生物工程專業發酵工藝原理課程教學改革探索

梁清+梁彥龍+徐立新+王雪松+駱曉沛+趙壽經

摘 要 根據發酵工藝原理課程的特點和性質及吉林大學生物工程專業的具體情況，制定課程教學改革的思路和方法，并從教學內容、教學方法、考核方式等方面探索教學模式在教學過程中的應用，充分調動學生的學習積極性，取得良好的教學效果。

關鍵詞 發酵工藝原理；生物工程；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）03-0107-02

1 前言

發酵工程是基因工程、酶工程和細胞工程等其他生物技術的最終手段和方法，是生物技術走向產業化的關鍵技術環節。發酵工藝原理是吉林大學生物工程專業開設的一門重要專業課，是綜合運用所學知識來解決工程實際問題的一門重要課程，同時也是學生后續進行畢業設計及進入相關領域工作的基礎。由于此課程內容豐富，涉及數學、物理、化學、微生物學及化工原理等理論，各學科間相互交叉滲透[1]，學生學習難度較大。因此，如何激發學生的學習興趣，在有限的學時內對發酵過程有系統全面的認識，掌握發酵工藝的基本內容和操作過程，提高分析和解決實際問題的能力[2]，其取得良好的教學效果，是高校教師在教學工作中需要探索的重要問題[3-4]。筆者根據近幾年的教學工作，從教學內容、教學手段等方面進行調整，取得一定的效果。

2 教學改革探索

優化教學內容 合理的教學內容對學生綜合素質的提高起重要作用。為了使學生在校學習的專業知識既系統科學又專業實用，筆者改變以往對單一教科書的依賴，優化和充實教學內容，結合學生的知識體系，在教材的選擇上以熊宗貴主編的《發酵工藝原理》為主，同時為學生推薦《發酵工程最優化控制》《發酵工藝學》《發酵工藝原理與技術》等側重點不同的教科書。在此基礎上多途徑（雜志、相關網站）選擇參考資料[5]，內容上涉及教學小組各教師的科研項目及國內外最新的科研成果和專業技術，用以擴增課堂信息量，解決原來課上知識乏味、內容老舊的問題，從而使學生對課程內容及研究前景有所了解，激發學生對相關方向的研究興趣和熱情，對學生未來從事相關科研工作起到一定的啟蒙和科普的作用。

教學順序上為了使學生更好地掌握所學知識，講授的主要內容按照發酵工藝進行的先后順序（微生物生長和產物形成、菌種選育與保藏、培養基配制、滅菌、發酵動力學、發酵過程檢測及控制、發酵過程的實驗室過程和放大、環境保護、發酵過程經濟學）進行編排，并在基礎知識學習完成后結合現有發酵工業生產實例進行講授，便于學生從整體至局部對發酵工程基本理論及工藝流程進行理解與掌握。

改革教學方法 以知識傳授為主的教學方法在實踐性較強的專業課程教學中存在易使學生知識學習片面，不能培養學生獨立思考能力和提高實踐能力等問題[6]。

首先，改變傳統的課堂講授方式，把課堂教學從傳統的單向傳授變為雙向互動的過程，在課堂教學中采用啟發式教學方法。課上教師有針對性地提出問題并給予一定的提示，使學生獨立思考，注重對其他已學課程中知識的聯系和鞏固，同時布置課后思考題便于學生復習和鞏固課上知識。

其次，開設專題討論課，學生以小組的形式對感興趣的發酵過程進行資料的收集和整理，提倡相互交流，提高學生學習的主動性和積極性，深入挖掘學生的思維潛能。

第三，發酵工藝原理是一門實踐性、應用性很強的課程，許多設備必須以圖像形式展現其關鍵部位的結構和工作原理，有些工藝如果能夠親臨現場或用視頻的形式進行介紹，則能使課堂上的教學效果大大增強[7]。用制圖軟件提高課件中插圖的質量，使圖像色彩化、立體化、直觀化、動態化，教學效果遠勝空洞的語言描述。在課堂教學過程中適當增加模擬動畫、工廠生產視頻，使原本抽象的內容能夠直觀地展現在學生面前，學生更容易理解和接受，從而將枯燥的發酵過程和繁雜的設備工作原理的記憶過程轉化為生動形象直觀理解的過程，學習熱情和教學效果得到增強。并且通過此方法，可以保證學生在認識實習參觀工廠之前對各種設備和生產工藝建立初步印象和認識，改善以往參觀與課堂知識銜接不理想、見習效果收效甚微的狀況。

