基于CDIO理念的食品科學類實驗室開放模式探討

趙俊仁 李春海 程水明 張鐘 郭先霞

摘要 將CDIO理念引入食品科學類實驗室開放模式中，可有效提高學生在專業(yè)實踐中的綜合能力。分析了食品科學類實驗室CDIO工程教育改革過程中出現(xiàn)的一些問題，并提出一些改革措施，使食品科學類實驗室更適應CDIO理念下的實踐教學體系。以開放實驗室平臺建設為載體，結(jié)合現(xiàn)有的工作經(jīng)驗與實踐，建立了一套實驗室開放與運行管理的新模式。

關鍵詞 CDIO理念；實驗室開放模式；食品科學專業(yè)

中圖分類號 S-01文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）15-0227-02

Abstract CDIO concept was introduced into the opening mode of food science laboratory， which could effectively improve students comprehensive quality in the professional practice. This paper analyzed some problems in the process of CDIO engineering education reform，and some reform measures were put forward，in order to make food science laboratory to adapt the practical teaching system based on CDIO concept. Taking the construction of opening laboratory platform as carrier，combined with the work experience and practice， we established a new model of laboratory opening and operation management.

Key words CDIO concept；Opening model of laboratory；Food science specialty

隨著傳統(tǒng)食品工業(yè)向高新技術方向發(fā)展，對食品科學與工程專業(yè)學生的綜合能力也提出了新的要求，用人單位更注重學生的工程實踐能力和創(chuàng)新精神。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是一種全新的高等工科教育創(chuàng)新模式。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程的理論、技術與經(jīng)驗。教育部于2008年在部分高校正式啟動CDIO試點，培養(yǎng)一批新型工程技術人才。

廣東石油化工學院食品科學與工程專業(yè)是本校的老牌專業(yè)，歷經(jīng)了?？频奖究频霓D(zhuǎn)變，不斷探索符合廣東省地方特色及本校應用型人才培養(yǎng)目標的人才培養(yǎng)模式。食品科學與工程專業(yè)作為應用性、綜合性和基礎性都很強的學科，在培養(yǎng)過程中更應注重學生的實踐能力、創(chuàng)新能力、科研能力及團隊合作能力等綜合素質(zhì)，而這些能力的培養(yǎng)需在有限的專業(yè)實踐中完成是非常艱難的，因此實驗室開放在食品科學與工程專業(yè)的實驗室改革與發(fā)展十分重要。筆者分析了食品科學與工程專業(yè)實驗室CDIO工程教育改革過程中存在的問題，并提出了基于CDIO理念的食品科學專業(yè)實踐教學改革措施。

1 食品科學與工程專業(yè)實驗室運行現(xiàn)狀

對食品科學與工程專業(yè)實驗室進行CDIO工程教育改革的過程中發(fā)現(xiàn)，要使新方法得以實施，不僅要對實驗室進行改革，而且需要對實踐教學模式進行改革。

1.1 實踐教學模式單一，內(nèi)容陳舊

目前實踐教學主要包括實驗課程和專業(yè)實習2個部分。很多實驗課程并未單獨設立，也不需要單獨考核，而是作為理論課程的一部分，成績一般占10%～30%，因此給學生形成“重理論，輕實踐”的印象，在實驗課程學習過程中不夠重視[1]。實驗課教師往往在實踐之前就已經(jīng)向?qū)W生講授了實驗內(nèi)容、目的、方法、原理、操作步驟等內(nèi)容，學生只需按照教師給出的步驟操作，使用提前配置的試劑就可以完成整個實驗過程，并得到預期的結(jié)果，學生的主觀能動性和創(chuàng)新性得不到充分發(fā)揮[2]。專業(yè)實習部分則只是將學生送到實習基地單位參觀和學習，很少有學生根據(jù)實習單位的實際情況，幫助解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，學生在此過程中得到的鍛煉很少。

1.2 實驗室建設投入不足，設備利用率低

由于食品科學與工程專業(yè)的實驗性很強，實驗教學條件的建設非常重要，但此專業(yè)在很多高校都是非重點建設專業(yè)，對實驗教學條件建設不會投入太多的經(jīng)費和精力，導致實驗室設備使用多年而未及時更新?lián)Q代，或者隨著招生人數(shù)的增加而未增加實驗設備的數(shù)量，這些都導致實驗室建設無法滿足CDIO對工程實踐場所的要求。工程實踐場所和實驗室能支持和鼓勵學生通過動手來學習產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的建造，學習專業(yè)知識和社會經(jīng)驗[3]，這是CDIO教育模式的重要標準之一。

