研究生教育目前已經成為培養高素質人力資源的主要途徑,越來越多的高等院校關注如何將科研成果轉化為教學資源,認為這是提升教學質量、增強研究生科研創新能力的重要手段。本文針對食品科學與工程研究方法進展課程傳統教學模式存在的問題,就“科研成果轉化為研究生教學資源”理念下的教學改革進行了探索與實踐,通過研究探索取得的結果,可為研究生教育的教學質量提高提供一種新的途徑。
研究生是進行科學研究工作的重要力量,也是國家在各個領域實現創新型專業人才建設的主力軍。創新能力是當前研究生培養的核心目標,創新思維的培養是研究生創新能力提升的重要手段。科研成果是科技工作者智慧的結晶,對于其所屬領域具有重要的理論意義,對所屬行業具有重要的應用價值,將其轉變為教學資源對培養學生的科學素養和綜合能力具有非常重要的意義。2019年9月教育部出臺的《關于深化本科教育教學改革全面提高人才培養質量的意見》明確提出要推動科研反哺教學,強調“強化科研育人功能,推動高校及時把最新科研成果轉化為教學內容,激發學生專業學習興趣”。
科學研究和教育教學工作是高校不可分割的兩大職能,其出發點和歸宿點都是培養人才。教學主要是向學生講解食品科學與工程學科相關的知識體系和相應的知識點,科研則是教師引導學生對食品科學與工程學科未知領域的探索,培養學生分析問題,解決問題的的思路和能力。十多年的傳統學習生涯,賦予了研究生較強的學習能力,再加上本科階段的培養,研究生已經養成自主學習的習慣并具備了良好的思考與分析問題的能力。因此,在對研究生課程授課過程中有必要將凝聚了智慧結晶的科研成果傳達給他們,可進一步開闊學生視野,打開學生思路,培養學生學習興趣,是提高人才培養質量不可或缺的途徑。
食品科學與工程研究方法進展課程旨在提高食品科學與工程一級學科碩士研究生的獨立科研能力,奠定其未來創造性科研工作的基礎。本教研團隊在對一級學科碩士研究生進行授課過程中,運用科研反哺教學理念,改革課堂內外教學模式,本文結合食品科學與工程研究方法進展課程的具體教學案例與效果評價,探索如何將科研成果引入課堂教學和自主學習環節,以期為同類型碩士研究生課程踐行“科研成果轉化為研究生教學資源”理念提供一定的借鑒。
1.本課程開展科研成果轉化為研究生教學資源的改革背景
目前,食品科學與工程研究方法進展課程及其相似課程的傳統教學方式在啟迪學生創新與科研思維,提升綜合實踐能力等方面效果難盡人意,為了提高質量,進行本課程的教學改革勢在必行。
1.1 教學理念缺乏更新
高校對于研究生培養和本科生培養的定位不同,其培養體系也有明顯區別,研究生課程更加的專業和前沿,理論深度和實踐能力要求也更高,因而要求授課教授要有淵博的知識和與時俱進的教學理念,然而部分教師的教學理念還停留在本科教學階段。與本科生集中進行理論學習不同,研究生需要短時間內完成從理論學習到科研工作的過渡,因此在授課過程中,教師不能只局限于課本中的理論知識,也不能簡單套用大學本科教學的相關理論,更重要的是有意識地把教學內容與相關領域的科學研究進行結合,培養研究生的科學思維,提高其綜合能力。
1.2 教學內容缺乏創新
研究生是高校科學研究的最大群體,是科技創新的主力軍,可以說研究生的科研水平一定程度上決定了高校學科發展的走向。食品科學與工程研究方法進展課程及其相似課程是一門綜合性課程,據了解傳統教學存在課程教學內容更新速度不足,教學內容前沿性不夠等問題,食品科學與工程學科前沿的技術、方法及研究熱點、難點未能及時添加到課程教學內容中,教師及其所在團隊,所在單位的科研成果也未能有效地融入課程教學。研究生授課教師只有將學科前沿融入教學內容中,同時輔以對應的科研成果作為教學案例,方能豐富教學內容,活躍課堂氣氛,激發學生的學習興趣,并培養其科研思維。
1.3 教學手段缺乏革新
傳統教學某種程度上還存在著以講授為主的傳統的單向教學方式。主要是采用教師講述,學生認真聽課、被動接受的方法。課堂教學循規蹈矩,枯燥乏味,學生的學習興趣和熱情不高,因為教學效率不高。研究生階段學生有日趨成熟的思維、相對理性的思考和較為扎實的理論基礎,他們對授課質量有更高的要求,與授課教師需要更多的互動和深入的探討,多管齊下以保證學習質量。
2.科研反哺教學理念下本課程的教學改革實踐
2.1 科技前沿引入課堂教學 豐富授課內容
