发酵工程论文范文

时间:2023-10-28 11:52:16

发酵工程论文

发酵工程论文篇1

关键词:发酵工程;实验教学;课程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0237-02

发酵工程是发酵工业的支撑学科,也是整个生物工程的核心。随着生物技术的发展,发酵工程的技术和理论已经广泛应用于生物制药、食品化工、环境化工等领域。通过发酵工程课程的学习,不仅能够掌握发酵工程的原理及发酵控制过程优化,而且对系统地了解生物技术及其工业化应用具有重要意义。对于理科专业,发酵工程在增强学生的工程意识、提高学生的科学素养,为生物学科理科专业的学生奠定工程学科的概念和基础方面起到重要作用。作为一门实践性很强的学科,发酵工程学科取得的每一个进步都和实验技术的发展密切相关。因此学习发酵工程,不仅要掌握坚实的基础理论知识,更要熟练地掌握实验操作技能,从而在实验中发现并解决问题,加速发酵产品的开发。培养创新人才需要在课程设置上增加社会调查实践、综合实验训练和课程综合设计等实践教学环节学分,促进理论与实践的紧密结合。为满足社会对应用型、技能型产业化人才的需求,必须提高对发酵工程实验的重视程度,并把传统的实验教学内容转向综合研究型、应用创新型模式。

一、建立层次合理的实验教学模式

发酵工程学课程是理科生物技术专业必修专业基础课之一,课程内容主要包括原料和菌种制备、发酵设备、发酵过程参数检测及发酵工艺控制、发酵产品的分离纯化等内容,贯穿了整个发酵工程学的主线。但理科专业开设的发酵工程及实验课程普遍学时较少,只能开设简单的基础性的实验,无法开展稍复杂的综合性设计性实验,不利于培养学生理论与实践相结合解决发酵工程实际问题的能力。因此,非常有必要在人才培养方案中增加发酵工程实验课学时,修改实验教学大纲,扩充和丰富实验教学内容,在条件成熟时单独开设发酵工程综合实验课。

传统的理科专业所开设的发酵工程实验教学过于偏重基础性和验证性实验,难以调动学生兴趣、积极性和探索求新的愿望。同时,由于实验条件和设备的缺乏,实验教学系统性和层次性不够,实验项目的设置缺乏将同一学科的各个知识点串联起来的实验培训,缺乏让学生进行系统地学习、综合运用所学知识与技能的主线。这样实验内容难以有挑战性,学生难以发生兴趣或产生求索的欲望,从而不重视实验,达不到预期目标。传统的发酵工程单元实验教学内容主要包括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、菌种选育及保藏等。在修订实验教学大纲时,可考虑改变传统的单元实验教学模式,设置基础性综合实验和研究型综合实验,每个实验都涵盖发酵工程中的基本操作技术,包括菌种的制备,扩大培养,发酵罐和培养基的消毒灭菌、接种技术、发酵参数测定、产物的分离纯化等,使学生能够对发酵工程的知识点综合运用,融会贯通,对发酵工程中的工程技术问题和生物学基础知识有更深刻的认识。

二、设置创新性综合性实验教学内容

根据实验室的设备和实验条件,依据实验学时的设置,可考虑开设三类综合实验,第一类为传统发酵制品实验,例如淀粉酶发酵实验、乳酸发酵实验、葡萄酒发酵实验;第二类为经典发酵综合实验:例如谷氨酸发酵实验;第三类为新型产品发酵综合实验,例如普鲁兰多糖发酵实验。传统发酵制品实验规模较小,可依据学时灵活设置,实验内容贴近生活,容易激发学生对发酵工程课程的兴趣。大型经典发酵实验,贯穿整个谷氨酸工业生产过程,将对工业发酵工艺流程进行实验室完全再现,包含十个小型实验,即谷氨酸菌种活化及扩大培养,谷氨酸菌种质量检测,谷氨酸脱羧酶的制备,发酵罐的构造及空消,发酵培养基的制备及实消,谷氨酸的中糖发酵及控制,发酵过程中谷氨酸含量测定,发酵过程中还原糖的测定,发酵过程中菌浓度测定及菌体形态观察,谷氨酸的离子交换回收,谷氨酸的等电回收及结晶。学生通过实验可以掌握谷氨酸这种经典发酵产品的生产过程,通过不同的实验单元培训,对发酵生产有整体性认识。新型产品发酵综合实验根据课程组教师的科研课题内容设计,例如普鲁兰多糖发酵综合实验,包括菌种活化及扩大培养,发酵罐分批发酵法生产普鲁兰多糖,发酵过程中还原糖的测定,普鲁兰多糖含量的测定,发酵过程菌体形态观察,发酵液的除菌,普鲁兰多糖分离提取。新型产品发酵过程设置一定的挑战性,发酵原料的选择,发酵过程控制方式和产物的分离纯化都由学生自主查阅资料并选择实施。

三种不同类型的实验,能使学生初步掌握一种完整的发酵产品的生产过程,对发酵工程实验形成一个系统的认识,培养学生的专业应用技能。另外,新型发酵产品综合实验,能使学生了解新的工业发酵产品的研发过程,学生在参与实验过程中,学习如何查阅资料,如何对实验结果和成败原因进行分析,可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,培养学生良好的科学素质和创新能力。

三、合理安排实验教学时间

微生物的发酵周期比较长,实验需连续进行,常常需要夜间维护看罐,常规的教学计划很难进行系统合理的安排,只能集中安排。发酵工程实验课程安排在大学四年级上学期,学生课程相对较少,鉴于发酵工程实验的特殊性和便于开展综合性实验,应采用集中排课的方式,可以每周8~12个学时,连续2~3周,以保证实验的连续性。集中排课有利于学生在一段时间内将注意力集中,投入实验状态,综合应用已学的理论与技术知识完成实验,也使学生初步了解发酵工程科研特点,为以后的毕业论文打好基础。

四、实验教学方法和过程管理

在实验之前,对实验内容、时间安排、分组设置制定详细的表格发给同学,便于同学们按照时间表自觉主动地完成实验的准备和实施。在整个实验过程中,发酵罐的清洗、培养基的配置、灭菌操作到实验材料的准备、菌种的活化及扩培、上罐接种以及最后实验结果的检测等全部由学生自主完成。教师对实验内容提供必要的讲解,提示实验过程中的注意事项,启发其对所学理论知识的思考,激发学生的创造性思维和动手能力,主动思考实验原理及操作要点,加深对理论知识的理解;对于实验中所用的大型设备在试验开始之前进行集中操作培训,确保在试验中学生能够独立正确操作,实验设备能够运行良好。每次实验进行之前,教师必须强调实验室安全问题,规范实验室使用、药品使用等规章制度。实验分组以6~8名同学一组,设置组长,在不同的实验阶段,组长由小组内每个同学轮流担任,组长负责人员任务分配和协调以及实验记录的提交。学生实验过程中小组成员共同商议实验的进程及具体安排,并做好书面的人员安排记录。这样的分组方式和组长轮换制度使学生能够互相配合,激发每个成员的积极性,培养学生的团队精神。另外,对于实验技能单元采用新型教学手段,如拍摄视频短片和动画演示给学生,使学生能够理解和巩固相关知识和技术。

五、设计实验课程考核体系

对实验过程的考核是保证实验教学质量和效果的重要环节,根据实验体系中各种类型的实验项目和内容的实施特点,应注重对学生实验过程实验方法和解决问题能力的全方位综合性考核。

