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发酵工程论文范文

发酵工程论文

发酵工程论文范文第1篇

1.1改革实验教学形式

改革后的发酵工程实验将传统两周一次课的频率改为每周一次课,将全学期实验压缩到半学期进行,同时采用“一条龙”式实验教学形式,即在规定8周教学时间内,学生根据课程要求和微生物培养需要,系统且连续地安排实验时间,实验环环相扣、同学分工协作,共同完成实验方案的任务。这种教学形式改变以往只遵循上课周期而不顾微生物培养特点的弊端,培养学生合作意识和团队精神,增强学生实验积极性和主动性,增强实验教学效果。

1.2优化实验教学体系

以往发酵工程实验开设的项目主要针对发酵工程基本操作及菌种筛选等,实验内容相对孤立,学生对发酵过程的整体认知不够全面。改革后结合我校特点,采用“一条龙”式实验体系(自然界中产酶微生物的选育、发酵条件优化、发酵产酶及酶的提取、酶学性质研究及改性、酶的应用等),在此实验中,涉及微生物、发酵工程、生化分离工程、酶工程等实验方法和技术,形成连续而系统的实验,实现从验证性实验到综合性、设计性实验的转变。系统化的实验教学体系有利于培养学生发酵工程研究基本思路和方法,使学生全面了解某一发酵产品生产和应用的特点与关键环节,整体掌握发酵工程的系统实验知识。

1.3整合实验教学内容

按照我校生物工程和生物技术专业的培养方案,改革后我们在教学内容的选择上力求具有系统性、科学性、实用性和先进性,结合生产实际,以学生熟悉的典型发酵产品、酶制剂产品生产为主,将发酵实验设为发酵产酶模块、红曲米固态发酵模块和自酿自饮(风味酸乳及糯米甜酒的酿制)模块,共八个实验项目,包含液态发酵和固体发酵、好氧发酵和厌氧发酵,按照基础、综合、设计三个层次编制实验内容,将整个发酵实验内容,优化后的实验教学内容更为丰富,更有利于培养动手能力、综合运用知识的能力和创新能力。

2.结语

发酵工程论文范文第2篇

1选取合适的教材

发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”部级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。

2开展发酵工程实验,提高学生综合素质

发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁[7]。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。

3改进教学方法,切实提高学生创新能力

教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。

3.1案例教学

发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。

3.2启发、讨论式教学

讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。

3.3比较归纳教学法

比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。

4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨

在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。

5小结

发酵工程论文范文第3篇

1.1材料及仪器原材料:红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌(生香酵母)。仪器设备:Agilent7890N气相色谱仪,美国Agilent公司;UV-5200紫外分光光度计,上海精密仪器有限公司;ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统;傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。

1.2酵母菌培养基活化培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。

1.3分析方法总酯测定:按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定:利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件:进样口温度230℃,载气He(99.999%);恒流1.0mL/min,分流比50:1,进样量1uL;程序升温,初始温度60℃,保持1min,以5℃/min升至155℃,再以3℃/min升至180℃,保持10min。感官品评:按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。

1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行,以保证实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行,以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液(OD值为1.6~1.8,620nm处测定)用量不同外,其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d,其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。

2结果与分析

2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看,堆积过程中,实验4组的最高品温变化可达到36℃,超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的最高品温并未超过33℃。而且实验3组的最高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃~3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后,除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外,其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程,所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2~3d。

2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境,使其进行数量的大量繁殖;另一方面,通过堆积,也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数,结果如图2所示。图2结果表明,实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度,导致在堆积过程当中,其酵母菌数量最高仅达4.15×106cfu/g,远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中,实验3组当中酵母菌富集效果最好,达到了3.72×108cfu/g,结合图1中的品温情况,说明要保证后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间,前期的堆积过程必须控制好堆积温度,堆积温度最好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。

2.3在制品(15对时)酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中,7~15对时这个阶段,是酒精发酵的主要阶段,15对时之后,随着酒醅中酒度、酸度的积累,对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响,一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到,实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析,其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值(0.23、0.45、0.28)均>0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值(0.03)<0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面,各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致,结果见图4。

2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果

2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好,此外,汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保证清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明,适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到,4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量最高,可达8.3g/L,比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当,分别是7.3g/L和7.5g/L。其中,实验4组在四个实验组中总酯含量最低,但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到,通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高,其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多,高达1.5。

2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评,结果见表7。结合表7描述,可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香,清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。

3结论

3.1经中试实验可知,采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中,堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量,提高幅度高达76.6%,能够很好地保证和提升汾酒品质。

3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值,最高可提高至1.5,在提高总酯的同时,实现了“增乙降乳”的目的,可大大地提升了汾酒的放香和口感。

3.3通过实验发现,由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点,通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量,进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。

3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验,堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。

发酵工程论文范文第4篇

关键词: 生物技术专业 发酵工程 教学改革 应用型人才

发酵工程是以微生物的特定性状和功能为基础,通过现代化工程技术生产产品或直接应用于工业化生产的技术体系[1]。它结合生物学和工程学的特点,涉及微生物学、生物化学、数学、化学工程、机械设备等多门学科。发酵工程具有应用性强和实践性强的特点,是生物技术在农业、医药、化工、食品、环保等领域应用发展的支撑点,是生物技术产业化的关键和必由之路。

教育部2010年启动了“卓越工程师培养计划”,致力于培养适合经济和社会发展需要的工程技术人才[2],以增强学生的实践能力和创新能力。衡水学院也正致力于向应用型大学转型,探索对应用型人才的培养。《发酵工程》是我校生物技术专业开设的专业必修课程。做好发酵工程课程的建设与改革,对学生综合能力的发展、进入相关行业时快速入手等起着重要作用。

本文结合卓越工程师教育培养计划的背景及应用型人才培养的需要,结合本校的课程设置和教学活动,通过优化课程内容体系、改进教学方法、加强教学与企业互动和优化考核方式等方面进行探索与分析,对发酵工程的教学改革进行思考。

1.教学内容的优化与更新

衡水学院《发酵工程》课程的设置,是在完成基础课和部分专业课的基础上进行的。但随着应用型人才培养方案的提出,理论课时缩减,只有32个学时,因此必须对教学内容进行优化。在此之前,学生已学习了一些本课程的相关知识。根据生物技术专业学生的实际教学情况,对已掌握的不再重复讲授,着重复习以突出重点。如在菌种选育一章,由于在微生物学中已详细讲解过各种选育方法,本课程中以问题方式引出,引导学生归纳总结,模糊的地方课下通过网络平台复习。对下游提取分离的技术,在生物工业下游技术课程中会详细介绍,所以授课主要集中于对发酵工程上游技术和中间控制的学习。

课程内容的安排上,我们力将发酵工程研究对象共性的规律提炼出来,在理解发酵机制的基础上,按照发酵过程的主线编排教学内容,包括:菌种选育培养基灭菌与空气除菌种子扩培发酵机制发酵过程控制染菌分析及防治发酵经济学。同时以动力学模型和发酵设备为辅,坚持生物学基础和工程学基础并重,要求学生注重理论基础和实践操作相结合。这样安排有利于学生清楚、完整地掌握整个发酵工艺过程和发酵的共性问题,为后续课程和科学研究的顺利开展奠定基础。

同时,衡水学院为学生开设了多门和发酵工程相结合的专业课程和实践环节,包括发酵工程设备、发酵工程设备实验、发酵工程大实验、生物工程下有技术、酿酒概论等,形成了以培养发酵应用型人才为目的的课程群,对发酵工程的原理和技术进行强化。

除了丰富教学内容外,增加新知识、介绍最前沿的科技动态也尤为必要。教师应通过阅览国内外专业期刊及网站,将国内外最新的科研动态和成果分门别类地穿插在相关章节中进行讲解,使学生拓宽视野,增强学生的学习主动性。

经过以上优化调整,使发酵工程的教学体系更加清晰,教学内容环环相扣,学生能够更好地理论联系实际对课程进行掌握。

2.教学方法的改进

2.1激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师。根据教学总结,学生对发酵工艺在生产实际中的应用了解甚少。因此,结合日常生活中的具体实例在绪论部分介绍现酵工业的发展历史、产业概况、生产生活中的产品介绍和未来展望等内容,从而激发学生的学习兴趣,为以后的教学奠定基础。

2.2案例教学

发酵工程是一门应用性强的学科,在授课过程中,引入与生产实践联系紧密的案例并进行剖析讲解不仅能使课堂生动形象,而且能引导学生自主思考,加深学生对理论知识的理解,触类旁通。如发酵工程课程中的发酵工艺控制这一部分内容,要求学生了解并掌握培养pH对发酵过程的影响。为此,我们从相关文献报道意选取了一些研究案例,如“pH对林可霉素发酵的影响”,该研究表明不同初始pH会显著影响林可霉素的产量。通过实例讲解,可以让学生印象深刻并强化对具体知识要点的领会。

2.3引入PBL教学理念

PBL是以问题为基础,以学生为中心,培养学生自学能力,发展学生综合思考能力和解决实际问题能力的教学理念。在实践性强的《发酵工程》课程中引入PBL教学理念,通过提出问题、收集资料、小组讨论、总结评价等环节开展发酵工程PBL教学改革以提高教学实效。

按照发酵工艺类型分成多个PBL课程教学模块,设计基础性问题,如酒精等发酵机制类型及发酵工艺特点等;再设计开放性问题,如由酒精发酵延伸总结乳酸、甘油等发酵工艺特点。学生自由分组。首先,各小组对基础性问题查阅文献,组内讨论,再选派代表进行总结汇报。各小组提问,汇报组成员补充说明和回答,最终形成解决方案。教师对课程实施过程中出现的不足问题再给予指导,提出改进意见及下一步要求,帮助学生理清思路和改进方法。

2.4现代化教学手段的利用

为加深学生对发酵工程课程的理解,提高授课效率,充分利用多媒体课件,将难于理解的内容以图片和视频等形式向学生展示[3]。例如,针对培养基灭菌的操作流程,采取设备示意图和动画相结合的方式,形象展示蒸汽灭菌的过程。针对发酵过程控制环节,利用仿真教学软件,让学生形象地认识发酵工程设备,理解发酵过程的调控手段及产品分离过程。

同时,建设发酵工程的网络教学平台,以提供多媒体课件、文献资料和发酵相关企业网址链接。学生通过拓展学习,能够较好地了解国内外发酵领域的发展趋势。

3.教学与企业参观互动

衡水学院在开设发酵工程课程时,目标定位在为企业培养发酵工程所需的应用型人才。为了提高学生对发酵技术产业的认识并强化他们的工程化概念,增强学生自主性及生产实践能力,在学期中学院专门安排学生到衡水当地典型的发酵生产企业,如衡水老白干酿酒集团、衡水九州啤酒厂等进行参观,了解工厂基本生产过程,熟悉发酵工厂生产的基本知识和必须生产设备。如在啤酒厂的实习过程中,重点让学生掌握啤酒的生产工艺流程,原料的粉碎、蒸煮糖化及典型的厌氧发酵过程。将书本上的理论知识与生产实践相结合,让学生了解生产中常遇到的难以解决的问题,启发学生的创造性与开拓性,有助于学生创新思维的形成和能力的提高。

参观后要求每个学生围绕企业的生产工艺,独立地完成实习报告,作为实践成绩的考核。该方法不仅使学生带着任务熟悉发酵工艺流程与生产工艺控制等环节,而且培养学生生产实践技能和基本工程意识,为今后他们走上工作岗位打下好的工程基础,达到较好的教学效果。

4.优化考核方式

考试是教师评定学生成绩、取得教学反馈信息的主要方法,也是督促学生全面、系统复习的重要手段[4]。从单方面考核,会使学生死读书,读死书,达不到举一反三的效果。我们采用复合考核方式对学生进行评价,建立以基本知识、技能为基础,以综合能力为重点,以学习态度为参照的综合考评体系。将发酵工程理论课程的考核分为3个部分,即平时成绩(15%)、实践考核(15%)和期末考核(70%)。平时成绩包括学生课堂表现、出勤情况、作业等;实践考核包括参观发酵工厂后撰写的报告及在实践活动中的参与度和表现。期末考核为闭卷笔试,由基础理论题、实际应用题和工艺设计题等组成,重点考查学生对基础理论和重、难点知识的掌握。

这种多方位的考核突破了传统的考核方式在考试内容的深度和广度方面存在的局限性,全面考核了学生对知识的掌握情况。

发酵工程是生物技术专业的一门核心课程,也是一门发展迅速的学科。随着新型生物反应器的不断出现,发酵新产品不断涌出,要求发酵工程专业课教师根据发酵工程产品市场不断改革和探索,实时更新授课内容,灵活采用各种教学方法和考核方法,加强与企业的联系,并强调工程观念和实验技能的培养。这样才能真正提高学生综合素质,为社会培养复合应用型人才。

参考文献:

[1]杨梅,李力群,谢莹,等.发酵工程课程建设的实践与探索[J].吉林化工学院学报,2011,28(2):46-48.

