新工科背景下食品科學與工程專業人才培養體系的構建

常世敏，王 釗，葉雙雙，李海芹，柴 燃，謝嬋媛，劉鳳麗

(1.河北工程大學 生命科學與食品工程學院，河北 邯鄲 056038；2.邯鄲市天然產物與功能食品開發重點實驗室，河北 邯鄲 056038；3.河北工程 大學教務處，河北 邯鄲 056038)

2021年4月19日，習近平總書記在考察清華大學時第一次提出要瞄準世界科技前沿和國家戰略需求，“推進新工科、新醫科、新農科、新文科建設，加快培養緊缺人才”。這一重要指示為培養社會緊缺的復合型創新人才指明了方向。伴隨工業4.0、工業互聯網、智能制造、物聯網、虛擬現實、元宇宙等新一輪科技革命和產業變革，迫切需要優化教育供給結構。培養復合型創新人才已成為我國實施創新驅動戰略、促進高質量發展的首要任務。食品科學類專業人才培養面臨的挑戰，主要表現在技術與產業發展快、人才培養與產業需求適應度低，實踐環節弱化等方面。必須主動適應新技術、新產業、新經濟發展的需求，探索新型食品科學類專業人才培養體系。食品科學與工程本身就是一個實踐性很強的專業，學生實踐性的培養主要依靠實驗、實訓、實習過程，理論結合實踐有助于培養學生的創新思維和應用能力。因此，為適應食品工程領域產業升級和轉型的需求，探索“新工科”背景下食品專業學生實踐教學改革顯得尤為迫切?；诖?，本研究以河北工程大學食品類專業教學改革為例，以新工科理念下對人才的需求為導向，探索構建食品科學與工程專業的人才培養體系，培養文理相融、理工并重，具有寬廣學科視野的復合型人才，以期為推動新工科背景下食品類專業人才培養提供借鑒。

1 以提升工程實踐能力為核心構建人才培養體系

1.1 持續改進人才培養目標

食品科學與工程專業是生命科學與工程科學的重要組成部分，在生命科學與工程科學之間發揮重要銜接作用。目前開設食品科學與工程專業的院校主要有工科院校、農業院校、醫學院校、綜合性院校及師范類院校，因此該專業的人才培養方向包括食品加工儲藏與運輸、食品營養安全與檢測、食品工程設計與研發、食品品質管理與監督、食品企業經營管理等。人才培養目標也不盡相同，以河北工程大學為例，食品科學與工程專業成立于2008年，是在原邯鄲農業高等?？茖W校果蔬加工、糧油加工、畜產品加工及農產品加工的基礎上成立的專業，因此該專業具有濃厚的加工特色與背景，是一門實踐性、技能性和知識儲備要求較高的學科，人才培養目標為培養具有較高的政治文化素質，掌握食品科學基礎理論、食品加工技術知識，具備食品科學與工程領域的基本知識和基本技能，能夠在食品的生產、加工與流通領域從事科學研究、產品開發、工程設計、技術管理、安全與質量控制等方面工作的高素質應用型人才。隨著新工科理念的深入，對食品科學與工程專業的人才培養目標提出了新的要求，主要是突出新工科理念中“培養創新能力，鼓勵實踐創新”及“培養實踐能力，注重實踐操作”等內涵，食品類專業作為一門應用型學科，如何深入融合地方是專業發展面臨急需思索的重大命題。因此在本研究中圍繞提升食品科學與工程專業人才的工程實踐能力，持續改進該專業人才培養目標，主要是培養具備食品科學與工程領域的基礎理論、專業知識和技能人才，培養具有求真務實、實踐創新、精益求精的“工匠精神”的人才，以及能夠在食品生產、流通、研究、貿易等部門從事食品相關的技術開發、工程設計、品質控制、科學研究、檢驗檢疫等方面工作的人才[10]。

