生物工程專(zhuān)業(yè)發(fā)酵工藝原理課程教學(xué)改革探索

梁清+梁彥龍+徐立新+王雪松+駱曉沛+趙壽經(jīng)

摘 要 根據(jù)發(fā)酵工藝原理課程的特點(diǎn)和性質(zhì)及吉林大學(xué)生物工程專(zhuān)業(yè)的具體情況，制定課程教學(xué)改革的思路和方法，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面探索教學(xué)模式在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 發(fā)酵工藝原理；生物工程；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）03-0107-02

1 前言

發(fā)酵工程是基因工程、酶工程和細(xì)胞工程等其他生物技術(shù)的最終手段和方法，是生物技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。發(fā)酵工藝原理是吉林大學(xué)生物工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課，是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題的一門(mén)重要課程，同時(shí)也是學(xué)生后續(xù)進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)及進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域工作的基礎(chǔ)。由于此課程內(nèi)容豐富，涉及數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、微生物學(xué)及化工原理等理論，各學(xué)科間相互交叉滲透[1]，學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)對(duì)發(fā)酵過(guò)程有系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，掌握發(fā)酵工藝的基本內(nèi)容和操作過(guò)程，提高分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力[2]，其取得良好的教學(xué)效果，是高校教師在教學(xué)工作中需要探索的重要問(wèn)題[3-4]。筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)工作，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面進(jìn)行調(diào)整，取得一定的效果。

2 教學(xué)改革探索

優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容 合理的教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高起重要作用。為了使學(xué)生在校學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)既系統(tǒng)科學(xué)又專(zhuān)業(yè)實(shí)用，筆者改變以往對(duì)單一教科書(shū)的依賴(lài)，優(yōu)化和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生的知識(shí)體系，在教材的選擇上以熊宗貴主編的《發(fā)酵工藝原理》為主，同時(shí)為學(xué)生推薦《發(fā)酵工程最優(yōu)化控制》《發(fā)酵工藝學(xué)》《發(fā)酵工藝原理與技術(shù)》等側(cè)重點(diǎn)不同的教科書(shū)。在此基礎(chǔ)上多途徑（雜志、相關(guān)網(wǎng)站）選擇參考資料[5]，內(nèi)容上涉及教學(xué)小組各教師的科研項(xiàng)目及國(guó)內(nèi)外最新的科研成果和專(zhuān)業(yè)技術(shù)，用以擴(kuò)增課堂信息量，解決原來(lái)課上知識(shí)乏味、內(nèi)容老舊的問(wèn)題，從而使學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容及研究前景有所了解，激發(fā)學(xué)生對(duì)相關(guān)方向的研究興趣和熱情，對(duì)學(xué)生未來(lái)從事相關(guān)科研工作起到一定的啟蒙和科普的作用。

教學(xué)順序上為了使學(xué)生更好地掌握所學(xué)知識(shí)，講授的主要內(nèi)容按照發(fā)酵工藝進(jìn)行的先后順序（微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成、菌種選育與保藏、培養(yǎng)基配制、滅菌、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、發(fā)酵過(guò)程檢測(cè)及控制、發(fā)酵過(guò)程的實(shí)驗(yàn)室過(guò)程和放大、環(huán)境保護(hù)、發(fā)酵過(guò)程經(jīng)濟(jì)學(xué)）進(jìn)行編排，并在基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)完成后結(jié)合現(xiàn)有發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)實(shí)例進(jìn)行講授，便于學(xué)生從整體至局部對(duì)發(fā)酵工程基本理論及工藝流程進(jìn)行理解與掌握。

改革教學(xué)方法 以知識(shí)傳授為主的教學(xué)方法在實(shí)踐性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中存在易使學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)片面，不能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和提高實(shí)踐能力等問(wèn)題[6]。

首先，改變傳統(tǒng)的課堂講授方式，把課堂教學(xué)從傳統(tǒng)的單向傳授變?yōu)殡p向互動(dòng)的過(guò)程，在課堂教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué)方法。課上教師有針對(duì)性地提出問(wèn)題并給予一定的提示，使學(xué)生獨(dú)立思考，注重對(duì)其他已學(xué)課程中知識(shí)的聯(lián)系和鞏固，同時(shí)布置課后思考題便于學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固課上知識(shí)。

其次，開(kāi)設(shè)專(zhuān)題討論課，學(xué)生以小組的形式對(duì)感興趣的發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行資料的收集和整理，提倡相互交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，深入挖掘?qū)W生的思維潛能。

