發(fā)酵工程課程教學(xué)改革與探索

張雁南,劉 剛,李彥國

(1.吉林工程技術(shù)師范學(xué)院食品工程學(xué)院,吉林長春 130052;2.浙江省德清縣第三中學(xué),浙江德清 313201)

發(fā)酵工程是現(xiàn)代生物工程的重要組成部分,是生物工程技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的主要技術(shù)關(guān)鍵[1]。發(fā)酵工程課程是高校生物工程專業(yè)的主干課程,它是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,對(duì)學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)起重要作用,為將來從事相關(guān)方面的生產(chǎn)和研究打下基礎(chǔ)。

課程內(nèi)容豐富、涉及面廣,為了在有限學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生掌握發(fā)酵工程的基礎(chǔ)理論知識(shí),提高學(xué)生解決生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化中關(guān)鍵問題的能力,將其培養(yǎng)成適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的高素質(zhì)、應(yīng)用型人才,我們對(duì)發(fā)酵工程課程進(jìn)行了教學(xué)改革。

1 調(diào)整課程體系,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1.1 調(diào)整課程體系

發(fā)酵工程課程是在修完微生物學(xué)、生物化學(xué)等課程之后,即本科三年級(jí)第二學(xué)期開設(shè)。發(fā)酵工程涉及生物工業(yè)的許多領(lǐng)域,如抗生素工業(yè)、有機(jī)酸工業(yè)、酶制劑工業(yè)、氨基酸工業(yè)、釀酒工業(yè)等[2]。在這些生物工業(yè)領(lǐng)域中,各種具體的生產(chǎn)工藝有著很大的差異,但其基本生產(chǎn)模式相同、理論基礎(chǔ)相同,學(xué)生需要把許多的時(shí)間花費(fèi)在各種具體生產(chǎn)工藝的學(xué)習(xí)上,而且這些生產(chǎn)工藝在內(nèi)容上又有大量的交叉重復(fù)[3]。

2008年我校教學(xué)計(jì)劃修訂后,理論課程總學(xué)時(shí)壓縮,加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本門課程理論維持36學(xué)時(shí),開設(shè)了課程設(shè)計(jì) (2周)。我們對(duì)相關(guān)課程進(jìn)行整合,使教學(xué)內(nèi)容和課程體系更有利于人才培養(yǎng),避免了各工藝課程占用學(xué)時(shí)多、內(nèi)容重復(fù)的現(xiàn)象。例如,抗生素工藝學(xué)并入制藥工藝學(xué)課程;氨基酸工藝學(xué)、有機(jī)酸工藝學(xué)并入本課程,以概論的形式介紹典型產(chǎn)品的發(fā)酵生產(chǎn)工藝。而教材中“發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概論”這一章的內(nèi)容并入發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)課程 (四年級(jí)第一學(xué)期)中講授;“發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制”這一章的內(nèi)容在生物分離技術(shù)課程 (三年級(jí)第一學(xué)期)中學(xué)習(xí)。

本課程主要內(nèi)容包括菌種的選育和保藏、培養(yǎng)基設(shè)計(jì)、滅菌技術(shù)、種子的擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、發(fā)酵過程工藝控制、發(fā)酵罐放大、發(fā)酵產(chǎn)物的提取和精制等內(nèi)容。課程體系構(gòu)建遵從上中下游一體化的教學(xué)理念,注重生物學(xué)基礎(chǔ)和工程學(xué)基礎(chǔ)的有機(jī)結(jié)合。

1.2 加強(qiáng)教材建設(shè),選用優(yōu)秀教材

教材是教師與學(xué)生之間教與學(xué)的橋梁,是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的知識(shí)載體,一本好的教材,往往可以在很大程度上提高教學(xué)的效率,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。選擇具有系統(tǒng)、完整的知識(shí)體系和反映本學(xué)科領(lǐng)域最新成就的優(yōu)秀教材,是確保教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵[4]。

教材選用上,我們結(jié)合自身特點(diǎn),同時(shí)考慮到學(xué)時(shí)的限制,選擇適合我院學(xué)生的教材。2004年我們選用熊宗貴主編的《發(fā)酵工藝原理》,2005-2006年選用肖冬光主編的《微生物工程原理》,2007年以來選用余龍江主編的《發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用》作為教材。我們將李艷主編的《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》、錢銘鏞主編的《發(fā)酵工程最優(yōu)化控制》、俞俊堂等編寫的《新編生物工藝學(xué)》等作為主要參考書。

