“OBE理念”下的《食品物性學(xué)》教學(xué)改革探析

趙萌 楊楠

摘 要：為適應(yīng)工程教育專業(yè)認(rèn)證的新趨勢，本文介紹了湖北工業(yè)大學(xué)《食品物性學(xué)》的課程改革，主要介紹了本課程的畢業(yè)要求、課程目標(biāo)、具體實施過程及未來需要改進(jìn)的地方，為其他院校的《食品物性學(xué)》教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞：食品物性學(xué)；OBE理念；教學(xué)改革

工程教育專業(yè)認(rèn)證是國際認(rèn)可的一種工程教育質(zhì)量保證制度，可實現(xiàn)工程教育和工程師資格的國際互認(rèn)。2015年10月，教育部牽頭成立了中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會，由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會、學(xué)會匯通該領(lǐng)域的教育工作者和相關(guān)行業(yè)、企業(yè)專家一起組織實施我國工程教育認(rèn)證工作。目前，工程教育專業(yè)認(rèn)證已成為中國大學(xué)工科教育評估的風(fēng)向標(biāo)之一。以食品科學(xué)與工程專業(yè)為例，國內(nèi)近百所高校提交了認(rèn)證申請，其中已有西北農(nóng)林大學(xué)、華南理工大學(xué)、江南大學(xué)、中國海洋大學(xué)、吉林大學(xué)等20余所大學(xué)通過了認(rèn)證，湖北工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)處于申請受理過程中。

一、 課程的畢業(yè)要求及課程目標(biāo)

OBE理念，即產(chǎn)出導(dǎo)向（outcomebased）理念，是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念，注重畢業(yè)生質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)：（1）想讓學(xué)生取得什么樣的學(xué)習(xí)成果；（2）為什么要取得這些學(xué)習(xí)成果；（3）如何有效地幫助學(xué)生取得這些成果；（4）如何有效了解學(xué)生的掌握情況，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果。《食品物性學(xué)》主要講授食品和食品原料的分子物理特性、基本物理特性、流變學(xué)、質(zhì)構(gòu)學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等特性，及其測定分析方法。《食品物性學(xué)》是近年來湖北工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)增開的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本課程教學(xué)使學(xué)生較為全面地掌握食品物理特性，以進(jìn)一步豐富食品科學(xué)與工程專業(yè)原來以食品化學(xué)、食品微生物、食品工程等為主的知識體系。

結(jié)合課程內(nèi)容和OBE理念，湖北工業(yè)大學(xué)《食品物性學(xué)》的雙語課程支撐以下三個畢業(yè)要求：（1）畢業(yè)要求2.4（問題分析）：能夠運用數(shù)學(xué)、生物化學(xué)和工程科學(xué)的理論知識并結(jié)合文獻(xiàn)，分析食品品質(zhì)形成和變化規(guī)律的復(fù)雜問題的，得出有效結(jié)論；（2）畢業(yè)要求4.2（研究）：根據(jù)研究方案，采用合理的實驗手段收集食品組分、結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析解釋；（3）畢業(yè)要求10.3（溝通）：具備一定國際視野，能夠與在跨文化背景下，與國內(nèi)外業(yè)界同行進(jìn)行溝通和交流。

對應(yīng)的課程目標(biāo)是：（1）掌握食品流變學(xué)、食品質(zhì)構(gòu)、熱電等物性的基本概念、原理和測量方法，掌握食品物性的微觀結(jié)構(gòu)分析的方法和原理，可以分析總結(jié)加工過程中食品物性變化規(guī)律，為實際生產(chǎn)提供參考；（2）掌握食品物性學(xué)的基本概念、原理和測量方法，可制定合理的研究方案，采集食品物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析解釋；（3）掌握食品流變學(xué)相關(guān)英文詞匯，提高英文閱讀、翻譯、書寫等能力。

二、 課程的具體實施過程

在教學(xué)過程中，《食品物性學(xué)》課程的主要章節(jié)為緒論、分子物理特性、基本物理特性、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等內(nèi)容。具體教學(xué)內(nèi)容如下表所示：

