工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)改革探討

馬麗蘋，焦昆鵬，于慧春，陳俊亮，殷 勇

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽 471023）

專業(yè)認(rèn)證是高等教育認(rèn)證的重要組成部分，實施專業(yè)教育認(rèn)證對促進(jìn)工程教育專業(yè)國際化、提高工程教育質(zhì)量有重要作用[1-2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證核心內(nèi)涵是建構(gòu)“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出為導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)體系，并突出持續(xù)改進(jìn)[3]。食品科學(xué)與工程專業(yè)實踐性、專業(yè)性強，“食品工藝學(xué)”作為食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程之一，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實踐能力、思維能力和分析歸納能力的重要手段[4-5]?！笆称饭に噷W(xué)”實驗教學(xué)是該專業(yè)重要的教學(xué)內(nèi)容，對于培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力、創(chuàng)新思維、對理論知識的理解及將來解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)[6-7]。結(jié)合學(xué)院專業(yè)認(rèn)證持續(xù)改進(jìn)需求，分析“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)過程中存在的問題，并探討有效改革措施。

1 存在問題

1.1 實驗內(nèi)容及類型設(shè)置不科學(xué)

由于以往實驗設(shè)備條件及實驗時間的限制，教研組編寫了實驗指導(dǎo)書。實驗內(nèi)容主要涉及軟飲料制作、蛋糕及面包制作和酸乳制作等幾個方面，設(shè)置內(nèi)容陳舊、不全面。基于工業(yè)化生產(chǎn)線的食品工藝學(xué)實驗內(nèi)容較少，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)脫節(jié)，也就無法實現(xiàn)從實驗室到車間的無縫有效對接。即便教師在教學(xué)過程中介紹了目前企業(yè)實際生產(chǎn)工藝，學(xué)生也沒有切身感受，興趣依然大打折扣。

實驗類型單一，驗證性實驗多，而綜合性和設(shè)計性實驗偏少。在驗證性實驗實施過程中，大多由教師提前將所需要的材料準(zhǔn)備好，設(shè)備調(diào)試好，然后學(xué)生按照既定的產(chǎn)品制作配方、工藝流程及操作要點進(jìn)行實驗，而不是試驗，最終得到幾乎相同的結(jié)果，大大降低學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也不利于學(xué)生實驗技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1.2 教學(xué)手段單一，組織形式不靈活

學(xué)院“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)采用主帶和輔帶相結(jié)合的形式。實驗課開課之前，輔帶教師負(fù)責(zé)采購實驗材料和準(zhǔn)備實驗器材。主帶教師多數(shù)是上課前寫好板書，上課時則采用灌輸式教學(xué)，給學(xué)生講解目的、原理、方法、實驗步驟和注意事項等，這種信息的單向流動導(dǎo)致學(xué)生只是被動接受教師講解，然后機(jī)械性完成一個實驗過程。學(xué)生經(jīng)常性地學(xué)完就忘，對知識一知半解，更不會熟練操作儀器設(shè)備，學(xué)生期待值和滿意度大幅下降，因此參與實驗課積極性不高，課前不預(yù)習(xí)，課上不認(rèn)真，課后不交流，嚴(yán)重影響高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

另外，“食品工藝學(xué)”實驗組織形式缺乏靈活性。實驗一般是4～5人為一組，共同完成一個產(chǎn)品的制作，沒有包干到每個學(xué)生，這樣的大鍋飯操作勢必會出現(xiàn)主觀能動性強的少數(shù)學(xué)生做實驗，大多數(shù)學(xué)生成為指揮員或者觀察員站在一旁，甚至還有部分學(xué)生對實驗充耳不聞，自顧自地抄襲實驗報告。這樣的教學(xué)組織形式使學(xué)生參與度下降，從而阻礙其實驗?zāi)芰Φ倪M(jìn)一步提高，調(diào)動不起學(xué)生積極性。

1.3 考核方法不合理

實驗課考核是評價教師教學(xué)效果優(yōu)劣的重要手段，也是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果好壞的重要依據(jù)。評分標(biāo)準(zhǔn)是否客觀、公正和全面，直接影響教與學(xué)的效果評價[8]?！笆称饭に噷W(xué)”實驗教學(xué)過程中，對學(xué)生成績評定主要包括2個方面，出勤和實驗報告，這種考核方式過于簡單，無具體的量化指標(biāo)，最終導(dǎo)致學(xué)生實驗課上主動參與程度低、實驗態(tài)度差和實驗報告抄襲嚴(yán)重的結(jié)果，這些均不利于學(xué)生綜合應(yīng)用能力的提升。

