对发酵工程课程教学的几点思考

要注意运用启发式、讨论式、设计式、演示式教学和 实践式教学等多种教学方法的综合应用。 对于发酵工程 中的一系列概念、原理、法则等难点、重点问题，在讲解中 不仅要讲清它们的定义、内涵，还要讲清这些原理和建立 公式的条件、思路、方法以及适用范围限制等。 为了使学 生完全理解、融会贯通，可采用启发式、讨论式等互动教 学模式，鼓励学生对不懂的知识点当场或课后及时提问； 亦可考虑让学生直接参与到教学工作中。 为此，我们每学 期都针对学生在听课和学习过程中可能遇到的问题或新 见解，专门安排 1-2 次课堂讨论。
一、理清课程体系，提炼核心内容 1．以 一 条 主 线 串 联 各 单 元 操 作 在生物工业领域中，尽管各种生物产品的生产工艺， 从原材料到菌种、生物反应器、产物的分离与提纯等都有 着很大的差异，但其基本生产模式和理论基础相同。 将发 酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来， 归纳为各个 单元操作， 并将这些单元操作按照发酵工艺过程串联为 菌 种— — — 培 养 基 — — — 种 子 扩 培 — — — 发 酵 过 程 控 制 一 条 主 线，应该是发酵工程课程的核心和授课的重点，需要在授 课过程中不断强化，并让学生牢固掌握。 2．强 化 生 物 学 和 工 程 学 两 个 基 础 发酵工程是利用微生物特定机能在特定反应器中生 产有用产品的技术过程，因而也就有两个基础，即生物学 基础和工程学基础。 为此，要坚持两个基础并重，力求让 学生在掌握生物学基本原理的基础上， 认识发酵过程的 放大与控制的基本特点。
四、注重实践环节，建立多层次的实验教学体系 “发酵工程” 是一门实践性和应用性很强的课程，需 要理论与实践的密切联系。 为了帮助学生加深理解，增长 基本技能， 培养学生的创新精神， 必须加强实践教学环 节，并以此作为“发酵工程”教学的重要部分和课程建设 的重点。 我校经过近几年的改革， 业已形成了由认识实 习、单元操作实验、生物工艺大实验等不同实践环节组成 的实践教学体系。 认识实习环节：安排在专业课开课之前，通过组织学 生参观不同类型的发酵工厂， 使学生对发酵工厂有一个 整体的概念，以便学生理解和掌握教师的授课内容。 单元操作实验：通过开设和优化单元操作实验，深化 学生对发酵工程及其上下游相关的单元操作的基本原理 和操作技术的理解和应用。 使得单元操作实验能够基本 上覆盖发酵工程及相关的生物反应工程、酶工程（蛋白质 工程）、 细胞工程和生物分离工程等生物工程的不同领 域。 通过单元操作实验，有利于加深学生对各门课程中的 基本知识及其工程实际应用的理解， 培养学生的基本操 作能力和动手能力，进而增强学生的就业能力。 工艺大实验： 根据老师所从事的科研与产业化结合 紧密的特点， 我们结合发酵工业生产实际和科研发展动 态 ，设 置 了 针 对 不 同发 酵 产 品 的 综 合 性 工 艺试 验 ，将 属 于 菌种改造、生物分析、生物反应工程原理、生物分离工程 等课程的各种单元操作实验有机地整合到工艺大实验 中。 实验内容要求具有较强的综合性，应尽量涵盖菌种选 育和构建、原材料分析与处理、培养基和空气灭菌、发酵 过程优化、产物分离提取和分析检测等上中下游内容。 通 过生物工艺实验， 使学生生物工程单元操作的基本训练 得到提高， 同时使其掌握一至两种典型生物产品的发酵 生 产 工 艺 ，加 深学 生 对 一 般 发 酵 过 程 的总 体 认 识 和 把 握 ， 锻炼学生的实际操作能力和分析测试能力， 努力培养学 生的创新思维。
要活用、用好多媒体课件。 多媒体技术的应用，为教 学带来了活力，它提供了视觉、听觉等多器官刺激，使抽 象的内容具体化、直观化，不仅能活跃课堂气氛，也在一 定程度上提高了学生的学习效率。 但是，多媒体课件只能 是辅助教学手段，绝不可多用、滥用甚至完全依赖于它。 据南方科技大学校长朱清时院士讲，“麻省理工学院不允 许用 PPT 文件，要写板书，这是符合认知规律的”。 实践表 明，在课堂中，起主导作用的仍是教师，教师要适时、适当 地运用板书， 肢体语言等方式， 才能达到更好的教学效 果，而 PPT 文件应该只起到类似以前挂图的作用，如若全 部用 PPT 文件讲课，讲得学生都坐“飞机”了，教学效果自 然不好。
