新工科建设背景下高校食品工程类专业实践性实验体系的构建

金晓弟，范三红

（山西大学生命科学学院，山西太原 030006）

高等工程教育在我国高等教育中占有重要地位。深化工程教育改革、建设工程教育强国对服务和支撑我国经济转型升级意义重大。2017年2月20日教育部发布的《高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》，既是对2016年6月我国工程教育专业认证体系实现国际实质等效做出的有效回应，也为高校深化工程教育改革提出了新的要求。

当前，以新技术、新业态、新产业、新模式为特点的新经济正在蓬勃发展，我国食品产业也随之进入新的变革期[1]。无论是食品产业链的延伸和拓展，还是食品工程化制造的革新和应用，又或是食品安全检测与监督管理中新技术和新模式的运用和推行，各个环节都需要优秀工程科技人才的支撑，食品新工科建设势在必行。与传统工科相比，“新工科”更加强调学科的实用性、交叉性与综合性，不同学科知识的继承与创新、交叉与融合、协调与共享。以山西大学食品科学与工程专业为例，探索在新工科建设理念和山西区域发展背景下实践性实验体系的构建与实践。

山西大学生命科学学院食品工程专业成立于1999年。该专业坚持走特色办学之路，注重产学研结合，是2007年食品科学领域唯一获得“山西省特色重点学科资助”的重点建设学科，为山西省食品工业输送了大批优秀人才。20年来，教学团队根据实验教学过程中遇到的问题，不断调整实验教学方法体系的内容，对长期积淀形成的优良办学传统、鲜明地方特色、优势学科建设进行了凝练整合，对实验教学体系、内容、方法和运行机制进行了改革完善，确立了以学生为中心，创新精神为核心，实践能力为主题的创新教学理念；引入研究性教学理念，其中“实践性实验体系”是该专业的特色教学内容。

实践性实验是全部或部分实验内容需要安排在实验室以外，在现场实际工作中才可以完成的实验项目，是教学计划的重要组成部分，包括高山和海滨野外实践实验、企业生产设备和工艺实践实验、毕业实践实验，是培养学生科研动手能力的综合训练环节。通过长期的摸索实践，山西大学食品工程专业形成了自己的实践性实验体系，主要包括野外实习、工厂实习、本科毕业实践、科技竞赛等4个环节。

1 野外实习是食品工程专业实践性实验体系的基础环节

全国教育大会和新时代全国高等学校本科教育工作会议的召开对高校提出了面对新时代本科教育的新要求，即坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入学习贯彻落实会议精神，坚持“以本为本”，推进“四个回归”，始终将本科教育置于中心地位。为此，学院注重顶层设计，优化人才培养体系，深化教育教学改革，加强质量文化建设，凝神聚力建设一流本科教育，全力培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

食品工程专业学生主要学习化学、微生物学、生物化学、化工原理、食品工程学等方面的基本理论和基本知识；学习果蔬、畜禽、乳制品、粮油等食品的储运、加工、贮藏及资源综合利用的基本原理，进行食品工程设计、生产技术管理和科学研究等多方面的训练。掌握生物化学、微生物学、食品化学及生理学、营养学、保藏学的基本理论和实用技术；掌握食品加工、保藏及资源综合利用的原理和方法，具有工艺设计和设备选型的能力；掌握食品品质分析与检验的基本方法；具备在食品工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力；熟悉与食品科学与工程有关的方针、政策和法规；了解现代食品产业发展动态和应用前景。

为落实全国教育大会精神，并结合专业培养目标，山西大学食品工程专业尤其重视基础实践性实验学习的安排。野外实习是专业实践性实验体系的基础环节，庞泉沟自然保护区等是实习场所。野外实习这个基础环节的设置主要目的是提升学生的专业情感，从根本上激发学生的学习兴趣和专业发展动机。野外实习亲近自然，直观而富有趣味性，为学生提供了专业知识与技能学习、自然体验和团体协作的平台，为后续大学学习和生活做好实质性准备，从而知晓专业内涵并产生认同感。

