前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的纳米材料研究报告主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
去年,我在深圳参加某知名饮料企业的年度营销大会,会上发生的一件事情给我留下了深刻印象,在这里觉得有必要拿出来与大家分享一下。因为这件事情很有代表性,是日前很多企业普遍存在的问题。
消费者,叶公好龙?
当时,在全年工作总结会议上谈及去年市场部新产品上市推广工作时,公司市场总监杨先生抱怨道“如今消费者的需求越来越难以把握!市场调研数据的真实性也越来越难以让人信服。公司去年在进行消费者需求研究时,曾经从数据中挖掘出一条当时认为很重要的消费者需求。公司据此投入巨人资源,开发出与之匹配的产品,然而产品上市后反应却十分平淡。”因此,杨总认为,有时候消费者的想法也不能完全相信。听到这里,我很感兴趣,就回到底是什么样的需求以至于让杨总如此耿耿于怀。于是,杨总让部下把年初的需求研究报告取来,指着其中一条被标注为重要且未被满足的消费者需求原话,对我说:“王老师,就是这条。”
我认真看了起来,报告上对需求的描述是这样的:“我家人口少,桶装水一桶常常要喝一个多月才能喝光,我希望今后的水桶采用纳米材料,防止细菌的滋生。”还没有等我发表看法,杨总就继续说:“当时公司市场部人员感觉这是一条十分重要的信息,就对这一需求进行了相当规模的定量调研,得到的反馈是:在深圳有67%的被访者认为纳米桶可以防止细菌滋生。因此公司才花大力气去研发纳米桶来装水,然而产品上市后的反应却不尽如人意。”
这是一个真实的案例,杨总以及他的同事们从了解消费者需求并满足的良好愿望出发,按理说开发出的新产品一定能够取得成功,可怎么就得不到消费者认可呢?难道真如杨总所说,消费者的需求难以挖掘?难道不断满足消费者需求这一定理有误吗?
答案当然是否定的,以上的这个案例,结症所在就是营销者总是说要挖掘潜在需求,要不断满足消费者需求,然而什么才是真正的、对产品有价值的消费者需求呢?案例中所提到的“纳米材质的水桶”是不是所谓的需求呢?作为一个营销者首先要搞清楚到底什么才是需求。
说的≠要的
“需求”是什么,所谓需求简而言之就是“消费者的一种期望”,而这种期望一定是针对消费者日常行为中存在的某种问题。因此需求的定义应该是“消费者口常行为过程中针对问题的一种期望”。而案例中消费者所讲的“希望水桶是纳米材质”真的是消费者的一种期望吗?我认为不是。这只是消费者基于长期存放也能够不生细菌这种期望的一种他自认为合理的一套解决方案。而他真正的问题是:人口少,喝不完,水会生细菌。他的期望是:有一种水可以长期放置而不生细菌。所以针对这一期望真正的消费者需求应该是“我希望有一种水可以解决长期放置而不滋生细菌的问题”。
但是,由于我们的营销者没有真正读懂消费者的意思,没有真正找到针对问题的需求,反而将消费者自身提出的一套解决方案误当做消费者的需求,因此当企业真正按照消费者所描述的方案研发,并且上市了纳米材料桶的装水时,就会发现由于成本的提升,消费者并不真正接受这种产品。针对“长期放置不生细菌”这一期望称需求,企业可以提出多种解决方案,而采用纳米材料作为桶的材质,只是方案中的一种,是消费者自身想到的一种解决方法,由于消费者本身并不是这方面的专家,因此他们提出的解决方案也许只是他的一种想法,但绝对不是最好的方案。
所以,企业应该致力于如何能够切实解决消费者面临的问题,而最终的解决方案既可以说服消费者,又不增强消费者过多的负担,那么这样的产品才是既符合消费者需求又会得到市场认可的产品。
从以上我们对寻找需求的细节讨论中,不难得出这样的结论:所谓需求反映的一定是一种消费者行为过程中的问题,而绝对不能把消费者提出的解决方案误解为需求。
客户的真实需求在哪里
那么,在日常工作工中,我们如何才能发现和挖掘这些需求呢?有两种方法可供人家参考。
第一种是直接询问法,也就是我们通常采用的问卷调研,即通过对消费者的访问来得到一些他们在行为过程中的期望。然而这种方法对问卷的设计以及访问者有着较高的要求,因为直接询问的时候通常被访者的回答容易受到影响,而他们给出的答案要么是他已经见到、听过的,要么是一些较为理想化的期望,很难真正实现。比如,消费者希望解决交通拥堵,希望他拥有的汽车能够在发生堵车的情况下“长”出腿来。
第二种是行为观察法,就是与消费者近距离接触,面对面地观察消费者在使用产品时的全部过程,并对过程中消费者的一些细小动作加以询问。比如,看到消费者从冰箱里拿出一桶饮料,在打开的时候会垫上抹布,这时候如果问消费者为什么这么做,他可能会告诉你:刚从冰箱拿出来的饮料上沾有水珠,不好开启,所以要垫上布。而这一细节正在向营销者们揭示消费者在使用过程中对产品的需求,那就是――消费者期望有一种从冰箱里拿Ⅲ来开启时手不打滑的饮料的需求。这种过程观察法既简单又经常让我们发现些真正的潜在需求。因此,营销者应该经常去做。
【关键词】Seminar教学法 研究生教学 纳米表面工程
【中图分类号】G643 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)33-0012-03
随着我国研究生教育事业的不断发展,为国家社会经济发展输送了大量的高层次人才。作为高层次人才培养的主要渠道,研究生教育对未来社会发展起着举足轻重的作用。为了提高研究生的培养质量,必须注重研究生的教育创新,探索研究生教学的新方法,加强研究生能力的培养。
一 Seminar学习理论及其特征
1.Seminar教学法的内涵
Seminar教学法起源于18世纪的近代德国。Seminar意为“研究生为研究某问题而与教授共同讨论之班级”,也即“专题讨论会”、“研究班”或“研究班课程”,是一种结合教学活动进行的研习方式或在教学过程中开展学术研究的一种制度。Seminar通常由一名研究专家向学生提出问题或鼓励学生自己发现问题,然后在其指导下进行解决问题的活动。这种制度是以学生探讨为主的双向、多向的交流过程,是充分体现学生主体地位的教学模式。一节典型的Seminar实施的课堂一般由主持人介绍、主题报告宣讲、回应人发言、限时辩论与交流、总结与评点五部分组成。
2.Seminar教学法的主要特征
第一,教学与科研的统一。教学与科研的统一是Seminar的重要特征,教学与科研的结合在Seminar中得到充分、完美的结合。在Seminar中,教授与研究生完全改变了传统教学中的师生关系,因为教学是一个追求真理的过程,必须通过教授与研究生的研究探讨,逐步接近真理。对于选中的具体专题,教授与研究生必须明确关于这个专题前人已有的研究成果;前人已有成果的理论背景;这些理论成果有什么现实意义;如何利用别人的成果进行新的探索。这样就很好地把教学与科研完美地结合在一起,教学的过程同时也是师生共同研究的过程,二者紧密结合,不可分割。
第二,强调研究生科研能力的培养。Seminar注重研究生独立科研能力的培养。在Seminar中,教授不再以告知的方式灌输知识,转而重视研究生的独立研究及思考能力;对于每一个由研究生和教授共同确定的专题,研究生必须花费大量时间搜集资料,然后对资料进行分析整理,对前人的成果进行反思,最后提出自己的观点。这一过程是研究生独立研究的过程,可以更好地培养研究生独立学习和科研的能力,只有在研究生出现问题的时候教授才做适当的指导。
第三,注重研究生的互动与合作,师生关系平等融洽。Seminar是以小组讲座的形式进行的,这种形式为研究生的交流合作提供了多向互动的平台,它可以全方位地调动小组成员的参与热情,在激烈的探讨中激发小组成员对于问题的不同见解,促进研究生发散性思维的形成,从而激发研究生对此类问题的连锁反应,形成良好的探讨氛围。在探讨的过程中,由于教授不是以权威方式作用在讨论过程中,因此Seminar成员之间具有平等合作的基础。Seminar为研究生之间的互动提供了必要的平台,在互动过程中小组成员之间思想的碰撞就可能形成多样的解释,而每一种思想都有它独到的价值。Seminar为参与者提供了合作空间,它将合作精神引入学习生涯,有利于实现和强化合作思想。在Seminar中教授主要的作用在于控制课堂的进程,对小组成员间的讨论做进一步的指导,并最终在讨论结束后进行总结,在这一过程中,师生之间是平等的、协商的关系。
二 纳米表面工程课程
1.课程基本情况
