王文瓊 顧瑞霞 黃冬成 郭 勝
1.揚州大學食品科學與工程學院,江蘇乳品生物技術與安全控制重點實驗室,江蘇 揚州225127;2.黑龍江大三源乳品機械有限公司,黑龍江 哈爾濱150069;3.維維食品飲料股份有限公司,江蘇 徐州221111)
隨著社會的發展,我國綜合實力的提高,人們對物質生活品質也不斷提出新的要求。其中餐飲、快消食品、方便食品,甚至是功能食品成為構建人類美好生活的重要部分[1]。然而我國的食品加工業還是處于初級加工階段。對于深加工及功能性食品的研發還處于探索和學習的水平。食品科學與工程專業是連接基礎 研究與工業化產品的重要橋梁。2020年9月11日,習近平在科學家座談會上的講話,提出“在激烈的國際競爭面前,在單邊主義,保護主義上升的大背景下,我們必須提出適合國情的創新路子,特別是要把原始創新能力提升擺在更加突出的位置,努力實現更多‘從0到1’的突破”。如何提升食品科學與工程專業學生的創新能力,創新思維,是食品科學從教育需求不斷思考的內容[2]。僅僅學習書本的理論知識已經不能滿足時代的需要,更不能培養出具有創新能力的應用型食品專業人才。食品專業應用型創新人才的培養有助于加快形成創新為主要引領和支撐的培養體系和發展模式[3]。
將虛擬仿真技術融入食品科學與工程專業教學中,不僅可以彌補實體教學儀器尤其是大型儀器、實驗場地環境、時間與空間的限制,而且可以提高學生的學習興趣,增強教學的直觀性和生動性[4]。創新創業設計虛擬仿真模塊可以提高各學科,跨專業學生的綜合運用能力,促進交叉學科的融合,食品專業是多門學科的交叉學科,內容涉及生物學、化學、工程力學、物理化學、機械原理,甚至包括環境科學,醫學等方面的內容。學生在虛擬實驗中心可以根據自己的創新設計,將多門課程的實驗綜合在一個設計中完成,提升學生對不同領域的認知能力,進而培養學生對不同學科的交叉融合及創新能力。“學以致用,以用為本”是社會對大學生創新創業能力的基本要求。虛擬仿真技術有助于快速的使學生將專業理論知識運用到實踐中,提升學生解決復雜問題的能力,打破學科專業課程和創新創業之間的壁壘[5]。
目前,食品專業的大部分課程的考試方式還是傳統的課堂成績加期末試卷成績,部分課程含有課內實驗等[6]。通過出勤、課堂作業、課程實驗和理論知識考核來評價學生對該門課程的掌握程度。將創新創業教育融入課程考核中,前期引導學生對建立創新創業思維模式產生興趣,后期形成創新思維習慣,只有量的積累才能達到質的飛躍,激勵學生進入實驗室參加課題研究。將所學的專業知識快速的應用到實驗創新中,培養學生的科研思維方式,為創新創業項目的申請打下良好的基礎。在課程考核過程中,建立學生的個人發展或者創新能力,創新精神的詳細的資料庫[7]。選拔其中具有創新能力的學生進行深入培養。重點打造應用型研究人才。同時也可以根據學生的個性化發展,感興趣的研究領域進行針對性的培養,在課程的考核內容里有針對性地讓學生根據所學習的前一階段的內容進行實驗設計,并到實驗平臺中或者科研團隊中完成所設計的實驗,提高學生的興趣,引導學生向創新方向發展,完成項目的可行性評估,促進學生自主思考,增強實踐能力,提高創新創業能力。
目前,很多高校開始推行本科生導師制,本科生導師制是一種全新的培養模式。揚州大學食品科學與工程專業在2020年開始實行本科生導師制。每1個或2個學生分配一名教學科研并重型導師,指導學生的學習和生活。本科生導師制可以使學生盡早盡快地接觸科學研究,是實驗室開放的一種形式,模擬研究生的培養模式,提高學生的科研能力。參與教師主持的課題,導師項目都具有一定的創新性和科學的前瞻性,甚至具有一定的應用和產業化潛力,可以提高學生的應用研究能力,結合市場所需及生產加工過程中存在的問題進行創新,培養學生的實踐創新能力[8]。由任課教師提供創新醒目,學生根據自己的興趣進行選擇,或者學生根據自己的根據自己的興趣選擇具有不同研究方向的導師。建立導師與學生之間溝通的橋梁,有針對性地開發學生的創新思路,導師為學生提供良好的科研平臺和經費,為學生創新創業項目保駕護航,激勵學生申報創新創業項目[9]。
