PBL与多媒体结合教学法在发酵工程课程教学中的应用

李碧婵，张 敏

（武夷学院a生态与资源工程学院，b福建省生态产业绿色技术重点实验室，c福建省高校绿色化工技术重点实验室，福建 武夷山 354300）

PBL与多媒体结合教学法在发酵工程课程教学中的应用

李碧婵，张 敏

（武夷学院a生态与资源工程学院，b福建省生态产业绿色技术重点实验室，c福建省高校绿色化工技术重点实验室，福建 武夷山 354300）

发酵工程是生物工程专业一门重要的专业核心课程，是生物技术产业化的关键，在培养应用型创新人才中起着重要作用。在发酵工程课程教学中采用以问题为基础的问题式学习（PBL）教学法结合多媒体教学，能激发学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，提高教学质量。

PBL；多媒体；教学法；发酵工程

发酵工程是生物工程专业的专业核心课程，是现代生物技术的重要组成部分，也是工业生物技术的核心技术，在生物技术产业化过程中起着关键作用，与生产实践联系非常密切，在培养应用型创新人才中起着重要作用[1]。

发酵工程的教学内容主要包括微生物菌种制备、发酵培养基的制备与灭菌、无菌空气的制备、发酵过程控制、发酵罐的设计与放大、产物提取与精制以及发酵工程各论等。课程内容抽象，知识点繁多，学生在学习过程中容易感到课程枯燥难懂而丧失学习兴趣。因此，对课堂教学进行改革，充分调动学生学习的主动性和积极性，培养学生的自主学习能力、团队协作能力、工程技术应用能力以及创新能力是本课程教学研究的重点。

1 教学模式

问题式学习(problem-base learning，简称PBL)教学是由美国的神经病学教授Borrows于1969年在加拿大的麦克玛斯特大学医学院首先试行的一种新的教学模式，现在已成为国际上一种十分流行的教学方法[2-3]。与传统的以教师为主体、以讲课为中心的教学模式不同，PBL教学模式是以问题为导向、学生为主体、指导教师为引导的教学方法[4]。PBL教学法改变了传统的以教师为主导的教学模式，强调以学生为中心，体现了学生的主体地位，通过学生在不同工作岗位上可能发生的实际问题为导向，激发学生的学习兴趣，培养学生的独立思考、分析和解决问题的能力。

以计算机为核心的多媒体教学是指借助于多媒体软件来开展的教学过程[5]。采用多媒体课件教学手段和教学形式，把图片、文字、声音和图像有机结合，通过图片和文字的结合使教学内容更丰富，图形、表格的使用使抽象的知识变得直观、形象，可帮助学生更好的理解和掌握相对枯燥抽象的教学内容。

2 P BL与多媒体结合教学法在发酵工程理论教学中的应用

目前，国内大多数高校在发酵工程课程教学中采用多媒体教学法，多媒体教学课件代替传统的黑板板书的方式，增大了课堂信息量，及时、充分地反映学科的最新进展，使课堂教学内容更加丰富多样化，一定程度上提高学生的学习兴趣，提高教学效果[6～8]。然而这种多媒体教学法仍然以教师讲授为主，不能充分激发学生学习的主动性和积极性，不能有效培养学生自主分析问题解决问题的能力。

PBL教学法以学生为主体，学生以小组为单位对问题进行分析、讨论、思考，可以充分调动学生学习的积极性和主动性，提高他们的自学能力。但问题的提出往往比较零散，缺乏系统性，不利于学生对基础理论知识的掌握；此外，我国学生习惯于传统的教学模式，自学能力和独立思考能力相对欠缺。因此，单纯的PBL教学模式实施起来有一定难度，也很难达到预期效果。因而应该将多媒体教学法和PBL教学法结合起来，在教学过程中，根据不同章节的内容特点选择合适的教学模式。

发酵工程课程中的基础理论部分如微生物菌种制备、发酵培养基的制备与灭菌、无菌空气的制备、发酵过程控制、发酵罐的设计与放大、产物的提取与精制等内容，知识点繁多、理论较为抽象，学生不易理解。采用多媒体教学为主结合PBL教学法，授课教师在备课时通过查阅大量资料，了解生产中常见问题，把相关知识点转化成问题。例如在讲述发酵染菌的防治时，提出“染菌对发酵有什么影响？造成染菌的原因有哪些？怎样判断发酵是否染菌？染菌后怎么处理？”等问题，引导学生讨论，并通过提问的方式检查学生的学习情况，最后由教师进行总结，评价学生的回答，给出正确的解题思路和答案，引导学生自主学习。同时通过列举抗生素生产过程中发酵罐污染芽胞杆菌的实例，引导学生从染菌时间、染菌类型及染菌规模分析其染菌原因，并提出相应的解决方法，让学生学以致用，提高学生的学习兴趣。

