《發酵工程》課程教學改革與實踐

張明霞++張蕾

摘 要：《發酵工程》課程是生物工程專業的一門核心課，該課程內容豐富、涉及面廣、實踐性強。針對課程的特點，從教學內容整合、教學手段優化和教師素質提高，以及實踐教學體系的建立等方面思考與探索該課程教學思路，提高學生學習本門課程的積極性和實踐能力，獲得了良好的效果。

關鍵詞：發酵工程 教學改革 實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0140-02

生物技術是當前世界最前沿的科學技術，目前正以前所未有的深度和廣度迅速發展。發酵工程在生物技術中扮演著產業化的關鍵角色。生物技術的迅速發展對科學技術人才的培養提出了更高的要求，需要具有扎實的理論基礎、又有一定的實踐技能的高素質人才。《發酵工程》生物工程和生物技術專業的一門核心課，在專業課程體系中起著承上啟下的作用，其教學體系的合理編排和設置對生物工程專業的人才培養起著至關重要的作用。我們僅就14年來的《發酵工程》授課實踐，結合其他兄弟院校的教學經驗談談感悟。

1 精選教學內容，整合課程體系

1.1 精選教學內容

河南科技學院（后簡稱我校）生物工程專業的《發酵工程》課程是在修完微生物學、生物化學和化工原理等課程之后，本科三年級第一學期開設，與《生物分離工程》、《生化工程》和《生物工程設備》同期開設，《酶制劑》、《酒類工藝學》和《生物制藥》等專業課程在其后開設。生物工程各專業核心課程之間的知識具有較高關聯性，教學過程中避免與其它課程交叉重復。我校每四年進行一次本科培養方案的修訂，在參與的制定2005年、2009年和2013年新修訂的教學大綱中，《發酵工程》課程的課時由72學時不斷被壓縮為現在的48學時。如何在有限的課時內使學生掌握發酵工程最基本的內容，提高他們在實踐中分析問題、解決問題的能力，并為今后的發展打下堅實的基礎，是《發酵工程》教師需要認真思考的問題。我們的《發酵工程》授課內容提煉為：以發酵工業過程共性環節為主線，按照發酵工藝過程串聯為菌種—培養基—種子擴培—發酵過程控制一條主線。發酵工程的教學中還應對發酵企業經濟效益的評價方法和體系進行分析和闡述；同時經濟學的知識和理論體系比較寬泛，只需結合發酵工廠的實際有選擇地講授，做到重點突出，詳略得當。

基于此將發酵工程教學內容從章節編排上為：緒論（2學時），工業微生物（4學時），微生物發酵機理（4學時），發酵工業原料及其處理（2學時），發酵工程的滅菌于空氣除菌（4學時），發酵設備與反應器（4學時），發酵工藝控制（4學時），工業發酵染菌的防治（2學時），現代生物技術在發酵工業中的應用（4學時），發酵經濟學（2學時）。

1.2 恰當處理與其他課程間的關系

生物工程各專業核心課程之間的知識具有較高關聯性， 因此在課堂教學中采用關聯教學法，避免與其他課程交叉重復。將不同學科、不同章節的知識點進行關聯，同時注意突出本課程的重點內容，發酵工業菌種的生理生化特征、培養基的分類與制備、常用的無菌技術等知識在微生物學中已經詳細學習，《發酵工程》中僅作為對知識的回顧；在講解發酵產品的原理時候，緊密與生物化學知識點相結合；對于種子擴大培養、發酵過程控制以及發酵產品原理與技術應用等內容做深入的講解，形成由點及線到面，逐步構建起工業生物技術的立體知識網絡。突顯《發酵工程》在專業課程體系的承上啟下作用。

2 優化教學方法

利用多媒體技術與網絡教學資源，同時在課堂上要適時、適當地運用板書，肢體語言等方式進行講授。媒體技術的應用，為教學帶來了活力，它提供了視覺、聽覺等多器官刺激，使抽象的內容具體化、直觀化，不僅能活躍課堂氣氛，也在一定程度上提高了學生的學習效率。但是，多媒體課件只能是輔助教學手段，絕不可多用、濫用甚至完全依賴于它。在課堂中，起主導作用的仍是教師，教師適當地運用板書，肢體語言等方式，才能達到更好的教學效果，而PPT文件應該只起到類似以前掛圖的作用，如若全部用PPT文件講課，教學效果不好。

