生物工程课程设计篇1
关键词:发酵实验;实验教学;科技创新
1以培养学生科技创新能力为目标，构建应用性和实践性强的实验课程体系
我校地处内蒙古包头，周边的制药企业较多，据统计生物专业的学生有60%以上就业于内蒙周边的与专业对口的制药公司，这一就业方向要求发酵实验课程必须与实际产生结合更紧密，这样学生通过实验，进一步巩固学生对理论知识的理解和掌握［6－7］。这样的话，学生可提前对生产工艺有初步了解，才能更快的适应工作要求;同时生物工程考研的学生也较多，生物工程专业多名专任教师在生物质能源化利用重点实验室从事微生物方向的研究，所以发酵实验也要体现科技研究成果，使教学和科研相结合，也使整个专业的学生都对科技创新有所了解，而不是只有部分学生可以接触科研。这也为将为可能从事研发工作和读研的学生奠定了坚实的科技创新基础。因此，课程的教学目标围绕科技创新和就业创业展开。在整个实验课程改革实施过程中注重多给以学生创新思维的鼓励和支持，注重学生科技创新能力及科研素养的养成和提高，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力［8－9］。
2搭建生物工程发酵科技创新平台，优化和完善实验教学大纲和教学模式
为了充分发挥我系人才和学科优势，搭建了生物工程发酵科技创新平台，在多年的实验教学改革中，发酵实验教学大纲进行不断的优化和调整始终为科技创新平台的建设为中心，2015年开始执行改革后的的实验教学计划，取得了良好的教学效果。生物工程发酵实验的改革创新主要由以下内容。
2.1增加实验内容和实验课时
发酵实验是以科技创新和就业创业方向为导向，依据生物产品生产过程的特点和流程，安排了以金色链霉菌作为实验菌种，把菌种的传代培养、发酵种子培养、摇瓶发酵、发酵罐发酵一个系列过程连续起来，使学生清晰的掌握实际的生物产品发酵过程操作所涉及到的基本环节。为了进一步提高学生对发酵实验的重视程度，改革后的人才培养方案增加了课程的学时数，由32学时增加至40学时。内容在原有金霉素发酵实验的基础上，又增加了青霉素生产的仿真模拟和厌氧发酵的实验，厌氧发酵即啤酒的发酵，而且实验室新购置了一套半自动化的中式啤酒生产装置，这样学生可以更系统的了解和掌握发酵的过程。此外，还以生物工程重点实验室的研究方向开设了降解木质素的菌种降解芦苇并制浆的实验，使学生进一步了解微生物在工业上的应用前景。
2.1.1啤酒教学内容与设备
(1)教学内容啤酒实验教学的目的是提升学生系统的应用专业知识，提高学生的工程实践能力，同时，还要培养大学生创新和独立思考的能力。啤酒发酵是可以采用不同原料的，所以在教学中，采用自选原料设计来产生新产品;不同方式的糖化设计、不同发酵时间和压力的设置;以及对酒花的添加量，次数和时间进行设计来改变啤酒的口味。发酵过程中定时取样分析发酵液中糖度、酒精、双乙酰等物质的变化;发酵后对啤酒进行色度、泡沫、香气、口味、其他异味等方面的风味评价［10］。使学生对啤酒发酵有了系统的了解，并掌握了啤酒发酵的工艺和设备的使用。尤其是能喝到自己设计和酿造出来的产品，学生学习和实干的积极性都非常高，积极主动的去设计方案，解决问题，从而形成学生独立思考、自主操作的创新设计型实验教学方案。(2)教学设备学院为啤酒设备配备了单独实验室，实验室的设备有粉碎机一台，70L的糊化锅1台，100L糖化锅一台;100L过滤槽一台，4个100L锥形发酵罐，一台制冷机，消毒车，啤酒灌装机和纯水系统等。中式装置和实验室的小实验相比，不确定性很大，在操作过程中会出现各种各样的问题，比如粉碎颗粒大小，糖化锅堵塞，糊锅，发酵过程中不保压等，都需要现场解决，这样不仅锻炼了学生的操作能力，还提高学生的分析问题和解决问题的能力。糊化锅和糖化锅在使用时要高温煮沸，设备要用3%的naoH或3%的H2o2进行清洗和消毒。naoH和H2o2具有一定的腐蚀性或氧化性，在清洗消毒时需认真检查管线的连接，确定是否有泄露等［11］;使用氧气罐时注意防明火;通过这些操作来提高学生的安全意识。2.1.2仿真模拟实验金霉素的实验只是实验室三角烧瓶的培养和发酵，与实际生产有很大的差距，所以又配套了青霉素生产的仿真模拟实验课程，学生每5人一组，一人一机，操作时间利用课余时间，只要在规定的时间内完成整个操作即可。
2.2在实验课中建立翻转课堂的教学模式
翻转课堂是一种混合使用技术和亲自动手活动的教学环境，在翻转课堂中(典型的课堂讲解时间由实验和课内讨论等活动代替)而课堂讲解则以视频等其他媒介形式由学生在课外活动时间完成［12－13］。以前我们的实验课都是教师准备好实验材料及相关用品等，教师讲解实验原理和方法及操作步骤，学生按照实验步骤开始做实验。这样的话，导致部分学生没有认真听讲，实验过程中错误频出。传统的教学模式，缺乏学生的主动参与，尤其对于生物发酵实验课学生不能真正地互动起来，学生只知道做什么，不知道为什么，实验也只能是机械地操作，而且讲授又占据了大部分课堂时间。针对这种情况，我们建立了主动的课堂教学模式，即翻转课堂的模式，但翻转课堂不应是简单地将课堂授课内容转移到课堂之外，而是要将传统的实验教学做一个全新的设计，让学生真正了解实验内容，对实验感兴趣。(1)提前讲授。以往老师是在开始实验时进行单个实验的讲解，学生不知道下一个实验要做什么，而发酵实验多是连续性的综合实验，所以学生会感到盲目。因此应在开实验课之前，采用翻转课堂的形式，对所开的实验课进行串讲，把各个实验做成ppt发给学生，让学生系统的了解实验内容。在此基础上学生自己去查阅相关资料，丰富实验内容，拓展实验思路。(2)预习实验过程。在开实验课之前，要对每个实验进行预实验，可以把学生分成若干组和老师一起来开展预实验，提前了解操作过程以及过程中可能出现的问题，这些学生可以在实验课中协助老师指导其他学生，每个实验可以找不同的学生完成预实验，这样每位同学都有机会参与预实验，在实验中成为助教的角色。这种方法可以大大的提高学生参与实验的积极性，激发学生学习的积极性、提高学生学习的主动性、自觉性，提高学生的思维能力和创新能力［14］。(3)分工合作。发酵实验是每2人一组共同完成，在实验操作过程中，需要学生间分工合作。学生在此环节中不仅熟悉操作流程，还可以共同探索，有利于开发每一位学生的创造潜能，提高教学效率;更有利于培养学生社会合作精神与人际交往能力。因为实验是连续的，一环扣一环，前面的实验没做好，直接影响着下一个实验的开展，例如菌种没有培养好就会影响金霉素的发酵等，因此学生操作时更加注意，责任心增强，这样就培养了学生的团队合作意识［8］。(4)开设时间。这一学期既有发酵实验也有生产实习，实验和实习交叉开展，这样学生把实验内容和前期查阅的质料在实习中得到验证，也能提高实习效率，同时还能补充实验方法和内容，充分发挥其想象力和创造力，起到事半功倍的效果。因此，这种课堂教学模式增加了学生思考、动手和互动的机会，增强了学生实验的积极性和主动性，提高了实验教学效果，培养了学生的团队合作意识，提高学生的思维能力和科技创新能力。
3创新课程考核模式
发酵实验最后的结果体现是实验报告，在以前的教学中，实验报告占的成绩了较大的比例，学生抄袭现象很严重，而且实验中的错误学生并没有认识到。实验课的考核评定比理论课程复杂，改革后的考核模式是综合评定，包括4个方面:(1)平时成绩。包括出勤情况、对待实验态度和实验室卫生安全及对各种实验项目的参与程度都在考核之列［11］。对于主动申请参与预实验的，在实验过程中能体现解决问题的主动性、创新性的学生均给予加分。这部分成绩占20%。(2)实验技能。实验技能成绩是考核的主要部分，是对学生实验技能掌握程度的把握，考察学生对于实验目的、内容是否清楚，操作过程是否熟练，以每人抽取一个操作过程进行口述和演示的方式进行考核。实验技能考核占50%。(3)实验报告。为了提高学生对实验结果的表达与分析能力，要求学生将实验结果以及实验过程中出现的各种问题进行分析，将实验数据用统计等方法进行分析，并以图表表现出来。对实验中出现的问题，例如发酵不成功或产物较少等找出原因。采用这样的考核形式，可以提高学生对发酵实验课程的重视程度，调动学生的学习积极性，提高学生的实践创新技能。
4实验的教学效果
在教学与科研就业相结合的原则指导下，我们建立的这种实验教学与科研就业有机融合改革创新，有力地推动了学生创新活动的开展，收到了明显的成效［15］。实验模式在两届学生的实验过程中进行不断的创新改进，并对这120名学生进行调查，有90%的学生认为这种实验创新提高了学习主动性、去工厂实习感觉到有备而来，更好的熟悉了生产流程，还能有利于提出问题和发现问题。另外有35%学生认为实验使他们对科学研究产生了兴趣，并准备提前进实验室开展毕业论文。总之，融入这种翻转课堂的项目式教学改革获得了参加实际体验的学生的认可。
生物工程课程设计篇2
关键词：生物工程类；试验设计与数据处理；教学改革
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2014）49-0226-02
一、引言
《试验设计与数据处理》是高等院校生物工程类专业开设的一门专业必修课。本课程是以生物界的各种自然现象为研究对象，把数理统计学原理和方法引入到生物科学领域，经济而又高效地设计试验方案，并对试验数据进行处理，对其结果进行分析，最终达到用较少的试验次数和最短的试验周期而优化试验方案的目标。它是一门理论与实践相结合的科学，已成为现代生物科学领域必不可少的工具之一。开设本课程，为培养和巩固学生的专业素质，为生物工程类专业的毕业论文（设计）、今后科研及就业方向的选择奠定了理论基础[1]。为提高本课程的教学质量，笔者在亲身实践的基础上，结合河南工业大学生物工程类本科专业教学计划《试验设计与数据处理》课程的教学大纲，总结了当前教学中存在的主要问题，从课程的重要性、教学内容、教学模式、教学手段、考核方式等方面进行了探索。
二、当前教学中存在的问题
