食品類專業(yè)實驗室體系建設(shè)研究
——以食品微生物學(xué)實驗室為例

◎ 趙巖巖，趙圣明，何承云，朱明明，焦凌霞

（河南科技學(xué)院 食品學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003）

實驗室作為培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力，實現(xiàn)知識技能轉(zhuǎn)化的平臺，對高校人才培養(yǎng)至關(guān)重要。食品類專業(yè)是高校工科教育中實踐性很強的專業(yè)，近年來，各有關(guān)高校食品類專業(yè)都在進行的一系列實踐教學(xué)改革也體現(xiàn)了實驗室建設(shè)的必要性和重要性。同時在實驗室建設(shè)方面做一些積極的探索，可為更好地服務(wù)于食品類專業(yè)人才的技能培養(yǎng)創(chuàng)造有利條件。但是目前由于一些高校、老師等對實驗室建設(shè)的積極性不高、實踐教學(xué)觀念陳舊、經(jīng)費投入不足、企業(yè)參與度不高及對企業(yè)吸引力不夠等原因，造成實驗室的建設(shè)工作進展尚不平衡[1]。因此，構(gòu)建與當前食品生產(chǎn)加工行業(yè)領(lǐng)域?qū)θ瞬排囵B(yǎng)要求相適應(yīng)的實驗室仍是一個值得探討的重要課題。

1 國內(nèi)食品類專業(yè)實驗室建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 實驗室布局不合理

部分院校實驗室建設(shè)缺乏從自身實際需要出發(fā)的頂層設(shè)計規(guī)劃，未事先對實驗室進行整體的平面規(guī)劃，功能區(qū)分過于簡單，往往片面追求大而全、一味效仿、盲目采購、缺乏特色，與本校專業(yè)課程匹配度、教學(xué)實驗的實際需要及當?shù)貙?yīng)崗位實際要求相脫節(jié)，實驗用房與辦公等其他功能用房交叉，檢驗流程不合理而影響工作效率，以及對實驗人員的人文關(guān)懷方面考慮不足[2]，從而導(dǎo)致大量設(shè)備閑置，無法得到有效利用或利用率極低，造成嚴重的資源浪費。

1.2 信息化技術(shù)及實驗軟件在實驗室建設(shè)中應(yīng)用不足

國內(nèi)的傳統(tǒng)教學(xué)模式一直是“以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心”，部分學(xué)校一直沿用傳統(tǒng)的“傳遞—接受”教學(xué)方式[3]，導(dǎo)致課堂教學(xué)缺乏形象生動的氛圍。而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，迫切需要應(yīng)用信息技術(shù)輔助教學(xué)，以適應(yīng)信息社會對教育的要求。同時，實驗軟件及虛擬仿真實驗室建設(shè)輔助教學(xué)的應(yīng)用逐漸興起，因其具有形象、生動、直觀、經(jīng)濟、安全和無污染的優(yōu)勢，頗受高等院校的青睞。但是，因受辦學(xué)理念、教學(xué)場地、師資力量、投入資金等條件的制約，不同地區(qū)發(fā)展水平相差很大[4]。

1.3 硬件設(shè)備數(shù)量不足質(zhì)量無保障，裝修設(shè)計不合理

食品類專業(yè)從原來只有一個食品科學(xué)與工程專業(yè)，逐步衍生出食品質(zhì)量與安全、烹飪與營養(yǎng)教育、食品營養(yǎng)與健康、乳品工程和釀酒工程等多個專業(yè)。學(xué)生數(shù)量日益增多，但師資力量和實習(xí)實驗基地建設(shè)明顯滯后，地方高校更是由于受地域上的限制，該類問題更為突出，極大地影響了食品類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量[5]。

目前國內(nèi)絕大多數(shù)教育硬件設(shè)備廠商由于規(guī)模小、融資難，財力、人力等資源有限，缺乏研發(fā)與創(chuàng)新投入，導(dǎo)致硬件設(shè)備質(zhì)量無保障，同時由于市場惡性競爭導(dǎo)致利潤下降，部分廠家偷工減料，更讓后續(xù)的運維及服務(wù)質(zhì)量難以為繼[6]。實驗室在裝修設(shè)計時，很多高校采用中央空調(diào)，由于空氣交換造成不同實驗室之間出現(xiàn)串味現(xiàn)象；部分高校的實驗室立體空間過于講究美觀，利用率低[2]；同時，在設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)時只考慮了排風(fēng)，沒有設(shè)計合理的補風(fēng)系統(tǒng)，這就會造成實驗室處于過度負壓的狀態(tài)（負壓值在-15 ～-5 Pa較為合理）[7]，并且不能將有毒有害氣體完全排出室外，在影響室內(nèi)環(huán)境的同時，嚴重影響教師和學(xué)生的身體健康和工作效率。

