尹 佳

(吉林化工學院 生物與食品工程學院,吉林 吉林 132022)

一、工程教育認證背景下的食品科學與工程專業(yè)實驗教學的內涵

國內工程教育專業(yè)認證始于2006年，2013年我國正式加入《華盛頓協(xié)議》成為該協(xié)議組織的預備成員，2016 年6月成為正式會員[1]。工程教育學科專業(yè)認證應是國際通行的工程教育質量保障機制，借助于工程教育學科專業(yè)認證都應是全面實現(xiàn)工程教育國際互認以及工程師資質國際互認的極其重要的基礎[2]。食品科學與工程專業(yè)是以食品科學和工程科學為基礎具有理工科性質的典型專業(yè)，培養(yǎng)理論基礎扎實、專業(yè)知識面寬、綜合能力強、素質高，能在高等院校及相關科研機構，或在食品加工、流通、衛(wèi)生監(jiān)督、食品質量監(jiān)督管理等部門從事食品的生產技術管理、產品開發(fā)、品質控制、工程設計等工作的高級工程技術人才[3]。

食品科學與工程專業(yè)實驗課程是高校食品科學與工程專業(yè)最為重要的實驗教學環(huán)節(jié)[4]。實驗教學內容包括食品生物化學實驗、食品工藝學實驗、食品微生物實驗、食品分析實驗、食品綜合性實驗等。實驗教學目標是使學生加深對專業(yè)理論知識的理解、提高自身實驗技能、具有創(chuàng)新型實驗的設計和實踐的能力等方面，從而培養(yǎng)學生的科研能力和工程素養(yǎng)。因而，食品專業(yè)實驗教學的完善與改進舉足輕重。通過對食品專業(yè)實驗課程提出了改革實驗教學內容、創(chuàng)新實驗教學模式、改革實驗考核方式等教學改革措施，從而使實驗教學符合工程教育專業(yè)認證的要求，同時也有利于培養(yǎng)符合社會需求的食品工程人才。

二、食品科學與工程專業(yè)實驗教學改革的必要性

近年來學科專業(yè)認證工作在我國高等院校中快速推行，關注程度日趨高漲。工程專業(yè)認證的核心目標是通過工程素質教育的改革，推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的改革，實現(xiàn)工程型人才培養(yǎng)目標[5]。國內的食品科學與工程專業(yè)的工程教育認證開始于2007年，中國海洋大學、江南大學和南昌大學的食品科學與工程專業(yè)率先通過了國家工程教育認證[6]。截止到2018年1月，全國22所高校的食品科學與工程專業(yè)通過了國家工程教育認證。

吉林化工學院的食品科學與工程本科專業(yè)于2008年開始招生，專業(yè)培養(yǎng)目標是培養(yǎng)掌握食品工藝技術和工程設計等相關基礎理論和基本技能，能在食品工程領域從事生產管理、品質控制、新技術和新產品開發(fā)、科學研究和工程設計等方面的應用型人才。2018年我院的食品科學與工程本科專業(yè)首次參加全國的工程教育專業(yè)認證。因為在工程教育專業(yè)認證方面，學院起步較晚，故本研究依據(jù)工程教育專業(yè)認證背景下的要求，探討食品科學與工程專業(yè)實驗教學的改革的有效措施。

三、食品科學與工程專業(yè)實驗教學改革的實施

(一) 改革實驗教學內容

食品科學與工程專業(yè)分食品工程和食品安全兩個方向。針對目前傳統(tǒng)教學中存在的“實驗教學內容體系性不完善”和“綜合型及創(chuàng)新型實驗項目過少，基礎型實驗項目過多”兩大問題，進一步完善、更新食品類專業(yè)實驗課程的教學內容。

首先，重新制定食品科學與工程專業(yè)的實驗課程內容，所有專業(yè)實驗項目歸納為食品工程原理實驗、食品生物化學實驗、食品分析實驗、食品微生物學實驗、食品工藝學實驗及食品專業(yè)綜合實驗。在項目安排上，綜合考慮各實驗項目內容，盡量保持實驗項目的連貫性。在課程安排上，食品工程原理實驗、食品生物化學實驗及食品微生物學實驗這三個模塊內容為“食品科學與工程專業(yè)實驗上”，分別在第二學年第二學期和第三學年第一學期開展。而食品分析實驗以及食品工藝學實驗這兩模塊內容安排在“食品科學與工程專業(yè)實驗下”，在第三學年第二學期開展。其次，降低基礎性實驗的比重，同時增加綜合型及創(chuàng)新型實驗項目的數(shù)量，可分別在各個實驗模塊中加入綜合性實驗或創(chuàng)新型實驗，也可在實驗課程的最后安排一到兩個大綜合型實驗。比如，在啤酒的釀造實驗中，可根據(jù)現(xiàn)有儀器設備將其安排為綜合型或創(chuàng)新型實驗，實驗內容可包括啤酒的新產品研發(fā)、啤酒的中試實驗、啤酒的品質分析和啤酒的成分分析，這種綜合型實驗涵蓋了食品工藝學實驗和食品分析實驗等內容，更有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

