新工科建設背景下高校食品工程類專業實踐性實驗體系的構建

金曉弟，范三紅

（山西大學生命科學學院，山西太原 030006）

高等工程教育在我國高等教育中占有重要地位。深化工程教育改革、建設工程教育強國對服務和支撐我國經濟轉型升級意義重大。2017年2月20日教育部發布的《高等教育司關于開展“新工科”研究與實踐的通知》，既是對2016年6月我國工程教育專業認證體系實現國際實質等效做出的有效回應，也為高校深化工程教育改革提出了新的要求。

當前，以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟正在蓬勃發展，我國食品產業也隨之進入新的變革期[1]。無論是食品產業鏈的延伸和拓展，還是食品工程化制造的革新和應用，又或是食品安全檢測與監督管理中新技術和新模式的運用和推行，各個環節都需要優秀工程科技人才的支撐，食品新工科建設勢在必行。與傳統工科相比，“新工科”更加強調學科的實用性、交叉性與綜合性，不同學科知識的繼承與創新、交叉與融合、協調與共享。以山西大學食品科學與工程專業為例，探索在新工科建設理念和山西區域發展背景下實踐性實驗體系的構建與實踐。

山西大學生命科學學院食品工程專業成立于1999年。該專業堅持走特色辦學之路，注重產學研結合，是2007年食品科學領域唯一獲得“山西省特色重點學科資助”的重點建設學科，為山西省食品工業輸送了大批優秀人才。20年來，教學團隊根據實驗教學過程中遇到的問題，不斷調整實驗教學方法體系的內容，對長期積淀形成的優良辦學傳統、鮮明地方特色、優勢學科建設進行了凝練整合，對實驗教學體系、內容、方法和運行機制進行了改革完善，確立了以學生為中心，創新精神為核心，實踐能力為主題的創新教學理念；引入研究性教學理念，其中“實踐性實驗體系”是該專業的特色教學內容。

實踐性實驗是全部或部分實驗內容需要安排在實驗室以外，在現場實際工作中才可以完成的實驗項目，是教學計劃的重要組成部分，包括高山和海濱野外實踐實驗、企業生產設備和工藝實踐實驗、畢業實踐實驗，是培養學生科研動手能力的綜合訓練環節。通過長期的摸索實踐，山西大學食品工程專業形成了自己的實踐性實驗體系，主要包括野外實習、工廠實習、本科畢業實踐、科技競賽等4個環節。

1 野外實習是食品工程專業實踐性實驗體系的基礎環節

全國教育大會和新時代全國高等學校本科教育工作會議的召開對高校提出了面對新時代本科教育的新要求，即堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入學習貫徹落實會議精神，堅持“以本為本”，推進“四個回歸”，始終將本科教育置于中心地位。為此，學院注重頂層設計，優化人才培養體系，深化教育教學改革，加強質量文化建設，凝神聚力建設一流本科教育，全力培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。

食品工程專業學生主要學習化學、微生物學、生物化學、化工原理、食品工程學等方面的基本理論和基本知識；學習果蔬、畜禽、乳制品、糧油等食品的儲運、加工、貯藏及資源綜合利用的基本原理，進行食品工程設計、生產技術管理和科學研究等多方面的訓練。掌握生物化學、微生物學、食品化學及生理學、營養學、保藏學的基本理論和實用技術；掌握食品加工、保藏及資源綜合利用的原理和方法，具有工藝設計和設備選型的能力；掌握食品品質分析與檢驗的基本方法；具備在食品工程領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的基本能力；熟悉與食品科學與工程有關的方針、政策和法規；了解現代食品產業發展動態和應用前景。

為落實全國教育大會精神，并結合專業培養目標，山西大學食品工程專業尤其重視基礎實踐性實驗學習的安排。野外實習是專業實踐性實驗體系的基礎環節，龐泉溝自然保護區等是實習場所。野外實習這個基礎環節的設置主要目的是提升學生的專業情感，從根本上激發學生的學習興趣和專業發展動機。野外實習親近自然，直觀而富有趣味性，為學生提供了專業知識與技能學習、自然體驗和團體協作的平臺，為后續大學學習和生活做好實質性準備，從而知曉專業內涵并產生認同感。

