《生物化工设备》课程标准

文章来源：教务处发布时间：2024-12-27浏览次数：10

《生物化工设备》课程标准

一、课程基本信息

课程名称	生物化工设备							课程编码	yhhs23015
建议学时	48学时		其中实践学时			8学时		学时/学分	48学时/3学分
课程类型	□公共课专业基础课☑专业核心课							编制人	冯璐
课程性质	理论课理实一体□整周实训							审定人	冯璐
制定日期	2023年12月13日				修订日期				2024.11.25
先修课程	发酵工艺技术、生物分离纯化技术
后续课程	生物能源概论、生物加工副产物综合利用、岗位实习
课程描述	生物化工设备本课程是生物工程专业必修的一门专业核心课程，是在学生掌握了发酵工艺技术、生物分离纯化技术等专业知识后开设的一门理论+实践的课程。本课程对接化工生物技术专业人才培养目标，面向物技术产业领域相关工作岗位，培养学生具备扎实的工程知识、良好的实践能力和创新意识，为后续的生物能源概论、岗位实习等课程学习奠定基础。通过本课程的学习，学生将掌握生物化工设备的基本原理、结构、操作和维护等方面的知识，能够运用所学知识进行设备选型和操作，具备解决生物化工生产过程中实际问题的能力。同时，本课程注重培养学生的工程安全意识、环保意识和团队协作能力，以适应生物工程领域不断发展的需要。
课程目标	1.知识目标 A1掌握生物化工设备的基本原理、结构、分类和应用领域。 A2熟悉生物化工设备的选型、优化和操作方法。 A3了解生物化工设备的安全管理、维护保养和故障排除方法。 A4掌握与生物化工设备相关的工程伦理、职业道德和法律法规。 2.能力目标 B1具备生物化工设备的选型、优化和操作实践能力。 B2具备生物化工设备的实验研究和数据处理能力。 B3具备团队协作、沟通交流和解决问题的能力。 B4具备自主学习和终身学习的意识和能力。 3.素质养成目标 C1树立正确的价值观和职业操守，具备良好的工程伦理和职业道德意识。 C2具备高度的安全意识和环保意识，关注工程安全和环境保护问题。 C3具备严谨的科学态度和求真务实的工匠精神，追求细节和卓越。 C4具备团队协作和沟通交流的能力，能够与他人合作共事，共同解决问题。
教学方式	讲授□讨论或座谈问题导向学习分组合作学习□专题学习实作学习□发表学习□实习□参观访问☑其他（模拟演练）
学习评价	评价项目			评价方式（对应教学目标）			分值比例	评价标准
	过程性评价	平时评价		课堂参与度、作业完成情况、学习态度			30%	课堂参与度：学生是否积极参与课堂讨论，提出有价值的观点或问题。作业完成情况：学生是否按时提交作业，作业质量如何。学习态度：学生是否表现出积极的学习态度，对学习内容的理解和掌握程度。
		期中评价		包括理论知识测试和实践技能考核等。			10%	根据学生理论知识测试和实践技能考核等进行评价，优秀者可得满分，较差者酌情扣分。评价标准可以包括理论知识的掌握程度、实践技能的熟练程度和解决问题的能力等。
		实践评价		包括实验设计、实验操作、实验结果和分析等。			10%	根据学生实验设计、实验操作、实验结果和分析等进行评价，优秀者可得满分，较差者酌情扣分。评价标准可以包括实验设计的合理性、实验操作的规范性、实验结果的准确性和实验分析的深入性等。
	终结性评价（期末）			理论知识测试			50%	学生在期末考试中的得分情况。
指定教材	《生物工程设备》（高平、刘书志主编，化学工业出版社，2023，978-7-5025-7990-7)

二、课程教学内容与进度

学时	章节（情境）名称与内容	A知识目标代码	B能力目标代码	C素质目标代码	对应专业人才培养方案毕业能力要求指标点
2	绪论 01生物工程基本内容 02生化工程的提出 03生化工程与生物工程的关系 04生化工程基本内容 05生化工程研究进展	A4	B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2
2	物料的处理与输送设备第一节固体物料的处理与粉碎设备第二节固体物料的输送设备第三节液体物料的输送设备第四节细胞破碎设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第二章培养基和种子制备设备第一节液体培养基的制备设备第二节培养基的灭菌设备第三节种子制备设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第三章生物反应器总论第一节生物反应器概述第二节生物反应动力学基础第三节生物反应器的通风和溶氧传质第四节一般生物反应器的操作和注意事项单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第四章通风发酵设备第一节机械搅拌通风发酵罐第二节通风固相发酵设备第三节其他类型的通风发酵罐单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第五章嫌气发酵设备第一节酒精发酵罐第二节啤酒发酵罐单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第六章动、植物细胞培养装置和酶反应器第一节动物细胞培养反应器第二节植物细胞培养反应器第三节酶反应器单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第七章生物反应器的检测和控制第一节概述第二节生物反应过程常用检测方法及仪器第三节生物反应器的控制单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
4	第八章过滤、离心与膜分离设备第一节概述第二节过滤速度的强化第三节过滤设备第四节离心分离设备第五节膜分离设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第九章萃取和离子交换分离设备第一节萃取分离原理及设备第二节浸取第三节超临界萃取第四节离子交换分离原理及设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
4	仿真操作		B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第十章蒸发和结晶设备第一节蒸发设备第二节结晶设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	期中测试	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
4	第十一章干燥设备第一节固体物料干燥机理及生物工业产品干燥的特点第二节非绝热干燥设备第三节绝热干燥设备第四节冷冻干燥及其他干燥设备第五节干燥辅助设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第十二章空气净化除菌与调节设备第一节空气净化除菌的方法与原理第二节空气介质过滤除菌设备第三节空气调节设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第十三章设备与管道的清洗和灭菌第一节常用清洗剂、清洗方法及设备第二节设备及管路的灭菌单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
2	第十四章水处理与制冷系统及设备第一节水处理系统及设备第二节制冷系统及设备单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
4	第十五章生物工业生产中设备操作安全常识第一节电器设备操作安全注意事项第二节溶剂及化学药品操作安全注意事项第三节微生物操作安全注意事项第四节其他安全注意事项单元测验单元作业	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4
4	实操训练	A1A2A3A4	B1B2B3B4	C1C2C3C4	(一)素质3、4 (二)知识2、6 (三)能力1、2、4

