高等农业院校发酵工程实验技术教学改革与探索

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高等农业院校发酵工程实验技术教 学改革与探索 摘要：以提高发酵工程实验教学 质量和效果为目的，锻炼学生操作技能 为要求，培养学生创新思维及创新能力 为目标，本文从调整实验教学内容、建 立新的课程体系、优化教学组织形式， 提高实验综合能力、构建学生创新能力 培养的实验平台、改革成绩评价体系等 方面对发酵工程实验教学方法进行了改 革与探索。经过多年的实践，学生的理 论水平和实践能力、创新能力得到了稳 步提高，就业时能更好地满足社会的需 求。 中国论文网 /9/view-12873225.htm 关键词：发酵工程实验；创新思 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 维与创新能力；改革与探索 中图分类号：G642.0 文献标志 码：A 文章编号：1674-9324（2017） 10-0270-02 生物科学与技术是当今发展最快、 研究最热的学科之一。发酵工程是现代 生物技术的重要组成部分1，2，也是 化学工程学科在生命科学领域的延伸， 是应用性和实践性很强的一门课程 3，4。理论教学与实践教学相结合是 使学生牢固掌握发酵工程基本知识的关 键，如何根据发酵工程实践性强的特点， 充分调动学生的主观能动性，改变学生 被动接受为主动参与的状况，在有限课 时内提高教学效果，是发酵工程实验课 程改革亟待解决的问题5。为此，应从 实验教学的内容、教学组织形式及考核 方式三个方面对课程进行改革，以培养 学生科学的设计、超强的动手、积极创 新思维的能力。 一、调整实验教学内容，建立新 的课程体系 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1.强化目的菌株筛选与纯化工作。 虽然发酵是指任何通过扩大规模培养生 物细胞（含动、植物细胞和微生物细胞） 来生产产品的过程，但一般发酵工程实 验的设置都是基于微生物发酵基础之上 的，这就使得目的菌株的筛选分离与纯 化显得格外重要。基于农业院校的特色， 我校以筛选淀粉酶菌株为主线，串联微 生物发酵工程的基本操作。通过从稻田 土壤中对淀粉酶菌株的筛选、分离纯化 来掌握微生物的培养基制备技术和无菌 操作技术，掌握从不同生态环境中筛选 和保存微生物的方法，为第二部分的微 生物l 酵培养奠定基础。 2.采用科研教学模式。为了提高 学生实验动手能力和参与实验的主动性， 培养学生自主思考和实践的能力，我们 对菌株发酵条件的优化采用科研教学模 式进行课程实验改革试点。在实验过程 中以 4 人为一个小组，每个小组设计优 化其中一种发酵条件（碳源种类及浓度、 氮源种类及浓度、无机盐种类及浓度、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 pH 值、种龄、接种量、温度和时间） 。 每个小组学生通过阅读相关文献及与教 师进行讨论，确定最终的实验方案，小 组学生共同动手完成实验，优化某一个 发酵条件。实验结束后，教师在全班范 围内进行实验总结，讲解实验中出现的 各种问题，对各组实验结果进行点评， 使学生不仅对自己小组设计的实验过程 和结果有所了解，而且也能了解其他小 组的实验问题和结果，再将各组优化条 件进行集中，从而得出菌株生产产品的 最佳条件，为产品的中试研发打下坚实 的基础。这种模式进行教学，每个学生 既要与小组内成员共同完成实验内容， 又要和其他小组成员进行交流，培养了 团队合作的精神。 3.生产菌株采用发酵罐进行中试 研发试验，为工业化生产做准备。为了 解决科研单位与工厂生产脱节的问题， 增强学生对现代生物技术的了解，培养 能够适应现代生物科技飞速发展需求的 创新性人才，我们将实验室中的小型发 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 酵罐引入到发酵工程实验中来，并将验 证性实验改为综合性大实验“10L 不锈 钢全自动发酵罐中试产细菌淀粉酶发酵 过程动态研究” ，全班分成三个大组 （每个大组使用一个发酵罐，设定不同 温度） ，每个大组分为若干小组进行实 验，实验过程中通过检测菌体的形态、 数量、温度、pH 值、溶解氧、残糖、 蛋白质和酶活的变化情况，在学会发酵 罐的使用方法基础上，根据在线检测的 实验结果对时间采用 EXCEL 绘制图表， 对发酵过程进行分析，了解发酵不同时 期各项指标的变化，了解微生物中试生 产最适宜的温度，pH 值、通气量和转 速、补料时间和发酵时间，为产品工业 化大生产打下坚实的基础。 