“食品工程原理”省級精品資源共享課建設(shè)及實(shí)踐

李璐，肖南，解新安，李雁*

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院（廣州 510642）

2012年教育部出臺《精品資源共享課建設(shè)工作實(shí)施辦法》，要求以信息量大、覆蓋面廣的公共基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)基礎(chǔ)課為重點(diǎn)，以豐富的網(wǎng)絡(luò)精品課程資源為基本目標(biāo)，給高校師生和社會學(xué)習(xí)者提供更加多樣和優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源[1]。“食品工程原理”是食品科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有工程實(shí)踐性強(qiáng)、注重應(yīng)用的特點(diǎn)，作為學(xué)生進(jìn)入工程領(lǐng)域的敲門磚，它在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用，對培養(yǎng)學(xué)生，尤其是工程類課程較少的農(nóng)業(yè)院校的學(xué)生的工程意識、工程計算能力、解決實(shí)際工程問題的能力具有舉足輕重的作用[2-3]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“食品工程原理”課程于2016年成功申報廣東省精品資源共享課，課程團(tuán)隊基于十幾年對食品工程原理課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真研討面向二十一世紀(jì)高素質(zhì)農(nóng)業(yè)工程人才的課程培養(yǎng)規(guī)劃，積極進(jìn)行課程教學(xué)體系優(yōu)化的改革實(shí)踐探索，不斷更新教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)辦法和手段。經(jīng)過多年積累和建設(shè)，在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系、教學(xué)輔助等方面建設(shè)成果顯著，在課程建設(shè)過程中取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 課程建設(shè)的主要內(nèi)容及特色

1.1 基于高等學(xué)校農(nóng)業(yè)類本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)修訂完善教學(xué)及實(shí)踐體系

為適應(yīng)中國社會主義市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的高級農(nóng)業(yè)工程人才，近年來高等農(nóng)業(yè)院校教育教學(xué)課程體系不斷變革，逐步形成厚基礎(chǔ)、寬口徑的高等農(nóng)業(yè)工程類本科專業(yè)人才規(guī)格培養(yǎng)方案[4]。結(jié)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程專業(yè)進(jìn)行“工程教育專業(yè)認(rèn)證”的需求和標(biāo)準(zhǔn)，針對食品工程專業(yè)的特點(diǎn)和用人企業(yè)與單位的反饋意見和建議，在“食品工程原理”課程內(nèi)容與框架結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計與內(nèi)容、課程設(shè)計等方面，對3個系列的教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，明確課程教學(xué)目標(biāo)及其與學(xué)生培養(yǎng)要求間的支撐關(guān)系。同時，完善課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系，如在原有校級食工（化工）實(shí)驗(yàn)平臺基礎(chǔ)上，增加部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺套數(shù)并購買相關(guān)演示模型；通過重新編撰和修訂“食品工程原理課程設(shè)計”指導(dǎo)書，將換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計與食品制冷過程單元的流程及節(jié)能思想集成起來，對換熱器工藝參數(shù)的設(shè)定與結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，避免以往“孤立”設(shè)計的弊端，鍛煉學(xué)生對工程設(shè)計的系統(tǒng)性思維，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加強(qiáng)對學(xué)生工程思維和工程能力的培養(yǎng)。在針對2016級食工專業(yè)的課程質(zhì)量評價問卷調(diào)查中，參與調(diào)查學(xué)生114名，對“食品工程原理”課程教學(xué)目標(biāo)2（比較系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代食品生產(chǎn)中各個單元操作的作用原理，過程描述，典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工藝計算）和“食品工程原理課程設(shè)計”課程教學(xué)目標(biāo)2（確定工藝流程、設(shè)計方案及可行性分析，使學(xué)生具有技術(shù)上先進(jìn)、可行且經(jīng)濟(jì)上合理等多方面綜合分析解決問題的工程觀點(diǎn)和能力）獲得的程度平均打分，為4.13和4.06（滿分5分），說明教學(xué)大綱和實(shí)踐體系的修訂完善對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)起到推動作用。

