基于本科院校人才培養(yǎng)的“發(fā)酵工程”實(shí)踐教學(xué)思考

姚洪禮，周先漢，許先猛，丁之恩

（亳州學(xué)院生物與食品工程系，安徽 亳州 236800）

0 引言

“發(fā)酵工程”是我國生物工程、微生物、食品科學(xué)與工程、制藥工程及環(huán)境工程等學(xué)科專業(yè)的一門核心課程，具有內(nèi)容豐富、涉及面廣、實(shí)踐技術(shù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，對現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展起著舉足輕重的作用[1]。近年來，我國面臨著人口資源、環(huán)境衛(wèi)生及發(fā)展不平衡不充分的問題，對技術(shù)技能人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。培養(yǎng)本科院校技術(shù)技能人才必須將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，“發(fā)酵工程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“發(fā)酵工程”課程的不可缺少的一部分，能夠使學(xué)生在掌握發(fā)酵工程基礎(chǔ)理論的同時(shí)，提升自身的技術(shù)技能[2]。

“發(fā)酵工程”實(shí)驗(yàn)是“發(fā)酵工程”課程最有效的實(shí)踐教學(xué)形式。如何科學(xué)開展“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)是提高地方本科高校學(xué)生的創(chuàng)新思維與專業(yè)技能，強(qiáng)化學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程的參與性、主動(dòng)性，培養(yǎng)適合地方社會(huì)和發(fā)展生產(chǎn)需要的創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的關(guān)鍵舉措。學(xué)院自創(chuàng)辦以來，一直注重“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)改革，不斷優(yōu)化理論-實(shí)踐教學(xué)體系，不斷強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)的要求，不斷推進(jìn)技能技術(shù)人才培養(yǎng)過程的實(shí)施，提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。任課教師經(jīng)過多年的努力，不斷改革和完善“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)，突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式，已初步形成適合地方本科院校技術(shù)技能人才為目標(biāo)的“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)體系。

1 做好頂層設(shè)計(jì)優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

人才培養(yǎng)方案是高校人才培養(yǎng)的總體要求，是指導(dǎo)教師教學(xué)活動(dòng)及任務(wù)的規(guī)范性文件，是開展教學(xué)質(zhì)量評價(jià)和人才培養(yǎng)的重要依據(jù)?！鞍l(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”自開設(shè)以來，一直是學(xué)校生物工程專業(yè)、食品科學(xué)與工程專業(yè)及釀酒工程專業(yè)的核心專業(yè)課實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，其任務(wù)是使學(xué)生將所學(xué)的理論知識與實(shí)踐結(jié)合起來，加深學(xué)生對發(fā)酵工程理論知識的理解，掌握常規(guī)發(fā)酵工程單元操作技術(shù)，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。該課程著重強(qiáng)調(diào)發(fā)酵工程生物學(xué)與工程學(xué)基本原理的理解，強(qiáng)調(diào)對發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)基本原理、方法、技能與共性規(guī)律的掌握，提高學(xué)生對實(shí)踐環(huán)節(jié)的興趣愛好，并以理論知識指導(dǎo)開展實(shí)驗(yàn)探究，提升發(fā)酵實(shí)驗(yàn)相關(guān)技能，培養(yǎng)學(xué)生真正成為一名合格的國家需要、地方需求的應(yīng)用型人才。

1.1 優(yōu)化人才培養(yǎng)方案

自辦學(xué)以來，學(xué)院始終注重人才培養(yǎng)方案的科學(xué)性，圍繞建設(shè)充滿活力、特色鮮明的地方高水平應(yīng)用型本科高校目標(biāo)，在專業(yè)培養(yǎng)方案、課程體系構(gòu)建、課程資源和教材、實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)模式、教學(xué)管理等多方面大膽探索，綜合改革。針對“發(fā)酵工程”課程設(shè)置，學(xué)校起初在人才培養(yǎng)方案中課程名稱為“微生物發(fā)酵技術(shù)”，但是該課程偏向于高職院校教育教學(xué)，滿足不了生物類、食品類本科專業(yè)的教學(xué)要求。因此，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視，自學(xué)院升本以來，進(jìn)行多次人才培養(yǎng)方案課程設(shè)置，將“微生物發(fā)酵技術(shù)”改為“發(fā)酵工程技術(shù)原理”，而后又進(jìn)一步修改為“發(fā)酵工程”及“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”，將實(shí)驗(yàn)與理論分開教學(xué)，有利于學(xué)生專業(yè)化學(xué)習(xí)，突出發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技能的重要性。“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”課程開課學(xué)期也從原來的第4 學(xué)期修訂為第5 學(xué)期，放在了“微生物學(xué)”“生物化學(xué)”“食品工藝學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程之后，使得課程體系更加科學(xué)、合理。隨著本科高校辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，學(xué)校專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作持續(xù)不斷，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩碣Y源優(yōu)勢和社會(huì)人才需求，提出了“地方性、應(yīng)用型、特色化”的辦學(xué)地位，積極推進(jìn)轉(zhuǎn)型發(fā)展、開放發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展和服務(wù)發(fā)展，努力構(gòu)建應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系。

