生物工程專業(yè)課程設(shè)計

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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(xué)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(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(xué)院生物工程專業(yè)學(xué)生所必修的一門獨立課程，屬于實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，并在學(xué)生學(xué)完所有專業(yè)理論課程后進行開設(shè)，是畢業(yè)設(shè)計前的一次綜合訓(xùn)練。鑒于課程設(shè)計在整個教學(xué)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(xué)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(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，各類課程是由各專業(yè)老師單獨教學(xué)，限于專業(yè)教師的知識面，因此老師在教學(xué)環(huán)節(jié)中無法將各學(xué)科知識融會貫通，這也導(dǎo)致學(xué)生很難將其所學(xué)的各學(xué)科知識進行綜合理解并加以掌握，也就影響了學(xué)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(xué)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(xué)生只有綜合運用所學(xué)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(xué)生將自己所學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生將自己所學(xué)的知識融會貫通并得到工程能力的鍛煉，學(xué)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(xué)生能使用到所學(xué)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(xué)的知識融會貫通，以培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力。比如，通過《發(fā)酵工廠課程設(shè)計》后，使學(xué)生能夠綜合運用發(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，掌握發(fā)酵工廠設(shè)計的任務(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(xué)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(xué)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(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)計還可以讓學(xué)生學(xué)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(xùn)練，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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(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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(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Autocad制圖。

4改進課程設(shè)計的考核方式，提高學(xué)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(xué)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(xué)生必須積極地參與到設(shè)計環(huán)節(jié)中并將自己所學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)生的交流發(fā)現(xiàn)學(xué)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(xué)質(zhì)量具有重要意義。

作者：陳小舉 方舒 張鳳琴 晏娟 蔣慧慧 單位：巢湖學(xué)院