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原裝ERHARD流量開關(guān)WERK-NR.8625366

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發(fā)酵工藝學(xué)》和《生物工程設(shè)備》是生物工程專業(yè)的2門老課程,，其在生物工程專業(yè)課程體系中具有非常重要的地位,。我院的發(fā)酵工藝學(xué)課程為24學(xué)時，生物工程設(shè)備課程為32學(xué)時,，2門課程均單獨開設(shè)16學(xué)時實驗課程,。目前，這2門課程存在教學(xué)內(nèi)容重復(fù)和傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)效果不佳的問題,。針對該問題,，我們依托學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校工程，對發(fā)酵工藝學(xué)和生物工程設(shè)備課程的理論教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進行了改革與實踐,。

1發(fā)酵工藝學(xué)與生物工程設(shè)備課程教學(xué)融合一體化

目前,，各校發(fā)酵工藝學(xué)課程所使用的教材為《新編生物工藝學(xué)》、《生物工藝原理》,、《發(fā)酵工藝原理》,、《微生物工程工藝原理》和《微生物工程》等。生物工程設(shè)備課程以《生物工程設(shè)備》教材為主,。發(fā)酵工藝學(xué)教學(xué)內(nèi)容以“理”為主,，生物工程設(shè)備課程內(nèi)容以“工”為重。在近十年的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，一方面學(xué)生對抽象的《發(fā)酵工藝學(xué)》和“冷漠”的《生物工程設(shè)備》的學(xué)習(xí)積極性明顯低于對生物化學(xué)和微生物學(xué)等課程的學(xué)習(xí)興趣,，另一方面發(fā)現(xiàn)單獨講授“工藝學(xué)”和“設(shè)備”不利于學(xué)生在宏觀層面上理解工業(yè)發(fā)酵的生產(chǎn)過程,。因此，我們提出了按照工業(yè)生產(chǎn)車間流程的順序優(yōu)化整合兩門課程,，進而形成了新的知識框架,。以工業(yè)生產(chǎn)中“原料產(chǎn)品”的生產(chǎn)過程為綱，可將發(fā)酵工藝學(xué)教學(xué)內(nèi)容和生物工程設(shè)備教學(xué)內(nèi)容在不同生產(chǎn)階段進行優(yōu)化整合,。具體內(nèi)容如下,。一章講授各種微生物發(fā)酵產(chǎn)品所需的初始原料，具體包括

（1）原料種類如谷物,、黃豆餅粉,、酵母粉、玉米,、木薯等,，同時也包括發(fā)酵工藝學(xué)中的糖類、有機酸,、油脂,、玉米漿、魚粉,、酵母粉,、蛋白胨等。

