工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新探索

呂新剛，曹 煒，趙會武，高 慧，程 妮，張 穎

（西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710069）

食品科學(xué)與工程專業(yè)是一個實(shí)踐性強(qiáng)、多學(xué)科交叉的應(yīng)用型專業(yè)，培養(yǎng)的學(xué)生除了應(yīng)該掌握食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的基本知識和基本技能外，還應(yīng)受到專業(yè)領(lǐng)域扎實(shí)的工程技術(shù)和實(shí)踐訓(xùn)練，從而掌握從事食品或相關(guān)產(chǎn)品的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、生產(chǎn)管理、品質(zhì)控制、產(chǎn)品銷售、檢驗(yàn)檢疫等實(shí)際工作的技能，成為具有一定創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力和實(shí)踐能力的應(yīng)用型、復(fù)合型的高級工程技術(shù)人才。

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國際互認(rèn)和工程師資格國際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。近年來，針對工程專業(yè)教育認(rèn)證的重要意義及食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的問題，食品科學(xué)與工程教育專業(yè)認(rèn)證已有序開展。目前，江南大學(xué)、南昌大學(xué)、中國海洋大學(xué)、華南理工大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)等30 所高校的食品科學(xué)與工程專業(yè)通過認(rèn)證。

工程教育專業(yè)認(rèn)證有一個非常重要的理念就是持續(xù)改進(jìn)?！俺掷m(xù)”是連續(xù)的時間概念，顯而易見，改進(jìn)不僅僅在認(rèn)證之后，更應(yīng)在認(rèn)證之前實(shí)現(xiàn)教育教和管理理念的轉(zhuǎn)變，從便于管理到便于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展；同時，更應(yīng)該在認(rèn)證過程中促進(jìn)教育教學(xué)改革的持續(xù)深化，通過設(shè)計課程體系、改進(jìn)課程教學(xué)、轉(zhuǎn)變管理模式，為學(xué)生多樣化發(fā)展提供合適的舞臺。以果蔬加工類實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)工作為例，剖析了學(xué)校在工程工程教育專業(yè)認(rèn)證工作實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)的問題及持續(xù)改進(jìn)措施。

1 國內(nèi)教學(xué)改革與實(shí)踐研究現(xiàn)狀

針對工程教育專業(yè)認(rèn)證過程中存在的問題，諸多教師開展相關(guān)的教學(xué)改革研究。例如，南昌大學(xué)李紅艷等人[1]針對我國食品科學(xué)與工程專業(yè)普遍存在的工科偏理化現(xiàn)象，對食品科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、實(shí)踐基地、教學(xué)方法、教師觀念等方面進(jìn)行了思考，并就存在的相關(guān)問題提出解決的對策。鄭州輕工業(yè)學(xué)院張華結(jié)合食品工程教育專業(yè)認(rèn)證，分析了目前高校食品科學(xué)與工程專業(yè)工程教育存在的問題，提出了以專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向的食品工程專業(yè)課程體系改革措施[2]。蘭州理工大學(xué)任海偉等人[3]從工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與概況、課程體系結(jié)構(gòu)調(diào)整、整合優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)體系等方面介紹食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系改革的思路和實(shí)踐。方婷等人[4]針對福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系存在的問題，提出以課程體系改革帶動學(xué)生培養(yǎng)模式的創(chuàng)新。此外，還有針對工程教育專業(yè)認(rèn)證要求，對“食品酶學(xué)”“食品機(jī)械與設(shè)備”“食品工廠設(shè)計”等課程改革進(jìn)行的探索性研究[5-7]。雖然相關(guān)研究較多，但根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，結(jié)合食品科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、培養(yǎng)特色，還需要進(jìn)行工程教育認(rèn)證背景下對教學(xué)的針對性探索和改革。

2 實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)方面存在問題

2.1 專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置不夠完善

目前，學(xué)校本科生開展的實(shí)驗(yàn)包括“微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)”“食品分析實(shí)驗(yàn)”“食品化學(xué)實(shí)驗(yàn)”“果蔬貯藏與加工學(xué)實(shí)驗(yàn)”“糧油食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”“動物性食品工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)”“食品專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)”等，但這些課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置都偏于簡單，多數(shù)未脫離驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的范疇，且偏向工程類的工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對象都過于傳統(tǒng)，與現(xiàn)代食品工業(yè)生產(chǎn)中的加工工藝偏離較遠(yuǎn)，學(xué)生得到的鍛煉極為有限。實(shí)踐環(huán)節(jié)中認(rèn)識實(shí)習(xí)以參觀為主，內(nèi)容相對單一，而生產(chǎn)實(shí)習(xí)因?yàn)槭艿狡髽I(yè)生產(chǎn)的限制，也不能充分做到頂崗實(shí)習(xí)，另外實(shí)習(xí)時間偏短，學(xué)生得到的鍛煉也比較有限。

