面向新工科的地方院校食品類專業(yè)實踐教學改革探索

張蓓 張劍 喬明武

摘 要：新工科建設(shè)引領(lǐng)高等教育創(chuàng)新變革，對工科實踐教學改革提出了新要求。本研究以河南農(nóng)業(yè)大學食品類專業(yè)為例，堅持學生中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進的工程認證理念，探索構(gòu)建基礎(chǔ)—專業(yè)—綜合創(chuàng)新多維實踐體系，深化產(chǎn)教共頻對接產(chǎn)業(yè)鏈，推進科教互促互進提升科技服務(wù)能力。通過探索多元共融協(xié)同育人的工程范式實踐教學體系改革，提高學生的工程實踐能力，以培養(yǎng)符合食品行業(yè)需求的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才。

關(guān)鍵詞：新工科建設(shè)；食品類專業(yè)；實踐教學

世界百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新變革的浪潮奔騰而至。無論是大數(shù)據(jù)、智能科技、納米新能源等新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的快速孕育興起，還是鋼鐵、機電、輕工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)搭乘智能化快車轉(zhuǎn)型升級，加強現(xiàn)代化建設(shè)都急需大量具有實踐創(chuàng)新能力的新型工程科技人才。以創(chuàng)新驅(qū)動高質(zhì)量發(fā)展，必須靠科技進步，而科技進步必須靠人才，人才必須依靠高質(zhì)量的教育，高質(zhì)量教育體系是教育強國的重要特征。加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系，要在推進教育數(shù)字化、信息化，全面賦能教育上下功夫，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源廣泛共享。新工科建設(shè)正是主動應(yīng)對新一輪科技創(chuàng)新變革挑戰(zhàn)、建設(shè)高質(zhì)量教育的必經(jīng)之路。教育部發(fā)布的《新工科建設(shè)指南》把新工科建設(shè)作為高校深化改革創(chuàng)新的“催化劑”，促進我國從工程教育大國向工程教育強國邁進。國家教育部高教司司長吳巖指出，在全球高等工程教育變革中我國工程教育認證要與全球同頻共振，從華盛頓協(xié)議成員國的等效實質(zhì)階段（1.0版）進階到參與國際治理、貢獻中國方案的創(chuàng)新領(lǐng)跑階段（2.0版）。

食品專業(yè)是關(guān)系國計民生的復(fù)合應(yīng)用型特色工科專業(yè)。各高校工科專業(yè)的認證工作已大力開展，截至2022年1月，我國已有64個食品類專業(yè)通過工程教育認證。2005年河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院正式成立，現(xiàn)開設(shè)有食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全、食品營養(yǎng)與檢驗教育和食品營養(yǎng)與健康4個本科專業(yè)。其中，食品科學與工程專業(yè)于2019年被教育部評定為國家級一流專業(yè)，并于2022年通過專業(yè)認證考察成為河南農(nóng)業(yè)大學首個通過工程認證的專業(yè)。工程教育專業(yè)認證堅持“學生中心、成果導(dǎo)向（OBE）與持續(xù)改進”三大基本理念，并將培養(yǎng)學生解決復(fù)雜工程問題的能力放在突出位置。面對當前國際復(fù)雜的新型工程環(huán)境和大學生普遍動手能力較差的狀況，如何有效培養(yǎng)大學生解決復(fù)雜工程問題的能力，已經(jīng)成為新工科建設(shè)的重點問題。一方面，新工科背景下食品工業(yè)耦合“工業(yè)4.0”對食品專業(yè)教育的增值提效提出更高的要求；另一方面，食品類專業(yè)仍存在實踐教學體系薄弱、工程能力欠缺、與行業(yè)企業(yè)需求脫節(jié)等問題。因此，新工科建設(shè)背景下食品類專業(yè)實踐教學體系的工程性、實踐性和創(chuàng)新性的回歸迫在眉睫。課題組以河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院為例，研究構(gòu)建產(chǎn)教研多方協(xié)同、深度融合的多維實踐教學體系改革策略，以期培養(yǎng)工程實踐能力強、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型新工科人才。

