基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系構(gòu)建與優(yōu)化

張國強，高建綱，季長路，蔡為榮，王順民，朱秀靈

《華盛頓協(xié)議》是針對工程教育認(rèn)證的一種國際互認(rèn)協(xié)議，本協(xié)議旨在通過工程教育標(biāo)準(zhǔn)的互認(rèn)和工程教育認(rèn)證體系實現(xiàn)工程學(xué)位互認(rèn)，為工程師資格國際互認(rèn)奠定基礎(chǔ)。我國于2016年6月正式加入《華盛頓協(xié)議》，標(biāo)志著我國工程技術(shù)人才的培養(yǎng)邁上了新臺階，同時也對工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量提出了更嚴(yán)格的要求[1,2]。

以《華盛頓協(xié)議》為基礎(chǔ)，教育部成立了認(rèn)證委員會，在全國范圍內(nèi)推行了工程教育認(rèn)證。目前，已有多所高校的食品科學(xué)與工程專業(yè)通過認(rèn)證，包括江南大學(xué)、華南理工大學(xué)等，安徽省內(nèi)高校目前只有合肥工業(yè)大學(xué)的食品科學(xué)與工程專業(yè)通過認(rèn)證[2]。安徽工程大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)源于食品工程本科專業(yè)，1984年在安徽省率先培養(yǎng)食品專業(yè)人才。1998年調(diào)整為食品科學(xué)與工程專業(yè)，2014年分獲安徽省“卓越人才教育培養(yǎng)計劃”和國家級“卓越農(nóng)林人才教育培養(yǎng)計劃改革試點”立項建設(shè)，2017年提交了專業(yè)認(rèn)證申請，并于2018年12月通過專家組進(jìn)?，F(xiàn)場考察。本文在分析工程教育專業(yè)認(rèn)證對課程體系要求的基礎(chǔ)上，聚焦學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，以安徽工程大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系改革為例，探討如何構(gòu)建能力導(dǎo)向的課程教學(xué)體系。

1 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的課程體系改革概況

課程體系設(shè)置是否合理、有效，會對大學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)與畢業(yè)要求的達(dá)成。因此，各高校在工程教育專業(yè)認(rèn)證過程中積累了自己的經(jīng)驗，提出了各個專業(yè)課程體系的改革思路與做法。

南京航空航天大學(xué)的顏應(yīng)文等論述了能源與動力專業(yè)工程認(rèn)證的必要性，結(jié)合航空航天特色，優(yōu)化了能源與動力專業(yè)的課程體系，并制定了專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)和進(jìn)程圖[3]。東華理工大學(xué)的葉益信等對勘查技術(shù)與工程專業(yè)的工程教育認(rèn)證進(jìn)行了論述，從構(gòu)建內(nèi)容和構(gòu)建過程等方面進(jìn)行了實踐與總結(jié)[4]。西安建筑科技大學(xué)的李小明等以成果導(dǎo)向為目標(biāo)，根據(jù)畢業(yè)要求設(shè)置相應(yīng)的課程體系，最終優(yōu)化了冶金工程專業(yè)的課程體系[5]。北京林業(yè)大學(xué)的程翔以環(huán)境工程為例，認(rèn)真對標(biāo)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和要求，并逐項落實到實際教學(xué)環(huán)節(jié)，同時改進(jìn)了環(huán)境工程專業(yè)課程的考核方式[6]。東北林業(yè)大學(xué)的邸明偉等按照專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了高分子材料與工程的課程教學(xué)體系，從四方面具體安排了專業(yè)課程體系，并證實了該課程體系的有效性[7]。福建農(nóng)林大學(xué)的滕慧等論述了我國食品科學(xué)與工程專業(yè)理論教學(xué)的現(xiàn)狀，從食品科學(xué)與工程專業(yè)理論教學(xué)的角度進(jìn)行課程體系的構(gòu)建[2]。安徽工業(yè)大學(xué)的汪永明以機械專業(yè)為例，在分析工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，探討了課程體系改革的基本方法和思路，并構(gòu)建了新的課程體系[8]。