2 工廠實習是食品工程專業實踐性實驗體系的關鍵環節

食品工程專業是一個實踐性很強的應用型專業，目的就是食品生產，而食品生產最終是在食品工廠中進行。食品工廠中加工原料有一定特殊性，并且對食品工廠中產品品質要求較高、產品品種多種多樣，以及食品工廠中原料及產品的質量檢驗、食品工廠中原料及產品的質量檢測復雜，這些知識僅僅通過課堂和小型實驗模擬遠遠不能讓學生清楚地掌握，必須要進行真正的實踐訓練[2]。

工廠實習是食品工程專業實踐性實驗體系的關鍵環節，主要包括參觀實習與生產實習。參觀實習的目的是讓學生對實習單位主體產品的生產流程、生產設備、車間布局、衛生設施等現場觀摩，不需要直接參與生產過程，其特點是可以在短時間內對多種產品的生產過程進行了解和認識，以滿足擴大專業知識面、開闊產業領域視野。生產實習是通過進入食品工廠進行生產一線上崗實訓操作，了解生產中的實際情況，同時還可根據需要介入工廠的管理層實習，達到對工廠全面、深入了解的目的[3]。長期以來，山西大學與山西汾酒股份有限公司、山西王氏醋業有限公司建立了友好合作，“釀醋工藝及設備生產實踐”是學院一項常規的本科生工廠實習項目。此外，該專業還圍繞山西特色凝練了2個專業團隊“山西特色生物資源與健康產業協同創新中心”和“山西特色谷物資源抗腫瘤功能分子研發團隊”。

同時，山西大學食品工程專業與20余家山西地方醫藥和食品企業建立合作關系：杏花村汾酒廠股份有限公司、九牛牧業公司、汾酒集團、雙合成食品有限公司、亞寶藥業集團、天下谷綠色食品公司、國信凱爾生物公司、維樂生物乳制品公司、夏普賽爾公司、水塔集團、漢波公司、吉祥齋食品公司、晉利糖果廠、山西千匯藥業有限公司、山西創隆制藥有限公司、太原衛華藥業有限公司等。其中，山西大學-汾酒集團汾酒工程研究生教育創新中心、與山西省食品研究所建立的山西省食品工程研究中心、與太原市雙合成食品有限公司建立的企業技術研發中心、與太原市吉祥齋食品有限公司建立的食品工程技術研發中心、與山西省農科院共同建立的“山西大學生物工程學院”是非常重要的實訓基地。雙方合作培養人才，擴展辦學范圍，這些基地可滿足學生實習和實踐研究的需要。

3 科技競賽是食品工程專業實踐性實驗體系的重要環節

食品產業是關系到國計民生的基礎性產業。隨著社會、經濟、科技的飛速發展，食品行業對食品工程技術人才要求不斷提高，成為食品科學與工程專業建設及課程改革的催化劑，迫切需要高校將大學生創新創業能力的培養作為重要內容。

為深化雙創教育、加強實踐教學，學院大力加強實踐教學環節，開展虛擬仿真實驗教學項目建設。實施科研訓練與大學生創新創業訓練計劃，積極組織學生參加校、省、國家三級學科競賽，特別是全國大學生生命科學創新創業大賽和“互聯網+”大學生創新創業大賽。深化雙創實踐和實訓內涵，建設創意、創新和創業的“三創融合”協同教育平臺和創客空間，全力打造雙創教育升級版。

作為地方高校，山西大學食品工程專業努力在特色資源的開發利用方面下功夫。以山西省特色資源為基礎，結合地方經濟發展需求，開展功能性食品的研發。近年來，在葡萄色素、藜麥、菊芋多糖、南瓜籽多肽等功能因子的提取與開發利用方面取得一定成果。與山西省農科院谷子研究所、太原雙合成食品有限公司、九牛私家牧業有限公司等合作，開展功能食品開發研究。例如，儀慧蘭教授團隊研制了添加藜麥漿和葡萄果皮色素的酸奶，豐富了酸奶的營養成分，并使產品具有抗氧化功能，已經申報國家發明專利；以山西省特色優勢雜糧小米為主原料，研制出一款功能性雜糧早餐粉，對解除攝入重金屬引發的肝臟、生殖系統毒性等效果很好，目前正在設法轉化推廣。

