PBL與多媒體結合教學法在發(fā)酵工程課程教學中的應用

李碧嬋，張 敏

（武夷學院a生態(tài)與資源工程學院，b福建省生態(tài)產(chǎn)業(yè)綠色技術重點實驗室，c福建省高校綠色化工技術重點實驗室，福建 武夷山 354300）

PBL與多媒體結合教學法在發(fā)酵工程課程教學中的應用

李碧嬋，張 敏

（武夷學院a生態(tài)與資源工程學院，b福建省生態(tài)產(chǎn)業(yè)綠色技術重點實驗室，c福建省高校綠色化工技術重點實驗室，福建 武夷山 354300）

發(fā)酵工程是生物工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程，是生物技術產(chǎn)業(yè)化的關鍵，在培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才中起著重要作用。在發(fā)酵工程課程教學中采用以問題為基礎的問題式學習（PBL）教學法結合多媒體教學，能激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的主動性和積極性，提高教學質(zhì)量。

PBL；多媒體；教學法；發(fā)酵工程

發(fā)酵工程是生物工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，是現(xiàn)代生物技術的重要組成部分，也是工業(yè)生物技術的核心技術，在生物技術產(chǎn)業(yè)化過程中起著關鍵作用，與生產(chǎn)實踐聯(lián)系非常密切，在培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才中起著重要作用[1]。

發(fā)酵工程的教學內(nèi)容主要包括微生物菌種制備、發(fā)酵培養(yǎng)基的制備與滅菌、無菌空氣的制備、發(fā)酵過程控制、發(fā)酵罐的設計與放大、產(chǎn)物提取與精制以及發(fā)酵工程各論等。課程內(nèi)容抽象，知識點繁多，學生在學習過程中容易感到課程枯燥難懂而喪失學習興趣。因此，對課堂教學進行改革，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生的自主學習能力、團隊協(xié)作能力、工程技術應用能力以及創(chuàng)新能力是本課程教學研究的重點。

1 教學模式

問題式學習(problem-base learning，簡稱PBL)教學是由美國的神經(jīng)病學教授Borrows于1969年在加拿大的麥克瑪斯特大學醫(yī)學院首先試行的一種新的教學模式，現(xiàn)在已成為國際上一種十分流行的教學方法[2-3]。與傳統(tǒng)的以教師為主體、以講課為中心的教學模式不同，PBL教學模式是以問題為導向、學生為主體、指導教師為引導的教學方法[4]。PBL教學法改變了傳統(tǒng)的以教師為主導的教學模式，強調(diào)以學生為中心，體現(xiàn)了學生的主體地位，通過學生在不同工作崗位上可能發(fā)生的實際問題為導向，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的獨立思考、分析和解決問題的能力。

以計算機為核心的多媒體教學是指借助于多媒體軟件來開展的教學過程[5]。采用多媒體課件教學手段和教學形式，把圖片、文字、聲音和圖像有機結合，通過圖片和文字的結合使教學內(nèi)容更豐富，圖形、表格的使用使抽象的知識變得直觀、形象，可幫助學生更好的理解和掌握相對枯燥抽象的教學內(nèi)容。

2 P BL與多媒體結合教學法在發(fā)酵工程理論教學中的應用

目前，國內(nèi)大多數(shù)高校在發(fā)酵工程課程教學中采用多媒體教學法，多媒體教學課件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板板書的方式，增大了課堂信息量，及時、充分地反映學科的最新進展，使課堂教學內(nèi)容更加豐富多樣化，一定程度上提高學生的學習興趣，提高教學效果[6～8]。然而這種多媒體教學法仍然以教師講授為主，不能充分激發(fā)學生學習的主動性和積極性，不能有效培養(yǎng)學生自主分析問題解決問題的能力。