（2）原料處理內(nèi)容包括除鐵和原料分級設(shè)備和工藝,。

（3）原料的粉碎包括干粉碎和濕粉碎設(shè)備與工藝,。第二章講授工業(yè)培養(yǎng)基。先講授發(fā)酵工藝學(xué)教材中培養(yǎng)基的設(shè)計和優(yōu)化,，再以工業(yè)培養(yǎng)基和科研實驗用培養(yǎng)基的差異過渡工業(yè)培養(yǎng)基滅菌內(nèi)容,。此處將發(fā)酵工藝學(xué)和生物工程設(shè)備課程中的相關(guān)內(nèi)容進行重新整合，避免重復(fù),。其內(nèi)容為分批滅菌和連續(xù)滅菌的理論,、滅菌設(shè)備、工業(yè)滅菌操作和相關(guān)計算（如冷卻水用量等）,，以工業(yè)滅菌操作和計算為重點內(nèi)容,。本章后為滅菌實例講解，包括生物工程設(shè)備課程中的“淀粉質(zhì)生產(chǎn)酒精的原料處理”和“啤酒中麥芽汁的制備”,，同時增加了“紅霉素發(fā)酵的滅菌流程”內(nèi)容,。這樣就避免了微生物學(xué)、發(fā)酵工藝學(xué)和生物工程設(shè)備課程中滅菌內(nèi)容的相互重復(fù),，同時強化了工業(yè)生產(chǎn)實際操作技能和工業(yè)滅菌設(shè)備的學(xué)習(xí),，后通過生產(chǎn)實例將所學(xué)知識融會貫通,。第三章講授種子的擴大培養(yǎng)。根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)流程,，在培養(yǎng)基配制,、滅菌后為種子培養(yǎng)和發(fā)酵階段。這部分主要以發(fā)酵工藝學(xué)課程內(nèi)容為主,，包括種子培養(yǎng)的特點,、目的，種子擴大培養(yǎng),、影響種子質(zhì)量因素，同時增加“移種時機的判斷”,。為使學(xué)生學(xué)習(xí)工藝的同時熟悉相關(guān)設(shè)備,，我們提出在講授種子培養(yǎng)的同時采用圖示法簡略介紹種子培養(yǎng)罐結(jié)構(gòu)，使工藝與設(shè)備同時呈現(xiàn)給學(xué)生,。第四章為發(fā)酵車間的發(fā)酵工藝,、發(fā)酵設(shè)備及檢測設(shè)備。本章節(jié)重點在于將工藝,、設(shè)備,、儀表檢測等教學(xué)內(nèi)容有機整合，解決之前單獨講授的缺點,。先,，在案例教學(xué)的啟發(fā)下，我們提出以典型發(fā)酵生產(chǎn)實例（如紅霉素發(fā)酵,、酒精發(fā)酵,、啤酒發(fā)酵等）講解不同發(fā)酵工藝、與之對應(yīng)的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)和檢測裝置,，例如以紅霉素發(fā)酵生產(chǎn)為例,，先講授紅霉素發(fā)酵工藝、機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的罐結(jié)構(gòu)及罐上檢測設(shè)備,，后,，基于發(fā)酵工藝學(xué)歸納出各參數(shù)（如pH、溶氧等）的變化規(guī)律,、控制措施以及數(shù)據(jù)分析（如攪拌,、溶氧、pH,、OUR等參數(shù)相關(guān)性）,。通過“設(shè)備”和“工藝”聯(lián)合講授，使課程接近于生產(chǎn)實踐,，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高,。第五章為無菌空氣制備,。本章內(nèi)容主要包括無菌空氣過濾除菌原理、過濾工藝及相關(guān)設(shè)計,。“無菌空氣制備”為發(fā)酵工藝學(xué)和生物工程設(shè)備課程共有內(nèi)容,，融合后的教學(xué)內(nèi)容可避免課程內(nèi)容的重復(fù)。第六章主要講授染菌分析,。染菌預(yù)防和原因分析是工業(yè)發(fā)酵中非常重要的任務(wù),。本章內(nèi)容為發(fā)酵前期、中期和后期染菌后的處理方法,、染菌原因分析,。染菌原因分析涉及到較多的發(fā)酵設(shè)備知識如管道、通氣,，軸封等,。據(jù)此，我們將該章節(jié)與生物工程設(shè)備課程中的管道清洗殺菌內(nèi)容相互融合,，將染菌和管道滅菌相聯(lián)系,。這樣，一方面能夠更加有利于學(xué)生深入了解工業(yè)染菌,、殺菌,，另一方面避免了管道清洗殺菌內(nèi)容的相對枯燥。第七章為生物工程設(shè)備課程的“工業(yè)生產(chǎn)放大”,。該章節(jié)計算公式較多,，因此要明確講解各公式的來源、公式的計算目的,。后,，以實例講授工業(yè)放大過程。第八章為產(chǎn)品的提取,。過濾,、離心、膜分離,、萃取分離,、色譜分離等基本分離原理、操作為生物分離工程課程的教學(xué)內(nèi)容,。蒸餾設(shè)備,、結(jié)晶設(shè)備等為化工原理課程中的內(nèi)容。為了避免課程內(nèi)容的重復(fù),，融合后教學(xué)內(nèi)容主要以工業(yè)生產(chǎn)中常用的過濾,、離心和萃取和離子交換色譜為重點，突出工業(yè)設(shè)備操作方法,、工作原理和設(shè)備結(jié)構(gòu),。根據(jù)以上知識框架優(yōu)化整合后的教學(xué)內(nèi)容不僅避免了發(fā)酵工藝學(xué)和生物工程設(shè)備教學(xué)中出現(xiàn)的內(nèi)容重復(fù)問題,，也使授課內(nèi)容更加貼近工業(yè)生產(chǎn)實際，切實使“教材”變成“學(xué)材”,，同時,，也為我們開展探究式教學(xué)模式奠定了基礎(chǔ)。

