《發(fā)酵工藝與設(shè)備》課程教學(xué)大綱

《發(fā)酵工藝與設(shè)備》課程教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：1061239021課程名稱：發(fā)酵工藝與設(shè)備/Fermentationtechnologyandequipment課程類別：專業(yè)方向特色課程開(kāi)課學(xué)期：第6學(xué)期學(xué)分：1.5總學(xué)時(shí)：24理論學(xué)時(shí)：24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：0適用專業(yè)：生物技術(shù)適用對(duì)象：本科先修課程：微生物學(xué)、發(fā)酵工程開(kāi)課學(xué)院：環(huán)境工程與化學(xué)學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介《發(fā)酵工藝與設(shè)備》是生物技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)方向特色課程。本課程主要介紹發(fā)酵過(guò)程的基本原理、滅菌與除菌工藝及設(shè)備、厭氧發(fā)酵工藝及設(shè)備、好氧發(fā)酵工藝及設(shè)備、發(fā)酵過(guò)程參數(shù)檢測(cè)與控制、典型發(fā)酵產(chǎn)品案例分析等。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)發(fā)酵工藝及設(shè)備有更深入的了解和認(rèn)識(shí)，熟悉設(shè)備的工作原理，能夠分析設(shè)備運(yùn)行中存在的問(wèn)題，并初步提出解決方案。注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力和進(jìn)行科學(xué)研究的素質(zhì)，提升工程實(shí)踐能力，更好服務(wù)于社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。課程教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐指標(biāo)點(diǎn)2.2能將數(shù)學(xué)、化學(xué)、信息技術(shù)等自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)用于生物發(fā)酵、生物分析檢驗(yàn)及診斷領(lǐng)域?qū)嶋H問(wèn)題的分析；指標(biāo)點(diǎn)4.1掌握生物發(fā)酵過(guò)程和產(chǎn)品檢驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，熟悉主要工序的設(shè)備和操作過(guò)程；指標(biāo)點(diǎn)6.1基于生物技術(shù)相關(guān)的原理，采用科學(xué)方法，針對(duì)生物發(fā)酵、生物產(chǎn)品分析檢驗(yàn)及生物診斷領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并具備進(jìn)行實(shí)施的操作能力。2.課程教學(xué)目標(biāo)（1）理解不同發(fā)酵過(guò)程的機(jī)理及發(fā)酵工程的發(fā)展趨勢(shì)。（2）掌握發(fā)酵設(shè)備的基本構(gòu)造和原理，不同的發(fā)酵工藝過(guò)程中設(shè)備的使用和設(shè)計(jì)原則，以及對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量的影響。（3）培養(yǎng)解決生物發(fā)酵過(guò)程中工藝與設(shè)備問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、樹(shù)立為社會(huì)主義服務(wù)的價(jià)值觀。3.主要教學(xué)內(nèi)容與課程教學(xué)目標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法目標(biāo)1：理解不同發(fā)酵過(guò)程的機(jī)理及發(fā)酵工程的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)酵工程的內(nèi)容及特點(diǎn)，發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)展趨勢(shì)；厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的生物合成機(jī)制；好氧發(fā)酵產(chǎn)物的合成機(jī)制；發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制原理。1.理論授課2.案例分享3.視頻學(xué)習(xí)目標(biāo)2：掌握發(fā)酵設(shè)備的基本構(gòu)造和原理，不同的發(fā)酵工藝過(guò)程中設(shè)備的使用和設(shè)計(jì)原則，以及對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量的影響。培養(yǎng)基滅菌，無(wú)菌空氣的制備設(shè)備及流程，發(fā)酵設(shè)備與管道的清洗與滅菌，酒精發(fā)酵及發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)，乳酸發(fā)酵工藝過(guò)程及設(shè)備，通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備，發(fā)酵檢測(cè)控制系統(tǒng)的基本組成，發(fā)酵過(guò)的計(jì)算機(jī)控制，常用物理參數(shù)的檢測(cè)與控制，常見(jiàn)化學(xué)和生物參數(shù)的檢測(cè)與控制，谷氨酸發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制。