《發酵工程》重要章節

【摘 要】 《發酵工程》是生物工程和生物技術領域的核心專業課程，在生物化工成果的產業化應用方面具有核心地位。此課程內容豐富，涉及面廣，其教學質量直接影響到學生的專業素質。《酒類發酵》是《發酵工程在食品與飲料領域應用》一章的其中一節。本節內容涉及到發酵工程的一些基本原理，是在飲料領域的一個重要應用代表，也是下節《發酵法生產食用醋》的學習基礎，是本章學習的關鍵一線，其教學結果的好壞直接影響到《發酵工程在食品與飲料領域應用》一章的整體效果。本課程教學小組從本校多年教學情況出發，對《酒類發酵》一節的教學體會與思考進行了總結，供大家交流、參考與指正。

【關鍵詞】 發酵工程；酒類發酵；課堂教學；教學體會

【Abstract】Fermentation engineering is one of the cores of biological engineering and biotechnology professional courses， and its applications are one of the cores of the industrialization achievements of biochemistry. This course is rich in content and profound， and its teaching quality directly affects students' professional quality. Alcoholic fermentation is an application of fermentation engineering to the area of food and drink and normally forms the first chapter of text books and lectures. This section involves some basic principles of fermentation engineering， an important application in the field of beverages， and is also concerned with learning the basis of vinegar fermentation production The key of the course is to learn on line， and whether the teaching result sare good or bad will directly affect the fermentation engineering applications in the field of foods and beverages， the overall emphasis of the chapter. The university teaching team for this course has summarized the teaching situation for alchoholic fermentation in terms of the experience and thinking acquired over many years， and provides a basis for everybody to exchange， interact， provide reference and constructive criticism for the correction of errors.

【Key Words】Fermentation engineering， Alcoholic， Classroom teaching； Teaching experience； Online learnin

【中圖分類號】G64.24 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）15-00-02

《發酵工程在食品與飲料領域應用》一章是發酵技術應用中重要的一個內容，許多發酵工程的相關理論以及概念都在這一章得到體現與應用，對于學生更好的理解和運用以前所學的知識具有重要意義。《酒類發酵》是發酵工程在飲料領域中的一個重要應用，其中以啤酒的發酵為代表，啤酒發酵是進行其他發酵產品研發的基礎。本節內容具有發揮發酵工程技術的承啟作用，教學的好壞關系到“發酵工程在食品與飲料領域應用”整章學習的效果。

培養應用型人才，服務地方經濟是地方本科院校的責任，也是辦學的生命力所在[1]。在合理的課程體系設置基礎上，面對蓬勃發展的生物技術，如何使發酵工程適合時代發展的需要，培養和造就高素質、創造性人才；如何確保高質量的課程教學效果以及推進適應新形勢的課程教學改革是一項重要的任務。《發酵工程》作為生物與制藥工程等專業的專業核心課程，各高校均重視其教學效果并注意教學方法的創新以及通過課程的學習，培養學生多方面的能力。本文就如何提高發酵工程教學質量、提高學生的綜合素質和能力提供一些建議。

1 根據最新教學大綱，確定合理教學目標

現代的發酵工程包括菌體生產和代謝產物的發酵生產，還包括微生物機能的利用。主要內容包含生產菌種的選育，發酵條件的優化與控制，反應器的設計及產物的分離、提取與精制等等。在飲料中的應用——啤酒發酵為典型案例知識內容，通過本章節學習，需達到以下幾個目標：了解微生物發酵操作方式；熟悉啤酒生產原輔料；麥芽制造、麥汁準備；掌握啤酒酵母發酵工藝流程等。

2 更新教學內容，清晰教學重難點

不同類型和層次的高校由于各自專業性質、教學目標等因素的差異，課堂教學方式有所不同。本課程組將各章節內容按照理解、熟悉、掌握三個層次進行分配，重點突出，避免了授課內容的隨意性。

