工程教育認(rèn)證背景下“食品工程原理”課程教學(xué)模式的探索
——以西北民族大學(xué)為例

盧利平，陳偉基，高丹丹，陸會(huì)寧

（西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州730030）

2016年我國(guó)正式簽署《華盛頓協(xié)議》，開(kāi)展與國(guó)際接軌的工程教育專業(yè)認(rèn)證，很多工程類專業(yè)開(kāi)始進(jìn)行工程專業(yè)認(rèn)證，這是提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生工程與創(chuàng)新能力的很好契機(jī)[1-2]。工程專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)“學(xué)生中心，成果導(dǎo)向（OBE）與持續(xù)改進(jìn)”三大基本理念，可以極大推動(dòng)我國(guó)教學(xué)體系的完善與人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn)、提升工程技術(shù)人才的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。2018年6月教育部在成都召開(kāi)的全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議上，使成果導(dǎo)向（OBE）成為了新時(shí)代“新工科建設(shè)”與“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0”的重要核心理念。成果導(dǎo)向（OBE）將正向的知識(shí)灌輸轉(zhuǎn)為“學(xué)生產(chǎn)出”，注重學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐能力等的培養(yǎng)[3-4]。

“食品工程原理”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門(mén)具有典型過(guò)程性和實(shí)踐性的專業(yè)基礎(chǔ)課，是食品專業(yè)課程體系的基本骨架課程之一，也是食品專業(yè)本科院校必須開(kāi)設(shè)的一門(mén)課程，同時(shí)還是工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中直接列出的課程之一[5]?！笆称饭こ淘怼本哂锌鐚W(xué)科、綜合型強(qiáng)、內(nèi)容繁多、半經(jīng)驗(yàn)和半理論等特點(diǎn)，造成學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程感覺(jué)知識(shí)太抽象，難以理解，提不起學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易消極、懈怠情緒，其解決實(shí)際工程問(wèn)題能力明顯欠缺。該課程教學(xué)內(nèi)容涉及面廣，公式和計(jì)算過(guò)程繁雜，教學(xué)效果一直不是很理想。此外，作為民族院校，根據(jù)招生原則，食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生來(lái)自五湖四海，學(xué)生學(xué)習(xí)能力和對(duì)知識(shí)的理解能力層次不均，尤其是來(lái)自藏族和新疆籍偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生，語(yǔ)言交流和表達(dá)能力上有一定的差別，學(xué)習(xí)效果差異很大。鑒于以上特點(diǎn)并結(jié)合當(dāng)下工程教育認(rèn)證的背景，如何提高食品科學(xué)與工程專業(yè)“食品工程原理”的教學(xué)效果是民族院校當(dāng)前教學(xué)改革中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，改革現(xiàn)有教學(xué)模式迫在眉睫。

1 現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問(wèn)題

1.1 基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)

“食品工程原理”是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程，西北民族大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)“食品工程原理”課程開(kāi)設(shè)在大三上學(xué)期，需要有扎實(shí)的“大學(xué)物理”“高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”“機(jī)械制圖”和“計(jì)算機(jī)技術(shù)”課程知識(shí)，而入學(xué)時(shí)由于特招、擴(kuò)招等特殊原因，部分學(xué)生的成績(jī)偏低，學(xué)生層次差距明顯；且學(xué)生在大一大二學(xué)習(xí)這些先修課程時(shí)，學(xué)習(xí)底子差，大部分學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)也是剛剛及格，沒(méi)有打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，以至于在學(xué)習(xí)該課程時(shí)很茫然，也不知道如何學(xué)習(xí)，即使花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力可總是一知半解，教學(xué)效果一直不好。

1.2 課程工程實(shí)踐性強(qiáng)

“食品工程原理”與工程實(shí)踐密切聯(lián)系，涉及食品生產(chǎn)的諸多工藝流程，且食品生產(chǎn)設(shè)備種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作抽象，沒(méi)有真正參與實(shí)踐過(guò)程，學(xué)生僅僅單純理論學(xué)習(xí)很難理解整個(gè)設(shè)備運(yùn)行機(jī)理和過(guò)程。

