新工科背景下学生创新能力培养的探索与实践

吕远平，曾维才，段飞霞，迟原龙，董怡，何强

四川大学轻工科学与工程学院（成都 610065）

新工科是我国基于国际竞争新形势、国家战略新需求、立德树人新要求而提出的工程教育改革方向[1-2]。新工科建设是高等教育面对新一轮科技革命和经济发展新态势做出的主动应对，也是我国为推动科技发展、产业变革所做出的积极承诺[3-5]。复旦共识[6]、天大行动[7]和北京指南[8]构成了新工科建设三部曲。

新工科是创新创业人才培养的新导向，目的是培养实践和创新能力强的卓越创新工程人才。作为实践性、应用性和综合性都非常强的工科专业，食品科学与工程专业培养的是从事食品领域相关的产品创新、科学研究、技术开发、品质控制和安全管理等方面的创新型人才[9]。四川大学食品科学与工程专业成立于1984年，分别于2019年和2020年入围省级和国家级一流本科专业建设点，并于2019年获工程教育认证。在新工科背景下，如何培养具有创新创业能力、适应新时期食品工业发展的工程人才，成为食品科类专业的难题[10-11]。

不同高校在办学定位、教学模式等方面存在很大差异。在新工科建设目标下，不同高校的人才培养路径如何进行差异化改革和发展，目前没有清晰的可参照模板[12-14]。为有效发挥自身优势，四川大学食品科学与工程专业以天大行动新工科六问为引领（问产业需求建专业，问技术发展改内容，问学校主体推改革，问学生志趣变方法，问内外资源创条件，问国际前沿立标准）[15]，以新工科建设新理念、新结构、新模式、新质量和新体系的内涵为指导，构建科学的人才培养机制，建设双师型师资队伍，搭建内外资源共享的教学平台，改进教学模式，完善教学内容，对培养创新实践能力强、竞争合作意识好的新工科人才教学模式进行探索与实践[2]。

1 修订科学的教学计划

根据新工科六问的一问产业需求建专业和六问国际前沿立标准，首先是对教学计划进行修订[15]。教学计划是纲领，是方向，是人才培养的行动指南。四川大学食品科学与工程专业为确定科学合理的教学计划，进行了以下探索与实践。

1.1 确立专业定位

根据四川大学总体发展规划与学校的定位，食品科学与工程专业的定位是：建成国内领先的食品科学与工程本科专业。

1.2 确立培养目标

四川大学的人才培养目标：秉承海纳百川精神，致力于促进人的全面发展，培养具有崇高理想信念、深厚人文底蕴、扎实专业知识、强烈创新意识、宽广国际视野的国家栋梁和社会精英[16]，以此为指导思想，结合社会、行业对食品专业人才的需求，确立了食品科学与工程专业人才培养目标：培养适应新时代国家发展战略和食品行业高质量发展需要，具有崇高理想信念、深厚人文底蕴、扎实专业知识、强烈创新意识、宽广国际视野，能在食品及相关领域从事科学研究、工程设计、监督管理等工作的新工科人才。

1.3 修订教学计划

教学计划修订的对标标准包括：教育部《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，教育部发布的团体标准《工程教育认证标准（食品科学与工程专业）》[17]，IFT食品科学与技术学会高等教育审查委员会发布的《本科食品科学及食品技术专业认证指南》。对标的国内外高校包括中国农业大学、江南大学、华南理工大学等国内高校，以及Wageningen University & Research（Netherlands）、Cornell University（USA）、National University of Singapore（Singapore）等国外高校。邀请高校、企业、行业、国外专家参与教学计划修订，包括江南大学夏文水教授、吉林大学刘静波教授、华南理工娄文勇教授、蒙牛集团史玉东正高级工程师、苏食集团张楠正高级工程师、国家食品安全风险评估中心陈潇处长、成都市食品药品监督管理局李明姝处长等专家。同时，与在校学生、课程教师、毕业生、学生家长、企业代表、行业代表、高校老师等代表进行沟通与交流，充分了解和分析内外需求的变化，使专业培养目标与学校定位、专业特色、社会需求和利益相关者的期望等内外需求一致。

在以上反复调研和讨论基础上，对教学计划进行修订，最终确立了2018版的教学计划。在此版教学计划执行过程中，实时对新形势、新变化、新需求、新问题等进行教学计划的微调整。基于教学计划5年进行大修订的原则，也基于教育部的新标准和新要求，四川大学食品科学与工程专业2013版新的教学计划已完成初稿，正在报批过程中。

2 建设双师型师资队伍

基于新工科六问的问学校主体推改革，高校是新工科建设的责任主体[15]。工程教育认证标准对食品科学与工程专业师资队伍的要求：从事专业课程授课的教师，在其学习经历中至少有一个阶段是食品科学与工程类或相关专业学位，且有6个月以上的相关工程实践经历[17]。针对以上要求，四川大学积极推进人事制度改革，完善内部激励机制，促进建设双师型师资队伍。