[2]潘艳平,包秋燕,江吉彬.基于卓越工程师培养的本科实践教学体系改革[J].实验室科学,2011,14(6):213-220.

[3]赵晶,朴永哲,权春善,等.基于应用型人才培养的发酵工程教学改革的探索与思考[J].轻工科技,2014,3:153-154.

发酵工程论文范文第5篇

发酵技术历史悠久,在国民经济和人民生活各方面正发挥着越来越大的作用。尤其是发酵工程,广泛应用基因工程、细胞工程、酶工程等新技术,形成了21世纪最重要的生物工程支柱产业。随着近代生物技术的迅速发展以及社会可持续发展的迫切需求,发酵工程已涉及医药工业、轻工业、食品工业、化学工业、农林牧渔业、环境保护,以及生物基化学品和生物能源等许多重要领域。    

在高等院校教学中,发酵工程也愈来愈受到关注。我们在发酵工程教学以及与学生的交流中深深感到,传统的教师讲台“一言堂”、学生课堂记笔记形式的教学模式限制了教学效果的提高,不利于学生掌握“活的”、更具实用价值的知识。为此,我们在教学中尝试有学生参与的多种教学模式,并取得较好的效果。

1发酵工程课程现状

1. 1课程简介发酵工程主要是利用微生物以及某些酶的生物催化作用,采用生物及工程学的技术为人类生产有用的生物产品,或直接用微生物参与控制某些工业生产过程。人类对发酵的利用远比认知要早,例如,人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒,利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶等。    

从发酵的工艺流程来看,发酵主要分为上游、中游、下游三部分内容。上游主要是发酵前期的准备过程,包括出发菌种的制备、环境及设备的无菌化以及培养基的制备等。中游则主要是发酵过程中工艺的监测及控制,包括培养方式、温度、pH、泡沫等培养条件对发酵过程的影响及控制。下游则主要是发酵结束后产物的分离纯化过程。    

我校生物制药专业的课程设置中,发酵的过程分别在发酵工程和生物制药工艺学两门课程进行讲解。其中,发酵工程主要着重教授发酵上游和中游的内容,即发酵的经典内容。

1.2教材及内容教材采用张嗣良主编的《发酵工程原理》(普通高等教育“十一五”部级规划教材/高等教育出版社)。 

本教材主要包括两部分内容,前半部分(1一4章)为发酵工程的经典内容,后半部分(5一11章)为生物反应器的知识。有些高校将生物反应器的设计、放大及优化列入生物技术及工程学科的专业课程中,我校将该部分作为备选内容供学有余力或感兴趣的学生进行自学。    

结合我校实际情况及专业建设情况,发酵工程课堂教学主要侧重发酵工程经典内容的学习,共安排32h。    

发酵工程理论教学主要内容见表1,其中关于培养基灭菌工艺及空气净化除菌工艺已经在前期的生物制药设备课程中有详细讲解,因此发酵工程中不再教授这一部分内容。

1.3教学反思总体来说,发酵工程的理论教学内容较为系统,且具有较强的逻辑性,学生能够较快地理解和掌握部分内容和知识。因此,如何使学生高效、创新、全面地掌握更多的知识,成为发酵工程教学改革过程中的关键。    

我们在发酵工程教学中发现:有些内容及章节较为简单,例如发酵培养基,学生通过通读教材便可以掌握90%的内容,只需教师在重难点处进行点拨即可;有些内容及章节则较为抽象,例如抗生素效价的测定方法,则需要教师进行详细讲解;而有些内容及章节较有开放性,例如发酵培养基的优化,课堂教学的内容不能够完全概括该部分内容,需要学生在课外进行思考及学习;另外,有些内容及章节与实际生产连接较为紧密,例如发酵的基本工艺与控制,此部分内容的文字较为晦涩难懂,在教学过程中需要结合较多生产实例进行理解学习。    

因此,要想高效且较为创新地完成教学,应该根据教学内容自身的特点调整教学模式。而本文则主要探索多种教学方法在发酵工程理论教学中的综合应用。2多种教学方法在发酵工程教学中的应用方法依上所述,发酵工程理论教学内容具有逻辑性、系统性强,且每个章节内容深浅程度不同的特点。因此,本文依据不同章节的内容采用不同的教学模式,即在发酵工程理论课教学中综合应用多种教学方法,以此来高效地、创新性地完成教学内容,具体实施方法见表1。    

第一章为绪论,主要介绍发酵工程的历史、发展、学科背景及学习内容、方法,属于概括性、总领性的内容,由教师进行集中讲授效果较好。故绪论以LBL( lecture一based learning)教学法为主,LBL教学法以讲授为基础,以课堂为中心,以教师为讲授主体,主要采用集中授课的方式完成教学过程,是较为传统但应用最为广泛的一种教学方法。能够整体安排教学过程,节省教学资源。但LBL教学法中,学生参与率较低,容易产生倦怠情绪,应注意在讲授过程中趣味性知识的穿插,避免内容过于枯燥。    

第二章主要介绍工业菌种的来源、选育及培养过程。其中工业菌种的介绍,自然选育、诱变育种及定向进化改造菌种两部分内容较为简单,可以由学生在课堂上自读教材进行学习。自读教材是针对较为简单的教学内容所采用的一种方法,即在课堂上,学生通过自己阅读教材进行学习。自读教材结束后,教师采用CBL( case study-based learning)案例教学法,以实际案例进行引导、点拨、提问,加深学生对教材内容的理解和掌握。    

CBL教学法以具体案例为中心的教学模式,通过设置与本节课程有关的案例作为先导,在教师的主导下,以学生为主体解决问题。CBL教学法能够调动学生积极性,培养学生独立、创新的思维,但对教师的专业素质、案例编写的质量、教学连贯性等有较高的要求。    

对于发酵菌种采样、富集、筛选过程,菌种退化及防止、保藏及复壮,实验室阶段、生产阶段菌种培养技术三部分内容,均需要结合生产实际,以生产案例作为指导,由教师与学生共同学习,使学生掌握基础理论知识。例如,营养缺陷型菌株的筛选,故采用CBL为主、LBL为辅的教学方式较为合适。    

此外,本章内容偏向于实际应用,系统学习并掌握本章内容,能达到更好的教学效果。因此,在本章小结中,可以融入TBL ( team一based learning)教学法,即以小组的方式进行教与学的教学模式。由教师设置问题并进行指导,由组建好的小组,在课堂中进行讨论、个人测试、小组测试、应用型练习等来学习并掌握知识[}z7。例如,以某种工业微生物的筛选、诱变、培养设置问题,让学生分小组查找资料,设计出相关实验及操作思路,并在课堂上进行讨论及展示。TBL教学法能够有效地调动学生的积极性、锻炼学生独立思考的能力,同时也能够让学生在小组互动的过程中锻炼团队协作和人际沟通能力。但TBL教学方法在实施过程中,对教师的专业素质以及教学条件有较高的要求。    

第三章主要是关于发酵培养基相关知识的介绍,包括发酵培养基的类型、成分及优化。其中,发酵培养基的类型及成分的教学内容较为简单,无需教师进行过多的讲解。因此,该部分内容主要采用自读教材的方式,提高学生参与度的同时节约教学时间。自读教材完成后再由教师进行简单的总结、点拨及测试以加深对知识的掌握。发酵培养基的优化部分,需由教师以案例为指导,并结合讲解,让学生了解该部分内容的基本理论知识,即采用CBL + LBL的教学方法。但发酵培养基的优化通常采用一些统计学方法,且在科研中使用较多,属于较为开放性的教学内容。因此,适宜辅以文献精读教学法,即学生通过阅读相关领域的文献,来进一步掌握课堂中所学知识的教学方法。文献精读的方法需要学生利用课内及课外的时间完成,并通过不同的完成形式来检验学生的学习效果,同时进行过程性及形成性评价。    

第四章主要讲解了发酵培养的方式、发酵的参数与控制以及染菌的防治三部分内容。发酵培养的方式主要分为分批、补料分批、半连续、连续培养,该部分内容较为简单,采用自读教材为主、LBL为辅的教学方法。即由学生自读教材进行学习,并由教师讲解、点拨、提问以加深理解。发酵的参数与控制、染菌的防治两部分内容均与生产实际连接较为紧密,且学生无知识背景,因此适宜采用CBL与LBL相结合的教学模式。即分小组进行,由教师提出生产案例,引导学生用所学知识来解决实际问题,调动学生积极性,培养学生独立和创新的思维模式。另外,发酵的参数与控制经常作为发酵过程的研究对象,有较多相关的科研论文。因此,辅以文献精读,能够有助于丰富学生的认知,构建系统的知识网络。

3教学模式的优化及可行性分析

3. 1教学模式的优化在发酵工程理论教学中,针对不同章节的特点,采用多种教学方法相结合的教学模式,能够在传统讲授的基础上,调动学生的积极性。自读教材的教学方法能够有效地节约教学时间,将简单的教学内容交给学生自己消化,而不是不论内容简单与否从头讲到尾,避免学生枯燥和倦怠情绪的产生。    

另外,我校旨在培养应用型生物制药人才,而发酵工程与实际连接较为紧密,因此,案例教学能够为学生在理论学习过程中进行较好的引导,在理论学习的过程中锻炼学生独立和创新能力。    

文献精读教学方法的引入,为有意在专业领域进行深造的学生提供了较好的学习方向及内容,能够更好地调动学生积极性,开拓学生视野,丰富学生思维。    

依上所述,在发酵工程理论教学过程中,针对不同学习内容选择不同教学方法的模式,能够使该门课程的理论教学更加丰富、高效。

3.2教学模式的可行性分析首先,多种教学方法综合应用的模式,以传统教学课堂为依托,在教学资源方面有良好的保障;其次,发酵工程理论教学由一名教师承担,无多人穿插教学,代课教师可以根据授课情况灵活地应用各种教学方法,而不受课时及代课人员的限制;再次,发酵工程理论内容系统性及逻辑性较强,教学对象数量较少(60人左右),教师前期的备课即能够保证多重教学方法较为流畅的实施;最后,理论课程的考核方式采用传统的过程性与终结性评价相结合的方式,便于实施。

4教学模式实施效果评价    

为了了解本文所采用教学模式的实施效果,在发酵工程理论教学结课的同时,与生物制药专业学生进行了讨论。讨论主要针对课堂气氛、学习效果及学生对教学模式的满意度及认可度三方面进行。其中,绝大部分学生表示学习的自主性提高,不再是课堂上单纯接受知识,而是真正参与课程学习当中。另外有少部分学生表示在查找论文方面有一定难度和限制,但能够学到一些在课堂上难以学到的内容。大约90%的学生表示课堂气氛较传统课堂讲解更为活跃,且课堂参与度有较大的提高,对这种根据不同内容选择不同教学方法的教学模式表示满意。

5展望及结语    

在当代高等教育模式下,工科毕业生虽具有一定的基础知识和实践能力,但往往缺乏团队协作能力,工程推理、分析解决实际问题的能力以及评估企业在社会的大环境中生存和竞争的能力。    

针对这一现状,国内及国外的教育工作者都企图在工程教育领域探索出一种教育模式,使得高校毕业生能够最大限度地满足企业对工程师的要求。而CDIO工程教育模式无疑是众多改革模式中的最具影响力的一种。CDIO工程教育模式在2005年首次由汕头大学引入国内,之后便在工程教育界引起了较大的反响。CDIO是构思(conceive、设计(design )、实施(implement、运作(operate)四个英文单词的缩写。“构思”指明确客户的需求,考虑技术、企业战略和制度等因素,不断改进概念、技术和商业计划;“设计”指制订开发的产品系统所需的各种计划、图纸和算法;“实施”指把设计转变为产品的过程,包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证;“运行”指对产品系统的维护、优化和淘汰等。    

