面向新工科的地方院校食品類專業實踐教學改革探索

張蓓 張劍 喬明武

摘 要：新工科建設引領高等教育創新變革，對工科實踐教學改革提出了新要求。本研究以河南農業大學食品類專業為例，堅持學生中心、成果導向和持續改進的工程認證理念，探索構建基礎—專業—綜合創新多維實踐體系，深化產教共頻對接產業鏈，推進科教互促互進提升科技服務能力。通過探索多元共融協同育人的工程范式實踐教學體系改革，提高學生的工程實踐能力，以培養符合食品行業需求的高素質復合型新工科人才。

關鍵詞：新工科建設；食品類專業；實踐教學

世界百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和產業創新變革的浪潮奔騰而至。無論是大數據、智能科技、納米新能源等新產業、新業態、新模式的快速孕育興起，還是鋼鐵、機電、輕工等傳統產業搭乘智能化快車轉型升級，加強現代化建設都急需大量具有實踐創新能力的新型工程科技人才。以創新驅動高質量發展，必須靠科技進步，而科技進步必須靠人才，人才必須依靠高質量的教育，高質量教育體系是教育強國的重要特征。加快建設高質量教育體系，要在推進教育數字化、信息化，全面賦能教育上下功夫，實現優質教育資源廣泛共享。新工科建設正是主動應對新一輪科技創新變革挑戰、建設高質量教育的必經之路。教育部發布的《新工科建設指南》把新工科建設作為高校深化改革創新的“催化劑”，促進我國從工程教育大國向工程教育強國邁進。國家教育部高教司司長吳巖指出，在全球高等工程教育變革中我國工程教育認證要與全球同頻共振，從華盛頓協議成員國的等效實質階段（1.0版）進階到參與國際治理、貢獻中國方案的創新領跑階段（2.0版）。

食品專業是關系國計民生的復合應用型特色工科專業。各高校工科專業的認證工作已大力開展，截至2022年1月，我國已有64個食品類專業通過工程教育認證。2005年河南農業大學食品科學技術學院正式成立，現開設有食品科學與工程、食品質量與安全、食品營養與檢驗教育和食品營養與健康4個本科專業。其中，食品科學與工程專業于2019年被教育部評定為國家級一流專業，并于2022年通過專業認證考察成為河南農業大學首個通過工程認證的專業。工程教育專業認證堅持“學生中心、成果導向（OBE）與持續改進”三大基本理念，并將培養學生解決復雜工程問題的能力放在突出位置。面對當前國際復雜的新型工程環境和大學生普遍動手能力較差的狀況，如何有效培養大學生解決復雜工程問題的能力，已經成為新工科建設的重點問題。一方面，新工科背景下食品工業耦合“工業4.0”對食品專業教育的增值提效提出更高的要求；另一方面，食品類專業仍存在實踐教學體系薄弱、工程能力欠缺、與行業企業需求脫節等問題。因此，新工科建設背景下食品類專業實踐教學體系的工程性、實踐性和創新性的回歸迫在眉睫。課題組以河南農業大學食品科學技術學院為例，研究構建產教研多方協同、深度融合的多維實踐教學體系改革策略，以期培養工程實踐能力強、綜合素質高的復合型新工科人才。

一、對接新工科構建循序漸進的階梯式實踐教學體系，實踐教育回歸工程范式

（一）以工程認證為導向，完善基礎—專業—綜合創新多維實踐體系

對接新工科建設體系要以學科專業為支撐，以培養工程實踐能力為主線，落實OBE理念由“專業導向”向“成果導向”轉變，抓好“兩個統籌”（第一、第二課堂和理論、實踐教學），構建實踐教學內容與環節層次科學合理的階梯式教學體系。課題組所在學院根據工程教育認證通用標準和補充標準，結合食品行業專家意見與行業需求，分階段分層次開展各種形式的實踐教學活動，逐步完善“從理論到實踐、從驗證到創新、從設計到工程”，形成基礎實踐—專業實踐—綜合創新實踐階梯式的三層次實踐教學體系。其中，基礎實踐包含基礎課程實踐和現代工程內核，側重于學習理化基本實驗技能，以培養學生的基本工科素質；專業實踐包含深度工程學科和專業研究經歷，側重于學習食品專業課程實踐、課程實習等，以培養專業工程素質；綜合創新實踐包含深度專業實踐和綜合創新設計，側重于完成畢業設計、學科競賽、社會實踐等，以培養實踐創新人才素質，增強學生解決復雜工程問題的能力，從而獲得從事食品領域相關研究的初步能力。工程的實踐性決定了工程教育的實踐性，工程教育必須要回歸工程導向的實踐本位，要求從科學范式回歸工程范式。工程范式下符合專業認證要求的工程教育體系要體現教學結構的綜合模式，以OBE理念為導向優化實驗教學項目，增加以實踐為主的工程類課程比例，優化減少驗證實驗，增加綜合設計類實驗項目占比等，構建與職業需求對接的工程人才培養體系。