1.2 優(yōu)化師資隊(duì)伍建設(shè)

教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引路人，是高校教學(xué)及科研任務(wù)的主力軍，是辦好高等教育教學(xué)的關(guān)鍵。優(yōu)化師資隊(duì)伍，有利于提高高校教育教學(xué)水平，有利于改善教學(xué)質(zhì)量，有利于培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代要求的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人?！鞍l(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”作為實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力具有重要意義。起初，學(xué)?！鞍l(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”課程多是一些青年教師從教，由于青年教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)欠缺和專業(yè)化意識薄弱，出現(xiàn)了學(xué)生實(shí)踐技能技術(shù)差、專業(yè)課教學(xué)質(zhì)量不高、理論與實(shí)踐不能很好地結(jié)合等問題。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)高度重視，多次進(jìn)行走訪調(diào)研，最終決定從古井集團(tuán)、安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等積極引進(jìn)了一批高水平、高學(xué)歷、高職稱的人才，讓有經(jīng)驗(yàn)、有技能的高水平教師指導(dǎo)青年教師，成立學(xué)科教學(xué)團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)實(shí)踐技能教學(xué)水平的提升。同時(shí)，學(xué)校還制定了實(shí)踐教學(xué)考核管理制度、實(shí)踐教學(xué)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)秀教科研團(tuán)隊(duì)資助獎(jiǎng)勵(lì)辦法等政策，極大調(diào)動(dòng)了教師教育教學(xué)的積極性，實(shí)現(xiàn)了師資隊(duì)伍建設(shè)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

2 合理設(shè)置課程體系優(yōu)化教學(xué)模式

發(fā)酵工程實(shí)踐教學(xué)體系目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，促進(jìn)學(xué)生對發(fā)酵工程理論知識的掌握，提高學(xué)生自身的專業(yè)技能。因此，要注重“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”的學(xué)時(shí)安排、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)進(jìn)程總體安排等課程體系。

2.1 “發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)學(xué)時(shí)

微生物發(fā)酵周期長及殺菌時(shí)間長的特殊性要求是困擾“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”課時(shí)安排的因素之一，國內(nèi)目前各高校生物類專業(yè)根據(jù)方向、培養(yǎng)目標(biāo)不同，“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”分為16，24，32，48，64 學(xué)時(shí)，不同學(xué)校的實(shí)驗(yàn)周課時(shí)數(shù)和教學(xué)時(shí)段不一，有的是全學(xué)期每周開設(shè)，有的是期中開設(shè)，有的是分散式開設(shè)。學(xué)校“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)課程量為32 學(xué)時(shí)，一般教學(xué)課時(shí)安排為3，4，5、6 或7，8，9，10 四節(jié)連上，利用上午和下午學(xué)生吃飯休息時(shí)間進(jìn)行滅菌過程，既避免了實(shí)踐教學(xué)的間斷性，也避免了因滅菌對時(shí)間的特殊要求，能使學(xué)生在計(jì)劃課時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地理解相關(guān)發(fā)酵工程原理，掌握發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)技能，力圖體現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的統(tǒng)一性、課程分工和課時(shí)分配的合理性、基礎(chǔ)知識與實(shí)踐技能的協(xié)同性，優(yōu)化理論-實(shí)踐教學(xué)體系，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、應(yīng)用性、可操作性和靈活性，適應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，有助于提升應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

