“發(fā)酵工程”課程教學(xué)改革的探索與實踐

張虞婷, 董大鵬, 柳依婷

(1.揚州職業(yè)大學(xué), 江蘇 揚州 225009; 2.揚州化工園區(qū)投資服務(wù)中心, 江蘇 揚州 211400)

“發(fā)酵工程”是多所高職院校藥品生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)二年級開設(shè)的一門職業(yè)技術(shù)課程。該課程理論知識內(nèi)容多,實踐性強(qiáng),在傳統(tǒng)教學(xué)中,由于各方面條件的限制,理論內(nèi)容學(xué)習(xí)課時較多,實驗實訓(xùn)課時較少,實驗范圍相對局限,學(xué)生的實踐能力較差。目前,在市場化的背景下,企業(yè)最終需要的人才是技術(shù)技能人才。所以，對于高職院校,學(xué)生的技能和實踐能力亟待提高。為了滿足企業(yè)的需求,提高“發(fā)酵工程”課程的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的應(yīng)用型、技能型專業(yè)技術(shù)人才,有必要對這門課程進(jìn)行教學(xué)改革的實踐與研究。

一、改革教學(xué)內(nèi)容體系

(一)明確課程定位

“發(fā)酵工程”這門課程涉及內(nèi)容多,實踐性較強(qiáng),結(jié)合高職人才培養(yǎng)的特點,多校將這門課程定位為職業(yè)技術(shù)課。依托高校及周邊地區(qū)優(yōu)良的工業(yè)資源,以市場需求為導(dǎo)向,以學(xué)生職業(yè)基本技能和實踐技能培養(yǎng)為主線,以發(fā)酵藥物的生產(chǎn)為切入點進(jìn)行教學(xué)。同時,對于“發(fā)酵工程”的下游工程(發(fā)酵產(chǎn)物的分離)這部分內(nèi)容,可單獨開設(shè)“生化分離工程”作為后續(xù)課程。學(xué)生通過對“發(fā)酵工程”前期的學(xué)習(xí),能更好地學(xué)習(xí)“發(fā)酵工程”中的產(chǎn)物分離純化課程。課程總基調(diào)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論以“必須、夠用”為度,作為職業(yè)技術(shù)課強(qiáng)調(diào)針對性和實用性。

(二)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容體系

根據(jù)課程特點,可以技術(shù)應(yīng)用能力為主線,構(gòu)建理論教學(xué)體系和實踐教學(xué)體系。理論教學(xué)內(nèi)容體系圍繞發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)的一般流程展開。從菌種的選育與保藏、培養(yǎng)基的制備與優(yōu)化、無菌操作技術(shù)到發(fā)酵過程種子擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵過程的控制,發(fā)酵罐的使用,最后到典型發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)流程,課程內(nèi)容緊緊圍繞發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)的一般流程展開,環(huán)環(huán)相扣,便于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)知識。同時,在大三上學(xué)期開設(shè)“發(fā)酵工程”的后續(xù)課程“生化分離工程”,通過“生化分離工程”的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅可以回顧以前的知識,還能強(qiáng)化學(xué)習(xí)發(fā)酵液如何通過各種生化分離方法得到發(fā)酵產(chǎn)品,理論知識和實踐技能在后續(xù)學(xué)習(xí)中繼續(xù)提高,為他們之后順利進(jìn)行頂崗實習(xí)提供保障。在實踐教學(xué)體系中,教師應(yīng)注重理論知識的緊密結(jié)合和實際應(yīng)用。實驗內(nèi)容中首先介紹發(fā)酵罐,讓學(xué)生們對發(fā)酵罐有直觀的認(rèn)識,同時對實驗室小型發(fā)酵罐的管路和構(gòu)造進(jìn)行學(xué)習(xí),每次實驗均要求每位學(xué)生能獨立進(jìn)行實驗室小型發(fā)酵罐的相關(guān)操作,在實驗的考查中根據(jù)技能考核的評分標(biāo)準(zhǔn)(如表1所示)來檢查學(xué)生的各項操作是否規(guī)范。通過考核,學(xué)生的實驗技能得到很大提高,工作崗位實習(xí)時能更好地操作生產(chǎn)時使用的發(fā)酵罐。實驗課程的學(xué)習(xí)再結(jié)合理論體系中發(fā)酵罐的使用的學(xué)習(xí),學(xué)生能更牢固地掌握發(fā)酵罐使用的相關(guān)知識。之后,教師可選擇紅曲霉系列實驗，將菌種的選育、培養(yǎng)基的制備以及無菌操作等方面的理論知識與實驗相結(jié)合,讓學(xué)生更好地掌握相關(guān)技能。學(xué)生通過自己動手配制培養(yǎng)基、培養(yǎng)紅曲霉并進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng),最后用自己培養(yǎng)的紅曲霉進(jìn)行紅曲米的生產(chǎn),得到自己生產(chǎn)的紅曲米成品,學(xué)習(xí)的成就感油然而生。教學(xué)中還可加入酸乳的制作、甜酒釀的制作等趣味性實驗,增加學(xué)生對這門課程的興趣,學(xué)生們對自己實驗得到的發(fā)酵產(chǎn)品很滿意,教學(xué)效果反饋很好。

