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面向新工科的地方院校食品类专业实践教学改革探索

2023-07-29张蓓张剑乔明武

河南教育·高教 2023年6期
关键词:新工科建设实践教学

张蓓 张剑 乔明武

摘 要:新工科建设引领高等教育创新变革,对工科实践教学改革提出了新要求。本研究以河南农业大学食品类专业为例,坚持学生中心、成果导向和持续改进的工程认证理念,探索构建基础—专业—综合创新多维实践体系,深化产教共频对接产业链,推进科教互促互进提升科技服务能力。通过探索多元共融协同育人的工程范式实践教学体系改革,提高学生的工程实践能力,以培养符合食品行业需求的高素质复合型新工科人才。

关键词:新工科建设;食品类专业;实践教学

世界百年未有之大变局加速演进,新一轮科技革命和产业创新变革的浪潮奔腾而至。无论是大数据、智能科技、纳米新能源等新产业、新业态、新模式的快速孕育兴起,还是钢铁、机电、轻工等传统产业搭乘智能化快车转型升级,加强现代化建设都急需大量具有实践创新能力的新型工程科技人才。以创新驱动高质量发展,必须靠科技进步,而科技进步必须靠人才,人才必须依靠高质量的教育,高质量教育体系是教育强国的重要特征。加快建设高质量教育体系,要在推进教育数字化、信息化,全面赋能教育上下功夫,实现优质教育资源广泛共享。新工科建设正是主动应对新一轮科技创新变革挑战、建设高质量教育的必经之路。教育部发布的《新工科建设指南》把新工科建设作为高校深化改革创新的“催化剂”,促进我国从工程教育大国向工程教育强国迈进。国家教育部高教司司长吴岩指出,在全球高等工程教育变革中我国工程教育认证要与全球同频共振,从华盛顿协议成员国的等效实质阶段(1.0版)进阶到参与国际治理、贡献中国方案的创新领跑阶段(2.0版)。

食品专业是关系国计民生的复合应用型特色工科专业。各高校工科专业的认证工作已大力开展,截至2022年1月,我国已有64个食品类专业通过工程教育认证。2005年河南农业大学食品科学技术学院正式成立,现开设有食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与检验教育和食品营养与健康4个本科专业。其中,食品科学与工程专业于2019年被教育部评定为国家级一流专业,并于2022年通过专业认证考察成为河南农业大学首个通过工程认证的专业。工程教育专业认证坚持“学生中心、成果导向(OBE)与持续改进”三大基本理念,并将培养学生解决复杂工程问题的能力放在突出位置。面对当前国际复杂的新型工程环境和大学生普遍动手能力较差的状况,如何有效培养大学生解决复杂工程问题的能力,已经成为新工科建设的重点问题。一方面,新工科背景下食品工业耦合“工业4.0”对食品专业教育的增值提效提出更高的要求;另一方面,食品类专业仍存在实践教学体系薄弱、工程能力欠缺、与行业企业需求脱节等问题。因此,新工科建设背景下食品类专业实践教学体系的工程性、实践性和创新性的回归迫在眉睫。课题组以河南农业大学食品科学技术学院为例,研究构建产教研多方协同、深度融合的多维实践教学体系改革策略,以期培养工程实践能力强、综合素质高的复合型新工科人才。

一、对接新工科构建循序渐进的阶梯式实践教学体系,实践教育回归工程范式

(一)以工程认证为导向,完善基础—专业—综合创新多维实践体系

对接新工科建设体系要以学科专业为支撑,以培养工程实践能力为主线,落实OBE理念由“专业导向”向“成果导向”转变,抓好“两个统筹”(第一、第二课堂和理论、实践教学),构建实践教学内容与环节层次科学合理的阶梯式教学体系。课题组所在学院根据工程教育认证通用标准和补充标准,结合食品行业专家意见与行业需求,分阶段分层次开展各种形式的实践教学活动,逐步完善“从理论到实践、从验证到创新、从设计到工程”,形成基础实践—专业实践—综合创新实践阶梯式的三层次实践教学体系。其中,基础实践包含基础课程实践和现代工程内核,侧重于学习理化基本实验技能,以培养学生的基本工科素质;专业实践包含深度工程学科和专业研究经历,侧重于学习食品专业课程实践、课程实习等,以培养专业工程素质;综合创新实践包含深度专业实践和综合创新设计,侧重于完成毕业设计、学科竞赛、社会实践等,以培养实践创新人才素质,增强学生解决复杂工程问题的能力,从而获得从事食品领域相关研究的初步能力。工程的实践性决定了工程教育的实践性,工程教育必须要回归工程导向的实践本位,要求从科学范式回归工程范式。工程范式下符合专业认证要求的工程教育体系要体现教学结构的综合模式,以OBE理念为导向优化实验教学项目,增加以实践为主的工程类课程比例,优化减少验证实验,增加综合设计类实验项目占比等,构建与职业需求对接的工程人才培养体系。

