《發(fā)酵工程》重要章節(jié)

【摘 要】 《發(fā)酵工程》是生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域的核心專業(yè)課程，在生物化工成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面具有核心地位。此課程內(nèi)容豐富，涉及面廣，其教學(xué)質(zhì)量直接影響到學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)?！毒祁惏l(fā)酵》是《發(fā)酵工程在食品與飲料領(lǐng)域應(yīng)用》一章的其中一節(jié)。本節(jié)內(nèi)容涉及到發(fā)酵工程的一些基本原理，是在飲料領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用代表，也是下節(jié)《發(fā)酵法生產(chǎn)食用醋》的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，是本章學(xué)習(xí)的關(guān)鍵一線，其教學(xué)結(jié)果的好壞直接影響到《發(fā)酵工程在食品與飲料領(lǐng)域應(yīng)用》一章的整體效果。本課程教學(xué)小組從本校多年教學(xué)情況出發(fā)，對《酒類發(fā)酵》一節(jié)的教學(xué)體會與思考進(jìn)行了總結(jié)，供大家交流、參考與指正。

【關(guān)鍵詞】 發(fā)酵工程；酒類發(fā)酵；課堂教學(xué)；教學(xué)體會

【Abstract】Fermentation engineering is one of the cores of biological engineering and biotechnology professional courses， and its applications are one of the cores of the industrialization achievements of biochemistry. This course is rich in content and profound， and its teaching quality directly affects students' professional quality. Alcoholic fermentation is an application of fermentation engineering to the area of food and drink and normally forms the first chapter of text books and lectures. This section involves some basic principles of fermentation engineering， an important application in the field of beverages， and is also concerned with learning the basis of vinegar fermentation production The key of the course is to learn on line， and whether the teaching result sare good or bad will directly affect the fermentation engineering applications in the field of foods and beverages， the overall emphasis of the chapter. The university teaching team for this course has summarized the teaching situation for alchoholic fermentation in terms of the experience and thinking acquired over many years， and provides a basis for everybody to exchange， interact， provide reference and constructive criticism for the correction of errors.

【Key Words】Fermentation engineering， Alcoholic， Classroom teaching； Teaching experience； Online learnin

【中圖分類號】G64.24 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）15-00-02

《發(fā)酵工程在食品與飲料領(lǐng)域應(yīng)用》一章是發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用中重要的一個(gè)內(nèi)容，許多發(fā)酵工程的相關(guān)理論以及概念都在這一章得到體現(xiàn)與應(yīng)用，對于學(xué)生更好的理解和運(yùn)用以前所學(xué)的知識具有重要意義?！毒祁惏l(fā)酵》是發(fā)酵工程在飲料領(lǐng)域中的一個(gè)重要應(yīng)用，其中以啤酒的發(fā)酵為代表，啤酒發(fā)酵是進(jìn)行其他發(fā)酵產(chǎn)品研發(fā)的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容具有發(fā)揮發(fā)酵工程技術(shù)的承啟作用，教學(xué)的好壞關(guān)系到“發(fā)酵工程在食品與飲料領(lǐng)域應(yīng)用”整章學(xué)習(xí)的效果。

培養(yǎng)應(yīng)用型人才，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)是地方本科院校的責(zé)任，也是辦學(xué)的生命力所在[1]。在合理的課程體系設(shè)置基礎(chǔ)上，面對蓬勃發(fā)展的生物技術(shù)，如何使發(fā)酵工程適合時(shí)代發(fā)展的需要，培養(yǎng)和造就高素質(zhì)、創(chuàng)造性人才；如何確保高質(zhì)量的課程教學(xué)效果以及推進(jìn)適應(yīng)新形勢的課程教學(xué)改革是一項(xiàng)重要的任務(wù)。《發(fā)酵工程》作為生物與制藥工程等專業(yè)的專業(yè)核心課程，各高校均重視其教學(xué)效果并注意教學(xué)方法的創(chuàng)新以及通過課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。本文就如何提高發(fā)酵工程教學(xué)質(zhì)量、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力提供一些建議。

