魯 群,劉 睿
(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北武漢 430070)
蜂產(chǎn)品指的是蜜蜂的產(chǎn)物,主要包括蜂蜜、蜂王漿、蜂花粉、蜂膠、蜂蠟、蜂毒、蜂蛹等[1]。我國是蜂產(chǎn)品大國,蜂產(chǎn)品的產(chǎn)量和出口量位居世界前列,蜂產(chǎn)品行業(yè)對專業(yè)人才的需求量越來越大?!胺洚a(chǎn)品加工學(xué)”是研究蜂產(chǎn)品加工方法及技術(shù)的一門理論和實踐緊密結(jié)合的專業(yè)課程,是學(xué)生將來從事蜂產(chǎn)品生產(chǎn)管理、產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量檢測、科學(xué)研究等工作的重要基石。但是,目前國內(nèi)開設(shè)“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程的食品類專業(yè)較少,導(dǎo)致未學(xué)習(xí)該課程的本科生畢業(yè)后到蜂產(chǎn)品企業(yè)工作時,相關(guān)理論知識和實踐能力都較為缺乏;繼續(xù)讀研從事蜂產(chǎn)品方向的科學(xué)研究時,因缺少蜂產(chǎn)品成分和功能、加工方法和技術(shù)等專業(yè)知識,研究課題進展較慢。不論是從行業(yè)需求還是學(xué)生需求來看,都凸顯了食品類專業(yè)開設(shè)“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程的必要性。目前,國內(nèi)開設(shè)“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程的專業(yè)主要是畜牧學(xué)專業(yè)和高職高專的食品類專業(yè),尚未有針對食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生的“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程。不同專業(yè)和知識背景的學(xué)生能力不同、培養(yǎng)目標也不同,因此,根據(jù)“課程差異化”的教學(xué)理論,教師應(yīng)當針對教學(xué)對象的特征對課程進行調(diào)整或改編[2]。根據(jù)食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)背景和能力水平,對“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進行了針對性的設(shè)計。
食品科學(xué)與工程專業(yè)作為工科專業(yè),肩負著為食品企業(yè)和社會培養(yǎng)食品工程師的重要使命,旨在培養(yǎng)出能從事食品生產(chǎn)、產(chǎn)品開發(fā)、品質(zhì)控制、工程設(shè)計、企業(yè)經(jīng)營管理等工作的復(fù)合型工程技術(shù)人才[3]。在我國推進工程教育專業(yè)認證的大背景下,食品科學(xué)與工程專業(yè)也需要按照工程教育認證的標準培養(yǎng)學(xué)生?!肮こ探逃J證標準解讀及使用指南”中對工科專業(yè)學(xué)生提出了明確的畢業(yè)要求,其中“設(shè)計/開發(fā)解決方案”和“研究”2 項畢業(yè)要求標準中要求學(xué)生“掌握工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù),了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素;能夠基于科學(xué)原理并采用方法對復(fù)雜工程問題進行研究,包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)并通過信息綜合得到理有效的結(jié)論”。因此,在食品科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)中,涉及“加工”的課程應(yīng)當注重培養(yǎng)學(xué)生“設(shè)計/開發(fā)解決方案”和“研究”的能力。