2.2 專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教育體系并未形成

教學(xué)過程中雖然開設(shè)了以上諸多實(shí)驗(yàn)課程，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計相對簡單，只是根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“各自為政”，缺乏不同課程內(nèi)容的有效銜接和相互支撐。例如，“食品物性學(xué)”中講到食品流變學(xué)和食品質(zhì)構(gòu)，分別是果蔬加工中飲料加工和肉制品、面制品加工的基礎(chǔ)理論和品質(zhì)控制、評價基礎(chǔ)方法來源，但因?yàn)閷?shí)驗(yàn)內(nèi)容各自設(shè)置，幾門課程的內(nèi)在關(guān)聯(lián)并未關(guān)注，這樣難以與工程認(rèn)證中培養(yǎng)指標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行有效對應(yīng)。再如，產(chǎn)品的安全性評價應(yīng)該是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中品質(zhì)控制的一個重要環(huán)節(jié)，但果蔬、糧油、肉制品等工藝學(xué)課程中設(shè)計實(shí)驗(yàn)并未有質(zhì)構(gòu)、感官評價、殺菌、包裝、安全性評價等環(huán)節(jié)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)并未全部涉及到，這樣學(xué)生就無法有效融合各知識點(diǎn)，圍繞某一產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行全面的實(shí)踐。而這樣的教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置只能局限地滿足工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的某個指標(biāo)點(diǎn)，但實(shí)際上學(xué)生并未得到系統(tǒng)性的鍛煉，對解決工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求中解決食品科學(xué)專業(yè)復(fù)雜工程問題的未能提供充分的支撐。

3 實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革思路

3.1 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計與創(chuàng)新

以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜食品工程問題能力的目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，系統(tǒng)研究如何通過食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)及試驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計與構(gòu)思，實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科知識點(diǎn)的融合滲透和系統(tǒng)訓(xùn)練；在經(jīng)過充分驗(yàn)證基礎(chǔ)上，明確食品專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)與試驗(yàn)的構(gòu)成要素和這些要素如何達(dá)成對應(yīng)的畢業(yè)要求，特別是如何實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜食品工程問題的能力目標(biāo)。

3.2 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)形式創(chuàng)新探索

教學(xué)形式創(chuàng)新探索主要在于將課堂教學(xué)延伸到課外教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)形式和內(nèi)容的來源。引導(dǎo)學(xué)生利用周末等課余實(shí)踐進(jìn)行社會調(diào)查，了解身邊的食品和消費(fèi)者需求，以此探索并研究如何引導(dǎo)學(xué)生通過觀察分析、搜集資料（行業(yè)資源及科研資源）、分工合作等過程，系統(tǒng)解決一個專業(yè)問題，以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題能力。

3.3 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)考評方式創(chuàng)新探索

強(qiáng)化試驗(yàn)課程全程考評的方式，具體為從學(xué)生實(shí)踐調(diào)查開始，到搜集資料、分析問題、制定方案、團(tuán)隊(duì)合作、試驗(yàn)實(shí)施全過程進(jìn)行跟蹤評價。系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)全過程評價指標(biāo)體系，探索并研究試驗(yàn)以項(xiàng)目形式開展，分階段學(xué)生自評、團(tuán)隊(duì)成員互評和教師評價3 種結(jié)合的方式，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目管理，并激發(fā)學(xué)生主動性。

4 實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革舉措與實(shí)施

4.1 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計與創(chuàng)新

基于工程認(rèn)證背景及對應(yīng)的畢業(yè)要求，整合不同課程教學(xué)理論，系統(tǒng)設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，系統(tǒng)研究食品專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)） 的構(gòu)成要素（內(nèi)容、單元）和這些要素如何達(dá)成對應(yīng)的畢業(yè)要求，特別是如何實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜食品工程問題的能力目標(biāo)。通過研究、梳理各專業(yè)課程內(nèi)部知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性和不同專業(yè)課程間的關(guān)聯(lián)性，建立由課內(nèi)小綜合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和課程間大綜合設(shè)計性試驗(yàn)構(gòu)成的食品綜合實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)） 內(nèi)容體系。課內(nèi)小綜合實(shí)驗(yàn)是在課內(nèi)小實(shí)驗(yàn)分項(xiàng)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，以訓(xùn)練提升學(xué)生的綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)技能為目標(biāo)，使得學(xué)生掌握該課程應(yīng)該具備的單項(xiàng)及集成的實(shí)驗(yàn)操作技能；課程間大綜合設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，是對不同學(xué)科的融合滲透和系統(tǒng)訓(xùn)練，將零散的單元操作合并在一個綜合實(shí)驗(yàn)中，訓(xùn)練學(xué)生綜合利用食品化學(xué)、食品工藝、食品機(jī)械、食品工廠設(shè)計、食品分析等多學(xué)科知識，完成專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)的能力。

