發酵工程實驗技術課程改革發展探索

張江波++田廣文

摘 要：隨著發酵工程產業的快速發展，發酵工程課程日益受到各大高校的重視，逐漸成為工科專業如生物工程專業的必修基礎課。發酵工程是一門實踐性很強的課程，為了更好的鍛煉學生的動手能力，單獨開設了發酵工程實驗技術課程，不同專業采用不同的教學內容：生工專業進行下企業實習，生技和其它專業進行了多樣化發酵的實驗。幾年的教學實踐證明，教學效果良好。

關鍵詞：發酵工程實驗技術 教學改革 下企業生產實習

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：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

發酵工程是一門實踐性非常強的課程，對學生的動手能力要求非常高，而“動手能力差”現在幾乎是很多高校本科生的一種普遍評價[1]。基于這個特點，發酵工程課程一般都會附帶一定的實習實驗課程，用以訓練學生的動手能力。發酵工程實驗課程的實踐性強，特點是對學生的實際動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，在實際操作中體會發酵工程的基本理論和方法。我們在課程開設伊始，也為其設置了實驗課，內容為賴氨酸發酵實驗。隨著授課的進行，問題逐漸暴露出來，主要是發酵設備只有一套，雖然體積不小，為70 L發酵罐，但是學生得到的動手機會實在有限，操作機會有限，操作的是少數人，多數人只能通過觀察學習。而且因為課時有限，沒有重做第二次的時間，所以為了防止實驗失敗，很多關鍵操作，如接種，都是有教師完成，學生只能作為看客圍觀，雖然有教師的講解，但是與親身實踐相比教學效果還是有差距的。

1 發酵工程實驗技術課程的獨立設置

針對以上問題，我們進行了大刀闊斧的改革。隨著授課面的不斷擴大，發酵工程理論課針對不同專業分成了3個方向：生工專業，主干課程；生技專業，輔助課程；其他院系相關專業，作為補充的選修課程。以此為契機，發酵工程實驗技術課程正式從理論課程中分離出來，成為一門獨立的課程，具有自己的學分和考核體系。其中生工專業主要進行下企業的生產實習，生技和其他專業主要進行校內的發酵實驗。

2 生工專業的生產實習

發酵工程與工業生產實踐聯系非常密切，這也是它區別于其他課程的顯著特點。發酵工程實驗技術作為其實驗課部分，理應提供學生起身到發酵生產企業體會鍛煉的機會。而作為生工專業，本身是工科，發酵工程實驗技術又是主干課程，因此課程內容設置成下企業實習是課程改革發展的必然方向。

經過選擇，實習合作企業選定為離學校所在地楊凌西側毗鄰的眉縣金渠鎮太白酒廠。這樣選擇的原因一是白酒生產是傳統的發酵工程產業，各項理論課中講授的發酵基本知識都能在生產中得到實踐檢驗；二是傳統白酒生產勞動強度較大，可以讓學生充分感受到實際企業工人生產生活的艱苦，在鍛煉了學生吃苦精神的同時也對其正確的職業理想的樹立大有好處。在工廠，學生參與了從制曲、蒸料、入窖發酵、蒸酒、儲存、罐裝、包裝、檢驗等白酒生產的全流程的所有環節，不僅向工人師傅請教，而且親身參與生產，體會各個環節工作的要點。在為期一周的實習中，學生不僅參與生產實踐，而且和工人師傅一起，吃住都在工廠，在實習過程中還與工人進行文藝匯演聯歡，并聽取工廠領導做的關于太白酒生產情況和酒文化的報告。幾年的實習表明，這種集中一段時間下企業實習鍛煉的形式不僅對生工專業本科生發酵工程實驗技術課程的課程學習起到很好的效果，而且對學生的吃苦精神、動手能力、溝通能力等都有一定的好處。此外，學生在車間工作是分組進行，有組長，有分工，正如賈彩鳳等的報道一樣[2]，這也鍛煉了他們團隊合作的意識和能力。學生的反響也非常好，這在學生的實習報告中的實習體會中的得到很好的反映。經過摸索，我們對這門課程的評價體系也進行了改革，從單純由教師根據實習表現和實習報告評定成績改進為在帶隊教師根據實習表現和實習報告評定成績的基礎上再參考車間工人師傅的評價，并且要求學生完成一份答卷，內容為實習中的一些基本問題，原理等，如蒸酒采用的老五甑的原理。

