民辦高校發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

劉霞+金巧+吳小花

摘要 實(shí)驗(yàn)教學(xué)是發(fā)酵工程教學(xué)的重要組成部分，對提高發(fā)酵工程教學(xué)質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用。本文剖析了南昌理工學(xué)院發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)改革實(shí)踐，并調(diào)查統(tǒng)計(jì)了改革成效，提出今后的改進(jìn)措施，以提高發(fā)酵工程專業(yè)人才培養(yǎng)的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞 發(fā)酵工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；民辦高校；改革；成效

中圖分類號 G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）01-0278-02

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對社會高級應(yīng)用型人才的需求不斷增加，培養(yǎng)應(yīng)用型人才是應(yīng)用型本科院校教學(xué)的重要任務(wù)和教學(xué)改革的主要方向[1-2]。21世紀(jì)，生物技術(shù)發(fā)展迅速，發(fā)酵工程是直接利用微生物生產(chǎn)所需產(chǎn)品或應(yīng)用微生物于生產(chǎn)過程的技術(shù)[3]，為現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。

發(fā)酵工程是南昌理工學(xué)院（以下簡稱“我院”）生物工程專業(yè)繼生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、化工原理、生化工程等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)后開設(shè)的職業(yè)方向課程，具有較強(qiáng)的應(yīng)用性。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課能夠進(jìn)一步加深學(xué)生對微生物學(xué)和發(fā)酵工程基本概念和基本原理的理解，提高實(shí)際動手能力，為后續(xù)的課程學(xué)習(xí)、深造或走向工作崗位打下良好基礎(chǔ)。

1 發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不緊密

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容主要包括兩大實(shí)驗(yàn)?zāi)K：發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及滅菌實(shí)驗(yàn)、發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。2個模塊的實(shí)驗(yàn)各具特色，且考慮了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，但是內(nèi)在聯(lián)系不夠緊密。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式傳統(tǒng)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式先由教師逐一講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?nèi)容、現(xiàn)象、結(jié)果等，學(xué)生再“按部就班”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生不能自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析問題、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及失敗的原因，達(dá)不到培養(yǎng)科研思維的目的。

1.3 理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)

理論教學(xué)由發(fā)酵工程課程的任課教師開展，而實(shí)驗(yàn)教師由實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)員擔(dān)任，其各自以自己的教學(xué)內(nèi)容為重，導(dǎo)致理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)，無法緊密聯(lián)系起來。

1.4 學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范

在開設(shè)本課程之前，學(xué)生已經(jīng)接受了生物化學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，但由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，大部分實(shí)驗(yàn)學(xué)生不能動手開展實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，導(dǎo)致普遍存在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能不扎實(shí)的現(xiàn)象。

1.5 考核方式單一

發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程考核依據(jù)為出勤和實(shí)驗(yàn)報告的書寫情況，無法反映學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)態(tài)度。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能無法量化，且實(shí)驗(yàn)報告多是流于形式，大部分學(xué)生照抄講義或相互參考。因此，單一的實(shí)驗(yàn)考核方式不能真實(shí)反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

1.6 實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施陳舊落后

大多數(shù)儀器均購買于2004—2006年，很多儀器設(shè)備較為陳舊，部分耗材無法及時補(bǔ)充。公用小型儀器設(shè)備不足，導(dǎo)致學(xué)生在使用儀器與耗材時相互沖突、秩序混亂，降低了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效率。

2 改革實(shí)踐

針對以上問題，我院生物教研室組織教師于2011年申報江西省教改課題《民辦高校發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐》，并于2011年10月順利立項(xiàng)。在課題研究過程中，結(jié)合自身情況，從以下方面探索了實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

2.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的兩大模塊，結(jié)合實(shí)際的發(fā)酵生產(chǎn)，將發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)分為三大塊：發(fā)酵上游、發(fā)酵中游和發(fā)酵下游。發(fā)酵上游主要是菌種的選育、培養(yǎng)基的制備及滅菌、發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的優(yōu)化；發(fā)酵中游主要是發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)和滅菌、菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)和各種因素對發(fā)酵結(jié)果的影響；發(fā)酵下游主要是發(fā)酵液的預(yù)處理和產(chǎn)物的分離純化。以上實(shí)驗(yàn)涵蓋了產(chǎn)品開發(fā)的完整流程步驟，是企業(yè)生產(chǎn)的必需工藝環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生系統(tǒng)掌握發(fā)酵工程的內(nèi)涵。

