基于工程教育認證的食品專業(yè)整合性實作課程構(gòu)建與實踐

王 軍，林麗云，章 斌，劉謀泉，王忠合

（韓山師范學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，廣東潮州 521041）

“新工科”是在新科技革命、新產(chǎn)業(yè)革命、新經(jīng)濟背景下工程教育改革的重大戰(zhàn)略選擇，其建設(shè)的“三部曲”包括“天大行動”“復(fù)旦共識”“北京指南”[1-2]，是當前我國工程教育改革和發(fā)展的新思維、新方式?！靶鹿た啤崩砟畹膶崿F(xiàn)與建設(shè)除了重點院校之間達成的“三部曲”外，還需要以立足和服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級的普通地方高等學(xué)校的有力支撐，重點院校和地方普通高校都是全方位建設(shè)新工科的重要部分，缺少任何一方都是不完全、不充分的，只有重點院校與地方院校之間積極推進形成合力才是深化工程教育改革的正確路徑。同時，“新工科”理念是普通地方高校發(fā)展與建設(shè)工科專業(yè)、實施工程教育認證的不可錯失的機遇。地方高校的發(fā)展主要面向地方經(jīng)濟發(fā)展，在新工科發(fā)展上以辦“有特色的工科”為理念，在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的新時代要主動作為，以積極姿態(tài)和擔(dān)當實干精神推動工科專業(yè)加入工程教育建設(shè)和認證工作中。新興工科產(chǎn)業(yè)需要復(fù)合型、綜合性的高級人才，不僅要求學(xué)生具備整合能力解決復(fù)雜工程問題，具有全球視野、領(lǐng)導(dǎo)能力、實踐力，還要成為一個人文科學(xué)和工程領(lǐng)域的領(lǐng)袖人物。

“新工科”的發(fā)展不僅是面向未來布局新興工科專業(yè)，也要使當前的工科專業(yè)突破傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，整合升級、綜合發(fā)展，培養(yǎng)具備更高跨界整合能力、創(chuàng)新能力、國際競爭力的高素質(zhì)、復(fù)合型人才，建立多方協(xié)同的育人模式、多學(xué)科交叉融合的工程人才培養(yǎng)模式、個性化的人才培養(yǎng)模式。傳統(tǒng)的理科和工科人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不足以應(yīng)對新時代變革與新經(jīng)濟發(fā)展的需要，加之互聯(lián)網(wǎng)時代學(xué)生的目標更多樣、思維更多元、學(xué)習(xí)路徑更多樣，新工科建設(shè)中必須融入一些新東西匹配，不斷變革與反思，重構(gòu)人才培養(yǎng)目標、專業(yè)體系、核心知識、評價范式。以國際工程教育認證的“以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE）、持續(xù)改進”三大理念為引導(dǎo)，結(jié)合食品專業(yè)的特色與當前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，開發(fā)整合性實作課程（Capstone 課程） 實踐項目，旨在鍛煉學(xué)生跨界整合能力與工程實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題、團隊合作與溝通能力等工程教育認證標準中規(guī)定的核心能力。

1 專業(yè)參與工程教育認證的背景

我國本科人才培養(yǎng)體系與社會對應(yīng)用型人才和拔尖人才的需求相比，尚顯薄弱，這種薄弱不僅體現(xiàn)在重理論教學(xué)、輕實踐與能力培養(yǎng)，還體現(xiàn)在實踐教學(xué)的針對性與實踐課程的深度等方面。另外，還表現(xiàn)在探究性、創(chuàng)新性實驗流于形式，實踐項目與社會需求結(jié)合得不夠緊密，實踐項目綜合育人功能薄弱[3]。我國的本科實踐教學(xué)，特別是教學(xué)科研型和研究型大學(xué)的本科實踐課程當前也面臨美國研究型大學(xué)當時的境遇。2012 年初，教育部聯(lián)合中共中央宣傳部、財政部等七部委出臺《關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》，意見要求各高校各專業(yè)增加實踐教學(xué)比重，現(xiàn)在也已寫入各專業(yè)的普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標準中，從而可確保各本科專業(yè)開設(shè)足夠的實踐課程、其中理工農(nóng)醫(yī)類本科專業(yè)總學(xué)分（學(xué)時） 要求不少于25%，對高校本科實踐課程設(shè)置提出更高要求。同時，意見還要求深化實踐教學(xué)方法改革，這是推動實踐教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵，把加強實踐教學(xué)方法改革作為專業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容，重點推行基于問題、項目和案例的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法，加強綜合性實踐科目設(shè)計和應(yīng)用。

