郭志明 鄒小波 姜 松 陳全勝 趙杰文

(江蘇大學食品與生物工程學院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

食品科學與工程專業(yè)具有多學科交叉融合的特點，涉及農(nóng)學、化學、物理、生物、機械等多個學科知識，是生命科學與工程科學聯(lián)通的重要橋梁。食品專業(yè)課程培養(yǎng)計劃具有明確的知識體系，三條知識體系主線分別為化學類知識體系主線、物理類知識體系主線和生物類知識體系主線[1]。每條知識主線對應一個課程群，如化學主線對食品工藝學習起支撐作用，而物理類主線對工程能力的培養(yǎng)起決定作用。食品科學與工程在工科大學科中區(qū)別于機械、車輛等傳統(tǒng)工科，一般稱為軟工科[2]，在食品的組分、結構、加工、檢測、制造、生產(chǎn)線設計等環(huán)節(jié)均需要物理類課程群的知識架構。因此食品專業(yè)物理類課程群建設的創(chuàng)新發(fā)展是面向新經(jīng)濟時期食品工程人才培養(yǎng)的內(nèi)在驅動力。

江蘇大學食品專業(yè)經(jīng)過近30年的發(fā)展形成了食品工程裝備的鮮明特色[3]。在新工科與新經(jīng)濟發(fā)展背景下，探索食品專業(yè)工程人才培養(yǎng)模式之路，直面產(chǎn)業(yè)需求，以能力為導向，緊密跟蹤技術前沿，注重多學科交叉融合，運用互聯(lián)網(wǎng)+思維重構核心知識，多措并舉、與時俱進，培養(yǎng)復合型、綜合性人才，主動面向未來，適應和引領新經(jīng)濟。國家推動創(chuàng)新驅動發(fā)展，以人才培養(yǎng)為基本任務的高等院校必須面向未來布局新工科建設[4-6]，高度重視工科人才培養(yǎng)的課程體系建設，探索多樣化、個性化和多層次的人才培養(yǎng)模式。從食品專業(yè)物理類課程群建設出發(fā)，合理設置和融通知識結構，體現(xiàn)培養(yǎng)解決復雜工程問題的能力，創(chuàng)新培養(yǎng)食品高素質工程科技人才。

1 食品新經(jīng)濟背景下食品工程人才可持續(xù)性發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)

截止2017年12月，教育部專業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全國295所高校開設食品科學與工程專業(yè)。為主動應對新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，支撐健康中國2030、“中國制造2025”、創(chuàng)新驅動發(fā)展、“一帶一路”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等一系列國家戰(zhàn)略及倡議，食品新經(jīng)濟(新技術、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)為特點)的蓬勃發(fā)展，必然要求食品工程人才具備更高的工程創(chuàng)新能力和科技創(chuàng)業(yè)能力，加快食品新工科專業(yè)建設，助力中國食品經(jīng)濟轉型升級。近年來，食品工業(yè)取得了巨大的成就，向規(guī)?；?、集約化和智能化方向發(fā)展，食品工程高端人才需求量巨大，食品工程人才的可持續(xù)輸送面臨巨大挑戰(zhàn)[7-8]。深入開展食品工程人才培養(yǎng)改革探索，培養(yǎng)工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型人才，支撐食品產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。

通過分析食品專業(yè)課程體系對工程人才培養(yǎng)的支撐作用，可以發(fā)現(xiàn)食品物理類課程群對食品專業(yè)人才的工程能力和工程素質的培養(yǎng)，特別是解決復雜工程能力方面起決定作用，因此，食品專業(yè)物理類課程群建設與實踐是食品工程人才培養(yǎng)改革創(chuàng)新邁出的一大步。因師資隊伍建設和實驗室建設等多方面原因，對食品專業(yè)的物理類課程有不同程度弱化，如課程設置、實踐環(huán)節(jié)設置、教學內(nèi)涵、教學內(nèi)容和形式，以及具體載體、師資隊伍等不到位，嚴重影響了學生工程能力的培養(yǎng)[9-10]。因此，食品專業(yè)的物理類知識體系的構建、教學活動的內(nèi)容和形式及具體載體的建設、教學評價體系的構建、師資隊伍建設等，是面向新工科與成果導向教育(Outcome-based education, OBE)理念的食品專業(yè)物理類課程群建設與工程人才培養(yǎng)探索的主要問題[11]。結合中國食品科學與工程專業(yè)發(fā)展趨勢和江蘇大學食品專業(yè)工程教育經(jīng)驗，構建新工科導向的食品專業(yè)物理類課程群“新結構”，樹立多元協(xié)同、全周期工程教育、融通培養(yǎng)生態(tài)“新理念”，以應對食品新經(jīng)濟與新產(chǎn)業(yè)背景下食品工程人才可持續(xù)性發(fā)展的挑戰(zhàn)。

