淺談基于OBE理念的食品工程專業(yè)“機械基礎”課程改革

鄧 紅，楊天歌，孟永宏，楊雅麗，黃小麗

淺談基于OBE理念的食品工程專業(yè)“機械基礎”課程改革

鄧 紅，楊天歌，*孟永宏，楊雅麗，黃小麗

（陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院，陜西西安 710062）

“機械基礎”課程是陜西師范大學食品科學與工程專業(yè)的一門必修基礎課，對于培養(yǎng)學生的工程理念、工科素養(yǎng)和實踐動手能力都有非常重要的作用。將美國的OBE引入食品專業(yè)“機械基礎”課程的教改中，適應了現(xiàn)代社會高速發(fā)展的食品企業(yè)對應用型工程人才的知識、能力與素質培養(yǎng)一體化的要求，且關注對學生的實際工作能力與素質的評價，對于提升西部食品工程人才的質量、加快形成與國際接軌的工程教育專業(yè)認證體系建設均有積極作用。

OBE教育模式；食品工程；機械基礎；課程改革

“機械基礎”是陜西師范大學食品科學與工程等專業(yè)[1]的基礎必修課程，包括工程力學、機械零件、傳動機構、機械設計、設備與工程材料等多方面的內容，該課程非常重視專業(yè)知識的工程應用和實踐技能的培養(yǎng)，特別需要將理論與實際生產相聯(lián)系，以提高學生理解掌握知識點的能力[2-3]。同時，“機械基礎”對提高工科學生的實踐動手能力、空間理解能力和團結協(xié)作能力，發(fā)揮個人學習的積極性和潛能都有重要作用[4]。而將流行歐美的OBE（Outcome-based education） 模式引入“機械基礎”教學中，對提高食品工程應用型人才的培養(yǎng)質量有積極影響。

最早在美國出現(xiàn)的“以成果為導向的教育”模式（Outcome-based education，OBE），是20世紀80年代興起的與以學科為導向的傳統(tǒng)教育模式完全不同的用以提升質量的教育范式改革，OBE模式“關注學生畢業(yè)后應取得的學習成果”，在校期間通過與之相適應的課程體系、教學策略、計劃安排等來確保學生達成這些成果[5-6]。OBE教育模式中“清晰列出了學生學習后所有的實質性成果，并設計明確且客觀的評判標準”的做法，適應了化工、機械、食品等加工行業(yè)工程技術領域企業(yè)對人才的需求。OBE模式同樣也在澳大利亞、紐西蘭、英國等歐美國家得到了廣泛運用。我國引入OBE模式相對較晚，目前各個工科專業(yè)院校的工程教育中應用較多。以教育改革的主流理念——OBE理念引導和促進專業(yè)建設，推動我國的工程教育改革，保障和提高工程教育的人才培養(yǎng)質量是近年來工科院校普遍關注的焦點[7-8]。

為了適應食品科學與工程教育改革的需要，加快食品工程專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的步伐，按照“OBE”（“產出導向”模式） 的理念，從以下幾個方面進行“機械基礎”課程改革。

1 以食品工程培養(yǎng)目標為引導 逆向構建“機械基礎”課程體系

“民以食為天”，隨著經(jīng)濟與社會的不斷發(fā)展，作為國民經(jīng)濟支柱產業(yè)的食品加工業(yè)到2020年預計總產值將達到20萬億元，在科技信息迅猛發(fā)展的今天，食品工程應用型人才的培養(yǎng)已成為食品產業(yè)競爭中制勝的主要因素。

食品工程人才培養(yǎng)目標的擬定必須面向工業(yè)界，以企業(yè)人才需求和食品加工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢為基礎，不僅要有豐富的機械工程類工科專業(yè)基礎知識，還需要扎實的工程實踐與動手能力，具有跨學科的合作意識，更需要良好的交流能力、合作精神及領導能力，能應用掌握工程機械與工藝技術等，準確判斷和解決工程實際問題，勝任復雜多變的職業(yè)技術領域的工作需要，還需要具備國際化視野和現(xiàn)代工程師素質[3，9]。

