科學競賽與產(chǎn)學研互動提高學生能力的創(chuàng)新與實踐*

◆范大明 田豐偉 劉小鳴 趙建 陳衛(wèi)

作者：范大明，博士，江南大學食品學院副教授；田豐偉、劉小鳴、趙建、陳衛(wèi)，江南大學食品學院（214122）。

作為行業(yè)領先的部屬院校，如何為國家經(jīng)濟發(fā)展服務，更好地培養(yǎng)應用型及動手能力強的人才，是一個重大課題。以“培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)，提升教學 質(zhì)量”為宗旨，積極構建并實踐將常規(guī)教學、產(chǎn)學研互動和科學競賽相結合的三維一體實踐教學模式，注重突出學生的主體地位，倡導學生自主學習，提倡教師搭建企業(yè)合作紐帶，著重培養(yǎng)學生的科研能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。并且在這一過程中，開闊學生的視野，讓學生真正走出去，到企業(yè)中將所學的知識應用起來，和國內(nèi)外高校的優(yōu)秀學生相互競技、學習。

我國早在上個世紀的70年代就明確了高校具有科學研究的職能，提出要把高校建設成“既是教學中心，又是科研中心”的目標。到了21世紀的今天，國家則著重提出高校應加速將科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力，來促進行業(yè)科技進步，形成規(guī)模效益。從抓教學到重科研，從重科研到倡實踐，這明確反映出高等學校人才培養(yǎng)與社會需要之間的傳動正在逐步契合。大學的主要職能是教書育人，如何將學生培養(yǎng)成提升行業(yè)進步的實 踐者或是潛在實踐者，這就是面臨的重大課題。

1 科學競賽與產(chǎn)學研互動在教學科研中的作用及其有機結合

1.1 基于科學競賽的實踐教學模式是實現(xiàn)高等教育個性化的新鮮血液

基于科學競賽的實踐教學模式是以教學改革為主體，將教學計劃培養(yǎng)與科技創(chuàng)新活動相結合，構成人才培養(yǎng)的大環(huán)境；又以科學競賽推動教學改革，提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)；另外，教學改革的成果又能提升競賽成績，充實科技創(chuàng)新活動的內(nèi)涵。這兩者相輔相成、互為促進、共同提高，形成一種立體化的培養(yǎng)模式。改革教學計劃、教學內(nèi)容和教學方式，構建具有學院特色的教學體系，目的是培養(yǎng)具有合理知識結構、較好工程意識、較高技術技能和較強創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才[1]。

以科學競賽活動為主的第二課堂，很大程度地激發(fā)了學生的學習熱情，而且學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和個性特點在此也得到了鍛煉和體現(xiàn)?？茖W競賽是對知識深入理解、系統(tǒng)整理并實踐運用的過程。競賽結果集中不僅體現(xiàn)了學生對知識的理解和運用能力及學生的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)和協(xié)作精神等，還反映了教學計劃、教學內(nèi)容的合理性。通過總結和交流，可以發(fā)現(xiàn)教與學中存在的問題，從而為教學改革提供借鑒。以競賽作為大學生科技創(chuàng)新實踐活動的載體，可以培養(yǎng)學生科研興趣，能夠?qū)W生科學精神、團隊精神、工程意識、協(xié)作意識、競爭意識、組織能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到很好促進的作用。

1.2 產(chǎn)學研互動是實現(xiàn)高等教育多種方式培養(yǎng)人才的重要途徑

食品科學與工程本科專業(yè)旨在培養(yǎng)具有化學、生物學、食品工程、食品安全與營養(yǎng)、食品分析與檢測等方面基本理論和基本技能的人才。這些復合型高級工程技術人才能在食品領域內(nèi)從事食品生產(chǎn)技術管理、科學研究、產(chǎn)品開發(fā)、工程設計及食品質(zhì)量與安全檢測、控制、監(jiān)督、執(zhí)法、管理等方面工作。隨著食品專業(yè)的建設以及教育工作者逐步深入的探討交流，各高等院校食品專業(yè)對學科內(nèi)涵的認 識日趨一致，但各高校食品專業(yè)的課程設置、教學內(nèi)容、方法與手段大同小異。

我國現(xiàn)有的200多所設置有食品本科專業(yè)的高等學校，分布于全國各地，他們的辦學背景和所處環(huán)境都不相同。如果將他們各自的辦學背景與條件，與他們周圍不同的食品企業(yè)和科研院所結合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢和特色，走一條產(chǎn)學研相結合的路子，無疑將是實現(xiàn)高等教育個性化的重要途徑。

1.3 科學競賽與產(chǎn)學研結合是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)、教學、科研共同發(fā)展、共同進步的重要環(huán)節(jié)

