代谢控制发酵课程教学改革探索

摘要：代谢控制发酵是生物工程专业的重要专业基础课，其主要内容是研究微生物的代谢调节和发酵规律。为了提高代谢控制发酵课程的教学质量，本文从更新教学内容、改进教学方法、完善考核方式等方面进行了初步探讨。

关键词：代谢控制发酵；教学改革；课堂讨论

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）46-0055-02

代谢控制发酵课程是生物工程、生物制药、微生物、食品等专业的重要专业基础课之一，也是烟台大学生命科学学院生物工程专业继生物化学、微生物学和基因工程之后的一门重要的专业理论课。课程内容包括微生物的代谢调控，侧重于微生物的生长及代谢、代谢调控以及多种重要代谢产物的发酵控制育种等内容。代谢控制发酵始终与生产实践相联系，在生物科学与生物技术领域中都有广泛的应用。代谢控制发酵课程可以将生产实践和工业微生物育种紧密联系，因此其教学改革一直是各高校相关专业关注的问题。代谢控制发酵课程作为我校精品课程建设的一部分，有必要进一步优化教学内容，提高生物工程专业人才的培养质量，我们对该课程教学做了一定的探讨和研究。

一、更新优化教学内容，体现教学的科学性

首先，更新教学大纲。教学大纲对学生必须掌握的基础知识和基本技能进行了规范，以此为基础可以更好的培养人才。随着社会的进步和发展，用人单位对人才的要求也不断提高，因此要及时对原有的教学大纲进行修改及添加。在我们重新修订的代谢控制发酵教学大纲中，明确了讲授内容，将各章节内容按照理解、熟悉、掌握三个层次进行了分配，重点突出，避免了教师授课内容的随意性。特别增加了重组DNA技术及基因工程技术等相关内容的章节。与此同时，为了使教学内容与本研究方向保持同步，还在每一章中增加了“最新科研动态”部分。在该部分中向学生介绍一些国内外最新的代谢工程科研成果，加大课堂信息量，同时注意删减陈旧过时的内容。在授课过程中，还要努力追踪学术前沿，并力求将新的、已为学术界所普遍认可的研究成果转化为课堂讲授的内容。其次，选择适合学生理解的教材。教材是做好课堂教学的前提，它涵盖了教学内容，也是学校教学活动最重要的工具。为此，选择适合的教材是保障一门课程顺利教授的重要基础。现在有2种教材使用较广，一种是化学工业出版社的储炬编著的《现代工业发酵调控学》，此书以工业发酵过程的调控作为主线，内容全面，系统性强，但部分内容难度较高。二是中国轻工业出版社出版的张克旭主编的《代谢控制发酵》[1]，此书主要介绍代谢控制发酵的基础知识，同时又介绍了代谢工程中常用的科研方法和实验手段，尤其是育种方法章节，介绍非常详细；但内容较多且有些章节过于繁复，与课时量不符。因此建议不给学生硬性规定教材，而作为参考教材供学生自由选择，并且将重点章节编成讲义，派发给学生，便于学生有的放矢，更好掌握。另外，注重融合其他参考资料对教学内容加以扩展补充。第三，对教学内容进行有目的的增减，让学生的知识体系更完整更系统。代谢控制发酵课程一般安排在第三学年，此时学生已经学过生物化学、微生物学等相关专业基础课程。考虑到学生已经掌握了微生物生长和代谢的一些基础知识，因此在进行“代谢控制发酵”教学时，教师应提前熟悉基础课程的教学内容，对于重复的知识点以复习的形式进行回顾，避免课程之间不必要的重复。另外，由于代谢控制发酵中越来越多的涉及重组DNA技术及基因工程技术[2]，因此应对生物工程专业的学生加强重组DNA技术、基因工程等相关章节的教学力度。如添加重组DNA育种新技术章节的课时量，可以向学生详细讲述2～3种常用实验技术，如质粒提取，原核表达载体构建等，拓宽学生的知识。

二、积极改进教学方法和手段，激发学生学习兴趣

1.从绪论开始，激发学生对课程的学习兴趣。为了引发学生对本门课程的兴趣，讲好绪论就显得格外重要。在绪论章节中，我们介绍了包括代谢工程在内的三代基因工程的发展，人类对发酵认识和利用的发展史，还介绍了目前一些热门发酵产品的应用价值及其在市场上的需求，这些都让学生认识到代谢工程的重要性，有利于学生将代谢控制发酵课程的知识和学过的单科知识有机结合起来，也为日后工作拓宽了科研思路。

