李 陽(yáng)，吳曉琴，陳啟和，張 輝，陳士國(guó)

（浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310058）

0 引言

由教育部、工業(yè)和信息化部、中國(guó)工程院聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快建設(shè)發(fā)展新工科實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0 的意見(jiàn)》，形成了以智能裝備、人工智能、大數(shù)據(jù)等為代表的新工科建設(shè)計(jì)劃，這是一次面向戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)需求，變革工程教育領(lǐng)域人才培養(yǎng)模式的行動(dòng)布局[1-2]。教育部啟動(dòng)的一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬(wàn)計(jì)劃”中明確要求，一流本科專業(yè)建設(shè)需不斷完善協(xié)同育人和實(shí)踐教學(xué)機(jī)制，優(yōu)化人才培養(yǎng)機(jī)制，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，不斷提升人才培養(yǎng)的目標(biāo)達(dá)成度和社會(huì)滿意度[3]。工程教育專業(yè)認(rèn)證要求人才培養(yǎng)以學(xué)生為中心，以能力達(dá)成為導(dǎo)向，并強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程持續(xù)改進(jìn)[4]。面對(duì)新一輪全球科技與產(chǎn)業(yè)變革，瞄準(zhǔn)“雙萬(wàn)計(jì)劃”及工程教育對(duì)我國(guó)復(fù)合型工程人才的培養(yǎng)導(dǎo)向，新工科建設(shè)為高等工程教育的改革探索提供了一個(gè)全新視角和“中國(guó)方案”，也為高等學(xué)校學(xué)生工程能力培養(yǎng)提出了新的要求[5-6]。

食品裝備是食品工業(yè)實(shí)現(xiàn)加工目的的重要工具，沒(méi)有食品裝備就無(wú)法形成食品工業(yè)，食品裝備的更新與進(jìn)步為食品工業(yè)開(kāi)辟了廣闊的發(fā)展空間?！笆濉逼陂g，我國(guó)食品裝備行業(yè)以“中國(guó)制造2025”發(fā)展綱要為指導(dǎo)，全面推進(jìn)智能制造、綠色制造和優(yōu)質(zhì)制造，亟需高素質(zhì)工程人才支撐食品裝備技術(shù)進(jìn)步及行業(yè)發(fā)展[7]?！笆称费b備實(shí)驗(yàn)”課程的優(yōu)化與持續(xù)改進(jìn)，作為浙江大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)施一流本科專業(yè)建設(shè)及工程教育專業(yè)認(rèn)證的重要環(huán)節(jié)，正為食品專業(yè)學(xué)生的工程能力培養(yǎng)探索新體系、新標(biāo)準(zhǔn)及新方法。

1 “食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程優(yōu)化內(nèi)涵

卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃要求高校要以強(qiáng)化工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)跨專業(yè)、跨學(xué)科的復(fù)合型人才培養(yǎng)[8-9]。工程教育專業(yè)認(rèn)證更是注重教育產(chǎn)出和實(shí)際成效，即畢業(yè)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)[10]，特別是工程能力和工程素質(zhì)。

“食品裝備實(shí)驗(yàn)”教學(xué)注重學(xué)生使用食品機(jī)械裝備來(lái)解決食品生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，特別是工程問(wèn)題，并著重培養(yǎng)學(xué)生在食品工程領(lǐng)域分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力[11]?！笆称费b備實(shí)驗(yàn)”課程針對(duì)目前食品專業(yè)學(xué)生工程安全意識(shí)缺乏，工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力及工程創(chuàng)新能力不足的現(xiàn)狀，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、課堂教學(xué)環(huán)節(jié)及考評(píng)體系改革，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)技術(shù)及裝備，強(qiáng)化“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課堂的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，豐富課程考評(píng)維度，構(gòu)建面向工程能力培養(yǎng)的“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程體系。