教師在講述中要盡量把生產生活中與發酵有關的實例引人課堂中進行剖析，引導學生自主思考，要善于將書本基本原理與實際應用有機結合起來，從而加深對理論知識的理解，提高學生發現問題、解決問題的能力，促使學生自覺地扮演好學習主體的角色。這樣做即可活躍課堂氣氛、激發學生的學習興趣，又能加深學生對理論和概念及其應用的深刻理解。在教學環節中，穿插大型發酵企業的產品生產和技術開發以及發展方向，使學生了解該行業的發展現狀和趨勢，為自己將來的出路早作打算。

3 加強教師隊伍

發酵工程具有很強的實踐性和應用性，其對授課教師的要求也很高。發酵產品由實驗室—中試—生產逐級放大的過程中，不是按比例放大而是比擬放大，過程出現的問題很多時候需要實踐經驗指導。多數主講發酵工程課程教師雖已獲得博士學位，具備知識新、理論強的優勢，但缺乏實際生產經驗，講課內容枯燥空洞，教學效果不理想。教師是課程建設的主要執行者，建設一支優秀的課程教學團隊尤為重要。我校采用“請進來，走出去”的方法，加強學校教師與企業發酵技術人員的交流互動。“走出去“就是學校要求35歲以下教師必須到相關企業進行輪崗鍛煉一年。“請進來”就是請企業經驗豐富的技術人員來授課，我校生物工程專業設有“華蘭班”，華蘭生物定期派生產一線的專家講課，生物工程專業所有學生均可聽課。學校出臺有利政策鼓勵教師與企業合作，發酵工程教師教學、科研能得到了提高。

4 強化實踐教學

實踐教學與理論教學相互聯系相互支撐，是高等學校教學工作的重要組成部分，對提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力有著特殊作用。我們的發酵工程課程實踐教學由課程實驗、課程實習和生產實習三部分組成。課程實驗用于強化學生的基礎知識和基本操作能力，課程實習；課程實習用于增強學生的綜合和設計能力，生產實習用于培養學生的工程實踐能。endprint

4.1 做好基礎實驗，掌握基本實驗技能

結合教材內容和教學目標，開設發酵工程的基礎實驗，如發酵罐的滅菌與接種等操作、發酵污染的檢測與判斷等，共16學時課程實驗。通過規范的實驗操作，使學生掌握發酵工程的基本實驗技術和主要產品的工藝流程。

4.2 開展綜合和設計性實驗，提高學生創新能力

在課程的實習周，首先帶領學生到相關的發酵工程參觀學習，要求學生了解所參觀企業發酵產品的生產工藝流程和主要儀器設備；理解生產過程中的原料處理、菌種生產、空氣除菌和下游提取等單元操作方法；學會觀察生產過程中各發酵參數的變化，并掌握相應的調節措施。然后，讓學生自行設計實驗，帶領學生到我院發酵工程中試車間進行模擬實驗。通過綜合實驗， 提升學生對基礎知識和基本技能的應用能力； 再后， 通過設計型實驗， 初步培養學生的科學研究和創新能力。為了進一步系統培養學生實踐技能，我校生物工程專業在第7學期（上）開設了64學時生物工程大實驗，開設工藝綜合大實驗課，第8學期學生自行選擇到我們已建立的校企聯合理事會單位進行為期兩個月的生產實習。近年來，我院與河南宋河酒業股份有限公司、焦作健康元、新鄉華蘭生物工程股份有限公司和鄭州航空港臺灣科技園等20多個大型企業合作，成立了校企聯合理事會，開設“校企合作論壇”，每年召開相關企業參加的教學指導委員會年會，采用“校企聯合培養”模式，推進教學改革，增強了學生創新創業能力。

通過上述措施，克服了由于專業課時相對減少給發酵工程課程帶來的不利影響，課堂氣氛活躍，學生學習的熱情和積極性提高，教學效果較好。發酵工程發展迅速，新的工藝和流程、新的發酵產品層出不窮，促使發酵工程教學的不斷完善與進步。要跟上行業發展的步伐，除改進教學內容與教學方法外，教師本身也要不斷學習，提高課程的前瞻性，使學生不僅學習知識，更要樹立科研素質，建立并提高分析問題和解決問題的能力。

參考文獻

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