“发酵食品工艺学” 课程改革与探讨

高献礼，张智宏， 张红印

（江苏大学食品科学与生物工程学院，江苏镇江 212013）

随着“中国制造2025”“互联网+ ” 和 “健康中国2030” 等国家重大战略的实施，以及新技术、新方法、新产业的新兴制造工业的发展，社会对工程技术人才提出了更高要求，迫切需要对本科教学内容进行改革和创新，从而完成国家高等教育发展规划纲要的目标，即培养信念执着、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才，为我国的经济发展不断注入新鲜血液[1]。

“发酵食品工艺学” 是为食品科学类专业开设的一门重要专业课程，其阐明食品发酵基本原理、设备和加工工艺等内容。通过开设该课程使食品科学相关专业学生了解发酵食品的行业现状，掌握发酵的基本原理、工艺流程及操作技能[2]。“发酵食品工艺学” 课程的内容综合性强，涵盖的知识范围广，对培养学生综合能力具有重要意义。通过开设该课程不仅可以让学生熟练掌握 “微生物学”“有机化学”“化工原理” 等课程中的理论知识，而且可以与具体食品生产过程结合起来，培养学生解决食品生产过程中复杂问题的能力。因此，我国大部分高校的食品相关专业均开设了“发酵食品工艺学” 课程[3]。

江苏大学食品与生物工程学院为食品专业的学生在第7 个学期开设了“发酵食品工艺学” （2 个学分，36 个课时，其中实验课时为4 个）。在此之前，学生已经学习了 “食品化学”“食品微生物学”“食品工程原理” 等相关课程，具有一定的专业理论基础，通过该课程的学习可以将之前的理论知识与具体发酵的食品过程相结合，具有承上启下的作用。此外，开设的 “现代食品检测技术”“食品加工工艺学”“食品物理加工新技术” 等课程的学习可以激发学生将新方法和新技术应用于发酵食品的开发、设计等环节，为食品发酵领域培养出高素质的专业人才，促进发酵食品工业的可持续发展。然而，目前传统的授课式课堂教学形式无法满足培养创新性、复合型和应用型人才的需要。因此，改革和创新“发酵食品工艺学” 课程的教学模式迫在眉睫。

1 “发酵食品工艺学” 教学现状

1.1 课堂教学存在的问题

“发酵食品工艺学” 是一门在学习 “生物工程”“基因工程”“生物化学”“化工原理” 等专业课程基础上开设的一门应用型专业课程，教学内容主要包括3 个部分，即酒类发酵、有机酸类发酵和调味品类发酵。每一种发酵产品涉及到的知识包含微生物的选择和扩大培养、原料的预处理、发酵过程控制和产品的分离等单元操作。该课程相关的 “发酵食品工艺学” 参考教材大都编排了十几章节的内容。例如，程丽娟主编的《发酵食品工艺学》 和樊明涛主编的《发酵食品工艺学》 教科书含有十五章节的内容，而侯红萍主编的《发酵食品工艺学》 则包含了二十章节的内容，但是 “发酵食品工艺学” 课时比较少，仅通过传统的授课型教学，无法讲授教科书涉及的全部内容，通过授课者一味地对学生进行单向的知识输出，不仅教学效果不好，而且背离了培养创新型、复合型和应用型食品人才的培养目标。此外，加工原料成分介绍和工艺设备选型等内容与其他课程内容重叠，并且不同发酵食品之间也存在很大的交叉和重复。例如，传统黄酒酿造与食醋酿造过程中原料和发酵过程有相似之处，如果采用传统的连续章节讲授内容势必会导致授课内容繁重，造成学生的听课积极性不高、教学效率低等诸多问题[4]。

1.2 实践环节存在问题

“发酵食品工艺学” 的研究对象是发酵食品，教学内容包括理论讲授和实践操作环节。掌握好实践操作环节对于培养学生动手操作能力、创造性思维和解决食品生产过程中分析实际问题的能力培养至关重要。然而，目前课程授课形式主要还是以理论讲解为主，缺乏实践内容。以江苏大学为例，之前开设该课程的实践课时仅有4 个，设置了2 次课程实验，包括传统黄酒酿造和酱油的呈味与勾兑相关实验的设置都存在一定的不足。第一，实验内容仅包含相应发酵食品加工过程的一部分。例如，酱油的呈味与勾兑，主要侧重于酱油风味的调节，虽然该环节对于酱油生产非常重要，但其仅为酱油酿造的最后环节；而传统黄酒发酵实验则主要涉及的实验内容为原料的预处理和酵母发酵过程，而未涉及黄酒的压榨、杀菌、陈酿等重要环节。因此，仅对发酵的部分过程进行实验不利于学生系统掌握发酵食品整个环节的操作和工艺控制。第二，实践课时不足，无法覆盖理论课时所涉及的教学内容，上述2 个实验仅涵盖了酒类发酵和调味品类发酵相关内容，并未涉及到有机酸类发酵类实验。虽然之间存在很多相同点，如微生物的扩大培养、原料的预处理等，但因为生产的发酵产品不同，在发酵过程中控制的条件、微生物的选择等仍存在较大区别，需要进行单独安排相应的实验环节。第三，受到实验条件和场地限制开设的实验课程均以小组形式进行，每组由5～8 位成员组成，无法做到每位组员均参与到整个实验过程中。第四，实验内容都是教科书中理论讲授的发酵食品的加工工艺实验操作，很难调动学生的创新能力和实践积极性。