2 以食品物理類課程群融通培養(yǎng)專業(yè)工程人才新體系

2.1 食品物理類課程群建設體系

在食品專業(yè)培養(yǎng)計劃中，凸出工程人才的培養(yǎng)食品物理類課程群建設，江蘇大學食品專業(yè)培養(yǎng)計劃以物理類知識體系為主線，包括基礎物理、工程物理、應用物理三個層面，如圖1所示，具體包括大學物理、電工與電子學、機械工程基礎、食品物理類、食品工程原理、食品加工機械與設備、發(fā)酵設備等。

食品專業(yè)具有多學科交叉融合的特點，江蘇大學在制定和修訂食品專業(yè)人才培養(yǎng)方案時，對食品物理類課程體系、知識體系及教學實踐等各方面進行合理性、有效性、適用性進行了探索，以制定并完善切實可行的教學方案、培養(yǎng)計劃等。另外，從技術層面來看，食品物理類課程群與時俱進，在食品專業(yè)的工程教育教學過程中，有計劃地對課程體系、知識體系做出調(diào)整，把食品新技術、新裝備不斷加入到物理類課程教學中，豐富和拓展學習內(nèi)容，改革實踐教學環(huán)節(jié)，讓學生學習到前沿的、有助于學生發(fā)展的技術與技能。

圖1 食品物理類課程群支撐食品專業(yè)工程人才培養(yǎng)

圖1 Food physics curriculum group supports the cultivation of professional engineering talents

2.2 食品物理類課程群支撐食品專業(yè)高等工程教育

在新經(jīng)濟發(fā)展的背景下，新工科人才的培養(yǎng)離不開高等工程教育。高等院校一方面需要主動布局專業(yè)課程與培養(yǎng)體系建設，探索培養(yǎng)引領未來科技發(fā)展的專業(yè)工程人才[12]；另一方面，要加快傳統(tǒng)工科專業(yè)的轉型升級，革新現(xiàn)有工科專業(yè)的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式。而人才培養(yǎng)的方式、培養(yǎng)目標以及畢業(yè)生所需具備的知識結構和綜合素質需要新的人才培養(yǎng)方案作為指導，在“新工科”背景下，江蘇大學突出工程基礎教育，食品專業(yè)以食品物理類課程群教學改革為基本出發(fā)點，建設新課程群支撐食品專業(yè)工程人才培養(yǎng)新定位。

圍繞食品學科專業(yè)的新結構、新工科教育新理念、工程人才培養(yǎng)新模式、多元發(fā)展的新體系、教育教學的新要求等內(nèi)容開展探索、研究和實踐[13]。江蘇大學充分考慮學生知識學習、能力培養(yǎng)、工程素質和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等不同要求，從基礎做起，努力構建支撐工程能力的食品物理類課程群建設，建立模塊化、組合式、開放型工程人才培養(yǎng)體系；體現(xiàn)工程教育專業(yè)認證標準持續(xù)改進的要求，不斷推陳出新，結合國家和地區(qū)經(jīng)濟建設和社會發(fā)展水平，結合高等工程教育的辦學定位、辦學優(yōu)勢與特色等，結合人才培養(yǎng)目標、服務面向和未來發(fā)展，制定人才培養(yǎng)方案。落實以學生為中心的理念，增強師生互動，改革教學方法和考核方式。江蘇大學在食品物理類課程群建設的基礎上，建設網(wǎng)絡課堂和網(wǎng)上精品課程，以線上線下相結合，推進信息技術和教育教學深度融合，形成以學習者為中心的工程教育模式。

3 以塑造未來的新工科理念構建食品工程人才培養(yǎng)新模式

3.1 新工科理念下食品工程人才培養(yǎng)實踐

江蘇大學食品專業(yè)始終堅持“以工程為特色，以科研反哺教學，工藝與工程并舉”的辦學思想，以物理類課程為抓手，不斷完善人才培養(yǎng)方案，通過堅持不懈的努力，食品專業(yè)在培養(yǎng)模式上形成了自身的特色和優(yōu)勢。2016年6月中國成為第18個《華盛頓協(xié)議》正式成員，2017年江蘇大學食品科學與工程專業(yè)順利通過了由中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會和教育部高等教育教學評估中心聯(lián)合組織的工程教育專業(yè)認證，也成為《華盛頓協(xié)議》正式成員之后首批通過工程教育專業(yè)認證的食品專業(yè)。