1.3 課程計(jì)算量大

“食品工程原理”課程內(nèi)容涉及大量的經(jīng)驗(yàn)公式、半經(jīng)驗(yàn)公式或關(guān)聯(lián)式，且公式推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜，需要記憶的知識(shí)點(diǎn)和公式太多，學(xué)生沒(méi)有找到適合自己的學(xué)習(xí)方法，沒(méi)有掌握課程內(nèi)容布局，缺乏對(duì)課程的整體認(rèn)識(shí)，不能體會(huì)到課程中知識(shí)間的內(nèi)容聯(lián)系，掌握其知識(shí)脈絡(luò)，只感覺(jué)到知識(shí)點(diǎn)又碎又多，很繁瑣[6]。學(xué)生僅憑死記硬背公式，套用例題和習(xí)題很難學(xué)好、學(xué)通該課程。

1.4 教學(xué)模式陳舊

在“食品工程原理”課程學(xué)習(xí)難度大的前提下，采用教師講解，學(xué)生聽(tīng)課的傳統(tǒng)“灌輸式”教學(xué)模式，學(xué)生很難在枯燥的理論學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生興趣，學(xué)習(xí)自主性不強(qiáng)，很難達(dá)到理想的教學(xué)效果，更難培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。

2 “食品工程原理”課程教學(xué)模式改進(jìn)措施

2.1 結(jié)合多種教學(xué)手段，構(gòu)建新型教學(xué)模式

引入翻轉(zhuǎn)課堂將被動(dòng)式的接受知識(shí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)式的自我獲取知識(shí)，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，在課堂教學(xué)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。在課程教學(xué)改革過(guò)程中，翻轉(zhuǎn)課堂的資料主要來(lái)源于中國(guó)大學(xué)MOOC及網(wǎng)上的精品“在線課程”資源，讓學(xué)生在課前觀看視頻或者查閱資料學(xué)習(xí)，極大地給予了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和自由，以自己最舒適的方式探索新知識(shí)，在課堂上通過(guò)“問(wèn)題導(dǎo)向式”再次串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，加深學(xué)生學(xué)習(xí)成果印象。

在“食品工程原理”課程中，通過(guò)建立學(xué)習(xí)QQ群、微信等多種溝通交流渠道，讓學(xué)生有一個(gè)輕松、快速、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境。課前向?qū)W生發(fā)布課堂內(nèi)容的PPT和需要掌握的知識(shí)要點(diǎn)，同時(shí)提供網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源鏈接，引導(dǎo)學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)；課上，“問(wèn)題導(dǎo)向式”的教學(xué)方法將瑣碎知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，讓學(xué)生了解知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系及與整個(gè)課程的聯(lián)結(jié)。

2.2 引入思維導(dǎo)圖，梳理課程知識(shí)點(diǎn)

隨著教學(xué)模式探索與改革的不斷深入，思維導(dǎo)圖在各類課程教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。在“食品工程原理”課程實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，堅(jiān)持“每節(jié)一圖，每章一圖”的原則，將課程知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，課程講解過(guò)程中將思維導(dǎo)圖的方法融入進(jìn)課堂教學(xué)及板書(shū)設(shè)計(jì)中，在提高教學(xué)效率、開(kāi)展教學(xué)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生更加全面的思考方式，提高了自主協(xié)作學(xué)習(xí)能力。

“食品工程原理”緒論部分的思維導(dǎo)圖見(jiàn)圖1。

圖1 “食品工程原理”緒論部分的思維導(dǎo)圖

2.3 加強(qiáng)競(jìng)賽培訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

為了推動(dòng)高等學(xué)校食品類專業(yè)“新工科”建設(shè)，提高本科食品科學(xué)與工程專業(yè)核心課程教學(xué)質(zhì)量，已連續(xù)舉辦了2屆“全國(guó)大學(xué)生食品工程虛擬仿真大賽”。大賽的內(nèi)容涉及面廣，各屆大賽考核知識(shí)點(diǎn)和考核方式都在變化，不僅要求學(xué)生有扎實(shí)的理論知識(shí)，而且還需要熟練操作虛擬仿真軟件[7]。食品工程虛擬仿真大賽舉辦時(shí)間一般為7月份，競(jìng)賽培訓(xùn)包括自主學(xué)習(xí)和集中學(xué)習(xí)，6月份主要進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與培訓(xùn)，通過(guò)微信群、QQ群等方式及時(shí)通知并下達(dá)學(xué)習(xí)任務(wù)，督促學(xué)生學(xué)習(xí)；7月份開(kāi)展緊密培訓(xùn)，包括理論和虛擬仿真軟件的操作練習(xí)兩部分。大賽包括理論考試和實(shí)驗(yàn)操作2個(gè)部分，實(shí)驗(yàn)操作部分需要很強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)成員分工協(xié)作，2016級(jí)和2017級(jí)食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生參加了2屆“全國(guó)大學(xué)生食品工程虛擬仿真大賽”，從實(shí)踐結(jié)果來(lái)看，學(xué)生和教師都表現(xiàn)出較高的積極性和主動(dòng)性，增加了師生互動(dòng)能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)效果。