2 “发酵食品工艺学” 课堂教学创新与改革要点

近年来，教育部关于本科教学的改革体现 “以学生发展为中心” 理念，坚持 “以本为本” 要求合理提升大学生的学业挑战度，增加课程难度、拓展课程深度，切实提高课程教学质量，从而激发学生的学习动力和专业志趣[5]。对 “发酵食品工艺学” 进行改革是适应本科教学改革的需要，培养出具有创新意识、适应社会需要的发酵专业人才的要求。因此，必须不断地改革和创新 “发酵食品工艺学” 的教学方式和教学环节，而改革的重点应该放到理论教学和实践教学2 个方面。近年来，许多高校对“发酵食品工艺学” 进行了改革，通过理论教学系统、概括，实验教学综合、创新，加强理论教学与实践教学的有机联系，取得了一定的效果[6-7]。但是，仍然与本科教学改革 “以本为本”，建设高水平本科教育的要求和现代发酵食品工艺学的培养目标存在一定差距，仍需投入大量的精力和成本在理论和实践教学方面进行探索。

2.1 教学内容改革

2.1.1 课程内容的调整

“发酵食品工艺学” 教学课程内容较多，包括发酵微生物的选育、改良、保藏与复壮，发酵过程中微生物代谢和发酵过程控制，发酵装置选型，发酵产品工艺流程（酒精发酵、调味品发酵、有机酸发酵等） 及发酵废弃物处理等方面的内容。按照传统讲授过程，首先讲授具体发酵过程中涉及到的微生物的相关内容，然后对其发酵工艺进行逐步说明，进而对产品的标准和品质进行说明，最后对产生的发酵废弃物的处理进行说明。该讲授形式虽然有助于强化具体发酵产品生产工艺的学习，但学生需要花费大量的时间去课前预习和课后复习相关知识。此外，各种发酵产品的生产工艺在内容上有许多交叉，仅在课堂有限的时间内无法全面讲授所有发酵产品的内容，不利于强化基础理论知识和拓展学生的知识面，也不利于学生形成一个系统的发酵体系的概念。因此，可以采取抓住发酵工艺核心主线，即将发酵食品生产中各研究对象的共性内容提炼出来，然后将不同发酵产品的特性内容以实例形式添加到相应教学内容中，这样教学过程有助于提高课堂教学的效率，降低知识的理解和掌握的难度，而且有利于学生掌握发酵过程的理论知识和突出不同发酵产品工艺生产中的差异，激发学生的学习兴趣，有助于学生探索能力和创新思维的培养[8]。另外，通过发酵食品工艺内容的特点，对一种具体的发酵食品进行讲授，而将类似的其他相关发酵食品的内容作为学生课外拓展学习的内容，以报告的形式提交形成课程作业。这样不仅可以降低授课者的授课负担，而且可以培养学生信息检索能力和自学能力。例如，通过课程讲授蒸馏酒中中国白酒的酿造工艺，课后布置作业让学生通过查阅相关资料完成 “金酒、白兰地、朗姆酒和伏特加与中国白酒酿造工艺的异同”。这样不仅可以让学生加深蒸馏酒的加工工艺的理解，而且通过对比学习的方式了解其他相关蒸馏酒的加工工艺，响应了教育部增加大学生学习负担的号召，开阔了学生的知识面。

2.1.2 章节的有机衔接

除了整体课程内容体系的调整外，对于章节内容之间可以根据教学内容内在联系进行安排。例如，酒类酿造工艺中可以根据是否采用蒸馏工艺对发酵酒进行分类介绍，可以首先介绍酿造酒类包括果酒、黄酒和啤酒酿造工艺，再对蒸馏酒（包括中国白酒、鸡尾酒、金酒） 等进行介绍，帮助学生理解蒸馏酒和酿造酒之间的酿造工艺差异。另外，可以根据微生物新陈代谢的过程先后顺序，将食醋酿造工艺放置于黄酒酿造之后，让学生从本质上理解黄酒放的时间长了会有酸味的原因，激发学生求知欲，促进学生主动的获得更多相关的知识的动力和兴趣。

