基于能力培养的发酵工程课程教学改革与实践

张艳芳

摘 要 发酵工程作为生物技术专业核心课程，依据人才培养方案和课程标准要求应以实践能力培养为导向。通过优化教学内容，改革课程教学方式，结合课堂教学、实习、实验教学方式的改革，实现理论、实验与生产实践的有机链接，促进学生社会实践能力和创新能力的提高。

关键词 发酵工程 教学方式 实践教学

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.062

发酵工程是一门将微生物学、生物化学和化学工程学的基本原理有机地结合起来，利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。①发酵工程是生物技术专业的专业必修课，课程内容丰富、涉及面广，在专业课程体系中起着承上启下的作用，该课程的教学体系的设置和安排对于培养学生的专业技能和动手能力，提高专业素质占有举足轻重的地位。②③

1 发酵工程教学体系的构建

应用型人才培养要重视主动式学习、互动式学习，突出应用能力的培养。④在传统的发酵工程課程教学过程中，对学生的自主学习能力、团队协作能力、创新能力和工程实践能力的培养尚有欠，而这些能力对应用型创新人才的培养至关重要，⑤因此，我们对发酵工程课程教学体系进行了改革，在“夯实基础知识，加强基本技能，适应社会需求，提升综合素养”课程体系构建思路的指导下，对发酵工程课程体系进行了改革。将理论课学时由72学时削减到54学时，原有的基本技能型实验改为对学生素质要求更高的综合大实验，着重于应用型人才的培养。

2 优化教学内容

教学内容是人才培养的主要落脚点，是教学改革的关键。在对发酵工程课程体系改革之时，就将教学内容的优化考虑在内，在侧重于学生能力培养的课程体系构建时，虽然减少了理论课课堂教学学时，但通过对教学内容的优化，删减了与微生物学等专业基础课重复，与企业、行业发展定位不准确的、过深或过浅的教学内容。同时，按照理论和实践相结合，教学和科研相结合的原则，将课程内容分为按发酵企业操作过程顺序的生产工艺，包括菌种选育、接种与发酵参数调控，产品提取精制等内容；基础理论，包括灭菌原理及微生物的热致死动力学方程、发酵动力学模型等内容；发酵设备，包括按产品生产流程的灭菌设备及好氧发酵、厌氧发酵设备等内容。这样的安排，使发酵工程课程内容更加系统化，知识体系更加清晰，同时由于是按照生产过程来进行介绍的，学生学习和应用时的目的也会更加清楚。

3 改革课堂教学模式

传统的课堂教学模式是教师为主体进行教学活动，但是较难调动学生学习的主动性和积极性，导致学生上课的效果较差。在教学模式改革上我们以调动学生的学习兴趣，提高课堂教学效率为目标进行了以下改革。

3.1 PBL 教学（问题驱动式教学）

在按照发酵生产的工艺流程进行生产工艺内容教学时，采用案例的方式，每节课设定目标，提前一周将一段产品生产工艺流程的视频发放给学生，课前由学生分成小组进行讨论、分析，课上，由每组推荐一名同学对总结内容进行发言，由全班进行讨论，对于个别的问题，任课教师单独说明，对于共性的问题，任课教师在下次课中重点讲解，提高了授课的针对性。如，对于菌种保藏问题，针对不同的生产目的和不同菌种要求有不同的保藏方法，由学生确定在哪些阶段需要进行菌种保藏及该用何种方式保藏，不同的小组有不同的选择方法和方式，不但有助于学生理解和掌握所学知识，往往对任课教师也有很好的启发。“学而不思则罔，思而不学则殆”，学源于思，思源于疑，思维是从问题开始的，⑥通过这种方式，激发了学生的学习兴趣，活跃了课堂教学的气氛。