為此，“機械基礎”課程需面向企業(yè)與生產一線，一切教學活動和課程內容均是達到學習產出的手段和方法而不是教育目的，“機械基礎”課程體系強調個性化教學，按照“學科專家、用人單位、工程精英、畢業(yè)學生”等群體的不同意見，制定不同的教學方案，給不同層次和水平的學生提供不同的學習機會[10]。所以，將OBE工程教育理念貫穿于“機械基礎”中，逆向設計課程體系，就是指教學目標（學生預期學習產出）先于教學內容而存在，對學生畢業(yè)時應達到的能力及其水平有清楚的構想，即以面向企業(yè)需要為目標，修訂完善課程教學大綱，使課程內容更加全面系統(tǒng)，并關注學生的實踐動手能力，使學生能夠熟練掌握與靈活應用機械工程知識，能夠使用和維護食品加工常用機械，使畢業(yè)生能夠盡快適應崗位的需求。

因而“機械基礎”課程，必須以食品行業(yè)、農產品加工產業(yè)發(fā)展及職場需求進行定位，在學生系統(tǒng)地掌握工程力學基礎理論、機械設備運行知識、機電設備維護技能等內容的同時，通過金工實習、參觀認識、中試生產實習、畢業(yè)實習等實踐活動使學生將理論知識與工程實際結合起來，得到機械工程師、制造工藝師和產品服務工程師等綜合訓練，從而為將來從事食品加工、工程機械、創(chuàng)新設計等工作打下基礎。聘請食品工程領域機械行業(yè)專家給學生授課，讓學生對食品機械設備的實際加工制造技術、設計應用與智能開發(fā)、運行維護與營銷等方面都有詳細全面的了解，并用工廠實例檢測學生對知識的掌握程度，讓食品加工企業(yè)專家參與到人才培養(yǎng)質量的評價活動中，建立一套“易觀察與可測量”的質量標準，以滿足食品工程行業(yè)對機械工程人才培養(yǎng)的需求。

2 以課堂教學檢查為基礎 調整優(yōu)化“機械基礎”教學內容方法

OBE模式中的計劃、實施、檢查、行動4個要素缺一不可，所以食品工程“機械基礎”課程的資源、教學的內容與手段方法都必須圍繞食品工程專業(yè)的預期目標而展開[11-12]；在逆向構建“機械基礎”課程體系的基礎上，通過課堂教學檢查（課堂測試、督導同行專家聽課等多種形式），了解和反饋學生對課程知識點的掌握情況、獨立完成作業(yè)的水平，發(fā)現(xiàn)學生的課堂知識理解程度與疑惑，以及課程采取的教學方法與手段取得的效果，及時解決存在問題，確?！皺C械基礎”課程預定教學目標的實現(xiàn)。同時，由于“機械基礎”課程涉及多個學科，包括物理、化學、材料、化工、機械等領域，含有較多的工程知識和專業(yè)常識，按照“OBE”模式要求，根據(jù)教學檢查情況，需要整合精簡與“工程制圖”“食品機械設備”“食品工程原理”等課程中互相重復的內容，有選擇性地刪除該門課程中那些純理論公式的復雜推導過程（如傳動機構章節(jié)講述的彎曲疲勞強度、接觸應力強度、有效拉力等），只講解公式實際的具體應用情況；同時利用文獻數(shù)據(jù)庫查閱最新知識，在課程中增加新概念、新標準，再結合科研項目的先進技術和新的工程應用實例（如蘋果冷破碎設備等），理論聯(lián)系實際，以提高學生工程應用和解決實際問題的能力。