2 食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建

參照工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)“通用標(biāo)準(zhǔn)”和“補充標(biāo)準(zhǔn)—食品科學(xué)與工程專業(yè)”，結(jié)合教育部食品類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會“食品科學(xué)與工程類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)”的要求，統(tǒng)籌我校高素質(zhì)應(yīng)用型人才的人才培養(yǎng)特色，進(jìn)行本專業(yè)課程體系的構(gòu)建。

為達(dá)成本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，適應(yīng)社會和用人單位對食品科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)生在知識、能力和素質(zhì)等方面的需求，按照學(xué)校的統(tǒng)一安排，本專業(yè)一般每2～4年制定(修改)一次專業(yè)培養(yǎng)方案。培養(yǎng)方案的修訂由分管教學(xué)副院長主持，參與修訂人員主要包括學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會、專業(yè)負(fù)責(zé)人、行業(yè)企業(yè)專家、專業(yè)教授和骨干教師，同時征求畢業(yè)生、用人單位和兄弟院校的意見。課程體系的修訂和培養(yǎng)方案(指導(dǎo)性教學(xué)計劃，包括培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系等)的修訂同時進(jìn)行，建立能力導(dǎo)向的教學(xué)課程體系(圖1)。

圖1 能力導(dǎo)向的食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建框架

2.1 構(gòu)建支持畢業(yè)要求的達(dá)成課程體系

由課程小組(含企業(yè)專家)與課程負(fù)責(zé)人共同起草獲批的本專業(yè)課程體系，課程體系主要由公共基礎(chǔ)教育、學(xué)科基礎(chǔ)教育、專業(yè)教育、專業(yè)選修、實踐、綜合教育等5個模塊。理論與實踐教學(xué)與畢業(yè)要求均建立關(guān)系矩陣。要求達(dá)到：1. 每項畢業(yè)要求都有3～6門課程支撐；2. 每門課程都承擔(dān)了實現(xiàn)畢業(yè)要求指標(biāo)點的任務(wù)；3. 主要課程與核心課程有：馬克思主義基本原理、高等數(shù)學(xué)Ⅱ、大學(xué)英語、無機及分析化學(xué)、有機化學(xué)Ⅱ、物理化學(xué)Ⅱ、生物化學(xué)、微生物學(xué)、食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)、食品工程原理、C語言程序設(shè)計、食品技術(shù)原理、食品機械與設(shè)備、食品工藝學(xué)等，發(fā)揮了強支撐的作用，每項畢業(yè)要求指標(biāo)點未出現(xiàn)密集重疊、均有合適的課程支撐。整個課程體系能夠支撐“通用標(biāo)準(zhǔn)”全部畢業(yè)要求。

2.2 構(gòu)建以課程目標(biāo)為導(dǎo)向的課程體系教學(xué)大綱

遵循《安徽工程大學(xué)關(guān)于制訂2016級本科專業(yè)人才培養(yǎng)方案的實施意見》中課程教學(xué)大綱制定原則：以更新教育理念為先導(dǎo)，以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，以課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革為主線，遵循專業(yè)發(fā)展規(guī)律，發(fā)揮專業(yè)特色和優(yōu)勢，引入先進(jìn)的工程教育模式及“OBE、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)”理念，制定符合人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的課程教學(xué)大綱。學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)所獲得的能力即為課程目標(biāo)，課程目標(biāo)要與一個或多個畢業(yè)要求(指標(biāo)點)建立聯(lián)系，并設(shè)計其相應(yīng)的測評內(nèi)容、評測方法及評測標(biāo)尺。要求在作業(yè)、考題、分析、設(shè)計、實驗中體現(xiàn)，從而達(dá)到真正能夠評測出學(xué)生在培養(yǎng)目標(biāo)上的實現(xiàn)程度。

