工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下“食品工藝學(xué)”教學(xué)模式創(chuàng)新與評(píng)價(jià)

張麗，梁建蘭，鄧源喜，宋麗軍*

1.河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院（秦皇島 066600）；2.蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院（蚌埠 233030）

工程教育專業(yè)認(rèn)證（簡(jiǎn)稱專業(yè)認(rèn)證）的3個(gè)核心理念，即學(xué)生中心、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)[1]。其中，學(xué)生中心是宗旨，成果導(dǎo)向是要求，持續(xù)改進(jìn)是機(jī)制[2-3]。專業(yè)認(rèn)證對(duì)促進(jìn)各院校和專業(yè)辦出特色，加強(qiáng)高等工程教育與工業(yè)界的聯(lián)系，以及提升我國(guó)高等工程教育的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義[4]。

“食品工藝學(xué)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的主干必修課。課程運(yùn)用化學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、微生物學(xué)和食品工程等基礎(chǔ)知識(shí)，研究果蔬、糧油、肉品、蛋品及水產(chǎn)品等食品資源利用和生產(chǎn)的原理、工藝流程和操作要點(diǎn)等，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)合理化、科學(xué)化和現(xiàn)代化食品的學(xué)科[5]。課程對(duì)學(xué)生工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案以及使用現(xiàn)代工具等知識(shí)和能力的培養(yǎng)具有重要作用。

在專業(yè)認(rèn)證背景下，對(duì)“食品工藝學(xué)”課程教學(xué)模式與評(píng)價(jià)勢(shì)在必行。對(duì)課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法，對(duì)畢業(yè)要求的支撐、評(píng)價(jià)方法，以及持續(xù)改進(jìn)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，以滿足專業(yè)認(rèn)證的要求，為培養(yǎng)高素質(zhì)工程人才提供借鑒。

1 課程教學(xué)中存在問(wèn)題

“食品工藝學(xué)”的前期課程主要包括“食品微生物學(xué)”“食品工程原理”“食品化學(xué)”“食品加工機(jī)械與設(shè)備”“食品生物化學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程，為后期的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文奠定基礎(chǔ)[6]。教學(xué)實(shí)踐表明，課程傳統(tǒng)教學(xué)模式傾向于解決線性、靜止和封閉問(wèn)題的科學(xué)模式，教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)科的需求，而在一定程度上忽視專業(yè)的需要[7]，這與專業(yè)認(rèn)證理念相悖。

因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)國(guó)家、社會(huì)和用人單位等外部需求只能“適應(yīng)”，而難以做到“滿足”。具體表現(xiàn)在：教學(xué)方式還是傳統(tǒng)的以教師為中心，學(xué)生只能被動(dòng)地接受教師的教學(xué)安排以完成知識(shí)接收過(guò)程；食品加工的新技術(shù)、新設(shè)備和新成果不能及時(shí)編入教材，課堂教學(xué)與行業(yè)發(fā)展脫節(jié)；現(xiàn)有評(píng)價(jià)方式將“教師與學(xué)生”“學(xué)生與學(xué)生”之間的關(guān)系分隔，嚴(yán)重阻礙了不同教學(xué)參與人之間的和諧互動(dòng)；現(xiàn)有教學(xué)方式將知識(shí)結(jié)構(gòu)分割成若干個(gè)知識(shí)單元，弱化了不同知識(shí)的關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)“只見樹木、不見森林”，難以達(dá)成頂峰能力（成果）[8-9]。

2 改革措施

專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)教學(xué)效果，從而反向指導(dǎo)畢業(yè)要求、培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、評(píng)價(jià)方法等過(guò)程，由學(xué)校和授課教師針對(duì)不足之處提出改進(jìn)方案并持續(xù)改進(jìn)[2-5]。基于此，對(duì)“食品工藝學(xué)”課程改革的步驟和措施進(jìn)行詳細(xì)闡述。

2.1 課程目標(biāo)的重構(gòu)及對(duì)畢業(yè)要求的支撐

“食品工藝學(xué)”的研究?jī)?nèi)容可歸納為：研究利用現(xiàn)有食品資源和開辟食品新資源的途徑和方式；探索食品生產(chǎn)及貯運(yùn)銷過(guò)程中腐敗變質(zhì)的原因及控制措施；改善食品包裝，提高食品保藏品質(zhì)，創(chuàng)造新型、方便和特需食品；以提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本為目標(biāo)，科學(xué)地研究先進(jìn)的食品生產(chǎn)組織和方法等。

