《發(fā)酵工藝學(xué)》說課教學(xué)探討

向麗君，戴傳云，王孝科

《發(fā)酵工藝學(xué)》課程是重慶科技學(xué)院制藥工程本科專業(yè)開設(shè)的一門新課程，也是一門綜合性及實用性很強的課程?！栋l(fā)酵工藝學(xué)》教材系本校自編教材，是一門發(fā)酵行業(yè)典型產(chǎn)品工藝?yán)碚撆c地方產(chǎn)業(yè)實例相結(jié)合為主要教學(xué)內(nèi)容的教材，此教材突破了傳統(tǒng)教材重理論輕實踐的現(xiàn)有大部分相關(guān)教材，其特色重在產(chǎn)品工藝與行業(yè)生產(chǎn)實際工藝緊密結(jié)合，充分體現(xiàn)本校專業(yè)特色和學(xué)科特色，以卓越工程師及應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為出發(fā)點，由擔(dān)任本門課程經(jīng)驗豐富的多位教師及企業(yè)技術(shù)專家共同編寫。

說課是青年教師迅速成長和成熟的一個重要途徑。是教師在進(jìn)行教學(xué)活動中涌現(xiàn)出的一種新的教學(xué)形式。青年教師的培養(yǎng)是一個長期而漸進(jìn)的過程，而說課就是在熟悉了教學(xué)內(nèi)容，并完成了聽課、備課之后對教學(xué)任務(wù)思考的一次實踐，它能有效提高青年教師自身素質(zhì)［1］。重慶科技學(xué)院一直以來重視教學(xué)的質(zhì)與量，數(shù)年來一直堅持開展說課工作，現(xiàn)結(jié)合以往個人教學(xué)的一些經(jīng)驗，就《發(fā)酵工藝學(xué)》課程的設(shè)置、內(nèi)容、特色與創(chuàng)新、教學(xué)組織與實施等進(jìn)行探析。

一、課程設(shè)置

（一）課程定位

《發(fā)酵工藝學(xué)》是重慶科技學(xué)院制藥工程本科專業(yè)生物化工方向一門核心專業(yè)課程。該課程以《生物化學(xué)》、《微生物工程工藝原理》、《微生物學(xué)》等課程為基礎(chǔ)，要求學(xué)生掌握利用特定微生物菌種及現(xiàn)代化生物技術(shù)手段來進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)，并掌握發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程以及產(chǎn)品質(zhì)量控制等專業(yè)知識的一門課程；同時與新藥研究與開發(fā)、專業(yè)實驗、生產(chǎn)實習(xí)等后續(xù)課程相銜接，共同打造學(xué)生的專業(yè)核心技能。

該課程的前修課程有專業(yè)基礎(chǔ)支撐課程：無機化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)等；專業(yè)基礎(chǔ)課程：生物化學(xué)、微生物學(xué)等；平行課程：微生物工程工藝原理，發(fā)酵工藝學(xué)等；以及后續(xù)課程：新藥研究與開發(fā)、專業(yè)實驗、食品、藥品企業(yè)生產(chǎn)實習(xí)等。

（二）課程教學(xué)目標(biāo)

該課程以能勝任相關(guān)企業(yè)各崗位技術(shù)工作要求作為目標(biāo)，以完成大綱要求及專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為宗旨，緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)線各崗位群進(jìn)行設(shè)定。

1.專業(yè)的崗位群分析。該課程主要以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)要求及教學(xué)內(nèi)容，將該課程分五個崗位群進(jìn)行目標(biāo)性培養(yǎng)，共包括發(fā)酵菌種培養(yǎng)、誘變、選育崗位；原材料驗收、處理崗位；發(fā)酵工藝過程控制崗位；產(chǎn)品品質(zhì)控制與管理崗位；產(chǎn)品研究與開發(fā)崗位。其中，發(fā)酵工藝過程控制崗位是首要培養(yǎng)崗位目標(biāo)，各目標(biāo)按能力遞進(jìn)原則進(jìn)行培養(yǎng)，以實現(xiàn)全崗位通用人才為培養(yǎng)目標(biāo)。

