產(chǎn)教融合背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的研究與探索

為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)?！靶鹿た啤笔腔趪覒?zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向。產(chǎn)教融合是推進(jìn)“新工科”建設(shè)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的主要措施之一。

食品科學(xué)與工程是一門應(yīng)用性學(xué)科，畢業(yè)生主要從事食品生產(chǎn)、研發(fā)、檢測等工作，在新工科背景下，應(yīng)該更加重視該專業(yè)人才實踐能力、創(chuàng)新能力的提高，培養(yǎng)更加適合我國食品工業(yè)健康發(fā)展的應(yīng)用型人才。食品工程原理課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程之一，在該課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生主要學(xué)習(xí)食品加工過程中設(shè)備操作、設(shè)備工藝設(shè)計、食品工程單元操作試驗、食品工程單元操作計算等方面問題，是連接專業(yè)與實際的橋梁。因此，在產(chǎn)教融合的模式下，將食品工程原理教學(xué)和實習(xí)實踐活動有機結(jié)合，學(xué)生不僅可以通過參與具體的項目實踐進(jìn)一步理解課堂上所學(xué)的理論知識，還能培養(yǎng)工程能力和創(chuàng)新思維。

1.產(chǎn)教融合背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方向

食品科學(xué)與工程專業(yè)旨在培養(yǎng)具有較強的社會責(zé)任感和職業(yè)道德，具有探索精神、創(chuàng)新意識和實踐能力，能夠利用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和操作技能，在食品科學(xué)與工程及相關(guān)領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、品質(zhì)控制等工作的人才。因此，在人才培養(yǎng)方面，從專業(yè)知識，工程能力，個人素質(zhì)三方面著重分析。

1.1 重內(nèi)涵 夯實學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)

食品科學(xué)與工程專業(yè)被稱作“舌尖”上的學(xué)問，因此專業(yè)知識是強勁內(nèi)核。食品工程原理課程作為一門專業(yè)核心課，通過學(xué)習(xí)能夠使學(xué)生運用其基本理論解決食品工業(yè)生產(chǎn)中的一般工藝計算和常用設(shè)備的選型配套計算等工程實際問題，并為后續(xù)食品工藝學(xué)、食品機械與設(shè)備、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)等課程的學(xué)習(xí)提供支撐，因此該課程在食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)習(xí)中具有重要地位。

1.2 增能力 注重知識和實際的聯(lián)系

食品工程原理課程的知識基本都是基于食品生產(chǎn)工藝開展的，包括工藝各環(huán)節(jié)所涉及的設(shè)備選型，設(shè)備原理，流體力學(xué)，傳熱問題等知識，是一門和實際生產(chǎn)緊密聯(lián)系的課程。因此，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)⑹称奉I(lǐng)域的復(fù)雜工程問題抽象成數(shù)學(xué)模型，并能夠運用所學(xué)知識分析、解決相關(guān)工程問題。

1.3 強意識 重視素質(zhì)培養(yǎng)和價值塑造

食品行業(yè)是關(guān)系人民群眾切身需求與經(jīng)濟(jì)社會和諧穩(wěn)定的民生行業(yè)，食品安全關(guān)系國計民生。當(dāng)今社會對食品人專業(yè)素質(zhì)與思想道德的要求不斷提升，食品專業(yè)教學(xué)需要持續(xù)深化課程思政教育。根據(jù)專業(yè)課程思政育人的要求，總結(jié)出食品工程原理課程思政總目標(biāo)：一是借助各種公式推導(dǎo)和計算，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍，精益求精的工匠精神；二是借助食品加工中設(shè)備更迭，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和創(chuàng)新能力。

2.產(chǎn)教融合背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)過程中存在的問題

2.1 課程難度大 教師知識滿堂灌 學(xué)生參與度低

由于該課程是專業(yè)基礎(chǔ)課程，對于學(xué)生后續(xù)的專業(yè)知識學(xué)習(xí)起到支撐作用，因此，老師在授課時更多關(guān)注理論知識的全面性、系統(tǒng)性以及學(xué)生對理論知識的掌握程度。但是該課程難度較大，涉及領(lǐng)域太寬，而且有很多公式定律，圖表計算等，如僅對流傳熱部分涉及16個公式，且每個公式的應(yīng)用都有不同的限制條件，內(nèi)容繁雜枯燥、晦澀難懂，學(xué)生需要耗費大量的時間和精力掌握所學(xué)公式及用法。因此在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，主要采取老師講、學(xué)生聽，知識滿堂灌的模式，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足，學(xué)習(xí)主動性差，參與度低。