生物制药是与实践连接较为紧密的专业,因此该专业的毕业生需要具备一些实际的解决问题的能力、设计或构思的能力。这要求在教学计划的设置和教学的实施过程中,将基础知识的讲解与生产实际问题相联系,以生产环节为导向,使教学内容真正的“有血有肉”。与此同时,多种教学方法综合应用的教学模式也在其他高校课程中,如医学免疫学、人体胚胎学中有所涉猎,并取得了较好的教学效果。    

发酵工程论文范文第6篇

关键词: 发酵工程 实验教学 改革新模式

服务地方是地方高校发挥高等教育职能、实现大学与社会相作用的重要使命,地方高校的办学定位是培养服务地方经济文化建设的应用型人才[1]。发酵工程实验课是一项应用性和实践性强的课程,高素质发酵人才的培养迫切需要建立合理的教学平台,依据地方产业特色调整教学内容,加强实验课程建设,实现地方高校服务地方经济文化建设的办学宗旨。

鉴于发酵工程这门课强应用、重实践的特点,实验教学对强化发酵工程授课效果具有至关重要的作用。衡水学院生物技术专业的发酵工程实验安排在第四学期,基础实验16学时,发酵工程大试验32学时。开设实验课的目标定位在为地方企业培养发酵工程所需的应用型人才。但在前几年的课程教学中,明显存在实验教学改革滞后于理论教学改革,也滞后于行业发展需要,实验设置多为静态和孤立的实验,缺乏锻炼学生工程学思维的内容[2]。学生参与实验和生产实践环节少,无独立研究和生产实践能力。必须加强实验操作技能和生产实践能力的培养。为此,结合衡水学院应用型人才培养计划,对发酵工程实验教学模式提出如下探讨。

1.优化基础实验

实验教学不仅为了巩固课程理论知识,更要提高学生的科研思维能力,培养学生的探索、创新意识满足行业进步的要求[3]。在发酵工程实验课中,以学生了解并掌握发酵工程中所涉及的菌种筛选、发酵工艺、发酵设备、产品分离等方面的知识及实验技能为目标,提高解决问题的能力。传统的发酵工程实验设计主要是一些相对独立的验证性实验,彼此缺乏系统联系。需要对实验教学内容做综合调整,使实验教学形成一个完善体系,并引入工程学设计内容,增加学生整体思维和经济效益的评估,增强可行性分析的能力。

通过找出所学知识与社会实践的最佳结合点,开设发酵工程的基础实验,如菌种筛选与扩大培养、发酵罐的操作、发酵污染的检测、发酵酶产物的提取、糖化酶摇瓶发酵实验等,通过严谨的实验操作,使学生掌握发酵工程的基本实验技术和主要产品的生产原理与工艺流程。

2.开展开放型、创新型实验

从近年的实践结果看,绝大多数学生都乐意参与创新实验。认为这种方式能提高他们参与实验的兴趣,加深对理论知识的认识,增强动手能力,更有利于加深对发酵工厂相关生产环节的理解。

我们设置了多项创新型实验课题,如“新型葡萄酒酵母的筛选”,“黄原胶的发酵及提取”,“发酵型核桃乳的制备”等。采用由学生自主选题,自主设计实验方案,教师指导的方式。通过查阅资料,学生不但开阔了视野,还加深了对相关理论知识的掌握。在掌握了相应课程理论知识和实验技能的基础上,学生自己列出实验步骤、操作要点及重点、难点。通过创新型、开放式实验,学生能边做边学,边学边想,不断发现问题、解决问题,体会发酵工程各个环节的共性及特性[4]。

对比参与创新实验与非参与创新实验的学生,在毕业设计、就业选择及考研复试方面,参与创新实验的同学自信心明显增强,表现出众。

3.结合地方及企业需求开展实验

产学研相结合是实现应用型人才培养的重要途径[5]。目前衡水学院生物技术专业已在多家相关部门和企业建立了实践教学基地。和衡水的先进企业如“衡水老白干酿酒集团”、“河北养元智汇饮品股份有限公司”等加强校企合作,充分利用企业的实践资源,安排学生参观学习。使学生带着问题到企业去,在实际生产中解决问题,并分析实验室阶段和生产阶段的主要区别。例如在衡水老白干酿酒集团的实习。前期教师对白酒的生产工艺流程、质量控制及设备等进行介绍,通过技术员的讲解和参观及现场问答,让学生加深对白酒的主要生产环节如曲的制备和“清蒸二次清”的典型工艺的了解。这种课程设计的实施方式具有针对性和实践性很强的特点,对于学生工程素质的培养具有很好的促进作用。

在发酵工程实验课的开设中,我们结合地方及企业需求开展发酵工程实验内容,如酒厂发酵菌种的诱变与复壮,发酵型饮品的研发等内容,让学生进一步了解发酵工程在实际生产上的应用,培养了学生的探索精神和创新能力。

4.结合教师科研课题开展实验

为增强学生的自主性及生产实践能力,学校投入了大量的实验专项资金进行实验室建设,配置了菌种选育、发酵过程监控、发酵产品提取到产品成型一整套的实验设备,并依据衡水地域经济特色建立了啤酒发酵的中试产品生产线。学校致力于“双师型”教师的发展,鼓励教师与企业合作并让学生真正参与到这些项目的生产过程中。

将教师的科研课题和地方经济紧密结合,科研工作与教学相结合,将学科发展的最新成果融入教学内容。引导学生参与教师的科研课题研究,由学生自由设计具体的实验方案和组建实验团队,制订初步方案,并根据讨论修改后的实验方案开展实验。既激励学生努力学好发酵工程实验课程,促进教学质量的提高,又培养了学生实验动手能力,锻炼了科研思维。

发酵工程是一门高速发展的学科,是现代生物技术的集成器。实验教学质量直接影响学生的专业素质,实验教学的改革是一个不断探索、不断完善的过程。衡水学院虽然开设发酵工程课程相对较晚,但在总结了其他学校课程设置的基础上,也在探索培养服务地方经济文化建设的应用型发酵工程人才。改革后的实验教学可以有效提高学生的综合能力,促进其个性发展,使学生能充分开发潜能,接受实践的检验。

参考文献:

[1]潘懋元,王琪.从高等教育分类看我国特色型大学发展[J].中国高等教育,2010(5):17-19.

[2]高永生,朱丽云,李红亮,等.基基于工程学范式发酵工程实验教学模式探索[J].中国校外教育,2012,(33):124.

[3]李凛,邓建,谢鸿观,等.《发酵工程与工艺》课程改革的思考与探讨[J].成都理工大学学报(社会科学版),2011,19(6):113-116.

[4]徐清萍.《发酵工程》教学模式改革的研究与实践[J].轻工科技,2013,12(12):144-145.

发酵工程论文范文第7篇

关键词:酵母;发酵;还原糖;产酒率;

中图分类号:TS262.2 文献标识码:B 文章编号:1674-3520(2014)-08-00-02

酵母菌是一类不同于细菌的单细胞真核微生物。现代工业中可将酵母作为发酵过程中的主要微生物来酿制酒类、 乙醇等。目前, 酒精发酵的菌种主要以酵母菌为主。通过糖酵解途径, 酵母菌在氧气充足的条件下进行有氧呼吸, 将葡萄糖高效分解成CO 2 和 H 2 O,在无氧条件下将葡萄糖分解成 CO 2 和C 2 H 5 OH 。在酿酒工业中, 可将酵母菌在不同条件下

的分解方式, 通过控制通气量情况来实现酒精的最大产量生产,即在酿酒过程中先通入一定量的氧气让酵母菌进行有氧呼吸,目的是在有氧阶段进行大量出芽生殖, 快速达到酵母个体的扩增量。 继而进行酵母菌的无氧呼吸, 从而将葡萄糖转化为酒精。

酵母菌的种类很多, 包括孢子酵母、 产冬孢子类酵母、 掷孢酵母和无孢子酵母等, 涵盖 60 多个类别,500多种。在酒精发酵行业里, 酒精发酵的效果直接取决于酵母的质量。从众多种类的酵母中选择优良品种的耐性强的酿酒酵母对我国许多研究单位来说提出了新的要求。 酿酒活性干酵母是现代高新技术融合发展的一种生物活性制品,具有发酵性能优良、细胞耐性强、絮凝性好、保存期长等特点。随着石化燃料的日趋紧张和环境污染的日益严重, 开发利用新型能源燃料乙醇已变的极其普遍。为了增加市场竞争力, 降低生产成本, 提高淀粉质原料的利用率,对于酿酒活性干酵母的优良品质的要求也越来越高。

利用以玉米为原料的酒精生产过程, 以发酵时间长短差异的条件对比, 从而验证 4 种不同酵母的发酵性能, 根据出酒率、 还原糖、 残总糖等的关键发酵指标来分析, 最终选取出较好的酵母, 为进一步在生产中的应用奠定了基础。现如今在酒精生产过程中,玉米已成为广泛应用的主要原料,下面仅以玉米为原料从酒精酒精生产的一系列过程,来验证4 种不同酵母的发酵性能。通过实验数据对各种酵母优势的分析。

一、材料和方法

(一)材料

1、原料与酵母

原料为玉米。

酵母品种 1#、 2#、 3#、 4# 分别购自 A、 B、 C、 D 公司。

2、试剂与酶

20% 氢氧化钠、 10% 硫酸、 尿素、 磷酸氢二胺。液化酶、糖化酶标示酶活力分别 为 260000 u/ m L 和8000u/ m L。

3、主要仪器设备

高效液相色谱仪、 数码显微镜、 恒温震荡培养箱、 阿贝折射仪、 红外水分测定仪、 恒温水浴锅、 血球计数板、 分析天平、 酸度计、 低速离心机等。

(二)实验方法

1、实验方案

本试验采用两批实验的发酵时间不同进行比对,实验一发酵时间控制为 55h,其余按工艺流程中参数执行。 实验二发酵时间控制为 65h。 其余按工艺流程中参数执行。

2、 实验工艺流程

原料粉碎液化糖化酒母发酵

3、原料粉碎

取原料玉米共 2. 2kg, 于样品磨迅速磨成玉米粉。并取 4 个 1000m L 三角瓶标记 1#~4# 备用, 按每个样瓶加 220 克玉米粉计, 分别置于 1#~4# 三角瓶中并在每个瓶中加 100m L 过滤水和 400m L 蒸发冷凝液, 搅拌均匀。

4、醪液的液化

通过 20% 氢氧化钠溶液调节每个试样的 pH值,使其在 5. 2~5. 8 之间;每个试样瓶中加入0. 02m L 液化酶 (为准确添加可将液化酶稀释至一定倍数), 搅拌均匀, 在 95℃水浴条件下维持 50 分钟后冷却至 65℃。

5、 醪液的糖化

通过 10% 稀硫酸溶液调节每个试样的 pH , 使其在 4. 0~4. 8 之间; 向每个试样分别加入 0. 2m L 糖化酶 (为准确添加可将液化酶稀释至一定倍数) , 搅拌均匀, 在 65℃水浴条件下维持 60 分钟。

6、醪液的发酵

将糖化醪冷却至 35℃左右。 分别准确称取重量W x。准确称取不同厂家的酵母 1#~4#,每份样品0. 15 克, 对应加入 1#、 2#、 3#、 4# 三角瓶中, 后加入30m L 蒸馏水, 在 35℃条件下, 复水活化 30m i n, 并用20m L 蒸馏水进行洗瓶, 一并加入试样中。将锥形瓶连接好导气管及吸收瓶,进行整体称重并记录, 置于 35℃生化培养箱中进行发酵,同时连续振荡搅拌。 实验一进行发酵时间 55 小时后, 最终定容 1#~4# 三角瓶溶液至 720m L。

7、对比实验

其他条件不变, 实验二发酵时间为 65h, 进行另一批实验。

二、结果与分析

(一) 实验一发酵数据分析

1、 发酵过程中酵母检测

发酵 23h: 镜检: 酵母生长均健壮, 均未见死亡。

发酵 46h: 镜检: 1# 酵母部分衰老, 均未见死亡。

发酵 55h: 镜检: 酵母衰老严重顺序: 1#、 4#、 3#、2#, 但均未见死亡。

2、 发酵 23h 结束分析

3、发酵结束分析

发酵 55h 结束时, 分析 1#~4# 三角瓶中发酵成熟醪的指标如下:

4、发酵 55h 发酵成熟醪液相分析( 见表 3)

5、原料产酒率计算

通过公式计算得出 1#~4# 发酵醪的产酒率:

1# 产酒率% =29. 45; 2# 产酒率% =29. 75

3# 产酒率% =30. 62; 4# 产酒率% =30. 94

(二)实验二发酵数据分析

1、 发酵 65h 发酵成熟醪指标分析 (见表 4 )

2、 发酵 65h 成熟醪液相分析 (见表 5 )

3、发酵过程中酵母形态

发酵 17h、 63h 电子显微镜下 3# 和 4# 酵母的形态图见图 2:

4、原料产酒率计算

通过公式计算得出 1#~4# 发酵醪的产酒率:

1#产酒率%=30.23

1# 产酒率% =30. 23

2# 产酒率% =30. 55

3# 产酒率% =31. 21

4# 产酒率% =31. 54

三、讨论

从实验数据对比分析, 可以得出如下结论:

(一)实验一讨论

1、酵母 1# 从原料出酒率等指标看,效果尚好,只是有时残总糖波动较大,后期发酵速率较好, 残还原糖偏高, 导致后期残总糖也偏高。

2、酵母 2# 由于发酵比较旺盛, 原料出酒率等各项指标较好, 但不是很稳定, 发酵后期残还原糖偏高。

3、酵母 3# 从原料出酒率及残总糖、还原糖看,指标都比较接近安琪, 但是其前期发酵不如 4# 快,但总的挥发酸还是偏低的。

4、酵母 4# 总体讲各批次实验比较稳定, 无论是原料出酒率, 还是残总糖及还原糖, 指标都比较稳定, 只是个别批次杆菌较多。

(二)实验二讨论

1、4# 酵母前期发酵速度快,整个发酵周期相对较短; 3# 酵母延滞期稍长些, 但中期发酵速度较快;其它两种酵母速度一直比较平缓。

2、在发酵至 23h, 4# 酵母的产酒率比 3# 酵母高11. 8% , 比 1# 的高 15. 7% , 比 2# 的高 22. 14% 。而在65h, 酒分从高低的顺序为 4#- 3#- 1#- 2#。

3、从多批次实验数据的平均值分析残总糖、 还原糖及挥发酸:残总糖从低到高依次为 4#- 3#-2#-1#;残还原糖从低到高依次为 3#- 2#- 1#-4#。挥发酸从低到高依次为 3#- 1#- 2#-4#。

通过对上述分析, 可以看出 3# 和 4# 酵母具有较大的优势,可以继续在大生产中试验进一步验证, 从而增加辅料的竞争性。

参考文献:

[1]贾树彪,李盛贤,吴国锋.新编酒精工艺学[M].北京:化学工业出版社,2006,17

[2]周鹏.乙醇生产介绍-第一部分酶制剂简要概述[J].酒精,2005,4:48-50

发酵工程论文范文第8篇

关键词:L-精氨酸;发酵;过程控制;优化

中图分类号:TQ922 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)09-0200-02

1 精氨酸简述

精氨酸是一种α氨基酸,具有调节血糖、保护肝脏、增强人体免疫力、延缓衰老、促进功能抗疲劳、促进伤口愈合的独特生理功能。精氨酸的制备方法有发酵法、化学合成法和蛋白质(如明胶)水解物经离子交换分离提取法,目前用发酵法较多,但不是高产酸率的品种。我国的发酵法生产水平更低,故当前国内精氨酸以动物蛋白为原料生产更有经济价值。国外如日本等发达国家基本都采用先进的发酵法,而国内的发酵方法尚处于研究阶段,故此,国内L-精氨酸的生产主要是抽提法。但是抽提法收到原料、环保等限制,具有明显的生产局限性。

2 优化设计

2.1 优化思路

发酵工艺的优化在发酵行业起到很大的作用,尤其是在发酵生产中,它是提高发酵指标的一项非常有用的技术手段。发酵工艺优化各因素之间不是孤立的,而是相互联系的。为了提高发酵生产水平,人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上,发酵工艺的优化,包括生物反应器中的工程问题,也同样非常重要。发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求,也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制,依据不同的发酵而有所不同。同时,微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期,对环境条件可能会有不同的要求。因此,应该在生物反应器内,使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换,始终为其提供最佳的环境条件,本实验以溶氧和PH为主要内容进行验证。

2.2 检测方法

(1)仪器:722分光光度计,上海保兴生物设备有限公司 07-F28发酵罐30L,BR16012发酵罐70L(2)试剂与溶液:1)混合试剂:8-羟基喹啉5g加双乙酰水溶液2.5ml,用正丙醇定容至100ml;2)溲趸钠溶液:(3/7)mol/l;3)精氨酸标品溶液:先配成1%的精氨酸标准溶液,临用时再稀释100倍。(3)样液的测定:取3根试管,分别吸取样品、精氨酸标品、和蒸馏水各0.5ml,分别加入3.5ml3/7N的氢氧化钠溶液,最后分别加入混合试剂1ml摇匀后,在水浴锅30℃水浴20分钟。用722分光光度计在520nm处检测吸光度。(4)数据处理与计算:精氨酸含量=-×稀释倍数。

3 溶氧控制优化过程与讨论

3.1 第一次实验方案及结论分析

3.1.1 过程控制方案

溶氧控制:发酵罐溶氧控制在15%~25%,当溶氧低于15%后,开始调整转速,每次10r。补料控制:采用流加方式补料,根据溶氧回升情况确定补料起始时间。控制过程中,在发酵周期26h左右,溶氧开始回升,溶氧超过35,开始补料。分20次补完。前十次每小时补料一次,每次100ml;后十次每两小时补料一次,每次100ml。补糖控制:发酵罐初始糖为8%,在培养过程通过测验样来确定补糖时间与补糖量。中间控制残糖为2.5-2.0%。计算补糖量时,以3%目标含量为基准。当残糖过低时,一次性补糖至残糖2.0%。PH控制:接种前调节PH为7.00。培养过程中PH下降过,这时向罐内通氨水控制PH7.00。发酵罐发酵过程中,PH根据OD生长情况调整:

3.1.2 分析与总结

DO回升时间提前,前期补料后溶氧无变化,精氨酸积累高峰48~54h,还原糖浓度偏高时生长情况好于还原糖浓度低时,泡沫难控制,消泡后溶氧下降幅度超过15%。

3.2 第二次实验方案及结论分析

3.2.1 过程控制方案

在实验一的基础上,根据结果,进一步调整过程PH控制方案。

以下为两批次的实验数据(二-三),见表2-3所示。

3.2.2 分析与总结

通过对上面的数据进行分析,更改PH后对精氨酸菌种生长影响不明显,产酸有增快趋势,残糖控制不稳定,波动范围比较大,提高还原糖水平后无不良影响。

4 总结

4.1 工艺优化结论

在PH全过程控制7时,适宜精氨酸发酵,高溶氧控制有利于发酵进行,一次性补料方式相较于多次过程补料方式有利于发酵水平提高。

4.2 实验的不足之处和展望

本课题对不同控制条件下精氨酸发酵过程进行研究,对结果进行分析测定,用于精氨酸发酵放大生产的指导,但实验整体存在着很大的不足。由于时间仓促,实验组数太少,不能完整反应各个条件下的发酵过程。未能对温度等控制参数进行试验验证。未对菌种选育、放大进行研究。没能对不同发酵菌种的影响进行分析验证。显色法检测精氨酸含量,存在一定的误差,对结果分析可能造成偏差。

参考文献

[1]张义萍.L-精氨酸产生菌的选育及其发酵条件的优化[D].江南大学,2006.

[2]王霞,陶文沂,孙志浩,许正宏.L-精氨酸发酵研究进展[J].工业微生物,2000(4):50-54.

发酵工程论文范文第9篇

关键词:荔枝酒;发酵工艺;初步优化策略

荔枝是一种营养丰富的亚热带水果,具有补脑健身、开胃益脾、消肿解毒、美容养颜等功效,由于荔枝保鲜储存比较困难,很容易因为腐烂造成极大的浪费和经济损失,将荔枝经过加工处理制成荔枝酒,可以最大限度上提高荔枝的利用率,丰富我国的果酒品类。荔枝酒作为一种新型健康果酒,风味独特、种类多样,具有丰富营养价值和医疗保健功效,发展潜力巨大[1]。本文以单因素实验方式探讨了荔枝酒的的发酵工艺,为优化荔枝酒发酵工艺、提高荔枝酒品质提供了一定的理论和技术支持。

一、材料与仪器

原料:无变质无病虫害的新鲜荔枝

菌种:购于广东省微生物研究所的酿酒酵母

仪器:PHS-25pH计(上海虹益仪器仪表有限公司);LRH-150B生化培养箱(上海精宏实验设备有限公司);DK-S24型电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司);HI83540控制酒精含量分析测定仪(天津市泰斯特仪器有限公司);博讯YXQ-LS-50A立式自动电热压力蒸汽灭菌器(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)等。

二、实验方法

(一)工艺流程。荔枝酒的工艺流程为:①将新鲜荔枝进行分选与清洁②对选出的荔枝作去皮去核处理;③处理后将果肉打浆榨汁并过滤;④进行酒精发酵;⑤澄清;⑥再次过滤;⑦杀菌;⑧灌装形成荔枝酒成品[2]。

(二)荔枝酒发酵工艺研究。(1)单因素实验。以酒精度为考察指标,分别进行发酵温度、发酵时间、pH值、接种量为影响因素的单因素酒精发酵试验,研究不同因素对酒精发酵的影响。(2)正交试验。在上述试验的基础上,仍然以酒精度为考察指标,进行以发酵温度、发酵时间、起始pH值、接种量为影响因素的4因素3水平L9(34)的正交实验。

(三) 结果与分析。(1)单因素实验。1)发酵温度对荔枝酒发

酵的影响。以发酵温度为影响因素,研究发酵温度对荔枝酒发酵的影响,实验结果显示,当发酵温度在20-25℃之间时,荔枝酒发酵的酒精度处于高峰范围内;当发酵温度过低时,菌种生长不充分,酒精度较低;当发酵温度过高时,菌种的生长受到抑制酒精度同样偏低。综上,发酵温度过高或者过低都会对菌种的生长造成不良影响,将25℃作为发酵温度,基本可以满足大多数菌种的生长温度需求。2)发酵时间对荔枝酒发酵的影响。以发酵时间为影响因素,研究发酵时间对荔枝酒发酵的影响,实验结果显示,在发酵时间的第7天到第8天之间,荔枝酒发酵的酒精度处于高峰范围内,在发酵第8天之后,荔枝酒发酵的酒精度会逐渐下降,这多是由于菌种过度繁殖后自溶导致的。3)pH值对荔枝酒发酵的影响。以pH值为影响因素,研究

pH值对荔枝酒发酵的影响,实验结果显示,当pH值为4.5时,荔枝酒发酵的酒精度最高,当pH值高于或者低于这个数值时,荔枝酒发酵的酒精度变化很大,由此可见,pH值对荔枝酒发酵的酒精度影响较大。4)接种量对荔枝酒发酵的影响。以接种量为影响因素,研究接种量对荔枝酒发酵的影响,实验结果显示,当接种量为12%时,荔枝酒发酵的酒精度最高,但是从接种量与荔枝酒发酵的整体关系上来看,随着接种量的变化,荔枝酒发酵的酒精度并没有产生较大的变化,由此可见,接种量对荔枝酒发酵的酒精度并没有产生较大的影响。

(2)正交试验。在单因素试验的基础上,仍然以酒精度为考察指标,进行以发酵温度、发酵时间、起始pH值、接种量为影响因素的4因素3水平L9(34)的正交实验。

根据实验结果可知,温度、时间、起始pH、接种量的R值分别为0.43、0.17、1.03、0.70,也就是说各因素对荔枝酒发酵的酒精度影响的重要程度顺序为起始pH值―接种量―温度―时间。由极差R还可以得出发酵条件的最佳组合,即荔枝酒发酵在发酵温度25℃,发酵时间为8天,起始pH值为4.0,接种量

10%的发酵环境下发酵效果最佳。

三、结论

本文通过单因素实验和正交试验,对发酵温度、发酵时间、起始pH值、接种量等因素对荔枝酒发酵的影响进行了研究,得出以下结论:就以上各因素对荔枝酒发酵的酒精度的影响程度来看,起始pH值影响最大,然后是接种量和发酵温度,发酵时间的影响最小;荔枝酒发酵在发酵温度25℃,发酵时间为8天,起始pH值为4.0,接种量10%的发酵环境下发酵效果最佳。

参考文献:

发酵工程论文范文第10篇

关键词:发酵工程;实验教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0027-03

生物技术的迅速发展使得生物技术产业已成为新经济的主要推动力,它对生物技术人才提出了全面扎实、复合创新以及开拓应用型的培养要求。[1]发酵工程(狭义上又称微生物工程)是现代生物技术的重要组成部分,它作为生物技术和生物工程专业学生的主干课程,具有很强的应用性和实践性,是实现细胞工程、基因工程、蛋白质工程和酶工程等其他现代生物技术的最终手段和方法,在工业生物技术中扮演着产业化的关键角色。[2-4]发酵工程实验是以操作为主的技能课程,是训练学生实验操作技能和应用技术的重要平台,是一种全面实施发酵工程素质教育的最有效的教学形式,在培养学生创新思维和实践能力方面具有举足轻重的作用。[5]但在传统的实验教学过程中,由于受到实验课时短、实验设备有限等条件的限制,开设的课程内容孤立、不系统、不连贯,多为验证性实验。[6,7]因此,学生在实验中多为“被实验”,完全跟着教师的思路走,在模仿照搬的基础上完成实验,未能发挥在实验教学中的主体作用,难以达到很好的教学效果。这种教学模式必然使学生的专业兴趣不高,积极主动性不强,严重束缚了学生的思维和视野,不利于培养学生的创新意识和动手能力,很难适应培养应用型、创新型人才的需求。[8]根据《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》,“十二五”期间将引导高校主动适应国家战略和地方经济社会发展需求,优化专业结构,加强专业内涵建设,创新人才培养模式,大力提升人才培养水平。因此,为满足社会对应用型、技能型产业化人才的需求,发酵工程实验教学内容向基础研究型、综合设计型、应用创新型发展势在必行。

一、构建科学合理的多层次实验教学体系

实验课程作为发酵工程教学的重要部分,必然是课程建设的重点,实验内容可以形成操作单元实验、综合设计实验、创新/创业实训三个层次。

1.操作单元实验。操作单元实验的目的是使学生掌握基本实验技能,教学重点在于仪器的使用、基本操作的规范化方面和对基本实验现象的理解。[9]主要教学内容有常见仪器设备的使用、培养基的配制、接种技术、菌种活化、菌体染色及形态观察、菌落计数、菌种选育及保藏等。

2.综合设计实验。综合设计实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程的知识的实验,教学目标是使学生能够灵活运用所学的基本理论和专业知识,结合基本实验技能来进行简单的设计和制作,从而培养学生正确的设计方法和良好的操作习惯,并且能综合运用各方面的知识来实现自己的设计。[10]综合设计实验分为厌氧发酵、好氧发酵和固态发酵三大模块,可分别列出2~3个实验方向供学生选择,主要实验内容包括发酵培养基设计及制备、菌种活化、扩大培养、发酵过程控制、发酵产物的分离纯化等等。通过综合设计实验,让学生掌握在实验室条件下的整个发酵生产过程,包括培养基设计、生产工艺设计、发酵过程的控制以及发酵产物的分离纯化等,锻炼和培养学生综合运用知识的能力与团队协作的精神。

3.创新/创业实训。创新/创业实训可分为创新实验和创业实训两种形式,分别进行科研创新的实验设计和创业实践的生产实训,由学生根据自身的发展意愿进行选择,培养高素质的应用型、技能型、创新型人才。创新实验强调对独立设计能力的训练,目标是培养学生独立运用专业知识进行设计和解决实际问题的能力,使其具备一定的创新意识、创新精神与创新能力,[11]其特征主要体现为学生参与的自主性、实验内容的探索性、以及实验方法的多样性。[12]这类实验主要由专业教师根据科研情况提出课题,以科研促进实验教学,学生根据兴趣选题,可以2~5人组成小组,通过查阅文献,制定实验方案并实施,实验以科技论文的形式完成,最后组织学生就实验成果进行学术汇报和交流讨论。这类实验能培养学生的专业兴趣和科研素养,提高创新意识和创新能力。

创业实训是以创业形式,组织啤酒、甜酒、葡萄酒、风味酸奶、泡菜和腐乳等常见的实用发酵产品的生产、销售、分析检测、财务核算等类似企业的管理和运营。通过创业实训,能提高学生对发酵工程实验的学习兴趣,增强大学生职前的专业技能素养,提高就业竞争能力,培养大学生的创业意识、创业思维和创业观念,强化学生动手操作能力、组织协调能力、心理承受能力、团队合作精神和社会适应能力。

二、实行灵活多样的开放式实验教学

为实现创新型、应用型人才的培养,科学合理的多层次实验教学体系和相应的教学方法保障缺一不可。在实验教学方法中,教师主要发挥其主导作用,点拨学生思维,启发促进学生思考,从而突出学生的主体地位,最终实现通过实验达到提高学生专业技能和创新能力,培养出适应社会需要人才的目的。实验教学应当强调在教师的引导下给学生以尽可能多的独立操作机会、乃至独立设计实验的机会。考虑到学生个体的学习基础和动手能力的差异,以及实验课程学时数的有限,在计划内实验教学时间内,要达到全面提高学生动手能力和创新能力的目的显然是不现实的,因此实行灵活多样的开放式实验教学将是计划内实验教学的一种有效的补充和延伸。实验室以灵活多样的方式对学生开放,一方面能最大限度地利用实验室资源,另一方面也为学生提供了专业技能实践锻炼和自主个性发展的空间,有利于激发学生的创新观念和意识,全面培养学生的专业技能、科学素养、创新思维和创业实践能力。[13]

1.学生自主设计实验与教师指导相结合。对综合设计实验和创新实验,让学生自行组成课题小组,对指导教师给出实验课题或自身提出的科学小问题,根据所学专业理论知识并结合基本实验技能,充分发挥学生在实验中的主体地位,自主设计实验内容,以培养学生组织能力和自主设计实验能力。如酒精发酵工艺设计实验,包括从原料及设备的选择、试剂准备、培养基设计、培养条件优化、发酵过程控制、产物提取分离方法等全部由学生通过查阅资料自主设计并完成整个实验过程,教师仅仅进行指导和关键技术的把关。通过这种形式的实验教学,不仅使学生初步掌握一个完整的发酵产品的生产过程,还可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,对发酵工程实验也能形成一个系统的设计思路,让学生知道为什么要做这个实验,知道这个实验从头到尾怎么做,知道怎么对实验结果的成败原因进行分析讨论,从而培养学生的良好的科学素养和较强的专业实践技能。

2.探究性、创新性实验与论文相结合。在实验过程中,有些学生具有浓厚的探索兴趣和学习积极性、主动性,可以引导这些学生开展一些探究性、创新性的课题或实验,与科研相结合,引入科研的思路和方法,并将其与“大学生挑战杯”、“大学生创新项目”、毕业设计以及科技论文等结合起来,促进其在干中学、学中干,从而提升其自身的专业实践能力和科技创新素质,增强学生的科研意识和创新能力。实践证明,在专业实验中,对动手能力强、善于思考的学生进行适当的引导,则这些学生在应用、创新能力方面会得到更大的提高。

3.应用性实验与大学生创业相结合。一些常见的实用发酵产品如啤酒、甜酒、葡萄酒、风味酸奶、泡菜和腐乳等极易激发学生对发酵工程这门课程的兴趣,可以利用这些产品的生产实验对学生进行创业技能的训练。具体做法是:①为学生提供创业条件,包括技术指导教师、生产场地及其所需仪器设备、项目启动时所需的资金等。②由2~5名学生组成创业团队,选定创业项目,提交创业计划书,由学院组织进行评审,遴选出优秀的创业计划。③遴选出的创业团队按计划书组建“企业”,成了企业的组织机构,进行人员分工和培训,在教师的指导下,组织企业的产品生产、销售、财务核算等运营和管理。④对创业团队的创业过程进行考核与评价。

三、改革实验考核评价方式

作为一门实验课程,考核是必不可少的教学环节。实验课程重在平时的实验技能培养,考核中为减少或避免“高分低能”的现象,可以采用平时成绩、面试成绩、实验论文相结合的方式来取代传统的笔试。

1.平时成绩。平时成绩包括自评、组内互评、实验设计、实验结果、数据分析等内容。

2.面试成绩。面试成绩包括实验口述、规定实验操作等内容。其中,口述内容主要涉及原理、实验设计、步骤、实验现象、注意事项等内容。

3.实验论文。对于综合设计性以及探究创新性实验,指导学生查阅文献,分析归纳实验数据,用科技论文的形式取代传统的实验报告。在对实验数据的处理、分析和讨论的过程中,学生逐渐培养了用全面、辩证的思路分析实验结果的能力,有利于提高学生的科研素养。

由于学生实验数据的缺乏一定的严密性和科学性,这些实验数据尚不能为正式科技论文所用,但是,众多学生做实验得到的大量数据所反应出的规律性东西却可以对教师的科研思路有相当大的启发和帮助,教学和科研可以互相促进。实验论文成绩包括论文格式和论文内容。格式由实验老师个人评定,内容以报告会形式进行总结答辩。答辩过程是一个师生、生生互动的环节,不仅有利于调动学生的主观积极性,还能巩固发酵工程实验课程的相关知识和技能、训练学生运用专业知识进行科研交流的能力,促进全面扎实的创新型、应用型专业人才的培养。

参考文献:

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[3]陈叶福,肖冬光,陈宁,等.对发酵工程课程教学的几点思考[J].中国轻工教育,2010,(2):64~65.

[4]许波,黄遵锡,杨云娟,等.发酵工程实验教学改革初探[J].微生物学通报,2007,34(3):600~602.

[5]晏磊,陈朋,张爽.发酵工程实验教学改革与实效分析[J].甘肃科技,2011,27(19):102~104.

[6]赵丰丽,杨华,张弘.发酵工程实验课课程体系的改革与实践[J].微生物学通报,2007,34(5):1005~1008.

[7]贾彩凤,常忠义,叶希韵,等.发酵工程实验的改革与实践[J].微生物学通报,2009,36(3):453~457.

[8]陈小虎,刘化君,曲华昌.应用型人才培养模式及其定位研究[J].中国大学教学,2004,(5):58~60.

[9]黄方一,叶斌,陈文.构建发酵工程实验三大平台的研究[J].实验技术与管理,2011,28(4):133~135.

[10]倪师军,曹俊兴,孔繁津,等.三大平台培养三种能力的实践教学体系[J].验科学与技术,2008,6(1):57~60.

[11]倪师军,曹俊兴,邓斌.关于素质教育、创新教育及创业教育的思考[J].成都理工大学学报(社会科学版),2004,12(4):1~5.

[12]楚希杰,赵丽红.浅谈实验教学中增加设计性实验的实践[J].广西轻工业,2010,2(2):108~109.

[13]丁伟雄,杨定安,宋晓光.实验室开放管理及开放式实验教学的研究与探索[J].高教装备,2005,(5):14~15.