对于综合性实验,在每个小实验结束后,由小组成员共同填写实验记录结果,对实验结果进行分析,并讨论下一个实验方案,写出书面的实验计划安排。全部实验结束后,每个小组撰写实验报告,格式按照正式生物科技论文写作的稿件要求,包括题目、摘要、关键词、引言、实验材料和方法、结果、讨论、参考文献、附录等内容,教师应在撰写之前对实验报告的格式和写作方法进行介绍,提供模板。每个小组成员都要写出实验心得体会,同时制作幻灯片在实验报告会上向全班同学展示。实验成绩由实验出勤率、实验结果、实验报告的质量、实验心得体会以及实验报告展示答辩等多方面组成。这样的考核方式,有利于学生体验科学研究的各个环节以及练习科技论文写作方法。

六、建设完善的实验教学平台

由于各方面的原因,我院的实验设备和实验条件较匮乏,尤其是微生物实验室和发酵工程实验室设备过于陈旧,仅能开设基础实验项目,综合性实验项目所需的条件不足。实验室有二联体不锈钢机械搅拌发酵罐及相关附属设备,高速管式离心机和小型喷雾干燥机等分离设备,具备一定的基础。但非常缺乏发酵过程所需的各类实验室基本仪器,小型发酵罐配套设备如葡萄糖测定传感器、发酵尾气分析仪,以及下游分离所需的小试型微滤/超滤管式膜分离系统。另外发酵罐过少限制了本科实验教学,购置更多的小型发酵罐,便于学生分组进行实验。由此有必要在未来加强相关的应用微生物与发酵工程基础教学和研究实验平台建设。建立专门的发酵工程实验平台,作为发酵工程综合实验和校内实训基地。我院目前每年都有校级和部级大学生科研训练计划,鼓励本科生参与科研项目,发酵工程实验教学平台也可设置开放实验室,作为大学生创新创业训练和科研训练的平台。

在校内建立完善的发酵工程综合实验室和实训基地,加大开放性实验的力度,不仅可以帮助相关本科学生拓宽学生知识面,了解企业研发流程,掌握过硬的专业实践技能,还可以通过平台培养研究生,使之成为发酵工程技术研究和技术创新平台。另外,在此基础上,与周边地区的大型制药企业、发酵企业合作,设立校外实习基地,通过参观和讲解,学生可以了解企业的发展历程、产品种类、生产流程、营销方式,以及新产品的研发流程等,学习书本上学不到的知识,加深对发酵理论和知识的理解,增加学生对现酵企业的认识。

参考文献:

[1]陈坚,堵国成,张东旭.发酵工程实验技术[M].北京:化学工业出版社,2009.

发酵工程论文篇2

关键词:发酵过程;建模方法;优化控制;策略;技术

1 概述

传统的发酵工程过程为了快速提高发酵生产率与发酵水平,发酵过程更侧重于菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展,基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展,利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制,才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程,因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。

微生物发酵过程的优化控制可以分为过程模型和控制策略。发酵过程建模如机理分析建模、黑箱建模和混合建模近年来都得到了快速的发展,而优化控制策略方面的研究内容与成果有:基于线性化近似的经典优化控制、基于非线性系统理论的优化控制以及基于人工智能技术的优化控制等。

2 微生物发酵过程建模

2.1 基于过程机理分析的建模

发酵过程机理分析建模是利用各种生物方程以及基因尺度层面的模型,主要是根据回归的方法确定模型参数。张嗣良等[1]从基因与细胞特性等方面进行了发酵过程优化的研究,对模型过程与本质有了新的认识,并得到发酵工程的限制条件;研究人员对毕赤酵母[3]的代谢过程进行了研究,建立了相关结构模型,为描述蛋白质生成提供了有效途径;还有相关的微生物发酵过程研究中,对赖氨酸进行了动态模型的建立与数据处理,实现了发酵过程仿真。机理建模仅仅包含了生物量与产物等状态变量[2],但由于发酵过程的复杂性,机理建模不能充分表达微生物发酵过程,还具有很大的局限性。

2.2 黑箱建模

黑箱建模是以最小二乘为基础的回归辨识为基础建立的发酵过程模型,适应性较高。以最小二乘回归获取[4]的过程建模,吸纳了经典控制方法的优点,技术简单易操作,具有诊断功能。非线性函数研究广泛应用于过程建模,主要有人工神经网络(ANN)和支持向量机技术(SVM)。

2.2.1 基于人工神经网络技术建模

ANN技术基于风险最小化研究被引入发酵过程,广泛应用于发酵过程建模。ANN在线校正能力强、适用于多变量非线性问题的处理。L-色氨酸的发酵过程建模中,用标准神经网络BP算法[5]模拟菌体的发酵产酸,但需要大量的实验数据反馈,因此改进神经网络是提高ANN建模质量的有效途径。径向基神经网络与BP网络相比,可以达到最佳建模精度。自组织神经网络、级联再生神经网络等方法也成功用于发酵过程建模。利用优化算法可以实现神经网络系数优化,避免网络学习算法反馈慢,局限性小的缺点。

2.2.2 基于支持向量机技术的建模

SVM方法的特点是结构风险最小化,有效地解决了非线性以及局部极小等问题。研究机构对SVM方法的应用越来越普及,SVM方法也广泛应用于图像处[6]和生物学等方面。SVM方法相比ANN方法对发酵过程的预测相对误差降低,因此SVM具有稳定性与安全性。张本法等对青霉素发酵过程进行基于SVM的建模,保证了建模的精度,还很大程度地节约了时间。SVM对样本没有较高的依赖性,它由向量决定的拓扑结构使模型结构更加简单。

基于实验数据的黑箱建模方法很容易受数据量和建模原理的影响,对于复杂的发酵过程在模型表达能力上有很大的制约。黑箱建模方法对于物理过程方程不够重视,导致其不能表达发酵过程的物理意义。

2.3 混合建模

近年来,基于辨识方法估计参数的混合模型得到了发展,将机理建模与ANN建模结合起来,利用算法实现了对模型的修正与简化,很大程度提高了模型精度。实验表明,混合模型比黑箱模型和神经网络模型的预测性能更好,也具有更高的泛化能力,但混合建模属于机理参数模型,描述发酵过程的功能仍不够完善。

3 微生物发酵过程的优化控制策略

3.1 基于线性化近似的经典优化控制

基于“极大值原理”经典的优化控制方法在早期发酵过程优化控制中应用较为广泛。在发酵过程状态空间描述中利用极大值原理以及迭代法可以实现发酵的最优实施效果。极大值原理方法适用于比较复杂的发酵过程控制对象,但极大值原理只能得到开环控制,当发酵过程中的计算量较大时,仅能对少数过程制定出优化曲线,忽视了环境因素对系统的干扰。相关研究人员后来将极大值原方法融入理变量方法,得到最佳的变量优化曲线,控制效果较好,但是还没有达到理想的实验精度与简便性;发酵过程的建模质量对经典优化控制的发展产生了很大程度的影响。

3.2 基于非线性系统理论的优化控制

20世纪60年代微分几何方法的提出使非线性系统理论的研究进入了一个新阶段,基于非线性优化控制器的设计稳定性,它在发酵领域的应用日趋广泛与普及。相关研究人员建立了非线性发酵空间模型,利用微分方法设计出来的控制器在发酵过程中展现出优良的控制效应,实现了非线性系统与线性系统的转换,对控制器的结构进行了优化,提高了发酵控制过程的动态性。但数学几何方法对系统的精度要求较高,由于发酵过程的复杂性,该方法不利于保证发酵控制系统的稳定性。

