新工科背景下食品工程原理課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘 要： 食品工程原理課程作為食品相關(guān)本科專(zhuān)業(yè)的核心課程，在新工科背景下需要不斷探索教學(xué)改革思路和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)分析食品工程原理課程教學(xué)中存在的學(xué)習(xí)趣味性和目標(biāo)性差、思政融合度低、課堂互動(dòng)少及信息化程度不高等問(wèn)題，提出重構(gòu)基于BOPPPS 教學(xué)模式和案例教學(xué)法的課程內(nèi)容、建設(shè)基于深度融合理念的課程思政案例庫(kù)、設(shè)計(jì)基于碎片化學(xué)習(xí)策略的線上教學(xué)課件的課程教學(xué)新模式。實(shí)踐證明，教學(xué)改革取得了良好的效果，可為工程類(lèi)課程提供可復(fù)制的教學(xué)改革思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：BOPPPS；課程重構(gòu)；案例式教學(xué)；課程思政；碎片化線上教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：S2；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1795（2024）11-0135-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.202411321

0 引言

2017 年2 月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，并發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國(guó)模式、中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)。2018 年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》提出，實(shí)施信息技術(shù)與教育深度融合示范培育推廣計(jì)劃。2019 年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》提出，加強(qiáng)高等學(xué)校思想政治教育、加快信息化時(shí)代教育變革的要求。2020 年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》提出，建立科學(xué)設(shè)計(jì)課程思政教學(xué)體系的指導(dǎo)性意見(jiàn)。2021 年，教育部印發(fā)《普通高等學(xué)校本科教育教學(xué)審核評(píng)估實(shí)施方案（2021—2025 年）》提出，堅(jiān)持推進(jìn)學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向理念的本科教育教學(xué)改革?？傊?，工科基礎(chǔ)課程的教育信息化、課程思政、以學(xué)生發(fā)展為中心和學(xué)習(xí)產(chǎn)出導(dǎo)向是新工科背景下我國(guó)高等工程教育改革的重要方向[1]。

食品工業(yè)是實(shí)施鄉(xiāng)村振興和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要依托，隨著綠色生產(chǎn)和智能制造的融入正發(fā)生新一輪的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，這對(duì)食品技術(shù)人才解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力提出了更高要求[2]。食品工程原理課程是我國(guó)本科高校食品相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳遞基本理論解決食品加工單元操作工程問(wèn)題的思維和能力，在自然科學(xué)基礎(chǔ)課與工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用。新工科背景下食品工程原理課程教學(xué)改革，對(duì)于培養(yǎng)一流食品工程人才具有重要的支撐作用[3]。本研究針對(duì)食品工程原理課程教學(xué)存在問(wèn)題，采取了一系列教學(xué)改革措施，取得了良好的實(shí)踐效果，可為工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)課提供可復(fù)制的教學(xué)改革思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 存在問(wèn)題

1.1 課程內(nèi)容理論和計(jì)算多，學(xué)習(xí)趣味性差

食品工程原理課程作為一門(mén)由理及工、由基礎(chǔ)到應(yīng)用的過(guò)渡課程，涉及內(nèi)容范圍廣，包括抽象的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞原理，復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，基礎(chǔ)的工程思維與計(jì)算，以及大量設(shè)備原理與選型。因此，課程內(nèi)容對(duì)于尚未接觸過(guò)工程學(xué)科專(zhuān)業(yè)課的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)難度高、知識(shí)枯燥乏味、需走出舒適區(qū)，學(xué)習(xí)效果不甚理想[4]。

1.2 課程內(nèi)容與工業(yè)實(shí)際場(chǎng)景脫節(jié)，學(xué)習(xí)目標(biāo)性差

食品工程原理課程計(jì)算屬于流動(dòng)、傳熱或傳質(zhì)等基礎(chǔ)原理的工程運(yùn)用，與食品工業(yè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景缺少直觀的關(guān)聯(lián)。因此，課程內(nèi)容對(duì)于缺少工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生而言，學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、內(nèi)驅(qū)力不足，容易造成學(xué)習(xí)積極性和參與度不高的問(wèn)題，達(dá)不到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的[5]。