《试验设计与数据处理》课程具有“概念多、公式多和内容多”、“难教、难懂、难记和难用”的特点。在当前的教学过程中，为使学生充分理解统计分析的原理，教师要应用大量的数理统计学知识进行复杂公式的推导。虽然公式推导有助于学生理解统计方法的原理，能加深学生记忆公式，但对生物工程类专业的学生而言，其数理统计的基础知识较为薄弱，学生感到内容枯燥、难以理解和掌握，失去了学习兴趣，进而影响了教学质量和学习效果。由于学生上课的时间有限，为确保学生修完全部课程，只能将部分课程的学时进行精减。尤其是《试验设计与数据处理》课程由原来的54学时减少到36学时课堂教学后，学时、教学内容及实践操作之间的矛盾使得当前的教学方法的弊端日益突出：（1）学生对本课程的学习不够重视，兴趣度低。（2）教学内容过于强调理论知识和计算过程的解析，而数据处理的实践环节严重不足，忽略了应用环节的讲授。（3）课堂主要由教师讲授，学生只是被动地接受知识，形成一个单向的教学过程，忽略了学生的能动性。（4）当前教学中大部分教师的课件采用多媒体与板书相结合的教学手段，虽改变了传统板书的教学形式，但这种教学手段目前已在广泛应用，学生已司空见惯，无特色之处，不能调动学生的学习热情。（5）考核方式过于教条，当前的考核方式是以平时成绩（20%）和卷面成绩（80%）作为考核的最终成绩，不能全面评估学生的学习效果。
由于存在以上问题，学生在大四做毕业论文（设计）时，多数学生不能灵活运用本课程的统计方法去处理实验数据，能将本课程的知识灵活地运用到今后的科研及工作生活中更是凤毛麟角。大部分学生对本课程的学习目的只是为修满学分而能保证顺利毕业，完全背弃了开设本课程的教学目的。鉴于此，笔者在亲身实践的基础上，对本课程的教学方法进行了总结归纳，进行了以下几点思考。
三、教学改革之思考
1.强调课程的重要性，提升学生重视度。本课程理论性强，学生首次看到教材的内容，就有一种“知难而退”的心理，“只要能保证及格”是大多学生的学习目标。学生认为，本课程对考研、今后的就业及科研关系不大，学好与否对将来的前途无任何影响；而且，河南工业大学开设本课程是在大四的上半学期，正处于考研复习的关键阶段，对本课程学习态度更是“雪上加霜”，处处在应付，甚至部分学生无故旷课。由于这门课的连贯性、逻辑性比较强，若缺一节课，之后又不补习，下节课根本无法听懂，由此，递增了学生对本课程学习的抵触情绪。对本课程的学习，笔者认为首先要让学生认识到本课程的重要性，并在教学过程中，不断地创新教学思路，以激发学生学习的兴趣。因此，教师要特别注意在上第一节课就着重强调本课程的重要性，扭转学生对本课程学习的错误意识。
2.简化理论推导，重视应用环节。《试验设计与数据处理》课程中涉及较多的枯燥的统计学理论，学生对此并不感兴趣。为了节省教学课时，将对公式和定理的分析、推导过程仅作简单介绍，不做重点讲解，相关内容可让学生课后自学，把重点放在阐明关键统计量的含义、判断的标准、各统计量间的关系、常用分析方法的条件及其应用背景等知识点，最后要把精力放在统计方法的应用上。多引用一些与教学内容相关的实例，引导学生如何去解析不同条件、不同背景下的实际问题。只有简化理论的讲解，加强实例环节的应用，才能激发学生的兴趣，促进学生掌握关键内容。
3.启发与实践相结合的教学模式，增强学生的主观能动性。在重视教师讲授为主的同时，强调学生的主动性，采用启发与实践相结合的教学模式，联系或引用一些生物工程类专业的实际问题，调动学生参与教学的积极性，这样既能活跃课堂气氛，又能激发学生的求知欲望。在授课过程中，举出实例，教师与学生共同针对某一问题进行分析和讨论，引导学生积极地思考，培养学生的主观能动性[2]。例如：利用多个实验指标进行正交实验设计的讲授过程中，以生物工程专业的“优选酿酒酵母菌性能”的实验为例，用耐高压、高酒精、高糖、高温等多个性能指标进行正交实验设计，首先让学生自己去思考并提问。提问之后，教师可针对问题逐步地解析，指出学生分析的正确与否及其原因。通过启发与实践型相结合的教学模式，调动了学生学习的主观能动性，牢固地掌握了学习内容，并能将所学知识灵活地运用到实际问题的分析中，增强了教学的效果。
4.丰富教学手段，突出内容特色。《试验设计与数据处理》课程理论性强，学生听课的时间过长，单一的教学手段势必导致学生的视觉、听觉和思维疲劳。因此，针对本课程的特点，运用当前的多媒体、板书、网络等有机结合的多种教学手段，集中学生注意力，从而提高学生的听课效果。多媒体课件容量大、内容展示方便，为课堂教学营造了一个广阔的信息空间。所以在教学过程中，通过变换课件中的背景图案、字体颜色、线条粗细、图形和动画等内容，使学生时刻感觉每张幻灯片的制作都是简洁明了、条理清晰、美观大方而又别具一格，从而吸引学生的注意力。而且，在没有开设电脑实验课程的条件下，可借助多媒体课件进行实验演示。例如：在多重比较中的新复极差法（SSR）分析中，结合SpSS软件的应用介绍，可以让学生清晰、直观地掌握抽象的概念及数据处理的过程，提高学生解决实际问题的综合能力。板书与多媒体教学手段相比较，虽然比较费时，但对于一些重要的统计学原理及其公式的证明方面（如：正态分布、显著性检验、方差分析原理等），却突现出多媒体教学所不可比拟的优越性。在板书的过程中，可引导学生活跃思维、积极思考、及时理解和消化知识。同时，在教学过程中，要重视网络信息的应用。根据不同章节内容的需要，教师应有意识地引导学生关注和介绍一些主要的统计学网站和论坛，灵活地向学生展示相关的最新教学信息及其前沿知识；同时，以课后作业的形式，督促学生查阅最新的统计学前沿知识及应用软件，并定期检查学生网络学习的情况，可促使教师不断地更新教学内容，同时拓展了学生的知识面，培养了学生的自学能力，实现了教师与学生共同进步的“双赢”效果。
5.实行多元化的考核方式，促进学生全面巩固。考核是教学过程必不可少的环节，也是反馈教学效果的重要手段。为了加强学生专业能力的培养，力求避免学生平时学习不认真而为应付考试造成死记硬背的弊端，以激发学生学习的主观能动性为教学目的，笔者进行了多种考核方式的探索和总结，认为实行平时成绩（20%）、课后作业（10%）、技训报告（20%）和卷面成绩（50%）相结合的综合考核方式，可以全面考察学生对本课程知识的掌握情况。第一，要重视学生课堂表现的考核。课堂表现主要包括回答问题的积极性、正确性等，把课堂表现作为平时成绩，可以增进教师与学生之间的互动能力。第二，加强课后练习，每章讲完后要将本章节的知识点融入到习题中，以课后作业的形式，督促学生复习和巩固学习的内容。而且，要加强实践报告的考核，实践报告主要侧重于试验方案的设计、统计方法的运用、分析软件的操作及数据处理的结果分析等。运用以上三种形式相结合的考核方式可以使学生充分认识到本课程在实践中的重要性。最后，为避免学生对本课程的不重视而学习浮躁，导致学习效果不佳，应选择闭卷考试的方式进行卷面测试。总之，实行多元化的考核方式可以相互补充，从而能够全面、综合地考核学生的学习效果。
通过上述几点教学改革的思考与尝试，笔者在教学过程中发现，学生对本课程的重视程度及学习兴趣明显增加，课堂上学生和教师互动能力也显著增强。通过多元化的考核结果发现，学生能较为牢固地掌握学习内容，而且能灵活地将所学的方法运用到实际问题中，教学效果明显得到了提升。随着现代生物工程技术的飞速发展，本课程的知识体系也在不断改进，将会面临着更多的新问题值得去思考。因此，在今后的教学过程中，教师在博览群书和总结各家所长的基础上，更要深刻领会《试验设计与数据处理》教学内容，透彻把握各章节的逻辑联系，遵循数学逻辑编排教学内容，使学生容易接受并消化新知识，形成适合生物工程专业特色和学生实际需要的知识体系，不断总结经验、改革创新，提高自身专业素质，这样才能适应本课程发展的需要，才能更好地向学生传授知识，才能培养出合格的、高素质的生物工程类专业人才。
参考文献：
生物工程课程设计篇3
关键词:制药设备与车间设计;制药工程;课程设计
制药工程是以药学、化学工程与技术、生物工程为主并相互交叉的新型学科［1］。制药工程专业经十几年发展，开办院校目前已增至二百多所［2］。《制药设备与车间设计》课程［3－5］是我校制药工程专业本科生的专业主干课、核心课和必修课，该课程的前身是《制药工程基础》，2013年学校重新修订了制药工程专业本科生的培养方案，对该课程增加补充了车间设计等相关内容，将课程的名称改为《制药设备与车间设计》，强化了对制药工程专业学生工程设计等能力的培养，同时对该课程的相关课程设计的实践环节也提出了新的要求。针对这些新内容和新要求，在本课程的课程设计环节我们进行了新的教学实践与改革探索。
1课程设计的设置思想和教学目标
(1)设置思想《制药设备与车间设计》课程设计在学习《制药设备与车间设计》理论课的基础上，通过课程设计，使学生熟悉制药工程设计的基本程序、原则和方法，能够查阅国内外最新的技术资料、国家技术规范、正确选择公式进行设计计算，运用简洁的文字、图形和工程语言正确表述设计思想与结果。(2)教学目标本课程设计是学生在先修了《机械基础》、《化工原理》、《物理化学》、《制药工艺学》、《中药药剂学》等课程的基础上，由《制药设备与车间设计》课程开设的实践教学环节，通过该教学环节可实现如下教学目标。知识目标:本课程设计需要学生运用制药工程中各类典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等知识，完成制药设备与车间的设计，通过该设计，学生应主要掌握工程设计的基本程序、原则和方法等知识。能力目标:通过本课程设计，学生应获得分析和解决工程实际问题的能力和科学、严谨的工作作风，使学生逐步树立正确的设计理念，提高学生的工程计算能力、设计及绘图的能力。素质目标:通过本课程设计，学生应获得初步独立从事制药工程设计的基本素质。
2课程设计的题目
本课程的课程设计安排在大四第七学期，完成《制药设备与车间设计》的理论课教学后进行，由于前置课程《中药药剂学》、《制药工艺学》、《化工原理》等相关专业课已经学习，学生对制药的整个工艺过程及相关设备已经有了一定的理解。固体剂型是最常见的一种药物剂型，在药物制剂中约占70%，有散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂、滴丸剂、膜剂等多种剂型。在车间设计类型中，我们选择了最常见的固体制剂车间设计［6－8］，药物剂型选择了应用较广泛的三种类型片剂、胶囊剂、颗粒剂。主药药物名称则每年结合学生在第六学期开设的《中药药剂学》的综合性实验的内容，在综合性实验中，学生根据实验的要求自主开展药物的选择、剂型的确定，查阅文献来确定药物的处方、制备的方法。课程设计就以此为依据，让学生们更好地理解如何将实验室的小试实验转换成工业化生产，确定生产工艺流程，进行固体制剂车间的设计，并将设计成果以图纸和设计说明书的形式表现出来.
