科学竞赛与产学研互动提高学生能力的创新与实践*

◆范大明 田丰伟 刘小鸣 赵建 陈卫

作者：范大明，博士，江南大学食品学院副教授；田丰伟、刘小鸣、赵建、陈卫，江南大学食品学院（214122）。

作为行业领先的部属院校，如何为国家经济发展服务，更好地培养应用型及动手能力强的人才，是一个重大课题。以“培养学生的专业素质，提升教学 质量”为宗旨，积极构建并实践将常规教学、产学研互动和科学竞赛相结合的三维一体实践教学模式，注重突出学生的主体地位，倡导学生自主学习，提倡教师搭建企业合作纽带，着重培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。并且在这一过程中，开阔学生的视野，让学生真正走出去，到企业中将所学的知识应用起来，和国内外高校的优秀学生相互竞技、学习。

我国早在上个世纪的70年代就明确了高校具有科学研究的职能，提出要把高校建设成“既是教学中心，又是科研中心”的目标。到了21世纪的今天，国家则着重提出高校应加速将科技成果转化为现实生产力，来促进行业科技进步，形成规模效益。从抓教学到重科研，从重科研到倡实践，这明确反映出高等学校人才培养与社会需要之间的传动正在逐步契合。大学的主要职能是教书育人，如何将学生培养成提升行业进步的实 践者或是潜在实践者，这就是面临的重大课题。

1 科学竞赛与产学研互动在教学科研中的作用及其有机结合

1.1 基于科学竞赛的实践教学模式是实现高等教育个性化的新鲜血液

基于科学竞赛的实践教学模式是以教学改革为主体，将教学计划培养与科技创新活动相结合，构成人才培养的大环境；又以科学竞赛推动教学改革，提高教学质量，培养学生的综合素质；另外，教学改革的成果又能提升竞赛成绩，充实科技创新活动的内涵。这两者相辅相成、互为促进、共同提高，形成一种立体化的培养模式。改革教学计划、教学内容和教学方式，构建具有学院特色的教学体系，目的是培养具有合理知识结构、较好工程意识、较高技术技能和较强创新能力的高素质人才[1]。

以科学竞赛活动为主的第二课堂，很大程度地激发了学生的学习热情，而且学生的创新意识、创新能力和个性特点在此也得到了锻炼和体现。科学竞赛是对知识深入理解、系统整理并实践运用的过程。竞赛结果集中不仅体现了学生对知识的理解和运用能力及学生的身体素质、心理素质和协作精神等，还反映了教学计划、教学内容的合理性。通过总结和交流，可以发现教与学中存在的问题，从而为教学改革提供借鉴。以竞赛作为大学生科技创新实践活动的载体，可以培养学生科研兴趣，能够对学生科学精神、团队精神、工程意识、协作意识、竞争意识、组织能力等综合素质的培养起到很好促进的作用。

1.2 产学研互动是实现高等教育多种方式培养人才的重要途径

食品科学与工程本科专业旨在培养具有化学、生物学、食品工程、食品安全与营养、食品分析与检测等方面基本理论和基本技能的人才。这些复合型高级工程技术人才能在食品领域内从事食品生产技术管理、科学研究、产品开发、工程设计及食品质量与安全检测、控制、监督、执法、管理等方面工作。随着食品专业的建设以及教育工作者逐步深入的探讨交流，各高等院校食品专业对学科内涵的认 识日趋一致，但各高校食品专业的课程设置、教学内容、方法与手段大同小异。

我国现有的200多所设置有食品本科专业的高等学校，分布于全国各地，他们的办学背景和所处环境都不相同。如果将他们各自的办学背景与条件，与他们周围不同的食品企业和科研院所结合起来，发挥各自的优势和特色，走一条产学研相结合的路子，无疑将是实现高等教育个性化的重要途径。

1.3 科学竞赛与产学研结合是实现产业、教学、科研共同发展、共同进步的重要环节

在教学过程中把产业、教学、科研结合起来，可以利用国家对科学竞赛的立项支持以及企业、科研机构在设备、场所等方面的优越条件，从学生荣誉感和责任感两方面调动学生积极性，培养具有优良的综合素质、扎实的专业基础、宽阔的知识领域且具有开拓精神和创新能力的人才，满足我国食品工业对人才的需求。优秀人才毕业后服务于科研机构，可以丰富科研机构的科研人力资源，加快科研积累，增强原始创新能力，从而有利于提高产品研究和技术开发水平[2]。另外，研究机构人员与企业频繁深入的交流，不仅有助于促进双方进一步的互信合作，加快实验室研究成果的工业化，而且有利于提高工业化生产中的工程技术水平、设备性能及产品的技术含量和 质量，从而加强企业的竞争力和研究机构的科研能力。

产学研结 合是实现教育资源最大化、利用社会资源培养人才的一种模式[3]。食品专 业要求培养高级工程技术人才，属于工科类专业，其教育教学工作的最大特点是突出对学生实践能力的培养。但是，现在大多数高校没有能力建设能够满足学生实习要求的具有工厂规模的实践基地，即便是建了也无法确保其技术及设备与食品工业的发展相同步。因此，只有在企业和科研院所建立稳定的实践基地，才能利用企业和科研院所先进和优越的条件为高校的人才培养服务，从而实现高等教育资源的社会化和最大化。如此一来，既可以解决学校在教学条件方面的不足，还能训练学生独立工作的能力，为今后从事科研或工程技术工作打下扎实的基础。

产学研相结合的教育模式将简单的传统教育转换成新型的开发式教育，增加学生在知识获取过程中的参与度，培养学生自学能力，让学生更早一步进入课题研究。这个模式将理论知识和研究实践相结合，同时也将创新在整个学习过程体现出来，让学生灵活应用所学理论知识，增强他们的创新能力[4]。采用食品工程专业的产学研模式，能够使学生构建适应社会需求、适应市场竞争的最佳知识结构，使学生在知识、能力、素质三个方面做到协调发展。

