食品科学与工程专业模块化实验教学建设与实践

于泓鹏 刘晓丽 段雪娟 吴克刚 何东 柴向华

摘  要：实践教学是食品科学与工程专业培养专业人才的重要环节，作为实践教学重要场所的实验室建设尤为重要。文章以工程教育认证为锲机，剖析食品专业实验教学的现状和问题，根据食品加工行业生产多样化、一体化、系统化的特点，提出加工单元模块化教学，以绿色加工示范平台为基地，以多模块加工单元為实验形式，围绕专业要求设置不同的实验内容，合理分解实验打分项目，量化评价标准，构建科学的食品实验教学体系。项目的实施使学生熟悉科研设计的基本思路并掌握食品加工工艺流程和技术，专业素质进一步提升。

关键词：食品科学与工程;实践教学;模块化;教改;实验室建设

中图分类号：G642 文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）14-0086-04

Abstract： Practical teaching is an important part of cultivating professional talents in food science and engineering， and the construction of laboratories as an important place for practical teaching is particularly important. That is， based on the green processing demonstration platform and the multi-module processing unit as the experimental form， different experimental contents are set around the professional requirements， experimental scoring items are reasonably decomposed，and evaluation standards are quantitative so as to construct a scientific food experimental teaching system. That is， with the green processing demonstration platform as the base and the multi-module processing unit as the experimental form， different experimental contents are set up around the professional requirements， the experimental scoring items are accurately decomposed， evaluation criteria are reasonable quantitative， so as to build a scientific food experimental teaching system. The implementation of the project enables students to familiarize themselves with the basic ideas of scientific research and design and master the process and technology of food processing， thereby improving their professional quality.

Keywords： food science and engineering; practical teaching; modularization; educational reform; laborator yconstruction

食品科学与工程专业是一个实践性很强的应用型专业，它对学生实践创新能力的要求较高，专业实验教学是学生掌握专业技能、培养学生实践能力和创新能力不可替代的环节，是学生在校期间获得实践能力和职业综合能力的最主要途径和手段[1]。位处食品产业强省广东省的广东工业大学非常重视培养食品专业人才实践创新能力，在进行代表着工程教育最高等级认证的工程教育专业认证的过程中[2]，对食品专业实验室的建设进行一些摸索，剖析了现在食品科学与工程专业实验教学的现状和共性问题，并针对共性问题从实验室布局改造和实验教学体系两方面对食品专业实验教学进行了大胆的改革和创新，取得了一定的效果。

一、食品专业实验教学现状与问题

食品专业实验教学由于经费、面积、学时、实验项目杂、种类多等方面的原因，长期以来存在下列几方面的问题。

（一）实验项目设置碎片化

实验项目开设比较碎片化，一方面是由于食品种类众多、原料成分各异，实验方法、原理千差万别;另一方面是实验场地、学时限制，仅能开设代表性的实验项目，功能定位单一[3]，未能让学生较全面地了解相关实验。以专业基础实验课食品分析为例，仅仅开设化学分析方法检测食品几大常规成分，而感官检验法及食品中有害物质、食品添加剂等的检测分析涉及较少。

（二）开设实验在食品加工全产业链中覆盖面小

食品工艺学类实验未覆盖食品生产的整个工艺流程，一方面场地限制或缺少相关设备，实验室可供学生选用的设备和技术有限;另一方面学时有限，学生未能了解食品加工的全流程，这些都极大限制了学生实践、创新能力的培养[4-5]。

（三）实验操作掐头去尾

实验设置相对独立，不够系统[6]。即便是食品专业综合实验，大多数实验都是仅仅停留在制备阶段，前面的原料预处理，后续的包装、贮藏、检测都没有涉及到。

（四）实验开设水平不高，创新性不强

专业实验的开设都是围绕现有仪器来设置的，而现有设备多是常规的加工、分析检测设备，分析加工设备较为单一，进而影响了开设实验的水平，也使得学生在有限的设备资源里局限重重，实验创新性不强[7]。

（五）教学内容陈旧单一

实验教学的内容陈旧、简单、重复，缺乏研究性、综合性和设计性。验证性的实验要求不高，只需要学生按照教材上或者老师给出的步骤进行实验操作，这样导致了学生缺乏创新意识，以及分析问题和解决问题的能力。