1.3 課程內(nèi)容與思政元素融合不夠

食品工程原理課程涉及的知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)原理和計(jì)算，與國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展方向和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等常見(jiàn)思政點(diǎn)的關(guān)聯(lián)不夠直觀，缺少顯性思政教育元素。因此，教學(xué)實(shí)踐中容易出現(xiàn)機(jī)械疊加思政課內(nèi)容的情形，導(dǎo)致思想教育效果不理想，削弱課程的思政教育作用[6]。

1.4 授課節(jié)奏過(guò)快且教學(xué)方法單調(diào)，課堂互動(dòng)性差

食品工程原理課程存在知識(shí)點(diǎn)多、計(jì)算難度大和課堂學(xué)時(shí)少的矛盾，課堂講授節(jié)奏往往較快，未免造成單向知識(shí)灌輸和互動(dòng)效果不理想的問(wèn)題，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)也不能準(zhǔn)確把握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課堂滿(mǎn)意度低、教師授課成就感不高[7]。

1.5 在線課程資源和教學(xué)工具利用少，信息化程度低

食品工程原理課程在線課程資源往往以授課課件、授課視頻和課外圖文資料為主，然而，這些在線課程資源需要占用長(zhǎng)時(shí)間的注意力，不符合信息化時(shí)代大學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，導(dǎo)致在線課程資源利用率低。此外，食品工程原理課程課堂測(cè)驗(yàn)通常涉及大量計(jì)算，客觀上限制了在線教學(xué)互動(dòng)工具的使用，不利于課堂信息化[8]。

2 改革措施

針對(duì)食品工程原理課程教學(xué)中存在問(wèn)題，結(jié)合新工科背景下高等工程教育改革方向，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程思政和信息手段4 方面開(kāi)展教學(xué)改革，重構(gòu)基于BOPPPS 教學(xué)模式和案例教學(xué)法的課程內(nèi)容、建設(shè)基于深度融合理念的課程思政案例庫(kù)、設(shè)計(jì)基于碎片化學(xué)習(xí)策略的線上教學(xué)課件的課程教學(xué)新模式。

2.1 基于BOPPPS 教學(xué)模式和案例教學(xué)法的課程教學(xué)重構(gòu)

考慮到食品工程原理課程內(nèi)容理論和計(jì)算多、學(xué)習(xí)趣味性差和注意力強(qiáng)度要求高的特點(diǎn)，結(jié)合BOPPPS教學(xué)模式和案例教學(xué)法進(jìn)行課程內(nèi)容重構(gòu)和教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)心理學(xué)研究結(jié)果，學(xué)習(xí)個(gè)體注意力一般只能持續(xù)10～15 min。BOPPPS 教學(xué)模式將課堂教學(xué)分解成6 個(gè)相對(duì)獨(dú)立又互相承接的環(huán)節(jié)，即課堂導(dǎo)入（bridge-in）、目標(biāo)建立（objective）、課前摸底（pre-assessment）、互動(dòng)學(xué)習(xí)（participatory learning）、課后測(cè)驗(yàn)（postassessment）和課堂小結(jié)（summary），每個(gè)環(huán)節(jié)維持在10～15 min，通過(guò)模塊化分解課堂時(shí)間來(lái)吸引學(xué)生注意力，形成有效學(xué)習(xí)、互動(dòng)學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)[9]。案例教學(xué)法是一種引導(dǎo)學(xué)生圍繞生產(chǎn)或生活中實(shí)際案例進(jìn)行分析、研究和討論的互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)方法，既可避免傳統(tǒng)的被動(dòng)式灌輸，也可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[10]。本研究根據(jù)BOPPPS 教學(xué)模式和案例教學(xué)法的內(nèi)涵進(jìn)行了課程內(nèi)容重構(gòu)和教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.1.1 課堂導(dǎo)入

