新工科背景下粮食工程专业教学的改革创新研究

刘 洁，温纪平，刘，郭 嘉，刘亚伟

（河南工业大学粮油食品学院，食品科学国家级实验教学示范中心，河南郑州 450001）

1 粮食工程专业教学的现状分析

1.1 粮食工程人才的知识体系和格局被窄化

新工科包含“继承+创新”“交叉+融合”“协调+共享”3层涵义。人才培养的规格致力于构建多维知识与能力结构，为技术创新、科技发明和自主知识产权获得提供高素质创新工程人才储备[1]。根据《粮食工程专业教学质量国家标准》[2]，粮食工程专业具有工科人才培养的显著特征，实践性、综合性、经济性和创新性[3]。从高考中普遍实行的文理分科考试，到大学专业的学历文凭，学习逐步呈现狭窄化、专业化的倾向，注重实用，学生只对“糊口”专业的知识、技能感兴趣；另一方面，很多优秀的教师被专业化的学术所吸引，越来越专注于自己学科的狭窄空间，将科研摆在优先地位，只将部分时间用于教学，使得学生所学知识局限于狭窄的单一学科领域，工程人才知识体系和格局被窄化。

粮食工程专业的课程结构虽然在近年来持续的教学改革中不断增加了通识教育，但是由于受学时所限，学生的知识体系和格局未能跟得上市场需求跨学科、综合化的发展，以及我国经济转型和产业升级。伴随着人工智能、智能制造、云计算、大数据、物联网、区块链、虚拟现实等新一代信息技术的突破性发展，全球制造产业迎来了新的科技革命和产业革命。新工科既要为新兴产业服务，也要为传统工科的升级服务。目前，我国粮食工程专业的设置和课程体系的构建仍然带着传统工业时代的烙印。因此，亟需将课程知识体系和教学方法进行更新，实现知识结构与市场需求的有效匹配。

1.2人才培养模式要适应新时代人才需求

为落实党中央、国务院关于实施人才强国战略、深化人才发展体制机制改革的决策部署，“人才兴粮”战略对粮食行业专业人才提出了更高的要求。2019年6月的全国加快推进粮食产业经济发展第三次现场经验交流会透露，2018年全国各类涉粮企业实际加工转化粮食5.5亿t，年工业总产值突破3万亿元，粮食加工转化率达到83%[4]。2019年10月14日国家粮食和物资储备局局长张务锋曾表示，我国近年来粮食产量高、库存充足，市场供应和粮食价格稳，保障和调控能力强，正处在历史粮食安全形势最好的时期[5]。因而新时代粮食产业的建设和发展——现代化粮食产业体系的构建和实现粮食产业强国，对人才的培养提出了新的要求。

1.3 评价体系亟需创新

目前，对粮食工程专业的评价仍以学科评估及本科教学工作水平评估为主，对改善教学模式的影响有限。教师对学生的评价也存在单一化、数量化的倾向，以学生为中心的个性化教学成果的反馈和评价方法仍然需要探索和实践。对学生以考试为主要形式的考核及评价，必将限制粮食工程专业的升级及其内涵的拓展。

2 粮食工程专业教学改革创新的意义

建设与发展新工科是全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式和中国经验，助力高等教育强国建设。国家重大战略需求是工程教育改革创新的重要起点；深化高等工程教育改革在人才培养、科学研究中有重要的使命担当；创新驱动是许多国家谋求竞争优势的核心战略；新工科建设遵循工程教育的发展规律和工程创新人才发展规律[6]。因此，新工科更加强调主动塑造世界，主动肩负起造福人类、塑造未来的使命责任，探索不断变化的未知。

新工科背景下，《粮食工程专业教学质量国家标准》提出了学术与应用复合型人才培养目标。粮食工程专业人才培养模式改革势在必行。由于粮食产业发展不平衡导致的人才需求复杂多样，需要多元化人才培养结构；根据未来粮食工程人才要求，建立以变化需求为导向、以产业调整为依据的工程教育升级；我国未来的工程人才培养标准强调家国情怀、创新创业、跨学科交叉融合、评判性思维、全球视野、自主终身学习、沟通与协商、工程领导力、环境和可持续发展、素质素养的核心素养[6]。因此，立足粮食加工行业发展现状，以强烈的目标导向与问题导向，不断优化教学内容和教学模式，加强粮食工程专业建设，培养粮食工程领域的复合型人才十分重要。

