師艷秋　林范學(xué)　馮磊　王超　劉靜

摘? 要：發(fā)酵工程由于應(yīng)用性強(qiáng)和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，成為我校釀酒工程、生物工程和生物制藥三門專業(yè)的一門核心課程。為了順應(yīng)當(dāng)前行業(yè)格局變化，找好理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的切入點(diǎn)，讓學(xué)生在有限時間內(nèi)掌握課程的基本內(nèi)容及實(shí)踐技能，培養(yǎng)出符合時代要求的創(chuàng)新型，應(yīng)用型和綜合型人才，課程組成員一直致力于教學(xué)改革和實(shí)踐，取得了一定的成果，逐步形成了適應(yīng)專業(yè)和時代要求的課程體系。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程;教學(xué)改革;高素質(zhì);應(yīng)用型人才

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）15-0110-03

Abstract： Fermentation engineering has the characteristics of strong applicability and practice. It has become a core course in the three majors of brewing engineering， bioengineering and biopharmaceutical. In order to adapt to current patterns of fermentation industry， it is important to find an entry point to combination of theory and practice. Students could master the basics of the course and practical skills， and become innovative， applied and inter-disciplinary talent. Task force members of the course are committed to exploration and practice. Some results have been achieved. At last， the system of course was formed to adapt the requirements of professional and the times.

Keywords： fermentation engineering; exploration; high-quality; applied talents

發(fā)酵工程是一門利用微生物的生長繁殖和代謝活動，通過現(xiàn)代化工技術(shù)，大量生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品的工程技術(shù)課程，內(nèi)容涉及到數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)和工程學(xué)等學(xué)科，產(chǎn)品跨越了農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工、食品、能源等領(lǐng)域，涉及面廣，內(nèi)容豐富。近年來，世界范圍的人口、資源（包括能源和糧食）與環(huán)境問題日益尖銳，對于我國工業(yè)生物技術(shù)提出了更高的要求。而我國生物技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢，發(fā)酵工程由于應(yīng)用性強(qiáng)和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，成為生物工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工和食品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化的必要保障[1]。

李克強(qiáng)總理在2015年政府工作報告中明確提出引導(dǎo)部分地方本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。近年來教育部多措并舉，引導(dǎo)和推動轉(zhuǎn)型發(fā)展向政策保障、深度轉(zhuǎn)型、示范引領(lǐng)上邁進(jìn)，應(yīng)用型高校建設(shè)呈現(xiàn)良好勢頭。而我校一直致力于向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型，在2010年就確立了辦學(xué)定位是“應(yīng)用型、地方性、開放式、國際化”，在人才方案中明確提出培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才。為了成功向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型，完成對高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)已成為高校刻不容緩的工作。從推動學(xué)生就業(yè)和社會發(fā)展的雙重角度出發(fā)，做好發(fā)酵工程課程的建設(shè)與改革，培養(yǎng)發(fā)酵領(lǐng)域的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，對于振興工程教育、為國家工業(yè)化發(fā)展輸送人才具有重要而深遠(yuǎn)意義。

我校于1997 年設(shè)立生物工程專業(yè)，開設(shè)了發(fā)酵工程并成為了專業(yè)核心課程。隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模擴(kuò)大及專業(yè)擴(kuò)充，發(fā)酵工程陸續(xù)成為釀酒工程和生物制藥的專業(yè)核心課程。為了順應(yīng)當(dāng)前行業(yè)格局變化，找好理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的切入點(diǎn)，讓學(xué)生在有限時間內(nèi)掌握發(fā)酵工程的基本內(nèi)容及實(shí)踐技能，培養(yǎng)出符合時代要求的創(chuàng)新型，應(yīng)用型和綜合型人才，近幾年來課程組成員一直致力于教學(xué)改革和實(shí)踐，取得了一定的成果。課程性質(zhì)從合格課程提升到優(yōu)質(zhì)課程，到現(xiàn)在的精品課程，得到了教學(xué)部門的充分認(rèn)可。發(fā)酵工程課程的開設(shè)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)、科研興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及動手實(shí)踐能力，提高了學(xué)生科研素養(yǎng)，逐步形成了適應(yīng)專業(yè)和時代要求的課程體系。

