工程教育专业认证背景下“食品工艺学”实验教学改革探讨

马丽苹，焦昆鹏，于慧春，陈俊亮，殷 勇

（河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳 471023）

专业认证是高等教育认证的重要组成部分，实施专业教育认证对促进工程教育专业国际化、提高工程教育质量有重要作用[1-2]。工程教育专业认证核心内涵是建构“以学生为中心、产出为导向”的人才培养体系，并突出持续改进[3]。食品科学与工程专业实践性、专业性强，“食品工艺学”作为食品科学与工程专业的核心课程之一，是培养学生创新能力、实践能力、思维能力和分析归纳能力的重要手段[4-5]。“食品工艺学”实验教学是该专业重要的教学内容，对于培养学生实际操作能力、创新思维、对理论知识的理解及将来解决复杂工程问题能力的培养奠定基础[6-7]。结合学院专业认证持续改进需求，分析“食品工艺学”实验教学过程中存在的问题，并探讨有效改革措施。

1 存在问题

1.1 实验内容及类型设置不科学

由于以往实验设备条件及实验时间的限制，教研组编写了实验指导书。实验内容主要涉及软饮料制作、蛋糕及面包制作和酸乳制作等几个方面，设置内容陈旧、不全面。基于工业化生产线的食品工艺学实验内容较少，导致学生所学内容与企业生产脱节，也就无法实现从实验室到车间的无缝有效对接。即便教师在教学过程中介绍了目前企业实际生产工艺，学生也没有切身感受，兴趣依然大打折扣。

实验类型单一，验证性实验多，而综合性和设计性实验偏少。在验证性实验实施过程中，大多由教师提前将所需要的材料准备好，设备调试好，然后学生按照既定的产品制作配方、工艺流程及操作要点进行实验，而不是试验，最终得到几乎相同的结果，大大降低学生学习兴趣，也不利于学生实验技能和创新能力的培养。

1.2 教学手段单一，组织形式不灵活

学院“食品工艺学”实验教学采用主带和辅带相结合的形式。实验课开课之前，辅带教师负责采购实验材料和准备实验器材。主带教师多数是上课前写好板书，上课时则采用灌输式教学，给学生讲解目的、原理、方法、实验步骤和注意事项等，这种信息的单向流动导致学生只是被动接受教师讲解，然后机械性完成一个实验过程。学生经常性地学完就忘，对知识一知半解，更不会熟练操作仪器设备，学生期待值和满意度大幅下降，因此参与实验课积极性不高，课前不预习，课上不认真，课后不交流，严重影响高素质创新人才培养。

另外，“食品工艺学”实验组织形式缺乏灵活性。实验一般是4～5人为一组，共同完成一个产品的制作，没有包干到每个学生，这样的大锅饭操作势必会出现主观能动性强的少数学生做实验，大多数学生成为指挥员或者观察员站在一旁，甚至还有部分学生对实验充耳不闻，自顾自地抄袭实验报告。这样的教学组织形式使学生参与度下降，从而阻碍其实验能力的进一步提高，调动不起学生积极性。

1.3 考核方法不合理

实验课考核是评价教师教学效果优劣的重要手段，也是检验学生学习效果好坏的重要依据。评分标准是否客观、公正和全面，直接影响教与学的效果评价[8]。“食品工艺学”实验教学过程中，对学生成绩评定主要包括2个方面，出勤和实验报告，这种考核方式过于简单，无具体的量化指标，最终导致学生实验课上主动参与程度低、实验态度差和实验报告抄袭严重的结果，这些均不利于学生综合应用能力的提升。

2 改革措施

2.1 改革和完善实验内容

实验教学改革的一个重要方面就是改革和完善实验内容[8]。随着现代科学技术的迅猛发展，为适应国内外食品工业的发展现状，应开设满足社会需求的应用性、设计性和综合性强的，能体现现代先进实验技术的教学项目。针对目前学院“食品工艺学”实验所开设的实验项目，需要消减验证性实验，适当增加综合性和设计性实验，从而能使学生更好地适应食品加工工业发展需求。例如，在酸奶制作中改变以往单纯酸乳制作工艺，让学生尝试制作一些功能性酸乳。由学生根据市场调研结果提出想法，自行查阅资料，从购买原材料、仪器耗材计算到实验准备工作等均由学生自主完成。诸如此类的设计性实验，实验结果没有预判性，整个设计性实验过程都由学生独立完成，教师只进行指导，大大激发学生的学习兴趣，从而使学生发现问题、解决问题的能力得到提高，有助于培养学生对实际问题的解决能力。

除了丰富实验类型，为提高学生工程意识和工程能力，还需要对实验内容进行改革。例如，在软饮料实验中，以往学生只能进行简单的小规模实验，不能进行一体化、大规模的实践。鉴于此，学院于2015年引入纯净水生产线和果汁生产线。由学生设计实验方案，进行物料衡算后采购原材料。先进行小规模预实验，再在生产线上进行放大实验。在整个实验过程，使学生从衣着、纯净水生产、水果清洗、破碎、打浆、酶解、均质、杀菌、灌装刀CIP清洗全方位体验生产过程。学生在实验过程中，可以熟练掌握纯水生产设备、夹层锅、榨汁机、打浆机、板框过滤设备、均质机、超高温瞬时灭菌机及灌装机等设备的操作原理及使用方法。而且，通过CIP清洗系统对管路、配料罐及暂存罐等操作单元的清洗，学生可以切身体验到工业化生产线的整个运行过程。学生通过大型生产线的训练，不仅可以加深对理论知识的理解，又能体会到小试产品制作与大规模产品加工的差距，这对于培养学生工程意识、提高学生创新实践能力和培养学生系统思维方式有重要作用，为学生就业奠定坚实基础。除此之外，学院已购入CO2灌装机，拟引进大型酸奶生产线，将为进一步扩大“食品工艺学”实验内容改革空间奠定基础。

