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发酵工程论文实用13篇

发酵工程论文
发酵工程论文篇1

1.1教学内容在教材中的地位

生物化学教材内容多且学时少,学生普遍感到生物化学难学,但也有学好这门课程的愿望。本课程所用教材是杨丽萍主编的《生物化学》第四版,绪论是第一课,是对本课程的高度概括,是学习生物化学的前导。讲好绪论,对激发学生的学习兴趣起着非常重要的作用。

1.2学情分析

授课对象为生物技术专业本科的学生,之前已经学习过无机化学和有机化学,化学基础相对较好,学习主动性、积极性、理解分析能力较强。所以在教学过程中要将绪论讲的新鲜有趣,就可以激发学生对生物化学的学习兴趣,产生求知欲。有了这种求知欲,将为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础[1]。

1.3教学目标

知识目标:(1)掌握生物化学研究的内容与范围;(2)熟悉生物化学发展的历史;(3)掌握生物化学的知识框架,熟悉生物化学的学习方法。能力目标:培养学生掌握正确的学习方法和生物化学的知识框架。

2教法和学法指导

2.1教法

(1)层层递进提问法:提问贯穿于本次课程教学过程,其目的是学生可以带着疑问去思考。不仅激发学生的求知欲,还能课程内容逐步深入、前后贯通。(2)直观教学法:利用多媒体课件和合理的板书设计,加深学生了对绪论知识目标的理解掌握,从而为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础。(3)启发对比法:这种方法变学生被动性学习为主动学习,培养了学生分析、归纳总结问题的能力。(4)列举实例法:学生自己探究问题,分析问题,提高了运用所学生物化学知识点分析、解决实际问题的能力。上述的四种传统教学方法的综合运用,结合了教师的主导作用和学生的主体作用,培养了学生分析、归纳总结问题的能力,提高了学生的综合能力。

2.2学法

(1)学生应课前做好预习;(2)课上注意听讲、记好笔记;(3)课后做好复习。老师应介绍怎样预习、如何记笔记、及时复习和回顾已学的知识点等。把学生引导到生物化学知识的范围中来,同时教导学生学会用生物化学的理论去思考问题,提高学生分析、总结生物化学问题的能力[2]。

3教学程序设计

3.1引入课题(10min)

由生物界的各种现象引出生物化学的概念—是研究生物体的化学。在学生理解后设置问题:自然界中生物体的化学现象多种多样且复杂多变应如何分析?此处设此问题以调动学生的求知欲。如果学生回答不准确或不能回答,则继续问:怎样揭示生物化学现象的内在规律?启发学生回答:要研究生物界这个复杂结构体系的物质组成及其变化规律的基本原理,基于生物组成及变化规律的一致性建立生命现象基本原理整体框架。进一步设置问题:如何研究?再启发学生举例回答,从而进入下一环节--生物化学发展简史[3]。

3.2讲授生物化学发展简史(15min)

3.2.1生物化学研究的启蒙阶段在中华民族的历史中很早就出现了酿酒、制酱、做醋等应用;在唐代药王孙思邈的《千金翼方》中就有“治脚气常做谷白皮粥防之”,即使用含大量维生素B1的食物对脚气病进行治疗。同时还用猪肝治疗雀目(夜盲症)。讲到此处时用多媒体课件展示相关图片提高学生的学习兴趣;也可使老师的文字叙述变得更感性。3.2.2生物化学研究的初始阶段生物化学自18世纪中后期作为一个独立学科出现后,涌现出很多卓越的科学家。讲到此处,用多媒体课件详细解读相关研究。原因有三:(1)吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣;(2)为后续内容如糖酵解、三羧酸循环和脂质代谢等的生理现象的讲解做铺垫;(3)为之后知识拓展埋下伏笔。3.2.3生物化学研究的快速发展时期生物化学研究中诺贝尔奖获得者也不乏其人,对生物化学的发展起着深远的影响。讲到此处可与3.2.2的内容做对比,有利于学生对知识点的理解和记忆。然后设置过渡问题:从这些研究中可以总结出生物化学研究的什么规律?

3.3生物化学的知识框架和学习方法(20min)

首先设置问题如“生物体的化学组成是什么?”,引导学生思考。此处讲授人体每天都和环境进行物质的交换,即新陈代谢。新陈代谢中酶催化了绝大部分生化反应,与此同时生物体具有精密的自我调控方法。这点从几个层面为学生理清思路,进行下一步学习奠定基础。为了使学生能更深层次地理解和掌握这一知识重点,可适当举例说明。从“种瓜得瓜”推导出遗传的概念,结合本学科的最新研究进展介绍遗传的相关知识点[4]。授课过程中引导学生讨论能激发学生探究问题的活跃气氛,应提倡学生积极参与回答问题。用多媒体课件展示相关知识点,同时穿插知识点覆盖的实例。

4课堂小结

在绪论的教学过程中应不拘泥于教科书,不能生搬硬套、平铺直叙、枯燥乏味的讲解是扼杀积极性的。绪论课最重要的目的是让学生形成主动学习的意愿。因此可介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例,让学生明白生物化学是和我们生活健康密切相关的,从而激发学习的积极性和主动性。与此同时,绪论最有价值的知识是关于方法的知识。生物化学是一门记忆与理解并重的学科,在记忆的基础上理解并融会贯通才能牢固记忆[5]。

5课堂效果分析

通过四种教学方法的综合运用,激发了学生学习生物化学的兴趣,不仅让学生学习相关知识,同时学生也在分析、理解及融会贯通中建立了科学的思维方式[6]。

作者:朱会霞 孙金旭 单位:衡水学院

参考文献

[1]郑凯迪,王建光,毛孙忠,等.讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣[J].大学教育,2013(13):118-119.

[2]张艳芳,张煜,单琳琳,等.医学生物化学绪论教学的探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2010(6):582-584.

[3]张璟,尹战海,李霞,等.浅谈生物化学绪论课教学[J].西北医学教育,2008(3):608-609.

发酵工程论文篇2

教学方法和手段是保证教学效果的重要途径。目前我们的《抗生素发酵工艺》教学是采用理实一体的教学方式。企业实习和仿真软件的使用使得学生对抗生素发酵和生产更加直观化,教学中图片、视频等的应用丰富了教师的教学手段。这些方法和手段的使用在很大程度上提高了《抗生素发酵工艺》的教学水平。在理论教学上,我们一方面十分注重基本原理、概念的讲解,另一方面这些原理、概念等的讲解不是纯粹的理论教学,二是融入于实践教学中去的。与此同时为了提高学生的感官认识,我们还会安排学生到抗生素生产企业进行认识实习,使学生与企业生产实现零距离的接触,真正将在课堂上学习到的知识与企业生产实际结合起来,进而可以进行更有针对性的学习。

三、师资队伍建设

《抗生素发酵工艺》作为一门专业核心课程,其理论内容涉及的面较为广泛,涉及到的实验技能要求较高,因此为了提高教学质量,我们组建了一支由专业教师加企业技术骨干组成的教学队伍。在实验教学中,教师能对学生存在的问题及时进行纠正,保证学生操作的规范性。企业人员将企业抗生素生产的相关知识以及管理、控制等融入到教学中来,实现了“从书本中来,到书本中去”。此外,教学团队的教师还经常利用下企业锻炼和到企业实习的机会,不断学习抗生素发酵和生产的新技术,还时常参加学术活动,开阔了自己的眼界,也提高了团队的整体水平,保证了《抗生素发酵工艺》课程改革的不断深入。

发酵工程论文篇3

发酵工程是发酵工业的支撑学科,也是整个生物工程的核心。随着生物技术的发展,发酵工程的技术和理论已经广泛应用于生物制药、食品化工、环境化工等领域。通过发酵工程课程的学习,不仅能够掌握发酵工程的原理及发酵控制过程优化,而且对系统地了解生物技术及其工业化应用具有重要意义。对于理科专业,发酵工程在增强学生的工程意识、提高学生的科学素养,为生物学科理科专业的学生奠定工程学科的概念和基础方面起到重要作用。作为一门实践性很强的学科,发酵工程学科取得的每一个进步都和实验技术的发展密切相关。因此学习发酵工程,不仅要掌握坚实的基础理论知识,更要熟练地掌握实验操作技能,从而在实验中发现并解决问题,加速发酵产品的开发。培养创新人才需要在课程设置上增加社会调查实践、综合实验训练和课程综合设计等实践教学环节学分,促进理论与实践的紧密结合。为满足社会对应用型、技能型产业化人才的需求,必须提高对发酵工程实验的重视程度,并把传统的实验教学内容转向综合研究型、应用创新型模式。

一、建立层次合理的实验教学模式

发酵工程学课程是理科生物技术专业必修专业基础课之一,课程内容主要包括原料和菌种制备、发酵设备、发酵过程参数检测及发酵工艺控制、发酵产品的分离纯化等内容,贯穿了整个发酵工程学的主线。但理科专业开设的发酵工程及实验课程普遍学时较少,只能开设简单的基础性的实验,无法开展稍复杂的综合性设计性实验,不利于培养学生理论与实践相结合解决发酵工程实际问题的能力。因此,非常有必要在人才培养方案中增加发酵工程实验课学时,修改实验教学大纲,扩充和丰富实验教学内容,在条件成熟时单独开设发酵工程综合实验课。

传统的理科专业所开设的发酵工程实验教学过于偏重基础性和验证性实验,难以调动学生兴趣、积极性和探索求新的愿望。同时,由于实验条件和设备的缺乏,实验教学系统性和层次性不够,实验项目的设置缺乏将同一学科的各个知识点串联起来的实验培训,缺乏让学生进行系统地学习、综合运用所学知识与技能的主线。这样实验内容难以有挑战性,学生难以发生兴趣或产生求索的欲望,从而不重视实验,达不到预期目标。传统的发酵工程单元实验教学内容主要包括常见仪器设备的使用、培养基的配制、接种技术、菌种活化、菌体染色及形态观察、菌种选育及保藏等。在修订实验教学大纲时,可考虑改变传统的单元实验教学模式,设置基础性综合实验和研究型综合实验,每个实验都涵盖发酵工程中的基本操作技术,包括菌种的制备,扩大培养,发酵罐和培养基的消毒灭菌、接种技术、发酵参数测定、产物的分离纯化等,使学生能够对发酵工程的知识点综合运用,融会贯通,对发酵工程中的工程技术问题和生物学基础知识有更深刻的认识。

