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摘要：本文根据工程专业认证标准对食品科学与工程专业的工程类课程教学方法进行了探讨，引入“基于项目学习”的教学方法，采用教学与研究相结合的“探究式教学”，借助“互联网+”手段实现了信息技术与教育教学的深度融合，对实践教学手段进行了改革。本研究对教学目标的实现与毕业要求的达成起到了良好的支撑作用，可更好地为食品行业培养出能解决复杂工程问题的技术人才。
关键词：工程认证；教学改革；食品工程；成果导向；基于项目学习
本文引用格式：张剑，等.基于工程认证标准的食品工程类课程教学改革研究[J].教育现代化,2019,6(36):54-56,71.
Research on Teaching Method Reform of Food Engineering Courses Based on Engineering Certification Standards
ZHANG Jian,ZHANG Bei,FAN Hui-ping,LIN Shun-shun,LI Jia-yin,XU Chao
(Food Science and Technology College,Henan Agricultural University,Zhengzhou)
According：to the engineering professional certification standards,the teaching methods of engineering courses in food science and engineering are discussed in this paper.the teaching method based on Project-centric Curriculum is introduced,and the“inquiry teaching”combining teaching and research is adopted.the deep integration of information technology and education and teaching were realized with the help of“Internet+”.the practical teaching methods were reformed.this research has played a good supporting role in the realization of teaching objectives and meeting graduation requirements,and it can better cultivate technical talents who solving the complex engineering problems for food industry.
Key words：Engineering certification,teaching reform,Food engineering,Outcomes-based education,Project-centric curriculum
著名的钱学森之问，中国为什么培养不出杰出人才？最大的原因就在于中国传统的教育太倾向于单向的知识接传授，课堂就是教师的“一言堂”，学生缺乏积极性，学习效果较差。食品工业是我国国民经济重要支柱产业之一，2017年我国食品工业的年产值为12.8万亿，占我国GDP的10%以上。食品企业在长期发展中逐渐暴露出核心竞争力不强、缺乏高水平工程技术人员、自主创新能力不足等问题，当面临进入我国的外资企业时缺乏竞争能力，因此对工程实践能力强的创新人才的需求非常迫切，培养创新人才已成为新时代国家人才战略的核心。习近平主席在全国教育大会上指出：“我们对高等教育的需要比以往任何时间更加迫切，对卓越人才的渴求比任何时候更加强烈”[1]。新科技革命与产业变革的时代奔腾而至，对工程技术人才提出了新的更高的要求，如果我们不应变、不求变，将错失发展机遇，甚至会错过整个时代[2]。食品科学与工程专业属于工科门类，主要目的是为食品行业培养工程技术人员与专业人才，学生工程能力的学习主要依靠《食品工程原理》、《食品机械与设备》与《食品工厂设计》等工程类的课程。传统的教师“一言堂”的教学模式不利于工程实践能力的培养，为了达到更好的教学效果，近年来课程组按照工程认证要求的OBE理念改进理论与实践教学，提高了课程目标的达成度，取得了明显的成效。
一 利用工程专业认证理念更新教学思想
