民族地区高校食品专业综合实验创新能力培养

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　　摘要    培养高素质、具有创新能力的新型人才是当前高等院校实施质量工程的重点。本文通过吉首大学食品专业实验教学，结合地方特色传统食品优势，开展综合型实验，着重培养学生思辨能力和综合素质，以项目为导向，将课程设置模块化、层次化，建立与学生合作式学习关系，优化学生学习效能，搭建思维的空间与平台，实施基于问题及探究的混合式教学模式。实践证明，实验教学模式的优化改革，对提升学生综合素质和创新能力有积极的促进作用。
　　关键词    民族地区;高等院校;食品专业综合实验教学;创新能力
　　中图分类号    G642;TS201-4        文献标识码    A
　　文章编号   1007-5739（2020）06-0250-03                                                                                     開放科学（资源服务）标识码（OSID）
　　Cultivation  of  Comprehensive  Experimental  Innovation  Ability  of  Food  Specialty  in  Colleges  and  Universities  in  Ethnic  Regions
　　YIN Hong    HUANG Cheng
　　（College of Chemistry and Chemical Engineering，Jishou University，Jishou Hunan 416000）
　　Abstract    Cultivating high-quality and innovative new talents is the focus of quality engineering in colleges and universities.In the experiment teaching of food specialty of Jishou University，combining the advantages and local characteristics of traditional food，the comprehensive experiments were carried out to emphasize building the critical thinking skills and comprehensive quality of students.A modular and hierarchical curriculum was setting according to the project to establish a cooperative learning relationship with students，which could optimize the learning efficiency，establish the space and platform for thinking，and realized the mixed teaching mode based on questions and inquiry.Practice has proved that the optimization and reform of the experimental teaching model has a positive role in promoting the comprehensive quality and innovative ability of students.
　　Key words    ethnic regions;colleges and universities;comprehensive experimental teaching of food specialty;innovation ability
　　食品专业是研究食物中各成分相互间关联与机制、发现并解决食品行业中实际问题、研究开发新型食品等多学科交叉的实践性、应用性极强的特色专业。为适应新时代食品工业对应用型创新人才的需求，在理论基础、知识结构、综合素质等方面应有全方位和高标准的要求，加强食品专业综合实验教学，提高学生专业素养，培养学生创新思维和创新精神。这对适应现代食品工业发展的需求是至关重要的[1]。
