新工科背景下“食品工艺学”实验教学改革探讨

李思宁，唐善虎，郝刚

西南民族大学食品科学与技术学院（成都 610041）

“新工科”是为了应对新经济的挑战，从服务国家战略、满足产业需求和面向未来发展的高度，在“卓越工程师教育培养计划”基础上，提出的一项持续深化工程教育改革的重大行动计划，既包括了新兴产业，也包括了传统工科专业的升级改造[1-2]。在新时期立德树人教育理念下，“新工科”建设主要是针对传统工科进行改革，以适应当前形势下经济社会发展对复合应用型人才的需求，从而培养社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。

实践教学可以系统培养学生的创新能力、思维能力、分析归纳能力及动手能力，在工程教育中具有不可替代性[3]。在“新工科”背景下，实践教学更是高校教育不可或缺的核心与主体内容[4]。“食品工艺学”是食品科学与工程专业的核心课程，具有很强的实践性，学习该课程可为培养学生解决复杂工程问题能力奠定基础。“食品工艺学”主要研究食品的加工原理、食品资源的利用、新型食品的开发及加工和储运等因素对食品质量、营养价值、货架寿命、安全性等方面的影响，既是多门基础学科知识的综合应用，也是学生从事食品专业科学研究与生产实践的基础[5]。“食品工艺学”实验教学的目的在于锻炼和强化学生的动手能力，对于学生今后从事食品及相关行业的基础研究、产品研发、工程设计、分析检测、生产管理及品质控制等工作奠定基础[6]。因此，实验教学质量对学生专业技能的达成有很重要的影响。

近十年，通过修订人才培养方案、完善实验教学大纲及加强硬件设施建设等举措，我校食品专业实验教学内容得到了较大革新，实验教学条件得到了明显改善。随着新技术、新产业的蓬勃发展，“新工科”教育改革对工科专业提出了更高的要求，这更加凸显了我校实践教学与一流高校的差距。文章以西南民族大学“食品工艺学”实验教学为例，针对目前存在的问题，通过深入研究实验课程方案，结合学校课程教学的实际情况，依托“新工科”建设理念，提出课程在教学过程中的持续改进措施。

1 “食品工艺学”实验课程教学存在的问题

2020级以前的培养方案，我校“食品工艺学”实验是作为“食品工艺学”课程的教学内容，并未设置成一门独立的实践环节课程，而2020级的培养方案已改变了这种局面，将“食品工艺学”实验单独开课，并单独进行考核评价。西南民族大学食品科学与工程及食品质量与安全两个专业均开设了食品工艺学实验课程。在第8学期开课，实验教学36学时，每周4学时。课程考核包括出勤成绩（30%）及实验报告（70%）。实验内容有糖水橘子罐头的制作、果脯蜜饯的制作、牛奶的分离及干酪素的制作、凝固型酸乳的制作、麻辣牛肉干的制作、猪肉松的制作、传统香肠的制作、德州扒鸡的制作及咸蛋、皮蛋的制作。

1.1 实验项目覆盖不全面

西南民族大学以“培养高等学历少数民族人才，促进科技文化发展”为办学遵旨。民族地区以畜牧业为主，在这种政策及现实条件下，我校“食品工艺学”实验教学项目设置以畜产品加工（乳制品加工、肉制品加工及蛋制品加工）为主，果蔬制品加工为辅（见图1），没有全面覆盖其他类型食品的加工，特别是缺失粮食、油脂加工及水产食品加工内容。近年来，随着民族地区苦荞、青稞、车厘子、沙棘、高原冷水鱼等特色资源的兴起，迫切地需要现代化加工技术将这些原料转化成高附加值的产品。实践环节这种实验项目“不全面”模式，不利于新时期应用复合型人才的培养。

图1 我校“食品工艺学”实验教学内容分析

1.2 实验类型单一

我校食品专业实验课程普遍存在“实验类型单一，以验证性实验为主，不设置或设置很少的综合性和设计性实验”的问题。在实际教学中，实验教师提前准备原辅材料，调试好仪器设备，学生按照给定的产品配方、工艺流程及操作要点进行实验，最终得到几乎相同的实验结果[7-8]。这些实验以简单手工操作为主，没有贴近食品产业工业化生产的实际情况。食品工艺学实验重在采用不同的配方和工艺，制作不同色、香、味、形的产品。这种教师给定信息的单向流动，导致学生机械性地完成实验，没有实战经验，大大降低了学生学习的兴趣，也不利于学生分析解决问题能力和变通能力的培养[9-10]。

1.3 教学组织形式不科学

受实验场地的限制，我校“食品工艺学”实验授课将每班学生分为6～7组。除了食品科学与工程卓越农林班是2人为一组外，食品科学与工程、食品质量与安全班均为4～6人为一组进行实验操作。这种“规模化”教学，势必会出现主观能动性强的少部分学生在做实验，而大部分学生成为观察员全程围观的现象[8]，甚至还有部分学生完全不参与实验，做一些与课程教学无关的事情。没有将实验内容具体到每个学生身上的大班式教学形式是食品专业大多数实验课程的共性问题，长期采用这种组织模式必然会调动不起学生积极性，使学生参与度下降，从而影响其实验能力的进一步提高[8]。

1.4 成绩评定方式不合理

我校“食品工艺学”实验对学生的成绩评定包括两部分，即出勤和实验报告。这种考核方式无具体量化指标，不够客观，不能真实反映学生的学习效果。此外，这种方式还容易导致学生主动参与实验课的意愿低，同学间抄袭实验报告的现象严重。如不对该成绩评定方式进行改革，既无法真实检验学生的学习效果，也无法客观评价教师的教学质量。

