王宮南　王明瑞　陳金峰

摘要：針對(duì) “青霉素發(fā)酵仿真” 課程教學(xué)中所存在的問(wèn)題，在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及上機(jī)實(shí)踐等方面提出了一些改進(jìn)的設(shè)想。目的是想通過(guò)這些改革，最終營(yíng)造一種寬松和諧、能夠激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生獲取知識(shí)的積極性和主動(dòng)性，從而取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：青霉素發(fā)酵計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)改革多媒體

0 引言

系統(tǒng)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型研究系統(tǒng)性能的一門(mén)學(xué)科，隨著仿真技術(shù)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)滲透到工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。近幾年各高校紛紛開(kāi)設(shè)仿真類課程，作為面向21世紀(jì)的高等教育，如何在教學(xué)中運(yùn)用先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段，培養(yǎng)符合時(shí)代要求的復(fù)合型創(chuàng)新實(shí)用型人才，是開(kāi)設(shè)仿真類課程所需承擔(dān)的十分重要和迫切的任務(wù)。

“青霉素發(fā)酵仿真”是一門(mén)建立在儀器分析、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微生物學(xué)、發(fā)酵技術(shù)等諸多學(xué)科基礎(chǔ)上的綜合性課程，該課程不同于一般的以理論和案例為主的理論教學(xué)課程，而是一種實(shí)操式的實(shí)踐學(xué)習(xí)，是生物化工工藝、發(fā)酵工程及化工類等專業(yè)的專業(yè)課，也是上述專業(yè)學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。如何使該門(mén)課程在人才培養(yǎng)中更好地發(fā)揮其作用，本文就作者近年來(lái)?yè)?dān)任該課程中的一些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和改革設(shè)想在此做一簡(jiǎn)單介紹。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)純理論教學(xué)模式存在如下問(wèn)題：一是未能妥善解決知識(shí)傳授與能力、素質(zhì)培養(yǎng)的矛盾，片面強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，忽視將知識(shí)內(nèi)化為學(xué)生能力與素質(zhì)的提高；二是未能妥善處理理論與實(shí)踐的矛盾，片面強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)與理論的應(yīng)用；三是未能妥善處理教與學(xué)的矛盾，教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與組織強(qiáng)調(diào)以教為中心，而不是以學(xué)為中心，忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、主動(dòng)性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。

2 課程開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀與內(nèi)容安排

課程名稱為“青霉素發(fā)酵仿真”，是在學(xué)生完成了基礎(chǔ)化學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)以及生化生產(chǎn)工藝學(xué)等專業(yè)課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的一門(mén)實(shí)踐課，總學(xué)時(shí)數(shù)14學(xué)時(shí)，課程安排在第5學(xué)期。

2.1 課程的性質(zhì)、目的與任務(wù) 本課程是生物化工工藝類專業(yè)的職業(yè)必修課。其目的在于使學(xué)生了解青霉素發(fā)酵過(guò)程的工藝及設(shè)備， 掌握青霉素發(fā)酵的基本原理與方法，掌握發(fā)酵過(guò)程的控制、發(fā)酵設(shè)備的使用與維護(hù)，為從事生化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)與發(fā)酵生產(chǎn)操作打下基礎(chǔ)。本課程的基本任務(wù)是系統(tǒng) 講授青霉素發(fā)酵的基本原理與方法，講授仿真軟件的使用方法，具體解決自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)酵過(guò)程的監(jiān)控及參數(shù)調(diào)節(jié)。

2.2 課程教學(xué)基本要求 教學(xué)基本要求：了解青霉素發(fā)酵的工藝過(guò)程及主要設(shè)備，掌握主要工藝參數(shù)指標(biāo)的控制調(diào)節(jié)方法，掌握發(fā)酵單元操作， 學(xué)會(huì)用軟件控制系統(tǒng)進(jìn)行分析調(diào)控。

3 課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

該課程以綜合訓(xùn)練的方式開(kāi)設(shè)之后，取得了較為理想的教學(xué)效果，學(xué)生通過(guò)訓(xùn)練不僅掌握了青霉素發(fā)酵的相關(guān)原理與方法，同時(shí)也學(xué)會(huì)了如何利用并結(jié)合其它課程的相關(guān)知識(shí)解決具體發(fā)酵過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題。但隨著課程知識(shí)近年來(lái)的迅速發(fā)展，以及學(xué)生人數(shù)的急劇增加，教學(xué)中仍然存在著一些問(wèn)題，影響了最終的訓(xùn)練質(zhì)量。

3.1 背景知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)脫離 該課程是在學(xué)生深入理解并掌握基礎(chǔ)化學(xué)、儀器分析、生物化學(xué)、微生物學(xué)及生化生產(chǎn)工藝學(xué)等專業(yè)課的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一項(xiàng)綜合訓(xùn)練，目的是鞏固以往所學(xué)的相關(guān)知識(shí)并加以整合，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)處理實(shí)際過(guò)程中遇到的問(wèn)題。由于目前的背景課程大都沿用傳統(tǒng)課堂純理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)的模式，缺少實(shí)際意義上的綜合實(shí)訓(xùn)，因此在該課程實(shí)際開(kāi)課的時(shí)候，學(xué)生并不能建立對(duì)發(fā)酵工藝及設(shè)備的系統(tǒng)的概念和認(rèn)知，使得學(xué)生在課堂上所學(xué)到的理論知識(shí)不能很快的在上機(jī)時(shí)加以應(yīng)用，從而也就不利于學(xué)生對(duì)本課程利用仿真軟件所做的實(shí)際操作深入理解。