2.4 引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，2017年，西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院依托北京東方仿真軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，內(nèi)容包括干紅葡萄酒工藝仿真、噴霧干燥仿真實(shí)驗(yàn)、啤酒發(fā)酵工藝仿真實(shí)驗(yàn)、葡萄酒發(fā)酵工藝仿真實(shí)驗(yàn)和食品工程原理實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)?！笆称饭こ淘怼睂?shí)驗(yàn)不僅僅依托“食品工程原理”仿真軟件課程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課外可以自主選擇時(shí)間進(jìn)行機(jī)房練習(xí)，鞏固和加強(qiáng)學(xué)生課程學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)“食品工程原理”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受設(shè)備、場(chǎng)地、安全等因素影響的缺陷，順應(yīng)工程認(rèn)證教育背景要求，培養(yǎng)符合西北地區(qū)民族院校畢業(yè)要求的食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生。

2.5 抓住課堂教學(xué)“主渠道”，把課程思政建設(shè)融入課堂教學(xué)

在“食品工程原理”課程教學(xué)改革過(guò)程中，積極響應(yīng)教育部印發(fā)等《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》等通知，立足西北民族大學(xué)自身特點(diǎn)，將馬克思主義立場(chǎng)觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題；深度挖掘提煉課程知識(shí)體系中所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，貫穿于平時(shí)的課程內(nèi)容講解中；科學(xué)合理地拓展課程的廣度、深度和溫度，從食品科學(xué)與工程專業(yè)、食品行業(yè)、社會(huì)、文化、歷史等角度，多角度、全方位地融入課程思政。例如，管路計(jì)算的導(dǎo)言部分可以選擇西氣東輸、南水北調(diào)等具有長(zhǎng)遠(yuǎn)影響力的惠民工程；流體輸送機(jī)械的導(dǎo)入可以選擇中國(guó)制造的超級(jí)泵站；沉降過(guò)濾則可以選擇世界有名的陶瓷過(guò)濾技術(shù)；傳熱可以介紹高原凍土熱管等。講好中國(guó)故事的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，加深學(xué)生愛(ài)國(guó)主義意識(shí)、責(zé)任感、使命感和“四個(gè)自信”的印象。

2.6 改革考核方式，實(shí)施全過(guò)程學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)考核

將預(yù)習(xí)討論、每節(jié)小測(cè)、每章小測(cè)的成績(jī)、課堂討論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、課后作業(yè)納入過(guò)程考核評(píng)價(jià)范圍，加大過(guò)程考核成績(jī)的比例，將期末考試成績(jī)權(quán)重降低到50%，平時(shí)成績(jī)占比為20%，期末考前突擊不再能獲得期末高分，課程實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程考核，更加公平地體現(xiàn)了學(xué)生過(guò)程化學(xué)習(xí)效果。關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索，尋找適合自己的最佳學(xué)習(xí)方法，降低應(yīng)試教育的“期末大復(fù)習(xí)”弊端，使總評(píng)成績(jī)更加真實(shí)地反映學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和效果。

3 結(jié)語(yǔ)

在工程教育認(rèn)證的大背景下，通過(guò)對(duì)“食品工程原理”課程教學(xué)改革，學(xué)生反映課程講解內(nèi)容清晰明了；課堂學(xué)習(xí)氛圍活躍；小組討論和分享激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果較好。同時(shí)，這種“以教促改、以改促教”的改革方式也提高了教師的綜合素質(zhì)和學(xué)生對(duì)新教學(xué)模式的適應(yīng)，充分發(fā)揮了教師和學(xué)生的主觀能動(dòng)性，達(dá)到共同進(jìn)步，對(duì)促進(jìn)民族院校工科類“食品工程原理”課程的教改，以及培養(yǎng)西北地區(qū)優(yōu)秀的食品工業(yè)從業(yè)者做出一些努力。