在2017年的全國大學生白酒品酒技能大賽上，2015級食品科學與工程專業本科生梁星星和胡倩楠獲得冠亞軍。2017年，在第三屆全國大學生生命科學創新創業大賽中，“小米米糠特殊醫藥食品及保健品制劑的研究及開發”項目成果獲一等獎。2018年，在第三屆全國大學生生命科學創新創業大賽中，食品工程專業本科生有8個參賽項目，其中“小米米糠活性分子抗心腦血管疾病的特殊醫藥食品制劑研發”“糖尿病相關的細胞中心體擴增的分子機制及抑制方法的研究”和“舊金山乳桿菌Ls-1001菌株在饅頭中的應用”項目成果獲得了一等獎。在第四屆“互聯網+”大學生創新創業大賽中“山西老陳醋制作的降脂醋粉”獲得了一等獎，這些科技競賽極大地激發了學生的科研興趣。

4 本科畢業實踐是食品工程專業實踐性實驗體系的檢驗環節

“新時代高教40條”中的第12條：加強學習過程管理，要求各高校加強對畢業設計（論文）選題、開題、答辯等環節的全過程管理，對形式、內容、難度進行嚴格監控，提高畢業設計（論文）質量。又根據工程教育專業認證對生物工程專業培養目標的要求，畢業設計環節應注重培養學生的創新實踐能力，即學生能夠在充分掌握專業知識的基礎上，具備創新思維能力，可以針對生物工程領域的生產實踐和生產管理中遇到的問題提出解決方案。而畢業設計環節正是鍛煉、培養和展示學生創新實踐能力的關鍵機會[4]。

在本科畢業實踐的整體環節中，畢業設計選題尤為關鍵，直接影響著畢業設計的成敗。多年來該專業突出與地方特色的生物制品優勢資源密切結合的實踐選題導向，目前該專業本科畢業實踐形成了以下幾個特色方向。

4.1 食品科學

研究食品生產、貯藏和加工利用過程中的科學問題，主要包括：①糧種資源開發與利用，包括抗性谷子、轉基因玉米、大豆種質資源的開發利用；②谷物科學與谷物功能食品研究；③食品安全生產和貯藏的理論與技術，利用山西省特色生物資源，開發對山西省地方性疾病如呼吸系統炎癥、砷中毒具有預防和干預作用的生物資源。

4.2 糧食、油脂及植物蛋白工程

以食品工藝學和營養學為基礎，結合生理、生化、食品工程和食品高新技術等多學科，開發各類功能性食品和生產新工藝。主要特色是研究小米、黑豆、蕓豆、燕麥等小雜糧中功能因子和營養保健（功能）產品的加工技術；研究采用食品新資源和天然產物開發功能食品，如老陳醋、南瓜籽、亞麻籽、花粉、啤酒花活性物質的研究；研究多肽和多糖及保健功能。

4.3 農產品加工及貯藏工程

以農產品為研究對象，以食品工藝學和食品工程原理為基礎，研究農產品貯運、加工及加工中副產品的綜合利用等基礎科學與工程技術問題。以提高食品品質為目標，根據不同農產品的特性，研究農產品貯藏、加工的理論和新技術，建立相關的安全生產和控制技術，最大限度地保持或提高產品的營養價值和安全性。

總之，通過野外實習、工廠實習、本科畢業實踐、科技競賽等組成的4個實驗環節，旨在構建一套與食品專業學科特點相聯系的、與實踐緊密結合的實踐性工程實驗體系，重點體現在實踐環節的綜合實驗上；在實踐中培養食品工程專業學生的創新能力、技術能力和解決生產實際問題的能力，激發學生對食品行業的熱情，提高學生適應“新工科”建設對高校食品工程專業人才的綜合能力培養。