基于卓越工程师培养的《生物工程设备》课程设计改革与探索

程爽+罗建成+李慧星+张希

摘 要：该文基于生物工程专业卓越工程师培养，针对《生物工程设备》课程设计教学现状与存在问题，从教学内容的优化、理论与实践相结合、改进考核方式等方面进行教学改革，以期提高教学质量，激发学生的积极性和主动性，促进学生的工程能力的培养。

关键词：卓越工程师；生物工程设备；课程设计；教学改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 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

“卓越工程师教育培养计划”是国家教育部贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革项目，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用[1]。南阳理工学院作为一所地方性应用型本科院校，按照“围绕地方经济社会发展，契合区域产业需要，打造学科专业集群，做强传统工科，发展新兴工科，做优特色学科”的学科专业建设定位，积极探索应用型人才培养模式，培养学生的工程能力和创新能力。通过近几年的建设，生物工程专业于2012年入选国家教育部“卓越工程师培养计划”试点专业，与天冠集团、宛西制药、华润啤酒等多家企业共建大学生校外实践基地，在应用型人才培养方面累积了一定经验。

《生物工程设备》是生物工程专业一门非常重要的专业课程，该课程内容丰富，涉及面广，同时也具有较强的实践性和应用性，在生物工程课程体系中占有举足轻重的地位[2-4]。学习好这门课程，学生需要学好生物化学、微生物学、工程制图、生物工艺学、生物工程下游技术等先修课程，还要将这些零散的知识融合起来，学以致用，在有限学时内使学生达到这一要求实属不易。对于承担这门课的老师而言，不仅需要完成教学任务，保证教学质量，更重于的是在课程学习中逐步培养学生的设计思维、工程意识等解决实际问题的能力。

1 生物工程设备课程设计教学现状分析

生物工程设备作为生物工程一门核心课程，以往开设的课程设计依附于理论课程，设计成绩纳入课程总成绩（占20%），一般在理論课程讲授过程中布置任务，学期末课程结束时上交设计说明书，由学期末学生上交的设计说明书作为评分标准。任课教师在设计过程中给予学生的指导往往有限，部分同学按照进度自己查阅资料，制定方案可以独立或协作完成设计说明书；而绝大多数学生对设计的重视程度不够，甚至有个别学生到了学期末临时抱佛脚，抄袭同学或上网胡拼乱凑成一份设计说明书上交，应付老师，草草了事。这样的教学质量难以保证，任课教师也很难从说明书中对学生的掌握情况有准确全面的了解。

学好生物工程设备这门课，需要学生先修发酵工艺学、生物工程中下游技术、生物反应工程原理等多门课程，并且掌握牢固。但是由于该门课程的实践性应用性较强，单单具备扎实的理论知识进行设计也是纸上谈兵，缺乏对生物工程设备的感性认识，如果遇到书上没有的问题就束手无策，例如在发酵罐搅拌器的设计中，尽管书上例举了常用的搅拌器类型、特点及其适用场合，但是在实际设计过程中却不知道如何对搅拌器进行设计及选型。

本院承担本课程的专职教师只有1～2人，青年教师往往是博士研究生毕业后就投入专业课教学中，虽然有经验丰富的老教师“传、帮、带”，但是由于缺少在企业实践的经历，这些青年教师本身工程素养欠缺，对学生工程意识、工程能力的培养也就很难实现。

2 生物工程设备课程设计改革的具体措施

2.1 优化重构课程体系，合理安排教学时间 本课程开设于大三下学期，这个学期同时开设为期2周的生产实习。把本课程设计分散成4周完成，第1周由指导教师布置任务题目和分组：设计题目一人一题，可选择老师提供题目或者自己选题，设计题目相关性比较大的4～5人组成一个设计小组，设计小组在一起查阅文献，制定设计方案，共同完成设计工作。第2～3周在工厂进行实习，这期间要求学生除了完成实习任务以外，还需要学生对与设计相关的设备进行特别关注。很多学生利用实习间隙对利用手机对相关设备进行外观、内部构造的拍照记录，例如发酵罐设计过程中搅拌器的浆叶设计、裙座设计等。这样与实习相结合的方式获得了学生们的认可和积极响应，很多学生反映书上老师讲的设备“看到见，摸得着”，缩短了距离感，有了真切的感性认识和了解，明白了老师为什么要这样讲，设备为什么要这样选型设计等问题。第4周生产实习结束后，利用1周时间整理素材，完成图纸和设计说明书。

2.2 师资队伍建设 在学校学院的大力支持下，本课程组引进2名青年博士教师，一名在校教师博士毕业，这三名青年教师的加入充实了教学团队。同时分批次派青年教师赴企事业单位进行挂职锻炼，其中两名青年教师分别入选2015年度和2016年度“河南省博士服务团”。通过赴企业为期一年的挂职锻炼，工程素养有了不同程度提高，在平时上课时不再只依赖于教材而且能信手拈来生动的实例，而且具备指导学生解决实际问题的能力。除了加强自身教师队伍建设外，学院还聘请企业工程师作为兼职指导教师为学生做专题讲座、辅导化工设计大赛等。通过这些举措，青年教师成长速度很快，同学们也反应学习这门课更 “接地气”而不是抽象难懂了。

2.3 考核方式改革 将生物工程设备课程设计独立成课，与理论课开设在一学期，需要同学在规定时间内完成以下3项任务：其中增加答辩这项考核内容，降低了设计说明书占总成绩的比重。

其中图纸、设计说明书一人一册，答辩按照分组进行。答辩过程需要教师精心组织实施，以小组为单位答辩，每组答辩15min，由每个小组派一名同学对設计任务书进行讲解，然后由指导教师就设计说明书及图纸等进行提问，小组每位同学都需要回答，如有问题现场回答不出来，其他组员可以进行补充或答辩结束后查阅资料再进行回答。这样的考核方式需要占用指导教师的一定精力和时间，但是通过这样的形式可以客观多元评价学生在设计过程中工作量完成情况，而不是光凭着学生交上了的说明书和图纸进行成绩评定。这样坚持下来以后对学生的工程能力有了一定提高，许多同学反映经过这个课程设计的锻炼，在后续的毕业设计环节不会手忙脚乱，而是得心应手。

3 结语

以学生为中心，以成果为导向，坚持不懈进行生物工程设备教学改革，提高了学生的学习兴趣，培养了学生的创新能力和工程实践能力。近年来，近年来，多名在校学生积极参加各类设计相关竞赛活动，其中2017年荣获全国化工设计大赛全国二等奖一项，河南赛区一等奖一项，第十三届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛二等奖一项；多名毕业生考取江南大学、天津科技大学、南京工业大学等国内知名院校的生物工程（发酵工程）等专业的研究生，学生就业在工作岗位上得到用人单位的普遍好评。今后，我们将向不断向兄弟院校交流学习，持续深入进行教学改革，为我校生物工程专业顺利通过工程认证而努力。

参考文献

[1]林健.注重卓越工程教育本质 创新工程人才培养模式[J].中国高等教育，2011（6）：19-21.

[2]陈勇.发酵工艺学和生物工程设备课程融合与探究式教学模式探索[J].安徽农学通报，2015，21（15）：146-148.

[3]邹东恢，李琰，郭建华.将工程训练融于《生物工程设备》课程教学的改革与实践[J].广东化工，2013，40（3）：164-165.

[4]李良智，鞠鑫，扶教龙，等.基于工程能力培养的生物工程设备课程教学实践[J].化工高等教育，2014，1：42-44，60.

（责编：张宏民）