劉薈萃，王樹林，葉英，韓麗娟，陳霞

青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院（西寧 810016）

“食品工程原理”是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)和物理化學(xué)等基礎(chǔ)上開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是青海大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程。該課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)食品工藝學(xué)、食品機(jī)械與設(shè)備等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，在食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系起到承上啟下的作用?！笆称饭こ淘怼笔且婚T工程性極強(qiáng)的課程，主要研究內(nèi)容包括食品加工和生產(chǎn)過程中各種單元操作的基本原理、工藝計算、設(shè)備選型、設(shè)備參數(shù)設(shè)計等[1-2]。

由于“食品工程原理”課程通篇涉及大量的公式推導(dǎo)、工藝計算、設(shè)備構(gòu)造等，導(dǎo)致教學(xué)過程枯燥乏味，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。傳統(tǒng)教學(xué)過程只能通過教師的反復(fù)講解和強(qiáng)調(diào)，進(jìn)行大量的例題練習(xí)才能迫使學(xué)生掌握相關(guān)的重難點知識。但此教學(xué)手段和學(xué)習(xí)方式導(dǎo)致學(xué)生缺乏舉一反三的能力，很難掌握靈活解題的思路，題目稍有變動便束手無策。學(xué)生在后續(xù)的課程設(shè)計中更是難以做到游刃有余。另外，對于工程背景較弱的在校學(xué)生來說，缺乏對食品機(jī)械和生產(chǎn)線的基本認(rèn)知，很難理解復(fù)雜的工程原理和設(shè)備構(gòu)造，做不到將理論與工程實際相結(jié)合[3-5]。

鑒于“食品工程原理”傳統(tǒng)教學(xué)中存在問題，探索有效的教學(xué)方式、培養(yǎng)學(xué)生對工程類課程的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性是上好食品工程原理的關(guān)鍵。結(jié)合國家教育部對新工科建設(shè)的新要求，以食品科學(xué)與工程專業(yè)在工程教育認(rèn)證過程中開展的課程改革為切入點，以學(xué)生為中心，探索“食品工程原理”課程的教學(xué)思路尤為重要，對提高食品科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)工程型人才具有重要意義。OBE是以考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，注重教學(xué)的產(chǎn)出[6-7]。青海大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)于2020年獲批國家級一流專業(yè)，推進(jìn)建設(shè)的同時正在籌備專業(yè)認(rèn)證，格外重視學(xué)生的工程教育，核心目標(biāo)是能夠培養(yǎng)滿足行業(yè)發(fā)展的工程性型人才。OBE理念正好是符合工程教育的核心理念之一。因此，將OBE理念應(yīng)用于“食品工程原理”課程教學(xué)，并結(jié)合課程目標(biāo)支撐學(xué)生的畢業(yè)要求，探索“食品工程原理”的課程建設(shè)與教學(xué)改革，為食品科學(xué)與工程專業(yè)的建設(shè)和學(xué)科發(fā)展奠定扎實的工程基礎(chǔ)，同時也為同類課程的建設(shè)和教學(xué)改革提供參考。

1 基于OBE理念的課程目標(biāo)確定

基于OBE理念，課程目標(biāo)必須能夠支撐專業(yè)畢業(yè)目標(biāo)[6]。因此，在OBE理念基礎(chǔ)上，結(jié)合國家級一流本科專業(yè)建設(shè)和專業(yè)認(rèn)證的要求，進(jìn)一步修訂課程的教學(xué)大綱，確定了“食品工程原理”的課程目標(biāo)。課程目標(biāo)分別為：（1）通過課程學(xué)習(xí)，能夠熟練掌握幾種常用的工程方法并樹立起用工程方法解決問題的觀點；（2）能夠掌握食品工程各個單元操作的基本原理及基本理論，并獨立進(jìn)行食品加工過程中有關(guān)單元操作的工藝計算、設(shè)備選型及改進(jìn)等工作；（3）能夠?qū)σ恍┖唵卧O(shè)備和工藝過程進(jìn)行設(shè)計，增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力。通過課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠?qū)W會運用“食品工程原理”課程理論中的基本原理來設(shè)計單元操作設(shè)備，樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環(huán)境保護(hù)的正確設(shè)計思想，在這種設(shè)計思想指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計，能完成給定的生產(chǎn)任務(wù)的單元操作設(shè)備。根據(jù)“食品工程原理”課程目標(biāo)與食品科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系（見表1）可知，該課程教學(xué)目標(biāo)很好地支撐學(xué)生的畢業(yè)要求。