生物工程课程设计篇4
计算机工程是涉及现代计算系统、计算机控制设备的软硬件设计、制造、操作的科学与技术,建立在计算、数学、科学和工程学的基础上,主要研究计算机处理器、多处理器通讯设计、网络设计和存储器体系,着重研究硬件设计以及与软件和操作系统的交互性能,如嵌入式系统、分布式数据与大规模存储系统。绝大多数美国学校的电气工程和计算机工程是在一个系,除数学、物理等基础科学知识外,课程体系主要包括计算机科学和电气工程等学科的相关课程、设计和构建计算机系统及基于计算机系统的相关软硬件课程。培养的学生应具备从事计算机系统工作的能力,或具备基于计算机相关系统进行分析、设计、应用和集成工作的能力,具有扎实的计算机基础理论、良好的科学素质和工程实践能力,包括良好的团队合作和人际交流沟通能力[5]。下面主要介绍美国这4所大学的计算机工程课程设置情况。
1.1UiUC计算机工程专业本科课程设置
UiUC计算机工程专业学生需要修满128个学分,这些课程分为如下7大类:1)科学基础与数学课程(31学分),包括数学、物理、化学在内的10门课程。2)计算机工程核心课程(34学分),这些课程重点介绍计算机工程领域的基本概念、基本原理、基本实验方法和技术,共有10门课程。3)专业基础数学课程(6学分),包括离散数学和概率、工程应用两门数学课程。4)写作课程(4学分),1门写作原理课程,主要讲授研究报告的写作方法。5)专业技术选修课(23学分),其中1门必须选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程之外的课程,其他必须均选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程。这些课程强调计算机工程实践中用到的主要分析方法和设计原则。6)社会科学与人文科学课程(18学分),这些课程被工学院认可并满足学校对学生社会科学与人文科学课程通识教育的要求。7)自由选修课程(12学分),这些几乎没有限制的选修课可以让学生学习任何领域的知识。学生可以在计算机工程专业深入学习课程,也可以学习生物工程、技术管理或语言等课程。
1.2普度大学计算机工程专业本科课程设置
普度大学计算机工程专业学生需要修满125个学分,这些课程分为如下6大类:1)通识教育课程(24~25学分),包括6~7学分的两门交流技巧课程和18个学分的社会与人文学科选修课程。2)数学课程(21~22学分),数学课程有两种套餐,各6门课,学生可以根据自己的情况任选一种。3)科学基础课程(18~1分),包括物理、化学、生物及面向对象编程等5门课程。4)工程基础课程(7学分),包括工程导论两门课程及计算机工程和计算机科学以外学科的工程学科选修课1门。5)计算机工程专业课程(4分),包括32~33学分的13门计算机工程专业核心课程;两门共计1学分的研讨课程;2门3~4学分的高级设计课程;2门8学分的研究生课程;1~2门计算机专业选修课程,使计算机工程专业课程总学分达到4分。6)任选课程(4~6学分),根据辅修要求或个人兴趣,任选课程可以从理学院或文理学院中适合工科学生的数学、科学课程中选择,目的是使总学分达到125学分。
1.3伊利诺伊理工学院计算机工程专业本科课程设置
iit计算机工程专业学生需要修满130~134个学分,这些课程分为如下3大类:1)限选课程(10分),学分分配如下:计算机工程专业限选课程47学分,包括计算机工程和计算机科学两类课程;数学限选课程24学分;物理限选课程11学分;化学限选课程3学分;工程科学限选课程3学分;社会科学与人文学科限选课程21学分。2)选修课程(15~1分),包括专业选修课程9~12学分,其中含1门硬件设计选修课;科学选修课程3学分。3)跨专业实践项目课程(6学分),包括ipRoi跨专业实践项目i和ipRoii跨专业实践项目ii两门课程。
1.4西北大学计算机工程专业本科课程设置
西北大学计算机工程专业学生需要修48门课程,这些课程分为如下7类:1)通用工程方法、数学、科学基础课程(15门),必修计算方法与线性代数Geneng205-1、线性代数与力学Geneng205-2、动态系统建模Geneng205-3和微分方程Geneng205-4等4门通用工程方法课程;必修微积分(i)matH220,微积分(ii)matH224,微积分(iii)matH230及多元积分与矢量微积分matH234四门数学课程;必修普通物理(i)physics135-2和普通物理(ii)physics135-3两门科学基础课程;从mcCormick工学院科学基础课程中任选其他2门课程;另外必修iDea106-1工程设计与交流(i)、iiDea106-2工程设计与交流(ii)两门工程设计和交流课程。2)工程基础课程(5门),必修4门,包括eeCS202电气工程导论、eeCS203计算机工程导论、eeCS211编程基础(C++)、eeCS302概率系统与随机信号,并从mcCormick工学院工程基础课程热电力学、系统工程与分析、材料科学和流体与固体中任选1门。3)交流与社科人文学科课程(8门),选修GenCmn102演讲或GenCmn103课程的其中1门,另外选修7门满足mcCormick工学院要求的社科人文学科课程。4)专业核心课程(5门),必修eeCS205计算机系统软件基础、eeCS303高级数字逻辑设计、eeCS361计算机体系结构、eeCS311数据结构与数据管理和eeCS343电路基础这5门课程。5)技术选修课程(10门),西北大学计算机工程专业分高性能计算、VLSi与CaD、嵌入式系统和算法设计与软件系统4个方向,每个方向开设若干门技术课程,每个学生必须在这4个方向中选修5门课;从专业基础课程eeCS213计算机系统导论、eeCS222信号与系统基础、eeCS223固态工程基础、eeCS224电磁场与光学基础、eeCS225电子学基础5门课中根据学习方向选修2门;剩下3门从计算机科学、计算机工程、数学、科学基础等课程中选修,如可以是生物学BioL210-1,2,3和化学原理CHem210-1,2,3课程,也可以经申请同意选修相关计算机工程研究生课程。6)自由选修课程(5门),共修5门,学生可以根据自身情况和兴趣爱好自由选修。若从未学习过任何计算机编程语言,建议其中1门选修编程入门(python)eeCS110课程。7)高级项目课程(1门),至少在微处理器系统项目eeCS347-1、计算机体系结构项目eeCS362和VLSi设计项目eeCS3923门课中选修1门。
24所大学计算机工程课程设置特色
4所大学计算机工程本科专业的课程设置都通过美国工程教育认证机构aBet的eC2000指标体系认证,有如下特点:
1)注重基础知识的学习,在贯彻通识教育中培养学生的各种能力。基础知识直接决定学生未来的发展潜力[7-8],而基础知识的掌握通常是通过通识教育实现的。与我国高校通识教育不同的是,这4所美国大学按照各种完整的项目组织基础知识,让学生在基于项目的学习中形成各种能力。他们还特别重视人际沟通能力的培养和学生对广泛深入的人文社科知识的理解,使所有工科学生在数学、物理、信息、物质、生命、技术和能源科学方面及人文社科方面打下广泛的基础。这种比知识更重要的能力是学生取之不尽、用之不竭的资源。普度大学第一年的工程基础培养及UiUC第一年的计算机工程训练从一开始就围绕能力培养,使学生能更好地理解和应用所学的基础科学和数学知识。
2)注重相关学科的交叉和融合,培养学生跨学科处理问题的本领。现代工程是一个复杂系统,不是狭隘的技术知识背景所能胜任的。解决现代工程问题要求工程师能够打破学科壁垒,把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这要求学校在课程设置上必须充分考虑学科的交叉和融合,为学生提供综合的知识背景,以利于复杂工程问题的解决[6,8]。UiUC、普度大学、西北大学和iit在课程设上均体现了学科交叉、学科融合的思想。UiUC规定学生在技术选修课中必须选1门计算机工程和计算机科学系以外的课程,例如宇航工程、农业与生物工程、土木工程、化学工程、生理学、生物工程、生物物理学、生物化学、大气科学、天文学、材料科学与工程、机械工程等。普度大学的计算机工程专业学生也必须选修1门电气工程和计算机工程领域以外的课程,以满足工程拓宽要求,可以是航空力学、化学工程计算、噪音控制、核工程导论、材料结构与特性、环境工程中的物理化学原理、环境可持续工程以及运筹学-优化、运筹学-随机模型中的任何1门。西北大学的计算机工程本身就是该校电气工程和计算机科学交叉和融合的结果,学生除必须选修科学基础选修课中的普通物理-电磁学、普通物理-波现象和现代物理外,还必须在遗传和进化生物学、工程分子和细胞生物学中任选1门。iit规定科学选修课必须选1门生物学、材料科学、化学原理,工程选修课必须选1门机械学导论或热动力学。
3)强调工程实践能力培养,培养学生“以解决问题为中心”的工程设计能力。工程本身就意味着实践,意味着更加重视工程实际和工程的系统性和完整性。这4所大学都十分强调学生工程实践能力的培养,在课程设置上不仅有丰富的实验课程,而且通过更为灵活多样的基于项目学习(project-basedLearning)课程培养学生的实践能力。如iit有ipRo跨专业实践项目,西北大学要求学生在微处理器系统项目(eeCS347)、计算机体系结构项目(eeCS362)、VLSi设计项目(eeCS392)等项目课程中必须至少选修1门。普度大学要求学生选修电气工程设计导论(eCe402)、计算机设计与样机(eCe437)、操作系统工程(eCe469)、编译器与翻译器工程(eCe495S)和数字系统高级项目(eCe495C)等项目课程。UiUC则有计算机组成与设计(eCe411)、高级数字系统项目(eCe395)、微处理器项目(eCe412)、数字信号处理项目(eCe410)等项目课程供学生选择。
4)发挥和保护学生的个性及兴趣,激发学生的自主性和创造性。工程教育应该在最大程度上发挥学生的个性并促进其创新能力的发展。在专业学习中,学生可以根据自己的水平、学习兴趣、个性特长选择不同的课程,从而促进个性和创造性的发展。为学生提供不同的培养计划是这4所大学的共同特点。西北大学为计算机工程学生提供了高性能计算、VLSi与CaD、嵌入式系统和算法设计及软件系统4个不同的学习路径。UiUC、iit及普度大学则采用庞大的选修课程及明确的课程分类,使学生可以依据兴趣爱好自行组织课程和学习内容,以发展个性,提高创新能力。
5)坚持课程设置机构的开放性,改变只按学科知识、由教师单方面设置的做法。在课程设置机构方面,这4所大学均根据产业界对计算机工程师的能力、素质、技能和知识等要求,学生求职的需求,毕业校友学习和工作的经验反馈及aBet2000指标体系,成立由有工程背景的教师、产业界、教育认证机构、学生及毕业生等利益相关者组成的专门委员会,讨论、确认、不断改进计算机工程专业的课程体系及教学大纲。这与我国由高等院校计算机科学与技术专业教学指导委员会主导、以学科为导向,追求知识完备性为基础,由缺乏产业经验和工程背景的教师确定的课程设置和教学计划相比,在满足学生求职和产业界需要等方面有明显优势[8]。
3改进我国计算机科学与技术本科专业实践教学的思考
