培養(yǎng)食品科學與工程類卓越農(nóng)林人才的實踐教學平臺建設

趙玉平 崔龍波 孫承鋒 申京宇 賀紅軍 姜竹茂 葉向庫

（煙臺大學生命科學學院，山東煙臺264005）お

摘要

對食品科學與工程類本科生實踐教學環(huán)節(jié)的改革進行研究和探索，分析了該類專業(yè)實踐教學現(xiàn)狀及存在的問題，并根據(jù)該專業(yè)的特點和卓越農(nóng)林人才的培養(yǎng)標準，建立一個較為完整的實踐教學體系，明確該體系的運行方式，以期通過實施該體系培養(yǎng)出卓越農(nóng)林人才。

關鍵詞 實踐教學平臺；卓越農(nóng)林人才；食品科學與工程類；高等院校

中圖分類號 S-01；GB642.0文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2014）19-06488-03

Development of the Practice Teaching Platform for Outstanding Talents of Food Science and Engineering in Agriculture and Forestry

ZHAO Yu瞤ing, CUI Long瞓o et al

(College of Life Sciences, Yantai University, Yantai, Shandong 264005)

Abstract The reform of practice teaching of specialty of food science and engineering was studied and explored, the status and existing problems were analyzed. According to characteristics of the specialty and cultivation standard of outstanding talents in agriculture and forestry, a relatively complete system of practical teaching was established, the operation mode was determined, so as to cultivate excellent talents of agriculture and forestry.

Key words Practice teaching platform; Outstanding talents in agriculture and forestry; Specialty of food science and engineering; Colleges and universities

基金項目 山東省高等學校教學改革立項項目（2012025）；煙臺大學教學改革與研究項目（A009）。

作者簡介

趙玉平（1964-），男，山西垣曲人，博士，副教授，從事食品風味研究。*通訊作者，教授，博士，從事哺乳動物細胞生物學與發(fā)育生物學研究。

收稿日期 20140529

隨著國家農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟的高速發(fā)展和新型城鎮(zhèn)化與美麗鄉(xiāng)村建設進程的加速，農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，人們更加渴望將農(nóng)林產(chǎn)品加工成為具有特殊功能的安全食品［1-2］，與之相應的大批具有綜合職業(yè)能力、直接服務于生產(chǎn)一線、從事技術(shù)和管理工作的食品科學與工程類人才的需求更加迫切，這也是確保我國農(nóng)林產(chǎn)品的核心競爭力，獲得農(nóng)林產(chǎn)業(yè)體系可持續(xù)發(fā)展的需求。

教育部、農(nóng)業(yè)部、國家林業(yè)局為貫徹黨的十八大、十八屆三中全會精神，落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010~2020年）》和《中共中央、國務院關于加快推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新持續(xù)增強農(nóng)產(chǎn)品供給保障能力的若干意見》，推動高等農(nóng)林教育綜合改革方案，制訂了改革高等農(nóng)林教育和培養(yǎng)卓越農(nóng)林人才教育的計劃［3］。

食品科學與工程類專業(yè)是農(nóng)林產(chǎn)品加工的人才培養(yǎng)基地，是實踐性極強的應用型學科，在農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著重要作用［4-5］。筆者分析了國內(nèi)食品科學與工程類專業(yè)現(xiàn)有實踐教學情況與培養(yǎng)該類學科卓越農(nóng)林人才對實驗教學需求的差距，提出加強實踐教學平臺重點建設，培養(yǎng)出具有雄厚基礎的方法。

1 食品科學與工程類專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)存在的問題

1.1 實踐教學資源浪費，實驗導向不清，缺乏與行業(yè)銜接，學生職業(yè)能力不足

絕大多數(shù)設有食品科學與工程類專業(yè)的學校都是以寬口徑制訂培養(yǎng)方案，開設的理論課程涵蓋各類工程師應掌握的理論知識，所開設的實踐項目也基本包括普通物理實驗、普通化學實驗、普通分析實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、生物化學實驗、化工技術(shù)基礎實驗等豐富的實踐項目。然而在“寬口徑”教育模式下，制訂培養(yǎng)方案時未充分考慮本學科實踐教學體系的科學性和系統(tǒng)性，沒有根據(jù)專業(yè)特點來設置與之相應的實踐環(huán)節(jié)，結(jié)果學生雖然學了很多課程，卻未能理論聯(lián)系實際［6-8］。

1.2 專業(yè)基礎知識教學與實踐教學各成體系，缺乏綜合化和相互融合

食品科學與工程學科的許多成果都是從科學實驗獲得，而依據(jù)目前其專業(yè)的培養(yǎng)計劃，雖然設置了許多實驗基礎課，但由于基礎課老師不具有食品科學與工程類的知識，不了解實驗基礎課與該專業(yè)的相關性，最終使學生失去掌握基礎實驗技術(shù)的興趣，導致學生基礎理論應用于實踐的能力薄弱，難以培養(yǎng)出卓越農(nóng)林人才。

