基于CDIO理念的食品安全學課程改革與實踐

吳永祥　胡曉倩　吳麗萍　楚文靖　李豐伯　胡長玉

摘要基于CDIO工程教育理念，根據食品安全學的課程特點，從該課程的教學內容、教學模式以及考核方式方面進行了探索。通過這些教學改革與嘗試，充分調動了學生學習的積極性和主動性，提高了其分析問題、解決問題的能力，增強了其實踐創(chuàng)新與合作能力。

關鍵詞食品安全學；應用型本科；CDIO理念；課程改革

中圖分類號S-01文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）33-0254-03

Curriculum Reform and Practice of Food Safety Based on CDIO Idea

WU Yongxiang，HU Xiaoqian，WU Liping，HU Changyu* et al

（College of Life and Environment Science，Huangshan University，Huangshan，Anhui 245041）

AbstractFood Safety is an important course for food major.According to the requirements of applicationoriented universities，Food Safety course is intended to train professionals in applied technology.This article was to perform curriculum reform and practice of Food Safety on the teaching contents，teaching methods and assessment methods，according to the characteristics of this course and CDIO engineering education idea.The practice indicated that CDIO idea was helpful to promote college students independent learning ability，analyzing and problemsolving ability，practice and innovation ability，and team spirit.

Key wordsFood safety； Applicationoriented university； CDIO idea； Curriculum reform

食品安全學是食品工程專業(yè)一門理論性和應用型兼?zhèn)涞闹匾鞲烧n程，在本科生教學中占據重要地位。由于食品安全學教學內容比較多，各章節(jié)獨立性強，與食品生產經營的實踐聯系緊密，且學生對實際的工程背景沒有必要的認識，在傳統的教學方法下，學生對該課程感到枯燥乏味，產生畏難情緒，失去了學習興趣[1]。在新的教學模式下，如何調動學生學習的主動性和積極性，提高其獨立思考、分析與解決問題的能力，以及培養(yǎng)實踐創(chuàng)新和合作能力，是食品安全學教學的重要課題。

應用型本科院校的主要任務是培養(yǎng)社會需求的應用型工程人才，要求教學內容以基本理論和實用技術為中心，課程設計應以應用能力培養(yǎng)為核心，教學方法應以提高實踐技能為目標[2]。然而現階段食品專業(yè)人才培養(yǎng)模式距離應用技術型人才培養(yǎng)目標尚有一段距離，如教學內容偏重基礎理論、學生缺乏必要的工程實踐和團隊工作訓練，導致人才培養(yǎng)與社會需求相脫節(jié)。CDIO

（構思conceive、設計design、實現implement和運作operate）是工程教育的一種新型的教育模式。CDIO以產品研發(fā)到產品運行的整個生命周期為載體，通過產品化的項目設計將課程知識體系之間有機聯系起來，讓學生自發(fā)地進行課程實踐，在一定程度上能夠充分激發(fā)學生的學習興趣，較好地解決應用型本科教育中理論和實踐脫節(jié)的問題[3-4]。CDIO工程教育理念為食品安全學的課程改革與實踐提供了嶄新思路。筆者根據所在教學團隊近10年的教學經驗，結合應用型本科院校人才培養(yǎng)模式，提出基于CDIO工程教育理念的食品安全學課程改革，形成了具有特色和創(chuàng)新的教學內容、教學方法以及考核方式，并進行了初步實踐。

1基于CDIO工程教育理念的教學內容改革

食品安全學是一門新興的綜合學科，涉及微生物學、化學、毒理學、食品分析與檢測以及相關政策法規(guī)等，且教學內容更新速度較快，出版的教材往往滯后。比如2015年10月國家重新修訂頒布了新的《食品安全法》，其中食品安全監(jiān)管機構的職能發(fā)生了變化，眾多食品安全標準也進行了修訂或新增，而食品安全學的教材大多是2015年之前出版，教材內容相對滯后。因此，在教學內容上不能局限于課本內容，還需要參考國內外食品安全最新發(fā)展動態(tài)和多學科交叉發(fā)展的特點。