3.3 基于人工智能技术的优化控制

利用计算机科学技术结合人工智能理论对发酵过程进行优化控制成为近几年的发酵过程研究的热点,人工智能技术能突破很多复杂的系统问题,主要包括专家控制、神经网络控制等。利用智能方法对发酵过程进行优化控制,在研究与仿真中呈现出优良的效果。研究人员建立了基于乙醇生产的专家系统,实现了乙醇发酵过程的发酵单元的检测,系统的误差非常小,系统的稳定性也得到了提高。但智能控制方法在模拟活动时仍存在局限性,神经网络控制对于网格结构的确定具有不可控性,因此智能方法交叉成为目前急需研究的发酵控制的技术问题。

4 结束语

发酵过程机理较为复杂,由于没有对发酵过程的先验知识进行全面的认识,“黑箱”模型不能很好的描述及表达整个发酵过程,利用辨识方法对参数的估计也没有起到全面描述的作用;单目标优化的发酵过程优化控制也无法满足发酵过程最优化。我们应充分考虑模型辨识,利用智能理论完善各种机理的混合模型,研究出多目标动态性的优化策略,真正解决微生物发酵过程的优化控制。

参考文献

[1]张嗣良.发酵过程多水平问题及其生物反应器装置技术研究――基于过程参数相关的发酵过程优化与放大技术[J].中国工程科学,2001,8(3):37-44.

[2]张学工.关于统计学习理论与支持向量机[J].自动化学报,2000,26(1):32-42.

[3]周海英,袁景淇,邓建慧,等.重组毕氏酵母发酵过程的结构模型[J].上海交通大学学报,2002,36(10):1443-1447.

[4]桑海峰,王福利,何大阔,等.基于最小二乘支持向量机的发酵过程混合建模[J].仪器仪表学报,2006,27(6):629-633.

发酵工程论文篇3

关键词:发酵工程 教学改革 实践教学

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(a)-0140-02

生物技术是当前世界最前沿的科学技术,目前正以前所未有的深度和广度迅速发展。发酵工程在生物技术中扮演着产业化的关键角色。生物技术的迅速发展对科学技术人才的培养提出了更高的要求,需要具有扎实的理论基础、又有一定的实践技能的高素质人才。《发酵工程》生物工程和生物技术专业的一门核心课,在专业课程体系中起着承上启下的作用,其教学体系的合理编排和设置对生物工程专业的人才培养起着至关重要的作用。我们仅就14年来的《发酵工程》授课实践,结合其他兄弟院校的教学经验谈谈感悟。

1 精选教学内容,整合课程体系

1.1 精选教学内容

河南科技学院(后简称我校)生物工程专业的《发酵工程》课程是在修完微生物学、生物化学和化工原理等课程之后,本科三年级第一学期开设,与《生物分离工程》、《生化工程》和《生物工程设备》同期开设,《酶制剂》、《酒类工艺学》和《生物制药》等专业课程在其后开设。生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性,教学过程中避免与其它课程交叉重复。我校每四年进行一次本科培养方案的修订,在参与的制定2005年、2009年和2013年新修订的教学大纲中,《发酵工程》课程的课时由72学时不断被压缩为现在的48学时。如何在有限的课时内使学生掌握发酵工程最基本的内容,提高他们在实践中分析问题、解决问题的能力,并为今后的发展打下坚实的基础,是《发酵工程》教师需要认真思考的问题。我们的《发酵工程》授课内容提炼为:以发酵工业过程共性环节为主线,按照发酵工艺过程串联为菌种―培养基―种子扩培―发酵过程控制一条主线。发酵工程的教学中还应对发酵企业经济效益的评价方法和体系进行分析和阐述;同时经济学的知识和理论体系比较宽泛,只需结合发酵工厂的实际有选择地讲授,做到重点突出,详略得当。

基于此将发酵工程教学内容从章节编排上为:绪论(2学时),工业微生物(4学时),微生物发酵机理(4学时),发酵工业原料及其处理(2学时),发酵工程的灭菌于空气除菌(4学时),发酵设备与反应器(4学时),发酵工艺控制(4学时),工业发酵染菌的防治(2学时),现代生物技术在发酵工业中的应用(4学时),发酵经济学(2学时)。

1.2 恰当处理与其他课程间的关系

生物工程各专业核心课程之间的知识具有较高关联性, 因此在课堂教学中采用关联教学法,避免与其他课程交叉重复。将不同学科、不同章节的知识点进行关联,同时注意突出本课程的重点内容,发酵工业菌种的生理生化特征、培养基的分类与制备、常用的无菌技术等知识在微生物学中已经详细学习,《发酵工程》中仅作为对知识的回顾;在讲解发酵产品的原理时候,紧密与生物化学知识点相结合;对于种子扩大培养、发酵过程控制以及发酵产品原理与技术应用等内容做深入的讲解,形成由点及线到面,逐步构建起工业生物技术的立体知识网络。突显《发酵工程》在专业课程体系的承上启下作用。

2 优化教学方法

利用多媒体技术与网络教学资源,同时在课堂上要适时、适当地运用板书,肢体语言等方式进行讲授。媒体技术的应用,为教学带来了活力,它提供了视觉、听觉等多器官刺激,使抽象的内容具体化、直观化,不仅能活跃课堂气氛,也在一定程度上提高了学生的学习效率。但是,多媒体课件只能是辅助教学手段,绝不可多用、滥用甚至完全依赖于它。在课堂中,起主导作用的仍是教师,教师适当地运用板书,肢体语言等方式,才能达到更好的教学效果,而PPT文件应该只起到类似以前挂图的作用,如若全部用PPT文件讲课,教学效果不好。

教师在讲述中要尽量把生产生活中与发酵有关的实例引人课堂中进行剖析,引导学生自主思考,要善于将书本基本原理与实际应用有机结合起来,从而加深对理论知识的理解,提高学生发现问题、解决问题的能力,促使学生自觉地扮演好学习主体的角色。这样做即可活跃课堂气氛、激发学生的学习兴趣,又能加深学生对理论和概念及其应用的深刻理解。在教学环节中,穿插大型发酵企业的产品生产和技术开发以及发展方向,使学生了解该行业的发展现状和趋势,为自己将来的出路早作打算。

3 加强教师队伍

发酵工程具有很强的实践性和应用性,其对授课教师的要求也很高。发酵产品由实验室―中试―生产逐级放大的过程中,不是按比例放大而是比拟放大,过程出现的问题很多时候需要实践经验指导。多数主讲发酵工程课程教师虽已获得博士学位,具备知识新、理论强的优势,但缺乏实际生产经验,讲课内容枯燥空洞,教学效果不理想。教师是课程建设的主要执行者,建设一支优秀的课程教学团队尤为重要。我校采用“请进来,走出去”的方法,加强学校教师与企业发酵技术人员的交流互动。“走出去“就是学校要求35岁以下教师必须到相关企业进行轮岗锻炼一年。“请进来”就是请企业经验丰富的技术人员来授课,我校生物工程专业设有“华兰班”,华兰生物定期派生产一线的专家讲课,生物工程专业所有学生均可听课。学校出台有利政策鼓励教师与企业合作,发酵工程教师教学、科研能得到了提高。

4 强化实践教学

实践教学与理论教学相互联系相互支撑,是高等学校教学工作的重要组成部分,对提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力有着特殊作用。我们的发酵工程课程实践教学由课程实验、课程实习和生产实习三部分组成。课程实验用于强化学生的基础知识和基本操作能力,课程实习;课程实习用于增强学生的综合和设计能力,生产实习用于培养学生的工程实践能。

4.1 做好基础实验,掌握基本实验技能

结合教材内容和教学目标,开设发酵工程的基础实验,如发酵罐的灭菌与接种等操作、发酵污染的检测与判断等,共16学时课程实验。通过规范的实验操作,使学生掌握发酵工程的基本实验技术和主要产品的工艺流程。