1.理論授課2.啟發(fā)式教學(xué)3.案例分享4.翻轉(zhuǎn)課堂與討論5.視頻資料目標(biāo)3：培養(yǎng)解決生物發(fā)酵過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。滅菌實(shí)例——谷氨酸發(fā)酵設(shè)備及培養(yǎng)基滅菌，好氧發(fā)酵工藝實(shí)例——谷氨酸發(fā)酵，4-6人一個(gè)小組，以小組為單位熟悉和掌握一個(gè)典型的發(fā)酵工藝過(guò)程，并繪制工藝流程圖，現(xiàn)場(chǎng)講解。1.小組討論2.翻轉(zhuǎn)課堂3.案例分享4.仿真實(shí)驗(yàn)展示四、教學(xué)內(nèi)容及重難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容一發(fā)酵工藝與設(shè)備概述1．教學(xué)內(nèi)容：發(fā)酵技術(shù)的起源與發(fā)展，發(fā)酵工程的內(nèi)容、類型及特點(diǎn)，發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域（包括醫(yī)藥、食品、化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源等），發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。2．教學(xué)重點(diǎn)：發(fā)酵工程的內(nèi)容、類型及其特點(diǎn)3．教學(xué)難點(diǎn)：發(fā)酵工程的最新應(yīng)用和進(jìn)展教學(xué)內(nèi)容二滅菌與除菌工藝及設(shè)備1．教學(xué)內(nèi)容：培養(yǎng)基滅菌，無(wú)菌空氣的制備（包括空氣凈化除菌的方法與原理，無(wú)菌空氣制備流程，空氣預(yù)處理設(shè)備，空氣過(guò)濾介質(zhì)及過(guò)濾器），設(shè)備與管道的清洗與滅菌，滅菌實(shí)例——谷氨酸發(fā)酵設(shè)備及培養(yǎng)基滅菌2．教學(xué)重點(diǎn)：無(wú)菌空氣的制備和設(shè)備與管道的清洗與滅菌3．教學(xué)難點(diǎn)：無(wú)菌空氣的制備教學(xué)內(nèi)容三厭氧發(fā)酵工藝及設(shè)備1．教學(xué)內(nèi)容：厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的生物合成機(jī)制（糖酵解途徑概念及特點(diǎn)，酵母菌的酒精、甘油發(fā)酵，乳酸發(fā)酵原理等），酒精發(fā)酵及發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)，乳酸發(fā)酵工藝過(guò)程及設(shè)備2．教學(xué)重點(diǎn)：酒精發(fā)酵及發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)3．教學(xué)難點(diǎn)：厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的生物合成機(jī)制教學(xué)內(nèi)容四好氧發(fā)酵工藝及設(shè)備1．教學(xué)內(nèi)容：好氧發(fā)酵產(chǎn)物的合成機(jī)制（包括谷氨酸發(fā)酵機(jī)制、檸檬酸發(fā)酵機(jī)制等），通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備，好氧發(fā)酵工藝實(shí)例——谷氨酸發(fā)酵2．教學(xué)重點(diǎn)：通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備3．教學(xué)難點(diǎn)：好氧發(fā)酵產(chǎn)物的合成機(jī)制教學(xué)內(nèi)容五發(fā)酵過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及控制1．教學(xué)內(nèi)容：發(fā)酵檢測(cè)控制系統(tǒng)的基本組成，發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制原理，發(fā)酵過(guò)的計(jì)算機(jī)控制，常用物理參數(shù)的檢測(cè)與控制，常見(jiàn)化學(xué)和生物參數(shù)的檢測(cè)與控制，谷氨酸發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制。2．教學(xué)重點(diǎn)：常見(jiàn)化學(xué)和生物參數(shù)的檢測(cè)與控制3．教學(xué)難點(diǎn)：發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制原理教學(xué)內(nèi)容六典型的發(fā)酵工藝過(guò)程1．教學(xué)內(nèi)容：學(xué)生分組，以小組為單位，查資料，熟悉和掌握一個(gè)典型的發(fā)酵工藝過(guò)程，并繪制工藝流程圖，現(xiàn)場(chǎng)講解。2．教學(xué)重點(diǎn)：典型發(fā)酵工藝過(guò)程的講解3．