基于應用型人才培養的“發酵工程”教學改革與實踐

仝倩倩+張科貴+李亞亮+顏守保+王順昌

摘 要：發酵工程是生物類專業的核心課程，具有較強的實踐性、工程性和綜合性。在應用型人才培養模式下，該文對發酵工程教學內容、教學方法和考核方式等方面進行教學改革與實踐，進一步提高發酵工程的教學質量，提高學生的實踐能力和綜合素質，從而實現培養應用型人才的目標。

關鍵詞：應用型；發酵工程；教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）11-0176-02

Educational Reforms and Practice of Fermentation Engineering Based on the Applied Talents Training

Tong Qianqian et al.

（Huainan Normal University，Huainan 232038，China ）

Abstract：Fermentation engineering is the main course of biological major with strong practice，engineering and comprehensive characteristics. Under the applied talents training mode，this paper carries out educational reforms and practice in teaching contents，teaching methods and assessment contents in fermentation engineering to improve students practical ability and comprehensive quality to realize the goal of cultivating applied talents.

Key words：Practice；Fermentation engineering；Educational reforms

當前的生物技術更新與發展突飛猛進，隨之而來的生物技術產業也如雨后春筍般發展，目前正在進入大規模產業化階段。這對生物技術人才提出了更高的要求——理論知識扎實，實驗操作嫻熟并具備復合創新及獨立工作的能力。我國目前無論是生物類的研究人員，還是產品開發人才，都存在嚴重不足的問題。隨著生物技術的進步，這種高級應用型人才的缺口會越來越大。二本院校已成為高級應用型人才培養的主體。而解決應用型人才培養的基本問題，就是教育課程的改革?！鞍l酵工程”是生物工程、生物技術、生物科學和生物制藥等專業的一門重要的專業課，該課教學質量的好壞，直接影響高級應用型人才的專業素質。因此，提高“發酵工程”的教學水平至關重要。為適應當今社會生物技術產業的飛速發展和應用型人才的需求，針對當前教學中的問題，對“發酵工程”的教學內容、教學方法、考核標準等進行了探討和改革，以培養高素質應用型人才，滿足生物產業發展的需要。

1 豐富教學內容

目前淮南師范學院使用的教材是由李艷主編的生物技術和生物工程專業規劃教材《發酵工程原理與技術》，并指定《發酵工程》、《發酵產品工藝學》等為主要參考書。所選教材《發酵工程原理與技術》是教育部全國高等學校生物工程與生物技術專業教學指導委員會規劃的生物技術和生物工程系列教材之一，側重工科，以培養應用型、產業化人才為主的學科定位和培養目標而編寫，重點介紹現代發酵工程領域各種產品生產的共性原理與實用技術。全書按發酵工業生產過程，將各類發酵產品生產的共性原理和技術歸納成新的體系，共分5篇18章。第1章分別系統介紹了發酵工程的概念、歷史淵源、發酵工程和生物工程的關系。第一篇：工業微生物和發酵工業原料。分別介紹發酵工業微生物菌種的選育和擴大培養，發酵工業原料選擇、淀粉水解糖制備、發酵培養基的配制和滅菌，無菌空氣的制備三部分。第二篇：發酵工程機理和過程控制。圍繞發酵罐內進行的反應過程展開論述，重點介紹了氧的供需與傳遞、微生物發酵機理、發酵動力學、生物反應器、發酵過程工藝控制和染菌的防治。第三篇：發酵工程產物的獲取。介紹了發酵工程下游技術的發展動態、細胞破碎的原理和技術，以及發酵產物獲得所涉及的各種分離、純化和精制的技術原理和方法。第四篇：與發酵工程相關的生物技術。主要論述了動植物細胞大規模培養和固定化酶與固定化細胞的技術原理。第五篇：發酵工程廢物處理和清潔生產技術。本部分針對發酵企業排出的廢棄物和廢水的治理及資源化和清潔生產工藝展開論述。通過系統的學習，學生可以全面掌握發酵工程原理與技術，熟悉現代發酵工程的發展方向，為今后從事發酵相關生產、研究、開發打下良好的理論和技術基礎。

