食品類專業(yè)實驗室體系建設研究
——以食品微生物學實驗室為例

◎ 趙巖巖，趙圣明，何承云，朱明明，焦凌霞

（河南科技學院 食品學院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

實驗室作為培養(yǎng)學生實踐動手能力，實現(xiàn)知識技能轉化的平臺，對高校人才培養(yǎng)至關重要。食品類專業(yè)是高校工科教育中實踐性很強的專業(yè)，近年來，各有關高校食品類專業(yè)都在進行的一系列實踐教學改革也體現(xiàn)了實驗室建設的必要性和重要性。同時在實驗室建設方面做一些積極的探索，可為更好地服務于食品類專業(yè)人才的技能培養(yǎng)創(chuàng)造有利條件。但是目前由于一些高校、老師等對實驗室建設的積極性不高、實踐教學觀念陳舊、經(jīng)費投入不足、企業(yè)參與度不高及對企業(yè)吸引力不夠等原因，造成實驗室的建設工作進展尚不平衡[1]。因此，構建與當前食品生產(chǎn)加工行業(yè)領域對人才培養(yǎng)要求相適應的實驗室仍是一個值得探討的重要課題。

1 國內食品類專業(yè)實驗室建設現(xiàn)狀

1.1 實驗室布局不合理

部分院校實驗室建設缺乏從自身實際需要出發(fā)的頂層設計規(guī)劃，未事先對實驗室進行整體的平面規(guī)劃，功能區(qū)分過于簡單，往往片面追求大而全、一味效仿、盲目采購、缺乏特色，與本校專業(yè)課程匹配度、教學實驗的實際需要及當?shù)貙獚徫粚嶋H要求相脫節(jié)，實驗用房與辦公等其他功能用房交叉，檢驗流程不合理而影響工作效率，以及對實驗人員的人文關懷方面考慮不足[2]，從而導致大量設備閑置，無法得到有效利用或利用率極低，造成嚴重的資源浪費。

1.2 信息化技術及實驗軟件在實驗室建設中應用不足

國內的傳統(tǒng)教學模式一直是“以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心”，部分學校一直沿用傳統(tǒng)的“傳遞—接受”教學方式[3]，導致課堂教學缺乏形象生動的氛圍。而隨著信息技術的發(fā)展，迫切需要應用信息技術輔助教學，以適應信息社會對教育的要求。同時，實驗軟件及虛擬仿真實驗室建設輔助教學的應用逐漸興起，因其具有形象、生動、直觀、經(jīng)濟、安全和無污染的優(yōu)勢，頗受高等院校的青睞。但是，因受辦學理念、教學場地、師資力量、投入資金等條件的制約，不同地區(qū)發(fā)展水平相差很大[4]。

1.3 硬件設備數(shù)量不足質量無保障，裝修設計不合理

食品類專業(yè)從原來只有一個食品科學與工程專業(yè)，逐步衍生出食品質量與安全、烹飪與營養(yǎng)教育、食品營養(yǎng)與健康、乳品工程和釀酒工程等多個專業(yè)。學生數(shù)量日益增多，但師資力量和實習實驗基地建設明顯滯后，地方高校更是由于受地域上的限制，該類問題更為突出，極大地影響了食品類專業(yè)人才培養(yǎng)質量[5]。

目前國內絕大多數(shù)教育硬件設備廠商由于規(guī)模小、融資難，財力、人力等資源有限，缺乏研發(fā)與創(chuàng)新投入，導致硬件設備質量無保障，同時由于市場惡性競爭導致利潤下降，部分廠家偷工減料，更讓后續(xù)的運維及服務質量難以為繼[6]。實驗室在裝修設計時，很多高校采用中央空調，由于空氣交換造成不同實驗室之間出現(xiàn)串味現(xiàn)象；部分高校的實驗室立體空間過于講究美觀，利用率低[2]；同時，在設計通風系統(tǒng)時只考慮了排風，沒有設計合理的補風系統(tǒng)，這就會造成實驗室處于過度負壓的狀態(tài)（負壓值在-15 ～-5 Pa較為合理）[7]，并且不能將有毒有害氣體完全排出室外，在影響室內環(huán)境的同時，嚴重影響教師和學生的身體健康和工作效率。

