新工科背景下糧食工程專業教學的改革創新研究

劉 潔，溫紀平，劉，郭 嘉，劉亞偉

（河南工業大學糧油食品學院，食品科學國家級實驗教學示范中心，河南鄭州 450001）

1 糧食工程專業教學的現狀分析

1.1 糧食工程人才的知識體系和格局被窄化

新工科包含“繼承+創新”“交叉+融合”“協調+共享”3層涵義。人才培養的規格致力于構建多維知識與能力結構，為技術創新、科技發明和自主知識產權獲得提供高素質創新工程人才儲備[1]。根據《糧食工程專業教學質量國家標準》[2]，糧食工程專業具有工科人才培養的顯著特征，實踐性、綜合性、經濟性和創新性[3]。從高考中普遍實行的文理分科考試，到大學專業的學歷文憑，學習逐步呈現狹窄化、專業化的傾向，注重實用，學生只對“糊口”專業的知識、技能感興趣；另一方面，很多優秀的教師被專業化的學術所吸引，越來越專注于自己學科的狹窄空間，將科研擺在優先地位，只將部分時間用于教學，使得學生所學知識局限于狹窄的單一學科領域，工程人才知識體系和格局被窄化。

糧食工程專業的課程結構雖然在近年來持續的教學改革中不斷增加了通識教育，但是由于受學時所限，學生的知識體系和格局未能跟得上市場需求跨學科、綜合化的發展，以及我國經濟轉型和產業升級。伴隨著人工智能、智能制造、云計算、大數據、物聯網、區塊鏈、虛擬現實等新一代信息技術的突破性發展，全球制造產業迎來了新的科技革命和產業革命。新工科既要為新興產業服務，也要為傳統工科的升級服務。目前，我國糧食工程專業的設置和課程體系的構建仍然帶著傳統工業時代的烙印。因此，亟需將課程知識體系和教學方法進行更新，實現知識結構與市場需求的有效匹配。

1.2人才培養模式要適應新時代人才需求

為落實黨中央、國務院關于實施人才強國戰略、深化人才發展體制機制改革的決策部署，“人才興糧”戰略對糧食行業專業人才提出了更高的要求。2019年6月的全國加快推進糧食產業經濟發展第三次現場經驗交流會透露，2018年全國各類涉糧企業實際加工轉化糧食5.5億t，年工業總產值突破3萬億元，糧食加工轉化率達到83%[4]。2019年10月14日國家糧食和物資儲備局局長張務鋒曾表示，我國近年來糧食產量高、庫存充足，市場供應和糧食價格穩，保障和調控能力強，正處在歷史糧食安全形勢最好的時期[5]。因而新時代糧食產業的建設和發展——現代化糧食產業體系的構建和實現糧食產業強國，對人才的培養提出了新的要求。

1.3 評價體系亟需創新

目前，對糧食工程專業的評價仍以學科評估及本科教學工作水平評估為主，對改善教學模式的影響有限。教師對學生的評價也存在單一化、數量化的傾向，以學生為中心的個性化教學成果的反饋和評價方法仍然需要探索和實踐。對學生以考試為主要形式的考核及評價，必將限制糧食工程專業的升級及其內涵的拓展。

2 糧食工程專業教學改革創新的意義

建設與發展新工科是全力探索形成領跑全球工程教育的中國模式和中國經驗，助力高等教育強國建設。國家重大戰略需求是工程教育改革創新的重要起點；深化高等工程教育改革在人才培養、科學研究中有重要的使命擔當；創新驅動是許多國家謀求競爭優勢的核心戰略；新工科建設遵循工程教育的發展規律和工程創新人才發展規律[6]。因此，新工科更加強調主動塑造世界，主動肩負起造福人類、塑造未來的使命責任，探索不斷變化的未知。

新工科背景下，《糧食工程專業教學質量國家標準》提出了學術與應用復合型人才培養目標。糧食工程專業人才培養模式改革勢在必行。由于糧食產業發展不平衡導致的人才需求復雜多樣，需要多元化人才培養結構；根據未來糧食工程人才要求，建立以變化需求為導向、以產業調整為依據的工程教育升級；我國未來的工程人才培養標準強調家國情懷、創新創業、跨學科交叉融合、評判性思維、全球視野、自主終身學習、溝通與協商、工程領導力、環境和可持續發展、素質素養的核心素養[6]。因此，立足糧食加工行業發展現狀，以強烈的目標導向與問題導向，不斷優化教學內容和教學模式，加強糧食工程專業建設，培養糧食工程領域的復合型人才十分重要。