（六）学生实验安全意识薄弱

学生进入实验室之前未得到系统的实验室安全知识培训，未建立实验室安全的考核制度，学生对实验室安全不重视[8]。

（七）实验成绩评价机制有待完善

实验成绩的评价是学生学习的指挥棒，评价标准不清晰、未量化，评价体系相对单一，指导教师评价主观随意，挫伤了学生学习的积极性，对学生相关能力的评估不准确[9]。

二、实验教学的改革与创新

社会需求决定了学生的培养目标，依据培养目标制定的毕业要求及培养方案需要符合相关产业的需求，根据食品加工行业生产多样化、一体化、系统化的特点，提出加工单元模块化实验教学，以绿色加工示范平台为基地，以多模块加工单元为实验形式，围绕专业要求设置不同的实验内容，合理分解实验打分项目，量化评价标准，以期解决食品专业实验教学的诸多问题。同时引入特色领域产学研项目，通过设备模块化连接，使平台应用范围进行延伸，促进多个领域的研究，并带动本科生和研究生的创新实践活动。

（一）实验室改造及实施方案

广东工业大学近几年加大对食品专业实验室建设的投入，购置了原料处理、提取、杀菌、检测、感官鉴定、封装的多套实验设备，再加上原有实验设备，实验场所空间日渐趋紧，为此专业整合实验设备，优化实验室布局，建立适应模块化实验教学的食品加工模块实验室。

模块化食品加工实验室的建设具有下面三个特点。 （1）实验室将食品加工生产线分解为七个加工单元模块：原料处理区、成分提取区、蒸馏纯化区、调配均质区、杀菌区、灌装封装区、原料及成品检验区，每个加工单元模块有多种加工设备可供选择。

（2）可以根据加工食品的工艺将加工单元模块之间软性连接，加工设备之间灵活组合，便于学生自由组合不同的加工技术，适应不同类型的食品加工或原材料处理。

（3）每个加工单元模块设置多种食品加工技术及相关设备，尽量涵盖不同类型的食品加工技术，且便于学生对比分析不同加工技术的优劣，例如成分提取区既设有蒸馏、萃取、压榨等常规提取设备，也有微波辅助、分子蒸馏、超临界萃取等食品加工的新设备供学生选择，涵盖了固体、液体等多种形态原料的提取。原料及成品检验区既设有凯氏定氮仪、索氏提取仪等常规检测设备，也有稳定性分析仪、电子鼻、电子舌等检测新设备，涵盖了营养素分析、微生物检测、感官鉴定等多种食品分析方法。

食品加工模块设置如图1所示。

（二）构建科学的食品专业实验教学体系

1. 基于食品加工模块平台灵活性，变被动学习为主动学习

使学生对食品行业的生产工艺流程有一个系统完整的了解，改变过去学生仅按照由教师设计的试验方案进行实验操作，变为让学生参与实验方案的设计，通过查阅各种文献资料，对比模块内不同实验方法，优化实验方案，充分调动学生的积极性和主动性，给予学生较大的自由空间，提高学生的创新能力和思考问题的能力。

2. 以加工模块为基础，修订食品专业实验教学大纲

实验教学遵循渐进式人才培养模式，在实验环节形成从基础实验→专业实验→综合性实验→创新实验，逐步提高学生的工程实践能力。

专业基础实验：从知识点出发，开设一系列基础性认知验证实验，通过实验活动使学生掌握基础的化学反应、食品分析、食品工艺的基础实验和原理。

专业综合实验：以加工模块为单元，对比开设具体食品加工技术实验，将专业基础实验的内容串联起来，构建具体加工技术的实验内容，让学生熟悉食品加工的工艺和流程。

专业创新实验：组合食品加工模块，选择食品加工技术，创新性的加工食品。将学生分为若干小组，小组成员通过查阅文献、小组讨论，在老师的指导下确定创意食品加工的具体方向，成员分工合作设计工艺流程，对比选择加工方法，制备产品，并通过食品分析评估最终产品。

