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        基于OBE理念的“食品機械設(shè)備”課程教學(xué)改革

        2022-11-16 18:05:58馬鳳鳴陶冬冰張佰清
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2022年17期
        關(guān)鍵詞:教學(xué)內(nèi)容設(shè)備工程

        馬鳳鳴,陶冬冰,張佰清

        (沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院,遼寧 沈陽 110866)

        工程教育專業(yè)認證是教育部高等教育教學(xué)評估中心和中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會針對高等教育機構(gòu)開設(shè)的工程類專業(yè)教育實施的專門性認證。通過工程教育專業(yè)認證,對提高專業(yè)教學(xué)質(zhì)量,實現(xiàn)國際互認,提升專業(yè)國際競爭力具有重要作用[1]。特別是在“國家一流本科專業(yè)建設(shè)”將通過工程教育專業(yè)認證作為評價要求的背景下,工程教育專業(yè)認證已經(jīng)成為高等教育機構(gòu)專業(yè)建設(shè)的重要組成部分。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)于2019年分別被國家教育部和遼寧省教育廳認定為國家、省級一流本科專業(yè)建設(shè)點,為符合專業(yè)建設(shè)標準,通過工程教育專業(yè)認證已成為必須。

        “食品機械設(shè)備”課程是高等院校食品科學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)主干課程之一[2],在工程教育專業(yè)認證課程體系中,該課程是工程基礎(chǔ)類課程體系(機械基礎(chǔ)、工程制圖→食品工程原理→食品機械設(shè)備→食品工廠設(shè)計→畢業(yè)設(shè)計)的重要環(huán)節(jié),課程教學(xué)質(zhì)量直接影響工程教育專業(yè)認證標準下學(xué)生的培養(yǎng)效果。OBE教育理念是工程教育專業(yè)認證標準的核心理念,主旨以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向設(shè)計和實施教學(xué)方法,注重提升學(xué)生的工程實踐能力[3-5]。因此,在工程教育專業(yè)認證的OBE教育理念下,對“食品機械設(shè)備”課程建設(shè)提出了新的要求。同時,隨著食品加工新技術(shù)的涌現(xiàn),以及現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新,課程教學(xué)內(nèi)容和方法也急需改進。

        鑒于以上原因,以沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)“食品機械設(shè)備”課程為例,針對目前存在的問題,對課程提出改革措施。

        1 課程建設(shè)

        1.1 課程體系建設(shè)

        目前,“食品機械設(shè)備”課程的前導(dǎo)課程為“機械基礎(chǔ)”“工程制圖”“食品工程原理”,但2016級之前的食品科學(xué)與工程專業(yè)設(shè)置的“機械基礎(chǔ)”課程為選修課程,專業(yè)學(xué)生對該課程采取了規(guī)避態(tài)度,導(dǎo)致無一人選修該課程。這種情況也是眾多高校食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生普遍存在的現(xiàn)象,一般都是將該課程設(shè)置為必修課程,強制學(xué)習(xí)。由于未學(xué)習(xí)該課程相關(guān)知識,學(xué)生對機械方面的基礎(chǔ)知識的認知基本空白,導(dǎo)致學(xué)生對“食品機械設(shè)備”課程中涉及到的結(jié)構(gòu)圖無法識別,對課程學(xué)習(xí)造成了很大阻力。

        此外,工程教育專業(yè)認證OBE理念下教學(xué)內(nèi)容聚焦的是學(xué)生能力培養(yǎng),即培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。但是,沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)的“食品機械設(shè)備”課程只有理論教學(xué),沒有實踐教學(xué)。“食品機械設(shè)備”是一門以掌握設(shè)備工作原理、結(jié)構(gòu)組成和用途為學(xué)習(xí)目的的課程,基于學(xué)生薄弱的機械基礎(chǔ)知識,只通過理論教學(xué),學(xué)生對課程設(shè)備只能表觀接觸了解,深入掌握很難。因此,應(yīng)該增加實踐教學(xué)內(nèi)容,在理論教學(xué)過程中,穿插加入一定學(xué)時的實驗課程,從實物及實際操作角度,增強教學(xué)效果。同時,由于受培養(yǎng)方案學(xué)時限制,無法增加“食品機械設(shè)備實習(xí)”課程的情況下,在專業(yè)各種涉及設(shè)備的各類實習(xí)課程中,加入設(shè)備實習(xí)內(nèi)容,以此在不增加學(xué)時的前提下,增加實踐教學(xué)內(nèi)容。