PBL教學法以學生為主體，學生以小組為單位對問題進行分析、討論、思考，可以充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性，提高他們的自學能力。但問題的提出往往比較零散，缺乏系統(tǒng)性，不利于學生對基礎理論知識的掌握；此外，我國學生習慣于傳統(tǒng)的教學模式，自學能力和獨立思考能力相對欠缺。因此，單純的PBL教學模式實施起來有一定難度，也很難達到預期效果。因而應該將多媒體教學法和PBL教學法結合起來，在教學過程中，根據(jù)不同章節(jié)的內(nèi)容特點選擇合適的教學模式。

發(fā)酵工程課程中的基礎理論部分如微生物菌種制備、發(fā)酵培養(yǎng)基的制備與滅菌、無菌空氣的制備、發(fā)酵過程控制、發(fā)酵罐的設計與放大、產(chǎn)物的提取與精制等內(nèi)容，知識點繁多、理論較為抽象，學生不易理解。采用多媒體教學為主結合PBL教學法，授課教師在備課時通過查閱大量資料，了解生產(chǎn)中常見問題，把相關知識點轉(zhuǎn)化成問題。例如在講述發(fā)酵染菌的防治時，提出“染菌對發(fā)酵有什么影響？造成染菌的原因有哪些？怎樣判斷發(fā)酵是否染菌？染菌后怎么處理？”等問題，引導學生討論，并通過提問的方式檢查學生的學習情況，最后由教師進行總結，評價學生的回答，給出正確的解題思路和答案，引導學生自主學習。同時通過列舉抗生素生產(chǎn)過程中發(fā)酵罐污染芽胞桿菌的實例，引導學生從染菌時間、染菌類型及染菌規(guī)模分析其染菌原因，并提出相應的解決方法，讓學生學以致用，提高學生的學習興趣。

發(fā)酵工程各論主要介紹發(fā)酵工程在生產(chǎn)中的應用實例，內(nèi)容對學生來說相對比較容易理解，且與生產(chǎn)實際聯(lián)系密切，采用PBL教學法為主結合多媒體教學法。在教學過程中首先根據(jù)發(fā)酵工藝類型分成酒精生產(chǎn)工藝、氨基酸生產(chǎn)工藝、抗生素生產(chǎn)工藝、酶制劑生產(chǎn)工藝等PBL教學模塊，設計酒精、谷氨酸、青霉素等發(fā)酵機制類型、工藝操作要點、影響產(chǎn)物的主要因素及控制、產(chǎn)物分離提純的方法等問題，并通過多媒體課件將問題布置給學生，提出具體要求，學生3～5人一組，按照確定的題目進行討論，查閱相關文獻資料，并進行歸納整理，制作多媒體課件進行匯報，其他小組的學生可以就相關內(nèi)容進行提問交流。最后由教師綜合不同小組的報告結果，進行歸納總結，完成教學目標。

3 P BL與多媒體結合教學法在發(fā)酵工程實驗教學中的應用

發(fā)酵工程是一門實踐性很強的課程，需要理論與實踐的緊密結合，實驗教學在發(fā)酵工程教學中起到至關重要的作用。傳統(tǒng)的實驗教學模式大多是學生在教師的指導下按照講義做實驗，學生往往不認真思考實驗原理，造成教學效果差，學生無法利用所學理論知識解決實驗中出現(xiàn)的問題。為此，在發(fā)酵工程的實驗教學上采用PBL教學法結合多媒體教學法，按“確定研究內(nèi)容—查閱文獻資料—設計實驗方案—進行實驗—制作多媒體課件交流討論—總結提高”六步進行。

如設計 “產(chǎn)果膠酶菌株的篩選及發(fā)酵條件優(yōu)化”的實驗，要求學生四人一組，查閱微生物學、發(fā)酵工程、酶工程及相關文獻資料，設計實驗方案，并寫出詳細的實驗過程，每個小組派一名成員對本組的實驗方案進行簡單的匯報，其他組成員就實驗方案中存在的疑問進行提問，例如樣品選擇的依據(jù)？篩選過程中需要控制什么條件？怎樣判斷微生物產(chǎn)果膠酶的能力？培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件如何選擇？果膠酶怎樣提取等，教師對學生提出的問題進行甄別，歸納總結，引導學生思考討論，進一步完善實驗方案。下一步學生按照完善后的實驗方案自己準備實驗材料并開展實驗，記錄并分析實驗中的實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，最后撰寫總結報告，制作PPT進行組間的交流討論。

