《发酵工程》课程思政优秀案例设计书
生物与环境学院
张 建（负责人）
一、课程概括
本课程主要讲授发酵工业菌种、工业培养基设计、发酵工艺的无菌技术、发酵动力学、发酵中氧的供需、发酵的过程控制、染菌与防治等内容。学习本课程的目的在于夯实学生的基础理论知识、增强学生的工程意识、提高学生的科学素养，培养适合社会发展需要的具有创新、创业能力的高素质应用型人才。本课程以生物技术产业化过程涉及的工程知识为教学内容，融合生物化学和微生物学的基础理论，培养学生自主学习和主动实践的素养，使学生具备解决发酵工程技术关键问题的能力。
二、课程目标
（一）知识目标
通过本课程的学习，学生能运用发酵工程的典型过程及其基本原理、基本技术以及基本实验操作技能，开展对该学科的新的领域进行探索。
本课程的知识目标如下：
目标1：能够运用数学、自然科学和发酵工程领域的相关理论知识和实践技能，有效利用现代信息学，对发酵工程领域的复杂工程问题提出有效解决方案；
目标2：能运用工程技术基础知识，经过生物技术实验技能、工程实践、计算机应用、科学与工程设计方面的基本训练；运用发酵装置的设计方法、发酵工程过程模拟优化方法；具有对发酵工程新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的能力；
目标3：领悟发酵工程生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的方针、政策和法规，遵循责任关怀的主要原则；能够运用发酵生产过程中事故的预防和紧急处理预案等的能力；
目标4：能够对发酵工程中的专业问题与同行进行有效沟通，并能够清晰表达本行业的专业报告，具有一定的国际前瞻性和夸文化的交流；
目标5：在发酵工程生产中能够运用工程管理理念和经济决策进行科学合理的规划发酵过程。
（二）能力目标
通过本课程的学习，使学生能够理论联系实际去分析和解决有关发酵工程中的具体问题。其中具备如下：
1、获取知识的能力：具有良好的自学习惯和能力、有较好的表达交流能力、有一定的生物工程应用能力；
2、应用知识能力：具有综合运用所掌握的理论知识和技能，从事生物工程及其相关领域产品研发的能力、具有生物技术下游工程实践和技术革新的能力、具有在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理的能力；
3、创新能力：具有有较强的创造性思维能力、开展创新实验和科技开发能力。
（三）价值目标
本课程将德育要素和情感教学融入课程体系，通过教学内容与课程思政融合的设计，具备专业知识的基础上，具有实事求是的勇于探索精神，具备宽广的胸怀、爱国的热情和具有社会责任感，不忘初心，致力于本专业发展，为建设强大的国家而努力。通过教学内容与课程思政融合的设计，达到以下价值目标：
（1）通过本课程的学习，培养出的学生能够理论联系实际地在发酵企业分析实际技术问题，并能因地制宜处理这些问题的能力，可以胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发，生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。
（2）本课程将德育要素和情感教学融入课程体系，通过教学内容与课程思政融合的设计，使学生在具备专业知识的基础上，具有实事求是的勇于探索精神，具备宽广的胸怀、爱国的热情和具有社会责任感，不忘初心，致力于本专业发展，为国家建设而努力。
三、思政元素
（1）改革创新、科学元素
思想观念：突破陈规、大胆探索、敢于创造。
（2）民族精神、家国情怀：创造精神、奋斗精神、团结精神、梦想精神。
（3）法治元素、道德元素；
国家认同：国家意识，国情历史，国民身份认同，国家主权及捍卫、尊严和利益；文化自信，对中华民族的优秀文明成果的了解，对中华优秀传统文化和社会主义先进文化的传播和弘扬；社会主义核心价值观，共同富裕，中国特色社会主义共同理想，中华民族伟大复兴中国梦。
四、设计思路
课前：提前布置教学内容，让学生提前预习。通过网络教学平台上提前发布本周教学内容、参考书目和预习作业。
课中：引导式的引入新知识，并进行相应的讲解。调动学生的兴趣，引入课程内容。同时利用动态图表的形式为学生展现社会中与专业知识相近的人文知识。授课过程中，利用学习通发布点答、讨论、随堂练习了解全体学生对于知识点的掌握情况，发现有薄弱之处，及时跟进讲解。利用抢答微助教平台，可以强化学生对于课程内容的关注，更好地与学生沟通互动。
