應用型本科高校發酵工程課程“理實一體化”教學探索與實踐

陳 軍,徐禮生,李紅俠,陳 瓊,王海潮

宿州學院生物與食品工程學院,安徽宿州,234000

教育部提出,課程是人才培養的核心要素,課程質量直接決定人才培養質量[1]?！吨腥A人民共和國高等教育法(最新修正版)》指出,高等教育的任務是培養具有社會責任感、創新精神和實踐能力的高級專門人才,發展科學技術文化,促進社會主義現代化建設。這就要求應用型本科高校要堅持“立德樹人”,根據社會需求,不斷深化人才培養體制機制模式改革,培養具有良好職業道德、扎實理論知識、較高基本技能和綜合素質、較強實踐能力、創新創業能力的高素質人才。因此,探討培養學生既掌握扎實的理論知識,又具備一定的實踐技能及創新能力,是應用型本科高校面臨的重要問題。近年來,一些高校教師不斷探索“理實一體化”課程建設?！袄韺嵰惑w化”是一種新型的教學模式,它打破以往理論與實踐相脫節,教學環節相對集中的現象?！袄韺嵰惑w化”教學模式除具有理論與實踐結合緊密結合特點外,還充分發揮教師的主導作用,精心設計理論和實踐技能培養框架,豐富課堂教學和實踐教學環節[2]。發酵工程是生物技術專業核心課程之一,是一門應用性較強課程,發酵工程是利用微生物(動物、植物)生長繁殖和代謝活動來大量生產人們所需產品過程的理論和工程技術體系[3]。該門課程對于培養具備實踐能力與創新能力的生物技術人才具有很重要的作用。發酵工程是生物技術產業化關鍵技術,處于核心地位[4]。為使學生能夠掌握發酵工程方面的知識與技能,應用發酵工程理論和技術去分析和解決發酵工業生產技術問題,以便與企業的需求接軌,本課程組教師結合應用型本科高校特點,對發酵工程課程“理實一體化”教學進行了探索與實踐,取得良好效果。

1 課程“理實一體化”教學條件建設

1.1 課程教學內容分析與構建

發酵工程是生物技術專業重要的專業核心課程之一,該課程肩負著培養具有實踐能力和創新能力的發酵工業生產人才的任務。隨著生物技術的快速發展,發酵工程的應用更加廣泛,目前已應用于制藥工業、食品工業、化工工業、農業、環境保護等領域[4-5]?；谒拗輰W院地方應用型高水平大學辦學定位,結合人才培養方案,經過充分調研企業需求,課程組教師總結多年來開設本課程的教學積累,以發酵工程上游技術和下游技術為主線,研究制定了課程教學大綱、教學計劃,理論課內容主要包括菌種的選育和保藏、種子的擴大培養、發酵培養基的設計與優化、發酵機制、發酵過程的控制、發酵產物的提取與精致及發酵生產實例等[5];自編一套發酵工程實踐教學教材,涉及菌種選育、厭氧發酵、好氧發酵等技術,主要內容是土壤中微生物的分離與選育、氨基酸發酵、乳酸發酵、啤酒釀造及檢測等。理論課與實踐課內容上達到了有機融合,同時能夠滿足應用型人才培養的目標。

1.2 課程師資隊伍建設

應用型本科高校教師不僅要滿足“傳道、授業、解惑”功能,還要具有較高專業理論水平及實踐技能,能夠將理論與實踐緊密結合[6-8]。師資隊伍建設是促進學科專業發展的重要因素之一,也是課程建設的關鍵因素[9]。因此,以應用型人才培養為目的本科高校,發酵工程這門實踐性、應用性極強的課程,對教師的知識結構、專業技能要求不同于基礎理論課程,對教師實踐能力提出更高要求。為滿足專業建設要求,適應課程特點,宿州學院制定計劃,采取多項措施,強化師資隊伍建設,從多方面培養教師實踐能力,提高教學水平和專業技術水平,如加大相關學科專業高水平博士引進力度、鼓勵教師企業掛職鍛煉、參加國內外培訓、院校間交流學習等,同時,還聘請了地方發酵相關企事業單位技術人員作為專業兼職教授和實習實訓指導教師,他們參與課程教學活動,增強了理論與實踐的結合度。經過多年的師資隊伍建設,現已形成了教學能力強、實踐能力突出的雙師型課程組教師團隊,目前課程組師資完全能夠滿足該門課程的教學工作。

1.3 課程實踐條件建設

基于“理實一體化”教學模式,在制定完善的教學計劃基礎上,不僅需要實踐能力強、理論水平高的師資隊伍,還需要建設完備的實踐教學條件。應用型本科高迫切需要加強校企深度合作,促進產學研有機融合,為實踐教學創建良好的公共平臺[10]。宿州學院通過實地調研兄弟高校及相關企業,緊密結合“產、學、研”一體化建設需要及課程實踐教學大綱,積極加強校內實訓基地建設,已建微生物實驗室、發酵實驗室、啤酒生產創客實訓室等校內實踐教學場地,面積已達到250多平方米;同時,加強與地方企業合作,積極探索校企合作長效機制,充分利用資源,建設校外實踐基地?，F已建立了安徽新宇藥業有限公司、宿州安特食品有限公司、宿州光途酒業等多家發酵相關校外實習實訓基地,合作企業接收課程頂崗實習學生每年達300多人次。通過多年的建設,實踐條件完全能夠滿足發酵工程課程“理實一體化”教學硬件需求,“理實一體化”教學實施后,學生實踐能力得到很大提高,切實提高了人才培養質量和服務行業的能力。