发酵工程论文范文第11篇

发酵工程PBL改革人类对于发酵现象的研究由来已久,发展到今天,发酵工程已然与基因工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程,并称为生物技术的五大工程。也是高等院校生物技术类专业的必修主干课程,其研究内容与物理、数学、化学、微生物、设备等多有交叉,且更注重实践应用。医学生物技术是生物医药产业必备的核心技术,医学生物技术专业的特点决定了其更倾向于培养学生同时掌握生物技术、检验医学的基本理论和技术,基础医学、临床医学的基本理论和技能的能力,面对医学生物技术产业的发展趋势对人才培养提出的更高要求,如何提高发酵工程课程的教学质量,改进教学方法,不断增强学生综合素质和实践能力,显得至关重要。

在传统的发酵工程教学过程中,存在着很多问题,如教师讲、学生听的填塞式教学模式还没有被完全打破,教学与实践结合不紧密,学生积极性激发不够。为了解决以上问题,近几年来笔者所在学校对发酵工程课程的教学内容、教学方法和手段、实验开设方式和教学评价体系等方面进行了多次探索与实践,并取得了一定的成绩。

一、培养目标

教育部2012年了《国家教育事业发展第十二个五年规划》,强调应用型、复合型人才的迫切需要,因此医学院校发酵工程专业课程也应以培养适应现代化建设和社会发展需要的,具有创新精神和较强实践能力的复合型、应用型医药、生物技术专门人才。

二、教学内容的改革

发酵工程是一门与生产实践密切相关的学科,为了让学生能够更深入的了解发酵的理论知识和实验技能,我们综合了科学出版社、高教出版社和化学工业出版社出版的高等教育“十二五”规划教材,全部教学内容涉及发酵工程上游的菌种选育、发酵机制、发酵动力学、工业培养基及原料处理、灭菌与空气除菌,中游的发酵设备及放大、发酵过程优化及控制,及下游的产物回收与精制、发酵产品工艺和应用。同时,为了加强学生对课程理论知识的记忆和理解,我们还设立了发酵罐使用、基因工程菌种选育、高密度发酵、高通量筛选、乳酸发酵等多种实验课程。课程最后还带领同学到合作的生物制药或是诊断试剂等发酵生产企业参观,进一步将学校学习和实际生产联系起来,不仅有利于学生对理论知识的掌握,更有利于学生的就业和未来发展。

三、教学方法和手段的改革

医学院校最常采用的一种教学方法和手段就是PBL教学,全称为problem-based learning,即以学生为主题,以问题为导向,激发学生自主学习的能力。本课程亦将PLB教学引入发酵工程课程的教学当中。在教学过程中,学生组成学习小组,针对某些实际发酵过程的难题、知识点等问题,每组集体学习,建立解决问题的假设,并讨论解决方案的可行性,最后进行总结分析。在PBL教学实践过程中,学生们完全依靠自己的学习来发现问题、讨论问题、拓展问题,并解决问题。所以加深了他们对知识点的记忆和解决问题的能力,不会再出现考试结束记忆全无的情况。

为了让学生在课堂上学到更多的知识及视听享受,我们花了大量的时间即精力制作了大量精美、内容充实的多媒体课件,并伴有大量的动画演示,比如,发酵罐、灭菌过程、发酵过程和培养基配置过程。突触重点和难点,做到理论和实践相结合的教学方法。

四、教学评价体系改革

合理的教学评价体系有利于尽快发现教学过程中的问题,改进教学方法,提高教学质量。在发酵工程教学评价上,我们采用问卷调查的形式,从总体教学效果。教师组织实施情况和学生主观感受三个方面评价。总体教学效果分优秀、良好、一般、差四个等级建立教学评价体系。

五、考核方式改革

我们将课程的成绩考核分为3部分,即平时成绩(10%,包括出勤率和PBL课程)、实验成绩(30%,包括实验理论考试、实验操作考试和实验报告)和期末成绩(60%)。企业发酵工程参观后,还会让学生完成一份对发酵生产过程的体会论文,让学生切身体会到发酵工程的乐趣。

六、教学实践面临的问题

发酵工程在本校生物技术专业开展以来,教学成果显著,但是由于实施时间较短,经验和现有教学条件不足,难免不出现一些问题。具体表现在设备的欠缺、网络信息平台建设不完善,没有形成完整的视频教学,图书馆数据跟不上时代的发展,缺少有PBL教学能力和经验的老师,这些也限制了本校发酵工程课程的进一步发展。

七、总结

经过几年的教学实践,我们已经形成了一整套发酵工程的教学模式,并积攒了很多教学经验,取得了很好的教学成果,培养的学生也能很好的适应社会需求,将教学和就业紧密的结合到一起,实现理论知识和实践技能的完美统一。相信通过我们的努力,未来医学院校发酵工程课程也会取得可持续的发展,具有良好的前景。

参考文献:

[1]陈梦然.高校教师专业发展的基本标准.高校教育管理,2013,(02):63-9.

[2]甄德山,白益民.有关教师素质研究中的几个问题.教育改革,1994,(01):16-8.

[3]张磊,王会岩,姜勇,李艳.基因工程课程多媒体教学的体会.课程教育研究,2015,(25):201.

发酵工程论文范文第12篇

关键词:发酵技术 教学改革 技术型人才

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(b)-0184-01

21世纪是生命科学和生物技术时代。生命科学和生物技术的持续创新和重大突破,是新世纪科学技术发展的重要标志,而发酵技术是生物技术的一个重要组成部分。这就决定了《发酵技术》是一门具有发展性和前沿性的学科,作为一项在原理和技术上均采用当今最先进的科技发展起来的生产手段,其涉猎的范围几乎遍及医药、工业、农业、化学、环境、能源等各个方面。怎样使发酵技术的教学适合时展的需要,培养合格的从事发酵技术生产的高技术人才,就成为了一项至关重要的问题。针对这种情况,教师着手从教学内容、教学方法、评价方法等三个方面对《发酵技术》这门重要课程进行了相关的改革[1],并已经取得了一些有益进展,现具体分析如下。

1 教学内容方面的改革

1.1 理实一体化

为了提高学生的实践操作能力,适应高职教育的发展趋势,教师在教学过程中着重于理论与实践的结合,理论为基石,深浅适度、已够用为度。教学内容以体现理论知识点为目的进行设计,用实践的任务来驱动理论知识的学习,通过实际使学生在操作过程中能够对理论知识有一个循序渐进的认识过程,自己领悟其中要点,从而构建自身的理论知识体系,进一步指导实践。

1.2 特色教学内容体系的建设

为实现理实一体化教学,在教学过程中应加强教学的内容的合理化和内容的优化。实践教学内容的设计尽量以生产实际为导向,以工作任务为目标。

而且,在教学过程中必须遵循“学生为主体,教师为主导”的原则,以注重培养学生的主体意识和参与能力,引导学生学会学习,即以“学生为主体”。同时,注重与其它学科领域的联系,让学生对该课程有一个充分的了解。而在教学过程中,教师起到辅助作用,利用生动、鲜明的例子引导学生们主动了解课程的主要内容,即“教师为主导”[2]。例如,在绪论的学习中,教师以是生产实例引导学生领会发酵技术在生物技术领域中的重要地位;发酵技术发展的历史、现状和发展前景,以及在经济发展中的地位;主要的工业产品、研究的热点与难点等。这样既能调动学生对该门课程的学习兴趣,也能使学生学会构建自身知识体系,更加有利于对后续内容深入理解。

1.3 保证教学内容的前沿性

随着生物技术产业不断、迅速的发展,发酵技术的新技术、新的产品也在不断出现。为了保证学生就业后对于行业的适应性,对课程内容的更新和改革是必要的。该校以赵雪梅编著的《发酵技术》教材为主,同时参考熊宗贵编著《发酵工艺原理》,陈坚等编著《发酵工程实验技术》等其他的辅助资料,对教学内容随时加以补充和更新。在讲授基本知识的同时,给学生补充发酵技术方面的最新资讯,包括发酵技术的科学动态、一些新技术和新方法等。使发酵技术授课内容跟上科技发展,同时使学生提高学习兴趣并认识到发酵技术是一门随着时代脉搏跳动的新学科。

2 教学方法和教学手段方面的创新

2.1 以多媒体教学为主的综合授课

传统的教学手段主要依靠板书,帮助学生对所学内容进行归类和总结。而对于发酵技术来讲,板书教学的优点是用时长,能够让学生紧跟教师的教学思维,在教师板书的同时给学生充分的机会去思考、领会教学内容。然而,板书教学的缺点在于信息量有限,而在有限的时间和空间下教师无法做到大量信息的呈现,且对于一些工艺流程方面的知识难以表达。

所以,教师在课堂教学实践中,以多媒体教学为主,同时综合传统教学方法的优点进行综合授课[3]。众所周知,多媒体教学的优点是信息量大,能够充分地利用图像、声音、色彩和动画等多媒体技术,使得整个教学过程图文并茂、生动形象具体。但它也有着一定的局限性,即教学节奏快,不利于学生对所学知识的消化吸收,容易造成学生课堂学习囫囵吞枣。因此,在发酵技术的教学过程中,还需要有传统教学方法相互融合,才可以进一步提高教学效果。

2.2 构建实践平台

《发酵技术》课程是一门实践性非常强的学科。因此,在教学环节中有针对性地设置一些能够为学生提供实践机会的平台是极其必要的[4]。例如,在生活中常见的面包、啤酒、酸奶等发酵产品的相关学习中,可以设置简易的设备模型,或者利用计算机系统设计出模拟的系统让学生进行实践操作。而且,在工业生产菌种筛选的这一章中,也可以实际带领学生到校园的操场上去取土样,并进行实践练习,使学生产生更直观的理解和记忆。一方面有助于提高学生的学习兴趣,一方面加剧深化理实一体化教学,进一步提升了教学效果。

3 评价方法的完善

教学评价是完整的教学过程中不可或缺的环节,既能够检验教学计划的实施效果,又能够判断学生学习效果好坏。然而,传统的评价方法只是单一的以笔试成绩作为最终评分标准,过于注重理论知识,常常培养出高分低能的书呆子。因此,我们将本课程的评价方法进行了改革,主要分为理论知识和实践技能两个方面。

3.1 理论知识评价

包括过程性评价和期末考试两种方法,即包括学生出勤、课堂表现、平时作业、实验报告等的过程性评价;以及占总成绩55%的闭卷方式期末理论知识考试。

3.2 项目技能评价

实项目技能的评价即针对实践平台中每次任务的完成情况进行的评价,首先,教师根据学生操作时的熟练程度、实验的准确性进行评分;而小组成员之间也会有相关的评价。

4 结语

总之,《发酵技术》作为生物工程专业一门理论性严密、实践性极强的课程,其教学的改革无疑是一项艰巨的系统工程。我们通过改革教学内容、教学方法和评价机制的改革,初步改善了教学效果,提高了学生能力的培养。然而,全方位的教学改革和规划需要教师不断努力,融合新思想、学习新技术,并在教学工作中不断总结、发现、创新才能够逐步实现。

参考文献

[1] 司克辉.优良乳酸菌菌株在凝固型酸奶中的生产应用[J].农业科技与信息,2011(10).

[2] 操庆国,韩艳丽,贾君,等.《发酵食品生产技术》课程教学改革的实践与思考[J].中国科技信息,2010(21).

发酵工程论文范文第13篇

Abstract: The Fermentation Engineering course is the specialized subject of students majoring in biotechnology. Combined with our classroom instruction effect of Fermentation Engineering in recent years, its teaching system reformation is discussed from teaching model, educating way and checking method about theory, experiment and practice teaching, which gives reference for the further improvement of course teaching system.

关键词: 发酵工程;课程教学体系;改革

Key words: fermentation engineering;course teaching system;reformation

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)18-0205-02

0引言

发酵工程是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞(包括微生物、动植物细胞)参与的工艺过程原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质,服务于人类的一门综合性科学技术。生物技术是应用自然科学及工程学的原理,依靠生物催化剂(微生物、动植物细胞或细胞中的酶)的作用,将物料进行加工以提品或为社会服务的技术[1]。通过上述的发酵工程和生物技术的定义分析可知,生物技术最后的目的就是建立工业生产过程或进行社会服务,而生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的应用和研究或生产的对象,绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的,可见现代的发酵工程技术处于生物技术的中心地位。因此对于生物技术专业的学生来说,将《发酵工程》作为专业必修课开设是极其重要的,如何设置课程教学体系,把这门实践性极强的专业课有效的与发酵原理结合呢?本文以高教出版社出版、李艳主编的《发酵工程原理与技术》为指导教材,从教学模式、教学方式和考核方法三个方面说明我校生物技术专业几年来课程教学体系的改革。

1教学模式

教学模式定义为3面2主1线,从宏观上把握教学体系,使得3面,2主和1线相互交错,构成网络教学模式。

3面指《发酵工程》课程分为理论教学、实验教学和实习教学3个方面,均单独开设课程。理论教学涉及上游和下游的基本理论知识以及产品的工业化生产;实验教学框架分为基础实验、综合性实验和研究性实验3个部分,形成基础―综合―创新的梯级实验体系;实习教学以具体发酵产品为操作对象,诠释理论知识与工程的关系。这3个方面关系密切,理论教学为实验教学和实习教学打下坚实的理论基础,实验教学是理论知识到实习实践的衔接与过渡,实习教学是理论知识和实验思维的实践应用以及对理论知识的总结和体会,从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2主指在3面的教学过程中,始终贯彻以学生为主体,以教师为主导的思想,发挥学生能动性的同时又能有效提高教学效果。每一节课的教学过程设计都要有内在的教学思路在里面,这个教学思路就是教师的主导思想。教师在授课过程中将教学任务和教学目的蕴含于教学思维中,引导学生思考和解决问题,激发学生的求知欲,让其成为问题的发现者和解决者,从而达到双赢的目的。在实际的教学过程中,我们发现不是学生笨或者没有兴趣学习,往往是教师没有有效的引导和启发。有时候注重了以学生为主体,而忘却了教师的引导作用。