3 生技和其他專業的發酵實驗

發酵工程理論課針對這些專業要求較低，僅作為補充，旨在開闊學生視野，因此在教學大綱上這些專業的發酵工程實驗技術課程也沒有安排下企業的生產實習，而是安排了在學校實驗室進行發酵實驗。課程開設之初的賴氨酸發酵實驗的授課經驗使我們認識到，能讓每名學生都參與實驗，都獲得動手機會是非常重要的。因此，在設置實驗時我們因地制宜，根據實驗室的條件設計了多個課時較少的小實驗。實驗內容的選擇上，則是突出“接地氣”。發酵工程生產的產品多種多樣，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。發酵工程實驗技術這門課，與其花時間給學生將那些沒條件做的高精尖實驗，不如讓學生在做一些“接地氣”的實驗，對學生掌握發酵基本原理、鍛煉動手能力同樣能有很好的幫助。因此，除了一個比較長的發酵全流程實驗——檸檬酸發酵（包括了菌種擴培、發酵、檢測等各個環節），我們設計了幾個比較有趣的小實驗，包括藥品蟲草的固體發酵，農產品平菇的固體發酵、食品酸奶、紅茶菌的液體發酵。另外，雖然學生不進行生產實習，我們還是設計了一個參觀學院生工實訓中心發酵車間的實驗，通過參觀講解從發酵罐到板框壓濾機到精烘包各個設備各個車間的結構和運行原理，讓這些非工科的學生也有機會能接觸一下真正的發酵設備。通過幾年的授課實踐證明，學生對發酵工程實驗技術這門課的實驗很感興趣，作為農學、理學等學科的學生，他們在習慣了試管搖瓶等玻璃器皿后第一次見到了龐大的發酵罐，感覺非常新奇；同學對自己辛勤“栽培”的平菇、蟲草非常自豪，互相比較看誰的“收成”好；對于自己釀造的酸奶、紅茶菌飲料，學生也很期待，到了發酵結束爭先恐后的品嘗各自“產品”的風味。古語云：“能之者不如好之者，好之者不如樂之者。”在興趣的驅使下，學生對實驗投入了很大的熱情，其中的發酵原理自然也就深刻的印在了他們的腦海里。實踐證明，這些根據實驗條件設計的實驗取得了良好的教學效果。此外，通過近幾年的教學實踐我們還發現，正如吳根福等[3]在報道中指出的，發酵工程實驗還有一個其它實驗課程一般不具備的有點——對學生的責任心的培養很有幫助。因為很多發酵實驗周期長，需要每天都來維護或檢測，一次操作出錯往往前功盡棄。所以學生這就要求學生必須把這個實驗真正放在心里，時時記掛著，也就鍛煉了他們的責任心。

4 展望

雖然取得了一定的成績，積累了一定經驗，但是發酵工程實驗技術這門課仍有很大的上升空間，還學要進一步深化改革。改革的方向主要包括以下兩個方面：首先是針對生工專業的生產實習，未來有條件的話應該盡量再多去一些其他企業，白酒生產雖然是經典的發酵工程，但是畢竟是傳統技術，如果能去一些采用目前先進的發酵工程技術的企業將會取得更好的效果，比如啤酒廠、抗生素工廠、一些采用工程菌的藥廠等。其次是其他專業的發酵工程實驗，今后軟硬件條件達到了，可以再為這些學生加開一個真正上發酵罐并進行提取，且沒人都有動手機會的發酵大實驗。目前一拖五的小罐正在采購，如果能達到兩人一組，每組一套發酵罐將使這成為現實，而且目前我院教師正在華東理工大學培訓土霉素發酵全流程技術，這將成為該實驗軟件部分。但是這樣的改革勢必要增加課時量，所以還需根據整個專業培養方案進行全局的考慮和協調。另外，許波等的把傳統教學中的“實驗”轉變為“試驗”的思路也非常有潛力[4]。結果不再設計好，不再一成不變，這樣學生就會對按自己想法進行的“試驗”結果更有期待。不管怎樣，發酵工程實驗技術課程的改革和發展將會對高校本科生的培養提供更好的支撐，對他們了解真正的工業生產、工廠生活，對他們接觸社會、畢業后走向社會、融入和適應社會都會提供很大的幫助。

參考文獻

[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.地方院校發酵工程實驗課改革與實踐體會[J].實驗室研究與探索，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.發酵工程實驗的改革與實踐[J].微生物學通報，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，林小清，等.開設發酵工程實驗提高學生綜合素質[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.發酵工程實驗教學改革初探[J].微生物學通報，2007，34（3）：600-602.