《發酵工程》課程教學大綱一、課程信息課程代碼319B3303課程名稱發酵工程課程性質專業必修課學分2.5學時40先修課程微生物學、生物化學、化工原理適用專業生物工程課程簡介（300字左右）：《發酵工程》課程教學目的是使學生掌握發酵工程的基本知識，并能利用發酵工程知識去解決相關的生物工程復雜問題。課程主要內容包含：發酵工業菌種、培養基設計、無菌技術、種子制備、發酵動力學、發酵工業中氧的供需、發酵過程控制等。該課程的教學目標是使學生能利用發酵工程原理及技術有效解決生物工程復雜問題，為學生將來繼續深造或工作崗位上的科學研究、技術開發和工程應用等打好理論基礎。二、課程目標通過本課程的學習，學生應具備以下幾方面的目標：1.掌握發酵生產相關知識，包括微生物育種、培養基優化、無菌技術、氧傳遞、發酵動力學和發酵優化控制等，能利用這些知識對復雜發酵過程問題進行比較、分析和綜合；2.熟練掌握滅菌動力學、發酵動力學等發酵過程相關模型并求解，能利用發酵工藝相關知識表達相關復雜發酵過程問題；3.課程目標對畢業要求的支撐關系表課程目標畢業要求觀測點1.4能將工程和專業知識用于復雜生物工程問題解決方案的比較2.2能夠基于數學、自然科學和生物工程專業知識，建立適當的數學模型，正確表達復雜生物工程問題3.1掌握生物工程工藝設計及產品開發的技術和方法，并了解影響設計目標和技術方案的各種因素課程目標1.√課程目標2.√課程目標3.√三、教學內容與預期學習成效知識單元對應課程目標知識點預期學習成效實現環節學時1.緒論課程目標1、31）發酵工程的定義及其與其他相關學科的關系；2）發酵工程的發展史；3）發酵工業的特點及其研究范疇；4）工業發酵的類型與工藝流程；5）發酵工程的應用前景知識目標：掌握發酵工程定義、熟悉發加工成的發展史、了解發酵工程的發展趨勢、熟悉發酵工業的特點及流程；能力目標：能利用發酵工程的發展史去分析發酵過程問題。教學方法：課堂講授、案例分析；教學手段：多媒體課件。4課程思政元素：探索精神、工匠精神和使命擔當。課程思政教學內容設計：分析發展史的來龍去脈，激發學生探索精神；對應用前景的廣度和深度講解，培養學生探知未來的工匠精神和科技報國的使命擔當。2.發酵工業菌種課程目標1、2、3發酵工業菌種類型發酵工業菌種的分離篩選發酵工業菌種鑒定發酵工業菌種改良發酵工業菌種保藏知識目標：了解發酵工業常用的微生物菌種及要求、熟悉發酵工業微生物菌種的分離和選育工作并掌握分離和育種的原理和技術、熟悉發酵工業微生物菌種的衰退的原因、復壯的措施和保藏的方法；能力目標：能通過各種途徑獲得菌種，利用合理的方法對菌種進行改良、菌種鑒定和保藏。教學方法：講授、案例分析、歸納總結；教學手段：多媒體課件和傳統教學相結合。課外作業6課程思政元素：探索精神、愛國情懷。課程思政教學內容設計：通過菌種選育流程的詳細講解并通過課后作業任務，培養學生篩選優良菌種的探索精神；借助亞硝基胍誘變育種案例，培養學生的愛國情懷。3.發酵工業培養基設計課程目標1、21）發酵工業培養基的基本要求2）發酵工業培養基的成分及來源3）發酵培養基優化4）重組產品發酵培養基知識目標：了解培養基營養成分的來源和配制培養基的基本原則、了解發酵生產培養基的組成成份及其在發酵中的作用、掌握培養基的優化方法；能力目標：能識別發酵培養基組成并進行合理選用，能進行培養基的優化及分析。教學方法：講授、案例分析、歸納總結；教學手段：多媒體課件和傳統教學相結合6課程思政元素：工匠精神。課程思政教學內容設計：通過培養基的優化方法及過程詳細講解，培養學生精益求精的工匠精神。