“發酵工程”課程教學實踐與思考

摘要: 發酵工程是生物工程專業的核心課程，本文作通過幾年“發酵工程”課程的教學實踐，提出了與課程教學相關的課程體系建設、教學方法、實踐教學、課程考核等方面改革的探討意見。

關鍵詞: “發酵工程”課程教學實踐思考

隨著生物技術的飛速發展，作為其核心技術的發酵技術越來越受到關注。作為一門既古老又新興的學科，發酵工程在國民經濟的各個領域發揮了越來越重要的作用。發酵工程是食品、生物工程、生物技術、微生物、制藥等專業的重要專業課，是包含生物技術和工程技術的學科，涉及數學、物理、化學、生物化學、微生物、化工原理、工程等理論，同時又是應用和實踐性很強的一門學科。如何在有限的時間里讓學生掌握該門課程的基本原理，提高分析問題和解決問題的能力，是每個教師應該認真思考的問題。我們結合幾年“發酵工程”課程的教學實踐，就如何提高教學質量，提高學生分析問題和解決問題的能力談一些思考。

一、加強課程體系建設，精選教學內容

1.因材施教，制定符合自身特色的教學大綱。

我校是以教學為主的普通本科高校，在大綱制定方面，我們改變了以往借鑒研究型高校的做法，而是根據本校的辦學條件、學生基本素質、教師素質、實驗條件、就業方向制定了一套具有自身特點的教學大綱。大綱圍繞一條主線(即發酵工藝的主線:菌種、培養基、種子擴大培養、發酵過程控制)、兩個基礎(生物學、工程學)、幾大典型發酵過程(傳統酒精發酵、生物工程菌發酵、動物細胞培養)來編排，包括緒論、菌種選育、培養基、滅菌、種子的擴大培養、微生物的代謝與調節、發酵過程動力學、發酵過程工藝控制、典型發酵過程等內容。

2.加強教材建設，選用優秀教材。

教材是教師與學生之間教與學的橋梁，是體現教學內容的知識載體，選擇具有系統、完整的知識體系和反映本學科領域最新成就的優秀教材，是確保教學質量的關鍵。我們采用了2006年由化學工業出版社出版的余龍江主編的《發酵工程原理與技術應用》作為教材。該教材內容新、結構簡單明了、內容全面。同時我們為學生指定了《新編生物工藝學》、《微生物工程工藝原理》、《微生物工程概論》等作為主要參考書，補充了微生物的代謝與調節、動植物細胞的組織培養等內容，使教學內容更為充實。

3.優化教學內容。

21世紀人才的知識結構需要既有系統性，又有開拓性;既具有扎實的理論基礎，又要要有一定的實踐技能，因此教學內容的選擇要具有系統性、基礎性、科學性、實用性和先進性。在具體的實踐過程中，我們以教材內容為主，輔助參考書，對教學內容加以充實擴展，同時通過閱覽國內外專業期刊、雜志，瀏覽專業網站，將國內外最新的相關科研成果和技術及時介紹給學生，不僅充實了教學內容，加大了課堂的信息量，而且讓學生了解了學科前沿知識。在教學內容的編排上，我們沒有按照課本內容全盤講解，而是在章節順序上按照發酵生產單元工藝與操作過程的先后順序編排:緒論、培養基、滅菌、種子擴大培養、微生物代謝與調控、發酵動力學、發酵工藝過程控制、典型的發酵過程。這樣安排有利于各個章節的銜接，使學生更清楚、更完整地掌握發酵工藝全過程。各個內容既相互獨立又相互依存，有利于學生從整體觀念出發分析問題、解決問題，提高在工作中解決實際問題的能力和培養創新精神。其中發酵下游技術章節由于有專門的“生物分離工程”課程，因此我們不講授。對于學生已經學過的內容，如我們培養基中跟微生物相關內容點到為止，關鍵側重于培養基的設計部分。對新內容區別對待，有的講深講透，有的適當介紹，既不舍本求末、一味求新，又不因自身鉆研不深而回避不提。

二、優化教學模式，調動學生學習的積極性和主動性

1.綜合運用教學方式。

課堂教學的方法有多種形式，我們根據教材內容、特點和性質、授課對象的不同，采用不同的授課模式，主要模式有:啟發式教學、討論式教學、設計式教學、歸納式教學等，收到了較好的效果。