4.2 开展综合和设计性实验,提高学生创新能力

在课程的实习周,首先带领学生到相关的发酵工程参观学习,要求学生了解所参观企业发酵产品的生产工艺流程和主要仪器设备;理解生产过程中的原料处理、菌种生产、空气除菌和下游提取等单元操作方法;学会观察生产过程中各发酵参数的变化,并掌握相应的调节措施。然后,让学生自行设计实验,带领学生到我院发酵工程中试车间进行模拟实验。通过综合实验, 提升学生对基础知识和基本技能的应用能力; 再后, 通过设计型实验, 初步培养学生的科学研究和创新能力。为了进一步系统培养学生实践技能,我校生物工程专业在第7学期(上)开设了64学时生物工程大实验,开设工艺综合大实验课,第8学期学生自行选择到我们已建立的校企联合理事会单位进行为期两个月的生产实习。近年来,我院与河南宋河酒业股份有限公司、焦作健康元、新乡华兰生物工程股份有限公司和郑州航空港台湾科技园等20多个大型企业合作,成立了校企联合理事会,开设“校企合作论坛”,每年召开相关企业参加的教学指导委员会年会,采用“校企联合培养”模式,推进教学改革,增强了学生创新创业能力。

通过上述措施,克服了由于专业课时相对减少给发酵工程课程带来的不利影响,课堂气氛活跃,学生学习的热情和积极性提高,教学效果较好。发酵工程发展迅速,新的工艺和流程、新的发酵产品层出不穷,促使发酵工程教学的不断完善与进步。要跟上行业发展的步伐,除改进教学内容与教学方法外,教师本身也要不断学习,提高课程的前瞻性,使学生不仅学习知识,更要树立科研素质,建立并提高分析问题和解决问题的能力。

参考文献

[1] 纪蓓,崔志芳,王冬梅,等.《发酵工程》教学改革与实践[J].新课程研究, 2012,207(12):103-105.

[2] 潘懋元,车如山.做强地方本科院校―地方本科院校的定位与特征研究[J].中国高教研究,2009(12):15-18.

[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] 张娟,陈坚,堵国成.发酵工程高层次创新人才培养体系的构建与实践[J].中国轻工教育,2011(5):62-64.

[5] 任晓莉,赵润柱,梁保红.发酵工程课程的教学改革与实践[J].微生物学通报,2011,38(1):127-130.

发酵工程论文篇4

关键词:发酵工程 问题探究式教学 训练与实践式教学

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(a)-0173-02

《发酵工程》是一门综合性及实践性很强的专业课程,包含发酵工艺学和发酵设备两块内容。主要含盖发酵工业上微生物菌种的培养保藏,发酵工业培养基及原料处理,工业微生物的生长、物质代谢,产物的生物合成及微生物的代谢调控机制,发酵条件的影响及控制,以及发酵产物的提取及精制[1]。

发酵工程技术跨越添加剂发酵工艺(氨基酸、有机酸)、食品饮品发酵工艺(酒类、奶制品、面包)、保健制品发酵工艺(氨基酸、双歧杆菌)、医药制品发酵工艺(抗生素)等产品领域;在学科上跨越生物学、工程学、化工等领域[2]。

在传统的生物工程专业的专业课程设置中,是把这些不同产品的发酵工艺分别设立一门课程来讲解,这会造成专业内容模块的重复教学,而实践教学学时无法保证;对于现在中职的“2+1”教学模式来讲,在校时间短。因此,分产品类型学习发酵工程也是不可能的。如何使我们生物工程专业的中职毕业生能够熟练掌握基本的发酵工程实用操作技能呢?

1 教学改革的目标

中等职业教育以就业为导向,在德育为首的前提下,我们的教育教学过程应该注重培养学生的专业技术、动手能力、适应能力和综合素质。生物工程专业的中职毕业生通过专业课程学习,应该能够在微生物发酵的各行业领域从事相关技术操作,包括医药制品、食品饮品、保健品、化工产品等行业,熟练进行菌种分离选育的基础操作、发酵原材料处理、发酵生产领域的消毒灭菌、种子及大罐发酵看罐控制操作、生物及化工领域的成品半成品检验等。专业课程教学过程应该把内容有机融合,知识有效融会变通,从而扩展学生专业面,以扩大学生的就业面,从专业课程教学的层面上体现中职学校以就业为导向的办学方针。

中职教育中的核心专业课程教学应该以技能为本位。要保证我们的毕业生具备相关的熟练技能,毕业后能马上成为企业里优秀的中、初级实用技术型劳动者。

发酵过程牵扯的环节多,环节之间的相互影响大,通过该专业课程理论教学,尤其是实践教学,培养学生的职业道德素质,敬业爱岗、服从协作等品质。

2 教学内容

作为生物工程专业的核心课程,《发酵工程》有两个特点:其一,包含实践能力和动手能力培养的要求;其二,以核心技能培养为中心,在很多情况下又是跨领域的。

如何把不同产品的生产工艺过程通过这一门课程综合起来讲解,在教学改革过程中,总结如下几条。

2.1 “一条主线”

“一条主线”即将发酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来。

本人在教学过程中把教学主要内容归纳成一条主线。课程内容按照模块顺序安排(见图1)。

发酵工程课程教学内容跳出具体的产品,以发酵产品生产中共性的规律,按产品生产工艺流程来编排教学内容。典型的发酵产品生产流程包括下面四个基本模块:菌种的来源及种子的扩大培养、培养基的制备、发酵过程的工艺控制,产品的提取精制。

2.2 “两个基础”

“两个基础”即生物学基础、化工工程学基础,坚持两个基础并重。

生物学基础知识包括:工业微生物的生长、物质代谢,产物的生物合成及微生物的代谢调控机制,发酵条件的影响及控制。因此微生物学、生物化学、基因工程、代谢调控是我们学习发酵工程必备的专业基础。

微生物发酵过程是一个典型的化工过程。由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给,这些多涉及到化工生产的以下领域:

(1)质量的传递―― 氧的供给、代谢物的排泄等。

(2)热量的传递―― 微生物呼吸产热,微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。

(3)动量的传递―― 涉及到搅拌轴功率,与溶氧、气液混合的关系。

(4)微生物的反应工程―― 涉及到微生物的生长,产物生成等。

发酵设备部分的教学内容,无论哪种产品的生产、无论哪个工序,都能归属到这同一个典型的化工过程。借助教学实践实训设施,采用理论与实践有机结合、互相促进的教学模式,充分利用我校投入大量资金建成的啤酒发酵生产线、啤酒检测实验室、化工管路拆装实训室、多级塔板精馏塔、填料精馏塔、填料式吸附塔、喷雾干燥器等实践实训设施,来学习发酵工程中我们常说的“三传一反应”的原理,同时通过训练加强学生的动手实践能力。

3 教学方法和手段

3.1 教学常用方法

从教学理论上讲,常用的教学方法有[3](见表1)。

3.2 《发酵工程》教学方法选例

教学方法选择应该依据教学目标、教学内容特点、学生基本情况、社会和企业的需求、教师的自身素质、教学环境条件等来选择。中等职业学校专业课程的教学,由于学生的学习习惯不好,基础知识较薄弱,而面临的是就业和自立。因此,特别需要老师在教学过程中认真备课,充分准备,热情投入,要注重培养和提高学生分析和解决问题能力,要带领学生进入生产现场,深入到实践训练中。