        1.2 豐富教學(xué)內(nèi)容

        目前,多媒體課件授課的素材主要為結(jié)構(gòu)圖、設(shè)備整體實物圖、示意動畫圖為主。但是,在授課過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生仍然存在理解困難的問題。分析原因,仍然是機械基礎(chǔ)知識薄弱的問題。根據(jù)問題所在,讓學(xué)生能更直觀地看到實物是解決問題的有效辦法。因此,在教學(xué)素材方面,除設(shè)備整體實物圖以外,應(yīng)增加設(shè)備實物局部圖、設(shè)備內(nèi)部實物圖以及設(shè)備運作視頻等素材。增加設(shè)備模型,彌補部分實物素材缺少的問題。此外,以工科專業(yè)認證為理念,改變以前照抄書本的作業(yè)模式,以應(yīng)用為目的,提高學(xué)生對設(shè)備的使用能力。例如,一小塊狀物料輸送至水平距離30 m、垂直距離20 m的位置,請設(shè)計一種方案,對相關(guān)設(shè)備進行選型,說明選型理由,并列明相關(guān)設(shè)備參數(shù)。

        1.3 教材建設(shè)

        目前,國內(nèi)現(xiàn)有教材除普遍存在內(nèi)容落后問題外,還存在應(yīng)用內(nèi)容缺少的問題。當前教材的內(nèi)容主要介紹設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、性能參數(shù)和用途等方面,但沒有設(shè)備選型、應(yīng)用安裝等以應(yīng)用為目的的教學(xué)內(nèi)容,與“食品機械設(shè)備”以設(shè)備應(yīng)用為目的的教學(xué)目的不符,應(yīng)增加該部分內(nèi)容。此外,部分教材關(guān)于設(shè)備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容偏多,并不符合食品科學(xué)與工程專業(yè)的實際情況,應(yīng)減少該部分內(nèi)容。

        2 考核方式改革

        2.1 考核機制

        目前,課程成績的考核比例為試卷成績70%,平時成績30%,以死記硬背的文字考核方式為主,部分學(xué)生即使不理解掌握教學(xué)內(nèi)容,只要會背書,也能取得好成績,并不能考核學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容真正的掌握程度。因此,需要減少試卷成績占比,增加平時成績占比。

        2.2 考核內(nèi)容

        考核內(nèi)容應(yīng)減少或去掉照搬教材內(nèi)容,以設(shè)備應(yīng)用、選型等為題材進行考核,例如,針對一流動性差的粉狀物料,斗式提升機應(yīng)選擇哪種料斗形式、裝(卸)料方式、料斗布置方式?說明理由。避開單一知識點和以設(shè)備為出發(fā)點的考核內(nèi)容,以物料(即設(shè)備應(yīng)用)為出發(fā)點,從學(xué)生對設(shè)備知識點的綜合掌握進行考核,達到考核學(xué)生對知識點掌握的目的,提升了學(xué)生對設(shè)備的實際應(yīng)用能力。

        3 教學(xué)方法多樣化

        傳統(tǒng)教學(xué)模式主要是授課教師通過口頭語言單方面向?qū)W生授課,并且注重理論知識的傳授,學(xué)生參與程度低,不利于學(xué)生理解掌握教學(xué)內(nèi)容[6-7]。工程教育專業(yè)認證OBE理念是以學(xué)生為中心,教學(xué)模式由“教”向“學(xué)”轉(zhuǎn)變,學(xué)生成為教學(xué)活動的主體。因此,一些現(xiàn)代教學(xué)方法已經(jīng)融入教學(xué)活動中。

        3.1 啟發(fā)式教學(xué)法

        啟發(fā)式教學(xué)法是指教師在教學(xué)中依據(jù)認知規(guī)律不斷有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,使學(xué)生積極思考,以逐步提高分析和解決問題的能力的教學(xué)方法[8]。在教學(xué)過程中,為了讓學(xué)生對設(shè)備工作原理有初步掌握,采用與設(shè)備有相似工作原理的常見實物為例,進行啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生對設(shè)備進行初步理解。例如,針對螺旋輸送機,先以常見的家用絞肉機、榨汁機的螺旋軸為例。

        3.2 案例教學(xué)方法

        案例教學(xué)法是一種以案例為導(dǎo)向的教學(xué)方法,通過教師對典型案例的分析,幫助學(xué)生掌握一般分析原理,并進而提升學(xué)生獨立分析和解決問題的能力[6]。該教學(xué)方法已經(jīng)成為眾多高校課程教學(xué)采用的主要教學(xué)方法。在課程授課過程中,案例教學(xué)發(fā)主要用于列舉設(shè)備應(yīng)用實例。例如,針對離心泵(衛(wèi)生泵),列舉了氣敷現(xiàn)象產(chǎn)生的操作條件;針對真空泵,從應(yīng)用、安裝、性能等方面列舉實例,說明水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵之間的區(qū)別。