2.發(fā)酵工藝學(xué)課程設(shè)計。發(fā)酵工藝學(xué)課程設(shè)計緊密結(jié)合企業(yè)崗位流程，按五個能力遞進(jìn)培養(yǎng)順序進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，依次為生產(chǎn)菌種選育生產(chǎn)能力；原輔材料驗收處理能力；生產(chǎn)過程控制能力；質(zhì)量管理能力；新產(chǎn)品研究與開發(fā)能力，實現(xiàn)學(xué)生能力的逐步提升，使學(xué)生知識結(jié)構(gòu)更具邏輯性。

二、課程教學(xué)內(nèi)容

（一）內(nèi)容選取

本課程內(nèi)容的選擇是在對大量企業(yè)崗位進(jìn)行調(diào)研與分析后，以卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，由企業(yè)技術(shù)人員與本課程教學(xué)團(tuán)隊共同參與探討下進(jìn)行設(shè)計編排。通過企業(yè)調(diào)研，企業(yè)崗位分析，在內(nèi)容選取方面盡量體現(xiàn)典型工藝，對接生產(chǎn)實際，融通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以崗位需求為導(dǎo)向，突出理論與實例教學(xué)相結(jié)合，以專業(yè)實驗的開設(shè)突出專業(yè)技能的培養(yǎng)。

（二）內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系

教材知識結(jié)構(gòu)以五大崗位模塊共包括十一個分崗位知識體系和一個綜合項目構(gòu)成，實現(xiàn)理論知識與專業(yè)技能的同步培養(yǎng)。五大崗位模塊包括：生產(chǎn)菌種選育培養(yǎng)、原輔材料驗收處理、發(fā)酵工藝控制、產(chǎn)品質(zhì)量管理及綜合訓(xùn)練；十一個分崗位知識體系包括：葡萄酒酵母菌的分離、發(fā)酵產(chǎn)品原材料處理、氨基酸發(fā)酵、蛋白質(zhì)發(fā)酵、有機酸發(fā)酵、抗生素發(fā)酵、維生素發(fā)酵、核酸類物質(zhì)發(fā)酵、酶制劑發(fā)酵、酒精發(fā)酵以及發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量控制。

三、課程教學(xué)設(shè)計

（一）總體思路

結(jié)合企業(yè)實際確定課程教學(xué)內(nèi)容，圍繞發(fā)酵典型產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程這一主線，以專業(yè)能力培養(yǎng)為重點，以理論考核和專業(yè)實驗考核為檢驗，完成教學(xué)目標(biāo)。

以發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)典型工作崗位任務(wù)為依據(jù)組織教學(xué)，采用企業(yè)真實實例，以生產(chǎn)過程為導(dǎo)向組織教學(xué)過程，注重理論與實例一體化教學(xué)。

（二）具體體現(xiàn)

根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)要求，課程特點及多年理論教學(xué)經(jīng)驗，對于《發(fā)酵工藝學(xué)》一門課程的教學(xué)采用學(xué)生學(xué)習(xí)與教師引導(dǎo)教學(xué)并重的原則，在教學(xué)中，鼓勵學(xué)生積極參與，重視互動；采用企業(yè)實例貫通理論教學(xué)全過程，以專業(yè)實驗為檢驗的教學(xué)模式。

多媒體教學(xué)是實現(xiàn)教學(xué)過程的重要手段，對于工藝復(fù)雜，同時需結(jié)合實際工業(yè)化生產(chǎn)展現(xiàn)設(shè)備設(shè)施及工藝管道路線等實例教學(xué)的一門課程而言，多媒體教學(xué)比傳統(tǒng)板書能起到更好的教學(xué)效果。同時，在教學(xué)中，充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和學(xué)校圖書管理資源為發(fā)酵工藝學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)與鞏固提供必要的教學(xué)資源輔助材料與信息。

