一、科学的实验教学体系
结合黑龙江八一农垦大学人才培养方案中提出的“3+2”培养模式,将食品科学与工程专业的专业基础课、专业课的各类实验教学重新划分为不同层次的开放实验,构建反映时代特色、注重学生实践能力和创新能力培养、多模式、立体化的食品专业开放性实验教学体系,以适应应用型和创新性人才培养的要求。在此基础上,每门主干课选出1个实验作为研究型开放式实验教学示范,实验实施后,总结建立食品专业研究型开放式实验教学模式并进行推广。
同时,在学校主管部门的指导下,建立由研究性学习和创新性实验、大学生创新创业训练计划组成的创新性实验体系,和开放性实验体系共同构成食品科学综合实验中心实验教学体系。
食品科学综合实验中心实验教学体系结构图
(一)建立食品专业开放性实验教学体系,增设研究型开放式实验教学
根据社会对人才培养要求的提高,以黑龙江八一农垦大学人才培养方案为指导,改革现有的实验教学模式,构建多模式、立体化的开放性实验教学体系。
1.食品专业开放性实验教学体系构成
(1)验证性实验——时间开放,内容集中
验证性实验为教学计划内实验,以对食品理化指标测定、食品加工工艺等验证性内容为主,主要作用是巩固所学的基本理论知识,培养学生的基本实验技能和方法,该阶段作为食品专业实验基础阶段,是培养学生实验技能和严谨科学作风的重要阶段。每个实验项目根据学生总数每周或隔周开设一次,学生可以自主选择实验项目、实验时间和进度参加实验,学生通过网上预约实验,额满为止,由于验证性实验内容和方法变化不大,该环节在实验操作前由教师对实验中的关键环节、难点、重点做讲解,实验过程中指导教师全程指导,提高了学生的实验效率,规范了学生的实验操作,为以后的综合设计性实验环节打好基础。
(2)综合性、设计性实验——全方位开放
综合性、设计性实验也为教学计划内实验,学生在完成验证性实验之后,通过网上预约综合性实验项目、实验时间,同一实验项目有人数限制。学生自行制订实验方案,自主进入实验室完成实验。
(3)研究型开放式实验——全方位开放
本部分为计划外实验项目,由学有余力的部分学生参加。首先由老师提出研究性实验题目,学生选择题目;学生调研、安排实验方案,并在教师的指导下修改方案;实施实验,时间由学生选择;实验结果汇报、讨论,查找问题、分析原因并总结。
2.研究型开放式实验教学
研究型开放式实验教学作为食品专业开放性实验教学体系重要组成部分,在培养学生应用能力和创新能力方面起到了主要的作用。
(1)研究型开放式实验教学概念的提出
研究型开放式实验教学指教学计划规定外的、以培养学生创新能力和应用能力为目的而开设的、内容上是研究性的、形式上是全方位开放的专业课实验。研究型开放式实验教学。
(2)研究型开放式实验教学的原则
研究型开放式实验教学既区别于验证性实验、有区别于综合性、设计性实验和毕业论文(设计),应遵循以下原则:
一是实验内容的研究性。研究型开放式实验的实验内容应具有研究性,即不进行实验无法预知实验结果,不同的学生采用不同的方法,会得到不同的实验结果。这与以往验证性实验具有明显的不同;与以往的综合性、设计性实验也有不同点,虽然以往的综合性、设计性实验也由学生自己设计实验方案,但实验内容较简单,甚至采用不同的方法也会得到相同的实验结果,有“殊途同归”之嫌;研究型开放式实验教学模式与学生毕业论文有相似之处,二者主要区别在于毕业论文是一人一题,而研究型开放式实验是一组(2-5人)一题,学生可以以小组为单位进行讨论,集小组众人之长,使方案更可行。因而研究型开放式实验是毕业论文的过渡,学生在此阶段可提高分析问题、解决问题的能力,为更好的做好毕业论文打下坚实的基础。
二是实验形式的全方位开放。实验室对学生实行实验时间开放、实验内容开放、实验设备开放。学生可根据自己的兴趣爱好联系相应的实验室,自行选择研究型开放式实验题目并设计实验方案、查阅资料、选择设备、摸索实验步骤从而完成自己的实验项目,撰写实验报告或实验论文。
三是以“食品科学综合实验中心开放性实验管理(预约)系统”为平台。学生在实验项目选择、实验室欲借登记、实验方案设计与提交、实验报告提交等所有环节均在实验管理(预约)系统完成,充分保证了实验形式的全方位开放和以学生为中心。
(3)研究型开放式实验教学的模式
研究型开放式实验教学充分体现了以学生为中心的原则,首先由老师提出研究性实验题目,学生选择题目;学生调研、安排实验方案,并在教师的指导下修改方案;实施实验,时间由学生选择;实验结果汇报、讨论,查找问题、分析原因并总结。