        4 學(xué)生指導(dǎo)

        4.1 提高學(xué)生重視程度

        食品科學(xué)與工程專業(yè)盡管是工科專業(yè),但是學(xué)生普遍存在輕視工科課程的現(xiàn)象。學(xué)生總是認為專業(yè)的主干課程是食品加工等課程,對于“機械基礎(chǔ)”“食品機械設(shè)備”等課程,總是定位為非專業(yè)課程。因此,對工科課程能不選就不選的情況進行調(diào)查。首先,學(xué)生對專業(yè)課程體系及每門課程的作用沒有清晰的了解;其次,對該課程的課程知識在后期學(xué)習(xí)的過程中基本沒有應(yīng)用。鑒于以上原因,應(yīng)在學(xué)生入學(xué)教育及后期教學(xué)過程中,對專業(yè)課程體系及課程作用進行定期指導(dǎo),及時為學(xué)生解答疑問,明確學(xué)生學(xué)習(xí)方向,提高學(xué)生對“食品機械設(shè)備”課程的重視程度;其次,以工程教育專業(yè)認證標準為指導(dǎo),“食品工廠設(shè)計課程設(shè)計”和“本科畢業(yè)設(shè)計”是必須要求,2門課程均涉及“食品機械設(shè)備”課程知識,從被動角度,對學(xué)生學(xué)習(xí)“食品機械設(shè)備”等工科課程提出了影響要求,必將提高學(xué)生重視程度。

        4.2 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

        基于食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生薄弱的工科背景,造成學(xué)生對“食品機械設(shè)備”等工科課程總是消極對待,如何培養(yǎng)學(xué)生提高對“食品機械設(shè)備”等工科課程的學(xué)習(xí)興趣,是提升教學(xué)效果的主要途徑。

        4.2.1 直觀化教學(xué)內(nèi)容

        容易掌握的事務(wù)往往更容易引起學(xué)習(xí)的興趣,可以將厭學(xué)的情緒降至最低。在教學(xué)過程中,側(cè)重設(shè)備工作原理、系統(tǒng)組成、用途、選型教學(xué)內(nèi)容,弱化設(shè)備結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,同時增加設(shè)備實物局部圖素材,使學(xué)生不必通過結(jié)構(gòu)圖了解設(shè)備結(jié)構(gòu),對設(shè)備結(jié)構(gòu)有直觀了解,從而彌補了學(xué)生機械基礎(chǔ)知識薄弱的情況,減少了學(xué)生學(xué)習(xí)阻力。此外,增加設(shè)備運作視頻素材和實驗、實習(xí)課程,緊密結(jié)合設(shè)備實際,教學(xué)內(nèi)容更加直觀化,學(xué)生更易掌握,增加學(xué)習(xí)興趣。

        4.2.2 增強教學(xué)內(nèi)容邏輯性

        經(jīng)過對課程授課情況調(diào)查分析,學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容基本是采取死記硬背的方式,以字背字,并不理解教學(xué)內(nèi)容的實際含義。因此,在授課過程中,特別注意授課的邏輯性。例如,斗式提升機的深斗為什么適用于運送流動性好的物料?因為流動性好的物料容易撒漏,而深斗物料不容易撒出,所以需要用到深斗,淺斗適用于運送流動性差的物料,是因為流動性差的物料從料斗卸料難。因此,不能用深斗,只能用淺斗,且動性差的物料不容易撒漏,這也是淺斗適用于運送流動性差的物料的原因。此外,流動性好的物料容易從料斗卸出,這也是深斗可以適用于流動性好物料的原因之一。

        通過舉一反三、相互比較分析的邏輯推理,使教學(xué)內(nèi)容成為一個有機整體,通過一個設(shè)備組成可以推導(dǎo)出另一設(shè)備組成。將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一條連續(xù)的邏輯性推理,掌握起點,根據(jù)基本的工作原理,即可推理出終點,使學(xué)生擺脫枯燥的教學(xué)文字,從而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

        4.2.3 強化實例素材

        教學(xué)過程中,學(xué)生聽到書本以外的知識就顯得特別感興趣,這是眾多授課教師都有的經(jīng)歷。因此,從設(shè)備實際應(yīng)用為出發(fā)點,進行舉例,一方面強化了學(xué)生對授課知識的掌握;另一方面對提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣可以起到顯著的積極作用。

        5 教學(xué)資源建設(shè)

        5.1 師資隊伍建設(shè)

        近年來,高校普遍存在“重論文、輕實踐”的問題,導(dǎo)致青年教師遠離實際生產(chǎn),實踐經(jīng)驗不足,無法勝任學(xué)生能力培養(yǎng)的要求。因此,為了保證教學(xué)質(zhì)量,需要加強師資隊伍建設(shè)。