1.3 實驗室人員配備結(jié)構不合理

高校實驗室管理人員屬于教學輔助人員，具有高學歷、強科研背景的技術人員非常少，甚至有些實驗室人員缺乏專業(yè)背景，這些都導致實驗室人員地位不高，待遇也遠不如教師系列崗位。實驗室開放導致實驗室管理難度增加，實驗人員的工作量和工作時間也大大增加，此外實驗人員激勵津貼制度建立不夠全面、人員配備不足等問題都影響著實驗室人員的工作積極性[4]。

2 基于CDIO理念的食品科學與工程專業(yè)實踐教學改革措施

食品科學與工程專業(yè)的實驗室開放與運行管理，以CDIO工程教育理念為依據(jù)，從優(yōu)化實驗室開放模式、實驗室開放的管理改進、加強實驗教學隊伍建設以及基礎設施優(yōu)化等方面進行了研究與實踐。

2.1 以CDIO模式為依據(jù)，優(yōu)化實驗室開放模式

實驗室開放模式既要根據(jù)CDIO工程教學模式的需要，又要立足于本專業(yè)實際，同時還要考慮學生的具體情況，確保實驗室開放模式的可行性。① 教學計劃內(nèi)實驗項目開放模式。教學實驗項目開放是指對教學計劃內(nèi)的實驗教學項目進行開放，學生利用課余時間在實驗室獨立完成實驗，指導教師對實驗過程中的注意事項提出要求，目的在于加強學生對基礎知識的理解和掌握，培養(yǎng)學生基本的實驗技能，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力打下堅實基礎。②綜合性、設計性實驗項目開放模式。結(jié)合學科發(fā)展，指導教師設計一系列難度適中、符合學生實際水平的綜合性、設計性實驗項目，讓學生自主選題（如利用新型原料制作功能性食品、優(yōu)化食品中某成分的提取工藝及生物活性測定等）。通過此類型實驗項目的開放，激發(fā)學生的實驗興趣，提高學生自主學習和理論聯(lián)系實踐的能力，為將來從事科研項目工作打下基礎。③學生參與教師科研項目開放模式。這種模式不僅能使學生熟悉從事科研項目的一般流程，也掌握了一定的知識和方法，鍛煉了科研思維，為今后的工作和學習奠定基礎[5]。④學生參與科技活動開放模式。主要是針對參加科技活動的學生進行實驗室開放，如“生物化學設計大賽”和“挑戰(zhàn)杯”等校外科技活動。通過競賽充分調(diào)動學生的積極性，同時也培養(yǎng)學生的團隊合作能力和自主研發(fā)能力。

2.2 開放實驗室的管理方法改進

向?qū)W生公布實驗室開放時間，學生可根據(jù)自己的實際情況向指導老師預約開放時間，并確定實驗項目及試驗實施的相關細節(jié)。實驗室安全是開放管理的重中之重。開展實驗前，學生必須接受實驗室安全教育，以免發(fā)生意外。使實驗室安全教育常態(tài)化，安排專業(yè)實驗教師或?qū)嶒炇夜芾砣藛T定期開展實驗室安全及大型儀器使用方面的培訓和講座，進入實驗室的學生必須遵守實驗室的各項安全管理制度和準則，培養(yǎng)學生的安全意識。定期檢查實驗室安全情況，由實驗室專任教師、實驗管理人員及部分學生共同參與實驗室安全的管理與監(jiān)督，責權到人，分工明確[6]。實行預約制度，保證開放實驗的質(zhì)量。學生輪流使用實驗設備，提高儀器設備的利用率。使用大型儀器設備前，采取“老生帶新生”或定期培訓的方式，使學生熟悉掌握儀器設備的操作流程、注意事項、應急操作等。在CDIO工程教育模式下，需要建立健全考核機制，對實驗教師進行科學考核，是發(fā)揮潛能和調(diào)動工作積極性的有效手段。制定一些適合學生的激勵措施，激發(fā)學生的興趣。

