摘

 要：发酵工程是一门内容丰富、涉及面广，并与生产实际紧密联系的一门课程，是工业

生物技术的核心。通过仿真技术在发酵工程教学中的应用，阐述了仿真技术与发酵工程教学
结合的基本思想，并通过实例阐明了仿真技术应用的优缺点，对仿真教学的方式进行了探
讨。
　　关键词：仿真技术；发酵工程；教学实践；教育改革
　　

Application of artificial technique in teaching of fermentation engineering

　　

Liang Ruifang1, Xu Long1, Weng Hongzhen1, Yuan Qian2

　　

1. Baotou light industry vocational technical college, Baotou, 014035, China

　　

2. Inner Mongolia agricultural university, Hohhot, 010018, China

　 　

Abstract:  Fermentation  engineering  with  rich  contents,  covering  a  wide  range  and  close 

connection  with  actual  production,  is  the  core  of  industrial  biotechnology.  With  appllication  of 
artificial  technique  in  teaching  of  fermentation,  this  paper  expound  the  basic  idea  of  artificial 
technique combined with teaching of fermentation engineering, the advantages and disadvantages 
of application of artifical technique. Mode of simulation teaching was studied.
　 　

Key  words:  artificial  technique;  fermentation  engineering;  teaching  practice;  educational 

reform
　　从我国目前的教育发展现状及未来的发展需求来看，以信息化教育带动现代化教育已
经成为教育改革的趋势。与此同时，如何推进实验、实训和教学模式的改革和创新，提高学
生的动手实践能力、分析问题和解决问题的能力，已经成为提高教育质量的关键，对职业教
育更是重中之重。发酵工程是微生物、生物制药、生物工程、生物技术、食品等专业的重要基础
课，课程内容丰富、涉及面宽，并且与生产实际紧密联系。为培养学生对发酵工程科学原理
的理解与掌握，提高实验操作、科学研究及实际动手能力，需要在理论教学的基础上，向实
验室小试、中试、生产性试验及工厂实践的方向发展，而且很多教学内容都应将单元操作与
生产紧密结合。从教育改革的需要出发，立足于发酵工程教学的特点，我系在发酵工程教学
中引入了仿真技术，传统的教育模式得到改善，使得教与学的方式发生了根本性变化。
　　

1 基本思想

　　仿真技术在航天、航空、军事领域的应用具有悠久的历史，是设计的基本方法。随着现代
科学技术的进步，尤其是计算机虚拟技术的发展，使仿真技术的应用领域和范围得到了迅
速扩大，涵盖了社会的各个方面。随着现代教育技术的发展，仿真技术被引入到了实验教学
中，称为仿真实验

[1]。仿真技术综合集成了多个技术领域的知识，以相似原理、系统技术、

信息技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以各种物理效应设备和计算机为工具，利
用系统模型对设想的或实际的系统进行实验研究的一门综合性技术

[2]。

　　发酵工程在狭义上称为微生物工程，是在特定条件下通过人为控制，利用微生物或动
植物细胞的生命活动而获得特定物质的技术过程，是现代生物技术的重要组成部分

[3]。发

酵工程主要包括上游工程，中游工程和下游工程三部分。其中优良菌株的选育，最适发酵条
件的确定，营养物的准备等属于上游工程；最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞并
生产代谢产物属于中游工程；从发酵液中分离和纯化产品属于下游工程。而下游工程技术又
包括固液分离、细胞破壁、蛋白质纯化以及产品的包装处理等技术

[4]。

　　若要利用电脑创造虚拟环境来模拟各种真实环境，并根据真实环境和实际操作情况在
虚拟的环境中进行操作、验证、设计、运行，把仿真技术和发酵工程教学完美结合起来，需要
将发酵工程中各个研究对象共性的规律提炼出来，归纳为各个单元操作，并将这些单元操
作按照发酵工艺过程整合为菌种、培养基、种子扩培、发酵过程控制、提取、精制及包装一条主
线，开发出基于企业的虚拟仿真场景的实践教学软件或技能训练平台。不仅可以节省学校的