1.2 注重教學(xué)團(tuán)隊和教學(xué)資源建設(shè)，為資源共享課程建設(shè)提供基礎(chǔ)和保障

“食品工程原理”是一門工程性和實(shí)用性較強(qiáng)的工科課程，需要授課教師有較好的工程背景和豐富的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。通過科學(xué)合理地配置教師資源，培養(yǎng)中青年骨干等措施完善教學(xué)團(tuán)隊的梯隊結(jié)構(gòu)；課程建設(shè)期間2位骨干教師赴英美發(fā)達(dá)國家訪學(xué)，深入外籍教授的相關(guān)本科課程的課堂學(xué)習(xí)，獲取教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，提高教學(xué)水平。同時，主要由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、教學(xué)水平高、科研能力強(qiáng)、授課特色鮮明、深受學(xué)生喜愛和領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可的主講教師和骨干教師任課，通過組團(tuán)聽課、教學(xué)研討等方式引導(dǎo)其他老師的學(xué)習(xí)交流，從而全面提高教師授課水平。另外，科學(xué)研究是教師自我完善與發(fā)展的過程，通過科研工作能促進(jìn)教師自我知識結(jié)構(gòu)更新和知識體系的充實(shí)，以及對知識前沿的把握和學(xué)科知識的理解，為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革奠定“能動性”基礎(chǔ)[5]。因此，鼓勵教師積極開展教學(xué)和科研項(xiàng)目申報并盡力提供平臺支持，課程建設(shè)期間，申請并獲立項(xiàng)的國家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目和廣東省教學(xué)改革項(xiàng)目各3項(xiàng)，發(fā)表相關(guān)教改論文3篇，科研論文20篇以上，將最新研究成果和進(jìn)展融入教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研的有機(jī)結(jié)合和相互促進(jìn)，拉近抽象理論和實(shí)踐距離，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時加深學(xué)生對課程內(nèi)容理解。

在教學(xué)資源建設(shè)方面，以傳統(tǒng)紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為平臺，建立立體化的教學(xué)資源網(wǎng)絡(luò)。課程教材選用的是團(tuán)隊老師參編的面向二十一世紀(jì)教育部規(guī)劃教材和普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材，同時，編寫《食品工程原理實(shí)驗(yàn)》《食品工程原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》《食品工程原理習(xí)題詳解》等輔助教材，將單元操作理論知識與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行有機(jī)整合，加強(qiáng)知識的系統(tǒng)性和綜合性訓(xùn)練作為精品資源共享課建設(shè)的“重頭戲”，精心制作電子講義及課件、錄制體現(xiàn)教學(xué)全過程的全部章節(jié)授課視頻，以此為基礎(chǔ)建設(shè)并動態(tài)更新“食品工程原理”精品資源共享課教學(xué)網(wǎng)站（網(wǎng)址：http：//spgcyl.course.scau.edu.cn/index.asp?index.html）。精品資源共享課教學(xué)網(wǎng)站提供課程的教學(xué)大綱、電子講義及課件、授課視頻等上課必備資源，提供大量課外拓展資源，如試題庫、演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、學(xué)生自測系統(tǒng)等，為學(xué)生的自主和擴(kuò)展學(xué)習(xí)、為教師實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)探索等提供資源平臺，體現(xiàn)現(xiàn)代化教育手段對提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的作用。此外，組建食品工程原理課程設(shè)計QQ交流平臺，學(xué)生可就設(shè)計過程中遇到的問題隨時提問，教師或?qū)W生在群中作答，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的多方位交流，分享不同設(shè)計思路、設(shè)計方法、計算過程等。線上線下的立體教學(xué)資源體系，打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)在時間和空間上的限制，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢及優(yōu)秀教師的輻射作用，極大提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

1.3 深化教學(xué)方法與教學(xué)手段改革

“食品工程原理”課程特征是理論性強(qiáng)，公式演算、推導(dǎo)多，新技術(shù)、新理論聯(lián)系廣[6]，致力于將課程的理論與生產(chǎn)實(shí)踐有效連接，準(zhǔn)確分析與應(yīng)用，將紛繁復(fù)雜的推理公式、圖表轉(zhuǎn)化為生動淺顯的直觀理論教學(xué)。在課程建設(shè)過程中，根據(jù)食品工程原理知識特點(diǎn)，授課教師積極嘗試將案例式、問題探究式、翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式帶入課堂，并強(qiáng)化配套實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計的設(shè)計及實(shí)踐，突出課程的工程特點(diǎn)和實(shí)用性。同時，授課教師緊密關(guān)注國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究動態(tài)和新型教學(xué)手段的發(fā)展，將學(xué)科前沿?zé)狳c(diǎn)融入教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解領(lǐng)域的國內(nèi)國際發(fā)展動態(tài)，對充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和能動性，提高學(xué)生分析、解決問題的能力，強(qiáng)化對學(xué)生工程思維和意識的培養(yǎng)均起到促進(jìn)作用。另外，鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加課程相關(guān)學(xué)科競賽，使學(xué)生體會到學(xué)以致用的樂趣，提高對相關(guān)知識的駕馭和運(yùn)用能力。2018年指導(dǎo)的2個參賽隊伍分獲歐倍爾杯第2屆全國大學(xué)生食品工程虛擬仿真大賽二等獎，在擴(kuò)大課程及相關(guān)老師在該領(lǐng)域影響力的同時，積累更多教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2 精品資源共享課建設(shè)的實(shí)踐與成效

