新工科背景下“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

李思寧，唐善虎，郝剛

西南民族大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（成都 610041）

“新工科”是為了應(yīng)對新經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)，從服務(wù)國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來發(fā)展的高度，在“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”基礎(chǔ)上，提出的一項(xiàng)持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計(jì)劃，既包括了新興產(chǎn)業(yè)，也包括了傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造[1-2]。在新時(shí)期立德樹人教育理念下，“新工科”建設(shè)主要是針對傳統(tǒng)工科進(jìn)行改革，以適應(yīng)當(dāng)前形勢下經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對復(fù)合應(yīng)用型人才的需求，從而培養(yǎng)社會主義事業(yè)的合格建設(shè)者和可靠接班人。

實(shí)踐教學(xué)可以系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力、分析歸納能力及動手能力，在工程教育中具有不可替代性[3]。在“新工科”背景下，實(shí)踐教學(xué)更是高校教育不可或缺的核心與主體內(nèi)容[4]?！笆称饭に噷W(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)習(xí)該課程可為培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力奠定基礎(chǔ)?！笆称饭に噷W(xué)”主要研究食品的加工原理、食品資源的利用、新型食品的開發(fā)及加工和儲運(yùn)等因素對食品質(zhì)量、營養(yǎng)價(jià)值、貨架壽命、安全性等方面的影響，既是多門基礎(chǔ)學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，也是學(xué)生從事食品專業(yè)科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)[5]?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于鍛煉和強(qiáng)化學(xué)生的動手能力，對于學(xué)生今后從事食品及相關(guān)行業(yè)的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計(jì)、分析檢測、生產(chǎn)管理及品質(zhì)控制等工作奠定基礎(chǔ)[6]。因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生專業(yè)技能的達(dá)成有很重要的影響。

近十年，通過修訂人才培養(yǎng)方案、完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱及加強(qiáng)硬件設(shè)施建設(shè)等舉措，我校食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容得到了較大革新，實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件得到了明顯改善。隨著新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，“新工科”教育改革對工科專業(yè)提出了更高的要求，這更加凸顯了我校實(shí)踐教學(xué)與一流高校的差距。文章以西南民族大學(xué)“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，針對目前存在的問題，通過深入研究實(shí)驗(yàn)課程方案，結(jié)合學(xué)校課程教學(xué)的實(shí)際情況，依托“新工科”建設(shè)理念，提出課程在教學(xué)過程中的持續(xù)改進(jìn)措施。

1 “食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問題

2020級以前的培養(yǎng)方案，我?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)是作為“食品工藝學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容，并未設(shè)置成一門獨(dú)立的實(shí)踐環(huán)節(jié)課程，而2020級的培養(yǎng)方案已改變了這種局面，將“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)單獨(dú)開課，并單獨(dú)進(jìn)行考核評價(jià)。西南民族大學(xué)食品科學(xué)與工程及食品質(zhì)量與安全兩個(gè)專業(yè)均開設(shè)了食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程。在第8學(xué)期開課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)36學(xué)時(shí)，每周4學(xué)時(shí)。課程考核包括出勤成績（30%）及實(shí)驗(yàn)報(bào)告（70%）。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有糖水橘子罐頭的制作、果脯蜜餞的制作、牛奶的分離及干酪素的制作、凝固型酸乳的制作、麻辣牛肉干的制作、豬肉松的制作、傳統(tǒng)香腸的制作、德州扒雞的制作及咸蛋、皮蛋的制作。

1.1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目覆蓋不全面

西南民族大學(xué)以“培養(yǎng)高等學(xué)歷少數(shù)民族人才，促進(jìn)科技文化發(fā)展”為辦學(xué)遵旨。民族地區(qū)以畜牧業(yè)為主，在這種政策及現(xiàn)實(shí)條件下，我?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置以畜產(chǎn)品加工（乳制品加工、肉制品加工及蛋制品加工）為主，果蔬制品加工為輔（見圖1），沒有全面覆蓋其他類型食品的加工，特別是缺失糧食、油脂加工及水產(chǎn)食品加工內(nèi)容。近年來，隨著民族地區(qū)苦蕎、青稞、車?yán)遄?、沙棘、高原冷水魚等特色資源的興起，迫切地需要現(xiàn)代化加工技術(shù)將這些原料轉(zhuǎn)化成高附加值的產(chǎn)品。實(shí)踐環(huán)節(jié)這種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“不全面”模式，不利于新時(shí)期應(yīng)用復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

