工業(yè)發(fā)酵分析課程的教學(xué)改革

1、    “工業(yè)發(fā)酵分析”課程的教學(xué)改革    張碩摘 要：文章從應(yīng)用型高校的特色和優(yōu)勢出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)專業(yè)特點，分析了“工業(yè)發(fā)酵分析”在我校特色學(xué)科香料香精專業(yè)教學(xué)背景中的現(xiàn)狀與存在的問題，通過改進(jìn)教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，引用創(chuàng)新教學(xué)手段，增進(jìn)校企聯(lián)合，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，以及培養(yǎng)其獨立解決問題的能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量。也為相關(guān)實踐類課程的教學(xué)改革提供了一定的理論基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：工業(yè)發(fā)酵分析;教學(xué)改革;實踐教學(xué)“工業(yè)發(fā)酵分析”的教學(xué)內(nèi)容主要是指應(yīng)用化學(xué)分析法和儀器分析法對工業(yè)發(fā)酵中的各種物質(zhì)成分含量及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行測定，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測的一門學(xué)

2、科。此門課的主要研究內(nèi)容為原料分析、中間過程產(chǎn)物分析、產(chǎn)品質(zhì)量分析等，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和科研能力的重要課程，是生物工程、生物技術(shù)、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(xué)工程、生物工程、食品工程以及環(huán)境工程等領(lǐng)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(xiàn)代工業(yè)需求息息相關(guān)，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(shù)生產(chǎn)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(xiàn)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(shù)，例如最傳統(tǒng)的食品的風(fēng)味發(fā)酵，香料單體化合物-苯乙醇的制備等。因此，我校香料香精科學(xué)與工程學(xué)

3、院的生物工程專業(yè)開設(shè)了“工業(yè)發(fā)酵分析”這門課程，其教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目的也需要與本校特色“天然香料”的生產(chǎn)與制備緊密地聯(lián)系起來。一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)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(chǎn)品的分析介紹較為詳細(xì)，而對于本科專業(yè)的學(xué)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(chǔ)課程中知識點比較多，需要學(xué)生將以前所學(xué)的微生物、生物化學(xué)和儀器分析等的背景知識相互聯(lián)系起來，對于這些知識的理解對后續(xù)知識的學(xué)習(xí)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-淀粉酶

4、活測定的原理以及實驗步驟的掌握。（二）內(nèi)容較為寬泛由于教材中內(nèi)容較為分散。介紹了發(fā)酵生產(chǎn)過程中水分、還原糖、粗蛋白、有機(jī)酸、乙醇、脂肪、酶活及蛋白質(zhì)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(biāo)與方法之間缺少聯(lián)系，難于學(xué)生記憶。（三）實踐性強(qiáng)發(fā)酵體系較為復(fù)雜，工藝千差萬別，為了加深學(xué)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(xué)內(nèi)容，驗證課堂所傳授的理論知識，并啟發(fā)學(xué)生思考。同時，新技術(shù)新檢測指標(biāo)的不斷推陳出新，預(yù)示著發(fā)酵工藝的進(jìn)步，代表著本行業(yè)的發(fā)展方向，有必要讓學(xué)生有所了解。豐富學(xué)生課堂所

5、學(xué)，增加課堂知識的新穎性和前沿性，是理論聯(lián)系實際，教學(xué)聯(lián)系生產(chǎn)的客觀需要。二、教學(xué)改革的方向及措施（一）在授課前期我們的企業(yè)認(rèn)識實習(xí)中，增添了多個以發(fā)酵為技術(shù)基礎(chǔ)的企業(yè)，讓學(xué)生深入生產(chǎn)第一線，了解以發(fā)酵制品為主的企業(yè)在工業(yè)化生產(chǎn)中從原料、中間產(chǎn)品到成品的主要控制參數(shù)以及分析方法。了解現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)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(chǔ)。體現(xiàn)了“任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向”也使學(xué)生能夠提前接觸專業(yè)、強(qiáng)化實踐意識，在后續(xù)的學(xué)習(xí)過程中帶著問題學(xué)習(xí)。在企業(yè)認(rèn)識實習(xí)過程中，企業(yè)導(dǎo)師更多地介紹工藝流程，如對工藝參數(shù)等的設(shè)置進(jìn)行闡述，對生產(chǎn)細(xì)節(jié)進(jìn)行介紹，但是缺少對于科學(xué)問題的凝練，以及與基礎(chǔ)學(xué)科背景的銜接，

