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摘 要：食品机械与设备课程内容繁多，理解难度大，学生学习兴趣有待提高。基于此，本文从教学设计理念和特色、课堂教学设计思路、教学目标与内容、教学方法与手段、教学组织与实施、教学评价与反思等方面，凸显以“成果导向”和“学生中心”的原则，探索提高课堂教学效果的教学设计，为食品机械与设备的课堂教学建设创新提供一定的参考。
关键词：食品机械与设备；教学设计；OBE；混合式教学
本文引用格式：徐超，张剑，范会平 . 基于 OBE 理念的本科院校“食品机械与设备”教学设计创新探索与实践[J]. 教育现代化 ,2021,8(40):166-169.
Innovative Exploration and Practice of Teaching design of undergraduate Colleges “Food machinery and Equipment” Based on OBE Concept
XU Chao, ZHANG Jian, FAN Huiping
(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou Henan)
Abstract: The content of Food Machinery and Equipment is various, difficult to understand, and the interest in learning of students to be improved. Based on this, this article from the teaching design concept and characteristic, classroom teaching design, teaching objectives and contents, teaching methods and means, teaching organization and implementation, teaching evaluation and reflection, and highlighting the “results oriented” and the principle of “student center”, explored the teaching design of improving the effect of classroom teaching, in order to provide certain reference for innovation of Food Machinery and Equipment of the classroom teaching construction.
Keywords: food machinery and equipment; teaching design; OBE; mixed teaching
一 课程概述与学情分析
《食品机械与设备》课程作为食品科学与工程专业的专业基础课和核心课程，主要学习常用食品机械与设备的基本结构、工作原理、应用特点及参数确定与选用等方面的知识。讲授各种与食品加工相关的输送设备、分离设备、成型机械、混合机械、粉碎机械、热交换设备、包装设备、蒸发浓缩设备、干燥设备、杀菌设备等章节，主要介绍设备的结构原理和性能、参数的选择和确定、实际操作过程中设备的选型与使用等知识，并以提高学生的动手能力为目的，着重讲授典型食品加工生产线的布局配套、选型安装、维护升级等内容；通过课堂讲授、工厂参观等教学环节，把学生培养成既懂工艺又懂机械设备的工程技术人员。通过本课程的学习，学生可以熟知与掌握食品机械与设备的基本原理与加工性能，学会在食品工厂设计中设备的选型和应用， 提高解决工程问题的能力与创新思路，为其今后从事食品研发、生产打下坚实的理论和技术基础 [1]。该课程是为食品科学与工程专业的学生开设，在本科教学的第五学期进行，上课前学生已经完成了《果蔬贮藏保鲜》《粮油加工学》等专业课学习，具备了一定的专业基础知识。