1.4 配套實驗教學(xué)資源少，缺乏完善的評價體系

配套實驗教學(xué)資源建設(shè)是實驗室建設(shè)的核心，師資力量是實驗室順利運轉(zhuǎn)的保障。部分學(xué)校未能緊密結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標進行系統(tǒng)化的實驗課程體系設(shè)計，與之匹配的教程、指導(dǎo)書、相關(guān)資源不夠完善，導(dǎo)致實驗室的功能特點、設(shè)備配制與學(xué)生的實際需求相脫節(jié)。因此，構(gòu)建理實一體化的課程體系，打破原有的“學(xué)科完整”教學(xué)特點，融合“工作過程中的學(xué)習(xí)”和“課堂中的學(xué)習(xí)”，培養(yǎng)學(xué)生全面的職業(yè)素養(yǎng)勢在必行[8]。

在實驗室的日常運行中，缺乏對學(xué)生實驗效果的評價體系，以完成學(xué)生的實驗課時為任務(wù)，很少關(guān)注學(xué)生的實驗效果，導(dǎo)致“有設(shè)備、用不好，有實驗、無體系”的現(xiàn)象頻發(fā)，與實驗室的建設(shè)初衷相去甚遠，致使學(xué)生實驗效果大打折扣[9]。

1.5 管理缺失，有效利用率低

從目前高校食品類專業(yè)學(xué)生實驗的現(xiàn)狀來看，從實驗室設(shè)備維護到學(xué)生實驗過程都缺乏科學(xué)規(guī)范的管理，整體缺少相關(guān)管理制度，且實驗指導(dǎo)教師在實驗期間對學(xué)生直接管理力度小，沒有充分考慮到學(xué)生在實驗過程中角色轉(zhuǎn)變的心理變化，缺乏循序漸進的耐心輔導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生的實驗效果與教學(xué)初衷不符[10]。

由于部分院校實驗室的一些設(shè)備功能和參數(shù)與實驗內(nèi)容不匹配、實驗設(shè)備和實驗生產(chǎn)需求存在差異、設(shè)備的型號和現(xiàn)有的基礎(chǔ)條件有差異不具備運行條件等[11]，加上實驗教師數(shù)量不足、專業(yè)水平有待提升等原因，導(dǎo)致部分實驗室開展各類創(chuàng)新活動與增值服務(wù)的能力和資源不足，制約了實驗室功效的發(fā)揮，降低了有效利用率。

1.6 校外實驗基地流于形式，校企合作長效運行機制不完善

校企合作是檢驗人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑，只有為社會提供高質(zhì)量的技能型高素質(zhì)人才，學(xué)校教育才會贏得社會認同和尊重，才能形成多樣化人才培養(yǎng)格局。然而，現(xiàn)階段我國教育體制下的校企合作依然存在以下問題。①由于高校傳統(tǒng)的習(xí)慣、自身的慣性和惰性，校企合作方式流于形式，在實質(zhì)上難有突破性進展。②在校企合作的廣度和深度上，校企雙方對實踐教學(xué)體系缺乏深層次的研究，沒有真正實現(xiàn)資源共享、利益共贏等目標[12]。③沒有建立完善的校企合作長效運行機制，部分制度、管理機制等難以隨著市場需求、人才發(fā)展需求等及時無縫對接[13]。

2 解決食品類專業(yè)實驗室建設(shè)的對策

2.1 構(gòu)建校內(nèi)-校外實驗基地聯(lián)動機制，實現(xiàn)“教、學(xué)、做”有機融合

校企雙方通過建立健全長效運營機制即建立校內(nèi)-校外實驗基地聯(lián)動機制，加強雙方在課程開發(fā)、師資隊伍建設(shè)、實習(xí)實驗、項目運營、作品研發(fā)等方面的合作，共享雙方在技能人才和實驗場地等方面的資源，實現(xiàn)“教、學(xué)、做”有機融合，達到共育技術(shù)應(yīng)用型人才的目標。