2.2 “發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教材

“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)酵工程學(xué)科所具有的知識綜合性強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性廣的特點(diǎn)[3]。隨著應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變及21 世紀(jì)對綜合型人才的需求，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將是“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)的中心任務(wù)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一驗(yàn)證性向設(shè)計(jì)性、研究性、綜合性實(shí)驗(yàn)發(fā)展勢在必行。同時(shí)，發(fā)酵工程實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)遵循地方院校的辦學(xué)規(guī)律，根據(jù)地方院校的辦學(xué)水平，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)需求人才培養(yǎng)課程設(shè)置的科學(xué)性進(jìn)行籌劃與編寫[4]。目前，“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教材存在實(shí)驗(yàn)方案冗雜、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)偏多、實(shí)驗(yàn)數(shù)目多、內(nèi)容范圍涉及廣、不適合地方性辦學(xué)特色等問題。為解決上述教學(xué)存在的問題，適應(yīng)學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)要求，學(xué)校鼓勵(lì)任課教師進(jìn)行教材編定，經(jīng)過多年努力，對“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教材進(jìn)行了4 個(gè)模塊的編定，涵蓋了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)，層次清晰、結(jié)構(gòu)合理，符合當(dāng)今高等人才實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)要求，具備良好的前瞻性和拓展性，能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 “發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式

傳統(tǒng)“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式多以啟發(fā)式為主，教師進(jìn)行傳授技術(shù)與知識，對實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法、步驟等進(jìn)行演示，改變了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中原本的主體地位，多數(shù)學(xué)生會(huì)亦步亦趨地聽從教師的安排，跟隨教師完成實(shí)驗(yàn)，而不去主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)的每一步該怎樣實(shí)施、實(shí)施的結(jié)果如何、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何分析等問題。學(xué)校結(jié)合教材的編定，開拓創(chuàng)新，根據(jù)教材的層次性設(shè)計(jì)，大膽嘗試以啟發(fā)式教學(xué)、討論式教學(xué)、設(shè)計(jì)式教學(xué)和實(shí)踐式教學(xué)等混合式教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)[5]。首先，針對基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，教師多以啟發(fā)式為主，進(jìn)行傳授的同時(shí)，設(shè)置相應(yīng)的問題，并輔以PPT 講解、動(dòng)畫設(shè)計(jì)、現(xiàn)場演示等強(qiáng)化基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣；其次，針對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，任課教師強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)原理和目的，讓學(xué)生進(jìn)行研討，將討論的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行歸納整合，再次討論完善后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；針對研究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)的開展，已具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能和濃厚的實(shí)驗(yàn)興趣，教師提供實(shí)驗(yàn)的主題，學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立自主的能力；針對綜合性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生具有綜合分析和全面思考的能力，強(qiáng)調(diào)與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系，反映了學(xué)生融會(huì)貫通和實(shí)驗(yàn)技能的掌握，任課教師多以引導(dǎo)學(xué)生為主，學(xué)生主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并注重整體實(shí)驗(yàn)的完整性。

3 建立合理的實(shí)踐考核標(biāo)準(zhǔn) 促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐技能與創(chuàng)新能力培養(yǎng)

建立公平、公正、準(zhǔn)確的學(xué)生評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[6]。學(xué)校“發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)”教學(xué)評價(jià)采用平時(shí)成績30%，論文實(shí)踐報(bào)告成績30%，期末成績40%的“三評”相結(jié)合的學(xué)生考核制度，平時(shí)成績包括出勤10%、討論和課堂表現(xiàn)10%、實(shí)踐報(bào)告10%。論文實(shí)踐報(bào)告占比30%，主要指學(xué)生在實(shí)踐全部結(jié)束時(shí)由任課教師進(jìn)行出題，學(xué)生進(jìn)行查閱搜集相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)技能及知識的積累，合理科學(xué)地進(jìn)行完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，并以報(bào)告或者論文形式書面表述出來，最終由教師進(jìn)行審閱批改。期末成績則包括團(tuán)隊(duì)成員實(shí)踐過程評價(jià)20%、教師評價(jià)占比20%，表現(xiàn)為2 個(gè)方面。一方面，實(shí)踐教學(xué)結(jié)束后，學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員之間根據(jù)學(xué)生自身平時(shí)表現(xiàn)、參與實(shí)驗(yàn)情況、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等進(jìn)行評價(jià)給予合理的分值；另一方面，教師設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)題目，對學(xué)生實(shí)踐技能考核，學(xué)生現(xiàn)場進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)操作，教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)技能操作的規(guī)范程度、學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)問題的答辯情況等進(jìn)行綜合性評價(jià)給予合理的分值。依據(jù)這種考核評價(jià)方式，能夠全方位對學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、表達(dá)能力及分析能力進(jìn)行合理、公正、準(zhǔn)確的評價(jià)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，促進(jìn)學(xué)生分析、研究、解決問題的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。