結(jié)合“蛋白工藝學(xué)”的專業(yè)課堂學(xué)習(xí)效果提升的探究

陳敏，吳昊，徐興鳳，孫慶杰

青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院（青島 266109）

2021年聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的題為“學(xué)會融入世界：為了未來生存的教育”的報告，提出世界高等教育2050遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)規(guī)劃。針對人類高等教育程度與地球生態(tài)發(fā)展之間的不平衡，報告明確指出未來高等教育亟須“重構(gòu)教育和人文主義之間的關(guān)系”，提倡秉持生態(tài)意識和生態(tài)觀念開展教育活動[1-2]。21世紀(jì)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體和推進(jìn)高等教育國際化的新時代背景，要求我國更加重視人類和地球的可持續(xù)發(fā)展，不僅要建立全民終身學(xué)習(xí)的現(xiàn)代教育體系，更要重視高等教育的生態(tài)意識和可持續(xù)發(fā)展觀培養(yǎng)，推進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科拔尖創(chuàng)新人才和卓越引領(lǐng)型工程師的培養(yǎng)。未來頂級創(chuàng)新人才的核心能力包括問題發(fā)現(xiàn)，分析和解決的快速行動能力，創(chuàng)造能力，及跨領(lǐng)域、跨學(xué)科的合作協(xié)同能力[3]。因此，要求高等教育機(jī)構(gòu)結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略與社會需求，以學(xué)生為中心，不斷激發(fā)創(chuàng)新教育理念，加強(qiáng)專業(yè)教育與人文融合以及多學(xué)科交叉培養(yǎng)，持續(xù)改進(jìn)教育教學(xué)質(zhì)量。食品科學(xué)技術(shù)是為滿足社會對可持續(xù)食品質(zhì)量、安全和保障的需求而誕生的一門學(xué)科，跨越化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等多種基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)科，衍生出食品化學(xué)、食品分析、食品生物化學(xué)、食品生物技術(shù)、食品微生物、食品物理、食品加工、食品工程原理、食品機(jī)械設(shè)計、食品包裝、食品營養(yǎng)、食品感官和食品質(zhì)量與安全、食品企業(yè)管理、食品市場營銷和食品新產(chǎn)品開發(fā)等課程要素[4]。因此，食品科學(xué)技術(shù)具有強(qiáng)烈的多學(xué)科交叉融合特點，但與基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)科相比，其局限性在于專業(yè)研習(xí)深度不夠。專業(yè)課堂學(xué)習(xí)占本科教學(xué)量的2/3，因此，提升專業(yè)課堂學(xué)習(xí)效果對提高學(xué)生的專業(yè)水平至關(guān)重要。結(jié)合“蛋白工藝學(xué)”課堂教學(xué)，就如何提升專業(yè)課堂學(xué)習(xí)效果提出幾點思考。

1 專業(yè)教學(xué)實踐和學(xué)生能力培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)和瓶頸

專業(yè)教學(xué)實踐和學(xué)生能力培養(yǎng)普遍面臨的主要挑戰(zhàn)和瓶頸包括：（1）學(xué)習(xí)共同體對學(xué)生學(xué)習(xí)的整體效應(yīng)值偏低，尤其是對認(rèn)知層面學(xué)習(xí)效果的促進(jìn)作用不大，教師沒能充分將自身學(xué)習(xí)效果轉(zhuǎn)化為教學(xué)效果[5]；（2）學(xué)生專業(yè)課堂學(xué)習(xí)的積極性不高，參與度不夠，知識遷移能力有待加強(qiáng)，學(xué)生不能學(xué)以致用[6]；（3）我國大學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀依賴性較強(qiáng)，存在很大思維惰性，問題意識不強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力有待加強(qiáng)，批判性思維能力不夠，創(chuàng)新意識不強(qiáng)，想象力和創(chuàng)造力不夠[7]。針對以上現(xiàn)狀，專業(yè)教師應(yīng)秉持生態(tài)意識和可持續(xù)發(fā)展觀開展專業(yè)教學(xué)，注重教學(xué)內(nèi)容的多學(xué)科交叉融合，在把握專業(yè)學(xué)習(xí)深度的同時，又能夠從自身角度轉(zhuǎn)換為學(xué)生角度，把教學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)設(shè)計[8]，形成師生學(xué)習(xí)共同體，重視從認(rèn)知層面促進(jìn)學(xué)生專業(yè)課堂學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)參與度，減少學(xué)習(xí)孤獨感，有意識地訓(xùn)練學(xué)生的問題意識、創(chuàng)新意識和批判性思維能力。