1.3 實踐教學基地建設薄弱，實踐教學缺乏深入性

長期以來食品科學與工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)包括金工實習（1周）、認識實習(1周)、生產(chǎn)實習(3周)、畢業(yè)實習(2周)等。由于學校和實習基地之間沒有形成長期和牢固的互惠關系，導致實踐基地建設薄弱。實習過程只是由老師或企業(yè)人員進行簡單講解，再帶領學生參觀；由于時間和經(jīng)費限制，實習也未能安排更多的企業(yè)，學生動手參加生產(chǎn)實踐的機會少，使得學生對食品加工技術(shù)和管理難有深入和全面把握，最終導致畢業(yè)生的實踐能力與企業(yè)的要求之間存在鴻溝。

為了有效培養(yǎng)卓越農(nóng)林人才，必須改變現(xiàn)有的實踐教學方式，構(gòu)建完善的適合食品科學與工程類卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)的實踐教學平臺。

2 構(gòu)建實踐教學平臺的基本思路

食品科學與工程類卓越農(nóng)林人才應該具有4種素質(zhì)，即懂得設計（具備良好食品工程領域設計能力；掌握貯藏和加工等方面的設計方法）、精通實驗（具有食品加工所需要的動手能力）、善合作（具有與他人合作的精神）、敢創(chuàng)新（具有產(chǎn)品、工藝、技術(shù)創(chuàng)新能力）。

實踐教學平臺建設的基本思路是以食品科學與工程類卓越人才培養(yǎng)為目標，以學生為主體，實踐教學培養(yǎng)為主要手段，校企合作為突破口，建立基礎實驗、專業(yè)實驗、專業(yè)設計、專業(yè)實習等多層次系統(tǒng)實踐教學平臺，形成由單一實驗到綜合實驗，由相對獨立到多學科融合的實踐教學平臺。因此，探索與未來農(nóng)林人才相適應的實踐教學體系的構(gòu)建，必須抓住“一個思想”，遵循“三條主線”，涵蓋“四個層次”。

2.1 “一個思想”是理論教學與實踐教學的有機結(jié)合

理論教學主要培養(yǎng)學生的思維能力和學習能力［9］，而實踐教學則側(cè)重培養(yǎng)學生對專業(yè)的熱愛和堅忍不拔素質(zhì)以及團隊合作精神、運用理論分析和解決問題的能力、創(chuàng)新意識，因此只有理論教學與實踐教學的有機結(jié)合，才能培養(yǎng)出卓越農(nóng)林┤瞬擰＊

2.2 “三條主線”貫穿食品科學與與工程類大學生在校4年所有階段

“三條主線”是實驗、設計、實習，構(gòu)成實踐教學平臺的核心。

2.2.1

實驗是卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)的中心。實驗課程分為基礎和專業(yè)實驗課程，包括普通化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、生物化學實驗、微生物學實驗、食品分析實驗、食品工藝實驗、儀器分析實驗等［10］，這些課程依托于公共基礎實驗教學中心和學科平臺實驗中心?；A和專業(yè)實驗突出在食品科學與工程的目標性和應用性，只有提升基礎實驗教師的食品專業(yè)素質(zhì)和開發(fā)與食品類相關的實驗內(nèi)容，才能與卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)緊密配套。基礎實驗完成后，根據(jù)學生所希望的從業(yè)方向分組設置專業(yè)實驗。專業(yè)實驗為大型的綜合性實驗，具有方向性強、實驗多、時間長、分析多的特點，在人才培養(yǎng)中起著重要的作用。

2.2.2

設計是卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)的重點。

設計包括機械制圖、制圖與auto-CAD、食品科學與工程專業(yè)課程設計、計算機在食品科學與工程中的應用、科研訓練、畢業(yè)設計。設計內(nèi)容結(jié)合所設置專題，注重培養(yǎng)規(guī)范化和標準化，發(fā)揮個人開放性思維；而畢業(yè)設計針對特定專題，使學生將已學理論知識可以綜合、全面地應用于實踐，實現(xiàn)從認知、理解、應用、創(chuàng)新等方面得到升華。

2.2.3

專業(yè)實習是卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)的基礎。

專業(yè)實習包括金工實習、認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習。通過專業(yè)實習使學生充分把握食品加工的技術(shù)、勞動、管理等和在國民經(jīng)濟及社會發(fā)展中的重要作用。在常規(guī)性實習環(huán)節(jié)基礎上鼓勵學生自發(fā)或有組織地開展“雙休日實踐”和“寒暑假實踐”等實踐環(huán)節(jié)，通過常規(guī)性實習、課外實踐等實踐過程提升實踐教學效果。