二、设置创新性综合性实验教学内容

根据实验室的设备和实验条件,依据实验学时的设置,可考虑开设三类综合实验,第一类为传统发酵制品实验,例如淀粉酶发酵实验、乳酸发酵实验、葡萄酒发酵实验;第二类为经典发酵综合实验:例如谷氨酸发酵实验;第三类为新型产品发酵综合实验,例如普鲁兰多糖发酵实验。传统发酵制品实验规模较小,可依据学时灵活设置,实验内容贴近生活,容易激发学生对发酵工程课程的兴趣。大型经典发酵实验,贯穿整个谷氨酸工业生产过程,将对工业发酵工艺流程进行实验室完全再现,包含十个小型实验,即谷氨酸菌种活化及扩大培养,谷氨酸菌种质量检测,谷氨酸脱羧酶的制备,发酵罐的构造及空消,发酵培养基的制备及实消,谷氨酸的中糖发酵及控制,发酵过程中谷氨酸含量测定,发酵过程中还原糖的测定,发酵过程中菌浓度测定及菌体形态观察,谷氨酸的离子交换回收,谷氨酸的等电回收及结晶。学生通过实验可以掌握谷氨酸这种经典发酵产品的生产过程,通过不同的实验单元培训,对发酵生产有整体性认识。新型产品发酵综合实验根据课程组教师的科研课题内容设计,例如普鲁兰多糖发酵综合实验,包括菌种活化及扩大培养,发酵罐分批发酵法生产普鲁兰多糖,发酵过程中还原糖的测定,普鲁兰多糖含量的测定,发酵过程菌体形态观察,发酵液的除菌,普鲁兰多糖分离提取。新型产品发酵过程设置一定的挑战性,发酵原料的选择,发酵过程控制方式和产物的分离纯化都由学生自主查阅资料并选择实施。

三种不同类型的实验,能使学生初步掌握一种完整的发酵产品的生产过程,对发酵工程实验形成一个系统的认识,培养学生的专业应用技能。另外,新型发酵产品综合实验,能使学生了解新的工业发酵产品的研发过程,学生在参与实验过程中,学习如何查阅资料,如何对实验结果和成败原因进行分析,可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,培养学生良好的科学素质和创新能力。

三、合理安排实验教学时间

微生物的发酵周期比较长,实验需连续进行,常常需要夜间维护看罐,常规的教学计划很难进行系统合理的安排,只能集中安排。发酵工程实验课程安排在大学四年级上学期,学生课程相对较少,鉴于发酵工程实验的特殊性和便于开展综合性实验,应采用集中排课的方式,可以每周8~12个学时,连续2~3周,以保证实验的连续性。集中排课有利于学生在一段时间内将注意力集中,投入实验状态,综合应用已学的理论与技术知识完成实验,也使学生初步了解发酵工程科研特点,为以后的毕业论文打好基础。

四、实验教学方法和过程管理

在实验之前,对实验内容、时间安排、分组设置制定详细的表格发给同学,便于同学们按照时间表自觉主动地完成实验的准备和实施。在整个实验过程中,发酵罐的清洗、培养基的配置、灭菌操作到实验材料的准备、菌种的活化及扩培、上罐接种以及最后实验结果的检测等全部由学生自主完成。教师对实验内容提供必要的讲解,提示实验过程中的注意事项,启发其对所学理论知识的思考,激发学生的创造性思维和动手能力,主动思考实验原理及操作要点,加深对理论知识的理解;对于实验中所用的大型设备在试验开始之前进行集中操作培训,确保在试验中学生能够独立正确操作,实验设备能够运行良好。每次实验进行之前,教师必须强调实验室安全问题,规范实验室使用、药品使用等规章制度。实验分组以6~8名同学一组,设置组长,在不同的实验阶段,组长由小组内每个同学轮流担任,组长负责人员任务分配和协调以及实验记录的提交。学生实验过程中小组成员共同商议实验的进程及具体安排,并做好书面的人员安排记录。这样的分组方式和组长轮换制度使学生能够互相配合,激发每个成员的积极性,培养学生的团队精神。另外,对于实验技能单元采用新型教学手段,如拍摄视频短片和动画演示给学生,使学生能够理解和巩固相关知识和技术。

五、设计实验课程考核体系

对实验过程的考核是保证实验教学质量和效果的重要环节,根据实验体系中各种类型的实验项目和内容的实施特点,应注重对学生实验过程实验方法和解决问题能力的全方位综合性考核。

对于综合性实验,在每个小实验结束后,由小组成员共同填写实验记录结果,对实验结果进行分析,并讨论下一个实验方案,写出书面的实验计划安排。全部实验结束后,每个小组撰写实验报告,格式按照正式生物科技论文写作的稿件要求,包括题目、摘要、关键词、引言、实验材料和方法、结果、讨论、参考文献、附录等内容,教师应在撰写之前对实验报告的格式和写作方法进行介绍,提供模板。每个小组成员都要写出实验心得体会,同时制作幻灯片在实验报告会上向全班同学展示。实验成绩由实验出勤率、实验结果、实验报告的质量、实验心得体会以及实验报告展示答辩等多方面组成。这样的考核方式,有利于学生体验科学研究的各个环节以及练习科技论文写作方法。

六、建设完善的实验教学平台

由于各方面的原因,我院的实验设备和实验条件较匮乏,尤其是微生物实验室和发酵工程实验室设备过于陈旧,仅能开设基础实验项目,综合性实验项目所需的条件不足。实验室有二联体不锈钢机械搅拌发酵罐及相关附属设备,高速管式离心机和小型喷雾干燥机等分离设备,具备一定的基础。但非常缺乏发酵过程所需的各类实验室基本仪器,小型发酵罐配套设备如葡萄糖测定传感器、发酵尾气分析仪,以及下游分离所需的小试型微滤/超滤管式膜分离系统。另外发酵罐过少限制了本科实验教学,购置更多的小型发酵罐,便于学生分组进行实验。由此有必要在未来加强相关的应用微生物与发酵工程基础教学和研究实验平台建设。建立专门的发酵工程实验平台,作为发酵工程综合实验和校内实训基地。我院目前每年都有校级和部级大学生科研训练计划,鼓励本科生参与科研项目,发酵工程实验教学平台也可设置开放实验室,作为大学生创新创业训练和科研训练的平台。

在校内建立完善的发酵工程综合实验室和实训基地,加大开放性实验的力度,不仅可以帮助相关本科学生拓宽学生知识面,了解企业研发流程,掌握过硬的专业实践技能,还可以通过平台培养研究生,使之成为发酵工程技术研究和技术创新平台。另外,在此基础上,与周边地区的大型制药企业、发酵企业合作,设立校外实习基地,通过参观和讲解,学生可以了解企业的发展历程、产品种类、生产流程、营销方式,以及新产品的研发流程等,学习书本上学不到的知识,加深对发酵理论和知识的理解,增加学生对现酵企业的认识。

发酵工程论文篇4

发酵工艺学是建立在牢固掌握生物化学、微生物学、食品工程原理等专业基础课的理论知识和专业技能基础上的课程,它还涉及发酵设备、发酵工厂设计、发酵分析等内容。主要讲授发酵工业上微生物菌种的培养基保藏,发酵工业培养基及原料处理,发酵条件的影响及控制,发酵产物的提取及精制,工业微生物的生长、物质代谢,产物的生物合成及微生物的代谢调控机制以及发酵工程中的先进技术在食品行业中的应用。通过本门课程的学习,要求学生掌握发酵工业微生物菌种的分离纯化、保藏与复壮方法,掌握发酵工业培养基的主要原料及处理方法,了解微生物发酵工艺及设备,了解影响发酵的因素,并掌握相应的控制方法,掌握发酵产物的提取与精制方法,掌握工业微生物生物合成的机制,了解其物质代谢及发酵机制,掌握代谢的调控机制以及发酵工程中的先进技术的原理和在食品行业中的应用。

一、教学方法与改革方案

作者多年致力于发酵工艺学课程的教学和科研工作,积累了相对于该课程的相关教学方法和经验,发表了工业发酵方面的多篇科研性文章,经过多年的教学实践和探索,进行了发酵工艺学这门课程的教学方法与改革方案研究工作,具体介绍如下。

1. 教材选择及学习方式改善

现用教材为“面向二十一世纪教材”――《食品发酵与酿造工艺学》,该书将总论与工艺结合得比较连贯,发酵和酿造也有精当的比较,适于该课程使用。教材是教师教和学生学的重要资源。对学习素材感兴趣,产生主动学习的愿望,是学生主动探索、合作交流的重要前提。

在传统的教学模式下,学生围着书本与教师转,由教师牢牢地控制着。现在,要尊重学生的主动精神,培养学生自主探究的意识和能力。在教学活动中,许多学生已经适应被动式的接受知识,回答问题机械化、模式化,遇到需要综合运用所学知识分析解答的问题,许多学生宁可等待教师公布“标准答案”,能够主动质疑的学生更是少得可怜……学生被动的学习方式,必然导致其学习能力的退化。改善学习方式就是要改变这种被动的学习状态,充分发挥学生的主动性和独立性。改善学习方式,是尊重每一个学生的需要,是提升学生学习品质的需要。

新时期的教育越来越重视学生学习方式的改善,要求教师对教材中不同教学内容的特点、难易程度与学生的认知基础、情感体验都能通盘考虑。这样,才能利于学生的发展。实践证明,教师应积极转变教育观念,创造性地使用教材,这样,才能使生动的教材变成生动的课堂,有效地改善学生的学习方式。所以,要从根本上改变学生原有的、单一被动的学习方式,促进和帮助学生形成旨在充分调动、发挥自身主体性的学习方式,使学生在教师的指导下主动而富有个性地学习。

2. 增设与该课程相配套的实验课

实验在自编教材基础上,增开了菌种保藏(3种)及学生感兴趣的纳豆发酵(细菌型)、丹贝发酵(霉菌型)、啤酒发酵(酵母)以及大型综合发酵实验―柠檬酸发酵等内容。在实验内容的安排和设计中,为避开与基础课验证性实验可能产生的重复,同时为避免学生实验陷入简单作坊工艺操作,实验安排以原料产品为主线,将微生物原理、工艺调控、产品分析、相关的测试和计算融入整个实验中,确保学生通过一个产品的发酵工艺技术掌握较为通用的实验设计和操作技能以及分析问题和解决问题的能力,并鼓励学生进行相关科研论文的撰写和尝试性发表,为迅速发展的食品生物技术领域和发酵食品行业输送基础理论扎实、实践能力强、研发潜力大的专业人才。

3. 参观实习基地建设

学生课内参观实习的发酵工厂不得少于3家,每个点均设1~2名带队指导老师(由公司技术及质量主管担任)向学生介绍工艺流程及调控技术等,这一环节大大增强了这门课程的直观性,并给予了学生接触企业、了解企业需求、寻求行业生长点的机会。

