工程教育认证背景下的食品科学与工程专业实验教学改革探索

尹 佳

(吉林化工学院 生物与食品工程学院,吉林 吉林 132022)

一、工程教育认证背景下的食品科学与工程专业实验教学的内涵

国内工程教育专业认证始于2006年，2013年我国正式加入《华盛顿协议》成为该协议组织的预备成员，2016 年6月成为正式会员[1]。工程教育学科专业认证应是国际通行的工程教育质量保障机制，借助于工程教育学科专业认证都应是全面实现工程教育国际互认以及工程师资质国际互认的极其重要的基础[2]。食品科学与工程专业是以食品科学和工程科学为基础具有理工科性质的典型专业，培养理论基础扎实、专业知识面宽、综合能力强、素质高，能在高等院校及相关科研机构，或在食品加工、流通、卫生监督、食品质量监督管理等部门从事食品的生产技术管理、产品开发、品质控制、工程设计等工作的高级工程技术人才[3]。

食品科学与工程专业实验课程是高校食品科学与工程专业最为重要的实验教学环节[4]。实验教学内容包括食品生物化学实验、食品工艺学实验、食品微生物实验、食品分析实验、食品综合性实验等。实验教学目标是使学生加深对专业理论知识的理解、提高自身实验技能、具有创新型实验的设计和实践的能力等方面，从而培养学生的科研能力和工程素养。因而，食品专业实验教学的完善与改进举足轻重。通过对食品专业实验课程提出了改革实验教学内容、创新实验教学模式、改革实验考核方式等教学改革措施，从而使实验教学符合工程教育专业认证的要求，同时也有利于培养符合社会需求的食品工程人才。

二、食品科学与工程专业实验教学改革的必要性

近年来学科专业认证工作在我国高等院校中快速推行，关注程度日趋高涨。工程专业认证的核心目标是通过工程素质教育的改革，推进创新人才培养模式的改革，实现工程型人才培养目标[5]。国内的食品科学与工程专业的工程教育认证开始于2007年，中国海洋大学、江南大学和南昌大学的食品科学与工程专业率先通过了国家工程教育认证[6]。截止到2018年1月，全国22所高校的食品科学与工程专业通过了国家工程教育认证。

吉林化工学院的食品科学与工程本科专业于2008年开始招生，专业培养目标是培养掌握食品工艺技术和工程设计等相关基础理论和基本技能，能在食品工程领域从事生产管理、品质控制、新技术和新产品开发、科学研究和工程设计等方面的应用型人才。2018年我院的食品科学与工程本科专业首次参加全国的工程教育专业认证。因为在工程教育专业认证方面，学院起步较晚，故本研究依据工程教育专业认证背景下的要求，探讨食品科学与工程专业实验教学的改革的有效措施。

三、食品科学与工程专业实验教学改革的实施

(一) 改革实验教学内容

食品科学与工程专业分食品工程和食品安全两个方向。针对目前传统教学中存在的“实验教学内容体系性不完善”和“综合型及创新型实验项目过少，基础型实验项目过多”两大问题，进一步完善、更新食品类专业实验课程的教学内容。

首先，重新制定食品科学与工程专业的实验课程内容，所有专业实验项目归纳为食品工程原理实验、食品生物化学实验、食品分析实验、食品微生物学实验、食品工艺学实验及食品专业综合实验。在项目安排上，综合考虑各实验项目内容，尽量保持实验项目的连贯性。在课程安排上，食品工程原理实验、食品生物化学实验及食品微生物学实验这三个模块内容为“食品科学与工程专业实验上”，分别在第二学年第二学期和第三学年第一学期开展。而食品分析实验以及食品工艺学实验这两模块内容安排在“食品科学与工程专业实验下”，在第三学年第二学期开展。其次，降低基础性实验的比重，同时增加综合型及创新型实验项目的数量，可分别在各个实验模块中加入综合性实验或创新型实验，也可在实验课程的最后安排一到两个大综合型实验。比如，在啤酒的酿造实验中，可根据现有仪器设备将其安排为综合型或创新型实验，实验内容可包括啤酒的新产品研发、啤酒的中试实验、啤酒的品质分析和啤酒的成分分析，这种综合型实验涵盖了食品工艺学实验和食品分析实验等内容，更有助于培养学生的创新创业能力。

