發(fā)酵工程課程教學改革探索與實踐*

生書晶　佘婷婷　孫婷琪　陳海鋒（廣東第二師范學院 生物與食品工程學院，廣東 廣州 510303）

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發(fā)酵工程課程教學改革探索與實踐*

生書晶*佘婷婷孫婷琪陳海鋒
（廣東第二師范學院 生物與食品工程學院，廣東 廣州 510303）

摘要：發(fā)酵工程是生物工程、生物技術(shù)、食品工程等專業(yè)的一門重要專業(yè)課程。課程內(nèi)容豐富、涉及面寬，基礎理論性和實踐性要求都很高，導致學習難度較大。有鑒于此，作者針對發(fā)酵工程教學過程中面臨的難點，提出以教學目標為導向，從教學方法、教學手段、教學實踐和考核體系等方面進行了教學改革和調(diào)整，重視理論與實踐教學的結(jié)合。教改實踐激發(fā)了學生的學習興趣，提高了教學質(zhì)量。

關鍵詞：發(fā)酵工程；教學改革；教學質(zhì)量

微生物發(fā)酵工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，它是利用微生物細胞的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)［1］。發(fā)酵工程在生物制藥、食品發(fā)酵、環(huán)境保護、化工、農(nóng)業(yè)等各個領域都應用廣泛，影響著人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。所以，發(fā)酵工程課程成為微生物、食品、生物工程、制藥等專業(yè)的重要專業(yè)課程，本校開設發(fā)酵工程課程的就有生物藥學、食品科學以及烹飪與營養(yǎng)教育三個專業(yè)。但是，由于發(fā)酵工程課程的基礎理論性和實踐性要求都很高，課程內(nèi)容豐富，涉及面較廣，導致學生感覺學習難度較大。因此，如何激發(fā)學生的學習興趣，進而提高發(fā)酵工程課程的教學質(zhì)量，成為教學過程中急需解決的問題。

作者根據(jù)近幾年的教學實踐，提出以教學目標為導向，從教學方法、教學手段、教學實踐和考核體系等方面進行教學改革和調(diào)整，在激發(fā)學生學習興趣、提高發(fā)酵工程課程的教學質(zhì)量方面收到了很好的效果。

一、明確教學目標，合理安排教學

教學目標是整個教學過程的準繩，它決定了教學活動的指向和教學進程［2］。發(fā)酵過程涉及生物制藥、食品發(fā)酵、環(huán)境保護、化工、農(nóng)業(yè)等各個領域，內(nèi)容繁雜。如何在有限的課時內(nèi)對發(fā)酵工程龐雜分散的課程內(nèi)容進行解析，讓學生對發(fā)酵過程有詳細深入的了解，成為當前發(fā)酵工程教師面臨的首要挑戰(zhàn)。縱觀目前食品發(fā)酵工程教材，主要包含了以下幾個方面的內(nèi)容：菌種選育與保藏、發(fā)酵過程控制、產(chǎn)物提取與純化。雖然針對醫(yī)藥、食品、化工、環(huán)保等不同行業(yè)具體的發(fā)酵過程，菌種選育、過程控制以及產(chǎn)物提純等都有很大的差異，但其基本生產(chǎn)模式相同、理論基礎相同［3］。所以，教師可以根據(jù)開設專業(yè)的特點和學生今后的就業(yè)方向進行合理安排，有所側(cè)重的進行講授。

例如，本校開設發(fā)酵工程課程的主要有生物藥學、食品科學以及烹飪與營養(yǎng)教育三個專業(yè)。對于生物藥學專業(yè)的學生，教學重點應針對與藥學相關的代表性產(chǎn)品如抗生素、維生素C、活性多糖等生產(chǎn)過程進行發(fā)酵工程各個階段的講解。對于食品和烹飪專業(yè)，則應針對發(fā)酵食品如酒、酸奶、醬油、醋、味精等的生產(chǎn)過程進行講解。對于其他產(chǎn)品的發(fā)酵過程及控制，可以給學生相關資料，引導他們進行自學，這樣不但鍛煉了學生自學的能力，也節(jié)省了課堂時間，提高了課堂效率。

二、理論結(jié)合實際，激發(fā)學習興趣

在發(fā)酵工程的教學過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學生對于單純的發(fā)酵理論很難產(chǎn)生興趣，所以如果只是按照書本的脈絡單純講菌種選育與保藏、發(fā)酵過程控制、產(chǎn)物提取與純化，學生很容易感到枯燥［4］。發(fā)酵工程是一門實踐性極強的學科，所以理論教學與實踐教學的結(jié)合才是學生牢固掌握發(fā)酵工程基本知識的關鍵［5］。