纳米表面工程是装甲兵工程学院硕士、博士研究生材料科学与工程专业的一门专业基础课程,在第一学期开设,学时为40课时。
通过课程学习,主要使学生了解纳米表面工程研究现状及其在民用工业和武器装备中的应用,熟悉纳米颗粒材料表面改性常用的技术方法,熟悉材料表面纳米薄膜、纳米复合涂层、纳米结构涂层等纳米涂覆层的分析和表征方法,了解各种纳米表面工程技术,重点掌握纳米硬膜技术、微/纳米热喷涂技术、纳米复合镀技术、纳米技术、纳米自修复技术等装备中已经取得成功应用的纳米表面工程技术,掌握纳米表面工程技术设计的基本原则,能够针对装备维修和再制造问题设计和选择纳米表面工程技术。
2.课程教学特点
从纳米表面工程的教学内容来看,作为一门专业基础课程,具有如下特点:
第一,涵盖内容广泛。纳米表面工程的教学内容涉及的学科专业知识如图1所示。由图1可知,纳米表面工程所涵盖的学科专业知识十分广泛。由于研究生入学前的知识结构各不相同,学习基础不一,因此学习本门课程只能针对研究生阶段的研究方向有重点地学习。而对于一名授课教师教授如此广泛的专业知识,也有很大的难度。
第二,各章教学内容相对独立,自成体系。由图1可以看出,《纳米表面工程》课程的教学内容建立在纳米材料特性及制备技术、分析技术等知识基础上,由相对独立的纳米硬膜技术、纳米热喷涂技术、纳米复合镀技术、纳米固体技术、纳米粘接技术、纳米复合功能涂料技术、金属表面自身纳米化技术等所组成。每种技术自成体系,有相对完善的理论知识、研究方法和研究成果。
三 Seminar理论在纳米表面工程课程教学中的应用
为充分培养研究生的自学能力和创新能力,我们提倡将教学过程分为课堂教学和课题研究两个部分。课堂教学主要以教师讲授、学生研究报告和课堂讨论为主,主要在课堂内进行。课题研究主要以学生分组展开与课程相关课题研究为主。教师选择课程相关领域前沿研究的热点问题,组织学生展开讨论,并选择若干具体的方向组织学生展开研究,课题研究主要在课外进行。纳米表面工程课程Seminar组织过程如图2所示。
这种激发学生主观能动性的教学过程,一方面要求研究生课前进行广泛的阅读和认真的准备;另一方面主要通过讨论、专题研讨等方式培养学生的创造性思维,在课堂上锻炼学生的自学能力、创新能力和表达能力。
下面以纳米表面工程中的纳米复合镀技术一章的Seminar交流教学过程进行说明。
1.交流内容调研
一般而言,调研内容分为基础理论调研、国内外研究进展调研、目前存在的问题或需要改进的内容调研、应用情况调研等。
第一,基础理论调研。基础理论是本次交流内容的理论基础,应该简要介绍,而且要深入浅出。就纳米复合镀技术一章而言,所涉及的基础理论包括电化学理论、电镀理论、复合镀理论、化学镀理论等基础理论,结合纳米技术的发展进行总结和梳理。
第二,国内外研究进展调研。介绍国内外相关技术的研究发展历程及最新研究进展,通过这方面的介绍,使参加交流人员对交流内容有一个全面的认识。纳米复合镀交流内容调研流程图如图3所示。
第三,目前存在的问题或需要改进的内容调研。对于交流内容中所存在的问题,交流者应该进行总结,并进行客观的表述。这部分内容也是后续交流环节的主要内容,应该列为重点,也是准备工作的难点所在。
第四,应用情况调研。纳米表面工程这门课程与工程应用结合十分紧密,其发展也是以工程应用为背景和牵引进行的。因此,对于课程中涉及的每种技术都要结合工程应用情况进行详细介绍,不要让理论变为空中楼阁。
2.交流PPT内容制作
在交流PPT内容制作方面,主张以课本内容为主线,同时加入调研内容和自己的见解。一些对交流内容比较熟悉的学生,可以根据自己的理解进行内容安排。
3.交流与讨论
第一,汇报时间。一般而言,每次交流汇报时间安排为2课时。其中汇报时间应该控制在30~50分钟。时间过短,不利于深入分析知识点;时间太长则不能为交流提供充分的讨论时间。
第二,讨论方式。讨论方式可以分为两种。一种是边交流边讨论。此种讨论方式解决问题的时效性较强,不会出现遗忘情况。另一种是汇报完毕后集中讨论。这种讨论交流方式会增强问题的针对性和系统性,也会引起讨论的广泛性。
在组织过程中,教师可以针对情况灵活选取,以提高教学效果。
4.内容完善与再交流
根据讨论情况,汇报者要进行总结,课下针对建议内容进行再调研、再学习、再总结,教师可酌情组织简短的课上交流或课下交流,确保讨论问题得到有效解决。
在纳米复合镀一章教学中,讨论的问题主要有:(1)“纳米复合镀技术”的定义;(2)纳米材料在镀液中的应用与表征方法;(3)纳米颗粒在镀层中的强化机理。
针对以上讨论比较热烈的问题,教师主要明确以下几个问题:(1)定义、理论、论据的确切参考文献;(2)参与讨论的论点的科学性与正确性;(3)对交流内容提出改进意见和建议。
5.教学效果
该教学法已经在3轮博士、硕士研究生课程中进行了试点改革。在2013级博士教学过程中,对参与教学的7名博士研究生进行了问卷调查。结果如图5所示。7名博士生中,有6人认为该种教学方式有利于所学知识的巩固;6人认为能够开阔思路,通过讨论他人研究成果中出现的问题和失误,指导自己今后的课题研究工作;所有人都认为通过该课程教学掌握了更多有效的科研工作方法。
四 小结
通过Seminar课堂教学实践,主要有如下心得体会:
第一,Seminar教学法比较适合研究生课程尤其是公共基础课程的教学。参与讨论的学生可以找到较多的共鸣点,容易引发讨论。
第二,Seminar教学法的实施离不开细致全面的准备。尽管准备工作并不是课堂教学的一个部分,但是准备工作的作用是不能忽视的,它能够直接影响课堂教学的顺利推进。前期准备工作做得认真仔细的学生,在课堂讨论的时候占据了比较大的优势,陈述也更加全面,辩驳更加有力。
第三,教师实施Seminar教学法的时候需要做好以下几个方面的工作。一是要制定一个全面的教学计划。二是在汇总整理材料的时候要认真分析。三是教师在开场介绍的时候要平铺直述,不做任何评价、不带任何观点,避免由于教师的主观好恶对参与者造成心理影响,影响学生的自我判断。同时,教师应该鼓励学生尽可能多地提出怀疑和反对意见,在讨论过程中为意见的交锋创造良好的气氛。四是要善于引导学生,驾驭整个课堂。
参考文献
关键词:活性包装;肉产品;研究现状;生态环保性
Abstract: Active packaging technology continues to emerge from the development of modern material science and biotechnology. Active packaging can extend the shelf life of foods contained therein by changing the interior environment to maintain or even improve their properties, thereby enhancing their safety and sensory attributes. This paper provides a clear and definitive understanding of active packaging for meat products by describing classification by functions and the advantages and shortcomings of various classes as well as reviewing the current status of their development and application. From this review conclusions are drawn as follows: scarce attention has been paid to odor-removing aroma-holding packaging; cyclodextrin will have promising applications in active packaging for meat products due to its special cavity structure; and the future development of active packaging for meat products tends to be more eco-friendly.
