李碧嬋，張 敏

（武夷學(xué)院a生態(tài)與資源工程學(xué)院，b福建省生態(tài)產(chǎn)業(yè)綠色技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，c福建省高校綠色化工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 武夷山 354300）

PBL與多媒體結(jié)合教學(xué)法在發(fā)酵工程課程教學(xué)中的應(yīng)用

李碧嬋，張 敏

（武夷學(xué)院a生態(tài)與資源工程學(xué)院，b福建省生態(tài)產(chǎn)業(yè)綠色技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，c福建省高校綠色化工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 武夷山 354300）

發(fā)酵工程是生物工程專業(yè)一門重要的專業(yè)核心課程，是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，在培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才中起著重要作用。在發(fā)酵工程課程教學(xué)中采用以問題為基礎(chǔ)的問題式學(xué)習(xí)（PBL）教學(xué)法結(jié)合多媒體教學(xué)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。

PBL；多媒體；教學(xué)法；發(fā)酵工程

發(fā)酵工程是生物工程專業(yè)的專業(yè)核心課程，是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，也是工業(yè)生物技術(shù)的核心技術(shù)，在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中起著關(guān)鍵作用，與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系非常密切，在培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才中起著重要作用[1]。

發(fā)酵工程的教學(xué)內(nèi)容主要包括微生物菌種制備、發(fā)酵培養(yǎng)基的制備與滅菌、無菌空氣的制備、發(fā)酵過程控制、發(fā)酵罐的設(shè)計與放大、產(chǎn)物提取與精制以及發(fā)酵工程各論等。課程內(nèi)容抽象，知識點(diǎn)繁多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易感到課程枯燥難懂而喪失學(xué)習(xí)興趣。因此，對課堂教學(xué)進(jìn)行改革，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊協(xié)作能力、工程技術(shù)應(yīng)用能力以及創(chuàng)新能力是本課程教學(xué)研究的重點(diǎn)。

1 教學(xué)模式

問題式學(xué)習(xí)(problem-base learning，簡稱PBL)教學(xué)是由美國的神經(jīng)病學(xué)教授Borrows于1969年在加拿大的麥克瑪斯特大學(xué)醫(yī)學(xué)院首先試行的一種新的教學(xué)模式，現(xiàn)在已成為國際上一種十分流行的教學(xué)方法[2-3]。與傳統(tǒng)的以教師為主體、以講課為中心的教學(xué)模式不同，PBL教學(xué)模式是以問題為導(dǎo)向、學(xué)生為主體、指導(dǎo)教師為引導(dǎo)的教學(xué)方法[4]。PBL教學(xué)法改變了傳統(tǒng)的以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，通過學(xué)生在不同工作崗位上可能發(fā)生的實(shí)際問題為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、分析和解決問題的能力。

以計算機(jī)為核心的多媒體教學(xué)是指借助于多媒體軟件來開展的教學(xué)過程[5]。采用多媒體課件教學(xué)手段和教學(xué)形式，把圖片、文字、聲音和圖像有機(jī)結(jié)合，通過圖片和文字的結(jié)合使教學(xué)內(nèi)容更豐富，圖形、表格的使用使抽象的知識變得直觀、形象，可幫助學(xué)生更好的理解和掌握相對枯燥抽象的教學(xué)內(nèi)容。

2 P BL與多媒體結(jié)合教學(xué)法在發(fā)酵工程理論教學(xué)中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)大多數(shù)高校在發(fā)酵工程課程教學(xué)中采用多媒體教學(xué)法，多媒體教學(xué)課件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板板書的方式，增大了課堂信息量，及時、充分地反映學(xué)科的最新進(jìn)展，使課堂教學(xué)內(nèi)容更加豐富多樣化，一定程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果[6～8]。然而這種多媒體教學(xué)法仍然以教師講授為主，不能充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，不能有效培養(yǎng)學(xué)生自主分析問題解決問題的能力。

