以科学研究促进本科教学的探索与研究——以食品科学与工程专业为例

王 佳，王小红，张秀艳

(华中农业大学食品科技学院，湖北武汉 430070 )

“国以民为本，民以食为天”。食品是与人类生存发展关系最为紧密的行业之一。食品工业不仅是我国产值第一大产业，满足了人民生活的基本需求，保持社会稳定，也是整个工业中积累和吸纳就业人数最多、与农业关联最强的产业[1]。食品科学与工程专业人才是推动我国食品工业健康、快速、稳定发展的核心中坚力量[2]。大学作为人才培养、科学研究、社会服务及传承文化等多重职能的载体，如何培养优秀的、社会需要的人才是一个重要的问题。

在传统的本科教育教学中，教师讲授课本内容是一个主要的知识传播途径。随着网络技术的兴起与应用，慕课等网络教学应运而生。除了传授书本上的基础理论知识外，如何扩大食品科学与工程专业学生知识面、提高食品科学与工程专业学生对食品行业的认知、提高学生的主观能动性等方面仍然是目前本科教育教学过程中的难题。钱伟长院士说过，大学必须拆除教学与科研之间的高墙，教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育、没有灵魂的教育[3]。同时，食品科学与工程专业又是一门实践性的专业，该专业本科生通过科学研究活动对发现新的知识、深入了解食品行业的最新进展、激发对本专业的学习兴趣、促进其自身多元发展都具有重要意义。目前，全国及很多高校开展了针对本科生的科研活动，如“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、大学生科技创新项目等，每个项目有几千元到一万元的经费资助，从项目申请书的撰写、项目执行、中期考核、项目结题以及结题报告的撰写都是由学生在教师的指导下自主完成，这些项目可以提高大学生在本科期间的科研能力，但是受到经费投入、项目名额等条件的限制，无法满足部分本科生参与科学研究的需求。所以抓住课堂教学是本科生投入科研活动、了解科研动态的一个有效途径。

目前，课堂教学仍然是本科生获取理论知识的主要形式[4]，将科研活动加入到课堂教学中，如使用或参考科研实例、虚拟仿真研究成果，可以使抽象问题具体化；如列出并讲解与课堂内容密切相关的最近科研成果，引导学生了解食品相关行业的最近发展趋势，并且有利于学习前人的科研思维方法等。对于食品科学与工程专业的本科生，科研活动融入教学活动主要可以采用以下几种形式。

1 开设相关课程培养科学思维

创新意识的培养是科学研究活动的核心，培养科学思维是科研能力培养的主要目的之一。创新意识的培养要以学生对具体问题的深入理解为基础，在此基础上才可以从理论、方法、材料等方面进行创新。同时，根据本科教学要求和教学进程，有序地、全方位地、系统地培养本科生的科研思维、提高本科生的科研素养。如任课教师在讲授知识的过程中，同时引入一个科学问题，引导学生提高发现问题、分析问题、思考问题和解决问题的能力。任课教师可以结合自己的科研经历，讲述自己在遇到某一个具体问题时的分析解决方案，启发学生具体问题具体分析。教师也可以从科研课题的设计—实施—遇到问题—解决问题—成果提交—成果应用等全过程，引导学生提出新观点，培养学生独立思考的能力。另外，可以开设科技论文写作、科研引导课程、学科前沿进展课程等专业必修或选修课程。如厦门大学开设了“科研训练”选修课程，指导本科生参与科研活动，是本科生科研的基础课程[5]。笔者所在的学院针对大一学生开设了“学科导论”必修课程，该课程邀请了学院不同专业的教授进行讲授，对食品科学、食品加工、食品保鲜、食品发酵、食品安全、食品质量控制等领域的发展现状、发展趋势都做了详细的介绍，不仅对即将选专业的大一新生提供了专业认知，还使大一新生对食品科学技术有了更加深入、全面的了解，有利于其对未来学业和职业的规划。