3 糧食工程專業教學改革創新的方法

糧食工程專業教學需要面向當前和未來糧食加工產業發展急需，主動優化學科專業布局，促進糧食工程專業與其他學科的交叉融合，積極拓展糧食工程專業的內涵和建設重點，培養具有創新能力和適應未來變化能力的工程科技人才，服務糧食產業轉型升級，加快推進我國糧食產業強國的建設和發展。

3.1 轉變教學理念

教師和學生是工程教育教學活動的兩大主體，他們之間的深度互動是根本。以基于成果導向教育的工程教育專業認證的要求為參考，加快建設和發展新工科，需要從學科導向向目標導向轉變，從教師中心向學生中心轉變，從質量監控向持續改進轉變。遵循反向設計的原則，以學生為中心，改革教學方法和考核方式，盡可能地引導學生主動學習、主動實踐，鼓勵和啟發學生求是、求真、求業，讓學生更好地成為自己，從而培養創新創業人才。工程教育的重要特征之一是“動手”，以及“腦”“心”“口”的聯動過程，也是能力不斷提升的過程，更是興趣不斷濃郁的過程[3]。因此，以“動手”為核心的實踐教學是糧食工程專業教學改革創新的重點，以充分激發師生的活力、創新力和創造力。

3.2 創新教學方法

伴隨著信息技術和網絡技術的普及與飛速發展，學生對知識的獲取途徑更加便捷和豐富，但是學生的學習動力、注意力變成了稀缺資源。因此，現代的教學方法必須融合線下與線上兩個空間，將信息技術深度融合到教學方法中，提高教學效率和效益：“異時異地+”“隨時隨地+”“線上空間+”“私播課”+翻轉課堂，從根本上撼動“單向灌輸”的陳年陋習。構建以學習者為中心的教育生態；探索以“動手”為核心的實踐類課程設置、考核評價、持續改進等教學管理制度，實現學生掌握學習的主動權，學生自主選擇學習時間和地點，在教師的引導下控制學習內容與進度，解放教師的同時滿足學生個性化的學習需要，實現自主互助的探究式主動學習模式。

3.3 提升工程創新

新工科的內涵應在于提高學生適應變化能力與工程創新能力。激發學生的創新熱情，提供創新動力的氛圍及創新能力的軟硬件，可以從改善教育環境、優化教育設施、變革教育模式入手，提升學生的創新素養。具體到糧食工程專業的學生，設立讓學生自主動手的“糧食工坊”，從知識為先轉向能力為要，以工藝課程為試點，將對應的課程設計、實習、實訓的內容，以糧食智造為方向，學生自擬題目，完成課題的設計、實施和成果呈現，對學生進步程度的評估由其技能掌握程度而非聽課時長來決定。將試點課程的模式和經驗進行總結和分享，應用在糧食工程專業中其他課程，導師按樹式模型將此模式進一步深入發展，超級節點的負責人在固定時間不斷總結改革過程中的成敗得失，并對提出新的改進方案進行互動，以實現持續改進。這一架構在維護質量控制的關系網中，實現直接的可追溯性。

“糧食工坊”模式綜合了傳統的多個實踐教學環節，既可借鑒以前的經驗，又可克服單個實踐教學環節的弊端，整合與優化教學資源，像互聯網一樣聯結學習網絡的眾多節點，并且各節點之間互為發展基礎。糧食工程專業特有的、豐富的實踐教學資源，可實現多元主體助力“糧食工坊”的健康良性發展，深化產學研合作，是新工科落地的有效途徑之一。

4 糧食工程專業教學改革創新的特點

在教學改革中導師以樹式模型建立學習網絡，引導學生悟道、求業、生惑的過程中，以學生為中心，逐步培養學生的適應能力、變通能力、創新能力，是新工科實現落地的有效途徑。糧食工程專業利用豐富的實踐教學資源，使得學生在完成“糧食工坊”的任務過程中，可貫通整個糧食加工知識體系，培養大工程觀，實現DIY（do it yourself）到DIT（do it together） 的轉變，構建群策群力的團隊合作模式。學生完成“糧食工坊”的任務過程中所獲得的能力具有可持續性，畢業后能更好地服務于行業和國家戰略發展。