1 根據(jù)最新教學(xué)大綱，確定合理教學(xué)目標(biāo)

現(xiàn)代的發(fā)酵工程包括菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)，還包括微生物機(jī)能的利用。主要內(nèi)容包含生產(chǎn)菌種的選育，發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及產(chǎn)物的分離、提取與精制等等。在飲料中的應(yīng)用——啤酒發(fā)酵為典型案例知識內(nèi)容，通過本章節(jié)學(xué)習(xí)，需達(dá)到以下幾個(gè)目標(biāo)：了解微生物發(fā)酵操作方式；熟悉啤酒生產(chǎn)原輔料；麥芽制造、麥汁準(zhǔn)備；掌握啤酒酵母發(fā)酵工藝流程等。

2 更新教學(xué)內(nèi)容，清晰教學(xué)重難點(diǎn)

不同類型和層次的高校由于各自專業(yè)性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)等因素的差異，課堂教學(xué)方式有所不同。本課程組將各章節(jié)內(nèi)容按照理解、熟悉、掌握三個(gè)層次進(jìn)行分配，重點(diǎn)突出，避免了授課內(nèi)容的隨意性。

隨著近年來釀酒行業(yè)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代，小型化向大型化，手工操作向自動化的發(fā)展，也就要求學(xué)生在掌握傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，逐步將新型釀酒行業(yè)的概況作為重點(diǎn)來掌握。例如：以往啤酒生產(chǎn)中發(fā)酵工藝偏重講述小型工廠的設(shè)計(jì)方案，發(fā)酵池的工藝流程及設(shè)備。而現(xiàn)今各類工廠已經(jīng)開始向進(jìn)行大型化、自動化，大罐發(fā)酵工業(yè)模式發(fā)展。因此，啤酒的發(fā)酵工藝也應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到大型工廠的設(shè)計(jì)以及建設(shè)上來，將新型企業(yè)大罐發(fā)酵工藝流程及設(shè)備作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解[2]。同時(shí)還需注意，在講授主要產(chǎn)品的發(fā)酵工藝及其他的設(shè)備時(shí)，要有選擇的展示生產(chǎn)環(huán)節(jié)圖片與視頻資料，重要的技術(shù)理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)展示出來。

3 注重教學(xué)與科研相結(jié)合，指定參考資料及相關(guān)網(wǎng)站

為了使教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前社會科技發(fā)展保持同步，我們除了向?qū)W生傳授課本上的知識，還運(yùn)用已學(xué)的專業(yè)理論知識發(fā)展情況，補(bǔ)充新技術(shù)，新方法的方面的資料，拓寬學(xué)生的視野。如，我們引入了四川綿陽老窖的發(fā)酵工程視頻、紹興黃酒的發(fā)酵工藝優(yōu)化論文，與學(xué)生們進(jìn)行討論交流。

任何教材與資料書都有其獨(dú)特風(fēng)格與內(nèi)容的側(cè)重，但學(xué)生的興趣卻有各異，因此學(xué)生可根據(jù)自己的興趣情況，自行選擇各方面的知識進(jìn)行了解與學(xué)習(xí)，便于自己以后發(fā)展方向的確定[4]。向?qū)W生介紹一些如華南理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、江南大學(xué)等發(fā)酵工程專業(yè)排名靠前的高校對此專業(yè)的建設(shè)情況，提供發(fā)酵工程精品課程網(wǎng)站，以及一些基本的學(xué)術(shù)搜索網(wǎng)址等等，拓寬學(xué)生的信息獲取渠道與視野，增強(qiáng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)意識。

4 吸收學(xué)科前沿知識，增加“最新科研動態(tài)”部分

如今，科學(xué)發(fā)展日新月異，必須使教學(xué)內(nèi)容適應(yīng)新形勢，才能培養(yǎng)出新時(shí)代的綜合創(chuàng)新人才，故此，我們在每一章中增加了“最新科研動態(tài)”部分[7]。在該部分中向?qū)W生介紹一些國內(nèi)外最新的發(fā)酵工程科研成果，加大課堂信息量，同時(shí)注意刪減陳舊的內(nèi)容。在授課過程中，努力追蹤學(xué)術(shù)前沿，并力求將新的、已為學(xué)術(shù)界所普遍認(rèn)可的研究成果轉(zhuǎn)化為課堂講授的內(nèi)容。