本環(huán)節(jié)的目的是盡快將學(xué)生注意力吸引至課堂教學(xué)活動(dòng)中，包括復(fù)習(xí)和啟發(fā)兩個(gè)小環(huán)節(jié)。通過(guò)課堂提問(wèn)的方式來(lái)復(fù)習(xí)上一節(jié)課或上一章節(jié)的重要知識(shí)點(diǎn)，既可快速讓學(xué)生注意力回歸課堂，也可為本節(jié)課內(nèi)容做好知識(shí)鋪墊，還有助于學(xué)生鞏固上節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過(guò)生活現(xiàn)象或工程實(shí)際案例分析的方式來(lái)啟發(fā)式引入本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，既可以起到激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的作用，也可以為后續(xù)理論和計(jì)算內(nèi)容的學(xué)習(xí)提供直觀的生活經(jīng)驗(yàn)或應(yīng)用場(chǎng)景。

以流體力學(xué)基礎(chǔ)章節(jié)為例，描述課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)案例教學(xué)實(shí)施細(xì)節(jié)。本章內(nèi)容可以分為4 次講授：①通過(guò)課前短視頻中牛奶管路輸送需要配備泵，引入流體流動(dòng)需要消耗機(jī)械能，進(jìn)而導(dǎo)入本章學(xué)習(xí)主題 “流體流動(dòng)為什么消耗能量”；②引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行人體血液流動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)分析，討論高血脂引起高血壓的原因，進(jìn)而導(dǎo)入本章學(xué)習(xí)主題“流體流動(dòng)需要消耗多少能量”；③引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)達(dá)西?范寧公式，分析人體血液流動(dòng)壓降主要發(fā)生在外周區(qū)域的原因，進(jìn)而導(dǎo)入本章學(xué)習(xí)主題“流體流動(dòng)的能量需求如何測(cè)算”；④引導(dǎo)學(xué)生分析古代水渠給水系統(tǒng)、輪式提水機(jī)械筒車(chē)和阿基米德式螺旋抽水機(jī)涉及的動(dòng)力和機(jī)械條件，進(jìn)而導(dǎo)入本章學(xué)習(xí)主題“ 流體輸送設(shè)備原理與選裝”。

2.1.2 目標(biāo)建立

本環(huán)節(jié)的目的在于使學(xué)生了解本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點(diǎn)內(nèi)容，主要包括思維導(dǎo)圖式和條目式兩種展現(xiàn)形式。運(yùn)用3W 黃金圈法則（Why-How-What）凝練每一章節(jié)和每一節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯，并以思維導(dǎo)圖或者條目的形式來(lái)簡(jiǎn)要展示每個(gè)章節(jié)和每節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點(diǎn)，有助于學(xué)生快速建立目標(biāo)，產(chǎn)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，從而提高學(xué)生的主動(dòng)性和參與度。

以流體力學(xué)基礎(chǔ)章節(jié)和傳熱章節(jié)為例，描述目標(biāo)建立環(huán)節(jié)思維導(dǎo)圖和條目的運(yùn)用。①采用思維導(dǎo)圖的形式，展示流體輸送機(jī)械的學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點(diǎn)，如圖1所示；②采用條目的形式，展示傳熱的學(xué)習(xí)目標(biāo)和重點(diǎn)，如圖2 所示。

2.1.3 課前摸底

本環(huán)節(jié)的目的是了解學(xué)生先前知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，從而調(diào)整課程內(nèi)容深度與進(jìn)度，一般采用問(wèn)答題或填空題的形式，借助于在線教學(xué)工具（微助教和ClassIn）來(lái)實(shí)現(xiàn)。問(wèn)答題可以要求學(xué)生以專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)或關(guān)鍵詞的形式回答，闡述個(gè)人對(duì)所提問(wèn)題的觀感，或者針對(duì)所提主題開(kāi)展頭腦風(fēng)暴，回答結(jié)果以詞云的形式展現(xiàn)。填空題可以通過(guò)題干提示學(xué)生回憶以前所學(xué)內(nèi)容或課前視頻知識(shí)點(diǎn)，回答結(jié)果的正確率和錯(cuò)漏之處可以實(shí)時(shí)地被教師掌握。課前摸底活動(dòng)可以展現(xiàn)出學(xué)生知識(shí)積累、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和興趣所在，使教師準(zhǔn)確識(shí)別學(xué)生需求，從而調(diào)整課程的起點(diǎn)和節(jié)奏，以適應(yīng)不同知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)經(jīng)歷的學(xué)生群體，達(dá)到因材施教的目的。