2.3 構(gòu)建基于“解決復(fù)雜工程問題”能力培養(yǎng)的支撐課程

畢業(yè)要求的核心內(nèi)容之一是培養(yǎng)具有“復(fù)雜工程問題”的能力。“食品復(fù)雜工程問題”界定為不可預(yù)見的因素、以往未出現(xiàn)的場景和不常見的問題，需要從基本原理出發(fā)，通過抽象的、創(chuàng)造性的分析和合適的建模，從新的角度、采取新的技術(shù)路線和工程方法去解決[9]。本課程體系設(shè)置通過：1. 基礎(chǔ)課加強識別、表達(dá)和分析復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)；2. 專業(yè)核心課加強分析/設(shè)計/研究能力的培養(yǎng)；3. 綜合性實踐課以“解決復(fù)雜工程問題”能力的培養(yǎng)為目標(biāo)，鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決現(xiàn)實問題的能力[3]。其次從重點課程與專業(yè)核心課程設(shè)置來支撐畢業(yè)要求的實現(xiàn)和“解決復(fù)雜工程問題”能力的培養(yǎng)。

3 食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系的優(yōu)化

依據(jù)國家工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和教育部食品類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會“食品科學(xué)與工程類專業(yè)本科教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)”的要求，以培養(yǎng)具有社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和實踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，對安徽工程大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系進(jìn)行優(yōu)化。

按照“中國工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)”和“補充標(biāo)準(zhǔn)—食品科學(xué)與工程專業(yè)”對課程進(jìn)行分類統(tǒng)計。本專業(yè)實行學(xué)分制，修滿197.5學(xué)分準(zhǔn)予畢業(yè)。學(xué)分主要通過上課、實踐、實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(論文)等途徑獲得。數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程31.5學(xué)分，占畢業(yè)要求學(xué)分的15.95%(≥15%)；工程基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)類課程67.0學(xué)分，占畢業(yè)要求學(xué)分的33.92%；工程實踐與畢業(yè)設(shè)計(論文)類54學(xué)分，占畢業(yè)要求學(xué)分的27.34%；人文社會科學(xué)類通識課程共43學(xué)分，占畢業(yè)要求學(xué)分的21.77%。課程學(xué)分比例與工程認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)要求完全吻合，課程體系設(shè)置滿足《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》的要求(見表1)。

表1 食品科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)計劃各類課程學(xué)分統(tǒng)計表

3.1 數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程

食品科學(xué)與工程專業(yè)數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程屬于基礎(chǔ)類課程，是需要該專業(yè)學(xué)生必須掌握的，按照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，該類課程至少占總學(xué)分的15%[10]。安徽工程大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)置：數(shù)學(xué)主要包括高等數(shù)學(xué)和線性代數(shù)等，總共13.0學(xué)分；自然科學(xué)類課程包括大學(xué)物理、無機及分析化學(xué)、有機化學(xué)、物理化學(xué)、無機及分析化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗等，總共14.0學(xué)分；生命科學(xué)基礎(chǔ)課程包括微生物學(xué)和基礎(chǔ)生物化學(xué)等，總共4.5學(xué)分。共計31.5個學(xué)分，占總學(xué)分的比例約為16%，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，同時滿足“食品科學(xué)與工程類專業(yè)補充標(biāo)準(zhǔn)對課程設(shè)置”的要求。