2 工厂实习是食品工程专业实践性实验体系的关键环节

食品工程专业是一个实践性很强的应用型专业，目的就是食品生产，而食品生产最终是在食品工厂中进行。食品工厂中加工原料有一定特殊性，并且对食品工厂中产品品质要求较高、产品品种多种多样，以及食品工厂中原料及产品的质量检验、食品工厂中原料及产品的质量检测复杂，这些知识仅仅通过课堂和小型实验模拟远远不能让学生清楚地掌握，必须要进行真正的实践训练[2]。

工厂实习是食品工程专业实践性实验体系的关键环节，主要包括参观实习与生产实习。参观实习的目的是让学生对实习单位主体产品的生产流程、生产设备、车间布局、卫生设施等现场观摩，不需要直接参与生产过程，其特点是可以在短时间内对多种产品的生产过程进行了解和认识，以满足扩大专业知识面、开阔产业领域视野。生产实习是通过进入食品工厂进行生产一线上岗实训操作，了解生产中的实际情况，同时还可根据需要介入工厂的管理层实习，达到对工厂全面、深入了解的目的[3]。长期以来，山西大学与山西汾酒股份有限公司、山西王氏醋业有限公司建立了友好合作，“酿醋工艺及设备生产实践”是学院一项常规的本科生工厂实习项目。此外，该专业还围绕山西特色凝练了2个专业团队“山西特色生物资源与健康产业协同创新中心”和“山西特色谷物资源抗肿瘤功能分子研发团队”。

同时，山西大学食品工程专业与20余家山西地方医药和食品企业建立合作关系：杏花村汾酒厂股份有限公司、九牛牧业公司、汾酒集团、双合成食品有限公司、亚宝药业集团、天下谷绿色食品公司、国信凯尔生物公司、维乐生物乳制品公司、夏普赛尔公司、水塔集团、汉波公司、吉祥斋食品公司、晋利糖果厂、山西千汇药业有限公司、山西创隆制药有限公司、太原卫华药业有限公司等。其中，山西大学-汾酒集团汾酒工程研究生教育创新中心、与山西省食品研究所建立的山西省食品工程研究中心、与太原市双合成食品有限公司建立的企业技术研发中心、与太原市吉祥斋食品有限公司建立的食品工程技术研发中心、与山西省农科院共同建立的“山西大学生物工程学院”是非常重要的实训基地。双方合作培养人才，扩展办学范围，这些基地可满足学生实习和实践研究的需要。

3 科技竞赛是食品工程专业实践性实验体系的重要环节

食品产业是关系到国计民生的基础性产业。随着社会、经济、科技的飞速发展，食品行业对食品工程技术人才要求不断提高，成为食品科学与工程专业建设及课程改革的催化剂，迫切需要高校将大学生创新创业能力的培养作为重要内容。

为深化双创教育、加强实践教学，学院大力加强实践教学环节，开展虚拟仿真实验教学项目建设。实施科研训练与大学生创新创业训练计划，积极组织学生参加校、省、国家三级学科竞赛，特别是全国大学生生命科学创新创业大赛和“互联网+”大学生创新创业大赛。深化双创实践和实训内涵，建设创意、创新和创业的“三创融合”协同教育平台和创客空间，全力打造双创教育升级版。

作为地方高校，山西大学食品工程专业努力在特色资源的开发利用方面下功夫。以山西省特色资源为基础，结合地方经济发展需求，开展功能性食品的研发。近年来，在葡萄色素、藜麦、菊芋多糖、南瓜籽多肽等功能因子的提取与开发利用方面取得一定成果。与山西省农科院谷子研究所、太原双合成食品有限公司、九牛私家牧业有限公司等合作，开展功能食品开发研究。例如，仪慧兰教授团队研制了添加藜麦浆和葡萄果皮色素的酸奶，丰富了酸奶的营养成分，并使产品具有抗氧化功能，已经申报国家发明专利；以山西省特色优势杂粮小米为主原料，研制出一款功能性杂粮早餐粉，对解除摄入重金属引发的肝脏、生殖系统毒性等效果很好，目前正在设法转化推广。

