以設(shè)計性食品工藝學(xué)實驗為依托提高應(yīng)用型大學(xué)生的創(chuàng)新能力

【摘要】培養(yǎng)大學(xué)生科研創(chuàng)新能力是高校教學(xué)改革的一個重要目標。食品工藝學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門理論性和實踐性都非常強的專業(yè)課，通過開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗可以使學(xué)生更好的將食品工藝科學(xué)理論應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，培養(yǎng)應(yīng)用型大學(xué)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，因此設(shè)計性實驗在食品工藝學(xué)實驗學(xué)課程教學(xué)中占有重要地位。文章對開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗的必要性、前提條件和實施過程進行了論述，并對順利實施設(shè)計性實驗提出了一些建議。

【關(guān)鍵詞】食品工藝學(xué) 實驗 設(shè)計性

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）01-0237-02

實驗教學(xué)是高校教育活動的重要一環(huán)，通過實踐能力和動手能力的訓(xùn)練，學(xué)生能夠理論聯(lián)系實際，提高綜合應(yīng)用和創(chuàng)新能力。設(shè)計性實驗是能力的實踐教學(xué)指老師提出實驗項目，學(xué)生根據(jù)所學(xué)理論知識，通過查詢相關(guān)文獻，自行設(shè)計實驗方案，經(jīng)過老師審核修改，然后獨立完成實驗，進行數(shù)據(jù)處理并撰寫報告的實驗。食品科學(xué)與工程專業(yè)是一個實踐性非常強的專業(yè)，學(xué)生需要在在校期間不斷通過實驗與實踐教學(xué)增強其動手能力和創(chuàng)新能力。在設(shè)計性食品工藝學(xué)實驗中，大學(xué)生需要綜合運用食品化學(xué)、食品工藝學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)、食品分析、食品微生物學(xué)等學(xué)科知識，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維，并在整個過程中培養(yǎng)對食品科學(xué)與工程理論知識的綜合應(yīng)用能力。因此，在高年級本科生中開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗顯得尤為重要。本文以素質(zhì)教育為指導(dǎo)思想，對食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗教學(xué)的相關(guān)問題進行思考，并結(jié)合實驗教學(xué)改革開展相關(guān)設(shè)計性實驗的探索，提出一些改革建議。

一、設(shè)計性實驗的特點

傳統(tǒng)實驗課主要是驗證性實驗。在整個教學(xué)過程中，全部學(xué)生按照老師事先制定的同一個題目和內(nèi)容分組進行實驗，教師是主體，示教講解，學(xué)生被動的機械性操作。從人才能力結(jié)構(gòu)的組成來看，基礎(chǔ)性、驗證性實驗側(cè)重訓(xùn)練學(xué)生對基本儀器和實驗技術(shù)的掌握，強化對理論知識的理解和記憶。設(shè)計性實驗則是指學(xué)生根據(jù)老師提出的實驗項目，通過查詢相關(guān)文獻，自行設(shè)計實驗方案，然后獨立完成實驗，進行數(shù)據(jù)處理并撰寫報告的實驗。設(shè)計性實驗除了具有驗證性實驗的作用外，更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)理論知識的綜合運用能力和探索精神，提高創(chuàng)新能力。

整個設(shè)計性實驗過程都由學(xué)生獨立完成，老師只進行指導(dǎo)。學(xué)生需要發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性，方案設(shè)計和實施要符合專業(yè)實際發(fā)展情況。因此學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力得到提高，有助于培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)后對實際問題的解決能力。

設(shè)計性實驗是在學(xué)生學(xué)習(xí)了相關(guān)的理論課程以后開設(shè)的，不僅僅是一門課的理論知識，需要綜合運用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的理論知識和實驗技能才能完成。比如食品工藝學(xué)實驗需要開發(fā)某種新產(chǎn)品，需要對產(chǎn)品的理化和感官指標進行分析，不僅需要掌握食品工程原理、食品工藝學(xué)中的理論知識，還要結(jié)合食品分析、感官評價等課程知識。通過設(shè)計性實驗，學(xué)生對所學(xué)的知識融會貫通，提高學(xué)生畢業(yè)后適應(yīng)不同工作崗位的能力。

在設(shè)計性實驗中，學(xué)生要組成小組，通過討論的方式進行選題和實驗設(shè)計。在實驗中，學(xué)生需要就實驗中產(chǎn)生的問題進行溝通，取得一致意見后解決問題。在協(xié)作完成任務(wù)的過程中，學(xué)生學(xué)會如何與不同性格的人相處，如何做決策，有利于培養(yǎng)學(xué)生的交際能力。交際能力是大多數(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中的基本要求。