2 關(guān)于提升專業(yè)課堂學(xué)習(xí)效果的措施做法

針對當(dāng)前現(xiàn)狀和存在問題，結(jié)合“蛋白工藝學(xué)”教學(xué)實踐，從提高學(xué)習(xí)動機(jī)，強(qiáng)化生態(tài)意識，培養(yǎng)工程意識和問題意識，提高批判性思維能力和解決問題的能力，以及培養(yǎng)創(chuàng)造力和設(shè)計思維等方面，提出提升學(xué)生的專業(yè)課堂學(xué)習(xí)效果的措施做法。

2.1 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，強(qiáng)化生態(tài)意識

在“蛋白工藝學(xué)”這門課學(xué)習(xí)的起點，通過讓學(xué)生自我發(fā)問的形式，引導(dǎo)學(xué)生深刻認(rèn)識、理解專業(yè)課的學(xué)習(xí)目的和重要性，例如從“我為什么要學(xué)習(xí)‘蛋白工藝學(xué)’這門課？”開始，通過多角度逐級發(fā)問，給出“Why”的具體內(nèi)涵和答案。表1呈現(xiàn)部分用于引導(dǎo)學(xué)生理解專業(yè)課學(xué)習(xí)目的和重要性的相關(guān)問題形式，通過回答這些問題，有助于引導(dǎo)學(xué)生在上課初期建立自我和“蛋白工藝學(xué)”這門課之間的連接，幫助學(xué)生整理并形成對蛋白加工的初步認(rèn)知，同時訓(xùn)練自我認(rèn)知能力，挖掘自發(fā)學(xué)習(xí)精神。其中，問題1，3，12和13使學(xué)生從自我認(rèn)知的角度認(rèn)識什么是“蛋白工藝學(xué)”，問題4～6和9～11使學(xué)生從社會認(rèn)知的角度認(rèn)識什么是“蛋白工藝學(xué)”，能夠反映學(xué)生對周圍環(huán)境和社會的關(guān)注度和敏感度。問題7和8從自然科學(xué)認(rèn)知的角度測量學(xué)生對“蛋白工藝學(xué)”的認(rèn)識水平。其中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識和分析問題9“蛋白資源的生產(chǎn)加工與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和人類社會發(fā)展的關(guān)系”對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)至關(guān)重要。蛋白質(zhì)對人類生命健康的重要性毋庸置疑，人類主要通過植物（糧油作物）和動物（畜禽蛋奶）獲取蛋白食物資源，依賴農(nóng)業(yè)發(fā)展，而農(nóng)業(yè)發(fā)展需要消耗大量自然資源和人類社會資源，同時農(nóng)作物、牲畜和人類的呼吸作用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工以及其他人類活動產(chǎn)生大量溫室氣體，破壞生態(tài)平衡。由此，使學(xué)生對“蛋白生產(chǎn)加工”“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”“生態(tài)環(huán)境”“人類社會發(fā)展”之間相互依賴和相互影響的關(guān)系形成第一層認(rèn)識。應(yīng)對目前世界人口急劇增長的趨勢，必然要通過擴(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來獲取更多蛋白資源，這將導(dǎo)致自然資源消耗和環(huán)境惡化加劇，自然災(zāi)害頻發(fā)，糧食減產(chǎn)，食物不足，人和牲畜的數(shù)量下降，不利于生態(tài)環(huán)境和人類社會的可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合世界未來發(fā)展趨勢，使學(xué)生充分認(rèn)識到人類社會規(guī)模擴(kuò)大對生態(tài)環(huán)境的影響及其帶來的惡性循環(huán)。又因為不同蛋白資源的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量和供需情況在世界范圍存在較大地域差異，且每一種蛋白資源的獲取、生產(chǎn)和加工所需水用量、土地用量、光照情況、電熱和人力資源消耗量顯著不同，能量轉(zhuǎn)化率和生物利用率不同，溫室氣體釋放量也存在較大差別[9]，進(jìn)而使學(xué)生意識到不同蛋白資源的生產(chǎn)加工對“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”“生態(tài)環(huán)境”“人類社會發(fā)展”的影響。如乳制品和肉制品的生產(chǎn)占食品生產(chǎn)溫室氣體總排放量的50%，占全球溫室氣體排放總量的18%[10-11]。相比而言，植物蛋白資源生產(chǎn)加工效率高，對環(huán)境破壞作用小。因此，優(yōu)化生產(chǎn)方式，提高生產(chǎn)效率，重視植物蛋白資源和新型蛋白資源（昆蟲蛋白、微藻蛋白）的開發(fā)利用，使農(nóng)業(yè)、生態(tài)保持可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，從而強(qiáng)化學(xué)生的生態(tài)意識和可持續(xù)發(fā)展觀，培養(yǎng)其社會責(zé)任感和使命感，使學(xué)生對“蛋白工藝學(xué)”這門課的學(xué)習(xí)目的和意義有更具體、更充分的認(rèn)識和理解，提高學(xué)習(xí)動機(jī)。繼而，通過問題2和8，引導(dǎo)學(xué)生建立對“蛋白工藝學(xué)”這門課學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知框架，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地學(xué)習(xí)多種蛋白資源的化學(xué)組成、加工工藝和產(chǎn)品特性。

