淺談基于OBE理念的食品工程專(zhuān)業(yè)“機(jī)械基礎(chǔ)”課程改革

鄧 紅，楊天歌，孟永宏，楊雅麗，黃小麗

淺談基于OBE理念的食品工程專(zhuān)業(yè)“機(jī)械基礎(chǔ)”課程改革

鄧 紅，楊天歌，*孟永宏，楊雅麗，黃小麗

（陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710062）

“機(jī)械基礎(chǔ)”課程是陜西師范大學(xué)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修基礎(chǔ)課，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的工程理念、工科素養(yǎng)和實(shí)踐動(dòng)手能力都有非常重要的作用。將美國(guó)的OBE引入食品專(zhuān)業(yè)“機(jī)械基礎(chǔ)”課程的教改中，適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)高速發(fā)展的食品企業(yè)對(duì)應(yīng)用型工程人才的知識(shí)、能力與素質(zhì)培養(yǎng)一體化的要求，且關(guān)注對(duì)學(xué)生的實(shí)際工作能力與素質(zhì)的評(píng)價(jià)，對(duì)于提升西部食品工程人才的質(zhì)量、加快形成與國(guó)際接軌的工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證體系建設(shè)均有積極作用。

OBE教育模式；食品工程；機(jī)械基礎(chǔ)；課程改革

“機(jī)械基礎(chǔ)”是陜西師范大學(xué)食品科學(xué)與工程等專(zhuān)業(yè)[1]的基礎(chǔ)必修課程，包括工程力學(xué)、機(jī)械零件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械設(shè)計(jì)、設(shè)備與工程材料等多方面的內(nèi)容，該課程非常重視專(zhuān)業(yè)知識(shí)的工程應(yīng)用和實(shí)踐技能的培養(yǎng)，特別需要將理論與實(shí)際生產(chǎn)相聯(lián)系，以提高學(xué)生理解掌握知識(shí)點(diǎn)的能力[2-3]。同時(shí)，“機(jī)械基礎(chǔ)”對(duì)提高工科學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、空間理解能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，發(fā)揮個(gè)人學(xué)習(xí)的積極性和潛能都有重要作用[4]。而將流行歐美的OBE（Outcome-based education） 模式引入“機(jī)械基礎(chǔ)”教學(xué)中，對(duì)提高食品工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量有積極影響。

最早在美國(guó)出現(xiàn)的“以成果為導(dǎo)向的教育”模式（Outcome-based education，OBE），是20世紀(jì)80年代興起的與以學(xué)科為導(dǎo)向的傳統(tǒng)教育模式完全不同的用以提升質(zhì)量的教育范式改革，OBE模式“關(guān)注學(xué)生畢業(yè)后應(yīng)取得的學(xué)習(xí)成果”，在校期間通過(guò)與之相適應(yīng)的課程體系、教學(xué)策略、計(jì)劃安排等來(lái)確保學(xué)生達(dá)成這些成果[5-6]。OBE教育模式中“清晰列出了學(xué)生學(xué)習(xí)后所有的實(shí)質(zhì)性成果，并設(shè)計(jì)明確且客觀的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)”的做法，適應(yīng)了化工、機(jī)械、食品等加工行業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域企業(yè)對(duì)人才的需求。OBE模式同樣也在澳大利亞、紐西蘭、英國(guó)等歐美國(guó)家得到了廣泛運(yùn)用。我國(guó)引入OBE模式相對(duì)較晚，目前各個(gè)工科專(zhuān)業(yè)院校的工程教育中應(yīng)用較多。以教育改革的主流理念——OBE理念引導(dǎo)和促進(jìn)專(zhuān)業(yè)建設(shè)，推動(dòng)我國(guó)的工程教育改革，保障和提高工程教育的人才培養(yǎng)質(zhì)量是近年來(lái)工科院校普遍關(guān)注的焦點(diǎn)[7-8]。

