基于能力培養的發酵工程課程教學改革與實踐

張艷芳

摘 要 發酵工程作為生物技術專業核心課程，依據人才培養方案和課程標準要求應以實踐能力培養為導向。通過優化教學內容，改革課程教學方式，結合課堂教學、實習、實驗教學方式的改革，實現理論、實驗與生產實踐的有機鏈接，促進學生社會實踐能力和創新能力的提高。

關鍵詞 發酵工程 教學方式 實踐教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.062

發酵工程是一門將微生物學、生物化學和化學工程學的基本原理有機地結合起來，利用微生物的生長和代謝活動來生產各種有用物質的工程技術。①發酵工程是生物技術專業的專業必修課，課程內容豐富、涉及面廣，在專業課程體系中起著承上啟下的作用，該課程的教學體系的設置和安排對于培養學生的專業技能和動手能力，提高專業素質占有舉足輕重的地位。②③

1 發酵工程教學體系的構建

應用型人才培養要重視主動式學習、互動式學習，突出應用能力的培養。④在傳統的發酵工程課程教學過程中，對學生的自主學習能力、團隊協作能力、創新能力和工程實踐能力的培養尚有欠，而這些能力對應用型創新人才的培養至關重要，⑤因此，我們對發酵工程課程教學體系進行了改革，在“夯實基礎知識，加強基本技能，適應社會需求，提升綜合素養”課程體系構建思路的指導下，對發酵工程課程體系進行了改革。將理論課學時由72學時削減到54學時，原有的基本技能型實驗改為對學生素質要求更高的綜合大實驗，著重于應用型人才的培養。

2 優化教學內容

教學內容是人才培養的主要落腳點，是教學改革的關鍵。在對發酵工程課程體系改革之時，就將教學內容的優化考慮在內，在側重于學生能力培養的課程體系構建時，雖然減少了理論課課堂教學學時，但通過對教學內容的優化，刪減了與微生物學等專業基礎課重復，與企業、行業發展定位不準確的、過深或過淺的教學內容。同時，按照理論和實踐相結合，教學和科研相結合的原則，將課程內容分為按發酵企業操作過程順序的生產工藝，包括菌種選育、接種與發酵參數調控，產品提取精制等內容；基礎理論，包括滅菌原理及微生物的熱致死動力學方程、發酵動力學模型等內容；發酵設備，包括按產品生產流程的滅菌設備及好氧發酵、厭氧發酵設備等內容。這樣的安排，使發酵工程課程內容更加系統化，知識體系更加清晰，同時由于是按照生產過程來進行介紹的，學生學習和應用時的目的也會更加清楚。

3 改革課堂教學模式

傳統的課堂教學模式是教師為主體進行教學活動，但是較難調動學生學習的主動性和積極性，導致學生上課的效果較差。在教學模式改革上我們以調動學生的學習興趣，提高課堂教學效率為目標進行了以下改革。

3.1 PBL 教學（問題驅動式教學）

在按照發酵生產的工藝流程進行生產工藝內容教學時，采用案例的方式，每節課設定目標，提前一周將一段產品生產工藝流程的視頻發放給學生，課前由學生分成小組進行討論、分析，課上，由每組推薦一名同學對總結內容進行發言，由全班進行討論，對于個別的問題，任課教師單獨說明，對于共性的問題，任課教師在下次課中重點講解，提高了授課的針對性。如，對于菌種保藏問題，針對不同的生產目的和不同菌種要求有不同的保藏方法，由學生確定在哪些階段需要進行菌種保藏及該用何種方式保藏，不同的小組有不同的選擇方法和方式，不但有助于學生理解和掌握所學知識，往往對任課教師也有很好的啟發。“學而不思則罔，思而不學則殆”，學源于思，思源于疑，思維是從問題開始的，⑥通過這種方式，激發了學生的學習興趣，活躍了課堂教學的氣氛。