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容重點難點能力培養(yǎng)教學(xué)要求學(xué)生任務(wù)

第一章：緒論1. 食品物性學(xué)相關(guān)概念及研究內(nèi)容；2. 食品物性學(xué)的發(fā)展；3. 食品物性學(xué)研究目的、研究方法及發(fā)展現(xiàn)狀。結(jié)合實例介紹相關(guān)概念、研究內(nèi)容以及意義。重點講解食品物性學(xué)的概念及涵蓋的內(nèi)容和意義。難點是食品物性學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和前沿研究。了解食品物性學(xué)的發(fā)展歷程與趨勢；理解食品物性學(xué)的主要內(nèi)容和任務(wù)；掌握食品物性學(xué)的相關(guān)概念和專業(yè)術(shù)語。復(fù)習(xí)，理解和記憶專業(yè)名詞和術(shù)語，形成基本概念。查閱食品物性學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。

第二章：食品的形態(tài)與物理性質(zhì)1. 食品分散體系的定義和劃分原則；2. 食品的微觀結(jié)構(gòu)域作用力及其在食品體系中的作用；3. 高分子的鏈柔性與構(gòu)象；4. 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與內(nèi)聚能及其在食品體系中的應(yīng)用。本章重點從四個角度講解食品的形態(tài)與物理特性。難點是食品微觀作用力和內(nèi)聚能對食品體系的影響。1. 食品及食品物料的組織結(jié)構(gòu)和基本物理特征；2. 掌握食品大分子的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)和作用力；3. 掌握食品中水分的狀態(tài)及物理特性；4. 了解食品典型體系。根據(jù)課程需要復(fù)習(xí)高分子物理、物理和食品化學(xué)相關(guān)知識。根據(jù)本章內(nèi)容將查閱關(guān)于食品的典型體系和組織結(jié)構(gòu)材料。

第三章：黏性食品流變學(xué)特性1. 流變學(xué)簡介，基本概念和原理；2. 牛頓流體的流變學(xué)特征、本構(gòu)方程及牛頓內(nèi)摩擦定律；3. 非牛頓流體的流變學(xué)特征及本構(gòu)方程。重點是流變學(xué)的基本概念（剪切應(yīng)力，應(yīng)變，粘度）和規(guī)律（牛頓內(nèi)摩擦定律，非牛頓的冪指數(shù)等模型）。難點是非牛頓流體的流變學(xué)特征和機(jī)制。1. 掌握黏度的基本概念和原理；2. 掌握流體粘度的基本測量方法；3. 理解食品流變學(xué)與食品的加工和品質(zhì)的關(guān)系。查閱資料，總結(jié)不同種類非牛頓流體的現(xiàn)象和機(jī)理，加深理解。查閱牛頓流體與非牛頓流體的相關(guān)知識，如典型體系和表現(xiàn)。

第四章：黏彈性食品流變學(xué)特性1. 黏彈性食品的流變特性及粘彈性的基本概念、意義；2. 描述粘彈性流體的流變學(xué)基本力學(xué)模型；3. 應(yīng)力松弛及蠕變的概念和數(shù)值解析；4. 靜態(tài)流變學(xué)測量方法和原理；5. 動態(tài)流變學(xué)測量方法及原理；6. 粘彈性流體流變學(xué)在食品中的應(yīng)用。重點是以模型對粘彈性食品的流變學(xué)特性進(jìn)行介紹，并重點講解靜、動態(tài)流變學(xué)測量方法以及流變在食品中的應(yīng)用。難點是粘彈性力學(xué)模型及動態(tài)流變學(xué)的原理。1. 掌握粘彈性的基本概念；2. 掌握黏彈性食品的流變特性；3. 掌握靜態(tài)流變學(xué)和動態(tài)流變學(xué)的測量原理和方法；4. 掌握食品黏彈性與食品的加工和品質(zhì)的關(guān)系。根據(jù)授課內(nèi)容，布置作業(yè)，重點掌握粘彈性力學(xué)模型的推導(dǎo)及應(yīng)用，如麥克斯韋模型，開爾文模型等。查閱粘彈性食品的相關(guān)知識。了解實際生產(chǎn)生活中的食品粘彈性表現(xiàn)。