4.發酵工業的無菌技術課程目標1、2、31）發酵工業污染的危害及防治策略2）發酵工業的無菌技術3）發酵培養基及設備管道滅菌4）空氣除菌知識目標：了解的滅菌的原理及方法、掌握染菌對不同發酵過程的影響、染菌發生的不同時間對發酵的影響、熟悉染菌的檢查和判斷、掌握發酵染菌原因分析及其防治、掌握微生物熱死動力學、了解無菌空氣的制備方法、掌握空氣介質過濾除菌的工藝過程；能力目標：能對發酵染菌進行合理分析、解決問題，設計滅菌時間和空氣除菌的工藝流程。教學方法：講授、例題分析、討論歸納總結；教學手段：多媒體課件和傳統教學相結合課外作業5課程思政元素：工匠精神。課程思政教學內容設計：通過對發酵過程染菌及其染菌控制、空氣除菌流程設計等講解，培養學生精益求精的工匠精神。5.發酵工業的種子制備課程目標11）種子制備原理與技術2）種子質量的控制措施3）種子制備的放大原理與技術知識目標：掌握種子擴大培養的任務，制備的過程、熟悉種子培養和種子質量的控制；能力目標：初步能進行所需的菌種進行擴大化培養。教學方法：講授、歸納總結；教學手段：多媒體課件。16.發酵動力學課程目標1、21）分批發酵動力學2）連續發酵動力學3）分批補料發酵動力學知識目標：了解不同發酵模式的特點及方法、掌握分批發酵和連續發酵動力學及其應用、了解分批培補料發酵動力學；能力目標：能對發酵動力學進行分析、求解并解決實際發酵過程動力學問題。教學方法：講授、案例分析、歸納總結；教學手段：多媒體課件和傳統教學相結合課外作業6課程思政元素：機遇與挑戰的哲學觀。課程思政教學內容設計：通過分析稀釋率的控制及其帶來的影響，加深學生對機遇與挑戰的認識。7.發酵工業中氧的供需課程目標1、21）發酵過程中氧的傳遞2）影響氧傳遞的因素3）溶解氧、攝氧率和kLa的測定知識目標：掌握氧在溶液中的傳遞理論——雙膜理論、掌握影響供氧和氧傳遞速率的主要因素及其控制方法、了解溶解氧的測定方法；能力目標：能合理進行氧傳遞的優化，并能分析計算氧傳遞相關系數。教學方法：講授、課堂習題、討論歸納總結；教學手段：多媒體課件和傳統教學相結合48.發酵過程控制課程目標1、21）發酵過程控制概述2）發酵工程參數測定3）溫度對發酵的影響及其控制4）pH對發酵的影響及其控制5）溶解氧對發酵的影響及其控制6）泡沫對發酵的影響及其控制7）C02和呼吸商對發酵的影響及其控制8）基質濃度對發酵的影響及其控制9）高密度發酵及過程控制知識目標：了解發酵過程的主要控制參數及代謝的變化規律、掌握溫度、pH值、溶解氧濃度、基質濃度、補料和泡沫等對發酵的影響及其控制方法；能力目標：能對發酵過程中的各種重要參數進行分析、控制，并形成一定的發酵控制優化意識。教學方法：講授、案例分析、討論歸納總結；教學手段：多媒體課件和傳統教學相結合6課程思政元素：工匠精神、愛國情懷。課程思政教學內容設計：通過對發酵過程參數控制案例分析，培養學生精益求精的工匠精神；引入某一國內生物產物戰勝外資企業案例，激發學生科技報國的愛國情懷。9.清潔生產技術課程目標3清潔生產的概念及主要內容實現清潔生產的有效途徑知識目標：掌握清潔生產的概念和實現清潔生產的途徑、了解清潔生產技術的主要研究內容及開展清潔生產的重要意義和必要性；能力目標：在研究及生產中能主動的利用清潔生產技術去思考問題。教學方法：講授；教學手段：多媒體課件110.