食品安全學涉及知識點較多，知識零散且獨立性強。教師應在CDIO理念下，準確把握教材的重難點以及教材的深度、廣度，根據食品專業(yè)人才培養(yǎng)的教學大綱和教學目標，對繁雜的知識點進行取舍與精簡，提煉成精華。將課程內容構建成“一棵樹”，教會學生如何設計“樹的主干”，讓學生自己去研究、補充“樹的枝葉”，從而提高學生的主動學習和創(chuàng)新能力。

傳統的教學內容，從環(huán)境污染、食品中有毒物質、化學物質、生物學污染、包裝材料對食品安全性的影響等，按章節(jié)依次講解，理論講授同時輔助實驗，實驗教學僅僅作為對理論教學起輔助作用的補充性課程內容，并且課程知識體系之間未能有機聯系起來[5]。近幾年，課題組基于CDIO工程教育理念，結合應用型院校學生培養(yǎng)的模式，提出通過產品化的項目設計和實現，將整個課程體系有機結合起來，學生所要學習的理論知識和需掌握的實踐技能都圍繞這個項目來設計。

以項目“市售罐藏制品的安全性評價”為例，首先，教師講解罐藏制品的種類和影響罐藏制品的不安全因素，包括環(huán)境污染、食物中天然有毒物質、化學物質、微生物污染及包裝材料污染物遷移等。其次，講解罐藏制品的加工工藝流程對食品安全性的影響，工藝流程包括選料—清洗—切塊—浸泡—預煮—裝罐—滅菌—密封。采購的原材料應符合相關產品衛(wèi)生標準的規(guī)定，避免動植物本身含有的天然有毒有害物質，或由于貯存條件不當形成的某種有毒物質，如動植物中的生物堿和生氰糖苷等對食品安全性的影響；同時避免原料的生長環(huán)境對原料安全性造成影響，包括土壤污染物中重金屬 （鎘、鉛、砷、汞等）、水體污染中酚類、氰化物、苯及其同系物等。清洗主要是清除原料表面的泥沙、生物性污染物（寄生蟲、蟲卵、致病微生物）、農藥殘留等，可以提高原料食用的安全性，延長原料的貯藏時間。預煮是一種較強烈的熱處理形式，可用于改善食品品質，同時破壞食品中熱敏性的微生物和致病菌，使原料既符合品質要求，又符合貨架期的要求。裝罐、滅菌及密封，即在罐藏制品生產和貯運過程中使用化學保藏劑和包裝材料，并通過高溫殺菌、密封，起到有效的殺菌和延緩食品腐敗變質的作用，從而提高罐藏制品的耐藏性的方法。其中罐藏制品選擇的包裝材料既不能向食品中釋放有害物質，也不與食品中成分發(fā)生反應，避免包裝材料中污染物的遷移對食品安全性的影響。與傳統教學不同，這里的知識點依據相關性有機聯系起來，而不是零散地簡單羅列，并與食品工藝學、食品保藏學、食品微生物學中的知識點形成了交叉，提高了學生的創(chuàng)新能力與綜合素質。再次，學生查閱罐藏制品安全生產過程中所涉及的上述理論知識，對知識點進行總結與思考，并設計和實施相關知識點在罐藏制品加工工藝中的應用，完成實驗的設計。然后開始小組項目，分組調查市售罐藏制品的種類，根據罐頭的衛(wèi)生標準 （肉類罐頭 GB/T 3100—2005；果蔬罐頭 GB/T 1671—2003；魚罐頭 GB/T 4939—2005等）進行安全性評價，如罐頭的外觀檢查、密封性檢查、開罐后的食材外觀和組織形態(tài)檢查、純潔度檢查、菌落總數及致病菌的檢測、食物中硝酸銀和亞硝酸鹽的檢測、食物中防腐劑含量的檢測等。最后小組獨立形成實驗報告，完成項目“市售罐藏制品的安全性評價”，從每一組隨機抽取一名學生進行最終成果匯報，學生相互提問和評分（圖1）。