圖1 我?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分析

1.2 實(shí)驗(yàn)類型單一

我校食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程普遍存在“實(shí)驗(yàn)類型單一，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不設(shè)置或設(shè)置很少的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)”的問題。在實(shí)際教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教師提前準(zhǔn)備原輔材料，調(diào)試好儀器設(shè)備，學(xué)生按照給定的產(chǎn)品配方、工藝流程及操作要點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終得到幾乎相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[7-8]。這些實(shí)驗(yàn)以簡單手工操作為主，沒有貼近食品產(chǎn)業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際情況。食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)重在采用不同的配方和工藝，制作不同色、香、味、形的產(chǎn)品。這種教師給定信息的單向流動，導(dǎo)致學(xué)生機(jī)械性地完成實(shí)驗(yàn)，沒有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也不利于學(xué)生分析解決問題能力和變通能力的培養(yǎng)[9-10]。

1.3 教學(xué)組織形式不科學(xué)

受實(shí)驗(yàn)場地的限制，我校“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)授課將每班學(xué)生分為6～7組。除了食品科學(xué)與工程卓越農(nóng)林班是2人為一組外，食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全班均為4～6人為一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這種“規(guī)?；苯虒W(xué)，勢必會出現(xiàn)主觀能動性強(qiáng)的少部分學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)，而大部分學(xué)生成為觀察員全程圍觀的現(xiàn)象[8]，甚至還有部分學(xué)生完全不參與實(shí)驗(yàn)，做一些與課程教學(xué)無關(guān)的事情。沒有將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具體到每個(gè)學(xué)生身上的大班式教學(xué)形式是食品專業(yè)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)課程的共性問題，長期采用這種組織模式必然會調(diào)動不起學(xué)生積極性，使學(xué)生參與度下降，從而影響其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ倪M(jìn)一步提高[8]。

1.4 成績評定方式不合理

我校“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的成績評定包括兩部分，即出勤和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種考核方式無具體量化指標(biāo)，不夠客觀，不能真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。此外，這種方式還容易導(dǎo)致學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)課的意愿低，同學(xué)間抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象嚴(yán)重。如不對該成績評定方式進(jìn)行改革，既無法真實(shí)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也無法客觀評價(jià)教師的教學(xué)質(zhì)量。

2 改革思路

“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”是鞏固理論知識、加深理論認(rèn)識的重要途徑[11-12]。在新工科建設(shè)的背景下，針對我?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合食品專業(yè)對創(chuàng)新思維能力強(qiáng)、工程實(shí)踐能力強(qiáng)和綜合素質(zhì)高人才的需求，提出以下教學(xué)改革思路。

2.1 完善和豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

完善和豐富實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一個(gè)重要方面[13]。隨著新時(shí)期科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，應(yīng)開設(shè)滿足現(xiàn)代化食品工業(yè)發(fā)展需求、體現(xiàn)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的教學(xué)項(xiàng)目。針對目前我院“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)所開設(shè)的項(xiàng)目，需要增加糧食、油脂加工及水產(chǎn)食品加工項(xiàng)目，同時(shí)也需要增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，削減驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。例如，烘焙食品深受當(dāng)代大學(xué)生的喜愛，因此可設(shè)置面包、餅干等烘焙糧食類食品制作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在傳統(tǒng)香腸制作中，添加益生菌或脂肪替代物，讓學(xué)生嘗試制作一些功能性或營養(yǎng)性的健康香腸。對于增設(shè)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，則可由學(xué)生根據(jù)不同年齡群體受眾的喜好，或者自身對科學(xué)研究的興趣方向，在與指導(dǎo)老師進(jìn)行可行性探討后，自行查閱資料、設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，在教師的指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以學(xué)生為中心，內(nèi)容多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的興趣，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，提高學(xué)生的參與度，從而能夠更好地適應(yīng)食品加工業(yè)發(fā)展需求。

