“食品加工原理”課程創(chuàng)新與實踐

謝峻彬，方婷*，陳繼承，鄧凱波

福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院（福州 350002）

食品行業(yè)受全球化、市場競爭和質(zhì)量檢測等多種因素的影響，行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)和制造的要求不斷提高，食品加工作為食品行業(yè)中最為基本的環(huán)節(jié)之一，直接關(guān)系到食品的生產(chǎn)和加工質(zhì)量，影響人們的健康和生活?！笆称芳庸ぴ怼闭n程涵蓋食品加工的基本理論和單元操作，是掌握基本的食品成分和食品加工與生產(chǎn)領(lǐng)域本質(zhì)原理的重要學(xué)科，通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠獲得解決與食品加工相關(guān)問題的能力，并學(xué)習(xí)如何在食品加工過程中控制各種風(fēng)險，提高專業(yè)素養(yǎng)和行業(yè)競爭力。然而，在2001年，全國沒有一所高校有開設(shè)“食品加工原理”課程，更沒有合適的教材可以選用，食品科學(xué)與工程課程體系存在銜接空白，工程教育認證也要求工程基礎(chǔ)類課程要具備食品加工單元操作的基本原理、基本方法、基本技術(shù)及食品加工與貯藏過程中所發(fā)生的化學(xué)、物理變化等領(lǐng)域知識[1]，因此，食品專業(yè)亟須開設(shè)“食品加工原理”課程，以滿足工程認證要求和專業(yè)人才培養(yǎng)及行業(yè)發(fā)展需要[2]?！笆称芳庸ぴ怼闭n程涉及物理、化學(xué)、生物等多學(xué)科，要學(xué)習(xí)好該門課程，學(xué)生需要具備較強的科學(xué)素養(yǎng)和知識儲備，在學(xué)習(xí)過程中還要注重學(xué)術(shù)研究與實踐創(chuàng)新相結(jié)合，故單一的教學(xué)方式已不能滿足“食品加工原理”課程教學(xué)要求。自2017年以來，教育部積極推進“新工科”建設(shè)，這對食品加工原理課程學(xué)習(xí)提出更高要求。新工科注重多學(xué)科融合，要求學(xué)生將“食品加工原理”課程所涉及的多學(xué)科知識進行有機整合，能夠靈活運用知識，主動思考、創(chuàng)新，新工科要求加強實踐教學(xué)，提高學(xué)生實踐操作能力和實驗數(shù)據(jù)處理能力，還要注重培養(yǎng)學(xué)生國際視野和跨文化交流能力，要求學(xué)生了解國際食品加工領(lǐng)域和前沿技術(shù)與理論，在此大背景下，“食品加工原理”課程必須進行教學(xué)創(chuàng)新，以滿足新工科人才培養(yǎng)要求[3-4]。

在現(xiàn)代教育中，線上線下混合式教學(xué)作為一種新型教學(xué)模式，將課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合起來，具有靈活性強、自主性高、互動性強等多重優(yōu)勢[5]。實施多項目組成的考核模式，提高線上學(xué)習(xí)成績在期末的占比，也有助于混合式教學(xué)模式的開展，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和自我管理能力[6]。而雙語教學(xué)模式可以幫助學(xué)生更加全面地掌握相關(guān)領(lǐng)域的國際前沿知識、技術(shù)和理念，同時也有助于提高學(xué)生的英語水平，為其今后國際化發(fā)展和多元文化交流打下堅實基礎(chǔ)[7]。將這3種模式結(jié)合應(yīng)用于“食品加工原理”課程，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能夠培養(yǎng)其跨文化交流和自主學(xué)習(xí)的能力，有助于學(xué)生全面而深入地掌握課程知識。以福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院為例，闡述“食品加工原理”課程創(chuàng)新措施與成效。