目前,畜牧學(xué)專業(yè)和高職高專食品類專業(yè)開設(shè)的“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容主要包括蜜蜂的飼養(yǎng)管理技術(shù)和工具、各類蜂產(chǎn)品(蜂蜜、蜂王漿、蜂花粉、蜂膠等) 的成分和性質(zhì)、加工工藝、質(zhì)量標準、功能及其應(yīng)用等。雖然教學(xué)內(nèi)容覆蓋面廣,但以認知性為主,關(guān)于“加工”的教學(xué)深度不夠,對加工設(shè)備原理的剖析、加工方法對產(chǎn)品品質(zhì)影響的深入分析、蜂產(chǎn)品加工新技術(shù)的應(yīng)用、產(chǎn)品開發(fā)全流程的設(shè)計和研究等方面的教學(xué)內(nèi)容不足,難以支撐食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生“設(shè)計/開發(fā)解決方案”和“研究”能力的達成。因此,在針對食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生的“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程設(shè)計中,教師應(yīng)加強蜂產(chǎn)品加工原理、加工技術(shù)和設(shè)備等內(nèi)容的講解深度,加大其學(xué)時占比。同時,應(yīng)強化學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識分析、設(shè)計、研究蜂產(chǎn)品加工中復(fù)雜工程問題的能力訓(xùn)練。
蜂產(chǎn)品加工的原料,如蜂蜜、蜂花粉、蜂王漿、蜂膠、蜂毒等,都由蜜蜂采集或分泌而來,蜜蜂的行為和養(yǎng)殖過程與蜂產(chǎn)品原料的品質(zhì)密切相關(guān)。因此,在“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”的課程教學(xué)中會涉及到蜜蜂養(yǎng)殖和蜜蜂生產(chǎn)蜂產(chǎn)品原料等方面的內(nèi)容。這部分內(nèi)容對于畜牧類專業(yè)的學(xué)生來說,通過教師課上講解就能理解和掌握。但是,食品類專業(yè)的學(xué)生不具備動物生物學(xué)和養(yǎng)殖學(xué)方面的知識背景,僅僅依靠教師課上有限學(xué)時的講授,學(xué)生難以理解,教學(xué)效果不佳。因此,在針對食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生的“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程設(shè)計中,應(yīng)該減少這部分內(nèi)容的課上教學(xué),加強學(xué)生課前和課后的學(xué)習(xí)。學(xué)生可以通過線上慕課系統(tǒng)學(xué)習(xí)蜜蜂飼養(yǎng)管理相關(guān)的課程,并結(jié)合蜂場實踐的教學(xué)方式,通過親身感受和體驗幫助學(xué)生理解蜜蜂采集和生產(chǎn)蜂產(chǎn)品原料的過程。
傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師課堂講授為主,但單方向的“灌輸”知識難以提升學(xué)生分析和解決問題的能力。在針對食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生的“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”課程設(shè)計中,可以采用理論與實踐結(jié)合、虛實結(jié)合、教學(xué)與科研結(jié)合的教學(xué)方法。
“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”是一門應(yīng)用性很強的課程,但是目前該課程尚未開設(shè)相應(yīng)的實驗課程,而理論和實踐相結(jié)合,更有利于學(xué)生對理論知識的理解,提升學(xué)生的動手能力。因此,在課程教學(xué)中可以增加蜂產(chǎn)品加工的實驗和實踐環(huán)節(jié)。蜂產(chǎn)品加工實驗以分小組的形式,每組3~4 人,學(xué)生根據(jù)蜂產(chǎn)品加工的理論知識,自主設(shè)計實驗內(nèi)容,包括產(chǎn)品原輔料、加工工藝流程、產(chǎn)品包裝、品質(zhì)檢測、質(zhì)量標準、成本核算等全過程的設(shè)計。學(xué)生利用課后時間進行資料查閱和小組討論,撰寫“實驗設(shè)計書”提交給任課教師,在教師的指導(dǎo)下學(xué)生修改和完善實驗方案,并進行產(chǎn)品的制作,收集和處理實驗數(shù)據(jù),分析實驗結(jié)果和形成實驗結(jié)論,撰寫實驗報告。