应用技术大学发酵工程课程教学改革探索

2016-02-14刘家扬有小娟

天中学刊 2016年5期

刘家扬，有小娟

应用技术大学发酵工程课程教学改革探索

刘家扬，有小娟

（黄淮学院生物与食品工程学院，河南驻马店463000）

发酵工程是一门实践性和应用性很强的课程，发酵生产过程中很多问题的解决都离不开理论的支持，更离不开经验的积累。为了提高发酵工程课程的教学效果，高校应坚持“走出去”与“请进来”相结合，加强教师队伍建设；教师应通过精心组织和选择教学内容、灵活选用教学手段、合理开展双语教学，激发学生的学习兴趣，充分提高教学效果；教师要正确认识实践教学环节的重要作用，在重视基础实验和综合性实验的基础上，通过开放式实验室、设置大型实验等途径，不断提高学生的知识运用能力、团队合作能力和创新意识。

发酵工程；教学研究；应用技术大学；实践教学

作为中国应用技术大学联盟（CAUAS）副理事长单位之一，黄淮学院按照“突出应用、集群发展、培育特色、提高质量”的思路，通过不断的创新与改革，在地方本科高校转型发展过程中逐渐走在全国同类高校的前列。黄淮学院不但根据社会发展需要和科技进步状况改造老专业，还紧密结合地方主导产业和新兴战略产业增设了一些特色鲜明的应用型专业，生物工程专业就是其中之一。生物工程专业的课程涉及细胞工程、发酵工程、基因工程、酶工程、蛋白质工程及生化工程等领域。发酵工程是一门以生物学为主，融合数学、物理、化学等学科知识的综合性课程，具有很强的实践性和应用性，是生物工程、食品工程、生物技术等专业的主干课程[1]。随着我国生物产业的迅猛发展，社会对发酵技术人员的需求越来越大，同时企业对生物工程专业毕业生的实践能力和基本科研素质的要求也不断提高。在这一背景下，黄淮学院结合学校所在地驻马店乃至河南省发酵行业的发展现状，将培养优秀发酵工程师作为生物工程专业的人才培养目标。根据这一专业定位，黄淮学院生物工程专业将酿酒、酶制剂、生物制药等作为生物工程课程的重点教学内容，并结合应用型人才培养目标开展了教学改革探索。本文拟结合黄淮学院生物工程专业发酵工程课程教学组的实践，探讨该课程的教学改革问题，以期为生物工程专业的教育教学改革提供参考。

一、“走出去”与“请进来”相结合，加强教师队伍建设

发酵工程是一门实践性和应用性很强的课程，发酵生产过程中很多问题的解决都离不开理论的支持，更离不开经验的积累。因此，发酵工程课程的任课教师不仅要拥有丰富的理论知识，还要具有一定的企业生产经验。与国内很多高校一样，黄淮学院的很多教师都具有较高的学历，掌握了丰富的理论知识，但由于缺乏企业生产实践经验，在教学中难以真正做到理论密切联系企业生产实际。对于实践性和应用性很强的发酵工程课程来讲，为了提高教学效果，教师必须“走出去”，到企业一线实践锻炼，丰富生产实践经验；同时，学校应将发酵行业经验丰富的专家“请进来”授课，他们丰富的一线生产实践经验可有效弥补专业教师在此方面的不足。通过“走出去”与“请进来”的结合，发酵工程的课堂教学不再枯燥乏味，极大地提高了发酵工程课程的实用性[2]。

二、精心备课，增加课堂趣味性

发酵工程课程具有很强的实践性和应用型，且包含许多原理比较深奥的理论知识（涉及化学、微生物学、分子生物学等），如果采用传统的方法讲授，学生往往会感到枯燥乏味，难以理解，提不起兴趣。为了激发学生的学习兴趣，教师应从以下几个方面优化教学：

第一，精心备课，通过补充资料将知识点连贯起来讲授。在发酵工程课程的教学工作中，教师只有在认真钻研教材的基础上，准确、透彻地理解课程内容，掌握教材内在的知识体系结构和逻辑关系，从而参照教学大纲精选教学内容，并通过补充资料将相关知识点连贯起来形成一个面，才能使学生在有限的课堂教学时间内充分理解并掌握发酵工程的基本内容、基本原理和基本方法，真正做到学以致用。上课地点亦可灵活变通，如一些章节内容的教学宜在实验室进行，这样可以将理论知识和实验设备、器材及培养基等有机结合起来，从而激发学生学习的积极性和主动性，增强教学效果。

第二，灵活选用教学手段，增大教学活力。采用多媒体教学手段，易将晦涩难懂的分子结构图、发酵罐结构图等用3D效果图模拟出来，将复杂的化学反应、发酵过程等以动画的形式展现出来，从而使学生加深印象，深刻理解教学内容。开展多媒体教学，要求教师善于从网络上收集教学材料，并掌握动画制作等方面的专业知识，以便根据教学需要制作结构图和小片段动画。随着现代科学技术的发展，互联网已经成为人们了解世界先进知识的重要途径和窗口，所以在发酵工程课程的教学中，教师不但应充分利用网络教学资源开展教学，还应引导学生学会利用网络教学资源补充和扩展专业知识，这也是他们将来踏上工作岗位之后必不可少的能力。为此，黄淮学院生物工程专业发酵工程课程教学组拟利用学校的课程云平台建立发酵工程网络课程网站，为实现丰富课程资源支撑下的“学教做一体化”打下基础。当然，多媒体和网络教学资源只是教学的辅助手段，在发酵工程课程教学中，教师还应坚持传统教学有益的一面，善于结合恰当的板书和肢体语言对多媒体课件进行有效而生动的解释。教师还可以通过“教师问学生答，学生问教师答，学生问学生答”的讨论式教学，强化学生的学习主体意识。灵活选用教学方法和手段，不仅能让学生对课堂教学内容有更加深刻、清晰的理解与认识，还可以活跃课堂气氛，有效提高学生的学习积极性。

