基于OBE導(dǎo)向的“食品營養(yǎng)學(xué)”課程改革與混合式教學(xué)法研究

張艷艷，鄭建強(qiáng)，禹 曉，張 華

（鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南鄭州 450002）

0 引言

近幾年，我國每年有近10萬名食品專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)入社會(huì)，為食品產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供了重要的智力支撐和人力支撐?！笆称窢I養(yǎng)學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的十大主干課程之一。由于學(xué)時(shí)數(shù)、課程體系設(shè)置、教學(xué)觀念和教學(xué)條件等諸多因素的影響，傳統(tǒng)“食品營養(yǎng)學(xué)”的教學(xué)長期處于“重理論、輕實(shí)踐”的局面，所培養(yǎng)的學(xué)生工程能力和工程經(jīng)驗(yàn)明顯不足。

OBE（Outcome based education）是以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的教育理念，由于其人才培養(yǎng)理念、模式及操作方式貼近產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，與社會(huì)對(duì)工程應(yīng)用型人才的需求密切契合而備受用人單位認(rèn)可，其權(quán)威性已逐漸被全世界所公認(rèn)[1-2]。在OBE教育模式中，學(xué)生學(xué)到了什么和是否成功遠(yuǎn)比怎樣學(xué)習(xí)和什么時(shí)候?qū)W習(xí)重要，基于OBE模式的人才培養(yǎng)對(duì)傳統(tǒng)“食品營養(yǎng)學(xué)”的教學(xué)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下，構(gòu)建合理的“食品營養(yǎng)學(xué)”教學(xué)體系，創(chuàng)建先進(jìn)的教學(xué)模式，竭力培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、豐富學(xué)生的工程經(jīng)驗(yàn)、凸顯工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)用性和工程性是“食品營養(yǎng)學(xué)”課程教學(xué)改革的必然。

基于加拿大渥太華大學(xué)工程學(xué)院工程培養(yǎng)理念和鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)2次通過（2013年、2016年）國際工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景，針對(duì)目前“食品營養(yǎng)學(xué)”授課方式的不足，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和解決復(fù)雜工程問題的能力人才為目標(biāo)，擬對(duì)“食品營養(yǎng)學(xué)”的課程內(nèi)容和授課方法進(jìn)行改革研究。

1 加拿大渥太華大學(xué)工學(xué)院工程培養(yǎng)理念及教學(xué)特點(diǎn)

1.1 渥太華大學(xué)工學(xué)院培養(yǎng)理念

加拿大渥太華大學(xué)是安大略省直轄的公立大學(xué)，被評(píng)為加拿大頂尖大學(xué)之一，目前大學(xué)排名位列加拿大第7位和世界第171位，其研究經(jīng)費(fèi)和學(xué)術(shù)水平均位列加拿大前十強(qiáng)，其工學(xué)院在加拿大2012年工程學(xué)科排名中位列全國第4位，并在2012年美國商業(yè)內(nèi)幕雜志Business Insider評(píng)級(jí)為世界最優(yōu)秀工學(xué)院之一，位列世界第44位。渥太華大學(xué)工程學(xué)院的專業(yè)都參與工程認(rèn)證，工程認(rèn)證更強(qiáng)調(diào)OBE教育系統(tǒng)。在OBE教育系統(tǒng)中，教育者必須對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，然后尋求設(shè)計(jì)適宜的教育結(jié)構(gòu)來保證學(xué)生達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

渥太華大學(xué)工程學(xué)院的培養(yǎng)目標(biāo)是“創(chuàng)造與傳承，以滿足社會(huì)不斷變化的需求，特別是讓學(xué)生在激烈競(jìng)爭(zhēng)的全球市場(chǎng)化中選擇自己的職業(yè)”。同時(shí)強(qiáng)調(diào)畢業(yè)生具有廣泛的基礎(chǔ)知識(shí)與較強(qiáng)的工學(xué)基礎(chǔ)，畢業(yè)生具有很強(qiáng)的解決問題能力，了解健康、安全和環(huán)境問題，具有良好的人際交往溝通能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，具有良好的工作環(huán)境適應(yīng)性。工程認(rèn)證專家考核的就是確認(rèn)畢業(yè)生具有相應(yīng)的能力和達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)。畢業(yè)生品質(zhì)的評(píng)價(jià)和追蹤，需要儲(chǔ)存和分析海量的數(shù)據(jù)，這是一個(gè)難點(diǎn)，導(dǎo)致每個(gè)部門都要產(chǎn)生大量報(bào)表和工作量，為此工程學(xué)院引進(jìn)Vena平臺(tái)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該系統(tǒng)基于云端數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。Vena平臺(tái)的前端就是讓教師將教學(xué)數(shù)據(jù)填入一些Excel表格。該系統(tǒng)還內(nèi)置了數(shù)據(jù)分析功能，教務(wù)人員特別是進(jìn)行工程認(rèn)證的人員可對(duì)云端儲(chǔ)存的任意數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析。Vena平臺(tái)的應(yīng)用滿足了工程認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)，同時(shí)減輕了教師的工作量。

