疫情影響下USRP創新教學法在“食品工程原理”課程教學和實踐探討

盛建國 劉 暢 孔德昭 李雅琪 史巧巧

（江蘇科技大學糧食學院，江蘇鎮江212100）

新冠肺炎疫情不僅影響全球的生產、交易、文化、旅游，而且對高等教育也產生極大影響。

“食品工程原理”課程的教學和實驗，在大學基礎教學中處于重要的地位，是本科層次學生理論學習、實驗技能、實驗綜合能力和綜合素質培養提高的重要部分。食品質量與安全專業重要課程的教學和實驗的改革與創新是培養創新型人才的重要途徑[1]。文中根據我校食品質量與安全專業綜合發展的要求，開展疫情影響下“食品工程原理”課程教學和實踐[2]，探索創新型人才培養的方法和途徑。

1 疫情影響下“食品工程原理”課程教學和實驗指導思想

“食品工程原理”課程教學和實驗指導思想為：以現代教育思想為依據，與社會發展需求相適應，貫徹工程認證理念，線上和線下結合進行課程教學和實驗，開展USRP（USRP提供了一種全新的教學平臺，將與真實信號交互的動手實踐教學引入射頻和通信實驗室）創新教學實踐，培養學生從實際出發，提高學生自主學習、思考和解決問題的能力[3]。

為鼓勵大學生自主學習和創新創業，我們引進了在校學生的USRP創新活動。USRP創新活動指的是大學生在課余時間進入實驗室，在教師的指導下，用2～3個月的時間進行一個課題的實驗研究[4]。

2020年上半年，受新冠疫情影響，學校規定超過60人的學習班級不能進行課堂集中教學，線上和線下結合開展課程教學和實驗成為必然，由此對USRP創新活動也進行了改革。2019年開始，“食品工程原理”實驗室對二、三年級參加USRP創新活動的學生開放，已有20多名學生在食品工程實驗室進行了課余實驗研究創新活動。研究項目來源于教師的科研和企業的需求，給學生留有充分的、發揮主觀能動性的余地[5]。另外，考慮到學生在家學習時間較長的特點，要求學生結合“食品工程原理”課程理論知識，在日常生活利用單元知識分析和操作。自己動手，在家或附近的工廠、車間進行實驗和理論驗證。如：燒煮開水可以驗證傳熱單元操作的理論和實驗知識，晾曬衣服可以驗證干燥單元操作的理論和實驗知識，擠壓水果取汁可以驗證過濾單元操作的理論和實驗知識等。經過實際操作學生普遍反映在這些項目的參與過程中，弄懂了“食品工程原理”課程單元操作的理論知識點，激發了自己的創新意識和創新能力，鍛煉了自己的實際動手能力。課外實驗創新活動是課內教學活動的重要補充，課內教學活動側重于知識的條理性，課外實踐活動側重于知識的綜合應用。這些活動在學生培養模式上都有所創新，其經驗介紹在兄弟院校中也形成了一定影響[6]。

2 USRP創新教學法在“食品工程原理”教學和實驗中的意義

2.1 教師由主導變引導

教學中，教師由主導變引導，學生由被動學習變主動學習。

USRP創新教學法的引入，使得原有的教師由原有的教學角色轉變成組織者，部分教學任務改由學生家長或企業工程技術人員擔任，上課地點也不局限在學校課堂，很大一部分內容由學生在家或者在工廠車間完成，教師也成為了學習和討論者中的一員。在學生實驗過程中積極引導創新，及時糾正學生的錯誤操作，解答實驗中的疑難問題。對于學生的錯誤操作引導他們分析原因，啟發他們找出糾正錯誤的方法，讓學生在失敗中吸取教訓，從中獲取正確的實驗技能。對于疑難問題，尤其是創新實驗操作中疑難，多采用討論、研究的方法，充分帶動學生的積極性，培養學生獨立創新實驗工作能力。

2.2 教學和實驗成績評定的改革

受重理論輕實驗的影響，過去實驗課時較少，考核方法也較簡單，實驗考試所占分值比例偏低。因此，我們對“食品工程原理”理論教學和實驗成績評定進行了改革，著重考查學生理解能力和獨立創新實驗工作能力，將獨立創新實驗成績占總成績的比重由原來的20%提高到60%，從而激勵學生重視創新實驗。兩年的實踐證明，這是一個行之有效的方法，可以從根本上改變學生對實驗的看法，在提煉創新性的教學要素上這是重要的一環。

2.3 利用現代技術，創新教學方法

利用網上慕課平臺，遠程進行“食品工程原理”理論教學，開展虛擬仿真實驗。例如“食品工程原理”仿真技術，是食品工程系統的數字虛擬仿真，以起初的物體或系統規律為依據建立數學模型，在計算機上建立虛擬的操作場景與現代化食品生產實時控制過程極其相似。學生通過“食品工程原理”虛擬仿真實驗操作，極大地提高了對連續生產食品生產過程的工藝、控制系統的動態特性的了解，拓展了思維空間。我們還通過Excel等軟件，解決三元體系萃取操作實驗中的數值回歸溶解度曲線的分配曲線等問題，強化了學生對“食品工程原理”虛擬單元操作和過程的認識，增強了學生的創新性、創造性。

2.4 利用雙語教學，提高學習興趣

我院近幾年新進了許多博士教師，部分企業也有一些外國專家和歸國博士，他們年紀輕，外語基礎扎實，在實驗教學的同時，使用外語講解“食品工程原理”中的專業術語，并要求學生采用外語撰寫實驗報告，指導和幫助學生學習專業外語，提高了學生的學習興趣。

2.5 尊重學生創新思考和實踐

學生在“食品工程原理”虛擬實驗中有時提出一些創新思路，我們要積極鼓勵并創造條件開展實驗。從一年級起，鼓勵學生自主結合參與到學校大學生創新項目中去，充分利用我院實驗中心實驗室多種設備，開展創新實驗。我院每年都有二、三十組、近百名學生參加學校大學生創新項目，指導老師部分來自學生家長和往屆畢業生。

3 結語

“食品工程原理”USRP創新教學法的引入，不僅可以彌補“食品工程原理”理論課在疫情影響下難以集中面授的不足，還有利于學生建立實驗理念、理解和認識實驗的重要性。通過USRP創新教學法在“食品工程原理”理論教學和實驗內容和方式的改革，學生由被動學習變為了主動學習，提高了學生的學習興趣，對適應建設創新型國家的需要，培養21世紀高素質創新型人才有著重要意義。