课后：对相关重难点知识进行复习和作业，做到巩固。在课程后注重听取学生们的反馈意见，根据意见调整下一步的授课方式和内容。
五、实施案例
案例1：第一章 绪 论
（1）发酵工程基本特征
（2）发酵工程的应用
（3）发酵工程的未来发展
发酵工程的现在－－生物技术的三次浪潮
工业生物技术主要部分--发酵工程
资源问题：提供生活物质和生产原料
环境问题：解决复杂环境问题的最经济有效手段
案例2：第二章 工业微生物菌种选育
（1）发酵工程的三要素
（2）工业生产常用的微生物及要求
（3）获得生产菌种的方法
构成发酵工程的三要素分别是什么？
工业生产常用的微生物要求是什么？
经济、高效、易培养；
改造菌种的操作性强；
遗传稳定；
不易被噬菌体和它种微生物感染；
产生菌及其产物的毒性必须考虑；
生产特性符合工艺要求。
获得生产菌种的方法有哪些？
向科研单位、高等院校、工厂以及国内外购买或索取。
从一些发酵制品中分离目的菌株，如从酱油中分离蛋白酶产生菌。
从自然环境中分离筛选处新菌种（所有发酵菌种最初来源）。
优良菌种是发酵工程的“灵魂”
案例3：第九章 工业发酵染菌的防治
1. 染菌对工业发酵的危害
2. 染菌的原因和预防措施
染菌对工业发酵的危害
无论单菌发酵还是混合菌种发酵，都是纯种发酵，除菌种以外的其他微生物都应视为杂菌。
所谓染菌，是指在发酵培养基中侵入了有碍生产的其它微生物。
一、染菌的影响
发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发酵工业的致命伤。
（1）造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大损失；
（2）扰乱生产秩序，破坏生产计划；
（3）遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性；
（4）影响产品外观及内在质量。
社会中不和谐现象和事情：
六、特色及创新
（一）课程特色
发酵工程是一门理论与应用并重的学科，培养学生具有解决复杂生物工程能力及发酵工程技术研究与开发能力。
（1）通过课程思政，培养学生家国情怀、文化自信和专业使命感：介绍我国生物制造国情，让学生了解自身的责任；讲解华东理工大学生物反应器工程发展史，树立学生文化自信；引入前沿生物技术如合成生物学、细胞治疗技术等与人类大健康联系起来，培养学生专业责任和使命感。
（2）坚持理论与实际相结合，将科研成果转化为教学资源：在传授知识点的同时，将团队多年来获国家奖励的发酵过程优化放大实践案列与知识点相结合，有助学生深入理解解决复杂生物过程策略，并通过学科交叉知识点传授，提升学生从理论知识向实践应用的能力。
（3）坚持教学与实践相结合：用多种辅助手段理解复杂生物过程，利用首批国家微生物发酵虚拟仿真项目，让学生在实验室就能感受发酵过程全过程中各类过程参数的变化。
（4）坚持学科可预见性、前瞻性教学：实施智能生物制造新工科知识传授，培育学生应对大数据时代能力。
（二）改革创新点
（1）教学内容创新：本课程在讲授内容过程中即要讲授发酵工程基本原理，同时又要引入当前发酵工程前沿内容，同时将前沿内容和社会生活、科技、人文知识相结合，做到课程知识与思政知识相互融合和贯通；
（2）教学模式创新：在教学过程中，以知识点作为点，案例作为线，通过案例将知识点串联，同时案例从生活来但更加高于生活、社会，使能接受。
七、教学效果
（1）、学生思想政治素质的提高
通过课程思政教育，学生的思想政治素质得到了很大的提高，不仅意识到自己的社会责任和使命，更加有爱国感、民族感和国际视野。学生的思想道德修养得到了很大的加强，自觉遵守国家法律法规，积极参与公益活动，具有较好的团队合作精神和社会责任感。
（2）、学生综合素质的全面发展
课程思政教育不仅有助于学生思想政治素质的提高，同时也促进了学生综合素质的全面发展。在课程思政的实践过程中，学生通过参加各种竞赛、实践活动等来不断积累经验，增强了自身的动手能力和实践能力。同时，学生也在思想上得到了很好的锻炼，增强了自身的创新精神和创业能力。
（3）、学生社会责任感的增强
课程思政教育不仅有助于学生个人的成长和发展，同时也促进了学生的社会责任感的增强。通过参与各种公益活动和志愿者工作，学生深刻认识到自己的社会责任和义务，积极投身于社会服务中，为社会健康稳定发挥着积极的作用。
综上所述，课程思政在教育教学实践中的效果显著，能够全面提人升学生的思想政治素质，促进学生的综合素质的发展，以及增强学生的社会责任感。因此，课程思政教育将继续成为教育教学实践中的重要组成部分，为学生的个人成长和社会发展做出积极的贡献。