3.2 工程基礎(chǔ)類、專業(yè)基礎(chǔ)類與專業(yè)類課程

工程基礎(chǔ)類和專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，而專業(yè)類課程主要培養(yǎng)學(xué)生實現(xiàn)能力和系統(tǒng)設(shè)計[3]。工程基礎(chǔ)類課程主要包括大學(xué)計算機基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計、工程制圖基礎(chǔ)、制冷技術(shù)等，總共13.0學(xué)分；專業(yè)基礎(chǔ)類課程主要包括儀器分析、食品化學(xué)、食品營養(yǎng)學(xué)、食品工程原理、食品檢測技術(shù)等，總共16.5學(xué)分；專業(yè)類課程主要包括專業(yè)導(dǎo)論、食品機械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計、專業(yè)前沿、食品安全學(xué)、食品工藝學(xué)、食品酶學(xué)、食品包裝學(xué)、食品高新技術(shù)和食品發(fā)酵工程等總共23.0學(xué)分。三部分共52.5學(xué)分，占總學(xué)分33.92%，滿足通用標(biāo)準(zhǔn)“符合本專業(yè)畢業(yè)要求的工程基礎(chǔ)類課程、專業(yè)基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程(至少占總學(xué)分的30%)”的要求[10]。

3.3 工程實踐與畢業(yè)設(shè)計

制定完善的教學(xué)實踐體系，與企業(yè)開展合作，并在企業(yè)進(jìn)行實習(xí)和實訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新發(fā)展能力，對畢業(yè)設(shè)計(論文)的指導(dǎo)和考核有企業(yè)或行業(yè)專家參與。主要包括：1. 軍事訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生過硬的身體素質(zhì)與吃苦耐勞的精神；2. 課程實驗，主要包括無機及分析化學(xué)等基礎(chǔ)實驗課程和食品工藝學(xué)實驗等專業(yè)實驗課程，培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能和實際操作能力；3. 課程設(shè)計，針對學(xué)生對基礎(chǔ)課程的實際應(yīng)用能力進(jìn)行培養(yǎng)，主要有：食品工程原理課程設(shè)計、食品機械與設(shè)備課程設(shè)計等；4. 團隊實踐教學(xué)，以小組為單位開展，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和組織協(xié)調(diào)能力；5. 企業(yè)學(xué)習(xí)，本專業(yè)學(xué)生在校期間主要有三次到企業(yè)學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，企業(yè)實習(xí)基地的生產(chǎn)認(rèn)識實習(xí)、企業(yè)實踐和畢業(yè)實習(xí)，系統(tǒng)地強化學(xué)生的工程觀念，培養(yǎng)分析與解決問題的能力；6. 畢業(yè)論文(設(shè)計)，是本科教學(xué)的最終環(huán)節(jié)，在學(xué)生綜合實踐能力和素質(zhì)培養(yǎng)上起著重要的作用，是達(dá)成畢業(yè)要求的綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(論文)主要分為工程設(shè)計、試驗研究等類型，80%以上選題來自國家、省部級和企業(yè)委托項目，畢業(yè)設(shè)計(論文)工作中“理論聯(lián)系實際”、“工程實踐與科研相結(jié)合”得到有效落實。工程實踐與畢業(yè)設(shè)計部分總共54學(xué)分，占總學(xué)分的27.34%，滿足通用標(biāo)準(zhǔn)(至少占總學(xué)分的20%)要求[10]。

3.4 人文社會科學(xué)類通識教育課程

通過人文社會科學(xué)類通識課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生在人文素質(zhì)與涵養(yǎng)、價值觀導(dǎo)向、合作與交流、創(chuàng)新與競爭意識等方面得到必要的鍛煉和提高。主要包括大學(xué)語文、馬克思主義基本原理、中國近現(xiàn)代史綱要、形勢與政策、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、大學(xué)外語、大學(xué)體育、大學(xué)生心理健康教育、大學(xué)生職業(yè)發(fā)展與就業(yè)指導(dǎo)、軍事理論以及藝術(shù)教育類、自然科學(xué)類、人文社科類和工程技術(shù)類等公共選修課，共51學(xué)分，占總學(xué)分的21.74%，滿足通用標(biāo)準(zhǔn)“人文社會科學(xué)類通識教育課程(至少占總學(xué)分的15%)”要求[8,10]。

