食品类专业实验室体系建设研究——以食品微生物学实验室为例

◎ 赵岩岩，赵圣明，何承云，朱明明，焦凌霞

（河南科技学院 食品学院，河南 新乡 453003）

实验室作为培养学生实践动手能力，实现知识技能转化的平台，对高校人才培养至关重要。食品类专业是高校工科教育中实践性很强的专业，近年来，各有关高校食品类专业都在进行的一系列实践教学改革也体现了实验室建设的必要性和重要性。同时在实验室建设方面做一些积极的探索，可为更好地服务于食品类专业人才的技能培养创造有利条件。但是目前由于一些高校、老师等对实验室建设的积极性不高、实践教学观念陈旧、经费投入不足、企业参与度不高及对企业吸引力不够等原因，造成实验室的建设工作进展尚不平衡[1]。因此，构建与当前食品生产加工行业领域对人才培养要求相适应的实验室仍是一个值得探讨的重要课题。

1 国内食品类专业实验室建设现状

1.1 实验室布局不合理

部分院校实验室建设缺乏从自身实际需要出发的顶层设计规划，未事先对实验室进行整体的平面规划，功能区分过于简单，往往片面追求大而全、一味效仿、盲目采购、缺乏特色，与本校专业课程匹配度、教学实验的实际需要及当地对应岗位实际要求相脱节，实验用房与办公等其他功能用房交叉，检验流程不合理而影响工作效率，以及对实验人员的人文关怀方面考虑不足[2]，从而导致大量设备闲置，无法得到有效利用或利用率极低，造成严重的资源浪费。

1.2 信息化技术及实验软件在实验室建设中应用不足

国内的传统教学模式一直是“以教师为中心，以课堂为中心，以教材为中心”，部分学校一直沿用传统的“传递—接受”教学方式[3]，导致课堂教学缺乏形象生动的氛围。而随着信息技术的发展，迫切需要应用信息技术辅助教学，以适应信息社会对教育的要求。同时，实验软件及虚拟仿真实验室建设辅助教学的应用逐渐兴起，因其具有形象、生动、直观、经济、安全和无污染的优势，颇受高等院校的青睐。但是，因受办学理念、教学场地、师资力量、投入资金等条件的制约，不同地区发展水平相差很大[4]。

1.3 硬件设备数量不足质量无保障，装修设计不合理

食品类专业从原来只有一个食品科学与工程专业，逐步衍生出食品质量与安全、烹饪与营养教育、食品营养与健康、乳品工程和酿酒工程等多个专业。学生数量日益增多，但师资力量和实习实验基地建设明显滞后，地方高校更是由于受地域上的限制，该类问题更为突出，极大地影响了食品类专业人才培养质量[5]。

目前国内绝大多数教育硬件设备厂商由于规模小、融资难，财力、人力等资源有限，缺乏研发与创新投入，导致硬件设备质量无保障，同时由于市场恶性竞争导致利润下降，部分厂家偷工减料，更让后续的运维及服务质量难以为继[6]。实验室在装修设计时，很多高校采用中央空调，由于空气交换造成不同实验室之间出现串味现象；部分高校的实验室立体空间过于讲究美观，利用率低[2]；同时，在设计通风系统时只考虑了排风，没有设计合理的补风系统，这就会造成实验室处于过度负压的状态（负压值在-15 ～-5 Pa较为合理）[7]，并且不能将有毒有害气体完全排出室外，在影响室内环境的同时，严重影响教师和学生的身体健康和工作效率。

1.4 配套实验教学资源少，缺乏完善的评价体系

配套实验教学资源建设是实验室建设的核心，师资力量是实验室顺利运转的保障。部分学校未能紧密结合专业人才培养目标进行系统化的实验课程体系设计，与之匹配的教程、指导书、相关资源不够完善，导致实验室的功能特点、设备配制与学生的实际需求相脱节。因此，构建理实一体化的课程体系，打破原有的“学科完整”教学特点，融合“工作过程中的学习”和“课堂中的学习”，培养学生全面的职业素养势在必行[8]。

在实验室的日常运行中，缺乏对学生实验效果的评价体系，以完成学生的实验课时为任务，很少关注学生的实验效果，导致“有设备、用不好，有实验、无体系”的现象频发，与实验室的建设初衷相去甚远，致使学生实验效果大打折扣[9]。

