生物工程专业课程设计

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生物产业是我国国民经济中的重要产业，近年来，生物产业的产业规模、产品种类及产量都有了跨越式的发展，而生物工程专业旨在培养生物产业所需的人才。生物工程是生物技术由实验室成果走向工厂化生产的关键技术，这就要求生物工程专业培养的学生除了要具备扎实的基础理论与专业知识外，还要兼具工程能力与工程素质。因此，随着生物产业的高速发展与壮大，如何建设符合我国生物产业发展趋势的生物工程专业培养体系,以使培养出的学生能在生物产业从事生物工程产品的生产与研发、工艺设计与工厂设计、生产管理等方面的工作，成为应用型工程技术人才，一直是各相关高等院校领导及专业教师关注的问题，也是我们应用型本科高校生物工程专业老师必须去努力解决的问题。生物工程专业课程设计是巢湖学院生物工程专业学生所必修的一门独立课程，属于实践教学环节，并在学生学完所有专业理论课程后进行开设，是毕业设计前的一次综合训练。鉴于课程设计在整个教学体系中所起的承上启下的关键作用，作者认为在课程设计教学环节中应注意以下几个方面：

1加深对课程设计作用的认识

鉴于生物工程属于综合型工科专业，多数大学面向于生物工程专业所开设的主干课程主要分为机械类、化学类及生物类等课程[1－2]。由于所学的课程较多，同时，各类课程是由各专业老师单独教学，限于专业教师的知识面，因此老师在教学环节中无法将各学科知识融会贯通，这也导致学生很难将其所学的各学科知识进行综合理解并加以掌握，也就影响了学生对生物工程内涵的深入理解，而课程设计的开设有助于解决这一问题。课程设计是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程，是专业实践教学环节的重要组成部分。设计内容涉及生产工艺设计、工艺计算、设备选型及三废处理等，学生只有综合运用所学过的知识才能完成课程设计工作，因此，通过课程设计有助于学生将自己所学的知识融会贯通，加深对专业知识的认识。经过课程设计还可以培养学生理论联系实际的工程能力和查阅资料、分析问题、解决问题的实践能力，因为整个设计过程中所涉及的知识包括：化工原理、生化分离工程、生物工程设备、生物工厂设计及机械设计等诸多课程内容[1]。另外，课程设计对毕业环节中只做毕业论文，不做工程设计的同学显得尤为重要，因为这有可能是其工作前最后一个工程实践环节，为今后从事生物专业技术工作打下一定的基础[3]。

2明确课程设计的目的与任务

根据课程设计的作用，要明确课程设计的目的与任务。只有在设计过程中明确课程设计目的，才能依据目的有针对性的布置设计任务，只有合理的设计任务才能有助于学生将自己所学的知识融会贯通并得到工程能力的锻炼，学生通过完成设计任务提高了自己的综合能力，也就达到了课程开设的目的，继而体现课程设计的作用。即以作用明确目的，依据目的规划任务，以任务体现目的和作用。因此，在设定课程设计目的与任务时，要让学生能使用到所学到的大部分专业知识，并通过课程设计可以将自己所学的知识融会贯通，以培养学生综合运用所学知识的能力。比如，通过《发酵工厂课程设计》后，使学生能够综合运用发酵产品生产工艺学、生物工程设备与化工原理等知识，掌握发酵工厂设计的任务、方法及步骤，培养学生使其初步具备发酵工厂工艺设计能力、设备设计能力，提高工艺计算、设备设计和绘图技能；通过该设计，学生可以对发酵领域的前沿技术、新工艺和新设备予以了解和熟悉；在整个设计环节，学生会不断遇到问题，如在工艺计算中对物料特性不了解导致其工艺计算结果不合理、在设备设计中对核心设备不熟悉导致其对关键尺寸的漏算等，学生为了解决这些问题就必须查阅大量的资料，因此，该设计还可以让学生学会使用相关的技术手册和设计资料，提高对实际工程问题的分析和解决能力，从而得到对生物工程专业技术人员的综合性训练，提高学生的综合素质。

3合理安排设计的题目与内容

课程设计的时间一般为两周，因此，指导老师一定要合理安排设计的题目与内容。首先，难度要适中。教师在题目制定上要充分考虑学生的承受能力和难度要求，要保证学生根据自己学过的知识能够按时完成设计任务，如果设计难度较大，就会打击学生的积极性或者无法按时完成设计任务；其次，课程设计选题要考虑专业特点。巢湖学院生物工程专业主要方向为发酵工程，因此，我们设计题目主要为发酵领域，如啤酒发酵工厂设计、淀粉原料酒精发酵工厂设计、氨基酸与有机酸发酵工厂设计等，这些选题都是结合生产实际、能够体现专业特色的选题。第三、设计工作量要合理。规定的设计内容要能充分体现设计题目所包含的信息，使学生在两周时间内能够按时、按质完成设计任务。设计内容一般要包括以下核心环节：

3.1生产工艺的选择及论证

生产工艺设计是整个工艺设计的基础，是发酵工厂设计的关键。学生需按照确定的产品方案设计出先进但要合理可行的工艺流程路线，并对该工艺流程进行阐述论证，确定工艺过程的重要参数。

3.2工艺计算

通过此环节学生可以掌握关键生产环节中的物料衡算、热量衡算、耗冷量计算、水衡算等工艺计算的方法与步骤。

3.3设备的设计与选型

主要对专业设备的工艺条件、工艺参数进行计算，掌握专业设备设计与选型的依据。

3.4工艺流程图

绘制带控制点的工艺流程图一张，该图要能明确表达各生产环节的具体联系，主要包括设备、物料管线、主要管件、控制仪表等内容，按化工制图的绘制要求完成，最好是Autocad制图。

4改进课程设计的考核方式，提高学生参与设计的积极性

在很多高校中，设计成果（说明书、图纸）所占的成绩比例较大，一般为80%，主要从以下几方面对设计成果进行打分：创新性或合理性、资料收集的全面性、工艺计算的正确性、设备参数计算及选型的合理性、说明书的质量及格式、工艺流程图质量[1]。但作者认为，在成绩评定时应该适当增加平时成绩的比例。成绩的评定要客观、公正，除了要依据设计成果外，还要能体现出学生对课程设计的态度是否积极。课程设计是一门实践课程，要体现课程设计的目的与作用，就要要求学生必须积极地参与到设计环节中并将自己所学的知识融会贯通才能完成课程设计。所以，适当增加平时成绩的比例有利于提高学生参与设计的积极性。另外，还可以将“组间评定”引入到成绩评定中。所谓“组间评定”，就是让小组成员之间互相打分，因为课程设计是每小组成员之间共同努力完成的，所以他们更能了解成员在课程设计整个过程中的参与情况，因此，最终成绩也更加合理。引入“组间评定”也会更加激发学生参与设计的积极性，也会使小组成员更好的协作，设计成果的质量也会随之提高。

5结语

应用上述原则指导我校生物工程专业学生进行课程设计，从已完成的课程设计结果看，整个设计过程比较顺利，学生能比较积极地参与到设计工作中，并能按要求完成设计说明书与图纸。与学生的交流发现学生对专业理论知识的理解、掌握程度也随之加深。课程设计在我校生物工程专业开设不久，不断完善生物工程专业方向课程设计的体系，不断探索能将理论课程和课程设计紧密结合的方法，对提高专业方向课程设计的教学质量具有重要意义。

作者：陈小举 方舒 张凤琴 晏娟 蒋慧慧 单位：巢湖学院