2.2 以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

對于不同加工類型的食品，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的達(dá)成所需時(shí)間不同。例如，烘焙面包的制作實(shí)驗(yàn)，從配料、面團(tuán)調(diào)制、發(fā)酵、分割、整形，至烘烤，至少需要8個(gè)學(xué)時(shí)，而傳統(tǒng)香腸的制作等實(shí)驗(yàn)，則差不多3個(gè)學(xué)時(shí)就能完成。因此，以產(chǎn)業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要以產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品為主，克服原有的陳舊教學(xué)內(nèi)容、同實(shí)際生產(chǎn)脫節(jié)等問題，改變原有“每個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)一致”的情況，根據(jù)產(chǎn)業(yè)化加工產(chǎn)品的特點(diǎn)，優(yōu)化并重建實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，合理安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作更貼近實(shí)戰(zhàn)化[1,14]。值得一提的是，民族高校里少數(shù)民族地區(qū)學(xué)生占比高于地方院校，這些學(xué)生畢業(yè)后大部分回到了民族地區(qū)。鑒于此，在實(shí)驗(yàn)設(shè)置內(nèi)容上，要融入地方特色產(chǎn)品加工內(nèi)容，如青稞面包、手撕牦牛肉干等實(shí)驗(yàn)，使民族地區(qū)的學(xué)生畢業(yè)之后進(jìn)入工作崗位可以迅速適應(yīng)并掌握相關(guān)的技能，為民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

2.3 革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段

多媒體技術(shù)的快速發(fā)展和表現(xiàn)形式的多樣化，已使其成為展現(xiàn)課程教學(xué)內(nèi)容的主要形式之一?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)涉及到種類繁多的食品原輔料、多樣化的加工工藝及復(fù)雜的加工過程。采用多媒體手段可以將加工過程以圖片、動畫和視頻等形式表現(xiàn)出來，不僅能讓學(xué)生更為直觀地了解食品加工的動態(tài)過程，而且還可以讓學(xué)生感受現(xiàn)代化食品加工的魅力[8]。另外，“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)中涉及的儀器設(shè)備，采用口述、直觀平面圖等傳統(tǒng)教學(xué)方式，很難讓學(xué)生理解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，枯燥晦澀，大大降低了學(xué)習(xí)興趣，也不利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。利用動畫、視頻或虛擬仿真的形式可使學(xué)生直觀地了解儀器設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，從而使復(fù)雜抽象的理論簡單化、具體化和形象化[15]，這種實(shí)驗(yàn)授課方式不但活躍了課堂氣氛，而且還可以激發(fā)學(xué)生探索的興趣。

2.4 完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評定制度

為保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不流于形式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，改變了以往“出勤（30%）+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（70%）”的方式，建立了完善的成績評定制度。經(jīng)過本教學(xué)組長期實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)增加“實(shí)驗(yàn)過程”的考核內(nèi)容，能相對真實(shí)、公平、全面地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與狀況。因此，提出“出勤（15%）+實(shí)驗(yàn)過程（45%）+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）”的考核機(jī)制。利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，如在課堂，可實(shí)現(xiàn)隨機(jī)點(diǎn)名或者指定學(xué)生發(fā)送實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，監(jiān)測學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成效果。一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?，關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)過程監(jiān)管是否嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)操作是否正確[16]。因此，對實(shí)驗(yàn)過程的評價(jià)，主要考核學(xué)生的主觀能動性、參與程度、使用設(shè)備的熟練程度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。實(shí)驗(yàn)報(bào)告則要求下次實(shí)驗(yàn)課上交，評價(jià)涉及書寫、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析與討論?！笆称饭に噷W(xué)”實(shí)驗(yàn)課程成績評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 “食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)課程成績評定標(biāo)準(zhǔn)

以我校2017級（改革前，32人）和2018級（改革后，31人）食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生為例，以學(xué)生評價(jià)成績?yōu)橹笜?biāo)，分析了改革前后實(shí)驗(yàn)成績評定制度對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響。由圖2看出，教學(xué)改革后，學(xué)生評價(jià)成績在90～100分和80～89分的學(xué)生人數(shù)（24人）比教學(xué)改革前（15人）有了很大程度增加；評價(jià)成績在79分以下的學(xué)生人數(shù)（7人）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于教學(xué)改革前（17人）。這表明，完善“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評定制度后，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，有利于提升人才輸出質(zhì)量。

圖2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績評定制度對實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響

3 結(jié)語

“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程，對于食品專業(yè)復(fù)合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)具有重要作用。教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問題能力、思維創(chuàng)新能力為改革目標(biāo)，從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、成績評定方式等方面進(jìn)行了改革探索，已順利完成了2021年春季學(xué)期新工科食品科學(xué)與工程專業(yè)“食品工藝學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此次教學(xué)改革展現(xiàn)了以“學(xué)生為中心”的教學(xué)新模式，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，為今后相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。