2.2.4

新的實踐教學體系必須依靠相應教學改革、實踐教學條件的提升配套而行。

根據(jù)學校食品科學與工程專業(yè)特點和資源配置條件，進一步加強校內(nèi)、校外實踐基地的建設。校外實踐基地的開拓是以食品加工、開發(fā)和監(jiān)督的上市企業(yè)及中小企業(yè)、科研單位、行政執(zhí)法單位進行校企合作為途徑，在已有和企業(yè)合作的基礎上，通過建立能產(chǎn)生成果的產(chǎn)學研合作模式，提高企業(yè)等單位與高校合作的積極性，完善校外實踐基地建設；校內(nèi)實踐基地為教學實驗中心，重點加強具有食品科學與工程類卓越人才特色的實驗室基礎教學實驗訓練平臺建設，通過雙管齊下確保實踐教學效率。

2.3“四個層次”的訓練

2.3.1

食品的鑒別能力訓練是第一層次。訓練通過感官評價、理化分析和微生物學分析，進而評價產(chǎn)品的安全性和品質(zhì)的基本技能。其功能是使學生熟練把握食品安全性和功能等特征。通過普通物理實驗、普通化學實驗、普通分析實驗、有機化學實驗、物理化學實驗、生物化學實驗、微生物學實驗、食品分析實驗、儀器分析實驗等完成這一層次的訓練。

2.3.2

食品加工專項技能訓練是第二層次。

為針對某食品的加工技術(shù)開展能力訓練。其功能是使學生掌握該產(chǎn)品的加工工藝和技術(shù)參數(shù)，其中涉及原料、工藝、設備、環(huán)境等［11-12］。訓練通過物理化學實驗、生物化學實驗、化工技術(shù)基礎實驗、微生物學實驗、食品工藝實驗等完成。

2.3.3

食品新產(chǎn)品創(chuàng)新能力訓練是第三層次。

新的時代人們對食品出現(xiàn)新的需要，為滿足這種新需求（減肥食品、提高免疫力的食品等）或去除新出現(xiàn)的不安全因素（殺菌劑、除蟲劑、除草劑或工業(yè)污染物等）而開展新產(chǎn)品、新工藝及新設備等設計和實施能力的全面訓練［13-14］。其功能是使用學生掌握相關領域的發(fā)展、人們的新需求、工藝分析、設計和控制的方法，包括基礎實驗、專業(yè)基礎實驗、專業(yè)實驗、專業(yè)綜合實驗、設計和實習等。

2.3.4

團隊協(xié)作能力訓練是第四層次。針對實踐過程中和未來食品及其加工、流通過程中出現(xiàn)的問題，通過某一專業(yè)人才已經(jīng)無法完成，必須通過多學科、多領域人才進行卓有成效的合作才能實現(xiàn)目標，因此團隊協(xié)作能力在卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)中占有重要地位，需要探索團隊協(xié)作能力訓練［15］。學生通過完成微生物學實驗、食品工藝綜合實驗、科研訓練、畢業(yè)論文、國家和學校進行的創(chuàng)業(yè)及挑戰(zhàn)大賽和學生創(chuàng)新團隊等科技訓練計劃培養(yǎng)團隊合作精神。

實踐教學平臺“一個思想、三條主線和四個層次”的構(gòu)建：①符合大學生對食品加工與食品安全的認識發(fā)展規(guī)律，確保學生能牢固地掌握和靈活運用所學知識；②使學生更加明確、清楚地理解所學的各門課程可解決的問題；③真正鍛煉學生工程實踐能力、創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力，達到培養(yǎng)學生工程素質(zhì)等目的。

3 實踐教學平臺的運行實施

為了確保該實踐教學體系的順利運行，完善相應配套教學改革工作，其中的重點是：①完善的網(wǎng)絡教學平臺。②建立牢固的校企合作模式。與企業(yè)、研究機構(gòu)和行政執(zhí)法單位建立以互惠為前提的長期校外實習基地。③校內(nèi)實驗內(nèi)容，應該根據(jù)食品科學與工程類卓越農(nóng)林人才的實際需要，對基礎實驗、專業(yè)基礎實驗進行改革，使用有限的教學資源做到更加合理的配置，采用開放式實驗教學。④建立引導和督導機制。國家和學校從企業(yè)、研究機構(gòu)、行政執(zhí)法單位和社會的實際需求出發(fā)，開展各種有系統(tǒng)的激勵機制的項目或活動，引導學生主動向卓越農(nóng)林人才邁進；學校督導和學生骨干也應組成教學質(zhì)量監(jiān)督和意見反饋機構(gòu)，促進教學問題的及時解決和教學方案的合理調(diào)整，鞭策學生成長為卓越農(nóng)林┤瞬擰＊