例如，以教材《果蔬加工貯藏學(xué)》和《食品加工專業(yè)試驗(yàn)》中的果蔬加工部分為基礎(chǔ)，系統(tǒng)梳理構(gòu)成果蔬加工實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)的要素（單元），理清果蔬加工過程中所用到知識與不同課程間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)（圖1）。所涉及的各門課程包含的實(shí)驗(yàn)要素和知識單元具體包括：“果蔬加工貯藏學(xué)”——原料、產(chǎn)品類型、加工工藝，“食品原料學(xué)”——原料性質(zhì)與構(gòu)成，“食品試驗(yàn)設(shè)計與統(tǒng)計分析”——試驗(yàn)設(shè)計方法、數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計，“食品化學(xué)”——果蔬原料化學(xué)組分性質(zhì)與加工特性，“食品營養(yǎng)學(xué)”——果蔬健康屬性、果蔬功效成分，“化工原理”——干燥、過濾、粉碎、均質(zhì)、混合、分離、熱處理、冷凍等過程，“食品微生物學(xué)”——發(fā)酵、滅菌，“食品物性學(xué)”——感官評價、質(zhì)構(gòu)評價、流變學(xué)，“食品質(zhì)量與安全控制”——質(zhì)量控制體系、安全性評價，“食品包裝學(xué)”——食品保藏方法、包裝設(shè)計。

食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)課程間關(guān)系示意圖見圖1。

圖1 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)課程間關(guān)系示意圖

基于以上要素和單元的組合，形成不同類型產(chǎn)品的系統(tǒng)研發(fā)過程，也就相當(dāng)于建立了果蔬加工方面的綜合實(shí)驗(yàn)手冊，手冊中既包含了產(chǎn)品的加工過程，又包含了所涉及的知識點(diǎn)和知識點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。通過分析各要素和單元與培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系，對該手冊內(nèi)容進(jìn)行修訂完善。

該手冊是依照知識點(diǎn)、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求進(jìn)行系統(tǒng)歸納整理得到的指導(dǎo)性文件。因此，該試驗(yàn)手冊不直接作為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的依據(jù)，而是作為學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)的對照，但手冊中的內(nèi)容都要通過實(shí)際驗(yàn)證保證過程的準(zhǔn)確性和可實(shí)施性；對照該手冊，發(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)中的遺漏點(diǎn)和不足之處，進(jìn)而將學(xué)生所接觸的知識點(diǎn)進(jìn)行豐富和完善。該手冊不僅發(fā)揮指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的作用，也體現(xiàn)了通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的方式方法及理念。

實(shí)施過程中，該部分內(nèi)容以項(xiàng)目主持人為主導(dǎo)，整合不同課程教師力量，對內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)梳理和歸納。在這一過程中，明確凝練實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計理念、方法、原則。

4.2 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)形式創(chuàng)新探索

教學(xué)形式創(chuàng)新探索主要在于將課堂教學(xué)延伸到課外教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的來源。食品專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)） 不僅僅是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的過程，還在于發(fā)現(xiàn)問題、提出構(gòu)思、設(shè)計解決方案的過程。故課程內(nèi)容除來源于教師設(shè)計的內(nèi)容外，還包括學(xué)生自主選題、自主設(shè)計的內(nèi)容?！皼]有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)”，在信息時代，閉門造車的“灌輸式”“填鴨式”教育不能滿足學(xué)生對相關(guān)知識的渴求，也不能充分體現(xiàn)現(xiàn)代教育的多樣性[8]。鼓勵學(xué)生利用周末時間組建小組對自己感興趣的食品進(jìn)行調(diào)查，以從中發(fā)現(xiàn)問題?；谠擁?xiàng)目的實(shí)施，探索并研究如何引導(dǎo)學(xué)生通過觀察分析（身邊的食品、身邊的需求）、搜集資料（行業(yè)資源及科研資源）、分工合作，系統(tǒng)解決一個專業(yè)問題，以培養(yǎng)其創(chuàng)新能力及解決實(shí)際問題能力。

同樣以“果蔬加工”課程為例，具體實(shí)施過程如下：

按照小組調(diào)查→資料檢索→初步方案→試驗(yàn)設(shè)計優(yōu)化→試驗(yàn)實(shí)施→匯報與評價的步驟進(jìn)行課程的開展；