Key words: active packaging; meat product; research status; eco-friendly
中图分类号:TQ050.4 文献标志码:A 文章编号:1001-8123(2013)12-0023-05
随着人们对肉产品质量安全意识的不断提高,利用科学材料与生物技术包装肉类制品,使其营养流失小、保障安全,已成为食品包装界关注的焦点。活性包装的诞生提高了肉产品的质量安全性、健康性,同时又控制了食品包装带来的污染。
活性包装技术是结合先进的食品包装和材料科学技术,通过调节包装材料与包装内部气体及食品之间的相互作用,最大程度地保持包装食品品质或改善食品安全性,有效地延长商品货架期的一种新型包装技术。
活性包装系统主要有2种形式:一是先将活性物质装于特制小袋中,再与食品一同于包装中,发挥其作用;二是将活性物质直接通过共混、填充或涂覆等方式融入包装材料的体系中(薄膜、瓶盖、衬垫等),再缓慢释放起作用[1]。目前用于肉产品的活性包装主要包括以下功能:脱/抑氧、抗菌、除味保香、控水等。本文按照肉产品活性包装的功能分类,从其定义、特性及研究应用现状来分别述析。
1 应用于肉产品的活性包装
1.1 脱/抑氧活性包装
1.1.1 脱氧活性包装
脱氧活性包装主要指在密封包装容器内,加入脱氧剂,通过与氧气相互作用,来降低包装环境中的氧气浓度,使食品在低氧条件下保存的一种包装形式[2]。封入脱氧剂包装常与真空或充气包装结合使用,能有效弥补充氮包装气体置换率低的缺陷,且效果更佳[3]。
在肉产品包装中,高含氧量不仅会加速微生物生长繁殖,而且会导致肉产品氧化变色,使其食品安全性及商品价值都受到直接损害。脱氧活性包装则能通过化学脱氧技术,控制酶褐变及抑制需氧微生物的生长繁殖,有效地保持其营养和风味,同时,抑制肌红蛋白的氧化,起到脱氧护色的作用[4]。目前通常使用的脱氧剂有铁粉系列、酶类如乙醇氧化酶、葡萄糖氧化酶等。
1.1.2 抑氧活性包装
CO2具有抑氧作用,可以通过抑制肉禽表面微生物的呼吸作用,来抑制其生长繁殖。但由于CO2对塑料薄膜的透过率是O2的3~5倍,包装内大部分CO2易穿透薄膜流失。抑氧活性包装通过注入CO2释放或生成剂来维持包装内较高的CO2浓度,一般CO2的体积分数在10%~80%有利于保持肉产品(尤其是高度易腐肉)的良好品质,抑制微生物生长繁殖,降低pH值,延长货架期[5]。
能产生CO2的体系有很多,如亚硫酸盐系脱氧剂与碳酸氢钠混合体系等[6]。
1.2 抗菌活性包装
抗菌包装是将抗菌剂以小包、膜或涂层的形式加入到一种或几种高聚物包装材料内。在食品贮藏运销过程中,抗菌剂透过包装物释放到食品表面,直接接触细菌,抑制其生长繁殖甚至杀灭它,进而延长食品的货架期[7]。抗菌包装根据作用方式可分为固化型、吸收型和释放型。根据其来源可分为天然抗菌剂、无机抗菌剂和有机抗菌剂。
对于肉产品来说,其表面很容易受微生物污染,从而加速腐败并影响感官品质。使用抗菌剂活性包装,能有效抑制甚至杀死肉产品表面微生物,提高食品安全性。目前,国际上主要使用乙醇、耐高温的银锌无机抗菌剂等释放型抗菌剂来抑制有害菌的生长繁殖,乙醇对霉菌、酵母菌和细菌生长繁殖具有明显抑制作用,常使用Freund乙醇释放剂[8]。
1.3 控水活性包装
肉产品的包装在流通过程中对干燥是很敏感的,一般包装材料会散失过多的水分,过高的水分活度会加速微生物生长繁殖,造成肉产品快速腐败,缩短其货架期及降低其食用价值。干燥剂有降低水分活度、抑制霉菌、酵母和腐败菌的生长等作用。目前,可通过选择水分透过率适当的包装材料或放入装有水分控制剂的小包,在肉产品附近形成合理的相对湿度来解决这一问题。除此之外,也通过在包装材料中融入吸水物质来控制食品的包装环境[5]。
1.4 除异味保香活性包装
食品的气味和香味与包装之间的互相作用非常重要,但是一般的包装材料会使人们所需风味物质透过包装材料散失掉,食品的香味、口感和外观发生改变。而且有的肉产品会产生难闻的异味,如鱼肉蛋白形成的胺,肉类中的脂肪和油脂氧化后形成的醛,这些异味都会使其发生变质并严重影响其感官。除异味保香活性包装则能除去难闻的胺类及醛类异味等,目前,一种含铁盐和有机酸的包装已得到使用,能将胺氧化,使食品保持良好的气味和风味,延长其货架期[9]。在包装材料内加入具有空腔结构(可包合香味物质)的物质也亟待研究。
1.5 其他类型的活性包装
1.5.1 纳米包装技术
纳米材料已成为近年来最热门的研究领域,有其特殊的力学、热学、光学、磁性、化学等性质,用于食品包装的纳米复合高分子材料具有排列紧密有序的微观结构。它在肉产品等食品包装工业中已得到广泛使用[2]。用添加0.1%~0.5%纳米TiO2制成的塑料薄膜来包装肉产品,在防止肉品被紫外线破坏的同时,又能使其保持新鲜。采用纳米复合技术制成的新型包装材料聚酶铵-6塑料(NPA6)与传统的尼龙塑料相比,具有更多的先进性[10]。
1.5.2 抗氧化剂活性包装
抗氧化剂是一种必不可少的食品添加剂,能阻止或延缓油脂的自动氧化,防止食品在贮藏中因氧化导致的营养破坏、变色等现象,提高其商品价值,延长货架期。抗氧化剂活性包装主要是将一种或多种天然(蜂胶、茶多酚、迷迭香提取物等)或人工抗氧化剂融合到聚丙烯薄膜中,防止肉品氧化腐败的包装形式[11]。其中复合抗氧化剂活性包装对冷却肉的保鲜效果更佳,不仅提高了其保鲜度,而且有效延长其保鲜时间[12],是一种优良的包装材料。抗氧化剂活性包装如与其他活性包装联合使用,其效果会更好。另外,一些天然物质可同时起到抗氧和抗菌的作用。
2 各活性包装的优缺点分析
2.1 脱氧或抑氧活性包装
2.1.1 脱氧活性包装
脱氧剂能够通过清除氧以减弱新陈代谢,降低氧化腐败,抑制活性色素和维生素氧化,控制酶的褐变以及抑制需氧微生物生长,从而保持肉类的品质,并且其在肉产品的保鲜方面也具有除氧护色的作用。
2.1.2 抑氧活性包装
在肉产品的保藏中,能抑制肉产品表面需氧菌的生长,促进二氧化碳释放材料释放CO2。二氧化碳生成剂可以和脱氧包装结合,避免脱氧包装引起的包装坍塌情况的发生[13]。
2.2 抗菌包装(抗菌防腐释放剂)