在教學(xué)方法上，為了收到更好的教學(xué)效果，采用“三步曲”方式實現(xiàn)教學(xué)，即第一步曲，課前分組設(shè)問，學(xué)生查閱資料，結(jié)合教材，帶著問題預(yù)習(xí)；第二步曲，課上學(xué)生分組分崗總結(jié)作答、提問，教師結(jié)合學(xué)生疑難講解、補充，突出重點；第三步曲，課后習(xí)題鞏固，總結(jié)歸納。

（三）教學(xué)評價

對發(fā)酵工藝學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)，我們采用學(xué)習(xí)過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合，理論學(xué)習(xí)與實驗操作評價相結(jié)合，以及學(xué)生自評總結(jié)的“三評”環(huán)節(jié)。

（四）保障條件

對發(fā)酵工藝學(xué)這門課程的教學(xué)實施包括三個必須的保障條件，一是教材建設(shè)，教學(xué)計劃及教學(xué)大綱的建設(shè)，根據(jù)本校該門課程教學(xué)要求，結(jié)合現(xiàn)有相關(guān)出版物情況，本門課程采用由重慶科技學(xué)院生物專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊及企業(yè)行業(yè)專家共同編寫教材，并編寫配套《專業(yè)實驗指導(dǎo)書》。二是教學(xué)團(tuán)隊的建設(shè)，重慶科技學(xué)院從事本專業(yè)課程教學(xué)并有多年教學(xué)經(jīng)驗的專業(yè)老師，實驗老師及外聘行業(yè)專家組成。三是實驗條件建設(shè)，重慶科技學(xué)院化工學(xué)院到目前為止在生物專業(yè)已陸續(xù)投資了近500萬元的實驗設(shè)備設(shè)施，其中與發(fā)酵有關(guān)的主要設(shè)備如超凈工作臺，發(fā)酵罐，立式滅菌鍋，生化培養(yǎng)箱，搖床等配套齊全，一次基本能容納一個班級40人左右學(xué)生的實踐教學(xué)。

四、教學(xué)組織與實施

（一）教學(xué)內(nèi)容

以抗生素發(fā)酵教學(xué)實施流程為例，抗生素發(fā)酵”一章主要講述幾種典型抗生素如青霉素、紅霉素和鏈霉素等發(fā)酵生產(chǎn)工藝。根據(jù)我院《化工與制藥專業(yè)（生物化工方向）專業(yè)教學(xué)計劃》和《發(fā)酵工藝學(xué)教學(xué)大綱》的要求。本章的理論教學(xué)共安排6學(xué)時，本次課是“抗生素發(fā)酵”的第一次理論課，共2課時（90分鐘）。教學(xué)內(nèi)容包括青霉素發(fā)酵用微生物菌種，青霉素發(fā)酵用原材料，青霉素發(fā)酵工藝流程與工藝控制，青霉素提取下游工藝技術(shù)及產(chǎn)品檢驗等。

（二）教學(xué)目標(biāo)

通過本次教學(xué)，要求學(xué)生掌握青霉素發(fā)酵用微生物菌種，了解青霉素發(fā)酵原材料，理解并掌握青霉素發(fā)酵工藝流程及其控制，掌握青霉素下游提取技術(shù)及產(chǎn)品檢驗。

（三）教學(xué)重點和難點

該次課教學(xué)的重點內(nèi)容為青霉素發(fā)酵工藝流程，重點放在發(fā)酵罐體這部分工藝的控制及下游分離純化，產(chǎn)品檢驗環(huán)節(jié)，如pH控制，溶氧濃度變化的掌握及其控制與判斷，泡沫控制，補糖補氮控制等內(nèi)容。其中青霉素發(fā)酵工藝過程控制是教學(xué)的難點。

（四）具體實施環(huán)節(jié)

