工程教育認(rèn)證背景下“谷物科學(xué)”的教學(xué)改革

張曉偉，李保國(guó)，張建國(guó)，李成

上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院（上海 200093）

中國(guó)制造2025是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，新工科建設(shè)是為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略而提出的，是走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路的需要，是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)人力資源強(qiáng)國(guó)的需要，其中工程師是支撐新工科建設(shè)的中堅(jiān)力量。工程教育認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，也是實(shí)現(xiàn)國(guó)際工程教育互認(rèn)和工程師資格互認(rèn)的主要基礎(chǔ)[1]。專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是新工科建設(shè)的重要保障，是“五位一體”的中國(guó)高等教育質(zhì)量保障體系中保證工科人才培養(yǎng)質(zhì)量底線(xiàn)的最有效制度。目前，我國(guó)已經(jīng)在計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料、車(chē)輛工程、地質(zhì)工程、食品科學(xué)與工程、生物工程等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行了認(rèn)證工作，截至2021年底，全國(guó)共有288所高等院校的1 977個(gè)專(zhuān)業(yè)通過(guò)了工程教育認(rèn)證[2]。

“谷物科學(xué)”是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，也是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)工程教育認(rèn)證的核心課程，與食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的其他課程關(guān)系密切，該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握谷物及其營(yíng)養(yǎng)素的物理特性、化學(xué)特性和營(yíng)養(yǎng)特性，對(duì)學(xué)生從事谷物產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、加工和儲(chǔ)藏等工作奠定寬廣的理論基礎(chǔ)[3]。通過(guò)知識(shí)汲取、獨(dú)立思考、理論聯(lián)系實(shí)際的授課方式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中樹(shù)立正確的人生價(jià)值觀(guān)，培養(yǎng)其民族意識(shí)，形成正確的價(jià)值體系。

1 工程教育認(rèn)證背景下“谷物科學(xué)”教學(xué)存在問(wèn)題

基于“工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，“谷物科學(xué)”課程必須滿(mǎn)足4個(gè)學(xué)生畢業(yè)要求：（1）能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)，并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析食品工程的復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論；（2）能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)的方法對(duì)食品工程復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究，包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析與解釋?zhuān)⑼ㄟ^(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論；（3）能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員及負(fù)責(zé)人的角色；（4）能夠就食品復(fù)雜工程問(wèn)題與同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通，包括撰寫(xiě)報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。但是，目前該門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容與形式并不能完全契合工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)以及調(diào)研其他院校關(guān)于這門(mén)課程的教學(xué)情況，發(fā)現(xiàn)“谷物科學(xué)”課程目前存在3個(gè)問(wèn)題。

1.1 工程知識(shí)相對(duì)缺乏

“谷物科學(xué)”課程設(shè)置教學(xué)內(nèi)容主要分為：（1）谷物成分簡(jiǎn)介；（2）谷物宏觀(guān)營(yíng)養(yǎng)素的生物合成酶類(lèi)；（3）谷物結(jié)構(gòu)；（4）谷物理化性質(zhì)；（5）谷物與人體營(yíng)養(yǎng)；（6）谷物在儲(chǔ)存、加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素的變化。從上述課程內(nèi)容可以看出，目前“谷物科學(xué)”課程中工程知識(shí)相對(duì)缺乏，無(wú)法完全滿(mǎn)足畢業(yè)要求中“能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)，并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析食品工程的復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論”。因此，適當(dāng)增加谷物科學(xué)中相應(yīng)工程知識(shí)的講述，不僅可以增加學(xué)生對(duì)于食品工程方面專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，還可以提高學(xué)生在畢業(yè)之后進(jìn)入食品行業(yè)工作對(duì)于食品加工知識(shí)的運(yùn)用。

1.2 與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)銜接不夠緊密

學(xué)習(xí)“谷物科學(xué)”的知識(shí)是為了讓學(xué)生畢業(yè)之后可以在食品工業(yè)中順利就業(yè)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)不足，過(guò)分注重于書(shū)本上的理論知識(shí)，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫軌[4]。學(xué)生學(xué)習(xí)的最終目的是學(xué)以致用，能夠?qū)W(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到將來(lái)的工作之中，因此教學(xué)過(guò)程中必須特別注意理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。但是，目前“谷物科學(xué)”所講述的課程內(nèi)容比較偏重于理論教學(xué)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)不夠重視?；谶@種情況，教師必須對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，將實(shí)踐內(nèi)容與教學(xué)相互結(jié)合，不能只是為了完成自己的教學(xué)任務(wù)，而忽視了學(xué)生真正的需求，必須要以學(xué)生和企業(yè)的需求為核心對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行改革，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

1.3 學(xué)生參與度相對(duì)不夠

“谷物科學(xué)”基于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生具備“能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)個(gè)體、團(tuán)隊(duì)成員及負(fù)責(zé)人的角色”和“能夠就食品復(fù)雜工程問(wèn)題與同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通，包括撰寫(xiě)報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流”兩項(xiàng)要求。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)主要是通過(guò)課程講授、學(xué)生完成課后作業(yè)和期末考試完成，對(duì)學(xué)生之間通過(guò)協(xié)作完成一個(gè)項(xiàng)目和溝通交流能力培養(yǎng)不夠，絕大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中都是自己聽(tīng)課復(fù)習(xí)，合作的意識(shí)和動(dòng)機(jī)薄弱，在學(xué)習(xí)與其他同學(xué)缺乏溝通與交流。同時(shí)，這種教學(xué)方式也無(wú)法完全調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀(guān)能動(dòng)性。因此，教師應(yīng)該注重教學(xué)改革，改變教學(xué)方式，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。