為了適應(yīng)食品科學(xué)與工程教育改革的需要，加快食品工程專(zhuān)業(yè)卓越工程師培養(yǎng)的步伐，按照“OBE”（“產(chǎn)出導(dǎo)向”模式） 的理念，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行“機(jī)械基礎(chǔ)”課程改革。

1 以食品工程培養(yǎng)目標(biāo)為引導(dǎo) 逆向構(gòu)建“機(jī)械基礎(chǔ)”課程體系

“民以食為天”，隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的不斷發(fā)展，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的食品加工業(yè)到2020年預(yù)計(jì)總產(chǎn)值將達(dá)到20萬(wàn)億元，在科技信息迅猛發(fā)展的今天，食品工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)已成為食品產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中制勝的主要因素。

食品工程人才培養(yǎng)目標(biāo)的擬定必須面向工業(yè)界，以企業(yè)人才需求和食品加工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)為基礎(chǔ)，不僅要有豐富的機(jī)械工程類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，還需要扎實(shí)的工程實(shí)踐與動(dòng)手能力，具有跨學(xué)科的合作意識(shí)，更需要良好的交流能力、合作精神及領(lǐng)導(dǎo)能力，能應(yīng)用掌握工程機(jī)械與工藝技術(shù)等，準(zhǔn)確判斷和解決工程實(shí)際問(wèn)題，勝任復(fù)雜多變的職業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的工作需要，還需要具備國(guó)際化視野和現(xiàn)代工程師素質(zhì)[3，9]。

為此，“機(jī)械基礎(chǔ)”課程需面向企業(yè)與生產(chǎn)一線，一切教學(xué)活動(dòng)和課程內(nèi)容均是達(dá)到學(xué)習(xí)產(chǎn)出的手段和方法而不是教育目的，“機(jī)械基礎(chǔ)”課程體系強(qiáng)調(diào)個(gè)性化教學(xué)，按照“學(xué)科專(zhuān)家、用人單位、工程精英、畢業(yè)學(xué)生”等群體的不同意見(jiàn)，制定不同的教學(xué)方案，給不同層次和水平的學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)[10]。所以，將OBE工程教育理念貫穿于“機(jī)械基礎(chǔ)”中，逆向設(shè)計(jì)課程體系，就是指教學(xué)目標(biāo)（學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出）先于教學(xué)內(nèi)容而存在，對(duì)學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，即以面向企業(yè)需要為目標(biāo)，修訂完善課程教學(xué)大綱，使課程內(nèi)容更加全面系統(tǒng)，并關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，使學(xué)生能夠熟練掌握與靈活應(yīng)用機(jī)械工程知識(shí)，能夠使用和維護(hù)食品加工常用機(jī)械，使畢業(yè)生能夠盡快適應(yīng)崗位的需求。

因而“機(jī)械基礎(chǔ)”課程，必須以食品行業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展及職場(chǎng)需求進(jìn)行定位，在學(xué)生系統(tǒng)地掌握工程力學(xué)基礎(chǔ)理論、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行知識(shí)、機(jī)電設(shè)備維護(hù)技能等內(nèi)容的同時(shí)，通過(guò)金工實(shí)習(xí)、參觀認(rèn)識(shí)、中試生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐活動(dòng)使學(xué)生將理論知識(shí)與工程實(shí)際結(jié)合起來(lái)，得到機(jī)械工程師、制造工藝師和產(chǎn)品服務(wù)工程師等綜合訓(xùn)練，從而為將來(lái)從事食品加工、工程機(jī)械、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等工作打下基礎(chǔ)。聘請(qǐng)食品工程領(lǐng)域機(jī)械行業(yè)專(zhuān)家給學(xué)生授課，讓學(xué)生對(duì)食品機(jī)械設(shè)備的實(shí)際加工制造技術(shù)、設(shè)計(jì)應(yīng)用與智能開(kāi)發(fā)、運(yùn)行維護(hù)與營(yíng)銷(xiāo)等方面都有詳細(xì)全面的了解，并用工廠實(shí)例檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，讓食品加工企業(yè)專(zhuān)家參與到人才培養(yǎng)質(zhì)量的評(píng)價(jià)活動(dòng)中，建立一套“易觀察與可測(cè)量”的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以滿足食品工程行業(yè)對(duì)機(jī)械工程人才培養(yǎng)的需求。

