提高《微生物工程》教學(xué)效果的探索與實(shí)踐

陳 欣

江蘇科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212018

提高《微生物工程》教學(xué)效果的探索與實(shí)踐

陳 欣

江蘇科技大學(xué)生物與化學(xué)工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212018

微生物工程是基因工程和細(xì)胞工程的產(chǎn)物實(shí)現(xiàn)工業(yè)化或者轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)必經(jīng)的過(guò)程，在生物技術(shù)和生物工程體系中處于核心地位。微生物工程課程的教學(xué)對(duì)生物技術(shù)和生物工程專業(yè)后續(xù)課程學(xué)習(xí)是非常重要的，因而學(xué)好微生物工程則顯得尤為重要。結(jié)合我校微生物工程課程的教學(xué)中的具體實(shí)踐，就如何提高微生物工程教學(xué)效果進(jìn)行了探索，提出了提高教學(xué)質(zhì)量的方法和手段，并通過(guò)實(shí)踐取得較好效果。

微生物工程；教學(xué)效果；探索；實(shí)踐

生物工程專業(yè)是以微生物工程、細(xì)胞工程、基因工程、酶工程為代表，以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物（或生物組織、細(xì)胞及其結(jié)合）的特性和功能，設(shè)計(jì)構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，以及與工程原理相結(jié)合，進(jìn)行加工生產(chǎn)，為社會(huì)提供商品和服務(wù)的一個(gè)綜合技術(shù)體系。生物工程是加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展高科技、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，是從實(shí)驗(yàn)室研究通向大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的橋梁，已成為當(dāng)前國(guó)際上優(yōu)先發(fā)展的高科技領(lǐng)域之一。生物工程專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)是以實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)為重點(diǎn)，培養(yǎng)掌握較為扎實(shí)的現(xiàn)代生命科學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有一定的工程學(xué)基礎(chǔ)，全面發(fā)展的應(yīng)用型、研究型科技人才和管理人才，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)[1]。生物工程專業(yè)的各門課程既具有相對(duì)獨(dú)立性，又有內(nèi)在的緊密聯(lián)系。相應(yīng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課要求學(xué)生在掌握生物學(xué)的基本理論和基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，加強(qiáng)綜合與創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，并與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。微生物工程是經(jīng)基因工程和細(xì)胞工程改造的產(chǎn)品進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)必經(jīng)的過(guò)程，酶工程所利用的酶大多數(shù)亦來(lái)源于微生物發(fā)酵，因此來(lái)與微生物發(fā)酵工程密切相關(guān)。可見(jiàn)微生物工程對(duì)于生物技術(shù)和生物工程體系的重要性可見(jiàn)一斑。學(xué)好微生物工程這門課也為學(xué)好生物技術(shù)和生物工程專業(yè)的后續(xù)課程奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合我校微生物工程課程教學(xué)中的具體實(shí)踐，就如何提高教學(xué)效果筆者認(rèn)為可以從以下幾方面進(jìn)行思考。

1 突出專業(yè)特色，精選教學(xué)內(nèi)容

1.1 選用合適的教材

生物技術(shù)是當(dāng)前世界最前沿的學(xué)科技術(shù)。我校微生物工程課程的教學(xué)內(nèi)容以曹軍衛(wèi)主編的 21 世紀(jì)教材《微生物工程》為基礎(chǔ)，在授課內(nèi)容中同時(shí)增加了國(guó)內(nèi)外當(dāng)前研究進(jìn)展的內(nèi)容，并將許多優(yōu)秀的微生物工程工藝設(shè)備方面的照片、 圖片掃描到計(jì)算機(jī)中，制成內(nèi)容豐富的授課內(nèi)容。同時(shí)，我們還指定了科學(xué)出版社出版的《微生物工程》、華東理工大學(xué)出版社出版的《新編生物工藝學(xué)》(上、下冊(cè))、華南理工大學(xué)出版社出版的《微生物工程工藝原理》作為主要參考書。在講授微生物的代謝調(diào)節(jié)和代謝工程章節(jié)時(shí), 還針對(duì)性地指定輕工業(yè)出版社張克旭主編的《代謝控制發(fā)酵》作為參考書。