2 改革措施

2.1 改革和完善實驗內(nèi)容

實驗教學(xué)改革的一個重要方面就是改革和完善實驗內(nèi)容[8]。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為適應(yīng)國內(nèi)外食品工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，應(yīng)開設(shè)滿足社會需求的應(yīng)用性、設(shè)計性和綜合性強的，能體現(xiàn)現(xiàn)代先進(jìn)實驗技術(shù)的教學(xué)項目。針對目前學(xué)院“食品工藝學(xué)”實驗所開設(shè)的實驗項目，需要消減驗證性實驗，適當(dāng)增加綜合性和設(shè)計性實驗，從而能使學(xué)生更好地適應(yīng)食品加工工業(yè)發(fā)展需求。例如，在酸奶制作中改變以往單純酸乳制作工藝，讓學(xué)生嘗試制作一些功能性酸乳。由學(xué)生根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果提出想法，自行查閱資料，從購買原材料、儀器耗材計算到實驗準(zhǔn)備工作等均由學(xué)生自主完成。諸如此類的設(shè)計性實驗，實驗結(jié)果沒有預(yù)判性，整個設(shè)計性實驗過程都由學(xué)生獨立完成，教師只進(jìn)行指導(dǎo)，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得到提高，有助于培養(yǎng)學(xué)生對實際問題的解決能力。

除了豐富實驗類型，為提高學(xué)生工程意識和工程能力，還需要對實驗內(nèi)容進(jìn)行改革。例如，在軟飲料實驗中，以往學(xué)生只能進(jìn)行簡單的小規(guī)模實驗，不能進(jìn)行一體化、大規(guī)模的實踐。鑒于此，學(xué)院于2015年引入純凈水生產(chǎn)線和果汁生產(chǎn)線。由學(xué)生設(shè)計實驗方案，進(jìn)行物料衡算后采購原材料。先進(jìn)行小規(guī)模預(yù)實驗，再在生產(chǎn)線上進(jìn)行放大實驗。在整個實驗過程，使學(xué)生從衣著、純凈水生產(chǎn)、水果清洗、破碎、打漿、酶解、均質(zhì)、殺菌、灌裝刀CIP清洗全方位體驗生產(chǎn)過程。學(xué)生在實驗過程中，可以熟練掌握純水生產(chǎn)設(shè)備、夾層鍋、榨汁機(jī)、打漿機(jī)、板框過濾設(shè)備、均質(zhì)機(jī)、超高溫瞬時滅菌機(jī)及灌裝機(jī)等設(shè)備的操作原理及使用方法。而且，通過CIP清洗系統(tǒng)對管路、配料罐及暫存罐等操作單元的清洗，學(xué)生可以切身體驗到工業(yè)化生產(chǎn)線的整個運行過程。學(xué)生通過大型生產(chǎn)線的訓(xùn)練，不僅可以加深對理論知識的理解，又能體會到小試產(chǎn)品制作與大規(guī)模產(chǎn)品加工的差距，這對于培養(yǎng)學(xué)生工程意識、提高學(xué)生創(chuàng)新實踐能力和培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維方式有重要作用，為學(xué)生就業(yè)奠定堅實基礎(chǔ)。除此之外，學(xué)院已購入CO2灌裝機(jī)，擬引進(jìn)大型酸奶生產(chǎn)線，將為進(jìn)一步擴(kuò)大“食品工藝學(xué)”實驗內(nèi)容改革空間奠定基礎(chǔ)。

2.2 革新教學(xué)手段，改善教學(xué)組織方式

鑒于傳統(tǒng)“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)方式落后，不能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，革新教學(xué)手段勢在必行。對于綜合性和設(shè)計性實驗，教師可以提前1周將實驗題目告訴學(xué)生，讓其查閱資料，寫出實驗預(yù)習(xí)報告，包括原材料選購、設(shè)備選擇、產(chǎn)品配方設(shè)計和工藝路線確定等。產(chǎn)品加工及成品評價等均由學(xué)生自己操作完成，對于失敗的產(chǎn)品，由學(xué)生自己分析其中原因，進(jìn)行工藝優(yōu)化改進(jìn)。這樣把學(xué)生放到實驗主體位置的教學(xué)方式可以激發(fā)學(xué)生對食品專業(yè)的興趣，同時能夠培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新能力。

將多媒體教學(xué)用于實驗教學(xué)，能克服傳統(tǒng)教學(xué)的缺陷，提高教學(xué)質(zhì)量[9]?！笆称饭に噷W(xué)”實驗涉及多種食品原料、形式多樣的加工工藝及加工過程。采用多媒體手段可以將這些過程以文字、圖片和視頻等形式表現(xiàn)出來，尤其視頻可以更為直觀地描述食品加工的動態(tài)過程，而且還可以在實驗教學(xué)過程中向?qū)W生介紹目前工業(yè)化生產(chǎn)現(xiàn)狀和最新技術(shù)的發(fā)展趨勢[10]。另外，涉及“食品工藝學(xué)”實驗中的儀器設(shè)備，采用口頭講授、掛圖等傳統(tǒng)教學(xué)方式，很難講清其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，學(xué)生感覺枯燥、晦澀難懂，大大降低了學(xué)習(xí)興趣，更不利于工程能力的提升。利用多媒體手段可使學(xué)生無法觀看的儀器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和不易理解的工作原理，通過多媒體圖像（如三維動畫和視頻等）展現(xiàn)出來，從而使復(fù)雜抽象的理論簡單化、具體化和形象化，不僅可以活躍課堂氣氛，而且能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣[11-12]。

