基于CDIO理念的食品科學(xué)類實(shí)驗(yàn)室開放模式探討

趙俊仁 李春海 程水明 張鐘 郭先霞

摘要 將CDIO理念引入食品科學(xué)類實(shí)驗(yàn)室開放模式中，可有效提高學(xué)生在專業(yè)實(shí)踐中的綜合能力。分析了食品科學(xué)類實(shí)驗(yàn)室CDIO工程教育改革過程中出現(xiàn)的一些問題，并提出一些改革措施，使食品科學(xué)類實(shí)驗(yàn)室更適應(yīng)CDIO理念下的實(shí)踐教學(xué)體系。以開放實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)建設(shè)為載體，結(jié)合現(xiàn)有的工作經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，建立了一套實(shí)驗(yàn)室開放與運(yùn)行管理的新模式。

關(guān)鍵詞 CDIO理念；實(shí)驗(yàn)室開放模式；食品科學(xué)專業(yè)

中圖分類號(hào) S-01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2018）15-0227-02

Abstract CDIO concept was introduced into the opening mode of food science laboratory， which could effectively improve students comprehensive quality in the professional practice. This paper analyzed some problems in the process of CDIO engineering education reform，and some reform measures were put forward，in order to make food science laboratory to adapt the practical teaching system based on CDIO concept. Taking the construction of opening laboratory platform as carrier，combined with the work experience and practice， we established a new model of laboratory opening and operation management.

Key words CDIO concept；Opening model of laboratory；Food science specialty

隨著傳統(tǒng)食品工業(yè)向高新技術(shù)方向發(fā)展，對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的綜合能力也提出了新的要求，用人單位更注重學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，是一種全新的高等工科教育創(chuàng)新模式。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。教育部于2008年在部分高校正式啟動(dòng)CDIO試點(diǎn)，培養(yǎng)一批新型工程技術(shù)人才。

廣東石油化工學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)是本校的老牌專業(yè)，歷經(jīng)了專科到本科的轉(zhuǎn)變，不斷探索符合廣東省地方特色及本校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的人才培養(yǎng)模式。食品科學(xué)與工程專業(yè)作為應(yīng)用性、綜合性和基礎(chǔ)性都很強(qiáng)的學(xué)科，在培養(yǎng)過程中更應(yīng)注重學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、科研能力及團(tuán)隊(duì)合作能力等綜合素質(zhì)，而這些能力的培養(yǎng)需在有限的專業(yè)實(shí)踐中完成是非常艱難的，因此實(shí)驗(yàn)室開放在食品科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室改革與發(fā)展十分重要。筆者分析了食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室CDIO工程教育改革過程中存在的問題，并提出了基于CDIO理念的食品科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革措施。

1 食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行現(xiàn)狀

對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行CDIO工程教育改革的過程中發(fā)現(xiàn)，要使新方法得以實(shí)施，不僅要對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改革，而且需要對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行改革。

1.1 實(shí)踐教學(xué)模式單一，內(nèi)容陳舊

目前實(shí)踐教學(xué)主要包括實(shí)驗(yàn)課程和專業(yè)實(shí)習(xí)2個(gè)部分。很多實(shí)驗(yàn)課程并未單獨(dú)設(shè)立，也不需要單獨(dú)考核，而是作為理論課程的一部分，成績(jī)一般占10%～30%，因此給學(xué)生形成“重理論，輕實(shí)踐”的印象，在實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)過程中不夠重視[1]。實(shí)驗(yàn)課教師往往在實(shí)踐之前就已經(jīng)向?qū)W生講授了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、目的、方法、原理、操作步驟等內(nèi)容，學(xué)生只需按照教師給出的步驟操作，使用提前配置的試劑就可以完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，并得到預(yù)期的結(jié)果，學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性得不到充分發(fā)揮[2]。專業(yè)實(shí)習(xí)部分則只是將學(xué)生送到實(shí)習(xí)基地單位參觀和學(xué)習(xí)，很少有學(xué)生根據(jù)實(shí)習(xí)單位的實(shí)際情況，幫助解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，學(xué)生在此過程中得到的鍛煉很少。

