基于項(xiàng)目化的“功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”課程改革實(shí)踐

王順民，季長(zhǎng)路，徐繼成，謝 丹

（安徽工程大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，安徽蕪湖 241000）

“功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)課實(shí)驗(yàn)，是在“功能性食品學(xué)”教學(xué)課結(jié)束后開展的一門專業(yè)實(shí)踐課。其課程內(nèi)容為：依據(jù)人體對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求，通過在市場(chǎng)調(diào)查的基礎(chǔ)上，依據(jù)相關(guān)藥食兩用材料的生物活性功能，結(jié)合功能性食品的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)開發(fā)出各種具有生理活性功能的保健食品，并對(duì)其功能性加以評(píng)價(jià)。

在教育教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)既獨(dú)立于理論教學(xué)又與之相輔相成，是本科階段培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過這一環(huán)節(jié)可使學(xué)生學(xué)會(huì)基本實(shí)踐方法并掌握操作技能而使之科研能力獲得增強(qiáng)[1]，即通過實(shí)踐教學(xué)激發(fā)和釋放出學(xué)生內(nèi)在的自我創(chuàng)新意識(shí)，使其創(chuàng)新思維獲得培養(yǎng)，自我創(chuàng)新能力得到鍛煉[2]。要想充分有效發(fā)揮培養(yǎng)創(chuàng)新人才的積極作用，實(shí)踐教學(xué)必需拓展和延伸其教學(xué)功能，將工程創(chuàng)新能力賦予教學(xué)設(shè)計(jì)中，貫穿于整個(gè)實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練的環(huán)節(jié)之中。為了培養(yǎng)食品專業(yè)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力等解決食品領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力?；谛鹿た婆c工程認(rèn)證的背景并結(jié)合OBE 理念，以強(qiáng)化食品專業(yè)大學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)為中心，對(duì)“功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”這一實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革探索。以期提高食品專業(yè)大學(xué)生從事功能營(yíng)養(yǎng)、特醫(yī)食品研究等食品開發(fā)與創(chuàng)新過程中提供工程技術(shù)能力支持。

1 課程目標(biāo)改革

“反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤笔浅晒麑?dǎo)向理念的實(shí)施路徑，是課程改革的操作指南[3]。根據(jù)“反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤钡腛BE 理念，“功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”課程的任務(wù)是在完成課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過市場(chǎng)調(diào)查、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和相關(guān)產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)開發(fā)等，使學(xué)生獲得功能性食品方面的研發(fā)與設(shè)計(jì)知識(shí)，使其在保健食品、新產(chǎn)品等產(chǎn)品設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方面的能力獲得有效培養(yǎng)和訓(xùn)練，從而能夠支撐食品專業(yè)學(xué)生畢業(yè)要求中的相應(yīng)學(xué)習(xí)成果指標(biāo)點(diǎn)，使之達(dá)到目的?！肮δ苄允称吩O(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”的課程目標(biāo)如下：

（1） 課程目標(biāo)之一。知曉和理解功能性食品即保健食品的概念，能夠掌握功能性食品產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的理論基礎(chǔ)；能夠?qū)⑹称芳庸み^程中的單元操作進(jìn)行集成，并實(shí)施開發(fā)新產(chǎn)品，合理設(shè)計(jì)加工流程和方案、優(yōu)化工藝路線、設(shè)備選型、質(zhì)量評(píng)價(jià)等實(shí)際問題；能夠針對(duì)復(fù)雜食品工程問題的多重影響因素，采用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，安全地開展食品工程相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

（2） 課程目標(biāo)之二。掌握相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)查、新的功能性及食品的設(shè)計(jì)原則、理論依據(jù)，相關(guān)藥食原料的生理活性及活性成分分離提取技術(shù)；具備通過文獻(xiàn)資料、法律法規(guī)的檢索與查閱后進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的能力；能理解新產(chǎn)品開發(fā)，新技術(shù)和新工藝應(yīng)用的過程中存在的潛在對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律和文化不利的影響，并根據(jù)掌握的專業(yè)知識(shí)能對(duì)其作出客觀評(píng)價(jià)和理解，并能承擔(dān)自身所擔(dān)負(fù)的責(zé)任。

