應(yīng)用技術(shù)大學(xué)發(fā)酵工程課程教學(xué)改革探索

劉家揚，有小娟

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應(yīng)用技術(shù)大學(xué)發(fā)酵工程課程教學(xué)改革探索

劉家揚，有小娟

（黃淮學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，河南駐馬店463000）

發(fā)酵工程是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程，發(fā)酵生產(chǎn)過程中很多問題的解決都離不開理論的支持，更離不開經(jīng)驗的積累。為了提高發(fā)酵工程課程的教學(xué)效果，高校應(yīng)堅持“走出去”與“請進來”相結(jié)合，加強教師隊伍建設(shè)；教師應(yīng)通過精心組織和選擇教學(xué)內(nèi)容、靈活選用教學(xué)手段、合理開展雙語教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分提高教學(xué)效果；教師要正確認(rèn)識實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用，在重視基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗的基礎(chǔ)上，通過開放式實驗室、設(shè)置大型實驗等途徑，不斷提高學(xué)生的知識運用能力、團隊合作能力和創(chuàng)新意識。

發(fā)酵工程；教學(xué)研究；應(yīng)用技術(shù)大學(xué)；實踐教學(xué)

作為中國應(yīng)用技術(shù)大學(xué)聯(lián)盟（CAUAS）副理事長單位之一，黃淮學(xué)院按照“突出應(yīng)用、集群發(fā)展、培育特色、提高質(zhì)量”的思路，通過不斷的創(chuàng)新與改革，在地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中逐漸走在全國同類高校的前列。黃淮學(xué)院不但根據(jù)社會發(fā)展需要和科技進步狀況改造老專業(yè)，還緊密結(jié)合地方主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)增設(shè)了一些特色鮮明的應(yīng)用型專業(yè)，生物工程專業(yè)就是其中之一。生物工程專業(yè)的課程涉及細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、基因工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程及生化工程等領(lǐng)域。發(fā)酵工程是一門以生物學(xué)為主，融合數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科知識的綜合性課程，具有很強的實踐性和應(yīng)用性，是生物工程、食品工程、生物技術(shù)等專業(yè)的主干課程[1]。隨著我國生物產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，社會對發(fā)酵技術(shù)人員的需求越來越大，同時企業(yè)對生物工程專業(yè)畢業(yè)生的實踐能力和基本科研素質(zhì)的要求也不斷提高。在這一背景下，黃淮學(xué)院結(jié)合學(xué)校所在地駐馬店乃至河南省發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，將培養(yǎng)優(yōu)秀發(fā)酵工程師作為生物工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。根據(jù)這一專業(yè)定位，黃淮學(xué)院生物工程專業(yè)將釀酒、酶制劑、生物制藥等作為生物工程課程的重點教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)開展了教學(xué)改革探索。本文擬結(jié)合黃淮學(xué)院生物工程專業(yè)發(fā)酵工程課程教學(xué)組的實踐，探討該課程的教學(xué)改革問題，以期為生物工程專業(yè)的教育教學(xué)改革提供參考。

一、“走出去”與“請進來”相結(jié)合，加強教師隊伍建設(shè)

發(fā)酵工程是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程，發(fā)酵生產(chǎn)過程中很多問題的解決都離不開理論的支持，更離不開經(jīng)驗的積累。因此，發(fā)酵工程課程的任課教師不僅要擁有豐富的理論知識，還要具有一定的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗。與國內(nèi)很多高校一樣，黃淮學(xué)院的很多教師都具有較高的學(xué)歷，掌握了豐富的理論知識，但由于缺乏企業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，在教學(xué)中難以真正做到理論密切聯(lián)系企業(yè)生產(chǎn)實際。對于實踐性和應(yīng)用性很強的發(fā)酵工程課程來講，為了提高教學(xué)效果，教師必須“走出去”，到企業(yè)一線實踐鍛煉，豐富生產(chǎn)實踐經(jīng)驗；同時，學(xué)校應(yīng)將發(fā)酵行業(yè)經(jīng)驗豐富的專家“請進來”授課，他們豐富的一線生產(chǎn)實踐經(jīng)驗可有效彌補專業(yè)教師在此方面的不足。通過“走出去”與“請進來”的結(jié)合，發(fā)酵工程的課堂教學(xué)不再枯燥乏味，極大地提高了發(fā)酵工程課程的實用性[2]。