本人在教学过程中注重学生独立地解决由本人或教师提出的课题,教师在适当的时候给予帮助,让学生的自我活动占主导,提高掌握知识技能的效果,形成良好的学习态度和习惯,提高自学能力、自立能力。

3.2.1 问题探究式教学方法

引导学生提出问题,在教师组织和指导下,通过学生比较独立的探究和研究活动,探求问题的答案而获得知识的方法[3]。

问题教学法:

带领同学们在啤酒发酵生产线上,努力创设一个有利于学生进行探究发现的良好的教学情境,引导学生思考:啤酒厌氧发酵罐与耗氧发酵罐相比,有什么不同?主要耗氧发酵罐有通风、搅拌装置,而厌氧的啤酒发酵罐没有。

进一步设问:好氧发酵罐搅拌装置有什么作用?匀质、传热。

接着,引出本节教学内容:啤酒发酵罐非常简单,没有搅拌,那么,匀质、传热是如何实现的?老师引导学生去探究。

最后,通过归纳提出发酵工程中的“三传一反应”的原理,并进行实例讲解和归纳梳理。

对于啤酒发酵微生物生长代谢、外观变化、传热传质等有关内容的教学,采用传统的讲授法,不能有效激发学生的听讲兴趣,难以抓住学生的课堂注意力。相比较,采用这种问题探究教学法提出问题,分析比较,分组讨论,教学过程非常直观,富有逻辑,激发了学生的学习兴趣,学生能积极主动参与到课堂教学中,畅通有效的完成了这一重点内容的学习。

发现教学法:

发酵原材料的处理部分讲到促进传质、传热的方式。啤酒麦汁煮沸锅的结构和工作原理,本人通过问题发现教学法来完成教学。

设问:麦汁煮沸锅和糊化锅、糖化锅主要都是加热维持一定温度并使物料处于翻腾状态。请同学们通过观察,发现它们的结构有那些相同点?最大的差别又是什么?

让同学们自己通过现场设备的比较,发现问题。给予学生思考的空间,发现问题,得出结论,及时给学生肯定和鼓励。然后带领学生深入教学内容―― 煮沸锅的结构和操作要点。麦汁煮沸锅,没有搅拌,靠的是底部和上部温度差异,热量对流来完成的。接着来探究锅底的形状,操作时为何要注意进汽速度。

这种组织学生在实验现场创设一个利于学生探究问题的情景,引导学生思考,通过学生之间、师生之间的交流,探求出问题的答案,比原来在黑板上画示意图进行讲解教学的效果好得多。

问题探究式教学方法对应的是参与式学习法。参与式学习是一种强调以人为本,学生积极参与,尊重学生学习主体性及个性发展的现代教育观念。它通过让学生积极参与到教学中与教师双向交流,让学生的思想互相沟通,互相碰撞,展示自己,提出真知灼见,提高学生学习的主动性、积极性,它是一种自主性、主动性和探索性的学习[3]。

实践证明,这种教学方法既顺利有效完成了教学内容,又培养和提高了学生分析问题、解决问题的能力。

3.2.2 训练与实践式教学方法

通过课内外的练习、实验、实习、社会实践、研究性学习等以学生为主体的实践性活动,使学生巩固、丰富和完善所学知识,培养学生解决实际问题的能力和多方面的实践能力[3]。

在学习完发酵原材料处理的内容之后,带学生到啤酒生产线上,去完成糊化、糖化和麦芽汁过滤的操作。过滤麦汁完毕,卸糟之后清洗,结果出现卸糟口处漏水。四个男生反复进行了上十遍的安装、清洗试漏、泄漏再拆。最终学生自己发现了问题:先把密封板退回,不能为了对齐而急于把密封板伸出。通过这样反复操作实践,最后成功密封安装好,内心的成功和心得收获是不言而喻的。

麦汁冷却进发酵罐过程中的充氧操作,其中会牵扯到气瓶减压操作。这样简单的充气操作程序,如果仅通过语言讲解,而不通过实际操作是很难让学生掌握的。

在实践课程教学中,我深刻体会到“百闻不如一见,百见不如一练”。有些操作,比如镜检、调pH值、接种,甚至准确称量、仪器校对等看起来很简单的操作,可是学生动手起来漏洞百出。只有通过训练、指导、再训练的反复过程才能达到预期效果。

通过训练与实践式教学,使学生学习常用设备的基本结构和工作原理轻松自如,能有效地培养学生正确使用、维护、保养设备及异常事故处理的能力。

3.2.3 利用现代信息技术的教学方法

在发酵工程的教学过程中充分利用多媒体教学。从高校、企业、科研部门的网站下载收集、归纳整理的大量图片,来形象直观地再现菌种扩大培养过程和生长特征、讲解发酵设备内部构造、了解新型空气过滤材质的先进性等。

兴趣是学习的最佳动力,培养学生的学习兴趣,是专业课程教学中必须关注的问题。利用形象直观的现代信息技术图片,能激发学生学习兴趣,吸引学生的课堂听讲注意力,弥补了课堂教学和实训实验的不足。

4 结语

本人认为,职业教育比普通教育对教师要求责任心更强,能力要更高。因为我们面对学生的素质比较低,而且通过我们的培养大多数要走向社会和工作岗位,面临就业和自立问题。通过专业课程教学,传授学生更多更强的专业技能是非常重要的。通过本人认真教学和大胆革新,在这方面取得了非常明显的效果。期望该文对进一步搞好发酵工程教学有一定的指导意义;并希望得到您的批评,以利于提高。

参考文献

[1] 白秀峰,主编.发酵工艺学[M].中国医药科技出版社,2003:12-13.

[2] 刘纯根,主编.生物工艺[M].高等教育出版社,2002:1.

发酵工程论文篇5

关键词: 发酵工程;教学方法;实践

0 引言

我校于2002年开设《发酵工程》课程并作为生命科学学院生物技术和生物科学专业的必修课,近几年不断进行课程教学体系的改革和实践,形成了3面2主1线的教学模式,即在理论教学、实验教学和实习教学3个方面均单独开设课程;教学过程中,始终贯彻以学生为主体,以教师为主导的原则;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授课内容主线,从宏观上把握教学体系,使得3面,2主和1线相互交错,构成网络教学体系[1]。其中的理论课程教学相对于实验和实习教学而言,缺少实践性和直观性,而发酵工程本身又是应用工程,为现代生物技术的重要组成部分,与产品的工程化和产业化紧密相关。如何激发同学们学习的兴趣,掌握并理解枯燥的基本理论知识,同时做好理论到实践的衔接,使得同学们在系统学习发酵工程基本理论知识后能够主动将其用于理解和分析工业化发酵产品的工艺流程及其控制需要设计课程的教学方法并有效实施。在实践教学中,我们采用了教师宏观引导、学生分组授课、撰写课程论文的教学方法,始终遵行以学生为主体,以教师为主导的原则,取得了一定的教学效果,现将具体的实施方法、学生的反馈以及获得的体会进行说明,以供参考和提高。

