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    文档作者:ylhuo
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    发酵工程教学的改革与实践
    宫衡 陈长华 叶勤 张嗣良
    (华东理工大学生物工程学院 上海 200237)
    随着生物技术的飞速发展,作为工业生物技术核心的发酵技术发展迅速,内涵更加丰富,应用更加广阔,在社会经济中发挥着越来越重要的作用.1996年高等学校专业设置和课程调整后,《发酵工程》已成为生物工程专业的一门核心课程,其教学内容与设置,一直是各相关高校关注的问题.我校《发酵工程》课程的前身是《抗生素生产工艺学》,我国抗生素工业的开拓者马誉徵教授呕心沥血的建设为课程打下了坚实的基础,发展至今凝结着我们专业几代人教学与科研的积累.近年来我们在课程体系,教学方法,实验教学,师资队伍,教材建设等方面进行了改革和建设,取得了一些效果.
    建立与生物技术发展相适应的课程体系框架
    着眼于学科发展,认识发酵工程的作用与地位
    必须从两个层次来认识发酵工程的地位与作用.
    首先:从在传统的生物制品中的应用,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,发酵工程已经在国民经济中占据了重要的地位,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5000多家,主要发酵产品的年产值1400亿元.
    其次:随着人类社会经济发展,当前的能源结构,资源结构,环境状态将难以支撑人类社会进一步发展的目标.传统的粗放型经济增长方式必定走到尽头,必需走资源节约型,环境友好型的道路.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,只有工业生物技术才能将来源于太阳能的可再生资源碳水化合物转变为现代社会所需要的化工原料和能源,这种能源结构和资源结构的转变直接关系到经济的可持续发展,社会的稳定,和国家安全.21世纪将是工业革命世纪到生物技术世纪过渡,生物技术
    将由目前的形成阶段进入成长阶段.由此对于21世纪的工业生物技术产业,究竟是一个什么样的格局 作为工业生物技术核心的发酵工程,在已经开始的生物经济时代,是处于一种什么状态 能起何种作用 又面临那些课题 这是人们所关注的问题!
    着眼于学科发展,来认识理解
    发酵工程,这是我们课程建设的基本点,并以此来指导《发酵工程》课程内容的更新,体现课程的时代感,凸现课程的作用与地位.
    教学内容组织与课程群的设置
    教学内容:《发酵工程》作为生物工程专业的必修课程,安排48个学时,多年来我们坚持 "少而精,宽基础" 的教学理念,围绕"一条主线,两个基础,四大案例"来展开《发酵工程》的教学内容,形成了我们学校《发酵工程》鲜明的教学特色.一条主线,即将发酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来,按照发酵工艺过程的主线(菌种→培养基→种子扩培→发酵过程控制)来编排教学内容.两个基础,即生物学基础,工程学基础,坚持两个基础并重,让学生在掌握生物学基本原理的基础上,认识发酵过程的放大与控制定量计算方法.四大案例,即围绕初级代谢,次级代谢,基因工程产物,动(植)物细胞培养这四大典型的发酵过程来精选案例.
    实践表明,学生通过4 8个学时的学习,能对发酵过程中的工程问题与生物学基础有较深入的认识,并了解发酵工业控制的特点及共性,也可掌握发酵过程中过程优化与放大的基本概念,同时对有关交叉学科的前沿技术在发酵工程中的应用会有一定的了解,教学效果明显.
    课程群的设置:在本科教育《发酵工程》课程的基础上,设置系列课程和讲座,建立课程群.近年来发酵工程的生物基础和工程学基础发展很快,如各种组学的出现,系统生物学的发展,制造装备技术的提高,计算流体力学,复杂系统多尺度控制理论的应用等,所有这些都给发酵工程学科注入了新的活力,发酵工程学科显示出蓬勃的朝气.基于此,我们在本科教育《发酵工程》课程的基础上, 进一步设置系列中,高级课程(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.开设的中级课程(讲座)有:多尺度微生物过程优化与放大,动物细胞大规模培养,微生物代谢代谢调控与代谢工程,环境发酵工程,现代发酵工程装备与工厂设计,发酵过程GMP标准.开设的高级课程(讲座)有:微生物过程系统生物学,基因微阵列技术及其发酵过程中的应用,蛋白组学分析及其在发酵过程研究中的应用,双组分信号转导及相互作用组学在发酵过程研究中的应用,生物反应器的计算流体力学的研究.
    课程群的建设,保证发酵工程整个课程体系的先进性和完整性,提供了一个宽广的平台供学生发展.
    建立多层次的实验教学体系
    实验课程作为发酵工程教学的重要部分,一直是我们课程建设的重点,特别是经过最近几年的改革,形成了基础,综合,创新三个层次的实验内容,并以此建立了一整套的实验管理体系,形成了我们学校实验教学的特色.

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