發酵經濟學課程目標3影響發酵產品成本的主要因素發酵過程的經濟學評價知識目標：了解發酵經濟學基本內容、了解影響生產成本的因素及其控制方法、了解發酵過程的經濟學評價；能力目標：初步能形成發酵經濟學的概念并能應用到以后的生產教學方法：講授；教學手段：多媒體課件1四、考核及成績評定（一）考核及成績評定方式考核與成績評定表課程目標觀測點考核與評價方式及成績比例（%）合計（%）形成性過程考核終結性考核平時表現作業期末考試課程目標11.42153552課程目標22.2252835課程目標33.115713匯總52570100本課程總評成績由以下方式給出，即：總評成績=考試成績×70%+作業成績×25%+平時成績×5%，其中：考試成績：根據課程的理論知識考試成績給出，考試采用閉卷形式進行。滿分100分，占總評成績的70%。作業成績：按照教學進度，教學過程中布置4次作業（包括3次小作業和1次課程小論文），其中支撐課程目標1的作業包括1次小作業和1次課程小論文；支撐課程目標2的作業包括1次小作業；支撐課程目標3的作業包括1次小作業。每次小作業滿分為100分，各占作業成績的20%；課程小論文滿分為100分，占作業成績的40%。作業成績滿分100分，占總評成績的25%。平時成績：根據課程內容對學生在課堂上的回答問題的表現情況給分。其中支撐課程目標1的表現占比40%；支撐課程目標2的表現成績占比40%；支撐課程目標3的表現成績占比20%。滿分100分，占總評成績的5%。（二）評分標準平時表現評分標準（以滿分100計）評價指標（100分）優（85%-100%）良（75%-85%）中（60%-75%）差（0%-60%）積極程度（50分）積極、踴躍老師鼓勵后積極、踴躍老師鼓勵后積極度不高消極回答正確程度（50分）回答正確無誤、分析合理，結論有效回答問題基本正確，分析比較合理，結論有效回答問題錯誤較多，經老師提醒后仍然分析有誤，結論無效答不對題作業（課程小論文）評分標準（每項內容均以100分計）內容優（85%-100%）良（75%-85%）中（60%-75%）差（0%-60%）支撐課程目標關于菌種篩選的作業按時完成，菌種篩選步驟合理、可行性高按時完成，菌種篩選步驟基本合理，具有一定的可行性不能按時完成，菌種篩選步驟有誤，可行性不高不能按時完成，菌種篩選步驟錯誤，沒有可行性1關于空氣過濾工藝流程設計的作業按時完成，設計合理，具有很高的可行性按時完成，設計比較合理，具有一定的可行性不能按時完成，設計合理性較差，可行性較差不能按時完成，設計不合理，無可行性3關于發酵動力學的計算作業計算正確，作業規范計算基本正確，作業基本規范計算有較大的錯誤，作業基本規范計算錯誤，作業不規范2課程小論文按時完成；論文內容滿足要求，綜述量大且有邏輯，參考文獻20篇以上；論文寫作及排版標準，參考文獻格式規范按時完成；論文內容滿足要求，綜述量較大且有邏輯，參考文獻15篇以上；論文寫作及排版比較標準，參考文獻格式比較規范延時完成；論文內容基本滿足要求，綜述量小且邏輯混亂，參考文獻10篇以上；論文寫作及排版比較亂，較多的參考文獻格式不規范未完成；論文內容不能滿足要求，綜述量小且混亂無章，參考文獻5篇以下；論文寫作及排版亂，參考文獻格式不規范1五、課程目標達成評價依據課程目標考核環節(評價依據)期望值平均得分達成值計算課程目標1期末考試相關試題期望值A1=50a1=相關試題實際平均得分達成值=作業1和課程小論文相關作業期望值B1=60b1=作業實際得分平時表現相關上課表現期望值C1=40c1=實際表現得分課程目標2期末考試相關試題期望值A2=40a2=相關試題實際平均得分達成值=作業3相關作業期望值B2=20b2=作業實際得分平時表現相關上課表現期望值C2=40c2=實