科學競賽與產學研互動提高學生能力的創新與實踐*

◆范大明 田豐偉 劉小鳴 趙建 陳衛

作者：范大明，博士，江南大學食品學院副教授；田豐偉、劉小鳴、趙建、陳衛，江南大學食品學院（214122）。

作為行業領先的部屬院校，如何為國家經濟發展服務，更好地培養應用型及動手能力強的人才，是一個重大課題。以“培養學生的專業素質，提升教學 質量”為宗旨，積極構建并實踐將常規教學、產學研互動和科學競賽相結合的三維一體實踐教學模式，注重突出學生的主體地位，倡導學生自主學習，提倡教師搭建企業合作紐帶，著重培養學生的科研能力、實踐能力和創新能力。并且在這一過程中，開闊學生的視野，讓學生真正走出去，到企業中將所學的知識應用起來，和國內外高校的優秀學生相互競技、學習。

我國早在上個世紀的70年代就明確了高校具有科學研究的職能，提出要把高校建設成“既是教學中心，又是科研中心”的目標。到了21世紀的今天，國家則著重提出高校應加速將科技成果轉化為現實生產力，來促進行業科技進步，形成規模效益。從抓教學到重科研，從重科研到倡實踐，這明確反映出高等學校人才培養與社會需要之間的傳動正在逐步契合。大學的主要職能是教書育人，如何將學生培養成提升行業進步的實 踐者或是潛在實踐者，這就是面臨的重大課題。

1 科學競賽與產學研互動在教學科研中的作用及其有機結合

1.1 基于科學競賽的實踐教學模式是實現高等教育個性化的新鮮血液

基于科學競賽的實踐教學模式是以教學改革為主體，將教學計劃培養與科技創新活動相結合，構成人才培養的大環境；又以科學競賽推動教學改革，提高教學質量，培養學生的綜合素質；另外，教學改革的成果又能提升競賽成績，充實科技創新活動的內涵。這兩者相輔相成、互為促進、共同提高，形成一種立體化的培養模式。改革教學計劃、教學內容和教學方式，構建具有學院特色的教學體系，目的是培養具有合理知識結構、較好工程意識、較高技術技能和較強創新能力的高素質人才[1]。

以科學競賽活動為主的第二課堂，很大程度地激發了學生的學習熱情，而且學生的創新意識、創新能力和個性特點在此也得到了鍛煉和體現。科學競賽是對知識深入理解、系統整理并實踐運用的過程。競賽結果集中不僅體現了學生對知識的理解和運用能力及學生的身體素質、心理素質和協作精神等，還反映了教學計劃、教學內容的合理性。通過總結和交流，可以發現教與學中存在的問題，從而為教學改革提供借鑒。以競賽作為大學生科技創新實踐活動的載體，可以培養學生科研興趣，能夠對學生科學精神、團隊精神、工程意識、協作意識、競爭意識、組織能力等綜合素質的培養起到很好促進的作用。

1.2 產學研互動是實現高等教育多種方式培養人才的重要途徑

食品科學與工程本科專業旨在培養具有化學、生物學、食品工程、食品安全與營養、食品分析與檢測等方面基本理論和基本技能的人才。這些復合型高級工程技術人才能在食品領域內從事食品生產技術管理、科學研究、產品開發、工程設計及食品質量與安全檢測、控制、監督、執法、管理等方面工作。隨著食品專業的建設以及教育工作者逐步深入的探討交流，各高等院校食品專業對學科內涵的認 識日趨一致，但各高校食品專業的課程設置、教學內容、方法與手段大同小異。

我國現有的200多所設置有食品本科專業的高等學校，分布于全國各地，他們的辦學背景和所處環境都不相同。如果將他們各自的辦學背景與條件，與他們周圍不同的食品企業和科研院所結合起來，發揮各自的優勢和特色，走一條產學研相結合的路子，無疑將是實現高等教育個性化的重要途徑。