食品物理類課程群建設的實踐在工程教育評價中凸顯了學科特色與優(yōu)勢，同時，工程教育專業(yè)認證持續(xù)改進的教育理念對江蘇大學食品科學與工程專業(yè)建設和發(fā)展具有積極的引導作用。在工程教育國際化背景下，為助力中國高等教育強國建設，推進新工科建設，教育部和高等工程教育界先后形成了“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”[14]。江蘇大學食品專業(yè)不斷豐富和完善食品裝備特色，提升食品工程人才培養(yǎng)質量，探索面向未來的食品工程人才塑造新模式。

3.2 食品物理類課程群教學改革深化食品工程人才培養(yǎng)模式

食品科學工程專業(yè)與社會發(fā)展及民生需求緊密聯(lián)系，是一門面向食品工業(yè)的工科專業(yè)，需要學生具備較高的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，為食品智能制造的發(fā)展提供人力與智力支撐。當前食品工程人才的培養(yǎng)無法滿足食品工業(yè)高速發(fā)展的需要，以食品物理類課程群教學改革推進食品工程人才培養(yǎng)，以信息化和智能化的新工科模式重塑食品工程人才培養(yǎng)模式(圖2)，提升中國食品科技水平，推進食品工業(yè)健康可持續(xù)快速發(fā)展，讓中國食品產(chǎn)業(yè)躋身于世界食品工業(yè)之林。高等工程教育中食品專業(yè)人才的培養(yǎng)也必須要適應新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟的發(fā)展，迎接新理念和新模式的挑戰(zhàn)，以食品物理類課程群為工程人才培養(yǎng)主線，抓住食品工業(yè)調(diào)結構、轉方式、調(diào)動能的健康轉型發(fā)展的機遇，探索一條食品專業(yè)工程人才培養(yǎng)新思路。

江蘇大學堅持科教融合的工程人才培養(yǎng)模式，發(fā)揮食品智能制造研究的優(yōu)勢，食品學科建設有國家農(nóng)產(chǎn)品加工技術裝備研發(fā)分中心、農(nóng)業(yè)部蔬菜脫水加工技術集成基地、江蘇省食品物理加工重點實驗室、江蘇省食品智能制造工程技術研究中心、江蘇省食品智能制造裝備工程實驗室5個國家和省部級科研平臺，建設有食品智能化檢測與加工國際聯(lián)合實驗室、中美谷物科學與營養(yǎng)聯(lián)合研究中心、中美鮮切產(chǎn)業(yè)研究院、世界食品保藏中心等國際合作平臺。以物理類課程群的教師為學業(yè)導師，指導學生在科研平臺上學習新技術、新技能。同時開展大學生科研立項工作，以科研小組的形式在研究平臺開展研究探索。以物理類課程教學為基礎，以科研平臺為支撐，以科教融合為途徑，創(chuàng)新培養(yǎng)食品工程人才。

圖2 Food professional engineering talent training mode oriented to new engineering disciplines and new economy

4 以多元深度協(xié)同培養(yǎng)構建新經(jīng)濟時代食品工程人才培養(yǎng)新思路

把握食品產(chǎn)業(yè)人才動態(tài)發(fā)展的人才需求方向，主動對接新經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新要求，充分利用各方優(yōu)勢資源，凝練辦學特色，以校企合作、協(xié)同育人深化產(chǎn)教融合，增強學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，培養(yǎng)面向未來食品產(chǎn)業(yè)新經(jīng)濟時代下重交叉、寬基礎、強工程的復合型高技能食品工程人才。

4.1 食品工程教育責任共同體

面對新經(jīng)濟和新業(yè)態(tài)的層出不窮，要打破高校人才培養(yǎng)閉門造車模式，推進產(chǎn)教融合、協(xié)同育人，打造共商、共建、共享的食品工程教育責任共同體(圖3)。搭建高校和食品上中下游產(chǎn)業(yè)多層次、多方位合作平臺[15]，在培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案制定，食品專業(yè)課程建設與教程開發(fā)等環(huán)節(jié)，把食品企業(yè)界代表請進來；在實驗室和實訓實習基地方面，與企業(yè)共建，合作培養(yǎng)培訓師資、合作開展研究；讓企業(yè)精英成為學業(yè)導師、兼職教授、產(chǎn)業(yè)教授，讓高校專業(yè)人才成為企業(yè)技術顧問、客座研究員。構建產(chǎn)教融合良好生態(tài)，通過校企多元深度協(xié)同，促進食品工程人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求緊密結合。