食品科學與工程研究方法進展課程的教學內容更新快且涉及交叉學科知識點較多,其內容應突出反映當前的本學科創新成果,跟蹤食品科學與工程學科發展動態,把學生引領到學科前沿,使學生熟悉本學科領域的熱點、難點及最新的科研成果,拓寬視野和思路。基于此,本教學團隊對課程內容進行了精心設計,涉及食品生物化學、食品營養與健康、食品儲藏與保鮮、食品加工技術等多個專題,提出每個專題關注的重要科學問題,如細胞信號轉導的研究對象、研究范疇,基于信號轉導理論闡述食品科學與工程研究領域中某個科學問題的分子機制;腸道微生物的組成及其影響因素,腸道微生物與宿主互作及其對健康的影響;果蔬加工保藏領域的科學研究方法、研究課題方案案例展示及可行性論證研討;食品冷加工高新技術的原理、特點及在食品行業的應用,食品冷加工技術的應用案例及前景等。根據各專題內容,除講授基本理論基礎知識外,一方面將本領域國內外著名學術期刊上的前沿文章推送給研究生,深入解讀后做閱讀解析,分析其研究思路及研究方法的優劣,不僅能夠幫助學生更好地掌握基本知識點,還有助于培養學生的創新思維、閱讀及獨立思考能力,為學生今后從事相關領域的科學研究或技術服務工作打下良好的基礎;另一方面,引導學生積極參與校內外的相關學術會議,使學生了解食品科學與工程有關問題的最新進展,掌握常用的研究方法,擴大知識面,有利于研究生創新思維的培養。
2.2 科研特長延伸教學內容 提升創新能力
本教學團隊針對每個專題精選任課教師,每位教師的科研特長可使其上課游刃有余,能積極引導學生思考,加強學生的聯想能力和發現問題的能力,激發學生的求知欲望。如在食品營養與健康專題,授課教師結合其科研背景以長雙歧桿菌為研究案例,講授其基于高通量測序技術,分析不同地區、年齡、民族、性別人群腸道菌群和雙歧桿菌組成,并基于全基因組分析長雙歧桿菌的遺傳多樣性,比較分析了不同長雙歧桿菌的功能基因和體外生物學特性,最后分析不同菌株對于結腸炎的緩解作用,比較不同菌株的功能差異,解析菌株的遺傳特性與緩解結腸炎功能之間的關系。從而詳細地闡述微生物的組成及其對人體健康的影響,引導學生了解腸道微生物在營養相關疾病診療中的應用,掌握相關研究方法和技術。在食品加工技術專題,授課教師基于食品的冷、熱加工高新技術的原理、特點及在食品行業的應用,結合其科研背景,以非發酵面團為研究對象,研究了低溫冰箱凍結、螺旋隧道凍結和液氮噴淋凍結對面團中淀粉理化性質及其體外消化特性的影響,可為非發酵冷凍面制品的生產提供一定指導。每位教師均有相關的科研課題,將科研課題中與課程內容相關的原理及實驗設計思路引入教學環節,通過啟發式教學方法,使學生體會到食品科學與工程知識及技術在科研中的應用,提升學生創新能力,實現了“教學科研相長”。
2.3 學科競賽鞏固教學成果 提高實踐能力
學科競賽是指學生運用所學的專業知識,對所要研究的課題及產品進行分析、構思、設計、制造與調試的過程。學科競賽作為提高學生創新創業能力的途徑已成為廣泛共識,其在創新教學中的地位日益突出,已成為大學創新教學改革的主要載體。同時,學科競賽也是將科研成果轉化為實踐教學的有效手段,通過參加各類學科競賽,學生可以展示自己創新成果和實踐能力。本教學團隊教師所屬不同科研實驗室,為有效鞏固教學成果,授課教師開放科研實驗室,隨時吸納感興趣的學生參與相關研究工作,教師們將自己課題中與本課程相關的科研項目進行拆分與整合,設計為小的創新性實驗,鼓勵學生探索科技前沿。通過大學生低碳循環科技創新大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯全國大學生課外學術科技作品競賽”以及河南省大學生飲料創新創意大賽、河南省大學生傳統美食創意設計大賽等各類學科競賽,指導學生進行實驗內容與方案設計對學生開展科研的規范性、創新性訓練。本教學團隊指導的“茶小梨”紅茶菌寧陵酥梨發酵飲得開發項目獲得河南省第二屆大學生飲料創新創意大賽技術研發創新類二等獎,指導的神奇小餅干,神奇小貝果項目獲得第五屆河南省大學生傳統美食創意設計大賽三等獎。學科競賽不僅充實了教學內容,還鞏固了課堂教學效果,拓寬了學生食品科學與工程的知識面,激發了學生的學習興趣,培養了學生的創新意識、創新能力及實踐能力。
結語
科研成果蘊含著創新的思想和內容,將其轉化為教學資源可使研究生更直觀地感知科研是如何進行、科研成果新知識是如何產生,有利于培養研究生的探索精神、創新意識和創新能力。科研成果轉化為研究生教學資源是提高專業人才培養質量的需要,是實現教學創新與培養創新性人才的需要,也是一個需要不斷探索的命題。本文基于食品科學與工程研究方法進展課程,探討了將科研成果轉化為研究生教學資源的可能途徑和具體做法,以期為其它同類或相似課程提供一定的參考。
基金項目
河南省高等教育教學改革研究與實踐項目(研究生教育類),一般項目,雙一流背景下科研成果向研究生教學資源轉化的改革研究與實踐(2023SJGLX197Y);
河南農業大學教育教學改革研究與實踐項目,青年教師項目,雙一流背景下課程質量提升路徑研究—以“糧油加工學”為例(2023XJGLX112)。
第一作者
馬燕,博士,副教授;研究方向:食品營養與安全。
*通訊作者
黃現青,博士,教授;研究方向:食品營養與安全。