“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程優(yōu)化內(nèi)涵見(jiàn)圖1。

圖1 “食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程優(yōu)化內(nèi)涵

1.1 課程內(nèi)容優(yōu)化

（1） 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以項(xiàng)目制的實(shí)驗(yàn)代替以往單一的驗(yàn)證性及演示性實(shí)驗(yàn)，由淺入深地設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。基于食品裝備的水、電、氣基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)置基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括食品裝備用電基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、食品裝備用水基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及食品裝備用氣基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?；谑称芳庸卧僮骷跋鄳?yīng)裝備設(shè)置單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括攪拌、均質(zhì)、包裝、粉碎、干燥、灌裝、離心、殺菌、濃縮等食品加工技術(shù)及裝備實(shí)驗(yàn)[12]?；谑称芳庸すに囁婕暗亩嗯_(tái)裝備聯(lián)合使用的特性設(shè)置綜合性、探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生能運(yùn)用食品裝備實(shí)現(xiàn)食品新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)?；谑称费b備應(yīng)用廣泛、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，以學(xué)術(shù)訓(xùn)練為導(dǎo)向，設(shè)置創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，孵化高質(zhì)量學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目、大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃（Student Research Training Program，SRTP） 項(xiàng)目及省創(chuàng)國(guó)創(chuàng)項(xiàng)目等，實(shí)現(xiàn)以賽促教，寓教于賽[13]。在多層次、體系化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，食品裝備及工程知識(shí)得以充分體現(xiàn)及實(shí)踐，學(xué)生的工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力及工程創(chuàng)新能力得以全方位培養(yǎng)。

（2） 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)技術(shù)及裝備?；谑称费b備前沿技術(shù)的發(fā)展，將食品加工新技術(shù)及新裝備引入“食品裝備實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中[14]，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如超高壓技術(shù)、超微粉碎技術(shù)、非熱殺菌技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)、超濾技術(shù)及相應(yīng)的食品加工裝備[15-16]?；谛录夹g(shù)新裝備的優(yōu)勢(shì)及前期實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)生對(duì)食品裝備操作要點(diǎn)的反饋，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程，縮短實(shí)驗(yàn)操作等候時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可辨識(shí)性，提升實(shí)驗(yàn)課堂效率。

1.2 教學(xué)環(huán)節(jié)優(yōu)化

在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中，改變以往簡(jiǎn)單地“演示+ 操作”的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)形式，依據(jù)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的科學(xué)流程，重構(gòu)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，依次設(shè)置6 個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：自學(xué)、演示、操作、互評(píng)、操作優(yōu)化、總結(jié)討論。根據(jù)工程能力培養(yǎng)的要求，強(qiáng)化“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課堂的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，豐富每一環(huán)節(jié)的內(nèi)容及形式，形成“六節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練模式”。

在自學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在上課前先自學(xué)相關(guān)資料，除實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)外，錄制每臺(tái)裝備的操作視頻，形成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)加裝備操作視頻的自學(xué)資料庫(kù)，不斷優(yōu)化完善自學(xué)資料的呈現(xiàn)形式。在演示環(huán)節(jié)，教師嚴(yán)格按照裝備操作規(guī)范演示其操作流程，著重介紹裝備運(yùn)行過(guò)程中所涉及的工程知識(shí)。在操作環(huán)節(jié)，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行自主操作，做到安全、規(guī)范操作，并實(shí)現(xiàn)組間觀摩學(xué)習(xí)。在互評(píng)環(huán)節(jié)，各組學(xué)生在自主操作及相互觀摩學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行組間互評(píng)，交流心得體會(huì)。在操作優(yōu)化環(huán)節(jié)，學(xué)生基于第一次操作經(jīng)驗(yàn)及組間交流心得，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)流程并再次操作裝備，做到自主且熟練地操作裝備，并再次進(jìn)行組間相互觀摩學(xué)習(xí)。在總結(jié)討論環(huán)節(jié)，總結(jié)裝備操作經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)心得，討論實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)步驟[17]。

在綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)中，提倡學(xué)生基于已掌握的食品裝備知識(shí)進(jìn)行自主探索，要求學(xué)生自主選題并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以團(tuán)隊(duì)合作的形式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并打通課上課下環(huán)節(jié)，保證實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的連貫性。