2.在该课程的教学中引入课堂讨论，增加学生学习的主动性和积极性。课堂讨论是基于合作学习的一种教学策略。合作学习是2O世纪7O年代兴起于美国的一种新型教学策略[3]，具体内容是由老师设定任务，学生自由组成课题小组，合作完成该任务，达到个体及合作搭档学习效果的优化。我们由此发展成为课堂讨论，让学生们自由组合，每组5～7人，自由选题，选题规定在代谢控制发酵专业方向范围内。每个组员都必须承担一定的学习任务，在规定时间内完成任务后，由组长进行总结，向教师及全体同学提交书面报告，即制成幻灯片，在课堂上演讲10～15分钟。报告的内容主要包括选题目的及意义、解决问题的策略等。然后教师和学生一起参与讨论和提问，最后由教师进行总结。学生在此项学习过程中，发挥团队合作精神，组间互相学习，取长补短，拓宽知识面，因此表现出了极大地积极性和主动性，选题的范围涉及了酒类发酵及改良、新型抗生素的发酵控制育种、鲜味剂（核苷酸类）发酵控制育种等等，对课程教学做了很好的补充作用。

3.充分利用现代教育技术教学。现代教育技术发展迅速，能将视频、音频、动画、图片等多媒体信息综合到课件中。因此我们在课程教学中可以多多发挥多媒体教学的优势。应用现代教育技术，课程内容更易理解，提高了课堂教学效率。此外，烟台大学建立了成熟的校园网络教学平台，教师可以将代谢控制发酵课程的教学大纲、多媒体课件、思考题和参考文献等通过网络平台提供给学生。网络平台的使用不受时间地点限制，是对课堂教学的有效补充，具有独特的优势，也受到了学生的欢迎。

三、完善改革课程考核方式，提高学生学习成绩

在课程改革前，该课程的考试方式为上交课程论文，虽然在一定程度上开阔了学生的知识面，但也造成一部分学生对课程的漠视。因此要想真正提高“代谢控制发酵”课程的教学效果，突出能力培养，在考核内容和考核形式上也需要进行相应的变动。我们将课程的考核方式分为平时成绩和考试成绩。平时成绩占40%，包括课堂表现与课堂讨论等。其中课堂表现占15%，以督促学生积极参与课堂互动；课堂讨论成绩占25%，如前文所述，根据学生在小组中的表现、分工及报告演讲效果给予分数。考试成绩占总成绩的60%，在卷面考试试卷题目设计上，去除一些客观题目，增加了英译汉的名词解释，增加了一定的设计题型，实践表明，通过考核方式的改变，大大激发了学生学习的积极性，训练了学生独立思考和解决问题的能力，尤其突显出一部分优异学生在专业水平上的进步，也从侧面促进了学生综合表达能力。在近三年的代谢控制发酵课程实践教学中，我们取得了一定的教改成效。特别是让很多学生从新的角度认识了生物工程这个专业，间接带动了学生参加生产实习环节的积极性，学生不再将课程视为一个负担，而是主动参与并从中有所收获，考研时更多关注并选择与代谢工程相关的专业，做毕业论文时也更多的选择与代谢工程相关的研究课题。当然，由于我们代谢控制发酵教学改革进行的时间尚短，而该课程所涉及的内容发展非常迅速，因此还需要我们在教学实践中多加探索，积极与学生互动，并且多关注学科发展，力争将该课程的教学水平保持在一个较高的水平。

参考文献：

[1]高年发，张健.“代谢控制发酵”精品课程的建设思路[J].中国轻工教育，2006，（2）：51-52.

[2]钟莉，邱乐泉，吴石金，钟卫鸿，李烜桢.强化学术研究和创新能力的代谢工程课程教学模式研究和实践[J].微生物学通报，2012，39（10）.

[3]陈飞雪，刘晓光.代谢控制发酵课程教学中合作学习初探[J].新西部，2008，（22）：199.

通讯作者：鞠宝。

基金项目：烟台大学教学改革与研究立项项目（No.2011 C041）

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