1.5 管理缺失，有效利用率低

从目前高校食品类专业学生实验的现状来看，从实验室设备维护到学生实验过程都缺乏科学规范的管理，整体缺少相关管理制度，且实验指导教师在实验期间对学生直接管理力度小，没有充分考虑到学生在实验过程中角色转变的心理变化，缺乏循序渐进的耐心辅导，导致学生的实验效果与教学初衷不符[10]。

由于部分院校实验室的一些设备功能和参数与实验内容不匹配、实验设备和实验生产需求存在差异、设备的型号和现有的基础条件有差异不具备运行条件等[11]，加上实验教师数量不足、专业水平有待提升等原因，导致部分实验室开展各类创新活动与增值服务的能力和资源不足，制约了实验室功效的发挥，降低了有效利用率。

1.6 校外实验基地流于形式，校企合作长效运行机制不完善

校企合作是检验人才培养质量的有效途径，只有为社会提供高质量的技能型高素质人才，学校教育才会赢得社会认同和尊重，才能形成多样化人才培养格局。然而，现阶段我国教育体制下的校企合作依然存在以下问题。①由于高校传统的习惯、自身的惯性和惰性，校企合作方式流于形式，在实质上难有突破性进展。②在校企合作的广度和深度上，校企双方对实践教学体系缺乏深层次的研究，没有真正实现资源共享、利益共赢等目标[12]。③没有建立完善的校企合作长效运行机制，部分制度、管理机制等难以随着市场需求、人才发展需求等及时无缝对接[13]。

2 解决食品类专业实验室建设的对策

2.1 构建校内-校外实验基地联动机制，实现“教、学、做”有机融合

校企双方通过建立健全长效运营机制即建立校内-校外实验基地联动机制，加强双方在课程开发、师资队伍建设、实习实验、项目运营、作品研发等方面的合作，共享双方在技能人才和实验场地等方面的资源，实现“教、学、做”有机融合，达到共育技术应用型人才的目标。

建立校企合作框架下的实验室，要完善校内生产性实验基地建设，校企双方要对生产性实验基地的功能范围、人才培养目标进行科学合理的定位和规划，重点建设具有食品企业真实工作环境的生产性实验基地[14]。同时，要结合高职高校办学特色和优势，紧紧围绕食品行业企业岗位群的人才需求特点，建立与学校实验教学计划、产品配方、工艺设计、新产品研发到现场生产要求全过程无缝对接的校外实践基地，做到人才培养和企业生产的真实环境相匹配，为产学研结合的人才培养模式提供实践保障。

2.2 完善实验室管理智能平台建设，提升实验硬件能级

以国际领先的实验室设计理念整合创新科技，应用各类仿真模拟实验软件与创新性的硬件设备完美融合，打造集管理、教学、实验于一体的智能化实验管理体系，切实推进实验场地的信息化，使学校实验管理更加便捷化、人性化和系统化[15]。通过构建实验室管理智能平台建设，实现对实验资产、耗材、考勤等硬性环境和实验软性资源的智能化、高效化管理[16]。

2.3 搭建可视化教学实验资源平台，提高实验效果

软性资源建设是食品专业实验室建设的重要组成部分，是教师推进理实一体化教学和项目制教学，学生开展自主式学习和拓展性学习的基础。通过搭建技术支持平台及多种终端展现形式，利用可视化教学工具（视频、虚拟仿真、Flash 等）将课程配套的教学资源（实验教程、指导手册、课件、案例等）[17]和食品加工与安全检测过程用仿真化、形象化的方式表现出来，使抽象的概念、操作技能变得容易理解并能够快速掌握，让教学实验变得高效、简单，从而提高学生的实验效果，进一步提升专业内涵及品牌影响。

2.4 加强实验室文化建设，创新拓展增值服务

实验室文化建设是食品类专业实验室的重要补充部分，也是校园文化建设和整体育人环境不可分割的重要组成部分[18]。结合学校需求，充分利用食品行业企业资源，结合企业岗位生产流程和工作要求，通过导入企业文化、技术介绍、行业规范、安全知识等内容、使学生提前了解企业的相关知识，有利于培养学生对职业的认同感[19]。同时，实验室建成后，将根据需要协助学校开展各类培训与资质认证、专业技能大赛、实践教学研讨会等各种形式的增值活动，同时搭建学生创业就业综合服务平台，有效提升实验室的综合价值。