2 課程“理實一體化”教學實施

2.1 優化教學教案

高校傳統教學或多或少存在原理性講授過多,實踐鍛煉偏少的現象[11]。發酵工程教學過程同樣存在類似現象?！袄韺嵰惑w化”教學模式能夠使理論教學與實踐教學交互進行、融為一體[12]。宿州學院發酵工程課程組教師通過認真研究、廣泛調研相關企業、兄弟高校等,依據人才培養方案,對課程授課內容進行優化重組,制定了教學計劃,編寫了發酵工程“理實一體化”教學教案,將企業生產的項目案例有機融入課程教學中,將知識點、能力點貫穿于能力培養的項目案例中,將理論知識在具體生產案例中展現出來,以達到提升應用和實踐技能的目的。例如,對于菌種擴大培養知識點,以安徽新宇藥業有限公司林可霉素發酵生產中種子制備具體案例進行講授,由于學生在認知實習環節對安徽新宇藥業有限公司林可霉素發酵生產已有所了解,學生對理論知識點先有了感知認識,相當于從實踐知識到理論知識,當學生在進入安徽新宇藥業有限公司進行頂崗實習時,菌種擴大培養理論知識又應用實踐中,顯然學生會牢固掌握這一知識點。

2.2 改進教學方法

以往高校專業課教學中普遍存在理論講授偏多,實踐環節偏少,應用能力、創新能力培養不足等現象,不符合應用型本科高校人才培養目標[13-14]。針對地方應用型本科特點及發酵工程課程性質,課程組教師結合前期教學經驗,認真研究,改進教學方法。發酵工程課程“理實一體化”教學過程采用項目教學、案例教學、課堂討論三種方式。教學內容分為基礎、綜合、創新三個層次?；A層次教學中主要讓學生掌握理論知識,在教學過程中融入案例,如厭氧發酵機制教學知識點中融入啤酒釀造技術案例,使學生從案例中深入理解厭氧發酵機制這一知識點。綜合層次教學主要包括調研活動、實踐操作和討論等內容。調研活動主要是課后讓學生完成一些與實際相關的調查研究,譬如,講授發酵工程緒論部分發酵產品范圍后,可以布置相關調研題目,如調研酶制劑發酵產品具體有哪些?涉及哪些微生物?學生需要通過企業、市場、網絡等充分調研,調研結束,學生結合理論知識完成調研報告,這一調研活動環節既取得了理論聯系實際的效果,也開闊了學生的視野;實踐操作主要在實驗室、實訓室、企業實踐基地進行,在操作過程中讓學生注重聯系理論知識點,如進行發酵罐的操作實驗時,教師可以提問“為何發酵罐罐壁為何安裝擋板?”,使學生在實踐中鞏固理論知識。創新層次主要讓學生通過查閱資料,運用所學理論知識,設計發酵產品生產工藝,宿州學院已建立啤酒生產創客實訓室,可以布置一些項目,如讓學生設計一種精釀啤酒的生產工藝,然后進行實驗,通過學生自主設計,然后生產實踐,不僅提高了學生創新能力,同時鞏固了理論知識、實踐技能。通過實施改進的教學方法,不僅明顯提升學生理論課考試成績,而且實踐能力、創新能力也得到提高。同時,在教學實踐過程中,教師的教學能力及水平也有了較大促進。

3 課程考核方式與成績評定

課程考核是人才培養的重要環節,是對學生學習效果的檢驗和重要評價,課程考核要考慮到社會需求、人才培養目標、課程特點等[15]。課程考核方式也直接影響學生主動性,以促進學生實踐能力、創新能力的提高為導向,根據課程特點,發酵工程“理實一體化”教學考核充分考慮不同評價主體及其成果的比重,構建了一套科學合理的課程考核體系。與以往相比,發酵工程“理實一體化”教學考核中加大了實踐能力、創新能力考核成績比例,考核分為3個部分,第一部分為基礎層次,包括作業、出勤、理論考試3項,占40%(其中作業20%、出勤10%、理論考試70%);第二部分為綜合層次,包括實踐操作成績和調研報告成績,占40%(其中實踐操作50%、調研報告50%);第三部分為創新層次,主要考核發酵工藝設計,占20%。

4 教學效果情況分析

課程教學效果分析不僅是對教師教學的評價,而且是衡量是否達到教學目標的重要考核。為考察發酵工程課程“理實一體化”教學效果,實施“理實一體化”教學模式后,課程從知識點的掌握程度、實踐能力、創新能力等方面,對2018級學生進行了教學滿意度問卷調查,95%以上學生表示滿意,明顯高于2016、2017級學生滿意度,同時,學生積極申報課程相關大學生創新創業訓練項目,積極參加省、國家等發酵相關競賽,且獲得較好名次。由此可見,發酵工程課程“理實一體化”教學取得良好教學效果。

5 結 語

基于應用型本科高校人才培養目標和要求,為培養實踐能力強、具有創新能力的人才,滿足發酵工業生產需求。針對以往發酵工程課程教學存在理論與實踐結合度不緊密的現象,課程組教師總結多年教學經驗,結合企業調研及應用型本科高校特點,從“理實一體化”教學條件建設、“理實一體化”教學實施過程、 課程考核方式與成績評定等方面對發酵工程課程進行了“理實一體化”教學探索與實踐。教學效果分析表明,發酵工程課程“理實一體化”教學取得了良好效果,切實提高了學生的學習興趣,增強了學生的實踐技能、創新意識。本課程“理實一體化”教學研究可為其他應用型本科高校教學提供借鑒和參考。