第五章：食品質(zhì)構(gòu)特性1. 食品質(zhì)構(gòu)概論、定義、研究目的、分類及方法；2. 食品質(zhì)構(gòu)的評價術(shù)語；3. 食品質(zhì)構(gòu)的感官檢驗，定義、分類、方法；4. 食品質(zhì)構(gòu)的儀器測定；5. 食品質(zhì)地評價應(yīng)用分析。重點結(jié)合教材和實例的講解食品的質(zhì)構(gòu)特性及檢測；難點是相關(guān)測定方法和應(yīng)用分析。1. 了解食品質(zhì)構(gòu)的分類方法（Szezesniak法和Sherman法）；2. 掌握食品質(zhì)構(gòu)的專業(yè)術(shù)語和意義；3. 掌握食品質(zhì)構(gòu)的評價方法：儀器檢測和感官評價；4. 了解食品質(zhì)構(gòu)的儀器測定與感官檢驗的關(guān)系。查閱食品感官評價的標(biāo)準(zhǔn)。閱讀食品質(zhì)構(gòu)和感官評價的相關(guān)資料和書籍。

第六章：食品的熱物性1. 食品的基本熱力學(xué)參數(shù)和意義：熱導(dǎo)率、比熱容、焓；2. 食品熱特性的分析與測定：量熱計、差示掃描量熱儀。重點是結(jié)合應(yīng)用實例介紹食品的基本熱參數(shù)以及熱特性的分析與測定。1. 掌握DSC測定原理；2. 了解大分子熱運動的特點、大分子的力學(xué)狀態(tài)和熱狀態(tài)；3. 掌握食品熱特性的分析與測定方法。查找資料，深入掌握DSC的相關(guān)知識及測量中的計算。查閱資料，了解決定食品熱學(xué)的主要性質(zhì)以及應(yīng)用。

第八章：食品的電特性及其應(yīng)用1. 食品介電特性、介電松弛、電導(dǎo)現(xiàn)象的基本概念、現(xiàn)象及意義；2. 電磁輻射現(xiàn)象的原理及在食品中的應(yīng)用。重點結(jié)合實例介紹食品的電特性及其應(yīng)用；重難點是電特性的測定原理。1. 掌握食品電特性的基本概念及原理；2. 了解微波技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用；3. 了解高壓脈沖電場磁場技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用；4. 了解靜電分離裝置。通過查閱資料，了解電學(xué)特性在食品生產(chǎn)加工過程中作用。查閱資料，了解食品電學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用。

三、 課程目前的問題及需要改進(jìn)的地方

目前，本課程存在的問題及改進(jìn)方法是：（1）學(xué)生過程管理有待加強(qiáng)，希望可以通過4次作業(yè)和2次小測來提高學(xué)生對內(nèi)容的理解，同時給老師反饋學(xué)生的掌握程度；（2）只有理論教學(xué)，缺少實驗教學(xué)，學(xué)生動手能力有待提高，希望下一步可以增加2-4個食品物性實驗，如流變特性、熱物性、光學(xué)性質(zhì)等。

工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位和畢業(yè)生質(zhì)量，可促進(jìn)工程教育與食品產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)系，增強(qiáng)工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性。這也要求我們教師要多與企業(yè)合作交流，傾聽企業(yè)對從業(yè)人員食品物性知識的需求，更好地服務(wù)產(chǎn)業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張磊.工程教育認(rèn)證環(huán)境下的“食品物性學(xué)”教學(xué)內(nèi)容探索[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2017（10）.

[2]周文化，鄭仕宏，林親錄，李婷.基于專業(yè)認(rèn)證理念的食品科學(xué)與工程類專業(yè)的建設(shè)[J].中國林業(yè)教育，2015，33（6）：28-33.

作者簡介：

趙萌，副教授，湖北省武漢市，湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院品科學(xué)與工程專業(yè)；

楊楠，湖北省武漢市，湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院品科學(xué)與工程專業(yè)。