针对食品科学与工程专业本科学生的“蜂产品加工学”教学设计研究

鲁 群，刘 睿

（华中农业大学食品科学技术学院，湖北武汉 430070）

蜂产品指的是蜜蜂的产物，主要包括蜂蜜、蜂王浆、蜂花粉、蜂胶、蜂蜡、蜂毒、蜂蛹等[1]。我国是蜂产品大国，蜂产品的产量和出口量位居世界前列，蜂产品行业对专业人才的需求量越来越大。“蜂产品加工学”是研究蜂产品加工方法及技术的一门理论和实践紧密结合的专业课程，是学生将来从事蜂产品生产管理、产品开发、质量检测、科学研究等工作的重要基石。但是，目前国内开设“蜂产品加工学”课程的食品类专业较少，导致未学习该课程的本科生毕业后到蜂产品企业工作时，相关理论知识和实践能力都较为缺乏；继续读研从事蜂产品方向的科学研究时，因缺少蜂产品成分和功能、加工方法和技术等专业知识，研究课题进展较慢。不论是从行业需求还是学生需求来看，都凸显了食品类专业开设“蜂产品加工学”课程的必要性。目前，国内开设“蜂产品加工学”课程的专业主要是畜牧学专业和高职高专的食品类专业，尚未有针对食品科学与工程专业本科学生的“蜂产品加工学”课程。不同专业和知识背景的学生能力不同、培养目标也不同，因此，根据“课程差异化”的教学理论，教师应当针对教学对象的特征对课程进行调整或改编[2]。根据食品科学与工程专业本科学生的专业背景和能力水平，对“蜂产品加工学”课程的教学内容、教学方法和考核方式进行了针对性的设计。

1 教学内容

1.1 强化“加工”的教学内容

食品科学与工程专业作为工科专业，肩负着为食品企业和社会培养食品工程师的重要使命，旨在培养出能从事食品生产、产品开发、品质控制、工程设计、企业经营管理等工作的复合型工程技术人才[3]。在我国推进工程教育专业认证的大背景下，食品科学与工程专业也需要按照工程教育认证的标准培养学生。“工程教育认证标准解读及使用指南”中对工科专业学生提出了明确的毕业要求，其中“设计/开发解决方案”和“研究”2 项毕业要求标准中要求学生“掌握工程设计和产品开发全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；能够基于科学原理并采用方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据并通过信息综合得到理有效的结论”。因此，在食品科学与工程专业的教学中，涉及“加工”的课程应当注重培养学生“设计/开发解决方案”和“研究”的能力。

目前，畜牧学专业和高职高专食品类专业开设的“蜂产品加工学”的教学内容主要包括蜜蜂的饲养管理技术和工具、各类蜂产品（蜂蜜、蜂王浆、蜂花粉、蜂胶等） 的成分和性质、加工工艺、质量标准、功能及其应用等。虽然教学内容覆盖面广，但以认知性为主，关于“加工”的教学深度不够，对加工设备原理的剖析、加工方法对产品品质影响的深入分析、蜂产品加工新技术的应用、产品开发全流程的设计和研究等方面的教学内容不足，难以支撑食品科学与工程专业本科学生“设计/开发解决方案”和“研究”能力的达成。因此，在针对食品科学与工程专业本科学生的“蜂产品加工学”课程设计中，教师应加强蜂产品加工原理、加工技术和设备等内容的讲解深度，加大其学时占比。同时，应强化学生综合运用所学专业知识分析、设计、研究蜂产品加工中复杂工程问题的能力训练。

1.2 减少“养蜂”的课堂教学

蜂产品加工的原料，如蜂蜜、蜂花粉、蜂王浆、蜂胶、蜂毒等，都由蜜蜂采集或分泌而来，蜜蜂的行为和养殖过程与蜂产品原料的品质密切相关。因此，在“蜂产品加工学”的课程教学中会涉及到蜜蜂养殖和蜜蜂生产蜂产品原料等方面的内容。这部分内容对于畜牧类专业的学生来说，通过教师课上讲解就能理解和掌握。但是，食品类专业的学生不具备动物生物学和养殖学方面的知识背景，仅仅依靠教师课上有限学时的讲授，学生难以理解，教学效果不佳。因此，在针对食品科学与工程专业本科学生的“蜂产品加工学”课程设计中，应该减少这部分内容的课上教学，加强学生课前和课后的学习。学生可以通过线上慕课系统学习蜜蜂饲养管理相关的课程，并结合蜂场实践的教学方式，通过亲身感受和体验帮助学生理解蜜蜂采集和生产蜂产品原料的过程。