6、讓學(xué)生帶著問題回到課堂，從更深層次去理解工藝選擇的依據(jù)。教師不直接從事企業(yè)生產(chǎn)，缺少工藝生產(chǎn)經(jīng)驗，應(yīng)該延長其在產(chǎn)學(xué)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(xué)內(nèi)容的改革既要包括分析檢測的基礎(chǔ)理論知識，又要體現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)對分析技術(shù)的新要求，以及新技術(shù)新方法對現(xiàn)代發(fā)酵分析新標(biāo)準(zhǔn)的影響。淘汰驗證性實驗和其他課程教學(xué)中已經(jīng)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(chǔ)分析化學(xué)，微生物學(xué)等專業(yè)課中學(xué)習(xí)過，應(yīng)避免重復(fù)性內(nèi)容的學(xué)習(xí)。另外，增添學(xué)生感興趣的新型發(fā)酵產(chǎn)品的介紹。比如轉(zhuǎn)基因工程菌的使用，轉(zhuǎn)基因食品的定義，以及國內(nèi)外對于此類產(chǎn)品的界定和定義等。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，

7、結(jié)合現(xiàn)有的實驗條件，補(bǔ)充一些新進(jìn)展、新技術(shù)和新方法的分析研究方面的教學(xué)內(nèi)容。如增加氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用，高效液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)、原子吸收光譜分析技術(shù)等較為先進(jìn)的實驗內(nèi)容。同時，根據(jù)學(xué)科特色加入電子鼻，電子舌測定儀、脂肪測定儀等風(fēng)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(xué)的過程中，挑選有代表性的實驗內(nèi)容，規(guī)范實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察實驗現(xiàn)象，設(shè)置一定難度的思考題，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析的能力以及嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)作風(fēng)。（三）在授課形式上也要有所改進(jìn)傳統(tǒng)的授課方式以老師講授理論內(nèi)容為主，實驗內(nèi)容有限，跟不上現(xiàn)代發(fā)酵企業(yè)迅速發(fā)展的生產(chǎn)檢測技術(shù)的進(jìn)步。另外，加上學(xué)生對于傳

8、統(tǒng)教學(xué)模式的倦怠，排斥枯燥的授課模式，因此我們改為“以學(xué)生為中心”，突出了學(xué)生的主導(dǎo)地位，在介紹完課程的主旨以及經(jīng)典的理論之后，加入了學(xué)生的互動環(huán)節(jié)，讓學(xué)生根據(jù)所布置的范圍及關(guān)鍵詞，進(jìn)行電子資源的文獻(xiàn)檢索，了解最新的發(fā)酵分析技術(shù)與手段的報道，以4-5人為一組，進(jìn)行匯報，為同學(xué)擴(kuò)展知識面，按照各組匯報的情況評判各組內(nèi)組員的平日成績。比如，在測定vc含量的實驗教學(xué)過程中，我們對市面上不同的vc飲料進(jìn)行分析測定，學(xué)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(jìn)行檢測之后，學(xué)生還需根據(jù)國家、行業(yè)和企業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果分析，老師最后對分析結(jié)果進(jìn)行評價。課程的最終成績按照3

9、0%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(xué)生的積極主動性，培養(yǎng)學(xué)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(xué)的理論知識。（四）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展為我們提供了多種技術(shù)手段利用各種教學(xué)資源，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)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(guān)于開展國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)工作的通知（教高函20185號），不斷提升應(yīng)用型人才培養(yǎng)能力和教學(xué)質(zhì)量，在平時多媒體教學(xué)的過程中，推進(jìn)把vr虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到課堂的實驗教學(xué)中，把枯燥、晦澀的理論知識和直觀的操作技能結(jié)合起來，讓學(xué)生更直觀地沉浸式體驗實際的操作過程，提高了

10、課堂效率。同時發(fā)展網(wǎng)絡(luò)課程，實現(xiàn)資源共享，使學(xué)生可以隨時學(xué)習(xí)本課程的知識。三、結(jié)語“工業(yè)發(fā)酵分析”課程的實踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)，重點培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗操作能力以及理論聯(lián)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(jié)合實際生產(chǎn)來設(shè)計實驗并開展相關(guān)檢測工作，讓學(xué)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(tuán)隊協(xié)作能力。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識發(fā)現(xiàn)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(xué)生的科學(xué)分析及研究能力，合理的實驗教學(xué)內(nèi)容能更好地讓學(xué)生掌握其所學(xué)理論知識，隨著時代的發(fā)展和要求培養(yǎng)出滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)需要的現(xiàn)代化、技能型和應(yīng)用型人才。這種教學(xué)模式的改革，為實現(xiàn) “理論聯(lián)系實際，根據(jù)職業(yè)崗位的實際需要培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力“的目標(biāo)提供了具體方法和措施，也為相關(guān)的實踐性課程的改革提供了一定的理論基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 劉涵玉，何臘平，李翠芹，等.貴州傳統(tǒng)自然發(fā)酵牛干巴中風(fēng)味品質(zhì)與細(xì)菌群落多樣性分析j.食品研究與開發(fā)，2019（16）：80-88