发酵工程本科实验教学改革与实践初探.docx

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发酵工程本科实验教学改革与实践初探

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江南屏任瑶瑶廖海

[摘要]发酵工程实验内容丰富、涉及面广、操作性强，在生物工程专业教学中举足轻重。该研究结合西南交通大学生命科学与工程学院的实际情况，从优化实验内容、教学手段及考核方式这三个方面有针对性地对发酵工程实验进行改革探索，实验内容更加系统化，从培养基的配制灭菌、菌种的筛选分离、紫外诱变育种、摇瓶发酵生产直到产物提取和鉴定的一系列过程，环环相扣。重视提高学生在整个实验过程的参与性、主动性，把实验教学从传统的单向传授变为双向互动，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。要求学生课前预习，对学生在实验操作过程中的表现进行评价打分。

[关键词]发酵工程实验；实验教学；教学改革

[中图分类号]G642.0[]A[]2095-3437（2018）06-0090-03

作为生物工程专业领域中非常重要的核心课程，发酵工程具有很强的应用性和实践性，发酵工程实验是理论课不可或缺的组成部分，其实验教学对生物技术和生物工程专业人才培养至关重要，是培养和训练学生实验操作技能和应用技术的重要手段，是现代生物技术产业的重要组成部分，是其他生物技术实现产业化的关键和必经之路。发酵工程实验内容丰富、涉及面广、操作性强，在生物工程专业教学中举足轻重[1]。如何在有限的课时内使学生掌握发酵工程最基本的内容，提高他们在实践中分析问题、解决问题的能力，并为他们今后的发展打下坚实的基础，是教师需要认真思考的问题。

本学院发酵工程实验现行的教学模式是教师为主、学生为辅，教师课前准备实验、课上讲解，而学生被动听、参照实验指导按部就班地操作。这种程序化的教学方法，造成了学生缺乏学习主动性，部分学生只是被动完成实验步骤而不思考实验现象背后的原理，参与性不强或根本不动手操作，只知其一不知其二，这种教学模式限制了学生发现问题、解决问题的能力。另外，实验教学内容类型单一，大部分以验证性实验为主，综合性不强，缺少创新型实验，没有体现专业特色，不能将理论知识应用于实践操作中[2]，实验成绩考核标准不明确，致使学生对实验课不够重视。针对上述多方面问题，在完善现有实验教学体系内容的基础上，培养学生分析问题、解决问题的能力，我们对发酵工程实验教学进行了以下改革探索，提高教学质量。

一、改革实验内容，提高实验效果

根据本学院生物工程专业本科教学培养计划，发酵工程实验安排在大三下学期进行。此时的学生已修完微生物学实验、生物化学实验和细胞生物学等基础实验，具备了相关的实验操作和动手能力。

（一）加强教材建设，选定合适的实验教材

生物科学的发展日新月异，实验教学必须与时俱进。更新实验教材，淘汰一些旧的实验方法，选择知识体系结构合理、经典实验和前沿新技术结合得好的参考教材，是保证实验教学质量的关键一步。作为实验教与学之间的主要桥梁，好的教材不仅可以提高教学效率，还可以激发学生的学习兴趣。目前我们采用的实验教材是参考本院教师2005年自编的教材讲义，部分内容较陈旧，没有涉及必威体育精装版研究结果和技术[3]。已出版的发酵工程实验参考书很多，可谓琳琅满目，每一种都有各自的特点和内容的侧重，我们结合发酵工程教学的自身特点和本院现有的[本文来自于wwW.Zz-nEws.CoM]设备和实际情况，选择以原有讲义为基础，以教材《发酵工程实验指导》（吴根福著，2006年版）为参考，让学生充分了解发酵工程实验内容体系，学有余力的学生还可结合实验教材拓展学习，这就促进了学生知识结构的整体优化。

（二）优化实验内容

21世纪是生物世纪，如何紧密联系实际，培养出符合社会需求的人才一直是各高校生物类课程教学改革中的难点。根据应用型人才培养的要求，结合当前生物技术的发展趋势和前沿要求，教师在发酵工程的实验教学中，必须对所选教材内容进行适当的修改和补充，以应对社会发展对人才的需求。发酵工程实验是通过微生物发酵生产所需产品，需要连续进行实验。学生在以往的氧化葡萄酸杆菌产二羟丙酮的实验中，存在发酵周期长、二羟丙酮产量低、实验学时有限、实验效果不理想等局限性。在新的改革中我们将这种实验替换成枯草芽孢杆菌的育种及α-淀粉酶活性检测。枯草芽孢杆菌是重要的工业生产益生菌，能合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶类。其中淀粉酶是一种能将淀粉质水解为多糖、糊精等小分子的生物催化剂，其在发酵工业、食品工业及制药业等工业中被广泛应用，也是最早实现工业化生产的酶制剂之一[4]。

新实验能让学生了解工业微生物育种方法且获得更好的实验反馈和效果（见表1），大大提高了学生参与实验的积极性和热情。同时为了体现发酵工程实验的专业特色和连续性，在水解糖制备的实验之后新增酒精发酵实验，自行设计酒精发酵装置并应用到学生实验