2.2 課程難以理論聯(lián)系實際 忽視能力培養(yǎng)

目前，食品工程原理課程授課過程中，基礎(chǔ)理論介紹較多，相關(guān)理論知識在食品工業(yè)中的應(yīng)用提及較少，兩者聯(lián)系偏低會造成理論學(xué)習(xí)和實際生產(chǎn)直接的脫節(jié)，不利于復(fù)合型人才的培養(yǎng)。而學(xué)生實習(xí)機會較少，只有生產(chǎn)實習(xí)時才會有機會深入企業(yè)，接觸食品行業(yè)的各種生產(chǎn)流程，但是生產(chǎn)實習(xí)一般安排在大三下學(xué)期，而食品工程原理在大二下學(xué)期，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)時，處于“架空”狀態(tài)，只是學(xué)習(xí)知識，并不能激起相關(guān)設(shè)備或食品加工工藝，因此理論聯(lián)系實際程度較低。此外，相關(guān)的視頻教學(xué)資料和實踐案例有限，這進(jìn)一步限制了該課程理論聯(lián)系實際的程度。

2.3 對課程思政內(nèi)容挖掘不夠 育人效果不明顯

食品工程原理課程涉及的領(lǐng)域太寬，因此，對老師提出了更高要求，需要老師對教材知識、生產(chǎn)應(yīng)用以及思政元素都有較為深入的理解，從多方面、多角度深度挖掘課程思政元素，同時，如何以合理的方式切入授課內(nèi)容，以“潤物細(xì)無聲”的方式達(dá)到育人效果也將會是一個挑戰(zhàn)，即如何在枯燥的理論知識學(xué)習(xí)過程中融入思政，不讓課程顯得突兀，同時起到對學(xué)生價值觀塑造、職業(yè)道德培養(yǎng)的積極作用。

3. 產(chǎn)教融合背景下食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)的探索與改革

3.1 重塑教學(xué)內(nèi)容

基于OBE理念，教學(xué)內(nèi)容融合基礎(chǔ)理論研究和行業(yè)企業(yè)實踐應(yīng)用特長，緊扣產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的主流和前沿，及時將科學(xué)研究新進(jìn)展、實踐應(yīng)用新經(jīng)驗、社會需求新變化融入課程教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)課程內(nèi)容先進(jìn)性，例如在學(xué)習(xí)熱導(dǎo)率是物質(zhì)的物理性質(zhì)之一，和物質(zhì)本身的組成結(jié)構(gòu)有關(guān)時，可以引用最新文獻(xiàn)，根據(jù)研究結(jié)果，用數(shù)據(jù)向?qū)W生證明食物組成不同，熱導(dǎo)率不同；對于難度較大的內(nèi)容，可以通過視頻、動圖等形式幫助學(xué)生理解，課程內(nèi)容充分結(jié)合行業(yè)產(chǎn)業(yè)的真實應(yīng)用場景、應(yīng)用經(jīng)驗、應(yīng)用要求、實施規(guī)范和流程，以及經(jīng)濟(jì)性、安全性、環(huán)保性等真實工作要素，體現(xiàn)課程內(nèi)容的應(yīng)用性，例如在講解對流傳熱定義的時候，可以通過在燒杯燒水時加入溫感小球，讓學(xué)生通過觀察小球的運動，明白對流傳熱是通過流體質(zhì)點間發(fā)生相對位移引起的熱量傳遞。還可以通過舉方便面加工中風(fēng)冷處理，油炸薯條等例子，讓學(xué)生更好的理解對流傳熱在食品加工中的應(yīng)用；實驗實踐課時比重合適，且安排合理，能夠和理論課程相輔相成；聯(lián)合企業(yè)的生產(chǎn)實際，開展實踐性，應(yīng)用性課程，聯(lián)合制定實訓(xùn)計劃和項目，讓學(xué)生在實際工作環(huán)境中進(jìn)行實踐操作，更好地掌握所學(xué)知識和技能，提高其實踐能力和創(chuàng)新能力；通過校企合作開展產(chǎn)學(xué)研項目，將真實研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)項目或案例，提升課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度。

