構(gòu)建學(xué)生創(chuàng)新科研活動共享平臺的實驗教學(xué)資源整合實踐
——以食品科學(xué)與工程專業(yè)為例

章 斌 丁 心 侯小楨 王忠合 凌 賞

韓山師范學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，廣東 潮州 521041

世界科技發(fā)展日新月異，每個國家都在角逐科技創(chuàng)新發(fā)展主戰(zhàn)場的縱深制高點，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)已成為競爭格局中的關(guān)鍵因子。當(dāng)前，我國正在以前所未有的創(chuàng)新力度進(jìn)一步深化各項改革，在邁向“中國制造”到“中國智造”再到“中國創(chuàng)造”的征途中。為更好地主動應(yīng)對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和科技興國戰(zhàn)略，教育部推動的“新工科”建設(shè)明確以“立德樹人”為引領(lǐng)，以“創(chuàng)新型、綜合化，應(yīng)對變化、塑造未來”為理念，以“繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享”為主要途徑，培養(yǎng)“多元化、創(chuàng)新型”的人才［1-3］。高校作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的主陣地，肩負(fù)著在工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新方面發(fā)揮主體作用的角色擔(dān)當(dāng)；同時，引領(lǐng)和助力學(xué)生成長成才也是高校辦學(xué)的核心宗旨之一。因此，大力整合校內(nèi)校外資源，積極構(gòu)建學(xué)生創(chuàng)新科研活動的共享平臺，對提高學(xué)生科研能力與專業(yè)素養(yǎng)、實驗與實踐教學(xué)效果、專業(yè)辦學(xué)質(zhì)量等均有重要意義。

食品科學(xué)與工程專業(yè)具有學(xué)科知識交叉性、地方產(chǎn)業(yè)聯(lián)系性、專業(yè)理論共通性三個鮮明特征，是實踐性很強(qiáng)的應(yīng)用型專業(yè)；對學(xué)生的培養(yǎng)除本專業(yè)領(lǐng)域的基本理論知識與實操技能外，還應(yīng)包括涉及生產(chǎn)實際的工程技術(shù)和實踐訓(xùn)練，以及創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

在不斷增強(qiáng)校內(nèi)教學(xué)效果、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的同時，提高院校服務(wù)地方企業(yè)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力的需求將促使和強(qiáng)化校內(nèi)與創(chuàng)新科研活動相關(guān)的一系列環(huán)節(jié)提質(zhì)增效，形成創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的全過程、全鏈條閉環(huán)。韓山師范學(xué)院自2006年開設(shè)食品科學(xué)與工程專業(yè)以來，緊密結(jié)合潮州食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷加強(qiáng)與“中國第一食品名鎮(zhèn)”——庵埠鎮(zhèn)轄區(qū)的食品企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，在學(xué)校人才培養(yǎng)與就業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)品創(chuàng)制的內(nèi)培外輸方面，切實開展了一系列卓有成效的合作。目前，該專業(yè)已成為廣東省“沖補(bǔ)強(qiáng)”重點建設(shè)學(xué)科，擁有廣東省粵東食品加工與安全控制工程技術(shù)研究中心、廣東省粵東藥食資源功能物質(zhì)與治未病研究重點實驗室等教學(xué)科研平臺；并于2018年順利通過IEET（中華工程教育學(xué)會）工程教育認(rèn)證。本文以該專業(yè)為例，以工程能力和創(chuàng)新能力為專業(yè)人才培養(yǎng)核心，著重從構(gòu)建學(xué)生創(chuàng)新科研活動共享平臺的實驗教學(xué)資源整合等方面進(jìn)行嘗試與不斷優(yōu)化，努力培養(yǎng)滿足現(xiàn)代食品企業(yè)需求的復(fù)合型人才。

一、企業(yè)出題，高校答題和解題

對標(biāo)工程教育認(rèn)證中的專業(yè)教育目標(biāo)，其中要求：①掌握食品科學(xué)和工程領(lǐng)域方面的知識及能夠從事食品生產(chǎn)技術(shù)管理、品質(zhì)控制、產(chǎn)品開發(fā)、科學(xué)研究、工程設(shè)計等方面的工作；②具備系統(tǒng)分析并解決復(fù)雜工程問題的能力；③具有創(chuàng)新意識和持續(xù)學(xué)習(xí)的能力、良好的溝通/組織管理和合作能力均可以實驗教學(xué)為載體，全方位、全過程地強(qiáng)化提升學(xué)生的專業(yè)技能和素養(yǎng)，并由此促進(jìn)相應(yīng)的畢業(yè)生核心能力形成。