2 以課堂教學(xué)檢查為基礎(chǔ) 調(diào)整優(yōu)化“機(jī)械基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容方法

OBE模式中的計(jì)劃、實(shí)施、檢查、行動(dòng)4個(gè)要素缺一不可，所以食品工程“機(jī)械基礎(chǔ)”課程的資源、教學(xué)的內(nèi)容與手段方法都必須圍繞食品工程專(zhuān)業(yè)的預(yù)期目標(biāo)而展開(kāi)[11-12]；在逆向構(gòu)建“機(jī)械基礎(chǔ)”課程體系的基礎(chǔ)上，通過(guò)課堂教學(xué)檢查（課堂測(cè)試、督導(dǎo)同行專(zhuān)家聽(tīng)課等多種形式），了解和反饋學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況、獨(dú)立完成作業(yè)的水平，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的課堂知識(shí)理解程度與疑惑，以及課程采取的教學(xué)方法與手段取得的效果，及時(shí)解決存在問(wèn)題，確保“機(jī)械基礎(chǔ)”課程預(yù)定教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，由于“機(jī)械基礎(chǔ)”課程涉及多個(gè)學(xué)科，包括物理、化學(xué)、材料、化工、機(jī)械等領(lǐng)域，含有較多的工程知識(shí)和專(zhuān)業(yè)常識(shí)，按照“OBE”模式要求，根據(jù)教學(xué)檢查情況，需要整合精簡(jiǎn)與“工程制圖”“食品機(jī)械設(shè)備”“食品工程原理”等課程中互相重復(fù)的內(nèi)容，有選擇性地刪除該門(mén)課程中那些純理論公式的復(fù)雜推導(dǎo)過(guò)程（如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)章節(jié)講述的彎曲疲勞強(qiáng)度、接觸應(yīng)力強(qiáng)度、有效拉力等），只講解公式實(shí)際的具體應(yīng)用情況；同時(shí)利用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)查閱最新知識(shí)，在課程中增加新概念、新標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合科研項(xiàng)目的先進(jìn)技術(shù)和新的工程應(yīng)用實(shí)例（如蘋(píng)果冷破碎設(shè)備等），理論聯(lián)系實(shí)際，以提高學(xué)生工程應(yīng)用和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

在教學(xué)檢查的基礎(chǔ)上，明確課程的每節(jié)課對(duì)于實(shí)現(xiàn)預(yù)期“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”的貢獻(xiàn)度，綜合應(yīng)用多種教學(xué)形式，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，以順利完成預(yù)期目標(biāo)。比如，對(duì)于機(jī)械基礎(chǔ)理論知識(shí)，課堂上以講授為主、練習(xí)為輔；對(duì)于設(shè)備專(zhuān)業(yè)常識(shí)，采用自學(xué)為主、討論為輔；對(duì)于機(jī)械工程設(shè)計(jì)，以練習(xí)為主、引導(dǎo)答疑為輔；對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，以分組討論為主、專(zhuān)題講座為輔；對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，以中試實(shí)習(xí)鍛煉為主、參觀為輔。通過(guò)案例分析檢查課前知識(shí)學(xué)習(xí)情況，運(yùn)用答疑解惑、研討式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，以“小組合作、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、自主學(xué)習(xí)”的形式調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂討論的積極性，通過(guò)不斷改進(jìn)教學(xué)手段與內(nèi)容、提高教學(xué)水平及檢查方式加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提升教學(xué)質(zhì)量和效率，保質(zhì)保量完成各個(gè)階段學(xué)習(xí)任務(wù)；并利用校外實(shí)習(xí)基地工廠或校內(nèi)中試實(shí)驗(yàn)室便利的設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、直觀示范和演示等，充分發(fā)揮“工程環(huán)境”教學(xué)優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造讓學(xué)生接觸生產(chǎn)實(shí)際的機(jī)會(huì)，不斷積累實(shí)踐知識(shí)，激發(fā)求知欲。

