發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程改革發(fā)展探索

張江波++田廣文

摘 要：隨著發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)酵工程課程日益受到各大高校的重視，逐漸成為工科專業(yè)如生物工程專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。發(fā)酵工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，為了更好的鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，單獨(dú)開設(shè)了發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程，不同專業(yè)采用不同的教學(xué)內(nèi)容：生工專業(yè)進(jìn)行下企業(yè)實(shí)習(xí)，生技和其它專業(yè)進(jìn)行了多樣化發(fā)酵的實(shí)驗(yàn)。幾年的教學(xué)實(shí)踐證明，教學(xué)效果良好。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù) 教學(xué)改革 下企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）02（b）-0218-03

Exploration on the Reform and Development of the Experimental Technology of Fermentation Engineering

Zhang Jiang bo Tian Guangwen

（College of Life Science， Northwest A&F University， Xianyang Shaanxi， 712100， China）

Abstract： With the development of the industry of fermentation， more and more colleges and universities have attached importance to the course of fermentation engineering， making it becoming a compulsory core curriculum of many engineering majors， such as Bioengineering. Fermentation engineering is a very practical course. In order to better train the hands-on skills of students， the course of fermentation engineering experiment technology was set up separately. Different teaching contents were adopted in different majors： enterprise production practice was adopted in the major of bioengineering， and various fermentation experiments were adopted in biotechnology and other majors. Several years of teaching practice proved the good teaching effect.

Key Words： Fermentation engineering experiment technology； Teaching reform； Enterprise production practice

發(fā)酵工程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求非常高，而“動(dòng)手能力差”現(xiàn)在幾乎是很多高校本科生的一種普遍評(píng)價(jià)[1]?；谶@個(gè)特點(diǎn)，發(fā)酵工程課程一般都會(huì)附帶一定的實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)課程，用以訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐性強(qiáng)，特點(diǎn)是對(duì)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力有很好的鍛煉效果，而且可以與理論課形成很好的呼應(yīng)，在實(shí)際操作中體會(huì)發(fā)酵工程的基本理論和方法。我們?cè)谡n程開設(shè)伊始，也為其設(shè)置了實(shí)驗(yàn)課，內(nèi)容為賴氨酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。隨著授課的進(jìn)行，問題逐漸暴露出來，主要是發(fā)酵設(shè)備只有一套，雖然體積不小，為70 L發(fā)酵罐，但是學(xué)生得到的動(dòng)手機(jī)會(huì)實(shí)在有限，操作機(jī)會(huì)有限，操作的是少數(shù)人，多數(shù)人只能通過觀察學(xué)習(xí)。而且因?yàn)檎n時(shí)有限，沒有重做第二次的時(shí)間，所以為了防止實(shí)驗(yàn)失敗，很多關(guān)鍵操作，如接種，都是有教師完成，學(xué)生只能作為看客圍觀，雖然有教師的講解，但是與親身實(shí)踐相比教學(xué)效果還是有差距的。

1 發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的獨(dú)立設(shè)置

針對(duì)以上問題，我們進(jìn)行了大刀闊斧的改革。隨著授課面的不斷擴(kuò)大，發(fā)酵工程理論課針對(duì)不同專業(yè)分成了3個(gè)方向：生工專業(yè)，主干課程；生技專業(yè)，輔助課程；其他院系相關(guān)專業(yè)，作為補(bǔ)充的選修課程。以此為契機(jī)，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程正式從理論課程中分離出來，成為一門獨(dú)立的課程，具有自己的學(xué)分和考核體系。其中生工專業(yè)主要進(jìn)行下企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，生技和其他專業(yè)主要進(jìn)行校內(nèi)的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。

2 生工專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)

發(fā)酵工程與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系非常密切，這也是它區(qū)別于其他課程的顯著特點(diǎn)。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為其實(shí)驗(yàn)課部分，理應(yīng)提供學(xué)生起身到發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)體會(huì)鍛煉的機(jī)會(huì)。而作為生工專業(yè)，本身是工科，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)又是主干課程，因此課程內(nèi)容設(shè)置成下企業(yè)實(shí)習(xí)是課程改革發(fā)展的必然方向。