4. 教学方法与手段改革

制作大量的彩色投影胶片,并复印装订成册,存放于资料室,便于学生翻阅;利用多媒体教学手段增加部分发酵工厂、工艺布局等内容及一些演示性实验,给予学生更直观的印象。为进一步加强实践环节,购入酿造工艺学等专业录像供学生观看。涉及到产品生产工艺调控的专题环节,还聘请了发酵企业的车间主任或技术主管作专题介绍。

5. 教与学的效果评价

主要考核方式为笔试,期中考试结合课程论文对学生的学习方法及总论部分的掌握程度进行考察,从论文中发现学生的学习个性和特长。并鼓励学生将所撰写的课程论文(主要是综述)尝试性地进行投稿,以促进学生对所学知识领域的了解和探索。

6. 注意收集毕业生、企业的反馈意见

该门课程教学的目标即是直接应用于生产实践,因此毕业生及企业的反馈意见将有助于及时弥补教学中疏漏的重点,以利学生学以致用。与在发酵企业工作的往届毕业生保持密切联系,关注企业需求的新动向,及时进行相关知识点的强化。经常走访用人单位,了解单位对毕业生的相关评价,更加了解我们所培养学生的长处和不足,从而在以后的教学过程中要进行扬长避短式的教学,以长促短,弥补不足之处,培养出更适合用人单位需求的学生。

7. 科研反哺教学

教研人员要致力于发酵食品相关领域的科研工作,积累丰富的科研经验,然后丰满教学内容,赋予课堂讲授过程的生动性、真实性、趣味性和技巧性,让学生学到许多书本以外的经验和技巧。

二、教学效果

按照上述介绍的教学方法和教改方案进行发酵工艺学课程的教学开展,取得了较为显著的效果,主要体现在以下几个方面:

1. 充分利用前期课程食品微生物学及发酵工程概论等的知识结构,使学生获得了连贯的发酵与酿造的系统知识,学生自学能力明显提高。

2. 利用多媒体教学手段增加了部分内容及进行一些演示性实验,增强了教学内容的动感和趣味性,丰富了学生的想象空间。

3. 学生毕业设计乐于选择微生物发酵方向的课题,并在完成过程中表现了较高的专业技能。

由于该课程为专业课,其后续内容基本体现在毕业论文的完成过程中,课程教学的成功点在于:大批学生自选进入发酵类实验室完成论文;论文设计思路较新;能较准确地解释实验中发现的现象,解决实验中遇到的障碍;在工艺性论文中能考虑生产实际需要,如成本、规模化的可行性、整体效益、环保等;论文写作用语精确,书写规范。论文指导老师也反映学生整体发酵方面的专业素质较高。

4. 学生善于提问,研讨愿望强烈,有创新意识。

5. 建立了合理的教学效果评估方式。

以课程论文的形式于期中进行教学效果考察,并在课程论文完成过程中引导学生把握学科前沿及重点,挖掘生长点。

小结

食品发酵技术的迅猛发展将要求高等院校输送一批具备食品基础理论、精于发酵技术的高能力、高素质专门人才,因此,目前的教学体系仍要进一步完善,以便进一步激发学生学习兴趣和创新激情。

由于行业间技术保密,给实践教学带来了一定难度,进入工厂进行的实践环节时间越来越短,内容越来越少。为保证这一环节,要以多种形式与更多的企业联系。

另外,要注重实验教学的设计和投入。实验教学在该课程的学习中应该占有很重的份量。加强发酵工艺学课程实验教学,不但能激发学生学习该门课程的兴趣,培养学生观察、实验操作思维能力,并且能加深学生对知识的理解,大面积提高发酵工艺学课程教学水平。因此,在教学中积极创设实验环境,想方设法多做实验。除了教材应做的实验外,还要根据教学内容合理的增设一些触手可及的就地取材的实验。

传统教学过程中,主要靠教师的讲解和演示实验,由于实验器材的限制,学生大多只能被动地听、被动地看,老师成了课堂教学的主体。应该加大实验仪器设备的投入,很多实验内容可由学生随堂动手做,变被动听为主动学,这样教学中的主体由教师转向学生,在学生的学习生活中,教师首先是一个平等的参与者,其次才是一个引导者,为学生提供探索的平台,引导学生把探索学习进行到底。

发酵工程论文篇5

一、发酵食品加工课程教学内容改革

在原有《发酵工艺学》课程教学中,理论教学内容侧重于基本发酵原理和工艺条件等理论知识的传授,而实验教学内容侧重于发酵产品的制备过程,造成理论教学内容与实验教学内容联系不紧密。在制定食品科学与工程专业的核心课程新大纲之前,我们对食品加工企业对人才的要求和近10届毕业生的情况进行了调查,根据调查结果,结合应用型人才的知识结构特点,我们对教学计划和教学大纲进行了调整,将原有的《发酵工艺学》课程的理论内容与实验内容相合并,改为《发酵食品加工技术》和《发酵食品加工实训》两门课程,并主编了安徽科技学院省级应用型本科示范高校重点建设专业“食品科学与工程”专业《发酵食品加工技术》核心课程的校本教材。

《发酵食品加工技术》课程总学时为30学时,共分3个模块,分别为酿造酒与蒸馏酒、发酵调味品和食品发酵技术,每个模块以企业生产实际为场景,以常规产品为载体,介绍发酵食品加工生产的基本知识与关键技术,再以典型发酵食品的加工生产为例并选做2-3个相关的实验项目,使学生对整个发酵食品生产过程有全面的认识和理解,既培养实际操作的技能,又提高理论联系实际能力的目的。

《发酵食品加工实训》课程共两周,是在学生掌握了发酵食品加工技术的基本原理与基本操作技能强化训练的基础上,掌握典型发酵食品(如啤酒、酱油和食醋等)的生产操作规程,学会设计并完成某种发酵制品的加工,使学生掌握现酵食品加工的基本理论及操作方法,并运用现酵食品加工的手段设计和生产新型的发酵食品。这不仅有利于巩固所学的实验技术,激发学生的兴趣,而且有利于培养学生综合运用知识的能力、解决问题的能力和创新能力。

二、发酵食品加工课程教学方法改革

应用型人才的培养过程强调与一线生产实践的结合[2],在课程设置和教材建设等基本工作环节上强调基础、成熟和适用的知识[3],重视实践性教学环节如实验教学、生产实习等,通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动[4]。我们在《发酵食品加工技术》课程实验项目设置的过程中将理论与实践合并,用现场教学方式,把原有《发酵工艺学》课程的部分理论课搬到实验室讲授,丰富和优化原有的《发酵工艺学》实验内容,采用学生边观察、操作边进行讲解的形式,形成“以实验室实验、实训为主,理论与实践相结合”的模式,并组织学生观看啤酒、食醋和酱油等相关生产视频,加深学生对抽象的发酵生产过程的理解,提高学生学习的积极性和实践能力。《发酵食品加工实训》课程除啤酒生产采用小型啤酒生产线按标准生产流程生产外,所选做的发酵食品制品均由学生自己进行配方设计,鼓励学生改变传统产品不合理的工艺参数与操作步骤,充分培养学生的创新精神,提高学生的实际操作技能。

三、发酵食品加工课程教学考核方式改革

传统的实践教学环节考核走过场,没有与社会用人结合实行定单式培养,实验课交一份实验报告就算完成任务,没有对实验过程进行监督考核,致使学生平时不学习,在实践教学环节中从事其他活动。学习缺乏主动性,自主学习能力不强,不善于灵活运用所学知识分析解决实际问题,普遍缺乏创新精神和动手能力。另外,考核方式单一导致学生缺乏学习兴趣。因此,我们根据本课程教学特点,采取灵活多样的方式进行考核。

《发酵食品加工技术》课程考核是在所有课程实验项目结束后,根据学生的实验考核成绩和理论考核成绩综合得到该学生该门课程实验的总成绩。实验考核成绩主要根据学生在实验过程中的表现(包括实验态度、实验纪律和操作技能等)和实验结束后所上交的实验报告中所反映的实验数据和实验结果的记录情况、对实验数据和实验结果的分析能力,以及对所遇到的问题提出解决思路等情况进行综合评分。理论考核主要考查学生对基础原理掌握的程度。

《发酵食品加工实训》课程考核主要根据学生在实验过程中的表现(包括实验态度、实验纪律和操作技能等)、实验前的实训方案及实验结束后所上交的实验报告(包括实验数据和实验结果的记录情况、对实验数据和实验结果的分析能力,以及对所遇到的问题提出解决思路)和学生所做的产品品质评分等情况进行综合评定。

四、结语

发酵食品加工课程涉及的知识面广,涵盖了许多食品领域的新技术,该课程的建设关系到食品科学与工程专业的人才培养质量。为了实现人才培养目标,提高教学质量,我们对原有的《发酵工艺学》进行改革,改变理论课教学与实验课教学明显分离情况,将理论课和实验课融为一体,采取教学做一体化现场授课方式,解决了理论与实践脱节的矛盾。

参考文献:

[1]周宏明,姜锐,李峰平,等.适应区域机电类产业发展的应用型本科人才培养模式探索与实践[J].科技管理研究,2010,(8):158-160.

