鄒 偉，葉光斌，張楷正，趙興秀，趙長青

（四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院，四川 宜賓 644005）

現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)是運(yùn)用微生物學(xué)相關(guān)理論基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)手段，通過微生物來高效生產(chǎn)特定產(chǎn)品的技術(shù)體系。“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程的開設(shè)是在本科階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了“微生物學(xué)”“發(fā)酵工程”基本理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升學(xué)生對發(fā)酵工程專業(yè)的理論知識和眼界，體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展的前沿性，著重于知識的深度和應(yīng)用，特別是如何將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際科研中去。對于食品科學(xué)與工程專業(yè)和生物與醫(yī)藥專業(yè)（發(fā)酵工程、釀酒工程方向）研究生來說，該課程對于提高學(xué)生發(fā)酵工程知識素養(yǎng)和職業(yè)能力的提高具有重要作用。因此，該課程引入案例教學(xué)模式對于研究生實(shí)踐能力培養(yǎng)、教學(xué)與實(shí)踐有機(jī)融合、推動食品科學(xué)與工程相關(guān)專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革有積極意義[1]。目前，國內(nèi)報道的生物學(xué)領(lǐng)域研究生課程教學(xué)具備案例教學(xué)的課程有“現(xiàn)代生物技術(shù)[2]”“生物分離工程[3]”“食品營養(yǎng)學(xué)[4]”等，尚未見“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程相關(guān)案例教學(xué)的報道。

1 課程案例庫設(shè)計(jì)

“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程案例教學(xué)的設(shè)置主要包括4 個部分：案例內(nèi)容模塊設(shè)計(jì)、案例庫建設(shè)、案例庫教學(xué)實(shí)踐和網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，其中案例庫建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)是動態(tài)的，會根據(jù)教學(xué)實(shí)踐過程中反饋結(jié)果做出持續(xù)改進(jìn)。

“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程案例庫建設(shè)框架見圖1。

圖1 “現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程案例庫建設(shè)框架

1.1 案例內(nèi)容模塊設(shè)計(jì)

“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程案例庫建設(shè)的內(nèi)容設(shè)計(jì)主要根據(jù)食品科學(xué)與工程專業(yè)研究生培養(yǎng)方案和學(xué)校主要研究特色。學(xué)校主要的研究領(lǐng)域?yàn)槭称肺⑸?、釀酒工程等傳統(tǒng)發(fā)酵領(lǐng)域，因此案例庫內(nèi)容模塊的設(shè)計(jì)中加入了食品微生物生態(tài)學(xué)、微生物抗脅迫機(jī)理和益生菌相關(guān)內(nèi)容。同時，設(shè)計(jì)的內(nèi)容模塊還包括代謝工程與合成生物學(xué)、發(fā)酵過程優(yōu)化、食品微生物系統(tǒng)生物學(xué)，共計(jì)六大模塊（圖1）。

1.2 案例庫建設(shè)

根據(jù)設(shè)計(jì)的案例庫內(nèi)容模塊，從國內(nèi)高校發(fā)酵工程專業(yè)或微生物專業(yè)相關(guān)的博士論文與碩士論文中的研究事例及自己團(tuán)隊(duì)研究成果中尋找對應(yīng)的事例。每一個模塊初步選取5~8 個案例，該模塊的所選事例需涵蓋領(lǐng)域主要的技術(shù)手段、研究思路，同時也包括科研過程中常見的數(shù)據(jù)分析處理、圖片制作等技巧。比如，在“食品微生物系統(tǒng)生物學(xué)”模塊中選取的2 個事例就囊括了目前食品微生物系統(tǒng)生物學(xué)常見研究技術(shù)：比較基因組學(xué)、比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基因組規(guī)模代謝網(wǎng)絡(luò)模型和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型；“發(fā)酵過程優(yōu)化”模塊選取的事例包含常見的微生物發(fā)酵生產(chǎn)谷胱甘肽的發(fā)酵過程優(yōu)化、代謝工程改造后的工程菌株的發(fā)酵過程優(yōu)化。最終每個模塊案例為2~3 個，后期隨著教學(xué)實(shí)踐會不斷增加相關(guān)案例。每個事例均配有相關(guān)的講義文件和PPT，在講義中會標(biāo)明相關(guān)事例的參考文獻(xiàn)、事例中主要的技術(shù)，同時在每個案例講義中都會有用于學(xué)習(xí)后討論的問題。另外，該課程也吸納學(xué)院團(tuán)隊(duì)研究工作作為案例，建立相應(yīng)的案例課題備選方案（2~5 項(xiàng)），從而使所選擇的案例更加貼近學(xué)校研究生實(shí)際的科研情境，這些備選案例通過審核和篩選后，也用于課程案例教學(xué)。