表1 “食品工程原理”課程目標(biāo)對食品科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

2 優(yōu)化課程知識體系

“食品工程原理”課堂教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)化工程“應(yīng)用”意識?！笆称饭こ淘怼钡慕虒W(xué)內(nèi)容為食品加工和生產(chǎn)過程中的主要單元操作，來源于實際食品生產(chǎn)過程，其實踐性和應(yīng)用性極強(qiáng)。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)與實際食品生產(chǎn)結(jié)合起來，符合食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢[8]。因此，對教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配進(jìn)行優(yōu)化（如表1所示）。如在以往教學(xué)過程中，關(guān)于萃取和蒸餾章節(jié)的講解較為詳細(xì)，考慮到蒸餾和萃取在食品加工中的應(yīng)用較少，在新的教學(xué)內(nèi)容安排中將萃取章節(jié)改為自學(xué)，將蒸餾部分的教學(xué)時長進(jìn)行縮短。

表2 優(yōu)化后的食品工程原理教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配

3 基于OBE理念的線上線下混合教學(xué)模式

基于OBE教學(xué)理念，設(shè)計線上線下相結(jié)合，課前、課中、課后的教學(xué)方案，如圖1所示。

圖1 線上線上相結(jié)合的混合教學(xué)模式

3.1 食品工程原理線上教學(xué)設(shè)計

線上教學(xué)設(shè)計分為課前、課中、課后3個環(huán)節(jié)。

3.1.1 課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

教師在課前發(fā)布課程預(yù)習(xí)內(nèi)容和導(dǎo)學(xué)單。利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源如江蘇大學(xué)教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)的“食品工程原理”慕課，該慕課資源內(nèi)容豐富，教學(xué)水平高，能很好地滿足教學(xué)要求。結(jié)合青海大學(xué)學(xué)生實際情況，借鑒一部分慕課內(nèi)容，同時教師根據(jù)教學(xué)需求自行制作預(yù)習(xí)課件，同時制作導(dǎo)學(xué)單。借助“雨課堂”智慧教學(xué)平臺發(fā)布預(yù)習(xí)課件和導(dǎo)學(xué)單（如圖2所示），學(xué)生在課前完成預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。教師可以在此環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管、督促學(xué)生及時完成預(yù)習(xí)內(nèi)容并整合分析平臺數(shù)據(jù)，針對學(xué)生預(yù)習(xí)反饋及時調(diào)整線下課堂教學(xué)的教學(xué)方案，達(dá)到以學(xué)生為中心，以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)效果。

圖2 課前推送的預(yù)習(xí)內(nèi)容

3.1.2 課中教學(xué)環(huán)節(jié)

采用線上與線下相結(jié)合的形式進(jìn)行。課中線上教學(xué)主要是給學(xué)生觀看一些設(shè)備或抽象原理的相關(guān)視頻，讓學(xué)生能夠直觀地了解設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造和工作原理。較為抽象的原理也采用視頻或動畫形式進(jìn)行展示，并結(jié)合教師的講解，學(xué)生就可以快速高效地掌握。另外，在課堂教學(xué)過程中考察學(xué)生對重難點知識點的掌握情況，可借助“雨課堂”智慧教學(xué)平臺發(fā)布課堂測驗題，及時了解學(xué)生的聽課效果，測驗數(shù)據(jù)可作為過程性評價的依據(jù)（如圖3所示），同時也能督促學(xué)生聽課。即使課堂教學(xué)以線下進(jìn)行，也可同時在“雨課堂”進(jìn)行錄制，形成視頻回放，以便學(xué)生課后復(fù)習(xí)。