“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)中，為了讓每位學(xué)生都有充分動手的機(jī)會，嘗試改變實驗組織形式。將1個班分批次進(jìn)行，每批次再分小組，每個小組3～4人，且小組中采用輪流操作制度，即每個實驗不同學(xué)生負(fù)責(zé)一道工序，分步操作。如在果汁飲料制作實驗中，借助產(chǎn)品生產(chǎn)及CIP操作過程，將學(xué)生分為3～4人，每組學(xué)生負(fù)責(zé)生產(chǎn)線某一個具體操作單元，如第1組主控面板操作，第2組負(fù)責(zé)榨汁機(jī)，第3組負(fù)責(zé)酶解、調(diào)配操作，第4組負(fù)責(zé)均質(zhì)和殺菌，第5組負(fù)責(zé)灌裝等操作，然后在組間循環(huán)，使每一組都能有熟悉整個生產(chǎn)線的機(jī)會。只有學(xué)生親自操作設(shè)備并經(jīng)歷加工過程，才能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動性，增強責(zé)任感和成就感，更有利于提高學(xué)生的工程技術(shù)水平及解決實際問題能力。

2.3 完善實驗課考核制度，提高教改效果

為保證“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)改革不流于形式，建立一套較為全面、客觀的考核機(jī)制至關(guān)重要。鑒于此，決定改變以往考核形式單一的狀況，全面客觀考核學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。對每個學(xué)生的實驗室成績的考核將貫穿于預(yù)習(xí)（20%）、實驗過程（40%）和實驗報告（40%）3個方面。

每次實驗課尤其是綜合性和設(shè)計性實驗開課之前，讓學(xué)生自行查資料，具體到食品原料及價格、要用到的儀器設(shè)備及型號、詳細(xì)的實驗步驟和實驗中可能出現(xiàn)問題的預(yù)測等方面，最終匯總成實驗預(yù)習(xí)報告，此部分將占總成績20%。實驗過程占總成績40%，對實驗過程的評價主要包括出勤（占20%），采用簽到記成績法；實驗操作技能（占50%），由教師根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)打分；產(chǎn)品品嘗結(jié)果（20%），由教師和學(xué)生共同打分；課后打掃衛(wèi)生情況（10%），由教師給各小組打分，然后計算到每位學(xué)生成績中，主要考核學(xué)生主人翁意識、團(tuán)結(jié)協(xié)作及責(zé)任感。實驗報告占總成績40%，實驗報告要求隨堂上交，評價涉及書寫（10%）、完整性（30%）、數(shù)據(jù)處理（30%）和問題分析（30%）等方面。

總之，完善考核制度能真實反映一個學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力，從而提高人才輸出質(zhì)量。

3 結(jié)語

目前，我國的食品工業(yè)正處于向現(xiàn)代化食品工業(yè)轉(zhuǎn)變的階段，食品行業(yè)急需大量創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才。對照工程專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，為提高人才輸出質(zhì)量，針對“食品工藝學(xué)”實驗教學(xué)存在的問題，通過適時優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)手段、完善考核方式，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高該課程的教學(xué)效果，最終提高學(xué)生開發(fā)新產(chǎn)品和解決生產(chǎn)中實際問題的能力。這些措施能夠使學(xué)生順利完成從學(xué)習(xí)階段到工作階段的過渡，為畢業(yè)后從事食品行業(yè)的相關(guān)工作奠定堅實的基礎(chǔ)。但是，提高“食品工藝學(xué)”實驗課的教學(xué)質(zhì)量是一項長期而艱巨的任務(wù)，比如分組輪作制度，勢必會占用大量人力和時間，這就需要實驗室管理方面的改革，比如引入靈活的實驗室開放制度。另外，雖然實驗室具備飲料生產(chǎn)線，可以讓學(xué)生的工程能力得到一定程度提升，但覆蓋面太窄，為更深入改革，需要引入其他生產(chǎn)線或與相關(guān)企業(yè)建立牢固的合作關(guān)系。只有不斷地探索，才能使學(xué)生的實際動手能力及分析解決問題的能力得以提高，對培養(yǎng)新世紀(jì)食品加工方面的實用人才具有深遠(yuǎn)的意義。