基于OBE理念的《食品工程原理》課程混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐

楊曉清，高愛(ài)武，董同力嘎

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

0 引言

成果導(dǎo)向教育(outcome based education，簡(jiǎn)稱OBE，也稱能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育)代表工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下改革的主流方向，清晰組織教育中的每個(gè)環(huán)節(jié)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果[1-2]。中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代，中國(guó)高等教育進(jìn)入了新的歷史發(fā)展階段，本科教育引起各方高度關(guān)注，需要采取堅(jiān)強(qiáng)有力的措施推動(dòng)高等教育邁上新臺(tái)階[3]。為了使我國(guó)高等教育更好地適應(yīng)國(guó)家及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，迎接新工業(yè)革命的挑戰(zhàn)，需要在成果導(dǎo)向教育理念的引導(dǎo)下，積極推進(jìn)教育教學(xué)改革，課程教學(xué)需順應(yīng)OBE理念，從學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變、從教師中心向?qū)W生中心轉(zhuǎn)變、從質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)變，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的框架，提高學(xué)生的獲得感、創(chuàng)新能力和持續(xù)學(xué)習(xí)能力。

1 課程教學(xué)模式改革的必要性

《食品工程原理》課程作為培養(yǎng)食品工程專(zhuān)業(yè)高級(jí)復(fù)合應(yīng)用型工程技術(shù)人才的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)的啟蒙課，學(xué)生在本課程中將系統(tǒng)學(xué)習(xí)食品加工過(guò)程中的工程概念，以及各種單元操作的基本原理、內(nèi)在規(guī)律、常用設(shè)備和加工過(guò)程的計(jì)算方法，研究對(duì)象是真實(shí)而又復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程。食品工程原理課程教學(xué)目的是讓學(xué)生在掌握食品加工過(guò)程基本原理的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論分析并解決食品生產(chǎn)過(guò)程存在的各種實(shí)際問(wèn)題，從食品工程原理課程開(kāi)始，學(xué)生就進(jìn)入了工科的知識(shí)體系[4]。在高等工程教育背景下，該課程對(duì)培養(yǎng)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)、工程能力及創(chuàng)新能力具有十分重要的地位。

一直以來(lái)在學(xué)習(xí)食品工程原理的過(guò)程中，存在如下問(wèn)題。首先，學(xué)生往往覺(jué)得理論多、概念多、物理量多和公式多，從上課內(nèi)容上來(lái)看似乎聽(tīng)懂了，但習(xí)題不會(huì)做；即使對(duì)于一些成績(jī)好的學(xué)生來(lái)說(shuō)，對(duì)每一章內(nèi)容總是感到一盤(pán)散沙、所學(xué)知識(shí)沒(méi)有系統(tǒng)性，所學(xué)內(nèi)容不能與生活、生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)聯(lián)，更談不上畢業(yè)所應(yīng)達(dá)到的解決工程問(wèn)題的能力。其次，手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)資源沒(méi)有成為有效的教學(xué)工具。當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代知識(shí)的獲得已經(jīng)不存在障礙，但學(xué)習(xí)動(dòng)力、注意力變成了稀缺資源。學(xué)生人在課堂而精神渙散，或神游或睡覺(jué)的課堂現(xiàn)象比比皆是，手機(jī)不離手，課堂上教師往往需要強(qiáng)制性收回手機(jī)、或不斷停下講課制止學(xué)生看手機(jī)。另外，教學(xué)過(guò)程中教師一言堂、學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講和參與度低下的現(xiàn)象比比皆是。

當(dāng)前工科學(xué)生的培養(yǎng)模式將更加注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，而作為農(nóng)業(yè)院校的內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的工科基礎(chǔ)本身就不夠厚實(shí)，加上食品工程原理課程在農(nóng)業(yè)院校里屬于少學(xué)時(shí)課程，如何能讓食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在理論課時(shí)缺少的情況下掌握足夠的理論知識(shí)，是擺在教師面前的一道難題。在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)普及時(shí)代、年輕人的個(gè)人學(xué)習(xí)方式在變化，更加靈活化、碎片化、網(wǎng)絡(luò)化和多維度，可以迅速多渠道獲取知識(shí)和信息。隨著大規(guī)模在線開(kāi)放課程的發(fā)展，教師如何引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思維、課上課下如何利用手機(jī)開(kāi)展教學(xué)、將不利因素變?yōu)榻虒W(xué)過(guò)程中的有利工具，將教師的一言堂變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的互動(dòng)性課堂，這是亟待教師去思索、去完成的。