发酵工程论文篇6

传统的发酵工程过程为了快速提高发酵生产率与发酵水平,发酵过程更侧重于菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展,基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展,利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制,才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程,因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。

微生物发酵过程的优化控制可以分为过程模型和控制策略。发酵过程建模如机理分析建模、黑箱建模和混合建模近年来都得到了快速的发展,而优化控制策略方面的研究内容与成果有:基于线性化近似的经典优化控制、基于非线性系统理论的优化控制以及基于人工智能技术的优化控制等。

2 微生物发酵过程建模

2.1 基于过程机理分析的建模

发酵过程机理分析建模是利用各种生物方程以及基因尺度层面的模型,主要是根据回归的方法确定模型参数。张嗣良等[1]从基因与细胞特性等方面进行了发酵过程优化的研究,对模型过程与本质有了新的认识,并得到发酵工程的限制条件;研究人员对毕赤酵母[3]的代谢过程进行了研究,建立了相关结构模型,为描述蛋白质生成提供了有效途径;还有相关的微生物发酵过程研究中,对赖氨酸进行了动态模型的建立与数据处理,实现了发酵过程仿真。机理建模仅仅包含了生物量与产物等状态变量[2],但由于发酵过程的复杂性,机理建模不能充分表达微生物发酵过程,还具有很大的局限性。

2.2 黑箱建模

黑箱建模是以最小二乘为基础的回归辨识为基础建立的发酵过程模型,适应性较高。以最小二乘回归获取[4]的过程建模,吸纳了经典控制方法的优点,技术简单易操作,具有诊断功能。非线性函数研究广泛应用于过程建模,主要有人工神经网络(ANN)和支持向量机技术(SVM)。

2.2.1 基于人工神经网络技术建模

ANN技术基于风险最小化研究被引入发酵过程,广泛应用于发酵过程建模。ANN在线校正能力强、适用于多变量非线性问题的处理。L-色氨酸的发酵过程建模中,用标准神经网络BP算法[5]模拟菌体的发酵产酸,但需要大量的实验数据反馈,因此改进神经网络是提高ANN建模质量的有效途径。径向基神经网络与BP网络相比,可以达到最佳建模精度。自组织神经网络、级联再生神经网络等方法也成功用于发酵过程建模。利用优化算法可以实现神经网络系数优化,避免网络学习算法反馈慢,局限性小的缺点。

2.2.2 基于支持向量机技术的建模

SVM方法的特点是结构风险最小化,有效地解决了非线性以及局部极小等问题。研究机构对SVM方法的应用越来越普及,SVM方法也广泛应用于图像处[6]和生物学等方面。SVM方法相比ANN方法对发酵过程的预测相对误差降低,因此SVM具有稳定性与安全性。张本法等对青霉素发酵过程进行基于SVM的建模,保证了建模的精度,还很大程度地节约了时间。SVM对样本没有较高的依赖性,它由向量决定的拓扑结构使模型结构更加简单。

基于实验数据的黑箱建模方法很容易受数据量和建模原理的影响,对于复杂的发酵过程在模型表达能力上有很大的制约。黑箱建模方法对于物理过程方程不够重视,导致其不能表达发酵过程的物理意义。

2.3 混合建模

近年来,基于辨识方法估计参数的混合模型得到了发展,将机理建模与ANN建模结合起来,利用算法实现了对模型的修正与简化,很大程度提高了模型精度。实验表明,混合模型比黑箱模型和神经网络模型的预测性能更好,也具有更高的泛化能力,但混合建模属于机理参数模型,描述发酵过程的功能仍不够完善。

3 微生物发酵过程的优化控制策略

3.1 基于线性化近似的经典优化控制

基于“极大值原理”经典的优化控制方法在早期发酵过程优化控制中应用较为广泛。在发酵过程状态空间描述中利用极大值原理以及迭代法可以实现发酵的最优实施效果。极大值原理方法适用于比较复杂的发酵过程控制对象,但极大值原理只能得到开环控制,当发酵过程中的计算量较大时,仅能对少数过程制定出优化曲线,忽视了环境因素对系统的干扰。相关研究人员后来将极大值原方法融入理变量方法,得到最佳的变量优化曲线,控制效果较好,但是还没有达到理想的实验精度与简便性;发酵过程的建模质量对经典优化控制的发展产生了很大程度的影响。

3.2 基于非线性系统理论的优化控制

20世纪60年代微分几何方法的提出使非线性系统理论的研究进入了一个新阶段,基于非线性优化控制器的设计稳定性,它在发酵领域的应用日趋广泛与普及。相关研究人员建立了非线性发酵空间模型,利用微分方法设计出来的控制器在发酵过程中展现出优良的控制效应,实现了非线性系统与线性系统的转换,对控制器的结构进行了优化,提高了发酵控制过程的动态性。但数学几何方法对系统的精度要求较高,由于发酵过程的复杂性,该方法不利于保证发酵控制系统的稳定性。

3.3 基于人工智能技术的优化控制

利用计算机科学技术结合人工智能理论对发酵过程进行优化控制成为近几年的发酵过程研究的热点,人工智能技术能突破很多复杂的系统问题,主要包括专家控制、神经网络控制等。利用智能方法对发酵过程进行优化控制,在研究与仿真中呈现出优良的效果。研究人员建立了基于乙醇生产的专家系统,实现了乙醇发酵过程的发酵单元的检测,系统的误差非常小,系统的稳定性也得到了提高。但智能控制方法在模拟活动时仍存在局限性,神经网络控制对于网格结构的确定具有不可控性,因此智能方法交叉成为目前急需研究的发酵控制的技术问题。

4 结束语

发酵过程机理较为复杂,由于没有对发酵过程的先验知识进行全面的认识,“黑箱”模型不能很好的描述及表达整个发酵过程,利用辨识方法对参数的估计也没有起到全面描述的作用;单目标优化的发酵过程优化控制也无法满足发酵过程最优化。我们应充分考虑模型辨识,利用智能理论完善各种机理的混合模型,研究出多目标动态性的优化策略,真正解决微生物发酵过程的优化控制。

参考文献

[1]张嗣良.发酵过程多水平问题及其生物反应器装置技术研究――基于过程参数相关的发酵过程优化与放大技术[J].中国工程科学,2001,8(3):37-44.

[2]张学工.关于统计学习理论与支持向量机[J].自动化学报,2000,26(1):32-42.

发酵工程论文篇7

教学方法基本上还是传统的讲授式教学,基本采用以教师为中心的灌输式和以单纯传授知识为主的教学方法。这种以教师为主体的教学,学生处于被动接受地位。一堂课下来教师很辛苦,学生也昏昏欲睡,教学效果不好。学生学习缺乏兴趣,在学习中没有积极性和主动性。

由于学科的知识、技术不断得到完善和丰富,使得课堂上需要讲授的内容不断增多,随着教学改革的不断深入,专业课的学时又不断被压缩,使教学时间不足问题日益突出。发酵工程类的专业课教学要求教师需要有渊博的知识,也应具有一定的生产应用和科研经历,这样就能深入浅出地联系生活的实际问题讲解专业课程相关知识,而目前高校教师大都缺乏生产应用经历,繁杂的纯理论教学内容难以引起学生的兴趣。

(2)实验教学方面

在实验教学过程中,由于受到课时、实验设备等条件的限制,开设的课程多为独立的验证性实验,教学过程中以教师为主体,学生在模仿照搬的基础上完成实验。这种教学模式极大地束缚了学生的思维,限制了学生的视野,不利于学生创新意识和动手能力的培养,实验教学缺乏知识深化与升华的过程。

(3)理论联系实际方面

学生对生物发酵技术在生产实际中的应用方面了解少,不能把握生物发酵技术的发展前景,认识不到发酵工程在生物产业领域所处的重要地位,由于忙于繁杂理论课程的学习,很少去工厂参观和实习的机会,所学知识很难得到相应的实践应用。

基于以上存在的种种问题,为了激发学生浓厚的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,提升学生发现问题和分析问题的能力,从而使学生的表达能力、组织协调能力和处理生产实际的综合能力得到提升,发酵工程的课程教学应该采取一些改进措施。

1)创新教学内容

创新教学内容不仅能提高教学效果,激励教师自觉加快自身知识更新,提高教学水平,还有助于激发学生的学习兴趣和学习热情,拓展学生的知识视野等。在课程的教学前,要设计好教学环节,同时讲授中应尽量避免单纯罗列标题和枯燥无味的叙述,在内容的组织上多下功夫,同时也应尽可能把复杂的问题通俗化,以便于学生理解与掌握。讲解理论知识时,采用基本理论和典型工艺讲授相结合,理论与生产实际密切结合,理论与学科前沿相结合,使学生能够较好地将理论知识和实际应用相结合,使学生能够深入的掌握理论知识。

(1)课前参观工厂-建立直观认识

直观认识往往不能真实地反映事物的本质特征,但可以作为理性概括的基础。在发酵工程课程开课之前,先带领学生到工厂进行参观,使学生了解发酵车间的控制操作,初步了解发酵工艺的基本流程和设备等,使学生对发酵工程课程有个直观的认识。此时学生头脑中会产生很多的问题,将这些问题带到课堂的理论学习中时,就会有一种渴求知识的愿望,有利于激发学生的学习积极性。

(2)采用“走出去和请进来”教学模式

单元操作控制是发酵工程在生产应用中的关键因素,相关企业生产一线技术人员拥有丰富的实践经验。为此,可以采用将课堂设在发酵生产车间的走出去教学方式,针对发酵控制过程中的关键控制点进行逐一实地学习,带领学生到包括葡萄酒、水果酒、果醋和啤酒等发酵生产车间实地参观,由教师和工厂技术人员现场讲授发酵工艺与控制技术。聘请经验丰富的发酵工程师作为特聘教师,进入学校课堂进行发酵控制关键技术的授课,使讲授内容更加生动和贴近生产实际。通过这种教学方式实现高校和企业的优势互补[2]。

(3)树立学生的实验主体地位

为了让学生更好地掌握发酵工程的理论知识,提高其解决产业化关键问题的能力,使学生在掌握发酵工程基本理论知识的基础上,学到更多的实践知识,提高其动手能力,调动学生的积极性、主动性和创造性,就要创新学生实验操作。在学生学习了一定的理论知识后,要在此基础上加深理解,就要选择关键性的验证实验作为实践教学的手段。如可为学生提供菌种,让其进行菌种扩大培养的实验,在发酵工艺控制中进行全自动发酵罐培养和操作,学生可直观认识各个参数的控制情况,从而将理论知识和实践教学有机结合。也可将实验中原来由教师提前准备好的有些步骤,例如材料的预处理、培养基的制备、菌种的活化和扩大培养等,让学生来完成,使学生接触更多的仪器设备,获得更多的实验技能。使学生成为实验的主体,学生根据预习情况和教师示教,在头脑中形成完整的实验架构,包括目的、原理、材料、方法以及步骤,通过操作来完成自己的设计并达到预期实验目的。

减少验证性实验数量,适当增加设计性和创新型实验。通过精心选择少量基本技能训练的实验内容,便于学生掌握。加大综合性实验和创造性实验的比重,实验之前让学生自己收集相关涉及题目的资料,再组织学生进行试验设计方案的评比,进行实验方案的论证比赛,再根据设计的方案进行创新实验。在过程中强调问题 分析与结果讨论的重要性,培养学生分析问题和解决问题的能力。学生在撰写实验报告时按照正规毕业论文的格式,培养学生专业论文的写作能力。

2)创新教学方法和手段

(1)应用“启发、讨论和非指导性”的教学方法

采用“启发式”和“讨论式”的教学模式,以及教学互动和相互转换的“自主教学”模式,使课堂从传统的单向传授转变为双向活动过程。首先讲重点、难点,难懂的问题讲深讲透,易懂的内容则指出关键,留下问题。其次要善于提出问题,让学生多思考,多反问,使学生在积极思考中接受知识。对于内容相近的只讲授其中一部分,其它部分引导学生自己学习。给学生多指定参考书和相关参考文献,鼓励学生课下自主学习,培养学生自主学习的能力[3-4]。

