長速度很快，同學(xué)們也反應(yīng)學(xué)習(xí)這門課更 “接地氣”而不是抽象難懂了。

2.3 考核方式改革 將生物工程設(shè)備課程設(shè)計(jì)獨(dú)立成課，與理論課開設(shè)在一學(xué)期，需要同學(xué)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成以下3項(xiàng)任務(wù)：其中增加答辯這項(xiàng)考核內(nèi)容，降低了設(shè)計(jì)說明書占總成績的比重。

其中圖紙、設(shè)計(jì)說明書一人一冊，答辯按照分組進(jìn)行。答辯過程需要教師精心組織實(shí)施，以小組為單位答辯，每組答辯15min，由每個(gè)小組派一名同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行講解，然后由指導(dǎo)教師就設(shè)計(jì)說明書及圖紙等進(jìn)行提問，小組每位同學(xué)都需要回答，如有問題現(xiàn)場回答不出來，其他組員可以進(jìn)行補(bǔ)充或答辯結(jié)束后查閱資料再進(jìn)行回答。這樣的考核方式需要占用指導(dǎo)教師的一定精力和時(shí)間，但是通過這樣的形式可以客觀多元評(píng)價(jià)學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中工作量完成情況，而不是光憑著學(xué)生交上了的說明書和圖紙進(jìn)行成績評(píng)定。這樣堅(jiān)持下來以后對(duì)學(xué)生的工程能力有了一定提高，許多同學(xué)反映經(jīng)過這個(gè)課程設(shè)計(jì)的鍛煉，在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不會(huì)手忙腳亂，而是得心應(yīng)手。

3 結(jié)語

以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，堅(jiān)持不懈進(jìn)行生物工程設(shè)備教學(xué)改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。近年來，近年來，多名在校學(xué)生積極參加各類設(shè)計(jì)相關(guān)競賽活動(dòng)，其中2017年榮獲全國化工設(shè)計(jì)大賽全國二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，河南賽區(qū)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，第十三屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎(jiǎng)一項(xiàng)；多名畢業(yè)生考取江南大學(xué)、天津科技大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)等國內(nèi)知名院校的生物工程（發(fā)酵工程）等專業(yè)的研究生，學(xué)生就業(yè)在工作崗位上得到用人單位的普遍好評(píng)。今后，我們將向不斷向兄弟院校交流學(xué)習(xí)，持續(xù)深入進(jìn)行教學(xué)改革，為我校生物工程專業(yè)順利通過工程認(rèn)證而努力。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）