地方高校新工科建設(shè)探索
——食品科學(xué)與工程專業(yè)工程教育方法改革與實(shí)踐

周 慧，汪秋寬，馬永生，任丹丹，何云海，叢海花，武 龍

（大連海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧大連 116023）

“新工科建設(shè)”是國(guó)家為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革而提出的一項(xiàng)持續(xù)深化工程教育改革的重大戰(zhàn)略行動(dòng)[1]。食品產(chǎn)業(yè)是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)體系中的支柱產(chǎn)業(yè)。在當(dāng)前推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、追求高質(zhì)量發(fā)展形勢(shì)下，高校食品類專業(yè)的改革與建設(shè)任務(wù)艱巨、責(zé)任重大[2]。在教育部公布的首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目中，已經(jīng)出現(xiàn)食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的重構(gòu)與實(shí)踐課題[3-4]。大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)作為遼寧省一流本科教育示范專業(yè)，未來的建設(shè)與改革必將圍繞新工科建設(shè)展開。

新工科是“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的升級(jí)版[5]。在新工科建設(shè)的北京指南中，明確指出促進(jìn)高校在不同層次不同領(lǐng)域辦出特色、辦出水平，其中地方高校要對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)揮支撐作用，努力培養(yǎng)各種類型的高素質(zhì)工程人才，全面提升工程教育質(zhì)量[6]。

環(huán)黃、渤海區(qū)域發(fā)展優(yōu)勢(shì)突出。區(qū)域內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品特別是海洋水產(chǎn)資源豐富，圍繞水產(chǎn)品加工已形成特色產(chǎn)業(yè)集群，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)影響深遠(yuǎn)。大連海洋大學(xué)坐擁雙重地域優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)北方地區(qū)唯一一所以海洋和水產(chǎn)學(xué)科為特色的省屬高校，設(shè)置食品科學(xué)與工程類工科專業(yè)，旨在滿足相關(guān)行業(yè)和區(qū)域發(fā)展對(duì)現(xiàn)代海洋水產(chǎn)食品加工與制造人才的迫切需求。專業(yè)在發(fā)展建設(shè)過程中始終秉承海洋食品產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展理念，依托水產(chǎn)、海洋、食品優(yōu)勢(shì)學(xué)科，著眼區(qū)域特色海洋水產(chǎn)資源的可持續(xù)利用，培養(yǎng)“精加工、重創(chuàng)新、能開發(fā)、懂設(shè)計(jì)”的人才。

學(xué)校以此為契機(jī)，深入推進(jìn)改革，努力將食品科學(xué)與工程專業(yè)打造為卓越海洋食品工程師的搖籃，為遼寧省推進(jìn)“一帶五基地”建設(shè)、實(shí)施“五大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略”提供有力人才保障。

1 改革與實(shí)踐方案

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展及高等教育的不斷進(jìn)步，相關(guān)專業(yè)發(fā)展建設(shè)所面臨的挑戰(zhàn)日益增加、競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。在此背景下，食品科學(xué)與工程專業(yè)聚焦新工科建設(shè)帶來的5 個(gè)方面問題，著力對(duì)構(gòu)建工科專業(yè)發(fā)展新模式開展了改革探索。

根據(jù)新工科建設(shè)行動(dòng)路線[7-8]，創(chuàng)新工程教育方式與手段。立足專業(yè)辦學(xué)定位、辦學(xué)條件與教育理念，將卓越工程師培養(yǎng)融入專業(yè)建設(shè)，從人才培養(yǎng)目標(biāo)與培養(yǎng)方案、培養(yǎng)模式、課程體系、教學(xué)資源與條件、教學(xué)手段與方法及師資隊(duì)伍等方面切入，深化內(nèi)涵建設(shè)、優(yōu)化資源配置，推進(jìn)卓越工程師的培養(yǎng)。

1.1 深化人才培養(yǎng)模式改革

人才培養(yǎng)模式以導(dǎo)師制為核心，實(shí)行個(gè)性化、小班化、交流化的“一制三化”改革；在三、四年級(jí)本科生，為每位學(xué)生分配指導(dǎo)教師進(jìn)行導(dǎo)師制培養(yǎng)，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)前學(xué)業(yè)的一對(duì)一全程指導(dǎo)，包括課程修讀、綜合能力訓(xùn)練、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、畢業(yè)論文、就業(yè)等，形成個(gè)性化人才培養(yǎng)規(guī)劃；在前期工作基礎(chǔ)上，選拔有潛力新生組建藍(lán)色英才優(yōu)秀生實(shí)驗(yàn)班，遵循“加強(qiáng)基礎(chǔ)、強(qiáng)化特色、因材施教、重點(diǎn)培養(yǎng)”的原則，與國(guó)內(nèi)知名涉海高校合作開展特色人才培養(yǎng)改革試點(diǎn)；加強(qiáng)與海洋水產(chǎn)相關(guān)學(xué)科高等教育先進(jìn)國(guó)家開展人才培養(yǎng)合作；內(nèi)外結(jié)合為強(qiáng)化專業(yè)特色提供動(dòng)力。