表1 引導(dǎo)學(xué)生理解“蛋白工藝學(xué)”專業(yè)課學(xué)習(xí)目的和重要性的相關(guān)問題形式

2.2 培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和問題意識

蛋白工藝學(xué)是以化學(xué)、物理、機(jī)械工程和生物工程學(xué)為基礎(chǔ)，研究蛋白初加工及精深加工與轉(zhuǎn)化過程中的基本原理、工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的科學(xué)，屬于應(yīng)用基礎(chǔ)研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生解決蛋白加工工程問題的能力。對于本科專業(yè)教育，引導(dǎo)學(xué)生鑒別什么是“有用的知識”和培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、問題意識至關(guān)重要，即從實踐中來，回到實踐中去[12]。要求學(xué)生能夠基于工程問題提煉具有學(xué)術(shù)價值和應(yīng)用價值的科學(xué)問題[3]，通過科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)創(chuàng)新解決貼近實踐的工程問題。因此，在“蛋白工藝學(xué)”學(xué)習(xí)過程中，需要讓學(xué)生充分理解蛋白加工產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性、多維性、生態(tài)性和融合共生性等發(fā)展特性。如通過微藻養(yǎng)殖和發(fā)酵開發(fā)微藻蛋白，綜合考慮微藻的種類、營養(yǎng)方式、生長條件、培養(yǎng)系統(tǒng)、生產(chǎn)規(guī)模、蛋白提取加工工藝、蛋白提取率、微藻蛋白的功能特性、產(chǎn)品品質(zhì)、應(yīng)用價值和經(jīng)濟(jì)效益等。確定微藻蛋白開發(fā)基本方案以后，需要綜合衡量工廠選址和微藻蛋白生產(chǎn)加工成本，包括用地、用水、機(jī)械設(shè)備、能源消耗、技術(shù)更新、人力管理、產(chǎn)品流通、副產(chǎn)物利用和廢棄物處理等，體現(xiàn)蛋白加工的復(fù)雜性。美國TerraVia在巴西建立大規(guī)模的微藻發(fā)酵工廠，利用當(dāng)?shù)馗收岽笠?guī)模種植優(yōu)勢，以及玉米秸稈、干草和森林腐殖質(zhì)等農(nóng)業(yè)廢棄物作為有機(jī)碳源，進(jìn)行微藻異養(yǎng)發(fā)酵，生產(chǎn)微藻蛋白、藻油、微藻制品等多種高附加值產(chǎn)品，應(yīng)用于食品、動物營養(yǎng)和化妝品等領(lǐng)域，充分體現(xiàn)蛋白加工的多維性、生態(tài)性和融合共生性。另外，哺乳動物乳汁中的功能組分骨橋蛋白的含量較低，傳統(tǒng)提取方法成本高且得率低，美國Triton公司采用微藻異養(yǎng)發(fā)酵法有效富集骨橋蛋白，通過技術(shù)革新、挖掘生產(chǎn)關(guān)鍵控制點和優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，大幅提高骨橋蛋白的產(chǎn)量，顯著降低生產(chǎn)成本，同時改善骨橋蛋白品質(zhì)。發(fā)酵罐不受地域限制，占地面積小，適于大規(guī)模生產(chǎn)，系統(tǒng)集成度和參數(shù)監(jiān)控度較高，充分體現(xiàn)其成本和效率優(yōu)勢。通過以上案例，使學(xué)生深刻理解蛋白加工的產(chǎn)業(yè)特性，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，比如整體與局部意識、成本與效率意識和問題與改革意識等。此外，工業(yè)數(shù)字化的飛速發(fā)展要求學(xué)生同時具備工作簡化與標(biāo)準(zhǔn)化意識、自動化與智能化意識，以及較強(qiáng)的數(shù)字技術(shù)思維能力。

