理论实践一体化在发酵工程课程体系建设中的应用,该文是关于发酵工程类论文范文数据库和发酵工程和课程体系和实践有关论文范文数据库.
发酵工程论文参考文献：
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16871/j.cnki.kjwhb.2017.06.026
摘 要本文试图将理论实践一体化应用于以发酵工程为主导的课程体系建设中,从课程体系的构建、实施及实践教学平台建设等方面予以探讨,以提高学生专业技能、工程素质和实践能力,实现生物工程产业化应用型人才的培养目标.
关键词理论实践一体化课程体系发酵工程
The Application of Theory -Practice Integration in theCurriculum System Construction of Fermentation Engi原neering // Fang Su,Zhang Xiu,Liu Jianli,Shi Chun
Abstract Applying theory-practice integration to the curriculumsystem construction dominated by fermentation engineering, weexplore from the construction of curriculum system, the implementationof the system and the construction of practice teachingplatform, in order to improve students´ professional ability, engineeringquality and practice ability, and achieve the training objectivesof applied talents in bioengineering industrialization.
Key words theory-practice integration;curriculum system;fermentationengineering
教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会编制的“生物工程专业规范”（以下简称“规范”）提出生物工程专业培养目标：“具备生物学基本知识、掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和技能,能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才”[1],核心是工程技术人才.我院生物工程专业定位于以培养应用型人才为主导,侧重于发酵工程方向.在课程体系构建及课程建设中如何注重专业技能、工程素质以及实践能力的培养成为要点.
理实一体化是将理论知识与技能训练融为一体的教学模式,通过将技能训练的实践教学与理论教学有机联系在一起,将实际工程需求的技能训练融于实践教学模块中,突出实践教学在过程中的作用,加强与社会需求的紧密衔接,以实现应用型人才所需要的工程能力和技术技能的培养.因此,建立理论与实践一体化的课程体系是培养实践技能的有效手段和培养应用型人才的重要途径[2-4].我院通过对发酵工程为主导的课程体系进行理论实践一体化建设以顺应应用型人才的培养目标.
1 以“发酵工程”为主导的课程体系
依据“规范”,生物工程专业包括14 门核心课程,其中“发酵工程”、“生物工程设备”和“发酵工厂设计”等课程实践性强、与生产实际联系密切,在专业课中形成了与生物发酵产业最为关联的课程群.“发酵工程”主要揭示发酵工艺的共性理论和规律,“生物工程设备”主体介绍生物发酵类工厂涉及到的专业装备及其选型和计算,工艺和设备是完成发酵生产的必备条件.“发酵工厂设计”则是在“发酵工程”与“生物工程设备”相结合的基础上对发酵工厂整体工艺和设备的设计,是形成全工序及全套装备工程化的必经过程.
从基本理论到生产实践,与之相关的实践教学环节起桥梁作用,因此,上述课程以及所对应的课程实验、课程设计、实训、实习等实践教学内容与理论课共同形成了以发酵工程为主导的课程体系.实践教学不仅是该课程体系中不可或缺的组成部分,且其内容的构成是决定如何实现应用型人才培养目标的重要因素.
2 教学环节的构建
由于理论课程基本框架可遵循“规范”附件中生物工程专业基础课程教学基本要求来建立“发酵工程”“生物工程设备”和“发酵工厂设计”等课程的知识结构,因此对于理论课的一体化构建主要体现在教学内容上,通过内容的整合优化使理论与实践教学内容相互有机结合；授课过程强调理论联系实际.而作为理论实践一体化的重要组成部分实践教学环节的构建,我院则强调系统化、多层次、渐进深入,即按课程实验→模块实验→课程设计→工程实训等层次逐步递进,内容上重技能重应用,具体构建着重于以下方面.
2.1 课程实验
发酵工程实验（32 学时）于发酵工程实验室完成,课程目标为基于专业基础的技能训练.包括（1）小型发酵罐结构的认识；（2）摇瓶培养发酵条件的确定；（3）Kla 的测定；（4）小型发酵罐培养；（5）产物初步分离等基本内容.其主要目的一方面是理论课程知识的延伸,为学科专业知识进行实践验证；另一方面为模块实验和工程实训奠定基础.其主要内容以“发酵工程”知识系统为基本单元,初步涉及“生物工程设备”.
2.2 模块实验
发酵工程模块实验（32 学时）于发酵中试车间进行.课程目标为对发酵生产工序的组成建立认识、进行初步的发酵实践及建立一定的工程意识.包括（1）蒸汽系统；（2）空气净化系统；（3）培养基制备装置；（4）种子扩大培养；（5）中试发酵罐培养；（6）产物初步分离等系统设备组成及操作.通过该模块实验,使“发酵工程”单元工艺的相关理论得以印证,使“生物工程设备”部分设备的布置、结构、连接具体化,使发酵工程的核心技能之一实地发酵操作和工艺控制得到训练,为投身实际生产拉近距离.
2.3 课程设计
由“生物工程设备”课程设计和“发酵工厂设计”课程设计组成,均为1 周1 学分,前者侧重单个设备设计和单元设备的选型,着重设备类型、具体设备设计计算及作图；后者侧重整体工艺和工程的设计,包括工艺衡算、全生产线设备构成和工厂的整体规划,注重工程全貌构架,使发酵工程的核心技能之二发酵工艺和设备的衔接统一及工程总体设计能力的培养.
2.4 实习实训
包括发酵企业的认知实习和毕业生产实习组成.认知实习安排于模块实验和课程设计之前,进入生物发酵生产企业建立对工程的初步认知.毕业实习安排于模块实验之后与毕业设计（论文）之前,分别于发酵工厂、发酵中试车间或其他生物制品企业进行.在此前的实验、实践基础上进入工厂,不仅加深对生物工程工艺总体流程的理解,并且获得实际工厂运行和面临生产实际问题更为深刻的体验,使学生的专业技能和素养在工业环境中得到进一步提升,工程意识和工程能力得到加强[5].