以緒論章節(jié)為例，描述課前摸底環(huán)節(jié)問(wèn)答題的運(yùn)用：引導(dǎo)學(xué)生利用在線教學(xué)工具，回答你最熟悉的工業(yè)化食品是什么？結(jié)果以詞云的形式展現(xiàn)，如圖3 所示。并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)你列舉的工業(yè)化食品、分享你對(duì)食品工業(yè)的理解進(jìn)行課堂討論，從而引出食品工業(yè)、食品工程和食品工程原理課程的內(nèi)涵。

2.1.4 互動(dòng)學(xué)習(xí)

本環(huán)節(jié)目的在于通過(guò)師生或生生的互動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)參與式學(xué)習(xí)，可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞課堂內(nèi)容的生活或工程應(yīng)用，完成主題討論、案例分析、課堂計(jì)算等簡(jiǎn)短的任務(wù)，展示個(gè)人或團(tuán)隊(duì)成果，并評(píng)估彼此的工作，以此來(lái)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和協(xié)同合作意識(shí)。

以溶液濃縮和傳熱章節(jié)為例，描述互動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)主題討論、案例分析和課堂計(jì)算的運(yùn)用。①講解各類(lèi)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)之后，讓同學(xué)們圍繞“果汁和牛奶濃縮應(yīng)選用哪種蒸發(fā)器”“果醬、果漿和糖漿濃縮應(yīng)選用哪種蒸發(fā)器”兩個(gè)主題進(jìn)行討論，根據(jù)討論情況強(qiáng)調(diào)蒸發(fā)器選型要點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)的理解。②在對(duì)流傳熱章節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)分析3 個(gè)小問(wèn)題，即“夏季和冬季溫室大棚的外表面換熱系數(shù)是否一樣”“暖氣片的片型或高矮對(duì)對(duì)流傳熱系數(shù)有無(wú)影響”及“光滑管與粗糙管換熱效果哪個(gè)更好”，加深學(xué)生對(duì)無(wú)相變對(duì)流傳熱過(guò)程和影響因素的理解。③講解多層圓筒壁熱傳導(dǎo)的計(jì)算后，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)公式解決生活中的一個(gè)小問(wèn)題，即“氣溫下降時(shí)，保暖性好的衣服穿在里面好，還是穿在外面好”，加深學(xué)生對(duì)多層圓筒壁熱傳導(dǎo)計(jì)算和特點(diǎn)的理解。

2.1.5 課后測(cè)驗(yàn)

本環(huán)節(jié)的目的是及時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況，評(píng)估課堂教學(xué)是否達(dá)成預(yù)設(shè)目標(biāo)。測(cè)驗(yàn)形式可以為填空題、選擇題或判斷題等客觀題，借助于在線教學(xué)工具進(jìn)行答案收集和實(shí)時(shí)批改。教師根據(jù)答題錯(cuò)誤率了解學(xué)生對(duì)哪些知識(shí)點(diǎn)掌握不好，以便于在課堂上及時(shí)查漏補(bǔ)缺。值得一提的是，微助教和ClassIn 等在線教學(xué)工具的隨堂測(cè)試功能，能夠極大地方便教師統(tǒng)計(jì)和分析測(cè)驗(yàn)結(jié)果，可大幅節(jié)約課堂時(shí)間。

2.1.6 課堂小結(jié)