　　1    高校食品专业综合实验教学存在的问题
　　目前，大学生创新能力培养在各高校开展得如火如荼，在课程设置上增加设计性、综合性实验的比重，同时引入具有一定实用性和研究性的项目，科学改进教学模式，取得了一定的成效，但是教学效果与人才培养目标之间还存在一定的差距。经过与国内外各院校进行比对和调研发现，目前吉首大学食品专业综合实验教学存在的主要问题有如下几个方面。 　　1.1    综合实验课程缺乏层次，实验内容专业特色性、实用性不突出
　　目前，高校课程教学革新，食品专业加大了综合实验力度，实施了开放性内容。但在现有体制下综合实验课程缺乏衔接性、层次性，创新培养机制尚未完善，对学生科研素养培养认识不足，多数学生参与主动性不强，创新意识淡薄。课程内容设置不鲜明，导致学生出现一些懒惰行为，遇到问题往往不去思考、互相交流、深入分析，实验报告出现相互抄袭的现象。
　　1.2    综合实验教学与实际应用及能力培养脱节
　　之前的综合实验教学更多地将关注点放在如何让学生顺利完成实验，了解和掌握仪器操作及实验过程环节，以及如何进行数据处理等问题上。现在的这种教学模式将主要精力投入在实验基础知识的灌输上，而在与实际应用的联系及知识获取方式的培养上则较欠缺。
　　1.3    学生整体知识水平差，缺乏独立思考、主动学习的能力
　　吉首大学地处湖南西部武陵山区，是少数民族聚集地，学生整体知识水平较差，在现实中大多数学生普遍不善于思考，也不知道该如何去做。如今，开放的社会提供了多元而复杂的环境，也使涉世不深的学生容易被不良因素所驱动，产生浮躁心态。在当今激烈的求职市场竞争中，如何培养食品行业需要的人才，如何培养知识丰富、人格完整、敏捷思辨的人才，怎么培养出成熟的思考者，提高创新能力培养的效率，是专业课教师应该深入探讨的问题。如何将学生扎实的基础知识转化为创新思想的源泉和支撑，也是高校所面临的另一个严峻挑战。西部武陵山区有丰富的物质资源及少数民族地方特色传统食品，这些都为吉首大学食品专业综合实验教学创新能力培养提供了丰富、生动的有利条件。
　　2    西部民族地区高校食品专业综合实验課创新能力培养的教学理念
　　2.1    依托西部地区资源，构建立体化食品专业实验教学模式
　　对于西部地区高校，迫切需要教师转变教育理念，在实验教学中必须侧重思辨能力培养，必须重视综合素质训练。吉首大学食品科学与工程专业在实施综合实验教学中，学生从大二开始，按学生实验基础及兴趣，组成20人左右的班级，2～3人1组，实行小班化教学，给教师和学生更大的发展空间[2-3]。课程设置强调以学生为中心点，以项目为主线（表1），以培养学生思辨能力为切入面，思辨能力训练包括提出问题、发起挑战及分析解决，形成“点、线、面”结合的教学体系，依托西部地区民族特色传统食品加工，综合具有针对性、技巧性和实用性内容编写新实验教材，展开形式多样的教学活动，将教学内容模块化、层次化[4-6]，按照素质拓展层、技能训练层、研发应用层三大模块递进，培养学生理解力、动手模仿能力和独立探究能力，构建和实施具有专业地方特色、行之有效的创新能力培养体系，确立培养目标。素质拓展层是基础层，培养目标是良好科学习惯的养成，调动学生学习积极性。选取具有代表性的工艺实验作为训练，如项目5蛋糕制作实验，掌握海绵蛋糕与戚风蛋糕不同工艺特点，明确其原理，熟练其生产中关键性不同工序及特征，提高学生动手能力，激发学生对工艺实验的学习兴趣。技能训练层培养目标是训练专业技能、技巧，培养严密的逻辑思维。教师带领学生，依据地方特色传统加工食品的特征特性，吸收并结合相关食品学科领域新理论、新技术，激发学生创新热情。如项目3湘西腊肉加工实验，如何过滤熏制过程烟雾的有害成分，腌制中怎样控制亚硝酸盐的产生以及调味品在腌制中反应机理研究等，这些研究都是基于近5～10年基础研究领域热点，符合现代食品安全发展方向，在食品学科发展上具有一定的前瞻性、先进性。课题组指导教师一般2～3人，采用导师加指导小组教师联动模式，带动学生积极参与，鼓励学生从小处着眼，认真对待所做实验项目，不断发现问题、探究问题。研发应用层是学习提高层，培养目标是学生掌握专业知识点的应用，培养学生科研素养。教师跟踪项目，培养学生综合技能，激励学生开拓研究新思路，在交叉学科和目前人们关注的食品安全及技术中寻找创新点，从而在项目研究实践中培养创新能力。