2.2 嘗試開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)

正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時間有限，學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)時往往虎頭蛇尾。因此，將實(shí)驗(yàn)課安排在上午第3、4節(jié)課或下午，這樣學(xué)生可以利用午休時間對未完成實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充，從而不會影響到其他課程的教學(xué)秩序。由于時間充足，實(shí)驗(yàn)操作不再匆忙，動作更加規(guī)范，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情也有所提高。

2.3 整合理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)

發(fā)酵工程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)由1位教師完成，這樣教師可以科學(xué)合理地安排教學(xué)時間和教學(xué)內(nèi)容，真正做到理論聯(lián)系實(shí)際。

2.4 強(qiáng)化操作能力的培養(yǎng)

在實(shí)驗(yàn)過程中，積極督促每位學(xué)生親自動手操作，并詳細(xì)記錄好學(xué)生的操作情況，及時提出操作不規(guī)范的地方。打破了以前每組的實(shí)驗(yàn)操作由個別學(xué)生包辦的格局，以此強(qiáng)化培養(yǎng)了每位學(xué)生的操作能力。

2.5 完善實(shí)驗(yàn)考核體系

轉(zhuǎn)變以學(xué)生出勤和實(shí)驗(yàn)報告作為全部的考核依據(jù)，重點(diǎn)強(qiáng)化過程管理，在教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行評價，最后得出實(shí)驗(yàn)成績，實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)（20%）、出勤（20%）、操作水平（20%）、實(shí)驗(yàn)報告（30%）、實(shí)驗(yàn)室整理清潔（10%）。既體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的過程，也體現(xiàn)了學(xué)生總結(jié)歸納的能力，較為客觀全面。

2.6 積極改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件

發(fā)酵工程開課初期，授課的微生物實(shí)驗(yàn)室僅有天平、滅菌鍋、生化培養(yǎng)箱、超凈工作臺等儀器設(shè)備，數(shù)量有限且配套不全。經(jīng)過努力，學(xué)校注入大量教學(xué)經(jīng)費(fèi)，購置了電子天平、磁力攪拌器、恒溫?fù)u床、移液器和槍頭、電爐、超低溫冰箱、高壓蒸汽滅菌鍋等小型儀器設(shè)備。投入35萬元建設(shè)發(fā)酵車間（無菌空氣制備系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器、5 L種子罐、50 L種子罐、500 L發(fā)酵罐和操控臺）。確保儀器設(shè)備充足，所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也更加豐富，且與企業(yè)生產(chǎn)緊密聯(lián)系。

3 改革成效

通過多年實(shí)踐，取得了較好的成績，問題調(diào)查滿意率在80%以上，具體如表1所示。

4 改進(jìn)措施

4.1 加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)、作圖軟件的使用

在教學(xué)工程中發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生不會查閱文獻(xiàn)、不會使用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，只會上交原始數(shù)據(jù)，甚至缺乏基本的排版能力。在今后的教學(xué)過程中，注重加強(qiáng)常用軟件的使用，如Office、方差分析軟件、正交設(shè)計(jì)助手和Origin作圖軟件等，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.2 延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)束時，安排學(xué)生到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行見習(xí)，既可以鞏固在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)成果，又可以到校外工廠學(xué)習(xí)到更多與生產(chǎn)相關(guān)的技能。目前已有初步合作意向的單位有江西滕王閣藥業(yè)有限公司、南昌桑海制藥廠和南昌立健藥業(yè)有限公司，為學(xué)生開拓了更為寬廣的平臺。

5 結(jié)語

本課題通過分析、解決實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在的問題，并應(yīng)用于教學(xué)改革實(shí)踐中，取得了良好的改革成效。在以后的教學(xué)改革過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)方面的內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)[4]。

6 參考文獻(xiàn)

[1] 李國毅，王為一.對地方高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式優(yōu)化的思考[J].教育探索，2015（6）：67-71.

[2] 鄔建國，王新風(fēng)，張瞳.地方應(yīng)用型本科院?！栋l(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2016（50）：112-113.

[3] 趙麗華，付璐璐，邢翔.對發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的心得[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2014（1）：19-21.

[4] 金海如.學(xué)習(xí)實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀創(chuàng)建發(fā)酵工程教學(xué)新模式[J].科教文匯，2009（8）：37-38.endprint