“一體化三平臺多模塊”的實驗教學體系構建及實踐

李次力，韓春然，韓 冰，遇世友，張根生

（哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，黑龍江哈爾濱 150076）

哈爾濱商業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)在多年的本科人才培養(yǎng)方面，構建了創(chuàng)新型的實驗教學體系，以食品加工技術為主線，以完善知識結構、強化綜合能力和提高實踐素質(zhì)為培養(yǎng)核心，通過不斷豐富實驗教學、優(yōu)化學生知識結構、強化學生素質(zhì)，進一步加強食品科學與工程專業(yè)學生的實驗（實踐）能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)面向未來、高素質(zhì)、具有國際競爭力的應用型復合型人才。從“加強基礎、強化應用、著力創(chuàng)新、提高能力、服務地方”建設指導思想出發(fā)，根據(jù)實驗教學規(guī)律和人才成長規(guī)律，建立以實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，構建“一體化、三平臺、多模塊”的實驗教學體系。該體系將加強基礎訓練與綜合培養(yǎng)相結合、實驗室開放與自主性設計相結合、創(chuàng)新項目與科研訓練相結合，使學生的動手能力、實驗操作能力、理論聯(lián)系實際能力和創(chuàng)新能力大大提高，為學生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)和從事科學研究奠定了良好的基礎。

1 一體化三平臺多模塊實踐教學體系

1.1 一體化

“一體化”體現(xiàn)在克服原有各專業(yè)設置實驗內(nèi)容存在的重復現(xiàn)象，按照培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的整體需求，在一級學科平臺上統(tǒng)一選擇實驗內(nèi)容。在節(jié)約人力和物力資源的同時，使學生有機會進行更多的實驗訓練。

1.2 三平臺和多模塊

1.2.1 基礎實驗平臺

該平臺為學科基礎層面實驗，包括化學模塊、生物學模塊和工程基礎模塊，模塊包括無機及分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗依次延伸到面向?qū)I(yè)的生物化學實驗、微生物學實驗、食品化學實驗等。該平臺主要面向的食品科學與工程、生物工程、食品質(zhì)量與安全3 個專業(yè)，均為綜合性、實踐性、設計性較強的工學類學科，在深入到專業(yè)知識之前，需要學生具有化學、工程學、生物學等多個領域的課程基礎，因此要求學生在此平臺上掌握扎實的基本操作實驗技能，為以后的專業(yè)學習奠定寬廣而堅實的基礎。

1.2.2 專業(yè)綜合實踐平臺

該平臺指專業(yè)知識層面實驗，包括食品新產(chǎn)品開發(fā)模塊、功能性物質(zhì)分析模塊和食品新產(chǎn)品評價模塊。模塊包括“食品工藝學實驗”“實驗設計與數(shù)據(jù)處理實驗”“食品分析實驗”“儀器分析實驗”“食品營養(yǎng)評價實驗”等實驗課程。通過專業(yè)綜合實踐平臺實驗課程使學生加深對一些專業(yè)理論和知識的認識，同時使學生能夠掌握專業(yè)基本的實驗操作技能，培養(yǎng)學生在專業(yè)綜合研究方面分析問題和解決問題的能力，并融入現(xiàn)代實驗技術，培養(yǎng)學生的綜合實驗技能，使學生的實驗技能得到全面鍛煉和提高。在此類實驗中逐步開始嘗試啟發(fā)學生實驗的自主性，對于一些實驗的路線并不做非常細致的規(guī)定，引導學生依據(jù)實驗室現(xiàn)有條件設計合理的實驗路線。

1.2.3 科研創(chuàng)新實驗平臺

該平臺指科研創(chuàng)新工作技能層面實驗，包括生物技術開發(fā)模塊、黑龍江省資源開發(fā)模塊和創(chuàng)業(yè)實踐案例模塊。模塊包括生物催化技術創(chuàng)新實驗、生物發(fā)酵技術創(chuàng)新實驗、黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新實驗、黑龍江省特色資源產(chǎn)品創(chuàng)新實驗、食品生產(chǎn)規(guī)范實踐、學生創(chuàng)業(yè)實踐等實驗課程，通過科研創(chuàng)新實踐平臺實驗課程使學生根據(jù)所學專業(yè)知識及個人興趣，自主選擇實驗項目，自主設計實驗方案，獨立或集體完成實驗，整個實驗過程以學生為主、教師為輔，教師的主要作用是引導和輔助。

一體化、三平臺、多模塊實踐教學體系圖見圖1。

圖1 一體化、三平臺、多模塊實踐教學體系圖

2 一體化 三平臺 多模塊實驗教學體系的教學方法改進

結合區(qū)域資源優(yōu)勢及食品工業(yè)的發(fā)展?jié)摿?，立足黑龍江省“五大?guī)劃”、“十大重點產(chǎn)業(yè)”建設人才需求，培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識，在建立科學的實驗教學體系基礎上、教學科研有機結合，更新整合實驗內(nèi)容，積極探索改進教學方法，運用現(xiàn)代化的教學手段，提高實驗教學質(zhì)量。