課程目標(biāo)是整個(gè)教學(xué)過(guò)程的起點(diǎn)，與畢業(yè)要求和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)密切相關(guān)[2-4]。因此，根據(jù)我校食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系對(duì)畢業(yè)要求的支持關(guān)系矩陣，課程主要支撐專業(yè)認(rèn)證體系中“工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、使用現(xiàn)代工具”4個(gè)畢業(yè)要求中的4項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)矩陣如表1所示。通過(guò)該矩陣，明確學(xué)生學(xué)習(xí)“食品工藝學(xué)”課程應(yīng)具備的各項(xiàng)能力，為教學(xué)模式的改革明確方向。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)矩陣

2.2 基于目標(biāo)達(dá)成的教學(xué)模式改革

在明確課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過(guò)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，保證課程目標(biāo)得以達(dá)成是教學(xué)改革的核心[4-6]。

2.2.1 課前教學(xué)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，在課前1周左右發(fā)布明確的導(dǎo)學(xué)任務(wù)，線上平臺(tái)發(fā)布課件、教學(xué)三維動(dòng)畫、視頻和測(cè)試題等相關(guān)資料，學(xué)生填寫“課前學(xué)習(xí)反饋表”，對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的待解決的問(wèn)題進(jìn)行反饋。如針對(duì)“果蔬汁加工”的導(dǎo)學(xué)任務(wù)：使學(xué)生明確果蔬汁的分類、工藝流程、操作要點(diǎn)、關(guān)鍵單元操作、品質(zhì)影響因素及其劣變控制措施等，使學(xué)生建立對(duì)果蔬汁加工工藝的直觀認(rèn)識(shí)。教師根據(jù)“課前學(xué)習(xí)反饋表”，明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，有針對(duì)性地制定教學(xué)方案。

2.2.2 課堂教學(xué)

2.2.2.1 強(qiáng)化課堂教學(xué)

針對(duì)“課前學(xué)習(xí)反饋表”及教學(xué)目標(biāo)，對(duì)內(nèi)容體系進(jìn)行串講，對(duì)學(xué)生反饋的重點(diǎn)和難點(diǎn)歸納總結(jié)和重點(diǎn)講解，實(shí)現(xiàn)線上線下的融合。如在講解液體食品輸送單元操作時(shí)，引出離心泵是該單元操作的主要設(shè)備；擴(kuò)展至泵殼“窩形殼”的特殊構(gòu)造對(duì)實(shí)現(xiàn)液體食品長(zhǎng)距離輸送的重要性；闡明離心泵操作過(guò)程中氣縛和氣蝕等異?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因；引出離心泵的類型、參數(shù)與物料特性、適用場(chǎng)合和操作注意事項(xiàng)的關(guān)系。在使學(xué)生理解和掌握食品加工基本單元操作的同時(shí)，擴(kuò)展至相關(guān)設(shè)備，提升學(xué)生對(duì)工程知識(shí)掌握的層次。

2.2.2.2 教學(xué)形式靈活多樣

“食品工藝學(xué)”課程具有知識(shí)體系繁雜和工程適用性強(qiáng)等特點(diǎn)。單純地通過(guò)語(yǔ)言講授、圖片展示等難以明確食品加工的具體流程和各個(gè)單元操作的銜接方式。案例教學(xué)法是食品專業(yè)課程學(xué)習(xí)中不可或缺的環(huán)節(jié)。通過(guò)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的緊密聯(lián)合，在激發(fā)學(xué)生興趣的同時(shí)，可提高學(xué)生對(duì)工程實(shí)踐應(yīng)用的認(rèn)知水平[10-11]。課程涉及案例主要有2種，即趣味型案例和拔高型案例。趣味型案例可引起學(xué)生興趣，提高其主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)的積極性；拔高型案例可引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)和思考，為后續(xù)的職業(yè)發(fā)展和工程實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[11]。