2.3 提高學(xué)生的批判性思維能力

批判性思維的內(nèi)涵仍存在爭議，其中巴內(nèi)特提出批判力三要素，即批判性推理、批判性反思和批判性行為，分別指向知識、自我和世界，既包括認(rèn)知又包括實踐，既體現(xiàn)個人維度又體現(xiàn)社會維度。個人維度批判性思維的內(nèi)涵包括批判性推理和批判性反思，社會維度批判性思維的內(nèi)涵主要是批判性行為，即批判性地參與社區(qū)和社會實踐的能力。高等教育主要強(qiáng)調(diào)批判性推理的訓(xùn)練，而大多忽視批判性反思和批判性行為的培養(yǎng)[13]。批判性思維能力的一個重要方面是學(xué)生分析和解決問題的快速行動能力，因此，怎樣使教學(xué)內(nèi)容快速轉(zhuǎn)化為學(xué)生的“有用的知識”是專業(yè)教學(xué)的關(guān)鍵。“蛋白工藝學(xué)”是研究蛋白初加工及精深加工與轉(zhuǎn)化過程中的基本原理、工藝及產(chǎn)品質(zhì)量的科學(xué)，實質(zhì)上是探索蛋白原料、加工技術(shù)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量之間的相互關(guān)系，具體可以體現(xiàn)在5個方面：（1）蛋白資源的結(jié)構(gòu)信息（氨基酸種類和序列、蛋白的二級、三級和四級結(jié)構(gòu)）、蛋白構(gòu)象形成和穩(wěn)定機(jī)制（氫鍵、范德華力、疏水作用、二硫鍵、離子鍵和配位鍵），以及外界理化因素對蛋白構(gòu)象穩(wěn)定性的影響機(jī)制；（2）加工技術(shù)的基本原理、適用條件和工藝操作要點；（3）加工工藝、技術(shù)參數(shù)和外界條件對蛋白原料品質(zhì)（組成結(jié)構(gòu)、理化穩(wěn)定性、加工特性、感官特性和營養(yǎng)品質(zhì)等）的影響規(guī)律；（4）原料品質(zhì)、加工工藝、技術(shù)參數(shù)和外界條件對產(chǎn)品品質(zhì)（組成結(jié)構(gòu)、理化穩(wěn)定性、加工特性、感官特性和營養(yǎng)品質(zhì)等）的影響規(guī)律；（5）加工工藝、技術(shù)參數(shù)和外界條件對原料或產(chǎn)品中蛋白組分之間、蛋白-非蛋白組分之間，以及非蛋白組分之間相互作用的影響機(jī)理，適用于任何一種蛋白資源的生產(chǎn)加工。在專業(yè)課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)有深度的專業(yè)技術(shù)知識，分析不同學(xué)習(xí)內(nèi)容的共性和特性，發(fā)現(xiàn)不同問題之間的關(guān)聯(lián)性，形成系統(tǒng)性學(xué)習(xí)方法，能夠有效提高學(xué)生的分析推理和知識遷移能力，同時促進(jìn)學(xué)生能力在學(xué)校和社會中的通用性和可遷移性。在訓(xùn)練批判性推理的同時，培養(yǎng)學(xué)生的自我反思意識和自我反思能力，使其更多地了解思維方式所嵌入的人文背景，從而使學(xué)生對自己的思維方式更加敏感[13]，能夠促進(jìn)其獨立理性思考，并不斷修正和提高自我認(rèn)知水平，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，更好地指導(dǎo)學(xué)生自身批判性地參與社區(qū)和社會實踐。具體什么是“批判性地參與社會實踐？”