衡量課程建設(shè)效果的一個重要指標(biāo)是學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及目標(biāo)的達(dá)成度。結(jié)合食品工程專業(yè)學(xué)生實(shí)際情況和課程特點(diǎn)，擬定“食品工程原理”課程目標(biāo)：（1）掌握和理解各章中的基本概念、基本原理和基本運(yùn)算方法。重視課程中各物理量的意義、單位和因次，以及計算公式或方程的應(yīng)用條件。（2）比較系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代食品生產(chǎn)中各個單元操作的作用原理、過程描述、典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工藝計算。（3）通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)會分析解決食品生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。

圖1是課程精品資源共享建設(shè)前（2015級食工，180人）和建設(shè)后（2017級食工，100人）學(xué)生對3個課程目標(biāo)的達(dá)成度對比。從圖1可以看出，經(jīng)過3年的精品資源共享課程建設(shè)，學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成度明顯提高，特別是目標(biāo)2，達(dá)成度由原來的0.80提高到0.89，說明學(xué)生已較好掌握食品生產(chǎn)中各單元操作的相關(guān)原理及工藝計算，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和工程素質(zhì)培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

圖2是課程建設(shè)前后學(xué)生個體對課程目標(biāo)的達(dá)成分布圖，其中圈出數(shù)據(jù)表示達(dá)成度低于0.6的數(shù)據(jù)，即為不及格。可以看出，經(jīng)過對教學(xué)大綱、教學(xué)方式等的優(yōu)化建設(shè)，學(xué)生個體的目標(biāo)達(dá)成數(shù)量明顯提升，不及格學(xué)生顯著減少。

圖1 15級食工和17級食工的“食品工程原理”課程目標(biāo)達(dá)成度比較

圖2 15級食工和17級食工的《食品工程原理》課程目標(biāo)個體達(dá)成分布圖比較

另外，根據(jù)學(xué)校教務(wù)處近幾年的學(xué)生評教和課程質(zhì)量評價問卷調(diào)查結(jié)果，學(xué)習(xí)“食品工程原理”課程的學(xué)生對課程理論講授和實(shí)踐教學(xué)的評價都很高，授課教師教學(xué)方法靈活多樣，能有效啟發(fā)學(xué)生思考，教學(xué)內(nèi)容更新快，實(shí)踐課內(nèi)容新穎，切合實(shí)際，通過該課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)工程思維和意識，為專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。學(xué)生對教師授課方法的合適程度評分均在4分以上（滿分5分），進(jìn)一步說明精品資源共享課的建設(shè)顯著提高教學(xué)效果，對農(nóng)業(yè)院校工程人才培養(yǎng)具有促進(jìn)作用。

3 課程后續(xù)建設(shè)設(shè)想及規(guī)劃

作為廣東省屬高校中較早專門針對食品工程類本科專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課程，在廣東省教育廳和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的經(jīng)費(fèi)及政策支持下，經(jīng)過3年多的課程建設(shè)，“食品工程原理”精品資源共享課項(xiàng)目通過教學(xué)大綱修訂、教學(xué)方法改革、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系完善等有效提升課程教學(xué)內(nèi)容及效果。同時，通過精品資源課程教學(xué)網(wǎng)站的精心建設(shè)和動態(tài)更新，提供完整的教學(xué)課件和授課視頻，輔以演示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、設(shè)備構(gòu)造flash等視頻資源，此外還提供習(xí)題庫、自測系統(tǒng)等自主學(xué)習(xí)資料，為學(xué)生自主拓展學(xué)習(xí)、自查自檢等提供極大便利；為教師實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等基于大量網(wǎng)絡(luò)資源的新型教學(xué)模式探索提供資源平臺及技術(shù)支持；為同行，尤其是廣東高校相關(guān)專業(yè)的同行們提供學(xué)習(xí)和交流平臺，促進(jìn)該課程更好更快發(fā)展。后續(xù)將在課程中推進(jìn)使用化工（食工）原理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，強(qiáng)化實(shí)踐，授課內(nèi)容體現(xiàn)時代特色，提高網(wǎng)站資源更新頻率，在優(yōu)化建設(shè)的基礎(chǔ)上加大對精品資源共享課資源的宣傳和推廣，吸引更多校外相關(guān)課程的教師與學(xué)生使用，實(shí)現(xiàn)課程資源共享。