表1 發(fā)酵技能考核評分標(biāo)準(zhǔn)

二、創(chuàng)新課堂教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,往往老師是主角,學(xué)生純粹地聽課。偶爾有提問等互動,但參與互動的學(xué)生并不多。尤其在理論課程的教學(xué)中,知識點多而細(xì)碎,學(xué)生聽一節(jié)課下來很容易走神,導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。傳統(tǒng)的教學(xué)模式在這個背景下已經(jīng)不能完全滿足課堂教學(xué)的需求,所以需要教師探索多元化的教學(xué)模式,對課堂教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新。

(一)采用交互式教學(xué)方法,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用

所謂交互式教學(xué)模式,就是教師和學(xué)生之間可以隨時進(jìn)行角色互換[1]。在教學(xué)過程中,教師挑選某一章節(jié)的內(nèi)容,讓學(xué)生組成4-6人的學(xué)習(xí)小組,利用課余時間收集資料,制作多媒體課件或者微視頻,在課堂上通過小組匯報的形式展現(xiàn)出來。通過這樣的模式,學(xué)生成為課堂教學(xué)的主角,在收集資料時學(xué)生可以通過老師提供的一些專業(yè)相關(guān)的網(wǎng)站、圖書館等資源查詢相關(guān)資料,對相關(guān)的知識進(jìn)行預(yù)習(xí)與梳理。在課堂展示過程中,各個學(xué)習(xí)小組將學(xué)習(xí)的內(nèi)容通過PPT、微視頻等方式進(jìn)行匯報。通過學(xué)習(xí)不同小組的匯報內(nèi)容,課堂提問、討論及老師點評,學(xué)生對這一部分內(nèi)容會有更深的理解,能更好地掌握所學(xué)內(nèi)容。同時,這個過程也鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力以及團(tuán)結(jié)合作的能力,將來找工作時也能更加從容。學(xué)生通過這樣的學(xué)習(xí)能夠更好地認(rèn)識到自己是學(xué)習(xí)的主體,學(xué)習(xí)的主觀能動性和學(xué)習(xí)興趣大大提高。教師通過這樣的課堂也能更直觀地了解到學(xué)生們掌握知識的情況,對于他們感興趣的知識點可加以拓展,對之后的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計更加有的放矢,教學(xué)效果較傳統(tǒng)課堂相比有了較大的提高。