，一個成功案例是中國傳統(tǒng)發(fā)酵食品產(chǎn)業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級。我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品風(fēng)味獨特，但大多采用傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵方式，周期較長，企業(yè)只有進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級，提高市場競爭力，才能應(yīng)對日益增長的能源、人力等加工成本和激烈的全球化競爭局勢。海天味業(yè)有限公司通過引入激光直接成型（LDS）、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（LMS）、生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）、企業(yè)資源計劃（ERP）、智能立體倉庫、機(jī)器人碼垛系統(tǒng)和極速灌裝系統(tǒng)等，在發(fā)酵、釀造、灌裝、倉儲等醬油和發(fā)酵醬生產(chǎn)環(huán)節(jié)都基本實現(xiàn)了自動化，部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)了數(shù)字化制造[14]，以適應(yīng)工業(yè)4.0生產(chǎn)全過程數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的標(biāo)準(zhǔn)。與之相對，大學(xué)生的盲目創(chuàng)業(yè)成為批判性參與社會實踐的典型反面事例。2021年，美國科技市場研究公司CBINSIGHTS通過分析110家以上創(chuàng)業(yè)公司創(chuàng)業(yè)失敗案例總結(jié)12條企業(yè)創(chuàng)業(yè)失敗的主要原因，包括現(xiàn)金短缺/無法獲得新融資、沒有市場需求、競爭力不足、商業(yè)模式存在缺陷、管理/法律風(fēng)險高、價格/成本問題、團(tuán)隊不行、產(chǎn)品質(zhì)量較差、團(tuán)隊和投資者之間不和諧、創(chuàng)業(yè)核心偏離軌道，以及潛力不足/缺乏熱情[15]，以上均是因考慮不全面、判斷不準(zhǔn)確或決策不正確而導(dǎo)致在實踐過程中缺乏批判性的后果。有相當(dāng)一部分學(xué)生缺乏批判性地參與社區(qū)和社會實踐的能力，主要源于對社會不敏感，缺乏自發(fā)的人文關(guān)懷精神，對社會生產(chǎn)、生活實際需求不了解，對自身知識和技能的作用認(rèn)識不清晰，以及存在惰性思維和缺乏快速行動能力。在“蛋白工藝學(xué)”學(xué)習(xí)過程中，增加學(xué)生對蛋白加工產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成要素及其相互關(guān)系的認(rèn)識，能夠使學(xué)生更好地了解貫穿產(chǎn)業(yè)鏈的供給和需求關(guān)系，更加準(zhǔn)確地在產(chǎn)業(yè)和社會當(dāng)中定位自身價值，增強(qiáng)社會責(zé)任感，有效結(jié)合自身所學(xué)付諸實踐，解決社會生產(chǎn)、生活中的實際問題。