基于此，以釀酒工程專業(yè)為例，從課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核體系、效果評價機(jī)制四個方面，對近年來進(jìn)行的教學(xué)改革工作做了總結(jié)（見圖1）。

一、課堂教學(xué)

（一）課堂教學(xué)內(nèi)容根據(jù)專業(yè)特色進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整

應(yīng)用型人才培養(yǎng)要重視學(xué)生的自主性和互動性，帶著興趣學(xué)習(xí)，突出培養(yǎng)學(xué)習(xí)吸收轉(zhuǎn)化應(yīng)用的能力。在“夯實(shí)基礎(chǔ)知識，加強(qiáng)基本技能，適應(yīng)社會需求，提升綜合素養(yǎng)”課程體系構(gòu)建思路的指導(dǎo)下，對課程內(nèi)容體系進(jìn)行了改革。按照發(fā)酵工業(yè)的一般流程和特點(diǎn)進(jìn)行內(nèi)容優(yōu)化和整合，最后確定作為重點(diǎn)講解內(nèi)容的章節(jié)。給釀酒工程專業(yè)的學(xué)生制定教學(xué)大綱時，根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，總體講解酒類釀造的流程，結(jié)合相關(guān)視頻讓學(xué)生直觀地對于酒類發(fā)酵有總體輪廓認(rèn)識，然后重點(diǎn)突出了酒類釀造的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括菌種選育、培養(yǎng)基制備、無菌空氣的制備、發(fā)酵罐及條件控制，下游的分離純化工藝，當(dāng)整個體系都講完時，讓學(xué)生結(jié)合專業(yè)的特點(diǎn)，進(jìn)行酒類發(fā)酵生產(chǎn)的學(xué)習(xí)，以白酒為例，進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)酒類產(chǎn)品的整個發(fā)酵生產(chǎn)過程，做到學(xué)以致用。由于教學(xué)參考教材內(nèi)容更新速度較慢，而相關(guān)科學(xué)研究進(jìn)展日新月異，為了做到內(nèi)容更新的時效性和專業(yè)的強(qiáng)對接性，自編符合本校學(xué)生和本專業(yè)學(xué)生用的教材，每年都要更新教學(xué)內(nèi)容和補(bǔ)充該領(lǐng)域在相關(guān)專業(yè)方面的新技術(shù)、新方法和新成果的相關(guān)內(nèi)容，及時向?qū)W生介紹發(fā)酵工程發(fā)展的前沿信息，以達(dá)到擴(kuò)大學(xué)生的知識面和視野。

為了讓學(xué)生在學(xué)到理論知識的基礎(chǔ)上，及時了解本學(xué)科前沿的科技動態(tài)和最新相關(guān)行業(yè)信息，課程組成員積極參與全國發(fā)酵工程學(xué)術(shù)研討會，及時傳送最新信息。