圖3 “雨課堂”在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

3.1.3 課后學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

該環(huán)節(jié)以線上形式進(jìn)行?！笆称饭こ淘怼闭n程知識點繁雜、工藝計算涉及公式多，在課前預(yù)習(xí)和課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，還需在課后進(jìn)一步復(fù)習(xí)和鞏固。在課后，學(xué)生可根據(jù)自身情況通過查看課件和課堂教學(xué)形成的視頻，內(nèi)化吸收所學(xué)內(nèi)容。另外，授課教師通過“雨課堂”平臺適當(dāng)推送作業(yè)和階段性測驗題，學(xué)生完成作業(yè)和測驗題后，教師批改后及時向?qū)W生反饋薄弱環(huán)節(jié)，督促學(xué)生盡早查缺補(bǔ)漏，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

圖4 課后教學(xué)活動

3.2 食品工程原理線下教學(xué)設(shè)計

進(jìn)行重難點知識點的講解，同時采用“雨課堂”平臺進(jìn)行線上管理。雨課堂主要輔助教師記錄學(xué)生簽到情況、完成課堂教學(xué)的視頻錄制。同時，在線下教學(xué)過程中，在雨課堂發(fā)布課堂測驗題，可向教師快速反饋學(xué)生對所講內(nèi)容的掌握情況。由于“食品工程原理”課程知識點繁多、公式復(fù)雜、工藝計算步驟多，所以課堂教學(xué)不能進(jìn)行單純的知識點灌輸，需要根據(jù)學(xué)情、各章節(jié)知識點特征，靈活應(yīng)用多種教學(xué)手段和教學(xué)方法，充分發(fā)揮線下課堂教學(xué)的優(yōu)勢，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，盡可能地使學(xué)生參與到教學(xué)活動中。具體采用的教學(xué)手段有：（1）加強(qiáng)課堂互動，針對學(xué)生提出的問題或者某些復(fù)雜計算題目的解答過程展開討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)生解決問題的自主能力，強(qiáng)化學(xué)生對公式的理解和應(yīng)用；（2）采用問題啟發(fā)式教學(xué)，如在講熱傳導(dǎo)、對流傳熱和輻射傳熱時，通過學(xué)生熟悉的烘焙和教室里面暖氣片的散熱等現(xiàn)象為例，啟發(fā)學(xué)生自己思考這些現(xiàn)象中各自涉及哪幾種傳熱方式；（3）比較式教學(xué)，如將熱傳導(dǎo)遵循的傅里葉定律和分子擴(kuò)散過程遵循的Fick定律進(jìn)行對比，引導(dǎo)學(xué)生掌握傳遞過程的共同點，使學(xué)生逐漸建立起完整的知識體系；（4）案例式教學(xué)，在“食品工程原理”課程中實施案例教學(xué)，將學(xué)生帶入特定事件的場景，如講解傳熱方式時，可舉出熱水杯的例子引導(dǎo)學(xué)生理解不同的傳熱方式的傳熱機(jī)理；（5）融入課程思政教育，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)要利用高校課堂教學(xué)做好思政教學(xué)，課程思政與思政課程在高校實現(xiàn)全程育人、全方位育人中都至關(guān)重要。在課程教學(xué)中潤物細(xì)無聲地融入思政教育，引領(lǐng)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，是對新時代高校教學(xué)工作的新要求，是當(dāng)前高校落實立德樹人的根本任務(wù)[9-11]?！笆称饭こ淘怼笔鞘称房茖W(xué)與工程專業(yè)理論聯(lián)系實際的一門課程，是將科研成果轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)業(yè)的課程。在該課程的教學(xué)過程中，根據(jù)專業(yè)特征、課程知識特征和教學(xué)特征等方面，深入挖掘課程所蘊含的思政元素。首先，進(jìn)行專業(yè)知識教育的同時鼓勵學(xué)生向偉大科學(xué)家學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)、增強(qiáng)民族自豪感的意識。其次，以“食品工程原理”課程中的工程問題解決方法引領(lǐng)學(xué)生樹立工匠精神。最后，通過課程中所涉及的設(shè)備選型所遵循的經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、合理等原則培養(yǎng)學(xué)生樹立綠色、環(huán)保的理念。類似的思政元素非常多，授課教師在教學(xué)過程中應(yīng)用心挖掘和組織，使專業(yè)教育與思政教育并行，培養(yǎng)能推動中華民族偉大復(fù)興的新時代青年。

