新工科背景下食品專業融合創新型人才培養探索與實踐

范金波，李學鵬*，關海寧，張德福，朱力杰，勵建榮

渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心（錦州 121013）

從全球看，機器人與大數據、人工智能、5G等新興技術不斷融合，推動產業步入快速道。我國實施“中國制造2025”“中國教育現代化2035”“互聯網+”“四新”建設等國家戰略積極應對。由于中美貿易摩擦和新冠肺炎疫情的影響，面對新一輪科技革命和產業變革，我國高等教育亟需積極識變、應變，打造升級版。我國自2016年加入《華盛頓協議》以來，新工科建設經過“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等進入再深化、再拓展、再突破、百花齊放階段。教育部高等教育司司長吳巖[1]指出“新工科應勇立潮頭、賦能未來，做好理論先鋒、標準先鋒、方法先鋒和實踐先鋒，在高等教育變革中起領跑作用”。面向2035年國家經濟社會發展需求，對我國高等教育的挑戰，支撐服務以新技術、新業態、新產業、新模式為特點的新經濟蓬勃發展，高校必須深化教育教學改革，立足于培養人才的供給側，著力創新人才培養模式，深化學科專業內涵建設，培養創新能力強、適應經濟社會發展的高質量工程技術人才[2]。

1 融合創新應用型人才的提出

1.1 新工科建設工程教育發展方向

世界經濟論壇創始人兼執行主席克勞斯·施瓦布在其新作《第四次工業革命》中指出，第四次工業革命以新技術的涌現為特點，將不斷融合物理、數字與生物世界的界限，對世界上所有學科、經濟體與行業產生重大影響，甚至撼動人類對自我的認知[3]。曾勇[4]認為“新冠疫情防控催生科技與工程教育發展新機遇，多學科多領域的交叉融合進一步深化，跨界成為創新的必然”。從疫情防控、數據監測分析、病毒溯源和疫情預判等方面都充分體現交叉融合的重要作用。因此，對新時代高等工程教育提出新的要求，新工程教育的“新”體現的是融合創新，跨界交叉融合將是新工程人才培養的必然要求。

1.2 區域經濟社會發展戰略需求

食品工業作為我國第一大產業，也是關乎民生的產業，然而與世界先進水平相比，食品產業仍然是大而不強，在自主創新、產業結構、質量效益等方面差距明顯，轉型升級和跨越發展的任務緊迫而艱巨，迫切需要高層次應用型食品專業人才的支撐。但遼寧等省的地方高校食品專業普遍存在原有教育教學模式培養的人才變通性差、順適性弱，跟不上產業的迅速變革，存在產教脫節、對區域經濟發展和產業轉型升級支撐乏力等問題，畢業生工程實踐能力差、創新能力弱，創新融合性人才匱乏、難以滿足產業和社會需求。在“新工科”建設中，眾多的地方本科院校需合理定位，錯位發展，充分利用地方資源，發揮自身優勢，培養服務區域經濟發展的應用型人才[5]。在這種情況下，只有回歸工程化人才培養的初衷，強化以創新能力、實踐能力為核心的學生勝任力培養，不斷深化學科專業內涵建設，才能滿足對口產業轉型升級需要和相關新興產業的發展需求[2]。

1.3 新工科人才的核心素養

新工科教育目的是培養適應甚至引領工程發展方向的人才，人才核心素養結構是目前研究的熱點。王世斌等[6]構建“四個維度、十六項要素”的新工科人才核心素養金字塔模型，包括關鍵品性、通用能力、專門能力和工程能力四維度，科學、技術、工程、數學、多學科、跨學科、集成設計創新等十六要素，強調新工科教育要堅持以立德樹人為根本，培養學生深度學習能力，注重交叉學科和系統思維鍛煉，開展互動式、情境式和實踐教育，使學生能夠綜合運用系統思維和創新實踐能力解決復雜工程問題。李拓宇等[7]研究認為新工科人才應該具備專業基礎能力、實踐動手能力、系統思維能力（跨界融合能力、跨學科思維能力、工程領導能力等）、工程創新能力、主動學習能力這五方面的能力。新工業革命給工程教育帶來綜合性、復雜性和不確定性等挑戰，對工程人才培養提出了跨界融合、合作創新等要求[8]。因此，在新工科背景下，專業人才的培養勢必由原應用型人才轉為培養應用創新型的多科融合人才。

2 食品專業融合創新型人才培養模式總體思路

渤海大學食品科學與工程專業面向供給側改革的需要，緊跟工程教育改革步伐，以教育部第二批新工科研究與實踐項目為契機，在實踐中不斷探索新工科背景下基于融合創新能力提升的食品專業應用型人才培養模式改革。

2.1 培養模式核心內容

以新工科建設為引領，樹立“產教融合、協同育人”的根本理念，優化人才培養方案，突出創新和實踐教育；搭建“教學科研協同育人和校地校企協同育人”兩大核心平臺，多方位培養知識、能力和素養；以“實踐教學、科研訓練、雙創大賽”為重要抓手，構建“學-研-創”三位一體實踐教學體系，全面提升學生的實踐技能和創新能力；構建“師資隊伍+課程體系+教學方法+質量保障”四維互動、深度協同機制，全面提升專業基礎能力、實踐能力、創新能力和自主學習能力。如圖1所示。