2 应用科研成果提高课堂教学质量

在教学过程中，任课教师要重视课堂教学效果，在讲授知识点的过程中要侧重知识的直观性和具体性，易于学生理解和掌握。在食品科学与工程专业的课程培养体系中，仪器分析是一门重要的专业选修课。由于本科生之前没有接触过任何分析仪器，直接讲述气相色谱、液相色谱等的理论和专业知识，相对抽象，很难理解。但是如果任课教师将自己的科研活动纳入课堂教学中，在教学过程中边结合实际问题边讲解，也可以采用视频短片的形式，可以将抽象概念具体化，比如流动相和固定相的选择等，不仅在理解上更加通俗易懂，激发学生的学习热情，而且也能更好地掌握分析仪器的使用及其在食品分析中的应用。

设置科研专题也是一个有效的教学途径。任课教师可以邀请相关领域的其他教师在课堂上进行专题讲座。例如在食品毒理学课程中，讲授食品安全性毒理学评价过程中，仅仅单纯讲授课本上的内容，会特别枯燥，不易理解，但是如果邀请有相关毒理学评价科研经验的教师讲小专题，针对某一种物质如何完成其食品安全性毒理学评价，既形象生动，又帮助学生了解理论是应用于实践的，理论联系实践。

3 以学生为主体提高学生综合素养

在理论课教学中，颠覆传统教师为主体、学生为客体的模式，改成教师为引导、学生为主体的教学模式。比如针对当今比较热门的食品安全问题，在教师的引导下，让学生通过调查、研讨、采集数据、分析数据、撰写报告等多种科研实践活动，训练科学思维、学习科研方法、增强实践能力。

在与很多本科生接触的过程中发现，大四的很多学生不知道如何有效地查阅文献、如何选择性地阅读文献。所以，教师在提出某一问题时，可以利用课堂时间教授学生如何查找和阅读文献。这样会查文献、会读文献才可以有效地了解最新的科研活动和研究进展，对课程才会有更深入的理解，同时还可以提高学生的英文阅读能力，掌握本专业的专业英语。

以学生为主体，另一个方面还可以以团队为形式，如5～6人一组，围绕某一章内容展开讨论。如在食品发酵设备与工艺课程中，很多食品发酵工艺的条件和工艺流程只能靠单纯记忆，枯燥乏味。如果每一种发酵产品都由一个组讲授，不仅易于对发酵工艺等关键技术参数进行掌握，还可以充分调动学生的积极性和主观能动性，提高团队合作能力。如在讲解酿造酒的发酵工艺时，可以安排啤酒小组和果酒小组先后讲解，等小组讲完后，任课教师要再一次强调关键问题、比较不同种类酿造酒发酵工艺的相同点和不同点，这样可以加深学生对知识点的理解，还可以提高学生的综合素质。

4 开放实验室引入课堂教学

很多学校都有一批国家重点实验室、科研基地和各学院公共平台，各个实验室都具有非常先进的科研仪器设备和技术。学校在宏观层面上做好相互协调的工作，尽量达到各院系、各个实验室之间可以共享实验仪器。任课教师在讲授完课程的知识点和重难点之后，可以带领本科生进入实验室参观和使用，这样不仅可以最大限度地利用实验室的设备资源，提高设备的利用效率[3]，更重要的是可以使学生对这些先进的实验设备和实验技术“看得见、摸得着”。在食品微生物的课程中对于不同微生物的生理特征只能靠书上几幅简单的图去了解，如果开放微生物相关的实验室，在显微镜下看各种微生物，可以使学生更直观的认识各种微生物的生理特点，对理论知识掌握更充分、深入。在食品发酵设备与工艺中，讲述发酵罐(包括液体发酵罐和和固体发酵容器)的基本结构时，可以开放食品发酵实验室，对着发酵设备逐一介绍其结构和各部分的作用，有助于学生理解和记忆，达到事半功倍的效果。