3.2 上機(jī)實(shí)踐中指導(dǎo)不到位 不言而喻，計(jì)算機(jī)仿真僅憑課堂上講授原理及操作方法是不行的，那無(wú)異于紙上談兵，既引不起學(xué)生的興趣，也無(wú)法讓學(xué)生真正理解知識(shí)、掌握技能。因此該課程的上機(jī)實(shí)踐部分是學(xué)習(xí)本門(mén)課的重要環(huán)節(jié)。然而由于一般上機(jī)實(shí)踐中往往學(xué)生多、指導(dǎo)教師相對(duì)較少，一方面上機(jī)過(guò)程中對(duì)學(xué)生所遇到的各種問(wèn)題，教師無(wú)法很詳細(xì)的給與一一解答；另一方面造成管理及組織上的困難，很難保證每個(gè)學(xué)生都認(rèn)真獨(dú)立完成上機(jī)任務(wù)。

3.3 仿真內(nèi)容不夠完善 青霉素發(fā)酵過(guò)程仿真軟件主要針對(duì)正常的發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)

因?yàn)橹T如環(huán)境因素等原因需要對(duì)一些緊急情況進(jìn)行操作處理，或?qū)ΜF(xiàn)有的工藝過(guò)程進(jìn)行改良。學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容很有興趣，但目前課堂所用仿真軟件暫時(shí)達(dá)不到以上要求。

4 提高仿真課綜合訓(xùn)練質(zhì)量的幾點(diǎn)設(shè)想

針對(duì)在教學(xué)中存在的以上問(wèn)題，筆者根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)，提出了以下幾點(diǎn)提高教學(xué)質(zhì)量的設(shè)想，以期達(dá)到良好的教學(xué)效果。

4.1 補(bǔ)充綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，增強(qiáng)工程背景 學(xué)生所需背景課程除介紹基本的理論知識(shí)外，還應(yīng)選一些有代表性的綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，以此引導(dǎo)學(xué)生更深刻地理解綜合訓(xùn)練中系統(tǒng)分析、工藝調(diào)試、參數(shù)優(yōu)化、結(jié)果分析等各個(gè)具體環(huán)節(jié)的過(guò)程和意義，以便更加深入理解發(fā)酵工藝過(guò)程。這樣通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，加深學(xué)生對(duì)基本原理的理解和掌握程度，從而使學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)更易上手。

4.2 多媒體教學(xué)、互動(dòng)教學(xué)與上機(jī)同步，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo) 針對(duì)上機(jī)實(shí)踐中指導(dǎo)不到位的問(wèn)題，可將多媒體授課與上機(jī)實(shí)操結(jié)合起來(lái)，對(duì)學(xué)生在實(shí)操環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的代表性問(wèn)題，及時(shí)利用多媒體進(jìn)行演示、分析、講解，學(xué)生通過(guò)觀察其操作步驟及仿真結(jié)果，有助于深刻的理解理論知識(shí)，并迅速的掌握實(shí)踐技能。同時(shí)對(duì)課程中出現(xiàn)的典型問(wèn)題，以專題討論形式，作為課后作業(yè)布置給學(xué)生。學(xué)生通過(guò)課外收集、準(zhǔn)備資料，通過(guò)互動(dòng)式的課堂討論，對(duì)原來(lái)認(rèn)識(shí)比較模糊的問(wèn)題，有了更加清晰的思路，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)興趣。

4.3 進(jìn)行專題仿真，擴(kuò)充仿真內(nèi)容 課程最后的考核通過(guò)布置大作業(yè)來(lái)完成，根據(jù)不同情境選擇仿真對(duì)象，進(jìn)行專題仿真， 學(xué)生可根據(jù)該復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行一些相關(guān)仿真研究及工藝過(guò)程的改良，這樣不僅有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，而且由于和現(xiàn)實(shí)環(huán)境更加貼近，也會(huì)引起學(xué)生的重視和興趣。除此之外，平常還要安排出一些有針對(duì)性的仿真習(xí)題，以促進(jìn)學(xué)生自己思考、處理較復(fù)雜問(wèn)題。

4 結(jié)論

以上是針對(duì)“青霉素發(fā)酵仿真”課程中所存在的問(wèn)題，在教學(xué)內(nèi)容、方法及上機(jī)實(shí)踐等方面提出的一些改進(jìn)的設(shè)想，目的想通過(guò)此來(lái)營(yíng)造一種寬松和諧、能夠激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的教學(xué)氛圍，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力以及實(shí)際動(dòng)手能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生獲取知識(shí)的積極性和主動(dòng)性，從而取得良好的教學(xué)效果。

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