3.2 实施多元化教学手段

发酵工程是与实践结合紧密的课程，涉及到的设备和设施，而课本内容仅限于原理的讲述，虽然通过现代多媒体教学能提供照片、动画或视频等具有一定直观性的资料，但仍无法达到 “身临其境”的感觉。为了充分调动学生学习积极性、开发学生学习潜能，使教学活动达到最佳效果，在发酵工程课程教学过程中运用了多种教学方法、多种教学资源。如在讲解一些发酵设备和原理时，如果没有接触过实体发酵罐，仅凭PPT图示或视频学生很难有直观的印象，将课堂移至实验室，对照50L通气搅拌发酵罐进行内外构造讲解，学生建立了良好的直观印象，效果较好。如在讲解淀粉水解糖制备时，学生对处理目的及处理流程的认识不够具体，认为只有靠死记硬背才能掌握这些知识点，不能灵活应用所学知识。将这段知识的讲解放在啤酒发酵工艺流程中，在实验室啤酒发酵过程中对课堂上的知识点进行逐一解释和强调，使学生能将理论和实际应用结合起来，增加理论联系实际的能力。同时，适时安排课程实习，将学生带入生产现场，包括制药、白酒、啤酒、乳品发酵等，在近距离感受生产过程和氛围的同时，可以结合发酵原理现场讲解工艺流程，使学生对工艺的了解更加深刻。这样也有利于学生在今后的工作中能够尽快适应工厂的生产，实现课堂教学和实际生产的接轨。

4 加强综合性实验内容

发酵工程是一门实践性很强的专业核心课程，在实践性教学中，为了更好地促进学生对理论课程的理解，更好的实现理论与实践的对接，提升学生的实际应用能力，在实践教学中采用课程实习和综合性实验的形式，注重培养学生的专业素养，力求提高教学质量。发酵工程是在大三下期开设的专业核心课程，学生此时已具备基本的操作方法的和技能，发酵工程是对整个生产工艺流程与原理结合的一门课程，是培养学生理论联系实际能力，提高专业素养，加起课堂与实践桥梁的课程。因此，发酵工程实验课程该单独的小实验为综合大实验，教师提出与生产相关的课题，由学生分组完成实验方案的设计、实验及报告撰写。课题内容包括发酵工程生产工艺流程，如发酵工程产品介绍；生产菌种的选育、保藏、扩大培养；发酵培养基的组成、灭菌；发酵设备；发酵过程监控；产品处理等，实验报告初包含实验方案设计外，还要对实验进行总结，包括实验中所涉及的课堂所学知识点；该知识点在具体应用中的情况；实验过程中存在什么问题；每个组员做的具体工作等。通过这样的实验安排，实现了学以致用的目的，增强了学生工程实践能力，初步实现了学生应用能力的培养。同时，也锻炼了学生论文撰写能力和团队协作能力，提高了学生的综合素养。

5 结语

在发酵工程课程教学中，不仅要培养学生良好的知识体系，也要注重培养学生的动手能力与实践应用能力，提高学生的整体素质。通过对课程体系设置、课堂教学内容及模式、实践教学模式的改革，极大地激发了学生学习的积极性及主动性，提升了课程教学质量，为培养应用型人才提供了积极的探索和实践。

基金项目：新乡学院《发酵工程》精品资源共享课（XJJ PZY2013-15）

注释

① 张祥胜，许德军.地方院校发酵工程实验课改革与实践体会[J].实验室研究与探索，2013（4）：124-127.

② 许波，黄遵锡，杨云娟，等.发酵工程实验教学改革初探[J].微生物学通报，2007（3）：600-602.

③ 任晓莉，赵润柱，梁保红.发酵工程课程的教学改革与实践[J].微生物学通报，2011（1）：127-130.

④ 张翠英，温卫中.地方院校应用型人才培养模式研究与实践[J].黑龙江高教研究，2013（2）：154-156.

⑤ 张海龙，丁宏伟，王春玲，等.PBL教学法在发酵工程课程教学中的应用[J].微生物学通报，2015（11）：2251-2254.

⑥ 谢永朋，杨英歌.微生物学课程教学改革和实践研究[J].黑龙江畜牧兽医，2015（20）：192-194.