1 課程介紹

“食品加工原理”是福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)核心課、食品質(zhì)量與安全專業(yè)限選課、食品營養(yǎng)與健康專業(yè)限選課，共計40學(xué)時，2.5學(xué)分，于大三上學(xué)期開設(shè)，校內(nèi)每年約230人修課。根據(jù)教育部“新工科”要求，遵循“大工程觀、學(xué)生中心，成果導(dǎo)向，持續(xù)改進、綠色工程教育、全面工程教育”的理念，在教學(xué)中貫徹“以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題能力為目標(biāo)，課程采用課前線上預(yù)習(xí)+課中線下學(xué)習(xí)討論+課后生活作業(yè)+思政元素”的四維立體式教學(xué)模式，旨在培養(yǎng)具備扎實專業(yè)知識，能夠解決復(fù)雜工程問題能力的新時代“食品工程師”。課程的知識目標(biāo)設(shè)置：熟悉影響食品質(zhì)量與安全的因素，以及不同食品加工方法的原理，在生產(chǎn)實際中能夠應(yīng)用加工原理識別、判斷影響食品工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)，解釋食品復(fù)雜工程問題，并利用所學(xué)知識設(shè)計和優(yōu)化實驗方案；素質(zhì)目標(biāo)設(shè)置：在學(xué)習(xí)中養(yǎng)成申辯思維、倫理和價值觀判斷能力，團隊合作、溝通交流、能在跨文化環(huán)境中使用技術(shù)語言進行溝通和表達；能力目標(biāo)設(shè)置：“學(xué)以致用，舉一反三”，能聯(lián)系其他學(xué)科的知識思考和解決問題，為學(xué)生今后進一步學(xué)習(xí)食品領(lǐng)域的專業(yè)課程或從事食品科研、食品開發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)管理及相關(guān)領(lǐng)域的工作打下理論基礎(chǔ)。

2 課程創(chuàng)新與實踐

2.1 引進原版英文教材，實施雙語教學(xué)模式

“食品加工原理”的前置課程“食品工程原理”或“化工原理”屬于工程基礎(chǔ)原理，而后置課程“食品工藝學(xué)”屬于應(yīng)用課程，因此“食品加工原理”作為銜接理論與實際的關(guān)鍵課程不可或缺。2001年福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院率先開設(shè)“食品加工原理”課程，選擇由丹尼斯·R.赫爾德曼（羅格斯大學(xué)新布朗斯維克分校）和理查德·W.哈特爾（威斯康星大學(xué)麥迪遜分校農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院）編寫的《食品加工原理（影印版）》（中國輕工業(yè)出版社出版）英文原版教材，填補食品科學(xué)與工程課程體系的銜接空白，為學(xué)生提供從工程原理到工藝學(xué)習(xí)的過渡課程，構(gòu)建食品加工知識體系，使學(xué)生更好地掌握相關(guān)原理，提升學(xué)生理解問題的能力。

《食品加工原理（影印版）》作為食品科學(xué)和工程領(lǐng)域的經(jīng)典教材之一，覆蓋食品加工所用到的多學(xué)科知識，具有較強的理論性和實踐性，是提高食品專業(yè)素養(yǎng)和從事食品加工和研究工作的必備參考書。引進國外優(yōu)秀教材可以拓寬學(xué)生知識面，提高國際化視野，也有利于推進國內(nèi)食品科學(xué)的發(fā)展，提高國內(nèi)食品從業(yè)人員的學(xué)術(shù)水平和工作能力。但是如何將教材本土化、幫助學(xué)生理解是值得思考的問題。在授課過程中，結(jié)合更多國內(nèi)經(jīng)典食品加工案例+科研成果，將食品行業(yè)中不同產(chǎn)品的不同生產(chǎn)工藝與原理相結(jié)合，開發(fā)“無籃筐式殺菌釜”“連續(xù)式殺菌釜”等應(yīng)用實例，幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)原理，同時在教學(xué)目標(biāo)中增加課程思政目標(biāo)，將專業(yè)課程與思政元素深度融合，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)食品行業(yè)人才[8]。

“食品加工原理”課程實施雙語教學(xué)模式，即使用全英文教材和全英文課件，教師以中文授課，將原理的內(nèi)容用中文闡述并配以生產(chǎn)實際中的圖片、視頻等，幫助學(xué)生理解。開展專業(yè)課雙語教學(xué)模式有利于促進國際化教育的發(fā)展，既滿足新工科和工程認證的要求，又提高學(xué)生國際化視野，也有助于學(xué)生學(xué)習(xí)英語技術(shù)語言，提高其行業(yè)競爭力和國際交流能力[9]，而且雙語教學(xué)模式的開展也為食品行業(yè)培養(yǎng)更多應(yīng)用型人才，推動行業(yè)發(fā)展[10]。