另外，在工程教育专业认证的背景下，新实行的人才培养方案增加食品专业综合实验48学时，在大四的第一学期开设。在内容的设置上开设的专业实验均为综合性或创新型实验。综合性实验涉及产品研发、食品功能成分的提取纯化、食品工艺设计、产品质量控制，使学生巩固食品专业理论知识，提高学生知识结构体系的完整性和系统性。针对创新型实验，学生从查阅文献资料、实验方案的设计、实验步骤的操作、数据分析结果与讨论入手，培养了学生独立思考能力和创新性思维，符合专业认证中的分析和解决复杂工程问题的培养目标[7]。

(二) 提高实验课堂教学质量

在教学方法上着力推行基于项目的学习、基于问题的学习和基于案例的学习等多元化教学方法，将工程观念和创新培养循序渐进地渗透于实验教学的各个环节[8-9]。通过教学方法的改革，发挥学生的中心地位，改变传统教学模式，让学生实现在做中学[10]。比如，在创新型实验中，学生3～5人组成1个项目组，每组自主选择实验课题，开展团队协作模式完成创新实验内容。要求组员共同拟定实验方案，集体完成实验项目并写出总结实验报告。项目组要通过查阅书籍、文献、企业网站收集资料，根据具体要求设计实验方案，组内讨论以及总结、归纳、撰写论文来完成实验。借助于对传统实验教学模式的改革，加深了学生积极参与实验教学的程度，进一步提高了组员的团队合作能力、实践能力与科研能力，达到工程素质教育的最终目标。

(三) 加强实验网络平台建设

实验网络平台由基本信息、课程学习、课程资源组成。基本信息下设教学大纲、教师信息、教学日历等内容，使学生课前就对实验课程有更深入的了解和认识，为之后实验课程的学习奠定基础。课程学习下设课程答疑、课程问卷、课程作业等内容。课程答疑有助于教师和学生进行良好沟通，能起到教学相长的双重效果[11]。教师根据学生存在的普遍问题及时完善教学内容，通过课程答疑能促进学生能更好的自主学习。课程问卷是对教学效果的最直接反馈，教师根据学生反馈的意见对课堂教学情况和教学方法进行分析总结，提出整改措施，从而能提高教学效果。课程作业使学生可以进行网上自测，巩固所学理论知识。课程资源中主要是实验教学材料，比如虚拟仿真资源、课件、教学视频、测试题等内容，为了便于学生更好地进行自主学习，学生可以任意地选择课件和视频资料获取学习资源，激发了学生的学习兴趣,提高学生的分析问题和解决问题的能力。

由食品科学与工程专业实验任课教师团队开发的数字化教学资源网络平台—实验教学平台，发挥了信息化网络技术的资源优势，促成了学生的学习方法、教师的教学方法和师生互动方式的教学模式交融，为更好的实现工程素质教育的培养目标打下基础[12]。

(四) 完善实验室建设，加强实践教学实训基地建设

一方面，进一步完善实验室建设，增加实验室的功能性。根据食品专业课程性质，食品专业实验室设为食品基础实验室、食品工艺实验室、食品综合实验室、食品工程原理仿真实验室。食品基础实验室用以承担食品生化、食品分析、食品微生物学等实验内容，应拥有通风橱、分光光度计、索氏提取器、凯氏定氮仪、无菌操作台等常规实验仪器。食品工艺实验室主要承担食品工艺学实验与食品专业综合实验的课程，实验室配套一些基础设备与常规的食品机械，由于食品工艺的特殊性，对食品安全卫生要求高，故食品工艺实验室空间以内的设备、仪器、试剂等不能与其他实验室混用。食品综合实验室的作用是安置高精密的大型仪器和存放实验药品。食品工程原理仿真实验室主要选用计算机仿真软件系统以及传统实验教学模式紧密结合，以满足学生对食品工程原理、食品工厂设计与环境保护及食品机械与设备等实验教学的正确认识与熟练掌握[13]。