(二)利用在線課程學(xué)習(xí)平臺,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

目前,在線課程學(xué)習(xí)平臺在教學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛?！鞍l(fā)酵工程”這門課程已經(jīng)在 “超星學(xué)習(xí)通”學(xué)習(xí)平臺上建立了在線課程。學(xué)生可以通過教師上傳的PPT、動畫、視頻及拓展知識等相關(guān)資料進(jìn)行預(yù)習(xí),對于課堂上不懂的問題可以利用在線課程的視頻回放繼續(xù)學(xué)習(xí),也可以在平臺中向老師尋求幫助。在線課程的學(xué)習(xí)平臺不僅有電腦客戶端,還有手機(jī)客戶端,學(xué)生使用非常方便。在傳統(tǒng)的課堂模式中,老師與學(xué)生的互動最多幾十分鐘,現(xiàn)在利用在線課程的手機(jī)客戶端則可以隨時與老師交流,學(xué)生的積極性大大提高。課程的作業(yè)和測驗等考核也可以在客戶端完成,學(xué)習(xí)方式非常靈活,對于完成各項任務(wù)情況良好的同學(xué),老師可以通過系統(tǒng)的設(shè)置進(jìn)行課程的加分,鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后的碎片式學(xué)習(xí)。在教學(xué)的互動交流中,老師可以根據(jù)學(xué)生的反饋,不斷更新和調(diào)整在線課程的相關(guān)內(nèi)容,讓學(xué)生更好地掌握本門課程的相關(guān)知識。

(三)利用實訓(xùn)基地和實習(xí)企業(yè)進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生更好地適應(yīng)崗位角色

“發(fā)酵工程”作為一門職業(yè)技術(shù)課,職業(yè)實踐技能的重要性不言而喻。近幾年,各學(xué)校不斷加強(qiáng)實訓(xùn)基地的建設(shè),同時支持各專業(yè)與相關(guān)企業(yè)的深度合作,這些都為教學(xué)提供了有利的條件?！鞍l(fā)酵工程”涉及的大型設(shè)備多,實驗室的中小型發(fā)酵罐僅能滿足學(xué)生課程實驗的基本要求,并不能完全滿足需求。所以,培養(yǎng)專業(yè)技能型人才,還需要學(xué)生到企業(yè)進(jìn)行實地的學(xué)習(xí),了解發(fā)酵產(chǎn)品的工業(yè)化過程。在教學(xué)過程中,盡可能依托本地及周邊的工業(yè)資源,與所在城市的對口企業(yè)密切聯(lián)系,對于與實際結(jié)合緊密的相關(guān)理論課程,利用實習(xí)和實訓(xùn)的時間,帶領(lǐng)學(xué)生去企業(yè)實地學(xué)習(xí)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。在企業(yè)課堂中,可邀請經(jīng)驗豐富的企業(yè)工程師講解發(fā)酵產(chǎn)品的工藝流程,工藝技術(shù)特點以及相關(guān)設(shè)備的原理及使用注意事項。同時,可通過專業(yè)與對口企業(yè)進(jìn)行學(xué)徒制的合作,從在校大二學(xué)生中根據(jù)學(xué)生意愿擇優(yōu)選擇少部分學(xué)生去企業(yè)進(jìn)行半年至一年的學(xué)習(xí),強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)技能方面的培養(yǎng),讓學(xué)生更好地適應(yīng)未來的崗位角色。

三、完善教學(xué)方法

(一)合理應(yīng)用靈活多樣的教學(xué)方法

根據(jù)“發(fā)酵工程”的不同教學(xué)內(nèi)容,靈活應(yīng)用不同的教學(xué)方法。對于“發(fā)酵罐的使用”這一教學(xué)內(nèi)容,可采用現(xiàn)場教學(xué)法,在實驗室完成相關(guān)內(nèi)容的講述。通過這樣的方式,能讓學(xué)生更直觀形象地了解到發(fā)酵罐的具體構(gòu)造和使用方法,為之后實驗內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。對于“發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)”中“谷氨酸的生產(chǎn)”的學(xué)習(xí),通常采用啟發(fā)式教學(xué)和討論式教學(xué)的方法。聯(lián)系日常生活中的調(diào)味品味精,通過視頻引入討論話題“味精的安全性”,揭開其實質(zhì),讓學(xué)生更主動地去學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。除此之外,在“發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的配制與優(yōu)化”的學(xué)習(xí)中,采用案例分析法對培養(yǎng)基制備方案進(jìn)行優(yōu)化。在“青霉素的生產(chǎn)”的學(xué)習(xí)中引入仿真軟件,通過“青霉素發(fā)酵生產(chǎn)的仿真軟件”,采用演示教學(xué)法學(xué)習(xí)發(fā)酵生產(chǎn)操作方法。靈活多樣的教學(xué)方法能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,大大提高了學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)效率。