鲜肉的表面易受微生物侵染,高温加热、干制、盐腌、冷冻和冷藏等方法并不适于其保藏,而直接将抗菌剂添加于肉品表面又容易产生负面效果:抗菌剂会快速向肉品内部扩散而被中和失去作用,并且可能会导致肉品品质改变。使用抗菌活性包装能够克服这些缺点,从而在肉产品的保藏中取得更好的效果。与其他抗菌方法结合使用,效果加倍,如和辐照杀菌结合,食品表面的微生物受到抗菌物质的抑制,易对辐照敏感,此时采用较低剂量的照射,即可起到杀菌作用[16]。
2.3 控水活性包装(潮气吸收剂)
水分活度过高会促进微生物的生长繁殖,进而加速肉产品的腐败,因此需要控水活性包装来保持肉产品中的水分活度[5]。此类活性包装大多以干燥剂为主要吸湿材料,干燥剂分为无机干燥剂和有机干燥剂两类。
把控水材料融入到肉产品包装材料中能够防止干燥袋破裂带来的中毒。部分新型控水活性包装可防止因传统干燥剂造成的吸湿速度过快而造成食品严重脱水[17]的弊端。
2.4 除异味保香活性包装
目前这种活性包装研究很少,用于肉类的发展方向上更是少之又少。
2.5 其他
2.5.1 纳米包装材料
近年来,纳米包装材料已成为食品行业中肉产品保鲜技术中热门的研究领域,其优点有:1)具有显著的抗菌特性,且抗菌持续时间长, 稳定性高[4];2)纳米TiO2粉体可以有效地屏蔽紫外线, 抑制肉产品因氧化而导致的变色作用[15];3)纳米材料能阻止微小有机体进入肉产品。在可塑性、阻隔性、稳定性、抗菌性、保鲜性方面比传统材料显示出更大的优越性[14];4)催化促进作用:纯天然的基础包装材料在纳米技术的改造下,能够发挥出更大的杀菌效果,一旦遇到水,便会对细菌发挥更强的杀伤力;5)吸附能力、渗透力很强,多次洗涤后仍有较强的抗菌能力。但是其制造成本高,一般应用于高端产品的包装,不适合普通肉产品的包装[18]。
2.5.2 乙醇释放剂
乙醇能抑制霉菌和病原体生长,用其包装某些新鲜肉产品(如鲜肉、鲜鱼、禽类等产品),乙醇蒸气可抑制10 种不同霉菌、15种细菌及3 种致腐败菌的生长,使保存期延长5~20倍。但是乙醇释放剂可能给食品带来异味,影响食品风味[19]。各类活性包装优缺点见表1。
3 活性包装在肉产品的研究与应用
活性包装技术具有高端的技术先进性及惊艳的呈现效果,近几年以来被日本、美国、西欧等国家广泛研究和发展,我国相关学者和企业也在着手这一领域的研制与开发(表2)。
3.1 脱氧或抑氧型
包装内的氧气能加速肉产品氧化,促使大多数细菌生长繁殖进而肉类变质。脱氧包装技术有效解决了这个问题,并且克服了机械除氧(气体置换或真空包装等)不彻底的缺点,使包装内氧气体积分数降至0.01%,保证了肉产品的品质,有效延长其货架期。
传统的氧气吸收体系是利用化学方法使铁粉氧化(1977年发明)或是利用酶来吸收氧气,有被消费者误食可能性及氧化不稳定。2000年瑞士汽巴公司/Ciba利用Shelfplus O2系列抑氧剂生产出Combitherm 23115/408牌号薄膜等多层吸氧薄膜,这种薄膜由外到内依次:印刷层、被动阻隔层、主动吸氧层、食品接触层。阻隔层可阻止外界氧进入,吸氧层可经食品接触层清除包装内的氧气,最适合用在包装物内湿度饱和的环境中。类似于除氧剂,利用CO2抑氧也不失为一种好发展方向。法国Codimer公司研发的Verifrais将亚硫酸盐脱氧剂与碳酸氢钠混合的二氧化碳释放剂,可以同时起到除氧和抑氧的作用,可用于新鲜肉产品保藏[20]。其他文献将二氧化碳气体和柠檬酸、乙酸、肉桂醛等配合用于鲜大马哈鱼的保鲜,结果很令人满意[5]。也可以用SO2来抑氧,但CO2更环保更价廉无毒[5]。
3.2 抗菌型
早期加入抗菌剂的方法是直接将抗菌剂添加入到肉产品中,这样不仅效果不佳[11],抗菌活性降低很快,而且可能会导致肉品成分中某些活性物质部分失活。因此,使用含有抗菌剂的包装膜或涂层更为有效,既可减缓抗菌剂从包装材料向肉品表面的迁移,还可使其维持所需的高浓度[5]。2011年第十一届“挑战杯”华南理工大学在校研究生将天然无毒的抗菌剂壳聚糖混入一种或几种高聚物包装材料中,通过抗菌剂的缓慢溶出,释放产生抗菌活性,在包装内部维持长期稳定的抗菌剂浓度,从而达到抗菌防腐的目的。Neetoo等[22]通过敏感性测试研究了含乳酸链球菌素(nisin)的抗菌涂层对不同的Listeria monocytogenes菌株的抑制效果,结果表明,4℃下nisin剂量为2000 IU/cm2时能显著抑制真空包装熏鲑鱼中Listeria monocytogenes的生长。另一种抗菌膜正在测试中,将病原体的抗体与包装材料结合,用以检测病原体。这是抗菌活性包装的创新突破点,但同时它也存在一些限制:这种抗菌膜无法检测出每克检样中菌落数低于104CFU/g的病原体[23]。还有一些研究将具有抗菌作用的基团通过化学修饰,引入并固定于包装物表面来发挥抗菌作用[17]。
3.3 控水型
肉产品在贮藏运销中,会因为各种生理生化反应,导致内部水分分离出来,造成营养物质流失、微生物繁殖,最终产品腐败变质、感官变劣。可以通过放入装有干燥剂的小包,来去除包装内部过量的水分。Murat[24]在小袋中装入胶体,利用胶体特有的理化性质,来逐步吸收肉品组织在消费流通中渗透流出的水分,这是早期的控水活性包装形式。另外在单层或双层聚乙烯醇(PAV)薄膜中融入吸湿材料也在进一步研究中。日本Showa Denko公司开发了一种可重复使用的薄膜:在2层PAV薄膜中镶嵌一层丙二醇,丙二醇具有极佳的吸湿性能,与食品的水分活度分别是0.0和0.99,当与新鲜的肉类或鱼类接触时,它能很快的吸收食品表面的水分,避免微生物繁殖,再经PAV薄膜 排出水分或水汽,这种活性包装可使鱼类的货架寿命延长3~4d。
3.4 除异味保香型
这类活性包装主要是吸除食品包装中对产品品质不利的气体:食品本身的不愉悦气味、与包装环境相互作用所产生的不良挥发物质、食品由于自身生理失调产生的异味[1]等。在日本,Anico公司已经开始销售这样一种包装:在包装袋内放入混合物:铁盐和有机酸,这种混合物能够将难闻的胺类物质氧化,从而保持产品的良好感官品质。 除此之外,环糊精[1]因其特有的结构在这方面大有发展前景。Kimmele等[25]用环糊精来包合
D-柠檬烯、α-蒎烯等香料,并将其加入到包装材料中从而使其持久放香。据此研究也可以猜想,可否将肉品特有的香味包合在环糊精中来提高肉品感官品质。专利US5177129[26]将空载环糊精涂覆在罐的内表面,可以清除对啤酒口感造成不良影响的乙醛,其在肉产品中的研究应用也令人期待。
