以設(shè)計(jì)性食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)為依托提高應(yīng)用型大學(xué)生的創(chuàng)新能力

【摘要】培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力是高校教學(xué)改革的一個(gè)重要目標(biāo)。食品工藝學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)的專業(yè)課，通過開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生更好的將食品工藝科學(xué)理論應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，培養(yǎng)應(yīng)用型大學(xué)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，因此設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)課程教學(xué)中占有重要地位。文章對(duì)開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的必要性、前提條件和實(shí)施過程進(jìn)行了論述，并對(duì)順利實(shí)施設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】食品工藝學(xué) 實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)性

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）01-0237-02

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校教育活動(dòng)的重要一環(huán)，通過實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的訓(xùn)練，學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際，提高綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是能力的實(shí)踐教學(xué)指老師提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識(shí)，通過查詢相關(guān)文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過老師審核修改，然后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并撰寫報(bào)告的實(shí)驗(yàn)。食品科學(xué)與工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)，學(xué)生需要在在校期間不斷通過實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)增強(qiáng)其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。在設(shè)計(jì)性食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)中，大學(xué)生需要綜合運(yùn)用食品化學(xué)、食品工藝學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)、食品分析、食品微生物學(xué)等學(xué)科知識(shí)，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，并在整個(gè)過程中培養(yǎng)對(duì)食品科學(xué)與工程理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。因此，在高年級(jí)本科生中開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)顯得尤為重要。本文以素質(zhì)教育為指導(dǎo)思想，對(duì)食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)問題進(jìn)行思考，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革開展相關(guān)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的探索，提出一些改革建議。

一、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)教學(xué)過程中，全部學(xué)生按照老師事先制定的同一個(gè)題目和內(nèi)容分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師是主體，示教講解，學(xué)生被動(dòng)的機(jī)械性操作。從人才能力結(jié)構(gòu)的組成來看，基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)側(cè)重訓(xùn)練學(xué)生對(duì)基本儀器和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的掌握，強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解和記憶。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)則是指學(xué)生根據(jù)老師提出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過查詢相關(guān)文獻(xiàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并撰寫報(bào)告的實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)除了具有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的作用外，更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力和探索精神，提高創(chuàng)新能力。

整個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過程都由學(xué)生獨(dú)立完成，老師只進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生需要發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，方案設(shè)計(jì)和實(shí)施要符合專業(yè)實(shí)際發(fā)展情況。因此學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得到提高，有助于培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后對(duì)實(shí)際問題的解決能力。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)的理論課程以后開設(shè)的，不僅僅是一門課的理論知識(shí)，需要綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能才能完成。比如食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)需要開發(fā)某種新產(chǎn)品，需要對(duì)產(chǎn)品的理化和感官指標(biāo)進(jìn)行分析，不僅需要掌握食品工程原理、食品工藝學(xué)中的理論知識(shí)，還要結(jié)合食品分析、感官評(píng)價(jià)等課程知識(shí)。通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，提高學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)不同工作崗位的能力。

在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生要組成小組，通過討論的方式進(jìn)行選題和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要就實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的問題進(jìn)行溝通，取得一致意見后解決問題。在協(xié)作完成任務(wù)的過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)如何與不同性格的人相處，如何做決策，有利于培養(yǎng)學(xué)生的交際能力。交際能力是大多數(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中的基本要求。

二、開設(shè)食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)的必要性

食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的目的是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，熟悉食品生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，了解食品原料的采購、生產(chǎn)小試、配方設(shè)計(jì)、食品生產(chǎn)、感官評(píng)價(jià)以及殺菌貯藏等一系列過程。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生通過怎樣查找國家標(biāo)準(zhǔn)方法、怎樣準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)試劑和儀器、怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、怎樣解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，可以更好的掌握綜合運(yùn)用已學(xué)相關(guān)知識(shí)的能力。通過食品工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)食品生產(chǎn)工藝和配方的能力，掌握基本的食品感官評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方法，樹立正確的食品工藝設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

在開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生不僅查閱資料、實(shí)際動(dòng)手和寫作能力有所提高，更重要的是通過對(duì)食品加工的工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)一步激發(fā)了他們對(duì)食品工藝學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，并能夠結(jié)合實(shí)際存在的問題，在食品工藝學(xué)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，也為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。學(xué)生均能按要求完成任務(wù)，通過食品工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更深入地掌握了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理和數(shù)據(jù)處理方法，增強(qiáng)了科研能力和協(xié)作精神。

三、食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的前提條件

（一）開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)校的教學(xué)管理水平有新的要求

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)需要有能對(duì)學(xué)生開放的實(shí)驗(yàn)室，不僅在工作時(shí)間開放，非工作時(shí)間也可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生可以在一定范圍內(nèi)自由選擇實(shí)驗(yàn)方案，因此實(shí)驗(yàn)原輔材料、檢測(cè)試劑大大增加，而且不同的實(shí)驗(yàn)還會(huì)有交叉。因此如何對(duì)實(shí)驗(yàn)原輔材料的儲(chǔ)放、使用，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)，實(shí)驗(yàn)室開放的安全都必須進(jìn)行規(guī)范管理才能滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求。

（二）開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)需要一定的基礎(chǔ)條件

與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所需要的原材料種類較多，設(shè)備儀器、耗材也相對(duì)增多，學(xué)校需要有一定的資金支持。如在果汁飲料的制作中，能有不同的學(xué)生選擇不同的原輔材料。澄清汁和混濁汁的工藝路線不同，所需要的設(shè)備也不盡相同。這些都需要學(xué)校資金的支持。因此，開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要評(píng)估學(xué)校的儀器設(shè)備是否能滿足相關(guān)實(shí)驗(yàn)類群中不同實(shí)驗(yàn)方案的需求，在發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求時(shí)進(jìn)行一定的限制。