1.2 將工程實(shí)踐理念融入人才培養(yǎng)目標(biāo)

結(jié)合政府工作目標(biāo)、行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、用人單位需求與學(xué)科專業(yè)實(shí)際，在專業(yè)原培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)知識(shí)、能力與素質(zhì)要求基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確培養(yǎng)具有高度的社會(huì)責(zé)任感，良好的思想品德與科學(xué)文化素養(yǎng)，數(shù)學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)，系統(tǒng)掌握食品科學(xué)與工程專業(yè)知識(shí)、理論和實(shí)踐技能，并能用于發(fā)現(xiàn)、分析行業(yè)實(shí)際問題，具備解決食品，尤其是海洋食品的工業(yè)化生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品研發(fā)相關(guān)問題的能力，具有良好的職業(yè)道德與職業(yè)發(fā)展綜合素養(yǎng)，能夠在食品生產(chǎn)、流通、消費(fèi)、監(jiān)管領(lǐng)域從事產(chǎn)品創(chuàng)制、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、研究開發(fā)等方面工作的應(yīng)用型人才，將工程實(shí)踐理念融入人才培養(yǎng)目標(biāo)中。

1.3 結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和工程教育專業(yè)認(rèn)證要求設(shè)置理論課程

堅(jiān)持以高于“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”的要求展開建設(shè)，學(xué)校于2018 年啟動(dòng)了工程教育專業(yè)認(rèn)證工作。在新的培養(yǎng)方案制定過程中，以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和工程教育專業(yè)認(rèn)證要求為依據(jù)，制定食品科學(xué)與工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和課程設(shè)置。在課程方面，設(shè)置了專業(yè)所需的“數(shù)學(xué)”“物理”“化學(xué)”“生物”等自然科學(xué)課程，“化工原理”“水產(chǎn)品加工工藝學(xué)”“現(xiàn)代食品工廠設(shè)計(jì)”“食品罐藏工藝學(xué)”“食品機(jī)械與設(shè)備”“食品低溫保藏加工技術(shù)”等食品工藝和工程課程，以及“食品質(zhì)量管理與控制”“食品標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)與審核認(rèn)證”等管理課程。通過這些課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握專業(yè)相關(guān)工程基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐技能，用于解決復(fù)雜的食品工程問題；熟悉食品產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)方針政策；了解國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展前沿，理解應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任；在項(xiàng)目管理方面，具備一定的食品工業(yè)化生產(chǎn)相關(guān)經(jīng)濟(jì)決策和工程管理基本知識(shí)，能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝開發(fā)與基本工程設(shè)計(jì)過程中加以運(yùn)用。

1.4 圍繞工程教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系

在新的培養(yǎng)方案中，實(shí)踐教學(xué)體系由科學(xué)訓(xùn)練、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)及專題研究三大模塊組成，依靠“校內(nèi)基礎(chǔ)平臺(tái)”“校外實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”及“能力提升平臺(tái)”完成點(diǎn)線面結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)，從而支撐工程教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。

科學(xué)訓(xùn)練模塊包含科研基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，主要有學(xué)術(shù)講座、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃、科技創(chuàng)新競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等形式，加大學(xué)生選擇空間，方便學(xué)生根據(jù)興趣跨專業(yè)學(xué)習(xí)。不同的訓(xùn)練形式采用不同的教學(xué)方法和多樣的考核方式，形成以學(xué)習(xí)者為中心的工程教育模式。該模塊在食品科學(xué)（省級(jí)） 實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、食品工程（省級(jí)） 虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)中心的校內(nèi)基礎(chǔ)平臺(tái)完成。平臺(tái)面向?qū)W生完全開放，除常規(guī)實(shí)踐教學(xué)外，還可支持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、科技競(jìng)賽及專題研究等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。