2016年我国正式加入《华盛顿协议》，很多工科专业开始进行工程专业认证，这是提高教学质量和提高学生工程能力与创新能力的很好契机。工程专业认证强调“学生中心、成果导向（OBE）与持续改进”三大基本理念，可以极大推动我国教学体系的完善与人才培养质量的提高，对于促进我国工程教育的国际互认、提升工程技术人才的国际竞争力具有重要意义[3]。中国高等教育将以此为契机，冲出国门走向世界，真正与国际接轨。成果导向（OBE）是工程专业认证的核心理念，2018年6月教育部在成都召开的全国高等学校本科教育工作会议上也重点强调了“成果导向”理念的重要性，使之成为新时代“新工科建设”与“卓越工程师教育培养计划2.0”的重要核心理念。成果导向理念强调专业教学设计和实施以学生接受教育后所取得的学习成果为导向，教学的重点聚焦于“学生产出”，注重学生创新、实践等能力的培养[4]。它不再是正向的知识灌输，而是围绕学生的最终“成果”来组织和开展教学，以明确的综合能力的掌握为目标来设计教学过程，最终促成学习成果的达成。成果导向（OBE）理念与传统教学理念的异同点[5]如表1所示。
《食品工程原理》、《食品机械与设备》与《食品工厂设计》是食品科学与工程专业的专业基础课与专业课，主要讲授在食品加工中常用的工程单元操作的原理知识、生产加工中用到的各种机械设备的结构原理及应用、食品加工厂或车间的工程设计与建设的知识体系，是培养学生工程实践能力的主干课程。在以往的教学中，以单向的知识传授为主，加之很多内容复杂难懂，需要较好的数学基础与空间想象力，很多同学兴趣不高，教学效果不佳。近年来，课程组逐渐将OBE理念融入教学中，采取“基于项目学习（Project-centric Curriculum）”的教学模式，充分发挥学生的中心地位，让学生在“做中学”，知识与能力在做的过程中内化与心，教学效果明显提高[6]。在《食品工厂设计》授课中，第一节课就安排学生3个人一组成立项目组，每组选定了1个设计项目，如“日产300吨面制食品厂设计项目”。每学习一章，就按章节学习内容完成一份作业。学习完项目建设程序一章时，让每个项目组完成一份“项目建设书”；学习完工厂总平面设计一章时，就让学生完成其选定项目的总平面设计图及设计说明；学习完产品设计方案一部分后，让学生完成其选定项目的产品方案设计，这样一直到最后一章节，每部分都要根据本组选定的项目完成相应的设计作业。项目组在做每一部分设计作业过程中，都需要查询相关书籍、期刊及相关企业网站等收集很多资料，对资料进行筛选分析，经过组内讨论来完成设计作业。课程组教师会在每一部分安排二个小组制作PPT在课堂上讲解展示，整个学程每个小组均有展示讲解自己成果的机会，极大提高了学生的学习积极性。整个教学过程中，不但达到了学生充分参与进行“做中学”的目标，提高了学生的知识掌握程度与实际操作能力，同时项目组学习可以锻炼学生的团队合作意识与合作能力，也可锻炼部分同学的组织协调能力，可以更好地达到工程认证的毕业要求。
二 以成果导向理念改革实践教学，提高课程目标达成度
工程专业认证对实践教学环节设置与实施过程均有严格标准，新工科建设与卓越工程师培养计划2.0也高度强调了实践环节的重要性[7]。作为教师，要不断变革实践教学方法，让学生真正掌握课程目标规定的相应技能。本课程组近两年将传统的参观演示性实验变革为亲身操作实验。结合食品工艺实验室的现有设备并进行了适量添置，组成速冻饺子生产线、面条馒头生产线、纯净水生产线、月饼生产线。笔者就以速冻饺子生产线为例来介绍实验环节的实施过程。该生产线由绞肉机、盘刀式切菜机、馅料混合机、饺子成型机、双螺旋速冻机、包装机、喷码机与冷库组成。笔者让学生5人为1组，首先写出实验所用材料，交实验员准备；然后学生从切菜、绞肉、制馅、饺子成型、速冻、包装、喷码到入库，每个环节让学生利用相应设备亲自制作，最后做出成品速冻饺子。本实验重点让学生掌握设备的结构原理与应用，要求做出符合要求的成品。学生实验要求每人参与；实验过程要求学生拍照、录视频，用CAD绘制部分设备的简单结构与原理图，最后制作Word文档实验报告上交教师，每个班选择2组优秀作业制作PPT进行讲解。通过这种综合实验，学生的兴趣明显提高，可以使学生深入了解了所用到设备的结构原理与应用，对相应产品的生产工艺也有一定的了解；实验报告制作要求图文并茂，锻炼了学生文档检索与总结归结能力，PPT制作与讲解可以促进学生综合能力的提高。在《食品工程原理》的实验教学中，也采用了多项设计性实验取代了原来的演示性实验，使原本的枯燥变得有趣，提高了学生的学习积极性，教学效果明显改善。
三 实施教学与研究相结合的探究式教学
在新技术革命与产业变革的大潮下，国家教育部于2017年提出了“新工科建设”的理念与要求，2018年教育部出台文件提出了“卓越工程师培养计划2.0”建设要求，都要求教学过程突出教学与研究相结合，实施探究式教学，提高学生的探索意识与创新能力[8]。
课程组在《食品机械与设备》教学中，选定“智能分级设备”、“挤压熟化设备”、“无菌包装设备”等几个专题，让学生自己看书、查资料，各写一篇不低于1500字的综述性小论文介绍设备的原理、应用、研究现状与发展前景。在《食品工程原理》的教学中，选定了“流动动力学在食品加工与工厂设计中的应用”、“传热与传质在食品加工设备与工厂设计中的应用”等，让学生通过查找资料讨论分析写成综述性小论文。《食品机械与设备》课后习题的设置突出“学以致用”的原则，改变传统的设备结构与分类为主的习题，设置一半以上的根据生产需要进行设备选型的题目。以下题为例：一条方便面生产线班产方便面15万包（每班按12小时），面块包装后装箱前需要金属检测与在线称重，试选型适用的金属检测与在线称重设备。（提示：一条生产线可以配2-3条包装线。）