實驗教學(xué)資源包括實驗課程資源及相應(yīng)的教材、儀器設(shè)備等軟硬件兩大部分。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)針對學(xué)生課程實驗的開設(shè)，基本以校內(nèi)資源為主，其中涉及經(jīng)費投入的儀器設(shè)備購買等在很大程度上受限于學(xué)校或者二級學(xué)院的實際投入，這反過來又影響實驗教學(xué)效果的提升（如圖1所示）。同時，以校內(nèi)資源為主的實驗教學(xué)的資源更新與升級往往存在周期長的現(xiàn)象，這也在一定程度上導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的滯后。因此，考慮多渠道挖掘可成為實驗教學(xué)和實踐教學(xué)的校外資源是很好的一個選擇。潮州地區(qū)的食品類中小型創(chuàng)新企業(yè)和專精特新企業(yè)數(shù)量較多，涉及食品軟包裝、休閑食品（如蜜餞、肉脯/肉松、鹵禽肉制品）、保健食品、茶源食品等大類，這些企業(yè)以產(chǎn)品創(chuàng)新創(chuàng)制作為企業(yè)生存與發(fā)展的本質(zhì)追求，在產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)開發(fā)的創(chuàng)新需求方面更為迫切，與高校和科研院所開展產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)的愿望更為強(qiáng)烈。因此，我們主動對接這些企業(yè)的實際需求，并將其中不涉及知識產(chǎn)權(quán)和商業(yè)秘密的部分轉(zhuǎn)化為實驗教學(xué)資源，既對現(xiàn)有實驗教學(xué)內(nèi)容做了有益補(bǔ)充與更新，讓學(xué)生真正參與到生產(chǎn)實際的實戰(zhàn)訓(xùn)練中，也更好地幫助企業(yè)及時解決生產(chǎn)和研發(fā)難題，實現(xiàn)真正意義上的多贏。例如廣東濟(jì)公保健食品有限公司的主打產(chǎn)品——佛手喉寶，深受消費者喜愛，但由于公司的技術(shù)人員力量有限，難以對產(chǎn)品原料與產(chǎn)品陳年佛手的具體年份及相應(yīng)的香氣成分、功能性成分種類與含量進(jìn)行量化測定，該企業(yè)便將這項工作立項為一個橫向委托項目，交由本專業(yè)的一個專業(yè)師資團(tuán)隊承接開展。通過該項目的實施，進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生所學(xué)的《儀器分析》課程知識、氣相色譜儀與質(zhì)譜儀的操作技能；同時也為陳年佛手產(chǎn)品的加工特性與功能特性篩選與鑒定提供了依據(jù)，更好地指導(dǎo)了企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)與創(chuàng)制。

圖1 實驗教學(xué)效果不佳的因果圖

二、融入創(chuàng)新要素的實驗課程體系構(gòu)建

受師資教育背景、研究方向個體差異的影響，以及針對學(xué)生個人或小組因材施教的教學(xué)要求，在設(shè)定實驗課程的目標(biāo)定位與體系構(gòu)建時，較容易出現(xiàn)片段式、割裂式、斷點式的課程體系現(xiàn)象，各實驗課程內(nèi)容之間的銜接欠緊密，實驗教學(xué)資源之間的共建、共融、共享也缺乏相應(yīng)的邏輯關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致實驗課程體系建設(shè)容易缺乏系統(tǒng)性、整體性、長遠(yuǎn)性，更談不上創(chuàng)新性的發(fā)展規(guī)劃。因此，應(yīng)融入創(chuàng)新要素，在縮小課程之間的關(guān)聯(lián)壁壘基礎(chǔ)上，增大創(chuàng)新性實驗的開設(shè)比例，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，更多地采用類似Capstone設(shè)計的實驗教學(xué)內(nèi)容，形成學(xué)生自主設(shè)計、自主實施、自我總結(jié)、自我提升的評價方式和教學(xué)閉環(huán)。

三、多維度、多層次課程體系構(gòu)建

韓山師范學(xué)院的食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)經(jīng)過多年積淀與優(yōu)化，結(jié)合地方食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，目前主要的課程開設(shè)方向和內(nèi)容為食品工藝，其前端涉及食品化學(xué)、食品分析、食品微生物等實驗內(nèi)容，后續(xù)則涉及食品包裝、貯藏與檢測等內(nèi)容；相應(yīng)的理論課程包括有《焙烤工藝學(xué)》《軟飲料工藝學(xué)》《果品加工與貯運(yùn)學(xué)》《畜產(chǎn)品工藝學(xué)》《發(fā)酵工藝學(xué)》。對應(yīng)于這些實驗教學(xué)內(nèi)容的理論課程由不同教師承擔(dān)教學(xué)，存在一定程度的相互割裂和關(guān)聯(lián)度較差的現(xiàn)象［2］，且這些課程因有時候開設(shè)在不同學(xué)期，導(dǎo)致學(xué)生在實驗課之前對所學(xué)理論知識存在不同程度的遺忘。因此，我們進(jìn)行了一些有益嘗試：