4 基于OBE理念的考核模式

OBE教學(xué)理念注重教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。在“食品工程原理”課程學(xué)習(xí)之后，為評價學(xué)生的掌握程度，是否達(dá)到課程目標(biāo)要求，采用“過程性考核+終結(jié)性考核”的評價模式進(jìn)行考核，具體考核模式如表3所示。

表3 過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的考核模式

根據(jù)課程目標(biāo)制定達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的測驗和學(xué)習(xí)活動，結(jié)合課程對畢業(yè)要求達(dá)成度的支撐情況開展達(dá)成度評價，分析每個學(xué)生的畢業(yè)要求達(dá)成度。課程目標(biāo)達(dá)成度評價包括課程分目標(biāo)達(dá)成度評價和課程總目標(biāo)達(dá)成度評價，具體計算方法見式（1）和（2）。

課程分目標(biāo)達(dá)成度=總評成績中支撐課程目標(biāo)相關(guān)考核環(huán)節(jié)平均得分/總評成績中支撐課程目標(biāo)相關(guān)考核環(huán)節(jié)目標(biāo)得分 （1）

課程總目標(biāo)達(dá)成度=課程學(xué)生總評成績平均值/課程總評成績總分（100分） （2）

達(dá)成度數(shù)據(jù)超過60%即為該目標(biāo)達(dá)成。對未達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)生分析原因并提出持續(xù)改進(jìn)的方法和策略，為后續(xù)教學(xué)工作改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

5 基于OBE理念的“食品工程原理”專業(yè)核心課程建設(shè)的實施效果

緊扣學(xué)生的畢業(yè)目標(biāo)，基于OBE教學(xué)理念和雨課堂智慧教學(xué)平臺，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，在課前、課中和課后分別設(shè)計不同的教學(xué)方案并加強(qiáng)過程性考核，滿足現(xiàn)代化教學(xué)的要求，提高學(xué)生對食品工程原理等工程類課程的學(xué)習(xí)積極性，同時提高學(xué)生對專業(yè)知識學(xué)習(xí)的自信。在“全國食品專業(yè)工程實踐訓(xùn)練綜合能力競賽”中先后榮獲多個獎項。該競賽是全國性的食品工程類競賽，競技的是學(xué)生的工程實踐能力，“食品工程原理”課程的學(xué)習(xí)為學(xué)生的工程能力培養(yǎng)起關(guān)鍵作用。青海大學(xué)學(xué)子的優(yōu)異成績展現(xiàn)了其扎實的工程實踐能力，“食品工程原理”的教學(xué)效果得以充分體現(xiàn)。

6 結(jié)語

在國家級一流專業(yè)建設(shè)和專業(yè)工程認(rèn)證的背景下，緊扣學(xué)生的畢業(yè)目標(biāo)，將OBE理念融入“食品工程原理”課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法和考核過程等方面，并借助雨課堂智慧教學(xué)平臺，構(gòu)建線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，進(jìn)行“食品工程原理”專業(yè)核心課程建設(shè)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，提高課堂管理效率和教學(xué)效果。后續(xù)可根據(jù)課程目標(biāo)達(dá)成度分析，提出持續(xù)改進(jìn)的方法和策略，為教學(xué)工作改進(jìn)奠定基礎(chǔ)，推動專業(yè)建設(shè)，并為同類課程建設(shè)或教學(xué)改革提供參考。