在学生的小论文或设备选型习题写好之后，课程组教师让学生们3-4人一组分组讨论，谈论各自的观点，然后每组选出代表在课堂上讲解，同学们表现积极，课堂气氛活跃。教学与研究相结合的教学方法，让学生在“做中学”，提高了学生的自学能力与研究探索能力，非常符合工程专业认证的要求与理念，提高了知识与技能的掌握程度，有利于学生创新能力的提高。许多同学逐渐养成了自学及查阅资料、分析问题的良好习惯，并把它带到了其它课程的学习中。
四实现课程教学与信息技术的深度融合
工程专业认证与新工科建设均要求改变传统的教学模式，实现课程教学与信息技术的深度融合[1]。本课程为此进行了多年的尝试与建设，建设了《食品机械与设备》课程教学网（http://202.196.80.249/jpkc/splimengqin/index.asp），开通了“食品工厂装备与设计”的微信公共号（二维码如图1所示），将网络信息资料与视频及图片资源及时发布供学生学习使用，丰富了教学内容及教学方法。
在线开放课程（MOOC）是信息技术与教育教学的深度融合的重要手段，是推动大学教学方法供给侧改革的重要引擎，是实现“以教为主”向“以学为主”转变、以“课堂教学为主”向“课内与课外相结合”转变，可以实现课程和平台的多种形式应用与共享，有利于提高教育教学质量。本课程组的《食品机械与设备》课程已在“爱课程”平台上线，网址为：https://www.icourse163.org/spoc/learn/HENAU-1002812003#/learn/announce。每一章节的核心知识点的教学视频、教学课件均上传系统，使学生可以在线学习。通过网络在线学习，使学生增强了对课程内容的理解。很多同学有问题在交流区提问并与教师交流，架起了一条新的沟通桥梁，使师生交流沟通更加顺畅。
五 结束语
新科技革命与产业变革的时代奔腾而至，对工程技术人才的培养提出了新的更高的要求，教学变革势在必行。借助我国成功加入《华盛顿协议》的东风，课程组按照工程专业认证的成果导向（OBE）理念，对食品科学与工程专业的《食品机械与设备》与《食品工厂设计》等工程类课程的教学模式与方法进行了改革与探索。积极引入了“基于项目学习（Project-centric Curriculum）”的教学方法，实施了教学与研究相结合的探究式教学，借助“互联网+”手段实现了信息技术与教育教学的深度融合，采取了综合性与探索式实验教学模式等，成功实现了课堂的角色互换，学生成为课堂的主人，教师作为辅导者与引路人，学生学习积极性明显提高，知识与技能的掌握程度得到加强，极大地促进了教学目标与毕业要求的达成。这一系列的教学改革对于提高学生工程能力、创新能力起到了明显效果，可以更好地为我国培养出能解决复杂工程问题的高级技术人才。
参考文献
[1]教育部.一流本科教育宣言(成都宣言)[EB/OL],http://edu.people.com.cn/n1/2018/0622/c367001-30076659.html,2018-6-21.
[2]习近平.同舟共济创造美好未来(2018年APEC工商领导人峰会演讲)[EB/OL]，http://www.xinhuanet.com/mrdx/2018-11/18/c_137614822.htm，2018-11-18.
[3]王金旭,朱正伟,李茂国.成果导向:从认证理念到教学模式[J].中国大学教学,2017(6):77-82.
[4]周红坊,朱正伟,李茂国.工程教育认证的发展与创新及其对我国工程教育的启示—2016年工程教育认证国际研讨会综述[J].中国大学教学,2017(1):88-95.
[5]顾佩华,胡文龙,林鹏,等.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究,2014(1):27-37.
[6]张晓鹏.美国大学创新人才培养模式探析[J].中国大学教学,2006(3):7-11.
[7]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究,2017(3):1-6.
[8]教育部,工业和信息化部,中国工程院.关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见.http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201810/t20181017_351890.html,2018-10-08.
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