发酵工程重要知识点的教学体会
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【摘 要】发酵工程是生物工程专业核心课程，涉及到专业领域的多个学科。在教学过程中以重要知识点为主线进行充分准备，既可以丰富课堂教学内容和手段又可以提高教学效果，对知识的掌握起到纲举目张的作用。本文对发酵工程重要章节课堂教学的准备和实践进行了总结。
【关键词】发酵工程;重要知识点;教学
中图分类号： G642;TQ920-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）27-0129-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.27.055
【Abstract】Fermentation engineering is a core course in bioengineering， involving multiple disciplines in the professional field.In the process of teaching，the preparation of important knowledge points as the main line can not only enrich the content and means of classroom teaching， but also improve the teaching effect， and play a role in the mastery of knowledge.This paper summarizes the preparation and practice of classroom teaching in important chapters of fermentation engineering.
【Key words】Fermentation engineering; Important knowledge; Teaching
发酵工程作为工业生物技术的重要组成部分，随着生命科学的快速发展，在能源、化工、材料、环保、医药、食品等研究领域取得了丰硕成果，而快速发展的发酵技术也对发酵工程教学提出了更高的要求。作为生物工程专业的专业核心课，发酵工程与生物化学、微生物学、基因工程、化工原理等多个学科均有紧密联系。但在发酵工程课堂教学过程中不少学生存在“听得懂、理不顺、记不准、不会用”的现状，为此我们在教学过程中以学生“能懂会用记得牢”为导向，以重要知识点为主线，以点连线，以线带面，运用多种教学手段对本课程的重要章节进行讲解，取得了较好效果。现对相关经验进行总结。
1 绪论内容精心准备
作为发酵工程的“开学第一课”，绪论内容既是贯穿课程全程学习内容的主线，又是使学生耳目一新、增加学习积极性的重要助推器。对这部分内容的备课过程需要教师对教材既要有高瞻远瞩的全局把握又要有丰富的知识储备，能够旁征博引、深入浅出。[1]本课程选用韦革宏主编的《发酵工程》为教材，绪论章节包括发酵工程概念、发展历程、研究内容与发酵类型以及下游工程的知识。[2]在讲解发酵工程概念的时候需要厘清其与生物化工的区别，也要通过生活中常见的酒类、面包、酸奶的生产实例加深感性认识，更重要的是要把它的科学定义讲清，以消除同学们在思想上的厌烦或轻视;在发展历程的授课中要把发酵工程的几个发展时期结合当时的科学技术发展和社会需求相结合，既要讲清楚“为什么”和“怎么样”，也要将发酵工程在当前能源、环境、医药的具体应用融入到课堂内容，以激发学生的学习兴趣;在研究内容的讲解部分可以提前准备好一些典型发酵工业产品如啤酒以及白酒的生产视屏，通过情景教学法结合视屏内容的分解与概括，使这些具体可感、有实质性内容的知识清楚地解释发酵工程课“学什么”“学了有什么用”，进而对整个课程的学习起到良好的铺垫和启迪。
教育部在四川成都召开的新时代全国高等学校本科教育工作会议上， 陈宝生部长提到课堂教学要达到学生主动地“坐到前排来、把头抬起来、提出问题来”三个要求[3]，而对绪论内容的精心准备有利于在学生的“开学第一课”达到这几方面的效果。
2 上游知识高度重视
