2024年2月28日发(作者：)

！　！　二　堕　ＣＮ１２—１３５２／Ｎ　实　验　室　科　学　第１４卷第６期２０１１年ｌ２月　ＬＡＢ０Ｒ　Ａ　ｒ０ＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥ　Ｖ０１．１４　Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０１１　ＳＴＳ教育理论在发酵工程教学中的应用　刘俊红，王福梅，刘瑞芳　（河南城建学院生物工程系，河南平顶山４６７０４４）　摘要：ＳＴＳ理论旨在提高学生的科学技能和实践能力，更好地服务社会。对发酵工程教学中引入ＳＴＳ教育　理论的策略以及需要注意的问题进行了分析，以期为发酵工程专业学生的培养提供理论基础。　关键词：ＳＴＳ理论；发酵工程；微生物学　中图分类号：Ｑ８１５；Ｇ４２４．１　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４３０５．２０１　１．０６．０１６　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＴＳ　ｔｈｅｏｒｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＬＩＵ　Ｊｕｎ－ｈｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｆｕ－ｍｅｉ，ＬＩＵ　Ｒｕｉ—ｆａｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ　Ｕｒｂａｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ　４６７０４４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＴＳ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｉｍｓ　ａｔ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃ　ａｂｉｌｉｔｙ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｔｉｒｂｕｔｅ　ｔｏ　ｓｅｒｖｉｎｇ　ｓｏｃｉｅｔｙ．Ｂｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ＳＴＳ　ｔｈｅｏｒｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｆｅｒ－　ｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｉｔｈ　ａ　ｖｉｅｗ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｔｈｅｏ—　ｒｅｔｉｃａｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＴＳ　ｔｈｅｏｒｙ；ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ　ＳＴＳ（Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，简称ＳＴＳ）　教育理论自２０世纪７０年代以来，一直在科学教育　改革领域发挥着重要的作用。ＳＴＳ教育是“科学・　技术・社会”教育的简称，是以科学、技术和社会关　系为重点而组织实施的一种新型教育模式ｕ　Ｊ。一　当前和今后我国面临的重大战略任务，其中的一条重　要内容是必须加快推动我国经济增长由主要依靠增　加物资消耗向依靠科技进步、提高劳动者素质和管理　创新转变。因此，在发酵工程的教学中引入ＳＴＳ理论　既是教学内容的要求，又是实现新时期党和国家重大　战略任务的历史使命的需要。　方面，强调科学与技术的相互支持，即强调动手实　践；另一方面，强调科技与社会的相互作用，尤其是　科学技术在社会生产、生活和发展中的应用，即突出　知识的应用。ＳＴＳ理论的目标是：全面提高学生的　科学意识及科学技能、技术意识和实践技能、社会意　识及服务效能　。　１发酵工程教学中引入ＳＴＳ理论的策略　１．１优化教学内容。强化学科特点　发酵工程是生物技术中五大技术体系之一（见　图１）　Ｊ，是上游技术和下游技术的桥梁与纽带，学　科间的知识交叉在所难免。