隨著近年來釀酒行業由傳統向現代，小型化向大型化，手工操作向自動化的發展，也就要求學生在掌握傳統工藝的基礎上，逐步將新型釀酒行業的概況作為重點來掌握。例如：以往啤酒生產中發酵工藝偏重講述小型工廠的設計方案，發酵池的工藝流程及設備。而現今各類工廠已經開始向進行大型化、自動化，大罐發酵工業模式發展。因此，啤酒的發酵工藝也應當將重點轉移到大型工廠的設計以及建設上來，將新型企業大罐發酵工藝流程及設備作為重點內容進行講解[2]。同時還需注意，在講授主要產品的發酵工藝及其他的設備時，要有選擇的展示生產環節圖片與視頻資料，重要的技術理論與實踐環節強調展示出來。

3 注重教學與科研相結合，指定參考資料及相關網站

為了使教學內容與當前社會科技發展保持同步，我們除了向學生傳授課本上的知識，還運用已學的專業理論知識發展情況，補充新技術，新方法的方面的資料，拓寬學生的視野。如，我們引入了四川綿陽老窖的發酵工程視頻、紹興黃酒的發酵工藝優化論文，與學生們進行討論交流。

任何教材與資料書都有其獨特風格與內容的側重，但學生的興趣卻有各異，因此學生可根據自己的興趣情況，自行選擇各方面的知識進行了解與學習，便于自己以后發展方向的確定[4]。向學生介紹一些如華南理工大學、南京工業大學、江南大學等發酵工程專業排名靠前的高校對此專業的建設情況，提供發酵工程精品課程網站，以及一些基本的學術搜索網址等等，拓寬學生的信息獲取渠道與視野，增強學生的自我學習意識。

4 吸收學科前沿知識，增加“最新科研動態”部分

如今，科學發展日新月異，必須使教學內容適應新形勢，才能培養出新時代的綜合創新人才，故此，我們在每一章中增加了“最新科研動態”部分[7]。在該部分中向學生介紹一些國內外最新的發酵工程科研成果，加大課堂信息量，同時注意刪減陳舊的內容。在授課過程中，努力追蹤學術前沿，并力求將新的、已為學術界所普遍認可的研究成果轉化為課堂講授的內容。

《酒類發酵》一節中，我們根據最新研究發現，增加講解了《保健型紅棗啤酒發酵工藝研究》內容[8]。紅棗不但具有豐富的營養，還具有很強的保健功能，近年來受到科研工作者的廣泛關注。采用在主發酵時添加紅棗原汁讓紅棗原汁和麥芽汁共同發酵的方法，使直接在啤酒中加入紅棗原汁啤酒非生物穩定性差、口味不協調等缺陷得到改善，使紅棗啤酒特有的風味更加突出，從而增加了啤酒的特殊保健功能。

5 適當輔以課堂討論

在該課程的教學中引入課堂討論，能增加學生學習的主動性和積極性，課堂討論是基于共同學習的一種教學策略。為了使學生真正步入課堂，我們通過分組提問，代表回答的方式解決。在《酒類發酵》這一節，我們主要討論內容包括：1）啤酒發酵所用原輔料的的條件；2）麥芽制造所需的環境；3）麥汁制備所需要的設備等展開討論。隨著討論的展開，教師教學進度的推進，問題得到圓滿的解決，教學目標也得到有效落實。

6 啟發式教學，提高課堂效果

啟發式教學[3]的最大特點是激凝起思，變教為導。授人以“魚”不如授人以“漁”，通過問題：1）啤酒的過濾方法中，為什么對膜過濾方法介紹很少，只是作為新技術了解的內容？2）冰啤酒的生產涉及到的新發酵原理及生產工藝是什么？引導學生逐步思考，挖掘他們的潛力，要比教其現成知識更具教學魅力。