在教學過程中把產(chǎn)業(yè)、教學、科研結合起來，可以利用國家對科學競賽的立項支持以及企業(yè)、科研機構在設備、場所等方面的優(yōu)越條件，從學生榮譽感和責任感兩方面調(diào)動學生積極性，培養(yǎng)具有優(yōu)良的綜合素質(zhì)、扎實的專業(yè)基礎、寬闊的知識領域且具有開拓精神和創(chuàng)新能力的人才，滿足我國食品工業(yè)對人才的需求。優(yōu)秀人才畢業(yè)后服務于科研機構，可以豐富科研機構的科研人力資源，加快科研積累，增強原始創(chuàng)新能力，從而有利于提高產(chǎn)品研究和技術開發(fā)水平[2]。另外，研究機構人員與企業(yè)頻繁深入的交流，不僅有助于促進雙方進一步的互信合作，加快實驗室研究成果的工業(yè)化，而且有利于提高工業(yè)化生產(chǎn)中的工程技術水平、設備性能及產(chǎn)品的技術含量和 質(zhì)量，從而加強企業(yè)的競爭力和研究機構的科研能力。

產(chǎn)學研結 合是實現(xiàn)教育資源最大化、利用社會資源培養(yǎng)人才的一種模式[3]。食品專 業(yè)要求培養(yǎng)高級工程技術人才，屬于工科類專業(yè)，其教育教學工作的最大特點是突出對學生實踐能力的培養(yǎng)。但是，現(xiàn)在大多數(shù)高校沒有能力建設能夠滿足學生實習要求的具有工廠規(guī)模的實踐基地，即便是建了也無法確保其技術及設備與食品工業(yè)的發(fā)展相同步。因此，只有在企業(yè)和科研院所建立穩(wěn)定的實踐基地，才能利用企業(yè)和科研院所先進和優(yōu)越的條件為高校的人才培養(yǎng)服務，從而實現(xiàn)高等教育資源的社會化和最大化。如此一來，既可以解決學校在教學條件方面的不足，還能訓練學生獨立工作的能力，為今后從事科研或工程技術工作打下扎實的基礎。

產(chǎn)學研相結合的教育模式將簡單的傳統(tǒng)教育轉(zhuǎn)換成新型的開發(fā)式教育，增加學生在知識獲取過程中的參與度，培養(yǎng)學生自學能力，讓學生更早一步進入課題研究。這個模式將理論知識和研究實踐相結合，同時也將創(chuàng)新在整個學習過程體現(xiàn)出來，讓學生靈活應用所學理論知識，增強他們的創(chuàng)新能力[4]。采用食品工程專業(yè)的產(chǎn)學研模式，能夠使學生構建適應社會需求、適應市場競爭的最佳知識結構，使學生在知識、能力、素質(zhì)三個方面做到協(xié)調(diào)發(fā)展。

2 科學競賽與產(chǎn)學研互動相結合的應用

2.1 “車間教學”能夠為科學競賽的參與者提供完整的分析框架和工具

科學競賽無法取代正規(guī)的課堂教學，因為課堂教學是科學競賽的基礎 和 保證。缺少了課堂教學，學生在參加科學競賽的時候就往往感覺沒有方向、缺少工具，最終不知從何 入手。很多食品專業(yè)的學生在剛剛參加“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽時有很強的這種感受，恰恰就是 和他們?nèi)狈ν暾南掠蜗嚓P知識有關。食品類課程的“車間教學”則能夠為大學生參加科學競賽提供有效的榜樣教學。

如本研究室學生在研究傳統(tǒng)食品的油炸熟化過程中，通過實驗與調(diào)研發(fā)現(xiàn)促進熟化的機制是油脂的高溫熱傳導。由于在通常的油炸溫度下丙烯酰胺（致癌物質(zhì)）極易形成，而通過降低加工溫度的實驗，發(fā)現(xiàn)其吸油率明顯增加。學生就聯(lián)想到食品工藝學課程上教師對紅外線加熱的講解，提出能不能將輻射加工與熱傳導結合使用，使食品內(nèi)外 同時加熱，進而縮短油炸時間，達到既降低油炸溫度又減少吸油率的雙重效果？但如何實踐此創(chuàng)新呢？顯然在實驗室是完成不了，所以經(jīng)本研究室教師與設備企業(yè)的溝通，在食品機械廠將定制的紅外加熱管與石英管由工程師進行設計安裝，并進行調(diào)試，在生產(chǎn)車間進行輻射油炸實驗。

這些課內(nèi)與課外的教學為今后學生參加科學競賽奠定扎實基礎，最終經(jīng)過6個月的努力，該成果具備轉(zhuǎn)化條件，并以此為部分成果參加了“挑戰(zhàn)杯”大學生科技創(chuàng)新競賽，取得國家二等獎的好成績。

