“发酵工程课程实验和理论教学体系的完善”
摘 要:发酵工程课程是生物工程专业的主干课程,也是微生物、食品、制药、生物技术等专业的重要专业课。它具有应用性广、理论性强、学习难度大等特性。为了使学生控制发酵工程的根底理论学问,进步学生处理生物技术产业化中关键问题的才能,我们对发酵工程课程关于教学内容布置、教学手腕和教学办法变革等多个方面停止了有效探究。
关键词:发酵工程;课程建立;变革与理论
发酵工程是指应用自然科学及工程学的原理,依托细胞的生物作用, 将物料停止加工以提供产品或社会效劳的生物技术[1]。 它是现代生物工程的重要组成局部,是生物技术走向产业化的关键技术环节。 发酵工程课程是高校生物工程专业的专业根底课, 也是微生物、食品、制药、生物技术等专业的重要专业课。
课程内容丰厚,触及范畴众多,它以物理化学、生物化学、微生物学以及化工原理和工程等理论为根底,帮写博士论文掩盖了传统酿造工业、抗生素工业、酶制剂工业、氨基酸工业和新兴生物制品、生物制药等范畴。 为了在有限学时内使学生控制发酵工程的根底理论学问, 进步学生处理生物技术产业化中关键问题的才能, 将其培育成顺应社会开展需求的高素质、应用型人才,对发酵工程课程停止了教学变革。
一、理论课教学内容优化
教学内容和课程体系是人才培育的根底。 教学内容变革不只能进步教学效果, 鼓励教员盲目加快本身学问更新,进步教学程度,还有助于激起学生的学习兴味和学习热情,拓展学生的学问视野等[2]。 因而对教学内容的优化常常是教学变革的中心和关键。
1.依据学生根底, 优化教学内容
我校生物工程专业源于 1975 年洛阳农业专科学校食品科学与工程专业系开设的发酵工艺专业、 生物技术专业。 本着“宽口径、厚根底、重理论”的人才培育方向,学校制定具有工科特征的课程教学大纲。 在课程内容设计上,以余龙江教授主编的普通高等教育“十一五”国度级规划教材《发酵工程原理及技术应用》为根底,以典型的发酵工艺流程为主线, 将发酵工程中各研讨对象共性的规律提炼出来,依照发酵工艺过程的主线(发酵工业菌种及选育办法一发酵工业培育基特性及设计一发酵工业的无菌技术一种子的扩展培育一发酵消费(含发酵动力学)—发酵过程控制—发酵过程的污染与防治等) 来编排教学内容,采用根本理论和典型工艺讲授相分离,由典型到普通,再由普通到应用。这样布置有利于各个章节的衔接,使学生更分明、更完好地控制发酵工艺的全过程。 同时,还指定了《 新编生物工艺学 》、 《 发酵工业概论 》 和 Principles of Fermentation Technology、Bioreaction Engineering Principles (Second Edition)(里德教育出版公司出版)等为主要参考书。
2.分离消费实践,突出教学重点
理论课教学重点是理论与消费实践亲密分离, 因而在教学上停止发酵过程根本原理与单元操作讲授强化的同时,再精选案例停止剖析。 如在讲授到发酵工业菌种及选育办法时,引入国内如今运用的 VC 高产菌株和花生四烯酸高产菌株的选育进程和获得的成就[3-4],在引见新的育种手腕———低能离子束育种的同时, 让学生了解和认识到工业微生物菌种及其选育在发酵工业中的突出位置。 讲授污染与防治时,以日本工业技术院发酵研讨所多年来对立生素发酵染菌缘由剖析, 及上海第三制药厂和第四制药厂(现为上海新先锋药业有限公司)染菌状况总结为根底,整理归结收工业上惹起染菌的主要缘由,并提出相应的防治措施和战略。 这样的布置,使学生在控制生物学根本原理的根底上能对发酵过程中的工程问题停止全面的认识, 并理解发酵工业控制的根本特性和主要共性。
3.把握专业方向,紧跟学科前沿
发酵工程课程作为一门古老而又年轻的学科,它所支撑的发酵工业是生物技术产业的重要范畴, 触及食品、医药、化工、环境等众多行业,在人类生活中发挥着重要作用。在课堂讲授中教员要分离前沿的科研动态, 增加教学信息量,引入多个科研和消费实例,使学生可以较好地将理论学问和实践应用相分离, 时辰表现教学内容的先进性、 理论性。