（二）教學(xué)方法

為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，在授課時采用多種教學(xué)方法并用[2]，擯棄了一節(jié)課老師從開始一直講到最后，學(xué)生不感興趣最后效果甚微的現(xiàn)象。在上課時靈活采用教學(xué)方法，案例式教學(xué)與問題式驅(qū)動教學(xué)方法為主，其它方式為輔的方式進(jìn)行。比如在講緒論時，為了讓他們真正意識到發(fā)酵工程這門課的重要性，先讓他們帶著問題：與發(fā)酵工程相關(guān)的發(fā)酵產(chǎn)品有哪些？帶著問題思考和同學(xué)討論，然后讓他們一一列舉出來，為了進(jìn)一步驗(yàn)證重要性，結(jié)合案例，觀看短片：舌尖上的中國——轉(zhuǎn)化的靈魂，再讓他們直接接受發(fā)酵工程在食品中做貢獻(xiàn)的過程，再讓他們提煉問題，既加深了認(rèn)識，還為以后的理論學(xué)習(xí)提供幫助。菌種的分離與篩選這一節(jié)課時，開始采用問題驅(qū)動式教學(xué)方式，讓大家?guī)е鴨栴}“工業(yè)化生產(chǎn)白酒時，如何解決酒曲的問題？”先去思考，通過多種渠道尋找答案，這樣對于這一節(jié)課的主要內(nèi)容和應(yīng)用都有了較為整體和籠統(tǒng)的認(rèn)識，然后讓他們看短片：白酒的釀造工藝，然后讓他們從短片中找答案，最后系統(tǒng)學(xué)習(xí)，都會帶著興趣和找答案的方式積極投入到新課中去。過程中為了讓大家關(guān)注點(diǎn)一直集中在教學(xué)內(nèi)容上，我們采用案例式、討論式、啟發(fā)式，讓學(xué)生參與進(jìn)來，到最后結(jié)束時，除了總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，還要提前布置下節(jié)課的內(nèi)容，比如進(jìn)行生產(chǎn)工藝內(nèi)容教學(xué)時，采用案例的方式，每節(jié)課設(shè)定目標(biāo)，提前一周將某一產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程的視頻發(fā)放給學(xué)生，課前由學(xué)生分成小組進(jìn)行討論、分析，課上，由每組推薦一名同學(xué)對總結(jié)內(nèi)容進(jìn)行發(fā)言，由全班進(jìn)行討論，對于個別的問題，任課教師單獨(dú)說明，對于共性的問題，任課教師在下次課中重點(diǎn)講解，提高授課的針對性。

為了做到教學(xué)方法與時俱進(jìn)，課題組適時進(jìn)行嘗試新的教學(xué)方式，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法[3]在嘗試與應(yīng)用中，也取得了不錯的教學(xué)效果。

善于利用當(dāng)前各種教學(xué)設(shè)備和信息工具，用多媒體教學(xué)，結(jié)合大量的動畫、視頻、圖片等材料，穿插在教學(xué)中，既提高了教學(xué)效率，又達(dá)到了教學(xué)的目的。引進(jìn)一套發(fā)酵工程設(shè)備及產(chǎn)品分離方面的教學(xué)仿真軟件，結(jié)合自制的多媒體教學(xué)課件，在學(xué)習(xí)相關(guān)單元知識時，使用仿真軟件播放相關(guān)內(nèi)容，如過濾原理、發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)與滅菌操作等，將工藝原理以及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)動態(tài)展現(xiàn)出來，形成理論知識與形象感受交叉互動，加深學(xué)生的理解的同時活躍課堂學(xué)習(xí)氛圍。

在教學(xué)方法改進(jìn)中，大膽嘗試讓學(xué)生參與教學(xué)，參與教學(xué)改革，充分調(diào)動學(xué)生的參與積極性，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，一學(xué)期隨機(jī)安排1-2次的學(xué)生教學(xué)內(nèi)容。在基本理論知識授課完畢之后，讓他們真正認(rèn)識到理論指導(dǎo)實(shí)踐的重要作用，可選取發(fā)酵工程在食品的應(yīng)用章節(jié)，讓學(xué)生自行組成幾個團(tuán)隊(duì)，從白酒、啤酒、葡萄酒、黃酒的釀造工藝教學(xué)中選取一個案例，進(jìn)行備課講課。通過這種方式，可以讓學(xué)生體驗(yàn)一下老師上課的不容易，同時學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高，學(xué)習(xí)參與度提高，并且通過自身的授課提出教學(xué)改進(jìn)的一些好方法，達(dá)到一舉兩得的效果。到這個環(huán)節(jié)，有的同學(xué)告訴我：老師，以后可以多提供這種模式教學(xué)的機(jī)會。