(二)充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段

在課程的學(xué)習(xí)中,要充分利用各種現(xiàn)代教育技術(shù)手段。發(fā)酵課程的學(xué)習(xí)不僅有在線課程,還有一些精品課程的網(wǎng)站以及仿真實訓(xùn)的軟件、動畫等。通過這些形象生動的課程資料的學(xué)習(xí),學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力明顯提高。一部分學(xué)生通過老師推薦的網(wǎng)站,還進(jìn)行探索性的實驗研究,提高動手能力的同時開拓了創(chuàng)新思維。

四、改進(jìn)課程評價方式

在傳統(tǒng)的課程評價中,平時的考核主要以作業(yè)和考勤為主,占到30%,最后的期末考試占70%。這樣的課程評價方式重結(jié)果輕過程,可能會出現(xiàn)學(xué)生平時不認(rèn)真聽講,最后通過突擊復(fù)習(xí)僥幸過關(guān)的現(xiàn)象。為了更好地讓學(xué)生們重視這門課程過程的學(xué)習(xí),需對這門課程的考核評價方式做改進(jìn)。期末考試可以檢驗一個階段的學(xué)習(xí)成果,這種評價方式仍然沿用,但比例調(diào)整為30%。為了強(qiáng)調(diào)過程學(xué)習(xí)的重要性,將平時的考核比例調(diào)整為40%,主要考查學(xué)生課堂及在線課程中的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。同時,為了強(qiáng)化學(xué)生實驗技能的培養(yǎng),將實驗實踐技能的考核比例調(diào)整30%。在全自動發(fā)酵罐的使用實驗中,要求每一位學(xué)生都要掌握發(fā)酵罐的管路構(gòu)造以及操作方法。雖然學(xué)習(xí)過程中學(xué)生會覺得有難度,但通過不斷地強(qiáng)化理論和實踐知識,最終所有同學(xué)都通過了考核。學(xué)生在這個過程中也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的信心,對“發(fā)酵工程”這門課程也更感興趣。在平時的學(xué)習(xí)中,教師還會上傳一些與課程相關(guān)的研究性論文讓學(xué)生進(jìn)行討論。在學(xué)習(xí)“培養(yǎng)基的制備與優(yōu)化”這一內(nèi)容的時候,通過對論文中培養(yǎng)基優(yōu)化的成分及比例的討論,了解到正交實驗設(shè)計的方法。為了學(xué)生更好地掌握這方面的知識,在期末考核中適當(dāng)增加綜合分析題,初步培養(yǎng)學(xué)生的科研思維,提高了他們解決實際問題的能力,為以后完成畢業(yè)論文做好鋪墊。

五、結(jié)語

“發(fā)酵工程”是一門實踐性特別強(qiáng)的職業(yè)技術(shù)課程[2]。通過對課程的教學(xué)體系、教學(xué)模式、教學(xué)方法、評價方式等方面的改革,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)效果明顯提高。講授這門課程的教師要繼續(xù)努力創(chuàng)新,不斷提高自己的教學(xué)能力及知識儲備,利用課余時間學(xué)習(xí)前沿知識,去企業(yè)學(xué)習(xí)最新的生產(chǎn)技能,在教學(xué)中為學(xué)生帶來更新的視角,努力為社會培養(yǎng)出更多的技術(shù)技能人才。