优化教学内容，协调学　科关系，加强知识的科学性和社会性尤为重要。　发酵工程是微生物学、工程技术设备以及经济学　有机结合的一门综合性学科，是高校生物技术专业和　生物工程专业的专业课。该课程的主要内容有发酵　（１）发酵工程与微生物学的关系　工业的菌种筛选、培养基制备、无菌技术、发酵过程控　制、发酵罐的设计与放大、产物的提取与精制、发酵工　厂工艺设计、发酵经济学以及各类发酵产品的生产工　艺；其特点是理论与实践紧密的结合，要求学生在掌　发酵工程中讲述的内容涉及到微生物学、下游　技术设备以及经济学等学科。其中发酵工业菌种的　生理生化特征、培养基的分类与制备、常用的无菌技　术等知识在微生物学中已经有了详细的学习，因此　在发酵工程中仅作为对知识的回顾；对于无菌空气　握发酵原理的同时，学习常见产品的制备技术与关键　环节控制，学习发酵工厂设计和经济学理论，为将来　从事有关的实际工作打下坚实的基础。胡锦涛总书　记和温家宝总理近来多次强调，转变经济发展方式是　的制备、发酵过程控制以及发酵产品原理与技术应　用等内容做深入的讲解，并在此基础上把各部分知　识有机地联系起来，形成系统的知识网络，便于学生　

刘俊红，等：ＳＴＳ教育理论在发酵工程教学中的应用　理解与记忆，以较强的专业知识武装自己，实现知识　４７　叉学科的学习，突出了本学科的特色；另一方面，使　的社会化。因此教学内容的优化，一方面巩固了交　知识系统更加精炼，减少了无谓的时间浪费。　Ｉ苴禹１Ｉ螯　上任厂　－雹Ｌ　广－｛细胞工程广　｝细胞工程卜　０　；　生物新品种Ｉ　＿．｛发酵工程｝　几　广＝　］　Ｖ　叫酶工程ｒ　图１　生物技术五大技术体系图　（２）发酵工程与下游技术设备的关系　上，结合空气污染现象，既能加深对知识的理解和掌　下游技术设备是对发酵产物的提取与纯化的原　握，也增加了学生的社会责任感。　理、方法、设备、操作以及重点、难点等环节的深入细　（２）联系课程中的重大事件，提升学生的综合　致的阐述，因此对于发酵工程中的该内容只需要学　素质　生了解不同产物提取与纯化的基本方法、原理以及　例如在讲解发酵工业的无菌技术时，插入巴氏　步骤即可。　灭菌法发明的背景故事，不仅活跃了课堂气氛，还可　（３）发酵工程与经济学的关系　坚定学生通过科学知识和技术服务社会的理念，真　发酵工程最终的目的是将先进的技术、设备以　正把知识转化为生产力；讲青霉素发现的背景故事，　及工艺用于实际的生产中，创造更多的经济效益，因　让学生明白认真观察和不懈努力是通向成功的捷　此在发酵工程的教学中应对发酵企业经济效益的评　径，机会只垂青勤奋者，鼓励学生从身边小事和生活　价方法和体系进行分析和阐述；同时经济学的知识　点滴做起，掌握丰富的理论知识，提升自身服务社会　和理论体系比较宽泛，只需结合发酵工厂的实际有　的能力，投身于实践的大潮中。　选择地讲授，做到重点突出，详略得当，切忌“眉毛　（３）结合生活实际，加强对抽象知识的理解　胡子一把抓”　。　发酵工程技术的应用涉及到各行各业，包括食　通过对不同学科知识点的综合分析，对发酵工　品、医药、化工以及能源等领域，和生活紧密相关，因　程的教学内容进行优化，可以做到有的放矢、重点突　此在学习时，注意理论知识与实践的结合，赋予理论　出、特色鲜明，整个知识体系条理眭强。　知识社会与生活的外延，更能激发学生学习的兴趣，　１．２改进教学方法，提高学习能力　从而积极主动地接受知识。比如发酵罐的设计中搅　（１）结合学生的知识体系，选择适宜的教学方法　拌装置的设计，以生活常见的电扇为例进行阐述，生　对于与微生物学的交叉知识，以学生自学为主，　动贴切，更容易接受。　采用提问的方式进行，既调动了学生的积极性，加强　（４）结合课题教学，开展专题讨论，发挥学生潜能　了师生的互动，又为后续的学习奠定了基础；至于无　收集有关发酵工程技术应用的前沿课题，开展　菌空气的制备、发酵过程控制、发酵罐的设计与放大　专题讨论会，使学生对本学科的发展方向有清楚的　以及发酵原理技术的应用等重点知识，采用启发式　认识。通过从原料的选取到产品的提取等各个环节　教学，提出问题，逐步深入，循循善诱，紧抓住学生的　使学生各抒己见，不仅加深对知识的理解，又拓展了　注意力，引导学生进行思考，在此基础上进行讲解，　思维，可以充分调动同学的积极性。比如：针对当前　增强学生的理解力。例如：在学习培养基设计的时　的热点问题——生物能源的开发和利用展开讨论，　候，提出问题：培养基的种类、培养基的营养成分及　先讲解生物能源的概念和种类，然后以生物乙醇生　其作用、培养基配制注意的问题等，完成对已学知识　产为例，让学生设计制备的方案。原料的选择有哪　的回顾和复习；无菌空气的制备中重点讲解典型的　些？不同的原料处理方法有何不同？菌种的培养条　制备工艺“两次冷却，两次分离，适当加热”＿９　Ｊ，分别　件如何选择？产物的提取采取何种工艺？学生在完　学习：是什么？为什么？怎么做？等，启发学生的思　成方案设计的同时，实现了对培养基设计、种子的制　维，激发学习兴趣；在如何提高过滤空气的效率问题　备、无菌技术、发酵条件的控制以及产物的分离纯化　