我們經(jīng)過摸索，最終確定在經(jīng)過一次理論課學習后便帶學生進入啤酒廠或者制藥廠見習一次。學生在發(fā)酵車間和提取車間實地參觀，同時對發(fā)酵設備、生產(chǎn)流程進行拍照和視頻錄制，初步了解發(fā)酵工藝的基本流程、設備等，對發(fā)酵過程體系有了直觀的認識。在后續(xù)課堂的理論學習中，見習過程中的圖片或視頻會在課堂理論教學時播放，我們會針對見習過程的具體環(huán)節(jié)進行討論，這對于激發(fā)學生的學習興趣，加深對課堂理論的理解有很大幫助。

其次，在講授機械攪拌發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及工作原理時，我們充分利用實驗室實踐條件，在實驗室邊演示邊講解，通過全自動發(fā)酵罐發(fā)酵啤酒整個實驗流程的操作，使學生充分認識和體會發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)和工作原理，并對發(fā)酵過程的控制有了深刻理解。

另外，教學中的理論與實踐都涉及大量工程性知識和技能，這就要求教師應不斷學習，提升自己的理論知識和實驗技能。我們專業(yè)會定期安排教師去知名企業(yè)接受專業(yè)實訓，不但提升了教師的專業(yè)素質(zhì)，教師還可以根據(jù)實際生產(chǎn)過程及時調(diào)整和完善課程體系，從而可以根據(jù)市場需求及時對教學大綱進行修繕，更好的培養(yǎng)具有創(chuàng)造性思維及實際動手能力的應用型人才。

三、采用多種教學方法，增強師生互動

目前，對于發(fā)酵工程這門信息量大的課程來講，講授法仍是最簡潔和高效的手段。但講授法容易導致學生機械的、被動的學習，不利于學生的獨立思考、主動學習和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。這就要求我們在教學過程中應該采用多種教學方法［4］。

我們在教學過程中采取了啟發(fā)式、互動式以及研討式等多種教學方法，目的就是引導學生參與教學過程［4］。例如，我們在教學過程中會設計一些啟發(fā)性的問題，如怎樣從環(huán)境中選育特定的工業(yè)化菌種？為什么我國白酒生產(chǎn)大多采用傳統(tǒng)發(fā)酵而不采用現(xiàn)代化的發(fā)酵罐發(fā)酵呢？為什么味精生產(chǎn)中要限量供應生物素？發(fā)酵罐染菌的原因有哪些？染菌后應如何應對？然后組織學生進行分組討論，不同的組之間可以進行辯論和講演。另外，學生還可以選擇一個小專題后課下多做準備，然后在課堂上通過PPT向大家匯報。這些舉措能夠引導學生積極思考，深入學習，許多學生在交流中提高了自我能力，在討論或報告中表現(xiàn)優(yōu)秀。

另外，發(fā)酵工程的發(fā)展日新月異，單純根據(jù)某本教材講授顯然是題材有限，無法跟上時代發(fā)展的腳步［4］。所以根據(jù)當前的生產(chǎn)和研究現(xiàn)狀，教師應及時補充和更新教學素材，引導學生收集研讀與課堂教學內(nèi)容相關的最新文獻，甚至可以通過網(wǎng)絡視頻，或者組織學生聆聽本領域知名學者的報告會，使學生了解當下的發(fā)酵工程的現(xiàn)狀和發(fā)展前沿，拓展學生的知識面，從而激發(fā)他們通過自主學習獲得當前研究新進展的興趣［3］。

四、理論與實驗結(jié)合，提高實踐教學效果

實踐教學是鞏固和加深理論知識學習的有效途徑，有利于學生整體素養(yǎng)的提高。如果沒有豐富的生產(chǎn)實習和工程實訓，會導致學生缺乏工程視角和思維，從而不能應用工程原理及方法解決實際問題。本校開設發(fā)酵工程的專業(yè)目標都是培養(yǎng)應用型人才，所以我們緊緊圍繞培養(yǎng)目標，大力開展校企合作，與多家食品、制藥公司建立了校企合作基地，形成互補互利的產(chǎn)學研對接機制。