2.3 基礎設施優(yōu)化

根據(jù)CDIO模式，實踐過程需經(jīng)歷構思階段、設計階段、實施階段和運行階段，而這4個階段對實驗室的設施和功能要求也各有不同。構思階段，學生主要處于思考構思和文獻查閱過程中，對實驗室儀器設備不高，一般教學設備基本可以滿足；設計階段，學生的交流和討論較多，對于實驗室的開放性要求較高，學生在此階段與小組成員和指導教師討論實踐細節(jié)、相互交流、反復修改方案；實施階段對實驗室要求最高，各小組根據(jù)已形成的方案實施實踐，由于不同項目存在較大差異，此階段應更注重靈活性、安全性、專業(yè)性和實用性，該階段需要充足的實驗基礎設備和專業(yè)設備；運行階段為學生提供運行產(chǎn)品的機會，可考慮與企業(yè)聯(lián)合、或模擬企業(yè)的運行環(huán)境，從而建立接近實際生產(chǎn)的產(chǎn)品運行過程。綜上所述，構建專業(yè)實驗室按照基本實驗—綜合應用—技能培訓—科技創(chuàng)新—成果轉(zhuǎn)化實踐教學體系，可更有效地適應CDIO實踐教學模式[7]。在原有實驗室的基礎上配置技能訓練實驗室，供學生掌握一些基本的操作技能；補充創(chuàng)新型、綜合應用型等實驗及儀器設備，為各層次類型的實踐教學服務。儀器設備是實驗室建設的基礎，實驗設備的好壞直接影響到實驗教學效果?？刹扇　耙M先進”與“改進老舊”相結(jié)合的方式升級儀器設備配置[8]。

2.4 加強實驗教學隊伍建設

建立一支穩(wěn)定的實驗教學隊伍，明確實驗教師的具體職責。這支隊伍要充分認識和理解CDIO工程教育理念的深度內(nèi)涵，并具備一定的工程實際能力。實驗室應定期組織教師培訓和交流，提高實驗教師的教學能力，如有條件可定期派教師深入相關企業(yè)學習，以親身體驗實踐教學背景，打造一支高素質(zhì)的實驗教學團隊。

3 結(jié)語

筆者提出基于CDIO理念的食品科學與工程專業(yè)實驗室開放模式。目前，實驗室開放還存在一些問題，如實踐教學模式單一、內(nèi)容陳舊，實驗室建設投入不足、設備利用率低，以及實驗室人員配備結(jié)構不合理等。以CDIO理念為基礎，從優(yōu)化實驗室開放模式、實驗室開放的管理改進、加強實驗教學隊伍建設以及基礎設施優(yōu)化等方面提出了食品科學專業(yè)實踐改革措施。

參考文獻

[1] 聶海，吳風松，楊松帥，等. CDIO 模式下學生創(chuàng)新項目與實驗室開放管理的探討[J].實驗室科學與技術，2012，10（6）： 170-173.

[2] 何麗芳，王芳宇，賓冬梅，等.食品科學與工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)的實踐教學改革與探索[J].教育教學論壇，2016（46）：137-138.

[3] 丁桂芝.CDIO 12個標準本土化應用專題之六 本土化應用標準6——工程實踐場所[J].計算機教育，2012 （19）：107-110.

[4] 吳青鳳，蕭仲敏，龍云.基于CDIO的實驗室開放模式與管理探討[J].實驗室科學，2012，15（5）：99-101.

[5] 郜維超，黃剛，郭盛，等.基于CDIO模式下實驗室建設與管理模式的創(chuàng)新[J].中國管理信息化，2016，19（22）：251-253.

[6] 李小艷. CDIO模式下開放實驗室的建設與管理[J].無線互聯(lián)科技，2017（23）： 124-125.

[7] 劉美，禹柳飛，王濤.基于CDIO理念的卓越人才培養(yǎng)的探索與實踐：以廣東石油化工學院電氣工程及其自動化專業(yè)為例[J].廣東石油化工學院學報，2012，22（2）：25-27.

[8] 王偉，孟祥貴，王光明，等. CDIO 模式下高校實驗室建設與管理的思考[J].實驗室研究與探索，2013，32（12）： 216-218.