二 教学设计理念和特色
本 课 程 采 用 成 果 导 向（Outcomes-based Education，OBE） 教学理念 [2]。在《食品机械与设备》课程中，我们根据学生毕业时应达到的目标， 打破知识单向输入的传统模式，以明确的综合能力的掌握进行教学设计，帮助学生提高实践和创新能力，注重学生的产出和成果。教学中突出“学生中心” 原则 [3]，引导学生主动学习； 课程实践教学中注重学生团队合作、开拓创新、分析与解决问题等能力的培养，提升学生的综合素质。特色如下：
（1）教主与学 [4]。教之主体在于学，教之目的在于学，教之效果在于学；让学生“学会”并“会学”，会自己学、会做中学、会思中学。
（2）学思结合 [5]。学习是基础，思考是关键， 实践是根本。倡导质疑重于聆听，反思高于理解， 超越高于适应，直觉重于逻辑，体验高于经验，自由高于创造。
（3）开放课堂 [6]。时间上从课内向课外延伸， 空间上从室内向室外拓展，内容上从教材向教材外扩充。扎实推进“全员、全方位、全过程、全空间”育人。
（4）过程评价 [7]。评价形式多样化，评价主体多元化，评价内容全面化，评价时间全程化，评价类型层次化。
三 课堂教学设计思路
本课程以混合式教学为主，注重课上与课下、线上与线下的有机融合，在对教学目标有机分解的基础上，巧妙设计各个评价环节，通过提出问题、课堂讲解、自主学习、协作查引、汇报解疑、课后实践等教学方式，培养学生达到教学目标 [6]。教学设计的一般流程为：根据学情分析和培养目标，确定分章节的教学目标和与之对应的教学内容，设计适宜的教学方法和手段，组织实施教学，根据评价结果进行教学评价和反思，有针对性的完善、更新本课程的教学。整个教学评价采用过程性评价，有效利用大学生 MOOC 网平台、课后作业、调研汇报、章节测验、工程设计等开展教学评价，助推课堂设计的创新提高。
例如在讲“食品杀菌机械与设备”时，通过上节课留的课后思考题“生活中哪些常见的加工方式属于杀菌技术？”让大家对杀菌技术和生活中的应用有了初步认识；并通过在学习通上发布“杀菌技术知多少”的调查问卷。结果汇总如表 A 所示，由表 A 可知，学生都听说过杀菌技术，但对食品杀菌技术的基本原理并不清楚，并且对杀菌技术在食品工业中的多领域应用了解甚少。根据调查结果，设计“食品杀菌技术的原理和应用”为本次课的重要掌握内容。
四 教学目标
（一） 目标定位
结合学情分析与本科生培养方案，本课程的教学目标包括“知识要求”“能力要求”和“与毕业要求对应的分项要求”三个方面 [8]。目标 1：通过食品机械与设备有关知识的学习，培养学生具有食品机械与设备选型、维护、工艺改造及设计的初步能力， 并有重点地介绍典型食品厂生产线的配套、生产设备的安装、维护、检修技术，增强学生的动手能力， 培养学生的工程素质，为以后能独立完成食品科学与工程技术工作夯实基础。目标 2：通过实验操作训练，要求学生理解各个实验中所用设备的工作原理， 掌握正确的操作规程和注意事项、了解设备性能参数及其在食品加工领域的应用等。
（二） 与毕业要求对应的分项目标
（1）问题分析：如能运用食品杀菌技术基本原理，对不同食品的杀菌采用相应的杀菌技术。
（2）研究探索：能够运用学习过的知识，对任务进行有效解分，设计研究路线，提供实施方案， 准确采集数据，合理分析结果，最终得到严谨的结论。
（3）工具运用：能够利用图书馆、数据库、网络资源等，获取解决食品杀菌处理技术问题所需的研究资料。
五 教学方法与手段
（一） 教学手段多元化
以“食品杀菌机械与设备”为例，包括河南省“食品机械与设备”在线开放课程、实物教具（牛奶、罐头、火腿肠）、多媒体（食品杀菌视频、各类图片）、学习通 app（在线主题讨论、投票、发布问卷）、板书等，使课堂知识形象化、讲解生动化，激发学生的学习热情。