2.4 通過多學(xué)科交叉融合，提高學(xué)生解決問題的能力

在社會生產(chǎn)生活實踐中遇到的問題大多錯綜復(fù)雜，僅通過某一學(xué)科所學(xué)知識對實際問題的認(rèn)識往往片面孤立，不能科學(xué)、綜合地分析和解決問題。因此，通過多學(xué)科交叉融合才能真正提高學(xué)生解決實際問題的能力。以蛋白加工為例，如“在食品加工過程中應(yīng)該怎樣保護(hù)熱敏性活性成分？”，提高熱敏性成分的保留率，應(yīng)避免使用熱加工技術(shù)，尤其是高溫加工技術(shù)，如熱殺菌技術(shù)、加熱濃縮和噴霧干燥等。根據(jù)實際生產(chǎn)工藝條件和需求，可以選擇性地采用低溫加工技術(shù)進(jìn)行粉碎、分離、提取、殺菌、濃縮和干燥，如熱敏性物料的粉碎可以采用氣流式超微粉碎和冷凍粉碎技術(shù)，氣流式超微粉碎利用高速噴射氣流對物料顆粒進(jìn)行剪切沖擊，壓縮空氣膨脹會吸收能量，產(chǎn)生制冷作用，造成較低溫度，因此適合熱敏性物料的粉碎。超臨界流體萃取或超濾膜分離技術(shù)可用于熱敏性成分的分離提取。超臨界流體萃取是利用超臨界流體的高溶解性、流動性、擴(kuò)散性和滲透性進(jìn)行萃取，可以采用臨界點溫度較低的流體對熱敏性物料進(jìn)行分離提取。而超濾膜分離技術(shù)以壓力差為推動力，通過具有一定大小和形狀微細(xì)孔的超濾膜對物料進(jìn)行分離，因此適合熱敏性成分的提取。超高壓殺菌和高壓電場低溫等離子體殺菌技術(shù)分別利用的是超高壓和低溫等離子體對微生物的致死作用。高壓通過破壞微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生化反應(yīng)、基因機(jī)制和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，從而使其生理活動機(jī)能產(chǎn)生不可逆變化。而低溫等離子體通過蝕刻作用、細(xì)胞膜穿孔與靜電干擾、大分子氧化對微生物進(jìn)行冷殺菌。此外，熱敏性物料的濃縮和干燥可以采用低溫真空濃縮、冷凍濃縮和真空冷凍干燥等技術(shù)。食品低溫加工高新技術(shù)最初并不是誕生于食品加工領(lǐng)域，而是通過多學(xué)科交叉融合才應(yīng)用于食品加工，涉及流體力學(xué)、電磁學(xué)和熱力學(xué)等多學(xué)科概念原理和思路方法[16]。在“蛋白工藝學(xué)”這門課當(dāng)中，學(xué)習(xí)現(xiàn)代食品加工高新技術(shù)的發(fā)展歷程、基本原理、適用條件及其在食品加工中的應(yīng)用，使學(xué)生在獲得有深度的技術(shù)知識的同時，養(yǎng)成從多學(xué)科交叉融合角度去分析和解決問題的思維方式，從而拓展學(xué)生自發(fā)學(xué)習(xí)的維度和深度，通過知識交叉融合科學(xué)地解決實際生產(chǎn)生活問題。