1 教学方法

1.1 教师宏观引导 在整个教学过程中,甚至一节课的教导过程中,讲解该门课程的基本知识是教师教学工作最基本的任务,这些知识的传授可以具体到某个概念或者方程式,我们将这个过程的传授称为微观教导。然而,在教学过程中我们往往陷入微观教导之中,阐明了点,丢掉了面,同学们知识框架的构建也就不成系统性。这就需要教师具有宏观引导的思想,宏观引导包括该门课程的总体引导、各章节的引导以及某一节课的引导。对于该门课程的总体引导,绪论和目录的讲解尤为重要。通过绪论可了解该课程的历史发展沿革,该门课程的理论和实践意义以及未来的发展前景,通过目录可了解该课程的教学内容、各知识点的关系以及重点和难点,从而在同学们脑海中自行构建课程的体系,在学习过程中有的放矢,变被动为主动。各章节的引导注重知识点的承上启下,引领同学们的思维逐步展开教学内容。针对一节课的引导说明该节课程在全书教学内容中的地位,该节课程内容的重点和难点理解以及该节课内容能够解决哪些问题,例如引入与本节课讲授内容有关的实践生产中出现的问题如何解决,带着问题听课摈弃了枯燥的心绪,从而激发同学们的求知欲,提高课堂教学效果。除了教学内容的引导,还可把授课内容与人生观和价值相联系,在学习知识的同时体味人生的价值取向,在思想上引导和教育同学们学习知识的重要性,从而激发同学们学习的兴趣[2]。

1.2 学生分组授课 在教学过程中安排学生授课主要是做好理论到实践的过渡同时发挥以学生为主体的作用。设置的教学内容为现酵工业部分,包括抗生素、酶制剂、单细胞蛋白以及氨基酸发酵工业等。教学时间安排在发酵工程基础理论知识教授完成之后,同学们在掌握了微生物生长代谢调节、培养基的制备和灭菌、发酵过程控制与优化、发酵过程参数检测与监控以及产物的分离提取与精制等相关的基础知识,然后将这些基础知识与现酵产品工业生产过程中的菌株选育、原料处理、物料灭菌、发酵调控与参数设置以及下游技术相互联系起来,在文献查阅和课件制作过程中运用理论知识分析和理解实际的生产流程,从而达到与实践相结合的目的,并且在讲授课程和与教师交流过程中提高对该门课程的理解程度。学生分组方式采用宿舍制,每个宿舍一个题目。一般情况下一个班级的学生分别住在4-5个宿舍,一个宿舍的同学可以相互协调、商讨以及分工,课件由学生自己制作,讲课前与授课教师进行讨论、交流和审核;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[3],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。

1.3 课程论文撰写 前面2种方法着重使学生掌握发酵工程基础知识并进行分析和应用,而课程论文设置的目的使同学们了解发酵工程科学技术发展前沿和扩展与本学科相关的知识内容。结合前面的2种方法,在同学们学习的过程中建立从学习基础理论到分析实践应用以及掌握科技前沿和扩展补充的教学流程,使同学们接受全方位的教育和训练。课程论文的格式为综述型,可参考网络、现刊期刊文献和书籍,规定文献数量和撰写字数,并说明课程论文成绩记入期末考评,这些形式上的要求目的是促使同学们主动学习课外知识。课程论文的任务下发时间为绪论内容授课结束时,上交时间为学生分组授课前。这样安排能够使得同学们在掌握发酵工程基本概况基础上,一边学习课堂知识,一边阅读期刊和书籍,最后将课堂的知识和文献的内容融会贯通并进行授课。通过阅读期刊和书籍,在扩大学生知识面的同时,使同学们能够了解发酵工程的发展方向以及应用前景,使同学们明确学习该门课程的理论与实践意义,从而增加学习的兴趣。

2 学生反馈和教学体会

针对上述的理论课程教学方法的教学效果,通过学校的网络教学平台与同学们进行了沟通(jx.qau.省略/eol/tea_main.jsp)。将74份调查问卷进行了分类统计,其中无实质性评论的或所说内容与评价无关的视为无效(void);肯定并受益于授课方法方式的视为好(good);课程教学中存在的不足之处或需进一步提高的评价视为坏(bad);居于好坏之间的中性评价视为中(middle)。统计结果见图1。评价意见中的good,bad,middle和void所占比例分别为42%,26%,12%,20%。统计数据说明42%的学生赞同所采用的教学方法,产生了一定的教学效果,但是从38%(26%+12%)同学的反馈意见看仍然需要进一步改进教学方法。20%同学的无效评论在一定程度上也反应了所采用课程教学方法没有激发出他们的学习兴趣。

通过总结学生的反馈意见,获得了如下体会:

2.1 课程引导的重要性,部分学生反应没有听懂讲授课程的来龙去脉,除去学生不认真听讲的可能性外,就是教师授课过程中的引导的话语较少,尤其是当学生没有及时理解当前所学习内容时要转入下一章节时应给予适当的总结和过渡;

2.2 撰写课程论文的必要性,部分学生反应没有学到与发酵工程相关的市场分析、现状、前景和热点方面的内容以及新兴的技术,这些内容的讲解只能在绪论中讲解或在授课过程中简要性说明,而且这些内容不是授课的重点,只能依靠学生课外阅读并撰写课程论文的方式学习和理解;

2.3 学生授课与互动性。部分学生反应学生分组授课并没有增加主观能动性,反而成为学生学习的累赘。针对这一现象的改进是采取自愿选择,摈弃分配制度,将学生授课的机会给予那些热爱发酵工程这门课的学生,自行组织团队准备材料,他们就会竭尽全力制作课件,精心准备教学内容和创新性的设计教学过程,采取这种“因材施教”的方式既激发了参与者的兴趣,又不会给其他同学施加压力。

2.4 教学方法创新的迫切性。大部分同学反应所采用的上述教学方法新颖,能够提高主观能动性,锻炼思维和表达能力,但是部分同学反应不能适应这种教学方法,因为学生已经形成了老师“喂”,学生“吃”的学习习惯,学生不愿意思考问题,不愿意查阅文献,不愿意寻找答案,如此形成了习惯,日后的学习、工作和生活是令人担忧的。因此需要不断的创新教学方法,提高积极性和主动性,虽然使同学们劣性意识产生根本性转变的机率较小,但至少在课程的学习过程中要扼杀这种风气的沿袭。

参考文献:

[1]李树文,咸洪泉.生物技术专业《发酵工程》课程教学体系改革的探索[J].价值工程,2011,(242):205-206.

[2]周明儒,苗正科,吴晓红,苏简兵.数学与人文交融课程体系建设的实践与思考[J].中国大学教学,2011,9:54-55.

发酵工程论文篇6

摘 要 基于对发酵制药岗位的要求,对发酵技术课程教学改革进行探索和研究,探讨这门课程和岗位对接的构建思路和课程内容的设计整合,为课程深化改革奠定基础。

关键词 高职;生物制药专业;发酵技术;课程改革

中图分类号:G633.8 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)11-0094-02

1 高职生物制药专业发酵技术课程改革的必要性

随着振兴东北老工业基地产业政策的进步和黑龙江省医药工业的迅速崛起,生物产业已经成为黑龙江省经济发展的支柱产业。伴随产业的迅猛发展,造成相关专业的技能型人才缺口较大,尤其是能够适应企业生产一线需要的高素质、高技能的发酵技术人才更为紧缺。

目前,高职高专院校生物制药类专业普遍开设了发酵技术课程,部分兄弟院校的教师在教学过程中也进行了不少探索,并取得一定的效果。但是总体而言,目前高职院校在该类课程的教学上还存在不少问题。

首先是理论与实践教学的比例问题。传统的教学过程以理论为主、实践为辅,教师通过讲解来“描述”技术,常常会使学生难以领会,无法深入头脑中。

其次是教学内容的问题。通常的生物发酵类实验课是为了配合理论课而设置,这些实验课彼此之间缺乏连续性,更谈不上与企业实际接轨,学生虽然学了一些基本的技能操作,但不能将知识与技能形成一个整体运用到实际中。

