高職《發(fā)酵工程》教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

摘要:發(fā)酵工程是高職生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)一門非常重要的專業(yè)核心課程，作者對(duì)該課程在教學(xué)內(nèi)容的安排及教學(xué)改革方面進(jìn)行了初步的探索與實(shí)踐，認(rèn)為完善課程教學(xué)體系、改革教學(xué)模式與教學(xué)方法以及建立多層次的實(shí)踐教學(xué)體系等方面的改革措施，能夠提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)出社會(huì)急需的技能應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞:高職;發(fā)酵工程;教學(xué)改革

近年來，我國高等職業(yè)教育呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展勢(shì)頭，辦學(xué)思想日益明確，辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，辦學(xué)形式日趨多樣化。但是我國高等職業(yè)技術(shù)教育從起步到現(xiàn)在僅僅十幾年的時(shí)間，因而在專業(yè)建設(shè)尤其是課程設(shè)置方面存在著諸多問題。眾所周知，高職教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)技能應(yīng)用型專門人才，在高等職業(yè)教育活動(dòng)中，可以說專業(yè)規(guī)定了課程，而技能型人才的培養(yǎng)又要通過課程來實(shí)現(xiàn)。《發(fā)酵工程》是生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)一門非常重要的專業(yè)核心課程，其理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系的編排和設(shè)置對(duì)該專業(yè)技能型人才的培養(yǎng)的質(zhì)量將起到至關(guān)重要的作用。面對(duì)蓬勃發(fā)展的生物技術(shù)，如何順應(yīng)生物產(chǎn)業(yè)格局變化的要求，培養(yǎng)符合時(shí)代要求的技能型人才，這就對(duì)高職生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)核心課程《發(fā)酵工程》提出了新的要求。

為了提高高職《發(fā)酵工程》課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，我們力求轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，對(duì)這門課程在教學(xué)內(nèi)容的安排及教學(xué)改革方面進(jìn)行了初步的探索與實(shí)踐，主要目的在于如何使《發(fā)酵工程》的教學(xué)緊跟時(shí)代的步伐，突出職業(yè)教育的靈活、快捷和適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，以培養(yǎng)高技能人才為最終目標(biāo)，在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握發(fā)酵基本內(nèi)容及相關(guān)實(shí)踐技能，從而培養(yǎng)出社會(huì)急需的技能應(yīng)用型人才。

一、明確課程改革目標(biāo)，完善課程教學(xué)體系建設(shè)

在《發(fā)酵工程》課程教學(xué)改革過程中，主要應(yīng)該做好三方面的目標(biāo)定位:

1.課程性質(zhì)定位——將本課程發(fā)展成高等技術(shù)教育的教學(xué)體系。高職屬于高等教育范疇，高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)與中職校應(yīng)有特質(zhì)上和層次上的差別，其課程體系必須具有高等教育的基本規(guī)范要求。發(fā)酵工程涉及領(lǐng)域眾多，如傳統(tǒng)釀造工業(yè)、抗生素工業(yè)、有機(jī)酸工業(yè)、酶制劑工業(yè)、氨基酸工業(yè)等。在這些工業(yè)領(lǐng)域中，雖然各種產(chǎn)品具體的生產(chǎn)工藝，從原材料預(yù)處理到種子制備、發(fā)酵設(shè)備、產(chǎn)物的分離與提純等方面都存在著較大的差異，但其基本生產(chǎn)模式以及理論基礎(chǔ)是相同的。為此，參考了宮衡等人的經(jīng)驗(yàn)，建立了以“一條主線、兩個(gè)基礎(chǔ)、四個(gè)層次”為主的高等技術(shù)教育的課程框架。一條主線，即將發(fā)酵工程中各研究對(duì)象共性的規(guī)律提煉出來，按照發(fā)酵工藝過程的主線(菌種選育→種子擴(kuò)培→培養(yǎng)基配制→培養(yǎng)基滅菌→發(fā)酵過程控制)來編排教學(xué)內(nèi)容。兩個(gè)基礎(chǔ)，即生物學(xué)基礎(chǔ)和工程學(xué)基礎(chǔ)，讓學(xué)生在掌握微生物學(xué)和生物化學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程學(xué)的有關(guān)原理認(rèn)識(shí)發(fā)酵過程的控制與中試比擬放大。四個(gè)層次，即圍繞初級(jí)代謝、次級(jí)代謝、基因工程產(chǎn)物、細(xì)胞培養(yǎng)這四大典型的發(fā)酵過程精選八大案例，讓學(xué)生在了解共性的基礎(chǔ)上對(duì)生物過程的特點(diǎn)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。