1线是指以发酵原料的选择及预处理微生物菌种的选育及扩大培养发酵设备选择及工艺条件控制发酵产物的分离提取方法和设备发酵废物的回收和利用为主线。任何一个发酵产品的产业化过程都是这条主线所包含内容的优化与整合,在设计教学内容时始终执行这条主线,使得教师在授课过程中有线可教,学生在听课过程中有线可学,从而从整体上把握该课程的知识和内容。

在《发酵工程》教学过程中,实行3面2主1线的教学模式,可实现在理论教学,实验教学,实习教学过程中,均以发酵原料的选择及预处理微生物菌种的选育及扩大培养发酵设备选择及工艺条件控制发酵产物的分离提取方法和设备发酵废物的回收和利用为主线,在各个内容讲授过程中以学生为主体,以教师为主导的相互交错的教学网络,从而提高教学效果。

2教学方式

教学模式决定了教学方式的选择及其方法的综合运用,教学方法包括以语言形式获得间接经验的教学方法,以直观形式获得直接经验的教学方法,以实际训练形式形成技能、技巧的教学方法以及与现代教育技术的结合等,与教学过程有机整合。

根据教学模式,理论教学过程中采用总-分-合的教学思路,即总论-分述-综合的方式,具体教学内容体现在绪论(引导与激发)、与发酵工艺相关各方面内容的详述和现酵工业(各方面内容的综合应用)。绪论的讲授很重要,它是第一节课,很多程度上决定了学生对你所教授课程学习的兴趣,其内容涉及课程的定义、历史、研究内容和意义以及发展趋势等,我们认为讲授绪论的目的是激发学生的兴趣并告知课程学习的主线,让学生明白学习该课程的重大意义并建构学习框架,做到这一点,自然而然就有了学习的动力。因此,应当重视绪论课堂内容的选择与教学过程的设计。同时讲解教材的目录,告知所要学习的章节和目录进一步明确学习的内容。理论教学过程中,虽然多媒体能拓展时空界限,具有直观性,抽象与具体的转化性,通过文字、图像、声音、色彩等信息的有效传递,刺激学生的感官,激发学生的求知欲和创造力并扩大教学信息量,但我们要明白多媒体是辅助教学的,在多媒体放映过程中注重逻辑思维的应用,而不是文字的罗列、图片的堆砌和幻灯片的切换,所设计和选用的材料能够真正解释和说明发酵工程所涉及的问题,而且精简。我们认为将多媒体和板书相结合,以板书为课堂框架,多媒体辅助讲解,教师语言引导,课堂快要结束时,依据板书回顾多媒体和教师所讲内容,进行课堂总结,收效甚佳。

实验教学采用的教学方式为预习-教师讲解-学生试验-教师指导-提问-教师答疑和总结,这个过程中的预习已是老生常谈了,但是极其重要,而这往往被教师和学生忽视。预习后学生会带着问题走进实验室并了解了实验过程,在教师简要的讲解过程中学生就会寻找答案,如果学生还有疑问就会在实验过程中寻找,实验结束后教师根据实验内容向同学们提出问题,然后解答同学们的疑问以及验证同学们自己的答案。整个过程中,在教师逐步的引导过程中,学生积极思考并解决问题。这个顺序可以根据实验类型进行改变,但预习是第一位的,而教师对课堂重点内容的最后归纳可提高学生的感性认知和理性总结。

实习教学依据校内和校外的资源为学生提供可进行实习的条件和设备,一方面由学生根据自己所掌握的知识以及兴趣拟定实习题目和内容,一方面教师提供一些实习内容,然后教师根据经费、条件和设备以及学生的主要研究内容从中选取合适的教学内容,这种方式称为谈话法,可通过网络教学平台进行师生互动交流。选定教学内容后,学生根据实习要求,查阅文献和书籍,构建实习的具体实施过程,同时教师加以引导,这种方式为读书指导法。具体实施时,把一个自然班分成4个小组,将具体的实习题目和内容分配到各个小组,每个小组至少分配到2项任务,各项任务由各个组组员完成并选举代表负责与教师沟通和交流,教师进行指导和修正以保证正常教学的有序进行。通过谈话-读书指导的方式可发挥学生的主观能动性,达到理论与实践相结合,同时培养了社交能力。

3考核方法

教学的目的是提高学生的能力,即认知能力、操作能力和社交能力,考核就是对学生能力的检验,因此考核方法注重这3方面的检验和进一步提高。理论教学的考核分数中,平时成绩占有40%的比例,通过课堂测验和学生授课的方式考核,主要检验和提高认知能力和社交能力。学生授课的分组方式采用宿舍制,一个班级的学生主要分别住在4个宿舍,一个宿舍的同学可以相互协调、商讨以及分工,题目由教师拟定,课件由学生自己制作,授课前交由教师审核;授课题目主要是针对现酵工业而定的,这些内容在使用的教材中没有涉及,需要学生自己阅读书籍,通过网络和数据库积累素材,这个过程既培养了团队精神和积极性又考验同学们对发酵工程的理解程度。实验教学也采用平时成绩和期末考试成绩相结合的方式,期末考试不是理论教学的试卷,而是把实验理论知识和实验技能相结合一对一(一个教师一个学生)的方式考核,共设置5项实验,每位学生轮流进行,主要检验和提高认知能力和操作能力;实习教学成绩由3部分组成,即参与和认真程度占实成绩的20%,任务完成情况占实成绩的40%,实习报告是对学生实习期间学习、工作的总结,占实成绩的40%,考核认知能力、操作能力和社交能力。

生物技术产业是当今世界经济中极富有活力的先导性、战略性产业,是21世纪高新技术革命的核心内容,而发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分,具有广阔的应用前景。时代的发展需要我们除了加大自身投入、认真备课、不断提高自己的业务水平外,还须转变教学观念,勇于探索适应知识经济时代的教育规律和方法,要求我们围绕知识、实践能力、素质三者之间的关系,培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高的优秀学生为社会服务,因此积极开展教学改革的探讨有很重要的意义。本文从教学模式、教学方式和考核方法3个方面说明了我校生物技术专业《发酵工程》课程体系的改革与探索,教学效果比以往大幅度提高,为进一步完善该课程体系提供了参考,但仍需加强与提高甚至转变,希望与各位教育战线的教师相互合作,共同提高。

发酵工程论文范文第14篇

关键词:发酵食品工艺学;教学改革

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)13-0165-02

《发酵食品工艺学》是生物工程学院面向具有一定微生物学和发酵工程基础知识的本科生开设的跨学科综合性课程,其目的是以江南大学在发酵与食品领域的积淀为基础培养高素质的创新型行业人才。近年来,国内外开发和建立了大量新型发酵食品技术和理念,极大地促进了行业的快速发展。相比之下,发酵食品工艺学课程改革缓慢,如何使教学紧跟行业发展动态和方向、培养具有创造性和竞争力的人才,是一个亟待探讨和解决的问题。国内一些教师已经对此进行了一些尝试,如以“行业需求为指引”的教学改革,

作者结合自身教学经验,针对目前该课程教学的若干环节提出问题和建议,为同行提供参考。

一、改革陈旧课程内容,适应行业技术发展

随着国家经济和人民生活水平的提高,发酵食品工艺学在工艺技术、行业标准、研发理念等方面获得了长足的发展。而全球一体化进程的加速,更促使国内发酵食品行业走出国门、主动面向世界,从而建立了大量新理论和技术方法。由于行业技术研究开发与学校课堂教学衔接上的时间差,目前的课程内容仍然依赖于经典教材并侧重于对传统工艺技术的介绍,无法紧跟时展。另一方面,由于日常生活中的频繁接触,学生极易通过媒体及互联网获得大量行业新闻和技术发展相关信息,而在课堂学习上却难以找到相关答案,导致学习热情匮乏。因此,调整课程内容,强化发酵食品的“现代感”,激发学生的兴趣是《发酵食品工艺学》课程改革的首要任务。

教材是专业课教学的重要基础,为及时更新教材和教学内容,我们查阅了韩春然、张兰威、何国庆等国内学者编写的几本经典教材及国外相关教材,保持教学内容的高质量。同时为及时跟踪国内外研究动态,通过Web of Science数据库检索Food Science等国际主流学术期刊,选取合适内容进行一定的介绍和讲解,扩大学生知识面、增加学生学习的兴趣。另一方面,考虑到生物工程学院课程设置特点,在有限的课时中弱化对传统工艺的介绍,增加对现代工艺技术相关内容及其理论背景的讲解,同时适当比较传统与现代工艺间差异和优缺点,理清技术发展的路线和逻辑,增强课程的逻辑性。案例分析是加深学生对理论和技术理解的重要手段之一。授课时,在每个章节中总结和介绍比较业内著名企业的经典工艺技术,将枯燥的理论和实践紧密联系,使学生兴趣陡增,才能更好领悟各种技术工艺间的差异,从而潜移默化地增加学生对技术工艺的认识和理解,增强课程的趣味性和学生的学习兴趣。此外,对当下国内外行业热点进行一定的介绍和分析,如最近世界卫生组织将加工肉制品列为高等级致癌物事件,从理论和技术工艺等不同层面剖析这一事件,从而融会贯通,强化教学效果。为了强化学生课堂中的参与度,案例分析和热点事件讲解还可以由学生来完成。在学生准备案例和热点事件的过程中,课前需花费一定的时间查阅文献,追踪分析热点新闻,从而提高学生学习的主动性,拓展学生知识面。

二、改进实验教学内容,强化理论联系实际

《发酵食品工艺学》是一门理论与实践教学并重的课程,注重培养学生的动手能力。由于学院开设了酿酒相关的工艺实验课程,同时受课时限制,本课程在前期未将实验教学内容编入大纲,导致理论学习与实践教学存在一定的脱节,从而一定程度上影响了教学效果。作为工科专业,实验教学是培养学生动手能力,强化理论学习的“感性认识”升华到实践应用的“理性思考”的重要方法和手段。因此,解决实验教学环节的缺失对强化学生理性认识、提高学生学习兴趣、提高《发酵食品工艺学》教学水平、培养全面的创新型人才至关重要。

为在有限的实验课时内提高教学效果,我们对实验内容的设置进行了一些尝试性的调整,着重设置比较性实验和自主设计性实验。在比较性实验中,主要比较传统工艺与现代工艺对最终产品质量的影响,如:要求学生在宿舍中完成传统酱油发酵中的晾晒工序,同时利用实验室条件模拟现代保温发酵工艺,定时取样测定相关发酵过程中的相关参数,从而提升学生的参与感与责任心,强化认识不同工艺的差异及由此带来给的产品差异。在自主设计实验中,主要鼓励学生利用现有网络资源,分组自行购买菌种、原料等,根据所学理论知识设计新型工艺或改进原有工艺,发酵制作酸乳、纳豆等目前生活中常见的发酵食品。酸奶制作和纳豆发酵等综合实验,学生从最初的所有实验原料准备开始,到最终产品的指标检测、产品感官评定全程参与。在整个实验过程中学生不仅掌握了发酵原料的处理、生产工艺及工艺参数,训练、提高了实验设计和操作技能,还亲自制作出了DIY的酸奶、纳豆,真正感受到了从事发酵加工的乐趣,大大激发了学生学好《食品发酵工艺学》的信心,强化了课堂效果。最后,要求学生对实验结果进行分析总结,指出工艺中可能存在的问题并提出适当的解决方案,从而提高学生的实践能力。

三、改善教学方法,不断提升教学效果

《发酵食品工艺学》课程内容包含了微生物学、发酵工艺学、食品设备与机械、营养学、食品质量与安全等多学科知识,主要包括以微生物生理代谢、发酵过程调控等基础理论知识及调味品、乳制品发酵等应用实例。与生物工程学院其他课程相比,本课程涵盖的食品科学领域相关知识是授课对象未接触过的。为在有限的课时内完成教学任务,确保教学质量,改善课堂教学方法是基本手段。

(一) 对于复杂的理论和工艺流程,加入视频和动画

在《发酵食品工艺学》教学过程中,仅以书面讲授的方式抽象难懂,含有文字和简单图片的演示课件亦难消除学生对知识的一知半解。教师除了自行制作的课件外,对于重要理论或方法,除采用图示外,还应适当制作简明的动画或视频等,生动展示机理或技术的全过程。丰富了教学内容,同时使抽象的描述变得感性和直观。对于复杂的工艺流程,在对教材进行讲解后,可以播放相关视频资料,并对其中涉及到关键的工艺、重要理论进行进一步深入讲解,以提高学生的理解和认知度。

