“发酵工程”课程教学改革的探索与实践

张虞婷, 董大鹏, 柳依婷

(1.扬州职业大学, 江苏 扬州 225009; 2.扬州化工园区投资服务中心, 江苏 扬州 211400)

“发酵工程”是多所高职院校药品生产技术专业二年级开设的一门职业技术课程。该课程理论知识内容多,实践性强,在传统教学中,由于各方面条件的限制,理论内容学习课时较多,实验实训课时较少,实验范围相对局限,学生的实践能力较差。目前,在市场化的背景下,企业最终需要的人才是技术技能人才。所以，对于高职院校,学生的技能和实践能力亟待提高。为了满足企业的需求,提高“发酵工程”课程的教学质量,培养适应社会发展的应用型、技能型专业技术人才,有必要对这门课程进行教学改革的实践与研究。

一、改革教学内容体系

(一)明确课程定位

“发酵工程”这门课程涉及内容多,实践性较强,结合高职人才培养的特点,多校将这门课程定位为职业技术课。依托高校及周边地区优良的工业资源,以市场需求为导向,以学生职业基本技能和实践技能培养为主线,以发酵药物的生产为切入点进行教学。同时,对于“发酵工程”的下游工程(发酵产物的分离)这部分内容,可单独开设“生化分离工程”作为后续课程。学生通过对“发酵工程”前期的学习,能更好地学习“发酵工程”中的产物分离纯化课程。课程总基调强调基础理论以“必须、够用”为度,作为职业技术课强调针对性和实用性。

(二)优化教学内容体系

根据课程特点,可以技术应用能力为主线,构建理论教学体系和实践教学体系。理论教学内容体系围绕发酵工业生产的一般流程展开。从菌种的选育与保藏、培养基的制备与优化、无菌操作技术到发酵过程种子扩大培养、发酵过程的控制,发酵罐的使用,最后到典型发酵产品的生产流程,课程内容紧紧围绕发酵工业生产的一般流程展开,环环相扣,便于学生学习和掌握相关知识。同时,在大三上学期开设“发酵工程”的后续课程“生化分离工程”,通过“生化分离工程”的学习,学生不仅可以回顾以前的知识,还能强化学习发酵液如何通过各种生化分离方法得到发酵产品,理论知识和实践技能在后续学习中继续提高,为他们之后顺利进行顶岗实习提供保障。在实践教学体系中,教师应注重理论知识的紧密结合和实际应用。实验内容中首先介绍发酵罐,让学生们对发酵罐有直观的认识,同时对实验室小型发酵罐的管路和构造进行学习,每次实验均要求每位学生能独立进行实验室小型发酵罐的相关操作,在实验的考查中根据技能考核的评分标准(如表1所示)来检查学生的各项操作是否规范。通过考核,学生的实验技能得到很大提高,工作岗位实习时能更好地操作生产时使用的发酵罐。实验课程的学习再结合理论体系中发酵罐的使用的学习,学生能更牢固地掌握发酵罐使用的相关知识。之后,教师可选择红曲霉系列实验，将菌种的选育、培养基的制备以及无菌操作等方面的理论知识与实验相结合,让学生更好地掌握相关技能。学生通过自己动手配制培养基、培养红曲霉并进行扩大培养,最后用自己培养的红曲霉进行红曲米的生产,得到自己生产的红曲米成品,学习的成就感油然而生。教学中还可加入酸乳的制作、甜酒酿的制作等趣味性实验,增加学生对这门课程的兴趣,学生们对自己实验得到的发酵产品很满意,教学效果反馈很好。

表1 发酵技能考核评分标准

二、创新课堂教学模式

在传统的课堂教学中,往往老师是主角,学生纯粹地听课。偶尔有提问等互动,但参与互动的学生并不多。尤其在理论课程的教学中,知识点多而细碎,学生听一节课下来很容易走神,导致教学效果不佳。传统的教学模式在这个背景下已经不能完全满足课堂教学的需求,所以需要教师探索多元化的教学模式,对课堂教学模式进行创新。

(一)采用交互式教学方法,充分发挥学生的主体作用

所谓交互式教学模式,就是教师和学生之间可以随时进行角色互换[1]。在教学过程中,教师挑选某一章节的内容,让学生组成4-6人的学习小组,利用课余时间收集资料,制作多媒体课件或者微视频,在课堂上通过小组汇报的形式展现出来。通过这样的模式,学生成为课堂教学的主角,在收集资料时学生可以通过老师提供的一些专业相关的网站、图书馆等资源查询相关资料,对相关的知识进行预习与梳理。在课堂展示过程中,各个学习小组将学习的内容通过PPT、微视频等方式进行汇报。通过学习不同小组的汇报内容,课堂提问、讨论及老师点评,学生对这一部分内容会有更深的理解,能更好地掌握所学内容。同时,这个过程也锻炼了学生的语言表达能力以及团结合作的能力,将来找工作时也能更加从容。学生通过这样的学习能够更好地认识到自己是学习的主体,学习的主观能动性和学习兴趣大大提高。教师通过这样的课堂也能更直观地了解到学生们掌握知识的情况,对于他们感兴趣的知识点可加以拓展,对之后的教学内容的设计更加有的放矢,教学效果较传统课堂相比有了较大的提高。