我們在見習環(huán)節(jié)就帶學生參觀了啤酒生產(chǎn)以及生物制藥企業(yè)，使他們明確自己工作所需掌握的技能。而大四的畢業(yè)實習，很多學生被安排進入相關的生產(chǎn)企業(yè)進行為期2-3個月的實踐學習并參與生產(chǎn)，使學生成為初步擁有發(fā)酵工藝操作能力的應用型人才。

同時，學校也配備了良好的實驗室條件，保證學生在校期間能夠開展發(fā)酵工程專業(yè)實驗，如發(fā)酵培養(yǎng)基的配制和滅菌，菌種的擴大培養(yǎng)以及物理化學誘變，全自動發(fā)酵罐的演示和操作等。另外，結(jié)合生活實際，我們開展了甜酒釀、酸奶以及泡菜的發(fā)酵實驗，使學生能夠在簡單的發(fā)酵實踐中理解發(fā)酵原理，最終能夠品嘗到自己制作的發(fā)酵制品也使學生興味盎然。在實驗教學過程中，我們多采用“學生自學——課堂提問——學生實驗——討論和總結(jié)——撰寫實驗報告”的模式。這樣的教學模式，不僅鍛煉了學生的實踐動手能力，還通過自學和啟發(fā)提問，使學生理解了實驗中所蘊含的理論知識。

五、綜合考察，建立復合型考核體系

由于發(fā)酵工程是一門實踐性很強的科目，單純靠期末考試很難評價學生知識掌握的情況，所以我們會從多個方面考核學生的綜合能力。例如課堂上學生分組對某一開放性問題的討論及演講；學生選擇某一專題撰寫小論文；實驗室的實踐操作；所以學生的最終成績是由論文（20%）、演講討論（20%）、實驗報告（10%）、實驗技能（10%）、期末考試（40%）等部分按不同的比例折算。這樣的考核體系，不但刺激了學生主動學習的興趣，也能較全面的反映學生對發(fā)酵工程理論知識和實驗技能的掌握程度。

總之，為了更好的講授發(fā)酵工程這門課程，培養(yǎng)適應社會發(fā)展的具有創(chuàng)新思維和實踐動手能力的復合型人才，我們提出教學過程中緊扣教學目標，從教學方法、教學手段、教學實踐和考核體系等多個方面進行教學改革和調(diào)整。結(jié)果激發(fā)了學生的學習興趣，提高了教學質(zhì)量，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造性思維以及動手實踐能力。所以，生物科技的發(fā)展日新月異，發(fā)酵工程課程教學也應緊跟時代步伐，不斷地改革創(chuàng)新，才能培養(yǎng)出更多理論基礎好、動手能力強、綜合素質(zhì)高的復合型人才。

參考文獻

［1］李昌靈，胡玉平，吳鏑，等.新建本科院校發(fā)酵工程課程的教學質(zhì)量研究［J］.懷化學院學報，2013，32（5）：91-93.

［2］李森.教與學——關于生物化學教學若干問題的思考與交流［J］.生命的化學，2013，33（1）：109-111.

［3］李敏.《微生物發(fā)酵工程》課程教學改革探索［J］.教育教學論壇，2013，（5）：49-50.

［4］生書晶，龔玉蓮，佘婷婷，等.食品生物化學課程教學改革探索［J］.廣州化工，2015，43（3）：186-187.

［5］許波，黃遵錫，楊云娟.發(fā)酵工程實驗教學改革初探［J］.微生物學通報，2007，34（3）：600-602.

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）13-0069-02

*基金項目：廣東第二師范學院博士專項（2015ARF20）；廣東第二師范學院校級質(zhì)量工程項目（2016zcjf02）；省級大學生創(chuàng)新訓練項目（201614278029）

*通訊作者：生書晶（1981-），女，博士，廣東第二師范學院生物與食品工程學院講師，主要從事微生物發(fā)酵工程、食品生物化學的教學與研究。

Abstract：Fermentation engineering is an important professional course for students specialized in bioengineering，biotechnology and food engineering.However，because the knowledge was too much，both basic theoretical and practical requirements are very high，it was difficult to study.With that，in connection with the difficulties existing in the teaching of fermentation engineering，some teaching reforms were explored from the respect of teaching targets，teaching methods，teaching materials，teaching practice and evaluation system，while theoretical and practical teaching were closely combined.As a result，students'interest in learning was stimulated and the teaching quality of fermentation engineering was improved.

Keywords：fermentation engineering；teaching reforms；teaching quality