3. 引入特色领域产学研项目，延伸平台应用范围

结合企业实际生产需求，引入学科特色领域产学研项目，实现食品的试制，同时通过设备模块化链接，使平台应用范围延伸至新型调味料开发、海产品开发、天然功能性成分的开发，促进多个领域的研究，并带动本科生课外创新实践活动，通过引导学生参加课外创新项目，一定程度上弥补了课内学时不足、实验项目碎片化、内容覆盖面窄的不足。

4. 建立可量化的实验成绩评价机制

专业制定了《课程考核和课程目标达成度评价机制》，是课程考核及课程目标达成度评价的政策文件，包括实验课程的评价机制，依据此机制，专业指导实验课程合理分解实验评价打分项，量化各打分项的评价标准，指引学生实验过程注重各分项完成情况，注重实验安全操作和过程性评价，切实提高学生分析与解决实际问题的能力，提高專业综合素质，为学生步入社会奠定坚实的基础。一门食品专业实验课的评分标准见表1。

从实验预习、实验操作、实验安全意识、实验器材规整、实验数据处理、实验结果分析六个角度进行评价。其中实验预习是考察学生能否根据实验原料特性选择恰当的实验方案;实验操作、实验安全意识、实验器材规整和实验数据处理重在考察学生能否安全地开展实验研究和进行数据处理;实验结果分析需要学生识别和判断引起实验误差的关键环节和注意事项。评分标准会在课前公布，给学生解读，指引学生实验课程的学习要点，部分评价指标采用学生互评和教师评价相结合。

三、项目预期的成果和效果

通过模块化实验教学的实施我校食品专业探索了适合广东食品产业发展的特色化教学模式。本次实验教学改革的实施，使学生学习的主动性大大提高，让学生熟悉了科研设计的基本思路并掌握食品加工工艺流程和技术，使学生专业素质进一步提升，激发学生的实践创新意识，提高学生利用理论知识解决实际问题的能力，为学生工程能力的培养奠定坚实的基础，参加创新创业、各类科技大赛人数逐年增多，且获奖人数不断增加。2016-2018年大学生创新项目立项达48项，参加学生达156人，占2016-2018级学生总数的56%，食品专业学生参加挑战杯等各类学科竞赛获奖情况达到27项。在建设过程我校食品科学与工程专业2018年申请工程教育专业认证，当年申请受理，2019年通过专业自评，2020年9月专家进校，并受到了专家的肯定。

参考文献：

[1]刘瑞，卢晓黎，张文学.食品工艺学实验室建设与教学方法的探讨[J].实验技术与管理，2004，21（1）：163-166.

[2]李全，易永忠.高校工程教育专业认证中的实验室建设[J].西安科技大学：高教研究，2013（1）：46-48.

[3]张渤.地方高校实验室建设与实验教学改革现状分析及对策——以武夷学院茶与食品学院为例[J].高教学刊，2020（20）：150-152.

[4]李智辉，齐冠男，刘阳，等.浅析化学类实验室功能分区设计与安全寿命[J].实验技术与管理，2019，36（11）：274-276+298.

[5]翁玉华，颜长明，张春艳，等.如何精准做好化学教学实验室的建设[J].大学化学，2018，33（12）：39-45.

[6]焦洁庆，张燕.协同理论视域下高校双创实验室建设路径研究[J].实验技术与管理，2021，38（1）：247-250+254.

[7]范艳丽，章中.重点专业建设背景下食品工艺实验室的建设与管理[J].教育教学论坛，2019（41）：278-280.

[8]高婷，薛伟明，温惠云.基于工程教育认证的化工基础实验室建设改革探索[J].广州化工，2019，（41）：178-179.

[9]胡标，刘振英，王庆平，等.工程教育专业认证背景下工程類专业实验教学改革探索[J].华北理工大学学报（社会科学版），2020，20（3）：104-108.

基金项目：广东工业大学重点专业建设项目“基于工程教育认证建设食品科学与工程专业”[广工大教字（2019）70号];广东工业大学特色专业建设项目“基于OBE理念的食品科学与工程专业教学机制建立”[广工大教字（2020）22号]

作者简介：于泓鹏（1979-），男，汉族，河南商丘人，工学博士，副教授，系主任，研究方向为食品科学。