新工科背景下食品科學與工程專業(yè)學生“三創(chuàng)”能力培養(yǎng)體系的構建探索

吳永祥 楚文靖 胡長玉

摘要 合理構建食品科學與工程專業(yè)大學生“三創(chuàng)”（創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)）能力培養(yǎng)體系，對于提升新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量和增強新時代工科人才“三創(chuàng)”能力具有重要意義。結合地方高校的實際情況，查找與新工科理念下的工程教育差距，從課程體系、教學模式、實訓實習基地和評價體系4個方面，構建 “三創(chuàng)”能力培養(yǎng)體系，旨在為新工科食品科學與工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供借鑒。

關鍵詞 新工科;“三創(chuàng)”;人才培養(yǎng);食品科學與工程專業(yè)

中圖分類號 S-01 ?文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）10-0273-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.076

Abstract The construction of “Three Innovations” （creativity，innovation，entrepreneurship） education system for college students in food science and engineering specialty is of great importance to improve the quality of new engineering talents and enhance the “Three Innovations” ability of engineering talents in the new era.Combined with the actual situation of local colleges and universities，we found the gap between engineering educations under the concept of emerging engineering education.From four aspects（including course system，teaching methods，internship training base，and evaluation system），we established the “Three Innovations” education system，so as to provide references for the training of new engineering innovative talents in food science and engineering specialty.

Key words New engineering; “Three Innovations”; Talent training; Food science and engineering specialty

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基于國際化競爭新形勢、國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、產(chǎn)業(yè)結構升級改造新趨勢，2017年4月教育部高教司發(fā)表“新工科”（emerging engineering education）建設行動路線，對高等教育的“工程素質(zhì)培養(yǎng)”提出了更高要求，明確指出“新工科”是我國工程教育的改革方向。面對新時代國家經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)機構升級改造對高素質(zhì)工程技術創(chuàng)新型人才的新要求和新標準，我國工科教育必須與時俱進，大力推進新工科背景下的人才培養(yǎng)模式改革，以提升新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量和增強新時代工科人才“三創(chuàng)”能力[1]。大學生“三創(chuàng)”（創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)）能力的培養(yǎng)是國務院辦公廳印發(fā)的《關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》文件中明確提出的，強調(diào)要將“三創(chuàng)”教育融入到人才培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)，以滿足當今社會對新型創(chuàng)新工程人才的需求。

食品科學與工程專業(yè)作為傳統(tǒng)的工科門類，在新時代發(fā)展中逐漸暴露出培養(yǎng)的食品專業(yè)人才工程實踐能力不強、自主創(chuàng)新能力不足等問題，缺乏核心競爭力[2]。隨著新科技革命與食品產(chǎn)業(yè)結構升級改造時代的強勢到來，食品企業(yè)對新型創(chuàng)新工程人才的需求日益迫切[3]。如何培養(yǎng)出新時代的食品科學與工程專業(yè)應用型創(chuàng)新人才已成為地方應用型高校轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中的一個重要課題?！靶鹿た啤薄叭齽?chuàng)”作為工程教育的新理念，為工程教育的創(chuàng)新發(fā)展提供了諸多思路。在“新工科”項目建設中，應有效融合“三創(chuàng)”理念，構建食品科學與工程專業(yè)學生“三創(chuàng)”能力培養(yǎng)目標新體系，整合并優(yōu)化教學結構與教學內(nèi)容，打造教學新模式，建立實訓實習擴展基地，不斷探索教育質(zhì)量評價新體系的建設，以培養(yǎng)出新時代“創(chuàng)新型食品卓越工程師”。

1 構建“三創(chuàng)”教育與專業(yè)教育融合的課程體系

傳統(tǒng)食品科學與工程專業(yè)的教育存在重理論輕實踐、重專業(yè)教育輕“三創(chuàng)”教育實踐等問題，在“新工科”項目建設中，需要結合“創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)“理念對當前工科教育課程的結構與內(nèi)容進行整合優(yōu)化，構建應用型本科食品科學與工程專業(yè)“三創(chuàng)”教育與專業(yè)教育融合的課程體系（表1）。結合地方產(chǎn)業(yè)需求和黃山學院食品科學與工程專業(yè)的建設要求，設置了“三創(chuàng)”基本能力（專業(yè)知識）和“三創(chuàng)”專業(yè)能力2個方面的人才培養(yǎng)目標。將“三創(chuàng)”基本能力培養(yǎng)理念有效融入到專業(yè)課程教育中，以培養(yǎng)新工科背景下食品科學與工程專業(yè)學生的工程技術和實踐管理水平，分別構建了食品加工與保藏技術、食品工程技術、食品分析技術、生產(chǎn)管理、組織管理5個能力模塊。以食品工程技術能力模塊為例，其整合優(yōu)化后的課程包括食品工程原理、食品機械與設備、機械制圖、食品工廠設計基礎、食品包裝學等，以促使學生“理論完善”，確保學生工程素養(yǎng)與綜合素質(zhì)的全面提升。為培養(yǎng)學生的“三創(chuàng)”專業(yè)能力，構建了“三創(chuàng)”精神（對應課程有大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造法等）、“三創(chuàng)”綜合能力（對應課程有食品專業(yè)社會調(diào)查、食品專業(yè)認識實習、食品工藝設計、食品安全實習、畢業(yè)論文與設計、技能競賽等）、“三創(chuàng)”實踐能力（對應課程有畢業(yè)實習、金工實習、創(chuàng)業(yè)競賽等）3個能力模塊，通過“實踐強化”，引導學生理論聯(lián)系實際，全面增強學生的工程意識、工程素質(zhì)、實踐能力和“三創(chuàng)”能力，顯著提升學生的社會適應能力。