1.2 渥太華大學(xué)工學(xué)院教學(xué)特點(diǎn)

為了保證教學(xué)質(zhì)量，確保畢業(yè)生能力的達(dá)成度，在教學(xué)手段上工程學(xué)院主要進(jìn)行了如下改革。

1.2.1 uQuizzes

此方法是利用網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)軟件進(jìn)行早期預(yù)警，如Socrative系統(tǒng)、Kahoot平臺(tái)、Mentimeter平臺(tái)。這些平臺(tái)可以在課堂上有效與學(xué)生互動(dòng)，進(jìn)行趣味性隨堂測(cè)驗(yàn)。既可以當(dāng)堂監(jiān)測(cè)教學(xué)效果，又可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)問題的學(xué)生。

uQuizze網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)軟件見圖1。

1.2.2 分組評(píng)價(jià)工具

Rubric：在一些分組進(jìn)行的設(shè)計(jì)和平時(shí)測(cè)中，學(xué)生成績(jī)存在區(qū)分度不夠的問題，可以通過特定的算法得到修正系數(shù)Ii=EgDgCi，增加學(xué)生成績(jī)的區(qū)分度。

1.2.3 混合學(xué)習(xí)

圖1 uQuizze網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)軟件

混合學(xué)習(xí)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要強(qiáng)制學(xué)生一定要到課堂聽課，學(xué)習(xí)自由度較高，通過與普通教學(xué)方式的實(shí)例對(duì)比發(fā)現(xiàn)：混合學(xué)習(xí)方法的優(yōu)勢(shì)在于提高了中等水平學(xué)生的成績(jī)，縮小了優(yōu)差兩級(jí)學(xué)生的兩級(jí)分化。

式中：Roj表示經(jīng)典域物元，Noj表示所劃分草原生態(tài)安全的第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，j=(1,2,…,n)；Ci表示第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；(aojn,bojn)表示對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)等級(jí)j的量值范圍，即經(jīng)典域。

2 基于OBE模式的“食品營養(yǎng)學(xué)”教學(xué)內(nèi)容改革

鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院“食品營養(yǎng)學(xué)”在工程認(rèn)證課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)中支撐的是目標(biāo)導(dǎo)向（Outcome）：①能夠在社會(huì)、健康、安全、法律、文化和環(huán)境等現(xiàn)實(shí)約束條件下，設(shè)計(jì)滿足特定需求的食品新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)；②能夠根據(jù)食品的配方設(shè)計(jì)和營養(yǎng)成分在加工和貯藏過程中的特殊需求設(shè)計(jì)產(chǎn)品生產(chǎn)和加工工藝，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案；③具有食品工廠實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐經(jīng)歷，能夠客觀評(píng)價(jià)食品生產(chǎn)對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律和文化的影響。

目前，“食品營養(yǎng)學(xué)”的知識(shí)模塊為緒論（2學(xué)時(shí)）、食物的消化和吸收與代謝（2學(xué)時(shí)）、能量與平衡（2學(xué)時(shí)）、基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)（12學(xué)時(shí)）、各種食物的營養(yǎng)價(jià)值（2學(xué)時(shí)）、加工貯存等因素對(duì)食物營養(yǎng)價(jià)值的影響（2學(xué)時(shí)）、特殊人群營養(yǎng)（2學(xué)時(shí)）和公共營養(yǎng)學(xué)（2學(xué)時(shí)）等7個(gè)方面的知識(shí)內(nèi)容[3-4]。一共30學(xué)時(shí)，學(xué)分1分。

為了有效支撐課程目標(biāo)與畢業(yè)要求，提高學(xué)生對(duì)營養(yǎng)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力，擬對(duì)“食品營養(yǎng)學(xué)”的課程內(nèi)容進(jìn)行如下改革：在保留原有知識(shí)模塊體系基礎(chǔ)上增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)模塊，即營養(yǎng)平衡調(diào)查、營養(yǎng)食譜設(shè)計(jì)和營養(yǎng)標(biāo)簽的制定、營養(yǎng)專題調(diào)研與設(shè)計(jì)、熱點(diǎn)問題辯論賽、參加大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、參與教師科研課題等實(shí)踐活動(dòng)。自主學(xué)習(xí)內(nèi)容與原有的知識(shí)模塊相互補(bǔ)充，目標(biāo)導(dǎo)向明確，真正促進(jìn)了學(xué)生動(dòng)手能力的提高和分析思考能力的鍛煉。

食品營養(yǎng)學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革見表1。

3 基于OBE模式的“食品營養(yǎng)學(xué)”混合式教學(xué)研究

隨著高等教育信息化的迅速發(fā)展，信息技術(shù)正以驚人的速度改變著大學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，但隨著第一輪研究與實(shí)踐的熱潮退去之后，人們逐步回歸理性。在線學(xué)習(xí)的方式具有豐富的多媒體資源、便捷的協(xié)同交流、友好的互動(dòng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但不能完全替代教師的課堂教學(xué)。混合式教學(xué)是傳統(tǒng)教學(xué)（Face to face）與網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)（E-Learning）優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的一種教學(xué)模式，是目前高校教學(xué)改革的一個(gè)重要研究方向[5]?；贠BE教育理念，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)，在教學(xué)方式上充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體、以學(xué)生為中心，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度，以學(xué)生學(xué)到了什么為目標(biāo)。將教學(xué)過程分為課前、課中和課后3個(gè)階段的設(shè)計(jì)。

