新工科背景下高校食品专业实验教学改革探索

2021-05-11宋春丽陈棉张子德高爽张会彦

安徽农业科学 2021年8期

宋春丽陈棉张子德高爽张会彦

摘要：新工科背景下需要实践型、创新型人才，传统教学模式已经不适应新形势的要求，而全面的实验教学改革是一个系统工程，需要社会力量、学校、院系、师生等多方合力不断探索。分析了实验室建设、教师素质、教学理念、教学方法、学生认识等影响高校实验教学改革的因素，探讨了改革的方向，提出了以实验教学中心建设为依托，以双师型教师为引领，以卓越人才培养为核心，以工程认证为契机，全面促进实验教学改革，以期为新工科背景下高校实验教学改革及新型工程人才培养模式的建立提供新思路。

关键词：新工科;研究性学习;卓越人才;实验教学改革

中图分类号S-01文献标识码A

文章编号0517-6611（2021）08-0275-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.08.072

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

ExplorationontheExperimentalTeachingReformofFoodSpecialtyinCollegesandUniversitiesundertheBackgroundofNewEngineering

SONGChun-li，CHENMian，ZHANGZi-deetal（AgriculturalUniversityofHebei，Baoding，Hebei071001）

AbstractUnderthebackgroundofnewengineering，practicalandinnovativetalentsareneeded，butthetraditionalteachingmodehasnotadaptedtotherequirementsofthenewsituation.Thecomprehensiveexperimentalteachingreformisasystematicproject，whichrequiresthejointeffortsofsocialforces，schools，departments，teachersandstudents，andsoon.Thispaperanalyzedthefactorsthataffectedthereformofexperimentalteachingincollegesanduniversities，suchaslaboratoryconstruction，teachersquality，teachingmethodsofteachingideaandstudentsunderstanding，discussedthedirectionofreform，putforwardthatweshouldtake“theconstructionofexperimentalteachingcenterasthesupport，thedouble-qualifiedteachersastheguide，thecultivationofoutstandingtalentsasthecore，theengineeringcertificationastheopportunity”topromotethereformofexperimentalteachingincollegesanduniversities，soastoprovidenewideasfortheexperimentalteachingreformincollegesanduniversitiesandtheestablishmentofnewengineeringtalentscultivationmodelunderthebackgroundofnewengineering.

KeywordsNewengineering;Researchstudy;Outstandingtalents;Experimentalteachingreform

新工科的建設是以新经济、新产业为背景，一方面设置和发展一批新兴工科专业，另一方面推动了现有工科专业的改革创新[1]。新工科建设是适应新工业革命发展及新技术、新产业、新业态和新模式为特征的新经济增长的必然要求[2-3]，是深入实施国家一系列重大战略、提升国际竞争力和国家硬实力的必然选择[4]。“新工科人才”是具有更强的实践能力、创新能力[5]和国际竞争力，能够终身学习发展，适应时代要求，满足未来新兴产业和新经济需要的高素质、复合型人才[6]。新工科建设为高校带来新机遇的同时也带来了新挑战，若不进行改革则难以适应新形势甚至难以生存。实验教学是培养工程人才尤其是大学生实践能力的必要环节，也是高校新工科建设的重要部分。传统实验教学存在教学手段落后，教学仪器、设备陈旧[7]，实验室布局不合理，管理不科学，教学实验多以验证性实验为主，教学内容滞后[8-10]，对学生创新能力的培养不足，教师素质有待提高等问题。新工科背景下需要实践型、创新型人才，传统教学模式已不能适应新形势要求，高校实验教学改革迫在眉睫。笔者以食品专业为例，探讨了影响高校实验教学改革的因素及改革方向，以期为新工科背景下创新型工程人才的培养提供借鉴。

1资源整合、合理布局、统筹安排、科学管理，加强实验室硬件设施建设

面向新工科建设的新型实验室设计及装备应满足系统化、现代化、工程化要求。实验室建设不能只看眼前，要着眼未来，放眼世界，按照新工科人才培养的需求改造升级。为适应新形势，各高校出台新政策，加强实验室建设。河北农业大学食品科技学院紧跟时代步伐，加强实验室硬件设施建设，改善实验条件。按照新型工程人才培养目标设计，改造实验室，更新实验仪器与设备。

改革前，本科实验室缺少多媒体设备，教学方式以板书为主。部分教学仪器、设备陈旧，不能适应现代工业发展的要求。一些大型仪器布局分散，缺乏专人管理，不能很好地发挥作用。改革后，将分布于不同楼层的本科教学实验室整体搬迁到同一楼层，建立实验教学中心，安装监控和多媒体设备，实行统一管理，实现现代化、可视化教学。为便于开设大型实验和实施模块化管理，学院将实验室按功能分区，分为理化检验区、微生物实验区、食品工艺区等，另设葡萄酒生产线、啤酒酿造线和果汁生产线，可以满足生产实训的需要。不同功能区集中分布、紧密联系，又有明显的区域划分，既可以独立开设实验，又可以协调统一，开设大型实验。实验中心由专人管理，使教学资源得到充分利用。