2 科学竞赛与产学研互动相结合的应用

2.1 “车间教学”能够为科学竞赛的参与者提供完整的分析框架和工具

科学竞赛无法取代正规的课堂教学，因为课堂教学是科学竞赛的基础 和 保证。缺少了课堂教学，学生在参加科学竞赛的时候就往往感觉没有方向、缺少工具，最终不知从何 入手。很多食品专业的学生在刚刚参加“挑战杯”大学生创业计划竞赛时有很强的这种感受，恰恰就是 和他们缺乏完整的下游相关知识有关。食品类课程的“车间教学”则能够为大学生参加科学竞赛提供有效的榜样教学。

如本研究室学生在研究传统食品的油炸熟化过程中，通过实验与调研发现促进熟化的机制是油脂的高温热传导。由于在通常的油炸温度下丙烯酰胺（致癌物质）极易形成，而通过降低加工温度的实验，发现其吸油率明显增加。学生就联想到食品工艺学课程上教师对红外线加热的讲解，提出能不能将辐射加工与热传导结合使用，使食品内外 同时加热，进而缩短油炸时间，达到既降低油炸温度又减少吸油率的双重效果？但如何实践此创新呢？显然在实验室是完成不了，所以经本研究室教师与设备企业的沟通，在食品机械厂将定制的红外加热管与石英管由工程师进行设计安装，并进行调试，在生产车间进行辐射油炸实验。

这些课内与课外的教学为今后学生参加科学竞赛奠定扎实基础，最终经过6个月的努力，该成果具备转化条件，并以此为部分成果参加了“挑战杯”大学生科技创新竞赛，取得国家二等奖的好成绩。

2.2 “车间教学”是学生参加科学竞赛的前期演练过程

“车间教学”吸收了建构主义学习与教育科学关于主体性研究的成果，具有一定的先进性，这是因为它提倡将直接经验和间接经验相结合，将知识的掌握与能力的发展相结合，将知、情、行协调发展等。“车间教学”包括三个主要环节：提出问题（建立实习条件）、探讨方法（师生共同协作）、实践运用（“车间教学”归宿）。体验的内容包括认识知识、学会技能、掌握技巧、探讨方法及感受实践运用后的喜悦。

学生置身于全真环境中，通过指导、讨论、假设、实验、掌握、举一反三，不仅掌握了实验技能，而且推动了科研进展。通过“车间教学”，学生实际上相当于参加了浓缩的科学竞赛。

2.3 将科学竞赛的考场搬进车间，真正考验创新的实用性

学生在进行科技竞赛的过程中，将下游部分移至工厂，通过实验将食品学科的配料、加工技术与加工装备的改良进行技术集成。

针对本研究室的学生创新项目《微波化冷冻方便肉食品的研究与开发》开发的产品在实验室试制后，在佳木斯希波集团有限公司进行中试扩大，针对连续化操作过程中出现的入料温度和水分状态对产品质构及成本问题进行了研究和解决，即采用即时加工调理肉直接油炸或预调理冻肉高周波4℃解冻迅速油炸的方法；针对后期适应消费者微波二次烹饪过程中出现的焦糊不均匀的问题，改良了传统肉串的整型工艺；针对油炸过程中不锈钢网带卡串的问题，设计改良交错平行的传送带等。

针对本研究室的学生创新项目《微波馅饼的研究与开发》开发的产品在实验室试制后，在辽宁希波集团有限公司进行中试扩大及试生产，针对工艺上存在的面皮均 匀度难控制、水分散失严重等问题，即一次成型导致的批次稳定性差的问题，本作品采用下饼皮冲压、浇灌馅料、成型面皮卷边封盖的方法，解决了批次稳定性差的问题；针对产品封口处过薄、易破的问题，采用成型后二次醒发的工艺，增强面团结构特征，解决目前馅饼产品不能工业化的问题。

针对本研究室的学生创新项目《微波油条的研究与开发》开发的产品在实验室试制后进行中试扩大，针对工艺上存在的膨胀类油炸食品浮动油炸的特殊方式、加工过程中产品体积成倍增加，以及由此带来的连续化放大困难等问题，改良了现有浸入式和油幕式的油炸工艺，采用两端固定—轴向自旋转—油面水平推进的连续化操作方式；针对传统油条面坯过稀，不适应机械化压面等问题，进一步改进配方，在保证产品品质的前提下，有效降水，并采用多辊水平压面的方法进行操作。

3 总结

以“培养学生的专业素质，提升教学质量”为宗旨，凭借常规教学、产学研互动和科学竞赛相结合的三维一体实践教学模式，运用国家对科学竞赛的立项支持以及企业、科研机构在设备、场所等方面的优越条件，使学生在掌握食品领域科研与开发技能的基础上，在市场层面全面了解产品开发需适应需求的重要性，反哺基础研究，培养具有较高的综合素质、扎实的专业基础、宽阔的知识领域且具有开拓精神和创新能力的人才，实现从盲目追求“工厂型实验室”向“真实车间教学”的转换。

[1]吴兴泉,陈士华.依托“挑战杯”课外科技竞赛培养大学生创新能力[J].科教文汇,2010(33):24-25.

[2]陈明杰,兰海.坚持产学研结合,培养创新型人才[J].中国科教创新导刊,2008(10):113-114.

[3]郭斌.产学研合作教育-培养创新人才的有效模式[J].黑龙江教育,2008(4):29-30.

[4]乌功相.加强产学研合作,提高大学生实践创新能力[J].科技资讯,2009(10):195.