        5.1.1 課程團隊建設(shè)

        采用以“老”帶“新”的課程團隊模式,資深年老教師接觸食品企業(yè)的機會比較多,具有豐富的實踐經(jīng)驗,建立老、中、青的課程團隊組合,既保證了教學(xué)質(zhì)量,又給予青年教師學(xué)習(xí)的機會,增強了青年教師實踐經(jīng)歷。

        5.1.2 教師專業(yè)知識培訓(xùn)

        派遣教師參加食品機械設(shè)備專業(yè)知識培訓(xùn),特別進入食品工廠生產(chǎn)企業(yè)進行定期駐廠實踐,這也是工程教育專業(yè)認證標準對師資隊伍的要求。通過強化教師食品機械設(shè)備專業(yè)知識和實踐經(jīng)歷,增強教學(xué)實踐能力,保證教學(xué)質(zhì)量。

        5.1.3 聘請食品加工企業(yè)經(jīng)歷人員

        工作效果證明,具有食品加工企業(yè)工作經(jīng)歷教師的實踐教學(xué)效果要顯著高于高校科班出身的教師,這些教師對食品機械設(shè)備實際生產(chǎn)加工具有深刻的理解,授課內(nèi)容更加接近實際生產(chǎn),傳授的專業(yè)知識更具實踐性,可以達到學(xué)生能力培養(yǎng)的目的。

        5.2 實踐教學(xué)基地建設(shè)

        5.2.1 校內(nèi)實踐教學(xué)基地建設(shè)

        沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院建設(shè)有中試實踐教學(xué)基地,擁有飲料、乳品、釀酒、精深加工等多條中試生產(chǎn)線及加工設(shè)備,利用現(xiàn)有機械設(shè)備資源,建立“食品機械設(shè)備”實驗、實習(xí)實踐教學(xué)基地,強化“食品機械設(shè)備”課程對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。

        5.2.2 校外實踐教學(xué)基地建設(shè)

        目前,校外實踐教學(xué)基地均為食品產(chǎn)品加工企業(yè),只能達到認識食品機械設(shè)備的目的,并不能深入掌握食品機械設(shè)備的工作原理、用途、參數(shù)配置等核心知識。因此,增加在食品機械設(shè)備制作企業(yè)建設(shè)實踐教學(xué)基地,從根本上學(xué)習(xí)食品機械設(shè)備專業(yè)知識,增強對食品機械設(shè)備應(yīng)用的掌握程度。

        5.3 虛擬仿真實驗教學(xué)平臺建設(shè)

        虛擬仿真實驗是借助計算機和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建虛擬的食品機械設(shè)備,學(xué)生通過操作虛擬設(shè)備,使理論知識更加直觀化[9],對食品機械設(shè)備的工作原理和操作運行能有更好的掌握,虛擬仿真技術(shù)可以非常好地彌補食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生對機械設(shè)備想象力不足,以及實物機械設(shè)備不足的問題。因此,虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)被眾多高校采用。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)近年也在致力于建設(shè)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺,以食品機械設(shè)備、食品加工設(shè)備生產(chǎn)線及專業(yè)特色為切入點,建設(shè)了漿果精深加工生產(chǎn)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺,并以此為主題,獲省級轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育項目,為食品科學(xué)與工程專業(yè)“食品機械設(shè)備”課程教學(xué)起到了顯著推動作用。

        5.4 線上教學(xué)資源利用

        隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,慕課等線上教學(xué)模式成為高校進行教學(xué)改革的必然趨勢[10],慕課平臺資源共享和開放的優(yōu)點,使學(xué)生在接受學(xué)校教師授課的同時,還可以學(xué)習(xí)相同課程校外其他教師的教學(xué)過程[11],通過優(yōu)勢互補,可以更好地完成課程知識點的掌握理解。因此,合理利用校外優(yōu)秀線上資源,對于課程教學(xué)效果具有積極作用。

        6 結(jié)語

        “食品機械設(shè)備”課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)工程教育專業(yè)認證課程體系的重要組成,隨著教育理念、社會需求、教學(xué)方法的發(fā)展,對課程建設(shè)提出了新的要求。教學(xué)主體從教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生,教學(xué)模式也從傳授知識轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生能力,這要求從課程建設(shè)、教學(xué)方法、考核方式、學(xué)生指導(dǎo)、教學(xué)資源等方面對課程進行改革,以培養(yǎng)學(xué)生實踐能力。并且,在以后的教學(xué)過程中,應(yīng)隨時代發(fā)展及時改進,保證課程建設(shè)的先進性,從而為培養(yǎng)合格食品工程專業(yè)技術(shù)人才提供保障。

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