通過讓學生自己設計實驗方案，培養(yǎng)了學生查閱科技文獻、并對所獲得資料進行分析和整理能力。通過實驗使學生將基礎理論知識應用于實踐，更好地理解發(fā)酵工藝控制的重要意義，系統(tǒng)地掌握了根據(jù)目的產(chǎn)物從自然界中分離適宜高產(chǎn)菌種的方法和確定最適工藝參數(shù)的方法，培養(yǎng)了學生的動手能力、分析問題解決問題能力以及團隊協(xié)作的能力。

總之，PBL與多媒體結合教學法是一種新型教學方法，它充分體現(xiàn)了多媒體和PBL各自教學法的優(yōu)點。在發(fā)酵工程課程教學過程中使用PBL教學法結合多媒體教學技術，以圖、文、聲、像并茂的多媒體課件形象生動地展示教學內(nèi)容，同時以實際問題激發(fā)學生的學習興趣，在有效幫助學生系統(tǒng)的掌握基礎理論知識的同時培養(yǎng)學生自主提出問題、分析問題、解決問題的能力和團隊協(xié)作能力，充分發(fā)揮學生的探索和創(chuàng)新精神。目前，在我院發(fā)酵工程課程的教學中使用PBL與多媒體結合教學模式還處于摸索和發(fā)展階段，還需不斷探索和完善。

[1] 張海龍,丁宏偉,王春玲,等.PBL教學法在發(fā)酵工程課程教學中的應用[J].微生物學通報,2015,42(11):2251-2254.

[2] 王玲,雷曉凌,伍彬.PBL教學法在食品微生物學設計性實驗教學中的應用[J].高校實驗室工作研究,2015(2):11-13.

[3] 杜翔云，ANETTE K，JETTE E H.PBL:大學課程的改革與創(chuàng)新[J].高等工程教育研究,2009(3)：29-36.

[4] 王琦,劉旺根,王雪萍,等.試論高校如何實施PBL教學法的若干對策[J].中國科技信息,2009(12):277.

[5] 王德昭,魏欣.PBL教學法結合多媒體教學在七年制學生心血管疾病臨床實踐中的應用和探討[J].檢驗醫(yī)學與臨床,2015(13):1974-1975.

[6] 韓立敏.“發(fā)酵工程”教學的研究與思考[J].生物學雜志,2010,27(2):105-107.

[7] 趙晶,樸永哲,權春善,等.基于應用型人才培養(yǎng)的發(fā)酵工程教學改革的探索與思考[J].輕工科技,2014(3):153-154.

[8] 任曉莉,趙潤柱,梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學改革與實踐[J].微生物學通報,2011,38(1):127-130.

（責任編輯：華偉平）

Application of PBL Combined w ith M ultimedia Teaching M ethod in the Teaching of Fermentation Engineering Course

LIBichan,ZHANGMin

(a School of Ecology and Resource Engineering,b Fujian Provincial Key Laboratory of Eco-Industrial Green Technology,c Fujian Higher Education Institutions Key Laboratory of Green Chemistry and Technology,WuyiUniversity，Wuyishan,Fujian 354300)

Fermentation engineering is an important professional course for biological engineering.As the key point of biotechnology industry,fermentation engineering plays an important role in cultivating application-oriented and innovative tales.The application of problem-based learning combined with multimedia teachingmethod in the fermentation engineering course stimulated students'learning interest,mobilized the students'initiative and enthusiasm and improved the quality of teaching.

PBL;multimedia;teachingmethods;fermentation engineering

TQ92-4;G652

A

1674－2109(2017)09－0096－03

2016-06-02

武夷學院專項教學改革項目（xj2012034）。

李碧嬋（1980-），女，漢族，講師，主要從事生物工程方面研究。