以培养实践能力为导向的食品发酵工程教学改革研究

李由然 李江华

摘要：《食品发酵工程》是高等院校生物技术专业食品方向的核心课程，是利用工程学与自然科学等原理，在生物催化剂的作用下，进行食品加工的技术，也是一门新兴学科。食品发酵工程具有很强的应用性与实践性，在教学中非常注重培养学生的实践能力，而教师实践教学能力的优劣直接关系到学生理论知识与实践能力水平。

关键词：实践能力;发酵工程;教学改革

1. 改革教学课时和教学项目

食品发酵工程是一门必修课，根据教学规划，多数高校在大三下学期开设这门课程。一般来说，食品发酵工程共60学时，其中实验课占20学时，另外单独留出一周的时间进行实习。当前，虽然多数高校开设了这门课程，但普遍存在资金投入少、学生基础差、场地设施落后等问题，即便学生已经学过生物化学、微生物学等相关基础内容，但一些基本的实验操作技能如配制培养基、染色、无菌接种仍有待提高，且不能熟练操作显微镜、灭菌锅等仪器，这对开展食品发酵工程教学造成了极为不利的影响。为了改变这一现状，第一要调整开课学期，把食品发酵工程课调到大三上学期，使之与其他课程有效衔接;第二要适当增加实验课时数，以总学时的50%左右为宜，从而使学生有更多的时间进行专业技能训练。

传统的食品发酵工程实验多是验证型实验，鲜少涉及综合性及设计性实验。在教学过程中，教师可以对实验内容进行适当的调整，不要一味追求高大全，而应做到基础内容与发酵操作并重，建议从微生物操作技术入手，通过对发酵菌种的培育与筛选来练习灭菌、接种染色、菌种保存等操作技术，同时加强对实验仪器的操作练习，并根据教学情况，及时对实验方案进行完善与更新。此外，要注重实验教学的系统性与基础性，重点讲解菌种的分离与培养、发酵液的后处理与分析、发酵罐的使用等内容。在设计实验时，要尽量选择与生活相关的内容，重点突出实验的工程背景，如苹果醋的发酵、谷氨酸的发酵、乳酸菌的筛选等。同时，在设计食品发酵工程实验时，要加强与其他学科之间的联系，将不同学科的内容有机融合在一起，这样既有助于学生复习和巩固所学知识，也能有效增强学生的实验能力。在综合实训教学中，学生应自己动手查阅相关资料，搜集相关研究方法，并写出实验操作所采用的技术路线等。在教师的指导下，学生可以独立准备实验器材，设计实验步骤，并完成实验的全过程。这种以实训为主的实践教学能使学生学以致用，使学生的科研能力与探索精神得到全面发展与增强。

2. 以培养实践能力为导向丰富教学模式

2.1 合理分组教学

根据学生的实验能力和实验态度，可将参加实验的学生分为三类：一是实验积极性较低、极易懈怠的学生。这类学生大多受环境影响而产生了懈怠思想，他们的学习成绩处于班级中下游，对实验缺乏参与意识，平时懒于动手和思考，而是习惯于看别人操作;二是动手能力强，能积极参与实验教学的学生;三是已进行过科研实验或着手撰写毕业论文的学生。这类学生具有极强的实践能力，并且学习积极性很高。教师在实施分组教学时，可对三类学生进行搭配分组，可以选择第二类学生担任小组长，负责发酵实验的组织与实施，同时选择第三类学生担任实验的技术指导工作，各小组人数一般为4-6人。实践证明，这样的组合能充分调动学生的实验积极性，每一个小组成员的实验操作技能都能得到明显的提高。其中，第一类学生的实验态度大为改观，能积极参与实验活动，其实验技能也在其他同学的帮助下得到了显著提升;第二类学生动手能力也有显著增强;第三类学生则在指导其他同学实验的过程中进一步拓展了自己的思维。

应注意的是，对于一些基础实验内容，如菌种的分离、培育与保藏等，其操作较为简单，教学目标极易达成，只需学校实验室就能满足全体学生的动手操作需求，所以分组效果不明显。而在后期的综合实验与实习中，分组教学的优势开始显现，其不仅能促使各小组成员积极思考，且小组之间的交流、讨论也比较频繁。在采用分组教学时，学生可以独立完成所承担的任务，也可反复练习发酵操作并多次进行分析测定，细心观察实验流程，还能自主完善实验操作细节，提出改进建议。

