以科學研究促進本科教學的探索與研究
——以食品科學與工程專業(yè)為例

2018-01-01 05:22:05王小紅張秀艷

安徽農(nóng)業(yè)科學 2018年9期

王佳，王小紅，張秀艷

(華中農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，湖北武漢 430070 )

“國以民為本，民以食為天”。食品是與人類生存發(fā)展關系最為緊密的行業(yè)之一。食品工業(yè)不僅是我國產(chǎn)值第一大產(chǎn)業(yè)，滿足了人民生活的基本需求，保持社會穩(wěn)定，也是整個工業(yè)中積累和吸納就業(yè)人數(shù)最多、與農(nóng)業(yè)關聯(lián)最強的產(chǎn)業(yè)[1]。食品科學與工程專業(yè)人才是推動我國食品工業(yè)健康、快速、穩(wěn)定發(fā)展的核心中堅力量[2]。大學作為人才培養(yǎng)、科學研究、社會服務及傳承文化等多重職能的載體，如何培養(yǎng)優(yōu)秀的、社會需要的人才是一個重要的問題。

在傳統(tǒng)的本科教育教學中，教師講授課本內(nèi)容是一個主要的知識傳播途徑。隨著網(wǎng)絡技術的興起與應用，慕課等網(wǎng)絡教學應運而生。除了傳授書本上的基礎理論知識外，如何擴大食品科學與工程專業(yè)學生知識面、提高食品科學與工程專業(yè)學生對食品行業(yè)的認知、提高學生的主觀能動性等方面仍然是目前本科教育教學過程中的難題。錢偉長院士說過，大學必須拆除教學與科研之間的高墻，教學沒有科研做底蘊，就是一種沒有觀點的教育、沒有靈魂的教育[3]。同時，食品科學與工程專業(yè)又是一門實踐性的專業(yè)，該專業(yè)本科生通過科學研究活動對發(fā)現(xiàn)新的知識、深入了解食品行業(yè)的最新進展、激發(fā)對本專業(yè)的學習興趣、促進其自身多元發(fā)展都具有重要意義。目前，全國及很多高校開展了針對本科生的科研活動，如“挑戰(zhàn)杯”全國大學生系列科技學術競賽、大學生科技創(chuàng)新項目等，每個項目有幾千元到一萬元的經(jīng)費資助，從項目申請書的撰寫、項目執(zhí)行、中期考核、項目結(jié)題以及結(jié)題報告的撰寫都是由學生在教師的指導下自主完成，這些項目可以提高大學生在本科期間的科研能力，但是受到經(jīng)費投入、項目名額等條件的限制，無法滿足部分本科生參與科學研究的需求。所以抓住課堂教學是本科生投入科研活動、了解科研動態(tài)的一個有效途徑。

目前，課堂教學仍然是本科生獲取理論知識的主要形式[4]，將科研活動加入到課堂教學中，如使用或參考科研實例、虛擬仿真研究成果，可以使抽象問題具體化；如列出并講解與課堂內(nèi)容密切相關的最近科研成果，引導學生了解食品相關行業(yè)的最近發(fā)展趨勢，并且有利于學習前人的科研思維方法等。對于食品科學與工程專業(yè)的本科生，科研活動融入教學活動主要可以采用以下幾種形式。

1 開設相關課程培養(yǎng)科學思維

創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是科學研究活動的核心，培養(yǎng)科學思維是科研能力培養(yǎng)的主要目的之一。創(chuàng)新意識的培養(yǎng)要以學生對具體問題的深入理解為基礎，在此基礎上才可以從理論、方法、材料等方面進行創(chuàng)新。同時，根據(jù)本科教學要求和教學進程，有序地、全方位地、系統(tǒng)地培養(yǎng)本科生的科研思維、提高本科生的科研素養(yǎng)。如任課教師在講授知識的過程中，同時引入一個科學問題，引導學生提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、思考問題和解決問題的能力。任課教師可以結(jié)合自己的科研經(jīng)歷，講述自己在遇到某一個具體問題時的分析解決方案，啟發(fā)學生具體問題具體分析。教師也可以從科研課題的設計—實施—遇到問題—解決問題—成果提交—成果應用等全過程，引導學生提出新觀點，培養(yǎng)學生獨立思考的能力。另外，可以開設科技論文寫作、科研引導課程、學科前沿進展課程等專業(yè)必修或選修課程。如廈門大學開設了“科研訓練”選修課程，指導本科生參與科研活動，是本科生科研的基礎課程[5]。筆者所在的學院針對大一學生開設了“學科導論”必修課程，該課程邀請了學院不同專業(yè)的教授進行講授，對食品科學、食品加工、食品保鮮、食品發(fā)酵、食品安全、食品質(zhì)量控制等領域的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢都做了詳細的介紹，不僅對即將選專業(yè)的大一新生提供了專業(yè)認知，還使大一新生對食品科學技術有了更加深入、全面的了解，有利于其對未來學業(yè)和職業(yè)的規(guī)劃。