在教學檢查的基礎上，明確課程的每節(jié)課對于實現(xiàn)預期“學習產出”的貢獻度，綜合應用多種教學形式，發(fā)揮學生主動學習的積極性，以順利完成預期目標。比如，對于機械基礎理論知識，課堂上以講授為主、練習為輔；對于設備專業(yè)常識，采用自學為主、討論為輔；對于機械工程設計，以練習為主、引導答疑為輔；對機械設備運行，以分組討論為主、專題講座為輔；對于實際應用，以中試實習鍛煉為主、參觀為輔。通過案例分析檢查課前知識學習情況，運用答疑解惑、研討式教學引導學生學習，以“小組合作、任務驅動、自主學習”的形式調動學生參與課堂討論的積極性，通過不斷改進教學手段與內容、提高教學水平及檢查方式加強學生學習的主動性，提升教學質量和效率，保質保量完成各個階段學習任務；并利用校外實習基地工廠或校內中試實驗室便利的設施和設備進行現(xiàn)場教學、直觀示范和演示等，充分發(fā)揮“工程環(huán)境”教學優(yōu)勢，創(chuàng)造讓學生接觸生產實際的機會，不斷積累實踐知識，激發(fā)求知欲。

當然，除了采用CAI多媒體教學外，還要充分利用網(wǎng)絡教學平臺及課件講稿、微課資源、課程教學視頻、動畫演示、情景模擬、3D仿真、課程輔導與練習、自測試題庫等資源使學生更好地開展自學，充分滿足學生的立體需求；建立“在線學習社區(qū)”和課外線上的“互動與反饋”，根據(jù)學生的反饋，及時對資源和素材進行必要的補充；也可以開發(fā)“機械基礎”課程微信公眾號，充分利用移動自媒體以擺脫時間和地域的限制，讓學生便捷高效隨時學習，這種輕松和隨意且利用瑣碎的時間持續(xù)地學習，不僅拓展學習到課堂之外，發(fā)展學生深層次認知能力，課程教學的效果也得到很好改善。

同時，在課程學習過程中，積極鼓勵食品工程專業(yè)的低年級學生直接參加任課教師的相關課題研究（如冷破碎分離機、果籽分離機設備研發(fā)等），將所學基礎理論與專業(yè)知識直接應用于工程實踐，充分利用現(xiàn)有儀器設備，進行具有工程特征的綜合性的真實與虛擬的實驗與驗證，以現(xiàn)代的工程教育實踐的觀念作為指導，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，訓練工程實踐的能力，實現(xiàn)教學目標。

3 以教學評價為核心 持續(xù)改進食品工程人才培養(yǎng)質量

中國工科類高校目前正在積極開展“工程教育專業(yè)認證”，其中OBE理念非常重要的內容之一就是“評估學習產出”，所以合理設計并對學生各項能力進行客觀評價是不斷改進課程的重要內容。“機械基礎”課程正在逐步建立和完善學生成績評價體系，逐步實施基于課程模塊的課程評價方法，即“課程成績由3個部分（終結性評價20%、過程性評價60%和創(chuàng)新能力評價20%）”組成，終結性評價主要是期中和期末考試成績，過程性評價包括平時小測驗成績、出勤、問卷、小組討論、文獻查閱或調研情況、PPT答辯等，創(chuàng)新能力評價主要考查機械傳動方案設計、簡圖繪制、運動仿真、數(shù)據(jù)分析等知識應用能力。這樣的課程評價對學生清晰表達、撰寫報告、團結協(xié)作等方面的能力起到初步培養(yǎng)的效果，通過落實多層次的“機械基礎”課程教學檢查與反饋、課程考核與情況分析、學生成績組成與分布規(guī)律研究等，將學生評價由靜態(tài)走向動態(tài)，注重學生學習創(chuàng)新能力的提高，有利于改進教學質量和增強畢業(yè)生工程素養(yǎng)。