1.3 “現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程案例庫教學(xué)實(shí)踐

“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程案例教學(xué)實(shí)踐過程可分成3 個部分：①課前準(zhǔn)備。教學(xué)案例開課前1 周教師告知學(xué)生案例內(nèi)容及對應(yīng)的講義資料，以便有充裕的時間讓學(xué)生熟悉教學(xué)案例材料，并準(zhǔn)備相關(guān)的問題討論。教學(xué)前，教師可通過自我介紹等形式了解每個學(xué)生的實(shí)際情況及其研究方向特點(diǎn)。②課堂開展。教師把教學(xué)案例講述結(jié)束之后，盡量詳細(xì)地列出需要討論的問題，在討論過程中教師應(yīng)對學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評，并根據(jù)學(xué)生相關(guān)的表現(xiàn)記錄平時成績。討論結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生探索解決問題的技術(shù)方法和措施。討論的形式可以采取小組討論或集體討論等靈活方式。③課后總結(jié)。完成課堂教學(xué)后，學(xué)生要對教學(xué)案例進(jìn)行總結(jié)，如對案例中研究的思路和技術(shù)進(jìn)行歸納，對所用方法和涉及到的知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，簡要撰寫教學(xué)案例報告，撰寫完成后交給任課教師。教師不僅要評閱學(xué)生撰寫的教學(xué)案例報告，還需要對整個教學(xué)流程進(jìn)行反思，包括案例選擇的合理性、學(xué)生的參與度、教學(xué)所達(dá)到的實(shí)際效果等，進(jìn)一步改進(jìn)案例教學(xué)過程，獲得更好的教學(xué)效果。同時，案例學(xué)習(xí)者在原有基礎(chǔ)上，需要將新的外界知識進(jìn)行整合，這就需要教師能在課堂上創(chuàng)造氛圍、引導(dǎo)討論與總結(jié)，對學(xué)習(xí)效果及時進(jìn)行總結(jié)反饋。教學(xué)案例庫使用效果的反饋評價對于案例庫的改進(jìn)與豐富具有至關(guān)重要的作用，可通過收集案例庫相關(guān)專家、研究生和教師的意見建議，對相關(guān)內(nèi)容做出改進(jìn)，逐漸豐富案例庫。一般要求案例內(nèi)容整體上要求能覆蓋本學(xué)科重點(diǎn)，案例選擇要有廣度和深度，注重真實(shí)性、新穎性、時效性。

“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程最終考核分為平時成績和卷面成績2 個部分，平時成績占總分60%，主要包括預(yù)習(xí)案例準(zhǔn)備工作、案例討論表現(xiàn)，以及案例總結(jié)報告，每部分各占20%。卷面成績占40%，考試以開卷形式，試題多為發(fā)酵工程領(lǐng)域的科技論文圖表的案例分析、解決發(fā)酵工程實(shí)際問題的方案設(shè)計(jì)等題型，允許考試時上網(wǎng)查閱資料，著重考核學(xué)生實(shí)際分析解決問題能力。該課程的案例教學(xué)已在學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)2018—2021 級研究生中實(shí)踐，反映良好。

1.4 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)

在課堂講授之外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過建立網(wǎng)站，并將相關(guān)的案例講義、演示文稿，以及基礎(chǔ)背景知識、技術(shù)方法等資料有序組織起來，以第二課堂形式作為案例教學(xué)的補(bǔ)充。同時，由于“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”課程課時為32 學(xué)時，不可能在授課過程中覆蓋案例庫中所有的案例。因此，通過網(wǎng)絡(luò)平臺向?qū)W生展示更多的案例，突破課堂局限，可以讓學(xué)生接觸到更多的經(jīng)典案例。

2 結(jié)語

四川輕化工大學(xué)研究生食品科學(xué)與工程專業(yè)與生物與醫(yī)藥專業(yè)主要的研究方向是食品釀造與白酒生物技術(shù)，通過“現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)”案例庫建設(shè)囊括了食品發(fā)酵前沿領(lǐng)域常見的研究方向和研究方法，并以案例的形式講授，對學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)研究生具體的科研課題開展與科研思路的開拓具有很大的幫助，教學(xué)反映良好。同時，本案例課程教學(xué)的實(shí)施，也為其他生物工程類或食品類研究生專業(yè)課程案例教學(xué)提供了一個范例。