張碩

摘 要：文章從應用型高校的特色和優(yōu)勢出發(fā)，結合現代生物技術專業(yè)特點，分析了“工業(yè)發(fā)酵分析”在我校特色學科香料香精專業(yè)教學背景中的現狀與存在的問題，通過改進教學方法、優(yōu)化教學內容，引用創(chuàng)新教學手段，增進校企聯合，激發(fā)學生自主學習的興趣，以及培養(yǎng)其獨立解決問題的能力，從而提高教學質量。也為相關實踐類課程的教學改革提供了一定的理論基礎。

關鍵詞：工業(yè)發(fā)酵分析;教學改革;實踐教學

“工業(yè)發(fā)酵分析”的教學內容主要是指應用化學分析法和儀器分析法對工業(yè)發(fā)酵中的各種物質成分含量及有關參數進行測定，對產品的質量進行檢測的一門學科。此門課的主要研究內容為原料分析、中間過程產物分析、產品質量分析等，是培養(yǎng)學生動手能力和科研能力的重要課程，是生物工程、生物技術、發(fā)酵工程、食品工程等專業(yè)重要的專業(yè)必修課程。其在化學工程、生物工程、食品工程以及環(huán)境工程等領域有著舉足輕重的地位。

香料香精的使用與我國的傳統(tǒng)文化及現代工業(yè)需求息息相關，隨著生活水平的提高，人們對于天然香料的需求日益增多，而利用生物技術生產天然香料是對從天然原材料來源提取有限的瓶頸問題的有效解決辦法，是現代香料香精行業(yè)的發(fā)展趨勢，有著巨大的市場潛力。其中發(fā)酵是最常用的生物技術，例如最傳統(tǒng)的食品的風味發(fā)酵，香料單體化合物β-苯乙醇的制備等。因此，我校香料香精科學與工程學院的生物工程專業(yè)開設了“工業(yè)發(fā)酵分析”這門課程，其教學內容及教學目的也需要與本校特色“天然香料”的生產與制備緊密地聯系起來。

一、優(yōu)化教學內容

在授課過程中，我們一直采用吳國峰等主編的普通高等教育“十三五”規(guī)劃交材《工業(yè)發(fā)酵分析》，該教材對分析方法及產品的分析介紹較為詳細，而對于本科專業(yè)的學生來說，知識點過與分散，缺乏系統(tǒng)性?？偟膩碚f，“工業(yè)發(fā)酵分析”課程具有以下特點：

（一）注重專業(yè)知識基礎

課程中知識點比較多，需要學生將以前所學的微生物、生物化學和儀器分析等的背景知識相互聯系起來，對于這些知識的理解對后續(xù)知識的學習有很大影響。比如對于微生物教材中“酶活“定義的理解，直接影響課程中對于糖化酶以及α-淀粉酶活測定的原理以及實驗步驟的掌握。

（二）內容較為寬泛

由于教材中內容較為分散。介紹了發(fā)酵生產過程中水分、還原糖、粗蛋白、有機酸、乙醇、脂肪、酶活及蛋白質等的測定，酒精硫酸實驗色度的測定，酒精氧化時間的測定等;另外還加入了部分色譜儀器分析方法，如紫外分光、原子吸收光譜、氣相及液相色譜。各個檢測指標與方法之間缺少聯系，難于學生記憶。

（三）實踐性強

發(fā)酵體系較為復雜，工藝千差萬別，為了加深學生對于專業(yè)知識的理解，需要引入大量的實驗和實踐教學內容，驗證課堂所傳授的理論知識，并啟發(fā)學生思考。同時，新技術新檢測指標的不斷推陳出新，預示著發(fā)酵工藝的進步，代表著本行業(yè)的發(fā)展方向，有必要讓學生有所了解。豐富學生課堂所學，增加課堂知識的新穎性和前沿性，是理論聯系實際，教學聯系生產的客觀需要。

二、教學改革的方向及措施

（一）在授課前期

我們的企業(yè)認識實習中，增添了多個以發(fā)酵為技術基礎的企業(yè)，讓學生深入生產第一線，了解以發(fā)酵制品為主的企業(yè)在工業(yè)化生產中從原料、中間產品到成品的主要控制參數以及分析方法。了解現代工業(yè)化生產的全程監(jiān)控分析，為工業(yè)發(fā)酵分析的授課奠定了基礎。體現了“任務驅動、項目導向”也使學生能夠提前接觸專業(yè)、強化實踐意識，在后續(xù)的學習過程中帶著問題學習。在企業(yè)認識實習過程中，企業(yè)導師更多地介紹工藝流程，如對工藝參數等的設置進行闡述，對生產細節(jié)進行介紹，但是缺少對于科學問題的凝練，以及與基礎學科背景的銜接，讓學生帶著問題回到課堂，從更深層次去理解工藝選擇的依據。教師不直接從事企業(yè)生產，缺少工藝生產經驗，應該延長其在產學研實踐中的時間，更好地搭建高校與企業(yè)間的協(xié)同創(chuàng)新合作平臺。