2 教学方法

传统的教学方法以教师课堂讲授为主，但单方向的“灌输”知识难以提升学生分析和解决问题的能力。在针对食品科学与工程专业本科学生的“蜂产品加工学”课程设计中，可以采用理论与实践结合、虚实结合、教学与科研结合的教学方法。

2.1 理论与实践结合

“蜂产品加工学”是一门应用性很强的课程，但是目前该课程尚未开设相应的实验课程，而理论和实践相结合，更有利于学生对理论知识的理解，提升学生的动手能力。因此，在课程教学中可以增加蜂产品加工的实验和实践环节。蜂产品加工实验以分小组的形式，每组3～4 人，学生根据蜂产品加工的理论知识，自主设计实验内容，包括产品原辅料、加工工艺流程、产品包装、品质检测、质量标准、成本核算等全过程的设计。学生利用课后时间进行资料查阅和小组讨论，撰写“实验设计书”提交给任课教师，在教师的指导下学生修改和完善实验方案，并进行产品的制作，收集和处理实验数据，分析实验结果和形成实验结论，撰写实验报告。蜂产品加工涉及大型加工机械设备，教师可以带领学生到蜂产品生产企业参观学习，邀请企业生产一线的人员给学生授课，介绍产品工业化生产的过程，并提出企业生产遇到的问题或行业目前存在的问题，学生针对这些问题查阅资料，课上分小组进行汇报和研讨。

2.2 虚实结合

蜂产品加工的原料都来自于养蜂场，但是食品类专业的学生与养蜂场的接触机会少，绝大部分学生没有见过蜂箱和巢脾，也不了解蜂产品原料的生产用具，比如割蜜刀、脱粉器、摇蜜机、移虫针等。因此，教师可以带领学生到养蜂场进行实地学习，让学生观察和接触“实物”，激发学生的学习兴趣。但是，蜜蜂采集花蜜、花粉和分泌蜂王浆、蜂蜡等过程，以及蜜蜂在蜂巢中的活动行为难以直接用肉眼观察。另一方面，蜂产品加工的工艺流程和机械设备的结构复杂，虽然通过蜂产品加工实验可以辅助学生理解加工过程，但是受到教学成本、时间和场地的限制，实验通常是以分小组的形式、制作代表性产品为主，难以满足每个学生、每类蜂产品加工的实验教学，并且物料在加工过程中的分子层面变化和机械设备的内部工作情况难以在实验中观察。因此，以上课程内容的教学可以采用“虚实结合”的教学方法，在实验和实践教学的基础上再结合虚拟仿真教学。虚拟仿真技术运用人工智能、云计算等新兴科学达到对系统内部的组成、结构、行为的动态性模仿[4]。通过虚拟仿真技术可以生动、直观地展示蜜蜂生产蜂产品原料的过程和蜂产品加工机械设备的工作过程，帮助学生更好地理解相应的理论知识。相比于实地参观和实际动手实验，虚拟仿真教学具有更新速度快、成本低、操作危险性低等优势。虚拟仿真实验能满足每个学生独立体验，并可反复多次进行实验，验证自己实验设计的合理性，在重复中不断思考和探索，激发学生的创新能力，提高学生的参与度和积极性。蜂场实践存在蜜蜂蜇人的风险，蜂产品加工实验中高温高压的设备危险系数较高，而虚拟仿真可以避免此类问题。通过虚实结合、虚实互补，多维度帮助学生理解理论知识、提升具有专业深度的思维能力和创新能力。