其三是教学方法的问题。传统的理论教学方法以灌输式教学为主,“教学”变成“跛脚鸭”,只见教师的教,少见学生的学;而在实践课的教学中,教师将所有的资料全部发给学生,替学生想好实验课可能出现的问题,学生缺少主观能动性和积极性,来实验室的目的只是按部就班将实验做完了事,几乎成为一个只会操作的“机器人”。

最后是学生学习效果考核的问题。发酵技术实践课经常需要几名学生一组进行训练,由于考核机制的不健全,组内缺少有效的监督管理,个人缺少有效的自我约束,教师一人又无法监管每名学生的行为,而在给学生评分的时候又会比较看重实验报告而非实验过程本身,于是组内有的学生会认真地做,有的学生则一副置身事外的样子,抄袭时有发生,整体学习风气不佳。

因此,亟待在课程教学改革方针政策的引导下,注重利用项目为教学载体,进行高职高专院校生物制药类专业发酵技术课程全方位的教学改革。

2 高职生物制药专业发酵技术课程改革的探索和实践

从职业实际出发,对岗位进行任务与职业能力分析,逐步完成能力递进式人才培养目标,打破以学科知识逻辑为主线、专业理论知识为主体的教学内容设置,重新组织和设计针对实际工作需要的教学内容。以发酵生产流程为主线,以工作任务为载体,促进学生对发酵基础知识的掌握。指导学生制订发酵生产方案,完成发酵生产操作,发现并解决生产实际问题,促进学生对发酵技术的掌握,构建融教、学、做于一体的实施方式。同时,培养具有良好的职业道德、严谨的工作作风、较强的团队意识和协作精神、一定的创新能力,适应市场需要的懂技术、会管理的高端技能型人才。

校企合作,共建课程标准 通过走访黑龙江省多家生物制药企业,如哈药集团、黑龙江珍宝岛药业有限公司等,与企业技术人员、一线工人进行座谈。与企业专家研讨确定本课程教学的支撑岗位为制药企业的发酵岗位群,根据国家职业标准同企业专家共同制定课程标准,以及通过教学项目进行学生培养的职业岗位能力目标(见表1)。

以企业生产岗位为教学项目设计的载体,贯穿教学始终。本课程的教学标准是在与多家生物制药企业专家共同探讨的基础上制定的,在能力目标、知识目标的设计上充分听取了企业的声音,以完整的生产工艺流程贯穿教学始终。该项目非常契合本课程的教学目的,其所涵盖的知识内容与技能内容基本反映了企业对于生物发酵制药方面的要求。在实际的教学过程中,项目的整体优势表现得一览无余:学生在学校实训的过程就是一个在企业中做项目的过程,每一次实训都是在为下一次实训打基础,这就要求学生自始自终认真负责地完成每次实训任务;而实际上,学生也很在意自己的实训效果,惟恐影响下阶段的工作任务和最终的产品验收,经常会主动要求重新操作。

基于岗位需求,重组教学内容 项目组对本课程的教学内容进行调整,将发酵技术各分支学科的内容尽可能地有机交融,打破传统学科型课程以学科知识逻辑为主线、专业理论知识为主体的教学内容设置。对教学内容重新进行梳理,和生物制药企业进行合作,了解企业在生产过程中的人才需求,根据企业的具体发酵流程设计教学内容,使学生始终在具体的工作过程中学习。

针对实际工作任务需要,以职业活动为主线,以培养职业能力为本位,重新组织和设计教学内容。将教学内容整合为7个教学项目12个教学任务,每个项目设计为一个学习情境,打破传统的教学设计理念,以项目导向的思路对知识点重新梳理整合,更为直观易懂,有助于激发学生的学习兴趣,迅速进入学习情境。

结合生产实际,突出教学重点 发酵技术涉及的内容很多,包括优良菌种的选育与保藏、培养基的制备、菌种的扩大培养、发酵生产过程控制等,总学时为64学时。在有限的课堂教学时间内,要完成课程教学任务,必须合理安排教学内容和教学重点。为了在短学时内对发酵技术的概况及全貌有全面清晰的认识与了解,对教学内容进行分类传授,避免重复,力求突出重点和学校的专业特色。

选择的课程教学内容具有先进性、实用性、系统性等特点,以典型产品的发酵过程为突破点,结合实际生产中遇到的问题,选择完整的发酵产品的生产工艺为主线,重点讲授发酵产品生产的共性单元工艺知识,项目的学习顺序按照工业发酵生产的操作先后顺序编排。这样有利于各个教学项目的衔接,避免不必要的重复,突出本课程的重点,使学生更清楚、更完整地认识和掌握工业发酵的一般过程及其相关知识与技能。

3 结语

通过以上的课程教学改革,使职业院校的生物制药专业和企业的需求实现完美对接,培养的学生职业能力满足企业的要求,在提升学生知识水平、岗位技能的同时加速我国生物制药企业的发展;企业在发展的同时反哺职业教育,使职业教育的教学理念更加先进,教学目标更加明确,在相互融合中共同发展。

参考文献

[1]刘春兰.基于工作岗位的《微生物发酵技术》课程教学改革探讨[J].教育与职业,2010(4):109-110.

[2]明红,刘涌涛,等.发酵工程教学体系的改革实践与探索基础医学教育[J].基础医学教育,2012(14):761-763.

发酵工程论文篇7

姓 名 ****   性 别 男 

出生日期 1984年5月 婚姻状况 未 婚 

身体状况 良 好 民 族 汉 

籍    贯 安徽肥东 户口所在地 安徽芜湖 

政治面貌 中国共产党党员 毕业院校 安徽工程科技学院 

硕士专业 发酵工程(可再生资源利用) 毕业时间 2009年7月 

本科专业 生物工程 联系方式 *******

czb810@;岗位意向 生物工程、发酵工程、可再生资源类岗位及其他相关职位

主要学习经历、科研及情况 本科生生期间(2002.9-2006.7):安徽工程科技学院 生物工程专业

 毕业论文题目:多粘杆菌发酵产硫酸粘杆菌素的研究                  等级:优秀

硕士研究生期间(2006.9-今):安徽工程科技学院 发酵工程专业

 毕业论文题目:生物质原料预处理及燃料乙醇发酵工艺条件的优化研究 

  多粘芽孢杆菌培养基优化及发酵特性研究,食品与发酵工业(国家重点),2007年6月;

  提高多粘杆菌产硫酸粘杆菌素生物效价的研究,安徽工程科技学院学报,2007年9月;

  玉米秸秆发酵燃料乙醇预处理条件的优化,食品与发酵工业(国家重点),2008年6月;

  酒精糟发酵产燃料乙醇的研究,食品与发酵工业(国家重点),2009年1月;

  根霉TC1653产纤维素酶提纯及酶学性质研究,生物学杂志(部级),已录用。

项目及其它经验 成功参与以下高校基金项目

 导师汤斌主持的安徽省高校自然科学基金重点资助项目(生物质燃料乙醇发酵过程控制与优化研究),基金号:KJ2007A018;

 系陈老师主持的院青年基金项目(木质纤维原料预处理与发酵研究),基金号:2007YQ001zd。

经验

 04~05年进入青岛啤酒芜湖有限公司、芜湖卷烟厂、双鹤药业、上海悦胜制药有限公司、杭州民生药业、杭州西湖啤酒及味精厂等企业进行生产实习;

 07~08年担任微生物学实验指导老师以及指导本科生毕业论文实验;

 07~09年任系研究生党支部书记。

外语和计

算机水平 英  语:通过CET-4,具有一定的听、说、读、写能力,能熟练地进行专业英语文献的查阅与翻译;

计算机:通过C 语言考试,熟练使用Word,Excel, PowerPoint等Office办公软件及AutoCAD,Photoshop等图形处理软件;能熟练使用Internet获取网络资源。