截至2006年,我国高校工科专业在校生为600万人,其中计算机相关专业在校生近45万人,在规模上基本适应我国经济社会发展的需求。问题是我国计算机工程教育与计算机工业界脱节较严重,不同类型、层次学校的培养目标趋同[8]。通过深入研究、分析和比较美国高等学校计算机工程专业的培养目标及课程设置特色,我们深刻认识到我国工科院校计算机专业本科教育存在的诸多弊端。比如工程实践环节薄弱;工科教师队伍的非工化趋向严重;评价体系错位;课程体系落后,学科交叉欠缺,导致创新与实践双向不足,计算机毕业生得不到产业界的认同,普通工科院校计算机专业毕业生就业率低下。以下是我们对工科院校计算机科学与技术本科专业实践教学改革的一些思考:
1)计算机科学与技术本科专业实践教学的改革应从培养目标、课程体系、师资建设和评价体系、产学合作等方面综合考虑。
2)从培养目标上,工科计算机人才培养应从学科导向转为求职导向,也就是以产业需求为导向。这使学生能形成胜任今后工作的能力,成为合格的公民和称职的产业人员,而不仅仅是只掌握系统、完备的学科知识。
3)课程体系要符合大工程观的要求,注重学科的交叉和融合,强调基础知识的同时强化对学生实践能力的培养。实践教学应加强实验课程、项目课程和企业实习项目的建设,强调做中学、用中学,提倡学生的主动学习和实践是实践教学改革的重点内容。
4)评价体系涉及如何评价学生的学习效果,是关系到教学是否能达到培养目标的重要因素。如果要培养符合计算机产业界需要的具有各种能力和素质的工程师,以理论考试为主评价学生能力的评价体系就尤显片面。如何制定科学有效的评价指标,对学生的各种能力进行综合评价,特别是在基于项目的实践学习中对学生的团队合作能力、交流沟通能力、解决工程实际问题的能力进行科学评价,是一个有待探索的问题。
生物工程课程设计篇5
[关键词]创新型人才人才培养方案平台模块课程群
现代生物工程技术是当今世界科学发展中极为重要、极为活跃的科学领域,尤其是基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程进展迅速,连同近年来该领域又逐步发展形成的蛋白质工程、生化工程技术等,已在社会经济建设的各个领域发挥着重要作用,与人类的生产、生活密不可分。
郑州大学在原有“生物技术”本科专业开设及建设的基础上,于2007年起设立“生物工程”本科专业。该专业的设立不但将对河南省生物工程与技术产业的发展起着重要的推动作用,而且对学校的学科建设也非常重要,直接影响到郑州大学工程学科的综合实力。2008年郑州大学将“生物工程”专业列为全校“教学内容与课程体系改革与建设”试点专业,要求在原有人才培养方案的基础上,对“生物工程”专业培养方案进行修订完善,并将相关教学内容和知识体系进一步进行整合,制定出新的培养方案。生物工程专业旧的人才培养方案是在专业开办申请时参考教育部生物科学与生物工程教学指导委员会拟定的“生物工程专业规范”的基础上制定的,为此我们根据学校课程体系改革的精神及要求,结合学科发展特点、国内外生物工程技术发展现状、趋势,以及郑州大学生物与工程技术学科的实际,对该专业的课程体系框架及教学内容进行整合建设,以期满足生物工程学科创新型人才培养的要求。
一、认真组织调研,学习国内相关高校开展课程体系改革与建设经验
在明确课程体系改革与建设的目标和任务的基础上,我们对国内教育部直属重点大学及部分地方特色高校开展课程体系改革的经验与做法进行了认真地调研和分析,重点围绕生物工程学科发展和技术进步对专业教育带来的影响、生物工程专业课程体系的优化与教学内容的整合重建、实践教学体系构建与教学模式探索、生物工程与技术学科教学方法改革等进行深入的研究和分析总结。通过调研,负责“课程体系改革与建设”的老师及教学委员成员深受启发,对充分学习和借鉴各高校课程体系改革与建设过程中所取得的各项成果、经验,以及进一步明确专业办学方向、理请办学思路,明确生物工程专业模块设置方向等具有积极意义。
二、瞄准学科前沿及国家生物产业发展政策,明确专业发展方向
随着生物工程与技术学科的迅速发展,其在国民经济建设中越来越发挥着重要作用。生物工程技术广泛应用于医药、农业、能源、环境等行业,发展日新月异。2007年2月28日,国务院召开“十一五”期间高技术产业和生物产业发展问题研究会议,强调“十一五”期间,要把加快发展生物产业放在突出重要的战略位置。加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业,加强生物资源的保护和开发利用,强化生物安全管理体系建设。形成一批具有自主知识产权的生物技术产品,培育一批大型生物企业和生物产业基地,使生物产业真正发展成为增长速度快、质量效益好、带动效益强的战略性新兴产业。
三、整合教学内容及知识点,确定新的人才培养方案体系框架
基于生物工程专业人才培养目标在于,掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。在充分借鉴国内其他高校经验与做法的同时,我们对原有课程的教学内容、知识体系进行了认真整合。
1.原有教学内容及知识体系存在的问题
问题主要反映在实践实习教学环节及课程体系结构两个方面。前者有:(1)实践教学环节形式单一。主要是分散的课程实验,缺乏集中安排的课程及专业综合实验、专业课程设计及各种实习、实训等;(2)实习、实训等实践教学基地数量严重不足,急需加强建设以满足实践实习教学;(3)实验教学综合性、创新性实验项目比例偏少,需要进一步增加。(4)没有完全建立独立于理论教学的实践教学体系。实践、实习环节需要进一步加强。尤其是与生物技术专业相比,生物工程专业办学需要进一步与企业密切联合。
在课程体系结构方面,传统的人才培养方案包含有必修课(含公共、学科基础及专业必修课)、限选课(学科基础及专业限选课)和选修课,总学时和学分分别达到3410学时和182分。必修课过多(尤其是大平台课),选修课较少。必修课学分比例甚至达到60%以上,挤占了学生对专业及其它课程的自主选修学分。同时,大量的课堂教学也同样挤占了学生对其它课程自主选修,不利于学生自主学习积极性的调动和发挥,不利于创新型人才的培养。
2.采取有效措施,推进知识点整合
在教学计划制定过程中,我们考虑了学校有关文件精神要求、其它高校改革的成功经验和做法以及学科本身特点。具体措施有:(1)知识体系重叠部分前移讲授。根据学科特点,召开课程体系论证专家会议,充分征求教师和专家意见进行调整。(2)公共基础平台课进行尝试性改革。压缩部分课程学时、学分等;(3)对生物学基础课程进行整合。根据专业特点,将植物生物学、动物生物学整合为普通生物学开设,增加专业选修课比例,学科群课程增加前沿性、应用性课程比例,多学科知识点重新梳理、衔接,强化实验实习环节,以及将课堂教学与大学生创新实验项目结合等。(4)明确各门课程在培养计划中的地位与边界,界定各门课程的讲授范围,避免课程之间的重复和脱节,注重学科知识的综合性与实用性,注意学科间知识的衔接、推进、渗透及有机联系,克服课程之间的松散性,压缩、删减课程重复和内容陈旧的部分,将新的理论、方法和先进的科技成果引入课程教学内容。通过课程教学内容的科学设计与合理编排,培养专业范围宽、基础知识厚、综合素质高、工作能力强的复合型人才。
3.教学内容知识点及人才培养方案体系框架的确定
参照教育部专业规范重新梳理知识体系及知识点,明确生物工程专业共有的100多个知识单元。这些知识单元分属于不同的专业知识领域,同时开设理论课并配备相应的实践教学内容以加强学生创新、动手能力培养。这些知识领域包括基础生物学、生物化学、微生物学、工程制图、发酵工程、化工原理、细胞工程、酶工程、基因工程与分子生物学、生物分离工程、生物工程设备、生物反应工程、发酵工厂设计概论等。
四、按照培养目标和学科发展特点,制定新的人才培养方案
生物工程学科发展迅速,其中生物制药、发酵工程领域在整个生物技术产业中产值及行业规模较大,从就业和学科前景来看,我们计划设置上述两个专业模块,即生物制药模块(服务于制药领域)和发酵工程模块(技术服务于多农业、能源、环保、制造等多个领域)。在此基础上,结合学校新的培养方案设置要求,我们按照“平台+模块+课程群”的体系制定出了新的人才培养方案。
(一)专业培养目标
生物工程专业培养目标定位于,培养掌握生物工程技术及其产业化的科学原理、掌握生物制药或发酵工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能,能在生物制药或发酵工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高素质工程技术人才。
(二)专业培养基本要求
专业培养要求本专业学生主要学习微生物学、生物化学、生化工程原理、生物工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:具有宽泛的文化知识、较高的文化素养,不仅具备从事本专业领域业务工作的基本能力和素质,而且有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识;掌握现代生物学、生化工程原理、生物制药或发酵工程领域核心课程的基本理论、基本知识和基本技能;具备在生物制药或发酵工程领域从事工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力,具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力及开拓创新精神;熟悉生物工程技术及产业发展有关的方针、政策和法规;了解当代生物工程技术的理论前沿和发展动态;掌握生物工程技术领域文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
(三)专业模块方向设置及主要课程
1.生物制药模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、免疫学与抗体工程、生物反应工程原理、生物技术制药、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、药学概论、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、实验动物学、工程制图。
2.发酵工程模块
主要课程包括:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、环境微生物学、生物反应工程原理、微生物生理学、发酵工厂设计概论、生物工程产物分离技术、仪器分析、生物化学综合实验、分子生物学综合实验、生物信息学、生物工程设备、微生物学综合实验、工程制图。
“生物工程”专业新的人才培养方案除包括上述模块设立外,特别注重减少课堂教学总学时数,通过精选教学内容、改进教学方法等推动创新型教学及人才培养。规定本专业须修满指导性教学计划中规定课程学分173学分,其中平台课95学分(比例54.5%),模块课5分(34.0%),课程群1分(比例11.0%)。使得课程体系结构更为合理,更加有利于将学生从填鸭式的课堂教育中解放出来,对培养具有自主学习能力和创新精神的生物工程类人才具有积极意义。
参考文献:
[1]卢碧林,张敏,毛治超,等.生物工程专业课程体系建设与实践研究[J].高教论坛,2006(4):59-61.
[2]韩雅莉.生物技术专业教学内容和课程体系改革研究与实践[J].高等理科教育,2003(S2):90-93.
[3]易自力,周朴华,曾宝成,等.生物技术本科专业教学内容和课程体系改革的探索[J].中国农业教育,1999(7):46-47.
[4]李庆杨,李明宇.高等学校课程体系改革与创新人才的培养[J].沈阳教育学院学报,2008,10(1)37-38,46.
[5]龙健,乙引.生物技术专业课程体系教学创新探索[J].中国生物工程杂志,2005,(S):221-223.