當(dāng)然，除了采用CAI多媒體教學(xué)外，還要充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及課件講稿、微課資源、課程教學(xué)視頻、動(dòng)畫(huà)演示、情景模擬、3D仿真、課程輔導(dǎo)與練習(xí)、自測(cè)試題庫(kù)等資源使學(xué)生更好地開(kāi)展自學(xué)，充分滿足學(xué)生的立體需求；建立“在線學(xué)習(xí)社區(qū)”和課外線上的“互動(dòng)與反饋”，根據(jù)學(xué)生的反饋，及時(shí)對(duì)資源和素材進(jìn)行必要的補(bǔ)充；也可以開(kāi)發(fā)“機(jī)械基礎(chǔ)”課程微信公眾號(hào)，充分利用移動(dòng)自媒體以擺脫時(shí)間和地域的限制，讓學(xué)生便捷高效隨時(shí)學(xué)習(xí)，這種輕松和隨意且利用瑣碎的時(shí)間持續(xù)地學(xué)習(xí)，不僅拓展學(xué)習(xí)到課堂之外，發(fā)展學(xué)生深層次認(rèn)知能力，課程教學(xué)的效果也得到很好改善。

同時(shí)，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，積極鼓勵(lì)食品工程專(zhuān)業(yè)的低年級(jí)學(xué)生直接參加任課教師的相關(guān)課題研究（如冷破碎分離機(jī)、果籽分離機(jī)設(shè)備研發(fā)等），將所學(xué)基礎(chǔ)理論與專(zhuān)業(yè)知識(shí)直接應(yīng)用于工程實(shí)踐，充分利用現(xiàn)有儀器設(shè)備，進(jìn)行具有工程特征的綜合性的真實(shí)與虛擬的實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證，以現(xiàn)代的工程教育實(shí)踐的觀念作為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，訓(xùn)練工程實(shí)踐的能力，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

3 以教學(xué)評(píng)價(jià)為核心 持續(xù)改進(jìn)食品工程人才培養(yǎng)質(zhì)量

中國(guó)工科類(lèi)高校目前正在積極開(kāi)展“工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證”，其中OBE理念非常重要的內(nèi)容之一就是“評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出”，所以合理設(shè)計(jì)并對(duì)學(xué)生各項(xiàng)能力進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)是不斷改進(jìn)課程的重要內(nèi)容。“機(jī)械基礎(chǔ)”課程正在逐步建立和完善學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，逐步實(shí)施基于課程模塊的課程評(píng)價(jià)方法，即“課程成績(jī)由3個(gè)部分（終結(jié)性評(píng)價(jià)20%、過(guò)程性評(píng)價(jià)60%和創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)20%）”組成，終結(jié)性評(píng)價(jià)主要是期中和期末考試成績(jī)，過(guò)程性評(píng)價(jià)包括平時(shí)小測(cè)驗(yàn)成績(jī)、出勤、問(wèn)卷、小組討論、文獻(xiàn)查閱或調(diào)研情況、PPT答辯等，創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)主要考查機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)圖繪制、運(yùn)動(dòng)仿真、數(shù)據(jù)分析等知識(shí)應(yīng)用能力。這樣的課程評(píng)價(jià)對(duì)學(xué)生清晰表達(dá)、撰寫(xiě)報(bào)告、團(tuán)結(jié)協(xié)作等方面的能力起到初步培養(yǎng)的效果，通過(guò)落實(shí)多層次的“機(jī)械基礎(chǔ)”課程教學(xué)檢查與反饋、課程考核與情況分析、學(xué)生成績(jī)組成與分布規(guī)律研究等，將學(xué)生評(píng)價(jià)由靜態(tài)走向動(dòng)態(tài)，注重學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力的提高，有利于改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和增強(qiáng)畢業(yè)生工程素養(yǎng)。