一、對接新工科構(gòu)建循序漸進的階梯式實踐教學體系，實踐教育回歸工程范式

（一）以工程認證為導(dǎo)向，完善基礎(chǔ)—專業(yè)—綜合創(chuàng)新多維實踐體系

對接新工科建設(shè)體系要以學科專業(yè)為支撐，以培養(yǎng)工程實踐能力為主線，落實OBE理念由“專業(yè)導(dǎo)向”向“成果導(dǎo)向”轉(zhuǎn)變，抓好“兩個統(tǒng)籌”（第一、第二課堂和理論、實踐教學），構(gòu)建實踐教學內(nèi)容與環(huán)節(jié)層次科學合理的階梯式教學體系。課題組所在學院根據(jù)工程教育認證通用標準和補充標準，結(jié)合食品行業(yè)專家意見與行業(yè)需求，分階段分層次開展各種形式的實踐教學活動，逐步完善“從理論到實踐、從驗證到創(chuàng)新、從設(shè)計到工程”，形成基礎(chǔ)實踐—專業(yè)實踐—綜合創(chuàng)新實踐階梯式的三層次實踐教學體系。其中，基礎(chǔ)實踐包含基礎(chǔ)課程實踐和現(xiàn)代工程內(nèi)核，側(cè)重于學習理化基本實驗技能，以培養(yǎng)學生的基本工科素質(zhì)；專業(yè)實踐包含深度工程學科和專業(yè)研究經(jīng)歷，側(cè)重于學習食品專業(yè)課程實踐、課程實習等，以培養(yǎng)專業(yè)工程素質(zhì)；綜合創(chuàng)新實踐包含深度專業(yè)實踐和綜合創(chuàng)新設(shè)計，側(cè)重于完成畢業(yè)設(shè)計、學科競賽、社會實踐等，以培養(yǎng)實踐創(chuàng)新人才素質(zhì)，增強學生解決復(fù)雜工程問題的能力，從而獲得從事食品領(lǐng)域相關(guān)研究的初步能力。工程的實踐性決定了工程教育的實踐性，工程教育必須要回歸工程導(dǎo)向的實踐本位，要求從科學范式回歸工程范式。工程范式下符合專業(yè)認證要求的工程教育體系要體現(xiàn)教學結(jié)構(gòu)的綜合模式，以O(shè)BE理念為導(dǎo)向優(yōu)化實驗教學項目，增加以實踐為主的工程類課程比例，優(yōu)化減少驗證實驗，增加綜合設(shè)計類實驗項目占比等，構(gòu)建與職業(yè)需求對接的工程人才培養(yǎng)體系。

（二）推進智能+教育融合的信息化教學新技術(shù)，優(yōu)化實踐教學形式與內(nèi)容

目前，信息智能與教學融合的新技術(shù)有效解決了實踐教學中諸多做不了、做不到、做不好的問題。按照“以實為體、以虛強實、能實不虛、虛實結(jié)合”的原則，采用線上+線下融合、翻轉(zhuǎn)課堂、虛擬仿真等多種數(shù)字信息化教學方式開展實踐教學。課題組所在學院大力開展在線開放課程建設(shè)，依托超星學習通、中國大學MOOC等互聯(lián)網(wǎng)+教學平臺，豐富實踐教學資源共享開放。目前，已有食品機械與設(shè)備課程、食品分析與檢驗課程、食品毒理學課程建設(shè)成省級精品在線開放課程并取得良好效果。課題組不斷優(yōu)化實驗內(nèi)容，錄制詳細的實驗項目視頻上傳網(wǎng)絡(luò)平臺供學生反復(fù)觀看，有效推進了實驗、輔導(dǎo)、交流的網(wǎng)絡(luò)互動。為進一步推進教學信息智能化、優(yōu)化教學資源，課題組所在學院積極申報河南省教育廳建設(shè)的高校虛擬仿真實驗教學系列項目，與各高校共建食品科學與工程類虛擬仿真實驗中心，促進實踐教學資源共享開放，豐富了教學資源。學院與行業(yè)企業(yè)、高校等共建畜產(chǎn)品加工虛擬仿真實驗教學課程群和食品工程虛擬教研室，教師積極開展線上研討，集思廣益共商教學，為實踐教學提供有力支撐。近年，課題組所在學院申報建設(shè)有食品中脂類物質(zhì)劣變評價虛擬仿真實驗（河南省示范性虛擬仿真實驗項目）、液態(tài)奶生產(chǎn)、火腿腸加工等省級虛擬仿真實驗項目，學生沉浸在全三維感知的場景中進行操作實驗，有效提升了學習興趣，加深了對專業(yè)知識的理解和應(yīng)用。同時，避免了實驗風險，拓展了實踐教學的深度和廣度，提高了實踐教學效果。

二、產(chǎn)教同頻實施靈活多樣的協(xié)同育人實踐教學，推進新工科人才培養(yǎng)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈對接