加強實驗課程建設，培養學生的動手能力 實驗課程是發酵工藝原理課程教學中重要的組成部分，對于幫助學生提高解決實際問題的能力具有重要意義[5]。由于完整的發酵過程存在實驗時間長的特點，以往在教學過程中受到實驗課時短、實驗設備和場地有限等條件的限制，開設的實驗內容孤立，大多為驗證型小實驗，很難調動學生的學習積極性和主動性。因此，在實驗課程建設時，一方面將實驗內容由單一驗證型向綜合型、研究型發展，對實驗內容進行改革，充分調動學生進行實驗操作的熱情，在加深對課程知識理解的同時，提高實驗操作能力。對學生進行相應的實驗技能培訓和考核，合格后靈活安排實驗時間，開放實驗室保證學生能夠充分利用課余時間走進實驗室，對課程中感興趣或有疑問的知識設計實驗進行驗證，并對實驗結果加以分析，從而提高設計實驗和解決問題的能力。另一方面，增加實驗分組數目，給學生增加參與實驗操作的條件和機會，爭取實現每個學生都能充分參與實驗中的每一個過程。

另外，因吉林大學生物工程專業的學生在大四上學期有為期一周的工廠見習，為了更好地鞏固課堂學習的知識，將發酵工藝原理課程由原來的大四上學期調整至在大三下學期，通過對發酵工藝的學習，使學生帶著課堂上學習過的理論知識去相關工廠實習，實現理論與生產實際的結合，在鞏固理論知識的同時，對工廠實習中的工藝流程更加清晰。

考核形式的改革 以考試為主的評價忽略了對學生在綜合分析和技能方面的測試，因此，適當增加學生平時成績在課程成績中所占的權重，學生課堂討論情況、實驗準備和操作情況、作業完成情況都要在課程成績中有所體現；考試卷面題目中，為了檢查學生對實驗的理解和操作，增加一定比例的實驗過程異常情況分析題目；為了考查學生對專業前沿技術的關注程度，增加主觀題作為附加題目，從而保證通過本門課程的學習，學生各方面的必要技能都有所提升，進而達到培養社會需要的復合型綜合人才的目標。

3 結語

為了更好地使學生掌握發酵工藝原理這門專業課程，培養適應社會發展的具有創新思維和實踐動手能力的復合型人才，針對教學過程中的部分環節進行一些改革，激發學生的學習興趣，使學生的專業知識掌握、資料收集與展示、實驗操作能力有所提高。隨著生物科技的發展，教師的教學工作也應不斷地改革創新，培養出高專業素養的人才。

參考文獻

[1]胡馨予，王迪.發酵工程教學現有弊端及改革措施探究[J].中國教育技術裝備，2016（8）：119-120.

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

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

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

[5]郎亞軍，聶春雨，等.發酵工藝原理課程教學體會與教學改革[J].安徽農業科學，2012（32）：16001-16002.

[6]柯樂琴.研究型教學模式在高校課程教學中的應用研究：以《發酵工程》課程為例[J].現代企業教育，2014（24）：92.

[7]黃方一.發酵工程課程教學改革的實踐與探索[J].武漢生物工程學院學報，2008（1）：31-34.

*項目來源：吉林大學2015年本科教學改革研究項目（2015QNYB087）。

作者：梁清，吉林大學生命科學學院講師，研究方向為發酵工程及產物的分離與加工；梁彥龍、徐立新、王雪松、駱曉沛、趙壽經，吉林大學生命科學學院（130012）。