經(jīng)過選擇，實(shí)習(xí)合作企業(yè)選定為離學(xué)校所在地楊凌西側(cè)毗鄰的眉縣金渠鎮(zhèn)太白酒廠。這樣選擇的原因一是白酒生產(chǎn)是傳統(tǒng)的發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)，各項(xiàng)理論課中講授的發(fā)酵基本知識(shí)都能在生產(chǎn)中得到實(shí)踐檢驗(yàn)；二是傳統(tǒng)白酒生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度較大，可以讓學(xué)生充分感受到實(shí)際企業(yè)工人生產(chǎn)生活的艱苦，在鍛煉了學(xué)生吃苦精神的同時(shí)也對(duì)其正確的職業(yè)理想的樹立大有好處。在工廠，學(xué)生參與了從制曲、蒸料、入窖發(fā)酵、蒸酒、儲(chǔ)存、罐裝、包裝、檢驗(yàn)等白酒生產(chǎn)的全流程的所有環(huán)節(jié)，不僅向工人師傅請(qǐng)教，而且親身參與生產(chǎn)，體會(huì)各個(gè)環(huán)節(jié)工作的要點(diǎn)。在為期一周的實(shí)習(xí)中，學(xué)生不僅參與生產(chǎn)實(shí)踐，而且和工人師傅一起，吃住都在工廠，在實(shí)習(xí)過程中還與工人進(jìn)行文藝匯演聯(lián)歡，并聽取工廠領(lǐng)導(dǎo)做的關(guān)于太白酒生產(chǎn)情況和酒文化的報(bào)告。幾年的實(shí)習(xí)表明，這種集中一段時(shí)間下企業(yè)實(shí)習(xí)鍛煉的形式不僅對(duì)生工專業(yè)本科生發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的課程學(xué)習(xí)起到很好的效果，而且對(duì)學(xué)生的吃苦精神、動(dòng)手能力、溝通能力等都有一定的好處。此外，學(xué)生在車間工作是分組進(jìn)行，有組長(zhǎng)，有分工，正如賈彩鳳等的報(bào)道一樣[2]，這也鍛煉了他們團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和能力。學(xué)生的反響也非常好，這在學(xué)生的實(shí)習(xí)報(bào)告中的實(shí)習(xí)體會(huì)中的得到很好的反映。經(jīng)過摸索，我們對(duì)這門課程的評(píng)價(jià)體系也進(jìn)行了改革，從單純由教師根據(jù)實(shí)習(xí)表現(xiàn)和實(shí)習(xí)報(bào)告評(píng)定成績(jī)改進(jìn)為在帶隊(duì)教師根據(jù)實(shí)習(xí)表現(xiàn)和實(shí)習(xí)報(bào)告評(píng)定成績(jī)的基礎(chǔ)上再參考車間工人師傅的評(píng)價(jià)，并且要求學(xué)生完成一份答卷，內(nèi)容為實(shí)習(xí)中的一些基本問題，原理等，如蒸酒采用的老五甑的原理。

3 生技和其他專業(yè)的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)

發(fā)酵工程理論課針對(duì)這些專業(yè)要求較低，僅作為補(bǔ)充，旨在開闊學(xué)生視野，因此在教學(xué)大綱上這些專業(yè)的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程也沒有安排下企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，而是安排了在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。課程開設(shè)之初的賴氨酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的授課經(jīng)驗(yàn)使我們認(rèn)識(shí)到，能讓每名學(xué)生都參與實(shí)驗(yàn)，都獲得動(dòng)手機(jī)會(huì)是非常重要的。因此，在設(shè)置實(shí)驗(yàn)時(shí)我們因地制宜，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的條件設(shè)計(jì)了多個(gè)課時(shí)較少的小實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，則是突出“接地氣”。發(fā)酵工程生產(chǎn)的產(chǎn)品多種多樣，有高精尖的藥品，如各種干擾素、激素等，也有像醬油、腐乳等日常生活就能接觸到的食品。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)這門課，與其花時(shí)間給學(xué)生將那些沒條件做的高精尖實(shí)驗(yàn)，不如讓學(xué)生在做一些“接地氣”的實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生掌握發(fā)酵基本原理、鍛煉動(dòng)手能力同樣能有很好的幫助。因此，除了一個(gè)比較長(zhǎng)的發(fā)酵全流程實(shí)驗(yàn)——檸檬酸發(fā)酵（包括了菌種擴(kuò)培、發(fā)酵、檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)），我們?cè)O(shè)計(jì)了幾個(gè)比較有趣的小實(shí)驗(yàn)，包括藥品蟲草的固體發(fā)酵，農(nóng)產(chǎn)品平菇的固體發(fā)酵、食品酸奶、紅茶菌的液體發(fā)酵。另外，雖然學(xué)生不進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我們還是設(shè)計(jì)了一個(gè)參觀學(xué)院生工實(shí)訓(xùn)中心發(fā)酵車間的實(shí)驗(yàn)，通過參觀講解從發(fā)酵罐到板框壓濾機(jī)到精烘包各個(gè)設(shè)備各個(gè)車間的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，讓這些非工科的學(xué)生也有機(jī)會(huì)能接觸一下真正的發(fā)酵設(shè)備。通過幾年的授課實(shí)踐證明，學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)這門課的實(shí)驗(yàn)很感興趣，作為農(nóng)學(xué)、理學(xué)等學(xué)科的學(xué)生，他們?cè)诹?xí)慣了試管搖瓶等玻璃器皿后第一次見到了龐大的發(fā)酵罐，感覺非常新奇；同學(xué)對(duì)自己辛勤“栽培”的平菇、蟲草非常自豪，互相比較看誰(shuí)的“收成”好；對(duì)于自己釀造的酸奶、紅茶菌飲料，學(xué)生也很期待，到了發(fā)酵結(jié)束爭(zhēng)先恐后的品嘗各自“產(chǎn)品”的風(fēng)味。古語(yǔ)云：“能之者不如好之者，好之者不如樂之者?！痹谂d趣的驅(qū)使下，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)投入了很大的熱情，其中的發(fā)酵原理自然也就深刻的印在了他們的腦海里。實(shí)踐證明，這些根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)取得了良好的教學(xué)效果。此外，通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐我們還發(fā)現(xiàn)，正如吳根福等[3]在報(bào)道中指出的，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)其它實(shí)驗(yàn)課程一般不具備的有點(diǎn)——對(duì)學(xué)生的責(zé)任心的培養(yǎng)很有幫助。因?yàn)楹芏喟l(fā)酵實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，需要每天都來維護(hù)或檢測(cè)，一次操作出錯(cuò)往往前功盡棄。所以學(xué)生這就要求學(xué)生必須把這個(gè)實(shí)驗(yàn)真正放在心里，時(shí)時(shí)記掛著，也就鍛煉了他們的責(zé)任心。