2 應用科研成果提高課堂教學質(zhì)量

在教學過程中，任課教師要重視課堂教學效果，在講授知識點的過程中要側(cè)重知識的直觀性和具體性，易于學生理解和掌握。在食品科學與工程專業(yè)的課程培養(yǎng)體系中，儀器分析是一門重要的專業(yè)選修課。由于本科生之前沒有接觸過任何分析儀器，直接講述氣相色譜、液相色譜等的理論和專業(yè)知識，相對抽象，很難理解。但是如果任課教師將自己的科研活動納入課堂教學中，在教學過程中邊結(jié)合實際問題邊講解，也可以采用視頻短片的形式，可以將抽象概念具體化，比如流動相和固定相的選擇等，不僅在理解上更加通俗易懂，激發(fā)學生的學習熱情，而且也能更好地掌握分析儀器的使用及其在食品分析中的應用。

設置科研專題也是一個有效的教學途徑。任課教師可以邀請相關領域的其他教師在課堂上進行專題講座。例如在食品毒理學課程中，講授食品安全性毒理學評價過程中，僅僅單純講授課本上的內(nèi)容，會特別枯燥，不易理解，但是如果邀請有相關毒理學評價科研經(jīng)驗的教師講小專題，針對某一種物質(zhì)如何完成其食品安全性毒理學評價，既形象生動，又幫助學生了解理論是應用于實踐的，理論聯(lián)系實踐。

3 以學生為主體提高學生綜合素養(yǎng)

在理論課教學中，顛覆傳統(tǒng)教師為主體、學生為客體的模式，改成教師為引導、學生為主體的教學模式。比如針對當今比較熱門的食品安全問題，在教師的引導下，讓學生通過調(diào)查、研討、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、撰寫報告等多種科研實踐活動，訓練科學思維、學習科研方法、增強實踐能力。

在與很多本科生接觸的過程中發(fā)現(xiàn)，大四的很多學生不知道如何有效地查閱文獻、如何選擇性地閱讀文獻。所以，教師在提出某一問題時，可以利用課堂時間教授學生如何查找和閱讀文獻。這樣會查文獻、會讀文獻才可以有效地了解最新的科研活動和研究進展，對課程才會有更深入的理解，同時還可以提高學生的英文閱讀能力，掌握本專業(yè)的專業(yè)英語。

以學生為主體，另一個方面還可以以團隊為形式，如5～6人一組，圍繞某一章內(nèi)容展開討論。如在食品發(fā)酵設備與工藝課程中，很多食品發(fā)酵工藝的條件和工藝流程只能靠單純記憶，枯燥乏味。如果每一種發(fā)酵產(chǎn)品都由一個組講授，不僅易于對發(fā)酵工藝等關鍵技術參數(shù)進行掌握，還可以充分調(diào)動學生的積極性和主觀能動性，提高團隊合作能力。如在講解釀造酒的發(fā)酵工藝時，可以安排啤酒小組和果酒小組先后講解，等小組講完后，任課教師要再一次強調(diào)關鍵問題、比較不同種類釀造酒發(fā)酵工藝的相同點和不同點，這樣可以加深學生對知識點的理解，還可以提高學生的綜合素質(zhì)。

4 開放實驗室引入課堂教學

很多學校都有一批國家重點實驗室、科研基地和各學院公共平臺，各個實驗室都具有非常先進的科研儀器設備和技術。學校在宏觀層面上做好相互協(xié)調(diào)的工作，盡量達到各院系、各個實驗室之間可以共享實驗儀器。任課教師在講授完課程的知識點和重難點之后，可以帶領本科生進入實驗室參觀和使用，這樣不僅可以最大限度地利用實驗室的設備資源，提高設備的利用效率[3]，更重要的是可以使學生對這些先進的實驗設備和實驗技術“看得見、摸得著”。在食品微生物的課程中對于不同微生物的生理特征只能靠書上幾幅簡單的圖去了解，如果開放微生物相關的實驗室，在顯微鏡下看各種微生物，可以使學生更直觀的認識各種微生物的生理特點，對理論知識掌握更充分、深入。在食品發(fā)酵設備與工藝中，講述發(fā)酵罐(包括液體發(fā)酵罐和和固體發(fā)酵容器)的基本結(jié)構(gòu)時，可以開放食品發(fā)酵實驗室，對著發(fā)酵設備逐一介紹其結(jié)構(gòu)和各部分的作用，有助于學生理解和記憶，達到事半功倍的效果。