二、优化教学组织形式，提高实 验综合能力 1.重视实验前的预习和准备工作。 实验预习是上好发酵工程实验课、按时 完成实验任务的关键。每次实验前任课 教师都要求学生仔细预习实验指导及相 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 关资料，掌握实验的基本原理与方法、 主要内容与步骤以及注意事项，提交预 习报告，并做好实验准备工作，配好相 应的培养基和试剂。此举能有效敦促每 个同学胸有成竹地进入实验室，杜绝占 用实验时间写实验报告。实验前的预习 和准备工作将有助于学生加深对实验内 容的理解，培养科学、认真的态度，为 将来的科研工作奠定基础。 2.课堂随机提问。在每次实验开 始操作之前，教师都会进行一定时间的 课堂讲解，主要以随机提问的方式引导 学生温习本次实验的内容和步骤，加深 学生对实验原理、实验过程和注意事项 的了解，并计入实验成绩，以敦促学生 进行有效的课前预习。 3.实验结束后撰写实验综合报告。 课前预习是学生熟悉实验内容的过程， 为第一层面的互动；课堂随机提问是教 师和学生交流的过程，为第二层面的互 动；课后撰写实验综合报告为学生统计 实验数据，获得中试产品最优发酵条件 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的过程，是第三层面的互动。通过三个 层面的互动，实验前预习不再流于形式， 实验过程主动性更强，实验综合报告更 加丰富、生动，学生也能从实验中收益 更多。 三、构建学生创新能力培养的实 验平台 让学生参与到教师的科研工作中， 是培养学生自学能力、创新能力的有效 途径，以双向选择方式进行。我院实行 了导师责任制，让学生根据自己的爱好 选择不同研究方向的教师，让学生参与 到导师的科研中来，学生参与了科研过 程中的查资料、设计实验方案、动手完 成科研、分析整理数据、撰写科研论文 的整个过程，再选择质量高的论文进行 投稿，发表科研论文。这种方式提高了 学生的实验兴趣，提高了动手能力，培 养了他们的创新意识和创新能力，加强 了学生团结协作的精神。 四、改革成绩评价体系 实验课程的成绩一般以实验出勤 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 率、实验操作的印象、实验数据和报告 书写的好坏来评分，无意之中忽略了学 生的动手能力和解决问题的能力。为了 使学生成绩的评价更加合理，发酵工程 实验教学采取了综合评价体系，以考查 学生在整个实验过程中的参与度以及能 动性和分析解决问题的能力。该评价体 系包括下面五个部分。 1.出勤率： 用以评价学生是否按时参与实验，是否 早退。其中按时参与和擅自离开各占 10%。 2.预习报告评分：用以评价学生 的预习程度，占 20%。 3.随机提问评分：由教师在实验 讲解过程中随机抽取学生提问，并对学 生的随机提问进行评分，激发学生主动 回答问题，并在评分中予以 10%的评分。 4.实验操作评分：由教师根据学 生实验表现、动手操作能力、规范程度 进行打分，用以评价学生的操作熟练程 度，占 20%。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 5.综合报告评分：为了避免实验 报告流于形式，综合报告的评分又由两 部分组成：（1）汇报评分：每个学生 实验完成后，需将整个实验做成幻灯片 进行汇报，主要考查学生的参与程度以 及在实验过程中对数据的采集与分析是 否规范、清晰，对实验内容的理解与掌 握程度、分析问题和解决问题的能力， 占 15%。 （2）实验报告评分：实验报告 是否符合规范要求，图表是否清晰，实 验内容是否全面，原始记录是否真 可靠，数据分析与讨论是否准确到位， 结果与分析是否全面，占 15%。 五、结语 21 世纪是生命科学的世纪，