《酒類發(fā)酵》一節(jié)中，我們根據(jù)最新研究發(fā)現(xiàn)，增加講解了《保健型紅棗啤酒發(fā)酵工藝研究》內(nèi)容[8]。紅棗不但具有豐富的營養(yǎng)，還具有很強(qiáng)的保健功能，近年來受到科研工作者的廣泛關(guān)注。采用在主發(fā)酵時(shí)添加紅棗原汁讓紅棗原汁和麥芽汁共同發(fā)酵的方法，使直接在啤酒中加入紅棗原汁啤酒非生物穩(wěn)定性差、口味不協(xié)調(diào)等缺陷得到改善，使紅棗啤酒特有的風(fēng)味更加突出，從而增加了啤酒的特殊保健功能。

5 適當(dāng)輔以課堂討論

在該課程的教學(xué)中引入課堂討論，能增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，課堂討論是基于共同學(xué)習(xí)的一種教學(xué)策略。為了使學(xué)生真正步入課堂，我們通過分組提問，代表回答的方式解決。在《酒類發(fā)酵》這一節(jié)，我們主要討論內(nèi)容包括：1）啤酒發(fā)酵所用原輔料的的條件；2）麥芽制造所需的環(huán)境；3）麥汁制備所需要的設(shè)備等展開討論。隨著討論的展開，教師教學(xué)進(jìn)度的推進(jìn)，問題得到圓滿的解決，教學(xué)目標(biāo)也得到有效落實(shí)。

6 啟發(fā)式教學(xué)，提高課堂效果

啟發(fā)式教學(xué)[3]的最大特點(diǎn)是激凝起思，變教為導(dǎo)。授人以“魚”不如授人以“漁”，通過問題：1）啤酒的過濾方法中，為什么對膜過濾方法介紹很少，只是作為新技術(shù)了解的內(nèi)容？2）冰啤酒的生產(chǎn)涉及到的新發(fā)酵原理及生產(chǎn)工藝是什么？引導(dǎo)學(xué)生逐步思考，挖掘他們的潛力，要比教其現(xiàn)成知識更具教學(xué)魅力。

為了引發(fā)學(xué)生對本門課程的興趣，在緒論章節(jié)中，我們介紹了包括發(fā)酵工程在內(nèi)的三代基因工程的發(fā)展，人類對發(fā)酵認(rèn)識和利用的發(fā)展史，還介紹了目前一些熱門發(fā)酵產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值及其在市場上的需求，這些都讓學(xué)生認(rèn)識到發(fā)酵工程的重要性，思考發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)后續(xù)的發(fā)展，這有利于學(xué)生將發(fā)酵課程的知識和學(xué)過的單科知識有機(jī)結(jié)合起來，也為日后工作拓寬了科研思路。

7 以“學(xué)生為中心”，交互式傳授知識

以“學(xué)生為主體”是我們必須遵循的課堂教學(xué)理念[5]，如何使這個(gè)理念貫徹到課堂教學(xué)中是一個(gè)值得思考的問題，我們采取講授主角互換，進(jìn)行了教學(xué)嘗試：