蜂產(chǎn)品加工涉及大型加工機械設(shè)備,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生到蜂產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)參觀學(xué)習(xí),邀請企業(yè)生產(chǎn)一線的人員給學(xué)生授課,介紹產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的過程,并提出企業(yè)生產(chǎn)遇到的問題或行業(yè)目前存在的問題,學(xué)生針對這些問題查閱資料,課上分小組進行匯報和研討。
蜂產(chǎn)品加工的原料都來自于養(yǎng)蜂場,但是食品類專業(yè)的學(xué)生與養(yǎng)蜂場的接觸機會少,絕大部分學(xué)生沒有見過蜂箱和巢脾,也不了解蜂產(chǎn)品原料的生產(chǎn)用具,比如割蜜刀、脫粉器、搖蜜機、移蟲針等。因此,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生到養(yǎng)蜂場進行實地學(xué)習(xí),讓學(xué)生觀察和接觸“實物”,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是,蜜蜂采集花蜜、花粉和分泌蜂王漿、蜂蠟等過程,以及蜜蜂在蜂巢中的活動行為難以直接用肉眼觀察。另一方面,蜂產(chǎn)品加工的工藝流程和機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,雖然通過蜂產(chǎn)品加工實驗可以輔助學(xué)生理解加工過程,但是受到教學(xué)成本、時間和場地的限制,實驗通常是以分小組的形式、制作代表性產(chǎn)品為主,難以滿足每個學(xué)生、每類蜂產(chǎn)品加工的實驗教學(xué),并且物料在加工過程中的分子層面變化和機械設(shè)備的內(nèi)部工作情況難以在實驗中觀察。因此,以上課程內(nèi)容的教學(xué)可以采用“虛實結(jié)合”的教學(xué)方法,在實驗和實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上再結(jié)合虛擬仿真教學(xué)。虛擬仿真技術(shù)運用人工智能、云計算等新興科學(xué)達到對系統(tǒng)內(nèi)部的組成、結(jié)構(gòu)、行為的動態(tài)性模仿[4]。通過虛擬仿真技術(shù)可以生動、直觀地展示蜜蜂生產(chǎn)蜂產(chǎn)品原料的過程和蜂產(chǎn)品加工機械設(shè)備的工作過程,幫助學(xué)生更好地理解相應(yīng)的理論知識。相比于實地參觀和實際動手實驗,虛擬仿真教學(xué)具有更新速度快、成本低、操作危險性低等優(yōu)勢。虛擬仿真實驗?zāi)軡M足每個學(xué)生獨立體驗,并可反復(fù)多次進行實驗,驗證自己實驗設(shè)計的合理性,在重復(fù)中不斷思考和探索,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的參與度和積極性。蜂場實踐存在蜜蜂蜇人的風(fēng)險,蜂產(chǎn)品加工實驗中高溫高壓的設(shè)備危險系數(shù)較高,而虛擬仿真可以避免此類問題。通過虛實結(jié)合、虛實互補,多維度幫助學(xué)生理解理論知識、提升具有專業(yè)深度的思維能力和創(chuàng)新能力。
近年來,教育部提出高校本科課程需要加強“兩性一度”,即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度[5]。在課程中將教學(xué)與科研相結(jié)合,能夠提升課程的“兩性一度”。教師需要不斷更新教學(xué)PPT,將蜂產(chǎn)品加工相關(guān)的國內(nèi)外最新科研成果和自己的科研案例融入到課程教學(xué)中,讓學(xué)生接觸科技發(fā)展前沿。教師課后可以向?qū)W生定期推送高質(zhì)量中外文科研論文,讓學(xué)生完成文獻閱讀報告?!翱蒲小钡倪^程能充分體現(xiàn)學(xué)生對于理論知識的靈活、系統(tǒng)應(yīng)用。教師可以結(jié)合自己的科研項目,在課程中采用項目式教學(xué)。例如,教師課上引出問題:民間常用蜂蜜水解酒,那么蜂蜜是否具有解酒的功效?如果有解酒功效,是蜂蜜中的什么成分起的作用?針對當代消費者如何開發(fā)便于攜帶和食用的蜂蜜解酒新產(chǎn)品?