以江蘇大學與恒順醋業(yè)科教融合為例，合作開展香醋氣味嗅覺可視化評價、醋醅微生物光譜識別、醋醅功能成分光譜圖像二維分布、食醋超聲波催陳和香醋固態(tài)發(fā)酵智能翻醅機等科技創(chuàng)新工作，助力傳統(tǒng)醋業(yè)智能化改造升級；同時，一批技術高管成為江蘇大學產(chǎn)業(yè)教授，共建第二課堂。在科教平臺方面，共建江蘇省農(nóng)產(chǎn)品生物加工與分離工程技術研究中心，共同培育國家食醋工程技術研究中心，形成了長期穩(wěn)定的工程教育合作關系。

圖3 食品工程人才多元深度協(xié)同培養(yǎng)體系Figure 3 Food engineering talent co-cultivation systems with multiple depth models

4.2 食品工程人才的融通培養(yǎng)生態(tài)鏈

江蘇大學依托食品學科特色與優(yōu)勢，不斷完善學科師資工程結構，壯大物理、機械、控制和計算機等師資力量，引領學生工程素質拓展與能力提升，構建以學習者為中心的工程教育生態(tài)(圖4)。一方面，探索以工程素質培養(yǎng)為導向的食品物理類課程群建設體系，加強食品物理類課程教學方法和教學手段的改革，整合教育教學資源，以校內(nèi)校外兩個課堂創(chuàng)新基礎知識與工程應用相銜接的課程呈現(xiàn)形式。另一方面，引導學生由被動學習模式向探究式主動學習模式的自主轉變[16]，通過課堂學習與企業(yè)應用的協(xié)同培養(yǎng)模式，培養(yǎng)學以致用、學有所用的觀念，學習并不是簡單混幾個學分，實現(xiàn)從“以教學為中心”向“以學習為中心”的轉變，培育食品工程教育生態(tài)。

通過校企協(xié)同，明確創(chuàng)新型食品工程人才的培養(yǎng)目標，注重以知識武裝頭腦解決復雜工程問題的培養(yǎng)，融合品格和公民意識建設，開展以食品物理類課程內(nèi)涵、學生個性化培養(yǎng)為核心的卓越教育體系，實施人才培養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)，改革傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)理念，建立食品新工科人才的全新模式。推進多元協(xié)同培養(yǎng)，樹立全周期工程教育理念，優(yōu)化食品人才培養(yǎng)各環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生自主學習、終身學習的能力以適應新經(jīng)濟時代發(fā)展變化的需求。培養(yǎng)學生終身學習發(fā)展、適應時代要求的關鍵能力。積極探索創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，培育交叉融合的育人生態(tài)，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和實踐平臺，將高水平科研優(yōu)勢和產(chǎn)學研資源轉化為育人優(yōu)勢[17-18]。江蘇大學在食品科學與工程人才培養(yǎng)模式改革與實踐方面進行了探索，通過產(chǎn)教融合、校企協(xié)同，提出了“重交叉、寬基礎、強工程、促創(chuàng)新”的多元協(xié)同新思路。

圖4 全鏈條食品工程人才的融通培養(yǎng)生態(tài)

Figure 4 Comprehensive cultivate ecology based on whole chains for food engineering talents

5 結論

以“新工科”理念為指引，面向食品新經(jīng)濟與新產(chǎn)業(yè)的新挑戰(zhàn)，優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，改革食品專業(yè)人才課程教學體系，強化食品專業(yè)物理類課程群在食品工程人才培養(yǎng)支撐作用，以物理類課程群的知識架構提升學生的實踐能力，構建多元深度協(xié)同的食品工程人才培養(yǎng)生態(tài)，為食品產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性培養(yǎng)復合型工程人才。以提升學生工程能力、創(chuàng)新意識和綜合素質為目標探索食品科學與工程專業(yè)工程人才培養(yǎng)模式，為學科發(fā)展和工程人才培養(yǎng)提供新的思路。