生物工程课程设计篇6
[关键词]制药工程；课程体系；改革
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]a [文章编号]1005－4634(2012)02－0088－04
0 引言
制药工程是化学、药学、制剂学、工程学、管理学等多学科交叉的边缘科学，其目标是培养具备制药工程专业知识以及从事药品技术开发和工程设计能力，在工程应用研究等方面具有良好的开拓精神、创新意识和实践能力的研究开发型和技术应用型工程技术人才。它要求学生掌握化学、药学、制剂学和工程学的基本理论知识，通过对实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计等各个方面的训练，具备药品的生产、工程设计、新药的研制与开发的基本能力，并可根据Gmp和国家关于化工与制药生产、设计、研究与开发以及环保等各方面的方针、政策和法规，进行药品新资源、新产品、新工艺的研究、开发和设计，从而最终达到药物生产企业所要求的具备药物生产、管理、营销、工程设计和改进等方面的人才目标要求。
国内制药工程专业是在1998年教育部调整工科本科专业时出现的，从1999年秋开始招生，招生层次为本科生；而国外第一个制药工程教育计划早在1995年就已产生，并且专业培养以研究生教学为主，起步时间和教育层次都较高，因此，国外院校对于制药工程专业内涵的理解更专业、更实用、更侧重于药物生产过程中的工艺流程和生产技术等相关工程方面，在课程设置上，国外院校多以西药合成的生产工艺、制备技术、设计技术为主体构建制药工程专业课程体系。但是，根据我国的特殊国情和我国现阶段制药行业出现的各种问题，应将制药工程的内涵延伸到从药品的研发到生产上市的全过程，这其中主要包括如下各环节：新药的研发与专利申请，药品的临床实验，药品的生产，药品的质量控制与管理等等。与传统药学专业的学生相比，制药工程专业的学生更适合在新药的研发与专利申请、药品的生产、药品的质量控制和管理等环节发挥作用。
江苏大学药学院制药工程专业成立于1999年，2001年开始招生。从办学开始就始终紧抓制药工程专业培养目标，注重专业课程体系的改革，为培养高素质、高层次、综合能力和创新意识强的综合型人才而努力。在制药工程专业本科教育课程体系的建设上，始终遵循“厚基础、宽口径、有特色、强实践”原则，因材施教，培养能在制药行业各环节发挥作用的合格人才，为我国制药行业的发展提供强有力的人才保证。经过十多年努力，在制药工程本科教育课程体系改革方面积累了一定经验，现将其改革思路和成果总结出来，以求对全国各高校的制药工程专业课程体系改革有一定帮助。
1 专业体系改革的总体思路和方向
科学、合理的课程体系是培养合格学生的重要前提。针对制药工程专业这个名词来讲，制药工程应为具有药物生产特点的工程技术，其中心是工程技术，因此，制药工程专业课程体系应该突出制药工程专业工程课程体系，强调药物生产专业特色。所以，制药工程专业课程体系改革的目标必须体现具有药物特色的工程技术课程体系。目前，国内制药工程专业的起源主要来自化学化工学院和药学院，少部分来自医学院。因为专业背景的原因导致在化学化工学院的制药工程专业工程类课程较多，而药学药剂类课程明显不足；在药学院和医学院的制药工程专业药学药剂类课程完整，而工程类课程缺乏。专业课程体系改革过程中，各高校应当根据专业背景的不同，努力使得制药工程的工程课程和药学药剂类课程合理的分布，完善制药工程专业课程体系，达到制药工程专业的培养要求，实现制药工程专业的培养目标。
2 专业课程体系构建的原则
2.1 根据制药工程专业特点设置理论课程
制药工程专业为具有药物特色的工程技术专业，因此，制药工程专业其一应包括化学类基础课程，如无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等；其二应包括化工类基础课程，如化工制图、化工设备机械基础、化工原理、电子电工学、化工仪表及自动化、化工热力学等课程；其三应包括药物特色的专业基础课，如生物化学、微生物学、药物化学、药理学和天然药物化学等。在具备以上专业基础知识后，根据药物生产过程设置专业方向课程。药物生产过程从原料开始，经过反应前的预处理进入反应，反应结束后进行分离，得原料药，原料药经过制剂便可以得到最终产物――药物。因此，制药工程专业课程应当包括制药分离工程、化学反应工程和生物工程、制剂工程、制药工艺学、制药工程设计等主要课程，但是这些仅仅是工程化的主要课程，要生产出合格的产品，必须为药物特色开设大量的课程，如仪器分析和应用波谱解析、药剂学、药物分析、药事管理与法规、Gmp、制药工业三废处理技术等一系列课程。因此，上述课程应该组成制药工程专业课程体系的核心部分。值得注意的是，一定要坚决杜绝根据教师能力和教师习惯开设一些课程，错误的专业课程开设理念会给专业发展带来极大的不便。
2.2 专业方向的淡化和体现
制药工程专业包括化学制药、生物制药和中药制药三个方向，在课程设置上应该遵循总体上淡化专业方向，个体上体现专业方向的原则，即在课程设置过程中，核心课程和实践课程的设置是不分专业方向设置的，所有的专业学生都必须完成专业核心课程的学习，不存在因专业方向不同而课程不同的现象；而对于每一个学生个体来讲，都会有自己学习和研究的方向，这时必须体现出个体的专业学习研究方向，为此根据不同的方向开设专业方向选修课，如化学制药方向开设药物合成反应、有机反应机理、药用高分子材料等课程；生物制药方向开设生物工程、分子生物学、免疫学、细胞生物学、发酵工程等课程；中药制药方向开设药用植物与生药学、中药学等课程。开设专业方向课程既可以满足学生的兴趣学习，又可以深化专业的深度。
2.3 细化制药工程专业核心课程
江苏大学制药工程专业课程体系改革过程中，曾经将制药工程课程进行高度的综合，将多门课程合并为一门课程，以节约授课课时，满足教学计划学时限制的要求。但实践证明，一门课程包括的内容太多，授课教师难免出现部分专业知识不精的现象，采用多位教师合作上课的方式，授课方式和前后的衔接等问题经常因为教师其他教学任务而无法实现完美衔接，致使授课的效果下降。为此，制药工程专业核心内容采取细化的原则，每一部分开设一门课程，既能突出其专业性，又能利于就业。因此，根据细化的原则，江苏大学制药工程专业核心课程开设了制药分离工程、化学反应工程和生物
工程、制剂工程、制药工艺学、制药工程设计、仪器分析和应用波谱解析、药剂学、药物分析、药事管理与法规、Gmp、药厂三废处理等课程，不再采用合并课程的方式，专业教育效果明显好转。
2.4 开设制药生产管理、销售和前沿动态类课程
制药生产除了专业知识外，必须增设制药生产管理、销售和前沿动态类课程。因为企业不仅需要技术工人，生产管理人员和销售方法和队伍等都成为制药企业的生命线，因此开设医药营销学、市场学和管理学等课程；同时，作为一名制药工程专业毕业学生若不能把握本专业的发展趋势，在就业和工作过程中必然会失去很多竞争的机会，因此，开设药物设计学、新药研发和制药前沿动态等介绍专业发展趋势的课程是非常必要的。
2.5 适应考研的需要
近年来，受经济的发展和就业形势的影响，考研热门化，制药工程专业同样也不例外，因此，必须照顾考研的需要。首先，在课程开设方面，考研的课程适当增加课时量，加强理论授课；其次，课程学时和学期分布适当调整，即尽量降低各学期学时的差距，同时照顾到第7学期学生的考研和实习问题，将部分课程调整到第7学期开课，节省了学生考研复习的时间，也避免了学生因考研复习而大量缺课的问题。同时，课程体系中应包含实验设计方法、计算机在制药工程中的应用及制药工程专业英语等重要课程，为研究生学习和科研奠定基础。
2.6 加强专业实践体系改革
专业实践体系包括专业课程实验、专业课程设计、专业综合实验、专业开放性实验、认识实习、生产实习、毕业设计等内容。江苏大学制药工程专业教研室一直都很注重实践体系的改革，专业课程实验选择经典项目对学生进行基本技能的训练，专业课程设计紧抓制药生产项目进行，训练学生的工程概念和工程分析处理能力，专业综合实验和开放性实验重在训练学生查询文献、设计实验方案、并进行实验和统计分析的能力，认识实习和生产实习重在训练学生对工业化生产的感性认识能力和理性感悟能力，毕业设计为毕业前的最后一个实践性环节，是学生走上社会前的综合素质的训练过程，必须引起重视。同时要不断改进实践体系，提高实践体系对学生技能的训练，适应社会医药经济发展要求，拓宽专业就业面。如毕业设计的形式不要局限在制药工艺流程的设计和毕业论文上，市场营销类和管理类毕业设计的形式都满足制药工程专业培养目标，可以将毕业设计的形式多样化。
2.7 优化课程在本科各学期中的分布
在满足教育部制药工程专业课程体系基本要求的基础上，需将课程根据课程体系中理论的前后关系将课程合理分配到大学本科的8个学期中，避免学期间学分分配差别较大的现象，避免因此而造成学生在某一学期学习压力过大的现象。同时，制药工程专业包括化学制药、生物制药和中药制药三个方向的课程，三个方向的课程必须合理分布，防止出现某专业方向课程在全面学分制中因选课人数不足停课的现象，并且合理分布还可以让有学习能力的学生完成两个专业方向的课程，有利于学生多学习一些专业技能，有利于学生的就业。
2.8 理清课程间的相互关系
专业课程间的相互关系必须理清，这对于专业教学效果的影响太大，搞不清楚课程的先修和后修关系，势必造成学生对专业课程体系内容的掌握不佳，因此，完善制药工程专业导学图是课程体系改革的又一重要任务。这不仅有利于学生掌握知识，而且有利于引导学生选课，意义重大。
3 专业课程体系改革注意事项
3.1 完善专业课程体系教学文档
完善专业课程体系教学文档有利于教学课程体系改革方案的实现，同时制药工程专业课程体系要实现规范化、稳定化和可变化相结合，这样不仅可以将成熟的教学内容规范地延续下去，而且可以根据教师的科研状况改变部分教学内容，使教学内容具有前沿性，可以提高学生学习的积极性，促进教学质量的提高。
3.2 加强课程体系实施的监督管理工作
专业课程体系改革的监督管理工作是专业课程体系改革的后续工作，但是监督管理工作却决定着课程体系改革的成败。首先，要加强课程内容的管理工作，坚决杜绝授课内容的重复现象，在课时如此紧张的制药工程专业，杜绝重复现象可以节省很多的课时，让学生从中得到真正的实惠。其次，强调课程体系教学工作的落实情况，加强教学的监督，特别是实践教学的监督，避免应付导致课程体系改革形式化，失去专业改革的意义。
3.3 正确引导学生选课
引导学生选课的教师必须完全把握课程体系，防止在选课过程中误导选课，导致学生无法形成完整的专业理论体系和实践体系。同时，摒弃专业课程必须由专业教研室担任的错误理念，专业课程未必一定由制药工程专业教研室承担，很多课程只要有利于学生掌握完整的专业知识，即使专业教研室没有相应的专业教师，也要引导学生正确选课。
