“生物工程设备”是生物工程、生物技术和生物制药等专业的专业必修课。这门课程具有较强的专业性、实践性、应用性的特点。要求学生在掌握专业基础课的基础上，将形象思维和抽象思维有机地结合起来，且具备一定的空间想象能力。而课程内容较多，包含前处理设备、生物反应设备、下游分离设备和生物反应检测设备，涉及的理论较多，而学时较少，学生普遍感觉学习压力大，难掌握。
针对上述情况，结合多年的教学实践经验，对该课程的教学体系进行了“N+2”的课程改革，主要对教学内容、教学方法和考核方式进行了有益的探索。
1 课程改革的目的
（1）为进一步加强教学过程管理，提高教学质量，科学构建多元化、重过程的课程考核评价体系，进一步凸显过程评价在课程考核评价中的重要性。
（2）根据教学建设和发展需要，为进一步深化课程考试考核改革，科学合理测评学生学习效果，全面考查学生的应用能力，着重体现学生的实际操作技能，积极推动教学改革，不断提高教学质量。将学生学习的全过程进行考核，实现考核内容的多元化。
（3）要求学生运用已学的工程制图、化工原理等知识，系统掌握生物制品生产过程中主要设备的结构、作用原理、设计方法，从而使学生在以后的实际工作中能做到合理地选用和设计生物制品生产过程中的主要设备。
2 课程改革的理由
该课程原有大纲考核方式为：期末闭卷考试占60%，平时占40%(由课堂提问及作业，出勤、课堂笔记等组成)。
改革后的考核方式为：期末闭卷考试占40%，课堂笔记为10%，平时作业10%，课外设计15%，案例分析15%，知识结构图10%，合计100分。
改革后进一步加强了教学过程管理，提高了教学质量，构建了多元化、重过程的课程考核评价体系，进一步凸显过程评价在课程考核评价中的重要性。
3 “N+2”课程考核的基本内容
（1）“N+2”是指课程考核方案中，包含在教学过程中进行的N次过程性考核评价和在课程结束后进行的2次总评性评价，各部分评价得分都占课程考核总评分一定权重。
（2）“N”是课程教学活动中的过程考核次数，N部分考核分数合计占总评成绩的40%。考核形式包括单元测验、章节小结、课堂讨论、课外创新活动、案例分析、小作品、小设计、实验报告等，具体考核次数、考核形式和各部分分数占比由课程负责人（团队）根据课程特点确定，其中3≤N≤5。
（3）“2”表示两次对实施考核改革课程实行两种必需考核方式。其一为期末考试，占总评成绩的40%；其二为学习笔记考核，占总评成绩的10%。
4 课程考核改革的详细实施方案
4.1课外设计
设计目的：设计题目主要以本课程的工业应用为主，了解学生对各知识点的掌握及应用情况，培养团队合作能力。课外完成。
题目来源：（1）教师出题：A设计一个20吨的硫酸储罐。
B设计一个100m3的机械搅拌发酵罐。C设计一个处理能力为2000m3/h的空气过滤器。D设计一个处理糖化醪50吨/h湿热连续灭菌的装置。（2）学生自己选题。
题目分配：每3-5人为一组，自找题目，可以一个人一个题目。
提交内容：设计说明（含设计原则、设计计算、材料选择、部件选型等），设计图纸。
4.2案例分析
设计目的：考查学生运用所学知识解决生产中实际问题的能力，了解学生灵活运用知识的情况，模仿生产协调分析会议。课外完成。
题目来源：（1）教师出题：A压送式气流输送系统的输送能力突然下降，请分析产生的原因，应采取哪些措施。B一套冷却水净循环系统，设备材质为铜及其合金，现水中铜离子浓度上升，请分析产生的原因，应采取哪些防腐蚀措施。C糖化车间现有四器组合装置，今欲改造提高产能，请给出经济合理的改造建议并说明理由。D基于大数据，请对大麦筛选设备的未来升级进行展望并给出适当的可行性依据。（2）学生自己选题。
题目分配：每3-5人为一组，自找题目，可以一个人一个题目。
提交内容：分析说明书（可以附图、表、计算等）。
5 课程考核改革目标
（1）通过本课程考核的改革，探索生物工程设备与设计课程形成性考核和终结性考试的目标、形式、题型、题量以及难易程度等。
（2）通过本课程考核的改革，进一步强化教学过程的落实，指导学生在学习过程中理解把握课程的内容，引导学生实现各个学习环节，达到学习目标。
（3）通过本课程考核的改革，探索生物工程设备课程考核的信度、效度，保证学习质量。
（4）通过本课程考核的改革，探索让学生成为学习主体，激发学生自学的积极性[5,6]。
6 教学效果分析
6.1期末考试成绩分析
通过两年的教学实践，教学效果明显提高，以一个班的期末闭卷考试成绩分析为例。
6.1.1数据分析
2013级生物工程2班22人，考试成绩分布：90-100分7人，占31.28%；80-89分4人；占18.18%；70-79分占31.82%；60-69分占9.09%。不及格占9.09%。成绩分布均衡，50-90分分布较均匀。根据考试成绩分布，基础题得分比较高，证明基础知识比较扎实；应用型题得分偏低，说明平时课堂及课外进行综合训练的内容偏少。总体分数分布比较集中在60-95分之间，说明“N+2”课程改革比较成功，课堂教学达到了预期的教学目标，教学效果比较理想。
6.1.2教学改进措施
教学改进措施：第一，改变以基础知识讲解为主的教学方式，适当增加N的数量，重点了解设备知识和设备选型方法。第二，增加自主学习的相关内容，如课堂讨论、课外网上互动、学生自己找图并上台讲解等，以此鼓励学生的学习积极性。第三，课外适当布置社会公司的真实课题，以小组为单位进行实地考察、设计、课堂讨论，激发学生的专业兴趣。
6.2N部分成绩分析
N的内容主要考察综合应用的能力，是课外作业，要求学生上交纸质作业和电子档。以一个班的N成绩分析为例，2013级生物制药1班32人，N的成绩如下。

根据课外作业完成成绩，可以清楚地看出，90%以上的学生是认真按时完成的。得分90分以上的学生，创意明显。未实行课程改革时，课外作业很难认真完成，不是抄袭，就是敷衍。实行课程改革后，提问题的多了，讨论的内容丰富了，网上互动都主动了。总之，N部分的改革，有利于学生自主学习、主动参与，内外课堂活跃多了，提高了学生对这门课程的积极性。
7 结语
“生物工程设备”是理论联系实践极为紧密的专业理论课。其主要内容包括了现代生物技术和工程设备技术的原理及应用，对培养应用型人才具有重要的意义。通过“生物工程设备”课程教学的改革与实践探索，摸索出一套适合CDIO工程教育的专业课教学方法，是工程教学者的重要职责。这次改革，首先是教学内容重点发生了转移，以实践和应用为主，以任务驱动为学生学习动力。其次，转移了学习主体，真正以学生为主体，实现自主学习并完成任务，改变了被动教学的局面。第三，改变了教学手段和评价体系，利用网络教学平台，融合CDIO工程教育理念，注重过程评价。