2.2 开放实验室

食品发酵工程的课时安排有限，很难在规定时间内完成一些设计性、综合性的实验，所以为了使学生的基本技能得到锻炼，要灵活安排实验时间，必要时可合理利用课下时间，从而在发酵周期内让各小组都有机会动手进行实验操作，充分满足学生的实验需求。同时，要适当延长实验室的开放时间，使学生可以利用自己的课余时间到实验室完成实验操作，同时使学生从自身需求出发对相关实验进行合理安排，有针对性地弥补自身薄弱环节，增强学生独立进行实验探究的自信心。另外，学校课题组也可利用科研优势，吸引部分实验能力强、学习积极主动的学生参加相关发酵科研工作，在增强学生实验技能、开阔学生眼界的同时，为学生撰写毕业论文打好基础。需要注意的一点是，大学生进入实验室首先要提出申请，并签署安全协议，严格遵守实验室管理制度，并协助实验室管理人员做好日常维护工作，确保实验室资源得到合理利用，避免因延长实验室开放时间而给管理员增加额外的工作量。

2.3 工厂实地参观

产学研结合是提升学生实践能力的有效途径，高校要积极与相关企业开展合作，并和酸奶厂、啤酒厂、油脂厂等与发酵有关的企业签订实习协议。为了使学生深刻理解课堂所学知识，掌握发酵技术在生产中的应用，教师可以利用假期或周末带领学生到企业参观学习。尽管学生很难在参观过程中获知企业的核心技术，但通过对整个生产流程及大型发酵设备的参观，仍能加深对有关知识的印象。同时，学生可以和工厂的技术人员进行交流，探讨生产中遇到的问题，然后回到学校查阅相关文献，尝试撰写分析报告并提出解决方案。利用工厂实地参观，多数学生的学习积极性高涨，且在实验操作中更加注意细节，不仅有效提高了学生的实践技能，并且为学生后期的实习与就业奠定了良好的基础。

3. 改革课程评价方法

高校应改革食品发酵工程的课程评价方法，构建完善的考核评价机制，本着结果与过程并重的原则，对学生的学习态度、学习能力与考试成绩进行全面考核。以实验考核为例，可以把实验成绩分成四部分：实验准备部分占10%，实验态度部分占20%，实际操作部分占40%，实验报告占30%。其中，实验操作部分主要是考核同学自主操作发酵罐的能力，目的是使全体学生都能熟练掌握发酵罐的操作技巧，从而为综合实验操作与实习夯实基础。对于实习成绩也可分为四部分：实习态度占20%，出勤率占10%，实习操作能力占20%，实习报告占50%。通过全方位考核，能对每位学生进行全面、客观地评价。此外，在实习过程中，学生可以就生产中的问题进行分析并找出解決方案，可将这部分工作计入发酵课程的总成绩中，分数比例占10%。

4. 组建高水平的教师队伍

第一，加强教师培训与学习，不断提升教师业务能力。高校在培养师资力量的过程中，要加强与兄弟院校之间的交流，采取“请进来”“走出去”的方式，聘请食品发酵工程方面的教授、学者来校讲课、交流经验，或者组织理论知识丰富的教师到生产一线进行锻炼，全面提高本校教师的实践教学水平。同时，可组织本校实践经验丰富而理论知识有所欠缺的教师外出培训、学习，引进学科发展的最新成果，掌握最前沿的学科科研动态，全面提升教师的专业理论能力。第二，应加强本校不同院系之间的交流与合作，通过与兄弟院系之间的交流，优化本校教师的知识结构，进一步提高整体教学水平。第三，高校可以依托科研服务、教学生产、科技开发等，全面提高教师的综合实践能力，更好地满足教学需要。教学改革是一项长期而艰巨的任务，涉及方方面面的内容，教师必须具备渊博的知识与丰富的实践经验。因此，高校要鼓励教师开展课题研究，并给予人员、经费等支持，帮助教师更好地开展课题研究，进一步提高教师的理论与实践水平。在此基础上，结合教学方法改革，把科学、前沿、严谨的知识与技能传授给学生，增强学生的动手能力，使学生兼具较高的理论水平与熟练的实验操作技能。

结语

总之，随着科技的发展，食品发酵工程技术逐渐呈现学科交叉融合的特点，且越来越强调实践操作的重要性，今后，培养理论知识与专业能力俱佳的人才是食品发酵工程教学的最终目标。因此，高校要进一步强化实践技能教学，将生物技术和工程实践紧密结合，从而培养出理论知识、实践技能与综合素质全面发展的创新型人才，为生物工程建设提供有力的人才支持。

作者简介：

李由然（1985.1-），男，汉族，河南郑州人，博士研究生，副教授，研究方向：发酵工程。