融合创新创业教育的生物工程工厂设计课程教学探究

周念波 程爱芳 黄芳一 林 刚

武汉生物工程学院 湖北武汉 430415

在“大众创业，万众创新”的国家战略背景下，作为肩负人才培养的高校，创新创业教育成为教育改革的一项重要内容。我国从2015年起全面深化高校创新创业教育改革，目前创新创业教育在中国高校基本得到普及[1]，取得了积极进展。然而，由于创新创业教育理念的滞后，目前我国创新创业教育与专业教育存在着各成体系、结合不紧的现象。二者应做到有机融合已得到广泛的认同，成为高校创新创业教育所关注的热点。学者们在专业人才培养体系构建的宏观层面上就创新创业教育与专业教育的融合方面作了大量的研究与实践，而在特定专业课程的微观层面上的研究较少见，一线专业课教师缺少可借鉴的在专业课程层面开展创新创业教育的成功案例。

培养具有创新精神、创业意识和创新创业能力的应用型人才是生物工程专业的人才培养目标。生物工程工厂设计是生物工程专业的一门应用性专业课程，在该课程多年的教学实践中，笔者挖掘和充实了课程中的创新创业教育资源，探索了将创新创业教育融入课程专业知识传授中的途径和方式。

1 课程内容与创新创业教育的关联性建立

生物工程工厂设计是一类设计性课程，而设计工作是一项具有较强创新性的活动，且带有较强的专业性，课程内容与创新创业教育有着天然的联系，蕴含着极为丰富的创新创业教育资源。在教学过程中充分挖掘和充实这些资源，分析并建立与课程教学内容之间的关联，再通过一定的方式实现课程教学与创新创业教育的融合。

生物工程工厂设计要求学生能熟练运用生物工艺学、生物制药学、GMP和工程学及相关科学的理论和工程技术，培养学生具备生物工程工厂设计的工程能力和工程素质[2]。设计范围包括工程项目的新建、改建或扩建。课程内容主要包括设计前的决策、设计过程和设计评价共三部分内容，要求学生达到具备对生物工程项目进行可行性研究、工艺设计和项目的经济效益、环境效益、社会效益评价的能力。根据生物工程专业学生应具备的创新创业素质和能力要素，分析了课程知识点中蕴含的创新创业教育资源，建立了二者之间的关联(见表1)。

表1 课程知识点与创新创业教育的关联

分析和总结了课程教学内容中蕴含的诸多有关创新创业素质和能力要素，涵盖了创新创业意识、品质、知识和能力等。当然，不同的教学方法的运用也能培养学生的创新创业素质和能力，课程教学方法的改革在创新创业教育中也发挥着重要的作用。

2 创新创业教育与课程教学融合的实现方式

2.1 创新创业教育与课程教学理念的融合

理清创新创业教育与专业教育的关系对于实现二者的融合至关重要。创新创业教育脱离了专业课程就失去了专业基础的依托，学生的专业知识和专业技能在创新创业中无法得到运用；专业教育完全脱离了创新创业教育，无法实现创新型人才的培养。课程教学理念将直接影响课程教学内容、教学方法及考核方式等教学活动的设计，新的教学理念会产生新的教学模式。创新创业教育理念与课程教学理念是否能够融合决定着创新创业教育是否能够真正融入专业课程教学中。

将培养生物工程专业学生创新创业素质和能力的理念渗透到生物工程工厂设计课程教学内容、教学方法及考核方式等课程教学的全过程。在项目的论证、设计和评价方法和技能教学中，嵌入创新创业素质和能力的培养，引导学生将这些知识运用到创新创业活动中，提高学生发现、分析和解决实际问题的能力，达到生物工程工厂设计课程知识和技能的掌握与创新创业素质和能力培养的统一。

2.2 教学方法促使创新创业教育与课程教学有机结合

教学方法是创新创业教育与专业教育之间的黏合剂，某些教学方法本身就具有对学生创新创业素质和能力培养的功能。通过一定的教学方法可实现课程知识点与创新创业教育的关联。过去不变的教学方法无法适应创新创业教育与专业教育融合的需要，为达到创新创业教育与课程教学的有机结合，探索和尝试了多种教学方法。

2.2.1 项目化教学法

生物工程工厂设计是实践性很强的课程，仅有理论教学是不够的，需要有仿真工作环境下的系统项目训练。课题组将课程内容进行项目化整合，选取特定的工程项目作为教学的载体，通过一个具体项目任务的完成驱使学生掌握相关的理论知识和实践技能，利于培养学生的创新创业素质和能力。

在具体项目的选择上，学生可选择自己感兴趣的具有实际意义或者创业大赛项目，以及可能作为自己将来创业方向的项目。如年产500吨桑葚酒工厂设计、年产1 000吨金针菇工厂设计、年产200吨鱼鳞胶原蛋白肽工厂设计等。这类课题比较容易调动学生思考和解决工程实际问题的主动性和积极性，但需要指导教师给予充分的指引和把关，避免出现盲目性[3]。以项目实施的工作流程为主线，将项目分解为项目可行性研究、厂址选择、工厂总平面设计、工艺流程设计、工艺计算、设备的设计与选型、车间布置、工程项目的设计概算与经济效益评价等若干工作任务。将完成工作任务所需的知识、技能及关联知识融为一体，构成课程的教学内容。具体实施过程包括学生的分组、任务的下达、开展设计、设计成果的展示与评价。

