基于本科院校人才培養的“發酵工程”實踐教學思考

姚洪禮，周先漢，許先猛，丁之恩

（亳州學院生物與食品工程系，安徽 亳州 236800）

0 引言

“發酵工程”是我國生物工程、微生物、食品科學與工程、制藥工程及環境工程等學科專業的一門核心課程，具有內容豐富、涉及面廣、實踐技術性強的特點，對現代生物技術產業化的發展起著舉足輕重的作用[1]。近年來，我國面臨著人口資源、環境衛生及發展不平衡不充分的問題，對技術技能人才的培養提出了更高的要求。培養本科院校技術技能人才必須將理論教學與實踐教學相結合，“發酵工程”實驗教學是“發酵工程”課程的不可缺少的一部分，能夠使學生在掌握發酵工程基礎理論的同時，提升自身的技術技能[2]。

“發酵工程”實驗是“發酵工程”課程最有效的實踐教學形式。如何科學開展“發酵工程實驗”實踐教學是提高地方本科高校學生的創新思維與專業技能，強化學生在整個實驗實踐過程的參與性、主動性，培養適合地方社會和發展生產需要的創新型、應用型人才的關鍵舉措。學院自創辦以來，一直注重“發酵工程實驗”實踐教學改革，不斷優化理論-實踐教學體系，不斷強化實踐教學的要求，不斷推進技能技術人才培養過程的實施，提升應用型人才培養的質量。任課教師經過多年的努力，不斷改革和完善“發酵工程實驗”教學，突破傳統實驗實踐教學模式，已初步形成適合地方本科院校技術技能人才為目標的“發酵工程實驗”教學體系。

1 做好頂層設計優化人才培養方案

人才培養方案是高校人才培養的總體要求，是指導教師教學活動及任務的規范性文件，是開展教學質量評價和人才培養的重要依據。“發酵工程實驗”自開設以來，一直是學校生物工程專業、食品科學與工程專業及釀酒工程專業的核心專業課實踐教學環節，其任務是使學生將所學的理論知識與實踐結合起來，加深學生對發酵工程理論知識的理解，掌握常規發酵工程單元操作技術，提高學生解決實際問題的能力。該課程著重強調發酵工程生物學與工程學基本原理的理解，強調對發酵工程實驗基本原理、方法、技能與共性規律的掌握，提高學生對實踐環節的興趣愛好，并以理論知識指導開展實驗探究，提升發酵實驗相關技能，培養學生真正成為一名合格的國家需要、地方需求的應用型人才。

1.1 優化人才培養方案

自辦學以來，學院始終注重人才培養方案的科學性，圍繞建設充滿活力、特色鮮明的地方高水平應用型本科高校目標，在專業培養方案、課程體系構建、課程資源和教材、實踐教學、教學模式、教學管理等多方面大膽探索，綜合改革。針對“發酵工程”課程設置，學校起初在人才培養方案中課程名稱為“微生物發酵技術”，但是該課程偏向于高職院校教育教學，滿足不了生物類、食品類本科專業的教學要求。因此，學校領導高度重視，自學院升本以來，進行多次人才培養方案課程設置，將“微生物發酵技術”改為“發酵工程技術原理”，而后又進一步修改為“發酵工程”及“發酵工程實驗”，將實驗與理論分開教學，有利于學生專業化學習，突出發酵工程實驗技能的重要性。“發酵工程實驗”課程開課學期也從原來的第4 學期修訂為第5 學期，放在了“微生物學”“生物化學”“食品工藝學”等專業基礎課程之后，使得課程體系更加科學、合理。隨著本科高校辦學經驗的不斷積累，學校專業人才培養方案修訂工作持續不斷，結合當地地理資源優勢和社會人才需求，提出了“地方性、應用型、特色化”的辦學地位，積極推進轉型發展、開放發展、創新發展和服務發展，努力構建應用型人才培養體系。

1.2 優化師資隊伍建設

教師是學生學習的引路人，是高校教學及科研任務的主力軍，是辦好高等教育教學的關鍵。優化師資隊伍，有利于提高高校教育教學水平，有利于改善教學質量，有利于培養適應時代要求的社會主義建設者和接班人。“發酵工程實驗”作為實踐性極強的學科，對培養學生的科學思維、創新能力和實踐能力具有重要意義。起初，學校“發酵工程實驗”課程多是一些青年教師從教，由于青年教師教學經驗欠缺和專業化意識薄弱，出現了學生實踐技能技術差、專業課教學質量不高、理論與實踐不能很好地結合等問題。學校領導高度重視，多次進行走訪調研，最終決定從古井集團、安徽農業大學、合肥工業大學等積極引進了一批高水平、高學歷、高職稱的人才，讓有經驗、有技能的高水平教師指導青年教師，成立學科教學團隊，促進實踐技能教學水平的提升。同時，學校還制定了實踐教學考核管理制度、實踐教學優秀教學團隊評價標準、優秀教科研團隊資助獎勵辦法等政策，極大調動了教師教育教學的積極性，實現了師資隊伍建設和結構優化。

2 合理設置課程體系優化教學模式

發酵工程實踐教學體系目的是讓學生學會理論聯系實際，促進學生對發酵工程理論知識的掌握，提高學生自身的專業技能。因此，要注重“發酵工程實驗”的學時安排、教學內容、教學模式、教學進程總體安排等課程體系。