二、開設(shè)食品工藝學(xué)實驗的必要性

食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗的目的是在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝設(shè)計，熟悉食品生產(chǎn)工藝的設(shè)計特點，了解食品原料的采購、生產(chǎn)小試、配方設(shè)計、食品生產(chǎn)、感官評價以及殺菌貯藏等一系列過程。在實驗過程中，學(xué)生通過怎樣查找國家標準方法、怎樣準備實驗試劑和儀器、怎樣進行實驗操作和完成實驗報告、怎樣解決實驗過程中出現(xiàn)的問題，可以更好的掌握綜合運用已學(xué)相關(guān)知識的能力。通過食品工藝學(xué)課程設(shè)計，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計食品生產(chǎn)工藝和配方的能力，掌握基本的食品感官評價設(shè)計方法，樹立正確的食品工藝設(shè)計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，成為能夠主動適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

在開設(shè)食品工藝學(xué)設(shè)計實驗之后，學(xué)生不僅查閱資料、實際動手和寫作能力有所提高，更重要的是通過對食品加工的工藝設(shè)計，進一步激發(fā)了他們對食品工藝學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，并能夠結(jié)合實際存在的問題，在食品工藝學(xué)領(lǐng)域內(nèi)進行更深入的學(xué)習(xí)。通過設(shè)計性實驗，也為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。學(xué)生均能按要求完成任務(wù)，通過食品工藝學(xué)課程設(shè)計使學(xué)生更深入地掌握了實驗設(shè)計原理和數(shù)據(jù)處理方法，增強了科研能力和協(xié)作精神。

三、食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗的前提條件

（一）開設(shè)設(shè)計性實驗對學(xué)校的教學(xué)管理水平有新的要求

設(shè)計性實驗的開設(shè)需要有能對學(xué)生開放的實驗室，不僅在工作時間開放，非工作時間也可以進行實驗。學(xué)生可以在一定范圍內(nèi)自由選擇實驗方案，因此實驗原輔材料、檢測試劑大大增加，而且不同的實驗還會有交叉。因此如何對實驗原輔材料的儲放、使用，實驗設(shè)備的維護，實驗室開放的安全都必須進行規(guī)范管理才能滿足設(shè)計性實驗的要求。

（二）開設(shè)設(shè)計性實驗需要一定的基礎(chǔ)條件

與驗證性實驗相比，設(shè)計性實驗所需要的原材料種類較多，設(shè)備儀器、耗材也相對增多，學(xué)校需要有一定的資金支持。如在果汁飲料的制作中，能有不同的學(xué)生選擇不同的原輔材料。澄清汁和混濁汁的工藝路線不同，所需要的設(shè)備也不盡相同。這些都需要學(xué)校資金的支持。因此，開設(shè)設(shè)計性實驗要評估學(xué)校的儀器設(shè)備是否能滿足相關(guān)實驗類群中不同實驗方案的需求，在發(fā)布實驗任務(wù)和要求時進行一定的限制。

（三）設(shè)計性實驗對老師的專業(yè)和教學(xué)水平提出了更高的要求

例如在果汁飲料的實驗中，可能采用的原材料不同，配方和工藝路線也不同，需要老師有豐富的理論知識和實踐經(jīng)驗，具有原料、工藝、食品添加劑、質(zhì)量控制等方面的知識和實踐。

（四）需要老師付出更多的勞動

教師在實驗設(shè)計階段和實施階段都要對學(xué)生進行指導(dǎo)，需要教師付出更多的耐心和精力，增加了教師的工作量。在整個實驗過程中，教師和實驗員必須堅守在實驗室，隨時進行監(jiān)督和輔導(dǎo)講解。

四、食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗教學(xué)過程

實驗采用統(tǒng)一組織、集中管理、分組設(shè)計的組織形式，集體輔導(dǎo)與個別指導(dǎo)相結(jié)合的指導(dǎo)方式，教學(xué)過程分為：方案設(shè)計；方案修改與審批；實驗研究；數(shù)據(jù)整理與撰寫實驗報告、答辯與考核等階段。要求應(yīng)相對獨立完成總體方案設(shè)計、工藝流程設(shè)計、工藝參數(shù)設(shè)計和品質(zhì)分析，完成數(shù)據(jù)整理，并提交實驗設(shè)計說明書和實驗報告1份，采用多媒體完成答辯。