2.課程功能定位——將該課程構(gòu)建成能為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的課程體系。我們根據(jù)揚(yáng)州及周邊地區(qū)生物制藥工業(yè)有著較好的工業(yè)基礎(chǔ)的特點(diǎn)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以學(xué)生基本職業(yè)素質(zhì)和實(shí)踐技能培養(yǎng)為主線，以相關(guān)發(fā)酵藥物的生產(chǎn)為切入點(diǎn)，更新課程內(nèi)容。同時(shí)，把與發(fā)酵產(chǎn)物分離(生物工業(yè)下游技術(shù))有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容從工藝學(xué)中分離出來，獨(dú)立開設(shè)了一門生化分離工程課程，這樣既可以解決工藝部分內(nèi)容繁多、相互交叉重復(fù)的矛盾，又強(qiáng)化了工藝部分的基本理論教學(xué)。從而與該專業(yè)的訂單式人才培養(yǎng)合作單位江蘇聯(lián)環(huán)藥業(yè)股份有限公司相關(guān)崗位起到了有機(jī)銜接，為培養(yǎng)企業(yè)急需的高技能人才奠定了基礎(chǔ)。

3.課程個(gè)性定位——將發(fā)酵工程課程建設(shè)成能充分體現(xiàn)本院特色的課程體系。我院是江蘇唯一、全國不多的以“環(huán)境資源”命名的獨(dú)立設(shè)置高職院校。學(xué)院在升格之初就把“綠色教育”作為自己的一面旗幟，鮮明地提出“要把綠色教育即可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境教育落實(shí)到學(xué)院的各項(xiàng)活動(dòng)之中，融入到教育教學(xué)改革的全過程”。為此，我們將環(huán)境的生物修復(fù)、廢物的綜合治理、生物能源、微生物肥料、微生物農(nóng)藥等發(fā)酵新技術(shù)始終貫穿于該課程的教學(xué)過程中，培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。

二、以培養(yǎng)高技能人才為目標(biāo)，加強(qiáng)教學(xué)模式與教學(xué)方法改革

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向的教學(xué)模式。“任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向”教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法。建構(gòu)主義教學(xué)設(shè)計(jì)原則強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)必須與多個(gè)任務(wù)或問題相結(jié)合，以探索問題來引發(fā)和維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)。如在學(xué)習(xí)滅菌單元操作時(shí)，通過將特定空間創(chuàng)造無菌環(huán)境作為教學(xué)活動(dòng)的中心，使學(xué)生在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，通過參與達(dá)到無菌要求這一任務(wù)解決的過程，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，激發(fā)自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，從而認(rèn)識(shí)和掌握濕熱滅菌、干熱滅菌的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，培養(yǎng)基和發(fā)酵罐的滅菌等知識(shí)點(diǎn)。也就是由傳統(tǒng)的教師“教學(xué)”變?yōu)閷W(xué)生“求學(xué)”、“索學(xué)”。該方法始終把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，以任務(wù)作為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生通過主動(dòng)學(xué)習(xí)，將書本上抽象的理論變成實(shí)際的應(yīng)用。教師的引導(dǎo)、點(diǎn)撥更多的是把知識(shí)加以引申，使學(xué)生能夠觸類旁通。