發酵工程這門課設置在第五學期，在這門課之前，學生已經完成了與本課程相關的基礎課和部分專業課的學習，如微生物學、生物化學等；而且距離考研還有超過半年的時間，學生有充分的時間認真學習和準備。教師在課堂教學時，重點講授側重發酵工程的知識點，對已學內容進行側重補充。例如，在講到微生物的分類、培養基組成等微生物學已學過的內容時，課堂上不再贅述微生物的分類，而是通過大量的科研或生產案例，講解某些微生物目前的發酵生產概況，重點突出發酵工程側重的內容，讓學生深刻認識到微生物不同的分類。

2 教學方法改革

2.1 采用多媒體及網絡教學平臺等現代化教學手段 作為一種新型教學手段，多媒體教學不僅可以提高教學效率、增強教學效果，還能為學生提供大量的感性資料，使學生更容易理解和接受[1]。另外，隨著計算機網絡技術的發展，網絡教學平臺受到越來越多關注。我們借助學習網絡教學平臺，可以進行混合式教學，提高學生的參與度，實現教師與學生的深度互動。

2.2 學生走上講臺，主導課堂 教師可將一些較為簡單的理論內容，分配給學生，按照自愿原則分組，每組推薦一位代表走上講臺為其他同學介紹。然后教師給出意見和建議，并進行知識點補充。這個環節不僅提高了同學們學習的主動性，還鍛煉了文獻調研、PPT制作、語言表達及團隊合作等能力。

2.3 理論與實驗結合 發酵工程離不開發酵設備和工藝。對于發酵罐等設備的教學，課堂上不僅僅要有圖片、文字，還要用動畫模擬出發酵設備的工作原理及狀態，并通過播放現場操作視頻，讓學生對整個發酵設備及整套發酵系統有更感性更深入的認識。除理論教學外，我院已配備5L液體攪拌發酵罐及30L固態發酵罐，在實驗課上，教師邊帶領大家復習設備的基本結構和工作原理，邊拆卸或組裝設備，然后通過實際發酵具體菌種的方式，讓學生完整掌握整個設備操作過程。

對于工藝的教學，課堂上先介紹發酵的一條主線為菌種、細胞——發酵——分離純化——產物，然后重點介紹發酵過程工藝的控制，最后講解發酵工程的具體案例，使學生對整個發酵工藝有深刻的理解。例如，我們通過講解與日常生活密切相關的谷氨酸生產（即味精的生產工藝），從菌種選育、工藝調控、谷氨酸合成、提取、分離、純化、結晶的生產過程，并通過動畫和視頻讓學生更加真實形象地了解工廠里大規模生產的場景，使學生能夠課堂上獲得參與實踐的動力和興趣[2]。

在實驗教學方面，盡量貼近現代生物工業及生活的需求，開發設計了不同的產品生產工藝（如啤酒生產及檢驗、葡萄酒釀造、母菌和醋酸菌二元發酵制備紅茶飲料、燃料乙醇發酵、輔酶Q10的發酵生產和提取、青霉素發酵、30L固態發酵罐發酵產糖化酶），理論與創新實驗結合，不僅提高了學生的興趣和求知欲，而且可以使學生直接從事實際操作，為將來就業增添籌碼。

2.4 與校企聯合培養 在本科院校向應用型大學轉型的大背景下，應積極將校企聯合培養引入實踐教學中。參照楊梅等[3]對發酵工程課程實踐探索的成果，設置了頂崗實習內容。在暑假安排學生到周邊知名的乳制品廠、豆制品廠、啤酒廠、藥廠等進行頂崗實習，在不同的崗位上實習一段時間，親身走進生產的第一線，不斷提升自己的專業素質。

3 考核方式改革

結合“應用型人才培養”原則，任何一種考試形式都會有其局限性，因此采取多種考核方式，比如可以采用平時成績、作業成績、面試成績、實驗操作等結合起來考核。

4 結語

應用型人才的培養模式還在不斷地探索，基于應用型人才培養的“發酵工程”對學生能力的培養是一個長期、綜合培養的過程；相信發酵工程的培養模式，對其他專業課程的建設，具有一定的推廣價值，為培養更多更優秀的高素質人才提供幫助。

參考文獻

[1]黃金林，潘志明，焦新安.“發酵工程”課程教學的思考與探索[J].生物學雜志，2005，22（5）：46-47.

[2]張琳，陳為.大學轉型背景下發酵工程的課程改革與實踐[J].洛陽理工學院學報（自然科學版），2016，26（1）：94-96.

[3]楊梅，李力群，謝瑩，等.發酵工程課程建設的實踐與探索[J].吉林化工學院學報，2011，28（2）：46-48.

（責編：吳祚云）