為了引發學生對本門課程的興趣，在緒論章節中，我們介紹了包括發酵工程在內的三代基因工程的發展，人類對發酵認識和利用的發展史，還介紹了目前一些熱門發酵產品的應用價值及其在市場上的需求，這些都讓學生認識到發酵工程的重要性，思考發酵工程產業后續的發展，這有利于學生將發酵課程的知識和學過的單科知識有機結合起來，也為日后工作拓寬了科研思路。

7 以“學生為中心”，交互式傳授知識

以“學生為主體”是我們必須遵循的課堂教學理念[5]，如何使這個理念貫徹到課堂教學中是一個值得思考的問題，我們采取講授主角互換，進行了教學嘗試：

具體內容是由老師設定任務，學生自由組成課題小組，合作完成該任務，達到個體及合作搭檔學習效果的優化。我們由此發展成為學生講課，讓學生們自由組合，每組8人，自由選題，選題規定在發酵工程專業方向范圍內。每個組員都必須承擔一定的學習任務，在規定時間內完成任務后，由組長進行總結，向教師及全體同學提交書面報告，即制成幻燈片，在課堂上演講8～10分鐘。報告的內容主要包括選題目的及意義、解決問題的策略以及當前的發展狀況等等。然后教師和學生一起參與討論和提問，最后由主持人或教師進行總結。學生在此項學習過程中，發揮團隊合作精神，組間互相學習，取長補短，拓寬知識面，因此表現出了極大地積極性和主動性，選題的范圍涉及了酒類發酵及改良、新型抗生素的其他產品的發酵等等[6]，這樣的教學內容對課程教學做了很好的補充、拓展作用。

8 采用多媒體輔助教學

現代教育技術發展迅速，在課堂上我們將視頻、音頻、動畫、圖片等多媒體信息綜合到課件中進行講解；還在課程教學中介紹“啤酒發酵工藝流程”時，針對每步反應產生的結果用底色進行標記，使反應過程一目了然。這很大程度上減少了教師的語言以及學生的學習難度，增加了教學效果。

應用現代教育技術，課程內容更易理解，也提高了課堂教學效果。當下許多學校都在開啟媒體授課新平臺，如煙臺大學建立了成熟的校園網絡教學平臺http：//www.ytu.edu.cn/xxjj/index.jhtml，教師可以將發酵課程的教學大綱、多媒體課件、思考題和參考文獻等通過網絡平臺提供給學生。網絡平臺的使用不受時間地點限制，是對課堂教學的有效補充，具有獨特的優勢，也受到了學生的歡迎。參考同類網絡資料，我們也建設了《發酵工程》省微課課程，主要包括學習板塊：http：//kczx.huse.edu.cn/G2S/Template/View.aspx？action=view&courseType=1&courseId=11&ZZWLOOKINGFOR=G與湖南科技學院優秀網絡視頻課程http：//www.hunanweike.com/course/show/16110。

9 科學合理地布置作業

課后作業是課堂教學的延伸，其可以給教師反饋學生對課程學習的情況，也可以為學生提高自學能力和知識拓展提供機會[9]。在《酒類發酵》一節作業布置時，我們分為三種作業類型：第一種為課程內容論文，劃分教材某一板塊為學生自學內容，然后以論文的形式匯報。第二種是文獻閱讀，就是對某一生產工藝流程進行優化，以提高學生的自我學習能力，語言組織能力，寫作表達能力等等；第三種是練習題，通過解題可以檢查對課程內容的理解程度并加深對課程內容的理解，幫助學生重溫并強化重難點、易混淆點。

在生物技術迅速發展的形勢下，如何緊跟學科快速發展的步伐，培養造就具有創新能力強、適應經濟社會發展需要的高素質生物工程技術人才，對生物工程、專業課程教學提出了新的挑戰。以上為我們對《酒類發酵》一節內容課堂教學的體會、思考以及所作的一些淺顯教學改革的總結，文中的一些經驗和體會在《發酵工程》其他章節的教學過程中也有相融相通之處。當然，我們還存在一些不足，課程教學改革還需進一步深化，這將是我們今后努力提高的方向。

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