談生物工程專業(yè)發(fā)酵工程實驗教學

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生物工程是一門以生物學理論技術(shù)為基礎，結(jié)合機械、化工、計算機等現(xiàn)代化工程技術(shù)于一體的綜合性應用學科。其中發(fā)酵工程作為生物工程專業(yè)的重要組成部分，是一項由生物科學技術(shù)與化學工程學緊密結(jié)合、相互滲透而成的高新技術(shù)，也是一門注重應用性和實驗性的專業(yè)課程，具有良好的科學發(fā)展前景。

如何加強發(fā)酵工程教學的實踐性，提高學生的實踐操作能力并使其能在實際問題中加以應用，是廣大發(fā)酵工程專業(yè)教師當前需要深度思考與探索的問題。羅大珍、林稚蘭主編，北京大學出版社2006年出版的《現(xiàn)代微生物發(fā)酵及技術(shù)教程》就是一部以微生物發(fā)酵為核心，重點闡述發(fā)酵工程理論內(nèi)容和技術(shù)實踐的教學參考書籍，筆者在開展2020年湖南省新農(nóng)科研究與改革實踐項目(20C2009)過程中，通過對該書的閱讀學習，進一步探索發(fā)酵工程專業(yè)課程的實驗教學?！冬F(xiàn)代微生物發(fā)酵及技術(shù)教程》共十四章，主要內(nèi)容包括現(xiàn)代微生物發(fā)酵的研究內(nèi)容和特點、菌種的選育和保藏、微生物發(fā)酵的代謝調(diào)控、發(fā)酵工程學概述、發(fā)酵產(chǎn)物的提取與純化、固定化細胞和酶、基因工程育種等。該書凝聚了編者多年的教學經(jīng)驗和專業(yè)科研成果，并且書本中還附有大量的實驗教程，旨在豐富教材內(nèi)容、增強實驗性，進而指導學生進行專業(yè)的微生物發(fā)酵工程實踐，提高個人實踐技能，同時有助于為發(fā)酵工程科研技術(shù)人員提供部分理論、實踐參考。

發(fā)酵工程基本概述及專業(yè)特點發(fā)酵指的是人們利用在無氧或有氧條件下微生物的生命活動，來制備微生物菌體及其代謝產(chǎn)物的過程，在微生物學領(lǐng)域，這也被稱為以微生物降解成氧化產(chǎn)物并放出能量的生物氧化反應。發(fā)酵工程正是利用微生物這一特定的性狀和功能，直接將其應用于工業(yè)化生產(chǎn)，或是采用現(xiàn)代工程科技手段為大眾生產(chǎn)有效生物產(chǎn)品的一項全新技術(shù)，其實踐內(nèi)核主要是將DNA重組技術(shù)、分子改造技術(shù)及細胞融合技術(shù)等與傳統(tǒng)發(fā)酵結(jié)合并發(fā)展。發(fā)酵工程專業(yè)特點顯著:一方面發(fā)酵工程的實踐內(nèi)容與工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系緊密，具有極強的實際應用性和科技發(fā)展作用，其生產(chǎn)的各類產(chǎn)品涵蓋了大眾生活的方方面面，涉及領(lǐng)域廣泛。另一方面，發(fā)酵工程對學生實踐能力要求較高，其理論內(nèi)容所包含的各項發(fā)酵原理和實驗原理只有在實際操作過程中才得以體現(xiàn)，學生須親自動手方能理解與掌握?？偟膩砜?，發(fā)酵工程專業(yè)教學需要具備一定的專業(yè)性、科學性和實踐性，實驗技術(shù)教學在發(fā)酵工程專業(yè)課程中具有十分重要的教學地位。發(fā)酵工程實驗教學存在的問題一是實踐意識不足。發(fā)酵工程作為現(xiàn)代生物技術(shù)、生物制藥、生物工程等專業(yè)的必修課程，具有極強的應用性與實驗性，但是受到傳統(tǒng)教學觀念的影響，教師們更多地采用理論型教學，缺乏對實驗教學重要性的正確認知，以致于學生對發(fā)酵工程專業(yè)知識掌握不夠充分，實驗操作水平較差。二是教學內(nèi)容落后。隨著社會的快速發(fā)展，科技水平和工業(yè)技術(shù)也在不斷進步，這些改變推動了發(fā)酵工程的技術(shù)創(chuàng)新。然而，許多高校的發(fā)酵工程專業(yè)課程至今仍沿用傳統(tǒng)教材，未根據(jù)學科前沿及時更新教材內(nèi)容，導致課程與時展脫節(jié)，學生無法學以致用。三是教學形式刻板。

目前發(fā)酵工程專業(yè)的實驗教學課程大多數(shù)都是根據(jù)教材內(nèi)容來進行實驗，“教師跟著教材走，學生跟著教師走”，這種按部就班的實驗教學模式難以讓學生深入理解發(fā)酵工程原理，也不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與發(fā)酵工程實驗的設計能力。發(fā)酵工程實驗教學的探索路徑首先，各大高校制定和修改發(fā)酵工程專業(yè)教學大綱時，需要在保留基礎理論和原理概述的基礎上，加入現(xiàn)代工程技術(shù)的創(chuàng)新成果和發(fā)酵工程全新的實驗教材，以豐富教學內(nèi)容，幫助學生擴展專業(yè)知識面，同時有助于學生對專業(yè)應用及發(fā)展前景產(chǎn)生清晰認識。其次，加強實驗教學在發(fā)酵工程專業(yè)課程中的教學比重，提高廣大師生對實驗教學的關(guān)注和重視。與此同時，專業(yè)教師應當將理論內(nèi)容、實驗操作和實踐應用緊密結(jié)合，多采用實驗型教學方式引導學生了解并掌握發(fā)酵工程的實踐性和技術(shù)性，讓學生切實體會到發(fā)酵工程的實際作用和專業(yè)魅力，從而提高學習主動性和專業(yè)能力。最后，發(fā)酵工程實驗教學的課程重點應該放在學生研究思維、創(chuàng)新意識和操作能力培養(yǎng)等方面，擺脫傳統(tǒng)的教學方式，以學生為主體開展實驗教學規(guī)劃。教師可以明確實驗主題，讓學生在既定實驗名稱和大致方案的條件下，以小組為單位，自行完成資料查找、流程設計、材料準備及預習報告撰寫等實驗準備工作，這樣有利于培養(yǎng)學生獨立思考能力和實驗動手能力。

發(fā)酵工程是一門注重實驗與應用的專業(yè)課程，實驗教學作為該課程教育發(fā)展的重點環(huán)節(jié)，其教學內(nèi)容、教學方法需進一步研究與探索，以便發(fā)掘出更優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵工程實驗教學模式，從而提高專業(yè)教學質(zhì)量，推動發(fā)酵工程創(chuàng)新發(fā)展?！冬F(xiàn)代微生物發(fā)酵及技術(shù)教程》一書內(nèi)容詳略得當、專業(yè)指導性強，是學習微生物發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)秀教輔材料。

作者：邵金華 余響華 單位：湖南科技學院