1.4 配套實驗教學資源少，缺乏完善的評價體系

配套實驗教學資源建設是實驗室建設的核心，師資力量是實驗室順利運轉的保障。部分學校未能緊密結合專業(yè)人才培養(yǎng)目標進行系統(tǒng)化的實驗課程體系設計，與之匹配的教程、指導書、相關資源不夠完善，導致實驗室的功能特點、設備配制與學生的實際需求相脫節(jié)。因此，構建理實一體化的課程體系，打破原有的“學科完整”教學特點，融合“工作過程中的學習”和“課堂中的學習”，培養(yǎng)學生全面的職業(yè)素養(yǎng)勢在必行[8]。

在實驗室的日常運行中，缺乏對學生實驗效果的評價體系，以完成學生的實驗課時為任務，很少關注學生的實驗效果，導致“有設備、用不好，有實驗、無體系”的現(xiàn)象頻發(fā)，與實驗室的建設初衷相去甚遠，致使學生實驗效果大打折扣[9]。

1.5 管理缺失，有效利用率低

從目前高校食品類專業(yè)學生實驗的現(xiàn)狀來看，從實驗室設備維護到學生實驗過程都缺乏科學規(guī)范的管理，整體缺少相關管理制度，且實驗指導教師在實驗期間對學生直接管理力度小，沒有充分考慮到學生在實驗過程中角色轉變的心理變化，缺乏循序漸進的耐心輔導，導致學生的實驗效果與教學初衷不符[10]。

由于部分院校實驗室的一些設備功能和參數(shù)與實驗內容不匹配、實驗設備和實驗生產(chǎn)需求存在差異、設備的型號和現(xiàn)有的基礎條件有差異不具備運行條件等[11]，加上實驗教師數(shù)量不足、專業(yè)水平有待提升等原因，導致部分實驗室開展各類創(chuàng)新活動與增值服務的能力和資源不足，制約了實驗室功效的發(fā)揮，降低了有效利用率。

1.6 校外實驗基地流于形式，校企合作長效運行機制不完善

校企合作是檢驗人才培養(yǎng)質量的有效途徑，只有為社會提供高質量的技能型高素質人才，學校教育才會贏得社會認同和尊重，才能形成多樣化人才培養(yǎng)格局。然而，現(xiàn)階段我國教育體制下的校企合作依然存在以下問題。①由于高校傳統(tǒng)的習慣、自身的慣性和惰性，校企合作方式流于形式，在實質上難有突破性進展。②在校企合作的廣度和深度上，校企雙方對實踐教學體系缺乏深層次的研究，沒有真正實現(xiàn)資源共享、利益共贏等目標[12]。③沒有建立完善的校企合作長效運行機制，部分制度、管理機制等難以隨著市場需求、人才發(fā)展需求等及時無縫對接[13]。

2 解決食品類專業(yè)實驗室建設的對策

2.1 構建校內-校外實驗基地聯(lián)動機制，實現(xiàn)“教、學、做”有機融合

校企雙方通過建立健全長效運營機制即建立校內-校外實驗基地聯(lián)動機制，加強雙方在課程開發(fā)、師資隊伍建設、實習實驗、項目運營、作品研發(fā)等方面的合作，共享雙方在技能人才和實驗場地等方面的資源，實現(xiàn)“教、學、做”有機融合，達到共育技術應用型人才的目標。