1.課前三步曲

第一步，讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，結(jié)合教材，帶著課前老師給出的預(yù)習(xí)題進(jìn)行預(yù)習(xí)；第二步，學(xué)生分組分崗位任務(wù)解決預(yù)習(xí)題；第三步，記錄預(yù)習(xí)過程中的疑難問題。

具體操作為：課前將學(xué)生分4組，全面預(yù)習(xí)當(dāng)次教學(xué)內(nèi)容的同時，重點解決分崗分角色所設(shè)定的問題。對抗生素發(fā)酵工藝的學(xué)習(xí)，青霉素是抗生素的典型代表，教學(xué)中主要從四個崗位出發(fā)進(jìn)行提問：生產(chǎn)菌種選育崗需掌握青霉素發(fā)酵常用菌種及特征以及保藏常用方法，原輔材料驗收處理崗需掌握青霉素發(fā)酵培養(yǎng)基配制常用原材料選取，生產(chǎn)工藝控制崗需掌握青霉素發(fā)酵代謝中間調(diào)控問題如pH，溶氧濃度變化及其控制與判斷；泡沫控制，補糖補氮控制等，而產(chǎn)品質(zhì)量控制崗需掌握如何防治發(fā)酵染菌，如何判斷發(fā)酵終點等問題，所以我們明確了不同崗位需達(dá)到的培養(yǎng)要求，然后對其進(jìn)行提問引導(dǎo)學(xué)生有的放矢的解決問題。從而輕輕松松掌握所學(xué)內(nèi)容。

2.課堂課后三步曲

第一步曲：明確教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)目的，教學(xué)重難點。第二步曲：解決問題，是關(guān)鍵一步，學(xué)生模擬崗位角色，以完成崗位任務(wù)為目標(biāo)，分組答問，分等計分鼓勵；教師通過設(shè)問啟發(fā)等方式講授，強調(diào)學(xué)習(xí)的重難點。問題教育法有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新精神［1］。

在教學(xué)過程中，有意識樹立學(xué)生在每一堂工藝學(xué)習(xí)中將自己轉(zhuǎn)換成某企業(yè)技術(shù)指導(dǎo)員，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)對待工藝控制中可能出現(xiàn)的每一個問題，對本次課而言，學(xué)生需掌握如何根據(jù)溶氧濃度變化判斷發(fā)酵是否異常及其控制方法，如何及時發(fā)現(xiàn)代謝異常并分析原因，并采取措施及時處理，把經(jīng)濟(jì)損失降到最低等問題。學(xué)生只要掌握了這些內(nèi)容，該部分內(nèi)容就能很好的掌握和領(lǐng)會。第三步曲則是對所學(xué)內(nèi)容的鞏固，教師通過課堂學(xué)習(xí)情況，以及教學(xué)目標(biāo)布置鞏固練習(xí)題，通過批閱習(xí)題掌握學(xué)生學(xué)習(xí)效果，通過點評作業(yè)到達(dá)及時補充不足。

五、課程特色與創(chuàng)新

對本門課程，注重理論緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實例進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容編寫是該門課程教學(xué)內(nèi)容上的一個重大突破；在教學(xué)方法上，更注重實踐能力的培養(yǎng)，學(xué)生互動參與，強調(diào)學(xué)生自學(xué)與教師講解并重原則［4］。學(xué)習(xí)中學(xué)生模擬崗位角色，按企業(yè)生產(chǎn)管理要求嚴(yán)格要求自己，在各工藝控制環(huán)節(jié)均以最大化降低生產(chǎn)成本，或把經(jīng)濟(jì)損失降到最低為目標(biāo)，讓學(xué)生明白這就是技術(shù)員崗位業(yè)績考核，也即學(xué)生學(xué)習(xí)成績考核的重要組成部分。

[1]趙敏.《生物化學(xué)》說課的教學(xué)探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊.2012，（01）.

[2]周林，趙林.將問題教學(xué)法應(yīng)用于發(fā)酵工藝學(xué)課堂教學(xué)[J].藥學(xué)教育.2008，24（1）.