3.2 實施多元化教學手段

發酵工程是與實踐結合緊密的課程，涉及到的設備和設施，而課本內容僅限于原理的講述，雖然通過現代多媒體教學能提供照片、動畫或視頻等具有一定直觀性的資料，但仍無法達到 “身臨其境”的感覺。為了充分調動學生學習積極性、開發學生學習潛能，使教學活動達到最佳效果，在發酵工程課程教學過程中運用了多種教學方法、多種教學資源。如在講解一些發酵設備和原理時，如果沒有接觸過實體發酵罐，僅憑PPT圖示或視頻學生很難有直觀的印象，將課堂移至實驗室，對照50L通氣攪拌發酵罐進行內外構造講解，學生建立了良好的直觀印象，效果較好。如在講解淀粉水解糖制備時，學生對處理目的及處理流程的認識不夠具體，認為只有靠死記硬背才能掌握這些知識點，不能靈活應用所學知識。將這段知識的講解放在啤酒發酵工藝流程中，在實驗室啤酒發酵過程中對課堂上的知識點進行逐一解釋和強調，使學生能將理論和實際應用結合起來，增加理論聯系實際的能力。同時，適時安排課程實習，將學生帶入生產現場，包括制藥、白酒、啤酒、乳品發酵等，在近距離感受生產過程和氛圍的同時，可以結合發酵原理現場講解工藝流程，使學生對工藝的了解更加深刻。這樣也有利于學生在今后的工作中能夠盡快適應工廠的生產，實現課堂教學和實際生產的接軌。

4 加強綜合性實驗內容

發酵工程是一門實踐性很強的專業核心課程，在實踐性教學中，為了更好地促進學生對理論課程的理解，更好的實現理論與實踐的對接，提升學生的實際應用能力，在實踐教學中采用課程實習和綜合性實驗的形式，注重培養學生的專業素養，力求提高教學質量。發酵工程是在大三下期開設的專業核心課程，學生此時已具備基本的操作方法的和技能，發酵工程是對整個生產工藝流程與原理結合的一門課程，是培養學生理論聯系實際能力，提高專業素養，加起課堂與實踐橋梁的課程。因此，發酵工程實驗課程該單獨的小實驗為綜合大實驗，教師提出與生產相關的課題，由學生分組完成實驗方案的設計、實驗及報告撰寫。課題內容包括發酵工程生產工藝流程，如發酵工程產品介紹；生產菌種的選育、保藏、擴大培養；發酵培養基的組成、滅菌；發酵設備；發酵過程監控；產品處理等，實驗報告初包含實驗方案設計外，還要對實驗進行總結，包括實驗中所涉及的課堂所學知識點；該知識點在具體應用中的情況；實驗過程中存在什么問題；每個組員做的具體工作等。通過這樣的實驗安排，實現了學以致用的目的，增強了學生工程實踐能力，初步實現了學生應用能力的培養。同時，也鍛煉了學生論文撰寫能力和團隊協作能力，提高了學生的綜合素養。

5 結語

在發酵工程課程教學中，不僅要培養學生良好的知識體系，也要注重培養學生的動手能力與實踐應用能力，提高學生的整體素質。通過對課程體系設置、課堂教學內容及模式、實踐教學模式的改革，極大地激發了學生學習的積極性及主動性，提升了課程教學質量，為培養應用型人才提供了積極的探索和實踐。

基金項目：新鄉學院《發酵工程》精品資源共享課（XJJ PZY2013-15）

注釋

① 張祥勝，許德軍.地方院校發酵工程實驗課改革與實踐體會[J].實驗室研究與探索，2013（4）：124-127.

② 許波，黃遵錫，楊云娟，等.發酵工程實驗教學改革初探[J].微生物學通報，2007（3）：600-602.

③ 任曉莉，趙潤柱，梁保紅.發酵工程課程的教學改革與實踐[J].微生物學通報，2011（1）：127-130.

④ 張翠英，溫衛中.地方院校應用型人才培養模式研究與實踐[J].黑龍江高教研究，2013（2）：154-156.

⑤ 張海龍，丁宏偉，王春玲，等.PBL教學法在發酵工程課程教學中的應用[J].微生物學通報，2015（11）：2251-2254.

⑥ 謝永朋，楊英歌.微生物學課程教學改革和實踐研究[J].黑龍江畜牧獸醫，2015（20）：192-194.