第二课堂在“发酵工程”课程教学中的探索与实践

赵妍嫣，郑 志，程杰顺，潘利华

（合肥工业大学 食品与生物工程学院，安徽 合肥 230009）

0 引言

“发酵工程”是生物工程专业的必修课程，是培养学生运用生物科学知识提升工程能力的关键课程。在理论教学方面，课程抓住发酵过程的基本规律，培养学生分析与解决生物产品发酵过程实际问题的能力，使学生既掌握科学的基本理论与知识，又掌握科学的思维方法。该课程又是一门实践性很强的课程，通过实践性环节，加深对理论知识的理解，培养学生的创新能力，锻炼学生的操作动手能力。作为一门典型的专业课程，如何把课堂教学与第二课堂结合起来，加深学生对课程的理解，是值得深思的问题[1-2]。分析了“第二课堂”在“发酵工程”课程中应用目标的途径、应用过程中存在的问题及解决方式，以期为专业课程教学改革提供一定的参考。

1 “发酵工程”课程目标和实现途径

1.1 目标

采用适当的教学方法，通过理论课、实践性环节及第二课堂多种教学方式，在整个“发酵工程”课程的教学过程中贯穿“一条主线、两个基础、三个层次、四个目标”教育，提高学生的专业认识水平，培养德智体美劳兼备的社会主义新时代的建设人才。

1.2 实现途径

1.2.1 提升教师素养，提高专业教学水平

“师者，传道授业解惑也”，传道者自己首先要明道、信道。高校教师要坚持教育者先受教育，努力成为先进思想文化的传播者、党执政的坚定支持者，更好担起学生健康成长指导者和引路人的责任。对于一名教师来说，扎实的专业知识是必不可少的。长期以来，很多承担专业课教学的教师片面地认为采用课堂教学是传授专业知识与技能的唯一途径，很少关注其他的教学手段和教学载体。实际上，自然科学课程中所蕴含的科学思辨和客观理性也是教育的重要内容之一，丰富多彩的教学方式是课堂教学必不可少的补充。

第一课堂与第二课堂共同承担着高等教育的育人功能，需要树立第一课堂与第二课堂相结合的育人理念，优化二者的教育因素，充分发挥其教育教学效果，二者相辅相成。最终达到提高学生理论知识、专业实践能力与素质能力的目的，达到高校人才培养目标和毕业要求，提高毕业生的综合竞争力[3]。

1.2.2 凝练教学目标，设计教学内容

“发酵工程”通过讲述菌种选育、菌种扩培、培养基制备、发酵过程控制等环节的工艺要求。教学过程中，针对不同章节的具体内容，确定课程教学目标。除了加强理论课的教学，要以第二课堂为补充，通过广泛阅读资料、课外交流、实习实验等方式拓展学生在发酵方面的知识，提高利用理论指导实践的能力。

在《绪论》中，通过讲授发酵工程的发展史及其在国计民生中的作用，使学生了解我国悠久的历史文化，以及新中国成立后我国发酵工业生产从无到有、由弱到强的发展史，从而激发学生的民族自豪感和爱国热情，坚定为祖国建设奋斗终身的信念。对于菌种选育，要求学生掌握自然选育、人工诱变育种、基因工程菌的构建等不同的育种方法，了解发酵工业上游技术。在授课过程中，可以结合新冠疫情等热点，增加关于干扰素、疫苗等发酵产品的生产工艺，提高学生的课堂兴趣。菌种扩培和培养基制备是发酵工程课程区别于微生物学课程的重要章节，这两章体现了发酵工程的产业化特点，在讲授理论的同时强调工业生产对产量、经济效益及环境保护方面的综合要求，让学生在专业课学习过程中更加深入理解发酵工程的内涵。“发酵工程”是一门与生产实践紧密结合的课程，以上每一章节的内容都可以通过设计适当的第二课堂活动内容加以补充和拓展，以达到较好的教学效果。

1.2.3 创新教学手段，提高教学水平

“发酵工程”课程内容不仅贯穿在理论课授课环节，还应该在第二课堂得到充分体现。“第二课堂”课程开发的理念是根据学生的特点创建共同特点的情境，引导学生完善自主性学习的能力，以此增强和“第一课堂”的互补性。通过更新教学载体，探索不同的教学方法，激发学生的学习兴趣[4]。

通常来说，课堂教学是育人的主渠道主阵地。在理论教学环节，通过科学家事迹、历史故事、知识点内涵等内容，结合课堂讲解或课堂互动等形式，在教学过程中讲述专业知识。也可以结合慕课、微课等网络教学平台，多措并举，将“发酵工程”专业知识中与日常生活、工业生产等内容贯穿起来。第一课堂是学校培养人才的主阵地，是传授专业知识的主要环节，而第二课堂则是第一课堂的拓展、延伸[5]。第二课堂能够进一步拓宽学生学习的深度和广度，提高他们创新思维能力及操作动手能力[6]。在学校新修订的培养方案中，第二课堂是学生的必修环节之一。

