以培養實踐能力為導向的食品發酵工程教學改革研究

李由然 李江華

摘要：《食品發酵工程》是高等院校生物技術專業食品方向的核心課程，是利用工程學與自然科學等原理，在生物催化劑的作用下，進行食品加工的技術，也是一門新興學科。食品發酵工程具有很強的應用性與實踐性，在教學中非常注重培養學生的實踐能力，而教師實踐教學能力的優劣直接關系到學生理論知識與實踐能力水平。

關鍵詞：實踐能力;發酵工程;教學改革

1. 改革教學課時和教學項目

食品發酵工程是一門必修課，根據教學規劃，多數高校在大三下學期開設這門課程。一般來說，食品發酵工程共60學時，其中實驗課占20學時，另外單獨留出一周的時間進行實習。當前，雖然多數高校開設了這門課程，但普遍存在資金投入少、學生基礎差、場地設施落后等問題，即便學生已經學過生物化學、微生物學等相關基礎內容，但一些基本的實驗操作技能如配制培養基、染色、無菌接種仍有待提高，且不能熟練操作顯微鏡、滅菌鍋等儀器，這對開展食品發酵工程教學造成了極為不利的影響。為了改變這一現狀，第一要調整開課學期，把食品發酵工程課調到大三上學期，使之與其他課程有效銜接;第二要適當增加實驗課時數，以總學時的50%左右為宜，從而使學生有更多的時間進行專業技能訓練。

傳統的食品發酵工程實驗多是驗證型實驗，鮮少涉及綜合性及設計性實驗。在教學過程中，教師可以對實驗內容進行適當的調整，不要一味追求高大全，而應做到基礎內容與發酵操作并重，建議從微生物操作技術入手，通過對發酵菌種的培育與篩選來練習滅菌、接種染色、菌種保存等操作技術，同時加強對實驗儀器的操作練習，并根據教學情況，及時對實驗方案進行完善與更新。此外，要注重實驗教學的系統性與基礎性，重點講解菌種的分離與培養、發酵液的后處理與分析、發酵罐的使用等內容。在設計實驗時，要盡量選擇與生活相關的內容，重點突出實驗的工程背景，如蘋果醋的發酵、谷氨酸的發酵、乳酸菌的篩選等。同時，在設計食品發酵工程實驗時，要加強與其他學科之間的聯系，將不同學科的內容有機融合在一起，這樣既有助于學生復習和鞏固所學知識，也能有效增強學生的實驗能力。在綜合實訓教學中，學生應自己動手查閱相關資料，搜集相關研究方法，并寫出實驗操作所采用的技術路線等。在教師的指導下，學生可以獨立準備實驗器材，設計實驗步驟，并完成實驗的全過程。這種以實訓為主的實踐教學能使學生學以致用，使學生的科研能力與探索精神得到全面發展與增強。

2. 以培養實踐能力為導向豐富教學模式

2.1 合理分組教學

根據學生的實驗能力和實驗態度，可將參加實驗的學生分為三類：一是實驗積極性較低、極易懈怠的學生。這類學生大多受環境影響而產生了懈怠思想，他們的學習成績處于班級中下游，對實驗缺乏參與意識，平時懶于動手和思考，而是習慣于看別人操作;二是動手能力強，能積極參與實驗教學的學生;三是已進行過科研實驗或著手撰寫畢業論文的學生。這類學生具有極強的實踐能力，并且學習積極性很高。教師在實施分組教學時，可對三類學生進行搭配分組，可以選擇第二類學生擔任小組長，負責發酵實驗的組織與實施，同時選擇第三類學生擔任實驗的技術指導工作，各小組人數一般為4-6人。實踐證明，這樣的組合能充分調動學生的實驗積極性，每一個小組成員的實驗操作技能都能得到明顯的提高。其中，第一類學生的實驗態度大為改觀，能積極參與實驗活動，其實驗技能也在其他同學的幫助下得到了顯著提升;第二類學生動手能力也有顯著增強;第三類學生則在指導其他同學實驗的過程中進一步拓展了自己的思維。

應注意的是，對于一些基礎實驗內容，如菌種的分離、培育與保藏等，其操作較為簡單，教學目標極易達成，只需學校實驗室就能滿足全體學生的動手操作需求，所以分組效果不明顯。而在后期的綜合實驗與實習中，分組教學的優勢開始顯現，其不僅能促使各小組成員積極思考，且小組之間的交流、討論也比較頻繁。在采用分組教學時，學生可以獨立完成所承擔的任務，也可反復練習發酵操作并多次進行分析測定，細心觀察實驗流程，還能自主完善實驗操作細節，提出改進建議。

