基于科教融合的食品工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)探究

王倩 賈祿強 黃阿根

作為一種重要的教學改革模式，科教融合倡導(dǎo)將教學中的理論知識融于科研實驗，在科研實驗中分析驗證教學理論，達到溫故知新、學以致用的效果。對于工程類尤其是以食品科學與工程為代表的綜合性學科，其理論脈絡(luò)繁復(fù)、學科交叉性強，對學生實踐動手能力和創(chuàng)新意識要求高，將專業(yè)理論的掌握與科研內(nèi)容的實踐進行融合，對于鍛煉和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力具有重要意義。本文以食品工程原理課程為例，從科教融合出發(fā)，結(jié)合自己的教學和科研感悟，對教學模式改革提出了初步的論述。

一、科教融合對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義

毋庸置疑，夯實豐厚的理論基礎(chǔ)永遠是培育人才的出發(fā)點，本科教育的根本還是在于引領(lǐng)學生掌握通識學科的基本知識與一般的科研方法，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地學習專業(yè)理論及學科前沿知識，建立專業(yè)的、系統(tǒng)的知識體系，以應(yīng)對未來進一步深入科研領(lǐng)域或投身于實踐創(chuàng)新過程中的種種困難。然而，以傳道授業(yè)解惑為主的傳統(tǒng)課堂模式已經(jīng)不能完全勝任高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的目標，中國高等教育在歷經(jīng)風雨洗禮、全面邁向現(xiàn)代化的征程中，已然實現(xiàn)了由單純理論教學向科教并重的理念轉(zhuǎn)變，科教分離模式在教育改革背景下正穩(wěn)步邁向以科教融合為核心的教育模式新局面。

創(chuàng)新是引領(lǐng)教學和科研發(fā)展的第一動力，建設(shè)創(chuàng)新型國家的理念早在黨的十九大就明確提出，在新時代現(xiàn)代化建設(shè)的浪潮中，堅持創(chuàng)新已然處于發(fā)展大局的核心。在機遇與挑戰(zhàn)并存的教育背景下，培養(yǎng)創(chuàng)新型專業(yè)人才顯得尤為重要和迫切;同時，科學技術(shù)為第一生產(chǎn)力，人才為第一資源，整個社會都將目光投向了創(chuàng)新型科技人才的搖籃——高等教育，各類高等學府的教學模式必然要與培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的時代號召接軌，融入改革與創(chuàng)新的時代浪潮中去。揚州大學食品科學與工程學院以專業(yè)基礎(chǔ)課程食品工程原理為著手點，引導(dǎo)學生帶著課程理論知識走進實驗室開展課題探究，最終形成以理論指導(dǎo)實踐、實踐反饋作用于理論的科教融合教學模式，助力食品工程創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

二、科教融合教學模式的實施路徑

中國高等教育學會副會長管培俊先生在《創(chuàng)新人才培養(yǎng)也是社會工程》中提到，創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要教育科研深度融合，現(xiàn)行我國教育與科研體制的弊病，直接影響協(xié)同創(chuàng)新與創(chuàng)新人才培養(yǎng)。國家層面是大學與科研院所分離、產(chǎn)學研結(jié)合不暢，大學層面是學科壁壘、教學科研缺乏張力，由此可見，教與研切實結(jié)合的教學模式乃是培育創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵所在，理論的積累與實踐研究是相輔相成的動態(tài)結(jié)合。

在國家層面，周光禮等在《科教融合：高等教育理念的變革與創(chuàng)新》中提出，根據(jù)國際高等教育的發(fā)展趨勢和我國高?？萍及l(fā)展的現(xiàn)狀，科教融合、協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)是提升大學創(chuàng)新能力、培養(yǎng)杰出人才的必由之路。這不僅是高校人才培養(yǎng)模式的重要突破，也將引起高等教育思想和理念的重大突破。科教融合的教學理念呼聲之高已然空前，政策扶持力度也越來越大，然而如何實現(xiàn)模式落地是具體到每一所高校、每一位教師的職責所在。

在高校層面，劉玉榮等在《基于協(xié)同創(chuàng)新、科教融合理念培養(yǎng)創(chuàng)新型人才》中指出，高校應(yīng)該充分發(fā)揮科研支撐教學的作用，將科研的新思維、新方法和新技術(shù)等運用于教學，將科研成果、科研動態(tài)、前沿科技等及時轉(zhuǎn)化為教學資源，將科學研究的思維貫穿于教育教學的全過程，即通過科教融合的模式培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

在教師層面，佟亞輝等在《創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入人才培養(yǎng)全過程的路徑研究》中強調(diào)了教師更新授課方式的重要性。在理論授課方面，進一步推進探究式、討論式、案例式的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學方法;在實踐教學方面，注重把實踐教學與第二課堂活動、專業(yè)實習、社會實踐等結(jié)合起來;在學業(yè)考核方面，注重學習過程的考核，探索非標準答案考試，注重對學生發(fā)明創(chuàng)造、實習實訓(xùn)、實踐經(jīng)歷、動手能力的考察。