“发酵工程”是一门结合了专业理论和实际应用的课程，也是一门重要的专业基础课。为了提高“发酵工程”课程的教学效果，可以组织并开展以学生为中心的第二课堂活动。比如，通过开展与“发酵工程”课程有关的大学生创新项目、各类比赛、参观学习等活动，使学生在实践过程中收获知识、提升能力。实践效果证明：第二课堂内容上的新颖性和形式上的灵活性极大地激发了学生对发酵工程课程的学习兴趣，使学生的专业知识在课后得到有效拓展，有助于培养大学生的思维能力、动手能力和创新能力，提高学生的综合素质。

除了理论课和第二课堂，教师也可以通过课下走访和在线教学，随时关注学生思想动向，与学生实时互动。网络学习可以有图片、视频、知识竞赛等多种形式，不但提高学生的学习兴趣，而且有效补充了课堂教学内容。

教学手段及目标矩阵图见表1。

表1 教学手段及目标矩阵图

1.2.4 完善课程评价体系

完善课程评价体系，将课堂教学效果作为教学内容的一部分，纳入课程评价标准，可以提高课堂教学的效果[7]。可以增加课堂互动、作业、测验等环节的权重，比如对于学习态度端正，紧跟教师的思维，积极参与课堂互动，活跃课堂氛围的学生可以给予适当的加分；鼓励大家认真思考，营造积极向上的课堂氛围；采用“翻转课堂”的形式，让学生课下搜集材料，以PPT 报告的形式来谈论与课程内容有关联的事件，表达自己的观点，营造积极热烈的课堂气氛。

2 教学过程中存在问题及解决方式

2.1 课堂教学效果有待加强

“发酵工程”课程通过学科知识支撑辩证唯物主义的理论，通过具体的生产生活事例“以小见大”表达国家关于“健康中国”“绿色生态”的理念。为使课程达到预期目标，课堂教学时，每章可以提前确定一个讨论的主题，让学生预先查阅资料，确保发言内容不脱离主题，通过课堂讨论达到预期目标。比如，“发酵工业的起源”“实验室条件与工业化生产的异同”“传统发酵工业与现代发酵工业，哪个对国家经济的贡献更大”等，内容涵盖了课程所有章节，使学生通过讨论，加深对课程内容的理解。

除了增加讨论互动环节外，也可以通过“翻转课堂”进行教学，让学生成为课堂的主讲人，和大家交流自己的学习体会，提高教学效果。在“发酵工业菌种”一章中，提前布置学生查找资料，结合本章中将要讲述的不同育种方式，找出生产中的实例。上课时，大家踊跃上台交流，先后列举了氨基酸、有机酸、酶制剂、疫苗、抗生素等多种产品的生产实例，很多学生在讲解时，自觉地融入了“清洁生产”的思想，不但讲述了已有的生产工艺，还谈到了这种工艺可能带来的环境影响，以及自己针对这个问题提出的解决方案，这也说明了绿色发展的理念已经深深扎根在学生心底了。

2.2 课外关爱，巩固教学成果

为进一步巩固教学成果，除了加强课堂授课环节的教学内容外，课外关爱也是巩固教学效果的有效手段。具体的实施方式多种多样，如组织学生积极参与大学生生命科学相关的创新创业大赛和生命科学竞赛等学科竞赛、组织教学团队成员进行专题讲座、利用课外时间和学生进行谈心谈话等。通过丰富多彩的课余活动，使学生感受专业魅力，体会团队合作的重要性，学会沟通交流、换位思考，这样既巩固了专业知识、也加强了学生的思想教育。简而言之，深入挖掘专业课程每一章节的内涵，在课外交流中及时加以巩固，可以进一步提高课堂教学效果。

课外活动内容及目标见表2。

表2 课外活动内容及目标

2.3 多门课程并举，协同提高育人效果

现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大核心工程。发酵工程在现代生物技术产业中具有极为重要的地位。“发酵工程”是一门结合现代生物科学和工程技术的生物工程类专业核心课程，是强化培养学生运用生物科学知识提升工程能力的关键课程。也是生物工程、生物技术等专业共有的一门重要的专业基础课程。围绕“发酵工程”课程，应该统筹教学安排，和其他专业课程形成一个完整的课程体系。

对于专业知识的学习，可以充分运用资源库中丰富的教学资源，将专业课程建设为线上线下混合式教学课程，实现课前线上预习、课中巩固学习及纠错、课后拓展，促进“发酵工程”课程内容的有效开展；课程中通过点拨启发、小组讨论、互动点评、角色扮演等方式、力争做到融入的方式自然恰当；也可以引导学生设计“学习成果”及各自评价指标，学生完成“学习成果”并接受评价，从而实现包括素质目标在内的教学目标。

传统的课堂教学方式较为固化，由教师在固定场所讲授制，且教学形式单一。第二课堂可以根据学生的个性等方面多元化设置，打破了教学形式上的限制，可以极大地激发学生的创新思维，实现从“要我学”到“我要学”的转变，充分激发学生的学习积极性[8]。

不断探索新的教学模式，让学生在掌握专业知识的同时，受到多方面的教育，这对学校和教师都是新任务[9]。在这种教学模式下，教师应该摒弃固有的授课方式，通过创新教学模式，让教学贯穿课上与课下、理论与实践、线上与线下、课堂与翻转课堂，多措并举，全方位达到育人的目标。