二、精心備課，增加課堂趣味性

發(fā)酵工程課程具有很強的實踐性和應(yīng)用型，且包含許多原理比較深奧的理論知識（涉及化學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)等），如果采用傳統(tǒng)的方法講授，學(xué)生往往會感到枯燥乏味，難以理解，提不起興趣。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)從以下幾個方面優(yōu)化教學(xué)：

第一，精心備課，通過補充資料將知識點連貫起來講授。在發(fā)酵工程課程的教學(xué)工作中，教師只有在認(rèn)真鉆研教材的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確、透徹地理解課程內(nèi)容，掌握教材內(nèi)在的知識體系結(jié)構(gòu)和邏輯關(guān)系，從而參照教學(xué)大綱精選教學(xué)內(nèi)容，并通過補充資料將相關(guān)知識點連貫起來形成一個面，才能使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)充分理解并掌握發(fā)酵工程的基本內(nèi)容、基本原理和基本方法，真正做到學(xué)以致用。上課地點亦可靈活變通，如一些章節(jié)內(nèi)容的教學(xué)宜在實驗室進行，這樣可以將理論知識和實驗設(shè)備、器材及培養(yǎng)基等有機結(jié)合起來，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，增強教學(xué)效果。

第二，靈活選用教學(xué)手段，增大教學(xué)活力。采用多媒體教學(xué)手段，易將晦澀難懂的分子結(jié)構(gòu)圖、發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)圖等用3D效果圖模擬出來，將復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵過程等以動畫的形式展現(xiàn)出來，從而使學(xué)生加深印象，深刻理解教學(xué)內(nèi)容。開展多媒體教學(xué)，要求教師善于從網(wǎng)絡(luò)上收集教學(xué)材料，并掌握動畫制作等方面的專業(yè)知識，以便根據(jù)教學(xué)需要制作結(jié)構(gòu)圖和小片段動畫。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們了解世界先進知識的重要途徑和窗口，所以在發(fā)酵工程課程的教學(xué)中，教師不但應(yīng)充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源開展教學(xué)，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源補充和擴展專業(yè)知識，這也是他們將來踏上工作崗位之后必不可少的能力。為此，黃淮學(xué)院生物工程專業(yè)發(fā)酵工程課程教學(xué)組擬利用學(xué)校的課程云平臺建立發(fā)酵工程網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站，為實現(xiàn)豐富課程資源支撐下的“學(xué)教做一體化”打下基礎(chǔ)。當(dāng)然，多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源只是教學(xué)的輔助手段，在發(fā)酵工程課程教學(xué)中，教師還應(yīng)堅持傳統(tǒng)教學(xué)有益的一面，善于結(jié)合恰當(dāng)?shù)陌鍟椭w語言對多媒體課件進行有效而生動的解釋。教師還可以通過“教師問學(xué)生答，學(xué)生問教師答，學(xué)生問學(xué)生答”的討論式教學(xué)，強化學(xué)生的學(xué)習(xí)主體意識。靈活選用教學(xué)方法和手段，不僅能讓學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容有更加深刻、清晰的理解與認(rèn)識，還可以活躍課堂氣氛，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

第三，精選課程內(nèi)容，優(yōu)化知識體系。科技的迅猛發(fā)展，要求教師在教學(xué)中跟緊學(xué)科前沿，及時更新教學(xué)內(nèi)容，以拓寬學(xué)生知識面，提高教學(xué)的實用性。為此，教師應(yīng)注意查閱國內(nèi)外最新研究資料，將新理論、新思路、新方法、新技術(shù)及時介紹給學(xué)生；應(yīng)注意通過生活中發(fā)酵現(xiàn)象的分析，讓學(xué)生掌握發(fā)酵的原理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)積極性。