2 創(chuàng)新教學模式，以匹配能力培養(yǎng)需求

基于目前大數(shù)據(jù)、數(shù)字多媒體技術、人機交換技術、傳感器技術、虛擬現(xiàn)實技術等現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的課程教學模式已經(jīng)無法適應現(xiàn)代教學的要求，無法滿足當今社會對新型工科食品科學與工程專業(yè)應用型創(chuàng)新人才的需求[4]。亟需革新傳統(tǒng)教學模式，采用問題導向式、工程項目式、虛擬情景仿真式等多種教學方式相結合的模式，延伸教學的時間與空間，提高教學效果，培養(yǎng)學生的工程項目思維和“三創(chuàng)”能力。

2.1 PBL互動式的教學方法

傳統(tǒng)課堂以教師為中心，教師按照專業(yè)知識講解、作業(yè)布置、習題練習的先教學后訓練的傳統(tǒng)教學模式進行，不利于培養(yǎng)學生的自主學習能力和工程創(chuàng)新意識。問題導向式（problembased learning，PBL）教學是一種以問題作為導向的教學模式，以問題作為焦點聯(lián)系相關的理論知識點，讓“學生帶著問題先學”[5]。為此，筆者所在課題組充分利用現(xiàn)代信息技術，為學生自主學習創(chuàng)建了各專業(yè)課程的“藍墨云班課”網(wǎng)絡教學平臺，平臺上提前上傳根據(jù)課程知識制作的PPT、練習題、視頻等學習材料，針對學習章節(jié)的知識點，教師精細設計問題，以引發(fā)學生帶著問題主動思考。學生課前需主動參與學習網(wǎng)絡教學平臺提供的資料，并準備相應問題的答案。比如通過對問題的解決引入食品保藏學課程的理論知識，在食品非熱殺菌技術章節(jié)中，設計問題“現(xiàn)代物理殺菌技術在傳統(tǒng)發(fā)酵臭鱖魚保藏中的應用”，就引入了食品保藏中非熱殺菌技術等知識內(nèi)容，包括超高靜壓殺菌技術、脈沖電場殺菌技術、電離輻射殺菌技術和脈沖X射線殺菌技術。通過這些問題將枯燥的理論知識與食品工廠實際生產(chǎn)的技術操作聯(lián)系起來，讓學生在課程理論學習中對實際問題進行探討與分析，激發(fā)了學生主動學習的興趣，提高了學生分析問題、解決問題的能力[6]。

2.2 CDIO工程項目式的教學方法

CDIO（conceivedesignimplementoperate，CDIO）教育理念是我國高校工程教育最新的改革成果，是推進新工科建設、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、工程認證和卓越工程師培養(yǎng)計劃實施的重要保障。CDIO工程項目式的教學方法是以產(chǎn)品化的項目設計和實現(xiàn)將整個課程知識有機、系統(tǒng)地聯(lián)系起來，學生需學習的理論知識和需掌握的實踐技能都圍繞這個工程項目來設計[7]。例如，食品微生物學課程的重要理論知識“微生物厭氧發(fā)酵的能量代謝產(chǎn)物”，傳統(tǒng)的教學方法是按章節(jié)依次講解葡萄糖發(fā)酵生產(chǎn)酒精酵母的形態(tài)結構、生長特征、影響酵母發(fā)酵的因素以及酒精的代謝途徑（糖酵解途徑）等內(nèi)容，知識零散且抽象難以理解。筆者所在課題組引入CDIO工程項目式的教學方法，構建了項目“工業(yè)微生物在啤酒生產(chǎn)加工中的應用”。學生分為不同小組，查閱文獻資料掌握相關知識點后，相互討論，完成啤酒生產(chǎn)的工藝設計：原料（麥芽、大米） →粉碎→糖化→麥汁過濾→麥汁煮沸（加入酒花）→麥汁冷卻（充氧）→發(fā)酵（加入酵母）→啤酒過濾→除菌灌裝，并進行實際實驗操作。最后，各小組得到啤酒產(chǎn)品，形成實驗報告。通過以項目設計為中心的教育方法，將食品微生物學課程各章節(jié)知識點有機結合起來，加深了學生對理論知識的理解，并與食品工藝學、食品加工技術、食品保藏學等知識點形成交叉，真正實現(xiàn)了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提升了學生工程項目實踐水平。