實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)模塊包含工廠設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)、專業(yè)綜合能力訓(xùn)練、工藝實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)，主要結(jié)合企業(yè)要求，在生產(chǎn)、研發(fā)、流通及服務(wù)類校外實(shí)踐基地開展，在功能上側(cè)重“線”，即學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展路線。目前，在食品行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)建有25 個(gè)校外就業(yè)創(chuàng)業(yè)實(shí)習(xí)基地，可承擔(dān)食品研發(fā)、生產(chǎn)、品控、流通及服務(wù)等環(huán)節(jié)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)及創(chuàng)業(yè)教育。結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，為了實(shí)現(xiàn)人才的個(gè)性化、分方向培養(yǎng)，保證實(shí)踐教學(xué)效果最大化，實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)采取“大分散、小集中”的形式。實(shí)踐環(huán)節(jié)使學(xué)生的實(shí)踐在食品生產(chǎn)線上完成，直接與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。

專題研究模塊以高水平科研平臺(tái)為支撐，以教師所從事的研究開發(fā)工作為載體，配合導(dǎo)師制培養(yǎng)模式開展，在功能上突顯“點(diǎn)”，即人才的個(gè)性化培養(yǎng)亮點(diǎn)，是科學(xué)訓(xùn)練模塊的延伸。該模塊由能力提升平臺(tái)支撐，與所在單位高水平科研平臺(tái)融合，提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的層次與水平，進(jìn)而發(fā)揮引領(lǐng)與示范作用。平臺(tái)面向?qū)熤婆囵B(yǎng)階段的本科學(xué)生開放，主要承擔(dān)專題研究及科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)。

1.5 通過跨校修讀和虛擬仿真等手段創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)

“食品工程原理”是專業(yè)核心課程之一，是連接基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的一座橋梁，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、工程性，為后續(xù)學(xué)習(xí)工程類、工藝類、技術(shù)設(shè)備類、工廠設(shè)計(jì)類課程，將來從事有關(guān)工作打好工程技術(shù)方面的基礎(chǔ)。

該課程的理論教學(xué)依托MOOC 平臺(tái)，采用線上線下混合教學(xué)模式，線上跨校修讀（東北大學(xué)張廷安教授） 的學(xué)習(xí)，共享優(yōu)質(zhì)線上資源，優(yōu)化教學(xué)資源，普及智能在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，完善考核評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，轉(zhuǎn)變教學(xué)中心。

在實(shí)踐教學(xué)中，依托兩處省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，實(shí)施“以實(shí)為主、虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化工程設(shè)計(jì)與計(jì)算能力，以實(shí)操實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練實(shí)踐創(chuàng)新能力，創(chuàng)新工程實(shí)踐教學(xué)方式。購(gòu)進(jìn)“化工原理”三維交互式虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件1 套。結(jié)合專業(yè)特色和地域優(yōu)勢(shì)，秉承工程教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐的原則[9]，自主研發(fā)了“藻類精深加工與資源綜合利用”和“蛋白酶解制海洋活性肽虛擬仿真軟件”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)“食品物料干燥曲線與干燥速率曲線的測(cè)定”，組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生食品工程虛擬仿真大賽、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目等。

上述各類教學(xué)內(nèi)容與資源及智能教學(xué)平臺(tái)在課程教學(xué)過程中100%得到應(yīng)用。其中，理論及實(shí)踐類直接受益學(xué)生約180 人/學(xué)年，“雙創(chuàng)”類直接受益學(xué)生約30 人/學(xué)年。

1.6 積極通過第二課堂培養(yǎng)學(xué)生的工程和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)

第二課堂包括大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目、專家學(xué)術(shù)講座、各級(jí)別創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽、科學(xué)研究、就業(yè)創(chuàng)業(yè)等。第二課堂是第一課堂教育的延伸和應(yīng)用，積極引導(dǎo)學(xué)生將第一課堂所學(xué)的工程知識(shí)運(yùn)用到第二課堂，實(shí)現(xiàn)第一與第二課堂的有機(jī)融合，形成高質(zhì)量成果，通過積極宣傳高質(zhì)量作品，在學(xué)生教育中發(fā)揮引領(lǐng)與示范作用。

與水產(chǎn)食品行業(yè)知名企業(yè)聯(lián)合舉辦年度“海洋食品創(chuàng)新大賽”，鼓勵(lì)師生依托科研項(xiàng)目開展海洋食品創(chuàng)新研發(fā)，激發(fā)師生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)熱情。通過成果匯報(bào)、學(xué)術(shù)研討、公正評(píng)比等環(huán)節(jié)，全面訓(xùn)練、提高學(xué)生的科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和能力，為形成高質(zhì)量的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成果提供沃土。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，引導(dǎo)學(xué)生將創(chuàng)意與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，思考實(shí)際生產(chǎn)過程中的工程及項(xiàng)目管理問題，并邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)及管理人員參與開發(fā)過程，指導(dǎo)學(xué)生解決工程問題。因此，通過創(chuàng)新大賽，學(xué)生可以了解食品生產(chǎn)的全流程，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