第四，合理開展雙語教學(xué)，促進發(fā)酵工程人才與世界接軌。雙語教學(xué)是21世紀(jì)全球教育改革的一大趨勢，采用雙語教學(xué)可以使學(xué)生增強競爭力及專業(yè)的國際認(rèn)知度[3]。隨著發(fā)酵工業(yè)的不斷發(fā)展，其國際化發(fā)展趨勢對學(xué)生的素質(zhì)提出了更高的要求，學(xué)生在掌握扎實專業(yè)知識的同時，還要具備較高的專業(yè)英語水平，因此發(fā)酵工程課程采用雙語教學(xué)方式具有重要的意義。

三、合理安排實驗和暑期實習(xí)，著力提高學(xué)生的實踐能力

實踐教學(xué)與理論教學(xué)是相輔相成的，兩者都是發(fā)酵工程課程教學(xué)的重要組成部分，學(xué)生既要掌握發(fā)酵工程的基本理論知識，還要掌握發(fā)酵工藝的相關(guān)技術(shù)，這對于學(xué)生將來在生物技術(shù)與生物工程領(lǐng)域從事工藝設(shè)計、生物工程產(chǎn)品生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、新技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)工作具有重要的意義。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)占有重要的地位，其教學(xué)效果直接影響學(xué)生在實際操作及生產(chǎn)中的動手能力[4]。

發(fā)酵工程課程實驗內(nèi)容的擬定，應(yīng)堅持由易到難、由簡單到綜合、由固定題目到自擬題目、由常規(guī)實驗到科研項目實驗研究等原則，從而達(dá)到提高學(xué)生基本操作能力、綜合設(shè)計能力、工程實踐能力的目的。對于較簡單的實驗，如利用平板分離技術(shù)從真菌子實體中分離菌絲、從土壤中分離枯草芽孢桿菌、從酸奶中分離益生菌等實驗，應(yīng)使學(xué)生通過基本的實驗操作掌握發(fā)酵工藝的基本操作流程。對于酸奶的制作、真菌及細(xì)菌培養(yǎng)等綜合性稍強的實驗，應(yīng)使學(xué)生通過研制發(fā)酵產(chǎn)品，了解微生物在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用及價值。對于綜合性、探究性實驗，如酸性耐高溫普魯蘭酶產(chǎn)生菌的篩選、鑒定與發(fā)酵過程優(yōu)化實驗，重點是使學(xué)生能夠?qū)⑽⑸飳嶒灱夹g(shù)運用到實際生產(chǎn)研究中，并掌握與之相關(guān)的一些操作方法。

在微生物的分離、選育等過程中，通常有大量的等待時間，教師可指導(dǎo)學(xué)生利用此間隙做一些簡單實驗，如微生物生長曲線的測定、微生物細(xì)胞的計數(shù)、菌種的保藏、抗生素效價的測定等；同時，應(yīng)打破傳統(tǒng)的排課模式，根據(jù)發(fā)酵類實驗的特點盡量集中安排實驗時間。

在發(fā)酵工程課程的實驗教學(xué)中，通常會在最后一個學(xué)期安排學(xué)生去企業(yè)參觀，這雖然能讓學(xué)生了解發(fā)酵技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用，但是學(xué)生沒有動手操作的機會，一旦走上工作崗位仍然不能很好地適應(yīng)企業(yè)的節(jié)奏。為改變這種現(xiàn)狀，除了開設(shè)正常的實驗外，應(yīng)在學(xué)校的實習(xí)實訓(xùn)基地安排幾項大型實驗。例如，黃淮學(xué)院生物工程專業(yè)在實驗教學(xué)中心設(shè)置了微生態(tài)制劑生產(chǎn)、白酒生產(chǎn)、啤酒生產(chǎn)等大型實驗，通過模擬企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)過程，極大地激發(fā)學(xué)生的求知欲，為學(xué)生掌握企業(yè)生產(chǎn)實踐技能打下堅實的基礎(chǔ)。

