“發酵食品工藝學” 課程改革與探討

高獻禮，張智宏， 張紅印

（江蘇大學食品科學與生物工程學院，江蘇鎮江 212013）

隨著“中國制造2025”“互聯網+ ” 和 “健康中國2030” 等國家重大戰略的實施，以及新技術、新方法、新產業的新興制造工業的發展，社會對工程技術人才提出了更高要求，迫切需要對本科教學內容進行改革和創新，從而完成國家高等教育發展規劃綱要的目標，即培養信念執著、品德優良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創新人才，為我國的經濟發展不斷注入新鮮血液[1]。

“發酵食品工藝學” 是為食品科學類專業開設的一門重要專業課程，其闡明食品發酵基本原理、設備和加工工藝等內容。通過開設該課程使食品科學相關專業學生了解發酵食品的行業現狀，掌握發酵的基本原理、工藝流程及操作技能[2]。“發酵食品工藝學” 課程的內容綜合性強，涵蓋的知識范圍廣，對培養學生綜合能力具有重要意義。通過開設該課程不僅可以讓學生熟練掌握 “微生物學”“有機化學”“化工原理” 等課程中的理論知識，而且可以與具體食品生產過程結合起來，培養學生解決食品生產過程中復雜問題的能力。因此，我國大部分高校的食品相關專業均開設了“發酵食品工藝學” 課程[3]。

江蘇大學食品與生物工程學院為食品專業的學生在第7 個學期開設了“發酵食品工藝學” （2 個學分，36 個課時，其中實驗課時為4 個）。在此之前，學生已經學習了 “食品化學”“食品微生物學”“食品工程原理” 等相關課程，具有一定的專業理論基礎，通過該課程的學習可以將之前的理論知識與具體發酵的食品過程相結合，具有承上啟下的作用。此外，開設的 “現代食品檢測技術”“食品加工工藝學”“食品物理加工新技術” 等課程的學習可以激發學生將新方法和新技術應用于發酵食品的開發、設計等環節，為食品發酵領域培養出高素質的專業人才，促進發酵食品工業的可持續發展。然而，目前傳統的授課式課堂教學形式無法滿足培養創新性、復合型和應用型人才的需要。因此，改革和創新“發酵食品工藝學” 課程的教學模式迫在眉睫。

1 “發酵食品工藝學” 教學現狀

1.1 課堂教學存在的問題

“發酵食品工藝學” 是一門在學習 “生物工程”“基因工程”“生物化學”“化工原理” 等專業課程基礎上開設的一門應用型專業課程，教學內容主要包括3 個部分，即酒類發酵、有機酸類發酵和調味品類發酵。每一種發酵產品涉及到的知識包含微生物的選擇和擴大培養、原料的預處理、發酵過程控制和產品的分離等單元操作。該課程相關的 “發酵食品工藝學” 參考教材大都編排了十幾章節的內容。例如，程麗娟主編的《發酵食品工藝學》 和樊明濤主編的《發酵食品工藝學》 教科書含有十五章節的內容，而侯紅萍主編的《發酵食品工藝學》 則包含了二十章節的內容，但是 “發酵食品工藝學” 課時比較少，僅通過傳統的授課型教學，無法講授教科書涉及的全部內容，通過授課者一味地對學生進行單向的知識輸出，不僅教學效果不好，而且背離了培養創新型、復合型和應用型食品人才的培養目標。此外，加工原料成分介紹和工藝設備選型等內容與其他課程內容重疊，并且不同發酵食品之間也存在很大的交叉和重復。例如，傳統黃酒釀造與食醋釀造過程中原料和發酵過程有相似之處，如果采用傳統的連續章節講授內容勢必會導致授課內容繁重，造成學生的聽課積極性不高、教學效率低等諸多問題[4]。

1.2 實踐環節存在問題

“發酵食品工藝學” 的研究對象是發酵食品，教學內容包括理論講授和實踐操作環節。掌握好實踐操作環節對于培養學生動手操作能力、創造性思維和解決食品生產過程中分析實際問題的能力培養至關重要。然而，目前課程授課形式主要還是以理論講解為主，缺乏實踐內容。以江蘇大學為例，之前開設該課程的實踐課時僅有4 個，設置了2 次課程實驗，包括傳統黃酒釀造和醬油的呈味與勾兌相關實驗的設置都存在一定的不足。第一，實驗內容僅包含相應發酵食品加工過程的一部分。例如，醬油的呈味與勾兌，主要側重于醬油風味的調節，雖然該環節對于醬油生產非常重要，但其僅為醬油釀造的最后環節；而傳統黃酒發酵實驗則主要涉及的實驗內容為原料的預處理和酵母發酵過程，而未涉及黃酒的壓榨、殺菌、陳釀等重要環節。因此，僅對發酵的部分過程進行實驗不利于學生系統掌握發酵食品整個環節的操作和工藝控制。第二，實踐課時不足，無法覆蓋理論課時所涉及的教學內容，上述2 個實驗僅涵蓋了酒類發酵和調味品類發酵相關內容，并未涉及到有機酸類發酵類實驗。雖然之間存在很多相同點，如微生物的擴大培養、原料的預處理等，但因為生產的發酵產品不同，在發酵過程中控制的條件、微生物的選擇等仍存在較大區別，需要進行單獨安排相應的實驗環節。第三，受到實驗條件和場地限制開設的實驗課程均以小組形式進行，每組由5～8 位成員組成，無法做到每位組員均參與到整個實驗過程中。第四，實驗內容都是教科書中理論講授的發酵食品的加工工藝實驗操作，很難調動學生的創新能力和實踐積極性。