建立校企合作框架下的實驗室，要完善校內生產(chǎn)性實驗基地建設，校企雙方要對生產(chǎn)性實驗基地的功能范圍、人才培養(yǎng)目標進行科學合理的定位和規(guī)劃，重點建設具有食品企業(yè)真實工作環(huán)境的生產(chǎn)性實驗基地[14]。同時，要結合高職高校辦學特色和優(yōu)勢，緊緊圍繞食品行業(yè)企業(yè)崗位群的人才需求特點，建立與學校實驗教學計劃、產(chǎn)品配方、工藝設計、新產(chǎn)品研發(fā)到現(xiàn)場生產(chǎn)要求全過程無縫對接的校外實踐基地，做到人才培養(yǎng)和企業(yè)生產(chǎn)的真實環(huán)境相匹配，為產(chǎn)學研結合的人才培養(yǎng)模式提供實踐保障。

2.2 完善實驗室管理智能平臺建設，提升實驗硬件能級

以國際領先的實驗室設計理念整合創(chuàng)新科技，應用各類仿真模擬實驗軟件與創(chuàng)新性的硬件設備完美融合，打造集管理、教學、實驗于一體的智能化實驗管理體系，切實推進實驗場地的信息化，使學校實驗管理更加便捷化、人性化和系統(tǒng)化[15]。通過構建實驗室管理智能平臺建設，實現(xiàn)對實驗資產(chǎn)、耗材、考勤等硬性環(huán)境和實驗軟性資源的智能化、高效化管理[16]。

2.3 搭建可視化教學實驗資源平臺，提高實驗效果

軟性資源建設是食品專業(yè)實驗室建設的重要組成部分，是教師推進理實一體化教學和項目制教學，學生開展自主式學習和拓展性學習的基礎。通過搭建技術支持平臺及多種終端展現(xiàn)形式，利用可視化教學工具（視頻、虛擬仿真、Flash 等）將課程配套的教學資源（實驗教程、指導手冊、課件、案例等）[17]和食品加工與安全檢測過程用仿真化、形象化的方式表現(xiàn)出來，使抽象的概念、操作技能變得容易理解并能夠快速掌握，讓教學實驗變得高效、簡單，從而提高學生的實驗效果，進一步提升專業(yè)內涵及品牌影響。

2.4 加強實驗室文化建設，創(chuàng)新拓展增值服務

實驗室文化建設是食品類專業(yè)實驗室的重要補充部分，也是校園文化建設和整體育人環(huán)境不可分割的重要組成部分[18]。結合學校需求，充分利用食品行業(yè)企業(yè)資源，結合企業(yè)崗位生產(chǎn)流程和工作要求，通過導入企業(yè)文化、技術介紹、行業(yè)規(guī)范、安全知識等內容、使學生提前了解企業(yè)的相關知識，有利于培養(yǎng)學生對職業(yè)的認同感[19]。同時，實驗室建成后，將根據(jù)需要協(xié)助學校開展各類培訓與資質認證、專業(yè)技能大賽、實踐教學研討會等各種形式的增值活動，同時搭建學生創(chuàng)業(yè)就業(yè)綜合服務平臺，有效提升實驗室的綜合價值。

2.5 推進師資團隊建設力度，為實驗室有效運轉保駕護航

師資教學團隊是推動專業(yè)建設發(fā)展的中堅力量，因此打造一支結構合理、專業(yè)實踐能力突出、教學技能過硬的高水平師資團隊，是扎實推進專業(yè)建設改革、實施高效實驗教學的關鍵[20]。通過整合、引進、借智、培養(yǎng)等多種形式，組織學校教師參加會議交流學習、國內外考察、企業(yè)輪崗實踐、創(chuàng)新教學方法培訓、國家職業(yè)核心能力培訓等各級各類培訓項目，提高教師的教科研水平和專業(yè)技能水平，為實驗室有效運轉保駕護航。