此外，实训基地就是实验教学可以持续稳步发展的动力，故而依据食品类学科特点建设配套的实训基地[14]。校外，学院和企业合作建立实训基地,定期组织学生深入生产车间实习。学生经过企业安全培训后，可以进行简单的实际操作，通过学生真实地参与食品生产的全过程，能更好地将理论知识与实践技术结合，增强学生的工程素质[15]。目前，学院已具备成熟的啤酒发酵中试系统，可进行500L啤酒的中试试验。后续会进一步建设喷雾干燥生产线、焙烤食品生产线、膨化食品生产线等，以及完善相匹配的实习基地。另外，专业和多家食品企业联系和沟通，建立了春光乳业有限公司、吉林酿业有限公司、大森林食品有限公司等校外实训基地，增加学生在企业的实习时间和内容。

(五) 改革实验课程考核方式

工程教育认证的一个重要考核指标就是通过评价了解学生的学习效果，所以考核方式是衡量学生学习效果的一项重要指标。实验教学的实质应是提高学生的实验操作技能和思考能力，在考核形式上考核的重点应是实验过程和数据分析与思考。改革实验课考核方式，建立多元成绩考核方法，考核内容包括平时成绩、实验报告和实验考试3方面内容。平时成绩占总成绩的20%，主要包括出勤、实验操作、实验习惯等内容，实验报告教师批改后要分发给学生，学生学习后再统一上交。实验考试环节安排在课程的最后一节课，考试内容包括各实验原理、实验操作步骤和注意事项。具体考核内容与所占比例见表1。

表1 实验课程考核体系

四、改革的重点与难点

(一) 重点

食品科学与工程专业实验教学改革的重点可以归结为以下几个方面：①以工程素质教育为导向，不断更新实验教学内容，完善实验课程体系建设；②注重实验课程的教学质量，提升师资力量，尤其是教师的工程实践经验；③学院加大资金投入，扩充实验室空间，配置中试食品生产线设备,建立焙烤食品生产线和膨化食品中试车间,建设食品创新创业实训中心；④加大校企联合，增加校外实习基地、校企共建实验室等。

(二) 难点

教学改革的难点有以下四点：第一，教师的工程素养欠缺，需提升教师工程经验和职业能力，结合企业面临的实际生产问题，积极开展工程实践问题研究[16]；第二，提高教学质量方面，在工程教育认证背景下，每们实验课的教学环节都需要符合工程认证的教学质量要求，例如，每一门实验课程的教学大纲都需要明确对毕业生核心能力的要求，通过制定教学实施细则、跟踪教学过程监控、建立多角度的教学质量评价体系等措施以达到工程认证的要求[17]；第三，不断完善实验室建设，实验室空间及配套的基础设备在数量和功能上不仅要满足专业的日常教学需要，还要能够满足教师的科研工作和支撑学生各项学术竞赛及创新实验设计，有效地创造出高水平实验平台，实现资源最大化利用和健康可持续性的发展；第四，加强实验教学实训基地建设，增强学院与企业共建实习实训基地的密切合作，结合企业面临的实际生产难题,师生和企业科研人员合作进行科研项目研究，更好的发挥工程实践平台的作用。

五、结 语

工程教育与实践技能的培育是一项长期和艰巨的专业人才工程建设。近年来，疾速稳步发展的食品工业使社会对专业人才的需求不断提高，食品学科专业推广工程教育认证是适应食品行业需要，提高食品工程创新人才综合素养的最根本途径。食品科学与工程专业实验教学改革的施行具有极其重要的现实意义。