5 采取多種措施吸引學生參與科研

在對食品學院本科生能力要求調(diào)查結(jié)果中顯示，大學生不同階段對各種能力的需求是不同的，大二時專業(yè)知識和動手能力排在第二位和第三位，大三時動手能力和科研能力排在前兩位，也就是說大二之后，有99%的學生認為科研能力和動手能力的培養(yǎng)比單純書本上的知識更重要[1]。所以，因材施教，追求大學生個性化培養(yǎng)、專業(yè)化發(fā)展也是本科教育的重點。有調(diào)查顯示，69%的學生有開展科學研究的愿望[1]，在這個階段得到教師的指導、學校的幫助，有助于提高學生的科研能力。如開展學術沙龍，開展本科生科研交流，也可以邀請青年教師、研究生參與討論交流；創(chuàng)辦本科生學術刊物，發(fā)表本單位本科生的研究成果或者研究心得，鼓勵本科生多參與研究活動[6]；定期舉辦本科生科研成果展出，激發(fā)本科生對本專業(yè)的學習和探究熱情。同時，課程論文或者期中考試以學術論文為考核方式，也能督促大學生主動研究專業(yè)知識，查閱文獻，形成“學習-思考-創(chuàng)新-再學習”的良性循環(huán)[7]，同時也鍛煉了大學生撰寫論文的格式與方法。如果能將以上這些科研活動納入教學計劃，計入學分，那么這個科研活動實質(zhì)上也是教學課堂，達到課堂與科研完美結(jié)合。

但是科研活動融入本科教學這種新的教學模式在實施過程中仍然會有很多限制[8]，如大多數(shù)高校目前的課程考核指標仍然是期末閉卷考試，這樣就會降低學生參與科研活動的積極性；還有一部分教師在講課時仍然照本宣科，仍然是填鴨式教育，課堂知識點與實際生產(chǎn)、科研活動結(jié)合較少；另一方面科技飛速發(fā)展，相比來說教材更新慢，內(nèi)容相對陳舊，如果僅僅傳授課本上的知識，學生缺乏與時俱進的知識儲備，缺乏最新的科研熏陶，繼而缺乏創(chuàng)新意識。

在筆者所在的學校，食品科學與工程專業(yè)的本科生培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有生物學、食品科學、食品工程等基礎理論以及食品加工、發(fā)酵、保鮮等專業(yè)知識和實踐技能，能夠在本學科或者相關領域從事科研、教學、產(chǎn)品開發(fā)、品質(zhì)控制等專業(yè)性工作，具備厚基礎、高素質(zhì)、富有創(chuàng)新和實踐能力的高級復合型人才。結(jié)合培養(yǎng)方案和培養(yǎng)目標，將科研融入課堂教學可以使食品科學與工程專業(yè)的本科生鞏固理論知識，了解本專業(yè)本學科的發(fā)展前沿動態(tài)，提高分析問題解決問題的能力，提高其團隊合作和組織協(xié)調(diào)能力，是全面提高食品科學與工程專業(yè)本科生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)科研人才、創(chuàng)新人才的有效途徑。

[1] 況偉,劉志偉,張晨,等.我國大學本科食品專業(yè)現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J].廣州化工,2015，42(1): 135-136.

[2] 武國劍,柏祝玲,張金鋒,等.食品類專業(yè)本科畢業(yè)生就業(yè)狀況調(diào)查與分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2011,39(23): 14436-14438.

[3] 孫璐,武靚靚,孫娜,等.將科研引入實踐教學，加強《食品衛(wèi)生學》教學效果[J].時代教育,2015(13): 65-66.

[4] 夏濱,湯曉,潘鴻.本科生科研實踐能力培養(yǎng)論析[J].長春師范大學學報,2017,36(7): 159-161.

[5] 喬連全．我國研究型大學“大學生創(chuàng)新性實驗計劃 ”的現(xiàn)狀與反思 [J]．高等教育研究,2011(3): 81-87.

[6] 張英.論本科生科研與教學之融合：美國加州大學伯克利分校本科生科研措施之啟示[J].當代教育論壇,2012(2): 87-90.

[7] 王立霞,李璟琦.食品科學與工程專業(yè)實踐教學與科研相結(jié)合的教學體系的探討[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2015(11):82-83,86.