如在牛奶加工工藝的講授過(guò)程中可先提問(wèn)：市售牛奶與兒時(shí)記憶中的牛奶相比是否風(fēng)味不再香醇？其原因是什么？在電視和網(wǎng)絡(luò)中，見過(guò)哪些關(guān)于牛奶的新技術(shù)或新名詞？就此與學(xué)生互動(dòng)，并在后續(xù)講授中過(guò)渡到牛奶生產(chǎn)工藝流程中重要的單元操作，包括標(biāo)準(zhǔn)化、均質(zhì)、殺菌等。知識(shí)點(diǎn)過(guò)渡堅(jiān)持由簡(jiǎn)到難、層次分明、錯(cuò)落有致，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中感受到專業(yè)的樂(lè)趣。

拔高型案例主要涉及需要學(xué)生重點(diǎn)掌握和深入理解的知識(shí)點(diǎn)[10]。如在講授食品分離單元操作時(shí)，可采用案例教學(xué)法。以奶粉生產(chǎn)為例，通過(guò)觀看視頻，讓學(xué)生充分了解奶粉生產(chǎn)的工藝流程和要點(diǎn)，明確碟片式離心分離機(jī)是奶粉生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)“固液分離”和“液液分離”的核心。針對(duì)全脂奶粉和脫脂奶粉生產(chǎn)工藝的差異性，明確分離型碟片式離心機(jī)主要用于分離固相（雜質(zhì)）和液相（牛奶），從而適用于全脂奶粉的生產(chǎn)；而澄清型離心分離機(jī)主要用于分離輕液相（乳脂肪）和重液相（水），從而適用于脫脂奶粉的生產(chǎn)；在系統(tǒng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生復(fù)現(xiàn)全脂和脫脂奶粉生產(chǎn)流程，并進(jìn)行設(shè)備參數(shù)選型和配套訓(xùn)練，并適當(dāng)擴(kuò)展至果汁、乳飲料等生產(chǎn)過(guò)程，強(qiáng)化學(xué)生工程思維，為解決復(fù)雜工程問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。拔高型案例還包括目前食品加工業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題、新技術(shù)、新產(chǎn)品及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等。如非熱殺菌技術(shù)（脈沖磁場(chǎng)殺菌技術(shù)、超高壓殺菌技術(shù)、脈沖電場(chǎng)殺菌技術(shù)等）與食品品質(zhì)及保藏期的關(guān)系、食品微波加工技術(shù)及其加工產(chǎn)品的特性、市場(chǎng)定位，傳統(tǒng)發(fā)酵食品與食品生物制造等。

2.2.2.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

改革和完善實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)[11]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外食品加工業(yè)科技發(fā)展迅猛，為培養(yǎng)具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的專業(yè)化人才，需設(shè)置能夠滿足工程化需求，能夠體現(xiàn)現(xiàn)代食品工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的應(yīng)用性、綜合性實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容[12]。

可指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行市場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，根據(jù)調(diào)研結(jié)果提出實(shí)驗(yàn)設(shè)想，進(jìn)而通過(guò)查閱和分析資料，設(shè)計(jì)包括原料、儀器、耗材、工藝、操作要點(diǎn)、人員安排等整套流程，針對(duì)各小組在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的綜合表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。諸如此類的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程都由學(xué)生獨(dú)立完成，教師只負(fù)責(zé)指導(dǎo)，明顯激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，有助于培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力。還可適時(shí)開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)訓(xùn)、企業(yè)觀摩與實(shí)操等多個(gè)層面的實(shí)踐教學(xué)。通過(guò)綜合實(shí)訓(xùn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，掌握不同類型設(shè)備在食品生產(chǎn)全流程中的作用和配套方式。通過(guò)企業(yè)觀摩與實(shí)際操作，加深學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解。如可通過(guò)對(duì)紅葡萄酒和白葡萄酒的生產(chǎn)車間的觀摩，與學(xué)術(shù)探討氣縛和氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的原因、判別方法及避免措施。同時(shí)，使學(xué)生理解食品工業(yè)化生產(chǎn)流程，促進(jìn)理論與實(shí)際的有機(jī)結(jié)合；在此基礎(chǔ)上理解不同單元操作的作用、操作方式及其與特定食品生產(chǎn)工藝的適配方法等[10-12]。