學(xué)生課后查閱蜂蜜解酒相關(guān)的文獻,進行文獻的整理和歸納,尋找蜂蜜是否具有解酒功效及功效成分的依據(jù),再根據(jù)課堂所學(xué)理論知識和查閱產(chǎn)品研發(fā)方面的文獻資料,設(shè)計新產(chǎn)品的加工工藝流程和質(zhì)量標準,撰寫完成項目報告。該項目涉及蜂蜜的成分和性質(zhì)、生理功能、加工工藝和質(zhì)量標準,由一個項目將該課程中“蜂蜜”章節(jié)的重點知識全部串聯(lián)在一起,既鞏固了學(xué)生的理論知識,又強化了學(xué)生對于理論知識的應(yīng)用。從事蜂產(chǎn)品研究方向的教師可以向該課程的本科生開放實驗室,學(xué)生不僅可以嘗試新產(chǎn)品的研發(fā),還可以參與到實驗室研究生的科研中,進一步鍛煉分析和解決問題的能力。
傳統(tǒng)的課程考核方式大多以期末考試為主,學(xué)生通過考試前突擊“背知識點”就能輕松通過考試,不利于學(xué)生“能力”的提升。課程“兩性一度”中的“挑戰(zhàn)度”需要“學(xué)生課上課下要有較多的學(xué)習(xí)時間和思考做保障”[5]。因此,課程的考核方式應(yīng)該多樣化,采用形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的方法,加大學(xué)習(xí)過程的考核、降低期末考試的成績占比。結(jié)合上述的教學(xué)方法,該課程的考核方式可以如下設(shè)計:①學(xué)生通過課下學(xué)習(xí)慕課、養(yǎng)蜂場參觀、虛擬仿真等方式學(xué)習(xí)蜜蜂的飼養(yǎng)管理技術(shù)和工具、蜂產(chǎn)品加工技術(shù)和設(shè)備等相關(guān)知識,教師課上發(fā)布測試題,學(xué)生作答,占總成績的10%。②學(xué)生以小組為單位自主設(shè)計蜂產(chǎn)品加工的實驗方案,提交實驗設(shè)計書,完成實驗后每個學(xué)生提交實驗報告,占總成績的10%。③教師定期推送蜂產(chǎn)品加工相關(guān)的中英文文獻,學(xué)生課后學(xué)習(xí),從文獻中涉及的蜂產(chǎn)品加工相關(guān)理論知識、閱讀后的收獲和啟發(fā)等方面撰寫并提交文獻閱讀報告,占總成績的10%。④教師提出蜂產(chǎn)品加工方面的科研項目問題,學(xué)生課后查閱資料并撰寫項目報告,占總成績的10%。⑤蜂產(chǎn)品加工企業(yè)提出企業(yè)或產(chǎn)業(yè)急需解決的問題,學(xué)生通過查閱資料、小組討論、分組匯報等環(huán)節(jié)對問題進行研討,占總成績的10%。⑥期末考試(筆試),以簡答題、論述題或材料分析題為主,注重考查學(xué)生綜合運用理論知識分析問題的能力,占總成績的50%。通過小測試、實驗設(shè)計書、實驗報告、文獻閱讀報告、項目報告、研討和匯報、期末考試等考核方式,從多角度多維度考查學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果。小測試和文獻閱讀報告能夠體現(xiàn)出學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,科研項目問題探討和產(chǎn)業(yè)難題研討能考查學(xué)生綜合運用理論知識分析和解決問題的能力,實驗環(huán)節(jié)考核學(xué)生是否具備蜂產(chǎn)品開發(fā)全流程的設(shè)計能力及動手能力。同時,分小組進行實驗和討論匯報能夠鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力。課程的考核貫穿整個教學(xué)過程,學(xué)生在課上和課下都必須投入足夠的精力和時間才能通過考核。這種考核方式的設(shè)計增加了課程的挑戰(zhàn)度,更有利于學(xué)生“能力”的訓(xùn)練和達成。
我國是蜂產(chǎn)品生產(chǎn)和出口大國,蜂產(chǎn)品行業(yè)需要大量高素質(zhì)的專業(yè)人才。蜂產(chǎn)品的生產(chǎn)、質(zhì)量檢測和新產(chǎn)品研發(fā)都離不開“蜂產(chǎn)品加工學(xué)”。針對食品科學(xué)與工程專業(yè)本科學(xué)生的知識背景和能力水平,該研究通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法和改進考核方式對課程教學(xué)進行了重新設(shè)計,使學(xué)生更好地掌握蜂產(chǎn)品加工的專業(yè)知識和提升解決實際問題的能力,對其他本科院校食品科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)該課程也具有一定的借鑒和參考意義。