基于上述分析，為了實(shí)現(xiàn)當(dāng)前食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、使學(xué)生成為具有可持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新人才，在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)普及發(fā)達(dá)并在教育領(lǐng)域廣泛滲透前提下，課程組結(jié)合食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的層次和基礎(chǔ)，基于以產(chǎn)出為導(dǎo)向、以學(xué)生為主體、本著持續(xù)改進(jìn)的態(tài)度和做法，對(duì)食品工程原理課程教學(xué)模式進(jìn)行了改革。本文以課程章節(jié)中傳熱內(nèi)容為例，闡述基于OBE理念下的食品工程原理課程混合式教學(xué)模式研究實(shí)踐與改革的有效性，旨在大力提升教學(xué)效果，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力和獲得感。

2 課程教學(xué)模式改革實(shí)踐過(guò)程

經(jīng)過(guò)2年的課程建設(shè)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)豐富了教學(xué)資源，包括教學(xué)單元的課程課件、動(dòng)畫(huà)演示，以及與理論課程內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)視頻、試題庫(kù)、系列播課和不斷更新的課后閱讀資料等，同時(shí)對(duì)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生學(xué)習(xí)筆記，教學(xué)討論區(qū)的答疑、發(fā)帖、回帖、隨堂在線測(cè)試等教學(xué)活動(dòng)的學(xué)情分析等，食品工程原理混合式教學(xué)模式改革顯示了明顯成效?，F(xiàn)以傳熱章節(jié)的教學(xué)安排及對(duì)流傳熱單元為例對(duì)線上線下混合式教學(xué)實(shí)踐加以闡述。

2.1 學(xué)習(xí)內(nèi)容的系統(tǒng)性

采用思維導(dǎo)圖所設(shè)計(jì)的食品工程原理教學(xué)中傳熱章節(jié)整體知識(shí)框架和學(xué)習(xí)內(nèi)容的導(dǎo)學(xué)單如圖1所示，通過(guò)思維導(dǎo)圖進(jìn)行該章內(nèi)容知識(shí)梳理，并將知識(shí)內(nèi)容與教學(xué)過(guò)程形象化聯(lián)結(jié)[5-6]。由教師于章節(jié)開(kāi)始學(xué)習(xí)之前發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，可使學(xué)生學(xué)習(xí)之前明確了解本章的知識(shí)構(gòu)成，并將所學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際由淺入深加以關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生明了教學(xué)內(nèi)容知識(shí)框架的系統(tǒng)性。

圖1 傳熱單元的知識(shí)框架和學(xué)習(xí)內(nèi)容Fig.1 Frame diagram and contents of heat transfer unit

2.2 線上線下混合式教學(xué)過(guò)程示意

對(duì)流傳熱單元混合式教學(xué)過(guò)程單元導(dǎo)學(xué)單如圖2所示，按照?qǐng)D中顯示開(kāi)展教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)過(guò)程將課前、課中、課后3個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合。

課前，教師將問(wèn)題導(dǎo)入、布置學(xué)生必須完成的任務(wù)。課中，教師“以問(wèn)題為中心”，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生回答、提問(wèn)并討論，教師答疑、講述重點(diǎn)和難點(diǎn)，師生面對(duì)面共同討論[6]。課后測(cè)試評(píng)價(jià)和師生共同反思。教師通過(guò)提供背景知識(shí)或前沿知識(shí)供學(xué)生課余時(shí)間閱讀思考，利用網(wǎng)絡(luò)資源彌補(bǔ)學(xué)生缺乏生產(chǎn)實(shí)際和生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，通過(guò)案例的形式將一些實(shí)踐性環(huán)節(jié)插入到相關(guān)章節(jié)里，形成“基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)”模式，增加學(xué)習(xí)的趣味性，引導(dǎo)學(xué)生自主探索教學(xué)知識(shí)，將被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，極大強(qiáng)化課程學(xué)習(xí)的效果，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生工程認(rèn)知能力和解決工程問(wèn)題的能力。