具體內(nèi)容是由老師設(shè)定任務(wù)，學(xué)生自由組成課題小組，合作完成該任務(wù)，達(dá)到個(gè)體及合作搭檔學(xué)習(xí)效果的優(yōu)化。我們由此發(fā)展成為學(xué)生講課，讓學(xué)生們自由組合，每組8人，自由選題，選題規(guī)定在發(fā)酵工程專業(yè)方向范圍內(nèi)。每個(gè)組員都必須承擔(dān)一定的學(xué)習(xí)任務(wù)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)后，由組長進(jìn)行總結(jié)，向教師及全體同學(xué)提交書面報(bào)告，即制成幻燈片，在課堂上演講8～10分鐘。報(bào)告的內(nèi)容主要包括選題目的及意義、解決問題的策略以及當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r等等。然后教師和學(xué)生一起參與討論和提問，最后由主持人或教師進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生在此項(xiàng)學(xué)習(xí)過程中，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)合作精神，組間互相學(xué)習(xí)，取長補(bǔ)短，拓寬知識面，因此表現(xiàn)出了極大地積極性和主動性，選題的范圍涉及了酒類發(fā)酵及改良、新型抗生素的其他產(chǎn)品的發(fā)酵等等[6]，這樣的教學(xué)內(nèi)容對課程教學(xué)做了很好的補(bǔ)充、拓展作用。

8 采用多媒體輔助教學(xué)

現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展迅速，在課堂上我們將視頻、音頻、動畫、圖片等多媒體信息綜合到課件中進(jìn)行講解；還在課程教學(xué)中介紹“啤酒發(fā)酵工藝流程”時(shí)，針對每步反應(yīng)產(chǎn)生的結(jié)果用底色進(jìn)行標(biāo)記，使反應(yīng)過程一目了然。這很大程度上減少了教師的語言以及學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，增加了教學(xué)效果。

應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)，課程內(nèi)容更易理解，也提高了課堂教學(xué)效果。當(dāng)下許多學(xué)校都在開啟媒體授課新平臺，如煙臺大學(xué)建立了成熟的校園網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺http：//www.ytu.edu.cn/xxjj/index.jhtml，教師可以將發(fā)酵課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、思考題和參考文獻(xiàn)等通過網(wǎng)絡(luò)平臺提供給學(xué)生。網(wǎng)絡(luò)平臺的使用不受時(shí)間地點(diǎn)限制，是對課堂教學(xué)的有效補(bǔ)充，具有獨(dú)特的優(yōu)勢，也受到了學(xué)生的歡迎。參考同類網(wǎng)絡(luò)資料，我們也建設(shè)了《發(fā)酵工程》省微課課程，主要包括學(xué)習(xí)板塊：http：//kczx.huse.edu.cn/G2S/Template/View.aspx？action=view&courseType=1&courseId=11&ZZWLOOKINGFOR=G與湖南科技學(xué)院優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)視頻課程http：//www.hunanweike.com/course/show/16110。

9 科學(xué)合理地布置作業(yè)

課后作業(yè)是課堂教學(xué)的延伸，其可以給教師反饋學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的情況，也可以為學(xué)生提高自學(xué)能力和知識拓展提供機(jī)會[9]。在《酒類發(fā)酵》一節(jié)作業(yè)布置時(shí)，我們分為三種作業(yè)類型：第一種為課程內(nèi)容論文，劃分教材某一板塊為學(xué)生自學(xué)內(nèi)容，然后以論文的形式匯報(bào)。第二種是文獻(xiàn)閱讀，就是對某一生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，以提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，語言組織能力，寫作表達(dá)能力等等；第三種是練習(xí)題，通過解題可以檢查對課程內(nèi)容的理解程度并加深對課程內(nèi)容的理解，幫助學(xué)生重溫并強(qiáng)化重難點(diǎn)、易混淆點(diǎn)。

在生物技術(shù)迅速發(fā)展的形勢下，如何緊跟學(xué)科快速發(fā)展的步伐，培養(yǎng)造就具有創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)生物工程技術(shù)人才，對生物工程、專業(yè)課程教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)。以上為我們對《酒類發(fā)酵》一節(jié)內(nèi)容課堂教學(xué)的體會、思考以及所作的一些淺顯教學(xué)改革的總結(jié)，文中的一些經(jīng)驗(yàn)和體會在《發(fā)酵工程》其他章節(jié)的教學(xué)過程中也有相融相通之處。當(dāng)然，我們還存在一些不足，課程教學(xué)改革還需進(jìn)一步深化，這將是我們今后努力提高的方向。

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