（二）推進智能+教育融合的信息化教學新技術，優化實踐教學形式與內容

目前，信息智能與教學融合的新技術有效解決了實踐教學中諸多做不了、做不到、做不好的問題。按照“以實為體、以虛強實、能實不虛、虛實結合”的原則，采用線上+線下融合、翻轉課堂、虛擬仿真等多種數字信息化教學方式開展實踐教學。課題組所在學院大力開展在線開放課程建設，依托超星學習通、中國大學MOOC等互聯網+教學平臺，豐富實踐教學資源共享開放。目前，已有食品機械與設備課程、食品分析與檢驗課程、食品毒理學課程建設成省級精品在線開放課程并取得良好效果。課題組不斷優化實驗內容，錄制詳細的實驗項目視頻上傳網絡平臺供學生反復觀看，有效推進了實驗、輔導、交流的網絡互動。為進一步推進教學信息智能化、優化教學資源，課題組所在學院積極申報河南省教育廳建設的高校虛擬仿真實驗教學系列項目，與各高校共建食品科學與工程類虛擬仿真實驗中心，促進實踐教學資源共享開放，豐富了教學資源。學院與行業企業、高校等共建畜產品加工虛擬仿真實驗教學課程群和食品工程虛擬教研室，教師積極開展線上研討，集思廣益共商教學，為實踐教學提供有力支撐。近年，課題組所在學院申報建設有食品中脂類物質劣變評價虛擬仿真實驗（河南省示范性虛擬仿真實驗項目）、液態奶生產、火腿腸加工等省級虛擬仿真實驗項目，學生沉浸在全三維感知的場景中進行操作實驗，有效提升了學習興趣，加深了對專業知識的理解和應用。同時，避免了實驗風險，拓展了實踐教學的深度和廣度，提高了實踐教學效果。

二、產教同頻實施靈活多樣的協同育人實踐教學，推進新工科人才培養鏈與產業鏈對接

（一）多元共融搭建產教融合的校內外協同育人實踐體系

新工科背景下強調以行業需求為牽引，以成果為導向，構建產、學、研、轉、創、用的深度融合實踐模式。依托河南作為糧食大省、人口大省的特色行業優勢，課題組所在學院搭建產教共頻的校內外協同育人實踐平臺，努力推進新工科人才培養鏈與食品產業鏈有效對接。一方面，與政府等相關部門建立良好的戰略合作，爭取更多的“陽光雨露”式新資源。在各級政府和學校政策的大力支持下，通過增加建設經費投入，更新、添置實驗室配套儀器設備，改善校內實踐教學條件等，學院先后建成省級實驗教學示范中心、農業農村部大宗糧食加工重點實驗室等7個省部級科研平臺，農產品加工與質量檢測控制工程技術研究中心、鄭州市營養與健康食品重點實驗室等7個市廳級科研平臺。另一方面，學院積極與行業企業對接建立伙伴關系，深化產教融合，增強內外聯動新動力。根據“共同建設、資源共享、合作發展、互利共贏”的基本原則，已與河南雙匯投資發展有限公司、益海嘉里（鄭州）食品工業有限公司、鄭州千味央廚食品股份有限公司等20余家行業影響大、熱衷教育事業的食品類企業共建實習基地，為學生開展項目訓練、畢業設計等提供良好的實踐平臺，有效對接農業和食品行業人才需求。此外，學院與好想你公司共建現代食品加工與營養安全產業學院，企業為學生提供實踐培訓交流平臺，設置“2.5+1.5”學期教學模式，鼓勵學生留企工作，實現“訂單式”培養。

（二）深化產教融合，行企協同全面共管提高實踐教學質量

目前，各高校開展校企合作中尚存在經驗不足，管理、安全、運行機制不完善等諸多問題，作為主要受益方的高校更需要積極溝通協調，以點帶面逐步推進。課題組所在學院主動完成實踐教學中協調和學生管理工作，并將培養目標與行業人才儲備標準相契合，結合企業實際需要共商計劃、共組師資、共管過程、共推質量。在教學大綱制訂過程中，邀請食品行業專家、技術骨干人員全面參與、密切結合生產規范、分門別類、統籌細化實踐教學內容。學院舉辦企業家進課堂系列活動，分別邀請鄭州中糧科研設計院有限公司、鄭州金苑面業有限公司、荷美爾食品公司等技術骨干提前對學生進行線上線下的生產實習培訓，著重強調實習和生產中的安全操作、高發風險點、易發事故及相應的安全防范措施，推進實踐安全教育常態化，順利完成食品類專業的生產實習環節，保持校企合作穩定持久運行。實習期間推行雙導師制，由院企指導教師共同負責管理與指導，鄭州統一企業有限公司、鄭州思念食品有限公司等校外導師為實習學生做畢業設計指導和詳細答疑，把課堂搬到企業更加貼近行業實際，使學生將專業知識與實踐有效結合，從而增強了學生的工程認知和實踐能力。

