任曉莉，佟春生，趙金安，趙潤(rùn)柱

(太原工業(yè)學(xué)院 a.環(huán)境與安全工程系;b.自動(dòng)化系，太原 030008)

《發(fā)酵工程》課程是生物工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)非常重要的專(zhuān)業(yè)核心課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在發(fā)酵工藝流程及常用的實(shí)驗(yàn)技術(shù)的訓(xùn)練方面，所以其實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的合理編排和設(shè)置對(duì)生物工程專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)至關(guān)重要［1］。為了使學(xué)生更好地了解并掌握微生物發(fā)酵工程中所涉及的發(fā)酵工藝和設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)驗(yàn)技能，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，太原工業(yè)學(xué)院結(jié)合工程型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)《發(fā)酵工程》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)方式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了多次探索與實(shí)踐，逐漸形成了一套具有我院特色的可行的《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想和方法。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系構(gòu)建

我院生物工程專(zhuān)業(yè)在1999年剛剛成立的時(shí)候，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源有限和師資缺乏，《發(fā)酵工程》課程沒(méi)有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力較差。2006年以來(lái)，隨著實(shí)驗(yàn)室省部共建資金的持續(xù)大量地投入和師資力量的補(bǔ)充和增強(qiáng)，教研組成員在對(duì)其他高?！栋l(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革的詳細(xì)調(diào)研和充分論證的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充了《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)［2－4］。2008年以后，結(jié)合我院培養(yǎng)工程型應(yīng)用人才的目標(biāo)，對(duì)《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了進(jìn)一步修改和完善，構(gòu)建了具有我院特色的《發(fā)酵工程》大實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新體系。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，考慮到《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)是在完成化學(xué)基礎(chǔ)技能實(shí)驗(yàn)、《微生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)、《生物化學(xué)》實(shí)驗(yàn)和《細(xì)胞生物學(xué)》實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的，為了避免實(shí)驗(yàn)的重復(fù)，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)學(xué)科間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的互相交叉滲透，教研組將《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了整體優(yōu)化組合。考慮到發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)該充分體現(xiàn)《發(fā)酵工程》這門(mén)學(xué)科所具有的連貫性、系統(tǒng)性和綜合性的特點(diǎn)［5］，教研組新開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)主要以綜合設(shè)計(jì)性大實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵、固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵，為了培養(yǎng)學(xué)生的工程特色，以當(dāng)前的工業(yè)化產(chǎn)品為主。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，又將每一個(gè)綜合設(shè)計(jì)性大實(shí)驗(yàn)分解為若干個(gè)單元實(shí)驗(yàn)，單元實(shí)驗(yàn)中包括了基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如檸檬酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)系列作為一個(gè)大實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所涉及的內(nèi)容，按照實(shí)驗(yàn)先后順序又列出多個(gè)單元實(shí)驗(yàn):產(chǎn)檸檬酸菌種黑曲霉的分離篩選、產(chǎn)檸檬酸菌種黑曲霉的誘變和選育、黑曲霉孢子的觀察與計(jì)數(shù)、發(fā)酵液中總糖和還原糖的測(cè)定、發(fā)酵液中檸檬酸的分析、檸檬酸純度的測(cè)定、從發(fā)酵液中提取檸檬酸等。

通過(guò)這樣的安排，在綜合設(shè)計(jì)性大實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也得到了加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)綜合性、應(yīng)用性和探究性的有機(jī)統(tǒng)一，形成了一體化和多層次的《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容新體系。《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系如圖1所示。

圖1 發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系

2 創(chuàng)建教學(xué)新模式

有了一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和體系，還要有相應(yīng)教學(xué)方法作保障，才能最終達(dá)到培養(yǎng)應(yīng)用復(fù)合型人才的目的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革中，主要突出學(xué)生的主體地位，而教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，啟發(fā)促進(jìn)學(xué)生的思考，點(diǎn)撥學(xué)生的思維。

2.1 嘗試采用自主式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中很被動(dòng)，不能有效地發(fā)揮其學(xué)習(xí)中的主體作用，學(xué)習(xí)沒(méi)有興趣，實(shí)驗(yàn)效果差［6］。因此，教研組在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加了自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)并結(jié)合基本實(shí)驗(yàn)技能，來(lái)自行擬定實(shí)驗(yàn)方案并完成操作［7］。在這種教學(xué)中，教師主要起到引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)各種現(xiàn)代方式查閱相關(guān)資料，使學(xué)生了解和掌握更為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，進(jìn)行綜合分析和思考，以培養(yǎng)學(xué)生的組織能力和自主設(shè)計(jì)能力。例如，酵母發(fā)酵工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從原料與試劑的配制、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的選擇、發(fā)酵參數(shù)的選取、產(chǎn)品的分析與測(cè)定等全部由學(xué)生自主查閱資料并設(shè)計(jì)，而教師只對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行審核把關(guān)并提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)。這種教學(xué)方法不僅提高了學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料的能力，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到了明顯提高。