為了提高教學(xué)效果，課題組老師會安排到相關(guān)的發(fā)酵行業(yè)企業(yè)進(jìn)行一線實(shí)踐鍛煉，豐富生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能做好教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)工作。同時，主動請發(fā)酵行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的專家，課堂上進(jìn)行面對面與學(xué)生授課，他們豐富的一線生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可有效彌補(bǔ)專業(yè)教師在此方面的不足。釀酒工程專業(yè)與當(dāng)?shù)乜赘揖茦I(yè)有限公司建立了長期的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，老師可以根據(jù)專業(yè)要求進(jìn)入酒廠進(jìn)行學(xué)習(xí)，酒廠專家根據(jù)課程需要可以進(jìn)入課堂授課和專業(yè)技能的指導(dǎo)。

這幾年的學(xué)生回饋的信息，一致認(rèn)為：企業(yè)專家講的很多都是課堂上聽不到的，也肯定了這一形式的重要性，通過“走出去”與“請進(jìn)來”相結(jié)合，發(fā)酵工程的課堂教學(xué)不再枯燥乏味，極大地提高課程的趣味性與有效性。

二、實(shí)踐教學(xué)改革

（一）調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

為了突出釀酒工程專業(yè)特點(diǎn)，加深課程學(xué)習(xí)，讓學(xué)生可以自由選擇時間出入實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行果酒產(chǎn)品的研制，最后研發(fā)出來的產(chǎn)品大家分享與討論。在這期間，老師可以適當(dāng)給予指導(dǎo)和建議。這種自主選擇的模式激發(fā)了他們對于做實(shí)驗(yàn)的興趣。在嘗試中，鍛煉動手能力、思考問題的能力，促進(jìn)課堂的知識學(xué)習(xí)的吸收與轉(zhuǎn)化。根據(jù)本系的教學(xué)條件，結(jié)合項(xiàng)目組成員老師的科研項(xiàng)目編寫實(shí)驗(yàn)教材，免費(fèi)給學(xué)生使用。

（二）改革實(shí)踐教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力

在實(shí)踐教學(xué)中，拋棄了先上理論課再上實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)模式。進(jìn)行了開課前的實(shí)踐教學(xué)，進(jìn)行工廠參觀學(xué)習(xí)，到授課中的實(shí)踐教學(xué)-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)，到結(jié)課后的實(shí)踐教學(xué)-設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的綜合應(yīng)用。

在正式上課之前，讓學(xué)生進(jìn)入發(fā)酵工廠（孔府家酒、正大菱花）進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，通過實(shí)地觀察，可了解發(fā)酵工藝的基本流程和相關(guān)設(shè)備，直觀認(rèn)識的同時，學(xué)生會帶來很多不懂的問題，然后讓學(xué)生帶著渴求知道答案的愿望下把這些問題帶到課堂的理論學(xué)習(xí)中，對課堂授課有很大的幫助。同時將參觀學(xué)習(xí)的過程制作成圖片或視頻，在課堂理論教學(xué)時播放，幫助學(xué)生回憶實(shí)習(xí)時的直觀認(rèn)識，加深理論知識的學(xué)習(xí)，看到自己的實(shí)習(xí)音像資料，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

學(xué)生經(jīng)過工廠的參觀學(xué)習(xí)，再進(jìn)行相關(guān)的理論學(xué)習(xí)，可以進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)，加深相關(guān)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)，比如：培養(yǎng)基配制學(xué)習(xí)中，會提供實(shí)驗(yàn)室的開放時間，利用現(xiàn)有菌種，讓學(xué)生自查資料怎么進(jìn)行這種菌種培養(yǎng)基配方的選擇，自行或者小組形式到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行培養(yǎng)基的配制工作;工業(yè)菌種篩選和制備中，為學(xué)生提供菌種，學(xué)生進(jìn)行菌種擴(kuò)大培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn);發(fā)酵工藝控制模塊中，在實(shí)驗(yàn)室中利用仿真軟件的學(xué)習(xí)進(jìn)行全自動發(fā)酵罐培養(yǎng)演示和操作，學(xué)生可直觀認(rèn)識各個參數(shù)的控制情況;從而將理論知識和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量。