長期以來，高等教育中教學(xué)地位的相對薄弱是一個不爭的事實，教學(xué)淪為科研的可憐“表兄弟”。進入新世紀，我國高校在全力推進“雙一流”建設(shè)的同時，努力抓好高校最基本的培養(yǎng)人才任務(wù)，扎實推進本科教育，2018 年教育部提出堅持“以本為本、四個回歸”和“新高教40 條”等建設(shè)中國特色、世紀水平的一流本科教育的響亮口號，堅持“以本為本”，就是要求高校將本科教育放在人才培養(yǎng)的核心地位、將本科教育教學(xué)作為基本職能、新時代教育發(fā)展的前沿地位；推進“四個回歸”，就是要求大學(xué)回歸初心，堅持立德樹人的根本任務(wù)，促進專業(yè)知識教育與思想政治教育相結(jié)合，用知識體系教、價值體系育、創(chuàng)新體系做，傾心培養(yǎng)建設(shè)者和接班人；學(xué)生回歸常識，以刻苦學(xué)習(xí)為己任，引導(dǎo)學(xué)生求真學(xué)問、練真本領(lǐng)；教師回歸本分，以教書育人為重心，引導(dǎo)教師熱愛教學(xué)、傾心教學(xué)、研究教學(xué)，潛心教書育人；高等教育回歸夢想，以實現(xiàn)教育報國、教育強國夢為目標?！靶鹿た啤钡陌l(fā)展不僅要面向未來布局新興工科專業(yè)，也要使當前的工科專業(yè)突破傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，整合升級、綜合發(fā)展，培養(yǎng)具備更強跨界整合解決復(fù)雜問題能力、更好創(chuàng)新實踐能力和國際競爭能力的復(fù)合型人才，建立多方協(xié)同育人與個性培養(yǎng)的工程教育新模式。為適應(yīng)“新工科”建設(shè)和“一帶一路”國家戰(zhàn)略對工程教育提出的要求，學(xué)院啟動了新工科背景下的食品科學(xué)與工程類人才培養(yǎng)方案的修訂工作，積極推進與工程教育相關(guān)的各類課程教學(xué)改革，并于2018 年順利通過中國臺灣中華工程教育學(xué)會（IEET） 的工程教育認證[4]，整合性課程（又稱為Capstone 課程） 是IEET 工程教育認證必備課程和重要考查項目，該課程是本科課程教學(xué)的最后一門課程，具有實踐性、開放性、頂端性和協(xié)作性等特征。課程的這些特性是推進工程教育人才培養(yǎng)模式改革的重要理念，對培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題和鍛煉實踐能力具有重要作用，推動地方高校主動適應(yīng)“新工科”建設(shè)理念和主動把握工程教育發(fā)展的機遇，對當前我國本科實踐教學(xué)也具有啟發(fā)意義。

2 整合性實作課程的概念及目標

Capstone 課程是20 世紀80 年代從美國開始的一種課程設(shè)置，Capstone 這一術(shù)語來源于用于完成建筑物或紀念碑的最終裝飾頂蓋或“帽石”，是建筑物的最頂端、最后一塊石頭，其功能是穩(wěn)固建筑結(jié)構(gòu)，代表建筑物完工。其引申意是指教育里最后、最巔峰的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，即為頂峰課程、頂點課程、頂石課程、高峰課程、整合性課程等，是為大學(xué)本科高年級學(xué)生、特別是臨近畢業(yè)的學(xué)生開設(shè)的必修課，學(xué)生在校內(nèi)教師或企業(yè)教師指導(dǎo)下，將所學(xué)的基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識整合成統(tǒng)一整體，解決復(fù)雜工程問題的教學(xué)過程，以項目為抓手通過解決實際問題來鍛煉學(xué)生的能力。整合性課程不同于畢業(yè)設(shè)計，前者表現(xiàn)出緊湊多樣的課程形式、多層次的課程目標、人性化的選修制度，后者是一個必修的、學(xué)分較多的項目研究課程。該課程也可充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”，學(xué)生在真實情境中帶著問題去學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)主動性、自覺性和積極性，實現(xiàn)對知識的真正理解和應(yīng)用；教師起促進、推動作用；強調(diào)團隊合作、探究訓(xùn)練與終身學(xué)習(xí)的重要性。