本科階段，為了兼顧理論課教學(xué)，實驗課的課時通常較少。鑒于此，除了正常的實驗課外，可將傳統(tǒng)的封閉實驗室管理模式改為開放管理，為學(xué)生開展實驗提供寬松的外部環(huán)境[5]。開放式實驗室管理主要包括三個方面的內(nèi)容：一是允許學(xué)生自由選擇實驗時間；二是在安全培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，允許學(xué)生根據(jù)實驗需要自主選用儀器設(shè)備；三是學(xué)生可自行擬定研究項目，獨立自主地設(shè)計實驗內(nèi)容，經(jīng)實驗室管理人員同意并備案后即可進行實驗。對于開放式實驗，教師雖然不直接參與實驗的設(shè)計，但應(yīng)給予學(xué)生必要的指導(dǎo)，從而使學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程中，不斷提高知識運用能力和創(chuàng)新意識。實踐證明，學(xué)生對于開放式實驗的評價較高，他們認(rèn)為這種實驗方式不僅有利于個人創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，也有利于團隊合作能力的提高[6]。此外，教師還應(yīng)鼓勵學(xué)生了解或參與一些科研項目，以培養(yǎng)提高學(xué)生的科研能力。

充分利用社會資源，在暑假期間安排學(xué)生到當(dāng)?shù)卮笮推髽I(yè)進行考察、參觀、實習(xí)，是提高學(xué)生實踐能力的重要途徑。教師在與生產(chǎn)企業(yè)進行溝通、協(xié)商時，應(yīng)全面了解其生產(chǎn)工藝流程、產(chǎn)品及設(shè)備情況等信息，以便指導(dǎo)學(xué)生有的放矢地進行參觀、考察、實習(xí)，使學(xué)生有更大的收獲。通過引導(dǎo)學(xué)生走出課堂，深入考察企業(yè)生產(chǎn)實際，有利于強化學(xué)生的直觀認(rèn)識，使學(xué)生明確企業(yè)需要什么樣的人才，自己在學(xué)習(xí)中應(yīng)該強化哪些方面的知識和能力，以便為畢業(yè)后的就業(yè)創(chuàng)造更好的條件。

從傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)到現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)，再到微生物工程，新的發(fā)酵工藝和發(fā)酵產(chǎn)品層出不窮。發(fā)酵工程技術(shù)不僅是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要支柱，與基因工程技術(shù)的結(jié)合更使它如虎添翼。發(fā)酵工程課程的教學(xué)也是一個不斷完善的過程，任課教師要緊跟發(fā)酵工業(yè)不斷前進的步伐，及時更新教學(xué)內(nèi)容，靈活運用多媒體等教學(xué)手段，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分提高教學(xué)效果；要在重視基礎(chǔ)實驗和綜合性實驗的基礎(chǔ)上，通過開放式實驗室、設(shè)置大型實驗等途徑，不斷提高學(xué)生的知識運用能力、團隊合作能力和創(chuàng)新能力。提高發(fā)酵工程課程的教學(xué)效果，需要教師不斷地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗，在探索和實踐中摸索出一套適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 喬長晟，賈士儒，譚之磊，等．生物工程專業(yè)實踐教學(xué)改革探討[J]．中國輕工教育，2006(3)．

[5] 謝明杰，陳茜，王倩，等．強化微生物發(fā)酵工程實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J]．實驗室研究與探索，2009(2)．

[6] 趙豐麗，楊華，張弘．發(fā)酵工程實驗課程體系的改革與實踐[J]．微生物學(xué)通報，2007(5)．

〔責(zé)任編輯 張繼金〕

2015-11-25

劉家揚（1980―），男，河南鶴壁人，副教授，博士。

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