褰　验　室　科　学　等知识的具体应用；尤其是通过原料的选择，对石化　效途径。　能源带来的危害和生物能源的优势有了更清楚的认　识，有助于激发学生的社会责任感和利用所学知识　服务社会的使命感。　（５）多媒体教学，加深理论知识的理解　多媒体教学一改传统教学的“粉笔＋黑板”模　（１）做好基础实验，掌握基本实验技能　结合教材内容和教学目标，找出所学知识与社　会实践的最佳结合点，开设发酵工程的基础实验，如　发酵罐的操作与应用、发酵污染的检测与判断以及　厌氧菌的分离、培养与活菌计数、糖化酶摇瓶发酵实　式＿ｌ　，通过形象的动画和图片以及相关的视频资　料，在扩大信息量的同时，给学生视觉和感官的刺　激，激发学生的学习兴趣。在教学环节中，穿插大型　发酵企业的产品生产和技术开发以及发展方向，使　学生了解该行业的发展现状和趋势，进而掌握更多　的知识以适应社会发展的需要。　１．３　加强实验教学。强化动手与创新能力　验等，通过严谨的实验操作，使学生掌握发酵工程的　基本实验技术和主要产品的生产原理与工艺流程。　（２）开展设计性实验，提高学生创新能力　提出任务，让学生自行设计实验，给学生充分展　示的空间，操作流程见图２。如在实验室制备谷氨　酸时，让学生根据所学的知识，查阅资料，进行实验　设计，包括实验原理、实验步骤、操作要点以及重点、　难点控制等。在设计实验时，一方面加深了对相关　理论知识的掌握；另一方面，大量的阅读资料，开拓　了学生的视野。　当今社会需要大批掌握先进科学知识和技术、　具有实践能力和创新能力的优秀人才。发酵工程实　验技术是巩固理论知识、提高学生的动手能力的有　图２实验设计操作流程图　通过设计性实验，使学生了解发酵技术发展的　清楚，重点突出；正确处理交叉学科在本课程中的比　重，使学生既巩固了以前的知识，重点掌握发酵工程　趋势和方向，进一步认识到发酵知识在整个知识体　系中的地位和对社会发展的推动作用。　１．４深化生产实习。提升社会责任感　的知识，又为后续课程的学习打下了基础，使得各学　科的教学各有侧重，有效避免有广度没有深度的　现象。　结合生产实习的内容和环节，提出问题，使学生　带着问题到工厂去，在实际的生产中解决问题；同时　联系所学习的理论与实验知识，分析实验室阶段和生　产阶段的主要区别；广泛调研，了解技术进步与社会　２．２结合学生实际　避免脱离社会　学生掌握的相关知识，主要是服务于社会与就　业以及科研工作的。因此，对之前毕业学生的就业　与研究方向以及从业能力进行跟踪调查，掌握他们　需求，增强服务社会的意识。例如：宝丰酒厂的生产　实习。参观实习之前对白酒的生产工艺流程、质量控　制以及设备等进行介绍，然后提出伺题，通过技术员　的讲解和参观以及学生的现场提问，让学生在所学理　论知识的基础上，增强对白酒的主要生产环节如曲的　制备和“清蒸二次清”的典型工艺的了解，对白酒的生　产知识由感性上升到理性，有力地推动了理论和实践　的结合，更加认识到知识社会化的意义。　的动向和社会的需求动态，为今后学生的培养方向　提供依据，减少盲目性带来的负面影响。　３应用ＳＴＳ理论的教学效果　３．１优化了知识体系　ＳＴＳ理论在发酵工程教学中的运用，使相关学　科的讲授有的放矢，层次清楚，避免了学科之间的重　２在发酵工程教学中应用ＳＴＳ理论需要注　复，使得学生的学习过程更加轻松，同时对学科间的　意的问题　知识网络的理解更加清晰明了，有利于学习效率的　２．１紧密联系专业。防止广而不精　提高。　３．２提高学生的综合能力　在教学中，引入ＳＴＳ理论，强化学生对知识的　通过优化教学内容和改革教学方法，对本课程　的主要内容的讲解应由浅人深，由表及里，做到层次　