以上按层次的实践教学环节的构成,为发酵工程为主导的课程体系理论与实践一体化的形成起到重要的支撑作用.
3 理论实践一体化的实施
3.1 教学内容的整合
在依据“规范”对理论课的基本要求前提下,对理论课内容进行整合,及对实验课以及理论与实验课之间的整合与衔接.如避免“发酵工程”与“工业微生物”交叉内容的重复及对应的实验内容的重复,前者侧重发酵的工程性,后者侧重微生物学的基础性.又如“发酵工程”与“生物工程设备”理论课重复内容的整合,在“发酵工程”中所涉及的侧重设备介绍的空气净化及发酵罐介绍等章节内容整合到“生物工程设备”中,而“生物工程设备”中的培养基灭菌理论、双模理论、连续培养动力学等章节内容整合到“发酵工程”中.再如“发酵工程实验”将种子活化与制备整合到摇瓶培养确定发酵条件实验中,使该实验既包括了种子活化与制备过程,又涵盖发酵工程理论课中有关培养基制备及培养条件的确定等,使知识单元的验证和实践衔接合理有效.
3.2 理论教学突出与工程的联系
我院生物工程专业培养方案“生物工程设备”课程安排在先,“发酵工程”课程安排在后,因此在“生物工程设备”教学中联系发酵工艺流程予以铺垫,并尽可能联系工业生产实例或实践教学相关的内容.如在空气除菌一章的介绍中,联系我院中试车间的空气除菌系统,从流程中设备的组成布置到各设备作用原理,增加照片与教材相结合予以介绍,将理论与后续的实践与应用结合起来.又如“发酵工程”理论课中种子扩大培养章节,联系到“生物工程设备”中的种子罐与发酵罐及为完成移种操作种子罐与发酵罐的连接,将工艺与设备融通,再联系到实训内容种子培养与发酵培养的工艺区别,将理论与实践衔接、推进、渗透和有机联系起来,使之相辅相成.
3.3 实践教学管理
（1）完善实践教学文件.从课程实验、模块实验、课程设计到工程实训,总结实践教学过程,优化教学内容和丰富各环节指导书.如发酵工程模块实验指导书几经补充形成流程清楚、操作步骤详细、图文结合及包括学生记录的较为系统的操作手册.（2）强化关键过程,提高操作能力.如发酵模块实验通过细化分组与重复运行强化空消和实消操作；通过课程实验从小型发酵罐到模块实验中试发酵罐强化重要设备的结构认知和操作原理；（3）改革和完善实践教学评价体系.如在发酵模块实验课学业评价中组成：出勤10%、记录10%、实验报告30%,而考评中采用一对一的有关管路、阀门连接及实地单元操作的考核占50%,将该考核作为学生模块实验考评的重要指标.
4 实践教学平台的建设
4.1 课程实验室建设
我院发酵工程实验室除常规微生物培养仪器装置外,还配备5L 小型发酵罐多台、冷冻干燥机、喷雾干燥机等设备,为开设小型发酵实验提供条件.我院还建有国家民委发酵酿造生物技术重点实验室,必要时给予相应的辅助.
4.2 校内实训基地
我院建有发酵实训基地,具中试规模的发酵罐和与之配套的种子罐,及相应的蒸汽系统、空气净化系统和产物粗分离设备,为发酵模块实验和部分毕业实习提供硬件保障.
4.3 校外实训基地
我院通过与发酵企业的深入科研协作,联合构建产学研相结合的合作形式,形成了较为稳定的企业实训基地,尽管数量有限,却为毕业实习综合技能训练、岗位适应性训练提供了难能可贵的场所.实践教学平台是理论实践教学一体化的保障,实践证明实训基地的建设只有紧紧依托行业,加强与产业的合作,才是科学的发展道路,而“产教结合、校企合作”的实训基地建设途径是符合当前社会实际的创新途径[6].
5 结语
通过理论实践一体化对以发酵工程为主导的课程体系的构建与实施,使理论与实践相结合,促进了学生工程意识的形成和专业技能的加强,缩小了学生自身能力与企业要求之间的距离.作为课程体系包含着诸多子体系：目标体系、理论实践教学内容体系、教学管理体系、教学保障体系等,各子体系是相辅相成的一个整体[7].为使以发酵工程为主导的理论实践一体化课程体系科学化、系统化,仍需要我们不仅在教学内容体系上继续深入理论课与实践课的优化、衔接,在教学保障体系上进一步扩充实践平台满足实训需求,更有待于建立完整的目标体系和完善教学管理体系,以促进应用型人才培养目标的实现.
参考文献
[1] 教育部高等学校生物科学与工程教学指导委员会.生物工程专业规范[J].高校生物学教学研究:电子版,2012,2(2):3-10.
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[3] 刘立明.生物工程专业实践教学体系构建与实践[J].广东化工,2010,37(1):179-180.
[4] 黄丽珠“. 理实一体”教学中应注意的关键环节[J].教育教学论坛,2011(31):62-63.
[5]王刚,郭明珠,陈欢,等.地方农业院校生物工程专业实践教学体系构建与实践[J].吉林农业,2014(24):92.
[6] 陈金如.基于项目教学法的机电一体化专业实践教学体系改革与创新研究[J].中国校外教育,2014(7).
[7] 刘轶宏.高职就业创业双线并进实践教学体系的构建研究———以柳州职业技术学院连锁经营管理专业为例[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014(17):316-318.
编辑李金枝
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