3.4 加大专业教师的引进和竞争力度
学校应该根据专业教研室的师资力量，合理的加大教师的引进和竞争。一般情况应该根据弱势专业方向进行师资力量的引进和调控，促进专业课程体系改革的进行。同时，要重视和加强专业任课教师的教学竞争性，促进教学水平的提高，为课程体系改革的实现提供保障。
生物工程课程设计篇7
关键词：水工建筑物；寒区特点；教学目标；教学内容；教学方法
中图分类号：642.0文献标识码：a文章编号：1002-4107（2013）03-0020-02
“水工建筑物”课程是水利水电工程、农业水利工程等水利类专业的骨干核心课程之一。是应用所学数学、力学、工程结构等各类专业基础课知识阐述水工建筑物设计的基本理论和解决工程实际问题的综合性、实践性很强的专业课，是本科教育阶段实现专业培养目标，完成专业素质，实践能力训练的重要课程之一。“水工建筑物”课程的教学改革应服从并主动地按照专业培养目标、专业人才培养方案计划的要求，不能仅仅从一门课程自身出发，盲目地要求课程完善和系统化，而要从专业总体和全局出发做好水工建筑物课程的教学改革。
一、水工建筑物课程教学的目标
水工建筑物课程教学应有明确的教学目标，以此要求来组织课程教学。
（一）专业培养目标的要求
课程教学目标要以专业培养目标为依据，应用性本科水利类专业培养目标是：培养能主动适应社会经济发展和社会主义现代化建设要求，德、智、体、美全面发展，具有扎实的专业基础知识，良好的素质和创新精神，掌握水利水电工程设计基本理论、基本知识和基本设计方法，获得工程师的基本训练，能够在水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研、管理等部门工作的复合型、应用型高级工程技术人才。这个培养目标反映了社会经济发展对本科水利类人才的要求，突出了应用性，强调了专业能力和专业素质及创新精神。水工建筑物课程教学对学生掌握水利水电工程规划、设计、施工、科研和管理的专业岗位需要的基本知识和技能起着很重要的作用。其中它以工程设计为主线来完成对专业知识的梳理。因此，水工建筑物的教学应以工程设计应用为主线，加强、加深课程实践性、应用性，同时加强与其他课程教学和实践性教学环节的结合。
（二）地区性需求的要求
我国地域辽阔，是冻土较多的国家。季节性冻土区面积占国土面积50%以上，分布在我国三北地区（东北、西北、华北）。这些地区冬季气候寒冷，最冷地区月平均气温在―3℃以下，冬季地表上层冻结，春季转暖融化。在这些冻土区进行工程建设，修建建筑物时，由于冻土区冻土具有特殊物理力学特性，使此基础上修建建筑物在强度、变形、稳定性方面受到很大影响，会遭到了破坏，不能正常运用。水利工程中的建筑物由于水的作用在该地区破坏最为严重，在实际工程建设中必须要解决这一问题。我国在对冻土的研究上取得了显著成果，提出了水工建筑物抗冻设计的防护措施和要求。作为讲解水工建筑物设计的“水工建筑物”课程教学理应反映地区性的实际需求。适应和满足冻土地区水工建筑物设计的要求。
二、合理选择教学内容，突出应用与寒区特点
（一）水工建筑物课程现状
水工建筑物课程内容庞杂，涉及的各水工建筑物的概念、特点及设计基本理论很多。已形成较完善的学科体系，实践性很强，涉及的知识面广，叙述性内容多，以往传统的水工建筑物课程教学时面面俱到，各种水工建筑物都要讲，内容多，学时少。而且随着教学改革和教学计划的要求学时还在减少，形成了教师难讲、学生难学、学生学后理不出头绪，不知如何运用、如何设计，学生只是死记硬背，不会举一反三。合理的选择和组织教学内容势在必行。
（二）教学要整体设计组合，突出重点
要解决上述矛盾，必须对水工建筑物课程教学进行改革，在教学内容上进行整体设计组合。以本科水利专业培养目标和水利职业标准对知识、能力、素质的要求以及具体的工作内容和需要来选择教学内容。水工建筑物课程的核心是运用水工设计的基本理论、方法，解决水工建筑物的安全性。
目前，水工建筑物课程教学内容大致为两大部分，一部分为水工建筑物的概念、特点、类型、组成、布置、构造等，此部分叙述性内容多；另一部分为水工设计的方法、基本理论、水力计算、防渗计算、结构计算、地基设计及处理等，上述两部分内容是以各水工建筑物为代表一一讲述的，面面俱到。
各水工建筑物设计有它的个性特点也有其设计的共同特点。组织教学内容应突出重点，精简教学内容，抓住典型建筑物举一反三――以重力坝、土坝、水闸这三种建筑物为典型建筑物，重力坝和土坝代表了筑坝材料不同的挡水建筑物，水闸代表了既挡水又泄水的建筑物。它们的设计要点具有典型性，囊括了建筑物设计普遍性的基本理论、基本设计程序和方法。同时，对有关建筑物的相同部分进行整合独立讲授。如建筑物的地基处理，使学生系统了解了水工建筑物在不同地基上的地基处理方法，从各自水工建筑物地基处理的叙述中解脱出来。通过典型建筑物的讲授掌握了水工建筑物完整的设计要点，在解决典型建筑物的基础上，推广应用到所有建筑物上，同时分析其各建筑物间异同点，着力讲清设计的不同点，使学生举一反三，达到事半功倍的效果。
（三）以突出寒区应用为主线，组织教学内容
季节性冻土区的水工建筑物设计、施工必须考虑水工建筑物的抗冻设计，而以往是脱离的。为此，应将水工建筑物抗冻设计措施的内容与水工建筑物课程内容结合起来，以突出寒区应用为主线，将水工建筑物抗冻措施的应用与水工建筑物土坝、重力坝、水闸的设计内容整合起来。土坝、重力坝、水闸的抗冻技术也是水工建筑物抗冻设计的典型，囊括了水工抗冻设计的内容。这样将这三种建筑物的设计（含抗冻设计）整合一起，以寒区水工建筑物设计应用为主线，既包括了一般水工建筑物的设计内容，又讲解了寒区水工建筑物抗冻设计的内容。
三、改进教学方法，培养学生自主学习能力
针对本课程叙述内容较多，实践性强又抽象，教师难讲，学生难学的问题，为加深学生的学习和理解，应改进教学方法，发动和培养学生的自主学习。
（一）应用工程案例进行教学
抓住水工建筑物的难点，以案例分析讲解，案例以工程设计应用为主。例如：在水利枢纽布置及土坝设计中，结合实际工程设计进行教学，明确设计如何下手，按照设计的程序步骤，讲清建筑物的布置和方案选择，建筑物间的相互关系，设计的方法等等。通过实例讲解分析，让学生带着问题交流，同时要积累和建设工程实例资料库提供给学生自主学习。资料库包括工程设计报告书、工程设计图纸、工程图片及水工抗冻设计的教材和资料，让同学们课外学习阅读，让同学们自主学习和理解、交流实际工程的案例，加深对水工建筑物设计的认识，基本懂得设计如何下手。
（二）对比式教学
水工建筑物型式多样，均有各自的特点，也有设计的共性特点。为掌握建筑物型式如何选择，要明确各建筑物的异同点，可应用对比式的教学，教学中比较各建筑物的异同点。例如：对挡水建筑物重力坝、土坝，在教学中对比它们在筑坝材料、工作特点、剖面设计稳定、渗流、应力计算、地基处理等方面的异同点，加深对坝型的选择和设计内容、步骤的理解，同时在指导学生案例学习交流中采取比较的方法进行分析，发动同学自主学习工程案例，加深对建筑物设计知识的理解应用和学习的积极性。
四、加强实践创新活动
水工建筑物教学应理论与实践结合，要与实践教学环节――课程设计、实验与创新活动相结合。要使“教、学、做”结合起来，融为一体。教学中鼓励和发动学生结合课程设计、工程设计进行实验和模型制作。创新活动小组先后制作了水闸、水库枢纽模型等。学生通过自己亲手制作模型，对建筑物特点、作用、布置、组成、构造、设计要点等专业知识的理解加深了，实际制作中启发了同学们的创新思维，在积极思考讨论、交流中解决了实际中许多问题，提出了很多创新观点和方法，提高了同学们的动手能力，体验了如何将所学的水工设计理论知识应用到实践中。
水工建筑物教学改革必须坚持与时俱进，适应社会经济发展的需求，适时地将科学技术发展成果结合到教学中，让同学们在“教、学、做”中更自主地学习、学会应用，增强动手能力和创新精神。
参考文献：
[1]李天科等.水工建筑物[m].郑州：黄河水利出版社，2011.
[2]谭志伟等.水工建筑物冻害防治技术[m].郑州：黄河水利出版社，2008.
生物工程课程设计篇8
（武汉工程大学计算机科学与工程学院，湖北武汉430073）
摘要：随着物联网产业的兴起，对物联网工程的人才培养逐渐提上高校人才培养的日程。本文结合产业需求的实际，论述了物联网专业人才培养的课程设置、工程实践、就业引导等，全方位阐述了当前物联网工程专业人才培养亟待解决的问题，可以为物联网工程专业人才培养提供借鉴。
关键词：物联网；it产业；需求导向；人才培养；专业课程设置
中图分类号：G640文献标识码：a文章编号：1671-1580(2014)10-0058-02
物联网工程专业是随着物联网技术的兴起而开设与逐步发展的新专业，从其专业覆盖的范围来看，物联网工程专业是目前机、电、控制、通信等专业的融合，其专业特点即是对现有的专业技术和领域的整合，涵盖了电子信息技术、通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术、数据库技术等专业领域的最新成果，并与行业应用密切联系，与社会需求紧密结合。物联网专业的人才培养应立足社会需求的实际，重点培养学生实践与理论相结合的综合运用能力。
一、以需求为导向的专业课程规划
物联网工程专业课程设置应以市场为依托，以需求为导向，以培养产业急需的物联网应用技术人才、推动产业发展为目标，在这一培养目标引导下，学生应能够了解物联网的发展历史，掌握物联网专业基本理论知识，具备基本的专业技能和科学素养。物联网工程是一个系统工程，因此，在人才培养上，要注重多专业知识的融合渗透，更要注重提高学生对国外最新文献、新技术应用的获取技能，培养学生对外文文献的阅读能力，从多领域、宽口径提高培养质量。
在物联网专业的课程体系设置上，可以按照分块设置思路，依据学生四年学习时间内的自身特点，按照通识课程、公共课程、专业课程、实践课程的脉络进行课程规划。通识类课程以宽、广、新、全为设置依据，在课时内使学生对物联网的整体产业获得较为全面的了解。公共课程以培养学生的科学思维方法和掌握基本的理论知识为目标，引入日后工作必需的数学、物理、英语、工程类的基本理论知识。专业类课程应着眼于专、精、深，以点带面，在课程规划上，应密切联系物联网的专业应用，以实际案例为依托，深入掌握物联网在行业中的应用。实践类课程在物联网专业人才培养中占有重要的地位，实践类课程设置应面对具体应用，培养学生的动手能力、综合分析问题能力、团队沟通能力、写作能力和总体规划实施能力。
在课程规划上，应注意突出物联网工程专业的新、全、专的特点，在课程设置中，既要反映出物联网工程专业的多学科综合特点，又要突出物联网专业的深入、综合的特点，将传统的相关专业课程进行整合。在课程设置过程中，鼓励自编教材，以弥补已有课程的宽泛、繁杂、陈旧等不足，突出针对性、实用性、操作性、易理解等要求，从实际需求的角度，加强学生的应用技能培养。