2.5 推进师资团队建设力度，为实验室有效运转保驾护航

师资教学团队是推动专业建设发展的中坚力量，因此打造一支结构合理、专业实践能力突出、教学技能过硬的高水平师资团队，是扎实推进专业建设改革、实施高效实验教学的关键[20]。通过整合、引进、借智、培养等多种形式，组织学校教师参加会议交流学习、国内外考察、企业轮岗实践、创新教学方法培训、国家职业核心能力培训等各级各类培训项目，提高教师的教科研水平和专业技能水平，为实验室有效运转保驾护航。

3 食品类专业实验室体系建设方案案例

以食品微生物学实验室建设为例，分析食品类专业实验室体系建设方案。食品微生物学实验室建设秉承以工作过程为导向，突出职业能力培养的原则，以强调食品微生物应用能力培养为出发点，为学生营造真实的工作氛围。食品微生物学实验室主要适用于食品相关专业食品微生物学、食品微生物检验学、食品质量安全控制、发酵食品工艺学等课程的实验教学，同时可为食品微生物学品质控制、发酵食品新产品开发等大学生创新创业项目提供实验场所。

3.1 顶层设计

按照食品行业对食品微生物人才的综合技能需求，整合学校现有资源，量身定制食品微生物学实验室建设解决方案，见表1。以突出实践能力培养、提高专业竞争力为主线，从规划设计、组织实施到团队建设、资源建设等各方面需求入手进行设计，提供一体化专业服务。

表1 顶层设计表

3.2 实验室管理平台建设

为了保证实验室体系高效运转，进一步完善食品微生物实验室实验环境的搭建，使其具有综合资源管理、课程管理、用户管理、资讯管理与发布、成绩统计与分析、教学数据分析和远程监控等强大的实验室综合管理功能；同时实现该专业实验室教学资源、3D仿真软件、教学视频的实施控制与教学互动。此外，可以实现该专业行业信息的展示与发布、实验室特色、资讯、活动风采等信息的灵活展示与管理。根据学校的资金情况，可适当考虑配套完善实验室智能控制系统建设，旨在将物联网技术、RFID 射频技术与实验室管理中心各子系统进行有机融合，实现传统实验室的智能化、自动化、网络化集中管理，提高实验室整体管理效率。

3.3 实验室软硬件建设

为了加强学生更快且高效地与社会接轨，在实验室建设过程中，必须考虑硬件、软件的配套建设，见表2。良好的硬件建设可让学生牢固掌握理论知识和实践操作技能，为培养食品微生物高技能的综合性人才提供基础保障。同时，还应考虑提供顶岗实习、培训认证、创新创业研讨交流等一系列服务。

表2 实验室软硬件建设及其他服务内容建设表

3.4 配套教学资源建设

为了满足学生在实验操作的同时巩固专业基础知识，搭建与食品微生物学实验室配套的教学资源，见表3。主要包括实验教材、资源网站、实验教学团队、社会培训等内容，不仅服务于学校和学生，还可以面向食品企业食品微生物学培训需求，拓展运营，服务和回馈社会，并可逐步拓展成为集科研创新、合作交流、培训服务等为一体的开放式实验平台，为学校带来更大的经济和社会效应。

表3 配套教学资源建设表

3.5 拓展增值服务体系

为进一步扩大学校特色专业的影响力，学校可利用食品微生物学实验室的现有条件在探索创业人才培养、提高教科研水平及会议交流等方面拓展务实高效的增值服务体系。见表4。

表4 增值服务体系表

4 结语

在科学调研和食品加工领域大数据的支持下，精准定位食品类专业实验室建设思路，以实验设备为基础，以实验室管理平台和仿真教学软件为辅助，配置相关教学资源，提高专业师资团队建设水平；以岗位技能为导向，大力推进理实一体化的教学方法，能更好地提高实验室利用率和增强技能型复合人才的培养，为学生的可持续发展提供条件保障。