3 食品類專業(yè)實驗室體系建設方案案例

以食品微生物學實驗室建設為例，分析食品類專業(yè)實驗室體系建設方案。食品微生物學實驗室建設秉承以工作過程為導向，突出職業(yè)能力培養(yǎng)的原則，以強調食品微生物應用能力培養(yǎng)為出發(fā)點，為學生營造真實的工作氛圍。食品微生物學實驗室主要適用于食品相關專業(yè)食品微生物學、食品微生物檢驗學、食品質量安全控制、發(fā)酵食品工藝學等課程的實驗教學，同時可為食品微生物學品質控制、發(fā)酵食品新產(chǎn)品開發(fā)等大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目提供實驗場所。

3.1 頂層設計

按照食品行業(yè)對食品微生物人才的綜合技能需求，整合學校現(xiàn)有資源，量身定制食品微生物學實驗室建設解決方案，見表1。以突出實踐能力培養(yǎng)、提高專業(yè)競爭力為主線，從規(guī)劃設計、組織實施到團隊建設、資源建設等各方面需求入手進行設計，提供一體化專業(yè)服務。

表1 頂層設計表

3.2 實驗室管理平臺建設

為了保證實驗室體系高效運轉，進一步完善食品微生物實驗室實驗環(huán)境的搭建，使其具有綜合資源管理、課程管理、用戶管理、資訊管理與發(fā)布、成績統(tǒng)計與分析、教學數(shù)據(jù)分析和遠程監(jiān)控等強大的實驗室綜合管理功能；同時實現(xiàn)該專業(yè)實驗室教學資源、3D仿真軟件、教學視頻的實施控制與教學互動。此外，可以實現(xiàn)該專業(yè)行業(yè)信息的展示與發(fā)布、實驗室特色、資訊、活動風采等信息的靈活展示與管理。根據(jù)學校的資金情況，可適當考慮配套完善實驗室智能控制系統(tǒng)建設，旨在將物聯(lián)網(wǎng)技術、RFID 射頻技術與實驗室管理中心各子系統(tǒng)進行有機融合，實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗室的智能化、自動化、網(wǎng)絡化集中管理，提高實驗室整體管理效率。

3.3 實驗室軟硬件建設

為了加強學生更快且高效地與社會接軌，在實驗室建設過程中，必須考慮硬件、軟件的配套建設，見表2。良好的硬件建設可讓學生牢固掌握理論知識和實踐操作技能，為培養(yǎng)食品微生物高技能的綜合性人才提供基礎保障。同時，還應考慮提供頂崗實習、培訓認證、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研討交流等一系列服務。

表2 實驗室軟硬件建設及其他服務內容建設表

3.4 配套教學資源建設

為了滿足學生在實驗操作的同時鞏固專業(yè)基礎知識，搭建與食品微生物學實驗室配套的教學資源，見表3。主要包括實驗教材、資源網(wǎng)站、實驗教學團隊、社會培訓等內容，不僅服務于學校和學生，還可以面向食品企業(yè)食品微生物學培訓需求，拓展運營，服務和回饋社會，并可逐步拓展成為集科研創(chuàng)新、合作交流、培訓服務等為一體的開放式實驗平臺，為學校帶來更大的經(jīng)濟和社會效應。

表3 配套教學資源建設表

3.5 拓展增值服務體系

為進一步擴大學校特色專業(yè)的影響力，學校可利用食品微生物學實驗室的現(xiàn)有條件在探索創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)、提高教科研水平及會議交流等方面拓展務實高效的增值服務體系。見表4。

表4 增值服務體系表

4 結語

在科學調研和食品加工領域大數(shù)據(jù)的支持下，精準定位食品類專業(yè)實驗室建設思路，以實驗設備為基礎，以實驗室管理平臺和仿真教學軟件為輔助，配置相關教學資源，提高專業(yè)師資團隊建設水平；以崗位技能為導向，大力推進理實一體化的教學方法，能更好地提高實驗室利用率和增強技能型復合人才的培養(yǎng)，為學生的可持續(xù)發(fā)展提供條件保障。