應用型研究人才的培養離不開實際生產,產學研平臺是基礎研究通向產業化的橋梁和紐帶。目前很多研究生培養都有企業合作導師,幫助其更好地與實際生產相聯系[10]。本科生同樣如此,在本科生培養期間與企業導師建立聯系,定期到企業實踐,參與企業研發,同樣能夠激發學生的興趣,提升學生對食品專業的認知度。2019年,中共中央國務院引發了《中國現代教育現代化2035》,根據教育現代化的總目標,提出了提升一流人才培養與創新能力,加強高等學校創新體系建設,加強應用基礎研究,全面提升高等學校原始創新能力,構建“產學研”協同創新的新模式。探索“校企合作,產學研用結合”的人才培養模式,促進食品科學與工程專業創新創業教育的實施[11]。也可以將學校的食品工藝生產線對學生開放,對于在實驗室創新產品給予一定的支持,有助于促進學生創新思維,分析和解決實際問題能力的提升,為現代食品加工生產企業培養應用型人才[12]。
將人工智能融入創新創業教育中是未來科技創新的新模式,是孕育科技創新人才的新動力。人工智能就是AI。AI(Artificial Intelligence),它是研究開發用于模擬,延伸和擴展的智能理論、方法、技術應用系統的一門新的技術科學,AI機器視覺代替人眼識別視覺能力,實現引導、定位、測量、檢測,識別基于卷積神經網絡的深度學習,可以識別各種圖像、物料的不同種類,顏色,形狀等。AI與食品安全檢測相融合可以提高產品的快速檢測。
人工智能可以使未來的食品科學的研究更加科學,精準。人工智能已經在很多領域開展應用,高校食品科學專業的學生是未來科技創新的體驗者也是創造者。應緊跟時代的發展,將人工智能滲透在食品科學研究中,人工智能與食品生產實踐相結合是未來最快在食品加工中應用的先進技術[13]。因此,作為高校食品本科課程在未來改革中應設置計算機模擬,大數據分析等課程,幫助學生掌握人工智能的基礎知識,能夠將人工智能與食品科學研究相結合,開發應用程序,創建新的生產技術。因此,人工智能是未來應用型食品科學本科培養的必經之路,也是必須具備的技能之一[14]。
2020年,全國教師發展大會召開,教育部部長陳寶生提出五項要求,其中第二項要求指出“大力振興教師教育,讓優秀的人培養更優秀的人。要加強體系,提升層次,質量保障,創新融合上下功夫。”教師是學生創新思想的奠基者和引路人。因此,作為高校教師要不斷提高自身的創新能力,夯實專業基礎知識,因為,一切創新研究的基礎都來源大量的基礎科學知識。同時,作為食品專業教師還要不斷的創新實踐,沒有實踐實訓的經驗也無法給與學生實踐創新方面更好的指導和幫助。目前,很多高校鼓勵食品專業教師到食品企業去實踐,學習生產過程,掌握生產實踐中急需解決的實際問題,了解市場甚至是國際市場所需,為新產品的開發提供有效的途徑和學習機會,可以避免實驗內容與食品行業發展脫節,也為食品專業的轉型提供一定的基礎。食品專業教師創新創業能力的提升是未來應用研究型食品專業本科教學的啟蒙、核心,更是靈魂所在。
應用研究型食品本科生的培養對于學生而言,無論是本科畢業直接就業還是未來繼續深造考研讀博,都有一定的輔助作用[15]。創新創業項目與應用研究型食品專業本科人才的培養是相輔相成的,創新創業項目可以激勵學生走進實驗室進行科學研究,碰撞思想激發靈感,應用型本科人才的培養模式可以提升學生的創新思維能力,開闊思路,觸類旁通,從而將本科專業所學應用到實踐當中,在實踐中不斷創新,開發新技術、新產品。將科研的思維方式和方法論滲透在食品專業本科生培養過程是每位教師的責任和義務,盡管過程需要學生和教師的共同努力,但對于未來推動食品科技的創新速的提高具有重要的意義。