2.2 “車間教學”是學生參加科學競賽的前期演練過程

“車間教學”吸收了建構主義學習與教育科學關于主體性研究的成果，具有一定的先進性，這是因為它提倡將直接經(jīng)驗和間接經(jīng)驗相結合，將知識的掌握與能力的發(fā)展相結合，將知、情、行協(xié)調(diào)發(fā)展等?！败囬g教學”包括三個主要環(huán)節(jié)：提出問題（建立實習條件）、探討方法（師生共同協(xié)作）、實踐運用（“車間教學”歸宿）。體驗的內(nèi)容包括認識知識、學會技能、掌握技巧、探討方法及感受實踐運用后的喜悅。

學生置身于全真環(huán)境中，通過指導、討論、假設、實驗、掌握、舉一反三，不僅掌握了實驗技能，而且推動了科研進展。通過“車間教學”，學生實際上相當于參加了濃縮的科學競賽。

2.3 將科學競賽的考場搬進車間，真正考驗創(chuàng)新的實用性

學生在進行科技競賽的過程中，將下游部分移至工廠，通過實驗將食品學科的配料、加工技術與加工裝備的改良進行技術集成。

針對本研究室的學生創(chuàng)新項目《微波化冷凍方便肉食品的研究與開發(fā)》開發(fā)的產(chǎn)品在實驗室試制后，在佳木斯希波集團有限公司進行中試擴大，針對連續(xù)化操作過程中出現(xiàn)的入料溫度和水分狀態(tài)對產(chǎn)品質(zhì)構及成本問題進行了研究和解決，即采用即時加工調(diào)理肉直接油炸或預調(diào)理凍肉高周波4℃解凍迅速油炸的方法；針對后期適應消費者微波二次烹飪過程中出現(xiàn)的焦糊不均勻的問題，改良了傳統(tǒng)肉串的整型工藝；針對油炸過程中不銹鋼網(wǎng)帶卡串的問題，設計改良交錯平行的傳送帶等。

針對本研究室的學生創(chuàng)新項目《微波餡餅的研究與開發(fā)》開發(fā)的產(chǎn)品在實驗室試制后，在遼寧希波集團有限公司進行中試擴大及試生產(chǎn)，針對工藝上存在的面皮均 勻度難控制、水分散失嚴重等問題，即一次成型導致的批次穩(wěn)定性差的問題，本作品采用下餅皮沖壓、澆灌餡料、成型面皮卷邊封蓋的方法，解決了批次穩(wěn)定性差的問題；針對產(chǎn)品封口處過薄、易破的問題，采用成型后二次醒發(fā)的工藝，增強面團結構特征，解決目前餡餅產(chǎn)品不能工業(yè)化的問題。

針對本研究室的學生創(chuàng)新項目《微波油條的研究與開發(fā)》開發(fā)的產(chǎn)品在實驗室試制后進行中試擴大，針對工藝上存在的膨脹類油炸食品浮動油炸的特殊方式、加工過程中產(chǎn)品體積成倍增加，以及由此帶來的連續(xù)化放大困難等問題，改良了現(xiàn)有浸入式和油幕式的油炸工藝，采用兩端固定—軸向自旋轉(zhuǎn)—油面水平推進的連續(xù)化操作方式；針對傳統(tǒng)油條面坯過稀，不適應機械化壓面等問題，進一步改進配方，在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，有效降水，并采用多輥水平壓面的方法進行操作。

3 總結

以“培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)，提升教學質(zhì)量”為宗旨，憑借常規(guī)教學、產(chǎn)學研互動和科學競賽相結合的三維一體實踐教學模式，運用國家對科學競賽的立項支持以及企業(yè)、科研機構在設備、場所等方面的優(yōu)越條件，使學生在掌握食品領域科研與開發(fā)技能的基礎上，在市場層面全面了解產(chǎn)品開發(fā)需適應需求的重要性，反哺基礎研究，培養(yǎng)具有較高的綜合素質(zhì)、扎實的專業(yè)基礎、寬闊的知識領域且具有開拓精神和創(chuàng)新能力的人才，實現(xiàn)從盲目追求“工廠型實驗室”向“真實車間教學”的轉(zhuǎn)換。

[1]吳興泉,陳士華.依托“挑戰(zhàn)杯”課外科技競賽培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力[J].科教文匯,2010(33):24-25.

[2]陳明杰,蘭海.堅持產(chǎn)學研結合,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].中國科教創(chuàng)新導刊,2008(10):113-114.

[3]郭斌.產(chǎn)學研合作教育-培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效模式[J].黑龍江教育,2008(4):29-30.

[4]烏功相.加強產(chǎn)學研合作,提高大學生實踐創(chuàng)新能力[J].科技資訊,2009(10):195.