2采用先进的教育理念，改进教学内容和教学方法

新时期实验教学应以问题为导向[11]，将“研究性学习的理念[12-17]”渗透到课堂教学，引导学生进行科学探索、大胆创新。根据新工科人才培养目标确定课程目标，根据课程目标提出问题，设计实验，面向产业需求，培养创新型工程技术人才。实验教学采用全方位、多角度、逐级递进的培养方法，培养学生的实践能力和创新能力。首先，减少验证性实验所占比例，增设综合性实验，设计、开发型实验，基础创新型实验，学科交叉融合性实验等，增强实验课的趣味性和挑战性。探究性实验和设计开发类实验只是设定待解决的问题，没有现成的解决方法，也没有明确的实验结果。学生需要自己查阅资料，寻找合适的解决方法。这有利于学生发散思维，创造性地解决问题。很多新思路和新方法正是通过学生积极思考产生的。其次，要调整实验顺序，加强实验间的衔接，按照新型工程技术人才的培养要求调整实验内容，使之既有趣味性和挑战性，又难度适中，让学生乐于参与实验，充分参与实验，积极思考。第三，建立虚拟仿真实验室和网络教学平台，利用虚拟仿真技术、线上线下实验教学[18]相结合等现代教学手段辅助实验教学。最后，加快工程认证步伐，以评促建，以评促改，根据工程认证要求，改革实验教学内容和教学方法。

3鼓励学生参与教师科研，課上实验和课下实验相结合，拓展学生的思维空间

传统实验课一般都有现成的实验指导，学生课上按步骤完成实验，参与度低，课上思考很少，思维能力没有得到有效锻炼，实验内容很难留下深刻印象。由于课下缺少持续性训练，很多技能掌握得不够熟练。新工科背景下，应鼓励学生加入教师科研团队，参与教师科学研究和项目申报，将课上实验和课下实验结合，使实验教学有延续性，综合培养学生的思维能力、创新能力、专业知识迁移能力和综合应用能力。河北农业大学食品科技学院以“卓越人才”培养计划为核心，以开放实验室、创新创业工作室为依托，实行导师“一对一”培养。通过大学生科技竞赛、创新创业项目研究等活动，指导学生进行产品研发、企业服务、创新创业项目孵化，实现了课上实验和课下实验无缝对接，拓展了学生的思维空间，提高了学生的创新能力。

4加强校企合作和国际合作

加强实验室与国外名校、著名实验室间的合作关系，坚持“引进来，走出去”的原则，引进外国留学生，将本校的学生送出去，互通有无，取长补短。加强校企合作，建立实验、实习、实训基地，将实验课堂转移到工厂、车间，做到“产、学、研”一体化，让学生了解车间实际，学以致用。河北农业大学食品科技学院与美国伊利诺伊香槟分校、日本筑波大学等国外知名高校、国内刘伶醉酒业、汇源果汁、新希望集团、君乐宝乳业等多家企业建立了合作关系，在国际合作和产学研结合方面取得了良好的效果。

5提高教师自身素质

教师大多数时间在学校教书育人，与企业和社会的接触较少，尤其是年轻教师，出校门、进校门，理论知识扎实，但实践能力不足，因此要加强教师队伍建设，提高教师的实践能力[19]。“打铁还需自身硬”，高校专业课教师要紧跟形势，关注学科前沿和产业发展，不断完善和提高自己的业务水平;了解新工科人才培养要求，合理制定教学目标，设计教学实验，改进教学内容和教学方法;密切关注新工科建设的政策和项目，争取更多的经费支持。2017年2月，教育部发布《关于开展新工科研究与实践的通知》，提出要树立创新型、综合化、全周期工程教育“新理念”，探索实施工程教育人才培养的“新模式”。2018年3月，教育部办公厅公布首批“新工科”研究与实践项目名单[20]，202个“新工科”综合改革类项目、410个“新工科”专业改革类项目，共612个项目获批，其中食品农林类专业改革项目19项。“新工科”建设要求人才培养从学科导向转向产业需求导向。为适应新形势，各高校也出台新政策，一些高校设立了新工科研究与实践项目、研究性教学改革项目等，并予以经费支持。这有助于深入研究新工科的内涵和特征，提出工程教育改革的新思路和新方法，形成更加完善的人才培养模式，也为全面开展实验教学改革奠定基础。河北农业大学食品科技学院注重双师型人才培养，每年暑期选派优秀青年教师到企业进行为期7d的参观学习。学院教师也可申请为期6～12个月的企业中长期锻炼机会，学院鼓励青年教师进入企业博士后流动站进行博士后研究，这些优秀教师将成为实验教学改革的骨干力量。

6学生层面的改革

传统教学模式下，教师将实验课内容设计好、仪器设备调试好、实验材料准备好，学生需要做的就是课堂听课，并通过基本操作完成实验[21]。改革后学生将更多地参与到实验教学中，花费的时间和精力大大提高，要克服惰性，充分发挥主观能动性。要改革实验课的管理方法和考核方式，提高门槛，建立监督和激励机制，激发学生的学习兴趣，使学生的积极性得到充分发挥，变被动学习为主动探索。传统实验教学考核方式主要是实验报告，同组实验报告内容相似，很难体现不同学生间的水平差异。实验教学考核应将基本知识（笔试）和基本技能（面试）考核分开，同时结合课堂表现记录平时成绩，综合考查学生的基本知识和基本技能。

7结语

总而言之，新工科建设是一个长期工程，不是一蹴而就的。新工科背景下的实验教学改革需要社会力量、学校、院系、师生等多方协作，不断改革探索、创新。实践表明，以“实验教学中心建设为依托，以双师型教师为引领，以卓越人才培养为核心，以工程认证为契机”的实验教学改革显著提高了学生的学习兴趣和学习积极性，使实验教学更好地为新型工程人才培养助力。

参考文献

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