PBL教學(xué)法以學(xué)生為主體，學(xué)生以小組為單位對問題進(jìn)行分析、討論、思考，可以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，提高他們的自學(xué)能力。但問題的提出往往比較零散，缺乏系統(tǒng)性，不利于學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握；此外，我國學(xué)生習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，自學(xué)能力和獨(dú)立思考能力相對欠缺。因此，單純的PBL教學(xué)模式實(shí)施起來有一定難度，也很難達(dá)到預(yù)期效果。因而應(yīng)該將多媒體教學(xué)法和PBL教學(xué)法結(jié)合起來，在教學(xué)過程中，根據(jù)不同章節(jié)的內(nèi)容特點(diǎn)選擇合適的教學(xué)模式。

發(fā)酵工程課程中的基礎(chǔ)理論部分如微生物菌種制備、發(fā)酵培養(yǎng)基的制備與滅菌、無菌空氣的制備、發(fā)酵過程控制、發(fā)酵罐的設(shè)計與放大、產(chǎn)物的提取與精制等內(nèi)容，知識點(diǎn)繁多、理論較為抽象，學(xué)生不易理解。采用多媒體教學(xué)為主結(jié)合PBL教學(xué)法，授課教師在備課時通過查閱大量資料，了解生產(chǎn)中常見問題，把相關(guān)知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化成問題。例如在講述發(fā)酵染菌的防治時，提出“染菌對發(fā)酵有什么影響？造成染菌的原因有哪些？怎樣判斷發(fā)酵是否染菌？染菌后怎么處理？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生討論，并通過提問的方式檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，最后由教師進(jìn)行總結(jié)，評價學(xué)生的回答，給出正確的解題思路和答案，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。同時通過列舉抗生素生產(chǎn)過程中發(fā)酵罐污染芽胞桿菌的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生從染菌時間、染菌類型及染菌規(guī)模分析其染菌原因，并提出相應(yīng)的解決方法，讓學(xué)生學(xué)以致用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

發(fā)酵工程各論主要介紹發(fā)酵工程在生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例，內(nèi)容對學(xué)生來說相對比較容易理解，且與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系密切，采用PBL教學(xué)法為主結(jié)合多媒體教學(xué)法。在教學(xué)過程中首先根據(jù)發(fā)酵工藝類型分成酒精生產(chǎn)工藝、氨基酸生產(chǎn)工藝、抗生素生產(chǎn)工藝、酶制劑生產(chǎn)工藝等PBL教學(xué)模塊，設(shè)計酒精、谷氨酸、青霉素等發(fā)酵機(jī)制類型、工藝操作要點(diǎn)、影響產(chǎn)物的主要因素及控制、產(chǎn)物分離提純的方法等問題，并通過多媒體課件將問題布置給學(xué)生，提出具體要求，學(xué)生3～5人一組，按照確定的題目進(jìn)行討論，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，并進(jìn)行歸納整理，制作多媒體課件進(jìn)行匯報，其他小組的學(xué)生可以就相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行提問交流。最后由教師綜合不同小組的報告結(jié)果，進(jìn)行歸納總結(jié)，完成教學(xué)目標(biāo)。

3 P BL與多媒體結(jié)合教學(xué)法在發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

發(fā)酵工程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，需要理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在發(fā)酵工程教學(xué)中起到至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按照講義做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生往往不認(rèn)真思考實(shí)驗(yàn)原理，造成教學(xué)效果差，學(xué)生無法利用所學(xué)理論知識解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。為此，在發(fā)酵工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)上采用PBL教學(xué)法結(jié)合多媒體教學(xué)法，按“確定研究內(nèi)容—查閱文獻(xiàn)資料—設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)—制作多媒體課件交流討論—總結(jié)提高”六步進(jìn)行。

如設(shè)計 “產(chǎn)果膠酶菌株的篩選及發(fā)酵條件優(yōu)化”的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生四人一組，查閱微生物學(xué)、發(fā)酵工程、酶工程及相關(guān)文獻(xiàn)資料，設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，并寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)過程，每個小組派一名成員對本組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行簡單的匯報，其他組成員就實(shí)驗(yàn)方案中存在的疑問進(jìn)行提問，例如樣品選擇的依據(jù)？篩選過程中需要控制什么條件？怎樣判斷微生物產(chǎn)果膠酶的能力？培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件如何選擇？果膠酶怎樣提取等，教師對學(xué)生提出的問題進(jìn)行甄別，歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生思考討論，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)方案。下一步學(xué)生按照完善后的實(shí)驗(yàn)方案自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料并開展實(shí)驗(yàn)，記錄并分析實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，最后撰寫總結(jié)報告，制作PPT進(jìn)行組間的交流討論。

