“新工科”背景下香料香精创新人才培养模式研究

时间：2024-05-23

姬小明，程彪，来苗，杨晓朋，武志勇，张红

（河南农业大学烟草学院，河南省香精香料与调香工程技术研究中心，河南郑州 450002）

在“新工科”背景下，人才的内涵和培养要求发生了变化。相对于传统的工科人才，“新工科”要求培养将科学、人文与工程交叉融合的复合创新型人才，要求人才不仅要对所学专业知识精通掌握，还要具有更强的互联网利用能力，以及对其他学科知识的综合利用能力[1]。

现有从事香料香精的专业人才，多数是从有机化学、应用化学转行而来，急需要进行针对性的专业培养。目前，全国只有上海应用技术大学、北京工商大学、云南农业大学及河南农业大学开设了香料香精技术与工程专业。河南农业大学围绕中原地区丰富的香料、果品和中草药资源，依托校内烟草学、食品科学与工程两大学科开设了香料香精技术与工程专业。结合河南农业大学自身办学特点及学校的烟草教学特色，结合“新工科”人才培养要求，坚持4 个回归，强化课堂思政[2]，培养更多的具有一定专业理论基础和实际操作技能的技术应用型人才，对新工科下香料香精技术与工程专业的人才培养方法进行了探索。

1 “两个角色、三个环节、多个平台”的线上线下混合式教学体系构建

学校香料香精技术与工程专业是烟草学院特色专业，依托河南省香精香料与调香工程技术研究中心等科研平台，由校内烟草、食品科学与工程、香精香料技术与工程等专业教学团队组建，是一支以省级教学名师、知名教授为带头人，以教授、副教授为主体，教学特色鲜明、学术造诣高、教学能力强、教学经验丰富、学术研究背景互补、职称和年龄及学缘结构合理的教师团队。

学校香料香精技术与工程专业在充分了解新工科建设要求，参考国内外多所高校的“新工科”建设经验，依据河南中原地区得天独厚的香料资源，提出了“两个角色、三个环节、多个平台”的线上线下混合式教学体系。“两个角色”是指教师与学生角色可以互换，教师的身份由传统的知识灌输者转变为学生学习的引导者[3]，学生不仅仅接受知识还要灵活运用知识，更要自己制作PPT 讲授自己对专业知识的理解，同时教师进行打分；“三个环节”是指理论教学过程主要分为课前准备、多元化课堂教学和课后研学3 个环节；“多个平台”是指在理论教学的3 个环节可以利用“超星学习通”“雨课堂”及“微信”小程序等助力理论教学的信息化，在课前准备阶段教师在“超星学习通”软件上发布课程预习任务，上传与课程内容相关的视频、文献资料等，引导学生自学，增加知识的广度和宽度；课堂教学将随堂讲义、板书等传统教学手段与PPT、多媒体等现代化教学手段有机结合，根据授课内容穿插随堂讨论、测试等互动内容，实现高效的课堂教学；课后利用信息化平台发布课后作业，实现课后知识的拓展并增加师生互动空间，发布上课的录播视频，督促学生回看课堂知识。

2 香料香精技术与工程专业的人才培养体系具体措施

2.1 课程体系

学校香料香精技术与工程专业的课程设置主要由公共基础课、素质通识课、专业课及实习环节四大模块组成。公共基础课包括“化学”“数学”“大学物理”“化工原理”“微生物学”等，素质通识课包括“大学英语”“计算机基础”“思修”“中国近代史纲要”“形势与政策”等，专业课程有“香料植物栽培学”“香料制备工艺学”“香料化学”“香料香精品控学”“日用食用调香学”“卷烟调香学”“毒理学”等，实践教学包括课程实验、专业实践（包括认知实习、课程实习）、毕业实习及毕业论文（设计）、毕业调查报告等环节[4]。

2.1.1 教学内容理论化、教学方式信息化

秉承“生本位，师主导”的教学理念，对教学大纲进行了修订，构建了信息化的理论教学框架。随着“互联网+”时代的到来，以“新工科”为契机，教学方式和教学理念发生了巨大变化。教师除了运用PPT 讲授手段以外，还利用超星学习通和慕课签到打卡，提问问题，上传专业课，视频等相关内容，让学生们课下自主学习并通过章节测试检测自己是否掌握理论知识[5-6]。同时，增设符合“新工科”背景的专业选修课，包括智能调香、香精香料文化、香料植物综合利用等。香料系教师精心研读《诗经》《齐民要术》《本草纲目》《说文解字》等古书，充分挖掘古书、典籍的思政元素，使学生了解中国历史悠久的香料文化，感悟中华文化的博大精深，培养学生以爱国主义为核心的民族精神。这些“新工科”课程不仅可增强学生对所学专业的了解程度，提高学生的学习兴趣，还能拓宽学生的视野，有效巩固学生专业思想，激发学生的学习热情，使学生从“被动学”变成“主动学”[7]。通过大数据等现代技术手段时时监测学生学习过程[8]，帮助教师及时梳理教学过程中的难点和薄弱环节，从而对学生进行有针对性的个性化指导。