2.3 虛擬情景仿真式的教學方法

虛擬情景仿真教學作為現(xiàn)代教育先進的教學手段，能模擬虛擬現(xiàn)實下的環(huán)境，使現(xiàn)有條件下無法完成的教學活動在虛擬條件下進行，并將理論教學與實驗實訓有機聯(lián)系起來，使教學內(nèi)容更加形象生動、直觀易懂[8]。例如，食品安全學課程中“HACCP質(zhì)量控制體系在食品生產(chǎn)中的應用”為例，學生可在虛擬礦泉水工廠中進行礦泉水的危害分析、生產(chǎn)流程的關鍵控制點確定、關鍵限值建立、關鍵控制點監(jiān)控、糾偏行動、驗證、記錄保存7個模塊的實踐訓練。虛擬實驗內(nèi)容包括原水的抽取、原水的保存、過濾（石英砂過濾、活性炭過濾，超濾膜過濾等）、殺菌（紫外殺菌、臭氧殺菌）、灌裝封蓋、燈檢、貼標包裝等礦泉水生產(chǎn)加工的多個關鍵環(huán)節(jié)。學生能通過3D仿真實驗裝置交互式操作，模擬出礦泉水生產(chǎn)加工的全過程，每個學生都能親自動手，強化了學生的工程實踐水平，有效提升學生的“三創(chuàng)”能力。

3 建立“三創(chuàng)”教育實訓實習基地

建設以企業(yè)實際生產(chǎn)為模塊的實訓實習基地是開展新工科背景下食品科學與工程專業(yè)實踐教學及提升學生工程實踐能力、“三創(chuàng)”能力的重要場所[9]。實訓實習基地由校內(nèi)基地和校外基地2個部分組成。地方應用型高?？梢月?lián)合地方政府、當?shù)仄髽I(yè)，充分利用校內(nèi)資源，共同搭建達到食品行業(yè)標準的校內(nèi)與校外實訓實習基地，以解決新工科教育實踐資源短缺，使學生能真實參與項目的實踐和產(chǎn)品的實際生產(chǎn)。近年來，黃山學院已與黃山峰源生物科技有限公司、上海乳品七廠有限公司、黃山超港食品有限公司、黃山天豐食品有限公司、黃山市美行食品有限公司、黃山市進出口檢驗檢疫局、新希望乳業(yè)股份有限公司等深度合作建立了“實訓、實習、就業(yè)”一條龍模式的校外實訓實習基地，為食品科學與工程專業(yè)新工科教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育有效融合提供實踐保障。

4 改革“三創(chuàng)”教育教學質(zhì)量評價體系

傳統(tǒng)的教學質(zhì)量評價體系都是圍繞“教師評學生”“學生評教師”來進行的，且很少將學生的“三創(chuàng)”能力考核納入評價體系中，這種評價方式不利于培養(yǎng)新工科背景下應用創(chuàng)新型食品科學與工程專業(yè)人才[1]。因此，有必要進行教學質(zhì)量評價體系的改革，構建多主體（教師、學生、督導、企業(yè)導師和行業(yè)指導委員會）參與的“三創(chuàng)”教育教學質(zhì)量評價體系。在整個教學評價體系中，教師與學生相互評價，教師對學生的學習程度進行評價，學生對教師的教學水平進行評價;督導是教學質(zhì)量評價體系的重要組成部分，督導對教師的教學質(zhì)量進行監(jiān)控，對學生的學習情況進行評估;企業(yè)導師和行業(yè)指導委員會則分別對教師的工程實踐水平的和學生項目訓練能力、創(chuàng)新能力進行評價。通過構建多主體參與的“三創(chuàng)”教育教學質(zhì)量評價體系，不僅衡量了學生掌握基礎理論知識的程度，而且考查了學生的工程實踐和“三創(chuàng)”能力，最終使學生在知識、能力、素質(zhì)3個方面協(xié)調(diào)發(fā)展[10]。

5 結語

在新工科的建設背景下，構建食品科學與工程專業(yè)學生“三創(chuàng)”能力培養(yǎng)新體系勢在必行。從 “三創(chuàng)”教育與專業(yè)教育融合的課程體系構建、教學模式創(chuàng)新、教育實訓實習基地建立、教育教學質(zhì)量評價體系改革等方面著手，促進學生工程意識、工程素質(zhì)、實踐能力和“三創(chuàng)”能力的增強，顯著提升學生的社會適應能力，滿足新工科建設背景下食品科學與工程專業(yè)學生的知識、能力和素養(yǎng)培養(yǎng)目標，以期為培養(yǎng)出新時代“創(chuàng)新型食品卓越工程師” 提供一定的借鑒。

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