2.3 教学与科研相结合

近年来，教育部提出高校本科课程需要加强“两性一度”，即高阶性、创新性、挑战度[5]。在课程中将教学与科研相结合，能够提升课程的“两性一度”。教师需要不断更新教学PPT，将蜂产品加工相关的国内外最新科研成果和自己的科研案例融入到课程教学中，让学生接触科技发展前沿。教师课后可以向学生定期推送高质量中外文科研论文，让学生完成文献阅读报告。“科研”的过程能充分体现学生对于理论知识的灵活、系统应用。教师可以结合自己的科研项目，在课程中采用项目式教学。例如，教师课上引出问题：民间常用蜂蜜水解酒，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？针对当代消费者如何开发便于携带和食用的蜂蜜解酒新产品？学生课后查阅蜂蜜解酒相关的文献，进行文献的整理和归纳，寻找蜂蜜是否具有解酒功效及功效成分的依据，再根据课堂所学理论知识和查阅产品研发方面的文献资料，设计新产品的加工工艺流程和质量标准，撰写完成项目报告。该项目涉及蜂蜜的成分和性质、生理功能、加工工艺和质量标准，由一个项目将该课程中“蜂蜜”章节的重点知识全部串联在一起，既巩固了学生的理论知识，又强化了学生对于理论知识的应用。从事蜂产品研究方向的教师可以向该课程的本科生开放实验室，学生不仅可以尝试新产品的研发，还可以参与到实验室研究生的科研中，进一步锻炼分析和解决问题的能力。

3 考核方式

传统的课程考核方式大多以期末考试为主，学生通过考试前突击“背知识点”就能轻松通过考试，不利于学生“能力”的提升。课程“两性一度”中的“挑战度”需要“学生课上课下要有较多的学习时间和思考做保障”[5]。因此，课程的考核方式应该多样化，采用形成性评价与终结性评价相结合的方法，加大学习过程的考核、降低期末考试的成绩占比。结合上述的教学方法，该课程的考核方式可以如下设计：①学生通过课下学习慕课、养蜂场参观、虚拟仿真等方式学习蜜蜂的饲养管理技术和工具、蜂产品加工技术和设备等相关知识，教师课上发布测试题，学生作答，占总成绩的10%。②学生以小组为单位自主设计蜂产品加工的实验方案，提交实验设计书，完成实验后每个学生提交实验报告，占总成绩的10%。③教师定期推送蜂产品加工相关的中英文文献，学生课后学习，从文献中涉及的蜂产品加工相关理论知识、阅读后的收获和启发等方面撰写并提交文献阅读报告，占总成绩的10%。④教师提出蜂产品加工方面的科研项目问题，学生课后查阅资料并撰写项目报告，占总成绩的10%。⑤蜂产品加工企业提出企业或产业急需解决的问题，学生通过查阅资料、小组讨论、分组汇报等环节对问题进行研讨，占总成绩的10%。⑥期末考试（笔试），以简答题、论述题或材料分析题为主，注重考查学生综合运用理论知识分析问题的能力，占总成绩的50%。通过小测试、实验设计书、实验报告、文献阅读报告、项目报告、研讨和汇报、期末考试等考核方式，从多角度多维度考查学生的学习过程和学习效果。小测试和文献阅读报告能够体现出学生的自主学习能力，科研项目问题探讨和产业难题研讨能考查学生综合运用理论知识分析和解决问题的能力，实验环节考核学生是否具备蜂产品开发全流程的设计能力及动手能力。同时，分小组进行实验和讨论汇报能够锻炼学生的团队协作能力。课程的考核贯穿整个教学过程，学生在课上和课下都必须投入足够的精力和时间才能通过考核。这种考核方式的设计增加了课程的挑战度，更有利于学生“能力”的训练和达成。

4 结语

我国是蜂产品生产和出口大国，蜂产品行业需要大量高素质的专业人才。蜂产品的生产、质量检测和新产品研发都离不开“蜂产品加工学”。针对食品科学与工程专业本科学生的知识背景和能力水平，该研究通过调整教学内容、优化教学方法和改进考核方式对课程教学进行了重新设计，使学生更好地掌握蜂产品加工的专业知识和提升解决实际问题的能力，对其他本科院校食品科学与工程专业开设该课程也具有一定的借鉴和参考意义。