2.2.2 案例教学法

案例教学法在大学生创新创业教育课程和专业课程的教学中都是常用的方法，对提高教学效果起着积极的促进作用。在促进创新创业教育与专业教育融合中案例教学法更能体现其优势。

在生物工程工厂设计课程教学中，选取的合适案例中既包含了相关的知识点，也蕴含着创新创业教育资源，可实现同时对学生专业知识传授和创新创业教育的目的。如“年加工10万吨西瓜项目可行性研究报告”案例，既包含了项目可行性研究的目的和意义、可行性研究的方法和步骤、可行性研究报告的撰写方法等知识，同时蕴含了创新创业意识、对项目的市场调查、预测、分析和论证能力等创新创业素质和能力要素。“1万吨燃料酒精厂蒸煮糖化车间工艺流程图”案例，既可以达到传授工艺流程图的设计原则、方法和步骤、工程图纸的表达方法等知识的目的，同时也可以培养学生采用先进技术和工艺提高生产效益、节省投资和生产成本、减少污染保护环境等方面的意识。具体实施过程包括案例的选择和设计、开展案例讨论和案例总结[4]，每个环节都要体现专业知识与创新创业的双重教育。

2.2.3 情景教学法

情景教学法是以案例或情景为载体引导学生自主探究性学习，以提高学生分析和解决实际问题的能力[5]。创设虚拟情景，学生置身其中，体验创新创业过程，获得创业经验。

在项目化教学过程中，完成每一阶段任务后，各小组要展示自己的设计成果，其他小组成员充当不同身份的评价者来评价设计成果。如项目可行性研究报告展示中，其他组成员充当政府主管部门工作人员、投资者、总工程师、环保部门工作人员等不同的角色和身份，模拟真实的情景，对项目的技术性、经济型和工程实施性等方面的合理性进行评价。这种情景的创设使学生获得展示者和评价者两种不同的角色体验，利于创新创业教育的实施。工厂设计是各专业设计人员通力合作、集体创造的过程。其中公用工程设计是涉及全厂的设计，虽不是工艺设计人员的主要任务，但需要工艺设计人员与其他有关专业人员相互配合，紧密合作。将学生分成若干组，分别充当工艺、土建、供电、供热、供冷、给排水、自控仪表等专业人员，相互提供设计依据和设计要求，共同完成公用工程设计。这种情景模拟能有效培养学生的全局意识和团队合作精神。

2.3 课程实践体现创新创业教育的实践性

专业课程教学和创新创业教育都需要实践环节，通过开展实践，有效地将两者融合在一起。生物工程工厂设计课程实践依托已建立的实习实训基地，通过工厂实地考察与实习，建立以厂址选择、工厂总平面布局、工艺流程、车间布置、管道布置、公用工程等为主要内容的实践教学体系。

2.4 考核方式体现创新创业素质和能力培养

考核方式对教学活动具有重要的导向作用，对学生的发展具有积极的促进作用[6]。融入了创新创业教育的课程，其考核方式应与创新创业教育相匹配，利于学生的创新创业素质和能力培养。

生物工程工厂设计是实践性很强的课程，传统的卷面考试不能客观反映对学生能力的评价，融入了创新创业教育的课程成绩评定应贯穿于授课的全过程。生物工程工厂设计课程采取过程考核方式，注重实践性考核形式，建立以设计实践、课堂讨论、工程素质与工程技能为主要内容的考核评价体系，体现创新创业素质和能力培养的要求。课程成绩由四部分组成。(1)平时出勤占10%。(2)设计实践占50%。学生自由组队，自选项目，教师根据课程章节内容和进度，下达设计任务，小组完成设计并提交设计成果，教师按设计成果的质量及组长按对设计成果的贡献大小分别对小组成员进行评分。(3)课堂讨论占20%。讨论内容包括设计成果展示及具体知识点讨论，按讨论中学生的表现进行评分。(4)工程技能占20%。包括工程图纸阅读，AutoCAD绘图软件运用，工程项目设计概算和经济效益评价的掌握等，按各项技能掌握与否及运用熟练程度进行评分。

2.5 专业教师的创新创业教育能力决定融合的成效

创新创业教育不仅仅是学工部门、就业部门教师的工作，也是每一位一线专业教师的职责和使命。不改变传统的教学模式，不能很好地融入创新创业教育的课程教学，是无法适应创新创业型人才培养要求的。这对专业课教师提出了多元化的要求，既要精通专业知识，也要掌握创新创业知识及创新创业教育技能。

生物工程工厂设计课程教学团队通过以下方式不断提高教师的创新创业教育能力。(1)承担创新创业教育的通识课程教学，如承担创业导航课程的教学任务，掌握创新创业理论知识和实践技能以及创新创业教学技能。(2)通过工厂参观学习、指导学生实习、参与工程项目设计等，提高工程设计技能和实践指导能力。(3)教师间的传帮带、优秀毕业设计案例分析研讨等。(4)担任大学生创业大赛导师，提高创业指导能力。通过以上多种方式，加强教师实践性环节的锻炼，建立知识结构合理、业务水平高、实践能力强、综合素质高的教师团队。

3 结语

创新创业型人才培养是中国经济发展的需要。为培养创新创业型人才，融入创新创业教育成为专业课程教学改革的重要内容。本文探索了生物工程工厂设计课程教学与创新创业教育的有效融合路径。通过建立专业课程知识与创新创业素质和能力要素的关联，改革课程的教学理念、教学方法、考核方式、实践教学及师资队伍建设等，达到专业课程与创新创业教育的有效融合，完善创新创业教育体系，培养生物工程创新创业型人才。