生物工程專業課程設計

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生物產業是我國國民經濟中的重要產業，近年來，生物產業的產業規模、產品種類及產量都有了跨越式的發展，而生物工程專業旨在培養生物產業所需的人才。生物工程是生物技術由實驗室成果走向工廠化生產的關鍵技術，這就要求生物工程專業培養的學生除了要具備扎實的基礎理論與專業知識外，還要兼具工程能力與工程素質。因此，隨著生物產業的高速發展與壯大，如何建設符合我國生物產業發展趨勢的生物工程專業培養體系,以使培養出的學生能在生物產業從事生物工程產品的生產與研發、工藝設計與工廠設計、生產管理等方面的工作，成為應用型工程技術人才，一直是各相關高等院校領導及專業教師關注的問題，也是我們應用型本科高校生物工程專業老師必須去努力解決的問題。生物工程專業課程設計是巢湖學院生物工程專業學生所必修的一門獨立課程，屬于實踐教學環節，并在學生學完所有專業理論課程后進行開設，是畢業設計前的一次綜合訓練。鑒于課程設計在整個教學體系中所起的承上啟下的關鍵作用，作者認為在課程設計教學環節中應注意以下幾個方面：

1加深對課程設計作用的認識

鑒于生物工程屬于綜合型工科專業，多數大學面向于生物工程專業所開設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老師單獨教學，限于專業教師的知識面，因此老師在教學環節中無法將各學科知識融會貫通，這也導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涵的深入理解，而課程設計的開設有助于解決這一問題。課程設計是生物工程專業的一門實用性和技術性很強的專業課程，是專業實踐教學環節的重要組成部分。設計內容涉及生產工藝設計、工藝計算、設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計工作，因此，通過課程設計有助于學生將自己所學的知識融會貫通，加深對專業知識的認識。經過課程設計還可以培養學生理論聯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、生物工程設備、生物工廠設計及機械設計等諸多課程內容[1]。另外，課程設計對畢業環節中只做畢業論文，不做工程設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節，為今后從事生物專業技術工作打下一定的基礎[3]。

2明確課程設計的目的與任務

根據課程設計的作用，要明確課程設計的目的與任務。只有在設計過程中明確課程設計目的，才能依據目的有針對性的布置設計任務，只有合理的設計任務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，學生通過完成設計任務提高了自己的綜合能力，也就達到了課程開設的目的，繼而體現課程設計的作用。即以作用明確目的，依據目的規劃任務，以任務體現目的和作用。因此，在設定課程設計目的與任務時，要讓學生能使用到所學到的大部分專業知識，并通過課程設計可以將自己所學的知識融會貫通，以培養學生綜合運用所學知識的能力。比如，通過《發酵工廠課程設計》后，使學生能夠綜合運用發酵產品生產工藝學、生物工程設備與化工原理等知識，掌握發酵工廠設計的任務、方法及步驟，培養學生使其初步具備發酵工廠工藝設計能力、設備設計能力，提高工藝計算、設備設計和繪圖技能；通過該設計，學生可以對發酵領域的前沿技術、新工藝和新設備予以了解和熟悉；在整個設計環節，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致其工藝計算結果不合理、在設備設計中對核心設備不熟悉導致其對關鍵尺寸的漏算等，學生為了解決這些問題就必須查閱大量的資料，因此，該設計還可以讓學生學會使用相關的技術手冊和設計資料，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技術人員的綜合性訓練，提高學生的綜合素質。

3合理安排設計的題目與內容

課程設計的時間一般為兩周，因此，指導老師一定要合理安排設計的題目與內容。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，要保證學生根據自己學過的知識能夠按時完成設計任務，如果設計難度較大，就會打擊學生的積極性或者無法按時完成設計任務；其次，課程設計選題要考慮專業特點。巢湖學院生物工程專業主要方向為發酵工程，因此，我們設計題目主要為發酵領域，如啤酒發酵工廠設計、淀粉原料酒精發酵工廠設計、氨基酸與有機酸發酵工廠設計等，這些選題都是結合生產實際、能夠體現專業特色的選題。第三、設計工作量要合理。規定的設計內容要能充分體現設計題目所包含的信息，使學生在兩周時間內能夠按時、按質完成設計任務。設計內容一般要包括以下核心環節：

3.1生產工藝的選擇及論證

生產工藝設計是整個工藝設計的基礎，是發酵工廠設計的關鍵。學生需按照確定的產品方案設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。

3.2工藝計算

通過此環節學生可以掌握關鍵生產環節中的物料衡算、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設備的設計與選型

主要對專業設備的工藝條件、工藝參數進行計算，掌握專業設備設計與選型的依據。

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環節的具體聯系，主要包括設備、物料管線、主要管件、控制儀表等內容，按化工制圖的繪制要求完成，最好是Autocad制圖。

4改進課程設計的考核方式，提高學生參與設計的積極性

在很多高校中，設計成果（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計成果進行打分：創新性或合理性、資料收集的全面性、工藝計算的正確性、設備參數計算及選型的合理性、說明書的質量及格式、工藝流程圖質量[1]。但作者認為，在成績評定時應該適當增加平時成績的比例。成績的評定要客觀、公正，除了要依據設計成果外，還要能體現出學生對課程設計的態度是否積極。課程設計是一門實踐課程，要體現課程設計的目的與作用，就要要求學生必須積極地參與到設計環節中并將自己所學的知識融會貫通才能完成課程設計。所以，適當增加平時成績的比例有利于提高學生參與設計的積極性。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”也會更加激發學生參與設計的積極性，也會使小組成員更好的協作，設計成果的質量也會隨之提高。

5結語

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

作者：陳小舉 方舒 張鳳琴 晏娟 蔣慧慧 單位：巢湖學院