本環(huán)節(jié)的目的在于整合回顧課堂所學(xué)知識(shí)，進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師可以通過(guò)條目的形式總結(jié)重要知識(shí)點(diǎn)，或者采用思維導(dǎo)圖來(lái)回顧所學(xué)內(nèi)容的內(nèi)在邏輯，幫助學(xué)生形成長(zhǎng)期記憶，但這種灌輸式總結(jié)不一定能夠吸引學(xué)生注意力，可能會(huì)達(dá)不到預(yù)期的效果。互動(dòng)式總結(jié)是一種引導(dǎo)學(xué)生自主回憶和總結(jié)的課堂小結(jié)方式，可以要求學(xué)生分條列出重要知識(shí)點(diǎn)或繪制所學(xué)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，借助于在線教學(xué)工具收集和點(diǎn)評(píng)，這種經(jīng)過(guò)回憶復(fù)述和思考加工的知識(shí)更容易形成長(zhǎng)期記憶。

2.2 基于深度融合理念的課程思政案例庫(kù)建設(shè)

食品工程原理課程一般開(kāi)設(shè)在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期，學(xué)生經(jīng)過(guò)大學(xué)一年級(jí)導(dǎo)論課的學(xué)習(xí)，對(duì)于食品相關(guān)專(zhuān)業(yè)有了初步認(rèn)識(shí)，但也存在工程知識(shí)基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題，因此，本課程起到承上（導(dǎo)論課）啟下（工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)課課）的關(guān)鍵作用，可以進(jìn)行食品工程倫理和愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)價(jià)值觀方向的引領(lǐng)[11-13]。遵循“鹽溶于水”的課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)理念，緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建完善的課程思政知識(shí)體系，進(jìn)行科學(xué)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，并在課堂實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用和持續(xù)改進(jìn)。

本課程的思政案例庫(kù)建設(shè)工作可以分4 個(gè)階段來(lái)進(jìn)行。①基于食品工程原理課程知識(shí)體系，深挖知識(shí)點(diǎn)背后的思政元素，搜集相關(guān)文字、圖片和音像素材；②根據(jù)家國(guó)情懷、科學(xué)精神和三觀教育等對(duì)課程思政知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，梳理出食品工程原理課程思政知識(shí)體系；③結(jié)合知識(shí)點(diǎn)特征，針對(duì)性設(shè)計(jì)課程思政教學(xué)環(huán)節(jié)，制作教案和幻燈片；④在課堂教學(xué)中，進(jìn)行課程思政教學(xué)實(shí)踐，收集學(xué)生和專(zhuān)家對(duì)教學(xué)效果的反饋，根據(jù)意見(jiàn)進(jìn)一步修改完善課程思政案例庫(kù)的素材和教學(xué)設(shè)計(jì)。

思政知識(shí)往往有一定的時(shí)代背景，在短暫的課堂教學(xué)活動(dòng)中通常難以講透，故可以利用在線教學(xué)工具進(jìn)行思政資料的課前導(dǎo)入，使學(xué)生提前通過(guò)短視頻了解思政知識(shí)點(diǎn)的時(shí)代背景，提升課程思政教學(xué)效果。課堂教學(xué)可以采用故事講述和案例分析的方式，自然流暢地將家國(guó)情懷和科學(xué)精神等思政元素融入相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，從而使思政教育與工程教育形成協(xié)同效應(yīng)。本課程的思政元素挖掘可以圍繞4 個(gè)方面來(lái)開(kāi)展。

（1）講好功勛科學(xué)家人物故事，激發(fā)科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。結(jié)合知識(shí)點(diǎn)的時(shí)代背景，將我國(guó)功勛科學(xué)家故事融入課堂教育。具體實(shí)施案例：①在流體力學(xué)教學(xué)中，結(jié)合普朗特?cái)?shù)和卡門(mén)實(shí)驗(yàn)等知識(shí)點(diǎn)，講述普朗特、卡門(mén)、錢(qián)學(xué)森和陸士嘉等中外流體力學(xué)人物的脈絡(luò)故事；②在傳熱教學(xué)中，結(jié)合沸騰傳熱系數(shù)和對(duì)流傳熱強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，講述林氏公式——林宗虎院士和高效低阻氣體強(qiáng)化傳熱——陶文銓院士的故事；③在傳質(zhì)教學(xué)中，結(jié)合精餾知識(shí)點(diǎn)，講述一棵癡迷精餾的大樹(shù)——余國(guó)琮院士的故事。