表1 食品營養(yǎng)學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革

3.1 課前階段

主要是教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提前發(fā)布學(xué)習(xí)資料，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，屬于知識(shí)傳授階段，在這個(gè)階段，設(shè)計(jì)了針對(duì)教師和學(xué)生的不同學(xué)習(xí)活動(dòng)。

圖2 課前階段學(xué)習(xí)活動(dòng)

網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以是學(xué)校的學(xué)生系統(tǒng)，也可采用Socrative，Kahoot，Mentimeter平臺(tái)，以及清華大學(xué)開發(fā)的“雨課堂”平臺(tái)。這些網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)都可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)課程資料的發(fā)布、測(cè)試題目的設(shè)計(jì)和發(fā)布，測(cè)試結(jié)果的在線實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。

“雨課堂”教師電腦端口和“雨課堂”學(xué)生手機(jī)端口見圖3。

3.2 課中階段

課堂面對(duì)面的教學(xué)仍然是教學(xué)中必不可少的核心環(huán)節(jié)，在課堂學(xué)習(xí)階段，不僅要讓學(xué)生系統(tǒng)掌握課程知識(shí)，更要以培養(yǎng)其多方面的學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)。

課中階段學(xué)習(xí)活動(dòng)見圖4。

在此階段，教師的任務(wù)是講授、演示、指導(dǎo)，帶領(lǐng)學(xué)生合作、交流，進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。首先，教師需要呈現(xiàn)新知識(shí)，對(duì)課程重難點(diǎn)、核心知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，完成對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)梳理，幫助學(xué)生建構(gòu)完整而系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)；其次是安排小組合作學(xué)習(xí)，對(duì)有問題的學(xué)生提供個(gè)性化指導(dǎo)；最后是評(píng)價(jià)學(xué)生的項(xiàng)目作業(yè)和課堂表現(xiàn)，總結(jié)整個(gè)課堂學(xué)習(xí)。學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)主要包括積極參與課堂學(xué)習(xí)，鞏固知識(shí)，與教師和學(xué)生進(jìn)行討論交流，努力將課前發(fā)布的知識(shí)與課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合；其次是基于任務(wù)的小組合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)；最后是成果展示匯報(bào)。

按照OBE教學(xué)模式的要求，最終的教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生學(xué)到了什么？以基礎(chǔ)營養(yǎng)學(xué)中“蛋白質(zhì)”這一章節(jié)中的“氮平衡”這一知識(shí)點(diǎn)為例，課程設(shè)計(jì)[6]如下。

基于OBE教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)設(shè)計(jì)見表2。

圖3 “雨課堂”教師電腦端口和“雨課堂”學(xué)生手機(jī)端口

圖4 課中階段學(xué)習(xí)活動(dòng)

3.3 課后階段

課后階段是對(duì)學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程的檢驗(yàn)階段，學(xué)生應(yīng)該認(rèn)真完成教師布置的作業(yè)，并進(jìn)行有針對(duì)性地復(fù)習(xí)，同時(shí)也可以在線上平臺(tái)與教師和學(xué)生討論交流，分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，拓展自己的學(xué)習(xí)思路。學(xué)習(xí)者還要對(duì)自己的收獲進(jìn)行總結(jié)，并且將自己遇到的問題及時(shí)反饋給教師或小組成員，以便及時(shí)解決問題，反思、改正自己的學(xué)習(xí)[6]。

表2 基于OBE教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)設(shè)計(jì)

4 考核方式改革

采取過程性評(píng)估和終結(jié)性評(píng)估相結(jié)合的考核方式，要注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、方法、課堂討論、自主學(xué)習(xí)等情況的考核。注重考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能分析、解決實(shí)際問題的能力。

5 結(jié)語

近幾年，工程認(rèn)證在我國的工科院校大力開展，先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段也積極融入教學(xué)過程。渥太華大學(xué)工程教育在教學(xué)評(píng)估和教學(xué)方法上也都在一定意義上服務(wù)于OBE導(dǎo)向。渥太華大學(xué)的教學(xué)監(jiān)督、教學(xué)評(píng)價(jià)的主體都是以學(xué)生為中心，而非任課教師。學(xué)生獲取知識(shí)最主要的途徑來自于教師引導(dǎo)下的課后自主學(xué)習(xí)，學(xué)生期末考試的淘汰率也高達(dá)40%，渥太華大學(xué)嚴(yán)格的誠信制度和寬進(jìn)嚴(yán)出的教學(xué)管理是學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力，學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力來自于其獨(dú)立的學(xué)習(xí)能力。高校保證教學(xué)質(zhì)量落實(shí)工程認(rèn)證體系的關(guān)鍵在于，如何把握和評(píng)估畢業(yè)生所具備的能力，克服困難，嚴(yán)格把控畢業(yè)生獲取學(xué)位的比例。