第三，精选课程内容，优化知识体系。科技的迅猛发展，要求教师在教学中跟紧学科前沿，及时更新教学内容，以拓宽学生知识面，提高教学的实用性。为此，教师应注意查阅国内外最新研究资料，将新理论、新思路、新方法、新技术及时介绍给学生；应注意通过生活中发酵现象的分析，让学生掌握发酵的原理，激发学习兴趣，提高学习积极性。

第四，合理开展双语教学，促进发酵工程人才与世界接轨。双语教学是21世纪全球教育改革的一大趋势，采用双语教学可以使学生增强竞争力及专业的国际认知度[3]。随着发酵工业的不断发展，其国际化发展趋势对学生的素质提出了更高的要求，学生在掌握扎实专业知识的同时，还要具备较高的专业英语水平，因此发酵工程课程采用双语教学方式具有重要的意义。

三、合理安排实验和暑期实习，着力提高学生的实践能力

实践教学与理论教学是相辅相成的，两者都是发酵工程课程教学的重要组成部分，学生既要掌握发酵工程的基本理论知识，还要掌握发酵工艺的相关技术，这对于学生将来在生物技术与生物工程领域从事工艺设计、生物工程产品生产、生产管理、新技术研究和新产品开发工作具有重要的意义。实践教学环节占有重要的地位，其教学效果直接影响学生在实际操作及生产中的动手能力[4]。

发酵工程课程实验内容的拟定，应坚持由易到难、由简单到综合、由固定题目到自拟题目、由常规实验到科研项目实验研究等原则，从而达到提高学生基本操作能力、综合设计能力、工程实践能力的目的。对于较简单的实验，如利用平板分离技术从真菌子实体中分离菌丝、从土壤中分离枯草芽孢杆菌、从酸奶中分离益生菌等实验，应使学生通过基本的实验操作掌握发酵工艺的基本操作流程。对于酸奶的制作、真菌及细菌培养等综合性稍强的实验，应使学生通过研制发酵产品，了解微生物在生产实践中的应用及价值。对于综合性、探究性实验，如酸性耐高温普鲁兰酶产生菌的筛选、鉴定与发酵过程优化实验，重点是使学生能够将微生物实验技术运用到实际生产研究中，并掌握与之相关的一些操作方法。

在微生物的分离、选育等过程中，通常有大量的等待时间，教师可指导学生利用此间隙做一些简单实验，如微生物生长曲线的测定、微生物细胞的计数、菌种的保藏、抗生素效价的测定等；同时，应打破传统的排课模式，根据发酵类实验的特点尽量集中安排实验时间。

在发酵工程课程的实验教学中，通常会在最后一个学期安排学生去企业参观，这虽然能让学生了解发酵技术在企业中的应用，但是学生没有动手操作的机会，一旦走上工作岗位仍然不能很好地适应企业的节奏。为改变这种现状，除了开设正常的实验外，应在学校的实习实训基地安排几项大型实验。例如，黄淮学院生物工程专业在实验教学中心设置了微生态制剂生产、白酒生产、啤酒生产等大型实验，通过模拟企业生产环境和生产过程，极大地激发学生的求知欲，为学生掌握企业生产实践技能打下坚实的基础。

本科阶段，为了兼顾理论课教学，实验课的课时通常较少。鉴于此，除了正常的实验课外，可将传统的封闭实验室管理模式改为开放管理，为学生开展实验提供宽松的外部环境[5]。开放式实验室管理主要包括三个方面的内容：一是允许学生自由选择实验时间；二是在安全培训的基础上，允许学生根据实验需要自主选用仪器设备；三是学生可自行拟定研究项目，独立自主地设计实验内容，经实验室管理人员同意并备案后即可进行实验。对于开放式实验，教师虽然不直接参与实验的设计，但应给予学生必要的指导，从而使学生在发现问题和解决问题的过程中，不断提高知识运用能力和创新意识。实践证明，学生对于开放式实验的评价较高，他们认为这种实验方式不仅有利于个人创新意识的培养，也有利于团队合作能力的提高[6]。此外，教师还应鼓励学生了解或参与一些科研项目，以培养提高学生的科研能力。

充分利用社会资源，在暑假期间安排学生到当地大型企业进行考察、参观、实习，是提高学生实践能力的重要途径。教师在与生产企业进行沟通、协商时，应全面了解其生产工艺流程、产品及设备情况等信息，以便指导学生有的放矢地进行参观、考察、实习，使学生有更大的收获。通过引导学生走出课堂，深入考察企业生产实际，有利于强化学生的直观认识，使学生明确企业需要什么样的人才，自己在学习中应该强化哪些方面的知识和能力，以便为毕业后的就业创造更好的条件。

从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生物工程，新的发酵工艺和发酵产品层出不穷。发酵工程技术不仅是生物技术产业的重要支柱，与基因工程技术的结合更使它如虎添翼。发酵工程课程的教学也是一个不断完善的过程，任课教师要紧跟发酵工业不断前进的步伐，及时更新教学内容，灵活运用多媒体等教学手段，以激发学生的学习兴趣，充分提高教学效果；要在重视基础实验和综合性实验的基础上，通过开放式实验室、设置大型实验等途径，不断提高学生的知识运用能力、团队合作能力和创新能力。提高发酵工程课程的教学效果，需要教师不断地总结教学经验，在探索和实践中摸索出一套适合应用型人才培养的教学方法。