职务及获奖情况 本科期间:任团支部书记;多次获院一、二、三等奖学金;多次荣获“三好学生”、“优秀团员”、“优秀学生干部”等荣誉称号;03年获系书画艺术大赛硬笔组三等奖;06年获院“优秀毕业生”和“安徽省普通高等学校品学兼优毕业生”荣誉称号。

硕士研究生期间:任班长及研究生党支部书记;连续两个学年获研究生一等奖学金,并获“优秀学生干部”和“优秀党员”荣誉称号。

专 业

技 能  熟练掌握微生物的分离、选育及培养技术;

熟练掌握微生物实验用各种仪器的操作方法与技能;

熟练进行生物质原料如玉米秸秆的成分检测;

熟练进行发酵工程中各参数如总糖、还原糖、乙醇的检测;

熟练操作气相色谱(GC)和毛细管电泳仪(CE)等精密仪器。

硕士课程 专业基础课:微生物反应工程、微生物生理学、微生物遗传学、分子生物学、数理统计;

专业方向课:现代酶学、现代微生物发酵技术、现代分离技术、现代仪器分析、试验设计与数据处理;

公  共  课:英语、自然辩证法、科学社会主义。

自我评价 自信、乐观、诚实、勤奋、具有强烈的进取心和责任心;具有较强的自学能力;办事干练、条理性强,具有良好的动手实践能力和表达能力,具有团队协作精神,能够适应快节奏的工作。

爱    好 竹笛及口琴演奏、乒乓球运动和听音乐

 

《硕士研究生求职简历》出自:

发酵工程论文篇8

发酵工程实验教学评价体系工程学思维发酵工程是直接服务于生产实践及生物技术进步的一门工程学科,是社会经济中最活跃的工业体系,发酵工程的迅猛发展,与高素质的发酵人才密切相关,而高素质的发酵人才培养迫切需要改革和完善人才培养机制,建立合理的教学平台,切实解决教学过程中不适应时展的教学模式,即要培养学生扎实的理论基础和实验技能,更要拓展学生的工程学思维,提高人才的整体质量,为社会输送卓越的工程技术人才。

一、发酵工程发展历史和学科特色

人类利用发酵技术生产食品和药物已有几千年历史,随着新技术、新工艺和新设备的不断出现,再加上分子生物技术的建立,已能够通过发酵生产胰岛素、细胞因子和疫苗等多种基因工程药物。随着世界进入资源匮乏时代,经济可持续发展的核心问题是资源的循环和高效利用以及可再生能源的开发,这些问题的解决都涉及到产业化过程。

发酵是系统而非孤立的工程学问题,需要进行生产过程的经济核算和可行性评估。当前发酵工程课程设置,存在实验教学改革明显滞后于理论教学改革,亦明显滞后于行业发展需要,实验教学设置多为静态和孤立的验证性实验,缺乏锻炼学生工程学思维的内容。发酵工业急需的人才严重匮乏,而高校毕业生又很难在对口企业就业,其根源在于教学内容和生产实际的脱节。实验教学不仅为了巩固课程理论知识,掌握必要的操作技能,更要提高学生的科研思维能力,培养学生的探索精神和创新意识,尤其是工程学思维能力,满足行业进步的要求。

二、传统实验教学特点与不足

传统实验教学的特点主要体现在:(1)教学内容相对滞后,验证性实验比重过大,工程设计和创新性实验比重太小。实验之间缺乏有机联系,彼此孤立。新技术难以在教学中体现,如对基因工程菌株的工业化生产工艺流程的设计几乎没有,已不能满足发酵工业发展对人才培养的要求。(2)教学方式单一,绝大部分高校实验准备几乎全部由教师完成,学生按实验指导操作,缺乏学习的主动性和创造性,实验基本操作完成后甚至不清楚基本原理,学生工程学思维模式得不到有效锻炼;(3)缺乏合理的考核评价体系,传统的实验考核一般以老师为中心,大多根据实验报告和平时表现给出实验成绩,这种单一的评价体系不利于工程学思维模式的建立。(4)实操性实验课时数偏少,由于受专业培养计划学时数压缩的影响,发酵工程教学的学时数偏少,课内一般只能完成某些特定的生理生化指标的测定等基本实验技能的训练,探索性、研究性及设计性的实验教学根本无法在课堂教学中完成。

三、基于工程学范式的发酵工程实验教学改革的具体对策

学科范式(Paradigm)决定着学科的价值观、方法论和具体内涵,关系到本学科的课程设置、实验教学创新方向、学科新的生长点和交叉扩张模式,对学科的学术定位和教学定位具有一定的规范力,影响到理论课程、实验课程和第二课程的配置和其内在联系,同时也会影响教学手段的设计、组织和运用。为了解决发酵工程人才培养模式与发酵工业对人才需求的不对称性,教学改革有如下几方面的探索。

1.课程体系调整和完善

发酵工程的人才培养模式要与行业对人才的需求对接,课程设置要兼顾学科发展和产业发展的要求。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一综合调整,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以及可行性分析的能力。

2.实验教学模式和手段改革

发酵工程实验教学学生应是主体,教师只是引导者,应增设一些设计性实验内容,在教师引导下选择一些产品,学生通过查阅资料首先提出工程设计方案,并对整个生产过程模拟仿真,并进行经济效益评估,以获得切实可行的完整实施方案。教师负责把关并提出指导性意见,跟踪完成实验过程。通过工程设计性实验,提高学生的主观能动性、动手能力、创新意识和工程学思维能力。

3.科学合理的考核评价体系

合理的考核评价体系是推动学生完成实验的有效动力。实验课程的评价始终是教学中的一大难题。实验教学不仅要教会学生一些基本操作技能,更要培养学生良好的思维模式,教学考核不仅要注重结果,更要注重过程。学生能够从实施过程中总结、分析、归纳和提高,而不仅获得实验结果。对学生实验成绩的评估不应机械性地对结果数据进行评判。工程设计实验的评判也应符合工程设计的特质。工程设计性实验最能反应学生学习的总体效果,在增加这类实验的同时,还要建立与之相适应的考核评估体系。

4.开放性工程设计类实验教学

开放性工程设计实验教学要坚持综合性、选择性和灵活性的原则,以跨学科思维构建学科教育体系,在培养学生动手能力的同时,进一步培养学生综合运用各交叉学科知识的能力,使学生能解决日益宽泛和综合的多学科复杂问题,协调上中下游的工艺技术需求,建立工程学思维模式。工程学是用于企业分析、设计、改进和运作的知识、理论与实践的整体,是将科学基本原理运用于实际用途的应用手段。由于学时有限,学生很难接受和展开相应的训练,发酵工程教学需要延伸到第二课堂,实行开放性教学,通过培养学生的兴趣,充分利用学生的课余时间,进行工程设计性实验的开展。开放性工程设计类实验教学的开展,也有利于培养学生的团队合作精神。

运用工程学范式,培养学生的工程学思维,以更好地适应日益发展的发酵工程领域对人才培养的需求,为我国发酵工业培养卓越的工程技术人员。当然,开放性工程设计教学也带来了诸如教学成本增加和实验室管理困难等一些新问题,这些问题如何解决,还有待进一步研究探索。

参考文献:

[1]韩立敏.发酵工程教学的研究与思考[J].生物学杂志,2010,27(2):105-107.

[2]曹军卫,马辉文,张甲耀.微生物工程[M].北京:科学出版社,2007.

[3]杨英歌.《发酵工程》理实一体教学模式的探索[J].高教高职研究,2010,(46):221.

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