4 结 语
活性包装技术近几年迅猛发展,它的市场需求在2014年预计超过17亿美元[27],但在我肉产品市场中应用尚未普及,大多数仍以冷藏方式延长货架期[4],这可能是成本方面原因。除异味保香型的研究也较少,建议充分发挥利用物质的结构功能(如环糊精等)来探究发展。活性包装的发展趋势应为:在不断提升其专业性及科学先进性的同时,更应注重其生态环保性。尽量避免活性物质直接接触食品,防止二者之间深层次的复杂相互影响;尽量使用天然活性物质,更安全健康;另外,趋向使用生物降解/合成的包装材料,虽然生产成本较高,但其总成本尚未很高,且保藏效果较好,更具有生态环保意义[28-30]。
参考文献:
[1] 许文才, 黄少云, 李东立, 等. 基于环糊精包合技术的活性包装研究进展[J]. 包装工程, 2010, 31(9): 122-125.
[2] 潘超, 王鹏, 朱斌. 鲜肉及肉产品包装新技术[J]. 肉类工业, 2010(3): 13-17.
[3] 邢淑婕, 刘开华, 严佩峰, 等. 活性包装在未来肉产品包装上的作用[J]. 肉类工业, 2001(7): 47-48.
[4] 郭辽朴, 李洪军. 肉产品包装研究进展[J]. 肉类工业, 2007(10): 45-48.
[5] 凌静. 活性包装在肉类保藏中的应用[J]. 食品科学, 2009, 30(2): 72-76.
[6] 李毕忠, 李泽国, 阳文, 等. 食品活性包装用抗菌材料技术进展[J]. 中国塑料, 2012, 26(3): 10-15.
[7] 骆扬. 鲜肉包装技术的发展及运用[J]. 肉类研究, 2008, 22(2): 68-71.
[8] 郑凌君, 张东芳. 活性包装在肉产品保鲜中的应用[J]. 肉类工业, 2013(3): 21-23.
[9] 孙菁梅. 活性包装的应用及发展前景[J]. 中国包装, 2010(12): 50-52.
[10] LOPEZ M M C, GARCIA S D, PERNAS A A , et al. Effect of PPG-PEG-PPG on the tocopherol-controlled release from films intended for food-packaging applications[J]. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 2012, 60(33): 8163-8170
[11] 刘功. 国际活性包装最新发展新动态[J]. 中国包装, 2008(12): 26.
[12] 王佩华, 赵大伟, 聂春红, 等. 复合抗氧化剂在食品贮藏保鲜中的应用研究进展[J]. 农业科学, 2011, 39(12): 213-216.
[13] 李亚娜, 冯启路, 贺庆辉. 食品活性包装[J]. 中国包装, 2008(4): 56-62.
[14] 吴光斌, 吴永沛. 食品活性包装的现状及研究进展[J]. 集美大学学报: 自然科学版, 2004(2): 131-137.
[15] 邓钰. 浅谈食品活性抗菌包装技术[J]. 印刷质量与标准化, 2010(7): 14-17.
[16] 贺琛, 王臻, 梅婷, 等. 食品活性包装研究的进展与趋势[J]. 包装食品与机械 2011, 29(3): 40-44.
[17] 徐斐燕, 陈健初, 吴丹. 食品抗菌包装技木进展[J]. 粮油加工与食品机械, 2004(6): 64-67.
[18] 王长安, 陈晓翔, 邹永德, 等. 活性-智能食品包装的应用进展[C]//第十三届全国包装工程学术会议论文集, 2010: 421-426.
[19] 吕飞, 叶兴乾, 刘东红. 食品抗菌包装系统的研究与展望[J]. 农业机械学报, 2009(6): 138-142.
[20] SUPPAKUL P, MILTZ J, SONNEVELD K, et a1. Active packaging technologies with an emphasis on antimicrobial packaging and its applications[J]. Journal of Food Science, 2003, 68(2): 408-420.
[21] 王建清, 杨志岩, 付振喜, 等. 精油组合物、制备方法及其使用方法: 中国, CN200910070409. X[P]. 2011-04-20.
[22] NEETOO H, MU Ye, CHEN Haiqiang, et a1. Use of nisincoated plastic films to control Listeria monocytogenes on vac-hum-packaged cold smoked salmon[J]. International Journal of Food Microbiology, 2008 122(1/2): 8-15.
[23] 荆莹, 靳烨. 活性包装在肉品保藏中的发展及应用[J]. 肉类研究, 2010, 24(5): 142-145.
[24] MURAT O J. Active food packaging technologies[J]. Food Science and Nutrition, 2004, 44(3): 185-193.
[25] KIMMELE D I, COOKSEY D K. Flexible packaging materials incorporating beta-cyclodextrin inclusion complexes for controlled release of food flavors[EB/OL]. (2002-06-19). http:///ift/2002/techprogram/paper_14260.htm
[26] WILLIAM S, BOBO J. Interior can coating com-positions containing cycl0dextrins: USA, US5177129[P]. 1991.
[27] 郝晔. 美国活性包装和智能包装市场的需求年均增长率达8.30%[J]. 包装装潢印刷, 2010(4): 9-10.