(二)推進智能+教育融合的信息化教学新技术,优化实践教学形式与内容

目前,信息智能与教学融合的新技术有效解决了实践教学中诸多做不了、做不到、做不好的问题。按照“以实为体、以虚强实、能实不虚、虚实结合”的原则,采用线上+线下融合、翻转课堂、虚拟仿真等多种数字信息化教学方式开展实践教学。课题组所在学院大力开展在线开放课程建设,依托超星学习通、中国大学MOOC等互联网+教学平台,丰富实践教学资源共享开放。目前,已有食品机械与设备课程、食品分析与检验课程、食品毒理学课程建设成省级精品在线开放课程并取得良好效果。课题组不断优化实验内容,录制详细的实验项目视频上传网络平台供学生反复观看,有效推进了实验、辅导、交流的网络互动。为进一步推进教学信息智能化、优化教学资源,课题组所在学院积极申报河南省教育厅建设的高校虚拟仿真实验教学系列项目,与各高校共建食品科学与工程类虚拟仿真实验中心,促进实践教学资源共享开放,丰富了教学资源。学院与行业企业、高校等共建畜产品加工虚拟仿真实验教学课程群和食品工程虚拟教研室,教师积极开展线上研讨,集思广益共商教学,为实践教学提供有力支撑。近年,课题组所在学院申报建设有食品中脂类物质劣变评价虚拟仿真实验(河南省示范性虚拟仿真实验项目)、液态奶生产、火腿肠加工等省级虚拟仿真实验项目,学生沉浸在全三维感知的场景中进行操作实验,有效提升了学习兴趣,加深了对专业知识的理解和应用。同时,避免了实验风险,拓展了实践教学的深度和广度,提高了实践教学效果。

二、产教同频实施灵活多样的协同育人实践教学,推进新工科人才培养链与产业链对接

(一)多元共融搭建产教融合的校内外协同育人实践体系

新工科背景下强调以行业需求为牵引,以成果为导向,构建产、学、研、转、创、用的深度融合实践模式。依托河南作为粮食大省、人口大省的特色行业优势,课题组所在学院搭建产教共频的校内外协同育人实践平台,努力推进新工科人才培养链与食品产业链有效对接。一方面,与政府等相关部门建立良好的战略合作,争取更多的“阳光雨露”式新资源。在各级政府和学校政策的大力支持下,通过增加建设经费投入,更新、添置实验室配套仪器设备,改善校内实践教学条件等,学院先后建成省级实验教学示范中心、农业农村部大宗粮食加工重点实验室等7个省部级科研平台,农产品加工与质量检测控制工程技术研究中心、郑州市营养与健康食品重点实验室等7个市厅级科研平台。另一方面,学院积极与行业企业对接建立伙伴关系,深化产教融合,增强内外联动新动力。根据“共同建设、资源共享、合作发展、互利共赢”的基本原则,已与河南双汇投资发展有限公司、益海嘉里(郑州)食品工业有限公司、郑州千味央厨食品股份有限公司等20余家行业影响大、热衷教育事业的食品类企业共建实习基地,为学生开展项目训练、毕业设计等提供良好的实践平台,有效对接农业和食品行业人才需求。此外,学院与好想你公司共建现代食品加工与营养安全产业学院,企业为学生提供实践培训交流平台,设置“2.5+1.5”学期教学模式,鼓励学生留企工作,实现“订单式”培养。

(二)深化产教融合,行企协同全面共管提高实践教学质量

目前,各高校开展校企合作中尚存在经验不足,管理、安全、运行机制不完善等诸多问题,作为主要受益方的高校更需要积极沟通协调,以点带面逐步推进。课题组所在学院主动完成实践教学中协调和学生管理工作,并将培养目标与行业人才储备标准相契合,结合企业实际需要共商计划、共组师资、共管过程、共推质量。在教学大纲制订过程中,邀请食品行业专家、技术骨干人员全面参与、密切结合生产规范、分门别类、统筹细化实践教学内容。学院举办企业家进课堂系列活动,分别邀请郑州中粮科研设计院有限公司、郑州金苑面业有限公司、荷美尔食品公司等技术骨干提前对学生进行线上线下的生产实习培训,着重强调实习和生产中的安全操作、高发风险点、易发事故及相应的安全防范措施,推进实践安全教育常态化,顺利完成食品类专业的生产实习环节,保持校企合作稳定持久运行。实习期间推行双导师制,由院企指导教师共同负责管理与指导,郑州统一企业有限公司、郑州思念食品有限公司等校外导师为实习学生做毕业设计指导和详细答疑,把课堂搬到企业更加贴近行业实际,使学生将专业知识与实践有效结合,从而增强了学生的工程认知和实践能力。

