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??? 课程的重点为:强化发酵工程的学科地位和作用;坚持发酵工程的生物学和工程学基础。课程的难点为:掌握发酵工艺的共性和特点,体现发酵工程课程的先进性和完整性。现分述如下:
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1、凸现发酵工程的学科地位和作用
发酵工程既有悠久的历史,又体现出蓬勃的生机,被誉为工业生物技术的核心。借助于微生物进行产品开发或环境改造是发酵工程的基本内容和目标,涉及到解决人类所面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等重大问题,为人类社会带来巨大经济和社会效益。必须充分认识到发酵工程的作用。
课程从两个层次加以阐述:
首先,发酵工程在当前国民经济中已经占据的重要地位。从在传统发酵食品中的应用,到抗生素工业的建立,以及基因工程产品的大规模产业化的实施,目前全球发酵产品的年销售额400亿美元左右,并以每年7-8%的速度增长。我国发酵行业现有5000多家企业,主要发酵产品的年产值达1400亿元。
其次,从生物经济的角度再认识发酵工程的今后作用地位。能源、资源、环境日益问题的日益尖锐,加速了生物经济的到来。科学家预言,随着石油、煤等资源的枯竭,人类经济将从基于碳氢化合物的经济转变为基于碳水化合物的经济,在这场深刻的变革中,作为为工业生物技术核心的发酵工程能发挥何种作用?解决那些问题?这是人们关注的问题。
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2、坚持发酵工程的生物学基础和工程学基础
《发酵工程》教学内容绝对不仅仅是微生物技术产品的综合开发和生产工艺流程的打通。发酵工程首先是一个生物现象,但最终解决的是一个工程问题,培养有工程底蕴的生物技术应用人才是本课程的重要目标。课程提出了以生物过程的科学问题,即生物过程的工程学基础和生物学基础作为我们的教学内容基本出发点,实现教学从工艺向工程的跨度。
具体措施:
首先课程内容编排上面坚持生物学和工程学两个基础并重,一方面通过微生物、生化、分子生物学的知识深入理解发酵过程生物学现象,另一方面应用“三传一反”的基本的原理理解发酵过程定量控制和放大优化的基本思想,最终掌握发酵工业生产控制和过程放大中的量化和优化基本方法。
其次在课程体系上按照发酵工程生物学和工程学基础的构架来体现现代发酵技术的特点。近年来发酵工程的生物学和工程学基础发展很快,生物反应器的多尺度复杂系统理论以及生物过程系统生物学等新的方法和手段引入,给发酵工程学科注入勃勃的生机。课程通过两个基础的前沿介绍反映现代发酵技术的特点,进一步体现发酵工程学科解决具体生物学现象的工程内涵。
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3、掌握发酵工艺流程的共性和特点
?? 发酵工程研究内容广泛、对象丰富,在有限的学时内,让学生了解发酵工艺流程的共性和个性,达到宽基础、少而精的教学目标是课程设计的难点。
?? 解决措施:
?? 首先是按一条主线编排教学内容。课程教学内容编排跳出具体产品,而是按发酵过程的共性的工艺流程主线编排教学内容,结合生物学现象和工程概念,让学生掌握其中的共性原理。
?? 其次是围绕四个层次,精选案例。传统发酵的概念仅仅是利用微生物,现在发酵过程单元操作原理已经拓展至动、植物细胞的产品表达。所以课程讲解发酵过程的共性原理时,采用案例教学,按照初级代谢、次级代谢、基因工程发酵、动植物细胞培养四个典型的发酵类别来精选案例,让学生掌握共性的基础上,了解个性。为了加深对个性的了解,课程还专设“典型产品分析”一章。
4、体现发酵工程课程的先进性和完整性
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发酵工程的生物学基础和工程学基础发展很快,48学时的理解课程仅仅能讲解一些基本内容,一些前沿也仅仅这能做一些介绍,如何进一步体现课程的先进性和完整性,以利于学生的深入学习。
解决措施:
我们在本科教育《发酵工程》课程的基础上, 根据生物学和工程学发展,进一步设置系列选修课程(讲座)供深入学习用,或作为硕士研究生和博士研究生的选修课,形成一个以《发酵工程》为核心的课程群。 |