基于CDIO工程教育模式的食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心課程群的建設(shè)

張興麗* 邵秀芝 郝魯江 寧維穎

（[1]齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）食品科學(xué)與工程學(xué)院 山東·濟(jì)南 250353；[2]齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）生物工程學(xué)院 山東·濟(jì)南 250353）

CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）工程教育模式是國(guó)際工程教育改革的優(yōu)秀成果，它是由麻省理工學(xué)院、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)等四所大學(xué)發(fā)起的一項(xiàng)工程教育計(jì)劃，系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的12條標(biāo)準(zhǔn)，并成立了以CDIO命名的國(guó)際合作組織。截止到2017年底，已有美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、中國(guó)等20多個(gè)國(guó)家104所高校加入“CDIO工程教育聯(lián)盟”。

在食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心課程群建設(shè)中，經(jīng)過(guò)任課教師們的討論和論證，選擇了關(guān)系極為密切的四門(mén)課：《食品生物化學(xué)》、《食品微生物學(xué)》、《食品化學(xué)》和《食品分析》作為核心課程群的建設(shè)課程。四門(mén)課程的基本情況見(jiàn)表1。本文從教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)、教學(xué)方法改革、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)等方面進(jìn)行研究，探索了基于CDIO工程教育模式的食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心課程群的建設(shè)，提高了整體的教學(xué)水平，為國(guó)家一流本科專(zhuān)業(yè)的建設(shè)提供了理論支持。

1 教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)

1.1 重視師德建設(shè)，堅(jiān)持立德樹(shù)人

教師的師德對(duì)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量起著非常重要的作用。教師的師德修養(yǎng)和言傳身教直接影響著學(xué)生的世界觀、人生觀、價(jià)值觀的養(yǎng)成，因此教師在教學(xué)過(guò)程中要時(shí)刻注意自己的言行舉止對(duì)學(xué)生產(chǎn)生的直接影響，避免傳遞負(fù)面情緒。為了使教師從心理上重視師德師風(fēng)建設(shè)，學(xué)校在年終考核、職稱評(píng)定中將師德列為重要一項(xiàng)，并定期舉辦“師德標(biāo)兵”和“最美教師”的評(píng)選，使得師德建設(shè)深入人心。

另外，教師必須充分領(lǐng)會(huì)“立德樹(shù)人”的真正含義，明確教育的根本任務(wù)和終極目標(biāo)。在教學(xué)過(guò)程中除了注重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的科學(xué)文化素質(zhì)，還要培養(yǎng)學(xué)生高尚的道德情操，幫助學(xué)生樹(shù)立民族自豪感和民族自信心，培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，培養(yǎng)社會(huì)主義的合格接班人和建設(shè)者。

1.2 改變教學(xué)理念，提高教學(xué)質(zhì)量

教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中都以O(shè)BE理論為指導(dǎo)，即以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，并進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

“以成果為導(dǎo)向”要求教師側(cè)重于分析學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)和價(jià)值觀的轉(zhuǎn)變，即評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的增值部分，評(píng)價(jià)體系和評(píng)估方法要能夠滿足學(xué)習(xí)成果發(fā)生的細(xì)微變化。以“學(xué)生為中心”，教師要充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，在教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和積極性，使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)。而教學(xué)過(guò)程中，教師要注重評(píng)價(jià)體系的持續(xù)改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)-反饋-改進(jìn)，通過(guò)周期性評(píng)價(jià)形成反復(fù)循環(huán)的評(píng)價(jià)改進(jìn)機(jī)制，并且注重教學(xué)的全過(guò)程的持續(xù)改進(jìn)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

1.3 培養(yǎng)“雙師型”教師隊(duì)伍，提高工程實(shí)踐能力

“雙師型”教師，既是學(xué)識(shí)淵博、傳道授業(yè)的教師，又是適應(yīng)市場(chǎng)需求、企業(yè)需要的現(xiàn)代工程師。

1.3.1 校企深度合作，增強(qiáng)教師“雙師”意識(shí)