[28] 詹存. 肉产品常用的包装材料[J]. 上海包装, 2003(4): 25.
和普通学术型硕士相比,专业硕士的基础知识和科研能力显得较为薄弱,科技论文数量和质量都不是很理想,相当数量的科技论文只注重于现象、方法和概念的表述和总结,没有对结果进行深入的分析。而且,不少论文由于与实践相脱离,缺少实验数据和结果,针对性不强。造成这种现象的原因,主要有以下几个方面:
1.培养模式不利于专业硕士科技论文写作
专业硕士要求毕业后能够承担生产、研发、技术服务等的一线工作,与传统的纯学术上的研究生教育相比,高校在全日制专业硕士的培养上更着重于联合企业生产研发的实践环节的培养。因此,在专业硕士的培养上就要求增多实践实习类教学。以材料工程专业硕士为例,他们有一部分时间是在工厂或企业中度过,这种实践教学模式必然会减少专业硕士的科技论文写作时间和能力。
2.高校对专业硕士科技论文写作课程重视不够
目前高校虽开设了科技论文写作课程,但课程主要讲解科技论文的写作要求及内容,学生只能学到科技论文的写作格式,缺乏基础载体,对于给定的研究对象,用什么方法加以研究,还是无从知晓。而且,高校在专业硕士实践教学和科技论文写作教学方面结合得还不够,学生不能很好地将实践成果如实验数据等归纳整理到科技论文中去。
3.学生写作能力差,主动性不强
目前研究生尤其是理工科学生写作水平较低,面对科技论文感到压力很大,往往带着强烈的排斥情绪去完成写作,更提不上主动地开展科学问题研究。不少研究生对科技论文、研究报告甚至毕业设计都采取应付的态度,缺乏创新思维和能力。学生还存在实践过程中不知如何把理论知识应用于实践,不能很好地阅读和理解英文文献等问题。
4.缺乏提高学生科技论文写作能力的实践活动
进行科技论文的创作,需要大量的写作经验和素材。科技论文写作活动的开展,如开放高水平科研平台资源,开展交叉学科学术交流,定期开展课题组科研报告,邀请有经验的老师和同学做学术交流等活动,能够培养学生的写作积极性,能够锻炼学生快速有效地获取并分析科研资源和综合运用科研知识撰写科技论文的能力。但目前高校在这方面的培养主要停留在理论课程方面,缺乏提高学生科技论文写作能力的实践活动。
二、专业硕士科技论文写作能力培养的探索与实践
专业硕士的培养目标要求其知识构成既要专业又要全面。加强专业硕士的科技论文写作能力的培养有助于充实学生的专业知识,也有助于学生科技创新能力、逻辑思维、语言组织和总结归纳能力的提高。笔者从专业硕士的特点入手,针对这个新生的研究生群体探索和归纳了如下几点提高专业硕士科技论文写作能力的举措:
1.提高高校对专业硕士科技论文写作的重视
首先,我国现有的针对专业硕士的科技论文写作教学体系还不够完善,高校各级领导和老师应从制度上重视专业硕士的科技论文写作能力培养,采取灵活实用的教学方法,制定切实有效的措施,强化管理和监督机制来保证论文写作质量。其次,我国目前研究生教育实行导师制,导师在提高研究生论文写作水平中充当着重要的角色。为此,各高校需要加大师资力量的投入,打造优秀的研究生导师队伍,增强导师的工作积极性和使命感,聘请具有丰富写作经验的老师授课。最后,高校应重视专业硕士科技论文写作教学,编写具有针对性的教材,建设国际化的课程体系,设置合理的课程结构,注重写作课程的专业性和实用性。
2.优化科技论文写作课程教学
传统的科技论文写作教学主要在理论层面,对于专业硕士而言,可以通过结合写作理论课和写作实践课来达到优化写作教学的目的。在专业硕士的科技论文写作课程教学中,除了向学生讲解科技论文的写作格式、内容、要求和创作思路外,还应做到:(1)向学生介绍和演示常用的论文检索方法。例如对材料工程硕士而言,要使学生学会利用知网、维普网、万方数据库、ISIWebofScience、EIVillage、Springer、Elsevier和Google学术搜索等检索资源查询文献。(2)向学生介绍不同研究方向的中英文专业词汇和关键词,以利于学生检索和阅读文献。(3)教会学生使用Excel、Origin等数据处理软件,现场演示,增加学生学习的好奇感和积极性,让学生学会软件的实际操作。(4)举例说明写作过程,在学生心中确立参照,激发其写作的动力。(5)实时以作业强化学生对课程的理解,进行论文写作能力的实践,以撰写综述类论文的方式对学生的课程掌握程度进行考查。
3.建设科研平台、举办科研活动
科研平台和科研活动是提高研究生科技论文写作能力的有力手段。为此,各高校应注重科研平台的建设,如开设研究生科技创新项目,成立专项创新基金用于学生科技立项及科学研究,让学生提前进入实验室参与科学实验,以及通过校企结合和科研孵化搭建研究生科技创新平台等为学生提供良好的科技论文写作条件。学生在各种科研平台的有力推动下可以将其科研成果进行归纳和总结,并结合项目内容撰写科技论文。同时,高校应注重创造有利于学生科技发展的学术研讨氛围,利用科研活动对学生进行适当的引导,如开展丰富多彩的课外科技实践活动,强化研究生课外训练,定期邀请国内外专家进行学术专题讲座,鼓励学生参与各种各样的科研竞赛等,使学生掌握自己研究领域的最新科研动态,充实专业知识。此外,高校应完善研究生创新激励机制,可设立科研基金对研究生科技论文等科研成果给予奖励,转化研究生科技创新成果,提高学生对科技创新的重视。
4.联合实践教学与科技论文写作教学
科研实验和实习实训等实践教学的开展能够将学生在课堂中学到的理论知识运用到实际中去,而科技论文写作教学旨在指导学生有目的地进行实践活动,把课内教学、课外科学研究与实践紧密地结合起来。专业硕士的培养目标要求学生较快地承担起企业生产研发和技术服务等的实际一线工作,这就要求其培养模式中实践教学的比例要高于传统的研究生教学。针对专业硕士的这一特点,应强化学生实验实践教学环节,系统地构建联合专业硕士实践教学和科技论文写作教学来提高专业硕士科技创新能力的内容和实现方法。首先,需要学校重充分利用现有实践教学资源,结合国内外研究生创新能力培养的成功经验,及时解决实践教学中暴露的问题,利用产学研的有机结合来推动研究生实践教学的顺利开展。其次,需要强化学生对实践教学的理解,增强研究生的科技创新意识和参与科研活动的积极性,使学生能用科技论文的创作思维去进行科研实践活动,也能将实践中的收获运用到科技论文的创作中去,从而提高学生的写作能力。我校目前和重庆理工大学联合培养有十六名材料工程硕士,学校在专业硕士的培养上给予了高度重视,在培养模式上实行校内和企业双导师制,已与华益机械铸造有限责任公司、招商局铝业(重庆)有限公司、中船重工重庆红江机械有限责任公司、永红机械公司、成量集团有限公司、都江堰光明玻璃有限公司等大型企业签订了联合培养研究生的合作协议。课程体系上,学校为突出专业硕士特色,形成科学合理的课程群,开设有材料成型、粉末冶金、微纳米材料与器件和薄膜材料四个研究方向。学校还实施专项基金,设立“材料工程研究生创新基金”鼓励教师和学生参与科研。既利用现有实验室条件,组织学生开展科学实验,提高学生的实践能力,同时也提高了仪器设备的使用率。基于以上优势并通过研究生的写作课程教学和工程实践创新能力培养,我校专业硕士近两年在国内外知名期刊上发表了科技论文十余篇,学生的科技论文写作水平得到了显著提高。