1.2 理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)最好的老師，失去興趣，就失去了學(xué)習(xí)這門課程的動(dòng)力，從而產(chǎn)生厭學(xué)，上課時(shí)就會(huì)心不在焉。要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師在講授一個(gè)新內(nèi)容前，最好能夠從一些能激發(fā)學(xué)生興趣、與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的問(wèn)題入手，這樣學(xué)生也能盡快進(jìn)入主動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)。比如在講到微生物代謝時(shí)，結(jié)合降解一些日常生活中熟悉的發(fā)酵產(chǎn)品，如釀酒、釀醋常識(shí)，能提高同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，在講到發(fā)酵設(shè)備這一章時(shí)，結(jié)合一些工廠生產(chǎn)的視頻以及發(fā)酵設(shè)備的圖片進(jìn)行講解，通過(guò)文字及圖片演示、動(dòng)畫模擬、短片展示增強(qiáng)了課程內(nèi)容的表現(xiàn)力，吸引了學(xué)生的注意力，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。平時(shí)注意關(guān)注與本學(xué)科相關(guān)的一些新聞、事件，并把它們以文字、圖片或影像資料的形式記錄下來(lái)。在教學(xué)中適當(dāng)?shù)卦黾右稽c(diǎn)這些素材，學(xué)生就能了解到本專業(yè)學(xué)習(xí)的內(nèi)容實(shí)際上與現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)生的事情密切相關(guān)，對(duì)未來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響，這樣也能進(jìn)一步增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

2 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選用不同的教學(xué)手段

2.1 多媒體教學(xué)法

多媒體教學(xué)是現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，有了現(xiàn)代教育技術(shù)的支持，許多新的教學(xué)模式、方法和手段便可以應(yīng)運(yùn)而生。多媒體教學(xué)的特長(zhǎng)在于可以把課堂教學(xué)所需要的圖、文、聲、像融為一體，使教與學(xué)的活動(dòng)變得更加豐富多彩，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師在進(jìn)行課件設(shè)計(jì)之前應(yīng)準(zhǔn)確把握教學(xué)的目標(biāo)和重難點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)教學(xué)課件，以知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系為線索、課件引導(dǎo)為方向，讓學(xué)生在多媒體、和教師的引導(dǎo)下，逐步完成學(xué)習(xí)過(guò)程[2]。課件的內(nèi)容不能脫離講授的內(nèi)容，同時(shí)還必須兼顧到學(xué)生的心理特點(diǎn)和課堂的可操作性.課件內(nèi)容不要喧賓奪主，形式也不能過(guò)于復(fù)雜、花哨，問(wèn)題的答案也應(yīng)該根據(jù)教學(xué)的安排在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候予以呈現(xiàn)。一個(gè)完整的發(fā)酵產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程一般包括上游菌株代謝改造、中游發(fā)酵過(guò)程控制及下游產(chǎn)品的分離提取三部分，這三部分是相互聯(lián)系的，上游對(duì)菌株的代謝改造往往會(huì)影響到下游產(chǎn)品的分離提取?！段⑸锕こ獭纷詈笠徊糠质顷P(guān)于發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)例的講解，這部分內(nèi)容涉及《微生物工程》整本書的內(nèi)容，且知識(shí)點(diǎn)前后融會(huì)貫通。由于涉及的內(nèi)容較多，學(xué)生在聽(tīng)課時(shí)往往不能把握當(dāng)前講解內(nèi)容在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的地位及作用，不能在講述下游操作時(shí)與上游相關(guān)知識(shí)點(diǎn)相聯(lián)系，利用多媒體教學(xué)可以將產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程用流程圖的方式進(jìn)行講解，學(xué)生不僅時(shí)刻能了解當(dāng)前所講內(nèi)容在整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的位置，而且在學(xué)習(xí)產(chǎn)品的分離提取時(shí)也能立即關(guān)聯(lián)前面所學(xué)的內(nèi)容，加深對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.2 講授教學(xué)法