1.2 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入不足，設(shè)備利用率低

由于食品科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的建設(shè)非常重要，但此專業(yè)在很多高校都是非重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件建設(shè)不會(huì)投入太多的經(jīng)費(fèi)和精力，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室設(shè)備使用多年而未及時(shí)更新?lián)Q代，或者隨著招生人數(shù)的增加而未增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)量，這些都導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室建設(shè)無(wú)法滿足CDIO對(duì)工程實(shí)踐場(chǎng)所的要求。工程實(shí)踐場(chǎng)所和實(shí)驗(yàn)室能支持和鼓勵(lì)學(xué)生通過動(dòng)手來(lái)學(xué)習(xí)產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的建造，學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和社會(huì)經(jīng)驗(yàn)[3]，這是CDIO教育模式的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

1.3 實(shí)驗(yàn)室人員配備結(jié)構(gòu)不合理

高校實(shí)驗(yàn)室管理人員屬于教學(xué)輔助人員，具有高學(xué)歷、強(qiáng)科研背景的技術(shù)人員非常少，甚至有些實(shí)驗(yàn)室人員缺乏專業(yè)背景，這些都導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室人員地位不高，待遇也遠(yuǎn)不如教師系列崗位。實(shí)驗(yàn)室開放導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室管理難度增加，實(shí)驗(yàn)人員的工作量和工作時(shí)間也大大增加，此外實(shí)驗(yàn)人員激勵(lì)津貼制度建立不夠全面、人員配備不足等問題都影響著實(shí)驗(yàn)室人員的工作積極性[4]。

2 基于CDIO理念的食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革措施

食品科學(xué)與工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室開放與運(yùn)行管理，以CDIO工程教育理念為依據(jù)，從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室開放模式、實(shí)驗(yàn)室開放的管理改進(jìn)、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)以及基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化等方面進(jìn)行了研究與實(shí)踐。

2.1 以CDIO模式為依據(jù)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室開放模式

實(shí)驗(yàn)室開放模式既要根據(jù)CDIO工程教學(xué)模式的需要，又要立足于本專業(yè)實(shí)際，同時(shí)還要考慮學(xué)生的具體情況，確保實(shí)驗(yàn)室開放模式的可行性。① 教學(xué)計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放模式。教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放是指對(duì)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目進(jìn)行開放，學(xué)生利用課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)提出要求，目的在于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。②綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開放模式。結(jié)合學(xué)科發(fā)展，指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)一系列難度適中、符合學(xué)生實(shí)際水平的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自主選題（如利用新型原料制作功能性食品、優(yōu)化食品中某成分的提取工藝及生物活性測(cè)定等）。通過此類型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，為將來(lái)從事科研項(xiàng)目工作打下基礎(chǔ)。③學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目開放模式。這種模式不僅能使學(xué)生熟悉從事科研項(xiàng)目的一般流程，也掌握了一定的知識(shí)和方法，鍛煉了科研思維，為今后的工作和學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)[5]。④學(xué)生參與科技活動(dòng)開放模式。主要是針對(duì)參加科技活動(dòng)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開放，如“生物化學(xué)設(shè)計(jì)大賽”和“挑戰(zhàn)杯”等校外科技活動(dòng)。通過競(jìng)賽充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和自主研發(fā)能力。

2.2 開放實(shí)驗(yàn)室的管理方法改進(jìn)