通過以項目設計為中心的教育方法，使學生對課程知識融會貫通，在掌握課程理論知識的同時加強實踐技能，培養(yǎng)了學生的工程項目思維、創(chuàng)新能力和團隊協作精神，滿足了專業(yè)培養(yǎng)的需要。

2基于CDIO工程教育理念的教學方法改革

傳統教學是以“灌輸式”的教學方式向學生系統地講解一個完整的知識體系。與傳統教學方法相比，基于CDIO工程教育理念的教學主要由以教師為中心轉變?yōu)橐詫W生為中心、由以課本為中心轉變?yōu)橐皂椖繛橹行摹⒂梢哉n程為中心轉變?yōu)橐詫嵺`為中心[6]，不僅幫助學生獲取食品安全學的理論知識，而且?guī)椭鷮W生培養(yǎng)自主學習、獨立思考、解決實際問題的能力，提升其項目的設計與實現能力。

2.1任務驅動的互動式教學方法

基于CDIO工程教育理念，要以學生為中心，該教學法在教學過程中，根據知識結構的特征，將部分教學內容設計成一個或幾個大的任務，引導學生帶著任務去自主學習。將學生分成幾個不同的團隊，團隊成員進行具體分工，通過查閱資料、相互討論與交流來完成學習任務，并且將消化吸收后的教學內容制作成PPT課件，課堂上與教師互換角色，上臺演講并闡述自己對問題的認識和看法，教師解答學生的疑問。最后通過教師針對性的點播與總結，傳播相關知識點，并評選出表現最突出的團隊，予以表揚。如在學習膳食結構中的不安全因素的內容時，設計任務是讓學生自主探究“與膳食不平衡有關的疾病種類”“引起肥胖、糖尿病、心血管疾病、痛風等疾病的膳食不平衡因素”“如何進行營養(yǎng)預防”等。學生通過任務驅動的互動式教學，加深了對課堂知識的掌握，由被動接受知識變成主動學習探索，從而激發(fā)了學生學習熱情和對知識的探究精神。

2.2基于翻轉課堂的研討式教學方法

在CDIO理念的指導下，課題組為學生自主學習創(chuàng)建了食品安全學的“藍墨云班課”網絡教學平臺。網絡教學平臺上傳了根據課程知識體系制作的PPT、視頻、訓練習題等資料，讓“學生先學”；還設計了頭腦風暴、微項目、微案例及問題情景等模塊，學生之間可通過這些模塊進行問題交流與討論。學生課前需自主學習網絡教學平臺提供的資料，并完成相應的自測題。針對教師布置的研討微項目或案例，需提前獨立思考、自主分析，做好課題研討的準備。課堂上，教師按照課前設計的研討微項目或案例，讓學生自行組建研討小組。小組根據研討的目標與評價方法，獨立構建研討方案，共同探討較為復雜的問題，形成各組初步研討成果。教師調控、指導研討的全過程，引導各小組進行成果展示與匯報，小組間進行互評、提問及答辯。例如，在講解化學物質應用對食品安全性影響的內容時，以“牛奶中三聚氰胺”“鴨蛋中蘇丹紅”“肉中瘦肉精”“鎘大米”等事件為案例或項目，輔以相關視頻、新聞及圖像資料，讓學生深入分析、研討化學物質的不合理應用對食品安全性的影響，以及在日常生活中如何控制這些風險。實踐證明，采用基于翻轉課堂的研討式教學方法，給予學生更多參與學習的機會，提升了學生的團隊意識、實踐能力、分析與解決問題的能力。