2 改革思路

“实验教学”是巩固理论知识、加深理论认识的重要途径[11-12]。在新工科建设的背景下，针对我校“食品工艺学”实验课程教学中存在的问题，结合食品专业对创新思维能力强、工程实践能力强和综合素质高人才的需求，提出以下教学改革思路。

2.1 完善和丰富实验项目

完善和丰富实验项目是实验教学改革的一个重要方面[13]。随着新时期科学技术的快速发展，应开设满足现代化食品工业发展需求、体现先进实验技术的教学项目。针对目前我院“食品工艺学”实验所开设的项目，需要增加粮食、油脂加工及水产食品加工项目，同时也需要增加综合性和设计性实验，削减验证性实验。例如，烘焙食品深受当代大学生的喜爱，因此可设置面包、饼干等烘焙粮食类食品制作的实验项目。在传统香肠制作中，添加益生菌或脂肪替代物，让学生尝试制作一些功能性或营养性的健康香肠。对于增设的设计性实验，则可由学生根据不同年龄群体受众的喜好，或者自身对科学研究的兴趣方向，在与指导老师进行可行性探讨后，自行查阅资料、设计和准备实验，在教师的指导下完成设计性实验。以学生为中心，内容多样化的实验教学可以激发学生对实验操作的兴趣，同时培养学生的创新和实践能力，提高学生的参与度，从而能够更好地适应食品加工业发展需求。

2.2 以产业发展为导向优化实验教学内容

对于不同加工类型的食品，实验内容的达成所需时间不同。例如，烘焙面包的制作实验，从配料、面团调制、发酵、分割、整形，至烘烤，至少需要8个学时，而传统香肠的制作等实验，则差不多3个学时就能完成。因此，以产业发展为导向的实践教学，实验内容要以产业化产品为主，克服原有的陈旧教学内容、同实际生产脱节等问题，改变原有“每个实验学时一致”的情况，根据产业化加工产品的特点，优化并重建实验教学内容，合理安排实验学时，使整个实验操作更贴近实战化[1,14]。值得一提的是，民族高校里少数民族地区学生占比高于地方院校，这些学生毕业后大部分回到了民族地区。鉴于此，在实验设置内容上，要融入地方特色产品加工内容，如青稞面包、手撕牦牛肉干等实验，使民族地区的学生毕业之后进入工作岗位可以迅速适应并掌握相关的技能，为民族地区经济社会发展贡献力量。

2.3 革新实验教学手段

多媒体技术的快速发展和表现形式的多样化，已使其成为展现课程教学内容的主要形式之一。“食品工艺学”实验涉及到种类繁多的食品原辅料、多样化的加工工艺及复杂的加工过程。采用多媒体手段可以将加工过程以图片、动画和视频等形式表现出来，不仅能让学生更为直观地了解食品加工的动态过程，而且还可以让学生感受现代化食品加工的魅力[8]。另外，“食品工艺学”实验中涉及的仪器设备，采用口述、直观平面图等传统教学方式，很难让学生理解其内部结构及工作原理，枯燥晦涩，大大降低了学习兴趣，也不利于培养学生的工程素质。利用动画、视频或虚拟仿真的形式可使学生直观地了解仪器设备内部结构和工作原理，从而使复杂抽象的理论简单化、具体化和形象化[15]，这种实验授课方式不但活跃了课堂气氛，而且还可以激发学生探索的兴趣。

2.4 完善实验教学成绩评定制度

为保证实验教学改革不流于形式，提高人才培养质量，改变了以往“出勤（30%）+实验报告（70%）”的方式，建立了完善的成绩评定制度。经过本教学组长期实践，发现增加“实验过程”的考核内容，能相对真实、公平、全面地反映学生的实验参与状况。因此，提出“出勤（15%）+实验过程（45%）+实验报告（40%）”的考核机制。利用现代化的教学手段，如在课堂，可实现随机点名或者指定学生发送实验设计及实验数据，监测学生实验完成效果。一个实验能否成功，关键在于实验过程监管是否严格，实验操作是否正确[16]。因此，对实验过程的评价，主要考核学生的主观能动性、参与程度、使用设备的熟练程度和团队协作能力。实验报告则要求下次实验课上交，评价涉及书写、数据处理和结果分析与讨论。“食品工艺学”实验课程成绩评定标准见表1。

表1 “食品工艺学”实验课程成绩评定标准

以我校2017级（改革前，32人）和2018级（改革后，31人）食品科学与工程专业学生为例，以学生评价成绩为指标，分析了改革前后实验成绩评定制度对实验教学效果的影响。由图2看出，教学改革后，学生评价成绩在90～100分和80～89分的学生人数（24人）比教学改革前（15人）有了很大程度增加；评价成绩在79分以下的学生人数（7人）远远低于教学改革前（17人）。这表明，完善“食品工艺学”实验教学成绩评定制度后，极大地提高了学生的学习效果，有利于提升人才输出质量。

图2 实验教学成绩评定制度对实验教学效果的影响

3 结语

“食品工艺学”实验是一门实践性很强的实验课程，对于食品专业复合应用型人才的培养具有重要作用。教学团队针对“食品工艺学”实验教学中存在的问题，以提高学生学习效果，增强学生自主学习能力、分析解决问题能力、思维创新能力为改革目标，从实验项目、教学内容、教学手段、成绩评定方式等方面进行了改革探索，已顺利完成了2021年春季学期新工科食品科学与工程专业“食品工艺学”实验教学。此次教学改革展现了以“学生为中心”的教学新模式，实现了预期教学目标，为今后相关课程实验教学改革奠定了实践基础。