（一）多元共融搭建產(chǎn)教融合的校內(nèi)外協(xié)同育人實踐體系

新工科背景下強調(diào)以行業(yè)需求為牽引，以成果為導(dǎo)向，構(gòu)建產(chǎn)、學、研、轉(zhuǎn)、創(chuàng)、用的深度融合實踐模式。依托河南作為糧食大省、人口大省的特色行業(yè)優(yōu)勢，課題組所在學院搭建產(chǎn)教共頻的校內(nèi)外協(xié)同育人實踐平臺，努力推進新工科人才培養(yǎng)鏈與食品產(chǎn)業(yè)鏈有效對接。一方面，與政府等相關(guān)部門建立良好的戰(zhàn)略合作，爭取更多的“陽光雨露”式新資源。在各級政府和學校政策的大力支持下，通過增加建設(shè)經(jīng)費投入，更新、添置實驗室配套儀器設(shè)備，改善校內(nèi)實踐教學條件等，學院先后建成省級實驗教學示范中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大宗糧食加工重點實驗室等7個省部級科研平臺，農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量檢測控制工程技術(shù)研究中心、鄭州市營養(yǎng)與健康食品重點實驗室等7個市廳級科研平臺。另一方面，學院積極與行業(yè)企業(yè)對接建立伙伴關(guān)系，深化產(chǎn)教融合，增強內(nèi)外聯(lián)動新動力。根據(jù)“共同建設(shè)、資源共享、合作發(fā)展、互利共贏”的基本原則，已與河南雙匯投資發(fā)展有限公司、益海嘉里（鄭州）食品工業(yè)有限公司、鄭州千味央廚食品股份有限公司等20余家行業(yè)影響大、熱衷教育事業(yè)的食品類企業(yè)共建實習基地，為學生開展項目訓練、畢業(yè)設(shè)計等提供良好的實踐平臺，有效對接農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)人才需求。此外，學院與好想你公司共建現(xiàn)代食品加工與營養(yǎng)安全產(chǎn)業(yè)學院，企業(yè)為學生提供實踐培訓交流平臺，設(shè)置“2.5+1.5”學期教學模式，鼓勵學生留企工作，實現(xiàn)“訂單式”培養(yǎng)。

（二）深化產(chǎn)教融合，行企協(xié)同全面共管提高實踐教學質(zhì)量

目前，各高校開展校企合作中尚存在經(jīng)驗不足，管理、安全、運行機制不完善等諸多問題，作為主要受益方的高校更需要積極溝通協(xié)調(diào)，以點帶面逐步推進。課題組所在學院主動完成實踐教學中協(xié)調(diào)和學生管理工作，并將培養(yǎng)目標與行業(yè)人才儲備標準相契合，結(jié)合企業(yè)實際需要共商計劃、共組師資、共管過程、共推質(zhì)量。在教學大綱制訂過程中，邀請食品行業(yè)專家、技術(shù)骨干人員全面參與、密切結(jié)合生產(chǎn)規(guī)范、分門別類、統(tǒng)籌細化實踐教學內(nèi)容。學院舉辦企業(yè)家進課堂系列活動，分別邀請鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司、鄭州金苑面業(yè)有限公司、荷美爾食品公司等技術(shù)骨干提前對學生進行線上線下的生產(chǎn)實習培訓，著重強調(diào)實習和生產(chǎn)中的安全操作、高發(fā)風險點、易發(fā)事故及相應(yīng)的安全防范措施，推進實踐安全教育常態(tài)化，順利完成食品類專業(yè)的生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)，保持校企合作穩(wěn)定持久運行。實習期間推行雙導(dǎo)師制，由院企指導(dǎo)教師共同負責管理與指導(dǎo)，鄭州統(tǒng)一企業(yè)有限公司、鄭州思念食品有限公司等校外導(dǎo)師為實習學生做畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和詳細答疑，把課堂搬到企業(yè)更加貼近行業(yè)實際，使學生將專業(yè)知識與實踐有效結(jié)合，從而增強了學生的工程認知和實踐能力。

