基于卓越工程師培養的《生物工程設備》課程設計改革與探索

程爽+羅建成+李慧星+張希

摘 要：該文基于生物工程專業卓越工程師培養，針對《生物工程設備》課程設計教學現狀與存在問題，從教學內容的優化、理論與實踐相結合、改進考核方式等方面進行教學改革，以期提高教學質量，激發學生的積極性和主動性，促進學生的工程能力的培養。

關鍵詞：卓越工程師；生物工程設備；課程設計；教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 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計劃”是國家教育部貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目，對促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量具有十分重要的示范和引導作用[1]。南陽理工學院作為一所地方性應用型本科院校，按照“圍繞地方經濟社會發展，契合區域產業需要，打造學科專業集群，做強傳統工科，發展新興工科，做優特色學科”的學科專業建設定位，積極探索應用型人才培養模式，培養學生的工程能力和創新能力。通過近幾年的建設，生物工程專業于2012年入選國家教育部“卓越工程師培養計劃”試點專業，與天冠集團、宛西制藥、華潤啤酒等多家企業共建大學生校外實踐基地，在應用型人才培養方面累積了一定經驗。

《生物工程設備》是生物工程專業一門非常重要的專業課程，該課程內容豐富，涉及面廣，同時也具有較強的實踐性和應用性，在生物工程課程體系中占有舉足輕重的地位[2-4]。學習好這門課程，學生需要學好生物化學、微生物學、工程制圖、生物工藝學、生物工程下游技術等先修課程，還要將這些零散的知識融合起來，學以致用，在有限學時內使學生達到這一要求實屬不易。對于承擔這門課的老師而言，不僅需要完成教學任務，保證教學質量，更重于的是在課程學習中逐步培養學生的設計思維、工程意識等解決實際問題的能力。

1 生物工程設備課程設計教學現狀分析

生物工程設備作為生物工程一門核心課程，以往開設的課程設計依附于理論課程，設計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，學期末課程結束時上交設計說明書，由學期末學生上交的設計說明書作為評分標準。任課教師在設計過程中給予學生的指導往往有限，部分同學按照進度自己查閱資料，制定方案可以獨立或協作完成設計說明書；而絕大多數學生對設計的重視程度不夠，甚至有個別學生到了學期末臨時抱佛腳，抄襲同學或上網胡拼亂湊成一份設計說明書上交，應付老師，草草了事。這樣的教學質量難以保證，任課教師也很難從說明書中對學生的掌握情況有準確全面的了解。

學好生物工程設備這門課，需要學生先修發酵工藝學、生物工程中下游技術、生物反應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踐性應用性較強，單單具備扎實的理論知識進行設計也是紙上談兵，缺乏對生物工程設備的感性認識，如果遇到書上沒有的問題就束手無策，例如在發酵罐攪拌器的設計中，盡管書上例舉了常用的攪拌器類型、特點及其適用場合，但是在實際設計過程中卻不知道如何對攪拌器進行設計及選型。

本院承擔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后就投入專業課教學中，雖然有經驗豐富的老教師“傳、幫、帶”，但是由于缺少在企業實踐的經歷，這些青年教師本身工程素養欠缺，對學生工程意識、工程能力的培養也就很難實現。

2 生物工程設備課程設計改革的具體措施

2.1 優化重構課程體系，合理安排教學時間 本課程開設于大三下學期，這個學期同時開設為期2周的生產實習。把本課程設計分散成4周完成，第1周由指導教師布置任務題目和分組：設計題目一人一題，可選擇老師提供題目或者自己選題，設計題目相關性比較大的4～5人組成一個設計小組，設計小組在一起查閱文獻，制定設計方案，共同完成設計工作。第2～3周在工廠進行實習，這期間要求學生除了完成實習任務以外，還需要學生對與設計相關的設備進行特別關注。很多學生利用實習間隙對利用手機對相關設備進行外觀、內部構造的拍照記錄，例如發酵罐設計過程中攪拌器的漿葉設計、裙座設計等。這樣與實習相結合的方式獲得了學生們的認可和積極響應，很多學生反映書上老師講的設備“看到見，摸得著”，縮短了距離感，有了真切的感性認識和了解，明白了老師為什么要這樣講，設備為什么要這樣選型設計等問題。第4周生產實習結束后，利用1周時間整理素材，完成圖紙和設計說明書。

2.2 師資隊伍建設 在學校學院的大力支持下，本課程組引進2名青年博士教師，一名在校教師博士畢業，這三名青年教師的加入充實了教學團隊。同時分批次派青年教師赴企事業單位進行掛職鍛煉，其中兩名青年教師分別入選2015年度和2016年度“河南省博士服務團”。通過赴企業為期一年的掛職鍛煉，工程素養有了不同程度提高，在平時上課時不再只依賴于教材而且能信手拈來生動的實例，而且具備指導學生解決實際問題的能力。除了加強自身教師隊伍建設外，學院還聘請企業工程師作為兼職指導教師為學生做專題講座、輔導化工設計大賽等。通過這些舉措，青年教師成長速度很快，同學們也反應學習這門課更 “接地氣”而不是抽象難懂了。

2.3 考核方式改革 將生物工程設備課程設計獨立成課，與理論課開設在一學期，需要同學在規定時間內完成以下3項任務：其中增加答辯這項考核內容，降低了設計說明書占總成績的比重。

其中圖紙、設計說明書一人一冊，答辯按照分組進行。答辯過程需要教師精心組織實施，以小組為單位答辯，每組答辯15min，由每個小組派一名同學對設計任務書進行講解，然后由指導教師就設計說明書及圖紙等進行提問，小組每位同學都需要回答，如有問題現場回答不出來，其他組員可以進行補充或答辯結束后查閱資料再進行回答。這樣的考核方式需要占用指導教師的一定精力和時間，但是通過這樣的形式可以客觀多元評價學生在設計過程中工作量完成情況，而不是光憑著學生交上了的說明書和圖紙進行成績評定。這樣堅持下來以后對學生的工程能力有了一定提高，許多同學反映經過這個課程設計的鍛煉，在后續的畢業設計環節不會手忙腳亂，而是得心應手。

3 結語

以學生為中心，以成果為導向，堅持不懈進行生物工程設備教學改革，提高了學生的學習興趣，培養了學生的創新能力和工程實踐能力。近年來，近年來，多名在校學生積極參加各類設計相關競賽活動，其中2017年榮獲全國化工設計大賽全國二等獎一項，河南賽區一等獎一項，第十三屆“挑戰杯”河南省大學生課外學術科技作品競賽二等獎一項；多名畢業生考取江南大學、天津科技大學、南京工業大學等國內知名院校的生物工程（發酵工程）等專業的研究生，學生就業在工作崗位上得到用人單位的普遍好評。今后，我們將向不斷向兄弟院校交流學習，持續深入進行教學改革，為我校生物工程專業順利通過工程認證而努力。

參考文獻

[1]林健.注重卓越工程教育本質 創新工程人才培養模式[J].中國高等教育，2011（6）：19-21.

[2]陳勇.發酵工藝學和生物工程設備課程融合與探究式教學模式探索[J].安徽農學通報，2015，21（15）：146-148.

[3]鄒東恢，李琰，郭建華.將工程訓練融于《生物工程設備》課程教學的改革與實踐[J].廣東化工，2013，40（3）：164-165.

[4]李良智，鞠鑫，扶教龍，等.基于工程能力培養的生物工程設備課程教學實踐[J].化工高等教育，2014，1：42-44，60.

（責編：張宏民）