3 粮食工程专业教学改革创新的方法

粮食工程专业教学需要面向当前和未来粮食加工产业发展急需，主动优化学科专业布局，促进粮食工程专业与其他学科的交叉融合，积极拓展粮食工程专业的内涵和建设重点，培养具有创新能力和适应未来变化能力的工程科技人才，服务粮食产业转型升级，加快推进我国粮食产业强国的建设和发展。

3.1 转变教学理念

教师和学生是工程教育教学活动的两大主体，他们之间的深度互动是根本。以基于成果导向教育的工程教育专业认证的要求为参考，加快建设和发展新工科，需要从学科导向向目标导向转变，从教师中心向学生中心转变，从质量监控向持续改进转变。遵循反向设计的原则，以学生为中心，改革教学方法和考核方式，尽可能地引导学生主动学习、主动实践，鼓励和启发学生求是、求真、求业，让学生更好地成为自己，从而培养创新创业人才。工程教育的重要特征之一是“动手”，以及“脑”“心”“口”的联动过程，也是能力不断提升的过程，更是兴趣不断浓郁的过程[3]。因此，以“动手”为核心的实践教学是粮食工程专业教学改革创新的重点，以充分激发师生的活力、创新力和创造力。

3.2 创新教学方法

伴随着信息技术和网络技术的普及与飞速发展，学生对知识的获取途径更加便捷和丰富，但是学生的学习动力、注意力变成了稀缺资源。因此，现代的教学方法必须融合线下与线上两个空间，将信息技术深度融合到教学方法中，提高教学效率和效益：“异时异地+”“随时随地+”“线上空间+”“私播课”+翻转课堂，从根本上撼动“单向灌输”的陈年陋习。构建以学习者为中心的教育生态；探索以“动手”为核心的实践类课程设置、考核评价、持续改进等教学管理制度，实现学生掌握学习的主动权，学生自主选择学习时间和地点，在教师的引导下控制学习内容与进度，解放教师的同时满足学生个性化的学习需要，实现自主互助的探究式主动学习模式。

3.3 提升工程创新

新工科的内涵应在于提高学生适应变化能力与工程创新能力。激发学生的创新热情，提供创新动力的氛围及创新能力的软硬件，可以从改善教育环境、优化教育设施、变革教育模式入手，提升学生的创新素养。具体到粮食工程专业的学生，设立让学生自主动手的“粮食工坊”，从知识为先转向能力为要，以工艺课程为试点，将对应的课程设计、实习、实训的内容，以粮食智造为方向，学生自拟题目，完成课题的设计、实施和成果呈现，对学生进步程度的评估由其技能掌握程度而非听课时长来决定。将试点课程的模式和经验进行总结和分享，应用在粮食工程专业中其他课程，导师按树式模型将此模式进一步深入发展，超级节点的负责人在固定时间不断总结改革过程中的成败得失，并对提出新的改进方案进行互动，以实现持续改进。这一架构在维护质量控制的关系网中，实现直接的可追溯性。

“粮食工坊”模式综合了传统的多个实践教学环节，既可借鉴以前的经验，又可克服单个实践教学环节的弊端，整合与优化教学资源，像互联网一样联结学习网络的众多节点，并且各节点之间互为发展基础。粮食工程专业特有的、丰富的实践教学资源，可实现多元主体助力“粮食工坊”的健康良性发展，深化产学研合作，是新工科落地的有效途径之一。

4 粮食工程专业教学改革创新的特点

在教学改革中导师以树式模型建立学习网络，引导学生悟道、求业、生惑的过程中，以学生为中心，逐步培养学生的适应能力、变通能力、创新能力，是新工科实现落地的有效途径。粮食工程专业利用丰富的实践教学资源，使得学生在完成“粮食工坊”的任务过程中，可贯通整个粮食加工知识体系，培养大工程观，实现DIY（do it yourself）到DIT（do it together） 的转变，构建群策群力的团队合作模式。学生完成“粮食工坊”的任务过程中所获得的能力具有可持续性，毕业后能更好地服务于行业和国家战略发展。