（2）有機(jī)融入國(guó)家重大工程案例，注入精益求精的大國(guó)工匠精神。將知識(shí)點(diǎn)與我國(guó)重大國(guó)家工程案例相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)思政教育和工程教育的兼顧。具體實(shí)施案例：①在流體輸送設(shè)備教學(xué)中，結(jié)合軸流泵知識(shí)點(diǎn)，引入南水北調(diào)工程自行研發(fā)燈泡貫流泵實(shí)現(xiàn)運(yùn)行能效大幅提升的案例，并運(yùn)用所學(xué)流體動(dòng)力學(xué)知識(shí)分析其中原理；②在傳熱教學(xué)中，結(jié)合熱量傳遞原理知識(shí)點(diǎn)，引入青藏鐵路路基保護(hù)工程自行開(kāi)發(fā)的幾種凍土保護(hù)措施的案例，運(yùn)用所學(xué)傳熱知識(shí)分析其中原理；③在制冷教學(xué)中，結(jié)合超低溫制冷原理知識(shí)點(diǎn)，講述突破超低溫制冷卡脖子技術(shù)的科技故事，并運(yùn)用所學(xué)制冷知識(shí)分析關(guān)鍵技術(shù)。

（3）挖掘中國(guó)古代的發(fā)明創(chuàng)造案例，建立堅(jiān)定的文化自信和歷史自信。將知識(shí)點(diǎn)與我國(guó)古代發(fā)明創(chuàng)造案例相結(jié)合，可以有效提升學(xué)生的文化和歷史認(rèn)同感。具體實(shí)施案例：①在制冷教學(xué)的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，講述周代的窖冰、戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的冰鑒和唐末的硝石制冰，以及冰淇淋從我國(guó)發(fā)源傳入歐洲的歷程，引入本課程學(xué)習(xí)主題制冷與食品冷凍的原理；②在顆粒與流體之間相對(duì)流動(dòng)教學(xué)的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，講述古代飲用水凈化“黑科技”，即沉淀凈化（如仰韶小口尖底瓶、永嘉溪口明代凈水池、明礬沉淀）和過(guò)濾凈化（如漉水囊、綠油囊、江南竹炭井），引入本課程學(xué)習(xí)主題非均相混合物分離原理與計(jì)算；③在吸收與蒸餾教學(xué)的課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生分析傳統(tǒng)白酒甑鍋蒸餾的傳質(zhì)學(xué)原理，引入本課程學(xué)習(xí)主題蒸餾與精餾基本原理。

（4）回顧我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成就與教訓(xùn)，提升民族自信與“四個(gè)認(rèn)同”。將知識(shí)點(diǎn)與我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成就與教訓(xùn)相結(jié)合，可以有效提升學(xué)生的民族自信與“四個(gè)認(rèn)同”（即政治認(rèn)同、思想認(rèn)同、理論認(rèn)同、情感認(rèn)同）。具體實(shí)施案例：①在緒論教學(xué)中，講述食品工業(yè)發(fā)展取得的歷史性成就，引導(dǎo)學(xué)生從歷史唯物主義的大視角，分析我國(guó)食品工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r與未來(lái)趨勢(shì)，建立專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感和“四個(gè)認(rèn)同”；②在溶液濃縮教學(xué)中，結(jié)合食品濃縮目的知識(shí)點(diǎn)，講解濃縮蘋(píng)果汁產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史過(guò)程及取得的成就，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立專(zhuān)業(yè)自信和“四個(gè)認(rèn)同”；③在吸收與蒸餾教學(xué)中，結(jié)合氣體吸收知識(shí)點(diǎn)，講述碳酸飲料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程、歷史教訓(xùn)和未來(lái)趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注民族產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.3 基于碎片化學(xué)習(xí)策略的線上教學(xué)設(shè)計(jì)