（1） 注重學生科學思維的培養(yǎng)，采用啟發(fā)式教學。課前要求完成預習，課堂中邊實驗、邊提問，通過不斷啟發(fā)和互動，激發(fā)學生熱愛科學、探索科學的學習熱情，使學生養(yǎng)成科學思維習慣，建立科學思維模式。

（2） 注重實驗操作和嚴謹態(tài)度，淡化實驗結果。多年來，堅持常規(guī)實驗1 人一組，大型儀器實驗4～6 人一組，增加學生動手機會；在實驗教學過程中，強調(diào)實驗的過程而非結果，這樣會減輕學生追逐“準確”結果的壓力，使學生能精心、嚴格地完成實驗操作，培養(yǎng)學生嚴謹、求是的學風。

（3） 積極采用研究式、自主式、合作式實驗教學方法。通過項目驅(qū)動，引導學生自己解決實驗中出現(xiàn)的問題，鼓勵學生自己設計實驗并動手驗證，實驗后讓學生總結思考。充分激發(fā)學生的學習熱情和學習興趣，發(fā)揮自主學習的作用，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。以“食品工藝綜合實驗”研究式實驗教學為例，學生通過親身實踐獲取直接經(jīng)驗，將所學的基礎化學、食品生物化學等理論與專業(yè)知識相結合，解決食品生產(chǎn)、工程實踐中的諸多問題，使學生在掌握基本的科學方法基礎上，提高了綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

（4） 注重基礎與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代相結合。更新整合實驗內(nèi)容，為培養(yǎng)復合型、應用型、創(chuàng)新型人才創(chuàng)造有利條件。跟蹤科技發(fā)展前沿，及時將教師科研成果融入教學，如將李健教授的課題食品中低聚糖的測定方法研究、蔬菜中硝酸鹽、亞硝酸鹽快速檢測技術及其設備的研究、萬壽菊精油的提取及葉黃素飲料的制備應用于儀器分析實驗。2007 年開設了與各專業(yè)聯(lián)系緊密的實驗“食品中低聚糖含量的測定”，2008 年增加了“化學發(fā)光法測定硝酸鹽亞硝酸鹽”，2010 年開設了“萬壽菊中葉黃素含量的測定”等實驗，激發(fā)學生科研興趣，啟迪科研思維，掌握科研方法，進一步提升學生的科學研究和科技創(chuàng)新能力。

（5） 增加自主設計實驗，開辟獨立的創(chuàng)新場所。除課內(nèi)實驗、實踐課程外，因材施教，在大二到大四學生中對有意愿參與教師科研的學生，增強其實踐能力的培養(yǎng)，取得了較好的成績。為配合學生綜合能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，中心開放實驗室，通過“挑戰(zhàn)杯”大學生課外科技作品競賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和各類科技創(chuàng)新項目，如企業(yè)資助的美國“大杏仁”學生創(chuàng)新大賽、“盼盼杯”食品創(chuàng)意大賽、“蒙牛杯”大學生創(chuàng)新創(chuàng)意大賽、“李錦記杯”學生創(chuàng)新大賽、“康師傅杯”大學生創(chuàng)新性研究競賽，深受學生歡迎，學生在各類競賽中取得了優(yōu)異成績。

3 一體化三平臺多模塊實驗教學體系的教學效果

一體化、三平臺、多模塊實驗教學體系構建對學生實踐項目均有明顯的提高，具體體現(xiàn)如下：

（1） 充分調(diào)動了學生實踐學習的積極性，為學生就業(yè)、創(chuàng)業(yè)及深造培養(yǎng)良好習慣和信心。良好的實驗教學環(huán)境和豐富的教學內(nèi)容，大量的設計型、研究型實驗項目和開放型的管理體系極大地提高了學生積極學習實驗技能和參與科學研究的積極性。

（2） 提高了學生綜合實踐素質(zhì)。通過“一體化、三平臺、多模塊”的實驗教學體系提供的實驗平臺，培養(yǎng)了食品科學與工程專業(yè)及相關本科學生的科學研究的興趣和能力，相關專業(yè)本科學生的實踐能力和創(chuàng)新能力等綜合素養(yǎng)得到了大幅提高，通過食品科學與工程實驗及有關導師的階段培養(yǎng)，認知能力及實驗能力大大提高，在畢業(yè)論文和研究性實驗階段得到充分的施展。對科學研究擁有極大的興趣和愛好，每年都有學生保送或考取到其他高校讀研究生，而這些通過實踐鍛煉和實踐技能培養(yǎng)的學生普遍受到所讀專業(yè)碩士研究生導師的一致好評。

（3） 學生提早介入科研，獲得多項各類競賽成果。通過“一體化、三平臺、多模塊”的實驗教學體系在保證完成正常實驗教學任務之余，面向教師及研究人員開放，這為學生提早介入科研提供了很好的機會。從2014 年到2017 年學生的科技創(chuàng)新實驗、開放性實驗項目立項累計300 余項，參加學生4 000 人次，發(fā)表科研論文20 篇；完成各項創(chuàng)新競賽660 余人次，學生獲獎共計19 項，其中，2014 年度全國“創(chuàng)青春”挑戰(zhàn)杯創(chuàng)業(yè)競賽榮獲銀獎，創(chuàng)歷史最好成績?！?/p>