2.1 人才引进措施

学校采取内培外引的方式，有计划选留和引进优秀博士和博士后充实教师队伍，特别是具有海外研修背景的教师，使专业教师的知识结构涵盖食品、化学、生物化学与分子生物学等多个领域。

2.2 校外创新创业导师措施

为进一步优化师资结构、强化师资力量、吸收国内外先进技术、提高专业教学水平，专门从国内外知名大学和企业聘请高水平学者和工程实践经验丰富的企业技术骨干，作为学院兼职教授，承担本专业学生理论教学和实践教学工作[18]。

2.3 产科教融合提高工程背景

为提高教师工程实践能力，学校采取了多种措施。每年斥资近3 000万，与泸州、宜宾、德阳、眉山等地区政府合作成立专项资金，资助四川大学专业教师与地方企业建立产学研合作，为专业教师积累工程经验以及强化对外交流、沟通能力提供了良好的平台。此外，学校还选派教师到食品行业大型企业、国家重点企事业进行工程项目学习和培训。

2.4 师资培训措施

有计划地安排骨干教师出国访问或进修，并设立专项基金鼓励和资助教师积极出国进修和参加国际学术会议，学习国内外先进教育理念、教学方法和教学手段。同时，以赛促教，积极鼓励与支持老师参加教学竞赛、参与金课建设课程组。

基于以上政策与措施，四川大学食品科学与工程专业已形成一支以中青年教师为主体的双师型师资队伍。除新进教师以外，其余老师均具有工程实践经历，70%教师具有海外（美国、德国、日本等）学习或进修的经历，具备较为广阔的国际视野、扎实的专业知识水平和较强的实验实践指导能力。

3 搭建内外资源共享的教学平台

基于新工科六问的问内外资源创条件，食品科学与工程专业在学校、学院的大力支持与配合下，全面优化校内资源，积极获取社会资源，为创新人才的培养创造更好条件[15]。

3.1 校内教学平台建设

四川大学2017年完成的双创示范基地——智慧教学环境改造项目，形成了以数字化教室为代表的现代化教学环境，极大地改善了我校教室使用的硬件条件。同时，四川大学坚持理论教学与实践教学并重，把实践教学作为人才培养体系中不可或缺的组成部分。建立了设施齐全、管理运行体系规范的实验、实训教学平台，包括国家级、省级和校级实验教学示范中心8，15和9个。在学校平台的基础上，食品科学与工程专业具有2 000余m2专业实验室，包括食品罐藏实验室、食品烘焙实验室、食品酿造实验室、食品微生物实验室、食品分析实验室等。主要承担食品科学与工程专业的食品分析实验、食品工艺学实验、食品微生物学实验等实验课程。专业实验室是学校开放实验室之一，结合教师科研项目和基地实习建设等，培养学生的专业创新和工程实践能力，为学生进行各种科技创新训练提供基础场地和实验设备。

3.2 校外产学研实习实训基地建设

校外实习实训基地是学生参加社会实践的重要场所，也是教师进行科研与生产、理论与实践相结合的科研、教学场所。选择在行业领域内生产技术、设备水平、生产经营管理能力具有代表性、有影响力的食品企业为主要实习实训基地。四川大学食品专业与新希望集团华西乳业、泸州老窖、中储粮成都粮科所、四川白家食品有限公司、四川徽记食品股份有限公司、四川茂华食品有限公司等20余家企业合作建立了校企共建实习实训基地。在实习实训基地，学生开展了毕业实习、生产实习、企业实践等内容，创新能力得到了极大的锻炼与提高。

4 完善教学内容

基于新工科六问的问技术发展改内容，企业技术的发展日新月异，工程教育要主动适应，必须面向产业需求进行课程体系与教学内容完善[15]。

4.1 课程体系建立

课程设置的合理性对学生系统性知识体系的构建有着显著影响。四川大学在长期的办学历程中，以校训“海纳百川，有容乃大”为核心，围绕创建一流研究型综合大学的奋斗目标，确立了“以人为本，崇尚学术，追求卓越”的现代大学办学理念，建立了“以院系为管理重心，以教师为办学主体，以学生为育人中心”的管理运行新机制[16,18]。以上述理念和定位为基础，食品科学与工程专业逐步形成了“工程与科学相结合、学科建设与本科教学相结合、拓宽基础与强化实践相结合、通识教育与个性化培养相结合、技术与管理相结合”的人才培养思路，本专业以学生为中心，依据专业培养目标及毕业要求，结合学生、教师教学反馈意见和企业、行业专家意见，研讨确定食品科学与工程专业课程体系，如图1所示。

