《啤酒酿造实训》课程实施理实一体化教学模式初探与实践

司春灿，林英，黄路标，韩文华，余金保

（景德镇学院，江西景德镇333000）

应用型人才的培养是我国应用型本科院校人才培养中一项非常重要的任务。所谓应用型人才，着重是“应用”两字，即能将专业知识和专业技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型。但地方性应用型本科院校应用型人才的培养模式不能等同于高等职业学校技能型人才的培养模式。地方性应用型本科院校培养的应用型人才既要有足够的理论基础和专业素养，又要具备将理论知识应用于实践的能力，能解决实践生产中遇到的各类问题，从而服务当地经济[1]。因此理论知识教学与实践能力培养是应用型本科院校在人才培养过程中的两大重要工作。

生物工程是生物技术成果走向工业化、产业化的关键技术。因此生物工程专业是一门培养能够从事生物学应用人才的专业，2018版《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，明确指出生物工程专业学生要在掌握生物工程的基础知识和基本理论的基础上，能进一步掌握发酵工程、基因工程、生物反应工程、生物工程设备等生物工程实验与操作的基本技能。如何实现地方应用型本科院校生物工程专业学生既有较为扎实的理论知识，又具备一定的实践操作技能的培养，是我们需要深入探讨的一个教学问题。

理实一体化教学模式是指将理论、实验、实训等教学内容进行一体化设置，在“理实一体化实验室”，充分利用多媒体、虚拟仿真等现代教育技术，在同一时间、同一空间下，将理论知识和实践教学同时展开，做到理中有实，实中有理，由此形成理论讲授与实践操作有机融合；知识传授、技能培养、素质教育于一体的一种教学模式[2，3]。该模式被认为是实现应用型人才培养的一种有效模式[4]，前人关于“理实一体化”教学模式在汽车维修、机电一体化、车辆工程等工科专业中的探讨较多[5-7]，而关于生物工程专业实施“理实一体化”教学模式的探讨较为少见。因此，本文以“啤酒酿造实训”课程为例，就“啤酒酿造实训”的课程性质、“啤酒酿造实训”理实一体化建设，“啤酒酿造实训”课程理实一体化教学模式的实施以及取得的成效进行了概述，以期为地方应用型本科院校生物工程专业应用型人才的培养提供一定的参考。

一、“啤酒酿造实训”的课程性质

为了更好地实现应用型人才的培养，根据我校人才模式，我校学生在第二至第七学期实施“16+2”的学期运行机制，即在1-16周为课程教学，在第17周、18周开展为期2周的集中实践实训教学。啤酒酿造是我校生物工程专业学生的集中实训课程，在生物工程专业学生的第6学期进行，该课程的学分为1个学分。先修课程有化工原理、微生物学、生物化学、发酵工程等基础课程的理论课程和实践课程。

之所以选择该课程作为我校生物工程专业学生的集中实训课程主要原因如下：啤酒是人类最古老的酒精饮料，啤酒年产量已居全世界各种酒类之首，是水和茶之后消耗量排名第三的饮料。目前我国是世界第一大啤酒生产及消费国，消耗了全球25%的啤酒，因此啤酒生产具有广泛的市场需求[8]。啤酒的生产工艺包括粉碎、糖化、发酵、过滤等环节，涵盖了大部分生物制品生产的基本要素，是生物工程和食品领域将理论研究成果实现产业化的典型体现。选用啤酒酿造作为生物工程专业学生的集中实训课程，能够使学生触类旁通，实现应用型人才培养的目的，为学生从事啤酒生产、微生物发酵等生物工程相关的工作岗位打下基础[9]。

二、“啤酒酿造实训”理实一体化建设

1.“啤酒酿造实训”理实一体化实验室建设

理实一体化实验室的设置是“理实一体化”教学模式实施的基本条件。为保障理实一体化教学模式的实施，我院在原有的啤酒发酵实验室的基础上，逐步建立了理实一体化的啤酒发酵实训室。目前啤酒发酵实训室，既含有能进行理论教学的教学设备，如电脑、投影仪、黑板、带写字板的折叠椅等，又含有实践教学所必需的发酵罐、超净工作台等实验设备。这些基础设施和专业设施，为理论教学与实践训练有机融合提供了基本的保障条件。

