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摘要:發酵工程設備實驗教學改革強調綜合素質的培養,突出實踐能力,建立與發酵工程設備理論課既相輔相成又自成體系的實驗課程體系。充分凸顯學生于實踐教學活動中的主體地位,培養學生研究分析實驗存在問題的能力,提高自主進行實驗方案的設計并驗證實驗數據的能力。
關鍵詞:發酵工程設備;教學改革;實驗
發酵工程設備是一門以實踐為主的專業學科,密切聯系生產工藝和相關設備。發酵工程設備實驗教學是生物技術專業學生實踐的重要環節,也是發酵工程設備理論知識與生產實際聯系的必要步驟。本課題組逐步完成了實驗室的組建和完善工作,同時進行發酵工程設備實驗的教學過程進行了改革探索,獲得了明顯的實踐效果。
1發酵工程設備實驗教學改革的重要性
發酵工程設備實驗教學改革前內容以教師為主,學生按理論知識的講授內容完成實驗,實驗主要驗證性實驗,關聯性和系統性較差,實驗內容相對分散孤立,教學流于表面化和形式化。許多實驗不注重過程,只重視結果,學生學習的積極性、主動性和創造性被遏止。并且傳統實驗教學內容的不足,往往滯后于新知識、新技術的發展。為加強教師與學生的互動,激發學生的主觀能動性,凸顯學生的主體地位,本實驗教學模式確定為連續性和關聯性較強的綜合性實驗。
2發酵工程設備實驗教學改革內容
本實驗教學模式旨在激發學生的對發酵工程設備實驗的興趣和探索心,提升學生歸納總結理論知識點、自己解決實驗存在問題的能力,為學生提供全面發展個人科研素質的機會,使其較早具備科學分析問題和解決問題的綜合思維,有助于提高其學習的積極性、主動性和創造性。因此本實驗教學模式既要提供必要的實踐條件,還必須實踐過程進行全方位的規劃和步驟分解。
(1)根據學生興趣與個人能力進行自由組合和分組,分組實驗的組內成員互相幫助、取長補短,服從實驗室的統一安排與管理。
(2)在學生正式實驗前,要進行基本的實驗操作技能培訓,并進行考核。
(3)實驗內容方面,指導教師即可引導學生進行設計好的綜合性實驗,也可由學生本人提出實驗設計方案,指導教師協助完善把關,借此達到學生用所學知識解決問題、提升個人科研能力的目的。
(4)學生首先查閱大量文獻,在此基礎上提出實驗方案,指導教師隨時對實驗過程中的技術重點、難點進行指導和把關,包括儀器材料、操作工具及步驟、時間安排及進度等。
(5)實驗結束后不要提交實驗報告,而且要求每組同學依據實驗過程及最終結果撰寫科研論文,并組織不同實驗組之間進行交流,互相學習、取長補短。
(6)對學生根據實驗撰寫的研究論文進行分析修改,例如格式規范、實驗方案、內容、結果及本次實驗存在的問題,使學生從每次實驗中都能有所收獲,提高個人實驗設計和論文撰寫能力。
綜合性實驗和探索性實驗是提高學生個人實驗設計能力和綜合素質的良好方法。發酵工程設備實驗的教學改革是提高學生獨立思考、發現并分析問題、最后解決問題能力的有效途徑。例如學生自主進行實驗方案的設計并驗證實驗數據,根據結果完善實驗方案和操作方法。最后撰寫科研論文,為創作高素質、高水平的本科畢業論文打下基礎,進一步提高了學生的學習動力。
3優化教學環節優化發酵工程設備實驗的教學環節
首先是改革實驗順序與內容,提高設備實驗的完整性和連續性。之前的設備實驗并不連續,沒有完整的綜合性大實驗。這些不連續的、相互之間沒有緊密聯系的小實驗,不能給予學生實際生產的現場真實感。設備實驗教學改革后本課程的實驗集中在一個完整的時間段內完成。如啤酒發酵實驗,以啤酒發酵過程為主線,相關的麥芽汁制備、菌種擴培及啤酒質量檢測等幾個分別獨立的實驗交替進行,學生分組后合理利用各個實驗的時間和空間上的差異來合理、有序并緊密的安排實驗步驟,盡可能還原發酵大生產的步驟與環節。為使學生深刻理解發酵設備實驗的科學性與完整性,實驗利用電腦精密控制的的小型發酵罐為實驗主要儀器,和同自己制備的模擬發酵罐的發酵液進行檢測、對比,對實踐步驟和環節進行有效地監控和對比。學生解決發酵過程中的實際問題,使學生認識到學習發酵設備的目的和意義,從而提高學生研究分析實驗存在問題的能力,自主進行實驗方案的設計并驗證實驗數據,根據結果完善實驗方案和操作方法。
4加強校企合作
本課題組為提高學生的科研能力和綜合素質的培養,以本科的發酵設備實驗為突破口,進行實驗教學改革。本課題組充分利用實踐基地建立完善的實踐教學協同培養機制,與河北衡水老白干集團、河北養元智匯飲品股份有限公司、河北東方綠樹食品有限公司等企業建立了良好的協同互動、互利共贏的合作關系。以地方企業的實際需求和科研項目主要實踐目標,進行發酵工程設備實踐教學,將設備實驗教學融匯到教學與實踐過程中。通過一系列優化教學結構調整,構建"目標-理論-實踐-再理論-再實踐-結論"的六步式實驗教學模式的改革。當今時代科學技術日新月異,社會對人才評價標準也發生變化,不僅知識淵博,而且需具備創新精神和創新能力。
在此大背景下本課題組強調提高科研能力和綜合素質的培養,突出實踐能力,改革發酵工程設備實驗教學體系,建立與發酵工程設備理論課既相輔相成又自成體系的實驗課程體系。充分凸顯學生于實踐教學活動中的主體地位,確保提高學生的科研能力和綜合素質,鼓勵學生發展個性,使教學從“要你學”變為“我要學”,培養學生研究分析實驗存在問題的能力,提高自主進行實驗方案的設計并驗證實驗數據的能力,獲得根據結果完善實驗方案和操作方法的能力。最終實現全面提高發酵設備實驗教學質量與水平,培養出適應當今社會需求的應用型、復合型人才。
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作者:朱會霞;孫金旭 單位:衡水學院