融合新工科內涵的食品科學與工程專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”課程建設

程金生 萬維宏

（韶關學院英東食品科學與工程學院 廣東·韶關 512005）

1 研究背景及意義

黨的十八大以來，習近平總書記多次指出，未來幾十年，新一輪科技革命和產業(yè)變革將同我國加快轉變經(jīng)濟發(fā)展形成歷史性交匯，[1]工程在社會中的作用日益凸顯，工程科技進步已顯著成為推動人類社會發(fā)展的重要推動力。[2]這為工程教育創(chuàng)新變革帶來了重大機遇，但這一機遇不再是簡單的擴大規(guī)模、增加專業(yè)的傳統(tǒng)機遇，而是倒逼我們反思工程教育、建設“新工科”（Emerging Engineering Education：3E）的新機遇[3-6]（見圖1）。

2017 年5 月25 日，廣東省教育廳在華南理工大學召開廣東特色新工科發(fā)展模式研討會，推動新工科建設，為廣東創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略提供人才支持，吹響了廣東新工科建設的號角。[7]

整體而言，“新工科”是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向（圖1）。“新工科”的內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，具有戰(zhàn)略型、創(chuàng)新性、系統(tǒng)化、開放式的特征。“新工科”建設將階段推進，需要重點把握學與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化三個任務。[8]

“現(xiàn)代儀器分析”在食品科學與工程、環(huán)境工程等工科專業(yè)中屬于專業(yè)基礎課程，在相關專業(yè)“新工科”人才培養(yǎng)中同樣扮演中重要角色。作為課程體系的一份子，加強“新工科”形勢下“現(xiàn)代儀器分析”課程規(guī)律及課程體系研究，積極實施教學新模式探索，以新的理念、新的要求、新的途徑加快“現(xiàn)代儀器分析”教學改革，為“新工科”形勢下食品加工、食品檢測等產業(yè)領域新技術、新產業(yè)、新經(jīng)濟培養(yǎng)專門人才。

2 現(xiàn)狀分析

圖1 國內工程教育改革演變趨勢

以韶關學院為例，“現(xiàn)代儀器分析”是食品科學與工程、食品質量與安全、藥學、醫(yī)學檢驗以及應用化學、環(huán)境工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。按照韶關學院食品科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)定位：“培養(yǎng)適應食品產業(yè)轉型升級要求，具有寬廣知識面、良好工程素質、較強專業(yè)實踐技能水平和良好職業(yè)發(fā)展?jié)撃艿膽眯凸た迫瞬拧保瑢W生的工程素養(yǎng)和實踐能力有著很高的要求。且隨著科學技術的發(fā)展，儀器分析技術將進一步向自動化，智能化，信息化，微型化，高靈敏化，高選擇性，高分辨率方向發(fā)展。現(xiàn)代儀器分析手段和方法將進一步向在線、實時、智能化、微型化、多信息化等方面改進，為食品、藥學、環(huán)境、生物信息學、新能源材料等科學的發(fā)展提供強有力的工具和技術手段。但現(xiàn)有食品科學與工程相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”很多課堂教學均重教學技巧，采用滿堂灌式教學模式為學生輸送相關科學信息；在實驗教學環(huán)節(jié)為了避免大型貴重分析儀器損害，一般不向學生展示儀器內部結構，且通常按預先優(yōu)化了最佳條件進行操作性實驗，導致部分學生完成實驗后對儀器的工作原理和內部結構依舊不清晰。對如何選擇實驗條件，復雜樣品檢驗程序仍舊模糊，無法總結經(jīng)驗教訓，對學生創(chuàng)新能力的提高，發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力的培養(yǎng)也不利。進入企業(yè)后不經(jīng)系統(tǒng)培訓也無法快速在儀器分析領域上崗。這與我們的工程教育目標和初衷是相悖的。

除上述角度外，整體而言，韶關學院等地方本科院校現(xiàn)有食品科學與工程等專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”在工程專業(yè)人才方面還存在一些宏觀上的不適應：