二、需求导向的理论课堂教学
物联网工程是一门新兴学科，在物联网工程的专业课程教学中应坚持以需求为导向，在教学实施过程中根据市场应用和行业背景的实际需求进行适当取舍、与时俱进，才能使教学与实际密切联系，做到所学即所需、所需即所学，提高教学内容的实用性。
需求导向的理论课堂教学要求教师必须做到密切联系产业需求的实际，在教学中结合实际工程项目，并通过具体深入的分析，使学生就某一知识点深入掌握其在市场中的实际应用，以做到与市场同步，与需求对接，更好地掌握相关的知识点和技能。因此，在教师队伍配备上，要突出对业务知识的深入把握，适当增加在一线工作的业务精、目光新的具有前瞻性的技术人员担任教学工作，将需求与教学直接对接，提高教学的针对性和实践性。
理论课程的教学难点之一是知识点众多，并且相互之间的衔接性不强，学生难以把握重点和难点，因此，教学的效果难以凸显。以需求为导向的教学模式旨在打破固有的教学模式，将知识点进行归纳分类，将与社会需求联系紧密、可以直接对接的章节知识列为着重讲解的部分，结合案例进行深入分析，在较短的课时内使学生获得实用性强的理论和技能，同时对其他知识点进行梳理，以需求为主线，将课堂教学进行组织和串接，使学生始终能够把握教学的重点，始终能够将所学知识与社会需求实际密切联系和结合，并能够通过消化吸收所学的知识，达到举一反三、提升理论课程教学效果的目的。
三、需求导向的实践技能培训
物联网技术是一门实践性和应用性极强的学科，因此，在人才培养方案上，要密切结合需求的实际，着力加强实践类课程的教学。具体来讲，就是在实践技能课程的设置上将实习、课程设计、毕业论文等实践环节与需求结合，以实际需求为导向，以实际的项目案例为依托，强化实践技能培养，提高学生的实践能力。
物联网技术也是一门专业性极强的学科，其专业涵盖宽广，对学生的知识面要求较高，可以在相关的专业课程中增加课程设计学时，在课程设计中引入需求目标，引导学生将所学的知识理论转化为实践技能。在编程能力培养上，通过程序设计，引入工程需求实际项目，对学生进行规范化的编程训练，掌握面向对象进行开发的思想。在掌握网络指令和协议设置上，通过路由交换课程设计，熟悉路由器的基本配置命令，熟悉路由协议。在传感器应用设计中，结合具体的行业需求目标，引入各种物理传感器的应用设计，掌握常用传感器应用设计、信息处理、显示和传送等。
结合嵌入式系统设计实践，对目前嵌入式设计的市场需求有一个直观全面的了解。深入学习单片机技术、嵌入式系统，结合实际应用案例，掌握嵌入式系统的规划设计、实施方案要求、软件硬件设计、综合测试等多环节应用。结合网络技术，深入学习以物联网实际需求为主的网络架构知识，重点掌握Zigl)ee协议的基本原理和组网规范，通过实际操作搭建有效的无线物联网络。在毕业实习和设计环节，以小组为单位，结合实际需求，在教师指导下独立完成分析、设计、编程任务。
四、结束语
物联网工程专业人才培养是一项系统工程，需要综合产业需求的实际，开展立体化教学。既注重理论课程的教学，又强化应用实践，使学生具备良好的专业知识素养、扎实的理论基础和丰富的实践经验。物联网工程的人才培养需要学校、社会、企业多方面共同参与，这样才能培养出物联网产业的可用之才。
[
参考文献]
[1]于翔，基于物联网的大学信息化教学辅助实验平台应用[J]物联网技术，2013(5)
[2]孙冠男，高校物联网创新实验平台建设探索[J]软件导刊，2013f9)
[3]刘晓晶，吴海燕，案例教学法与创新人才培养[J]黑龙江高教研究，2011(3)
生物工程课程设计篇9
（新乡医学院三全学院，河南新乡453003）
【摘要】提出将微课应用于高校生物工程设备课程的教学中，分别从生物工程设备微课的设计、使用方式和效果评价进行探索实践，结果表明微课对生物工程设备的教学质量及学生的学习兴趣的提高具有显著的积极作用。
关键词微课；生物工程设备；教学改革
applicationofmicro-lectureteachingmodeinBioengineeringequipmentCurriculum
SonGXiao-fengYUanZeng-yanDUXiao-na
（SanquanmedicalCollege，XinxiangHenan453003，China）
【abstract】wemakeexplorationandpracticeonthedesigning，usingwayandeffectevaluationofmicro-lectureteachingmodeinbioengineeringequipmentcurriculum，theresultsshowthatapplicationofmicro-lectureteachingmodehavepositiveimpactforarousingstudents’learinginterestsandimprovingteachingquality.
【Keywords】micro-lecture；Bioengineeringequipment；teachingreformation
生物工程设备是现代生物技术的基本原理与工程学原理相交叉的应用性学科，是将生物技术成果实现规模化、产业化的桥梁和手段。该课程是生物工程专业、发酵工程以及相关专业的一门重要的核心课程，教学过程中涉及许多设备的基本结构、原理、计算及相关应用，在授课过程中会出现大量抽象乏味的图、表、方程式，再加上普通高校一般没有相关的大型设备，仅仅通过板书或二维的图片很难使学生准确无误的理解授课内容及其之间的关系，从而造成学生厌学情绪。因此，如何提高生物工程设备教学质量具有重要的现实意义。
随着生活节奏的加快，人们进入了“微时代”，微课也悄然走进了教学课堂。它是以教学视频为呈现方式，围绕学科难以讲解的知识点还有相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试等辅助性教学资源的有机结合体。微课是在传统课的基础上继承和发展起来的一种新型教学形式，那么能否将微课融入到生物工程设备课程教学中来提高其教学质量呢？我们进行了初步探索实践。
1生物工程设备微课的设计
1.1微课的设计理念
研究表明，一般人的注意力集中的有效时间在10分钟左右。所以微课视频时间设计上一般在5分钟左右，最长不超过10分钟。微课由于受到视频长度等限制，可以省去介绍项目背景的时间（或只需一句话就可以介绍清楚），更要突出讲述的重点。文件格式一般采用当前流行的mp4、flash、aVi等，文件内存小且适合在互联网和移动通信网传播和展示。以实现移动学习、泛在学习，为教师的课堂教学应用和学生的个性化、碎片化学习创造便捷条件。
1.2内容选择及设计
在教学实践中，生物工程设备的微课应转换成围绕核心项目而展开的知识难点解析。微课所阐述的知识点在生物工程设备课程中主要针对那些不容易讲清楚、或不容易接受，需要再次回顾的知识点。比如空气压缩及除菌设备的原理，如何实现空气压缩、肉眼看不到的空气如何实现的过滤除菌，发酵罐中机械搅拌和通风如何配合实现发酵液的混匀和溶氧率等，这些知识点简单的通过二维图片很难讲清楚，但是通过模型做成Flash或微视频，生动形象，便于理解。生物工程设备教学中，各种设备的设计原理和构造、工作状态、工艺等内容都是生物工程设备课程的重点内容，传统的教学手段是图片及在黑板上画静止的图形，再结合语言进行描述，由于学生之前一般都没见过相关设备，短时间内都很难融会贯通。如果把此部分内容做成动态的微视频，学生就很容易理解和掌握，同时活跃了课堂气氛，提高学生学习的积极性。
2生物工程设备微课的使用方式
2.1微课的分类
微课根据作用可分为知识讲解型和习题解答型。知识讲解型主要讲述一些知识的重点、难点，如消泡器的设计原理及类型、不同离心机的设计原理及物料如何在设备内部实现分离等，其目的是帮助学生对该知识点的理解或课后复习。习题解答型是对教程习题进行讲解，重点针对那些没有列入课后作业的难题，这样既节省了教师在课堂上的习题讲解时间，又可以让学生根据自身兴趣爱好有选择的观看。
2.2微课与“互联网＋”的结合
“互联网＋”是李克强总理提出的一种新的经济形态。通过应用信息科技和互联网技术进行内容传播和快速学习的方法。我们把它与微课结合就成为一种新的教学形式，“互联网＋微课”被认为一种高效率的、内容丰富、方便的学习方式。随着互联网的发展，“互联网＋”会越来越多的被应用到课堂教学中。即便学生们毕业后也会不断的从互联网中获取知识，所以我们搭建“互联网＋微课”的网络教学平台，汇集大量的数据、档案资料、软件等学习资源，进一步完善网络教学平台。
2.3微课与正常的课堂教学互为补充
由于学生可以通过课后观看微课视频来解决很多问题，因此教师就无需在课堂上对某些细节反复讲解，从而腾出时间来介绍本行业的最新研究进展，可以开拓学生视野，更重要的是可以提升学生的学习兴趣、活跃课堂气氛。
3微课使用后的效果评定
推出微课视频教学后，最显著的效果是学生学习生物工程设备的积极性得到了明显的提高，学生们主动探讨问题的积极性有了明显的提高，课上提问问题的学生也明显减少，作业和考试成绩也有不同程度的提高。分析原因可能是学生对所学知识有疑问，但由于怕麻烦或性格内向而不去找老师解答，长此以往影响了学习的积极性，最终影响到课堂上的表现。微课推出后，学生能及时解决大部分疑难问题，大部分学生能比较顺利的完成作业和应用设计，学习积极性逐步提高。从“互联网＋”的网络教学平台统计数据显示，一个学期内，平均每个学生观看微课视频的时间为3.9小时，这段时间内基本解决了作业中遇到的大多数疑难问题，极大提高了学生学习生物工程设备课程的效率和兴趣。
4结束语
通过将微课引入到工程类专业课程教学中，再与“互联网＋”相结合的尝试，与常规课堂教学相互补充，解决了学生在学习生物工程设备课程中经常遇到的难题，教学效果得到明显的提升。在未来的教学工作中，我们将继续探索微课在生物工程设备课程中的应用，微课与翻转课堂相结合的效果探索，进一步实验多元化的课堂教学，以期更好的提高生物工程设备教学质量和学生的学习效果。
参考文献
［1］马歌丽,彭新榜,高建奇,等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报,2005,32(5):160-164.
［2］肖安庆.关于微课教学的几点思考[J].青年教师,2013,2:42-43.
［3］黎加厚.微课的含义与发展[J].中小学信息技术教育,2013,4:11-12.
［4］殷海明,叶利华.微课在软件工程课程教学中的应用[J].计算机教育,2014,6:50-52.