1.7 多措并舉補(bǔ)強(qiáng)師資隊(duì)伍

通過政策引導(dǎo)、內(nèi)部培養(yǎng)與外部引進(jìn)相結(jié)合，不斷提升師資隊(duì)伍工程教育工作意識(shí)與能力，全面提高工作水平。派遣教學(xué)骨干定期參加食品生產(chǎn)相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議，并通過定期組織教研室活動(dòng)分享心得、交流經(jīng)驗(yàn)，定期邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界、企業(yè)界及政府有關(guān)部門知名人士交流指導(dǎo)，通過“走出去、請(qǐng)進(jìn)來”提升工程教育水平。派遣優(yōu)秀青年教師赴行業(yè)企業(yè)實(shí)踐鍛煉，培養(yǎng)“雙師型”教師，并聘請(qǐng)經(jīng)歷豐富的知名企業(yè)家為兼職教師，定期為學(xué)生授課，分享生產(chǎn)過程中的工程問題及解決方案創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)專職教師隊(duì)伍工程教育短板。

2 改革與實(shí)踐成效

隨著以學(xué)生興趣為導(dǎo)向的教學(xué)方法改革與實(shí)踐的不斷深入，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的積極性明顯提高，專業(yè)教學(xué)整體工作水平不斷提升。

近5 年來，每年獲批大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目數(shù)由7 項(xiàng)增加到14 項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)、省級(jí)項(xiàng)目穩(wěn)定在每年5 項(xiàng)左右。學(xué)生社團(tuán)“藍(lán)海食品創(chuàng)客坊”骨干參與導(dǎo)師科研活動(dòng)，在2017—2019 年連續(xù)獲批3 項(xiàng)國(guó)家級(jí)“大創(chuàng)”項(xiàng)目，在國(guó)家海藻加工研究開發(fā)中心科研平臺(tái)支撐下，發(fā)表EI 收錄研究論文3 篇、獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利1 項(xiàng)，參加科技創(chuàng)新競(jìng)賽獲國(guó)家級(jí)三等獎(jiǎng)2 項(xiàng)、省級(jí)二等獎(jiǎng)3 項(xiàng)，發(fā)揮了顯著的引領(lǐng)與示范作用。2017 年12 月舉辦的首屆大連海洋大學(xué)“海洋食品”創(chuàng)新大賽中，學(xué)生參與科技創(chuàng)新積極性空前高漲，參賽隊(duì)伍達(dá)35 支，涉及相關(guān)專業(yè)學(xué)生120 余人，覆蓋率達(dá)25%。2018 年第二屆賽事競(jìng)賽主題進(jìn)一步拓展，涵蓋海洋食品研制開發(fā)、加工設(shè)備（含軟件） 開發(fā)、營(yíng)銷（含包裝） 策劃等，影響力得到進(jìn)一步擴(kuò)大，共有來自本校8 個(gè)學(xué)院的研究生、本科生共計(jì)372 人組成70 個(gè)團(tuán)隊(duì)提交報(bào)名申請(qǐng)，作品質(zhì)量較首屆賽事明顯提升。通過辦賽與參賽“輪作”式培養(yǎng)，2018 年度以“打造海洋健康食品”為主題共獲遼寧省普通高等學(xué)校本科大學(xué)生食品創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)2 項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)8 項(xiàng)，并獲其他省級(jí)以上創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽獎(jiǎng)勵(lì)多項(xiàng)，較以往進(jìn)步顯著。部分獲獎(jiǎng)作品還顯示出一定的孵化潛力，團(tuán)隊(duì)自主形成了創(chuàng)業(yè)意向。

3 結(jié)語

改革推動(dòng)人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)。調(diào)查顯示2018 屆畢業(yè)生中，近40%的學(xué)生赴國(guó)內(nèi)外高校攻讀碩士學(xué)位研究生，超過90%的學(xué)生在食品行業(yè)就業(yè)；90%的畢業(yè)生對(duì)就業(yè)滿意，98%的企業(yè)對(duì)畢業(yè)生質(zhì)量滿意，達(dá)到企業(yè)的期望。因此，改革建設(shè)成效得到學(xué)生、教師、學(xué)校、同行及社會(huì)的廣泛認(rèn)可。