2.3社會調查的實踐教學方法

CDIO理念下的社會調查的實踐教學方法注重提高學生構思-設計-實現-運作整個系統的運行能力，強調學生在“做中學”， 著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和社會責任感。貫徹“從農田到餐桌”的理念，開展果蔬種植或牲畜養(yǎng)殖、農產品采摘與貯藏、農產品加工、運輸、銷售等各環(huán)節(jié)的食品安全社會調查。

以項目“乳制品安全性的社會調查”為例，將學生分成幾個不同的小組，各小組根據自行確定的調查方法進行市售乳制品的社會調查。學生將部分乳制品樣品帶入實驗室，根據國家標準從乳制品的感官要求（色澤、滋味、組織狀態(tài)）、理化指標（脂肪、蛋白質等含量）、真菌毒素限量、微生物限量（菌落總數、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌）等方面進行實驗操作，得到調查數據，并進行深入分析。為更好地了解乳制品安全控制保證體系，組織學生前往上海乳品七廠有限公司的練江牧場實地考察飼料種植、奶牛飼養(yǎng)、乳制品加工、運輸及銷售的全過程。在考察企業(yè)的現場，企業(yè)的工程師詳細介紹乳制品的生產流程、質量控制和安全管理等內容，讓學生學習實際生產過程中處理食品安全問題的思路和措施。社會調查結束后，各組學生針對調查結果形成社會調查報告，并制作成PPT、視頻等形式進行匯報。教師組織學生進行課題討論并進行現場點評，使學生形成完整的知識體系。通過實地社會調查，加深了學生對食品安全生產與管理的感性認識，提升了溝通交流和團隊合作能力，增強了食品安全管理的責任感和使命感。

3考核方式改革

食品安全學課程以往成績的評定是從出勤情況（10%）、平時作業(yè)（30%）和期末考試（60%）3個方面進行的，這樣的考核方式不利于培養(yǎng)應用型創(chuàng)新性人才?；贑DIO工程教育理念，食品安全學的教學在理論知識、實踐操作技能和綜合素質上全面培養(yǎng)學生，因此考核評價體系必須多角度、全方位且合理化，對學生成績的評定從單純的知識點考核變?yōu)榫C合能力考核。經過多年探索，學校食品安全學的課程考核成績主要從平時考核、獨立能力評估、期末考核3方面考核。平時考核占總成績的40%，包括學生考勤（10%）、作業(yè)（20%）、翻轉課堂自學情況（20%）、PPT制作及答辯表現（30%）、課題發(fā)言討論情況（20%）；獨立能力評估占總成績的30%，主要包括課程社會調查和實踐項目完成情況（50%）、人際交流（30%）、團隊合作能力（20%）；期末考核占總成績的30%，以綜合性考察題目為主，強調知識運用的能力。通過這種全方位的綜合能力考核，不僅衡量了學生掌握基礎理論知識的程度，而且考查了學生的工程實踐和團隊合作能力，最終使學生在知識、能力、素質3個方面協調發(fā)展。

4小結

該研究基于CDIO工程教育理念的教學改革，以產品化的項目設計將整個課程體系有機地、系統地結合起來，通過實施任務驅動的互動式教學方法、基于翻轉課堂的研討式教學方法、社會調查的實踐教學方法，加深了學生對課程知識的掌握，激發(fā)了學習的熱情，培養(yǎng)了項目的設計與運行能力，提高了團隊合作精神，較好地解決了應用型本科教育中理論和實踐脫節(jié)的問題。它為學生后續(xù)的課程教學、畢業(yè)實習和畢業(yè)論文設計乃至為成為卓越工程師奠定了堅實的基礎。但隨著食品生產技術的快速發(fā)展，食品安全學課程的教學必將面對更多新問題，作為課題組成員，仍需與時俱進，在教學實踐中不斷思考和總結，及時更新教學理念、優(yōu)化教學方法，以求達到更好的教學目的。

參考文獻

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