第三，發(fā)酵工藝原理是一門(mén)實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，許多設(shè)備必須以圖像形式展現(xiàn)其關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)和工作原理，有些工藝如果能夠親臨現(xiàn)場(chǎng)或用視頻的形式進(jìn)行介紹，則能使課堂上的教學(xué)效果大大增強(qiáng)[7]。用制圖軟件提高課件中插圖的質(zhì)量，使圖像色彩化、立體化、直觀化、動(dòng)態(tài)化，教學(xué)效果遠(yuǎn)勝空洞的語(yǔ)言描述。在課堂教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)增加模擬動(dòng)畫(huà)、工廠(chǎng)生產(chǎn)視頻，使原本抽象的內(nèi)容能夠直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生更容易理解和接受，從而將枯燥的發(fā)酵過(guò)程和繁雜的設(shè)備工作原理的記憶過(guò)程轉(zhuǎn)化為生動(dòng)形象直觀理解的過(guò)程，學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)效果得到增強(qiáng)。并且通過(guò)此方法，可以保證學(xué)生在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)參觀工廠(chǎng)之前對(duì)各種設(shè)備和生產(chǎn)工藝建立初步印象和認(rèn)識(shí)，改善以往參觀與課堂知識(shí)銜接不理想、見(jiàn)習(xí)效果收效甚微的狀況。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力 實(shí)驗(yàn)課程是發(fā)酵工藝原理課程教學(xué)中重要的組成部分，對(duì)于幫助學(xué)生提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有重要意義[5]。由于完整的發(fā)酵過(guò)程存在實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，以往在教學(xué)過(guò)程中受到實(shí)驗(yàn)課時(shí)短、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)地有限等條件的限制，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容孤立，大多為驗(yàn)證型小實(shí)驗(yàn)，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。因此，在實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)時(shí)，一方面將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一驗(yàn)證型向綜合型、研究型發(fā)展，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改革，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的熱情，在加深對(duì)課程知識(shí)理解的同時(shí)，提高實(shí)驗(yàn)操作能力。對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)和考核，合格后靈活安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室保證學(xué)生能夠充分利用課余時(shí)間走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)課程中感興趣或有疑問(wèn)的知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以分析，從而提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和解決問(wèn)題的能力。另一方面，增加實(shí)驗(yàn)分組數(shù)目，給學(xué)生增加參與實(shí)驗(yàn)操作的條件和機(jī)會(huì)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)每個(gè)學(xué)生都能充分參與實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)過(guò)程。

另外，因吉林大學(xué)生物工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大四上學(xué)期有為期一周的工廠(chǎng)見(jiàn)習(xí)，為了更好地鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識(shí)，將發(fā)酵工藝原理課程由原來(lái)的大四上學(xué)期調(diào)整至在大三下學(xué)期，通過(guò)對(duì)發(fā)酵工藝的學(xué)習(xí)，使學(xué)生帶著課堂上學(xué)習(xí)過(guò)的理論知識(shí)去相關(guān)工廠(chǎng)實(shí)習(xí)，實(shí)現(xiàn)理論與生產(chǎn)實(shí)際的結(jié)合，在鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，對(duì)工廠(chǎng)實(shí)習(xí)中的工藝流程更加清晰。

考核形式的改革 以考試為主的評(píng)價(jià)忽略了對(duì)學(xué)生在綜合分析和技能方面的測(cè)試，因此，適當(dāng)增加學(xué)生平時(shí)成績(jī)?cè)谡n程成績(jī)中所占的權(quán)重，學(xué)生課堂討論情況、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作情況、作業(yè)完成情況都要在課程成績(jī)中有所體現(xiàn)；考試卷面題目中，為了檢查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和操作，增加一定比例的實(shí)驗(yàn)過(guò)程異常情況分析題目；為了考查學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)前沿技術(shù)的關(guān)注程度，增加主觀題作為附加題目，從而保證通過(guò)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生各方面的必要技能都有所提升，進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)社會(huì)需要的復(fù)合型綜合人才的目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

為了更好地使學(xué)生掌握發(fā)酵工藝原理這門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的具有創(chuàng)新思維和實(shí)踐動(dòng)手能力的復(fù)合型人才，針對(duì)教學(xué)過(guò)程中的部分環(huán)節(jié)進(jìn)行一些改革，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握、資料收集與展示、實(shí)驗(yàn)操作能力有所提高。隨著生物科技的發(fā)展，教師的教學(xué)工作也應(yīng)不斷地改革創(chuàng)新，培養(yǎng)出高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的人才。

參考文獻(xiàn)

[1]胡馨予，王迪.發(fā)酵工程教學(xué)現(xiàn)有弊端及改革措施探究[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016（8）：119-120.

[2]馬歌麗，彭新榜，高建奇，等.生物工程設(shè)備課程教學(xué)模式的改革[J].微生物學(xué)通報(bào)，2005（5）：160-164.

[3]任曉莉，趙潤(rùn)柱，梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào)，2011（1）：127-130.

[4]黃金林，潘志明，焦新安.“發(fā)酵工程”課程教學(xué)的思考與探索[J].生物學(xué)雜志，2005（5）：46-47.

[5]郎亞軍，聶春雨，等.發(fā)酵工藝原理課程教學(xué)體會(huì)與教學(xué)改革[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（32）：16001-16002.

[6]柯樂(lè)琴.研究型教學(xué)模式在高校課程教學(xué)中的應(yīng)用研究：以《發(fā)酵工程》課程為例[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2014（24）：92.

[7]黃方一.發(fā)酵工程課程教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].武漢生物工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（1）：31-34.

*項(xiàng)目來(lái)源：吉林大學(xué)2015年本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2015QNYB087）。

作者：梁清，吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院講師，研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程及產(chǎn)物的分離與加工；梁彥龍、徐立新、王雪松、駱曉沛、趙壽經(jīng)，吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（130012）。