三、探索構建教學科研互促共進的實踐教學體系，提升科技服務能力

（一）教研互促把科研學科資源優勢轉化為教學資源優勢

課題組所在學院依托特色平臺形成以“畜產品加工”“速凍食品加工”為優勢，“營養與安全”“糧油加工”“果蔬加工”協調壯大發展的科研團隊，科教融合以教學帶動科研，科研反哺教學，為實踐創新能力培養提供堅實保障。教師重視科研成果立足學科前沿，將應用型科研項目和重要成果融入實驗設計項目，轉化為“活教材”，開拓學生視野。依托學院工程實踐教學平臺，鼓勵學生參加科研創新活動，將科研項目轉化為大學生科技立項。近年，學院積極組織申報國家級省級大創項目、中國國際“互聯網+”創新創業大賽、校級開放實驗室項目等共計30余項并取得多項成果榮譽。在2022年“挑戰杯”河南省大學生創業計劃競賽中，學院參賽項目“創安—用噬菌體守護人類健康”“惜源—構建農林廢棄物綜合利用新模式”均獲得金獎，“智檢—仿生酶即視化便攜快檢領航者”獲得銅獎，在第八屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽中共榮獲3項一等獎。項目執行中，學生積極參與項目申報、答辯、實施及文章撰寫等環節，在實踐中學習科研思路、科研方法，培養了分析問題、解決問題的能力。研究表明，科研參與次數多的學生，認知能力和社會性能力的自我評估更高。把畢業論文選題與教師科研課題、食品行業實際需求密切結合，特別是由企業提供產業化項目作為畢業設計，有效解決了學生理論知識結構能力與產業需求脫節的問題。同時，學生在工程實踐中學習工程職業道德和規范，提高了崗位適應能力。

（二）產學研合作大力提升科技服務能力

積極開展產學研合作，學院組織安排教師作為博士服務團、科技特派員等到企業掛職學習，與各地市企業深度開展科技服務工作，提高科技服務企業能力。先后與多家企業簽署橫向課題合作協議，將企業實際需求融入科研，從而把科研成果應用到生產一線和市場，服務地方經濟社會發展。疫情期間，學院科技特派員教師第一時間開通了名為“鄉村振興我來開講”的視頻號，大力開展線上科技應急服務，積極研究解決對策。目前已有近千人關注，視頻總觀看次數超10萬次，受到了社會廣泛關注和好評。這不但有利于教師積極開展科學技術研究，深入行業一線，而且能夠把食品行業熱點難點問題和科研思路轉化為生動形象的實踐教學內容，給學生提供專業實踐平臺。院企雙方著力拓展合作領域，共同探索實踐創新機制，推進科技成果轉化，實現雙方共贏。通過企業和學生服務社會能力的反饋，指導食品類專業工程人才建設，不斷完善實踐教學。

課題組通過構建產教研多方協同、深度融合的循序漸進的多維實踐教學體系，努力培養工程實踐能力強、綜合素質高的復合型新工科人才。但新工科建設是一項復雜的全局性系統工程，培養解決復雜工程問題的能力也不可能一蹴而就，需要政府、產業行業和高校各方協同，需要自上而下的通力合作。我們仍需要堅持不懈的研究、實踐、積累經驗，繼續優化實踐教學體制機制，把社會資源轉化為教學資源和育人資源，并從改革創新培養模式、強化實踐環節、優化師資隊伍、完善評價管理機制等方面采取綜合措施，打造“真刀真槍”的實踐教學體系。

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責編：應 圖

基金項目：河南農業大學教師專項能力提升計劃（編號：21XM0227）；河南農業大學虛擬教研室建設項目（編號：21XM0254）

作者簡介：張蓓（1989— ），女，河南農業大學食品科學技術學院實驗師，中心實驗室副主任，研究方向為食品工程；（通訊作者）張劍（1973— ），男，河南農業大學食品科學技術學院教授，研究方向為食品科學與工程；喬明武（1979— ），男，河南農業大學食品科學技術學院高級實驗師，中心實驗室主任，研究方向為食品科學。