　　2.2    改进教学方式，激发学生的创新动力
　　创新能力提升的前提，应该是教会学生如何做一个活跃的思考者，换言之，必须学会去思考。教师用新颖的教学形式，引导学生去思考，培养学生思辨能力，逐步掌握发现问题、提出问题、思考问题、寻找资料、得出结论的学习方式。近5年来，吉首大学食品科学与工程专业组织教师开展研讨、互相交流经验、改革教学方法，努力从以下3个方面实施综合实验教学和素质教育，培养学生创新能力和专业素养。
　　2.2.1    正确引导，营造创造性环境，努力开发学习资源。创造性思想不是在真空中产生，而是来自艰苦的工作、学习和实践。如果想在某方面有所建树，就需要克服浮躁心态，全身心地投入到这项工作中，在具备扎实的研究基础之上，对其关键问题和环节作深入了解，为创造性思想准备“土壤”。在素质拓展项目中，学生以2～3人为小组，首先应认真查阅资料，明确自己对这个项目的认识，写出设计方案，方案内容必须阐明自己对研究专题的不同看法，在递交方案的同时，也呈交搜集各种各样与他人交流讨论的观点及读书学习笔记，小组反复开展讨论，每位成员呈交≥3 000字的讨论及读书笔记。然后，带着各自的主题及研究方向，深入当地食品企业，开展传统食品加工调研及实践，写出实践报告[7]。譬如，项目5湘西霉豆腐制作，要求完成3项工作。作为评定成绩组分部分，占实验总成绩的20%。一是搜集整理资料信息，提出问题、交流讨论、群策攻关，增强合作意识，发挥团队力量。二是开展调研，走进传统食品加工龙头企业湖南龙山县刘大姐土家特色食品有限公司，带着各自不同的研究方向，分别是如何分离优质毛霉，前期接种发酵关键工序及技巧，腌坯及后期发酵各因素条件控制，发掘与发展个人潜能。三是通过学习讨论、实地调研及生产实践，回顾自己是否理清项目研究思路及要点，是否真正掌握所研究方向的知识点，让思想、记忆、计划等都转变成自觉的、积极的行动计划，从文献和实践中捕捉灵感，从相互交流讨论中寻找解释问题的清晰逻辑或解决问题的有效方法，教师积极鞭策、把握关键环节，学生集中注意力和精力积极投入，消化、整理所掌握的实践知识，写出阶段总结和调研心得。要完成这几项任务，必须做到如下几点。一是养成良好的学习习惯，及时记录阅读专业书籍的读书笔记，具备特定专业素养，培养专心致志的能力;二是有详细的项目实施细则，放松身心、调节自我、排除杂念，学会从集体中吸取巨大力量，专注于项目研究工作;三是教师引导学生对研究项目进行阶段性研讨，督促学生递交总结材料。拓展是自我素质再提高，强调参与者投入，并以体验、观察、表达及行动等形式并进，也是体会个人与个人、团队与团队、个人与团队合作精神，启发学习动力，增强学生自信心与集体参与意识。 　　2.2.2    解决问题的思路，挖掘思辨才能，开阔学生视野。能力提升，也表现在具有解决问题的能力和处理问题的思路，教师应教会学生梳理现有知识，善于应用相关联的方法或其他学科知识解决本学科领域问题，使学生触类旁通。要求参加过素质拓展层实验项目的学生，实验基本操作技能考核通过后，进入第二阶段技能训练层，或参与教师科研课题研究[8]。做项目之前，要求学生根据所做内容提出3个问题：我要做什么？我要怎么做？我做项目的意义？教师充分听取学生主题思想及意见，适时对关键问题加以剖析和鞭策鼓励。在项目实施过程中，往往会遇到各种问题，充分发挥团队力量，让多种思想产生交互作用，产生创造性思想火花，激发学习主动性。为此，在专业技能训练模块中采取如下措施。一是课堂表述和辩论，在实验项目进入到一定阶段时，让学生针对某个问题各抒己见，或进行辩论。这样学生必须潜心阅读所做项目相关理论，提高判断力，审视他人观点，善于借鉴他人观点，学会与人交流，在讨论交流中不断发现问题，积极解决问题，最后对分析结果做出合理解释，写出心得体会。譬如，项目1猕猴桃果脯加工实验，在课堂辩论中提出以下几个问题：在果脯加工前处理中，果胚如何硬化不影响口感;如何进行无硫护色工艺因素条件探讨;低糖制品关键技术控制;如何保质、保型。二是规定学生坚持写思考笔记，必须做到独立思考，认真记录项目实施中的阶段工作、实验现象、实验结果，分析每个环节的收获或实验失败原因，对相关理论知识运用及相关证据等提出自己的看法，对相互讨论结果进行归纳总结。以工作7 d为1个单元，提交给教师批阅，占总成绩的20%，激励学生探求新思路，提高学生专业素质。