1.3 科學競賽與產學研結合是實現產業、教學、科研共同發展、共同進步的重要環節

在教學過程中把產業、教學、科研結合起來，可以利用國家對科學競賽的立項支持以及企業、科研機構在設備、場所等方面的優越條件，從學生榮譽感和責任感兩方面調動學生積極性，培養具有優良的綜合素質、扎實的專業基礎、寬闊的知識領域且具有開拓精神和創新能力的人才，滿足我國食品工業對人才的需求。優秀人才畢業后服務于科研機構，可以豐富科研機構的科研人力資源，加快科研積累，增強原始創新能力，從而有利于提高產品研究和技術開發水平[2]。另外，研究機構人員與企業頻繁深入的交流，不僅有助于促進雙方進一步的互信合作，加快實驗室研究成果的工業化，而且有利于提高工業化生產中的工程技術水平、設備性能及產品的技術含量和 質量，從而加強企業的競爭力和研究機構的科研能力。

產學研結 合是實現教育資源最大化、利用社會資源培養人才的一種模式[3]。食品專 業要求培養高級工程技術人才，屬于工科類專業，其教育教學工作的最大特點是突出對學生實踐能力的培養。但是，現在大多數高校沒有能力建設能夠滿足學生實習要求的具有工廠規模的實踐基地，即便是建了也無法確保其技術及設備與食品工業的發展相同步。因此，只有在企業和科研院所建立穩定的實踐基地，才能利用企業和科研院所先進和優越的條件為高校的人才培養服務，從而實現高等教育資源的社會化和最大化。如此一來，既可以解決學校在教學條件方面的不足，還能訓練學生獨立工作的能力，為今后從事科研或工程技術工作打下扎實的基礎。

產學研相結合的教育模式將簡單的傳統教育轉換成新型的開發式教育，增加學生在知識獲取過程中的參與度，培養學生自學能力，讓學生更早一步進入課題研究。這個模式將理論知識和研究實踐相結合，同時也將創新在整個學習過程體現出來，讓學生靈活應用所學理論知識，增強他們的創新能力[4]。采用食品工程專業的產學研模式，能夠使學生構建適應社會需求、適應市場競爭的最佳知識結構，使學生在知識、能力、素質三個方面做到協調發展。

2 科學競賽與產學研互動相結合的應用

2.1 “車間教學”能夠為科學競賽的參與者提供完整的分析框架和工具

科學競賽無法取代正規的課堂教學，因為課堂教學是科學競賽的基礎 和 保證。缺少了課堂教學，學生在參加科學競賽的時候就往往感覺沒有方向、缺少工具，最終不知從何 入手。很多食品專業的學生在剛剛參加“挑戰杯”大學生創業計劃競賽時有很強的這種感受，恰恰就是 和他們缺乏完整的下游相關知識有關。食品類課程的“車間教學”則能夠為大學生參加科學競賽提供有效的榜樣教學。

如本研究室學生在研究傳統食品的油炸熟化過程中，通過實驗與調研發現促進熟化的機制是油脂的高溫熱傳導。由于在通常的油炸溫度下丙烯酰胺（致癌物質）極易形成，而通過降低加工溫度的實驗，發現其吸油率明顯增加。學生就聯想到食品工藝學課程上教師對紅外線加熱的講解，提出能不能將輻射加工與熱傳導結合使用，使食品內外 同時加熱，進而縮短油炸時間，達到既降低油炸溫度又減少吸油率的雙重效果？但如何實踐此創新呢？顯然在實驗室是完成不了，所以經本研究室教師與設備企業的溝通，在食品機械廠將定制的紅外加熱管與石英管由工程師進行設計安裝，并進行調試，在生產車間進行輻射油炸實驗。

這些課內與課外的教學為今后學生參加科學競賽奠定扎實基礎，最終經過6個月的努力，該成果具備轉化條件，并以此為部分成果參加了“挑戰杯”大學生科技創新競賽，取得國家二等獎的好成績。