鼓勵(lì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)中的年輕博士去食品相關(guān)企業(yè)掛職鍛煉，以了解食品企業(yè)的工廠設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程，同時(shí)熟悉相關(guān)企業(yè)各工種的用人標(biāo)準(zhǔn)、管理制度及操作規(guī)范，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)能力的有機(jī)結(jié)合?？萍继帟?huì)不定期發(fā)布國(guó)際及國(guó)內(nèi)的企業(yè)技術(shù)需求，學(xué)院積極鼓勵(lì)和引導(dǎo)教師參與校企深度合作，以促進(jìn)教師實(shí)踐能力、工程能力的提高及成果轉(zhuǎn)化，使教師逐步達(dá)到CDIO工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教師的能力要求，增強(qiáng)教師“雙師型”意識(shí)。

1.3.2 外聘企業(yè)“雙師”，提高“雙師”水平

聘請(qǐng)食品行業(yè)和相關(guān)企業(yè)中具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干和管理人員擔(dān)任兼職教師，指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)習(xí)和實(shí)踐教學(xué)，提高實(shí)踐教學(xué)能力。齊魯工業(yè)大學(xué)的畢業(yè)生擁有非常著名的“老總現(xiàn)象”，擁有豐富的優(yōu)秀校友資源，學(xué)院定期邀請(qǐng)著名的食品行業(yè)的企業(yè)家做專(zhuān)題報(bào)告，教師與企業(yè)的優(yōu)秀工程技術(shù)人員進(jìn)行交流等多種形式，提高本院專(zhuān)業(yè)教師的工程實(shí)踐能力和“雙師”教學(xué)水平。

2 改革教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

2.1 實(shí)施混合式教學(xué)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

目前，四門(mén)課程任課教師均采用“線上+線下”混合式教學(xué)，“線上”教學(xué)是學(xué)生在智慧樹(shù)網(wǎng)（zhihuishu.com）上觀看任課教師提前錄制好的在線開(kāi)放課程視頻；“線下”教學(xué)是教師利用翻轉(zhuǎn)課堂并采用多種教學(xué)策略及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，通過(guò)這種教學(xué)方式，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。在2020年春季學(xué)期，食品化學(xué)、食品微生物和食品分析三門(mén)課程還利用智慧樹(shù)和騰訊會(huì)議等平臺(tái)進(jìn)行了在線直播，實(shí)現(xiàn)了“停課不停教，停課不停學(xué)”，保證了教學(xué)任務(wù)的順利完成。

2.2 探索有效教學(xué)策略，提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

教師在教學(xué)過(guò)程中探索有效的教學(xué)策略，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

在食品生物化學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過(guò)程中，任課教師實(shí)施了探究式教學(xué)。教師啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主閱讀、思考、討論等途徑進(jìn)行學(xué)習(xí)、獨(dú)立探究，掌握食品生物化學(xué)的基本原理，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；有效的培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生大學(xué)畢業(yè)后參加工作或進(jìn)行深造奠定扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。比如在講糖酵解時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生自行分析糖酵解的過(guò)程及能量代謝，得出1摩爾葡萄糖在酵解過(guò)程中產(chǎn)生的ATP數(shù)，直觀地了解食物中的糖如何轉(zhuǎn)化成人體所需要的ATP，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。

3 更新教學(xué)內(nèi)容，改善教學(xué)效果

3.1 整合教學(xué)內(nèi)容

《食品生物化學(xué)》、《食品微生物學(xué)》、《食品化學(xué)》和《食品分析》四門(mén)課之間有著非常緊密的聯(lián)系，并且有重疊的內(nèi)容，也存在相同的實(shí)驗(yàn)。在核心課程群建設(shè)過(guò)程中，四門(mén)課的主講教師對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化，使各門(mén)課各有側(cè)重而又不重疊，比如原來(lái)在食品生物化學(xué)和食品分析中都有維生素C含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)，整合后保留了食品生物化學(xué)中的VC含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而將食品分析中的VC測(cè)定換成了脂肪的測(cè)定，從而有效的利用課堂時(shí)間，使學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能和方法。

3.2 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，實(shí)施課程思政

教師在教學(xué)過(guò)程中積極的創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，不僅使枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得有趣，能有效吸引學(xué)生的注意力，也可活躍課堂氛圍，使學(xué)生在課堂上充滿活力。根據(jù)每門(mén)課的課程特點(diǎn)，適當(dāng)引入與課程內(nèi)容相關(guān)的“思政”元素，將專(zhuān)業(yè)課與“思政”內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。例如，在講解基因的內(nèi)容時(shí)，加入人類(lèi)基因組計(jì)劃，分析中國(guó)在人類(lèi)基因組計(jì)劃中所做的貢獻(xiàn)，從而提高學(xué)生的民族自豪感和民族自信心，也從另一面提高了學(xué)生的人文素養(yǎng)。