在此過程中，任課教師需要充分利用自身扎實的專業(yè)理論和廣博的基礎知識與超強的動手能力，投入精力和心血分解教學目標與選擇教學方法，設計各種方案正確引導學生積極思考，在傳授機械基礎理論、機械設計新技術和工程應用新知識的同時，培養(yǎng)教師的工程設計與應用能力、終身學習與創(chuàng)新能力。同時花力氣和時間精心設計教學內容和教學方法，鼓勵學生多實習、多動手、多參觀，緊密聯(lián)系生產實踐，掌握機械專業(yè)基礎知識，教出特色和成效，適應科技迅猛發(fā)展。

總之，深刻理解OBE教育理念并進行實踐和探索，以學生未來就業(yè)崗位需要與職業(yè)發(fā)展為導向確立培養(yǎng)目標，以“產出導向”模式改革“機械基礎”課程，重構教學課程體系與教學內容，對發(fā)揮教師個人優(yōu)勢并創(chuàng)造獨特有效的教學風格，實現(xiàn)個性化教學都有積極作用，對縮短高校教育與企業(yè)需求之間的差距，加快實現(xiàn)食品工程卓越工程師和技術創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標，服務西部地方的經(jīng)濟建設與社會發(fā)展均有重要意義。

[1]陳宗道，闞建全，張洪瑜，等.食品科學與工程專業(yè)本科教育的比較研究 [J].中國高等農業(yè)教育，1999（1）：28-32.

[2]陳良，郭瑞麗，李江兵.“OBE”模式下的“化工機械基礎”課程教學改革 [J].教育現(xiàn)代化，2017（4）：39-40.

[3]曾達幸，李飛，侯雨雷，等.基于OBE工程教育理念的機械原理課程設計改革 [J].教育教學論壇，2016（21）：20-21.

[4]劉瑩，申永勝.美國加州大學圣地亞哥分校機械基礎實踐教學的模式與啟示 [J].中國大學教學，2006（4）：57-59.

[5]Glatthorn AA.Outcome-based education：Reform and the curriculum process[J].Journal of Curriculum&Supervision，1993（8）：119-122.

[6]海鶯.基于OBE模式的地方工科院校課程改革探析 [J].當代教育理論與實踐，2015，7（4）：37-39.

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[8]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式—汕頭大學的實踐與探索 [J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

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[10]李志義.解析工程教育專業(yè)認證的成果導向理念 [J].中國高等教育，2014（17）：7-10.

[11]山寶琴，劉羽.基于OBE模式的環(huán)境工程教學體系探索 [J].陜西教育（高教），2016（3）：64-65.

[12]Shanks J．Unintended Outcomes:Curriculum and outcomebased education[C].The Annual Meeting of the American Educational Research Association，Atlanta，1993 （14）：12-16．◇

Course Reform of Mechanical Foundation Based on OBE Idea for the Specialty of Food Engineering

DENG Hong，YANG Tiange，*MENG Yonghong，YANG Yali，HUANG Xiaoli
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi'an，Shaanxi 710119，China）

Mechanical Foundation is a compulsory course for the students of major of food science and engineering， which plays a very important role in cultivating students'engineering idea and literacy and practical ability.The american model of OBE was introduced into the course teaching reform of Mechanical Foundation to adapts to the requirements of high-speed development food enterprises in the modern society for the engineering application talents training.The requirements needed to emphasizes the integration of knowledge，ability and quality for engineering students.This model paid more attention to the evaluation of the students'actual work ability and quality.It has had a positive effect to improving the quality of food engineering talents in western province and accelerating the formation of the professional certification system of engineering education which is gear to international standards.

OBE education model；food engineering；Mechanical Foundation；curriculum reform

G640

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.054

1671-9646（2017） 10b-0086-03

2017-07-15

陜西師范大學2016年度課堂教改項目（16KG29）；陜西師范大學2016年度綜合教改項目（16JG27）。

鄧 紅（1967— ），女，博士，副教授，研究方向為食品工程。

*通訊作者：孟永宏（1976— ），男，博士，副教授，研究方向為食品機械。