在此過(guò)程中，任課教師需要充分利用自身扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)理論和廣博的基礎(chǔ)知識(shí)與超強(qiáng)的動(dòng)手能力，投入精力和心血分解教學(xué)目標(biāo)與選擇教學(xué)方法，設(shè)計(jì)各種方案正確引導(dǎo)學(xué)生積極思考，在傳授機(jī)械基礎(chǔ)理論、機(jī)械設(shè)計(jì)新技術(shù)和工程應(yīng)用新知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)教師的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力、終身學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。同時(shí)花力氣和時(shí)間精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，鼓勵(lì)學(xué)生多實(shí)習(xí)、多動(dòng)手、多參觀，緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，掌握機(jī)械專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，教出特色和成效，適應(yīng)科技迅猛發(fā)展。

總之，深刻理解OBE教育理念并進(jìn)行實(shí)踐和探索，以學(xué)生未來(lái)就業(yè)崗位需要與職業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向確立培養(yǎng)目標(biāo)，以“產(chǎn)出導(dǎo)向”模式改革“機(jī)械基礎(chǔ)”課程，重構(gòu)教學(xué)課程體系與教學(xué)內(nèi)容，對(duì)發(fā)揮教師個(gè)人優(yōu)勢(shì)并創(chuàng)造獨(dú)特有效的教學(xué)風(fēng)格，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)都有積極作用，對(duì)縮短高校教育與企業(yè)需求之間的差距，加快實(shí)現(xiàn)食品工程卓越工程師和技術(shù)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，服務(wù)西部地方的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展均有重要意義。

[1]陳宗道，闞建全，張洪瑜，等.食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科教育的比較研究 [J].中國(guó)高等農(nóng)業(yè)教育，1999（1）：28-32.

[2]陳良，郭瑞麗，李江兵.“OBE”模式下的“化工機(jī)械基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革 [J].教育現(xiàn)代化，2017（4）：39-40.

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[4]劉瑩，申永勝.美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)的模式與啟示 [J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2006（4）：57-59.

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[11]山寶琴，劉羽.基于OBE模式的環(huán)境工程教學(xué)體系探索 [J].陜西教育（高教），2016（3）：64-65.

[12]Shanks J．Unintended Outcomes:Curriculum and outcomebased education[C].The Annual Meeting of the American Educational Research Association，Atlanta，1993 （14）：12-16．◇

Course Reform of Mechanical Foundation Based on OBE Idea for the Specialty of Food Engineering

DENG Hong，YANG Tiange，*MENG Yonghong，YANG Yali，HUANG Xiaoli
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi'an，Shaanxi 710119，China）

Mechanical Foundation is a compulsory course for the students of major of food science and engineering， which plays a very important role in cultivating students'engineering idea and literacy and practical ability.The american model of OBE was introduced into the course teaching reform of Mechanical Foundation to adapts to the requirements of high-speed development food enterprises in the modern society for the engineering application talents training.The requirements needed to emphasizes the integration of knowledge，ability and quality for engineering students.This model paid more attention to the evaluation of the students'actual work ability and quality.It has had a positive effect to improving the quality of food engineering talents in western province and accelerating the formation of the professional certification system of engineering education which is gear to international standards.

OBE education model；food engineering；Mechanical Foundation；curriculum reform

G640

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.054

1671-9646（2017） 10b-0086-03

2017-07-15

陜西師范大學(xué)2016年度課堂教改項(xiàng)目（16KG29）；陜西師范大學(xué)2016年度綜合教改項(xiàng)目（16JG27）。

鄧 紅（1967— ），女，博士，副教授，研究方向?yàn)槭称饭こ獭?/p>

*通訊作者：孟永宏（1976— ），男，博士，副教授，研究方向?yàn)槭称窓C(jī)械。