1.2 設置專業核心課程

新時代專業核心課程體系建設，不僅在于崗位導向性的課程設置，更重要在于提升食品科學與工程專業人才的創新能力與實踐能力[11]。在持續改進該專業才培養目標的基礎上，對該專業的課程體系進行創新改革，按照人才培養方案制訂原則和相關標準，以強化學生工程實踐能力和創新能力為核心，重構模塊化課程體系和教學內容，注重適應新經濟和學科專業建設需求，注重工程基礎和專業知識相結合，增加實踐類課程比重，設置專業核心課程。建設3個課程矩陣，即食品科學課程矩陣、食品工藝課程矩陣和食品工程課程矩陣，3個矩陣既相互獨立，又緊密相連，在課程內容設計上，對于教學目標，更突出重點、難點內容，讓學生對于知識內容更有掌控感[12]，使教學目標、教學方法和評價方式突出以學生為中心、產出為導向和可持續改進的設計思想[13]，根據學生發展需求制訂培養目標，根據目標制訂人才培養方案，重視實踐教學[14]。大學二年級以食品科學課程矩陣學習為主，大學三年級第一學期以食品工藝課程矩陣學習為主，第二學期以食品工程課程矩陣學習為主，課程矩陣及模塊分化如圖1所示。食品工程課程矩陣中的食品工程原理、食品機械與設備及食品工廠設計均體現了對學生工程能力的培養，其中食品工廠設計課程邀請食品企業工程師與專業教師共同講授，為后續提升學生工程實踐能力綜合實訓及實習提供理論基礎。食品工藝課程矩陣中的乳制品智能加工技術、飲料智能加工技術及休閑食品智能加工技術體現了緊密結合新經濟環境下現代食品產業的需求。

圖1 課程矩陣

1.3 開展專業課內訓練

在持續改進人才培養目標以及設置專業核心課程矩陣的基礎上，以提升食品科學與工程專業人才工程實踐能力為目標，落實“創新型、綜合化、全周期”的工程教育理念，構建人才工程能力框架，結合學校工科學科基礎雄厚的優勢，開展專業課內訓練，將有助于提高學生的專業能力、實踐能力、創新能力、綜合運用能力和自主學習能力[15]。課內訓練主要包括課程驗證性實驗、金工實習、專業綜合實訓及畢業設計。在課程驗證性實驗中將課堂教學與食品產業實際相結合，促進學生創新思維和創造能力的鍛煉與培養[16]：比如灰分的標準測定方法為用馬弗爐高溫灼燒法，但是原料不同前處理方法不同，在訓練中注意按照原料來源進行分組實驗，分為乳品灰分測定、肉及其制品灰分測定、蛋及其制品灰分測定、調味品和腌制品灰分測定、茶葉灰分測定以及茶葉水溶性灰分測定及不溶性灰分測定等，通過實驗提高學生的動手能力及科學思維。在金工實習中，在傳統車工、銑工及鉗工基礎上，增加了數車、數銑及電火花等工種提升學生的創造能力及工程思維。在專業綜合實訓及畢業設計中，圍繞提升工程實踐能力，增加解決實際生產能力的要求，綜合培養學生解決復雜工程問題的能力及創新能力，將理論知識與專業實踐融合，幫助學生更好地理解講授的內容，有效提升學習的質量[17]。