一是理念不適應。當前，工程教育領域存在的一些問題與工程教育理念滯后直接相關，主要表現(xiàn)在工程教育理念與當前的變化和未來的需求不適應。例如，在現(xiàn)有韶關學院食品科學與工程等相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”教學過程中，以學生為中心、成果導向、質量持續(xù)改進的工程教育認證理念貫徹落實不到位，終身學習、個性化學習理念沒有完全融入教育過程，多學科交叉融合理念有待強化，綠色工程教育理念尚未牢固確立等。

二是人才結構不適應。現(xiàn)有韶關學院食品科學與工程等相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”國際視野工程領軍人才和拔尖人才不足，杰出工匠緊缺，具有企業(yè)經(jīng)驗的雙師雙能型人才不足，企業(yè)導師嚴重匱乏。

三是知識體系不適應。當今社會，新知識呈指數(shù)級數(shù)發(fā)展，邊緣學科、交叉學科不斷涌現(xiàn)，知識成果轉化周期縮短。但從現(xiàn)有韶關學院食品科學與工程等相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”授課內容上看，相關工程教育課程知識陳舊，與實踐和社會需求脫節(jié)；從結構上看，學科專業(yè)設置按照既有知識體系呈層級式結構，劃分過細；從機制上看，學科專業(yè)調整設置靈活性不足，滯后于食品產業(yè)發(fā)展需求。

四是培養(yǎng)模式不適應。以全球化、網(wǎng)絡化為代表的一系列顛覆性技術的發(fā)展使得教育、學習、信息共享的方式發(fā)生了變化，由此帶來了教學方法和模式、教學環(huán)境和條件以及教師的需求和結構等的不適應。與此同時，經(jīng)濟環(huán)境和社會雇主需求的變化要求食品科學與工程等相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”工程教育從單純追求學術表現(xiàn)回歸到與實踐的相關性，致力于回應、參與和解決不斷涌現(xiàn)的產業(yè)工程問題。

3 主要改革舉措

（1）建設融合“以學生為中心”“全面工程教育”“產教融合、科教協(xié)同”“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”等“新工科”內涵的新型應用型“現(xiàn)代儀器分析”新課程標準、教學大綱、知識體系、電子教案、教學設計、教學課件、試題庫，師生互動模塊等。

（2）建設融合“新工科”人才培養(yǎng)內涵的及食品科學與工程專業(yè)應用型人才培養(yǎng)目標及要求建設的新型應用型“現(xiàn)代儀器分析”在線開放課程；建設省或校規(guī)劃教材（含實驗實訓）。

（3）課程在暑期安排專門的“暑期感受性實踐或助理工程師實踐教學”模塊，以志愿報名的原則，融合英東食品科學與工程等專業(yè)“3+1”“2+2”“2+2+1”等成熟教學實踐經(jīng)驗，通過校內、校外雙導師模式，選送學生赴佛山市瓊露健康科技有限公司、韶關市興尚農科技有限公司、廣東興順佳食品科技發(fā)展有限公司等已有較好合作基礎的校外實踐基地進行暑期感受性實踐或助理工程師實踐教學，讓學生更直接地將課堂所學精密儀器檢測技術與食品工業(yè)檢測實際應用結合起來，實現(xiàn)符合“新工科”要求的食品科學與工程應用型人才的培養(yǎng)。聯(lián)合廣東興順佳食品科技發(fā)展有限公司等粵北地區(qū)規(guī)模化食品企業(yè)，緊扣食品儀器檢測手段，定期舉辦學生專業(yè)技能訓練（競賽）及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)實踐訓練等，提高學生專業(yè)技能及創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力。

（4）以學生為中心的粵北地區(qū)食品行業(yè)儀器檢測領域“新工科”人才“創(chuàng)意-創(chuàng)新-創(chuàng)業(yè)”教育體系構建；產教融合，面向粵北乃至廣東食品產業(yè)檢測領域需求的“新工科”專業(yè)改革與實踐。

（5）校企聯(lián)動，具有產學合作、科教協(xié)同、國際合作特色的應用型學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺建設；探索與澳大利亞紐卡斯爾大學等國際機構建立國際暑期短期游學（Study abroad，含儀器檢測交流）和[2+2]中澳雙校雙證（韶關學院2 年，澳大利亞紐卡斯爾大學2 年，學分互認，獲中澳雙學位）學分互認（含“現(xiàn)代儀器分析”課程）培養(yǎng)模式。