4 建設(shè)教學(xué)資源

4.1 修訂教學(xué)大綱，建立課程目標(biāo)和畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

參照CDIO工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，重新修訂教學(xué)大綱，明確每門(mén)課程的教學(xué)目標(biāo)，分別建立課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以食品化學(xué)為例說(shuō)明課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（表2）。

4.2 課件

為了滿足教師線上線下混合式教學(xué)模式的需要，每門(mén)課程分別整理了兩套課件，一套課件用于在線開(kāi)放課程的拍攝，另一套用于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)。兩套課件內(nèi)容不盡相同，相互補(bǔ)充，目的一致，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識(shí)，達(dá)成教學(xué)目標(biāo)和畢業(yè)要求。

4.3 在線開(kāi)放課程

教師在拍攝在線開(kāi)放課程時(shí)，按照《山東省高等學(xué)校在線開(kāi)放課程指導(dǎo)性建設(shè)要求》和《山東省高等學(xué)校優(yōu)質(zhì)在線開(kāi)放課程認(rèn)定指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》，重新梳理了知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)控制在5-15min，短小精悍，力求達(dá)到CDIO工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的課程目標(biāo)和畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐要求。各門(mén)課的運(yùn)行情況見(jiàn)表3。

表3：課程的運(yùn)行情況

4.4 試題庫(kù)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)每門(mén)課的教學(xué)目標(biāo)、支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)、各章節(jié)重要程度及難易程度，分別整理了近千道習(xí)題（包括單選題、多選題、判斷題），按章節(jié)分別上傳至智慧樹(shù)平臺(tái)，建立了隨機(jī)組卷試題庫(kù)，確保每位同學(xué)在觀看在線開(kāi)放課程視頻時(shí)和做章節(jié)測(cè)試時(shí)所遇到的測(cè)試題不盡相同。另外四門(mén)課程的任課教師分別購(gòu)買(mǎi)了“XX云考”的試題庫(kù)，可以滿足學(xué)有余力的同學(xué)深入學(xué)習(xí)并進(jìn)行測(cè)試。

5 成果

教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)過(guò)近3年的努力，在教研及科研上都取得較好的成績(jī)。在科研方面：獲批了國(guó)家自然科學(xué)基金3項(xiàng)（經(jīng)費(fèi)150萬(wàn)）；省部級(jí)科研項(xiàng)目10項(xiàng)（經(jīng)費(fèi)180萬(wàn)）；在教研上獲批省級(jí)教改項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家級(jí)、省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃10項(xiàng)，校級(jí)各類(lèi)教研及教材項(xiàng)目15項(xiàng)，經(jīng)費(fèi)共計(jì)400萬(wàn)；在創(chuàng)新課程方面：食品微生物學(xué)獲批2019年山東省線上線下混合式一流本科課程，食品生物化學(xué)獲批校級(jí)一流本科課程。與此同時(shí)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員還注重教研論文的撰寫(xiě)，先后撰寫(xiě)了8篇與食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心課程群建設(shè)相關(guān)的教研論文，從而提升了教師的教學(xué)水平和本科教學(xué)質(zhì)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)核心課程群的四門(mén)課程均為食品質(zhì)量與安全、食品科學(xué)與工程、釀酒、葡萄酒工程等專(zhuān)業(yè)的重要核心課。教學(xué)團(tuán)隊(duì)重構(gòu)了課程內(nèi)容，以“生物學(xué)基礎(chǔ)（《食品生物化學(xué)》和《食品微生物學(xué)》）—變化原理（《食品化學(xué)》）—方法（《食品分析》”）為主線，形成了食品專(zhuān)業(yè)的“三大基礎(chǔ)，一個(gè)方法”的課程體系，使學(xué)生在掌握生物學(xué)基本原理的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)食品加工的基本特點(diǎn)，為學(xué)生將來(lái)從事食品生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品及新食品資源，奠定理論基礎(chǔ)和提供基本的研究方法。按照CDIO工程教育模式進(jìn)行課程群建設(shè)，有利于食品科學(xué)與工程“國(guó)家一流”本科專(zhuān)業(yè)的建設(shè)，對(duì)發(fā)展“微專(zhuān)業(yè)”也有重要的指導(dǎo)作用。