在成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方面，目前采用的混合式教學(xué)模式改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的課程結(jié)束后學(xué)生才知道成績(jī)的評(píng)價(jià)方法，注重過(guò)程和結(jié)果并重，采用成長(zhǎng)式成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)的新方法評(píng)價(jià)學(xué)生該課程的學(xué)習(xí)成績(jī)。如圖2所示的教學(xué)全過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，觀看視頻后的測(cè)試題、調(diào)查問(wèn)卷、討論發(fā)帖、課前預(yù)習(xí)、隨堂測(cè)試和課后練習(xí)等均進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)，計(jì)入總成績(jī)。當(dāng)遇到不可預(yù)知的突發(fā)狀況時(shí)，為不影響教學(xué)進(jìn)度，可通過(guò)線上學(xué)習(xí)資源的建設(shè)、線上課程錄播及在線測(cè)試等線上學(xué)習(xí)方法幫助學(xué)生在脫離面對(duì)面教學(xué)條件下完成課程學(xué)習(xí)[7]。

圖2 對(duì)流傳熱的混合式教學(xué)過(guò)程Fig.2 Mixed teaching process of convective heat transfer

2.3 混合式教學(xué)模式有效性的構(gòu)成

混合式教學(xué)模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)的利用不僅僅像傳統(tǒng)教學(xué)那樣只上傳資源、學(xué)生幾乎從不問(wèn)津、形同虛設(shè)的局面，而是充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生端強(qiáng)調(diào)課前預(yù)習(xí)、課前閱讀、課前自測(cè)和課堂學(xué)習(xí)討論，并通過(guò)一系列反饋機(jī)制進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，使學(xué)生隨時(shí)掌握自己的平時(shí)成績(jī)成長(zhǎng)值[8-9]。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)強(qiáng)化混合式教學(xué)過(guò)程如圖3所示。教師端強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)、答疑解惑，以及根據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程分析而提供高進(jìn)階的學(xué)習(xí)材料和常規(guī)性、拓展性教學(xué)內(nèi)容的完善。在學(xué)生考核方式方面，要強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核的重要性，期末考試成績(jī)的占比應(yīng)逐年下降，平時(shí)成績(jī)占比應(yīng)逐年增長(zhǎng)[10]。

食品工程原理課程混合式教學(xué)模式改革中將課程內(nèi)容協(xié)同整合，課前、課中及課后的訓(xùn)練激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)思維，加強(qiáng)了整個(gè)教學(xué)過(guò)程師生的互動(dòng)性，將傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，既發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，也展示著學(xué)生的主體作用，充分利用了互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、教師學(xué)生的手機(jī)，以及課堂面對(duì)面講授、交流溝通答疑和小組團(tuán)隊(duì)問(wèn)題討論等形式。

由圖3所示，課程教學(xué)從教師端行為、學(xué)生端行為、教學(xué)目的準(zhǔn)確性和可衡量性、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的契合性等各方面反映混合式教學(xué)模式的有效性。

圖3 混合式教學(xué)模式的有效性Fig.3 Effective result of blended-teaching mode

3 結(jié)束語(yǔ)

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》(2012)指出：“教育信息化的發(fā)展要以教育理念創(chuàng)新為先導(dǎo)，以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)方式和教育模式創(chuàng)新為核心”[4]。希望食品工程原理教學(xué)模式的改革及相應(yīng)的教學(xué)效果對(duì)鍛煉學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、持續(xù)學(xué)習(xí)能力和獲得感等方面起到積極顯著的作用，有助于提升食品工程專(zhuān)業(yè)本科生的工程能力，有助于實(shí)現(xiàn)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生新工科的培養(yǎng)目標(biāo)。