教學(xué)難點(diǎn)：翻轉(zhuǎn)課堂組織，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)潛能五、教學(xué)安排序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1教學(xué)內(nèi)容一發(fā)酵工藝與設(shè)備概述212.2、4.12教學(xué)內(nèi)容二滅菌與除菌工藝及設(shè)備42、34.1、6.13教學(xué)內(nèi)容三厭氧發(fā)酵設(shè)備及工藝42、34.1、6.14教學(xué)內(nèi)容四好氧發(fā)酵工藝及設(shè)備42、34.1、6.15教學(xué)內(nèi)容五發(fā)酵過(guò)程參數(shù)檢測(cè)及控制82、34.1、6.16教學(xué)內(nèi)容六典型的發(fā)酵工藝過(guò)程232.2、4.1、6.1合計(jì)24六、課程考核方式與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式本課程總成績(jī)包括形成性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)兩部分成績(jī)，形成性評(píng)價(jià)主要包含課堂表現(xiàn)（10%）和章節(jié)測(cè)驗(yàn)（30%），結(jié)果性評(píng)價(jià)主要為課程論文，課程論文成績(jī)占60%。2.課程教學(xué)目標(biāo)的考核方式序號(hào)課程教學(xué)目標(biāo)考核內(nèi)容考核方式1目標(biāo)1：理解不同發(fā)酵過(guò)程的機(jī)理及發(fā)酵工程的發(fā)展趨勢(shì)。生物發(fā)酵的內(nèi)容及特點(diǎn)？現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)，讓大家分享所了解的生物發(fā)酵的應(yīng)用領(lǐng)域；厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的生物合成機(jī)制好氧發(fā)酵產(chǎn)物的合成機(jī)制發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制原理課堂分享章節(jié)測(cè)驗(yàn)課程論文2目標(biāo)2：掌握發(fā)酵設(shè)備的基本構(gòu)造和原理，不同的發(fā)酵工藝過(guò)程中設(shè)備的使用和設(shè)計(jì)原則，以及對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量的影響。培養(yǎng)基滅菌方法有哪些？無(wú)菌空氣的制備流程？空氣過(guò)濾介質(zhì)有哪些？發(fā)酵設(shè)備與管道常用清洗劑？清潔程度如何檢測(cè)？酒精發(fā)酵的基本過(guò)程？酒精發(fā)酵罐基本結(jié)構(gòu)？乳酸發(fā)酵工藝過(guò)程？通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？發(fā)酵檢測(cè)控制系統(tǒng)的基本組成？發(fā)酵中物理參數(shù)的檢測(cè)與控制，常見(jiàn)化學(xué)和生物參數(shù)的檢測(cè)與控制，谷氨酸發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)控制。課堂討論章節(jié)測(cè)驗(yàn)課程論文3目標(biāo)3：培養(yǎng)解決生物發(fā)酵過(guò)程中相關(guān)問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。以小組為單位，學(xué)生代表在課堂上分享講解某一個(gè)發(fā)酵產(chǎn)品的工藝過(guò)程，所使用的相關(guān)設(shè)備，及操作要點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)課堂小組討論課程論文3.成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（<60分）課堂表現(xiàn)（10%）全勤，積極進(jìn)行課堂討論和分享，并有自己獨(dú)到的見(jiàn)解1-2次缺課，能夠積極進(jìn)行課堂討論和分享，并發(fā)表自己觀點(diǎn)3-4次缺課，有遲到現(xiàn)象，能夠主動(dòng)參加課堂討論和分享5-6次缺課，基本能夠參加課堂討論和分享缺課6次以上，不能有效參加課堂討論和分享章節(jié)測(cè)驗(yàn)（30%）參與每章節(jié)課堂測(cè)驗(yàn)，正確率90%以上。參與每章節(jié)課堂測(cè)驗(yàn)，正確率80-89%。參與每章節(jié)課堂測(cè)驗(yàn)，正確率70-79%。參與每章節(jié)課堂測(cè)驗(yàn)，正確率60-69%。參與每章節(jié)課堂測(cè)驗(yàn)，正確率60%以下。課程論文（60%）課程論文能夠獨(dú)立完成，質(zhì)量很高，格式規(guī)范，內(nèi)容豐富全面，能夠把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用在論文撰寫中。課程論文能夠獨(dú)立完成，質(zhì)量較高，格式規(guī)范，內(nèi)容充實(shí),能夠把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用在論文撰寫中。課程論文能夠獨(dú)立完成，完成質(zhì)量一般，基本符合要求，格式基本規(guī)范，內(nèi)容基本完善,基本能夠把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用在論文中。課程論文不能夠獨(dú)立完成，在同學(xué)和老師幫助下，基本完成，把所學(xué)知識(shí)可以應(yīng)用在所撰寫論文中。課程論文不能獨(dú)立完成，格式不規(guī)范，態(tài)度不認(rèn)真。七、教材、參考書目、重要文獻(xiàn)以及課程網(wǎng)絡(luò)資源建議教材：陶興無(wú)主編，《發(fā)酵工藝與設(shè)備》第二版，化學(xué)工業(yè)出版社，2015主要參考書：（1）《發(fā)酵工程設(shè)備》，池永紅、范文斌主編，重慶大學(xué)出版社，2014（2）《發(fā)酵工程與設(shè)