采用课堂讨论的方式教学,课堂讨论主要强调的是学生的自学,学生间的讨论以及教师的指导三方面的作用。针对学生在听课和学习过程中可能遇到的问题或萌生的一些新见解安排3-5次课堂讨论。将课程中较简单的章节安排学生准备,由学生自己讲解、提问和讨论,以此培养学生的综合能力。

采用非明示性和间接性的“非指导性”语言,提升指导的艺术性而促进学习,帮助学生达到更大程度的个人的统合、有效性和现实的自我鉴定。教学过程中创造一种学习环境,以利于激发、考核和评价种种新出现的知觉的过程,帮助学生理解他们自己的需要和价值,以便能有效地指导他们自己的学习决策[5-6]。

(2)采用现代化教学手段

随着科技的发展,现代化的多媒体教学在我国高校得到迅速发展和应用。教师可在有限的时间内,借助结合文字、图像、动画及声音等多媒体向学生传递丰富的教学信息,使得教学生动活泼。现代化教学手段可实现校内课程的网络教学,在校园网上构建网络教学平台,学生可以随时随地进行学习,摆脱传统的面授教育,突破时间和空间的限制,提升教学的灵活性。将发酵工程的生产工艺过程的视频穿插于课堂多媒体教学中,使整个工艺过程变得形象直观,加深学生对知识的理解,提高教学效果[6]。

(3)结合生产实际教学

将理论教学与生产实际密切结合,在教学上进行发酵过程基本原理与单元操作讲授强化的同时,结合前沿的科研动态,精选案例进行分析。例如教学中可将发酵工程设备部分,包括原料制备、发酵罐、通风设备和发酵控制设备等单独进行讲解;以典型的发酵工艺流程为主线,将发酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来,按照发酵工艺过程的主线来教学,采用基本理论和典型工艺讲授相结合,典型到一般再到应用,使各个章节相互紧密衔接,使学生更清楚、更完整地掌握发酵工艺的全过程。使学生在掌握生物学基本原理的基础上能对发酵过程中的工程问题进行全面的认识。

发酵工程论文篇8

一、课程定位

课程岗位定位:《发酵工艺》课程是食品加工技术专业的核心课程之一,是食品发酵工、酿造工、酿酒师职业资格认证的支撑课程。课程体系中的定位:本课程的先导课程有食品生物化学、微生物、食品化学等专业基础课程,后续课程有食品品质与质量管理、毕业实习等课程,本课程开设于第三学期,有承前启后的作用。

二、课程教学目标

(1)知识目标:主要是熟悉发酵设备类型;熟悉各类发酵产品的发酵;掌握各类发酵产品纯化原理和方法;掌握各类发酵产品生产工艺流程;掌握各类典型发酵产品的菌种扩大方法。(2)技能目标:主要是熟悉发酵生产相关设备;掌握常见发酵设备的基础操作;掌握菌种扩大培养操作;通过发酵生产得到相应的发酵产品。(3)素质目标:培养学生爱岗敬业吃苦耐劳;培养学生质量意识和食品安全意识;具备相互协作的集体主义精神;具备良好的职业道德和纪律;具备严谨的工作作风。

三、课程设计思路与内容

1.课程思路。首先对发酵企业进行调研,了解岗位职能,确定企业典型发酵项目,然后确定课程项目及任务,最后依据课程项目任务确定教学内容。

2.内容设计。根据典型发酵产品生产工艺及发酵原理不同将发酵产品分为液态静置发酵、液态通气搅拌发酵和固态发酵,将之确定为三种不同的学习情境。通过调研得出每种学习情境又可生产出多种发酵产品,液态静置发酵的典型产品为啤酒和葡萄酒的生产,液态通气搅拌发酵典型产品为味精,固态发酵典型产品为黄酒、白酒、酱油和食醋,将每一种产品定为一个学习任务。通过对比生产工艺及发酵产品特点的共性及差异性,加深学生对所学知识的理解。

四、教学内容实施

采用任务驱动和层层递进的方式,先进行理论及仿真教学,然后在学校进行综合技能训练、企业综合实训及企业顶岗实训,最终使学生达到发酵企业岗位能力要求。

以啤酒生产项目为例首先依据生产工艺过程,将啤酒生产项目分为五个任务,分别是麦芽制备、麦芽汁制备、啤酒酵母制备、啤酒发酵工艺控制和产品后加工。布置好任务后,进入第一阶段的学习,学生先查阅资料,分组讨论,每组布置不同任务,让学生自行设计完成学习任务;接下来要学生了解啤酒的生产过程,对学生进行啤酒仿真实训,利用电脑软件进行仿真练习;然后在学校实训室进行啤酒发酵实训;之后到啤酒生产企业进行生产实习;最后对啤酒生产效果进行评价。效果评价主要包括过程性评价和结果性评价,是对教学任务完成情况及学生素质的评价,分值分布情况为:任务分数合计100分,包括麦芽制备10分,麦芽汁制备10分,啤酒酵母制备20分,啤酒发酵工艺控制40分,产品后加工20分。综合素质考核100分,包括学生操作情况50分,工作态度10分,团队合作情况20分,质量意识10分,卫生清洁意识10分。

五、教学方法与手段

1.教学方法。在教学过程中,主要采用以下几种教学法:(1)仿真教学:利用电脑仿真软件,在电脑上进行发酵工艺的仿真练习,使学生熟练操控产品的整个发酵过程。(2)现场教学法:带领学生在企业参观实习,并由企业指导老师现场进行讲解,使学生在真实的工作情境中了解生产流程及日常生产管理等知识。(3)案例教学法:教师积极到企业生产现场录制视频文件,在课程教学中展示具体产品生产视频,将生产现场搬进课堂。(4)自主学习法:学生根据任务,查阅资料,进行方案设计,发挥学生主体作用,让学生在自主学习中完成方案的设计,构建自己的知识体系,自主教学法锻炼学生的学习能力与思考能力。

2.教学手段。在教学过程中,根据高职学生的特点,利用多种教学手段,促进学生职业能力的提升。(1)多媒体课件:利用现代信息技术,制作多媒体教学课件,利用现代化的教学设备辅助教学,直接展现“立体化”内容,增强教学内容的直观性,激发学生学习兴趣,教学效果明显。(2)仿真软件教学:采用仿真软件教学,可以实际模拟现场生产过程,以啤酒生产项目为例,仿真软件中有啤酒生产总貌图及各个工序对应的设备图,让学生在仿真软件中操作,完成后通过质量评分系统查看自己对知识的掌握程度。(3)视频教学:采用教学专用视频,不仅有生产工艺流程、各工序操作要点,还有现场生产录像、教学生产视频,能够让学生在课堂就了解企业一线生产现状,对生产过程加深理解。(4)网络资源教学:利用图书馆、校园网络资源,实现开放式教学。依托学院网络平台,建设课程网站,课程的多媒体教学课件、电子教案、资源均上网,满足学生课余时间自习、复习的需要。

六、课程评价

在课程评价过程中,突破传统的反馈和评价工具,制定合适的反馈和评价机制。发酵工艺课程的教学效果评价采用在线单元测试、口试、仿真考试、理论测试、技能测试等方式进行教学效果评价。另外,有学生评价,行业专家评价,教学督导评价及用人单位评价,综合对教学效果给出合理评价。

七、课程特色

本文以《发酵工艺》课程教学改革为例,从课程定位、课程目标和课程内容及教学方法等方面介绍改革的思路和探索。本课程设计的主要特色有:课程教学内容的选取、教学过程的组织都来源于企业的实际生产;仿真教学与实践教学相结合,通过仿真练习,提高学生操作熟练程度,实现学生与企业的无缝对接;评价主体多元化,评价方法灵活,注重过程评价,将学生学习的情况、态度、团结协作意识、质量意识等量化,全方位培养学生的职业能力、职业素质和职业态度。

参考文献:

[1]杨晶晶.浅析“课程设计”概念[J].内蒙古师范大学学报(教育科学版),2015(3):116-118.

发酵工程论文篇9

生物技术是当前世界最前沿的科学技术,目前正以前所未有的深度和广度迅速发展。发酵工程在生物技术中扮演着产业化的关键角色。生物技术的迅速发展对科学技术人才的培养提出了更高的要求,需要具有扎实的理论基础、又有一定的实践技能的高素质人才。《发酵工程》生物工程和生物技术专业的一门核心课,在专业课程体系中起着承上启下的作用,其教学体系的合理编排和设置对生物工程专业的人才培养起着至关重要的作用。我们仅就14年来的《发酵工程》授课实践,结合其他兄弟院校的教学经验谈谈感悟。

1 精选教学内容,整合课程体系

1.1 精选教学内容

河南科技学院(后简称我校)生物工程专业的《发酵工程》课程是在修完微生物学、生物化学和化工原理等课程之后,本科三年级第一学期开设,与《生物分离工程》、《生化工程》和《生物工程设备》同期开设,《酶制剂》、《酒类工艺学》和《生物制药》等专业课程在其后开设。生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性,教学过程中避免与其它课程交叉重复。我校每四年进行一次本科培养方案的修订,在参与的制定2005年、2009年和2013年新修订的教学大纲中,《发酵工程》课程的课时由72学时不断被压缩为现在的48学时。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,并为今后的发展打下坚实的基础,是《发酵工程》教师需要认真思考的问题。我们的《发酵工程》授课内容提炼为:以发酵工业过程共性环节为主线,按照发酵工艺过程串联为菌种―培养基―种子扩培―发酵过程控制一条主线。发酵工程的教学中还应对发酵企业经济效益的评价方法和体系进行分析和阐述;同时经济学的知识和理论体系比较宽泛,只需结合发酵工厂的实际有选择地讲授,做到重点突出,详略得当。

基于此将发酵工程教学内容从章节编排上为:绪论(2学时),工业微生物(4学时),微生物发酵机理(4学时),发酵工业原料及其处理(2学时),发酵工程的灭菌于空气除菌(4学时),发酵设备与反应器(4学时),发酵工艺控制(4学时),工业发酵染菌的防治(2学时),现代生物技术在发酵工业中的应用(4学时),发酵经济学(2学时)。

1.2 恰当处理与其他课程间的关系

生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性, 因此在课堂教学中采用关联教学法,避免与其他课程交叉重复。将不同学科、不同章节的知识点进行关联,同时注意突出本课程的重点内容,发酵工业菌种的生理生化特征、培养基的分类与制备、常用的无菌技术等知识在微生物学中已经详细学习,《发酵工程》中仅作为对知识的回顾;在讲解发酵产品的原理时候,紧密与生物化学知识点相结合;对于种子扩大培养、发酵过程控制以及发酵产品原理与技术应用等内容做深入的讲解,形成由点及线到面,逐步构建起工业生物技术的立体知识网络。突显《发酵工程》在专业课程体系的承上启下作用。