建立校企合作框架下的實驗室，要完善校內(nèi)生產(chǎn)性實驗基地建設(shè)，校企雙方要對生產(chǎn)性實驗基地的功能范圍、人才培養(yǎng)目標進行科學(xué)合理的定位和規(guī)劃，重點建設(shè)具有食品企業(yè)真實工作環(huán)境的生產(chǎn)性實驗基地[14]。同時，要結(jié)合高職高校辦學(xué)特色和優(yōu)勢，緊緊圍繞食品行業(yè)企業(yè)崗位群的人才需求特點，建立與學(xué)校實驗教學(xué)計劃、產(chǎn)品配方、工藝設(shè)計、新產(chǎn)品研發(fā)到現(xiàn)場生產(chǎn)要求全過程無縫對接的校外實踐基地，做到人才培養(yǎng)和企業(yè)生產(chǎn)的真實環(huán)境相匹配，為產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的人才培養(yǎng)模式提供實踐保障。

2.2 完善實驗室管理智能平臺建設(shè)，提升實驗硬件能級

以國際領(lǐng)先的實驗室設(shè)計理念整合創(chuàng)新科技，應(yīng)用各類仿真模擬實驗軟件與創(chuàng)新性的硬件設(shè)備完美融合，打造集管理、教學(xué)、實驗于一體的智能化實驗管理體系，切實推進實驗場地的信息化，使學(xué)校實驗管理更加便捷化、人性化和系統(tǒng)化[15]。通過構(gòu)建實驗室管理智能平臺建設(shè)，實現(xiàn)對實驗資產(chǎn)、耗材、考勤等硬性環(huán)境和實驗軟性資源的智能化、高效化管理[16]。

2.3 搭建可視化教學(xué)實驗資源平臺，提高實驗效果

軟性資源建設(shè)是食品專業(yè)實驗室建設(shè)的重要組成部分，是教師推進理實一體化教學(xué)和項目制教學(xué)，學(xué)生開展自主式學(xué)習(xí)和拓展性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。通過搭建技術(shù)支持平臺及多種終端展現(xiàn)形式，利用可視化教學(xué)工具（視頻、虛擬仿真、Flash 等）將課程配套的教學(xué)資源（實驗教程、指導(dǎo)手冊、課件、案例等）[17]和食品加工與安全檢測過程用仿真化、形象化的方式表現(xiàn)出來，使抽象的概念、操作技能變得容易理解并能夠快速掌握，讓教學(xué)實驗變得高效、簡單，從而提高學(xué)生的實驗效果，進一步提升專業(yè)內(nèi)涵及品牌影響。

2.4 加強實驗室文化建設(shè)，創(chuàng)新拓展增值服務(wù)

實驗室文化建設(shè)是食品類專業(yè)實驗室的重要補充部分，也是校園文化建設(shè)和整體育人環(huán)境不可分割的重要組成部分[18]。結(jié)合學(xué)校需求，充分利用食品行業(yè)企業(yè)資源，結(jié)合企業(yè)崗位生產(chǎn)流程和工作要求，通過導(dǎo)入企業(yè)文化、技術(shù)介紹、行業(yè)規(guī)范、安全知識等內(nèi)容、使學(xué)生提前了解企業(yè)的相關(guān)知識，有利于培養(yǎng)學(xué)生對職業(yè)的認同感[19]。同時，實驗室建成后，將根據(jù)需要協(xié)助學(xué)校開展各類培訓(xùn)與資質(zhì)認證、專業(yè)技能大賽、實踐教學(xué)研討會等各種形式的增值活動，同時搭建學(xué)生創(chuàng)業(yè)就業(yè)綜合服務(wù)平臺，有效提升實驗室的綜合價值。

2.5 推進師資團隊建設(shè)力度，為實驗室有效運轉(zhuǎn)保駕護航

師資教學(xué)團隊是推動專業(yè)建設(shè)發(fā)展的中堅力量，因此打造一支結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)實踐能力突出、教學(xué)技能過硬的高水平師資團隊，是扎實推進專業(yè)建設(shè)改革、實施高效實驗教學(xué)的關(guān)鍵[20]。通過整合、引進、借智、培養(yǎng)等多種形式，組織學(xué)校教師參加會議交流學(xué)習(xí)、國內(nèi)外考察、企業(yè)輪崗實踐、創(chuàng)新教學(xué)方法培訓(xùn)、國家職業(yè)核心能力培訓(xùn)等各級各類培訓(xùn)項目，提高教師的教科研水平和專業(yè)技能水平，為實驗室有效運轉(zhuǎn)保駕護航。