整合性實作課程是有計劃的學(xué)習(xí)體驗，其目標是要求學(xué)生把大學(xué)所學(xué)的大量相對零碎的基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識整合為一個統(tǒng)一的整體，并把新知識與既有知識整合，以解決模擬的或者真實的問題，側(cè)重于對大學(xué)生已學(xué)知識的系統(tǒng)性梳理與拓展應(yīng)用，是結(jié)束學(xué)業(yè)的一種儀式，能為大學(xué)生提供一種成功的體驗和向職場順利過渡的經(jīng)驗。整合性實作課程基本目標為團隊合作技能、口頭書面溝通技巧、分析與實驗、工程設(shè)計、終身學(xué)習(xí)等5 種能力的達成，具體包括：①回顧、整合過去所學(xué)的基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識，塑造新型的知識結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新工科發(fā)展的需要；②發(fā)現(xiàn)、定義、建構(gòu)需解決的模擬或?qū)嶋H問題，應(yīng)用專業(yè)知識解決問題；③加強產(chǎn)教融合，通過校企合作協(xié)同培養(yǎng)學(xué)生、豐富其實踐經(jīng)驗與提高就業(yè)能力，并為企業(yè)注入年輕活力和創(chuàng)造價值；④提高學(xué)生的綜合能力，尤其是非專業(yè)能力，如團隊合作、溝通表達、組織領(lǐng)導(dǎo)、工程管理和終身學(xué)習(xí)等能力；⑤引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注、思考并試圖解決與人類生存和發(fā)展密切相關(guān)的環(huán)境與社會可持續(xù)發(fā)展的問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和可持續(xù)發(fā)展的意識；⑥促進學(xué)生從校園生活到社會職場的順利過渡?？傊闲詫嵶髡n程秉持著多元化課程目標、兼顧學(xué)生的專業(yè)發(fā)展和綜合能力培養(yǎng)，以系統(tǒng)全面培養(yǎng)為宗旨并最終指向?qū)W生終身發(fā)展，既回顧過去又展望未來，是聯(lián)結(jié)校園和社會、學(xué)術(shù)與職業(yè)的橋梁。

3 食品科學(xué)與工程專業(yè)整合性實作課程實施方案與要求

長期以來，各高校為了改善教學(xué)效果，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，不斷更新教學(xué)方法與教學(xué)手段，增加過程性考核方式，大力推行教學(xué)范式改革。整合性實作課程由于其課程性質(zhì)、課程內(nèi)涵與課程目標的特質(zhì)，受到多所高校的關(guān)注與推崇，并在課程體系中逐步引入開設(shè)[5]。工科專業(yè)引入整合性實作課程不僅為教學(xué)范式改革注入新的生機，而且為傳統(tǒng)專業(yè)變革提供新的活力。同時，整合性實作課程對大學(xué)生而言是一種新的嘗試與體驗，備受大學(xué)生的期待；對教師而言，整合性實作體驗課程是一種新的挑戰(zhàn)，其教學(xué)效果備受同行的關(guān)注?！笆称饭こ陶闲詫嵶鳌闭n程是為食品科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的一門整合性、綜合性實作課程，通過產(chǎn)品工藝設(shè)計與生產(chǎn)制造項目的綜合實作將所學(xué)“食品化學(xué)”“食品工藝”與“食品機械”等課程的基礎(chǔ)理論和技術(shù)技能、團隊合作能力等應(yīng)用于工程設(shè)計實踐，獲得對食品生產(chǎn)加工理論知識及相關(guān)領(lǐng)域的道德倫理和社會責(zé)任等問題的系統(tǒng)認識；通過食品檢測設(shè)計與規(guī)劃實施項目的綜合實作將所學(xué)“食品分析”“儀器分析與安全檢測”等課程的基礎(chǔ)理論和技術(shù)技能、團隊合作能力等應(yīng)用于工程實作實踐，獲得對食品分析檢測理論知識及相關(guān)領(lǐng)域的道德倫理和社會責(zé)任等問題的系統(tǒng)認識；該課程可幫助學(xué)生理解理論和實踐相關(guān)性，引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)將來的食品生產(chǎn)、食品檢驗、質(zhì)量控制等職業(yè)工作，為學(xué)生將來真正進入企業(yè)與社會打下堅實基礎(chǔ)。學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)的食品工程綜合設(shè)計實作課程的實施綱要如表1 所示，實施中以3 人為一組、各小組成員具體負責(zé)不同內(nèi)容、明確各自分工團隊協(xié)作完成文獻查閱、調(diào)查、方案設(shè)計與實施、報告撰寫、結(jié)果匯報等，指導(dǎo)教師深度參與課程指導(dǎo)、定期匯報交流，強化過程性評價。