三、结语
[关键词]大工程观;工程素质;应用型本科;公共基础课;课程建设
[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)07-0017-03
学生的工程素质――解决实际问题的意识与能力是应用型本科院校人才培养的核心内容。许多学校往往从专业课程和实践课程着手,强化学生的工程素质培养,而公共基础课在这方面的改革力度不大,相应的,各门课程的课程建设也缺乏这种关联。本文依据“大工程观”的工程教育理念,分析了公共基础课在培养学生的工程素质中应发挥的作用。公共基础课应以培养学生的工程素质为主线,开展课程建设,提高人才培养质量。
一、公共基础课在培养学生的工程素质中的作用
(一)公共基础课在培养学生解决实际问题的能力中的作用
工程尤其是现代工程是一个复杂的系统,不可避免地涉及政治、经济、文化等多方面的因素。按照工程教育的“大工程观”的教育理念,工程应用型人才的培养应更加重视工程的系统性及其实践特征。美国工程与技术认证委员会(ABET)对21世纪新的工程人才提出了11条评估标准[1] [2],其强调的重点,一是职业道德以及社会责任感,二是多学科的基础、背景及多方面的综合能力,三是工程实践能力。
为体现工程教育的这一理念,一般的应用型本科院校在制订人才培养方案时均按照社会发展的需求,构建公共基础课、专业基础课和专业课的课程体系。从总量上看,大学本科教育的前两年,主要是公共基础课;从内容上看,思想政治理论课程体现了对学生职业道德以及社会责任感的培养,语言类课程体现了学生综合能力中的表达和沟通能力的培养,数学、物理和计算机等自然科学类课程一方面体现了学生多学科的基础与综合方面的素质的培养,另一方面又具有较强的工具特性。这些课程的工具特性、课程与实际应用的联系、与课程配套的实验课程等在培养学生的工程实践能力方面均发挥着重要作用。所以,公共基础课对培养学生解决实际问题的能力将起到至关重要的作用。
(二)公共基础课在帮助学生形成解决实际问题的意识中的作用
依据意识形成过程分析,解决实际问题的意识的养成需要具有热爱事业、乐于为事业奉献的职业道德及社会责任感,需要学会通过观察、思考来发现问题,需要具备解决实际问题的信心,这种信心是建立在曾经解决过实际问题的体验之上的。虽然,专业课程和实践环节在这种意识的培育中起着重要作用,但这种意识的形成并不能一蹴而就,需要较长时间对大脑进行刺激,潜移默化才能形成,所以在大学的一开始就应该注重这种意识的培育。公共基础课的教学恰好具备上述各项功能。如思想政治理论课程可通过我国近代史和成功人士的经历等内容激励学生发愤图强,乐于奉献,树立社会责任意识;数学、物理和化学等课程中含有大量的与实际问题有关的生动实例,在教学中可以让学生在不断地解决这些问题的过程中获得成功,建立自信;计算机语言课程更是帮助学生体验成功的重要课程。事实上,学生从分析实际问题(哪怕是很简单的问题)开始,到自编程序,上机运行,一般都要经历程序不能通过或运行结果不正确等失败过程,最后获得成功。
公共基础课中这些体验成功的积累过程就是对大脑中解决实际问题的意识不断刺激与强化的过程。学生从大学一开始就经历这样的过程,会逐渐形成寻找问题、分析问题的意识和习惯,激发解决问题的欲望。
二、应用型本科公共基础课教学存在的问题
(一)公共基础课课程的课时不足
为了强化学生的工程实践能力,很多学校增加了专业课程和实验、实训等课程的教学学时,这势必减少了公共基础课的课程学时。一些应用型本科院校的公共基础课的总学时与一般的学校相比减少了10%以上,有的甚至减少了20%以上。这使得专业课和公共基础课课程的比例重新回到20世纪的不合理状态,和工程教育重基础、重交叉、重人文、重实践的导向大相径庭。[2]
(二)公共基础课的教学目标定位不当
部分应用型本科院校对公共基础课教学定位把握不当,过于强调基础课的理论性、完整性。有些独立学院还沿用原有母体学校的教学要求,将教学重点放在知识的理论体系、严谨的逻辑推理和解题技巧上,教学内容抽象化、神秘化,脱离了学生的基础和应用型人才培养的教学目标。还有一些教师把应用型本科的人才培养理解为低层次、低要求的本科人才培养,加上学时压缩,因此在教学中没有按照应用型人才培养的要求对教材内容进行取舍,而是把所有内容与要求简单化,一些重要的内容如课程中最基本的科学思想方法、原理,一些知识要点与工程应用的联系及实践环节等,都没有得到应有的强化。
(三)公共基础课的教学内容脱离工程实际
相对专业课程而言,很多学校公共基础课的教学内容改革力度不大。使用的教材的内容还是比较传统、陈旧的。尤其是课程与现代社会的发展,与工程应用的联系不够。如大学物理实验中固体密度的测定还停留在规则物体的测量与计算上,对于不规则物体的密度测定以及高精度的测定方法没有深入展开;很多高等数学教材中的应用实例不仅少,而且像吸水做功、鸭子过河的轨迹等这样的实例既缺少时代气息,又看不到应用价值。一些学校的公共基础课教学内容仍然是从理论到理论,没有体现应用型人才培养的特色。
还有一些学校,由于学时减少,对很多和工程应用有联系的教学内容不作要求或简单化处理。如导数概念的简单化处理致使相当一部分学生在学了微积分后对给出质点运动的位移求运动速度这样简单的问题都搞不清楚,物理学中的光的干涉、衍射只讲现象不讲其与工程应用的联系。教学内容脱离原有的知识体系和工程实际。
(四)公共基础课的师资条件满足不了教学的要求
许多应用型本科院校公共基础课的教师以年轻教师为主。这些教师由于缺少社会经历和科学研究尤其是参与实际问题的研究的经历,在教学中往往不愿意涉及和应用有关的内容,造成课堂教学内容枯燥单一,不能理论联系实际,缺少生动活泼的时代气息。如思想政治理论课程由社会经历丰富的教师结合生动成功的案例鼓励学生励志奋斗更有优势,而有些年轻教师只能照本宣科,空洞说教;年轻教师在讲授计算机语言课程的时候,容易把重点放在计算机语言的规则、功能和单一问题的算法上,对自编程序如何在计算机上顺利编译、运行及对运行出现不正常的结果如何分析,查找错误等缺少指导经验。而这些恰恰是在解决实际问题过程中非常重要的环节。
三、公共基础课课程建设的主线和若干措施
根据以上分析,公共基础课的课程建设除了课程的教学条件建设,各主要教学环节的规范要求等常规建设内容以外,应根据工程教育的理念,针对存在的问题,以培养学生的工程素质为主线,开展课程建设,提高教学质量。主要有如下措施:
(一)优化教学大纲
优化教学大纲是课程建设的重要内容。公共基础课虽然大多有全国统一的教学基本要求,但由于各个学校的人才培养目标和教学时数不同,具体的教学内容和要求仍然有较大的弹性。应用型本科公共基础课的教学大纲应与其他类型的学校有明显的不同,不能简单地认为这种差别就是教学要求高与低的差别,而应是侧重点不同,各自的特色不同。应用型本科学生的理论基础知识相对薄弱,但他们在与人交往、认知的兴趣和动手能力等方面有一定优势。因此,应将课程知识体系的基本原理、认知的科学方法、理论联系实际的训练等作为教学的重点;应围绕培养学生的工程素质这一目标来精选教学内容,明确教学要求。如有限逼近无限、线性逼近非线性的极限思想与方法,对解决工程实际问题非常重要。因此,在教学内容的要求上应淡化极限理论与解题技巧,而直观的极限思想与应用则一定要提出较高的要求;自然科学中的一些重要的定律,要明确通过观察、实验达到“理解”的要求,在应用定律解决实际问题上达到“熟练掌握”的要求,对定律的适应条件与环境以及进一步发展或改进可提出“了解”的要求。课程大纲还应对课程的应用技能与实践提出明确的教学要求。如大学英语课程中要突出听与说的情境教学内容,数学课程对数学软件可提出“了解”、“会用”的教学要求。为了解决课时与内容的矛盾,应充分利用课外和第二课堂教学活动,安排好课堂教学与自学的比例,将一部分教学内容采用课外自主学习、观摩以及实践等多样化教学的方式。如思想政治课程可安排一定数量的课外社会实践,计算机课程可安排一定数量的课外上机内容,数学软件可作为课外自主学习的内容等。各个学校的公共基础课课时数有多有少,要求有深有浅,但应用型本科的教学特点,是应该在大纲中体现的。
(二)加强课程与工程的联系
加强课程与工程的联系是课程建设的核心内容,可从如下几个方面着手。
1.强化知识要点与工程应用联系
公共基础课中很多知识要点和工程应用都有密切的联系,应将这些联系充分展现在学生面前。如工程活动是“真善美”的综合,因此,应将伦理、道德、心理、艺术等方面的内容融入相应课程,用人文的内容丰富课程的内涵。高等数学课程中导数的概念,本身来源于曲线的切线问题和运动物体的速度问题,但实际上它同样可表示植物生长、细菌繁殖、热量扩散、化学反应等速度。这样,学生在接受导数这一概念的时候就会同时了解导数和工程应用之间的密切联系。线性方程组来源于大量的实际问题,应通过实际问题列举出方程组有唯一解、有无穷多个解、无解的三种情形,从而引导出对应的条件与解的结构。在介绍静电场、磁场和光的有关概念时,应将大气中产生的电场,如何避雷,光盘、磁盘的读写原理等作为应用背景,建立知识要点与应用的联系。
2.选择或构建好的应用实例
好的应用实例可让学生在课堂教学中接触到大量鲜活的实践内容,让学生在具体的问题情境中积极思考、主动探索,不断发展自己的思维,提高分析问题和解决问题的能力。计算机课程中大量的例子和习题都可与应用建立联系,数学、物理等课程中的实例,要达到通过不断的刺激来帮助学生形成工程意识的教学要求还很不够,应组织教师不断寻找、挖掘并简化有时代气息、有应用意义的实例。如高等数学课程中可增加一些诸如按揭贷款利率的计算,高铁轨道的弯道连接,血管中血液流量的计算,医学CT诊断与曲线积分等例子或应用问题,大学物理可选择超导、核磁共振、纳米材料和激光技术的应用等例子。
新颖和生动的实例很容易引起学生注意,产生难忘的记忆。但实际问题往往比较复杂,要避免过于复杂的例子,以免让学生产生惧怕的心理。选用的例子应叙述简单,易于教师讲授,数据来源于实际但不复杂,应对真实情境进行适当处理,避免过多复杂因素对教学过程主导因素的干扰,使学生真正感受到解决应用问题带来的乐趣。
3.强化实践能力的培养
解决实际问题是“做”的实践过程。“做”就不能仅停留在想法上,而需要通过实践来完成。因此,实践教学是理论联系实际,培养和锻炼学生的动手能力、创新能力的重要环节。公共基础课在强化学生的实践能力培养方面有很大的潜力。
如大学英语应设法营造适宜的校园环境与校园文化,鼓励学生利用英语进行交流,以此提高学生听和说的能力;思想政治理论课程可组织学生对社会的热点问题利用课外的时间来进行调查、讨论,撰写研究报告或论文,强化学生对社会担当的责任意识;计算机课程可结合案例式教学,让学生通过上机操作的实践尝试解决一些应用问题;要强化各类实验课程对学生动手能力的培养,尤其要通过综合性、设计性实验,将认识世界的观察、归纳、怀疑、概括等实验科学方法传授给学生;大学数学课程也要利用课内或课外介绍一些常见的数学软件,并让学生使用这些软件解决一些实际问题。
强化实践能力的培养还应改革传统的教学方法,比如将翻转课堂的教学模式应用到部分课程的部分内容中。如近代史的部分内容,就可以列出学习的提纲,明确教学要求,让学生自主学习,通过观看一些视频和影像资料,上网查找有关文献、档案,撰写小论文。计算机程序设计的综合编程,数学软件等部分教学内容教师可以布置来源于实际的一些问题,在课堂上介绍这些问题的背景、相关知识,让学生自主学习一些语言规则,然后针对给出的问题,一边学,一边用。事实上,相当一部分科技人员编制软件需要的计算机语言知识都不是来源于学校的课堂所授。
为了把实践教学落到实处,课程应注重实践教学的考核,如大学英语应明确听与说的考核比例,数学软件应用可作为平时成绩的主要依据等。
(三)加强教师队伍建设
课程负责人的教育理念对教学大纲的制定、教学内容的取舍乃至教学内容的考核等教学各个环节都起着关键作用,因此,要选好课程负责人,并以课程负责人为抓手,开展教育思想的讨论,更新教学观念,通过课程负责人把握教学定位,精选教学内容。
应鼓励教师开展科学研究,尤其是参与解决实际问题的工程技术研究。比如计算机课程的教师要加强与企业的联系,帮助企业开发一些应用软件,数学课程的教师要设法参与一些工程项目的计算,还可以对全国大学生数学建模竞赛的问题开展进一步的研究。教师通过参与解决实际问题的科学研究,可以获得大量的应用型实例,丰富教学内容,同时获得解决工程应用问题的体验,并在教学过程中将这种体验传递给学生。如笔者编写的高等数学教材就融入了反应器的模拟与优化,地震波的传播,空洞检测等许多实例,这些实例来自于笔者参与的若干科研项目。[3]
学校或教育主管部门还可通过分类培训,帮助教师了解社会的发展对课程的新要求,了解公共基础课课程中基本理论或方法产生的新技术、新应用等最新知识,从而在教学中把这些新知识传授给学生。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 赵婷婷,买楠楠.基于大工程观的美国高等工程教育课程设置特点分析[J].高等教育研究,2004(6):105-113.