2 “發酵食品工藝學” 課堂教學創新與改革要點

近年來，教育部關于本科教學的改革體現 “以學生發展為中心” 理念，堅持 “以本為本” 要求合理提升大學生的學業挑戰度，增加課程難度、拓展課程深度，切實提高課程教學質量，從而激發學生的學習動力和專業志趣[5]。對 “發酵食品工藝學” 進行改革是適應本科教學改革的需要，培養出具有創新意識、適應社會需要的發酵專業人才的要求。因此，必須不斷地改革和創新 “發酵食品工藝學” 的教學方式和教學環節，而改革的重點應該放到理論教學和實踐教學2 個方面。近年來，許多高校對“發酵食品工藝學” 進行了改革，通過理論教學系統、概括，實驗教學綜合、創新，加強理論教學與實踐教學的有機聯系，取得了一定的效果[6-7]。但是，仍然與本科教學改革 “以本為本”，建設高水平本科教育的要求和現代發酵食品工藝學的培養目標存在一定差距，仍需投入大量的精力和成本在理論和實踐教學方面進行探索。

2.1 教學內容改革

2.1.1 課程內容的調整

“發酵食品工藝學” 教學課程內容較多，包括發酵微生物的選育、改良、保藏與復壯，發酵過程中微生物代謝和發酵過程控制，發酵裝置選型，發酵產品工藝流程（酒精發酵、調味品發酵、有機酸發酵等） 及發酵廢棄物處理等方面的內容。按照傳統講授過程，首先講授具體發酵過程中涉及到的微生物的相關內容，然后對其發酵工藝進行逐步說明，進而對產品的標準和品質進行說明，最后對產生的發酵廢棄物的處理進行說明。該講授形式雖然有助于強化具體發酵產品生產工藝的學習，但學生需要花費大量的時間去課前預習和課后復習相關知識。此外，各種發酵產品的生產工藝在內容上有許多交叉，僅在課堂有限的時間內無法全面講授所有發酵產品的內容，不利于強化基礎理論知識和拓展學生的知識面，也不利于學生形成一個系統的發酵體系的概念。因此，可以采取抓住發酵工藝核心主線，即將發酵食品生產中各研究對象的共性內容提煉出來，然后將不同發酵產品的特性內容以實例形式添加到相應教學內容中，這樣教學過程有助于提高課堂教學的效率，降低知識的理解和掌握的難度，而且有利于學生掌握發酵過程的理論知識和突出不同發酵產品工藝生產中的差異，激發學生的學習興趣，有助于學生探索能力和創新思維的培養[8]。另外，通過發酵食品工藝內容的特點，對一種具體的發酵食品進行講授，而將類似的其他相關發酵食品的內容作為學生課外拓展學習的內容，以報告的形式提交形成課程作業。這樣不僅可以降低授課者的授課負擔，而且可以培養學生信息檢索能力和自學能力。例如，通過課程講授蒸餾酒中中國白酒的釀造工藝，課后布置作業讓學生通過查閱相關資料完成 “金酒、白蘭地、朗姆酒和伏特加與中國白酒釀造工藝的異同”。這樣不僅可以讓學生加深蒸餾酒的加工工藝的理解，而且通過對比學習的方式了解其他相關蒸餾酒的加工工藝，響應了教育部增加大學生學習負擔的號召，開闊了學生的知識面。

2.1.2 章節的有機銜接

除了整體課程內容體系的調整外，對于章節內容之間可以根據教學內容內在聯系進行安排。例如，酒類釀造工藝中可以根據是否采用蒸餾工藝對發酵酒進行分類介紹，可以首先介紹釀造酒類包括果酒、黃酒和啤酒釀造工藝，再對蒸餾酒（包括中國白酒、雞尾酒、金酒） 等進行介紹，幫助學生理解蒸餾酒和釀造酒之間的釀造工藝差異。另外，可以根據微生物新陳代謝的過程先后順序，將食醋釀造工藝放置于黃酒釀造之后，讓學生從本質上理解黃酒放的時間長了會有酸味的原因，激發學生求知欲，促進學生主動的獲得更多相關的知識的動力和興趣。