5 采取多种措施吸引学生参与科研

在对食品学院本科生能力要求调查结果中显示，大学生不同阶段对各种能力的需求是不同的，大二时专业知识和动手能力排在第二位和第三位，大三时动手能力和科研能力排在前两位，也就是说大二之后，有99%的学生认为科研能力和动手能力的培养比单纯书本上的知识更重要[1]。所以，因材施教，追求大学生个性化培养、专业化发展也是本科教育的重点。有调查显示，69%的学生有开展科学研究的愿望[1]，在这个阶段得到教师的指导、学校的帮助，有助于提高学生的科研能力。如开展学术沙龙，开展本科生科研交流，也可以邀请青年教师、研究生参与讨论交流；创办本科生学术刊物，发表本单位本科生的研究成果或者研究心得，鼓励本科生多参与研究活动[6]；定期举办本科生科研成果展出，激发本科生对本专业的学习和探究热情。同时，课程论文或者期中考试以学术论文为考核方式，也能督促大学生主动研究专业知识，查阅文献，形成“学习-思考-创新-再学习”的良性循环[7]，同时也锻炼了大学生撰写论文的格式与方法。如果能将以上这些科研活动纳入教学计划，计入学分，那么这个科研活动实质上也是教学课堂，达到课堂与科研完美结合。

但是科研活动融入本科教学这种新的教学模式在实施过程中仍然会有很多限制[8]，如大多数高校目前的课程考核指标仍然是期末闭卷考试，这样就会降低学生参与科研活动的积极性；还有一部分教师在讲课时仍然照本宣科，仍然是填鸭式教育，课堂知识点与实际生产、科研活动结合较少；另一方面科技飞速发展，相比来说教材更新慢，内容相对陈旧，如果仅仅传授课本上的知识，学生缺乏与时俱进的知识储备，缺乏最新的科研熏陶，继而缺乏创新意识。

在笔者所在的学校，食品科学与工程专业的本科生培养目标是培养具有生物学、食品科学、食品工程等基础理论以及食品加工、发酵、保鲜等专业知识和实践技能，能够在本学科或者相关领域从事科研、教学、产品开发、品质控制等专业性工作，具备厚基础、高素质、富有创新和实践能力的高级复合型人才。结合培养方案和培养目标，将科研融入课堂教学可以使食品科学与工程专业的本科生巩固理论知识，了解本专业本学科的发展前沿动态，提高分析问题解决问题的能力，提高其团队合作和组织协调能力，是全面提高食品科学与工程专业本科生综合素质、培养科研人才、创新人才的有效途径。

[1] 况伟,刘志伟,张晨,等.我国大学本科食品专业现状调查与分析[J].广州化工,2015，42(1): 135-136.

[2] 武国剑,柏祝玲,张金锋,等.食品类专业本科毕业生就业状况调查与分析[J].安徽农业科学,2011,39(23): 14436-14438.

[3] 孙璐,武靓靓,孙娜,等.将科研引入实践教学，加强《食品卫生学》教学效果[J].时代教育,2015(13): 65-66.

[4] 夏滨,汤晓,潘鸿.本科生科研实践能力培养论析[J].长春师范大学学报,2017,36(7): 159-161.

[5] 乔连全．我国研究型大学“大学生创新性实验计划 ”的现状与反思 [J]．高等教育研究,2011(3): 81-87.

[6] 张英.论本科生科研与教学之融合：美国加州大学伯克利分校本科生科研措施之启示[J].当代教育论坛,2012(2): 87-90.

[7] 王立霞,李璟琦.食品科学与工程专业实践教学与科研相结合的教学体系的探讨[J].农产品加工,2015(11):82-83,86.

[8] 张立超，刘飞.将最新科研成果融入本科教学以激发学生的创新思维之探讨[J].安徽农学通报，2013，19(16)：152-153.