(二)增加研讨型课程,训练学生多方位思考能力

目前,研讨课的许多高校开放性课程的重要形式。在课程最后,组织学生分组展开以产品为核心的研讨课,要求学术针对家乡特色的发酵食品准备研讨内容。学生经过课后查阅大量资料,进行深入思考后组织PPT汇报和课堂演讲和讨论,在此过程中教师予以引导学生对内容进行思考、设疑、提出问题。通过课后查阅资料,并对资料综合,升华成自己的知识,使学生的自学知识的能力得以锻炼和加强。准备课堂讨论问题的收集以及汇报演讲,一方面使学生的表达能力也得到了锻炼,另一方面在讨论的过程中,可以进一步活跃学生的思维、开阔视野,加强创新思维。

(三)加强日常考核,注重综合评估

不少学生对于专业课程的态度是“凑学分”、学习积极性不高,其中重要的原因是专业课程往往注重最后的课程考试,而忽略了日常的综合评估。因此,可以在整个课程的不同阶段设计若干现场考核及评估,及时追踪学生学习态度和课堂教学效果,增强课堂提问与讨论环节。同时扩大平时教学考核在最终成绩中的比例,从而在课程教学的所有环节中能够实现对学习过程的评估和掌控,督促和改善学生的学习态度。

四、小结

工科专业课程的教学需要紧密联系实际,而快速的技术革命要求教师不断调整授课内容,紧跟时展。通过跟踪国内外经典教材、研究论文及社会热点事件的中专业问题,能够保持《发酵食品工艺学》授课内容的与时俱进,提高学生学习热情和教学效果。而探索新的教学方法,则是提高课堂教学效果的基本手段。通过对教学内容“根”的培育和教学方法“叶”的梳理才能开出教学效果灿烂的“花”。

参考文献:

[1]郑晓吉,史学伟,刘福林,单春会.以行业需求为指引的发酵食品工艺学教学改革[J].农产品加工,2015,(2):80-81.

发酵工程论文范文第15篇

关键词印记课程;教学模式;单元教学

专业课程的教学改革是评价高校教学与大学生专业技能培养的重要内容,大学生专业技能好坏关系就业和创业,因此,探索专业课程的教学改革与实施,可以提高大学生和社会对学校和专业的认可度,为社会培养具有较高技能的专业人才,提升高等院校专业特色的知名度[1-2]。同时,适当的专业课程教学方法和手段易于被学生接受和认可,满足学生的学习热情,实现他们选择这个专业求学的初衷,解决学不知所、学无所用的教育矛盾[3]。《发酵食品工艺学》是食品科学与工程专业发酵技术方向重要的必修课程,以酱油、豆酱、食醋、腐乳、豆豉和丹贝等传统发酵食品为主要内容。课程的内容专业性强、各章节既独立又有内在联系、理论联系实际较多,通过课程的学习,既能满足学生对发酵专业方向的技能需求,又以点带面,掌握发酵食品行业知识。据此,《发酵食品工艺学》课程改革创新和新型的授课方法设计,成为教育教学的重要思考内容。所谓印记课程教学,以在课程的传授者(教师)与接受者(学生)之间建立持久的记忆为目的,教师设计和传授有特色的教学内容,学生对授课教师和所学的知识内容在记忆中永存,实现教与学互动的新型教学方法。与传统课程相比,建立以“学生印记”为主线的课程教学体系,利用全新视角衡量教师与学生之间的教学过程,全面提升了教师魅力、授课技能、实验实施技能及考核改革水平,是印记课程实施的中心主旨[4]。经过2011级、2012级、2013级本科学生和2014级专业硕士研究生等四届学生的《发酵食品工艺学》改革实践,印记课程教学方法得到了学生的广泛认可,也成为学院特色教学课程之一,为专业课程教学改革和培养创新型人才提供了新的教学模式。

1印记课程的教学设计

印记课程的设计实施不仅让学生记住课程的传授者(教师),重要的是考量教师的综合素养、人格魅力和知识体系,也体现教师的教学手段、教学方法、实验新方法及考核方法改革能力。总体上,教师仅是课程的设计者,课程的主体是学生,学生参与多种多样的理论与实践学习过程。这种全程的印记过程,使学生不再被动地学习,而是课程学习的自主者,不再是以成绩为要求,而是力争多参与的积极心态。《发酵食品工艺学》印记课程的教学设计过程如图1所示。首先,教师的首要工作是规划设计课程的主要内容,从宏观上和主观上做好充分的知识和能力储备,以便掌控教学实施的各环节。其次,课程设计从教学手段、教学媒介、实验教学、课程考试和特色尝试5个方面开始。学生参与授课的全过程,包括Seminar讨论班式的学生自主学习和讲解过程、开设新实验、开放考试等理论与实践教学过程,并增设市场调研、查阅资料、科研设计、数据统计分析和科技论文解析等多种特色教学内容,增加视频教学、发酵食品工厂设计、发酵新产品开发等学生感兴趣的前沿与热点话题内容。作为印记课程的主体,通过教师参与的课程设计和课程实施(图1实箭头方向),学生全程参与各教学环节(图1虚箭头方向)。在以学生为主体的印记课过程中,每位学生还参与教学、新产品研发和工厂生产设计,学生思想里烙上深深“印记”。学生对教学、教师、实验室和工厂等教学实体产生深深的感情,这种参与感、被认可程度和想象的发挥等主观心态在教学过程中发挥得淋淋尽致。同时,学生对专业课的认知、对教师和学院的感恩、对未来择业与创业的信心等,会随着课程的进行而记忆深刻,体现了印记课程的特点。

2印记课程的特色与实施

与其他课程教学改革相似的是,印记课程的实施,体现以人为本的基本原则,学生在教学过程中既是课程实施的主体,也是知识获得和参与的主体。在整个印记课程实施过程中,教师、教学设计及特色内容,保证了印记课程的良好运行与实施。

2.1良好的教师素养,用人格魅力和丰富知识感染人

教师的言谈举止,衣着打扮,课前5min的利用,甚至与学生成为朋友,都能够成为学生记忆中亮点,即使毕业多年以后,教师的某个特色都会是印记中的因素。因此,教师应该具有较高的自我修养,亦师亦友,用独特的人格魅力去感染学生。同时,具有一定高度的学识背景,也是打动学生的重要记忆内容。如《发酵食品工艺学》课程中,既讲解发酵食品工艺参数,又要延伸到工艺设备的选型、工厂设计、生产管理与质量控制,又要把产品营销、市场定位等问题带到课堂上来。让学生懂得某种食品是怎么样从原料变成商品,怎么样进行生产实施的。这些都会为学生的记忆提供良好素材,成为深刻记忆的重要组成部分。

2.2积极探索印记课程教学实践,理论教学效果良好

由于课程主要讲授酱油、豆酱、食醋、腐乳、豆豉和丹贝等六种发酵食品,每种食品又可分成不同品牌和工艺,因此,以某种发酵食品作为一个单元,每个单元由6名左右学生讲解,每个学生讲解一种品牌发酵食品,包括企业背景、产品特点、生产工艺、视频、市场和工艺改进与产品创新等。在理论教学中,形成以学生为中心、单元授课为特点的理论教学方法。授课形式以Seminar讨论教学为模式,学生参与授课,教师辅助讲解并提出质疑。学生在资料收集、PPT制作、讲解和回答问题授课过程中,掌握了发酵食品前沿知识、理论知识、语言表达,并通过录像、设备等资料搜集,将工厂化生产与理论教学结合。从理性和感性方面加深了理论知识,达到了“印记”的效果。在Seminar授课过程中,形成理论教学特色.①形象教学:教师与讲解的学生进行现场互动,模拟微生物、物料、酶和产物间内在关系,理清原料、水解、发酵和产物的理化和代谢关系。形象教学效果的评价即“短时间效应”,学生在理论学习后,能够在几分钟内在头脑中回忆发酵食品的生产工艺、关键技术参数、设备选型和评价标准。通过这些形象教学和短时间效应,培养了学生的专业技能水平,培养和形成了学生的专业素养,为生产实践和科技创新提供了理论基础。②问题解答:模拟毕业论文答辩过程,教师现场提问讲解的学生和听课的学生,对关键和共性的发酵食品问题进行质疑和解析。Seminar的讨论式教学,是国内外本学生、研究生教学的一种先进方式,以问题导向和教学互动为主要特点。教师预留授课主题,学生在课前查阅大量背景知识,以供教师提问和与大家分享[5]。每位被提问的学生都会对课上的情境与问题印象深刻,可能会永远记住这些理论知识。③模拟生产:利用录像和工厂设备图片为主要形式,把理论上的工艺讲解变成在线生产,加深理论联系实际的感观印记。专业课程的出口在于生产实践,教师将发酵食品的生产过程以教学录像的形式进行课堂演示,增强学生的感性认识,起到事半功倍的效果。这种单元小组的授课组合,有利于同学间沟通交流,在有准备的前提下接触、理解、讲授、质疑和再理解,最终把知识熟烂于胸。教师作为调控者,要充分的点评和质疑,做好理论知识的引导者和教授者。教师作为印记课程的设计者,能够充分的发挥教学技能,既让学生自行发挥,又统筹兼顾。作为学生的理论导师,结合专业知识和背景,利用例证、模拟和对学生的点评等手段,结合每位学生的讲解,达到了较好的理论授课效果。这种师生互动、共同参与的授课方式,考量的是教师的技能,学生也得到了最大的益处。多视角下的理论知识的学习和丰富的授课内容,给学生留下了深刻的印象,其理论知识与综合技能得到了提高。

2.3认真设计实验课程,印证理论知识

《发酵食品工艺学》实验教学,与以往任何课程实验不同,采取“讲什么,做什么”的原则,即每个学生理论讲了什么,实验就做什么,加深印象,真正做到理论联系实际,学有所用。这种单元式、验证式的实验教学,还是以学生为主体,发挥他们的创新创造才能。传统的发酵食品工艺学课程实验教学仅有3个实验:酱油、豆酱和辣酱。改革后的实验课程有:豆酱、酱油、腐乳、食醋、丹贝、豆豉、花色豆酱和花色腐乳等8个。在实验数量上和内容上都有所创新。实验过程中,也形成了以学生为主体、单元式的教学方式,学生自己动手准备原料、预处理、发酵和撰写报告。既提高了动手能力、分析能力,也为毕业论文的操作做了准备。更重要的是,理论学习的知识在实践中得到了验证,这种成就感是无法比拟的。实验过程中也存在一定的问题,如新实验的开设,给实验教师带来了一定的工作量,实验材料的购买也需教师自行解决。相信,在学生的成就感面前,这些困难都可以克服。实验中的每个环节,包括这些困难,甚至是失败的尝试都是一种“印记”。在将来的工作、学习和生活中,都会记起这次有意义的实验教学。

2.4大胆改革考核方法,因人设考提升专业能力

采取“讲什么、考什么”的开放式考试方式,即每位学生的考核内容与理论和实验内容相同。考试内容涉及传统发酵食品现代工艺改进、发酵食品生产与质量控制、发酵行业发展建议及对课程和教师的建议等。学生需要足够的专业知识背景和查阅大量的相关文献才能给出答案。这也是对理论、实验知识及综合技能的考核。开放的思维和足量的文献知识的积累,为学生提供了自由发挥的空间,同样达到了加深学生印象的目的。

3结语

《发酵食品工艺学》印记课程的设计与实施,还应把特色教育加入到课程中,即关注、学习名优企业和名优产品的生产;加强发酵食品市场调研,掌握市场前沿;注重传统与工业化生产方法在发酵食品中的对比应用,探索新产品设计与开发。同时,广泛及时的与学生交流、自我总结提升、灵活的思维思路和多变的表达形式,都需要在教学实践中进行探索和实施,真正引发和启迪学生,让他们把教学活动中的知识、人物和事件印在记忆深处,达到教书育人的良好目的。

参考文献:

[1]袁静.关于高职专业课教学现状分析及对策[J].当代教育实践与教学研究,2015(4):239-240.

[2]敬思群.基于提高大学生自主学习能力的食品专业课程的教学实践[J].食品工业,2016,37(6):222-225.

[3]廖兴灿.本科专业课教学方法改革探析[J].湖北函授大学学报,2015,28(17):100-101.

[4]蒋国生.印记思品:意蕴、特征与建构[J].现代中小学教育,2014(10):5-9.