表1 “食品工程綜合設(shè)計整合性實作”課程（Capstone） 綱要

“食品工程綜合設(shè)計整合性實作”課程（Capstone）綱要見表1。

4 食品科學(xué)與工程專業(yè)整合性實作課程實施成效與持續(xù)改進措施

新工科建設(shè)中需進一步培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題和執(zhí)行工程設(shè)計的能力，傳統(tǒng)人才培養(yǎng)中不太注重的團隊合作、有效溝通、主動學(xué)習(xí)和項目管理等能力也需加強或改進，食品工程綜合設(shè)計（Capstone 課程） 以學(xué)生為中心、內(nèi)容以本專業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和工程設(shè)計或分析檢驗為主，以在工程實踐中學(xué)習(xí)的模式，使學(xué)生在具體食品工程實務(wù)中綜合運用基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識解決實際的或模擬的復(fù)雜工程問題，促進學(xué)生運用專業(yè)知識解決復(fù)雜綜合性工程問題能力的培養(yǎng)，提高工程設(shè)計的素質(zhì)與能力，增強學(xué)生綜合實踐技能。整合性實作課程要幫助學(xué)生在知識、能力、情感態(tài)度等方面進行整合，獲得頂峰體驗，主要有研究項目、產(chǎn)品設(shè)計、專題討論、個案研究、辯論、角色扮演、展演、綜合考試、學(xué)科競賽等形式，這些課程形式讓學(xué)生可以綜合運用已學(xué)習(xí)的知識和能力，解決復(fù)雜工程問題并提升其情感、態(tài)度、價值觀等方面的能力。根據(jù)學(xué)生在項目實施過程中的整體表現(xiàn)與參與度進行過程性評價，撰寫報告（含文獻翻譯、項目建設(shè)可行性報告等）水平和匯報效果等進行綜合評定。

食品工程綜合設(shè)計對畢業(yè)生核心能力達成情況評價結(jié)果（五分制） 見表2。

表2 食品工程綜合設(shè)計對畢業(yè)生核心能力達成情況評價結(jié)果（五分制）

近3 年，食品工程綜合設(shè)計（Capstone 課程） 對畢業(yè)生核心能力達成情況評價結(jié)果（見表2），從核心能力得分情況來看，各組成績均達到良好至優(yōu)秀水平，說明學(xué)生具備了解決整合性專題實作問題的能力。由近3 年各項核心能力評分的得分情況可得知，核心能力4 和核心能力7 掌握得還不夠牢，需再加強，特別是核心能力4 有關(guān)學(xué)生解決食品綜合工程能力和核心能力7 具有持續(xù)學(xué)習(xí)的能力和一定的創(chuàng)新應(yīng)用能力有所欠缺，以后可通過對應(yīng)課程加強此兩項核心能力的培養(yǎng)。同時，“食品工程綜合設(shè)計”課程應(yīng)加強指導(dǎo)教師與產(chǎn)業(yè)合作項目為基礎(chǔ)來設(shè)計，實現(xiàn)項目的真正可應(yīng)用性。根據(jù)前述整合性實作課程與核心能力培養(yǎng)情況對照分析，提出如下持續(xù)改進的方面：①在專業(yè)知識與能力培養(yǎng)方面，增加食品試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理課程，并開設(shè)相關(guān)軟件的使用培訓(xùn)，進一步提升學(xué)生在大數(shù)據(jù)時代獲取有用信息以有針對性地分析解決相關(guān)問題，從而提高畢業(yè)生的綜合應(yīng)用能力和實踐動手能力；②進一步整合豐富“食品工程綜合設(shè)計”課程內(nèi)容，統(tǒng)一評分標準，以任務(wù)的形式設(shè)計課程單元目標，有目標地培養(yǎng)學(xué)生的項目管理和團隊協(xié)作的能力；③學(xué)生缺乏持續(xù)學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的能力，需在專業(yè)課程教學(xué)中多采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式、任務(wù)驅(qū)動式等教學(xué)方法，拓展課前預(yù)習(xí)與收獲分享，并增加課后任務(wù)及測驗，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣；④積極鼓勵教師參與企業(yè)橫向項目，加強指導(dǎo)教師應(yīng)用能力與實踐能力的鍛煉，引導(dǎo)企業(yè)工程師參與課程目標設(shè)計、過程指導(dǎo)與結(jié)果評定[6]，鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動與比賽，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與思維。

5 結(jié)語

在新工科建設(shè)與教育改革的背景下，學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)依托一流專業(yè)建設(shè)的機遇與地方食品產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，進行校企深度融合，創(chuàng)新工程實踐教學(xué)組織形式開設(shè)食品工程綜合設(shè)計整合性實作課程，促進學(xué)生解決復(fù)雜工程問題、執(zhí)行工程設(shè)計、團隊合作、有效溝通、主動學(xué)習(xí)和項目管理等能力的培養(yǎng)，主要側(cè)重于對知識的系統(tǒng)性梳理、培養(yǎng)學(xué)生利用已學(xué)知識的拓展與整合，獲得頂峰體驗，引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)將來的食品生產(chǎn)職業(yè)工作，為學(xué)生真正進入企業(yè)與社會打下堅實基礎(chǔ)，由較單一的知識技能訓(xùn)練向?qū)I(yè)綜合訓(xùn)練與工程實踐創(chuàng)新訓(xùn)練方面轉(zhuǎn)化，縮短高校畢業(yè)生的能力水平與企業(yè)需求間的距離，從而培養(yǎng)出貼近產(chǎn)業(yè)需求、符合區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的高水平工程技術(shù)人才。