另外，在工程教育專業(yè)認證的背景下，新實行的人才培養(yǎng)方案增加食品專業(yè)綜合實驗48學時，在大四的第一學期開設。在內容的設置上開設的專業(yè)實驗均為綜合性或創(chuàng)新型實驗。綜合性實驗涉及產品研發(fā)、食品功能成分的提取純化、食品工藝設計、產品質量控制，使學生鞏固食品專業(yè)理論知識，提高學生知識結構體系的完整性和系統(tǒng)性。針對創(chuàng)新型實驗，學生從查閱文獻資料、實驗方案的設計、實驗步驟的操作、數(shù)據(jù)分析結果與討論入手，培養(yǎng)了學生獨立思考能力和創(chuàng)新性思維，符合專業(yè)認證中的分析和解決復雜工程問題的培養(yǎng)目標[7]。

(二) 提高實驗課堂教學質量

在教學方法上著力推行基于項目的學習、基于問題的學習和基于案例的學習等多元化教學方法，將工程觀念和創(chuàng)新培養(yǎng)循序漸進地滲透于實驗教學的各個環(huán)節(jié)[8-9]。通過教學方法的改革，發(fā)揮學生的中心地位，改變傳統(tǒng)教學模式，讓學生實現(xiàn)在做中學[10]。比如，在創(chuàng)新型實驗中，學生3～5人組成1個項目組，每組自主選擇實驗課題，開展團隊協(xié)作模式完成創(chuàng)新實驗內容。要求組員共同擬定實驗方案，集體完成實驗項目并寫出總結實驗報告。項目組要通過查閱書籍、文獻、企業(yè)網站收集資料，根據(jù)具體要求設計實驗方案，組內討論以及總結、歸納、撰寫論文來完成實驗。借助于對傳統(tǒng)實驗教學模式的改革，加深了學生積極參與實驗教學的程度，進一步提高了組員的團隊合作能力、實踐能力與科研能力，達到工程素質教育的最終目標。

(三) 加強實驗網絡平臺建設

實驗網絡平臺由基本信息、課程學習、課程資源組成?；拘畔⑾略O教學大綱、教師信息、教學日歷等內容，使學生課前就對實驗課程有更深入的了解和認識，為之后實驗課程的學習奠定基礎。課程學習下設課程答疑、課程問卷、課程作業(yè)等內容。課程答疑有助于教師和學生進行良好溝通，能起到教學相長的雙重效果[11]。教師根據(jù)學生存在的普遍問題及時完善教學內容，通過課程答疑能促進學生能更好的自主學習。課程問卷是對教學效果的最直接反饋，教師根據(jù)學生反饋的意見對課堂教學情況和教學方法進行分析總結，提出整改措施，從而能提高教學效果。課程作業(yè)使學生可以進行網上自測，鞏固所學理論知識。課程資源中主要是實驗教學材料，比如虛擬仿真資源、課件、教學視頻、測試題等內容，為了便于學生更好地進行自主學習，學生可以任意地選擇課件和視頻資料獲取學習資源，激發(fā)了學生的學習興趣,提高學生的分析問題和解決問題的能力。

由食品科學與工程專業(yè)實驗任課教師團隊開發(fā)的數(shù)字化教學資源網絡平臺—實驗教學平臺，發(fā)揮了信息化網絡技術的資源優(yōu)勢，促成了學生的學習方法、教師的教學方法和師生互動方式的教學模式交融，為更好的實現(xiàn)工程素質教育的培養(yǎng)目標打下基礎[12]。

(四) 完善實驗室建設，加強實踐教學實訓基地建設

一方面，進一步完善實驗室建設，增加實驗室的功能性。根據(jù)食品專業(yè)課程性質，食品專業(yè)實驗室設為食品基礎實驗室、食品工藝實驗室、食品綜合實驗室、食品工程原理仿真實驗室。食品基礎實驗室用以承擔食品生化、食品分析、食品微生物學等實驗內容，應擁有通風櫥、分光光度計、索氏提取器、凱氏定氮儀、無菌操作臺等常規(guī)實驗儀器。食品工藝實驗室主要承擔食品工藝學實驗與食品專業(yè)綜合實驗的課程，實驗室配套一些基礎設備與常規(guī)的食品機械，由于食品工藝的特殊性，對食品安全衛(wèi)生要求高，故食品工藝實驗室空間以內的設備、儀器、試劑等不能與其他實驗室混用。食品綜合實驗室的作用是安置高精密的大型儀器和存放實驗藥品。食品工程原理仿真實驗室主要選用計算機仿真軟件系統(tǒng)以及傳統(tǒng)實驗教學模式緊密結合，以滿足學生對食品工程原理、食品工廠設計與環(huán)境保護及食品機械與設備等實驗教學的正確認識與熟練掌握[13]。