2.2.3 課后拓展

在“中國(guó)制造2025”和“工業(yè)4.0”大背景下，食品工業(yè)得到不斷發(fā)展和完善，大量新技術(shù)、新產(chǎn)品和新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。僅局限于教材內(nèi)容，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)的問(wèn)題。因此，如何優(yōu)化課程內(nèi)容，密切聯(lián)系產(chǎn)業(yè)發(fā)展是培養(yǎng)具有現(xiàn)代化和國(guó)際視野的工程人才的重要保障。教師需對(duì)章節(jié)和內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，整理能夠代表行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的新技術(shù)和新設(shè)備并進(jìn)行重點(diǎn)講解，如食品3D打印技術(shù)、非熱殺菌技術(shù)、食品工藝智能控制技術(shù)等。實(shí)時(shí)更新線上教學(xué)資源，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)線上平臺(tái)、專業(yè)網(wǎng)站等了解最新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和未來(lái)趨勢(shì)。適時(shí)邀請(qǐng)行業(yè)專業(yè)和優(yōu)秀生產(chǎn)從業(yè)人員開展專題講座，拓寬學(xué)生知識(shí)層次。與專業(yè)技能訓(xùn)練、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、專業(yè)學(xué)科競(jìng)賽等教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行有機(jī)銜接，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

2.3 考核與評(píng)價(jià)方法

合理的考核手段是考察課程目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)的核心[5-6]。建立客觀、全面的教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系，既有利于教師及時(shí)獲得反饋信息，促進(jìn)教與學(xué)的持續(xù)改進(jìn)，又有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高教學(xué)效果。課程建立基于過(guò)程考核和終結(jié)考核的多元評(píng)價(jià)[6-8]，課程目標(biāo)達(dá)成情況考核與評(píng)價(jià)方法見表2。

表2 課程目標(biāo)達(dá)成情況考核與評(píng)價(jià)方法

由表2可知，課程目標(biāo)達(dá)成情況考核與評(píng)價(jià)方法主要包括線上評(píng)價(jià)模塊、課堂評(píng)價(jià)模塊、終結(jié)評(píng)價(jià)模塊（實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)、期末考試）和創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)四部分組成。線上模塊占比為10%，包括線上測(cè)試、虛擬仿真練習(xí)和線上研討等；課堂評(píng)價(jià)模塊占比為20%，包括作業(yè)、主題討論和綜合設(shè)計(jì)等；終結(jié)評(píng)價(jià)模塊占比為60%，包括實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和期末考試等；創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)模塊主要包括學(xué)生綜合創(chuàng)新能力測(cè)試，占比為10%。

2.4 持續(xù)改進(jìn)

持續(xù)改進(jìn)是專業(yè)認(rèn)證的核心理念之一，也是保證畢業(yè)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟[9-10]。

由圖1可知，課程采用多元化評(píng)價(jià)體系，可在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。在完成課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)程序基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)施指標(biāo)點(diǎn)評(píng)價(jià)和畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)結(jié)果用于持續(xù)改進(jìn)。具體評(píng)價(jià)流程：專業(yè)負(fù)責(zé)人根據(jù)各支撐課程數(shù)據(jù)，填寫《畢業(yè)要求達(dá)成度計(jì)算表》，根據(jù)結(jié)果分析原因。專業(yè)負(fù)責(zé)人和教研室主任出具最新一期的《畢業(yè)要求達(dá)成度評(píng)價(jià)報(bào)告》，提交學(xué)院和學(xué)院專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審核，形成最終改進(jìn)方案。進(jìn)而對(duì)教學(xué)過(guò)程的不足之處進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，保障課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的充分支撐。

圖1 課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度評(píng)價(jià)機(jī)制

3 結(jié)語(yǔ)

“食品工藝學(xué)”是食品生產(chǎn)的載體，是實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和健康化發(fā)展的重要支撐，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要作用[12-13]。因此，“食品工藝學(xué)”課程具有顯著的工程屬性。在課程教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)合理的教學(xué)方式，始終貫徹以學(xué)生為中心的工程教育理念，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí)采用多元評(píng)價(jià)體系，全面考核學(xué)生學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)從質(zhì)量監(jiān)控向持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)變。在實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生利用食品工藝學(xué)相關(guān)專業(yè)知識(shí)分析、解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，為食品科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求提供堅(jiān)實(shí)支撐。