2.1.2 提高实践教学质量和标准

“新工科”建设对学生的实操能力提出了更高的要求，改革实验内容、实习内容，把课程实验教学部分与相关课堂教学相衔接，避免以往课堂教学与实验教学的脱节现象[9]。通过建设虚拟仿真实验课程[10]，可将香料制备全部过程形象生动地展示出来，通过动态调整虚拟操作中的反应物比例等数据，对操作结果如产率、香气品质等因素进行科学预测，提高虚拟仿真实验的科学性。学生可随时自主重复操作，熟练后再进行实际操作，在提高学生操作水平的同时，也可降低实验成本和危险操作的发生率。本学科建有农业部“烟草生物化学与加工科学观测站”“河南省香精香料与调香工程技术研究中心”等多个省部级科研平台。凭借多年的专业建设经验与办学积淀，学校建有可容纳120 人规模的本科香精香料的制备实验室、天然产物提取实验室、调香技术实验室、香精香料品质分析及香料样品室等实验室，配备有价值1 000 多万元的分子蒸馏、Py-GC-MS、顶空-GC-MS、ICP-OES、ICP-MS、制备LC、GCMS-MS、LC-MS-MS 等教学科研仪器设备。同时，依托河南省香精香料与调香工程技术研究中心设立了新郑金叶香精香料分中心和河南中大恒源香精香料分中心，其中新郑分中心占地3.35 hm2，建有5 000 余m2的生产车间和实验室，具有进行枣子、无花果酊剂、浸膏及净油等中间试验所需要的仪器设备和固定生产场地，能够充分满足学生开展生产实习和毕业实习的需要；中大恒源分中心生产园区占地面积20.1 hm2，拥有现代化生产线23 条，生产设备1 300 多台套，检测仪器和设备300 余台套，年生产能力65 000 t。校本部以龙子湖新校区本科实验室建设为契机，在以往课程实习的基础上配备了更多品类的香原料，同时增设调香学综合实验，分别从香原料制备、香精调配、加香方式及感官评价等诸多方面将调香技术串连成线、逐级深入，使学生真正掌握调香技术，真正具有创新能力，成功将理论与实践相统一，以达到全面培养人才的目的。

2.1.3 构建教学质量保障体系

教学质量保障体系主要是从学生评教、教师评学和外界监督等3 个方面进行反馈和提升。学生评教指学生每学期对教师的教学进行打分，包括教师是否经常使用PPT 讲课，讲课方式是否新颖，能否给予学生学习指导，上课是否充满热情，全身心投入，课堂是否生动活泼充满趣味等。教师评学包括平时成绩（期中成绩、实验考核、线上成绩、作业、课堂活动成绩等）和期末成绩。为保障教学质量，能够更加准确、有效、全面地评价学生学习效果，促进提高学生的学习主动性。增加平时成绩占比：扩大翻转课堂、学习通学习、文献资料查阅及总结等学生自主参与的教学活动成绩占比，减少期末成绩占比，从目前的的60%～70%减少至40%～50%。增加实验考核占比：调整实验课内容，减少示范性实验内容，增加香料制备实验，综合性设计性实验和香精调配实验等内容。教师通过观察学生动手能力，对基础知识的熟悉程度，分析及解决问题的能力等方面，按照优秀、良好、合格、和不合格等级给出各个学生的实验考核成绩。提高学生的创新实践活动参与度，培养学生的创新能力，提升学生的综合竞争力，实验成绩占比从现在的5%～10%增加至20%。外界监督包括院校的教学督导、教学团队的随机听课及校、院的教师讲课比赛。院校抽查学生是否迟到，上课听课状态，有无学生玩手机打游戏等。

教学质量保障体系见图1。

图1 教学质量保障体系

2.2 学科竞赛

采用“递进式”竞赛体系，鼓励学生们积极参加。首先是极具特色的专业知识竞赛。①评香辩香赏香大赛。要求每位学生准确嗅辩各种香料香气，学生根据嗅闻到的香气及观察到的香料状态和品种分辨是哪种香型，什么香料，是否掺假，教师对学生的嗅辨和筛选结果打分，选出优胜者。②香精调配大赛。要求学生在给出的几十种香料进行嗅辩后，以小组为单位根据调香的九字方针“明体例”“定品质”“拟配方”，明确要调配的目标，选择合适的香料品种，运用专业知识拟制出体香部分的配比，再加入头香、基香香料进行试配，最后拟配出香精的初步整体配方，再喷洒到嗅香纸上，教师对香精小样嗅闻香气后进行打分，选出优胜者。③香精应用大赛。以小组为单位，要求每一小组根据加香样品的要求，对香精小样进行稀释，选择合适的加香方式，添加到烟丝、沐浴露等加香介质中，进行应用评价，选出优胜者。④借助国家级/省级/校级大学生创新创业、创意设计、“互联网+”、“挑战杯”等赛事，在教师的指导下，学生自主组成团队，设计主题思路，明确项目目标和任务，团队成员之间合理分工，相互协作；在教师指导下完成项目，并进行汇报展示，进而提高学生的课外实践能力。

递进式竞赛体系见图2。

图2 递进式竞赛体系

2.3 校企联合

学院团队先后与韩国中北大学、韩国香精香料研究院、英国莱斯特大学、美国弗吉尼亚理工大学、上海应用技术大学、北京工商大学建立了长期合作关系，与河南金叶香精香料有限公司、河南华龙香料有限公司、河南康源香料集团有限公司、河南中大恒源生物科技有限公司、河南中烟工业有限责任公司、湖北中烟工业有限责任公司签订了校企战略合作框架协议，建立了多家校外实习实训基地，同时聘请企业科技人员作为学生指导教师，定期为学生授课。学生可以在工厂实习期间近距离观察香精香料的生产工艺流程，如在新郑香精香料分中心，可以观察到枣子酊剂脱核之后在高温下浸提并冷凝回流。在学期末可以进行2 周的驻厂实习，让学生更了解工厂操作，相关规定以及香料制备流程。校外实习基地条件优越，能充分满足本专业学生实践与教学科研的需求，扩大学生的实操机会。