此外，實訓基地就是實驗教學可以持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的動力，故而依據(jù)食品類學科特點建設配套的實訓基地[14]。校外，學院和企業(yè)合作建立實訓基地,定期組織學生深入生產車間實習。學生經過企業(yè)安全培訓后，可以進行簡單的實際操作，通過學生真實地參與食品生產的全過程，能更好地將理論知識與實踐技術結合，增強學生的工程素質[15]。目前，學院已具備成熟的啤酒發(fā)酵中試系統(tǒng)，可進行500L啤酒的中試試驗。后續(xù)會進一步建設噴霧干燥生產線、焙烤食品生產線、膨化食品生產線等，以及完善相匹配的實習基地。另外，專業(yè)和多家食品企業(yè)聯(lián)系和溝通，建立了春光乳業(yè)有限公司、吉林釀業(yè)有限公司、大森林食品有限公司等校外實訓基地，增加學生在企業(yè)的實習時間和內容。

(五) 改革實驗課程考核方式

工程教育認證的一個重要考核指標就是通過評價了解學生的學習效果，所以考核方式是衡量學生學習效果的一項重要指標。實驗教學的實質應是提高學生的實驗操作技能和思考能力，在考核形式上考核的重點應是實驗過程和數(shù)據(jù)分析與思考。改革實驗課考核方式，建立多元成績考核方法，考核內容包括平時成績、實驗報告和實驗考試3方面內容。平時成績占總成績的20%，主要包括出勤、實驗操作、實驗習慣等內容，實驗報告教師批改后要分發(fā)給學生，學生學習后再統(tǒng)一上交。實驗考試環(huán)節(jié)安排在課程的最后一節(jié)課，考試內容包括各實驗原理、實驗操作步驟和注意事項。具體考核內容與所占比例見表1。

表1 實驗課程考核體系

四、改革的重點與難點

(一) 重點

食品科學與工程專業(yè)實驗教學改革的重點可以歸結為以下幾個方面：①以工程素質教育為導向，不斷更新實驗教學內容，完善實驗課程體系建設；②注重實驗課程的教學質量，提升師資力量，尤其是教師的工程實踐經驗；③學院加大資金投入，擴充實驗室空間，配置中試食品生產線設備,建立焙烤食品生產線和膨化食品中試車間,建設食品創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實訓中心；④加大校企聯(lián)合，增加校外實習基地、校企共建實驗室等。

(二) 難點

教學改革的難點有以下四點：第一，教師的工程素養(yǎng)欠缺，需提升教師工程經驗和職業(yè)能力，結合企業(yè)面臨的實際生產問題，積極開展工程實踐問題研究[16]；第二，提高教學質量方面，在工程教育認證背景下，每們實驗課的教學環(huán)節(jié)都需要符合工程認證的教學質量要求，例如，每一門實驗課程的教學大綱都需要明確對畢業(yè)生核心能力的要求，通過制定教學實施細則、跟蹤教學過程監(jiān)控、建立多角度的教學質量評價體系等措施以達到工程認證的要求[17]；第三，不斷完善實驗室建設，實驗室空間及配套的基礎設備在數(shù)量和功能上不僅要滿足專業(yè)的日常教學需要，還要能夠滿足教師的科研工作和支撐學生各項學術競賽及創(chuàng)新實驗設計，有效地創(chuàng)造出高水平實驗平臺，實現(xiàn)資源最大化利用和健康可持續(xù)性的發(fā)展；第四，加強實驗教學實訓基地建設，增強學院與企業(yè)共建實習實訓基地的密切合作，結合企業(yè)面臨的實際生產難題,師生和企業(yè)科研人員合作進行科研項目研究，更好的發(fā)揮工程實踐平臺的作用。

五、結 語

工程教育與實踐技能的培育是一項長期和艱巨的專業(yè)人才工程建設。近年來，疾速穩(wěn)步發(fā)展的食品工業(yè)使社會對專業(yè)人才的需求不斷提高，食品學科專業(yè)推廣工程教育認證是適應食品行業(yè)需要，提高食品工程創(chuàng)新人才綜合素養(yǎng)的最根本途徑。食品科學與工程專業(yè)實驗教學改革的施行具有極其重要的現(xiàn)實意義。