2.2 線上線下混合式教學(xué)模式

“食品加工原理”屬于應(yīng)用理論基礎(chǔ)課，知識點多，全理論授課較抽象，對學(xué)生而言，有一定挑戰(zhàn)性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)畏難情緒，因此需要改變傳統(tǒng)的板書或多媒體教學(xué)的方式方法。在互聯(lián)網(wǎng)信息化時代及新工科建設(shè)背景下，“線上+線下”的混合式教學(xué)模式更能滿足學(xué)生多樣化的需求[11]。采用該模式可以讓學(xué)生更好體驗線上線下教學(xué)優(yōu)勢，避免傳統(tǒng)教學(xué)單一的弱點。通過豐富的教學(xué)資源和互動性的交流方式，學(xué)生可以更加深入地了解“食品加工原理”的基本概念和實踐技能，同時，能夠有效促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和思考能力，提高教學(xué)效果。

課程學(xué)時安排線上8課時，占20%，線下32課時，占80%，在慕課平臺已建有9份教學(xué)課件、37個教學(xué)視頻、100多道課后習(xí)題等豐富的配套網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后延伸學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生對知識點的梳理和掌握，也有利于教師通過后臺數(shù)據(jù)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，做出有針對性的線下教學(xué)[12-13]。

2.2.1 課前線上

根據(jù)課程進度，提前發(fā)布線上學(xué)習(xí)任務(wù)：學(xué)生通過“在線課程”提前了解本節(jié)課程主要內(nèi)容。研究生課程助教統(tǒng)計分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況數(shù)據(jù)：授課教師根據(jù)學(xué)情分析結(jié)果，制定有針對性的線下教學(xué)方案。團隊教師組織學(xué)生線上討論：借助課程平臺網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，發(fā)布“本章已學(xué)知識”的相關(guān)話題的投票、群聊和問答，引導(dǎo)學(xué)生回顧已教授課程內(nèi)容。

2.2.2 課中線下

翻轉(zhuǎn)式課堂教學(xué)模式。釋疑、檢驗：在講授新課前，對“線上討論問題”答疑、討論；針對“已學(xué)知識”設(shè)置練習(xí)題，應(yīng)用“慕課堂”“雨課堂”等智慧教具，利用線上平臺投票功能，與學(xué)生交流互動，檢驗線上學(xué)習(xí)效果。講授重難點：“線下課堂”重點講解章節(jié)理論知識要點及學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的難點，課程PPT采用全英文方式，具體在授課過程中對重要專業(yè)英語詞匯進行重點講解。分組討論、匯報：在講解完章節(jié)的主要內(nèi)容后，請學(xué)生進行分組討論，制作全英文PPT，用英文上臺講解與展示。

2.2.3 課后線上

用慕課上的課程資源作為回看內(nèi)容，鞏固知識點，同時發(fā)布發(fā)散式話題討論。線下課堂結(jié)束后，通過在線輔導(dǎo)、線上答疑等方法，引入發(fā)散式話題，組織學(xué)生參與討論，老師在討論區(qū)與學(xué)生進行互動等方式對相關(guān)問題進行答疑，提高學(xué)生的積極性與參與感。布置相應(yīng)的生活作業(yè)，讓學(xué)生更多地留意身邊各種各樣的產(chǎn)品，根據(jù)其包裝、配方、營養(yǎng)標(biāo)簽，分析其所涉及的加工單元操作。課后延伸指導(dǎo)，依托課程負責(zé)人的科研教學(xué)科研實驗平臺，引導(dǎo)學(xué)生將課堂所學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽相結(jié)合，參與各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽[14]，如圖1所示。

圖1 線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計與實施

2.3 考核模式改革

課程針對不同學(xué)習(xí)場景，實施多項目組成的考核模式，在SPOC混合式教學(xué)中：線上成績占20%，線下占80%，其中線上成績包括預(yù)習(xí)（10%）、課程討論（10%），線下成績包括課程匯報（20%）、小測（20%）及期末成績（40%）。