2.2 革新教学手段，改善教学组织方式

鉴于传统“食品工艺学”实验教学方式落后，不能有效激发学生学习兴趣，革新教学手段势在必行。对于综合性和设计性实验，教师可以提前1周将实验题目告诉学生，让其查阅资料，写出实验预习报告，包括原材料选购、设备选择、产品配方设计和工艺路线确定等。产品加工及成品评价等均由学生自己操作完成，对于失败的产品，由学生自己分析其中原因，进行工艺优化改进。这样把学生放到实验主体位置的教学方式可以激发学生对食品专业的兴趣，同时能够培养应用创新能力。

将多媒体教学用于实验教学，能克服传统教学的缺陷，提高教学质量[9]。“食品工艺学”实验涉及多种食品原料、形式多样的加工工艺及加工过程。采用多媒体手段可以将这些过程以文字、图片和视频等形式表现出来，尤其视频可以更为直观地描述食品加工的动态过程，而且还可以在实验教学过程中向学生介绍目前工业化生产现状和最新技术的发展趋势[10]。另外，涉及“食品工艺学”实验中的仪器设备，采用口头讲授、挂图等传统教学方式，很难讲清其内部结构及工作原理，学生感觉枯燥、晦涩难懂，大大降低了学习兴趣，更不利于工程能力的提升。利用多媒体手段可使学生无法观看的仪器内部结构和不易理解的工作原理，通过多媒体图像（如三维动画和视频等）展现出来，从而使复杂抽象的理论简单化、具体化和形象化，不仅可以活跃课堂气氛，而且能激发学生学习兴趣[11-12]。

“食品工艺学”实验教学中，为了让每位学生都有充分动手的机会，尝试改变实验组织形式。将1个班分批次进行，每批次再分小组，每个小组3～4人，且小组中采用轮流操作制度，即每个实验不同学生负责一道工序，分步操作。如在果汁饮料制作实验中，借助产品生产及CIP操作过程，将学生分为3～4人，每组学生负责生产线某一个具体操作单元，如第1组主控面板操作，第2组负责榨汁机，第3组负责酶解、调配操作，第4组负责均质和杀菌，第5组负责灌装等操作，然后在组间循环，使每一组都能有熟悉整个生产线的机会。只有学生亲自操作设备并经历加工过程，才能调动学生学习积极主动性，增强责任感和成就感，更有利于提高学生的工程技术水平及解决实际问题能力。

2.3 完善实验课考核制度，提高教改效果

为保证“食品工艺学”实验教学改革不流于形式，建立一套较为全面、客观的考核机制至关重要。鉴于此，决定改变以往考核形式单一的状况，全面客观考核学生的学习状况。对每个学生的实验室成绩的考核将贯穿于预习（20%）、实验过程（40%）和实验报告（40%）3个方面。

每次实验课尤其是综合性和设计性实验开课之前，让学生自行查资料，具体到食品原料及价格、要用到的仪器设备及型号、详细的实验步骤和实验中可能出现问题的预测等方面，最终汇总成实验预习报告，此部分将占总成绩20%。实验过程占总成绩40%，对实验过程的评价主要包括出勤（占20%），采用签到记成绩法；实验操作技能（占50%），由教师根据学生表现打分；产品品尝结果（20%），由教师和学生共同打分；课后打扫卫生情况（10%），由教师给各小组打分，然后计算到每位学生成绩中，主要考核学生主人翁意识、团结协作及责任感。实验报告占总成绩40%，实验报告要求随堂上交，评价涉及书写（10%）、完整性（30%）、数据处理（30%）和问题分析（30%）等方面。

总之，完善考核制度能真实反映一个学生的学习效果，有利于培养学生综合能力和创新能力，从而提高人才输出质量。

3 结语

目前，我国的食品工业正处于向现代化食品工业转变的阶段，食品行业急需大量创新型和应用型人才。对照工程专业认证的标准，为提高人才输出质量，针对“食品工艺学”实验教学存在的问题，通过适时优化教学内容、改进教学手段、完善考核方式，从而激发学生学习的积极性，提高该课程的教学效果，最终提高学生开发新产品和解决生产中实际问题的能力。这些措施能够使学生顺利完成从学习阶段到工作阶段的过渡，为毕业后从事食品行业的相关工作奠定坚实的基础。但是，提高“食品工艺学”实验课的教学质量是一项长期而艰巨的任务，比如分组轮作制度，势必会占用大量人力和时间，这就需要实验室管理方面的改革，比如引入灵活的实验室开放制度。另外，虽然实验室具备饮料生产线，可以让学生的工程能力得到一定程度提升，但覆盖面太窄，为更深入改革，需要引入其他生产线或与相关企业建立牢固的合作关系。只有不断地探索，才能使学生的实际动手能力及分析解决问题的能力得以提高，对培养新世纪食品加工方面的实用人才具有深远的意义。