　　2.2.3    培养吃苦耐劳的工作精神和锲而不舍的工作毅力。追求创新不可避免地就会有失败。在研发应用层项目中，学生小组申请创新课题“一种节能型喷雾干燥装置设计”，从喷雾干燥节能关键技术入手，在涉及生产条件工艺参数、喷雾干燥工艺流程等方面，研究影响喷雾干燥能耗的主要因素和影响结果，项目研究具有很强的实践性。学生在教师指导下研制热风对流关键质控，改进换热器、热泵以降低干燥能耗，对喷雾干燥结构及原理，从基本熟悉到全面掌握，再阅读相关文献、潜心钻研，从工厂到实验室，再从实验室到工厂，对喷雾干燥装置部件精工细凿、优化生产参数、改进工艺流程，在实验过程中培养学生坚韧不拔的毅力、持之以恒的精神。指导学生在挫折前对自己进行审视，制定出切实可行的计划，教师对学生点滴进步给予肯定，让他们充满信心。因此，要求学生做到以下4个方面，作为评定成绩的组成部分（占实验总成绩的10%）。一是制定一个时间表，严格要求学生按时执行;二是把行动方案与最初目标进行对比，写出心得体会;三是综合整理成一个新的行动方案;四是努力尝试完成方案。实验技能的提升及递交完整实验项目报告，作为成绩评定的一部分，分别占实验总成绩的20%、30%。
　　在综合实验教学过程中，指导教师的作用至关重要，教师是项目的组织者、引领者、设计者。教师不仅在教学方法上不断更新，在教学手段上也要与时俱进，吉首大学化学化工学院食品专业教学团队，借助网络平台、多媒体等，将具有代表性的工厂生产流水线、关键性工艺流程图制作成视频，向学生开放，让学生进一步消化吸收。利用微信、QQ群互动交流，通过问卷、实验建议题、心得体会等各种形式，听取学生意见和建议，及时进行改进，侧重指导学生解决在实践过程中发现的问题，以提高教学质量。
　　3    综合实验教学改革的效果与影响
　　考核是督促学生学习的一种有效手段，是每门课程不可缺少的环节。近4年来，在综合实验中对学生参与整个实验过程各个阶段的能力进行考核，淡化结果、加大过程比重，将考核分为4个成绩段，每个阶段目的明确，促使学生认真完成每个实验步骤。实时开展地方特色传统食品调研等实践教学活动，让学生了解传统食品工艺精髓，懂得民族传统食品博大精深，增强学生的文化自信、民族自信和学科自信，在综合实验不同层次教学的过程中，提高学生综合素养。实践证明，实施模块化、层次化教学之后，学生在综合实验教学中遇到任何问题，会去独立思考，然后就解决的方法从逻辑上、事实上或者数据上进行分析，养成了良好的科学习惯。近4年来，吉首大学食品科学与工程专业先后参加科技创新活动的学生达300余人，学生承担各级各类立项课题100项左右，学生以第一作者发表研究论文近100篇，获得省级以上科技竞赛奖励30余项，学生的科学研究素养和创新能力得到了严格训练和极大提升。在今后的综合实验教学中，将根据实验教学体系的特点和人才培养目标定位，进一步加强综合实验教学考核改革力度，建立更加完善的综合实验教学质量评价新机制[9]。
　　4    参考文献
　　[1] 黄莆全.现代课程与教育论[M].北京：人民教育出版社，2014.
　　[2] 杨广武，胡松青，张亚萍，等.建设四类实验资源构建“分层次递进式”实验教学体系[J].实验室研究与探索，2016，35（2）：159-166.
　　[3] 李梅，尹颖，王晓林，等.创新实验教学模式，提升学生实践技能：基于南京大学“三三制”教改的环境生物学实验教学探索与实践[J].生态毒理学报，2018，13（2）：182-188.
　　[4] 李敏，王代华，潘银松.加快实验教学改革，促进创新人才培养[J].实验科学与技术，2014，12（4）：114-117.
　　[5] 黄晓园，王红成，徐永钊，等.创新实验室管理模式和培养机制改革与探索[J].实验室研究与探索，2017，36（6）：267-270.
　　[6] 徐占云，杜冬华，马利芹，等，动物外科手术学实踐教学中学生创新能力的培养研究[J].安徽农业科学，2019，47（11）：274-275.
　　[7] 王炳英.加强实验教学模式改革，提高学生创新实践能力[J].教育培训，2018，8（4）：83-86.
　　[8] 曹佳，喻红，杜芬，等，基于科研能力培养的生物化学实验教学改革[J].实验室科学，2018，21（4）：123-126.
　　[9] 苏玉荣.大学生创新能力培养模式研究[D].武汉：武汉理工大学，2013.
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