1.將上述這些理論課整合成《食品工藝學(xué)》一門大課，集中由2～3名教師組建的教學(xué)團(tuán)隊授課，盡量形成理論教學(xué)的周期穩(wěn)定性和系統(tǒng)穩(wěn)定性；2.相應(yīng)的實驗教學(xué)內(nèi)容以綜合型、設(shè)計性實驗項目為主，以增強(qiáng)學(xué)生對實驗內(nèi)容的總體認(rèn)識；同時，嵌入教師個人的部分科研課題研究內(nèi)容，以增加實驗內(nèi)容的創(chuàng)新性和前沿性；3.在實驗教學(xué)開始前，將學(xué)生分組，以小組為單元，有計劃和針對性地申請學(xué)校的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，以這類項目形式來構(gòu)建實驗課程內(nèi)容，并以這些內(nèi)容成果作為素材參加校級/省級挑戰(zhàn)杯大賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，達(dá)到以賽促教、以賽促改的效果。例如咸水粿是潮州地區(qū)的特色小吃，到目前仍是以傳統(tǒng)方式制作，且在產(chǎn)品的品種上幾乎沒有創(chuàng)新創(chuàng)制。我們組織一個3人小組通過前后15天左右的調(diào)研與試吃，決定對咸水粿制作的主要原料——米漿進(jìn)行加工特性比較與篩選，并以此成功申請了校級大學(xué)生創(chuàng)新項目（且項目研究成果獲得授權(quán)實用新型專利1件：ZL201620354744.8）；在該項目規(guī)定的半年期研究時間內(nèi)，小組同學(xué)緊鑼密鼓又有條不紊地開展文獻(xiàn)調(diào)研、撰寫試驗方案、預(yù)實驗、試驗方案修正完善、再試驗。

經(jīng)過這樣一個循環(huán)下來，小組同學(xué)不僅對實驗內(nèi)容有更深入的了解，對實驗的目的意義，以及如何與生產(chǎn)實際有效銜接都有更深的體會與思考，為他們以后走上工作崗位和盡快熟悉工作角色與分工有一定的預(yù)演幫助。

四、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實驗教學(xué)中的嵌入

目前，多元化/開放化程度不夠［4］、課程設(shè)計和職業(yè)崗位的關(guān)聯(lián)不夠［5］、課程內(nèi)容設(shè)置更新不夠及時［6］、實驗教學(xué)與實際生產(chǎn)契合度不夠［4］是影響實驗教學(xué)質(zhì)量與效果提升的重點環(huán)節(jié)。于此，各高校都依據(jù)自身實際采取了多形式、多途徑的措施加以改進(jìn)和完善，例如涉及工程教育認(rèn)證的理工科專業(yè)，多數(shù)都建有校外導(dǎo)師制，邀請在生產(chǎn)、研發(fā)、技術(shù)一線的技術(shù)型、應(yīng)用型專家參與理論和實驗課程內(nèi)容指導(dǎo)。但這些校外導(dǎo)師很多時候由于空間距離、工作時間等客觀原因，真正參與校內(nèi)學(xué)生指導(dǎo)的時間相對較少。因此，充分利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，搭建線上線下有機(jī)融合的立體化、多元化實驗教學(xué)過程與資源，對更好地提升校外導(dǎo)師在實驗教學(xué)中的參與度具有重要意義。例如，針對檸檬凍干片等脫水果蔬的實驗教學(xué)，我們利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，制作兼具趣味性、立體化、虛實結(jié)合的教學(xué)視頻，并邀請企業(yè)導(dǎo)師，通過線上教室的方式，采用視頻授課，直接將企業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的功能區(qū)（如生產(chǎn)車間、檢測室、原料室等）搬進(jìn)課堂，實現(xiàn)點對點的實時教學(xué)，并大大拓展了課堂空間。

五、結(jié)語

基于內(nèi)因和外因的多方面舉措，必須堅持以學(xué)生成長成才為中心，充分發(fā)揮校內(nèi)和校外的人員、科研、設(shè)備、場地等優(yōu)勢，積極利用現(xiàn)代信息技術(shù)，在實驗教學(xué)全過程融入創(chuàng)新要素，支持和鼓勵學(xué)生多形式、多維度地參與。實驗課程具有很強(qiáng)的實踐性，只有對構(gòu)建以學(xué)生創(chuàng)新科研活動共享平臺為核心的實驗教學(xué)進(jìn)行資源整合改革，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力（如圖2所示）。

圖2 實驗教學(xué)體系構(gòu)建與持續(xù)改進(jìn)路線圖