1.4 開展專業課外訓練

圍繞工程實踐能力開展專業課外訓練，實現理論與實踐的交叉及融合，提高學生實踐能力和創新意識，滿足新工科的要求。專業課外訓練包括項目式訓練、平臺式訓練、比賽式訓練、社團式訓練及企業頂崗式訓練。其中項目式訓練，通過學生參與導師項目，河北工程大學實行本科生導師制，入學后為每名本科生配備一名副教授或博士教師作為導師，在導師的指導下，學生可獲得更為豐富的科研資源[18]，因此，學生可以通過導師的科研項目及社會服務，提高自身實踐思維模式，增強綜合實踐能力。平臺式訓練，校內外各種實踐資源之間大多處于割裂的狀態，難以形成有效的互動[19]，河北工程大學河北省動物源食品安全檢測技術工程實驗室和邯鄲市天然產物與功能食品開發重點實驗室與晨光生物科技集團共建了河北省植物天然色素提取產業技術研究院，與叢臺酒業共建了河北省濃香型白酒產業技術研究院，這些平臺都面向師生開放，訓練培養學生的創新意識及工程意識。比賽式訓練，參加“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽和中國國際互聯網+大學生創新創業大賽(簡稱互聯網+)，以激發學生創新創業意識、培育科學創新創業價值觀和提升創新創業能力為己任，取得豐碩成果[20]。社團式訓練，依托食品科學與工程專業創建的社團有“新‘食’代青年社團”和“烘焙俱樂部社團”，其中“新‘食’代青年”社團，通過在河北等地小學生中開展實驗式科普活動，獲第六屆河北省“互聯網+”大學生創新創業大賽銅獎。企業頂崗式訓練，為學生提供企業頂崗實訓的機會，學校在晨光生物科技集團建立校外實訓基地，為學生搭建從校園到崗位的實習平臺，隨著校企合作不斷深入及不斷探索，形成了理論與實踐相結合的“雙導師”團隊，對具有“雙身份”的學生，施行“雙考核”制度，真正使學生掌握崗位的關鍵技能。

2 全過程以面向未來經濟為核心的人才培養體系構建(圖2)

圖2 以面向未來經濟為核心的人才培養體系

2.1 入學過程

面向新時代的未來經濟對人民健康提出很高要求，國家制定了《“健康中國2030”規劃綱要》[21]。食品專業人才是推動我國食品工業發展的核心動力，也是實現“健康中國”強國戰略的重要支撐。河北工程大學探索在入學階段通過建立“企業定制班”及“國際合作班”，以食品產業需求為導向，積極吸引優秀生源。對食品專業人才培養目標、課程設置、課程結構等進行了優化，實現了分類培養、因材施教，解決了單一人才培養“一刀切”的問題。牢牢抓住入學的有利契機，圍繞專業教育適度拓展素質教育內容，使素質教育通過具體的人才培養標準滲透到專業教育的各門課程教學中。制訂培養目標和方案，不僅要培養專業知識扎實、精通專項技能、學科背景單一的人才，更要培養綜合性素質優良、知識面廣、具備多學科知識背景，能夠適應市場多變局面的通用型、創新型人才。不僅僅培養滿足單一行業需求的專業知識和技能性人才，更注重培養學生健全的人格，批判性思維，解析問題的思辨能力[22]，上好入學“第一課”。

2.2 培養過程

導師制和學長制是符合現代教學理念和社會未來經濟發展需求的重要舉措，不僅能夠有效拓展學生的專業技能水平，還可以培養學生的實踐創新能力。河北工程大學鼓勵導師對學生培養全過程進行學業及專業思想指導，鼓勵跨學科交叉融合交流學習，導師實時督導、定期指導。學校建立了“1+1”的學長制，發揮朋輩的示范引領作用，高年級同學負責學業、思想、技能等精準指導，幫助新生完成由高中到大學的身份轉變，加強新老生的互動交流，形成學長對新生的“傳、幫、帶”。導師和學長隨時隨地給他們幫助和指導[23]，為學生提供適應大學的便利條件，起到引導幫扶的作用。同時，學長在實施傳幫帶的過程中充分了解自身的不足，做到彼此促進，進一步完善自身能力，可以提升高年級學長在專業知識方面和專業技能方面的水平，使其具備足夠的能力為低年級學生作出榜樣，并帶領低年級學生更好地完成學業，提升整體學生的積極性，使更多的學生自主參與到學習中，學長向自己的學弟學妹傳授知識使學生之間的關系更加緊密、和諧。由學生來幫助學生，不僅可以提升學生的學習參與熱情，還能夠真正體現出學生的學習主體地位，形成良性循環。

