鄭 璞，陳鵬程，吳 丹

（江南大學(xué) 生物工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122）

隨著當(dāng)今新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟的高速發(fā)展，圍繞建設(shè)“中國特色、世界一流工程教育體系”，培養(yǎng)具備更高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的“新工科”技術(shù)人才，2017年教育部發(fā)布《教育部高等教育司關(guān)于開展“新工科”研究與實踐的通知》，提出“工程教育的新理念、學(xué)科專業(yè)的新結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)的新模式、教育教學(xué)的新質(zhì)量、分類發(fā)展的新體系”五個“新”[1，2]。高校專業(yè)選修課是大學(xué)本科教育課程中重要的組成部分，在培養(yǎng)開闊學(xué)生視野、提升學(xué)生綜合運用專業(yè)知識能力及增強學(xué)生橫向思維能力中，起著不可或缺的作用，故是培養(yǎng)“創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)”型人才的關(guān)鍵途徑。然而專業(yè)選修課也普遍存在重視程度不高的傾向，學(xué)生對專業(yè)選修課學(xué)習(xí)興趣不濃，上課教師的授課熱情不高。筆者就近年《有機酸工藝學(xué)》專業(yè)選修課的教學(xué)體會，闡述如何順應(yīng)新工業(yè)的發(fā)展趨勢，增強專業(yè)選修課程教學(xué)效果，提高學(xué)生對專業(yè)知識的綜合運用能力和創(chuàng)新能力。

一、明確教學(xué)目標(biāo)，改進(jìn)課程教學(xué)內(nèi)容

有機酸產(chǎn)業(yè)在工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中具有重要的地位，它與氨基酸（味精）、酶制劑、酵母、淀粉糖一起組成我國發(fā)酵工業(yè)的五大支柱產(chǎn)業(yè)。《有機酸工藝學(xué)》是隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展，檸檬酸產(chǎn)業(yè)的興起，繼《酒精與白酒工藝學(xué)》《氨基酸工藝學(xué)》《酶工程》等課程后出現(xiàn)的一門實踐性極強、與生產(chǎn)實際聯(lián)系非常緊密的專業(yè)課程。對照教育部高等學(xué)校生物科學(xué)與工程教學(xué)指導(dǎo)委員會編制的“生物工程專業(yè)規(guī)范”提出的生物工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，即“具備生物學(xué)基本知識、掌握生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學(xué)原理、工藝技術(shù)過程和工程設(shè)計等基礎(chǔ)理論和技能，能在生物技術(shù)與工程領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才”，《有機酸工藝學(xué)》對于培養(yǎng)學(xué)生掌握利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)有機酸的科學(xué)原理、實踐技能與新產(chǎn)品開發(fā)能力是非常重要的[3]。因此，其課程的內(nèi)容需要緊跟生物技術(shù)日新月異的發(fā)展腳步、追蹤學(xué)科前沿研究成果，在傳承傳統(tǒng)課程優(yōu)勢內(nèi)容的基礎(chǔ)上，不斷充實前沿知識，突出體現(xiàn)課程在將理論知識運用到實踐生產(chǎn)中的紐帶作用。

20世紀(jì)90年代發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸在國內(nèi)興起，金其榮教授在發(fā)酵領(lǐng)域率先編著了《有機酸工藝學(xué)》（1989年），之后出版了《發(fā)酵有機酸生產(chǎn)與應(yīng)用手冊》（2000年），這成為高?！队袡C酸工藝學(xué)》的主要教學(xué)內(nèi)容。進(jìn)入21世紀(jì)，胡永紅與歐陽平凱出版了《蘋果酸工藝學(xué)》（2009年），陳堅等出版了《新型有機酸的生物法制造》（2015年），涵蓋了當(dāng)今有機酸行業(yè)的新成就，為從事有機酸生產(chǎn)領(lǐng)域的技術(shù)人員、研究人員提供了十分有價值的理論指導(dǎo)。由此，我們重新整合教學(xué)內(nèi)容，課程不僅要包括傳統(tǒng)有機酸發(fā)酵生產(chǎn)工藝（如檸檬酸、乳酸、醋酸、衣康酸、蘋果酸、酒石酸、抗壞血酸的生產(chǎn)工藝），還含有新型有機酸（如丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、富馬酸等）的生物法制造技術(shù)。提出“三掌握三了解”的教學(xué)要求，即掌握C2（醋酸）、C3（乳酸）、C5（衣康酸）、C6（檸檬酸、抗壞血酸）有機酸的發(fā)酵生產(chǎn)原理及工藝；掌握固定化細(xì)胞生產(chǎn)C4（蘋果酸、酒石酸）有機酸的生產(chǎn)原理及工藝；掌握有機酸生產(chǎn)中常見的菌種選育策略、發(fā)酵工藝技術(shù)和提取工藝技術(shù)。了解新型有機酸（酮酸：丙酮酸和α-酮戊二酸）的發(fā)酵與酶轉(zhuǎn)化法制備技術(shù)；了解發(fā)酵生產(chǎn)C4有機酸（富馬酸、琥珀酸）的研究進(jìn)展；了解國內(nèi)外有機酸產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。將經(jīng)典的生產(chǎn)工藝技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)的進(jìn)展、綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力以及開闊行業(yè)眼界貫穿于整個課程教學(xué)中，從而順應(yīng)社會發(fā)展對生物工程專業(yè)人才的要求。