3 食品類專業(yè)實驗室體系建設(shè)方案案例

以食品微生物學(xué)實驗室建設(shè)為例，分析食品類專業(yè)實驗室體系建設(shè)方案。食品微生物學(xué)實驗室建設(shè)秉承以工作過程為導(dǎo)向，突出職業(yè)能力培養(yǎng)的原則，以強調(diào)食品微生物應(yīng)用能力培養(yǎng)為出發(fā)點，為學(xué)生營造真實的工作氛圍。食品微生物學(xué)實驗室主要適用于食品相關(guān)專業(yè)食品微生物學(xué)、食品微生物檢驗學(xué)、食品質(zhì)量安全控制、發(fā)酵食品工藝學(xué)等課程的實驗教學(xué)，同時可為食品微生物學(xué)品質(zhì)控制、發(fā)酵食品新產(chǎn)品開發(fā)等大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目提供實驗場所。

3.1 頂層設(shè)計

按照食品行業(yè)對食品微生物人才的綜合技能需求，整合學(xué)?，F(xiàn)有資源，量身定制食品微生物學(xué)實驗室建設(shè)解決方案，見表1。以突出實踐能力培養(yǎng)、提高專業(yè)競爭力為主線，從規(guī)劃設(shè)計、組織實施到團隊建設(shè)、資源建設(shè)等各方面需求入手進行設(shè)計，提供一體化專業(yè)服務(wù)。

表1 頂層設(shè)計表

3.2 實驗室管理平臺建設(shè)

為了保證實驗室體系高效運轉(zhuǎn)，進一步完善食品微生物實驗室實驗環(huán)境的搭建，使其具有綜合資源管理、課程管理、用戶管理、資訊管理與發(fā)布、成績統(tǒng)計與分析、教學(xué)數(shù)據(jù)分析和遠程監(jiān)控等強大的實驗室綜合管理功能；同時實現(xiàn)該專業(yè)實驗室教學(xué)資源、3D仿真軟件、教學(xué)視頻的實施控制與教學(xué)互動。此外，可以實現(xiàn)該專業(yè)行業(yè)信息的展示與發(fā)布、實驗室特色、資訊、活動風(fēng)采等信息的靈活展示與管理。根據(jù)學(xué)校的資金情況，可適當考慮配套完善實驗室智能控制系統(tǒng)建設(shè)，旨在將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID 射頻技術(shù)與實驗室管理中心各子系統(tǒng)進行有機融合，實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗室的智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化集中管理，提高實驗室整體管理效率。

3.3 實驗室軟硬件建設(shè)

為了加強學(xué)生更快且高效地與社會接軌，在實驗室建設(shè)過程中，必須考慮硬件、軟件的配套建設(shè)，見表2。良好的硬件建設(shè)可讓學(xué)生牢固掌握理論知識和實踐操作技能，為培養(yǎng)食品微生物高技能的綜合性人才提供基礎(chǔ)保障。同時，還應(yīng)考慮提供頂崗實習(xí)、培訓(xùn)認證、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研討交流等一系列服務(wù)。

表2 實驗室軟硬件建設(shè)及其他服務(wù)內(nèi)容建設(shè)表

3.4 配套教學(xué)資源建設(shè)

為了滿足學(xué)生在實驗操作的同時鞏固專業(yè)基礎(chǔ)知識，搭建與食品微生物學(xué)實驗室配套的教學(xué)資源，見表3。主要包括實驗教材、資源網(wǎng)站、實驗教學(xué)團隊、社會培訓(xùn)等內(nèi)容，不僅服務(wù)于學(xué)校和學(xué)生，還可以面向食品企業(yè)食品微生物學(xué)培訓(xùn)需求，拓展運營，服務(wù)和回饋社會，并可逐步拓展成為集科研創(chuàng)新、合作交流、培訓(xùn)服務(wù)等為一體的開放式實驗平臺，為學(xué)校帶來更大的經(jīng)濟和社會效應(yīng)。

表3 配套教學(xué)資源建設(shè)表

3.5 拓展增值服務(wù)體系

為進一步擴大學(xué)校特色專業(yè)的影響力，學(xué)校可利用食品微生物學(xué)實驗室的現(xiàn)有條件在探索創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)、提高教科研水平及會議交流等方面拓展務(wù)實高效的增值服務(wù)體系。見表4。

表4 增值服務(wù)體系表

4 結(jié)語

在科學(xué)調(diào)研和食品加工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的支持下，精準定位食品類專業(yè)實驗室建設(shè)思路，以實驗設(shè)備為基礎(chǔ)，以實驗室管理平臺和仿真教學(xué)軟件為輔助，配置相關(guān)教學(xué)資源，提高專業(yè)師資團隊建設(shè)水平；以崗位技能為導(dǎo)向，大力推進理實一體化的教學(xué)方法，能更好地提高實驗室利用率和增強技能型復(fù)合人才的培養(yǎng)，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展提供條件保障。