4 展望

雖然取得了一定的成績(jī)，積累了一定經(jīng)驗(yàn)，但是發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)這門課仍有很大的上升空間，還學(xué)要進(jìn)一步深化改革。改革的方向主要包括以下兩個(gè)方面：首先是針對(duì)生工專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，未來有條件的話應(yīng)該盡量再多去一些其他企業(yè)，白酒生產(chǎn)雖然是經(jīng)典的發(fā)酵工程，但是畢竟是傳統(tǒng)技術(shù)，如果能去一些采用目前先進(jìn)的發(fā)酵工程技術(shù)的企業(yè)將會(huì)取得更好的效果，比如啤酒廠、抗生素工廠、一些采用工程菌的藥廠等。其次是其他專業(yè)的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)，今后軟硬件條件達(dá)到了，可以再為這些學(xué)生加開一個(gè)真正上發(fā)酵罐并進(jìn)行提取，且沒人都有動(dòng)手機(jī)會(huì)的發(fā)酵大實(shí)驗(yàn)。目前一拖五的小罐正在采購(gòu)，如果能達(dá)到兩人一組，每組一套發(fā)酵罐將使這成為現(xiàn)實(shí)，而且目前我院教師正在華東理工大學(xué)培訓(xùn)土霉素發(fā)酵全流程技術(shù)，這將成為該實(shí)驗(yàn)軟件部分。但是這樣的改革勢(shì)必要增加課時(shí)量，所以還需根據(jù)整個(gè)專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行全局的考慮和協(xié)調(diào)。另外，許波等的把傳統(tǒng)教學(xué)中的“實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸囼?yàn)”的思路也非常有潛力[4]。結(jié)果不再設(shè)計(jì)好，不再一成不變，這樣學(xué)生就會(huì)對(duì)按自己想法進(jìn)行的“試驗(yàn)”結(jié)果更有期待。不管怎樣，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)課程的改革和發(fā)展將會(huì)對(duì)高校本科生的培養(yǎng)提供更好的支撐，對(duì)他們了解真正的工業(yè)生產(chǎn)、工廠生活，對(duì)他們接觸社會(huì)、畢業(yè)后走向社會(huì)、融入和適應(yīng)社會(huì)都會(huì)提供很大的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] Zhang XS， Xu DJ. Reflections on the reform of fermentation engineering experimental teaching in local universities[J].Researchand Explorationin Laboratory， 2013，32（4）：124-127.

張祥勝，許德軍.地方院校發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課改革與實(shí)踐體會(huì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（4）：124-127.

[2] Jia CF， Chang ZY， Ye XY， et al. Reformation and practice of the experimental course of fermentation engineering [J]. Microbiology China， 2009，36（3）：453-457.

賈彩鳳，常忠義，葉希韻，等.發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào)，2009，36（3）：453-457.

[3] Wu GF， Yang ZJ， Lin XQ， et al. Setting up fermentation engineering experiment， improving the comprehensive quality of students [J]. Higher Education of Sciences， 2005（2）：93-96.

吳根福，楊志堅(jiān)，林小清，等.開設(shè)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生綜合素質(zhì)[J].高等理科教育，2005，（2），93-96.

[4] Xu B， Huang ZX， Yang YJ， et al. Preliminary study on experimental teaching reform of fermentation engineering [J]. Microbiology China， 2007，34（3）：600-602.

許波，黃遵錫，楊云娟，等.發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].微生物學(xué)通報(bào)，2007，34（3）：600-602.