3.2 更新教學(xué)方法

在教學(xué)手段方面，采用線下線下混合式教學(xué)模式。校企合作開發(fā)建設(shè)數(shù)字圖書、慕課、微課、虛擬仿真實驗教學(xué)項目、項目案例庫等優(yōu)質(zhì)數(shù)字教學(xué)資源，讓學(xué)生全面、及時掌握知識，學(xué)會應(yīng)用，以學(xué)促用，以用促學(xué)。目前食品工程原理課程已經(jīng)開始建設(shè)慕課，在今后課程教學(xué)中，通過課前在慕課發(fā)布問題、案例討論，讓學(xué)生提前通過視頻課學(xué)習(xí)，課上對問題進(jìn)行深入剖析、討論，引發(fā)學(xué)生深度思考，課后教師點評、生生互評，進(jìn)一步改進(jìn)授課內(nèi)容和方法，并利用線上資源鞏固學(xué)習(xí)效果，拓展知識深度和廣度。

老師在授課時將理論聯(lián)系實際滲透在授課的全過程中。比如，在講解熱傳導(dǎo)時，可以利用任務(wù)驅(qū)動法，讓學(xué)生完成冷藏庫的壁面選材及傳熱量計算，讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)熱導(dǎo)率，平壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo)知識；在學(xué)習(xí)穩(wěn)定綜合傳熱計算時，可以以牛奶高效瞬時殺菌為例，讓學(xué)生計算殺菌過程中的傳遞的熱量，通過講解殺菌過程中牛奶溫度變化，學(xué)習(xí)其中涉及到的熱量衡算式、總傳熱速率方程知識，從實例引出知識，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，深刻理解知識的應(yīng)用。另外在講課過程中，充分利用視頻、動圖等多媒體知識，幫助學(xué)生了解知識的應(yīng)用。例如，學(xué)習(xí)對流傳熱系數(shù)影響因素時，由于需要區(qū)分湍流主體和層流底層，可以通過PPT動圖，幫助學(xué)生更好理解湍流主體和層流底層中流體運動狀態(tài)的不同而導(dǎo)致的傳熱方式的不同。

3.3 融入課程思政

深入挖掘課程思政元素，將課程思政融入課前、課中、課后的學(xué)習(xí)中，包括提高自己的職業(yè)道德和社會責(zé)任感、培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和民族自豪感等。例如，在學(xué)習(xí)伯努利方程時，由于公式中涉及到的元素太多，公式形式多樣，因此在學(xué)習(xí)中注重培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)、一絲不茍的工匠精神；在學(xué)習(xí)熱導(dǎo)率時，通過講解我國糧倉的更迭，讓學(xué)生了解糧倉材質(zhì)的熱導(dǎo)率逐漸降低，這背后離不開工作人員的不斷創(chuàng)新，不斷探索，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探索精神，同時培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神和民族自豪感。在分析對流傳熱影響因素時，通過對流體流動狀態(tài)的分析，讓學(xué)生了解其多種影響因素，也讓學(xué)生體會到在以后工作中，針對出現(xiàn)的問題和情況，需要多角度、全面分析問題。另外，產(chǎn)教融合背景下需要學(xué)生更多了解企業(yè)的生產(chǎn)、發(fā)展現(xiàn)狀，在這一過程中，企業(yè)文化對學(xué)生的成長發(fā)展具有重要價值，因此，教學(xué)時可以將先進(jìn)企業(yè)文化潛移默化地融入專業(yè)教學(xué)中，提升學(xué)生對企業(yè)文化的全方位把握，學(xué)生通過對企業(yè)文化及企業(yè)發(fā)展歷程的學(xué)習(xí)，有助于培養(yǎng)他們的責(zé)任感和職業(yè)道德。

在新工科背景下，產(chǎn)教融合模式是當(dāng)今教育發(fā)展的一種新思想、新趨勢。以食品工程原理課程為試點探索和實踐產(chǎn)教融合模式下人才培養(yǎng)模式，擬實現(xiàn)以點帶面，將教學(xué)模式改革輻射至食品學(xué)科的主干課程，同時提高學(xué)生的專業(yè)技能，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和人際交往溝通能力。

基金項目

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)2024年校級高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目（2024XJGLX118）。

第一作者

牛斌（1990-），女，博士，講師；研究方向：淀粉復(fù)合物結(jié)構(gòu)功能。