（一）方案設(shè)計

根據(jù)教學(xué)大綱和實驗室的設(shè)備條件，可以選擇不同的產(chǎn)品類型作為設(shè)計性實驗，如果汁飲料新產(chǎn)品開發(fā)，學(xué)生可以選擇不同水果進行各種果汁飲料的制作。至少在實驗前兩周，老師發(fā)布實驗項目和要求。學(xué)生以3-5人為單位組成實驗小組，并制定1名組長，通過查閱相關(guān)資料確定方案。包括產(chǎn)品類型、原輔材料的選擇、配方的確定、工藝路線的選擇、理化指標及其檢測方法等都在小組討論的基礎(chǔ)上獨立完成，然后將實驗方案提交給老師。在這部分任務(wù)中，需要了解實驗和產(chǎn)品相關(guān)的國內(nèi)外研究動態(tài)。在實驗方案中，需要簡單論述相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進展、確定原材料和工藝路線的理由。

（二）方案修改與審批

制定方案后，以小組為單位，與指導(dǎo)教師進行討論。教師依據(jù)科學(xué)性、可行性的原則對方案進行審閱，提出其是否符合理論和實踐的要求。另外，教師要根據(jù)實驗室條件、經(jīng)費等因素對各組的實驗設(shè)計進行最后審閱。如果實驗室條件不能滿足要求或經(jīng)費超過預(yù)算，就要求學(xué)生重新擬定試驗方案。各小組根據(jù)教師的意見進行修改，進一步完善設(shè)計方案，以保證實驗的順利實施。

（三）實驗研究

按照確定的實驗方案，學(xué)生在領(lǐng)取實驗原輔料后，正式進行實驗。實驗過程中，要求學(xué)生分工協(xié)作，互相溝通，解決實驗過程中出現(xiàn)的各種問題。實驗所需個性化的原輔料、試劑由學(xué)生自己購買和配制。開設(shè)設(shè)計性實驗期間，實行實驗室向?qū)W生開放，允許學(xué)生進行多次實驗，非工作時間也可以進行實驗。指導(dǎo)教師全程負責(zé)答疑釋惑，指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻，介紹所需實驗設(shè)備的使用方法、操作步驟和注意事項，確保實驗方案的可行性，檢查掌握實驗進度，并督促學(xué)生做好實驗記錄，指導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果與報告開展分析討論，評價實驗所取得的成效，找出不足，提出改進意見，不斷提高學(xué)生的科學(xué)實踐能力。

（四）撰寫實驗報告

實驗結(jié)束后，學(xué)生要依據(jù)感官評價及理化指標，綜合評價實驗產(chǎn)品。工藝學(xué)實驗不同于其他實驗之處，在于實驗制作出的產(chǎn)品都可食用。因此，由指導(dǎo)老師組織學(xué)生對其他組實驗產(chǎn)品進行感官評價，互相比較，取長補短。在感官評價的過程中，結(jié)合實驗結(jié)果對設(shè)計方案進行總結(jié)，找出不足，可以考查學(xué)生的理論設(shè)計能力。最后，學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果，寫出設(shè)計說明書，內(nèi)容主要包括實驗結(jié)果、對產(chǎn)品的綜合評價，對產(chǎn)品進行成本分析，實驗過程中發(fā)生的問題及解決辦法，對實驗成敗的原因進行分析，并提出改進意見，課程設(shè)計收獲等內(nèi)容。

（五）答辯與考核

考核是實驗教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)。實驗結(jié)束后，學(xué)生按時提交實驗設(shè)計說明書及總結(jié)，也可以由教研室組織全體老師對學(xué)生進行答辯，給出答辯成績。可以將設(shè)計性實驗考核內(nèi)容分為四個部分：實驗設(shè)計、實驗操作綜合表現(xiàn)、設(shè)計說明書、答辯。也可以分成實驗設(shè)計、實驗操作綜合表現(xiàn)和科技論文三部分。但是無論怎么分類，此類實驗的考核應(yīng)突出設(shè)計方案的重要性，加大其在考核中的比重。

設(shè)計性實驗的開設(shè)符合教育部提倡的“加強實驗教學(xué)等實踐環(huán)節(jié)，不斷改革實驗教學(xué)內(nèi)容，改進實驗教學(xué)方法，以提高大學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和獨立研究的能力”的要求。食品工藝學(xué)設(shè)計性實驗這種教學(xué)模式，對提高學(xué)生的綜合能力和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神有著十分重要的意義。這種集知識教育、素質(zhì)教育、技能教育和創(chuàng)新教育為一體的綜合性實驗方式，對培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才有著積極作用，順應(yīng)了高校為國家培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的需要。在實踐過程中，注意不要把設(shè)計性實驗與畢業(yè)論文混為一談，不能流于形式，要有過程材料作為支撐以及嚴格的質(zhì)量監(jiān)控體系。

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作者簡介：

王衛(wèi)東（1971-），男，山西臨汾人，研究生，副教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。