“现代发酵技术”课程案例库建设与实践

邹 伟，叶光斌，张楷正，赵兴秀，赵长青

（四川轻化工大学生物工程学院，四川 宜宾 644005）

现代发酵技术是运用微生物学相关理论基础，结合现代生物技术手段，通过微生物来高效生产特定产品的技术体系。“现代发酵技术”课程的开设是在本科阶段已经学习了“微生物学”“发酵工程”基本理论和实验技术基础上，进一步提升学生对发酵工程专业的理论知识和眼界，体现学科发展的前沿性，着重于知识的深度和应用，特别是如何将所学知识应用到实际科研中去。对于食品科学与工程专业和生物与医药专业（发酵工程、酿酒工程方向）研究生来说，该课程对于提高学生发酵工程知识素养和职业能力的提高具有重要作用。因此，该课程引入案例教学模式对于研究生实践能力培养、教学与实践有机融合、推动食品科学与工程相关专业学位研究生培养模式改革有积极意义[1]。目前，国内报道的生物学领域研究生课程教学具备案例教学的课程有“现代生物技术[2]”“生物分离工程[3]”“食品营养学[4]”等，尚未见“现代发酵技术”课程相关案例教学的报道。

“现代发酵技术”课程案例教学的设置主要包括4 个部分：案例内容模块设计、案例库建设、案例库教学实践和网络平台建设，其中案例库建设和网络平台建设是动态的，会根据教学实践过程中反馈结果做出持续改进。

“现代发酵技术”课程案例库建设框架见图1。

图1 “现代发酵技术”课程案例库建设框架

1.1 案例内容模块设计

“现代发酵技术”课程案例库建设的内容设计主要根据食品科学与工程专业研究生培养方案和学校主要研究特色。学校主要的研究领域为食品微生物、酿酒工程等传统发酵领域，因此案例库内容模块的设计中加入了食品微生物生态学、微生物抗胁迫机理和益生菌相关内容。同时，设计的内容模块还包括代谢工程与合成生物学、发酵过程优化、食品微生物系统生物学，共计六大模块（图1）。

1.2 案例库建设

根据设计的案例库内容模块，从国内高校发酵工程专业或微生物专业相关的博士论文与硕士论文中的研究事例及自己团队研究成果中寻找对应的事例。每一个模块初步选取5~8 个案例，该模块的所选事例需涵盖领域主要的技术手段、研究思路，同时也包括科研过程中常见的数据分析处理、图片制作等技巧。比如，在“食品微生物系统生物学”模块中选取的2 个事例就囊括了目前食品微生物系统生物学常见研究技术：比较基因组学、比较转录组学、基因组规模代谢网络模型和调控网络模型；
“发酵过程优化”模块选取的事例包含常见的微生物发酵生产谷胱甘肽的发酵过程优化、代谢工程改造后的工程菌株的发酵过程优化。最终每个模块案例为2~3 个，后期随着教学实践会不断增加相关案例。每个事例均配有相关的讲义文件和PPT，在讲义中会标明相关事例的参考文献、事例中主要的技术，同时在每个案例讲义中都会有用于学习后讨论的问题。另外，该课程也吸纳学院团队研究工作作为案例，建立相应的案例课题备选方案（2~5 项），从而使所选择的案例更加贴近学校研究生实际的科研情境，这些备选案例通过审核和筛选后，也用于课程案例教学。

1.3 “现代发酵技术”课程案例库教学实践

“现代发酵技术”课程案例教学实践过程可分成3 个部分：①课前准备。教学案例开课前1 周教师告知学生案例内容及对应的讲义资料，以便有充裕的时间让学生熟悉教学案例材料，并准备相关的问题讨论。教学前，教师可通过自我介绍等形式了解每个学生的实际情况及其研究方向特点。②课堂开展。教师把教学案例讲述结束之后，尽量详细地列出需要讨论的问题，在讨论过程中教师应对学生表现进行点评，并根据学生相关的表现记录平时成绩。讨论结束后，教师引导学生探索解决问题的技术方法和措施。讨论的形式可以采取小组讨论或集体讨论等灵活方式。③课后总结。完成课堂教学后，学生要对教学案例进行总结，如对案例中研究的思路和技术进行归纳，对所用方法和涉及到的知识点进行总结，简要撰写教学案例报告，撰写完成后交给任课教师。教师不仅要评阅学生撰写的教学案例报告，还需要对整个教学流程进行反思，包括案例选择的合理性、学生的参与度、教学所达到的实际效果等，进一步改进案例教学过程，获得更好的教学效果。同时，案例学习者在原有基础上，需要将新的外界知识进行整合，这就需要教师能在课堂上创造氛围、引导讨论与总结，对学习效果及时进行总结反馈。教学案例库使用效果的反馈评价对于案例库的改进与丰富具有至关重要的作用，可通过收集案例库相关专家、研究生和教师的意见建议，对相关内容做出改进，逐渐丰富案例库。一般要求案例内容整体上要求能覆盖本学科重点，案例选择要有广度和深度，注重真实性、新颖性、时效性。

“现代发酵技术”课程最终考核分为平时成绩和卷面成绩2 个部分，平时成绩占总分60%，主要包括预习案例准备工作、案例讨论表现，以及案例总结报告，每部分各占20%。卷面成绩占40%，考试以开卷形式，试题多为发酵工程领域的科技论文图表的案例分析、解决发酵工程实际问题的方案设计等题型，允许考试时上网查阅资料，着重考核学生实际分析解决问题能力。该课程的案例教学已在学校食品科学与工程专业2018—2021 级研究生中实践，反映良好。

1.4 网络教学平台的建设

在课堂讲授之外，教学团队通过建立网站，并将相关的案例讲义、演示文稿，以及基础背景知识、技术方法等资料有序组织起来，以第二课堂形式作为案例教学的补充。同时，由于“现代发酵技术”课程课时为32 学时，不可能在授课过程中覆盖案例库中所有的案例。因此，通过网络平台向学生展示更多的案例，突破课堂局限，可以让学生接触到更多的经典案例。

四川轻化工大学研究生食品科学与工程专业与生物与医药专业主要的研究方向是食品酿造与白酒生物技术，通过“现代发酵技术”案例库建设囊括了食品发酵前沿领域常见的研究方向和研究方法，并以案例的形式讲授，对学校食品科学与工程专业研究生具体的科研课题开展与科研思路的开拓具有很大的帮助，教学反映良好。同时，本案例课程教学的实施，也为其他生物工程类或食品类研究生专业课程案例教学提供了一个范例。

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