（6）與IEET國際工程教育認證接軌，建設符合“新工科”內涵、產教融合的食品科學與工程等相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”特色課程、教材體系建設；在2018 年底作為重要課程之一申請并順利通過臺灣IEET 國際工程教育認證。

圖2 初步建設的“現(xiàn)代儀器分析”在線課程截屏

（7）形成面向粵北、廣東或“紅三角”地區(qū)食品產業(yè)，融合“新工科”人才培養(yǎng)內涵，以應用型食品科學與工程人才培養(yǎng)為導向的新型“現(xiàn)代儀器分析”教學或培養(yǎng)模式教學新模式。打造真正融合的“新工科”內涵的“現(xiàn)代儀器分析”大學課程，培養(yǎng)成就具有“新工科”理念的鮮活大學學生。

4 部分建設成效（見圖2）

本課程在學校現(xiàn)有食品科學與工程等專業(yè)“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”基礎上，遵循“全面工程教育”“產教融合、科教協(xié)同”等“新工科”內涵，按照食品科學與工程應用型人才培養(yǎng)目標及要求建設的新型應用型“現(xiàn)代儀器分析”新課程標準、教學大綱、知識體系、電子教案、教學設計、教學課件、習題及試題庫、授課錄像資源庫、實驗視頻庫（含儀器實訓維護視頻）等；進一步建設融入上述信息單元的在線開放課程，在該網(wǎng)絡精品課程中，進一步優(yōu)化設計在線測試（考試）單元；在線答疑（師生互動）單元，與食品工業(yè)分析檢測緊密結合，建設符合“新工科”內涵的實驗（實訓）講義，與國際學術及前沿科技接軌的參考資源庫建設等。目前在線開放課程尚在調試優(yōu)化階段，但相關課程資源目前已預先向韶關學院英東食品科學與工程學院2017 級食品科學與工程、食品質量與安全、食品營養(yǎng)與檢驗三個專業(yè)同學180 余名學生使用，學生反饋意見是對自己的動手能力鍛煉很大，以前是被動學習，現(xiàn)在覺得學習勁頭很足，課前、課后都可以利用相關課程資源進行預習或復習，通過獲得了“新工科”思維和更多的校外實踐鍛煉機會。

本課程安排學生全程參與實驗準備，并親自動手進行全部儀器操作，讓學生就能夠更好地掌握其知識要點，另設計有暑期感受性實踐或助理工程師應用型實踐教學模塊，以志愿報名的原則，融合英東食品科學與工程“3+1”“2+2”“2+2+1”等成熟教學實踐，通過校內、校外雙導師模式，選送學生赴韶關市興尚農科技有限公司、廣東興順佳食品科技發(fā)展有限公司、東莞利民軒食品有限公司、韶關市食品藥品檢驗所、韶關市質量計量監(jiān)督檢驗所、韶關市出入境檢驗檢疫局、深圳市出入境檢驗檢疫局、SGS、廣東省質量監(jiān)督糧油檢驗站(韶關)等已有較好合作基礎的校外實踐基地進行暑期感受性實踐或助理工程師實踐教學，讓學生更直接地將課堂所學精密檢測技術與食品分析與檢測實際應用結合起來，實現(xiàn)食品科學與工程應用型人才的培養(yǎng)。該探索性教學改革實踐已實施兩屆，學生及用人單位均給予正面評價，學生在大型精密儀器在食品工業(yè)中實際操作使用方面鍛煉很大，有了比課堂或實驗室教學更深的感悟，動手能力和工程應用能力得到提升。

5 結論

本文結合作者及其教學團隊近幾年食品科學與工程等專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”課程研究與教學實踐，依據(jù)新工科要求，探討了新形勢下建設融合新工科內涵的食品科學與工程專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”課程的可行性和主要思路，積極與IEET國際工程教育認證和國際合作辦學接軌，建設符合“新工科”內涵、產教融合的食品科學與工程等相關專業(yè)“現(xiàn)代儀器分析”特色課程體系，探索實施產教融合，面向粵北乃至廣東食品產業(yè)檢測領域需求的“新工科”專業(yè)改革與實踐，培養(yǎng)適應新經(jīng)濟的創(chuàng)新型食品領域工科專門人才。