同时还要定期指导学生应用学校图书馆和电子阅览室的专业期刊,如《工业微生物》、《微生物学报》、《微生物学通报》、《生物工程学报》、《生物工程杂志》、《生物制品学杂志》及《Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology》,http://www.51lunwen.org/doctor_degree.html 《Applied Microbiology and Biotechnology》, 《Enzyme and Mcrobial Bechnology》等 ,就某些科学问题停止认真研读并撰写相关论文,使学生在学习经典理论的同时,积极开辟视野,时辰把握专业方向,让所学学问紧跟学科前沿。
二、实验和理论教学体系的完善
实验课程和理论教学是发酵工程教学的重要组成局部,具有理论教学不可替代的作用,也不断是学校课程建立的重要内容。 经过多年的建立和变革,我们构成了实验(含根底性实验 、综合设计性实验 、 创新性实验 ) 和理论(含参观实习和驻厂实习)相分离的多层次实验理论教学体系,并以此树立了一整套的实验管理体系,构成了我校本人的实验教学的特征。
在实验教学方面,将发酵过程按工艺流程整合成菌种诱变、培育基配制、种子扩培、发酵培育、 产物剖析五大单元实验模块, 与理论课程同步开设,作为课程实验的根本环节停止根本实验技艺的锻炼;将抗生素制造、 基因工程产品表达和酶反响工程等具有综合度并带有一定设计性的大实验作为综合性设计性实验,学生能够分离本人的兴味选做其中局部内容;将一些能反映学科开展方向或研讨热点的带有探究性的实验环节作为创新性实验,鼓舞学生自在参与。
在对学生停止实验技艺综合锻炼的同时, 在理论课程教学中还布置相应的参观实习,参观实习包括啤酒、酒精、淀粉酶、疫苗等消费线; 此外在课程完毕后还布置学生停止为期周围的驻厂专业综合实习, 经过实习使学生理解和控制根本业务学问,印证、稳固和丰厚已学过的专业课程内容,培育学生理论联络实践,在实践中调查研讨、察看问题、剖析问题,以及处理问题的才能和办法,为后续专业课程的学习打下根底。
三、教学办法与手腕的更新
1.改良教学办法,注重对学生才能的培育
自 2006 年起,开端了教学办法的变革与理论,首先提出要改动现有的 “灌输式”、“以教员为中心”、“以单纯传授学问为主”的教学办法。 引入了更能表现出学习者的积极参与、“启示式和讨论式”的教学形式,培育学生学习才能的“自主学习”的教学形式,以及教学互动和互相转换的“自主教学”的教学形式。 在“自主学习”中我们经过有方案、按步骤的锻炼,协助学生控制正确的学习办法,使学生逐步进步了单独获取新学问的才能, 为以后的学习奠定了坚实的根底。 在“自主教学”中,学生参与教学,有助于学生自学才能、组织才能、表达才能的提升,同时教员坐在下面当学生,理解了学生的需求与兴味,促进了教与学的交流,这对更好停止教学变革,完成教学相长具有非常重要的意义。
2.应用现代教育技术,提升教学程度
为进一步进步教学质量,自 2007 年起,停止了教学手腕的变革,树立了完好的教学材料库,包括完好的教科书、实验教材、教案、习题参考答案、实验指导书、实验参考解答等。 教员制造了动感强的 Flash 教学课件,将文字、图像和动画等分离起来,使得讲课生动、形象、精确,直观性强,大大进步了讲课效率,使课堂教学生动、生动、方式多样,教学信息量丰厚。 学校开通了网上课堂,将多媒体课件和相关的教学资源曾经全部加载到网络课堂中,学生能够随时阅读和下载停止预习、温习和自学。
同时经过课程网站中学生留言和教员网上答疑等树立师华诞常的教学联络。 学生经过在网络教室上的自学和深化研究,促进了课外学习的积极性。多年来, 我们坚持用现代教育思想来指导我们的变革与理论,注重对学生创新才能和科学素质的培育,充沛发挥现代教育技术的作用,在教学办法、教学手腕与教学方式