2探究式教學(xué)模式的改革與實踐

《發(fā)酵工藝學(xué)》和《生物工程設(shè)備》均是理論與實踐并重的課程,。傳統(tǒng)教學(xué)中,，教學(xué)內(nèi)容采用滿堂灌的教學(xué)方法。這種模式僅注重知識的傳授,，忽視了學(xué)生的參與,，使得與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的知識內(nèi)容變得枯燥。在考核形式方面,，過于注重知識的考核,。因此，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性,，更不利于實踐技能和創(chuàng)新能力的提升。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面,，已經(jīng)有較多教學(xué)改革的報道,。喬長晟等提出了將設(shè)備課程授課地點由教室搬到專業(yè)實驗室、研究室或校內(nèi)實訓(xùn)基地,，而在課堂上利用啟發(fā)式,、研討式的教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,。劉雁南等強調(diào)理論聯(lián)系實踐,，重視實踐環(huán)節(jié)。設(shè)計以某種發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)為主體構(gòu)建課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容,，涉及發(fā)酵工藝原理,、生物分離技術(shù)、生物工程設(shè)備等知識,。項駟文等針對設(shè)備課程中計算公式多,、結(jié)構(gòu)原理較多，傳統(tǒng)授課枯燥乏味的問題,，將案例教學(xué)法引入課堂教學(xué),，如發(fā)酵過程中染菌是容易發(fā)生的事情，以檸檬酸生產(chǎn)為例,，讓學(xué)生從設(shè)備的角度出發(fā),，探討哪些設(shè)備和部件可能引發(fā)染菌。崔月花,、李云靜和郎亞軍分別探討了發(fā)酵工藝原理課程的教學(xué)改革,，強調(diào)了課堂講授方式多樣性及實驗教學(xué)效果的重要性,。在此基礎(chǔ)上，我們提出了基于發(fā)酵工藝學(xué)和生物工程設(shè)備融合后課程的探究式教學(xué)模式改革與實踐,。探究式教學(xué)法是教師提出問題,，學(xué)生通過查閱資料、實驗,、思考和分析等過程后,，自己發(fā)現(xiàn)并理解掌握原理的教學(xué)方法。在探究式教學(xué)過程中,，學(xué)生在問題的引導(dǎo)下,，主動探索和掌握解決問題的方法，學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力都會得到提高,。因此,，將探究模式引入到教學(xué)過程中，可以大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,，對培養(yǎng)學(xué)生的邏輯和創(chuàng)新能力具有重要的作用,。探究式教學(xué)分為2個方面：

（1）任務(wù)驅(qū)動，明確探究方向,。“任務(wù)驅(qū)動法”使學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)十分明確,，學(xué)生緊緊圍繞這一目標(biāo)，探求相關(guān)的知識,，在完成一個個任務(wù)中主動地獲得知識,，逐步提高能力，實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo),。