图1 食品科学与工程专业课程体系

4.2 科教融合补充新知识

新工科六问中的问技术发展改内容，与世界一流大学的科教融合核心办学理念是一致的[15]。科学研究作为大学的一个核心优势，必须要融入到大学人才培养体系中，转化成提高高等教育质量的支撑条件[19]。首先，从四川大学的层面，每年的国际教学周中，学校开展“万门课程”计划，邀请世界各国的知名教授、企业家为学生开设讲座与课程，极大地丰富了学生的知识和拓展了视野。其次，四川省是农业大省，食品业是四川省的六大主柱产业之一。四川大学食品学科位居川内高校首位，为四川省食品行业的发展做出了卓越的贡献。与川内以及国内众多食品企业合作，进行科学研究，为食品企业提供技术，支持食品行业的发展，这势必形成了一系列的科研成果。四川大学食品专业定期的教学研讨活动，促进老师将新技术、新产品、新态势、新发展通过各种方式融入到教学中，切实实现科教融合，促进创新人才的培养。

4.3 实验教学内容的改革

为充分发挥与挖掘学生的创造性和培养学生科学的思维方法，调整实验内容中验证性实验、设计性实验和综合性实验的比例，由原先的4∶3∶3调整为2∶4∶4，降低验证性实验的比例与数量，提高设计性实验和综合性实验的比例。设计性实验是在一定的条件下，由学生根据所学的知识和兴趣、自主确定实验题目、设计实验方案、个人或小组独立完成实验全过程。设计性实验从实验工艺流程的设计、原料配方的确定、实验参数的选择以及高品质实验产品的获得等一系列过程，使学生体会到独特乐趣，从而激发学生学习积极性，培养学生独立思考能力和创新能力。综合性实验是为解决多门实验课程关联性弱的问题而设置的，如食品分析实验、食品微生物实验的检测原料，是学生自己在食品工艺学实验中制备的产品。对自己实验产品进行风味、品质以及安全性进行检测分析，大大提高学生的积极性与创造性。

5 改进教学模式

基于新工科六问的问学生志趣变方法，在互联网时代，知识获取无障碍，但学习动力和注意力则成了稀缺资源[15]。四川大学食品科学与工程专业根据学生志趣进行教育教学方式方法的调整，极大提高了教学效果。

5.1 具有川大烙印的小班化教学模式

2018年，四川大学“以课堂教学改革为突破口的一流本科教育川大实践”荣获国家教学成果特等奖。食品科学与工程专业秉承学校探究式——小班化教学、全过程评价——非标答案考试等为主要内容的本科教学改革创新，实现了教学模式从单向灌输向启发式讲授、互动式交流、探究式讨论转变，学业评价从重死记硬背向关注学习过程和注重独立思考转变，课堂面貌焕然一新，课程质量大幅提升。2018年6月，在成都召开了新时代高等学校本科教育工作会，在观摩了包括食品系教师曾维才老师为代表的46位老师的探究式——小班化课堂教学后，时任教育部党组书记、部长陈宝生部长对四川大学本科教学方式的改革给予了高度评价：老师和学生你来我往启智慧、线上线下探真知、现实虚拟频转换、手脑并用练本领，让我们看到了不一样的课堂，很受启发和触动[20]。

5.2 开放性实验教学

实验教学内容中验证性实验降低、设计性实验和综合性实验提高，伴随而来的是教学方式的调整与改变。所有学生在固定时间、按固定操作步骤、做相同实验内容，得到相同产品，传统的实验教学模式即可满足验证性实验的开展。为满足设计性实验和综合性实验的顺利开展，学院公共平台和食品科学与工程专业实验室平台均实现开放性服务。各实验中心坚持以学生为本的原则，充分利用现代网络技术，实行实验网上选课。实验时段对学生开放，学生可结合自己的专业并根据自己的时间安排，自由选择实验项目和实验时段，给予了学生较大的选择空间。开放性的实验教学模式，为设计性实验和综合性实验的进行提供了保障，充分培养了学生的创新能力和综合能力。

5.3 创新创业计划与竞赛

为实现食品科学与工程专业学生创新能力的培养，采取了不同层次的举措。首先，从学校层面，推行大学生创新创业训练计划、互联网+大学生创新创业大赛以及挑战杯竞赛等，根据项目不同，分为国家级、省级、校级项目。其次，中国食品科学技术学会、中国轻工业联合会、四川省食品科学技术学会等组织举办天博食品创意大赛、康师傅杯创新竞赛、盼盼食品杯创意大赛、四川省食品营养产业产学研创新设计大赛等比赛，为创新人才的培养提供了平台。同时，四川大学以及食品工程系与食品行业直接针对企业需求举办徽记实战杯大学生创新竞赛、海底捞杯创新竞赛，进一步提供了学生为企业解决问题的实战经历。

6 结语

结合新工科六问，四川大学食品科学与工程专业对创新人才培养模式进行了探索。经过几年的实践，不断修订教学计划，构建了科学的人才培养机制，建设了科学的双师型师资队伍，搭建了内外资源共享的教学平台，改进教学模式，完善教学内容，致力于食品科学与工程专业创新工程人才的培养。在此基础上，四川大学将继续秉承新工科理念，建设符合高等教育发展趋势和行业发展需要的食品科学与工程专业，为新工科建设提供支撑。