2.1.3 教学方法的多样性

传统的授课都是以课件静态的形式呈现在学生面前，很多发酵设备和酿造工艺多以图片的形式展示，学生对于发酵设备的运转和操作过程理解较困难，降低了课堂听课效果和学习兴趣。因此，可以在授课过程中增加一些发酵相关视频内容，尤其是一些生产实际过程中的操作和发酵设备的运转，不仅可以增加学生的学习兴趣，而且可以为后续的实验环节起到示范作用。此外，在授课过程中涉及发酵产品介绍环节可以增加一些产品感官品评环节，让学生通过现场品尝，体会到不同发酵工艺对产品的风味带来的直接影响，进而明确各个发酵工艺的特点。例如，黄酒工艺学过程中，采用黄酒感官品评活动，现场品尝3 种不同类型的黄酒（甜型、半甜型和干型），让学生通过味蕾来感受不同酿造工艺产品风味的影响，并且学生之间分享品尝后的感受。另外，课堂上可以采用实践式教学形式，例如 “讨论式教学”，授课教师在授课过程中抛出一些问题，引导学生相互之间进行讨论和对话，增加学生主动思考、解决问题及演讲表达的能力，从而提高学生思辨能力的培养，积极调动师生 “教” 与 “学” 的积极性和主动性。最后，可以在课后预留发酵产品相关的问题，通过设组形式，鼓励学生查阅相关文献，然后以幻灯片的形式进行分享讲解，并且由授课教师进行简短的讲评，从而提高学生查阅文献、语言表达、课件制作及团队协作的能力，增强学生自学和分析、解决问题的综合素质能力。

课堂过程中进行黄酒品评见图1。

2.1.4 网络教学延伸学习

在课程教学过程中，教师教授内容受到参考书目、教学能力、教学条件等众多因素影响，这些都会影响授课质量和学生信息接收的深度和广度。为了扩大学生的知识面及知识的理解程度，激发学生自学能力和创新思维，通过网络教学可以很好地弥补教学过程中的不足。网络教学形式因具有不受时间和地域的限制等优势，可以实现学生自由支配自己的学习时间，从而提高学习效率和学习的积极性。目前，江苏大学已经加入了 “中国高水平大学慕课联盟”，从而提供了大量的高水平大学的精品课程内容，如江南大学的 “食品工艺学”、福建农林大学的“食品发酵工艺学” 和天津科技大学的“食品技术原理” 等，可以满足学生随时进行相应内容的拓展学习。另外，还有 “中国大学MOOC”“爱课堂” 等众多精品网络课程学习平台提供在线学习。当然，对于网络学习成果评判也是必不可少的。通过学习系统对学生的网络学习的课程和课时进行评价并纳入平时成绩促进学生培养自主学习的习惯，例如网络学习超过28 h 平时成绩为优秀，依次类推。

2.2 实践内容改革

实践教学和理论教学是相辅相成的，通过实践教学不仅可以促进学生认识、掌握理论知识，而且可以激发学生进行创造性实践活动。因此，实践课时所占比例应该增加，最终达到与理论实验课程课时相当的水平。此外，实践内容应该走出验证性实验、局部实验和简单实验的框架，向综合性、系统性实验转变。例如，传统黄酒酿造过程，可以设计从“微生物的扩大培养开始” 到 “成品黄酒的勾兑”的整个酿造过程。该实践内容涉及到了 “食品微生物学”“发酵工程”“食品分离技术”“分析化学”“食品感官品评” 等课程内容，学生进行酒曲的制备、原料的处理，该环节不仅需要测定霉菌的数量、发酵酶活力等指标，还要进行发酵过程控制，测定发酵过程中葡萄糖的消耗量和酒精的生成量；通过离心法或者物理压榨法获得生酒，并对产品的含糖量、酒精浓度、总酸等指标进行测定；通过澄清、杀菌操作获得成品黄酒。在该综合实践活动中学生需要掌握霉菌、酵母的扩大培养，曲霉和酵母产生糖化酶活力的测定，以及总糖、总酸、酒精度测定等，不仅掌握了实验操作方法，而且也理解了这些检测指标与产品生产工艺之间的关系，让学生充分理解黄酒酿造工艺过程和各个检测指标的重要性。

另外，江苏大学位处镇江市，具有悠久的黄酒和食醋酿造历史，有大批知名的发酵食品生产企业，其中黄酒企业包括 “金丹阳” 和 “鑫泽园”，食醋酿造企业包括 “恒顺醋业” 等。因此，可以借助当地发酵食品工厂进行实地参观学习，由企业专业技术人员对生产工艺、生产设备及工艺参数进行讲解并解答学生提出的相关问题，从而在参观实践过程中加深学生的认知和思辨能力。

学生走进食品发酵企业参观实践见图2。

3 结语

江苏大学开设的 “发酵食品工艺学” 通过不断改革、探索出来的教学改革措施已经取得了很好的教学效果。2015 级学生的期末成绩总评达到了80 分以上，及格率达到100%。学生主动学习的积极性显著增强，对课堂教学效果和课程的满意度也随之增强，学生对相关知识的掌握和实际运用能力有了明显提升，能够根据工艺要求处理实际遇到的问题。此外，回访毕业生，大部分学生都肯定了 “发酵食品工艺学” 课程教学改革的措施和教改效果，此项改革值得兄弟院校在讲授相关课程时进行参考。