生物工程课程设计篇10
关键词：实践性教学；物流工程；教学体系；教学策略；实际应用
作者简介：邱欣（1978-），男，辽宁鞍山人，浙江师范大学工学院，副教授；杨青（1981-），女，浙江金华人，浙江师范大学工学院，讲师。（浙江金华321004）
基金项目：本文系浙江师范大学第四期青年教师教学改革项目（项目编号：JGQn2011049）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：a 文章编号：1007-0079（2012）11-0093-02
尽管当前教育界已经意识到物流工程实践性教学的重要性，但在普通高等教育传统教学模式中仍存在着以理论讲授为主、侧重理论知识的灌输、强调学科的逻辑体系而忽视学生实践能力培养等问题，加之物流工程的实践教学模式在国内还没有一个很成功的典范可以借鉴，很多教学手段都必须在教学实践中逐渐摸索。鉴于此，国内外学者分别对职业教育、本科教育、研究生教育实践性教学改革进行了广泛的研究。在职业教学中，王浩提出了以“现场教学为主、多媒体教学为辅”的教学手段。[1]在本科教育中李庆明提出了“宽口径、重基础”的培养目标。[2]刘丹提出了“产学研”的教学理念与校企互动机制，从课程实验教学、综合性实验教学两方面完善教学计划。[3]王晓锋、王海燕构建了一体化的实践教学体系和创新物流人才培养模式，以物流实验室为平台，将物流专业实践教学环节分为社会实践、物流案例教学、课程实践、物流模拟实验、认知实习和专业实习、物流设计大赛、毕业论文等实践教学环节，并进行系统化的研究与实施，使之成为一种相互配合、相互促进的全程实践教学模式。[4，5]万琼等提出“全面化、多样化”的考核方法，力图通过综合考核使学生能够在能力和素质方面得到培养和提高。[6]在研究生教育中，孙卫等对美国的案例教学、计算机模拟、课程讲座等实践教学手段予以肯定。[7]但研究表明目前针对物流工程本科人才培养的实践性教学定位、教学设计与手段、教学管理以及绩效测评等方面的研究工作尚不全面。基于此，本文以浙江师范大学工学院的实践教学模式为例，从影响实践教学效果的各因素出发，明确了物流工程本科人才培养的实践性教学理论体系，提出了具体实施方案及策略，并通过实践应用反馈，提出了合理化的改进意见与建议。研究成果以期为物流工程本科人才的培养以及物流工程实践性教学理论体系的制订提供有力的理论及实践依据。
一、实践性教学理论体系的分析
1.学科定位与目的
从社会对物流工程本科人才的需求可以得出：本科教育不同于职业教育与研究生教育，其“宽口径、重基础”的培养目标一方面不能只强调培养具有实际操作技能、以就业为导向、适应企业工作需求的员工；另一方面也不能过度重视理论知识深化与科学研究能力，培养研究型研发人才。合理的培养目标应该是使学生全面了解物流企业工作流程，具有纵观全局、不脱离实际、用科学技术及现代化手段进行整体规划与部分优化的能力。概括地讲，物流工程本科教育应以培养系统掌握物流管理专业知识和基本技能的中级物流管理人才为主，兼顾初级物流管理人才基本操作技能的培养，并在学习能力和综合素质等方面为未来高级物流管理人才的培养奠定基础。
2.教学手段与方法
为了提高教学效果，增强学生的实践能力，应采用多种教学手段，不断创新教学方法。目前浙江师范大学工学院（以下简称“学院”）物流工程的生源为理工科学生，该类学生具有良好的逻辑思维能力与事物分析能力，但是对于大量文字类的专业书籍并不敏感，传统的照本宣科的教学手段无法充分调动学生在课堂的积极性。针对此，目前所有专业课已经实现了多媒体教学，即计算机辅助教学，结合学校的网络课堂，丰富了教学资源和教学手段，方便了学生的自学。在课程建设中，部分课程完成了系统的教学资源，并将逐步推广进行教学资源的系统化建设。实践性教学中以形象理解、动手操作练习为主要教学方式，方法主要包括案例教学法、模拟教学法、学生调研法、仿真培训、示范模仿法、课题研讨法、实习教学法。
3.实践设计
实践设计环节直接决定了本科物流人才培养的成败。目前学院物流工程专业的实践环节设计遵循课程体系建设的逻辑顺序，共计包括四大类实践环节。具体如下：
（1）课程实践。根据学院现有国际货物运输模拟系统，该系统可模拟货代、船代、班轮公司、银行、海关等各功能单位的运作过程。未来将引进供应链物流信息模拟系统、第三方物流管理模拟系统等，使多数课程都具有仿真模拟环境，使学生实践技能方面得到系统的训练，培养严谨的工作作风及创新思维和能力。
（2）课程设计。现有的物流方向课程设计包括物流配送中心课程设计、miS课程设计。未来将扩大课程设计科目范围，使学生在根据自身兴趣有选择地进行学习，锻炼学生综合运用所学相关课程的基本知识来发现问题、分析问题和解决问题的能力，强化物流工程意识和物流系统观念，培养物流管理实践能力。
（3）认知实习。组织学生通过与学院有合作关系的金华市各企业进行认识实习、讲座了解第三方物流企业的仓储配送。未来将增设大型国有企业物流管理部门的参观认知等。
（4）毕业设计。根据每个老师给出的毕业设计选题，由学生选择符合自己兴趣的题目，在老师指导下进行为期一年的设计过程。
4.学分课时分配
目前学院物流工程专业的本科生毕业时要求的最低总学分为168学分：通识课程为566学分，学科基础课程24学分，专业核心课程25学分，专业方向及拓展课程24学分，实践教学环节39学分。其中实践教学学分包括：毕业论文和专业实习各8学分、课程设计4学分、案例教学2学分、社会实践2学分、认识实习1学分及其他基础性实践14学分。可以看出实践教学占总教学的比重仅为23%，而课程设计、案例教学等主要实践教学手段分别占10%、5%。因此未来在大纲设计时将扩大实践性教学比重，即降低理论课比重，将实践教学比重提升至30%或以上，表现为增加课程设计至8学分，案例教学至5学分，认识实习2学分，增设研究性学习2学分，创新性实践2学分。在有条件开设实践内容的课程中安排实践性课时，根据教师自身条件和实验室设备设置10%～30%不等的弹性实践课时。
5.考核方法
多元化的考核方法需要加强过程控制，形成面向整个过程的考核体系。目前学院的考核标准根据学校教务处规定，平时成绩占20%～30%，剩余的70%～80%均为期末考试成绩，导致学生在学习过程中忽视平时学习过程，因此未来的考核体系将扩大平时成绩比例，总评成绩应包含期末理论考试与平时成绩两种考核方式，合理的比例分配及形式见表1。
二、实施方案与策略
1.以竞赛、科研项目带动实践教学
在本科教育中培养学生主动探索、主动学习的能力尤为重要。通过参加专业竞赛给学生提供了较大的自主学习时间和空间，有利于调动学生学习的主观能动性，培养学习兴趣和创造性思维能力。目前学生参加学科竞赛主要是交通科技大赛，每年经过初选、复选及决赛答辩筛选出3支队伍参加全国交通科技大赛。几年来，有多支参赛队伍对物流模式、仓储优化、B2B2C的配送方式等进行了广泛研究。未来学院将组织学生参加全国大学生物流设计竞赛等。此外，学院建立开放式实验室。为使学生熟练掌握实验、实训技能，达到竞赛所要求的技能，一年中学生可以通过申报院级秋田课题、实验室项目、校课题、省级新苗计划等获得资金资助，完成了在开放性实验室进行实验、实训操作、技能训练等目标。
2.发挥学生专业性社团作用
高等教育是一个自主学习、自主创新的舞台，师生的共同努力势必事倍功半地提高教学时效性与教学效益。而高校学术性学生社团的存在和发展对推进大学生科研创新能力的培养无疑具有重大的意义作用。目前学院具有交通运输协会这样一支专业性社团，社团的常规活动包括组织专题讲座、经验交流、社团调研、竞赛组织、课题组队等。教师在社团中扮演指导者与发展战略规划者，学生干部作为组织者，普通同学作为参与者。加大对社团的重视程度能有效了解学生的切实所需，为学生提供课后的资源平台，高年级的同学在此传授专业学习与竞赛经验；物流企业管理者、操作者在此进行专题讲座，讲授先进理念、技术；普通同学在此相遇志同道合的同学，一起参与课题研究，感受团队力量，以此来完善课后实践教学体系，发挥学生的自主性。
3.构建层次化的课程设计梯度
目前专业的课程设计全部集中在大学三年级，全年共需完成4个课程设计，共7个学分，因此应设置层次化的课程设计方式。在大学二年级下学期设置第一次课程设计，此时已有一定的专业基础，学习了物流管理、运输企业管理、管理信息系统等课程，可以设计一些简单的课设题目，让学生感受课程设计的流程化；大学三年级仍然完成3次课程设计，分别是上学期2次、下学期1次。所不同的是，提高每次课程设计学分均至2学分。上学期，在理论知识与专业认识的基础上，课程设计讲求专业化，将用专业的角度对模拟的配送中心、操作流程进行优化与设计；下学期的课程设计要求学生进行系统的物流系统规划设计，使学生全面、系统地考虑企业在运作过程中所涉及的问题，并进行分析解决。这样经过层次化的课程设计环节不仅提高了学生的开发能力，激发了学生的科技创新意识，而且为后续毕业设计环节和从事物流工程技术的应用与研究工作打下了深厚基础。
4.开展校企合作
目前与工学院有校企合作关系的单位有近10家，如金华日普电动车有限公司、中宇物流公司、浙江金飞有限公司等。企业一方面为浙江师范大学工学院学生提供顶岗实习的机会，让学生能深入企业，了解企业，完成技术上的实操工作，将理论与实际有效结合。另一方面，企业也为浙江师范大学工学院学子提供科研经费上的支持以及设备技术。因此，大力发展校企合作是实现与市场接轨、大力提高育人质量、有针对性地为企业培养一线实用型技术人才的重要举措。同时，校企合作增强了学生的适应性，满足了“宽口径、重基础”培养理念下的适应性教学培养过程。
三、实践应用与现象阐述
1.课堂效益显著提升
通过实施案例分析、模拟训练、多媒体教学等多种现代教育技术组织方式，同时结合实践教学及层次化的课程设计方案等措施方案，实践应用中明显发现，学生到课率明显上升，课堂专心程度也有了积极变化，学生能积极参与到案例讨论、计算机模拟等环节中，发挥了团队优势，从实践中深化理解了理论知识。此外，通过市场调查、方案制作、工场实习、企业实地考察参观等实践教学，学生也普遍反映收获颇丰，比记忆书本知识更加轻松与深刻。
2.实践性教育使学生两级分化严重
实践性教学的手段包括课程设计、案例分析、课外学术竞赛等。这些教学手段都需要学生分组进行，每2～5人一组，尽管生源在入学时为相同分数群，但由于性格秉性的不同，部分同学热情高涨，学习态度认真，能完成所布置的实践任务，而一部分同学浑水摸鱼，随意应付，对自己和团队不负责任。久而久之，导致学生的能力两级分化严重，认真的同学在多次实践之后专业技能、系统规划能力大大提升，而另一批学生仍然原地踏步，缺乏理论知识与实践能力。
四、思考与建议
1.教学手段多样化
以案例分析为例，课堂实践中采用该教学手段，学生在课堂中表现出较高的积极性与热情，能跟上老师的思路，对于各种案例进行系统分析。但是高等教育仍然需要学生具有独立解决问题的能力，且对于案例分析需要学生反复记忆、操作直到掌握。因此在期末试题中，应增加类似案例分析等素质综合性的简单考试题目，要求学生通过所学知识进行分析，加深学生对于案例分析的熟练度，了解个案中的特征，以免教师花费更多时间、精力寻找另一种考核方式来对实践性教学进行评价，同时也避免平时课堂中一些学生想蒙混过关的现象。
2.教学对象层次化
本科教育中不乏有不同价值观、人生观的学生，且学生在大学阶段已具有成熟的思想与自我定位，教师不需要对于学生的上进程度及未来规划有过高的要求，而需要传道授业解惑，满足学生的求知欲望。因此教师在进行实践性教学的过程中可将绝大部分的实践任务变成弹性、自由的任务，学生可以根据喜好及发展需求进行选修。不要求学生全选，但要求学生做好做精所选择的每一个实践任务。
五、结语
物流工程本科人才的培养是一个系统工程，只有不断探寻与完善我国高校物流人才培养模式才能培养出与国际接轨的、满足社会市场需求的、具有创新和实践能力的高素质物流人才，逐步形成具有我国特色的物流人才培养模式及体系，以促进我国物流业及经济发展。
参考文献：
[1]王浩.高职院校课程改革的理论与实践[J].珠海城市职业技术学院学报,2007,13(3):15-20.
[2]李庆明.物流人才培养应准确把握宽口径重基础的科学含义[J].物流工程与管理,2008,30(12):119-120.
[3]刘丹.本科物流管理专业实践教学体系构建研究[J].物流工程与管理,2011,33(7):128-130,115.
[4]王晓锋.物流管理专业实践教学一体化模式研究[J].实验室研究与探索,2007,26(8):83-85,88.
[5]王海燕.物流管理专业实践教学创新体系研究[J].物流技术,2007,26(10):34-36,48.