當(dāng)代大學(xué)生身處知識(shí)和信息大爆炸的時(shí)代，學(xué)習(xí)和生活的節(jié)奏很快，時(shí)間碎片化現(xiàn)象變得越來(lái)越普遍，這就要求他們?cè)谛@生活中隨心、隨時(shí)、隨地，通過(guò)多種媒體對(duì)知識(shí)進(jìn)行片段式地學(xué)習(xí)，從而增進(jìn)知識(shí)和提高技能[14]。近年來(lái)觀察發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)篇累牘和靜態(tài)不變的線上學(xué)習(xí)資源利用率不高，而短視頻和短文章的多平臺(tái)實(shí)時(shí)推送，更容易吸引學(xué)生的關(guān)注和學(xué)習(xí)。根據(jù)食品工程原理課程的學(xué)情特征，總結(jié)了兩條提升大學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)質(zhì)量的線上教學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

（1）構(gòu)建豐富的碎片化學(xué)習(xí)資源庫(kù)。線上教學(xué)資源的簡(jiǎn)短化和濃縮化，有助于學(xué)習(xí)者靈活把握學(xué)習(xí)時(shí)間、充分利用碎片化時(shí)間，并保障了學(xué)習(xí)興趣和精力集中，從而可提高在線學(xué)習(xí)效率[15]。針對(duì)學(xué)生不了解食品工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際場(chǎng)景、學(xué)習(xí)目標(biāo)性不強(qiáng)的問(wèn)題，可以準(zhǔn)備一些介紹食品加工單元操作和生產(chǎn)過(guò)程的碎片化學(xué)習(xí)資源。如在流體流動(dòng)教學(xué)中提供講解巴氏奶和奶粉生產(chǎn)工藝過(guò)程的課前短視頻，在食品干燥教學(xué)中提供講解香蕉果干和嬰兒配方奶粉加工過(guò)程的課前短視頻，在過(guò)濾教學(xué)中提供講解葡萄酒雙級(jí)膜過(guò)濾和自來(lái)水處理過(guò)程的課前短視頻，在吸收與蒸餾教學(xué)中提供講解汽水、醬香酒和威士忌生產(chǎn)工藝過(guò)程的課前短視頻。針對(duì)課程思政知識(shí)點(diǎn)時(shí)代背景性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以準(zhǔn)備一些介紹相關(guān)思政背景的短視頻，如在流體流動(dòng)教學(xué)中，提供講解南水北調(diào)工程的短視頻，使學(xué)生提前了解我國(guó)科技人員研發(fā)燈泡式貫流泵這一思政知識(shí)點(diǎn)的時(shí)代背景；在傳熱教學(xué)中，提供講解青藏鐵路的短視頻，使學(xué)生提前了解我國(guó)工程人員自行開(kāi)發(fā)凍土保護(hù)措施這一思政知識(shí)點(diǎn)的時(shí)代背景；在制冷與食品冷凍教學(xué)中，提供講解我國(guó)突破超低溫制冷技術(shù)的短視頻，使學(xué)生提前了解我國(guó)科技人員突破超低溫制冷卡脖子技術(shù)這一思政知識(shí)點(diǎn)的時(shí)代背景。

