第二課堂在“發酵工程”課程教學中的探索與實踐

趙妍嫣，鄭 志，程杰順，潘利華

（合肥工業大學 食品與生物工程學院，安徽 合肥 230009）

0 引言

“發酵工程”是生物工程專業的必修課程，是培養學生運用生物科學知識提升工程能力的關鍵課程。在理論教學方面，課程抓住發酵過程的基本規律，培養學生分析與解決生物產品發酵過程實際問題的能力，使學生既掌握科學的基本理論與知識，又掌握科學的思維方法。該課程又是一門實踐性很強的課程，通過實踐性環節，加深對理論知識的理解，培養學生的創新能力，鍛煉學生的操作動手能力。作為一門典型的專業課程，如何把課堂教學與第二課堂結合起來，加深學生對課程的理解，是值得深思的問題[1-2]。分析了“第二課堂”在“發酵工程”課程中應用目標的途徑、應用過程中存在的問題及解決方式，以期為專業課程教學改革提供一定的參考。

1 “發酵工程”課程目標和實現途徑

1.1 目標

采用適當的教學方法，通過理論課、實踐性環節及第二課堂多種教學方式，在整個“發酵工程”課程的教學過程中貫穿“一條主線、兩個基礎、三個層次、四個目標”教育，提高學生的專業認識水平，培養德智體美勞兼備的社會主義新時代的建設人才。

1.2 實現途徑

1.2.1 提升教師素養，提高專業教學水平

“師者，傳道授業解惑也”，傳道者自己首先要明道、信道。高校教師要堅持教育者先受教育，努力成為先進思想文化的傳播者、黨執政的堅定支持者，更好擔起學生健康成長指導者和引路人的責任。對于一名教師來說，扎實的專業知識是必不可少的。長期以來，很多承擔專業課教學的教師片面地認為采用課堂教學是傳授專業知識與技能的唯一途徑，很少關注其他的教學手段和教學載體。實際上，自然科學課程中所蘊含的科學思辨和客觀理性也是教育的重要內容之一，豐富多彩的教學方式是課堂教學必不可少的補充。

第一課堂與第二課堂共同承擔著高等教育的育人功能，需要樹立第一課堂與第二課堂相結合的育人理念，優化二者的教育因素，充分發揮其教育教學效果，二者相輔相成。最終達到提高學生理論知識、專業實踐能力與素質能力的目的，達到高校人才培養目標和畢業要求，提高畢業生的綜合競爭力[3]。

1.2.2 凝練教學目標，設計教學內容

“發酵工程”通過講述菌種選育、菌種擴培、培養基制備、發酵過程控制等環節的工藝要求。教學過程中，針對不同章節的具體內容，確定課程教學目標。除了加強理論課的教學，要以第二課堂為補充，通過廣泛閱讀資料、課外交流、實習實驗等方式拓展學生在發酵方面的知識，提高利用理論指導實踐的能力。

在《緒論》中，通過講授發酵工程的發展史及其在國計民生中的作用，使學生了解我國悠久的歷史文化，以及新中國成立后我國發酵工業生產從無到有、由弱到強的發展史，從而激發學生的民族自豪感和愛國熱情，堅定為祖國建設奮斗終身的信念。對于菌種選育，要求學生掌握自然選育、人工誘變育種、基因工程菌的構建等不同的育種方法，了解發酵工業上游技術。在授課過程中，可以結合新冠疫情等熱點，增加關于干擾素、疫苗等發酵產品的生產工藝，提高學生的課堂興趣。菌種擴培和培養基制備是發酵工程課程區別于微生物學課程的重要章節，這兩章體現了發酵工程的產業化特點，在講授理論的同時強調工業生產對產量、經濟效益及環境保護方面的綜合要求，讓學生在專業課學習過程中更加深入理解發酵工程的內涵。“發酵工程”是一門與生產實踐緊密結合的課程，以上每一章節的內容都可以通過設計適當的第二課堂活動內容加以補充和拓展，以達到較好的教學效果。

1.2.3 創新教學手段，提高教學水平

“發酵工程”課程內容不僅貫穿在理論課授課環節，還應該在第二課堂得到充分體現。“第二課堂”課程開發的理念是根據學生的特點創建共同特點的情境，引導學生完善自主性學習的能力，以此增強和“第一課堂”的互補性。通過更新教學載體，探索不同的教學方法，激發學生的學習興趣[4]。

通常來說，課堂教學是育人的主渠道主陣地。在理論教學環節，通過科學家事跡、歷史故事、知識點內涵等內容，結合課堂講解或課堂互動等形式，在教學過程中講述專業知識。也可以結合慕課、微課等網絡教學平臺，多措并舉，將“發酵工程”專業知識中與日常生活、工業生產等內容貫穿起來。第一課堂是學校培養人才的主陣地，是傳授專業知識的主要環節，而第二課堂則是第一課堂的拓展、延伸[5]。第二課堂能夠進一步拓寬學生學習的深度和廣度，提高他們創新思維能力及操作動手能力[6]。在學校新修訂的培養方案中，第二課堂是學生的必修環節之一。