（二）對于教學內容的改革

既要包括分析檢測的基礎理論知識，又要體現現代化工業(yè)對分析技術的新要求，以及新技術新方法對現代發(fā)酵分析新標準的影響。淘汰驗證性實驗和其他課程教學中已經做過的實驗。比如紫外分光光度檢測法，酶活的檢測等都在基礎分析化學，微生物學等專業(yè)課中學習過，應避免重復性內容的學習。另外，增添學生感興趣的新型發(fā)酵產品的介紹。比如轉基因工程菌的使用，轉基因食品的定義，以及國內外對于此類產品的界定和定義等。通過查閱相關文獻，結合現有的實驗條件，補充一些新進展、新技術和新方法的分析研究方面的教學內容。如增加氣相色譜與質譜聯用，高效液相色譜與質譜聯用技術、原子吸收光譜分析技術等較為先進的實驗內容。同時，根據學科特色加入電子鼻，電子舌測定儀、脂肪測定儀等風味檢測儀器的使用。實驗可以分為演示實驗、小組循環(huán)實驗和探索性試驗等。在實驗教學的過程中，挑選有代表性的實驗內容，規(guī)范實驗操作，培養(yǎng)學生細心觀察實驗現象，設置一定難度的思考題，培養(yǎng)學生綜合分析的能力以及嚴謹求實的科學作風。

（三）在授課形式上也要有所改進

傳統(tǒng)的授課方式以老師講授理論內容為主，實驗內容有限，跟不上現代發(fā)酵企業(yè)迅速發(fā)展的生產檢測技術的進步。另外，加上學生對于傳統(tǒng)教學模式的倦怠，排斥枯燥的授課模式，因此我們改為“以學生為中心”，突出了學生的主導地位，在介紹完課程的主旨以及經典的理論之后，加入了學生的互動環(huán)節(jié)，讓學生根據所布置的范圍及關鍵詞，進行電子資源的文獻檢索，了解最新的發(fā)酵分析技術與手段的報道，以4-5人為一組，進行匯報，為同學擴展知識面，按照各組匯報的情況評判各組內組員的平日成績。比如，在測定Vc含量的實驗教學過程中，我們對市面上不同的Vc飲料進行分析測定，學生通過指定方案過程，對所需檢測的項目有了較深的了解，不止局限于實驗報告，獨立進行檢測之后，學生還需根據國家、行業(yè)和企業(yè)檢測標準進行結果分析，老師最后對分析結果進行評價。課程的最終成績按照30%的平日成績和70%的期末考試成績計入總分。這充分發(fā)揮了學生的積極主動性，培養(yǎng)學生查閱資料的技能，自我解決問題的能力與互助協(xié)作的能力，且有助于更深刻地理解和掌握所學的理論知識。

（四）現代科學技術的迅猛發(fā)展為我們提供了多種技術手段

利用各種教學資源，調動學生的學習主動性。例如，為了深入貫徹落實新時代本科教育工作會議精神和《教育部關于開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作的通知》（教高函[2018]5號），不斷提升應用型人才培養(yǎng)能力和教學質量，在平時多媒體教學的過程中，推進把VR虛擬仿真技術運用到課堂的實驗教學中，把枯燥、晦澀的理論知識和直觀的操作技能結合起來，讓學生更直觀地沉浸式體驗實際的操作過程，提高了課堂效率。同時發(fā)展網絡課程，實現資源共享，使學生可以隨時學習本課程的知識。

三、結語

“工業(yè)發(fā)酵分析”課程的實踐性和應用性較強，重點培養(yǎng)學生的基本實驗操作能力以及理論聯系實踐的能力，分析問題及解決問題的能力。開展綜合性實驗，結合實際生產來設計實驗并開展相關檢測工作，讓學生掌握整個發(fā)酵工程的控制以及通過具體的檢測，培養(yǎng)其綜合能力和團隊協(xié)作能力。培養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識發(fā)現問題并解決問題，具備一定的創(chuàng)新能力和探索精神。本門課程以分析、檢測與鑒定為主要目的，初步培養(yǎng)學生的科學分析及研究能力，合理的實驗教學內容能更好地讓學生掌握其所學理論知識，隨著時代的發(fā)展和要求培養(yǎng)出滿足現代工業(yè)生產需要的現代化、技能型和應用型人才。這種教學模式的改革，為實現 “理論聯系實際，根據職業(yè)崗位的實際需要培養(yǎng)學生的職業(yè)能力“的目標提供了具體方法和措施，也為相關的實踐性課程的改革提供了一定的理論基礎。

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