研究型开放式实验教学管理模式如图1所示。
图中:代表开放实验管理(预约)平台;
代表食品科学综合示范中心实验室;
为指导教师行为;
为学生行为;Y代表可行;N代表不可行
图1 研究型开放式实验教学管理模式
(4)研究型开放式实验教学的实践
中心在2009年进行了11个研究型开放式实验项目试点,2010年又进行了10个研究型开放式实验项目试点,由黑龙江八一农垦大学食品科学综合实验中心(省级实验教学示范中心)建设经费资助,依托于两个中心(食品科学综合实验中心和黑龙江省农产品加工工程技术研究中心),实验教学效果较好。
表1 食品科学综合实验中心2009年研究型开放式实验项目
序号 | 实验项目名称 | 经费(元) | 所在实验室 | 所属课程 | 负责人 |
1 | 典型食品样品制备及理化指标测定 | 1000 | 食品分析检测室 | 食品分析与检测 | 钱丽丽 |
2 | 生活饮用水、饮用纯净水的微生物指标测定 | 1000 | 食品微生物实验室 | 食品卫生检测 | 姚笛 |
3 | 洞道干燥实验 | 1000 | 食品工程原理实验室 | 食品工程原理 | 金丽梅 |
4 | 高盐稀态发酵酱油酿造 | 1000 | 酿造实验室 | 发酵食品工艺学 | 左 锋 |
5 | 白萝卜汁饮料的研制 | 800 | 果蔬加工实验室 | 农产品加工工艺学 | 魏文毅 |
6 | 微波蔬菜肉丸、肉卷的研制 | 1000 | 肉品实验室 | 畜产品加工概论 | 杨 楠 |
7 | 风味酱牛肉配方的优化研究 | 1000 | 肉品实验室 | 畜产品加工 | 陈洪生 |
8 | 米酒的制作 | 1000 | 酿造实验室 | 酿造酒工艺学 | 关 琛 |
9 | 葡萄汽酒的制作 | 1000 | 酿造实验室 | 酿造酒工艺学 | 李兴革 |
10 | 精馏实验 | 1000 | 食品工程原理实验室 | 食品工程原理 | 张春芝 |
11 | 产纤维素酶微生物的筛选 | 1000 | 食品微生物实验室 | 食品微生物学 | 王欣 |
表2 食品科学综合实验中心2010年研究型开放式实验项目
序号 | 实验项目名称 | 经费(元) | 所属实验室 | 所属课程 | 负责人 |
1 | 多种实验方案设计进行果酒鉴评 | 1000 | 发酵实验室 | 食品感官评定 | 左 锋 |
2 | 丝网印刷开放性实验 | 1000 | 包装印刷实验室 | 包装容器制造 | 王洪江 |
3 | 典型食品样品制备及理化指标测定 | 1000 | 食品分析实验室 | 食品分析 | 钱丽丽 |
4 | 阿司匹林原料药中水杨酸的测定 | 1000 | 食品分析实验室 | 仪器分析 | 张丽媛 |
5 | 沙果果汁澄清方法的比较研究 | 1000 | 果蔬加工实验室 | 软饮料工艺学 | 王宪青 |
6 | 膳食纤维营养强化蛋糕的制作 | 1000 | 焙烤实验室 | 焙烤食品工艺学 | 魏春红 |
7 | 比较黑木耳多糖的多种提取方法研究 | 1000 | 食品分析实验室 | 食品安全学 | 王 颖 |
8 | 发酵酪乳制作 | 1000 | 乳品实验室 | 乳品科学与技术 | 刘妍妍 |
9 | 大蒜抑菌试验研究 | 1000 | 食品微生物实验室 | 食品微生物 | 王 欣 |
10 | 剩食物中中毒性微生物的检测 | 1000 | 食品微生物实验室 | 食品有害微生物控制技术 | 姚 笛 |
经过近两年的研究型开放式实验试点工作,学生动手能力和创新能力得到了进一步提高,指导教师也从中学到了新的实验教学理念,同时也为实验室全面开放积累了宝贵的经验。因而,研究型开放式实验模式应进一步稳定下来,积极推广应用。
目前,已逐步建立稳定的研究型开放式实验模式,确定可行的实验内容、实验成绩评价方法、开放实验室管理制度,更好的锻炼了学生的创造性思维,提高学生的动手能力和创新能力。
(二)创新性实验体系
1.研究性学习和创新性实验
“十一五”期间,食品科学综合实验中心以本科教学质量工程建设为契机,开设12个创新性实验,创新性实验的启动和实施,旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,倡导以本科学生为主体的创新性实验改革,调动学生的主动性、积极性和创造性,激发学生的创新思维和创新意识,在校园内形成创新教育氛围,建设创新教育文化,全面提升学生的创新实验能力。