指導(dǎo)教師：果蔬加工方向教師；

學(xué)生分組：3～5 人一組，自行組隊(duì)；

調(diào)查地點(diǎn)：超市、便利店、網(wǎng)絡(luò)平臺；

資料檢索：Food daily 公眾號、中國知網(wǎng)平臺各類期刊等；

初步方案：規(guī)定方案包含的要素，由學(xué)生小組討論確定；

試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計：對方案中試驗(yàn)設(shè)計角度缺失的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充和修訂；

試驗(yàn)實(shí)施：分小組集中開展試驗(yàn)；

匯報與評價：各小組制作PPT，對實(shí)驗(yàn)開展過程及結(jié)果進(jìn)行匯報，并由專家評價；每個小組完成實(shí)驗(yàn)報告1 份，對實(shí)驗(yàn)過程完整、實(shí)驗(yàn)結(jié)果良好的小組，鼓勵其撰寫成專業(yè)論文或申報專利。

項(xiàng)目實(shí)施過程中，注重研究整個實(shí)施過程中學(xué)生的主動性、創(chuàng)新性、合作性、操作能力等方面是否得到系統(tǒng)鍛煉，通過跟蹤記錄，發(fā)現(xiàn)與目標(biāo)偏離或未能達(dá)成目標(biāo)的步驟，分析原因并明確糾偏措施，以滿足工程教育認(rèn)證下全過程跟蹤與進(jìn)程式評估要求。

4.3 食品專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)考評方式創(chuàng)新探索

強(qiáng)化該課程全程考評的方式，具體為從學(xué)生實(shí)踐調(diào)查開始，到搜集資料、分析問題、團(tuán)隊(duì)合作、實(shí)驗(yàn)實(shí)施全過程進(jìn)行跟蹤評價。在引導(dǎo)學(xué)生確定選題、制定全程實(shí)施方案后，由學(xué)生制定分段實(shí)施計劃及階段目標(biāo)，由教師根據(jù)每個階段任務(wù)確定分值權(quán)重并細(xì)化評價指標(biāo)，每個階段到期后，該部分成績由學(xué)生自評、團(tuán)隊(duì)成員互評和教師評價3 個部分分值構(gòu)成；實(shí)驗(yàn)總體結(jié)束后，由各小組對整個實(shí)施過程進(jìn)行整理匯報，撰寫實(shí)施文本并制作PPT 進(jìn)行公開匯報（可以以學(xué)生產(chǎn)品創(chuàng)新大賽的形式實(shí)施），由專業(yè)教師進(jìn)行最終的系統(tǒng)點(diǎn)評；最終成績由各個階段成績根據(jù)權(quán)重計算得出?；谠擁?xiàng)目實(shí)施，探索全程考評、學(xué)生互評等方式在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目管理、激發(fā)學(xué)生主動性等方面的作用。

全過程跟蹤評價體系見圖2。

圖2 全過程跟蹤評價體系

5 結(jié)語

基于OBE 的教育理念，專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革探索的關(guān)鍵點(diǎn)在于將被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆鲃訉W(xué)習(xí)，將零散的實(shí)驗(yàn)單元操作轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目綜合實(shí)施。根據(jù)學(xué)習(xí)金字塔，主動學(xué)習(xí)范疇內(nèi)討論的學(xué)習(xí)內(nèi)容留存率為50%, 實(shí)踐為75%，而教授給他人達(dá)到90%。創(chuàng)新將討論、實(shí)踐與教授他人融為一體，近3 年統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容留存率非常高。從被動實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃觿?chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過了解產(chǎn)品、了解需求、查閱資料、設(shè)計方案、團(tuán)隊(duì)合作、知識集成和實(shí)踐操作，能力鍛煉不再局限于單純的實(shí)驗(yàn)操作，而是全方位、系統(tǒng)地鍛煉了各方面的綜合能力，對知識的理解和運(yùn)用也將更加熟練。在教學(xué)形式上，也實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生的系統(tǒng)培養(yǎng)，切實(shí)從人才培養(yǎng)角度去系統(tǒng)凝練可起到良好效果的方式方法。從評價角度看，改革所涉及的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式注重知識的靈活運(yùn)用和知識向能力的轉(zhuǎn)化，更是通過自評、互評和教師評價3 種結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)全過程的跟蹤評價，從而發(fā)現(xiàn)問題、針對性地解決問題。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革是工程教育認(rèn)證中的重要環(huán)節(jié)，也是提升學(xué)生能力、滿足畢業(yè)要求的重要保障，今后仍需繼續(xù)深化改革，不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。