(二)利用在线课程学习平台,激发学生的学习积极性

目前,在线课程学习平台在教学中的应用越来越广泛。“发酵工程”这门课程已经在 “超星学习通”学习平台上建立了在线课程。学生可以通过教师上传的PPT、动画、视频及拓展知识等相关资料进行预习,对于课堂上不懂的问题可以利用在线课程的视频回放继续学习,也可以在平台中向老师寻求帮助。在线课程的学习平台不仅有电脑客户端,还有手机客户端,学生使用非常方便。在传统的课堂模式中,老师与学生的互动最多几十分钟,现在利用在线课程的手机客户端则可以随时与老师交流,学生的积极性大大提高。课程的作业和测验等考核也可以在客户端完成,学习方式非常灵活,对于完成各项任务情况良好的同学,老师可以通过系统的设置进行课程的加分,鼓励学生进行课后的碎片式学习。在教学的互动交流中,老师可以根据学生的反馈,不断更新和调整在线课程的相关内容,让学生更好地掌握本门课程的相关知识。

(三)利用实训基地和实习企业进行教学,让学生更好地适应岗位角色

“发酵工程”作为一门职业技术课,职业实践技能的重要性不言而喻。近几年,各学校不断加强实训基地的建设,同时支持各专业与相关企业的深度合作,这些都为教学提供了有利的条件。“发酵工程”涉及的大型设备多,实验室的中小型发酵罐仅能满足学生课程实验的基本要求,并不能完全满足需求。所以,培养专业技能型人才,还需要学生到企业进行实地的学习,了解发酵产品的工业化过程。在教学过程中,尽可能依托本地及周边的工业资源,与所在城市的对口企业密切联系,对于与实际结合紧密的相关理论课程,利用实习和实训的时间,带领学生去企业实地学习发酵产品的生产过程。在企业课堂中,可邀请经验丰富的企业工程师讲解发酵产品的工艺流程,工艺技术特点以及相关设备的原理及使用注意事项。同时,可通过专业与对口企业进行学徒制的合作,从在校大二学生中根据学生意愿择优选择少部分学生去企业进行半年至一年的学习,强化学生专业技能方面的培养,让学生更好地适应未来的岗位角色。

三、完善教学方法

(一)合理应用灵活多样的教学方法

根据“发酵工程”的不同教学内容,灵活应用不同的教学方法。对于“发酵罐的使用”这一教学内容,可采用现场教学法,在实验室完成相关内容的讲述。通过这样的方式,能让学生更直观形象地了解到发酵罐的具体构造和使用方法,为之后实验内容的学习打下基础。对于“发酵产品生产”中“谷氨酸的生产”的学习,通常采用启发式教学和讨论式教学的方法。联系日常生活中的调味品味精,通过视频引入讨论话题“味精的安全性”,揭开其实质,让学生更主动地去学习课程内容。除此之外,在“发酵工业培养基的配制与优化”的学习中,采用案例分析法对培养基制备方案进行优化。在“青霉素的生产”的学习中引入仿真软件,通过“青霉素发酵生产的仿真软件”,采用演示教学法学习发酵生产操作方法。灵活多样的教学方法能更好地激发学生的学习兴趣,增强学生学习的主动性,大大提高了学习效果和学习效率。

(二)充分利用现代教育技术手段

在课程的学习中,要充分利用各种现代教育技术手段。发酵课程的学习不仅有在线课程,还有一些精品课程的网站以及仿真实训的软件、动画等。通过这些形象生动的课程资料的学习,学生主动学习的能力明显提高。一部分学生通过老师推荐的网站,还进行探索性的实验研究,提高动手能力的同时开拓了创新思维。

四、改进课程评价方式

在传统的课程评价中,平时的考核主要以作业和考勤为主,占到30%,最后的期末考试占70%。这样的课程评价方式重结果轻过程,可能会出现学生平时不认真听讲,最后通过突击复习侥幸过关的现象。为了更好地让学生们重视这门课程过程的学习,需对这门课程的考核评价方式做改进。期末考试可以检验一个阶段的学习成果,这种评价方式仍然沿用,但比例调整为30%。为了强调过程学习的重要性,将平时的考核比例调整为40%,主要考查学生课堂及在线课程中的学习表现。同时,为了强化学生实验技能的培养,将实验实践技能的考核比例调整30%。在全自动发酵罐的使用实验中,要求每一位学生都要掌握发酵罐的管路构造以及操作方法。虽然学习过程中学生会觉得有难度,但通过不断地强化理论和实践知识,最终所有同学都通过了考核。学生在这个过程中也增强了学习的信心,对“发酵工程”这门课程也更感兴趣。在平时的学习中,教师还会上传一些与课程相关的研究性论文让学生进行讨论。在学习“培养基的制备与优化”这一内容的时候,通过对论文中培养基优化的成分及比例的讨论,了解到正交实验设计的方法。为了学生更好地掌握这方面的知识,在期末考核中适当增加综合分析题,初步培养学生的科研思维,提高了他们解决实际问题的能力,为以后完成毕业论文做好铺垫。

五、结语

“发酵工程”是一门实践性特别强的职业技术课程[2]。通过对课程的教学体系、教学模式、教学方法、评价方式等方面的改革,学生的学习主动性和学习效果明显提高。讲授这门课程的教师要继续努力创新,不断提高自己的教学能力及知识储备,利用课余时间学习前沿知识,去企业学习最新的生产技能,在教学中为学生带来更新的视角,努力为社会培养出更多的技术技能人才。