（三）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)老師的專業(yè)和教學(xué)水平提出了更高的要求

例如在果汁飲料的實(shí)驗(yàn)中，可能采用的原材料不同，配方和工藝路線也不同，需要老師有豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具有原料、工藝、食品添加劑、質(zhì)量控制等方面的知識(shí)和實(shí)踐。

（四）需要老師付出更多的勞動(dòng)

教師在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段和實(shí)施階段都要對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，需要教師付出更多的耐心和精力，增加了教師的工作量。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師和實(shí)驗(yàn)員必須堅(jiān)守在實(shí)驗(yàn)室，隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)督和輔導(dǎo)講解。

四、食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程

實(shí)驗(yàn)采用統(tǒng)一組織、集中管理、分組設(shè)計(jì)的組織形式，集體輔導(dǎo)與個(gè)別指導(dǎo)相結(jié)合的指導(dǎo)方式，教學(xué)過程分為：方案設(shè)計(jì)；方案修改與審批；實(shí)驗(yàn)研究；數(shù)據(jù)整理與撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、答辯與考核等階段。要求應(yīng)相對(duì)獨(dú)立完成總體方案設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)設(shè)計(jì)和品質(zhì)分析，完成數(shù)據(jù)整理，并提交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說明書和實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份，采用多媒體完成答辯。

（一）方案設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備條件，可以選擇不同的產(chǎn)品類型作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如果汁飲料新產(chǎn)品開發(fā)，學(xué)生可以選擇不同水果進(jìn)行各種果汁飲料的制作。至少在實(shí)驗(yàn)前兩周，老師發(fā)布實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和要求。學(xué)生以3-5人為單位組成實(shí)驗(yàn)小組，并制定1名組長，通過查閱相關(guān)資料確定方案。包括產(chǎn)品類型、原輔材料的選擇、配方的確定、工藝路線的選擇、理化指標(biāo)及其檢測(cè)方法等都在小組討論的基礎(chǔ)上獨(dú)立完成，然后將實(shí)驗(yàn)方案提交給老師。在這部分任務(wù)中，需要了解實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品相關(guān)的國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)。在實(shí)驗(yàn)方案中，需要簡(jiǎn)單論述相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)展、確定原材料和工藝路線的理由。

（二）方案修改與審批

制定方案后，以小組為單位，與指導(dǎo)教師進(jìn)行討論。教師依據(jù)科學(xué)性、可行性的原則對(duì)方案進(jìn)行審閱，提出其是否符合理論和實(shí)踐的要求。另外，教師要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室條件、經(jīng)費(fèi)等因素對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行最后審閱。如果實(shí)驗(yàn)室條件不能滿足要求或經(jīng)費(fèi)超過預(yù)算，就要求學(xué)生重新擬定試驗(yàn)方案。各小組根據(jù)教師的意見進(jìn)行修改，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，以保證實(shí)驗(yàn)的順利實(shí)施。

（三）實(shí)驗(yàn)研究

按照確定的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生在領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)原輔料后，正式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，要求學(xué)生分工協(xié)作，互相溝通，解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種問題。實(shí)驗(yàn)所需個(gè)性化的原輔料、試劑由學(xué)生自己購買和配制。開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)行實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開放，允許學(xué)生進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，非工作時(shí)間也可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)教師全程負(fù)責(zé)答疑釋惑，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，介紹所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用方法、操作步驟和注意事項(xiàng)，確保實(shí)驗(yàn)方案的可行性，檢查掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，并督促學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)記錄，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告開展分析討論，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)所取得的成效，找出不足，提出改進(jìn)意見，不斷提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力。

（四）撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生要依據(jù)感官評(píng)價(jià)及理化指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品。工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)不同于其他實(shí)驗(yàn)之處，在于實(shí)驗(yàn)制作出的產(chǎn)品都可食用。因此，由指導(dǎo)老師組織學(xué)生對(duì)其他組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，互相比較，取長補(bǔ)短。在感官評(píng)價(jià)的過程中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行總結(jié)，找出不足，可以考查學(xué)生的理論設(shè)計(jì)能力。最后，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果、對(duì)產(chǎn)品的綜合評(píng)價(jià)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行成本分析，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的問題及解決辦法，對(duì)實(shí)驗(yàn)成敗的原因進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)意見，課程設(shè)計(jì)收獲等內(nèi)容。

（五）答辯與考核

考核是實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)說明書及總結(jié)，也可以由教研室組織全體老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行答辯，給出答辯成績?？梢詫⒃O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容分為四個(gè)部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作綜合表現(xiàn)、設(shè)計(jì)說明書、答辯。也可以分成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作綜合表現(xiàn)和科技論文三部分。但是無論怎么分類，此類實(shí)驗(yàn)的考核應(yīng)突出設(shè)計(jì)方案的重要性，加大其在考核中的比重。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開設(shè)符合教育部提倡的“加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以提高大學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立研究的能力”的要求。食品工藝學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)這種教學(xué)模式，對(duì)提高學(xué)生的綜合能力和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神有著十分重要的意義。這種集知識(shí)教育、素質(zhì)教育、技能教育和創(chuàng)新教育為一體的綜合性實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才有著積極作用，順應(yīng)了高校為國家培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的需要。在實(shí)踐過程中，注意不要把設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與畢業(yè)論文混為一談，不能流于形式，要有過程材料作為支撐以及嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控體系。

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作者簡(jiǎn)介：

王衛(wèi)東（1971-），男，山西臨汾人，研究生，副教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。