3.5 體現(xiàn)專業(yè)特色與工科特點

食品科學(xué)與工程專業(yè)具有學(xué)科交叉方向多，基礎(chǔ)知識多等特點，畢業(yè)生大多數(shù)從事生產(chǎn)或研發(fā)性質(zhì)的工作，除理論知識外，還需要掌握一定的工程技術(shù)能力，因此，必須考慮專業(yè)特色與工科特點，將《機械制圖》、《食品工程原理》等列入主干核心課程，適當(dāng)加大理論和實驗學(xué)時數(shù)[2]。

另外，將實驗內(nèi)容多的課程獨立于理論課程，進(jìn)行單獨設(shè)置課程，以滿足培養(yǎng)本專業(yè)工程技術(shù)能力的需要。實驗單獨設(shè)課，不是將部分課程的實驗內(nèi)容單獨剝離，而是進(jìn)行資源的整合，避免實驗內(nèi)容的重復(fù)，加強學(xué)生綜合運用知識的能力。如：在《食品工藝學(xué)》課程實驗基礎(chǔ)上，單獨設(shè)置《食品工藝綜合實驗》課程等[11]。

3.6 著重培養(yǎng)科技創(chuàng)新能力

學(xué)校、學(xué)院積極為大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造各種有利條件，鼓勵參與各類科技創(chuàng)新活動，主要包括：1. 學(xué)院為所有學(xué)生配備學(xué)業(yè)導(dǎo)師，鼓勵學(xué)生在學(xué)業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)下自行組隊申報科研創(chuàng)新項目或參加導(dǎo)師的科研項目，進(jìn)一步擴大學(xué)生參加科技創(chuàng)新活動的覆蓋面；2. 鼓勵學(xué)生參加各類科技競賽，如：“挑戰(zhàn)杯”大賽、食品創(chuàng)新大賽、節(jié)能減排大賽、生物標(biāo)本制作大賽等，切實保證參賽項目的質(zhì)量與創(chuàng)新性；3. 開設(shè)卓越班，同時聘請食品加工企業(yè)的高級管理人才作為兼職教授，并在實踐環(huán)節(jié)中進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育方面的授課[12]。

3.7 課程學(xué)習(xí)進(jìn)程

大學(xué)期間各門課程之間是相互銜接的，因此需要制定合理的教學(xué)計劃體系，通盤考慮各學(xué)期課程學(xué)習(xí)進(jìn)程。食品科學(xué)與工程專業(yè)各學(xué)期課程學(xué)習(xí)進(jìn)程，如圖2所示，主要由通識課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、實踐環(huán)節(jié)組成。通識課程包括馬克思主義基本原理、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)英語、就業(yè)創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)等必修課14門和素質(zhì)教育選修課9門；學(xué)科基礎(chǔ)課程主要包括專業(yè)導(dǎo)論、無機及分析化學(xué)、有機化學(xué)、工程制圖基礎(chǔ)等必修課9門和選修課5門；專業(yè)課程包括食品工程原理、食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)、食品微生物學(xué)、食品機械與設(shè)備等專業(yè)必修課12門和選修課3門；實踐環(huán)節(jié)涵蓋工程實訓(xùn)、課程設(shè)計、實習(xí)、綜合實驗與訓(xùn)練、企業(yè)實踐、畢業(yè)設(shè)計等。

圖2 食品科學(xué)與工程專業(yè)各學(xué)期課程學(xué)習(xí)進(jìn)程參考圖

4 結(jié)語

我校食品科學(xué)與工程專業(yè)具有35年專業(yè)歷程，按照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的要求，修訂和完善了本專業(yè)的課程體系。工程教育專業(yè)認(rèn)證是一個不斷改進(jìn)的持續(xù)過程，我們將以此為基礎(chǔ)，持續(xù)改進(jìn)和完善課程體系，規(guī)范人才培養(yǎng)過程，持續(xù)不斷的提升食品科學(xué)與工程專業(yè)人才質(zhì)量。