2.3 就業過程

高校和教師共同服務以實踐為核心的創新型人才培養，實現特色化與高質量并舉的人才培養目標[24]，檢驗高質量人才培養目標達成的重要途徑之一就是學生高質量就業。為促進就業，河北工程大學積極作為，開拓思路，推出了一系列強化措施：一是強化職業生涯教育全過程引導，就業指導和服務是做好高校學生就業工作的基礎[25]，開展職業生涯規劃指導，讓學生在入學之初就樹立職業生涯規劃理念，幫助建立科學有效的職業規劃，包括就業指導課程、職業與生涯、工作環境探索、自我認知、職業生涯規劃與管理等內容[26]。二是強化校外課堂建設，邀請知名企業家做講座及杰出校友分享創業體驗，拓寬擇業視野，助力學生精準就業。三是構建“線上+線下”的全面就業信息服務平臺[27]，通過線上發布招聘信息、線下招聘活動等，為學生提供多樣化、高質量的職業從業教育及指導。四是在就業招聘方面，依托行業平臺開展校企聯動，加強與具有鮮明行業特色的企業合作舉辦專場招聘會，幫助學生精準擇業、靶點就業。

2.4 跟蹤反饋過程

對人才培養模式的持續改進是“新工科”建設背景下面對未來經濟提升培養質量的重要保障。因此圍繞專業培養目標的達成度評價，與食品工程類各專業及相關企業進行詳盡溝通與調研，充分考慮政府、社會、企業及社會各個相關團體的需求，滿足新工科人才培養要求，建立畢業生跟蹤反饋機制以及有關各方參與的社會評價機制[28]。跟蹤反饋過程包括應屆畢業生調查、往屆畢業生跟蹤反饋、用人單位評價與社會評價。從人才培養的內部、外部兩條線的循環評價過程中獲取反饋信息，并經過整理、匯總和分析形成評價結果，為專業的培養目標、畢業要求、課程體系和課程目標的持續改進提供指導和依據[29]。通過定期對畢業生跟蹤反饋信息和社會評價結果的深入分析，重整課程教學目標、持續教學過程改進、實施寬口徑的專業教育和多元化創新人才培養模式。

3 人才培養體系的應用效果

3.1 人才培養與社會需求的匹配度得到提高

目前高校存在生產教育一體化進展緩慢等問題[30]。圍繞提升工程實踐能力和面向未來經濟需求構建的人才培養體系，促進了食品科學類相關專業教學的持續改進，特別是對該專業的實踐教學質量有較大的推動作用，同時對食品科學相關類專業的人才培養質量有極大的提升作用。經校內、校外實踐基地磨煉，畢業生業務能力能夠更好地滿足社會需求與行業需要，進而顯著提高了社會和用人單位的認可度。

3.2 高校與企業的產學研融合得到提高

依托河北工程大學與當地食品行業龍頭企業共建的河北省植物天然色素產業技術研究院，整合河北工程大學和龍頭企業的人才優勢、平臺優勢、政策優勢和資源優勢，建立食品科學與工程專業公共實踐實習基地，給食品科學與工程專業的學生提供科研實習實訓崗位，引領學生自覺將知識學習與社會實踐相結合，將學生培養成為德才兼備、全面發展的高端專業人才[31]。

3.3 學生的就業及創業競爭力得到提高

大學生通過參加社團、實驗室、創新創業項目等活動提升自己的技能水平，這些活動可以讓大學生深入了解專業知識、拓寬視野、增強自身的實踐能力和團隊合作能力，從而為未來就業及創業做好準備；通過企業實習、項目實訓、社會實踐更加熟悉行業規則、了解企業文化、學習崗位技能，為未來就業及創業打下堅實的基礎；通過參加創新創業大賽、科技競賽等活動來提高自己的創新能力，提升未來就業及創業競爭力。

4 結 語

培養全過程食品科學類專業人才是時代的要求。河北工程大學食品科學與工程專業結合自身專業特色，始終以學生成長為中心，在新工科理念下進行人才培養體系的研究與實踐，促進了食品科學類相關專業教學的持續改進，特別是對該專業的實踐教學質量有較大的推動作用，同時對食品科學相關類專業的人才培養質量有極大的提升作用，顯著提高社會和用人單位對食品科學類專業畢業生的認可度進而推動高校創新創業教育教學改革、提升學生就業能力。