注：本课程标准进度表部分可根据教学需要进行±10%调整。

三、课程实施与保障

1.课程思政

通过系列教学活动设计，将课程思政有效融入教学活动中，活动结束教师点评知识应用同时，对学生在完成任务中的出现的错误进行解析，指出学生需要提升或完善的能力和素质目标。例如分析学生测试结果，逐步提升学生的阅读理解力与观察力、分析判断能力；通过讨论、头脑风暴等活动逐步锻炼学生的逻辑思维能力、语言表达能力；通过实践教学环节强化学生的团队协作能力、安全操作意识、求真务实的工匠精神。

2.教学模式

生物化工设备的教学模式应根据实际情况和学生需求进行选择和调整，注重理论教学与实践教学的结合、项目导向教学、翻转课堂教学、校企合作教学和互联网+教学等方式的运用和创新。通过多样化的教学模式和方法，激发学生的学习兴趣和积极性，提高他们的学习效果和实践能力。

3.教学基本条件

（1）教学团队基本要求

示例：专职教师在3人左右，其中专职教师2人，来自企业的兼职教师1人。应具备双师素质资格，具有一定的实践经验，教学效果良好，职称和年龄结构合理。

（2）教学硬件环境基本要求

实施课程教学，校内应具备以下实训条件：

《生物化工设备》课程教学硬件环境基本要求

序号	名称	基本配置要求	执行标准或技术要求	功能说明
1	教学做一体实训室	实训台、上下水、通风厨、电、网络终端接口	100m²	实训、查阅资料
2	仪器柜	2个		放置仪器
3	药品柜	2个		放置药品
4	电脑	1台		动画、课件
5	投影仪	1台
6	屏幕	1个
7	黑板	1块		板书
8	台式高速冷冻离心机	1台	温度设置范围：-20～+40℃	热敏性物质离心分离。
9	匀浆机	1台	最大粘度：5000mPas	将动植物组织打散并研磨成均匀的糊状物。
10	粉碎机	1台	粉碎细度目60～150目	固体物料粉碎。
11	高压蒸汽灭菌锅	1台	工作温度：室温+5～126℃	高温湿热灭菌。
12	厌氧培养箱	1台	厌氧环境维持时间：操作室在停止补充微量混合气体的情况下，≥12小时	无氧环境条件下进行细菌培养及操作

生物化工设备教学的硬件环境基本要求包括完善的实验室设施、必要的教学设备、稳定的实践基地、良好的网络环境、安全保障体系以及实验室管理系统。只有满足这些要求，才能为学生提供安全、舒适、高效的学习环境和实践平台，培养出具备扎实工程知识、良好实践能力和创新意识的化工生物技术专业人才。

教学资源基本要求

①基本教学资源：

教材与参考书籍：教材应包含生物化工设备的基本原理、结构、操作和维护等方面的知识，有助于学生系统学习和掌握。选择权威、系统的教材，《生物工程设备》（高平、刘书志主编，化学工业出版社，2023，978-7-5025-7990-7)。

实验教学资源：提供充足的实验设备和器材，实训室具有超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、电热数显恒温水浴锅、医用低温冷藏冷冻冰箱、震荡摇床和三目生物显微镜、霉菌培养箱、厌氧培养箱、气浴恒温振荡器、超低温冰箱、液氮罐、常温高速离心机、常温低速离心机和台式高速冷冻离心机等实验设备，确保每个学生都能参与到实验操作中；准备丰富的实验材料和试剂，满足各种生物化工设备实验的需求；建立完善的实验室管理制度和安全操作规程，确保学生在安全的环境中进行实验操作。

这些基本教学资源是生物化工设备课程教学的基础和保障，只有充分利用和优化这些资源，才能提高教学效果和教学质量，培养出具备扎实工程知识、良好实践能力和创新意识的化工生物技术专业人才。同时，也要注意根据实际情况进行教学资源的调整和优化，以适应生物工程领域不断发展的需要。

②数字教学资源：

电子课件：包括PPT、PDF等格式的课件，方便学生随时随地进行预习和复习。

教学视频：包括生物化工设备的操作演示、实验过程等视频资源，有助于学生更加直观地了解设备的使用和维护。

网络教学平台：提供在线学习、作业提交、互动交流等功能，方便学生进行自主学习和协作学习。

虚拟仿真软件：模拟生物化工设备的运行和操作过程，帮助学生进行实践操作和技能训练。

在线测试系统：提供章节测试、期末考试等在线测试功能，帮助学生检测自己的学习效果和能力水平。

这些数字教学资源不仅可以提高学生的学习效率和学习兴趣，还可以帮助学生更加深入地理解和掌握生物化工设备的知识和技能。同时，这些资源也为教师的教学提供了更多的手段和工具，提高了教学效果和教学质量。

需要注意的是，数字教学资源需要根据实际情况进行选择和利用，确保其符合教学目标和学生需求，同时也要注重资源的更新和维护，以保证其时效性和可用性。