在2017年的全国大学生白酒品酒技能大赛上，2015级食品科学与工程专业本科生梁星星和胡倩楠获得冠亚军。2017年，在第三届全国大学生生命科学创新创业大赛中，“小米米糠特殊医药食品及保健品制剂的研究及开发”项目成果获一等奖。2018年，在第三届全国大学生生命科学创新创业大赛中，食品工程专业本科生有8个参赛项目，其中“小米米糠活性分子抗心脑血管疾病的特殊医药食品制剂研发”“糖尿病相关的细胞中心体扩增的分子机制及抑制方法的研究”和“旧金山乳杆菌Ls-1001菌株在馒头中的应用”项目成果获得了一等奖。在第四届“互联网+”大学生创新创业大赛中“山西老陈醋制作的降脂醋粉”获得了一等奖，这些科技竞赛极大地激发了学生的科研兴趣。

4 本科毕业实践是食品工程专业实践性实验体系的检验环节

“新时代高教40条”中的第12条：加强学习过程管理，要求各高校加强对毕业设计（论文）选题、开题、答辩等环节的全过程管理，对形式、内容、难度进行严格监控，提高毕业设计（论文）质量。又根据工程教育专业认证对生物工程专业培养目标的要求，毕业设计环节应注重培养学生的创新实践能力，即学生能够在充分掌握专业知识的基础上，具备创新思维能力，可以针对生物工程领域的生产实践和生产管理中遇到的问题提出解决方案。而毕业设计环节正是锻炼、培养和展示学生创新实践能力的关键机会[4]。

在本科毕业实践的整体环节中，毕业设计选题尤为关键，直接影响着毕业设计的成败。多年来该专业突出与地方特色的生物制品优势资源密切结合的实践选题导向，目前该专业本科毕业实践形成了以下几个特色方向。

4.1 食品科学

研究食品生产、贮藏和加工利用过程中的科学问题，主要包括：①粮种资源开发与利用，包括抗性谷子、转基因玉米、大豆种质资源的开发利用；②谷物科学与谷物功能食品研究；③食品安全生产和贮藏的理论与技术，利用山西省特色生物资源，开发对山西省地方性疾病如呼吸系统炎症、砷中毒具有预防和干预作用的生物资源。

4.2 粮食、油脂及植物蛋白工程

以食品工艺学和营养学为基础，结合生理、生化、食品工程和食品高新技术等多学科，开发各类功能性食品和生产新工艺。主要特色是研究小米、黑豆、芸豆、燕麦等小杂粮中功能因子和营养保健（功能）产品的加工技术；研究采用食品新资源和天然产物开发功能食品，如老陈醋、南瓜籽、亚麻籽、花粉、啤酒花活性物质的研究；研究多肽和多糖及保健功能。

4.3 农产品加工及贮藏工程

以农产品为研究对象，以食品工艺学和食品工程原理为基础，研究农产品贮运、加工及加工中副产品的综合利用等基础科学与工程技术问题。以提高食品品质为目标，根据不同农产品的特性，研究农产品贮藏、加工的理论和新技术，建立相关的安全生产和控制技术，最大限度地保持或提高产品的营养价值和安全性。

总之，通过野外实习、工厂实习、本科毕业实践、科技竞赛等组成的4个实验环节，旨在构建一套与食品专业学科特点相联系的、与实践紧密结合的实践性工程实验体系，重点体现在实践环节的综合实验上；在实践中培养食品工程专业学生的创新能力、技术能力和解决生产实际问题的能力，激发学生对食品行业的热情，提高学生适应“新工科”建设对高校食品工程专业人才的综合能力培养。