通过开展实施计划,带动广大的学生在本科阶段得到科学研究与发明创造的训练,改变目前高等教育培养过程中实践教学环节薄弱,动手能力不强的现状,改变灌输式的教学方法,推广研究性学习和个性化培养的教学方式,形成创新教育的氛围,建设创新文化,进一步推动高等教育教学改革,提高教学质量。
(1)兴趣驱动
参与计划的学生要对科学研究或创造发明有浓厚兴趣。在兴趣驱动下,在导师指导下完成实验过程。
(2)自主实验
参与计划的学生要自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验。
(3)重在过程
注重创新性实验项目的实施过程,强调项目实施过程中学生在创新思维和创新实践方面的收获。
(3)创新性实验项目
表3 食品科学综合实验中心创新性实验项目
序号 | 名 称 | 主持人 | 级别 | 立项时间 | 验收时间 | 经费(万元) |
1. | 发酵型风干肠的制作 | 李艳青 | 校级 | 2008 | 2008 | 0.15 |
2. | 龙葵红色素热降解动力学参数的测定 | 刘志明 | 校级 | 2008 | 2008 | 0.15 |
3. | 原纸质量对瓦楞纸板性能的影响研究 | 李娟 | 校级 | 2008 | 2008 | 0.15 |
4. | 流体流动创新性实验 | 金丽梅 | 校级 | 2008 | 2008 | 0.15 |
5. | 冰葡萄酒的研制与质量控制 | 李志江 | 校级 | 2009 | 2009 | 0.15 |
6. | 交联羧甲基淀粉的制备及其在果蔬汁体态稳定中的应用 | 周睿 | 校级 | 2009 | 2009 | 0.15 |
7. | 恒压过滤常数测定实验 | 张春芝 | 校级 | 2009 | 2009 | 0.15 |
8. | 流化床干燥实验 | 金丽梅 | 校级 | 2009 | 2009 | 0.15 |
9. | 植物多糖胶冻的制备 | 刘志明 | 校级 | 2010 | 2010 | 0.15 |
10. | 可食包装膜的制备与性能测试实验 | 孟令伟 | 校级 | 2010 | 2010 | 0.15 |
11. | 黑加仑果酒、果醋酿造工艺研究 | 牛广财 | 校级 | 2010 | 2010 | 0.15 |
12. | 花生奶茶生产工艺条件及其稳定性研究 | 王宪青 | 校级 | 2010 | 2010 | 0.15 |
2.大学生创新创业实验项目
按照《教育部 财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》(教高[2011]6号)、《教育部关于启动“本科教学工程”大学生创新创业训练计划的通知》(教高函〔2012〕5号)和《关于启动实施黑龙江省大学生创新创业训练计划的通知》(黑教高〔2012〕38号)要求,学校于2012年启动创新创业训练计划。
(1)实施目标
通过实施大学生创新创业训练计划,建立以启发探索、自主创新和个性发展为核心的研究性教学模式。以校级、省级、国家级三级创新创业训练计划项目的逐步推进与实施,加快学校创新创业教育的发展进程,强化学生创新创业意识,培养创新创业基本素养,提高学生的生存和发展能力,引导大学生转变就业观念,适应市场经济对人才的需求。
(2)项目类别
我校立项建设的大学生创新创业训练计划包括:创新训练项目、创业训练项目和创业实践项目。
创新训练项目是本科生个人或团队,在导师指导下,自主完成创新性研究项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果(学术)交流等工作。
创业训练项目是本科生团队,在导师指导下,团队中每个学生在项目实施过程中扮演一个或多个具体的角色,通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践、撰写创业报告等工作。
创业实践项目是学生团队,在学校导师和企业导师共同指导下,采用前期创新训练项目(或创新性实验)的成果,提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务,以此为基础开展创业实践活动。