2.2 “車間教學”是學生參加科學競賽的前期演練過程

“車間教學”吸收了建構主義學習與教育科學關于主體性研究的成果，具有一定的先進性，這是因為它提倡將直接經驗和間接經驗相結合，將知識的掌握與能力的發展相結合，將知、情、行協調發展等。“車間教學”包括三個主要環節：提出問題（建立實習條件）、探討方法（師生共同協作）、實踐運用（“車間教學”歸宿）。體驗的內容包括認識知識、學會技能、掌握技巧、探討方法及感受實踐運用后的喜悅。

學生置身于全真環境中，通過指導、討論、假設、實驗、掌握、舉一反三，不僅掌握了實驗技能，而且推動了科研進展。通過“車間教學”，學生實際上相當于參加了濃縮的科學競賽。

2.3 將科學競賽的考場搬進車間，真正考驗創新的實用性

學生在進行科技競賽的過程中，將下游部分移至工廠，通過實驗將食品學科的配料、加工技術與加工裝備的改良進行技術集成。

針對本研究室的學生創新項目《微波化冷凍方便肉食品的研究與開發》開發的產品在實驗室試制后，在佳木斯希波集團有限公司進行中試擴大，針對連續化操作過程中出現的入料溫度和水分狀態對產品質構及成本問題進行了研究和解決，即采用即時加工調理肉直接油炸或預調理凍肉高周波4℃解凍迅速油炸的方法；針對后期適應消費者微波二次烹飪過程中出現的焦糊不均勻的問題，改良了傳統肉串的整型工藝；針對油炸過程中不銹鋼網帶卡串的問題，設計改良交錯平行的傳送帶等。

針對本研究室的學生創新項目《微波餡餅的研究與開發》開發的產品在實驗室試制后，在遼寧希波集團有限公司進行中試擴大及試生產，針對工藝上存在的面皮均 勻度難控制、水分散失嚴重等問題，即一次成型導致的批次穩定性差的問題，本作品采用下餅皮沖壓、澆灌餡料、成型面皮卷邊封蓋的方法，解決了批次穩定性差的問題；針對產品封口處過薄、易破的問題，采用成型后二次醒發的工藝，增強面團結構特征，解決目前餡餅產品不能工業化的問題。

針對本研究室的學生創新項目《微波油條的研究與開發》開發的產品在實驗室試制后進行中試擴大，針對工藝上存在的膨脹類油炸食品浮動油炸的特殊方式、加工過程中產品體積成倍增加，以及由此帶來的連續化放大困難等問題，改良了現有浸入式和油幕式的油炸工藝，采用兩端固定—軸向自旋轉—油面水平推進的連續化操作方式；針對傳統油條面坯過稀，不適應機械化壓面等問題，進一步改進配方，在保證產品品質的前提下，有效降水，并采用多輥水平壓面的方法進行操作。

3 總結

以“培養學生的專業素質，提升教學質量”為宗旨，憑借常規教學、產學研互動和科學競賽相結合的三維一體實踐教學模式，運用國家對科學競賽的立項支持以及企業、科研機構在設備、場所等方面的優越條件，使學生在掌握食品領域科研與開發技能的基礎上，在市場層面全面了解產品開發需適應需求的重要性，反哺基礎研究，培養具有較高的綜合素質、扎實的專業基礎、寬闊的知識領域且具有開拓精神和創新能力的人才，實現從盲目追求“工廠型實驗室”向“真實車間教學”的轉換。

[1]吳興泉,陳士華.依托“挑戰杯”課外科技競賽培養大學生創新能力[J].科教文匯,2010(33):24-25.

[2]陳明杰,蘭海.堅持產學研結合,培養創新型人才[J].中國科教創新導刊,2008(10):113-114.

[3]郭斌.產學研合作教育-培養創新人才的有效模式[J].黑龍江教育,2008(4):29-30.

[4]烏功相.加強產學研合作,提高大學生實踐創新能力[J].科技資訊,2009(10):195.