整个啤酒发酵实训室功能布局图如图1所示：（a）啤酒发酵区：放置发酵罐，用于啤酒的发酵。（b）学生学习区：放置带写字板的折叠椅（25张），用于学生学习。（c）产品展示区：放置普通桌椅、酒杯等，用于啤酒的品尝、展示。（d）检测区：放置检测要用到的相关仪器设备，用于啤酒相关技术指标的检测，如酒精度的测定、原麦汁浓度的测定等。

2.“啤酒酿造实训”理实一体化教材建设

图1 啤酒发酵实训室功能布局图

教材建设是课程内容的载体，是提高人才培养质量的关键。目前关于“啤酒酿造”的教材不是很多，且传统的学科式教材主要是以章节的形式展开，为更好的实现理实一体化教学，使理论与实践相融合，我院“啤酒酿造实训”教学团队组织编写了理实一体化精酿啤酒教材。该教材以项目为载体，以任务为驱动，序化啤酒酿造的工艺过程，使教学内容的顺序与生产过程相同，构建一个完整的学习过程，突出实践性特色，同时将行业技术标准、“职业资格证书”内容纳入教材。

整个精酿啤酒教材分为以下内容：绪论、啤酒发酵基本知识；项目一、小型啤酒酿造设备介绍及发酵罐的空消；项目二、麦芽汁的制备；项目三、啤酒主发酵；项目四、酒精度的测定及原麦汁浓度的计算；项目五、啤酒酵母的质量检查；项目六、啤酒的品评。根据项目中的岗位需要，明确项目的知识目标、技能目标、素质目标。在此基础对项目进行描述，然后根据教学目标，确定技能训练任务。在技能训练任务中，融入此任务相关的基本知识。教材主体内容编写完成后，设置考核评价标准表，以此来满足理实一体化课堂教学实施过程中对学生的考核评价。编写的教材“项目二、麦芽汁的制备”具体内容和形式如图2所示。

图2 啤酒发酵实训自编教材部分目录

3.“啤酒酿造实训”理实一体化师资队伍建设

理实一体化教学对教师的素质提出了更高的要求，要求教师即要有扎实的专业理论知识，又要有熟练的实践操作技能，并能高屋建瓴地按内在规律把知识和技能内容打乱而自由重组，在具体的教学中落实[10]。啤酒酿造的过程是一个复杂的、系统的生化工程，教师在授课的过程即要讲清楚啤酒生产的基本知识、发酵原理、发酵工艺过程、仪器操作要求及注意事项等理论知识，更重要的是对啤酒发酵工艺过程中每个环节的操作都要非常熟练，能在实践操作过程中及时处理每个环节出现的各种问题。这就要求建立一支精通啤酒发酵工艺的“双师型”队伍。为此，我院系采取“内培外引”的方式，一方面选派专业教师下企业锻炼，参加各种培训，提高教师实践技能。目前，“啤酒酿造实训”教学团队具有双师型教师3名，1名具有企业工作经验，2名均获“发酵工三级”资格证书。另一方面，我院还邀请了啤酒发酵行业的技术人员，对啤酒发酵工艺进行指导。通过“内培外引”的方式，进一步提升了“啤酒酿造实训”教学团队的理实一体化教学水平。

三、“啤酒酿造实训”理实一体化教学实施

1.教学环节设计

开展理实一体化教学，真正实现理论支撑实践、理论指导实践、实践促进理论学习，两者有机融合，教学设计非常关键。啤酒酿造的过程，是一环扣一环的工艺过程，我们在教学设计的过程中，必须明确先进行哪一环节，后进行哪一环节，此环节的实施过程，是先讲理论后操作还是边进行操作边讲理论？是否需要借助多媒体或黑板板书进行教学？每一环节的讲授需要多长时间，重难点如何突出，这些都必须提前编排好。否则很容易出现，一堂课下来，由于实践操作过多，理论教学不足，“理实一体化”课堂成为了实验操作课堂，或者由于理论教学过多，实践操作较少，“理实一体化”课堂成了教师主讲的理论教学课堂，或者由于教学时间没掌握好，导致课堂的教学任务没完成的现象。这就要求我们在课堂教学开展之前，对教学诸要素进行合理、有序、优化的策划与安排，包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤、时间分配等都要提前做好设计，做好规划。