2.2 逐步實(shí)行開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種有效的補(bǔ)充和延伸，其主要目的是在課余時(shí)間有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放和指導(dǎo)［8］。為了打破傳統(tǒng)的“以課堂為中心”的封閉式教學(xué)方法在時(shí)間、空間和知識(shí)信息量等方面的約束，教研組在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上嘗試開(kāi)放式教學(xué)。例如，對(duì)于多數(shù)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)是一個(gè)連續(xù)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)酵周期較長(zhǎng)，僅僅依靠課內(nèi)時(shí)間是不可能完成的，于是教研組提出了“課內(nèi)和課外相結(jié)合”的方式，發(fā)酵罐運(yùn)行期間，讓學(xué)生在整個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)分組輪流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不分課堂內(nèi)外;教研組還采取了“實(shí)驗(yàn)和科研相結(jié)合”的方式，允許一些理論基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能熟練的有興趣的學(xué)生，在業(yè)余時(shí)間進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)室參加各種科研課題;除此之外，教研組還鼓勵(lì)學(xué)生積極參與大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供自主發(fā)展和技能鍛煉的空間，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新觀念和意識(shí)。通過(guò)開(kāi)放式教學(xué)可以提高學(xué)生在科研活動(dòng)中的理論知識(shí)水平、動(dòng)手能力、觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，特別是可以增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神和互助友愛(ài)的意識(shí)，從而為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)［9］。

2.3 探索多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在教學(xué)資源相對(duì)不足的情況下，為了滿足我院人才培養(yǎng)方案的要求，教研組不斷探索多元化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。(1)對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求所有學(xué)生必須參加，采取群體化教學(xué)，在教學(xué)方法中以啟發(fā)式教學(xué)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí)和能力;(2)科研課題和課外科技創(chuàng)新項(xiàng)目則由師生雙向選擇最終確定，在教學(xué)方法中，以互動(dòng)式教學(xué)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;(3)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)由學(xué)生根據(jù)自己的興趣和能力進(jìn)行自主選修，在教學(xué)方法中，以探究式教學(xué)為主，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的主體參與意識(shí)和創(chuàng)新思維。

通過(guò)這種多元化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，既保證了學(xué)生學(xué)會(huì)必需的知識(shí)和技能，又充分發(fā)掘了學(xué)生的潛力，將知識(shí)傳授與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合在一起。

3 完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系

考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的延續(xù)。沒(méi)有嚴(yán)格、有效的考核機(jī)制，就不會(huì)收到良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。根據(jù)教研組成員多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生反饋情況，教研組對(duì)《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方式進(jìn)行了改革和完善，建立了發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系。該評(píng)價(jià)體系的核心是實(shí)行全員全過(guò)程動(dòng)態(tài)考核，評(píng)價(jià)體系包括過(guò)程評(píng)價(jià)和終端評(píng)價(jià)兩部分。(1)過(guò)程評(píng)價(jià)主要是對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)評(píng)價(jià)，過(guò)程評(píng)價(jià)結(jié)果占總評(píng)成績(jī)的60 ，其中預(yù)習(xí)報(bào)告占10 、出勤率占10 、實(shí)驗(yàn)態(tài)度占20 ，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作技能占20;(2)終端評(píng)價(jià)主要是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)，終端評(píng)價(jià)結(jié)果占總評(píng)成績(jī)的40 。

通過(guò)這種考核方式，不僅加強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，還有利于培養(yǎng)學(xué)生勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《發(fā)酵工程》教學(xué)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的連接點(diǎn)。近幾年來(lái)，教研組通過(guò)對(duì)《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷補(bǔ)充完善和改革探索，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作精神，尤其提高了學(xué)生利用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，學(xué)生的考研率有了明顯提高。但是在《發(fā)酵工程》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革過(guò)程中，也遇到了一些問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)條件還相對(duì)不足，部分學(xué)生態(tài)度不認(rèn)真，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力較差，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果參差不齊，甚至部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)失敗等，這些都需要通過(guò)改革促進(jìn)發(fā)展，在師生的共同努力下不斷解決和完善。

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