三、探索构建教学科研互促共进的实践教学体系,提升科技服务能力

(一)教研互促把科研学科资源优势转化为教學资源优势

课题组所在学院依托特色平台形成以“畜产品加工”“速冻食品加工”为优势,“营养与安全”“粮油加工”“果蔬加工”协调壮大发展的科研团队,科教融合以教学带动科研,科研反哺教学,为实践创新能力培养提供坚实保障。教师重视科研成果立足学科前沿,将应用型科研项目和重要成果融入实验设计项目,转化为“活教材”,开拓学生视野。依托学院工程实践教学平台,鼓励学生参加科研创新活动,将科研项目转化为大学生科技立项。近年,学院积极组织申报国家级省级大创项目、中国国际“互联网+”创新创业大赛、校级开放实验室项目等共计30余项并取得多项成果荣誉。在2022年“挑战杯”河南省大学生创业计划竞赛中,学院参赛项目“创安—用噬菌体守护人类健康”“惜源—构建农林废弃物综合利用新模式”均获得金奖,“智检—仿生酶即视化便携快检领航者”获得铜奖,在第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛中共荣获3项一等奖。项目执行中,学生积极参与项目申报、答辩、实施及文章撰写等环节,在实践中学习科研思路、科研方法,培养了分析问题、解决问题的能力。研究表明,科研参与次数多的学生,认知能力和社会性能力的自我评估更高。把毕业论文选题与教师科研课题、食品行业实际需求密切结合,特别是由企业提供产业化项目作为毕业设计,有效解决了学生理论知识结构能力与产业需求脱节的问题。同时,学生在工程实践中学习工程职业道德和规范,提高了岗位适应能力。

(二)产学研合作大力提升科技服务能力

积极开展产学研合作,学院组织安排教师作为博士服务团、科技特派员等到企业挂职学习,与各地市企业深度开展科技服务工作,提高科技服务企业能力。先后与多家企业签署横向课题合作协议,将企业实际需求融入科研,从而把科研成果应用到生产一线和市场,服务地方经济社会发展。疫情期间,学院科技特派员教师第一时间开通了名为“乡村振兴我来开讲”的视频号,大力开展线上科技应急服务,积极研究解决对策。目前已有近千人关注,视频总观看次数超10万次,受到了社会广泛关注和好评。这不但有利于教师积极开展科学技术研究,深入行业一线,而且能够把食品行业热点难点问题和科研思路转化为生动形象的实践教学内容,给学生提供专业实践平台。院企双方着力拓展合作领域,共同探索实践创新机制,推进科技成果转化,实现双方共赢。通过企业和学生服务社会能力的反馈,指导食品类专业工程人才建设,不断完善实践教学。

课题组通过构建产教研多方协同、深度融合的循序渐进的多维实践教学体系,努力培养工程实践能力强、综合素质高的复合型新工科人才。但新工科建设是一项复杂的全局性系统工程,培养解决复杂工程问题的能力也不可能一蹴而就,需要政府、产业行业和高校各方协同,需要自上而下的通力合作。我们仍需要坚持不懈的研究、实践、积累经验,继续优化实践教学体制机制,把社会资源转化为教学资源和育人资源,并从改革创新培养模式、强化实践环节、优化师资队伍、完善评价管理机制等方面采取综合措施,打造“真刀真枪”的实践教学体系。

参考文献:

[1]吴爱华,杨秋波,郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].高等工程教育研究,2019(1).

[2]王章豹,张宝.培养新工科人才解决复杂工程问题能力的探讨[J].高教发展与评估,2019(6).

[3]薛山,李变花,江文辉,等.新工科浪潮下食品专业建设与双创理念融合[J].食品工业,2019(11).

[4]徐继成,王顺民,谢丹,等.工程认证背景下食品专业产教融合协同育人实践教学体系的构建[J].农产品加工,2021(7).

[5]蒋海云,温辉,金继承.创新型新工科人才培养大链的构建及实践[J].现代大学教育,2018(3).

[6]张洪亚,郭广生.实践教学与科研对理工科大学生学习收获影响的系统动力学仿真研究[J].中国大学教学,2020(7).

[7]袁高峰,方旭波.食品类专业以科研促进教学人才培养模式的探索与实践[J].浙江海洋大学学报(人文科学版),2018(6).

责编:应 图

基金项目:河南农业大学教师专项能力提升计划(编号:21XM0227);河南农业大学虚拟教研室建设项目(编号:21XM0254)

作者简介:张蓓(1989— ),女,河南农业大学食品科学技术学院实验师,中心实验室副主任,研究方向为食品工程;(通讯作者)张剑(1973— ),男,河南农业大学食品科学技术学院教授,研究方向为食品科学与工程;乔明武(1979— ),男,河南农业大学食品科学技术学院高级实验师,中心实验室主任,研究方向为食品科学。

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