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在菌种、培养基制备与灭菌、种子扩大培养等章节的 讲解过程中， 应该强调该章内容与微生物基本特性之间 的关系，从而使庞杂的内容主干清晰、脉络分明，这样，既 可以使学生对前后知识融会贯通， 加深对知识的理解和 掌握，也有助于学生对重点和难点的掌握。
当前，生物技术的迅猛发展，使得发酵过程的生物学 知识备受关注，因而，在教学中更易得到强化。 而对于工 程学基础，则往往会不被重视。 然而，发酵工程专业区别 于其他生物技术相关专业的根本就在于其工程化特点， 离开了工程实际，发酵工程专业将毫无特色和竞争力。 我 校具有浓厚的轻工背景，学生工程思维好、工科能力强曾 是我校毕业生的就业优势，但是近年来，由于教学资源、 师资队伍等各种因素所限，学生生产实习、工程实训机会 很少，致使学生的工程能力有所下降，不仅缺乏从工程的 视角和思维， 运用工程的原理和方法解决实际问题的能 力，甚至缺乏对工程概念的基本了解和掌握。 针对上述问 题，在发酵工程教学中一定要加强反应动力学、发酵过程 放大、 发酵过程控制等与工程相关的理论基础与实践应 用方面的讲解， 并力图通过发酵过程的多尺度问题将生 物学和工程学基础有机地结合起来。
二、丰富并更新教学内容 当前，工业生物技术日新月异，作为工业生物技术核 心内容的发酵工程技术也在不断丰富和发展， 发酵工程 的教学内容也应及时加以补充和更新。 教师在教学中，应 在教材的基础上，对教学内容加以充实扩展，通过阅览国 内外专业期刊， 浏览专业网站等， 将国内外相关的新理 论、新设计、新技术、新方法及时介绍给学生，使教学内容
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教学改革与实践
教学改革与实践
对发酵工程课程教学的几点思考
□ 天津科技大学 陈叶福 肖冬光 陈 宁 乔长晟
摘 要：发酵工程是工业生物技术的核心内容，提高发酵工程课程授课质量，对于发酵工程相关专业人 才培养，乃至对于促进工业生物技术产业发展都至关重要。 本文从发酵工程课程体系与核心内容认知、教学 内容补充与更新、 不同教学方法的实际应用和多层次实践教学体系建立等方面提出了一些提高发酵工程课 程教学质量的方法和手段，供同行们参考指正。
关键词：发酵工程；课程体系；实例教学；“溯源”式教学；实践教学 中 图 分 类 号 ：G642．0
发酵工程，狭义上也称为微生物工程，是在人为控制 的条件下， 通过微生物或动植物细胞的生命活动而获得 人们所需物质的技术过程， 是现代生物技术的重要组成 部分。 当今，人类社会正处在从碳氢化合物经济向碳水化 合物经济转变的转型期，工业生物技术应势而起，发展日 新月异， 而发酵工程则在工业生物技术中扮演着产业化 的关键角色，其重要地位不言自明。 发酵工程课作为生物 工程专业的核心课程，其授课质量的好坏，学生掌握程度 如何， 都直接关系到学生质量。 笔者仅就多年的授课实 践，结合其他兄弟院校的教学经验谈几点看法，以期抛砖 引玉，为提高发酵工程课程教学质量贡献绵薄之力。
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注重实例教学。 发酵工程是一门与生产实践密切联 系的应用学科， 教师在讲述中要尽量把生产生活中与发 酵有关的实例引人课堂中进行剖析，引导学生自主思考， 要善于将书本基本原理与实际应用有机结合起来， 从而 加深对理论知识的理解，提高学生发现问题、解决问题的 能力，促使学生自觉地扮演好学习主体的角色。
注重“溯源”式教学。 教材中任何一个重要理论和概 念的发现，追溯至其源头，都是某个大师级人物的创造性 思维和实验的结果，都可能是一段吸引人的历史故事，就 像我们熟知的万有引力和一个苹果落地的故事一样。 “穿 越”时空，将枯燥的理论和概念还原到当时的环境中，象 讲述一个历史故事、一段历史传奇一样生动地讲述出来， 有利于使学生充分发挥想象力、主动思考，当一回“穿越 时空”剧的主角，这样做即可活跃课堂气氛、激发学生的 学习兴趣， 又能加深学生对理论和概念及其应用的深刻不断得以充实，超前于教材，加大课堂的信息量，用现代 论点描述经典发酵理论，用现代知识拓宽课程内容，强调 发酵工程内容与当代科技发展和日常生活相结合， 将学 科前沿恰到好处地融入到教学中去， 使学生在系统学习 中获得新知识。
三、综合应用各种教学方法，调动学生学习的积极性 和主动性