2.1.3 教學方法的多樣性

傳統的授課都是以課件靜態的形式呈現在學生面前，很多發酵設備和釀造工藝多以圖片的形式展示，學生對于發酵設備的運轉和操作過程理解較困難，降低了課堂聽課效果和學習興趣。因此，可以在授課過程中增加一些發酵相關視頻內容，尤其是一些生產實際過程中的操作和發酵設備的運轉，不僅可以增加學生的學習興趣，而且可以為后續的實驗環節起到示范作用。此外，在授課過程中涉及發酵產品介紹環節可以增加一些產品感官品評環節，讓學生通過現場品嘗，體會到不同發酵工藝對產品的風味帶來的直接影響，進而明確各個發酵工藝的特點。例如，黃酒工藝學過程中，采用黃酒感官品評活動，現場品嘗3 種不同類型的黃酒（甜型、半甜型和干型），讓學生通過味蕾來感受不同釀造工藝產品風味的影響，并且學生之間分享品嘗后的感受。另外，課堂上可以采用實踐式教學形式，例如 “討論式教學”，授課教師在授課過程中拋出一些問題，引導學生相互之間進行討論和對話，增加學生主動思考、解決問題及演講表達的能力，從而提高學生思辨能力的培養，積極調動師生 “教” 與 “學” 的積極性和主動性。最后，可以在課后預留發酵產品相關的問題，通過設組形式，鼓勵學生查閱相關文獻，然后以幻燈片的形式進行分享講解，并且由授課教師進行簡短的講評，從而提高學生查閱文獻、語言表達、課件制作及團隊協作的能力，增強學生自學和分析、解決問題的綜合素質能力。

課堂過程中進行黃酒品評見圖1。

2.1.4 網絡教學延伸學習

在課程教學過程中，教師教授內容受到參考書目、教學能力、教學條件等眾多因素影響，這些都會影響授課質量和學生信息接收的深度和廣度。為了擴大學生的知識面及知識的理解程度，激發學生自學能力和創新思維，通過網絡教學可以很好地彌補教學過程中的不足。網絡教學形式因具有不受時間和地域的限制等優勢，可以實現學生自由支配自己的學習時間，從而提高學習效率和學習的積極性。目前，江蘇大學已經加入了 “中國高水平大學慕課聯盟”，從而提供了大量的高水平大學的精品課程內容，如江南大學的 “食品工藝學”、福建農林大學的“食品發酵工藝學” 和天津科技大學的“食品技術原理” 等，可以滿足學生隨時進行相應內容的拓展學習。另外，還有 “中國大學MOOC”“愛課堂” 等眾多精品網絡課程學習平臺提供在線學習。當然，對于網絡學習成果評判也是必不可少的。通過學習系統對學生的網絡學習的課程和課時進行評價并納入平時成績促進學生培養自主學習的習慣，例如網絡學習超過28 h 平時成績為優秀，依次類推。

2.2 實踐內容改革

實踐教學和理論教學是相輔相成的，通過實踐教學不僅可以促進學生認識、掌握理論知識，而且可以激發學生進行創造性實踐活動。因此，實踐課時所占比例應該增加，最終達到與理論實驗課程課時相當的水平。此外，實踐內容應該走出驗證性實驗、局部實驗和簡單實驗的框架，向綜合性、系統性實驗轉變。例如，傳統黃酒釀造過程，可以設計從“微生物的擴大培養開始” 到 “成品黃酒的勾兌”的整個釀造過程。該實踐內容涉及到了 “食品微生物學”“發酵工程”“食品分離技術”“分析化學”“食品感官品評” 等課程內容，學生進行酒曲的制備、原料的處理，該環節不僅需要測定霉菌的數量、發酵酶活力等指標，還要進行發酵過程控制，測定發酵過程中葡萄糖的消耗量和酒精的生成量；通過離心法或者物理壓榨法獲得生酒，并對產品的含糖量、酒精濃度、總酸等指標進行測定；通過澄清、殺菌操作獲得成品黃酒。在該綜合實踐活動中學生需要掌握霉菌、酵母的擴大培養，曲霉和酵母產生糖化酶活力的測定，以及總糖、總酸、酒精度測定等，不僅掌握了實驗操作方法，而且也理解了這些檢測指標與產品生產工藝之間的關系，讓學生充分理解黃酒釀造工藝過程和各個檢測指標的重要性。

另外，江蘇大學位處鎮江市，具有悠久的黃酒和食醋釀造歷史，有大批知名的發酵食品生產企業，其中黃酒企業包括 “金丹陽” 和 “鑫澤園”，食醋釀造企業包括 “恒順醋業” 等。因此，可以借助當地發酵食品工廠進行實地參觀學習，由企業專業技術人員對生產工藝、生產設備及工藝參數進行講解并解答學生提出的相關問題，從而在參觀實踐過程中加深學生的認知和思辨能力。

學生走進食品發酵企業參觀實踐見圖2。

3 結語

江蘇大學開設的 “發酵食品工藝學” 通過不斷改革、探索出來的教學改革措施已經取得了很好的教學效果。2015 級學生的期末成績總評達到了80 分以上，及格率達到100%。學生主動學習的積極性顯著增強，對課堂教學效果和課程的滿意度也隨之增強，學生對相關知識的掌握和實際運用能力有了明顯提升，能夠根據工藝要求處理實際遇到的問題。此外，回訪畢業生，大部分學生都肯定了 “發酵食品工藝學” 課程教學改革的措施和教改效果，此項改革值得兄弟院校在講授相關課程時進行參考。