通過讓學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)了學(xué)生查閱科技文獻(xiàn)、并對所獲得資料進(jìn)行分析和整理能力。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用于實(shí)踐，更好地理解發(fā)酵工藝控制的重要意義，系統(tǒng)地掌握了根據(jù)目的產(chǎn)物從自然界中分離適宜高產(chǎn)菌種的方法和確定最適工藝參數(shù)的方法，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、分析問題解決問題能力以及團(tuán)隊協(xié)作的能力。

總之，PBL與多媒體結(jié)合教學(xué)法是一種新型教學(xué)方法，它充分體現(xiàn)了多媒體和PBL各自教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)。在發(fā)酵工程課程教學(xué)過程中使用PBL教學(xué)法結(jié)合多媒體教學(xué)技術(shù)，以圖、文、聲、像并茂的多媒體課件形象生動地展示教學(xué)內(nèi)容，同時以實(shí)際問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在有效幫助學(xué)生系統(tǒng)的掌握基礎(chǔ)理論知識的同時培養(yǎng)學(xué)生自主提出問題、分析問題、解決問題的能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，充分發(fā)揮學(xué)生的探索和創(chuàng)新精神。目前，在我院發(fā)酵工程課程的教學(xué)中使用PBL與多媒體結(jié)合教學(xué)模式還處于摸索和發(fā)展階段，還需不斷探索和完善。

[1] 張海龍,丁宏偉,王春玲,等.PBL教學(xué)法在發(fā)酵工程課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報,2015,42(11):2251-2254.

[2] 王玲,雷曉凌,伍彬.PBL教學(xué)法在食品微生物學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究,2015(2):11-13.

[3] 杜翔云，ANETTE K，JETTE E H.PBL:大學(xué)課程的改革與創(chuàng)新[J].高等工程教育研究,2009(3)：29-36.

[4] 王琦,劉旺根,王雪萍,等.試論高校如何實(shí)施PBL教學(xué)法的若干對策[J].中國科技信息,2009(12):277.

[5] 王德昭,魏欣.PBL教學(xué)法結(jié)合多媒體教學(xué)在七年制學(xué)生心血管疾病臨床實(shí)踐中的應(yīng)用和探討[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床,2015(13):1974-1975.

[6] 韓立敏.“發(fā)酵工程”教學(xué)的研究與思考[J].生物學(xué)雜志,2010,27(2):105-107.

[7] 趙晶,樸永哲,權(quán)春善,等.基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的發(fā)酵工程教學(xué)改革的探索與思考[J].輕工科技,2014(3):153-154.

[8] 任曉莉,趙潤柱,梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報,2011,38(1):127-130.

（責(zé)任編輯：華偉平）

Application of PBL Combined w ith M ultimedia Teaching M ethod in the Teaching of Fermentation Engineering Course

LIBichan,ZHANGMin

(a School of Ecology and Resource Engineering,b Fujian Provincial Key Laboratory of Eco-Industrial Green Technology,c Fujian Higher Education Institutions Key Laboratory of Green Chemistry and Technology,WuyiUniversity，Wuyishan,Fujian 354300)

Fermentation engineering is an important professional course for biological engineering.As the key point of biotechnology industry,fermentation engineering plays an important role in cultivating application-oriented and innovative tales.The application of problem-based learning combined with multimedia teachingmethod in the fermentation engineering course stimulated students'learning interest,mobilized the students'initiative and enthusiasm and improved the quality of teaching.

PBL;multimedia;teachingmethods;fermentation engineering

TQ92-4;G652

A

1674－2109(2017)09－0096－03

2016-06-02

武夷學(xué)院專項教學(xué)改革項目（xj2012034）。

李碧嬋（1980-），女，漢族，講師，主要從事生物工程方面研究。