雖然在多媒體“泛濫”的今天講授法看似有些“落伍”，但筆者認(rèn)為，講授法有其獨(dú)特的魅力和適用情境。講授法運(yùn)用適當(dāng)，同樣能起到較好的教學(xué)效果，一手漂亮的粉筆字如同制作精美的幻燈片同樣能吸引住同學(xué)的注意力。此外，有些章節(jié)的內(nèi)容用講授法講解能得到事半功倍的效果。例如, 在講授“發(fā)酵動(dòng)力學(xué)”內(nèi)容時(shí), 由于此部分基本上都是公式的推導(dǎo)，如果仍然以媒體手段進(jìn)行教學(xué)，一張張幻燈片一閃而過(guò)，學(xué)生沒(méi)有經(jīng)歷公式推導(dǎo)的過(guò)程，所學(xué)內(nèi)容將很快忘得一干二凈。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求學(xué)生掌握一定的高等數(shù)學(xué)知識(shí)，而大多數(shù)理科學(xué)生對(duì)于高等數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握較為薄弱, 因此，在該章節(jié)的教學(xué)過(guò)程中教師首先要對(duì)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型相關(guān)的背景知識(shí)解釋清楚, 其次。從動(dòng)力學(xué)參數(shù)的定義入手, 根據(jù)質(zhì)量和能量守恒定律建立恒等式, 經(jīng)過(guò)一步一步地公式推導(dǎo)，最后得到結(jié)論。學(xué)生也能認(rèn)識(shí)到原來(lái)復(fù)雜的公式的來(lái)歷也很簡(jiǎn)單, 這樣就增強(qiáng)了他們學(xué)習(xí)的自信心, 并能做到舉一反三。講授法對(duì)教師也有一些要求，首先,講課時(shí)要精神飽滿, 語(yǔ)速、音量要適中, 能恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用肢體語(yǔ)言。其次, 講述時(shí)要有條有理, 邏輯嚴(yán)密。第三, 要重點(diǎn)難點(diǎn)突出?？梢栽谥攸c(diǎn)難點(diǎn)的地方向?qū)W生口頭提示或用符號(hào)標(biāo)明, 這樣可以引起學(xué)生的注意并開(kāi)動(dòng)腦筋思考。第四，板書設(shè)計(jì)要合理，上課前要根據(jù)授課內(nèi)容合理設(shè)計(jì)板書[3]。

3 重視實(shí)踐教學(xué)的作用

微生物工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,在理論教學(xué)的同時(shí)需要開(kāi)設(shè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)或者安排學(xué)生進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí), 以此讓學(xué)生通過(guò)直觀感知獲得知識(shí)、技能、技巧。傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般將實(shí)驗(yàn)教學(xué)視為理論教學(xué)的補(bǔ)充，僅僅是機(jī)械的對(duì)課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證。這樣容易禁錮學(xué)生的思想，不利于培養(yǎng)學(xué)生的探索能力和創(chuàng)新能力。因此改革以往的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，增加綜合性，探索性實(shí)驗(yàn)，可激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生設(shè)計(jì)出最好的實(shí)驗(yàn)方案，取得最佳實(shí)驗(yàn)結(jié)果的強(qiáng)烈欲望，逐步培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)的思維方式。在《微生物工程》實(shí)驗(yàn)課中，我們編寫了適合我校學(xué)生使用的實(shí)驗(yàn)課講義, 以紅酵母的類胡蘿卜素發(fā)酵實(shí)驗(yàn)為例，每組設(shè)計(jì)不同的培養(yǎng)基配方以及不同培養(yǎng)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣每個(gè)小組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都有差異，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)大家在對(duì)各自實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的基礎(chǔ)上還可以比較不同小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步分析造成這些差異的原因，從而設(shè)計(jì)出最佳的實(shí)驗(yàn)方案。這樣的方法取代了以往全班同學(xué)都做完全相同實(shí)驗(yàn)的方法，避免了實(shí)驗(yàn)結(jié)果都相似，實(shí)驗(yàn)分析也千篇一律的弊端。此外，由于生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速，要以現(xiàn)代觀點(diǎn)審視和重新組織教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)適合現(xiàn)代生物工程產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的要求，建立優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，注意把最新科研成果以及國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)穿插其中，并在課堂上穿插一些前人的科學(xué)研究實(shí)例，通過(guò)不斷更新和豐富教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法、改善教學(xué)手段等途徑，堅(jiān)持做到教學(xué)內(nèi)容跟上學(xué)科發(fā)展的同時(shí)建立了一套適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)理念的教學(xué)體系，使實(shí)驗(yàn)課成為既培養(yǎng)具有雄厚的基礎(chǔ)理論知識(shí)又具有創(chuàng)新性思維的人才培養(yǎng)平。

[1]粟桂嬌, 閻欲曉, 等. 把握生物高科技 深化生物工程教育改革. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版), 2004,26(3):105～108

[2]衛(wèi)功元，王大慧. 提高微生物工程教學(xué)效果的幾點(diǎn)體會(huì). 湖北教育學(xué)院學(xué)報(bào),2006,23(2):95～97

[3]陳葉福，肖冬光，陳寧，等. 對(duì)發(fā)酵工程課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考. 中國(guó)輕工教育,2010,2: 64～65

G642.0

陳欣：(1978- ), 男, 江蘇鎮(zhèn)江人, 碩士, 講師, 從事資源微生物的研究。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.164