以提高应用能力为目标的酶工程及发酵工程实验教学改革探析

郭艾英 蔡爱军 齐艳玲

摘要    酶工程及发酵工程实验是河北科技师范学院生物技术专业的一门核心课程。课题组近几年对该实验课程的教学内容、教学方法和考核方式进行改革，提高了学生的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力，取得了良好的授课效果。

关键词    酶工程及发酵工程实验;生物技术;实验教学;应用能力;教学改革

中图分类号    G642         文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）21-0237-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

生物技术专业是一个新专业，该专业就业面比较广，注重学生实践能力和创新能力的培养[1]。酶工程及发酵工程是河北科技师范学院生物技术专业的一门重要专业核心课程，该课程实践性和应用性强，而与课程配套的酶工程及发酵工程实验课程起着理论向实践转化的桥梁作用。因此，酶工程及发酵工程实验课程教学的合理编排和设置对培养与生物技术相关的专业人才至关重要。在以专业人才培养目标和岗位技能需求为导向的前提下，为了使学生更好地理解并掌握酶工程、发酵工程的相关知识，为今后从事与生物技术相关的科学研究、技术开发和应用打下良好的基础，笔者对酶工程及发酵工程实验课程的教学内容、教学方法和考核手段进行了改革。

1    教学内容改革

河北科技师范学院生物技术专业于2003年成立，当时由于实验室和教师资源问题，该课程只设置了30学时理论课，学生没有机会进行实践操作，导致学生动手能力和实践创新能力较差;随着学校实验室建设和师资力量的扩充，该课程增加至64学时，其中实验部分为24学时;从2016年开始，酶工程及发酵工程实验单独设课，学时也增加为28学时。由于学校实验室条件落后，实验设备数量较少和教师经验不足等原因，在实验开设之初，只选择了一些传统的验证性实验项目，例如培养基优化方法、菌株的诱变及选育、淀粉酶产生菌的筛选及酶活力比较等。这些实验项目基本包含了与发酵操作相关的多项技能，但是每项实验内容都是相对独立的，学生并不能很好地将这些技能串联成酶工程及发酵工程的基本实验操作技能，这也使得学生对实际生产上发酵工艺流程认识模糊，因而在完成实验时学习积极性、主动性不高。

自2016年开始，借鉴了其他院校的一些成功经验，并根据河北科技师范学院生物技术实验室现有的实验条件，对学生的实验项目进行了部分修订。考虑到此课程与生产实践联系紧密，设计了综合性实验，要求学生从实验设计、样品采集、菌种选育开始，自主完成一系列的发酵实验。为了兼顾酶工程及发酵工程教学内容，将实验内容设定为淀粉酶产生菌的筛选及酶活力测定、蛋白酶产生菌的筛选及活力测定、纤维分解菌的筛选及活力测定。学生可以从上述内容中选择感兴趣的课题进行实验，也可选择他们感兴趣的研究方向，这种自由选择实验内容的方式增加了学生学习兴趣，调动了学生的积极性。

2    教学方法的改革

传统的实验教学均遵循教师讲解实验目的、原理、材料和方法，并演示操作要点，学生按照教师的要求完成相应的教学任务[2]。这种以教师为主体、学生为客体的教学方式，在教学中暴露出的问题非常多，如学生只是在教师督促和监督下机械地完成实验;学生对实验原理把握不透，实验过程即使出现问题自己都浑然不知;写完实验报告就忘掉实验内容等。传统的教学方法不利于调动学生学习兴趣，因而决定开设以提高学生应用能力为目标的实验课程，课程以学生自主设计实验、独立完成实验内容为主，教师指导为辅，以此调动学生学习的积极性和主动性，培养学生的创新能力。

该实验由学生自由分成小组，每组4～5人，各小组推举1名组长，全面负责本小组实验的选题、实验设计、实验实施、小组使用仪器、借用药品及值日等各项工作，实验实施按以下顺序进行：①选择课题，各小组通过中国知网、百度或图书馆查阅资料，整理实验方案;②第1次与任课教师确定实验方案，商讨实验存在的问题和实验的可行性，并对实验方法进行修订;③第2次与任课教师商定实验方案，准备进行实验;④实验实施，各小组根据实验微生物生长特性安排实验进度，记录实验结果，实验过程中遇到问题及时与任课教师沟通，确保实验顺利进行。这种教学模式下，学生并非简单机械地完成教师安排的实验任务，而是以学生为主体，自行设计、实施实验，这为学生创造力的发挥提供了良好的锤炼空间。实验时不再是教师反复地强调“应该怎么做，为什么这样做”，而是学生主动与教师沟通为什么出现这样的结果，应该怎样改进，或者是学生自行查阅资料寻求解决问题的方法。这种教学模式更大限度地调动学生学习的自主性和主动性，有利于对知识的把握。

3    改革考核方式，完善考核机制

传统实验课程的考核方式一般以实验报告为主、平时考勤为辅，但这样的评分标准并不能真正地反映学生实际的学习情况，因为多数学生的实验报告内容雷同，导致学生的实验成绩差异不大[3]。为了调动学生学习的积极性和主动性，提高其分析问题、解决问题的能力，本课程考核方式不再是提交實验报告，而是提交实验论文，内容包括题目、中英文摘要、关键词、前言、材料与方法、结果与分析、讨论和结论以及实验心得（意见与建议）;论文提交后各小组再进行PPT汇报，接受教师和其他学生的提问。由此，本实验课程成绩由平时成绩（30%）（包括实验出勤情况和实验药品器材的管理情况等）、实验完成情况（20%）、论文成绩（40%）和PPT汇报成绩（10%）四部分组成。这种考核方式从整体上考察了学生的综合能力，整个实验过程需要学生全身心地投入，只有自己真正动手操作，论文内容才会充实，报告才会精彩，学生才能有收获。

4    结语

课题组尝试的以提高学生应用能力为目标的实验教学方式，摒弃了传统实验教学的弊端，让学生成为实验室的主人，自主设计并完成实验。这种授课方法在一定程度上避免了学生做实验的“等”“靠”现象，充分发挥了学生的自主能动性，提高了学生的动手能力以及独立思考问题、分析问题、解决问题的能力，也培养了学生的团队合作意识和团队精神。自课程教学改革以来，取得了良好的效果，这种授课方式也得到了生物技术专业学生的高度认可。

5    参考文献

[1] 田华.生物技术专业发酵工程课程教学改革与探索[J].轻工科技，2015（1）：161-162.

[2] 张大为，张洁，王能强. 以学生自主设计为主体的发酵工程实验教学改革与实践[J].广东化工，2018（8）：258-259.

[3] 陈伟国，邓铭，李鸿鑫，等.发酵工程实验课程教学的改革与探索[J].畜牧与饲料科学，2018（6）：93-95.

[4] 王训博，熊路，黄海兵，等.现代生物技术在农业领域的应用及发展趋势[J].现代农业科技，2012（19）：307.