2.课堂教学过程

啤酒生产工艺相对较为复杂，生产设备也较为庞大，酿造周期长，发酵过程在密闭的发酵罐中进行，不可见，各个操作单元并不是完全独立的简单串联。为了使学生对啤酒发酵的整个工艺流程有比较直观、全面、清晰的认知，能熟悉其整个操作过程。在课堂教学过程要借助于多媒体，采用三维动画、视频等教学手段，采用启发式、问题式、讨论式等多种教学方式。以项目二“麦芽汁的制备”为例，简要介绍其理实一体化课堂教学过程。首先采用黑板当场板书麦芽汁的制备简易流程图：麦芽粉碎原料糖化麦醪过滤麦汁煮沸回旋沉淀及麦汁预冷却设备清洗，使得学生对麦芽汁的制备有个大致的框架，然后通过播放视频使得学生麦芽汁的制备过程更为直观。视频播放完后，提问学生“麦芽汁的制备原理是什么？”“工艺参数如何控制？”“麦芽汁质量评价指标有哪些？”从而引导学生进行思考。并采用PPT对这些问题的知识点进行解答。PPT讲解完后，开始进行实践操作。先指导学生烧水，并提问学生水温应该烧至多少度？待学生回答后，可放映有相关知识点的PPT，让学生再次加深相关知识的理解。利用烧水的时间，即可组织学生进行麦芽的粉碎，后续的原料糖化、麦醪过滤、麦汁煮沸、回旋沉淀及麦汁预冷却及设备清洗等环节，都采取由学生亲自操作，教师在旁边指导，突出体现以学生为主体的特点。教师在指导实践操作的同时，在需要的时候可放映对应的PPT的，对此实验环节的原理、注意事项等再次进行强调。通过理实一体化的课堂教学方式，最终达到做中学、学中做，在学练中理解理论知识、掌握技能的教学效果。

3.考核标准

作为一门以项目为载体，以任务为驱动的采用理实一体化教学的实训课程，在啤酒酿造过程中，我们鼓励学生自主创新，要求学生能在老师的指导下，能以小组为单位，通过查阅资料，自己拟定实验方案，酿造自己感兴趣的啤酒风味。因此在考核方式上，我们采取了将项目过程和项目结果相结合的考核方式，即强调项目实施过程考核，也鼓励学生有好的实训产品。其中项目实施过程的考核指标分为实施方案的设计、操作技术的规范性、团队合作能力、平时出勤等，该项指标占总成绩的30%。项目结果考核内容包括：酿造产品的优劣、项目总结报告，该项指标占总成绩的70%。具体评分标准见表1。

四、“啤酒酿造实训”理实一体化教学取得的初步成效

经过几年的探索，“啤酒酿造实训”理实一体化教学取得了一定的初步成效：

（1）提高了学生的学习效果：理论与实践有机融合的教学方式，加强了学生对理论知识的认识，深化了学生的实践能力，提高了学生的学习效果。最终全方位提高了学生的理论素养和实践能力。（2）提高了学生的综合素养：将项目化教学导入实训课堂，以项目作为载体和主线，贯穿整个实训过程。增强了学生的责任心和工程思维，锻炼了学生自主查阅文献、团结协作、相互沟通、创新创业的能力。2018年生物工程专业学生“啤酒精酿工坊”项目获批为国家级大学生创业实训项目（项目编号201810894010X）。（3）提升了教师的教学水平和“双师”能力：理实一体化教学模式的开展，也进一步提高了教师的教学水平、提升了教师的教学设计能力、课堂组织与管理能力，促使了教师向双师型发展，提升了教师的“双师”能力。

表1 啤酒发酵实训课程评分标准

五、结语

目前，我校“啤酒酿造实训”理实一体化教学模式的探索，为我校应用型人才的培养积累了宝贵的经验。但也存有不足之处，如企业参与力度不够，双师型队伍建设有待于进一步加强等。为进一步推进“啤酒酿造实训”理实一体化教学，未来我们应进一步加强与企业的深度合作，将企业的技术人员纳入到我们的教学改革和课堂中，将企业的工艺设计、技术改进、生产安全、故障处理等引入到教学中，提高学生解决企业实际问题的能力，进一步提高学生的职业素养。与此同时，我们还将致力于啤酒工业虚拟仿真实验教学软件的引进或自主研发，以虚促实，虚实对照，学以致用，让学生能更全面的掌握生产工艺和操作要点。为培养创新型、应用型人才开辟新的途径。