向?qū)W生公布實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間，學(xué)生可根據(jù)自己的實(shí)際情況向指導(dǎo)老師預(yù)約開放時(shí)間，并確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)實(shí)施的相關(guān)細(xì)節(jié)。實(shí)驗(yàn)室安全是開放管理的重中之重。開展實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生必須接受實(shí)驗(yàn)室安全教育，以免發(fā)生意外。使實(shí)驗(yàn)室安全教育常態(tài)化，安排專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師或?qū)嶒?yàn)室管理人員定期開展實(shí)驗(yàn)室安全及大型儀器使用方面的培訓(xùn)和講座，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生必須遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)安全管理制度和準(zhǔn)則，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)。定期檢查實(shí)驗(yàn)室安全情況，由實(shí)驗(yàn)室專任教師、實(shí)驗(yàn)管理人員及部分學(xué)生共同參與實(shí)驗(yàn)室安全的管理與監(jiān)督，責(zé)權(quán)到人，分工明確[6]。實(shí)行預(yù)約制度，保證開放實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量。學(xué)生輪流使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，提高儀器設(shè)備的利用率。使用大型儀器設(shè)備前，采取“老生帶新生”或定期培訓(xùn)的方式，使學(xué)生熟悉掌握儀器設(shè)備的操作流程、注意事項(xiàng)、應(yīng)急操作等。在CDIO工程教育模式下，需要建立健全考核機(jī)制，對(duì)實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行科學(xué)考核，是發(fā)揮潛能和調(diào)動(dòng)工作積極性的有效手段。制定一些適合學(xué)生的激勵(lì)措施，激發(fā)學(xué)生的興趣。

2.3 基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化

根據(jù)CDIO模式，實(shí)踐過程需經(jīng)歷構(gòu)思階段、設(shè)計(jì)階段、實(shí)施階段和運(yùn)行階段，而這4個(gè)階段對(duì)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施和功能要求也各有不同。構(gòu)思階段，學(xué)生主要處于思考構(gòu)思和文獻(xiàn)查閱過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備不高，一般教學(xué)設(shè)備基本可以滿足；設(shè)計(jì)階段，學(xué)生的交流和討論較多，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的開放性要求較高，學(xué)生在此階段與小組成員和指導(dǎo)教師討論實(shí)踐細(xì)節(jié)、相互交流、反復(fù)修改方案；實(shí)施階段對(duì)實(shí)驗(yàn)室要求最高，各小組根據(jù)已形成的方案實(shí)施實(shí)踐，由于不同項(xiàng)目存在較大差異，此階段應(yīng)更注重靈活性、安全性、專業(yè)性和實(shí)用性，該階段需要充足的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)備和專業(yè)設(shè)備；運(yùn)行階段為學(xué)生提供運(yùn)行產(chǎn)品的機(jī)會(huì)，可考慮與企業(yè)聯(lián)合、或模擬企業(yè)的運(yùn)行環(huán)境，從而建立接近實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品運(yùn)行過程。綜上所述，構(gòu)建專業(yè)實(shí)驗(yàn)室按照基本實(shí)驗(yàn)—綜合應(yīng)用—技能培訓(xùn)—科技創(chuàng)新—成果轉(zhuǎn)化實(shí)踐教學(xué)體系，可更有效地適應(yīng)CDIO實(shí)踐教學(xué)模式[7]。在原有實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上配置技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室，供學(xué)生掌握一些基本的操作技能；補(bǔ)充創(chuàng)新型、綜合應(yīng)用型等實(shí)驗(yàn)及儀器設(shè)備，為各層次類型的實(shí)踐教學(xué)服務(wù)。儀器設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的好壞直接影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。可采取“引進(jìn)先進(jìn)”與“改進(jìn)老舊”相結(jié)合的方式升級(jí)儀器設(shè)備配置[8]。

2.4 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)

建立一支穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，明確實(shí)驗(yàn)教師的具體職責(zé)。這支隊(duì)伍要充分認(rèn)識(shí)和理解CDIO工程教育理念的深度內(nèi)涵，并具備一定的工程實(shí)際能力。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)定期組織教師培訓(xùn)和交流，提高實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)能力，如有條件可定期派教師深入相關(guān)企業(yè)學(xué)習(xí)，以親身體驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)背景，打造一支高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

3 結(jié)語(yǔ)

筆者提出基于CDIO理念的食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室開放模式。目前，實(shí)驗(yàn)室開放還存在一些問題，如實(shí)踐教學(xué)模式單一、內(nèi)容陳舊，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入不足、設(shè)備利用率低，以及實(shí)驗(yàn)室人員配備結(jié)構(gòu)不合理等。以CDIO理念為基礎(chǔ)，從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室開放模式、實(shí)驗(yàn)室開放的管理改進(jìn)、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)以及基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化等方面提出了食品科學(xué)專業(yè)實(shí)踐改革措施。

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