（3） 課程目標(biāo)之三。掌握功能性食品開發(fā)的原理，具備合理選擇食品原輔料，設(shè)計(jì)專用功能性食品；具備綜合考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全、健康、倫理等制約因素進(jìn)行食品新資源、新工藝、新產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計(jì)、初步技術(shù)改造與創(chuàng)新，能夠在多學(xué)科環(huán)境中運(yùn)用工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法分析解決食品工程實(shí)際問題；能作出客觀評(píng)價(jià)和理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任；具備文字撰寫、編輯，團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新能力。

基于食品專業(yè)工程認(rèn)證的要求，根據(jù)OBE 理念及新工科人才需求，按照“反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤狈椒▽?duì)“功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行課程改革。根據(jù)畢業(yè)要求內(nèi)涵，確定課程教學(xué)目標(biāo)，再依據(jù)教學(xué)目標(biāo)構(gòu)建教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)內(nèi)容和考核方式。

課程目標(biāo)與支撐的學(xué)習(xí)成果指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)系見表1，“功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的關(guān)系見表2。

2 實(shí)踐教學(xué)方法改革

為激發(fā)食品專業(yè)學(xué)生自我學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)其獨(dú)立思考能力及分析解決實(shí)際問題的能力，需要憑借創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，通過培養(yǎng)和訓(xùn)練使學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的能力。采用項(xiàng)目形式的案例教學(xué)。通過典型案例可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)約化，把理論知識(shí)學(xué)習(xí)內(nèi)容在同一個(gè)典型載體即案例中闡述出來，貫穿教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)以“學(xué)生快樂學(xué)習(xí)”和“促進(jìn)學(xué)生接觸研發(fā)實(shí)踐”的主旨，有助于發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，全面和系統(tǒng)地掌握該課程的理論知識(shí)[4-6]。

表1 課程目標(biāo)與支撐的學(xué)習(xí)成果指標(biāo)點(diǎn)的關(guān)系

表2 “功能性食品設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)驗(yàn)”實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)的關(guān)系

項(xiàng)目化實(shí)踐的具體實(shí)施內(nèi)容及要求見表3。

表3 項(xiàng)目化實(shí)踐的具體實(shí)施內(nèi)容及要求

為了使功能性食品開發(fā)的理論教學(xué)與產(chǎn)品開發(fā)的工程實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)融合，引導(dǎo)學(xué)生將課堂所學(xué)的功能性食品的基本理論知識(shí)應(yīng)用于開發(fā)新的功能性食品，并對(duì)相關(guān)產(chǎn)品方案進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在實(shí)踐過程中，采用4～8 名學(xué)生組成一個(gè)小研發(fā)團(tuán)隊(duì)的形式，團(tuán)隊(duì)成員通過自己動(dòng)手實(shí)踐，讓小組創(chuàng)意變?yōu)楫a(chǎn)品，從而完成項(xiàng)目創(chuàng)意設(shè)計(jì)，并最終提交團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)報(bào)告和有成果的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（1） 項(xiàng)目任務(wù)布置。在授課任務(wù)完成2/3 的前提下，教師通過雨課堂布置任務(wù)，學(xué)生通過自由組合并產(chǎn)生組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)（每組4～8 名學(xué)生）。要求每組學(xué)生針對(duì)具有某種特殊功能的產(chǎn)品為開發(fā)對(duì)象，通過市場(chǎng)調(diào)查和查詢資料，將其設(shè)計(jì)一個(gè)功能性食品開發(fā)的案例或項(xiàng)目。

（2） 項(xiàng)目方案討論。在課余時(shí)間通過雨課堂智慧平臺(tái)，教師指導(dǎo)，師生完成交流互動(dòng)。要求學(xué)生詳細(xì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施過程中的原料、所需設(shè)備、工藝路線及產(chǎn)品配方及操作要點(diǎn)、產(chǎn)品的包裝（包裝設(shè)計(jì)）、新產(chǎn)品的申請(qǐng)等細(xì)節(jié)，并要求學(xué)生理解和掌握原料的提取工藝、加工操作及產(chǎn)品開發(fā)中必須考慮到效率、環(huán)境和健康、安全和可操作性等問題。在課堂授課時(shí)間（2 個(gè)學(xué)時(shí)），要求項(xiàng)目實(shí)施的小組進(jìn)行方案匯報(bào)，每個(gè)學(xué)生都必須提交和匯報(bào)自己負(fù)責(zé)的部分。在教師的指導(dǎo)下，通過小組交流進(jìn)一步完善各組的方案設(shè)計(jì)并形成定稿。