菌种和培养基的选择和制备属于发酵工程的上游知识，其中菌种是企业的核心竞争力。所选用的教材这部分内容涉及较少， 为了使学生掌握的知识更加全面、更加深入， 可以从李艳主编的《发酵工程原理与技术》、尹光琳主编的《发酵工业全书》、徐巖主编的《发酵工程》等参考书以及最新文献对相关知识进行补充和完善。例如菌种的诱变选育部分，教材只提到传统的诱变方式，其具有高毒性、筛选工作量大等缺陷，容易使学生有畏难情绪，在讲解过程可以采用案例教学法介绍目前研究比较热门的常压室温等离子体（ARTP）诱变系统以及高通量筛选技术，这二者的结合可以很方便高效地选育目的菌种;再如“不可复制的茅台酒”案例所揭示的我国白酒各产区香型不同的原因。除了案例教学法，从自然界中选育菌种还可以使用研讨式教学进行学习：在本章节正式授课前一周将学生分为三个组，分别对应为什么要进行菌种选育？怎么样从自然界中获得菌种？怎样对现有菌种进行改造？各小组均需要知道生产用微生物的要求、怎样进行生产性能测试等共性问题，不同小组准备各自的小组问题。如怎样对现有菌种进行改造小组要知道菌种诱变选育的原理和方法以及进行当前针对传统基因工程手段的缺陷提出的新的手段。通过课前的准备，各小组按照本小节内容走向的逻辑顺序讲述，在讲解过程进行小组间的讨论，教师在必要时进行补充和完善。[4]
培养基的制备选定教材只是介绍了培养基的组成、工业培养基的种类和选择，内容较为单薄。由于本门课程在大学三年级开设，此时学生对大部分专业知识已经有所涉猎，部分同学开始在教师的指导下进行发酵实验，对如何进行培养基优化进行深入讲解，对于学生的实验和毕业论文工作有非常好的现实意义。此部分可以通过实际案例介绍正交优化、响应面分析、析因实验等目前广泛使用的高效培养及优化手段如何进行，并取得怎样的效果，使学生能够实现“即学即用、活学活用”。 3 工艺调控要联系实际
发酵条件及过程参数的优化调控属于发酵中游部分，是产品产量和质量的关键保障。包括菌浓、温度、pH、溶氧、二氧化碳和呼吸熵、泡沫等内容。这一章节在整个课程教授过程中起到承上启下的作用，因此可以结合第八章《现代发酵工业主要产品的工艺过程》中部分实际工艺流程进行案例式教学。[2]具体实施方法如下：在本章节教学过程中，将整个专业的35人随机分为5组，对第八章的抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂、核苷酸等具体产品生产案例进行选择;每个小组进行无领导讨论后对任务进行分配，包括资料的收集完善、幻灯片制作以及规定时间内章节内容的讲解;在小组讲解完成后由教师和学生围绕具体操作进行提问，进而加深对发酵过程工艺调控的理解。这样的案例式教学主要有三点好处：一是增强学生的工程意识，通过专题讨论， 提高了学生的成本与效率意识、整体和全局意识等工程素质;[5]二是提高学生的合作意识，调动了学生的积极性也能够让学生在小组互动的过程中锻炼团队协作和人际沟通能力;三是改善课程评价体系，以往平时成绩主要由平时点到和课后作业构成，缺少一定的科学性，这种形式的小组讨论可以明显提高学生的评价体系。
除了采用案例式教学法，我们教学团队还与当地永州异蛇科技实业有限公司建立了长期的产学研合作关系，任课老师带领学生进入公司，开展“永州异蛇酒”酿造的现场教学，聘请公司酿酒技术专家进入课堂，讲授酒制造关键工艺技术及注意事项的理论课程。通过“走出去”与“请进来”相结合[6]，本章节课堂教学也不再枯燥乏味，极大地提高课程的趣味性与学生的积极性。
4 结论与展望
作为生物工程的专业核心课程，本课程对学生的实践操作、综合知识的运用能力均有较高的要求。教学过程中以教学实际效果为目标，以重点章节为主线，结合传统课堂教学模式，运用案例教学法、小组讨论法、研讨式教学等多种教学手段，既加深了学生对知识的掌握和运用能力，也活跃了课堂学习氛围，对提高学生的专业能力重要作用。
【参考文献】
[1]赵利军，门秀丽，吴静.精讲绪论在病理生理学教学中的作用[J].中国医学教育技术，2019，33（03）：370-372.
[2]韦革宏.发酵工程[M].北京：科学出版社，2008
[3]教育部部长陈宝生两会答中外记者问[J].中国高等教育，2018（7）：4-10
[4]闫荣玲，李常健，刘芳.生物专业基础课研讨式教学实践及配套考试改革[J].湖南科技学院学报，2019，40（05）：36-37.
[5]师艳秋，林范学，冯磊，等.发酵工程课程教学改革在高素质应用型人才培养中的实践[J].高教学刊，2019（15）：110-112.
[6]鄧辉，陈乃富，孙传伯，等.应用型本科高校创新人才培养体系的研究与实践——以发酵工程人才培养为例[J].安徽农学通报，2018，24（21）：150-152.
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