1.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在安排教學(xué)內(nèi)容時(shí),對(duì)所選教材內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,如固定化細(xì)胞發(fā)酵、廢水處理等,使教學(xué)內(nèi)容更豐富。教材中涉及的在先修課程 (如微生物學(xué)、生物化學(xué)、生物分離技術(shù)等)中已學(xué)習(xí)過的內(nèi)容不再重復(fù)講授,這樣便節(jié)省了學(xué)時(shí)。另外,授課時(shí)向?qū)W生推薦參考資料和相關(guān)網(wǎng)站,拓寬了學(xué)生的視野,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化,促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化,為應(yīng)用型人才的培養(yǎng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

2 改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)效率

2.1 培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力

把通過努力能看懂的知識(shí)性內(nèi)容留給學(xué)生自學(xué),例如教材中“發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)概述”、“發(fā)酵經(jīng)濟(jì)學(xué)”等章節(jié)的內(nèi)容,學(xué)生自學(xué)后應(yīng)用該部分知識(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),這樣既節(jié)約學(xué)時(shí)又有助于學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。

2.2 理論聯(lián)系實(shí)際,突出實(shí)踐性

發(fā)酵工程課程的教學(xué)內(nèi)容實(shí)踐性很強(qiáng),在課堂教學(xué)過程中,教師結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際向?qū)W生介紹發(fā)酵工程的相關(guān)知識(shí),使學(xué)生不再感到教學(xué)內(nèi)容枯燥。

每一章內(nèi)容結(jié)束后,利用留課后作業(yè),讓學(xué)生針對(duì)某一專題深入研究,通過查閱資料寫成綜述后在課堂上報(bào)告并開展討論。使學(xué)生既掌握了基本理論與知識(shí),又提高學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。例如,在學(xué)完發(fā)酵工業(yè)菌種后,以菌種的分離篩選、鑒定、菌種改良、擴(kuò)大培養(yǎng)等內(nèi)容為主題撰寫綜述。

3 充分利用多媒體的教學(xué)手段,提高教學(xué)效果

多媒體教學(xué)是以計(jì)算機(jī)多媒體課件為核心的教學(xué)方式,它集聲音、圖像、文字、動(dòng)畫于一體,通過人機(jī)交互作用完成各種教學(xué)任務(wù),實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程與教學(xué)目標(biāo)的優(yōu)化[5]。發(fā)酵工程課程教學(xué)全部采用多媒體教學(xué),我們制作的課件資料充實(shí),思路清晰,圖文并茂,在增加課堂信息量的同時(shí)有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在教學(xué)中起到了積極的作用。

4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

4.1 堅(jiān)持教學(xué)與科研互動(dòng),提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)水平

學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目,把學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問題的能力,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力,對(duì)基本知識(shí)能做到活學(xué)活用。

4.2 開展課程設(shè)計(jì),對(duì)所學(xué)過的知識(shí)融會(huì)貫通

2008年起本課程開設(shè)課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本門課程之后,綜合運(yùn)用3年所學(xué)的全部知識(shí),以某種發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)為主題進(jìn)行工廠的初步設(shè)計(jì)。通過課程設(shè)計(jì),學(xué)生掌握了應(yīng)具備的基本設(shè)計(jì)技能,能夠?qū)λ鶎W(xué)過的知識(shí)融會(huì)貫通,為今后的工作奠定了基礎(chǔ)。

5 完善考核制度

理論課成績?cè)u(píng)價(jià)依據(jù)平時(shí)成績和期末考試成績,平時(shí)成績占總成績的20%,期末考試成績占總成績的80%。平時(shí)成績由作業(yè)、課堂討論、出勤等方式進(jìn)行考核。

課程設(shè)計(jì)的成績?cè)u(píng)價(jià)依據(jù)課程設(shè)計(jì)期間表現(xiàn) (占總成績10%)、課程設(shè)計(jì)說明書 (占總成績70%)、答辯情況 (占總成績20%)等進(jìn)行綜合成績?cè)u(píng)定。成績分優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個(gè)等級(jí)。

總之,通過對(duì)發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革,豐富和更新了教學(xué)內(nèi)容、減少了學(xué)時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容豐富的矛盾,提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了教學(xué)效果。

[1]李艷.發(fā)酵工程原理與技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2007.

[2]余龍江.發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

[3]楊柳,葉永康,葉明,等.“發(fā)酵工程”課程教學(xué)改革探討[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2007,21(1):44-46.

[4]潘進(jìn)權(quán).發(fā)酵工程課程教學(xué)改革的設(shè)想[J].釀酒,2005,32(2):17-19.

[5]賴?yán)蠲?目前高校多媒體教學(xué)存在的問題及其對(duì)策[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào),2005,21(4):492,495.