刘俊红，等：ＳＴＳ教育理论在发酵工程教学中的应用　应用，辅之以课题教学，让学生广泛查阅资料，设计　参考文献【Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　４９　实验方案，并通过实践予以检验，提升学生运用学习　资源的能力、分析问题和解决问题的能力，这样培养　出来的学生就完全摆脱了“书呆子”、“死读书”等，　真正学以致用，体会到学习的乐趣。　３．３　增强学生的社会责任感　结合前沿技术的发展和当前面临的问题，启发　［１］付艳平王光野．生物教学中开展ＳＴＳ教育是实现素质教育的　，有效途径［Ｊ］．长春师范学院学报，２００９（２）：１１３—１１６．　［２　２喻杰－应用ＳＴＳ教育理论优化科学实验教学研究…・现代教　育科学，２０１０（　）：２５－２６．　Ｔ　教育的特点…・比较教育研究，　００　（　）：。。一　［。］黄晓・论ｓ［４］周爱．飞，３５於红．网络环境下高中物理ＳＴＳ教育探索与实践　学生运用所需的发酵工程知识进行分析，提出解决　［Ｊ］・物理教学探讨，２００７（３）：３４—３７・　问题的方案。虽然就学生的知识体系来说，还不会　［　］杨振曦＿高师化学学科教学中加强　Ｔｓ教育的探讨［Ｊ］＿中国　有切实可行的方案，但是毕竟给学生运用知识、服务　［６］　２００９（　：８６－８７￣艳，周．发酵工艺原理课程教学改革探索［Ｊ］．中　社会提供了机会，进一步增强了学生的社会责任感　国科教创新导刊，２００７（，￣ｔ，４６３）：４６．　和使命感。　［７］姜宁，刘晓鹏．发酵工程原理课程教学改革研究［Ｊ］．中国酿　４结语　：　，等．巧用案例与问题法提高发酵工程　总之，在发酵工程教学中引入ＳＴＳ理论和素质教　工艺原理教学效果［Ｊ］＿微生物学通报，２０１１（２）：２５６—２６０・　展，利用学到的科学知识和技术，生　充分发挥自身潜能，　［１０］－．１王－＂Ｉ越＂ａｌ　ｚｔ￣基于　发酵工艺原理教　，２Ｏｌ　，　，　＿．发酵工　综合性实验课的探讨　更好地投身到社会中去，接受实践的检验。由于ＳＴＳ　［Ｊ］＿中国现在教育装备，２００９（１５）：８０—８１．　理论旨在提高学生的实践动手能力和知识的具体应——　用，符合二十一世纪的人才培养目标，可为社会培养　收稿日期：２０１１—０７—１０　综合素养较高的优秀人才，更好地在自己的岗位上服　修改日期：２０１１—０９—０６　务社会，因此，ＳＴＳ理论在高等院校的专业基础课和　作者简介：刘俊红（１９７２一），女，河南鹤壁人，博士，副教授，　专业课以及实践教学中将会发挥越来越大的作用。　从事生物工程方面的教学与科研工作。　（上接４５页）　［２］　宋玉秋，余小滢，刘淑萍．在电子工艺实习中培养学生综合素　实习过程同学分工协作，培养了学生的协作精神和　质［Ｊ］．实验技术与管理，２００５，２２（５）：９３－９５．　组织管理能力。实习过程中遇到技术问题，师生一　［３］　张群英，提高电装电调实习成效的探索和实践［Ｊ］．科学之友，　２０１０（１１）：１３７－１３８．　起探讨，培养了学生的独立思考能力和创新意识。　［４］　陈海忠，吴建明．“电装实习”课程教学改革初探［Ｊ］．中国电力　４结束语　教育，２００９（５）：１０６—１０７．　［５］方凤才，唐柳，王海波，等．高校电子工艺实习教学实践研究　电装实习是我校理工类本科学生入校后第一个　［Ｊ］．广西师范学院学报（自然科学版），２００９，２６（３）：１１９—１２２．　与专业相关的实践类教学课程，通过电装实习系统　［６］高秀娥．电工电子实验教学新思路［Ｊ］．实验科学与技术，　化的实践教学活动，学生初步掌握了电子电路基本　２００４（１）：８７－８８．　应用知识和工艺管理技能，提高了学生工作实践能　［７］　李沛，侯晓霞，胡延平．电子工艺实习教学改革之实践［Ｊ］．中　国电力教育，２０１０（７）：１４９—１５０．　力和创新能力，积累了实践经验，为进一步学习和发　［８］　曹啸敏．电子工艺实习教学内容的研究与改革［Ｊ］．中国科教　展奠定了良好的基础。根据我校电装实习目前的教　创新导刊，２００９（３５）：４７．　学情况，我们拟进一步加强电装实习课程改革，有计　［９］李国平，周嵘，郑堤．改进实践教学加强工程教育［Ｊ］．实验科　划地将电装实习与学生课外科技活动和相关竞赛活　学与技术，２００５（３）：５９—６ｏ．　动相结合，并着力将电装实习和课程设计、综合设计　［１０］　张毅，罗元，吕霞付，等．改革实验方法，构建创新实践教育平　台［Ｊ］．素质教育论坛，２０１０（１０）：４５－４７．　等课程进行有机融合，营造实践教学与理论教学互　补的环境，提高电装实习课程的辐射能力。　收稿日期：２０１１一Ｏ５—２４　参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：　作者简介：吕霞付（１９６６一），男，安徽六安人，博士，教授，自　动化学院工程实训中心主任，主要研究方向为智　［１］　芦涛．电子技术实验教学探讨［Ｊ］．实验科学与技术，２００４（４）：　能仪器仪表。　ＲＲ—Ｒｑ