以往的考核模式主要以期末考試為主，容易出現(xiàn)學(xué)生期末考前臨時抱佛腳，通過短暫性記憶力即可通過考核的情況，難以真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，培養(yǎng)出“分高、好過”的“水課”。改革后的考核模式期末考試成績僅占40%，平時成績占60%，更注重學(xué)生學(xué)習(xí)全過程綜合評價，將成績貫穿于整個學(xué)習(xí)過程，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性[15-16]。平時成績中20%是線上預(yù)習(xí)和課程討論的成績，這是為了培養(yǎng)學(xué)生利用慕課預(yù)習(xí)的習(xí)慣，通過慕課提前學(xué)習(xí)單元的詞匯、原理、加工操作等，有助于促進學(xué)生對線下課堂知識點的理解，同時提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。課程匯報和小測共占比40%，和期末成績占比相同，課程匯報是指：以3～5人為1組在課堂上以PPT、視頻展示等形式進行匯報，學(xué)生可自由選擇與“食品加工原理”相關(guān)的匯報內(nèi)容進行分享和交流，給學(xué)生提供一個英語口語表達和協(xié)作學(xué)習(xí)的機會；課堂將不定期地進行課前筆試小測，考核上節(jié)課學(xué)過的知識點，不僅能反映學(xué)生對知識點的掌握情況，還能達到鞏固知識點的效果。新的考核模式更注重對過程和能力的考核，如果學(xué)生平時沒有花時間去學(xué)習(xí)，考核是很難取得高分的[17]。

3 課程創(chuàng)新成效分析

“食品加工原理”自2001年開設(shè)以來，即借鑒國外先進教育經(jīng)驗及成果，引進國外優(yōu)秀原版教材，采用雙語面授形式，使課程教學(xué)與國際接軌。2013年為進一步豐富教學(xué)資源，推動信息技術(shù)與教育教學(xué)融合，團隊開始建設(shè)精品在線開放課程，2017年立項建設(shè)省級精品在線開放課程，并開始采用線上線下混合式授課模式，2019年課程通過福建省精品在線課程認定審查，成為福建省精品在線開放課程，已完成4輪混合式授課。福建省內(nèi)高校學(xué)生可根據(jù)課程介紹和自身情況自主自由選課。課程在福建農(nóng)林大學(xué)用于SPOC教學(xué)，自2013年以來學(xué)生選課人數(shù)2 000余人。課程在中國MOOC大學(xué)平臺上進行在線公開課程9期，參與人數(shù)累計7 000多人次。已有來自全國10余所高校的學(xué)生在網(wǎng)上課程進行選課，也有不少社會成人進行選課學(xué)習(xí)，線上課程評分4.9分（滿分5分），受到廣泛好評與積極的反饋，近2次課程的學(xué)生網(wǎng)絡(luò)評教為92.5分，課堂教學(xué)質(zhì)量綜合評價平均達93分，分別占全院課程排名百分比32.73%和18.52%（表1）。

表1 “食品加工原理”課程改革的成效及評價

“食品加工原理”課程有利于提高學(xué)生英語水平，提高學(xué)生英語四、六級通過率，培養(yǎng)學(xué)生國際化視野；依托的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國家蔬菜加工中心、校級大學(xué)生實踐教學(xué)基地等，引導(dǎo)學(xué)生將課堂所學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽相結(jié)合，參與各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽，自2014年起共取得各類獎項13個；本科生以第一作者發(fā)表論文6篇。

4 結(jié)語

“課程創(chuàng)新無止境，我們一直在路上”，課程團隊在根據(jù)時代需求與學(xué)情分析基礎(chǔ)上，針對課程真實教學(xué)問題持續(xù)改進。建設(shè)“食品質(zhì)量與安全案例庫”等相關(guān)數(shù)字教材助力專業(yè)課程建設(shè)，利用學(xué)科平臺及國家虛擬仿真實驗室，加強與國內(nèi)外優(yōu)秀的專業(yè)課程（群）團隊互動交流與提升，為國家培養(yǎng)更多符合時代發(fā)展的“德、智、體、美、勞”全面發(fā)展的復(fù)合型人才。