2.工學(xué)交替的教學(xué)模式。所謂工學(xué)交替，即把整個(gè)學(xué)習(xí)過程分離為學(xué)習(xí)和企業(yè)工作交替進(jìn)行的過程。“工學(xué)交替”培養(yǎng)模式也是在校企雙方聯(lián)合辦學(xué)的過程中逐步形成的，它與“訂單式”教育培養(yǎng)模式是緊密聯(lián)系的，如在教授了發(fā)酵相關(guān)基本理論知識(shí)后，在該專業(yè)的合作單位如江蘇聯(lián)環(huán)藥業(yè)股份有限公司、青島啤酒(揚(yáng)州)有限公司等企業(yè)的生產(chǎn)過程中選取適當(dāng)階段，帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂走進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，具體實(shí)踐相應(yīng)的技能。在一定時(shí)間的工廠實(shí)習(xí)結(jié)束后，再把實(shí)習(xí)過程中遇到的問題帶回課堂，做進(jìn)一步的分析和講解。通過這種方法使學(xué)生能在實(shí)習(xí)的過程中接觸到先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和分析檢測(cè)儀器，某種程度上也實(shí)現(xiàn)校企之間的資源共享，為學(xué)生畢業(yè)后盡快適應(yīng)社會(huì)的需要奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.多元教學(xué)方法。多元教學(xué)方法是指教師在教學(xué)活動(dòng)中運(yùn)用多種教學(xué)方法、多種教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué)，從而達(dá)到充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，使教學(xué)活動(dòng)達(dá)到最佳效果的教學(xué)模式。如課堂上采用“提問式、啟發(fā)式、討論式”教學(xué)，使用現(xiàn)代化教學(xué)手段，建立精品課程網(wǎng)站等一系列方式，使師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間進(jìn)行大量的互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動(dòng)感受知識(shí)，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂。

4.案例分析的教學(xué)方法。在講授發(fā)酵單元操作及發(fā)酵工藝過程之后，通過對(duì)具體的酒精、白酒、啤酒、酸奶、氨基酸、抗生素、酶制劑及水污染治理等案例進(jìn)行分析講解，從而使學(xué)生更好地理解菌種選育、滅菌、發(fā)酵控制等概念，關(guān)鍵是讓學(xué)生體會(huì)如何在實(shí)踐中靈活運(yùn)用理論知識(shí)。

三、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，建立多層次的實(shí)踐教學(xué)體系

發(fā)酵工程是利用微生物的特定性狀和某些功能，通過現(xiàn)代化工程技術(shù)手段來生產(chǎn)所需物質(zhì)或?qū)⑵渲苯佑糜诠I(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，是建立在發(fā)酵工業(yè)基礎(chǔ)上，與化學(xué)工程相結(jié)合而發(fā)展起來的一門學(xué)科，也是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。因此作為高職院校的技能應(yīng)用型人才，更重要的是掌握實(shí)踐操作技能。在該專業(yè)的教學(xué)環(huán)節(jié)上，實(shí)踐教學(xué)在學(xué)生技能的培養(yǎng)過程中起著決定性的作用，實(shí)踐教學(xué)的合理與否直接關(guān)系到學(xué)生實(shí)際操作技能水平的高低。近年來，教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變使人們對(duì)實(shí)踐教學(xué)的目的有了新的認(rèn)識(shí):實(shí)踐教學(xué)要改變過分依附理論教學(xué)的狀況，探索建立相對(duì)獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系。同時(shí)要改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，減少演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加工藝性、設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，逐步形成基本實(shí)踐能力與操作技能、專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與專業(yè)技能、綜合實(shí)踐能力與綜合技能有機(jī)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。為此我們做了以下嘗試:

1.精選優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容

我們首先對(duì)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容進(jìn)行了改革，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容盡可能貼近生產(chǎn)實(shí)際、貼近科學(xué)前沿，做到綜合性、應(yīng)用性和探究性的有機(jī)統(tǒng)一，從而有利于培養(yǎng)學(xué)生興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。其突出的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的系列化、單元化、技能化，使其更符合對(duì)人才培養(yǎng)的目的要求。為此我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要調(diào)整為三種類型:第一種為技能掌握型，以熟悉掌握教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、熟悉實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的使用和實(shí)驗(yàn)的基本操作技術(shù)為主要目的。如在發(fā)酵工業(yè)中，考慮到絕大多數(shù)的微生物的發(fā)酵過程是在發(fā)酵罐內(nèi)完成的，因此正確地使用發(fā)酵罐是進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)研究的基本技能。為此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們將發(fā)酵罐的滅菌及參數(shù)控制作為重點(diǎn)內(nèi)容，通過講解實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐的構(gòu)造及使用方法，結(jié)合個(gè)別學(xué)生親自操作，同時(shí)參觀附近發(fā)酵工廠的大型發(fā)酵罐，使學(xué)生熟悉和掌握發(fā)酵罐的基本構(gòu)造和正確的使用方法，強(qiáng)化其實(shí)驗(yàn)技能與動(dòng)手能力。第二種為興趣型實(shí)驗(yàn)，為了激發(fā)學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程這門課程的興趣，我們開設(shè)了許多他們感興趣的實(shí)驗(yàn)，如“甜酒的釀造”、“泡菜的發(fā)酵”、“酸奶的發(fā)酵”、“葡萄酒釀造”等他們感興趣的實(shí)驗(yàn)。這種類型的實(shí)驗(yàn)不但激發(fā)了他們對(duì)本課程的興趣，而且提高了他們的動(dòng)手能力，還進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識(shí)。第三種為科研型，為了盡可能讓學(xué)生全面、直觀地理解發(fā)酵的內(nèi)涵，我們選取了紅曲霉固體發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，通過菌種分離、形態(tài)觀察、菌種擴(kuò)大培養(yǎng)、淺盤發(fā)酵、產(chǎn)物濃縮、活性成分提取等環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)和創(chuàng)新能力。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)中方法和手段

有了一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和體系，還要有相應(yīng)的教學(xué)方法作保障，才能最終達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的目的。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革中，主要突出學(xué)生的主體地位，而教師主要發(fā)揮主導(dǎo)作用，啟發(fā)學(xué)生的思考，點(diǎn)撥學(xué)生的思維，從而實(shí)現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)達(dá)到提高學(xué)生創(chuàng)新能力、培養(yǎng)能適應(yīng)社會(huì)人才的目的。另外考慮到發(fā)酵工程內(nèi)容多，發(fā)酵時(shí)間長，同時(shí)涉及大量難以用傳統(tǒng)的教學(xué)手段進(jìn)行描述的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，對(duì)個(gè)別實(shí)驗(yàn)內(nèi)容我們采用了現(xiàn)代化多媒體與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的手段，有效地提高了實(shí)驗(yàn)課時(shí)的利用率。

四、結(jié)語

21世紀(jì)人類社會(huì)已步入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，教學(xué)改革勢(shì)在必行。這既是培養(yǎng)技能應(yīng)用型人才的需要，也是每個(gè)教育工作者義不容辭的責(zé)任。發(fā)酵工程是生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)的核心課程，此課程開展的好壞將直接影響到高職生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。我們針對(duì)生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)發(fā)酵工程課程教學(xué)中的部分環(huán)節(jié)，進(jìn)行了初步的改革嘗試，今后還將繼續(xù)調(diào)整、改進(jìn)和完善，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的合理配置，教學(xué)模式的合理采用，使發(fā)酵工程教學(xué)真正適應(yīng)高職生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需要。

參考文獻(xiàn):

[1] 周川.簡(jiǎn)明高等教育學(xué)[M].南京:河海大學(xué)出版社，2006:

113.

[2] 黃克孝.論高等職業(yè)技術(shù)院校的課程改革[J].職教論壇，

2003，(2):4-6.

[3] 宮衡，陳長華，葉勤，張嗣良.發(fā)酵工程教學(xué)的改革與實(shí)踐

[J].化工高等教育，2005，(2):36-37.

[4] 蔣壽建.綠色教育:高職教育辦學(xué)理念的實(shí)踐與探索[J].

高職論壇，2007，(9):53.

[5] 趙豐麗，楊華，張弘.發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課課程體系的改革與

實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào)，2007，34(5):1007.