1.3 考評(píng)體系優(yōu)化

在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考評(píng)維度（如出勤、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等） 的基礎(chǔ)上新增對(duì)于食品裝備的“安全使用”“故障排除”“工藝創(chuàng)新”3 個(gè)維度的考評(píng)。以工程安全意識(shí)培養(yǎng)為著力點(diǎn)，設(shè)置食品裝備安全使用考評(píng)維度，考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作安全要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)識(shí)別及處置能力，如高溫、高壓、低溫、機(jī)械損傷等危險(xiǎn)隱患，做到安全隱患全覆蓋，并進(jìn)一步考核學(xué)生對(duì)具體應(yīng)急預(yù)案的掌握程度。以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為著力點(diǎn)，設(shè)置食品裝備故障排除考評(píng)維度，考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟的掌握程度，根據(jù)每臺(tái)裝備的技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)置典型的故障排除點(diǎn)，要求學(xué)生能準(zhǔn)確地識(shí)別及排除故障，并檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)突發(fā)情況的處置能力。以工程設(shè)計(jì)能力及工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為著力點(diǎn)，設(shè)置食品裝備工藝創(chuàng)新考評(píng)維度，結(jié)合綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目，檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的完整性、科學(xué)性，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果考核實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的可操作性及完成程度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)特點(diǎn)，綜合評(píng)估實(shí)驗(yàn)的新穎性。

2 “食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程實(shí)施保障

2.1 場(chǎng)地及裝備保障

浙江大學(xué)食品裝備教學(xué)實(shí)驗(yàn)室占地面積220 m2，現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備40 余臺(tái)，總價(jià)值約200 萬(wàn)元，其中單價(jià)10 萬(wàn)元以上的食品加工中試生產(chǎn)設(shè)備6 臺(tái)，有力支撐了“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程對(duì)實(shí)踐場(chǎng)地及裝備的需求，且能依托智能食品加工技術(shù)與裝備國(guó)家地方聯(lián)合工程中心，開(kāi)展教學(xué)及科研訓(xùn)練。通過(guò)對(duì)食品加工各單元操作設(shè)備的合理連接及重組，形成中試型的食品加工生產(chǎn)線，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決食品加工生產(chǎn)中復(fù)雜工程問(wèn)題的能力創(chuàng)造了有利條件。

2.2 科學(xué)合理的過(guò)程管理

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重復(fù)性、載體性及資源依賴性等特點(diǎn)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為一項(xiàng)重在過(guò)程的教學(xué)工作[18]。科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理是一個(gè)多方面、多層次的體系，涉及到整體效果與具體流程的關(guān)系、管理系統(tǒng)內(nèi)部與外界實(shí)施條件相互關(guān)聯(lián)，需要從動(dòng)態(tài)性、整體性及層次性原則出發(fā)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程管理進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì)[19]。

食品裝備基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程管理主要包括實(shí)驗(yàn)課堂上裝備操作、故障排除及應(yīng)急處置等，以解決具體工程問(wèn)題為導(dǎo)向，有效改善以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)“重結(jié)果、輕過(guò)程”的狀況，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的緊密互動(dòng)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的工程能力穩(wěn)步提升。綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程管理包括開(kāi)題報(bào)告、項(xiàng)目實(shí)施及結(jié)題答辯等，在具體的項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中貫徹“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)目標(biāo)及理念，為學(xué)生工程創(chuàng)新能力的全面提升提供推動(dòng)力和著力點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程以工程能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，通過(guò)構(gòu)建多層次體系化的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、六節(jié)點(diǎn)強(qiáng)化訓(xùn)練模式及三位一體的考評(píng)體系，全方位提升學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力?！笆称费b備實(shí)驗(yàn)”課程實(shí)施3 年來(lái)，浙江大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生質(zhì)量穩(wěn)步提高，近3 屆畢業(yè)生就業(yè)率達(dá)到99%，國(guó)內(nèi)深造率達(dá)到32%，出國(guó)深造率平均達(dá)到43%；有6 人次獲得國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金，9 人次獲得省級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)生榮譽(yù)；有55 人次獲得全國(guó)大學(xué)生食品工程虛擬仿真大賽、杜邦營(yíng)養(yǎng)與健康兩岸學(xué)生創(chuàng)新競(jìng)賽、烘焙食品創(chuàng)意大賽、中國(guó)傳統(tǒng)食品創(chuàng)新大賽等全國(guó)性競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)。在新工科建設(shè)的大背景下，面向工程能力培養(yǎng)“食品裝備實(shí)驗(yàn)”課程的優(yōu)化與實(shí)施，是實(shí)現(xiàn)卓越工程師教育培養(yǎng)的有益嘗試，也為當(dāng)前我國(guó)食品工業(yè)發(fā)展亟需的工程性人才培養(yǎng)提供了有效的解決方案。