2.2 開放實驗室

食品發酵工程的課時安排有限，很難在規定時間內完成一些設計性、綜合性的實驗，所以為了使學生的基本技能得到鍛煉，要靈活安排實驗時間，必要時可合理利用課下時間，從而在發酵周期內讓各小組都有機會動手進行實驗操作，充分滿足學生的實驗需求。同時，要適當延長實驗室的開放時間，使學生可以利用自己的課余時間到實驗室完成實驗操作，同時使學生從自身需求出發對相關實驗進行合理安排，有針對性地彌補自身薄弱環節，增強學生獨立進行實驗探究的自信心。另外，學校課題組也可利用科研優勢，吸引部分實驗能力強、學習積極主動的學生參加相關發酵科研工作，在增強學生實驗技能、開闊學生眼界的同時，為學生撰寫畢業論文打好基礎。需要注意的一點是，大學生進入實驗室首先要提出申請，并簽署安全協議，嚴格遵守實驗室管理制度，并協助實驗室管理人員做好日常維護工作，確保實驗室資源得到合理利用，避免因延長實驗室開放時間而給管理員增加額外的工作量。

2.3 工廠實地參觀

產學研結合是提升學生實踐能力的有效途徑，高校要積極與相關企業開展合作，并和酸奶廠、啤酒廠、油脂廠等與發酵有關的企業簽訂實習協議。為了使學生深刻理解課堂所學知識，掌握發酵技術在生產中的應用，教師可以利用假期或周末帶領學生到企業參觀學習。盡管學生很難在參觀過程中獲知企業的核心技術，但通過對整個生產流程及大型發酵設備的參觀，仍能加深對有關知識的印象。同時，學生可以和工廠的技術人員進行交流，探討生產中遇到的問題，然后回到學校查閱相關文獻，嘗試撰寫分析報告并提出解決方案。利用工廠實地參觀，多數學生的學習積極性高漲，且在實驗操作中更加注意細節，不僅有效提高了學生的實踐技能，并且為學生后期的實習與就業奠定了良好的基礎。

3. 改革課程評價方法

高校應改革食品發酵工程的課程評價方法，構建完善的考核評價機制，本著結果與過程并重的原則，對學生的學習態度、學習能力與考試成績進行全面考核。以實驗考核為例，可以把實驗成績分成四部分：實驗準備部分占10%，實驗態度部分占20%，實際操作部分占40%，實驗報告占30%。其中，實驗操作部分主要是考核同學自主操作發酵罐的能力，目的是使全體學生都能熟練掌握發酵罐的操作技巧，從而為綜合實驗操作與實習夯實基礎。對于實習成績也可分為四部分：實習態度占20%，出勤率占10%，實習操作能力占20%，實習報告占50%。通過全方位考核，能對每位學生進行全面、客觀地評價。此外，在實習過程中，學生可以就生產中的問題進行分析并找出解決方案，可將這部分工作計入發酵課程的總成績中，分數比例占10%。

4. 組建高水平的教師隊伍

第一，加強教師培訓與學習，不斷提升教師業務能力。高校在培養師資力量的過程中，要加強與兄弟院校之間的交流，采取“請進來”“走出去”的方式，聘請食品發酵工程方面的教授、學者來校講課、交流經驗，或者組織理論知識豐富的教師到生產一線進行鍛煉，全面提高本校教師的實踐教學水平。同時，可組織本校實踐經驗豐富而理論知識有所欠缺的教師外出培訓、學習，引進學科發展的最新成果，掌握最前沿的學科科研動態，全面提升教師的專業理論能力。第二，應加強本校不同院系之間的交流與合作，通過與兄弟院系之間的交流，優化本校教師的知識結構，進一步提高整體教學水平。第三，高校可以依托科研服務、教學生產、科技開發等，全面提高教師的綜合實踐能力，更好地滿足教學需要。教學改革是一項長期而艱巨的任務，涉及方方面面的內容，教師必須具備淵博的知識與豐富的實踐經驗。因此，高校要鼓勵教師開展課題研究，并給予人員、經費等支持，幫助教師更好地開展課題研究，進一步提高教師的理論與實踐水平。在此基礎上，結合教學方法改革，把科學、前沿、嚴謹的知識與技能傳授給學生，增強學生的動手能力，使學生兼具較高的理論水平與熟練的實驗操作技能。

結語

總之，隨著科技的發展，食品發酵工程技術逐漸呈現學科交叉融合的特點，且越來越強調實踐操作的重要性，今后，培養理論知識與專業能力俱佳的人才是食品發酵工程教學的最終目標。因此，高校要進一步強化實踐技能教學，將生物技術和工程實踐緊密結合，從而培養出理論知識、實踐技能與綜合素質全面發展的創新型人才，為生物工程建設提供有力的人才支持。

作者簡介：

李由然（1985.1-），男，漢族，河南鄭州人，博士研究生，副教授，研究方向：發酵工程。