二、采用多種教學(xué)形式，增強教學(xué)效果

在某種程度上，《有機酸工藝學(xué)》的教學(xué)是發(fā)酵工程理論在實踐中應(yīng)用的案例教學(xué)（或?qū)ｎ}教學(xué)），存在教學(xué)內(nèi)容多、章節(jié)間相對獨立的現(xiàn)象。目前仍以傳統(tǒng)的“教師講、學(xué)生聽”的教學(xué)方式為主，學(xué)生處于被動接受知識的狀態(tài)，難以激發(fā)學(xué)生興趣、活躍學(xué)生思維，不利學(xué)生能力的培養(yǎng)。針對這種教學(xué)現(xiàn)狀，我們采取以下措施。

1.教師的觀念從“講授知識”轉(zhuǎn)向“引導(dǎo)學(xué)習(xí)”，通過分析教材內(nèi)容，合理安排各專題的講授比例。精講細(xì)講重點，并結(jié)合啟發(fā)式與討論式手段，在師生互動中完成教學(xué)內(nèi)容[4]。例如，有機酸的生產(chǎn)實踐中最具有代表性的“檸檬酸工藝學(xué)”一章，包含了從原料、菌種、發(fā)酵、提取、成品及三廢處理各方面的技術(shù)，適合于精講。在分節(jié)講授中，以“問題”導(dǎo)向，用較短的時間，回憶以前所學(xué)知識，如產(chǎn)酸菌種涉及《微生物學(xué)》《生物化學(xué)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程，發(fā)酵工藝涉及《發(fā)酵工程原理》等專業(yè)課程中所授相應(yīng)的知識點，然后提出“問題”，并精講關(guān)鍵的知識點。又如在講授“蘋果酸生產(chǎn)工藝”章節(jié)后，讓學(xué)生用較短的時間總結(jié)，畫出固定化細(xì)胞生產(chǎn)蘋果酸的工藝流程圖，并進(jìn)行討論。把以教師為主體的填鴨式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閹熒橹黧w的互動教學(xué)，把枯燥抽象的理論轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦拥幕樱欣谔岣呓虒W(xué)效果并調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2.豐富教材形式，利用多媒體技術(shù)，精心制作課件、精選簡短視頻、制作微課視頻等新形態(tài)教材體系，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效率[5]。如在講“醋酸工藝學(xué)”中，結(jié)合播放“鎮(zhèn)江香醋釀制工藝”的短視頻材料，增強了學(xué)生對實際生產(chǎn)的感性認(rèn)識。針對教學(xué)內(nèi)容多、課時數(shù)相對不足的缺陷，通過拍攝制作微課視頻，每一個視頻的時間為10min左右，凝練案例的知識點，使學(xué)生容易把握學(xué)習(xí)的重點，同時又有更多的時間用于師生互動，并便于學(xué)生課下的溫故知新。

3.根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以培養(yǎng)能力為導(dǎo)向，靈活考核方法[6]。就選修課程而言，學(xué)生分配給它的課外學(xué)習(xí)時間十分有限，因此充分利用課堂教學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要。我們將考查學(xué)生對知識的掌握融合到平時的課堂上，分階段布置課堂小作業(yè)，分組對某一專題做PPT報告、分組對某一問題進(jìn)行討論、分組對某一技術(shù)做POST展示等。我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在做分組作業(yè)時，普遍積極性高、氣氛非常熱烈，學(xué)習(xí)的主動性也大大增強，而且學(xué)生的創(chuàng)意創(chuàng)新能力也得以鍛煉和體現(xiàn)。如在講授“生物法制備琥珀酸”后，我們布置“工業(yè)發(fā)酵琥珀酸的難點”的討論，有釀酒班的學(xué)生用人文情懷的詞句“莫許杯深琥珀濃”作為PPT報告的題目。我們還采取了辯論的形式，如在講授緒論一章后，布置“討論中美貿(mào)易戰(zhàn)對我國有機酸行業(yè)的影響”的辯論題，有學(xué)生就結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品原料進(jìn)出口價格及股市波動進(jìn)行辯論。又如課程結(jié)束后布置“開發(fā)新型分離耦合技術(shù)、實現(xiàn)連續(xù)/半連續(xù)生產(chǎn)，是未來有機酸發(fā)酵行業(yè)發(fā)展的主要方向”的辯論題，啟發(fā)學(xué)生辯證性思考，不僅讓學(xué)生回顧所學(xué)知識，還引導(dǎo)他們深入思考找論據(jù)并進(jìn)行提煉升華，鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力與思維模式。

以上幾點教改嘗試對于提高《有機酸工藝學(xué)》教學(xué)質(zhì)量起到了積極的作用。因此，教師應(yīng)勇于改變教學(xué)觀念和嘗試新的教學(xué)方式，通過活躍課堂氣氛、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生如何利用基礎(chǔ)理論知識去解決這些問題，既提升課程教學(xué)效果，也為高校專業(yè)應(yīng)用性較強的課程教學(xué)模式改革提供了參考。