生物工程专业发酵工艺教学改革探索

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摘要:根据发酵工艺原理课程的特点和性质及吉林大学生物工程专业的具体情况，制定课程教学改革的思路和方法，并从教学内容、教学方法、考核方式等方面探索教学模式在教学过程中的应用，充分调动学生的学习积极性，取得良好的教学效果。

关键词:发酵工艺原理；生物工程；教学改革

1前言

发酵工程是基因工程、酶工程和细胞工程等其他生物技术的最终手段和方法，是生物技术走向产业化的关键技术环节。发酵工艺原理是吉林大学生物工程专业开设的一门重要专业课，是综合运用所学知识来解决工程实际问题的一门重要课程，同时也是学生后续进行毕业设计及进入相关领域工作的基础。由于此课程内容丰富，涉及数学、物理、化学、微生物学及化工原理等理论，各学科间相互交叉渗透[1]，学生学习难度较大。因此，如何激发学生的学习兴趣，在有限的学时内对发酵过程有系统全面的认识，掌握发酵工艺的基本内容和操作过程，提高分析和解决实际问题的能力[2]，其取得良好的教学效果，是高校教师在教学工作中需要探索的重要问题[3-4]。笔者根据近几年的教学工作，从教学内容、教学手段等方面进行调整，取得一定的效果。

2教学改革探索

优化教学内容合理的教学内容对学生综合素质的提高起重要作用。为了使学生在校学习的专业知识既系统科学又专业实用，笔者改变以往对单一教科书的依赖，优化和充实教学内容，结合学生的知识体系，在教材的选择上以熊宗贵主编的《发酵工艺原理》为主，同时为学生推荐《发酵工程最优化控制》《发酵工艺学》《发酵工艺原理与技术》等侧重点不同的教科书。在此基础上多途径（杂志、相关网站）选择参考资料[5]，内容上涉及教学小组各教师的科研项目及国内外最新的科研成果和专业技术，用以扩增课堂信息量，解决原来课上知识乏味、内容老旧的问题，从而使学生对课程内容及研究前景有所了解，激发学生对相关方向的研究兴趣和热情，对学生未来从事相关科研工作起到一定的启蒙和科普的作用。教学顺序上为了使学生更好地掌握所学知识，讲授的主要内容按照发酵工艺进行的先后顺序（微生物生长和产物形成、菌种选育与保藏、培养基配制、灭菌、发酵动力学、发酵过程检测及控制、发酵过程的实验室过程和放大、环境保护、发酵过程经济学）进行编排，并在基础知识学习完成后结合现有发酵工业生产实例进行讲授，便于学生从整体至局部对发酵工程基本理论及工艺流程进行理解与掌握。改革教学方法以知识传授为主的教学方法在实践性较强的专业课程教学中存在易使学生知识学习片面，不能培养学生独立思考能力和提高实践能力等问题[6]。首先，改变传统的课堂讲授方式，把课堂教学从传统的单向传授变为双向互动的过程，在课堂教学中采用启发式教学方法。课上教师有针对性地提出问题并给予一定的提示，使学生独立思考，注重对其他已学课程中知识的联系和巩固，同时布置课后思考题便于学生复习和巩固课上知识。其次，开设专题讨论课，学生以小组的形式对感兴趣的发酵过程进行资料的收集和整理，提倡相互交流，提高学生学习的主动性和积极性，深入挖掘学生的思维潜能。第三，发酵工艺原理是一门实践性、应用性很强的课程，许多设备必须以图像形式展现其关键部位的结构和工作原理，有些工艺如果能够亲临现场或用视频的形式进行介绍，则能使课堂上的教学效果大大增强[7]。用制图软件提高课件中插图的质量，使图像色彩化、立体化、直观化、动态化，教学效果远胜空洞的语言描述。在课堂教学过程中适当增加模拟动画、工厂生产视频，使原本抽象的内容能够直观地展现在学生面前，学生更容易理解和接受，从而将枯燥的发酵过程和繁杂的设备工作原理的记忆过程转化为生动形象直观理解的过程，学习热情和教学效果得到增强。并且通过此方法，可以保证学生在认识实习参观工厂之前对各种设备和生产工艺建立初步印象和认识，改善以往参观与课堂知识衔接不理想、见习效果收效甚微的状况。加强实验课程建设，培养学生的动手能力实验课程是发酵工艺原理课程教学中重要的组成部分，对于帮助学生提高解决实际问题的能力具有重要意义[5]。由于完整的发酵过程存在实验时间长的特点，以往在教学过程中受到实验课时短、实验设备和场地有限等条件的限制，开设的实验内容孤立，大多为验证型小实验，很难调动学生的学习积极性和主动性。因此，在实验课程建设时，一方面将实验内容由单一验证型向综合型、研究型发展，对实验内容进行改革，充分调动学生进行实验操作的热情，在加深对课程知识理解的同时，提高实验操作能力。对学生进行相应的实验技能培训和考核，合格后灵活安排实验时间，开放实验室保证学生能够充分利用课余时间走进实验室，对课程中感兴趣或有疑问的知识设计实验进行验证，并对实验结果加以分析，从而提高设计实验和解决问题的能力。另一方面，增加实验分组数目，给学生增加参与实验操作的条件和机会，争取实现每个学生都能充分参与实验中的每一个过程。另外，因吉林大学生物工程专业的学生在大四上学期有为期一周的工厂见习，为了更好地巩固课堂学习的知识，将发酵工艺原理课程由原来的大四上学期调整至在大三下学期，通过对发酵工艺的学习，使学生带着课堂上学习过的理论知识去相关工厂实习，实现理论与生产实际的结合，在巩固理论知识的同时，对工厂实习中的工艺流程更加清晰。考核形式的改革以考试为主的评价忽略了对学生在综合分析和技能方面的测试，因此，适当增加学生平时成绩在课程成绩中所占的权重，学生课堂讨论情况、实验准备和操作情况、作业完成情况都要在课程成绩中有所体现；考试卷面题目中，为了检查学生对实验的理解和操作，增加一定比例的实验过程异常情况分析题目；为了考查学生对专业前沿技术的关注程度，增加主观题作为附加题目，从而保证通过本门课程的学习，学生各方面的必要技能都有所提升，进而达到培养社会需要的复合型综合人才的目标。

3结语

为了更好地使学生掌握发酵工艺原理这门专业课程，培养适应社会发展的具有创新思维和实践动手能力的复合型人才，针对教学过程中的部分环节进行一些改革，激发学生的学习兴趣，使学生的专业知识掌握、资料收集与展示、实验操作能力有所提高。随着生物科技的发展，教师的教学工作也应不断地改革创新，培养出高专业素养的人才。

参考文献

[1]胡馨予,王迪.发酵工程教学现有弊端及改革措施探究[J].中国教育技术装备,2016(8):119-120.

[2]马歌丽,彭新榜,高建奇,等.生物工程设备课程教学模式的改革[J].微生物学通报,2005(5):160-164.

[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]黄金林,潘志明,焦新安.“发酵工程”课程教学的思考与探索[J].生物学杂志,2005(5):46-47.

[5]郎亚军,聂春雨,等.发酵工艺原理课程教学体会与教学改革[J].安徽农业科学,2012(32):16001-16002.

[6]柯乐琴.研究型教学模式在高校课程教学中的应用研究:以《发酵工程》课程为例[J].现代企业教育,2014(24):92.

[7]黄方一.发酵工程课程教学改革的实践与探索[J].武汉生物工程学院学报,2008(1):31-34.

作者:梁清