（3） 項(xiàng)目方案實(shí)施。每組學(xué)生根據(jù)自己的項(xiàng)目方案，在實(shí)踐課中實(shí)施（學(xué)時(shí)1 周），并完成相關(guān)材料。

在方案的提出與策劃、案例研究、小組報(bào)告和項(xiàng)目實(shí)施的過程中，不僅提高了學(xué)生的產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新和實(shí)踐能力，而且以團(tuán)隊(duì)的形式完成任務(wù)，可以讓小組每個(gè)成員都能在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，通過對(duì)問題主動(dòng)提出質(zhì)疑、獨(dú)立思考、參與協(xié)同研究和討論決定，并完成實(shí)驗(yàn)成品的展示，從而使個(gè)人的溝通能力、分析和解決問題的能力、策劃和組織能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力及創(chuàng)造性思維能力等得到訓(xùn)練，以培養(yǎng)“新工科”人才應(yīng)具備的各種解決復(fù)雜工程問題的能力。

3 實(shí)踐課程考核方法改革

課程評(píng)價(jià)主要通過對(duì)平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)操作2 個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考核，總成績(jī)以百分計(jì)算，以方便對(duì)課程目標(biāo)的達(dá)成度和學(xué)生學(xué)習(xí)成果的達(dá)成度進(jìn)行可衡量評(píng)價(jià)。其中，平時(shí)成績(jī)由上課考勤、項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)報(bào)告組成；實(shí)驗(yàn)考核由動(dòng)手操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、項(xiàng)目實(shí)施過程中團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力、做事態(tài)度等組成。指導(dǎo)教師和實(shí)驗(yàn)教師可根據(jù)課程的實(shí)踐過程具體實(shí)際，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)所占分值比例進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，建議分值及考核細(xì)則如下。

（1） 項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。要求完成某種功能性食品的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)。具體要求：①進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)研，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告；②完成相關(guān)產(chǎn)品的配方設(shè)計(jì)、工藝路線設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)的初步確定；③完成功能性食品申報(bào)所需要提交材料、流程和法規(guī)等材料的收集和撰寫；④撰寫完整的產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)報(bào)告。

圍繞“功能性食品學(xué)”各章教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，布置項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告任務(wù)。針對(duì)特殊要求的功能性產(chǎn)品，根據(jù)產(chǎn)品的功能要求，要求學(xué)生確定原料來源，并對(duì)產(chǎn)品的原料、配方、工藝路線和操作要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品廣告宣傳進(jìn)行設(shè)計(jì)及對(duì)新產(chǎn)品的申報(bào)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。通過以上系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)大學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行文獻(xiàn)查閱、文本撰寫和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)表達(dá)、清晰陳述觀點(diǎn)與回答問題、溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等解決工程實(shí)踐問題的綜合能力。

（2） 項(xiàng)目實(shí)施環(huán)節(jié)。每個(gè)方案設(shè)計(jì)小組，在組長(zhǎng)的負(fù)責(zé)下和教師的指導(dǎo)下，按照設(shè)計(jì)好的方案，分組完成方案并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

項(xiàng)目實(shí)施操作教學(xué)環(huán)節(jié)的作用是培養(yǎng)學(xué)生的食品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開發(fā)能力。因此，這是實(shí)驗(yàn)課程的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)不僅可以使學(xué)生能夠鞏固教師在課堂教學(xué)中傳授的基本理論知識(shí)、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法和工具操作技能，還能培養(yǎng)鍛煉學(xué)生對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)和法律法規(guī)的檢索查閱能力，從而使學(xué)生掌握新產(chǎn)品開發(fā)所要求的各項(xiàng)技能。實(shí)施要求：實(shí)驗(yàn)操作態(tài)度認(rèn)真端正、設(shè)計(jì)原理清晰明確、方法合理恰當(dāng)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確、報(bào)告格式規(guī)范內(nèi)容詳實(shí)。

課程成績(jī)考核方法見表4。

表4 課程成績(jī)考核方法

4 結(jié)語

采用項(xiàng)目方案實(shí)施，基于“新工科”和“工程認(rèn)證”背景，在實(shí)踐教學(xué)的過程中對(duì)其課程目標(biāo)、教學(xué)方法和課程考核方法進(jìn)行改革實(shí)踐，增加師生交流互動(dòng)，全面提升學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高教學(xué)效果，推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)改革，從而實(shí)現(xiàn)基于新工科和OBE 理念的能有效支撐畢業(yè)要求的達(dá)成為目標(biāo)，強(qiáng)化了食品專業(yè)大學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。