不同專業(yè)學科特點差異大，如何提高科教融合模式的針對性是一個值得思考和有待解決的問題。此時，以專業(yè)代表性強、涉及理論豐富、實踐與創(chuàng)新要求高的課程為出發(fā)點，聯(lián)動第一與第二課堂，構(gòu)建一個理論與實踐全過程動態(tài)結(jié)合的教學模式不失為一個科學合理、成效可觀的方法。

三、食品工程原理課程

中科教融合典型案例分析

揚州大學食品科學與工程學院堅持以教學科研工作為中心，在科教融合模式的探究和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的改革創(chuàng)新方面始終走在前頭，引導(dǎo)激發(fā)學生的科研思維，豐富強化其實踐創(chuàng)新能力，營造了一個生動多元、積極開放的研學環(huán)境。

食品科學與工程是一個由數(shù)學、物理、化工、生物、機械多學科交叉滲透而成的專業(yè)，代表性課程有食品工程原理、食品工藝學等。其中，食品工程原理課程涵蓋了各類經(jīng)典力學理論與化工知識，還涉及管路、機械等工程原理，無論對教師授課還是學生的理解運用都是一個極具挑戰(zhàn)的過程。若依靠傳統(tǒng)課堂的單向理論教學模式，課程教學極易陷入枯燥乏味，最終流于形式的怪圈，留給學生的往往只有干癟晦澀的大段定義以及突兀陌生的長篇公式，很難做到對所學知識的融會貫通，自然也更談不上將其付諸于實踐創(chuàng)新，所謂以理論指導(dǎo)實踐、實踐反饋于理論的良性循環(huán)只會陷入僵局，淪為空談。

揚州大學食品工程原理教學團隊積極調(diào)動現(xiàn)有教學資源，推動理論教學向動手實踐的傾斜，積極開展或投入到諸如科學與實踐創(chuàng)新訓(xùn)練、互聯(lián)網(wǎng)+、挑戰(zhàn)杯等實踐創(chuàng)新活動中，靈活聯(lián)動第一和第二課堂，全方位、多層次地鍛煉和提升學生的綜合能力，在科教融合的道路上不斷積累經(jīng)驗，創(chuàng)新進取。

以傳熱單元操作為例，課程組為學生布置了“黃酒高溫瞬時殺菌的傳熱裝置設(shè)計”的課題。新型的高溫短時殺菌、超高溫瞬時殺菌裝備在食品行業(yè)的應(yīng)用越來越廣，其小試裝備的制備有著很重要的使用價值，這個課題圍繞傳熱系數(shù)驗證測定、少量黃酒的工程傳熱參數(shù)測定、超高溫瞬時殺菌處理等目標，引導(dǎo)學生自行設(shè)計開發(fā)一套傳熱綜合實驗裝置。在設(shè)計過程中，學生需要對管型、傳熱面積、泵、溫度測量、流量測量、數(shù)據(jù)采集與處理、裝置外形特征布局合理性等進行設(shè)計，特別要考慮到使用過程中溫度的穩(wěn)定性控制、實驗室動力的承載能力等因素。學生們結(jié)合課堂上所學的理論知識，通過對課題的方案論證、可行性設(shè)計、設(shè)備選型、控制儀表選擇、數(shù)據(jù)采集與處理及實際運行效果等方面進行評價，全面提高了對復(fù)雜工程問題的分析、設(shè)計能力。

另一個科研課題“殼聚糖超交聯(lián)微球的可控合成”則引導(dǎo)學生參與到實驗中去，此實驗涉及食工原理中流體流動、傳熱、非均相分離和聚合反應(yīng)，也就是“三傳一反”。學生在學習理論課程之后，如果能將科研實驗中各個步驟與課程中重要的幾個單元操作結(jié)合起來，一是可以更深地領(lǐng)悟理論知識，實現(xiàn)在科研中對理論知識的復(fù)習，達到溫故知新的目的;二是在科研實驗中可以培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程問題的能力，達到創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標;三是學生參與科研實驗可以鍛煉其獨立自主的能力，又能在團隊合作中培養(yǎng)團隊合作的意識。因此，科教融合的教學模式為食品工程專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)提供了機會和保障。

四、結(jié)語

食品工程原理課程是食品科學與工程專業(yè)本科教學中重要的專業(yè)性課程，具有顯著的化工原理課程的特點，又和食品工程聯(lián)系緊密。隨著食品工業(yè)和科研的不斷創(chuàng)新，社會對于食品類創(chuàng)新型人才解決復(fù)雜工程問題的能力提出了更高的要求，而實行科教融合的教學模式有助于鍛煉學生的邏輯思維能力、動手操作能力、設(shè)計能力和解決復(fù)雜問題的能力。