在理論課結(jié)束后，適時引入項(xiàng)目教學(xué)法，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)模式。學(xué)生自主探索為基礎(chǔ)，教師指導(dǎo)為輔，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作下主動接受知識和技能的教學(xué)方式[4]。首先進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)前提是沒有給學(xué)生一個具體的實(shí)驗(yàn)方案，教師指導(dǎo)學(xué)生以小組或團(tuán)隊(duì)協(xié)作方式對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行交流討論，包括原材料預(yù)處理，溶液配制，工藝條件優(yōu)化，檢測方法，設(shè)備的使用等，分析操作的程序，方法，可行性及可能存在的問題。其次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施階段，學(xué)生操作和分析討論為主，教師指導(dǎo)為輔，每組根據(jù)目的任務(wù)和目標(biāo)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成操作，得到結(jié)果，針對結(jié)果進(jìn)行組間對比分析，找出差距，經(jīng)過討論，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的評價階段，以教師評定為主，教師對每組進(jìn)行過程性考核，包括動手能力、小組協(xié)作能力和自主創(chuàng)新能力進(jìn)行點(diǎn)評，并提出指導(dǎo)性意見。通過這種形式，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、自主性和責(zé)任心，既鞏固了基礎(chǔ)理論知識，也提高了實(shí)驗(yàn)操作技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。

三、改進(jìn)考核方法，完善教學(xué)評價體系

由于發(fā)酵工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的科目，單純靠期末考試很難評價學(xué)生知識掌握的情況，所以我們會從多個方面考核學(xué)生的綜合能力。根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及針對學(xué)生的調(diào)研結(jié)果，改革完善了實(shí)踐教學(xué)的考核評價體系，既注重過程，又注重結(jié)果，對學(xué)生態(tài)度、能力和成績進(jìn)行全面的考核。我們將發(fā)酵工程課程的考核分成3部分： 平時成績10%，實(shí)驗(yàn)成績20%，期末閉卷考試成績70%，其中平時成績是考核學(xué)生出勤率、平時表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、課堂表現(xiàn)等，實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)報告、實(shí)踐操作技能、產(chǎn)品效果表現(xiàn)，以及針對上述參觀實(shí)習(xí)所提交報告的考核，期末考試則全面考察學(xué)生對基礎(chǔ)知識和重點(diǎn)內(nèi)容的掌握情況，題型有名詞解釋、填空、單選、多選、簡答、論述或案例分析等。

四、教學(xué)效果評價

為了全面評價項(xiàng)目實(shí)施效果，進(jìn)行學(xué)評教、教學(xué)成果、學(xué)生科研成果等方面。學(xué)評教就是根據(jù)校內(nèi)學(xué)生評教指標(biāo)和校內(nèi)管理部門提供的近三年的學(xué)生評價結(jié)果進(jìn)行分析，并跟蹤學(xué)生進(jìn)行訪問，及時收集他們的反饋信息。積極進(jìn)行發(fā)酵工程課程教學(xué)改革，相關(guān)教師指導(dǎo)學(xué)生參與開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生各類科研立項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)論文，學(xué)生和指導(dǎo)老師合作發(fā)表文章。

總之，學(xué)校的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是本科教育達(dá)到四個回歸的有力保障。課程教學(xué)進(jìn)行高質(zhì)量和與時俱進(jìn)的改革，才能為國家和人民建設(shè)提供高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。最后，作為發(fā)酵工程的授課教師，不僅要不斷提高自身的綜合素質(zhì)，夯實(shí)專業(yè)知識，還需要我們及時與專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)科前沿信息相結(jié)合，不斷進(jìn)行課程內(nèi)容的調(diào)整，結(jié)合日新月異的現(xiàn)代教育技術(shù)手段，緊跟時代前沿，讓理論和實(shí)踐結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中，不僅學(xué)到專業(yè)知識，鍛煉實(shí)踐技能，還能提高他們的專業(yè)素養(yǎng)。

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