圖1 食品科學與工程專業融合創新型人才培養模式

2.2 培養模式需解決的主要問題

依據工程教育和協同育人理念，動態調整培養方案，增加工程實踐環節，通過“學-研-創”三位一體實踐訓練，解決學生工程實踐能力差的問題；通過搭建教學科研協同育人平臺和校地校企協同育人平臺，解決實踐教學資源不足的問題；依托校地校企協同育人平臺，實現產教深度融合、學生零距離上崗就業，解決學生行業素質差和適應性不強的問題；通過上述改革，全面提升工程創新能力、跨界思維能力和自主學習能力，解決學生創新融合能力弱的問題。

3 食品專業融合創新型人才培養探索

3.1 樹立一個根本理念

理念是行動的先導，現有專業開展“新工科”建設必須秉持先進的工程教育理念。以社會需求為導向，以新工科建設為引領，樹立“產教融合、協同育人”的根本理念，優化人才培養方案實現多學科交叉融合，增加工程設計理論教學與工程實踐環節，通過加強創新教育和工程教育，提高學生以工程創新能力、跨界思維能力和自主深度學習能力為特點的創新融合能力。整合教育教學資源，打造“政、校、行、企”協同育人模式，培養德、智、體、美、勞全面發展的，面向新工科的創新應用型高層次食品工程人才。如圖2所示。

圖2 樹立“產教融合、協同育人”根本理念

3.2 搭建兩大協同育人平臺

依托國家級、省部級教學科研和學科專業平臺，搭建“教學科研協同育人平臺”，利用科研資源彌補實踐教學條件，以科研成果促進教學內容優化，實現科教融合、協同育人。

依托遼寧省生鮮食品產業學院、省食品產業校企聯盟等，打造“政校行企協同育人平臺”，實現產教融合、協同育人。強化實踐訓練、職業素養訓練，提升實踐能力、創新能力和職業勝任能力，實現零距離上崗就業。如圖3所示。

圖3 搭建兩大協同育人平臺

3.3 構建三位一體實踐教學體系

構建校內實習與企業實踐相結合的實踐教學模式，以實踐教學、科研訓練、雙創大賽為重要抓手，構建“學-研-創”三位一體實踐教學體系，實現理論教學與實踐教學的緊密結合，全面提升學生的專業知識、實踐技能和創新能力。如圖4所示。

圖4 “學-研-創”三位一體實踐教學體系

3.3.1 實踐教學

充分利用校內校外兩大協同育人平臺資源，加強開放實驗、實習實踐、工程設計、畢業設計（論文）等實踐教學訓練。

3.3.2 科研訓練

充分發揮科研項目、科研平臺優勢，引導學生大二時進入科研平臺，指導學生參與不同類型的科研項目，加強科研訓練。

3.3.3 雙創大賽

組建跨學科、專兼結合教學團隊，指導學生組建跨學科雙創團隊，創辦雙創工作室，組織遴選參加雙創大賽和學科競賽，制定《大學生創新學分管理辦法》，建立激勵和保障制度。

3.4 推進師資、課程、教法、質保四維互動、深度協同

通過“內培”（培訓、掛職、訪學、進修等）、“外引”（引進優秀博士）、“外聘”（兄弟單位和企業），建立一支“內培外引”與“專兼結合”深度協同的高水平雙師型師資隊伍。如圖5所示。

圖5 “師資隊伍、課程體系、教學方法、質量保障”四維互動機制

基于OBE理念和專業崗位要求，完善課程體系，增設跨學科課程、創新創業課程，增加實踐教學環節，實現理論知識與專業技能、理論教學與實踐教學的一體化，實現“能力本位”與“應用本位”的深度協同。

通過多方位開展教學模式與教學方法改革，注重情境式、互動式、探究式教學，大力推廣翻轉課堂和“線上+線下”混合式教學法，將虛擬仿真等現代信息技術融入教學中，實現“線上教學”與“線下教學”深度協同。

建立立體化教學監控體系，健全評教、兩級督導機制；從知識、能力、素養等多元角度進行教學效果評價，實現“質量監控”與“效果評價”深度協同。

構建“師資隊伍+課程體系+教學方法+質量保障”四維互動機制，完善協同支撐體系、促進協同發展。

4 結語

以產業需求為導向，構建食品專業“1234”協同育人模式，樹立一個根本理念，搭建兩大協同育人平臺，構建三位一體實踐教學體系，積極推進師資、課程、教法、質保四維互動、深度協同。人才培養模式實施以來，學生工程實踐能力、創新融合能力不斷強化提升，培養效果良好。近90%的用人單位認為食品科學與工程專業畢業生具有較強的工程設計能力、產品開發能力、解決復雜食品工程問題的能力。每年超過50%的學生參加國家級、省級及校級創新創業項目、專業賽事或者直接參與教師科研項目。新工科背景下食品專業人才的培養，必須結合行業、社會發展動態，調整培養目標，創新人才培養模式，以培養具有較強行業背景和工程實踐能力的創新融合型工程人才。