发酵工程各论主要介绍发酵工程在生产中的应用实例，内容对学生来说相对比较容易理解，且与生产实际联系密切，采用PBL教学法为主结合多媒体教学法。在教学过程中首先根据发酵工艺类型分成酒精生产工艺、氨基酸生产工艺、抗生素生产工艺、酶制剂生产工艺等PBL教学模块，设计酒精、谷氨酸、青霉素等发酵机制类型、工艺操作要点、影响产物的主要因素及控制、产物分离提纯的方法等问题，并通过多媒体课件将问题布置给学生，提出具体要求，学生3～5人一组，按照确定的题目进行讨论，查阅相关文献资料，并进行归纳整理，制作多媒体课件进行汇报，其他小组的学生可以就相关内容进行提问交流。最后由教师综合不同小组的报告结果，进行归纳总结，完成教学目标。

3 P BL与多媒体结合教学法在发酵工程实验教学中的应用

发酵工程是一门实践性很强的课程，需要理论与实践的紧密结合，实验教学在发酵工程教学中起到至关重要的作用。传统的实验教学模式大多是学生在教师的指导下按照讲义做实验，学生往往不认真思考实验原理，造成教学效果差，学生无法利用所学理论知识解决实验中出现的问题。为此，在发酵工程的实验教学上采用PBL教学法结合多媒体教学法，按“确定研究内容—查阅文献资料—设计实验方案—进行实验—制作多媒体课件交流讨论—总结提高”六步进行。

如设计 “产果胶酶菌株的筛选及发酵条件优化”的实验，要求学生四人一组，查阅微生物学、发酵工程、酶工程及相关文献资料，设计实验方案，并写出详细的实验过程，每个小组派一名成员对本组的实验方案进行简单的汇报，其他组成员就实验方案中存在的疑问进行提问，例如样品选择的依据？筛选过程中需要控制什么条件？怎样判断微生物产果胶酶的能力？培养基和培养条件如何选择？果胶酶怎样提取等，教师对学生提出的问题进行甄别，归纳总结，引导学生思考讨论，进一步完善实验方案。下一步学生按照完善后的实验方案自己准备实验材料并开展实验，记录并分析实验中的实验现象、数据，最后撰写总结报告，制作PPT进行组间的交流讨论。

通过让学生自己设计实验方案，培养了学生查阅科技文献、并对所获得资料进行分析和整理能力。通过实验使学生将基础理论知识应用于实践，更好地理解发酵工艺控制的重要意义，系统地掌握了根据目的产物从自然界中分离适宜高产菌种的方法和确定最适工艺参数的方法，培养了学生的动手能力、分析问题解决问题能力以及团队协作的能力。

总之，PBL与多媒体结合教学法是一种新型教学方法，它充分体现了多媒体和PBL各自教学法的优点。在发酵工程课程教学过程中使用PBL教学法结合多媒体教学技术，以图、文、声、像并茂的多媒体课件形象生动地展示教学内容，同时以实际问题激发学生的学习兴趣，在有效帮助学生系统的掌握基础理论知识的同时培养学生自主提出问题、分析问题、解决问题的能力和团队协作能力，充分发挥学生的探索和创新精神。目前，在我院发酵工程课程的教学中使用PBL与多媒体结合教学模式还处于摸索和发展阶段，还需不断探索和完善。

[1] 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,2015,42(11):2251-2254.

[2] 王玲,雷晓凌,伍彬.PBL教学法在食品微生物学设计性实验教学中的应用[J].高校实验室工作研究,2015(2):11-13.

[3] 杜翔云，ANETTE K，JETTE E H.PBL:大学课程的改革与创新[J].高等工程教育研究,2009(3)：29-36.

[4] 王琦,刘旺根,王雪萍,等.试论高校如何实施PBL教学法的若干对策[J].中国科技信息,2009(12):277.

[5] 王德昭,魏欣.PBL教学法结合多媒体教学在七年制学生心血管疾病临床实践中的应用和探讨[J].检验医学与临床,2015(13):1974-1975.

[6] 韩立敏.“发酵工程”教学的研究与思考[J].生物学杂志,2010,27(2):105-107.

[7] 赵晶,朴永哲,权春善,等.基于应用型人才培养的发酵工程教学改革的探索与思考[J].轻工科技,2014(3):153-154.

[8] 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,2011,38(1):127-130.

（责任编辑：华伟平）

Application of PBL Combined w ith M ultimedia Teaching M ethod in the Teaching of Fermentation Engineering Course

LIBichan,ZHANGMin

(a School of Ecology and Resource Engineering,b Fujian Provincial Key Laboratory of Eco-Industrial Green Technology,c Fujian Higher Education Institutions Key Laboratory of Green Chemistry and Technology,WuyiUniversity，Wuyishan,Fujian 354300)

Fermentation engineering is an important professional course for biological engineering.As the key point of biotechnology industry,fermentation engineering plays an important role in cultivating application-oriented and innovative tales.The application of problem-based learning combined with multimedia teachingmethod in the fermentation engineering course stimulated students'learning interest,mobilized the students'initiative and enthusiasm and improved the quality of teaching.

PBL;multimedia;teachingmethods;fermentation engineering

TQ92-4;G652

A

1674－2109(2017)09－0096－03

2016-06-02

武夷学院专项教学改革项目（xj2012034）。

李碧婵（1980-），女，汉族，讲师，主要从事生物工程方面研究。