（2）提供資源,、平臺，自主探究學(xué)習(xí),。1996年美國公布的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》,，將探究式教學(xué)列為學(xué)習(xí)科學(xué)的核心方法。我國從20世紀70年代開始引入探究式教學(xué)理念并逐步推行,，但探究教學(xué)真正引起多數(shù)研究者和教師的關(guān)注并在實踐中大面積實施則始于新一輪國家基礎(chǔ)教育課程改革,。從探究式教學(xué)的2個方面來看，探究式教學(xué)適用于原理和實踐并重的《發(fā)酵工藝學(xué)》和《生物工程設(shè)備》的教學(xué)過程,?！栋l(fā)酵工藝學(xué)》和《生物工程設(shè)備》均有16學(xué)時的實驗課程，因此,，采用探究教學(xué)模式鼓勵學(xué)生開展實踐活動,，才有可能將枯燥的理論轉(zhuǎn)變成自身的能力。先,，這2門課程教學(xué)內(nèi)容整合模式為“工業(yè)生產(chǎn)車間”模式,，這樣就可以依據(jù)企業(yè)“生產(chǎn)車間模式”設(shè)計探究性問題或任務(wù),，以學(xué)生為主體完成任務(wù)或解決問題。比如在一章發(fā)酵初始原料中,，我們讓學(xué)生通過查閱資料獲得多種工業(yè)發(fā)酵所用的培養(yǎng)基原料,，并歸納出其特點。在培養(yǎng)基設(shè)計章節(jié),，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗進行單細胞酵母發(fā)酵培養(yǎng)基正交優(yōu)化實驗和響應(yīng)面優(yōu)化實驗,。學(xué)生在完成任務(wù)的同時，自行探究了培養(yǎng)基成分對發(fā)酵的影響及優(yōu)化實驗數(shù)據(jù)處理方法,，后結(jié)合理論課程講授,，增加學(xué)生對知識的理解。在發(fā)酵罐和發(fā)酵工藝控制章節(jié)中,，同樣結(jié)合實驗課程向?qū)W生下達任務(wù)：

（1）通過查閱資料和參觀實習(xí)基地主動認識發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及功能,。

（2）在實驗室小規(guī)模發(fā)酵罐上自主完成抗生素發(fā)酵實驗。在自主學(xué)習(xí)過程中,，學(xué)生不僅掌握了設(shè)備結(jié)構(gòu),，也學(xué)會了滅菌工藝和發(fā)酵過程控制等操作技能。通過這種自主學(xué)習(xí)的方式,，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。這種探究式教學(xué)模式不僅使學(xué)生自主領(lǐng)悟基本原理,，而且有利于提升實踐操作水平。在染菌分析和管道滅菌章節(jié),，讓學(xué)生分組對50L發(fā)酵罐的可能染菌位置進行判斷,，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。后,，依托學(xué)院的小型啤酒生產(chǎn)線和葡萄酒生產(chǎn)線以及其它相應(yīng)的實驗設(shè)備,，讓學(xué)生分組自行完成啤酒和葡萄酒的發(fā)酵過程。通過這次綜合實驗,，考察學(xué)生理論知識和操作技能,，其考核成績占該課程總成績的50%，這樣避免傳統(tǒng)考核中只注重知識考核的缺點,。在探究式教學(xué)中,，教師不僅為學(xué)生提供一個自主探究學(xué)習(xí)的平臺，而且也是探究式教學(xué)實施的組織者和管理者,。因此,，在整個探究式教學(xué)中教師具有重要的作用。教師要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力,、創(chuàng)新能力和獨立發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力,，同時鼓勵學(xué)生對自己提出的解決方法在實驗室開展實驗，從而證實自己的解決方法是否得當(dāng),。這種探究式教學(xué)模式也體現(xiàn)了“學(xué)生為主,、能力為重”的教學(xué)目標(biāo)，能夠更好地培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)的需求的應(yīng)用型人才,。

3結(jié)語

本教學(xué)改革不僅整合優(yōu)化課程內(nèi)容,，而且構(gòu)建了“以學(xué)生為主”的探究式的教學(xué)模式，使學(xué)生以“技術(shù)員”的身份和“任務(wù)驅(qū)動模式”進行思考和自主學(xué)習(xí),。實踐證明,，該教學(xué)改革有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力,，能夠更好地培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)的需求的應(yīng)用型人才,。