（二） 教学方法多样化
灵活运用启发引导（抛出问题，互动回答，引入课程目标）、课堂讲解（知识点逐一介绍，重难点详细剖析）、分组研讨、师生问答，并在每章学完后布置与食品生产工艺相联系的设备选型，调动学生， 真正实现以“成果为导向”[9]。
六 教学组织与实施
教学的组织和实施环节是对教学设计的真实再现。本课程紧紧围绕“教主与学、学思结合、开放课堂、过程评价”的设计理念，有效整合线上与线下、课内与课外的教学方式，并结合教学内容融入课堂思政，增加过程评价，具体环节如下：
（一） 上节提要，巩固练习
利用 3-5min 时间对上节课的知识点进行回顾，重点突出需要掌握的内容；并对学生的课后作业进行点评。如大学生 MOOC 网上的随堂测验，针对错误率高的知识点进行疏通讲解；对积极认真完成作业的学生提出表扬和肯定，同时鼓励引导没有参与的学生的积极性，让同学们尽快适应线上和线下的模式。
（二） 抛出问题，引入新课
例如，提出问题“生活中哪些常见的加工方法属于杀菌技术”，吸引学生的注意力，调动精神，投入课堂；结合疫情防控背景，以“北京新发地市场三文鱼案板”和“厄瓜多尔冻南美白虾外包装”检测出新冠病毒，引发消费者食品安全恐慌为切入点； 引入食品杀菌的目的、概念、意义，提出食品的杀菌技术和杀菌装备，最后引导同学们利用热杀菌知识可以杀死病毒，学会运用科学的方式保证食品食用的安全。
（三） 层层推进，掌握重点
采用“剥洋葱”式的教学方法。例如，通过历史上发生的因微生物污染导致的重大食品安全事件， 引入学习食品杀菌技术的概念、食品杀菌的方式； 现有食品的主要杀菌技术；热力杀菌的主要方式（难点）；非热力杀菌的主要原理和应（了解）；新型杀菌技术的应用和展望（了解）；管式杀菌、板式杀菌、釜式杀菌的原理和应用（重难点）等。在对知识点的讲授过程中，打破传统的“一言堂”，让学生走上课堂讲解，借助实物道具（如罐头、饮料、火腿肠） 了解杀菌设备的选择和应用，并指出现有一些杀菌技术的不足，激发同学们的创新思考能力。巧妙运用多媒体手段，一些晦涩难懂的机械原理可借助动画和视频的形式，变得更加浅显易懂。
（四） 课堂思政，自然融合
“立德树人”是教育的根本宗旨，知识的学习和能力的培养是为了更好地提高自我与服务社会。结合教学内容，融入课堂思政，使得教书育人齐头并进。例如：疫情防控常态化阶段，针对进口冷冻食品频发新冠病毒阳性事件，引导同学们明白病毒适宜存活的条件是什么？如何有效杀死病毒？如何战胜病毒？以中外抗疫现状为例子，让同学们明白“科学抗疫”的重要性，能够从我做起，众志成城，定能共克时艰。
（五） 课后作业，拓展知识
在课堂讲授知识点的基础上，合理设计课后作业，让同学们利用课外时间，查阅资料，拓展知识， 带着想法来学习；并逐渐培养理论知识和生活实践相结合的习惯，能够把生活中的很多食品和与之相对应的食品机械与设备结合起来，提高同学们的学习兴趣。
（六） 任务实施，能力提升
例如，每一个大的章节学完后，设计与之相关的机械选型作业。要求 4-5 名学生为一组，分工协作， 进行资料查询，PPT 制作，在课上由各组排出代表进行汇报，并对同学们提出的问题进行答疑，最后由老师点评。整个过程让每个学生参与进来，培养了学生们的分工协作、交流沟通、思辨能力和创新精神。
七 教学评价与反思
（一） 教学评价
经过课堂教学模式的创新，使学生提高了学习的兴趣性和积极性，课上和线上的问题变多了，课堂氛围更加轻松活泼；通过对线上问题的讨论，同学们不仅认真思考，而且学会了分享自己的学习心得，形成了互帮共进的学习氛围。课后作业的分组实施与课堂汇报，彻底激活了学生们的协作、沟通、PPT 制作和表达能力，一些优秀的学生在得到老师的认可后，更加积极主动，也带动了其他学生的热情，形成了良好的学习生态。学生们在牢固掌握知识点的同时，结合课后作业与实践环节，能更好地将所学知识运用到解决实际问题上，真正做到了学以致用、做中乐学。评价体系丰富了课堂回答问题、课后作业、实践报告、同学互评、线上综合表现（学习的积极性、测试成绩、参与回答问题和讨论问题的数量）、期末考试成绩方面，与去年相比，期末考试的不及格率仅为 2%，优秀率（成绩≥ 80 分）为73%，表明这是一种行之有效的创新教学方式。