2.5 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和設(shè)計思維

頂級科技創(chuàng)新人才和卓越引領(lǐng)型工程師的培養(yǎng)都強(qiáng)調(diào)學(xué)生的創(chuàng)造能力。教育進(jìn)展國際評估組織調(diào)查研究顯示，中國學(xué)生的計算能力世界排名靠前，而想象力和創(chuàng)造力世界排名倒數(shù)[7]。創(chuàng)造力是運(yùn)用想象力去創(chuàng)造設(shè)想目標(biāo)中事物的形象，并不斷地把注意力集中在這個思想或畫面上，基于直覺和靈感，通過批判性思維進(jìn)行論證和實踐，并最終成為客觀現(xiàn)實的能力。愛因斯坦曾說過“想象力比知識更重要”，想象力連接人的感性和知性，具有創(chuàng)造性想象力，才有可能進(jìn)行創(chuàng)新。對世界充滿好奇心及敏銳的洞察力是豐富和發(fā)揮想象力的前提，中科院院士嚴(yán)加安認(rèn)為創(chuàng)造性想象力離不開直覺和靈感。靈感多來自于對某一問題的全神灌注的長期思考，往往產(chǎn)生于不經(jīng)意間或意識朦朧之中（比如冥想）。因此，高等教育應(yīng)充分尊重學(xué)生的個性自由，鼓勵積極探索，使學(xué)生養(yǎng)成熱愛思考、大膽質(zhì)疑、靈活想象、勤于實踐和不怕失敗的行為習(xí)慣和批判性思維習(xí)慣，從而提高學(xué)生的創(chuàng)造力。在食品專業(yè)教育中，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維意識，有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中由被動接受轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，能夠自主地思考和提出問題，從而設(shè)定目標(biāo)，分析和解決問題。比如蛋白加工涉及多種需要解決的實際工程問題，包括改善產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，增加經(jīng)濟(jì)效益，提高生產(chǎn)機(jī)械化、自動化和智能化水平等。著眼貫穿蛋白加工產(chǎn)業(yè)鏈的供給和需求關(guān)系，產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展主要依靠品牌/品類、工藝技術(shù)和模式理念的創(chuàng)新，而創(chuàng)新過程充分體現(xiàn)了設(shè)計思維的重要性。通過設(shè)計進(jìn)行創(chuàng)新的具體方向包括食品新產(chǎn)品開發(fā)（品類、品牌和產(chǎn)品配方設(shè)計）、食品加工工藝開發(fā)（工廠、生產(chǎn)車間和生產(chǎn)線工藝流程設(shè)計，技術(shù)、機(jī)械和包裝設(shè)計，軟件、系統(tǒng)和模型設(shè)計，以及生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化等）、食品加工企業(yè)商業(yè)模式開發(fā)（生產(chǎn)模式、管理模式、營銷模式等）和食品生產(chǎn)、生活理念開發(fā)（健康理念、消費(fèi)理念、極簡理念、素食理念、慢生活理念等）等，如湯臣倍健的“Yep系列”蛋白營養(yǎng)纖維奶昔固體飲料品牌創(chuàng)新，“德州扒雞”老字號品牌的數(shù)字化升級，利和味道圍繞“中國花椒味道與文化”的調(diào)理食品全產(chǎn)業(yè)鏈多元主體協(xié)同共生、可持續(xù)商業(yè)模式創(chuàng)新，以及一盞本白即食燕窩的“平民燕窩”理念創(chuàng)新等。在食品研究領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生明確設(shè)計創(chuàng)新的具體方向和目標(biāo)，更容易使其轉(zhuǎn)化為客觀現(xiàn)實。

3 結(jié)語

作為專業(yè)教師，應(yīng)通過構(gòu)建師生學(xué)習(xí)共同體，豐富專業(yè)教育的內(nèi)涵，將高等教育遠(yuǎn)景規(guī)劃綱領(lǐng)和頂級創(chuàng)新人才培養(yǎng)教育新理念切實落實到專業(yè)教學(xué)實踐中，在專業(yè)教學(xué)課堂上無時無刻不致力于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)、生態(tài)意識、工程意識和問題意識，增強(qiáng)學(xué)生的批判性思維和解決復(fù)雜問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計思維和創(chuàng)造力，以促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成自發(fā)學(xué)習(xí)、自我反思和批判性地參與社會實踐的能力，從而踐行終生學(xué)習(xí)的教育理念，使個人的可持續(xù)發(fā)展融入社會和自然的可持續(xù)發(fā)展中。