“發酵工程”是一門結合了專業理論和實際應用的課程，也是一門重要的專業基礎課。為了提高“發酵工程”課程的教學效果，可以組織并開展以學生為中心的第二課堂活動。比如，通過開展與“發酵工程”課程有關的大學生創新項目、各類比賽、參觀學習等活動，使學生在實踐過程中收獲知識、提升能力。實踐效果證明：第二課堂內容上的新穎性和形式上的靈活性極大地激發了學生對發酵工程課程的學習興趣，使學生的專業知識在課后得到有效拓展，有助于培養大學生的思維能力、動手能力和創新能力，提高學生的綜合素質。

除了理論課和第二課堂，教師也可以通過課下走訪和在線教學，隨時關注學生思想動向，與學生實時互動。網絡學習可以有圖片、視頻、知識競賽等多種形式，不但提高學生的學習興趣，而且有效補充了課堂教學內容。

教學手段及目標矩陣圖見表1。

表1 教學手段及目標矩陣圖

1.2.4 完善課程評價體系

完善課程評價體系，將課堂教學效果作為教學內容的一部分，納入課程評價標準，可以提高課堂教學的效果[7]。可以增加課堂互動、作業、測驗等環節的權重，比如對于學習態度端正，緊跟教師的思維，積極參與課堂互動，活躍課堂氛圍的學生可以給予適當的加分；鼓勵大家認真思考，營造積極向上的課堂氛圍；采用“翻轉課堂”的形式，讓學生課下搜集材料，以PPT 報告的形式來談論與課程內容有關聯的事件，表達自己的觀點，營造積極熱烈的課堂氣氛。

2 教學過程中存在問題及解決方式

2.1 課堂教學效果有待加強

“發酵工程”課程通過學科知識支撐辯證唯物主義的理論，通過具體的生產生活事例“以小見大”表達國家關于“健康中國”“綠色生態”的理念。為使課程達到預期目標，課堂教學時，每章可以提前確定一個討論的主題，讓學生預先查閱資料，確保發言內容不脫離主題，通過課堂討論達到預期目標。比如，“發酵工業的起源”“實驗室條件與工業化生產的異同”“傳統發酵工業與現代發酵工業，哪個對國家經濟的貢獻更大”等，內容涵蓋了課程所有章節，使學生通過討論，加深對課程內容的理解。

除了增加討論互動環節外，也可以通過“翻轉課堂”進行教學，讓學生成為課堂的主講人，和大家交流自己的學習體會，提高教學效果。在“發酵工業菌種”一章中，提前布置學生查找資料，結合本章中將要講述的不同育種方式，找出生產中的實例。上課時，大家踴躍上臺交流，先后列舉了氨基酸、有機酸、酶制劑、疫苗、抗生素等多種產品的生產實例，很多學生在講解時，自覺地融入了“清潔生產”的思想，不但講述了已有的生產工藝，還談到了這種工藝可能帶來的環境影響，以及自己針對這個問題提出的解決方案，這也說明了綠色發展的理念已經深深扎根在學生心底了。

2.2 課外關愛，鞏固教學成果

為進一步鞏固教學成果，除了加強課堂授課環節的教學內容外，課外關愛也是鞏固教學效果的有效手段。具體的實施方式多種多樣，如組織學生積極參與大學生生命科學相關的創新創業大賽和生命科學競賽等學科競賽、組織教學團隊成員進行專題講座、利用課外時間和學生進行談心談話等。通過豐富多彩的課余活動，使學生感受專業魅力，體會團隊合作的重要性，學會溝通交流、換位思考，這樣既鞏固了專業知識、也加強了學生的思想教育。簡而言之，深入挖掘專業課程每一章節的內涵，在課外交流中及時加以鞏固，可以進一步提高課堂教學效果。

課外活動內容及目標見表2。

表2 課外活動內容及目標

2.3 多門課程并舉，協同提高育人效果

現代生物技術包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程四大核心工程。發酵工程在現代生物技術產業中具有極為重要的地位。“發酵工程”是一門結合現代生物科學和工程技術的生物工程類專業核心課程，是強化培養學生運用生物科學知識提升工程能力的關鍵課程。也是生物工程、生物技術等專業共有的一門重要的專業基礎課程。圍繞“發酵工程”課程，應該統籌教學安排，和其他專業課程形成一個完整的課程體系。

對于專業知識的學習，可以充分運用資源庫中豐富的教學資源，將專業課程建設為線上線下混合式教學課程，實現課前線上預習、課中鞏固學習及糾錯、課后拓展，促進“發酵工程”課程內容的有效開展；課程中通過點撥啟發、小組討論、互動點評、角色扮演等方式、力爭做到融入的方式自然恰當；也可以引導學生設計“學習成果”及各自評價指標，學生完成“學習成果”并接受評價，從而實現包括素質目標在內的教學目標。

傳統的課堂教學方式較為固化，由教師在固定場所講授制，且教學形式單一。第二課堂可以根據學生的個性等方面多元化設置，打破了教學形式上的限制，可以極大地激發學生的創新思維，實現從“要我學”到“我要學”的轉變，充分激發學生的學習積極性[8]。

不斷探索新的教學模式，讓學生在掌握專業知識的同時，受到多方面的教育，這對學校和教師都是新任務[9]。在這種教學模式下，教師應該摒棄固有的授課方式，通過創新教學模式，讓教學貫穿課上與課下、理論與實踐、線上與線下、課堂與翻轉課堂，多措并舉，全方位達到育人的目標。