（2）制定和管理碎片化學(xué)習(xí)計(jì)劃。傳統(tǒng)線上教學(xué)需要學(xué)生自主進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)展學(xué)習(xí)，雖然學(xué)生有預(yù)期的計(jì)劃和學(xué)習(xí)目標(biāo)，但難免出現(xiàn)拖延和懶散的現(xiàn)象，導(dǎo)致在線學(xué)習(xí)的達(dá)成度不高。教師在備課過(guò)程中，向?qū)W生實(shí)時(shí)推送課前短視頻，學(xué)生收到提醒后在碎片化時(shí)間完成學(xué)習(xí)，從而可以形成一種有效的在線師生互動(dòng)。教師借助于在線教學(xué)工具觀察學(xué)習(xí)任務(wù)完成率，并在平時(shí)成績(jī)部分體現(xiàn)一定的獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰，督促學(xué)生保持碎片化學(xué)習(xí)的意愿。教師在課堂導(dǎo)入、課前摸底、互動(dòng)學(xué)習(xí)和課程思政環(huán)節(jié)，通過(guò)客觀題課堂測(cè)驗(yàn)的方式來(lái)檢驗(yàn)線上教學(xué)效果，或者通過(guò)主題討論的方式提供學(xué)生主動(dòng)分享和交流的機(jī)會(huì)，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生碎片化學(xué)習(xí)的成就感。教師通過(guò)課堂講解進(jìn)一步將碎片化知識(shí)系統(tǒng)化，從而完成閉環(huán)的碎片化學(xué)習(xí)管理過(guò)程。

3 教學(xué)改革效果

食品工程原理課程自實(shí)施教學(xué)改革2 個(gè)學(xué)期以來(lái)，在學(xué)校組織的學(xué)習(xí)體驗(yàn)調(diào)查問(wèn)卷活動(dòng)中，學(xué)生滿(mǎn)意度得到了明顯改善，總體滿(mǎn)意度從90% 左右提升至97%。學(xué)生認(rèn)為教師能夠結(jié)合具體的食品生產(chǎn)，利用具體的案例及視頻來(lái)引導(dǎo)深入地理解，課程講解清晰且邏輯性強(qiáng)；課堂互動(dòng)很飽滿(mǎn)；教師講課十分有趣，通俗易懂；教師講課條理清晰，能結(jié)合實(shí)際問(wèn)題講授知識(shí)，提供的課外視頻對(duì)于理解有較大的幫助；課前的預(yù)習(xí)內(nèi)容很有意思；上課中全面知識(shí)的拓展，如實(shí)際產(chǎn)品中各種運(yùn)用，結(jié)合古今中外的產(chǎn)品背景；課程生動(dòng)，課上例題講解到位，學(xué)習(xí)掌握順利。學(xué)生踴躍參加全國(guó)大學(xué)生食品工程虛擬仿真大賽，并且屢獲佳績(jī)。課堂教學(xué)也得到了校內(nèi)同行和督導(dǎo)的一致好評(píng)，以良好成績(jī)通過(guò)了學(xué)校組織的教學(xué)質(zhì)量評(píng)估。本課程的教學(xué)改革獲得了2 項(xiàng)學(xué)校本科教學(xué)研究項(xiàng)目的資助，目前項(xiàng)目均已順利完成結(jié)題，取得的教研成果獲得了首屆海洋特色的食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)虛擬教研室課程思政案例大賽二等獎(jiǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在新工科建設(shè)背景下，食品工程原理課程的教學(xué)改革需要不斷探索和實(shí)踐，才能與時(shí)俱進(jìn)地培養(yǎng)有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)男乱淮涣魇称饭こ倘瞬?。通過(guò)對(duì)食品工程原理課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，找到了存在問(wèn)題，并針對(duì)性提出重構(gòu)基于BOPPPS 教學(xué)模式和案例教學(xué)法的課程內(nèi)容、建設(shè)基于深度融合理念的課程思政案例庫(kù)、設(shè)計(jì)基于碎片化學(xué)習(xí)策略的線上教學(xué)課件的課程教學(xué)新模式，為工程類(lèi)課程從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程思政和信息手段等方面開(kāi)展教學(xué)改革提供了可復(fù)制的思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。未來(lái)還需要進(jìn)一步挖掘?qū)W生喜聞樂(lè)見(jiàn)的教學(xué)模式和案例，真正做到春風(fēng)化細(xì)雨的工程教育和潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的思政教育，這需要教師進(jìn)一步貼近食品工業(yè)發(fā)展的客觀實(shí)際重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)新一代大學(xué)生的精神需求潛移默化地樹(shù)立“四個(gè)自信”。

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