(1)啟發式教學。首先是講重點、難點，不面面俱到，難懂的問題講深講透，易懂的內容則指出關鍵，留下懸念。其次是善于提出問題，讓學生在思考中跟上教師的思路，并在關鍵時刻進行反問，使學生在積極思考的過程中接受知識，而不是被動地往“口袋”裝。在學習基本原理、概念、法則等重要內容時，我們多采用以教師為主體的啟發式教學，同時結合討論式教學模式，使學生的思維緊緊圍繞說講的內容，讓學生完全理解、融會貫通。

(2)設計式教學。是通過設計活動來進行教學，是學生自己設計、自己計劃、自己負責完成的教學過程。我們在發酵工程課程教學中將其大膽應用于培養基設計章節的講授，培養學生提出問題、解決問題的能力，極大地激發了學生的學習興趣。

(3)歸納式教學。在每一章內容講授結束，我們都引導學生對所涉及的基本概念和方法進行總結歸納，鍛煉學生分析問題的能力和語言表達的能力。在此基礎上，我們通過做課外思考題、課堂提問等環節，檢查學生對知識點的掌握情況，并讓學生把在聽課和學習過程中遇到的問題提出來，再由學生思考回答，最后由教師進行補充、完善和糾正。

2.利用多媒體教學。

發酵工程原理研究內容廣泛，知識點多，發酵工藝參數多，各參數有各參數的特點，各品種的發酵工藝各不相同。如采用傳統的板書形式，很難在有限的課時內將內容講授完畢。用多媒體進行教學，不僅而且能節省板書時間，而且能將靜態的工藝流程變為動態的，將平面的發酵設備變為立體的，使課堂教學變得更生動形象，使學生在輕松的環境中學到知識。

三、建立多層次的實踐教學活動，提高分析和解決問題能力

“發酵工程”是一門實踐性和應用性很強的課程，需要理論與實踐的密切聯系，但學生實踐知識和經驗缺乏，對發酵過程的了解幾乎是空白。為了幫助學生加深理解，增強基本技能，培養學生的創新精神，教師必須在教學中加強實踐環節。

在實際教學過程中，我們通過安排實驗課、參觀相關的發酵工廠、課程實習，參與科研項目等多層次的實踐教學環節來實現。

實驗內容包括菌種活化、培養基配制、滅菌、接種、液體發酵條件控制、產物提取與測定等環節，通過實驗，學生不僅加深了對課堂理論的理解，而且培養了獨立操作能力、分析問題和解決問題的能力。

我們組織學生參觀了啤酒廠、井岡霉素生產廠，使學生親眼目睹各種滅菌、發酵及發酵工程下游設備，加深了對課堂學習內容的理解和認識，同時也讓學生意識到此時所學習的內容不能再局限于掌握基本定義和原理，重要的是與實際聯系起來，強調課堂講授內容與工程實踐的緊密聯系，使學生站在實踐的角度去看待所學習的內容。為了使學生收獲更大，在去參觀之前我們一般先對整個工廠的生產工藝流程、設備情況等作簡要介紹，使學生了解生產工藝，做到有的放矢。

在課程將近結束時，我們安排學生到附近的企業，如克勝制藥廠等實習三天，按照順序從第一工段開始，直到成品工段，每個工段分一個小組，屬于一個小組的學生分配到同一工段中的不同崗位上進行較長時間的觀摩，并在工人師傅的指導下進行操作，然后不同崗位的學生換崗。這樣做拓寬了學生的專業面，提高了學生的適應能力，使學生親身體會了生產實踐，激起了學生的責任感。

教師可以將平時學習較優秀的學生組織起來，成立興趣小組，加入到教師的科研項目中來。如李朝霞老師一直從事發酵工程中微生物育種工作研究，每年有5—6個學生參與到相關的污水處理微生物篩選的課題。由此可見，堅持教學與科研相結合，保證了教學效果，充實了教學內容。

四、完善考核制度，提高學生的綜合水平

考核是教學過程中的一個重要環節，教師抓好這一環節，就能客觀評價學生掌握該課程的知識程度。傳統的單一閉卷筆試考核方式不能全面考核一個學生學習該課程的優劣。我們將課程的成績考核分為3部分，即平時成績考核(10%)、課程論文成績(30%)和期末成績(60%)。平時成績除考核學生的課堂表現和課堂紀律等基本的考核內容外，還對學生對各種教學方法的參與程度納入考核范疇。在課程結束前，我們要求學生完成一篇課程論文，內容是發酵工程方面自己最感興趣的內容，題目自擬，參考文獻為近2—3年內的，不能低于20篇，不得有抄襲現象。論文完成后，進行課堂交流，這種做法一方面加強了學生對前沿內容的了解，拓寬了其知識面，另一方面增強了學生的表達能力，培養了學生獨立思考和解決問題的能力。

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