2 优化教学方法

利用多媒体技术与网络教学资源,同时在课堂上要适时、适当地运用板书,肢体语言等方式进行讲授。媒体技术的应用,为教学带来了活力,它提供了视觉、听觉等多器官刺激,使抽象的内容具体化、直观化,不仅能活跃课堂气氛,也在一定程度上提高了学生的学习效率。但是,多媒体课件只能是辅助教学手段,绝不可多用、滥用甚至完全依赖于它。在课堂中,起主导作用的仍是教师,教师适当地运用板书,肢体语言等方式,才能达到更好的教学效果,而PPT文件应该只起到类似以前挂图的作用,如若全部用PPT文件讲课,教学效果不好。

教师在讲述中要尽量把生产生活中与发酵有关的实例引人课堂中进行剖析,引导学生自主思考,要善于将书本基本原理与实际应用有机结合起来,从而加深对理论知识的理解,提高学生发现问题、解决问题的能力,促使学生自觉地扮演好学习主体的角色。这样做即可活跃课堂气氛、激发学生的学习兴趣,又能加深学生对理论和概念及其应用的深刻理解。在教学环节中,穿插大型发酵企业的产品生产和技术开发以及发展方向,使学生了解该行业的发展现状和趋势,为自己将来的出路早作打算。

3 加强教师队伍

发酵工程具有很强的实践性和应用性,其对授课教师的要求也很高。发酵产品由实验室―中试―生产逐级放大的过程中,不是按比例放大而是比拟放大,过程出现的问题很多时候需要实践经验指导。多数主讲发酵工程课程教师虽已获得博士学位,具备知识新、理论强的优势,但缺乏实际生产经验,讲课内容枯燥空洞,教学效果不理想。教师是课程建设的主要执行者,建设一支优秀的课程教学团队尤为重要。我校采用“请进来,走出去”的方法,加强学校教师与企业发酵技术人员的交流互动。“走出去“就是学校要求35岁以下教师必须到相关企业进行轮岗锻炼一年。“请进来”就是请企业经验丰富的技术人员来授课,我校生物工程专业设有“华兰班”,华兰生物定期派生产一线的专家讲课,生物工程专业所有学生均可听课。学校出台有利政策鼓励教师与企业合作,发酵工程教师教学、科研能得到了提高。

4 强化实践教学

实践教学与理论教学相互联系相互支撑,是高等学校教学工作的重要组成部分,对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力有着特殊作用。我们的发酵工程课程实践教学由课程实验、课程实习和生产实习三部分组成。课程实验用于强化学生的基础知识和基本操作能力,课程实习;课程实习用于增强学生的综合和设计能力,生产实习用于培养学生的工程实践能。

4.1 做好基础实验,掌握基本实验技能

结合教材内容和教学目标,开设发酵工程的基础实验,如发酵罐的灭菌与接种等操作、发酵污染的检测与判断等,共16学时课程实验。通过规范的实验操作,使学生掌握发酵工程的基本实验技术和主要产品的工艺流程。

4.2 开展综合和设计性实验,提高学生创新能力

在课程的实习周,首先带领学生到相关的发酵工程参观学习,要求学生了解所参观企业发酵产品的生产工艺流程和主要仪器设备;理解生产过程中的原料处理、菌种生产、空气除菌和下游提取等单元操作方法;学会观察生产过程中各发酵参数的变化,并掌握相应的调节措施。然后,让学生自行设计实验,带领学生到我院发酵工程中试车间进行模拟实验。通过综合实验, 提升学生对基础知识和基本技能的应用能力; 再后, 通过设计型实验, 初步培养学生的科学研究和创新能力。为了进一步系统培养学生实践技能,我校生物工程专业在第7学期(上)开设了64学时生物工程大实验,开设工艺综合大实验课,第8学期学生自行选择到我们已建立的校企联合理事会单位进行为期两个月的生产实习。近年来,我院与河南宋河酒业股份有限公司、焦作健康元、新乡华兰生物工程股份有限公司和郑州航空港台湾科技园等20多个大型企业合作,成立了校企联合理事会,开设“校企合作论坛”,每年召开相关企业参加的教学指导委员会年会,采用“校企联合培养”模式,推进教学改革,增强了学生创新创业能力。

通过上述措施,克服了由于专业课时相对减少给发酵工程课程带来的不利影响,课堂气氛活跃,学生学习的热情和积极性提高,教学效果较好。发酵工程发展迅速,新的工艺和流程、新的发酵产品层出不穷,促使发酵工程教学的不断完善与进步。要跟上行业发展的步伐,除改进教学内容与教学方法外,教师本身也要不断学习,提高课程的前瞻性,使学生不仅学习知识,更要树立科研素质,建立并提高分析问题和解决问题的能力。

参考文献

[1] 纪蓓,崔志芳,王冬梅,等.《发酵工程》教学改革与实践[J].新课程研究, 2012,207(12):103-105.

[2] 潘懋元,车如山.做强地方本科院校―地方本科院校的定位与特征研究[J].中国高教研究,2009(12):15-18.

[3] 陈叶福,肖冬光,陈宁,等.对发酵工程课程教学的几点思考[J].中国轻工教育,2010(2):64-65.

发酵工程论文篇10

发酵工程是针对生物技术及应用和生物制药技术专业学生开设的重要的专业核心课程,是一门应用性和实践性很强的课程[1-4]。实验在发酵工程教学中占有非常重要的地位,我们一直把本课程实验教学部分作为我们教学的重点,近几年,根据我们的实践教学经验,对这门课程的实验教学内容、考核方式进行初步的探索,形成了我们学校实验教学的特色,主要目的在于提高了学生的实践能力和分析问题解决问题的能力,让学生在有限的时间内掌握发酵相关实践技能,从而培养创新型、综合型人才。

1 对实验教学内容进行改革,强化学生实训能力培养

1.1 与生产实际相结合,优化实验内容

发酵工程是一门应用性很强的课程,需要理论与实践的密切联系,对学生将来的就业影响深远,而且生命科学领域的新知识、新技术的不断涌现,课程更新速度很快[5]。因此,为了培养学生的创新能力和动手能力,我们对实践教学内容进行了改革,增加实践教学内容的学时,2008版教学大纲内容实验学时为32学时,2011版教学大纲加大了实验教学内容的比例,实验学时增加到60学时,实验内容改革前只包括液体发酵部分,改革后增加了固体发酵部分和检测部分,并把实验内容按照理论教学内容进行了整合,改革前由四个实验项目,改革后由八个实验项目组成,包括固体发酵和液体发酵整个过程,有利于学生从整体观念出发,强化学生实训能力培养,强化学生职业素质培养,缩短校内实训和校外顶岗实习的距离。

1.2 坚持以人为本,层次安排实验内容

发酵工程是一门实践性强的课程,因而实践教学在发酵工程教学活动中非常关键。将发酵实验按照理论课发酵工艺工程这个主线整合为菌种选育,无菌发酵、发酵产物的收集鉴定、发酵液中的各项指标进行检测到工厂发酵工艺模型的设计,从实验室研究扩大到工厂生产规模的设计,然后固体发酵、固体发酵产物的测定,共八个实验项目,通过这八个实验项目训练按照基础、综合、创新三个层次编制实验内容,提供了一个宽广的平台供学生学习,提高学生探索实验能力,增加学生对实验课的兴趣,使学生在探索中不断学习,从而达到教学目的,经过改革后,通过对学生的调查,学生兴趣浓厚,教学效果较好。

2 改革考核方式

实验成绩总分100分,占发酵工程课程成绩的40%,由平时成绩、实验报告、实验考核三部分组成,平时成绩包括每次实验学生的出勤情况、在实验过程中对关键步骤的操作情况、学生在操作过程中的纪律和安全卫生等内容组成,平时成绩占实验总成绩的30%;实验报告包括实验报告书写质量,实验结果的计算分析情况,实验总结和反思三部分组成,占实验总成绩的40%;实验考核占总成绩的30%,实验考核是对整个发酵工程实验部分,需要学生掌握的重点操作部分,或关键的仪器设备的操作情况进行考核,例如:作为发酵工程实验中的重要设备发酵罐,对学生进行仿真训练,使学生能够正确的拆卸和安装发酵罐,并对发酵罐的各种电极要熟悉掌握,通过对发酵罐进行考核,可以提高学生对发酵罐熟悉掌握。总之,通过考核进一步强化学生的动手操作能力和对实验的掌握情况。以上实验考核方式对学生公平、公开、公正进行,不断调动学生学习的积极性,改善学风,提高学生实验动手能力和学生综合素质。

3 结语

总之,对发酵工程实验教学内容和考核方式进行改革后,大大的提高了学生学习的积极性,通过发酵过程实验课对学生的训练,不但提高了学生的实践动手能力,而且学生设计实验的能力和对实验的创新能力,也有了进一步的提高。经过改革后,我校的发酵工程实验已形成较好的科学体系,形成了具有我校特色的发酵工程实验教学体系。在今后的实验教学过程中,我们还会根据学生的实际情况进行探索和完善,以提高学生的综合素质为目的,使发酵工程教学真正达到培养创新型、综合型人才的目的。

参考文献

[1] 张惠玲,方海田.教学与实践相结合的改革与探讨——发酵工程教学与实践[J].实验室研究与探索.2007/26(1):8-11.