2 改進(jìn)措施

結(jié)合目前“谷物科學(xué)”的教學(xué)現(xiàn)狀以及工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)基于上海理工大學(xué)的實(shí)際情況，對(duì)“谷物科學(xué)”課程進(jìn)行改革，其改革路線(xiàn)如圖1所示。

圖1 “谷物科學(xué)”課程改革路線(xiàn)圖

2.1 在課程內(nèi)容中增加適量的谷物加工工程知識(shí)

“谷物科學(xué)”課程的最后一部分為谷物加工，但其重點(diǎn)在于加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)素的變化，涉及工程知識(shí)部分較少。因此，在此部分中增添工程知識(shí)部分，比如谷物食品如面包、餅干、蛋糕等加工過(guò)程能量的轉(zhuǎn)化、管道設(shè)計(jì)、谷物乳酸飲料發(fā)酵、谷物釀酒過(guò)程中發(fā)酵罐的設(shè)置等相關(guān)內(nèi)容。同時(shí)，對(duì)于學(xué)生很容易掌握的知識(shí)如谷物成分的簡(jiǎn)介，可以減少相對(duì)應(yīng)的課時(shí)，讓學(xué)生通過(guò)自行閱讀相關(guān)資料學(xué)習(xí)，而著重講解學(xué)生難以理解的原理、概念、公式等理論知識(shí)以及與工廠(chǎng)生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)和技能，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。掌握相關(guān)的工程知識(shí)，不僅可以提高學(xué)生們的綜合素質(zhì)能力，還為學(xué)生們畢業(yè)后能夠順利進(jìn)入工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 增加實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

國(guó)家對(duì)高等教育的目的已經(jīng)從單純地培養(yǎng)人才變?yōu)榻虒W(xué)、科研和生產(chǎn)三大功能，產(chǎn)學(xué)研一體化已經(jīng)是一個(gè)世界性趨勢(shì)[5]。校外實(shí)踐可以把學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)緊密地連接起來(lái)，“谷物科學(xué)”課程由于課時(shí)限制，可以采取2種辦法提高學(xué)生對(duì)實(shí)踐內(nèi)容的掌握：（1）視頻案例教學(xué)，比如給學(xué)生播放工廠(chǎng)生產(chǎn)餅干、蛋糕等谷物食品的視頻，讓學(xué)生對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)以及實(shí)際應(yīng)用有初步的了解和熟悉，建立工業(yè)化食品生產(chǎn)的理念和意識(shí)；（2）組織學(xué)生去工廠(chǎng)實(shí)習(xí)參觀(guān)，比如去面粉廠(chǎng)、饅頭廠(chǎng)，讓學(xué)生近距離觀(guān)察生產(chǎn)設(shè)備，了解谷物食品的生產(chǎn)過(guò)程，掌握生產(chǎn)設(shè)備的原理和操作過(guò)程，同時(shí)讓工廠(chǎng)的一線(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)給學(xué)生們講解。通過(guò)這些方式，可以很好地彌補(bǔ)理論教學(xué)的不足，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 完善過(guò)程考核制度

傳統(tǒng)的“谷物化學(xué)”考核分為平時(shí)作業(yè)和期末考試，但這種考核方式對(duì)學(xué)生的合作意識(shí)以及交流溝通能力不夠。交流的意識(shí)和能力對(duì)如今快速發(fā)展的社會(huì)極為重要，因此，在課程設(shè)置里面增加大作業(yè)的內(nèi)容，占總成績(jī)的30%，期末考試占40%，平時(shí)成績(jī)（包括作業(yè)成績(jī)、上課回答問(wèn)題表現(xiàn)等）占30%。學(xué)期最后3～4人一起完成一個(gè)有關(guān)谷物科學(xué)相關(guān)的大論文，并根據(jù)小組大論文做成PPT進(jìn)行課堂展示。其中，小論文撰寫(xiě)占總成績(jī)的10%，課堂匯報(bào)占總成績(jī)的5%，組員之間互評(píng)占總成績(jī)的5%。通過(guò)分組完成大作業(yè)的方式，不但可以提高學(xué)生的合作溝通能力，形成學(xué)習(xí)的責(zé)任感，培養(yǎng)合作的精神和相互配合的良好品質(zhì)，同時(shí)課堂匯報(bào)可以提高學(xué)生的交流能力，而通過(guò)組員互評(píng)又可以提高學(xué)生的參與度，防止某些學(xué)生偷懶依賴(lài)其他學(xué)生的行為。

3 結(jié)語(yǔ)

在新工科建設(shè)的背景下，食品行業(yè)正在向著現(xiàn)代食品行業(yè)轉(zhuǎn)變，各大食品企業(yè)均需要大量的應(yīng)用型和工程型的人才。根據(jù)工程教育認(rèn)證要求，針對(duì)“谷物科學(xué)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，通過(guò)改善課程內(nèi)容設(shè)置、增加教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容以及完善過(guò)程考核方式等方法，提升學(xué)生將理論應(yīng)用至實(shí)踐的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，為學(xué)生走向社會(huì)順利走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，我們也應(yīng)該意識(shí)到快速完美的提升“谷物科學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，在授課過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該不斷反思總結(jié)教學(xué)中存在的問(wèn)題以及解決辦法，不斷改進(jìn)，真正地為社會(huì)和國(guó)家培養(yǎng)有用的食品工程師人才。