（二） 教学反思
（1）课堂内容的创新设计和与时俱进
本课程的教学模式对课堂授课内容的设计性要求更高，在摆脱传统的知识点灌输的同时，需要让知识点和生活结合更紧密，案例更经典和结合社会； PPT 的内容也要更多的运用图片、动画、视频等手段；讲课时能由浅及深，层层递进，把握重点。这就需要在深刻理解教学目标的同时，能够结合现状， 加强职业素养和专业水平的提升，努力实现教学模式、教学组织与实施、教学方法和手段、教学评价的有机融合。让学生们能够充分抓住课堂、乐于其中， 学有所获。
（2）线上学习的适应提高和及时更新
在课堂教学的操作过程中，发现部分同学总是忘记网上的学习，主要原因是不能改变传统认知， 过度依赖课本，对线上学习和自己综合成绩评定的重要性把握不够，到最后悔之晚矣。在今后的课堂教学中，首先强调课程评价体系的综合性，突出线上学习的重要性，通过示范操作、及时评价、树立网上学习模范、经验交流等，提高大家参与线上学习的积极性，并真正感受到混合式教学的益处。同时， 需要加大对线上平台建设经费和精力的投入，提供和更新更多优秀的资源，吸引同学们的兴趣，提高同学们的学习自主性。
（3）过程考核的管理细则和实施方法
合理的课程考核能帮助学生努力学习，激发学生学习主动性，提高教学水平。新的教学模式与过程考核方法经过一整个学年的运行，取得了明显的成效。学生们感受到不再是“一考定终生”，整个教学过程的参与度明显提高；不再是“考完忘完”，充分调动了学习的积极性，发现取得好的成绩不只是靠死记硬背知识点，而是理解与掌握。但是，考核过程也发现了一些问题。例如：考核没有形成规范的管理细则；学生互评过程中没有参考依据，互评成绩差异性不大等。因此，再接下来的课程评估中要逐步完善考核的管理细则，建立更加公开透明的评价体系。如总成绩的构成体系是什么？各部分的评分标准和权重是什么？从而评有所依、客观公正地评价学生的学习效果，为课程考核改革提供依据。
（4）课堂思政的适度融入与理想信念
从和学生的交流与过程性评价中，发现部分学生的学习态度比较浮躁与功利，表明学生们对专业定位认识不清，并缺失坚定的理想信念。对此，在教育部“以本为本”精神的指导下，结合课堂内容， 适时恰当低融入信念教育，建立“奋斗的青春最美丽”“ 作有为的大学生”“ 为伟大的中国梦而奋斗”等理想信念，他日方能乘风破浪，扶摇直上九万里； 同时，加强同学们对专业定位的塑造，作为一名食品科学与工程专业的学生，能够深刻认识到食品行业是一门关系人民健康幸福的大行业，要学会如何通过专业知识的学习，结合生活实践寻找自己的兴趣点，从食品原料的供应、加工和保藏、营养健康与安全控制等多个角度思考，及早定位，并脚踏实地学好每一个知识点，做好每一个实验，方能在他日机会来临之时，站稳脚跟，实现人生抱负。
八 结论
对课堂教学设计进行改革需要转变观念、大胆创新，并在实践中不断摸索。本文以“OBE”理念和工程教育专业认证标准为依据 ，对食品机械与设备课程在本科教学课堂的一些新模式进行探索，并针对传统课堂教学目标、教学手段、教学方式、评价体系等方面的不足，对课堂教学模式工作进行了研究与分析，提出了教主与学、学思结合、开放课堂、过程评价课程等创新理念，突出了“学生产出”，以明确的综合能力的掌握为目标来设计教学过程，引导学生主动学习，提升了学生团队合作、开拓创新、分析与解决问题等综合素质，并结合教学内容融入了课堂思政。本课堂创新设计和探索通过教学实践取得了不错的成果，为本科课堂建设提供了新的思路。
参考文献
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