[2] 陈坚.发酵工程实验技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3] 贾士儒.生物工程专业实验[M].北京:中国轻工业出版社,

发酵工程论文篇11

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)08-0168-02

发酵工程又称微生物工程,是现代生物技术的重要组成部分,内容涉及数学、物理、化学、微生物学、化工原理和工程等理论,是实现基因工程、细胞工程、蛋白质与酶工程等其它技术的最终手段和方法[1]。作为发酵工程课程的重要组成部分,实验课是促使学生理解理论知识,夯实理论知识的有效手段,也是全面实施发酵工程素质教育的有力途径。我国发酵工程实验教学通过近些年的改革,取得了一些成效。如改革发酵基础实验、增加学生自主实验等,初步形成了基础、综合、创新三个层次的实验内容,并以此建立了相关实验管理体系[2]。

黑龙江八一农垦大学发酵工程自1996年微生物专业(现生物技术专业)成立以来,在校教务主管部门和学院领导的支持和鼓励下,取得的较大的发展,实验教学平台和水平也在不断进步。但我校发酵工程实验课程的建设仍存在不足,如不能做到教学与科研结合;教学内容死板单一,多以传统发酵为主;教学方法和手段单一,多以教师示范,学生模仿为主,或者由教师将关键步骤完成,学生只完成次要实验;考核方式不合理,多注重出勤,而不注重学生的实验操作和实验质量。这些都限制着我校发酵工程实验教学的发展,进而影响到作为省级重点专业生物技术专业主干专业课的教学质量和本专业学生的专业技能和实践技能。为此,我们通过对发酵工程实验课的教学内容、教学方法和考核方式等进行了探索性改革和实践。

1.改革实验教学内容

发酵工程具有很强的实践性和应用性,要保证发酵工程课程的教学质量,必须保证理论与实践的密切联系。最初我校涉及到发酵工程课程的实践教学只有参观实习和验证性实验两个环节,导致学生动手能力差,对于系统综合性的知识理解不透,对发酵工艺和设备一知半解。为此,我们在系统分析微生物学、工业微生物学、蛋白质与酶工程等课程实验内容的基础上,结合我校实际,改革了实验内容,增加了企业顶岗实习、综合性设计实验两个环节。

1.1优化基础技术及验证性实验

发酵工程实验课的开展依赖于学生对于基础实验技术的掌握,特别是微生物相关的基础技术,包括微生物的接种、培养和形态观察、细菌生理生化、自然界中菌种的筛选、传统诱变技术、以及分子生物学中最常用的DNA提取和微生物转化、转导等技术。而验证性实验是学生对发酵工程相关理论知识的理解和掌握最有效手段。因此,在设置实验教学内容时,既要注重和强化对学生基本实验技能的训练,又要体现实验教学对基础理论服务性的特点。使学生通过验证性试验,在实验准备和基础操作过程中,提升实验操作能力,夯实理论知识。

1.2强化综合设计性实验

综合设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,要求学生自行设计实验方案并加以完成[3]。由于发酵综合设计实验具有实验周期长、连续性要求高的特点,在教学中我们对学生进行分组,让学生利用除发酵工程实验课以外的时间自主进行实验,实验结果随时向教师汇报,进行跟踪指导和督促。综合设计实验教学内容涵盖好氧发酵、厌氧发酵、固态发酵和液态发酵,从而实现多层次实践教学体系,系统的培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1.3 强化生产实践实习

发酵工程实验教学的目的就是让学生能够掌握发酵相关的实验操作、工艺流程、发酵调控等技术。校企合作办学是世界高等教育发展的趋势[4]。高校在科学研究、人才培养等方面具有优势,但在学生生产实践能力培养方面往往由于工艺规模、成本等因素而显得捉襟见肘。因此,在发酵工程实验教学内容中,我们通过开设参观实习,顶岗实习,让学生直接进入企业,面对实际的工作环境,接受企业资深专家的指导和教诲,学习企业先进的技术以及企业专家丰富的实践经验。多年来,我们通过与大庆志飞生物化工有限公司,肇东市日成酶制剂有限公司等企业开展合作,共建教学实验实践基地,有力的促进了发酵工程实验实践的教学效果,为应用研究型人才培养提供了有力支撑。

2.改革实验教学方法

实验教学可以帮助学生深入理解理论知识,通过实验验证和理解相关理论,从而为学生进一步的获得知识奠定基础。从学生的学习兴趣入手,通过启发引导、联系实际等方式提出问题,让学生以问题为出发点,探寻解决问题的思路,从而寻找解决问题的手段,设计解决问题的技术路线,教师通过模拟、演示、指导、点拨等方法将知识进行拓展延伸,使学生能够触类旁通,激发学生对发酵工程的学习兴趣。

2.1加强实验过程监控管理

发酵工程实验教学时一个系统工程,包括实验准备、实施、分析、总结反馈等环节。因此,实验教学必须做到六个“认真”,即认真编写实验指导,认真检查预习情况,认真进行实验示范,认真指导学生实验,认真审查实验记录,认真批改实验报告。这就要求教师制定科学合理的实验教学大纲,遵循突出重点,启发为主的原则来编写实验指导,切忌面面俱到,拖沓冗长。同时,教师应该督促学生对实验进行预习,让学生通过研读实验指导,查阅相关资料,写出实验预习报告,同时提出自己的设想和问题,教师对学生的预习报告进行认真批阅修改后同学生进行沟通反馈。而在实验过程中,教师通过亲身演示,视频演示,优秀学生演示,将实验目的、原理、材料方法及步骤进行解读,特别对容易出错的实验细节进行强调和多次演示,让学生通过直观刺激把握实验的精髓和要点,随时解决学术提出的问题。学生在实验具体操作过程中,教师要随时点拨和指导,检查学生实验记录情况,并要强调实验记录的真实性和必要性。实验结束后,教师通过检查学生的实验结果、实验报告的批改了解学生对实验掌握的总体情况,从而做出分析,将问题分类整理后,同学生进行进一步的反馈交流。

2.2发挥多媒体及网络作用

多媒体技术和多媒体网络进入课堂,给传统教学注入了新的教育思想和教学方法,多媒体网络把视频、声频、动画有机结合起来,图文声色并茂,动静结合,可优化课堂教学的信息传递结构、学生认识结构、课堂时间结构、师生活动结构等。发酵工程实验内容涉及的学科多、设备多、工艺复杂,从发酵微生物菌种的筛选到发酵产物的分离纯化,每一个环节都包括很多实验步骤。如此复杂的综合性实验要在实验课中进行实际演示是不可能的,因此,就要充分发挥多媒体视频的作用。我们将标准的基础实验技术操作、综合性设计实验、发酵中试实验等制作成视频,在理论课进行的同时让学生进行学习。同时通过建立发酵工程实验QQ群,开通发酵工程实验微博等与学生交流实验视频观看心得及实验操作感受。此外,对在实验课中表现优秀的实验小组,将他们的实验过程进行全线追踪拍摄,制成视频文件,放到QQ群共享中,让大家下载学习,同时提出自己的见解。

3.改革考核方式

长期以来,发酵工程实验教学考核只占整个发酵工程课程极少一部分,通常分数比例为20%左右,导致学生在思想深处不重视实验课,甚至出现实验课旷课、逃课,以及抄袭实验报告等诚信问题。针对这些问题,我们对发酵工程实验的考核方式进行了改革,改变传统的只注重报告的考核体系,增加面试环节,包括实验方案设计、实验操作错误分析、实验模拟操作三部分中的任一部分,让学生同教师面对面的交流。在成绩设计上,我们通过增加实验教学的分值,将其分数比例提高至50%,即50分,其中,实验预习报告5分,实验表现10分,实验报告5分,面试环节30分。通过这种考核方式,既增强了学生实验实践能力,又锻炼了学生的语言表达能力。

参考文献:

[1]晏磊, 陈朋, 张爽. 发酵工程实验教学改革与实效分析[J]. 甘肃科技, 2011, 27(19): 102-104.

[2]许波, 黄遵锡, 杨云娟, 等. 发酵工程实验教学改革初探[J]. 微生物学通报, 2007, 34(3): 600-502.

[3]何海燕, 覃拥灵, 卢福芝. 地方性高校发酵工程课程实验教学改革及应用实践[J]. 科技文汇, 2013, 234: 61-62.

发酵工程论文篇12

《发酵工程》是一门综合性及实践性很强的专业课程,包含发酵工艺学和发酵设备两块内容。主要含盖发酵工业上微生物菌种的培养保藏,发酵工业培养基及原料处理,工业微生物的生长、物质代谢,产物的生物合成及微生物的代谢调控机制,发酵条件的影响及控制,以及发酵产物的提取及精制[1]。

发酵工程技术跨越添加剂发酵工艺(氨基酸、有机酸)、食品饮品发酵工艺(酒类、奶制品、面包)、保健制品发酵工艺(氨基酸、双歧杆菌)、医药制品发酵工艺(抗生素)等产品领域;在学科上跨越生物学、工程学、化工等领域[2]。

在传统的生物工程专业的专业课程设置中,是把这些不同产品的发酵工艺分别设立一门课程来讲解,这会造成专业内容模块的重复教学,而实践教学学时无法保证;对于现在中职的“2+1”教学模式来讲,在校时间短。因此,分产品类型学习发酵工程也是不可能的。如何使我们生物工程专业的中职毕业生能够熟练掌握基本的发酵工程实用操作技能呢?

1 教学改革的目标

中等职业教育以就业为导向,在德育为首的前提下,我们的教育教学过程应该注重培养学生的专业技术、动手能力、适应能力和综合素质。生物工程专业的中职毕业生通过专业课程学习,应该能够在微生物发酵的各行业领域从事相关技术操作,包括医药制品、食品饮品、保健品、化工产品等行业,熟练进行菌种分离选育的基础操作、发酵原材料处理、发酵生产领域的消毒灭菌、种子及大罐发酵看罐控制操作、生物及化工领域的成品半成品检验等。专业课程教学过程应该把内容有机融合,知识有效融会变通,从而扩展学生专业面,以扩大学生的就业面,从专业课程教学的层面上体现中职学校以就业为导向的办学方针。

中职教育中的核心专业课程教学应该以技能为本位。要保证我们的毕业生具备相关的熟练技能,毕业后能马上成为企业里优秀的中、初级实用技术型劳动者。

发酵过程牵扯的环节多,环节之间的相互影响大,通过该专业课程理论教学,尤其是实践教学,培养学生的职业道德素质,敬业爱岗、服从协作等品质。

2 教学内容

作为生物工程专业的核心课程,《发酵工程》有两个特点:其一,包含实践能力和动手能力培养的要求;其二,以核心技能培养为中心,在很多情况下又是跨领域的。

如何把不同产品的生产工艺过程通过这一门课程综合起来讲解,在教学改革过程中,总结如下几条。

2.1 “一条主线”

“一条主线”即将发酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来。

本人在教学过程中把教学主要内容归纳成一条主线。课程内容按照模块顺序安排(见图1)。

发酵工程课程教学内容跳出具体的产品,以发酵产品生产中共性的规律,按产品生产工艺流程来编排教学内容。典型的发酵产品生产流程包括下面四个基本模块:菌种的来源及种子的扩大培养、培养基的制备、发酵过程的工艺控制,产品的提取精制。

2.2 “两个基础”

“两个基础”即生物学基础、化工工程学基础,坚持两个基础并重。

生物学基础知识包括:工业微生物的生长、物质代谢,产物的生物合成及微生物的代谢调控机制,发酵条件的影响及控制。因此微生物学、生物化学、基因工程、代谢调控是我们学习发酵工程必备的专业基础。

微生物发酵过程是一个典型的化工过程。由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给,这些多涉及到化工生产的以下领域:

(1)质量的传递―― 氧的供给、代谢物的排泄等。

(2)热量的传递―― 微生物呼吸产热,微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。

(3)动量的传递―― 涉及到搅拌轴功率,与溶氧、气液混合的关系。

(4)微生物的反应工程―― 涉及到微生物的生长,产物生成等。

发酵设备部分的教学内容,无论哪种产品的生产、无论哪个工序,都能归属到这同一个典型的化工过程。借助教学实践实训设施,采用理论与实践有机结合、互相促进的教学模式,充分利用我校投入大量资金建成的啤酒发酵生产线、啤酒检测实验室、化工管路拆装实训室、多级塔板精馏塔、填料精馏塔、填料式吸附塔、喷雾干燥器等实践实训设施,来学习发酵工程中我们常说的“三传一反应”的原理,同时通过训练加强学生的动手实践能力。

3 教学方法和手段

3.1 教学常用方法

从教学理论上讲,常用的教学方法有[3](见表1)。

3.2 《发酵工程》教学方法选例

教学方法选择应该依据教学目标、教学内容特点、学生基本情况、社会和企业的需求、教师的自身素质、教学环境条件等来选择。中等职业学校专业课程的教学,由于学生的学习习惯不好,基础知识较薄弱,而面临的是就业和自立。因此,特别需要老师在教学过程中认真备课,充分准备,热情投入,要注重培养和提高学生分析和解决问题能力,要带领学生进入生产现场,深入到实践训练中。

本人在教学过程中注重学生独立地解决由本人或教师提出的课题,教师在适当的时候给予帮助,让学生的自我活动占主导,提高掌握知识技能的效果,形成良好的学习态度和习惯,提高自学能力、自立能力。

3.2.1 问题探究式教学方法

引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生比较独立的探究和研究活动,探求问题的答案而获得知识的方法[3]。

问题教学法:

带领同学们在啤酒发酵生产线上,努力创设一个有利于学生进行探究发现的良好的教学情境,引导学生思考:啤酒厌氧发酵罐与耗氧发酵罐相比,有什么不同?主要耗氧发酵罐有通风、搅拌装置,而厌氧的啤酒发酵罐没有。

进一步设问:好氧发酵罐搅拌装置有什么作用?匀质、传热。

接着,引出本节教学内容:啤酒发酵罐非常简单,没有搅拌,那么,匀质、传热是如何实现的?老师引导学生去探究。

最后,通过归纳提出发酵工程中的“三传一反应”的原理,并进行实例讲解和归纳梳理。

对于啤酒发酵微生物生长代谢、外观变化、传热传质等有关内容的教学,采用传统的讲授法,不能有效激发学生的听讲兴趣,难以抓住学生的课堂注意力。相比较,采用这种问题探究教学法提出问题,分析比较,分组讨论,教学过程非常直观,富有逻辑,激发了学生的学习兴趣,学生能积极主动参与到课堂教学中,畅通有效的完成了这一重点内容的学习。

发现教学法:

发酵原材料的处理部分讲到促进传质、传热的方式。啤酒麦汁煮沸锅的结构和工作原理,本人通过问题发现教学法来完成教学。

设问:麦汁煮沸锅和糊化锅、糖化锅主要都是加热维持一定温度并使物料处于翻腾状态。请同学们通过观察,发现它们的结构有那些相同点?最大的差别又是什么?

让同学们自己通过现场设备的比较,发现问题。给予学生思考的空间,发现问题,得出结论,及时给学生肯定和鼓励。然后带领学生深入教学内容―― 煮沸锅的结构和操作要点。麦汁煮沸锅,没有搅拌,靠的是底部和上部温度差异,热量对流来完成的。接着来探究锅底的形状,操作时为何要注意进汽速度。

这种组织学生在实验现场创设一个利于学生探究问题的情景,引导学生思考,通过学生之间、师生之间的交流,探求出问题的答案,比原来在黑板上画示意图进行讲解教学的效果好得多。

问题探究式教学方法对应的是参与式学习法。参与式学习是一种强调以人为本,学生积极参与,尊重学生学习主体性及个性发展的现代教育观念。它通过让学生积极参与到教学中与教师双向交流,让学生的思想互相沟通,互相碰撞,展示自己,提出真知灼见,提高学生学习的主动性、积极性,它是一种自主性、主动性和探索性的学习[3]。

实践证明,这种教学方法既顺利有效完成了教学内容,又培养和提高了学生分析问题、解决问题的能力。

3.2.2 训练与实践式教学方法

通过课内外的练习、实验、实习、社会实践、研究性学习等以学生为主体的实践性活动,使学生巩固、丰富和完善所学知识,培养学生解决实际问题的能力和多方面的实践能力[3]。

在学习完发酵原材料处理的内容之后,带学生到啤酒生产线上,去完成糊化、糖化和麦芽汁过滤的操作。过滤麦汁完毕,卸糟之后清洗,结果出现卸糟口处漏水。四个男生反复进行了上十遍的安装、清洗试漏、泄漏再拆。最终学生自己发现了问题:先把密封板退回,不能为了对齐而急于把密封板伸出。通过这样反复操作实践,最后成功密封安装好,内心的成功和心得收获是不言而喻的。

麦汁冷却进发酵罐过程中的充氧操作,其中会牵扯到气瓶减压操作。这样简单的充气操作程序,如果仅通过语言讲解,而不通过实际操作是很难让学生掌握的。

在实践课程教学中,我深刻体会到“百闻不如一见,百见不如一练”。有些操作,比如镜检、调pH值、接种,甚至准确称量、仪器校对等看起来很简单的操作,可是学生动手起来漏洞百出。只有通过训练、指导、再训练的反复过程才能达到预期效果。

通过训练与实践式教学,使学生学习常用设备的基本结构和工作原理轻松自如,能有效地培养学生正确使用、维护、保养设备及异常事故处理的能力。

3.2.3 利用现代信息技术的教学方法

在发酵工程的教学过程中充分利用多媒体教学。从高校、企业、科研部门的网站下载收集、归纳整理的大量图片,来形象直观地再现菌种扩大培养过程和生长特征、讲解发酵设备内部构造、了解新型空气过滤材质的先进性等。

兴趣是学习的最佳动力,培养学生的学习兴趣,是专业课程教学中必须关注的问题。利用形象直观的现代信息技术图片,能激发学生学习兴趣,吸引学生的课堂听讲注意力,弥补了课堂教学和实训实验的不足。

4 结语

本人认为,职业教育比普通教育对教师要求责任心更强,能力要更高。因为我们面对学生的素质比较低,而且通过我们的培养大多数要走向社会和工作岗位,面临就业和自立问题。通过专业课程教学,传授学生更多更强的专业技能是非常重要的。通过本人认真教学和大胆革新,在这方面取得了非常明显的效果。期望该文对进一步搞好发酵工程教学有一定的指导意义;并希望得到您的批评,以利于提高。

参考文献

发酵工程论文篇13

关键词 院网络视频课程建设;发酵工程;生物技术;网站建设;应用型人才

中图分类号院G642.47 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2015)27-0172-03

0 引言

发酵工程是应用自然科学及工程学的原理,依靠生物催化剂的作用,将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术,是将生物技术研究成果转化为生产力的关键学科[1]。发酵工程是生物技术专业的核心课程之一,是该专业人才培养的关键课程。如何通过该课程的学习促使学生将本课程内容与其它课程的理论知识整合,实现基础理论知识在实验和实践中转化和运用,从而能够提高学生的创新能力、专业技能和就业能力是一个值得深入探究的课题。本研究拟从发酵工程课程的网络视频课程建设角度出发,探析网络视频课程建设的目标、课程体系和网络视频课程网站建设体系,从而为其他课程的网络视频课程建设提供建设性的参考,为应用型人才的培养提供实践性的指导。

1 网络视频课程建设的目标

发酵工程发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支,是一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程,是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科,是生物技术专业的专业核心课程,具有很强的实践性、综合性和创新性[2]。因此课程教学实施过程中采用的教育思想要达到培养学生自主学习能力、运用知识能力和创新能力的目标。

1.1 以学生为中心,发挥网络教学平台优势和改革教学方法翻转课堂,培养学生自主学习能力

充分利用网络视频课程教学平台,学生自主学习发酵工程的教学视频、多媒体课件、发酵产品发酵工艺录像以及其它教学资源,拓展学生学习知识的广度和深度;改革教学评价方法,依据网络视频课程学习进度,网络课程网站链接资料和文献的查阅程度以及依据这些材料抽取学生授课讲解并形成综述性的报告和进行课堂的讨论,教师通过网络平台和授课报告情况,根据学生学习的效果进行跟进、督促和评分,实现翻转课堂,从而培养学生自主学习能力。

1.2 依据网络视频课程建设,建立发酵产品的发酵工艺的仿真实训系统和考核自测系统,培养学生运用知识的能力

通过网络教学平台的网络视频课程,同学们通过自主学习和课堂讨论学习了产品发酵工艺流程的基础理论和技术,为了培养学生应用知识的能力,使同学们思考和运用理论知识,在网络视频课程建设中加入不同发酵产品(或不同发酵形式)的发酵工艺流程的仿真实训系统,使学生通过在线模拟和设计各个产品的发酵过程,同时考核自测系统实现学习知识的转化和运用,从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

1.3 通过网络视频课程建设的互动板块,建立专题讨论区和工艺设计区,培养学生创新能力

通过网络平台的互动性板块,建立学生问题和发酵企业实践过程中出现的各种问题的专题讨论区,题目由教师拟定或者由学生提出问题,学生和教师可在业余时间提出问题、参加讨论并提出解决的方案;同时针对旧工艺进行改进以及新产品工艺进行设计优化,教师和学生共同分析和解决问题,从而开展师生交流和生生交流,进而培养学生创新思维能力。

2 课程体系

建设目标的实现需要与课程的教学内容相匹配,同时教学内容的设置和体系构建也要与目标相互呼应。该课程体系分为3 面2 主1 线[3],3 面指《发酵工程》课程分为理论教学、实验教学和实习教学3 个方面;2 主指在3 面的教学过程中,始终贯彻以学生为主体,以教师为主导的思想,发挥学生和教师的能动性的同时又能有效提高教学效果。1线是指以发酵原料的选择及预处理寅微生物菌种的选育及扩大培养寅发酵设备选择及工艺条件控制寅发酵产物的分离提取方法和设备寅发酵废物的回收和利用为主线。在《发酵工程》理论教学,实验教学,实习教学过程中,均以1 线为主线,在各个内容讲授过程中以学生为主体,以教师为主导的相互交错的教学网络,使学生有线可抓,有线可依。理论教学依据1 线设置为5 个理论模块+1 个实践运用,如图1所示,这是翻转课堂教学授课过程的模块化内容。这个框架性的体系容易使学生宏观上掌控课程知识点,理顺知识点的来龙去脉以及各个模块在本学科中的地位和作用,进而使学生的讲解授课以及报告和课堂讨论等过程也会条理清晰,运用自如,从而实现知识的转化和运用。

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