3.1 為學生設立探索工程專題

為了論證所構(gòu)建的實踐教學平臺的有效性，以便進一步加以完善，選擇食品科學與工程專業(yè)和食品質(zhì)量與安全兩個專業(yè)的學生來進行試運行。

這些專業(yè)的學生在完成了工程制圖、auto睠AD、計算機在食品科學與工程中的應用、食品工程課程設計等課程的學習和機械制圖、金工實習、認識實習等基礎動手能力訓練后，從三年級開始，根據(jù)專業(yè)方向和志向?qū)W生進行分組，布置相應工程專題，每個工程專題均來源于人們對食品功能和安全的新需求與目前條件下新農(nóng)林產(chǎn)品和農(nóng)林產(chǎn)品受到殺菌劑、除蟲劑、除草劑或工業(yè)污染物等新問題的結(jié)合。

3.2以工程專題為主線，以實驗探索為手段，加強專業(yè)理論的掌握和運用能力

每個工程專題都涵蓋多門食品工程專業(yè)課的知識，在后續(xù)專業(yè)課的學習中將圍繞工程專題，訓練學生專項技術(shù)和工程應用能力。

將果蔬原料加工成食品是農(nóng)林產(chǎn)品加工的主要趨向，而在果蔬加工過程中依然存在許多有待解決的專題。如山楂、楊梅、沙棘、藍莓、歐李、酸橙、西番蓮、橄欖等水果都具有對人有益的生理功能，但都含有大量的有機酸。在專題中，學生選擇了在不影響功能成分的前提下對果汁采用弱堿性陰離子交換樹脂進行降酸的課題。以山楂為例，山楂的取汁加工過程涉及微生物學、食品化學、食品酶學、食品工程原理、果蔬加工工藝學、果品貯運學等專業(yè)課及相關實驗課。在果汁降酸處理階段可以觀察到采用弱堿性陰離子交換樹脂降酸，而在其過程中發(fā)現(xiàn)裝在樹脂柱中的弱堿性陰離子交換樹脂的形狀發(fā)生變化，而且體積增加20%左右，還出現(xiàn)樹脂破碎和樹脂柱破裂等情況［16］。這時需要指導學生充分利用實踐教學平臺，從交換基團的微觀角度分析體積增大的原因，從工程力學、離子交換動力學角度分析和設計樹脂柱的構(gòu)造，以避免樹脂柱的破裂和弱堿性陰離子交換樹脂的破碎。降酸所得到的果汁將進行功能、感官、理化和微生物等指標的分析，這就要充分運用功能食品、食品分析、儀器分析等專業(yè)課及相關實驗課［17］。

通過專題完成可以使卓越農(nóng)林人才充分理解和牢固掌握食品專業(yè)理論知識和綜合職業(yè)能力。

3.3 使用實踐教學平臺提高學生專業(yè)綜合能┝

利用校外實踐教學基地，安排學生到與其工程專題相似的企業(yè)、研究機構(gòu)和行政執(zhí)法單位進行實習。在實習過程中，要求學生根據(jù)實際情況，將學校學到的理論以及自己的工程解決方案與實際工程進行對比分析，寫出具有較為深入的理論依據(jù)和實踐中較為可行的實習報告。同時在畢業(yè)論文階段嚴格把關，每組工程專題的每個學生設置不同的關鍵設計參數(shù)，學生將根據(jù)任務重新依據(jù)其設計參數(shù)進行計算和設計，并對相應內(nèi)容進行驗證，確保切實可行。這樣畢業(yè)實習和畢業(yè)設計雙管齊下，促使學生在專業(yè)領域的綜合能力得到了訓練和強化，確保所培養(yǎng)的學生具備食品科學與工程類卓越農(nóng)林人才的基本素質(zhì)。

4 結(jié)語

“卓越農(nóng)林人才培養(yǎng)計劃”是教育部、農(nóng)業(yè)部、國家林業(yè)局重大農(nóng)林教育教學改革計劃，著力推進人才培養(yǎng)模式改革創(chuàng)新，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新型、復合應用型、實用技能型人才，為國家的生態(tài)文明、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和社會主義新農(nóng)村建設提供人才支撐、科技貢獻和智力支持。按照“以人為本，德育為先，能力為重，全面發(fā)展”的教育觀念，在實踐教學過程中構(gòu)建與我國農(nóng)林產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的教育模式；培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)致力于從事食品科學與工程類工作的優(yōu)秀人才；提高農(nóng)林專業(yè)性人才的培養(yǎng)水平。

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