三、探索構(gòu)建教學科研互促共進的實踐教學體系，提升科技服務(wù)能力

（一）教研互促把科研學科資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為教學資源優(yōu)勢

課題組所在學院依托特色平臺形成以“畜產(chǎn)品加工”“速凍食品加工”為優(yōu)勢，“營養(yǎng)與安全”“糧油加工”“果蔬加工”協(xié)調(diào)壯大發(fā)展的科研團隊，科教融合以教學帶動科研，科研反哺教學，為實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)提供堅實保障。教師重視科研成果立足學科前沿，將應(yīng)用型科研項目和重要成果融入實驗設(shè)計項目，轉(zhuǎn)化為“活教材”，開拓學生視野。依托學院工程實踐教學平臺，鼓勵學生參加科研創(chuàng)新活動，將科研項目轉(zhuǎn)化為大學生科技立項。近年，學院積極組織申報國家級省級大創(chuàng)項目、中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、校級開放實驗室項目等共計30余項并取得多項成果榮譽。在2022年“挑戰(zhàn)杯”河南省大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽中，學院參賽項目“創(chuàng)安—用噬菌體守護人類健康”“惜源—構(gòu)建農(nóng)林廢棄物綜合利用新模式”均獲得金獎，“智檢—仿生酶即視化便攜快檢領(lǐng)航者”獲得銅獎，在第八屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中共榮獲3項一等獎。項目執(zhí)行中，學生積極參與項目申報、答辯、實施及文章撰寫等環(huán)節(jié)，在實踐中學習科研思路、科研方法，培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力。研究表明，科研參與次數(shù)多的學生，認知能力和社會性能力的自我評估更高。把畢業(yè)論文選題與教師科研課題、食品行業(yè)實際需求密切結(jié)合，特別是由企業(yè)提供產(chǎn)業(yè)化項目作為畢業(yè)設(shè)計，有效解決了學生理論知識結(jié)構(gòu)能力與產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的問題。同時，學生在工程實踐中學習工程職業(yè)道德和規(guī)范，提高了崗位適應(yīng)能力。

（二）產(chǎn)學研合作大力提升科技服務(wù)能力

積極開展產(chǎn)學研合作，學院組織安排教師作為博士服務(wù)團、科技特派員等到企業(yè)掛職學習，與各地市企業(yè)深度開展科技服務(wù)工作，提高科技服務(wù)企業(yè)能力。先后與多家企業(yè)簽署橫向課題合作協(xié)議，將企業(yè)實際需求融入科研，從而把科研成果應(yīng)用到生產(chǎn)一線和市場，服務(wù)地方經(jīng)濟社會發(fā)展。疫情期間，學院科技特派員教師第一時間開通了名為“鄉(xiāng)村振興我來開講”的視頻號，大力開展線上科技應(yīng)急服務(wù)，積極研究解決對策。目前已有近千人關(guān)注，視頻總觀看次數(shù)超10萬次，受到了社會廣泛關(guān)注和好評。這不但有利于教師積極開展科學技術(shù)研究，深入行業(yè)一線，而且能夠把食品行業(yè)熱點難點問題和科研思路轉(zhuǎn)化為生動形象的實踐教學內(nèi)容，給學生提供專業(yè)實踐平臺。院企雙方著力拓展合作領(lǐng)域，共同探索實踐創(chuàng)新機制，推進科技成果轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)雙方共贏。通過企業(yè)和學生服務(wù)社會能力的反饋，指導(dǎo)食品類專業(yè)工程人才建設(shè)，不斷完善實踐教學。

課題組通過構(gòu)建產(chǎn)教研多方協(xié)同、深度融合的循序漸進的多維實踐教學體系，努力培養(yǎng)工程實踐能力強、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型新工科人才。但新工科建設(shè)是一項復(fù)雜的全局性系統(tǒng)工程，培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的能力也不可能一蹴而就，需要政府、產(chǎn)業(yè)行業(yè)和高校各方協(xié)同，需要自上而下的通力合作。我們?nèi)孕枰獔猿植恍傅难芯?、實踐、積累經(jīng)驗，繼續(xù)優(yōu)化實踐教學體制機制，把社會資源轉(zhuǎn)化為教學資源和育人資源，并從改革創(chuàng)新培養(yǎng)模式、強化實踐環(huán)節(jié)、優(yōu)化師資隊伍、完善評價管理機制等方面采取綜合措施，打造“真刀真槍”的實踐教學體系。

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責編：應(yīng) 圖

基金項目：河南農(nóng)業(yè)大學教師專項能力提升計劃（編號：21XM0227）；河南農(nóng)業(yè)大學虛擬教研室建設(shè)項目（編號：21XM0254）

作者簡介：張蓓（1989— ），女，河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院實驗師，中心實驗室副主任，研究方向為食品工程；（通訊作者）張劍（1973— ），男，河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院教授，研究方向為食品科學與工程；喬明武（1979— ），男，河南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術(shù)學院高級實驗師，中心實驗室主任，研究方向為食品科學。