(3)申报对象
金沙城线路检测中心本科学生均可,优先资助大三、大二学生,鼓励大一学生参加。具体条件:
(1)申请学生须学有余力,有较强的独立思考和创新意识,对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣和坚强的毅力。鼓励学生跨年级、跨学院、跨专业组队申报。
(2)申请人能够在指导教师的指导下自主完成方案设计、实验实施、数据处理、企业规划与实施措施、撰写报告等工作。
(3)项目负责学生仅限申请一个项目,且无考试违纪、作弊处分。
(4)创新创业项目
表4 食品科学综合实验中心创新创业项目明细
序号 | 名 称 | 主持人 | 级别 | 立项时间 | 验收时间 | 经费(万元) |
1. | 毛酸浆果醋及果醋饮料的开发 | 牛广财 | 省级 | 2012 |
| 1.28 |
2. | 颗粒型冷水可溶性淀粉的制备与应用研究 | 张洪微 | 省级 | 2012 |
| 1.28 |
3. | 黑木耳发酵制品的研究与开发 | 魏文毅 | 省级 | 2012 |
| 1.28 |
4. | 利用模拟移动床色谱技术从大豆乳清废液中提取大豆低聚糖的研究 | 陈洪生 | 省级 | 2012 |
| 1.28 |
5. | 特殊性能与功能豆腐开发 | 刘志明 | 省级 | 2012 |
| 1.5 |
6. | 大米高温抛光工艺关键技术研究 | 翟爱华 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
7. | 低糖功能性蛋糕生产工艺研究 | 刘远洋 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
8. | 真姬菇多糖提取工艺优化及免疫增强活性研究 | 包鸿慧 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
9. | 大豆发芽过程中主要成分变化研究及最佳发芽时期的确定 | 崔素萍 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
10. | 膜法深度处理乳清废水的研究 | 金丽梅 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
11. | 微波干燥果蔬实验研究 | 张春芝 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
12. | 化学热力学技术在食品质量检测中的应用 | 孙清瑞 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
13. | 果蔬缓冲包装结构的设计 | 刘 伟 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
14. | 淀粉基可食包装薄膜的制备与性能测试研究 | 孟令伟 | 校级 | 2012 |
| 0.5 |
15. | 超声波辅助黑木耳多糖优化提取及其功能产品开发 | 周睿 | 校级 | 2012 |
| 0.8 |
16. | 影响打浆机打浆效果的因素的的研究 | 王霞 | 校级 | 2012 |
| 0.8 |
二、建成国内一流的食品加工中试生产车间,培养应用型食品工程专业人才
实验中心重点建设了国内一流的食品加工中试生产车间,车间总面积达1100㎡,建有16条食品加工中试生产线,设备多样、功能齐全、工艺完整并可进行单元操作,可为本科生、研究生及科研提供实践性极强的试验、实习及科研中试条件,形成了鲜明的实践教学与工厂实际紧密结合的教学特色,并建立了“大组示范、小组操作”的应用能力培养型实验教学体系,中试车间作用突出。
面对垦区现代化大农业及全省的加工行业,培养专业对口性强、动手能力强的高级应用型人才,对于一般贵重仪器设备的实验采取大组演示性实验,在基础性实验中,全部实现1人1组,专业基础课实验可根据需要2人一组,食品工艺(专业)实验3-4人一组,学生既可利用加工生产设备进行单元操作,又可利用生产线完成整个生产工艺流程的操作,使学生的观察、取样分析、动手操作、熟悉机械构造性能等方面的能力进一步增强。
金沙城线路检测中心
2012.10.10
最后更新 (2012-12-08 17:24)