2.1 “發酵工程實驗”教學學時

微生物發酵周期長及殺菌時間長的特殊性要求是困擾“發酵工程實驗”課時安排的因素之一，國內目前各高校生物類專業根據方向、培養目標不同，“發酵工程實驗”分為16，24，32，48，64 學時，不同學校的實驗周課時數和教學時段不一，有的是全學期每周開設，有的是期中開設，有的是分散式開設。學校“發酵工程實驗”教學課程量為32 學時，一般教學課時安排為3，4，5、6 或7，8，9，10 四節連上，利用上午和下午學生吃飯休息時間進行滅菌過程，既避免了實踐教學的間斷性，也避免了因滅菌對時間的特殊要求，能使學生在計劃課時內系統地理解相關發酵工程原理，掌握發酵工程實驗技能，力圖體現理論教學與實踐教學的統一性、課程分工和課時分配的合理性、基礎知識與實踐技能的協同性，優化理論-實踐教學體系，具有很強的實踐性、應用性、可操作性和靈活性，適應人才培養目標和畢業要求，有助于提升應用型人才的培養質量。

2.2 “發酵工程實驗”教材

“發酵工程實驗”內容的設計應該充分體現發酵工程學科所具有的知識綜合性強、產業應用性廣的特點[3]。隨著應試教育向素質教育的轉變及21 世紀對綜合型人才的需求，加強學生動手能力、創新能力的培養將是“發酵工程實驗”教學的中心任務，實驗內容由單一驗證性向設計性、研究性、綜合性實驗發展勢在必行。同時，發酵工程實踐內容應遵循地方院校的辦學規律，根據地方院校的辦學水平，結合區域經濟社會需求人才培養課程設置的科學性進行籌劃與編寫[4]。目前，“發酵工程實驗”教材存在實驗方案冗雜、驗證型實驗偏多、實驗數目多、內容范圍涉及廣、不適合地方性辦學特色等問題。為解決上述教學存在的問題，適應學校辦學定位和人才培養要求，學校鼓勵任課教師進行教材編定，經過多年努力，對“發酵工程實驗”教材進行了4 個模塊的編定，涵蓋了基礎性實驗、設計性實驗、研究性實驗、綜合性實驗，層次清晰、結構合理，符合當今高等人才實驗創新能力培養要求，具備良好的前瞻性和拓展性，能夠提高學生的學習興趣。

2.3 “發酵工程實驗”教學模式

傳統“發酵工程實驗”教學模式多以啟發式為主，教師進行傳授技術與知識，對實驗方案、實驗方法、步驟等進行演示，改變了學生在實驗教學中原本的主體地位，多數學生會亦步亦趨地聽從教師的安排，跟隨教師完成實驗，而不去主動思考實驗的每一步該怎樣實施、實施的結果如何、實驗現象如何分析等問題。學校結合教材的編定，開拓創新，根據教材的層次性設計，大膽嘗試以啟發式教學、討論式教學、設計式教學和實踐式教學等混合式教學模式進行實踐教學[5]。首先，針對基礎性實驗，教師多以啟發式為主，進行傳授的同時，設置相應的問題，并輔以PPT 講解、動畫設計、現場演示等強化基礎知識，引導學生產生學習興趣；其次，針對設計性實驗，任課教師強化實驗原理和目的，讓學生進行研討，將討論的實驗方案進行歸納整合，再次討論完善后進行實驗；針對研究性實驗，學生經過多次實驗的開展，已具備較強的實驗技能和濃厚的實驗興趣，教師提供實驗的主題，學生進行獨立完成設計，培養了學生獨立自主的能力；針對綜合性實驗，要求學生具有綜合分析和全面思考的能力，強調與基礎性實驗、設計性實驗和研究性實驗的聯系，反映了學生融會貫通和實驗技能的掌握，任課教師多以引導學生為主，學生主動設計實驗，并注重整體實驗的完整性。

3 建立合理的實踐考核標準 促進學生實踐技能與創新能力培養

建立公平、公正、準確的學生評價標準能夠提高學生的學習興趣，促進學生實踐技能和創新能力的培養[6]。學校“發酵工程實驗”教學評價采用平時成績30%，論文實踐報告成績30%，期末成績40%的“三評”相結合的學生考核制度，平時成績包括出勤10%、討論和課堂表現10%、實踐報告10%。論文實踐報告占比30%，主要指學生在實踐全部結束時由任課教師進行出題，學生進行查閱搜集相關文獻，結合自己的實驗技能及知識的積累，合理科學地進行完成實驗的設計，并以報告或者論文形式書面表述出來，最終由教師進行審閱批改。期末成績則包括團隊成員實踐過程評價20%、教師評價占比20%，表現為2 個方面。一方面，實踐教學結束后，學生團隊成員之間根據學生自身平時表現、參與實驗情況、團隊協作等進行評價給予合理的分值；另一方面，教師設計相應的實驗題目，對學生實踐技能考核，學生現場進行自主實驗操作，教師結合實驗技能操作的規范程度、學生的實驗態度、實驗設計方案的科學性、實驗問題的答辯情況等進行綜合性評價給予合理的分值。依據這種考核評價方式，能夠全方位對學生實踐能力、創新能力、表達能力及分析能力進行合理、公正、準確的評價，激發學生的實踐興趣，促進學生分析、研究、解決問題的工程實踐能力與創新能力的培養。