“OBE理念”下的《食品物性學》教學改革探析

趙萌 楊楠

摘 要：為適應工程教育專業(yè)認證的新趨勢，本文介紹了湖北工業(yè)大學《食品物性學》的課程改革，主要介紹了本課程的畢業(yè)要求、課程目標、具體實施過程及未來需要改進的地方，為其他院校的《食品物性學》教學提供參考。

關鍵詞：食品物性學；OBE理念；教學改革

工程教育專業(yè)認證是國際認可的一種工程教育質(zhì)量保證制度，可實現(xiàn)工程教育和工程師資格的國際互認。2015年10月，教育部牽頭成立了中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會，由專門職業(yè)或行業(yè)協(xié)會、學會匯通該領域的教育工作者和相關行業(yè)、企業(yè)專家一起組織實施我國工程教育認證工作。目前，工程教育專業(yè)認證已成為中國大學工科教育評估的風向標之一。以食品科學與工程專業(yè)為例，國內(nèi)近百所高校提交了認證申請，其中已有西北農(nóng)林大學、華南理工大學、江南大學、中國海洋大學、吉林大學等20余所大學通過了認證，湖北工業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)處于申請受理過程中。

一、 課程的畢業(yè)要求及課程目標

OBE理念，即產(chǎn)出導向（outcomebased）理念，是工程教育專業(yè)認證的核心理念，注重畢業(yè)生質(zhì)量，強調(diào)：（1）想讓學生取得什么樣的學習成果；（2）為什么要取得這些學習成果；（3）如何有效地幫助學生取得這些成果；（4）如何有效了解學生的掌握情況，持續(xù)改進教學效果。《食品物性學》主要講授食品和食品原料的分子物理特性、基本物理特性、流變學、質(zhì)構學、熱學、電學、光學等特性，及其測定分析方法。《食品物性學》是近年來湖北工業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)增開的一門專業(yè)基礎課，通過本課程教學使學生較為全面地掌握食品物理特性，以進一步豐富食品科學與工程專業(yè)原來以食品化學、食品微生物、食品工程等為主的知識體系。

結合課程內(nèi)容和OBE理念，湖北工業(yè)大學《食品物性學》的雙語課程支撐以下三個畢業(yè)要求：（1）畢業(yè)要求2.4（問題分析）：能夠運用數(shù)學、生物化學和工程科學的理論知識并結合文獻，分析食品品質(zhì)形成和變化規(guī)律的復雜問題的，得出有效結論；（2）畢業(yè)要求4.2（研究）：根據(jù)研究方案，采用合理的實驗手段收集食品組分、結構和物化性質(zhì)的數(shù)據(jù)，并進行分析解釋；（3）畢業(yè)要求10.3（溝通）：具備一定國際視野，能夠與在跨文化背景下，與國內(nèi)外業(yè)界同行進行溝通和交流。

對應的課程目標是：（1）掌握食品流變學、食品質(zhì)構、熱電等物性的基本概念、原理和測量方法，掌握食品物性的微觀結構分析的方法和原理，可以分析總結加工過程中食品物性變化規(guī)律，為實際生產(chǎn)提供參考；（2）掌握食品物性學的基本概念、原理和測量方法，可制定合理的研究方案，采集食品物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)，進行分析解釋；（3）掌握食品流變學相關英文詞匯，提高英文閱讀、翻譯、書寫等能力。

二、 課程的具體實施過程

在教學過程中，《食品物性學》課程的主要章節(jié)為緒論、分子物理特性、基本物理特性、力學性質(zhì)、熱學性質(zhì)、電學性質(zhì)等內(nèi)容。具體教學內(nèi)容如下表所示：

章節(jié)教學內(nèi)容重點難點能力培養(yǎng)教學要求學生任務

第一章：緒論1. 食品物性學相關概念及研究內(nèi)容；2. 食品物性學的發(fā)展；3. 食品物性學研究目的、研究方法及發(fā)展現(xiàn)狀。結合實例介紹相關概念、研究內(nèi)容以及意義。重點講解食品物性學的概念及涵蓋的內(nèi)容和意義。難點是食品物性學的發(fā)展現(xiàn)狀和前沿研究。了解食品物性學的發(fā)展歷程與趨勢；理解食品物性學的主要內(nèi)容和任務；掌握食品物性學的相關概念和專業(yè)術語。復習，理解和記憶專業(yè)名詞和術語，形成基本概念。查閱食品物性學的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。

第二章：食品的形態(tài)與物理性質(zhì)1. 食品分散體系的定義和劃分原則；2. 食品的微觀結構域作用力及其在食品體系中的作用；3. 高分子的鏈柔性與構象；4. 聚集態(tài)結構與內(nèi)聚能及其在食品體系中的應用。本章重點從四個角度講解食品的形態(tài)與物理特性。難點是食品微觀作用力和內(nèi)聚能對食品體系的影響。1. 食品及食品物料的組織結構和基本物理特征；2. 掌握食品大分子的微觀形態(tài)結構和作用力；3. 掌握食品中水分的狀態(tài)及物理特性；4. 了解食品典型體系。根據(jù)課程需要復習高分子物理、物理和食品化學相關知識。根據(jù)本章內(nèi)容將查閱關于食品的典型體系和組織結構材料。

第三章：黏性食品流變學特性1. 流變學簡介，基本概念和原理；2. 牛頓流體的流變學特征、本構方程及牛頓內(nèi)摩擦定律；3. 非牛頓流體的流變學特征及本構方程。重點是流變學的基本概念（剪切應力，應變，粘度）和規(guī)律（牛頓內(nèi)摩擦定律，非牛頓的冪指數(shù)等模型）。難點是非牛頓流體的流變學特征和機制。1. 掌握黏度的基本概念和原理；2. 掌握流體粘度的基本測量方法；3. 理解食品流變學與食品的加工和品質(zhì)的關系。查閱資料，總結不同種類非牛頓流體的現(xiàn)象和機理，加深理解。查閱牛頓流體與非牛頓流體的相關知識，如典型體系和表現(xiàn)。

第四章：黏彈性食品流變學特性1. 黏彈性食品的流變特性及粘彈性的基本概念、意義；2. 描述粘彈性流體的流變學基本力學模型；3. 應力松弛及蠕變的概念和數(shù)值解析；4. 靜態(tài)流變學測量方法和原理；5. 動態(tài)流變學測量方法及原理；6. 粘彈性流體流變學在食品中的應用。重點是以模型對粘彈性食品的流變學特性進行介紹，并重點講解靜、動態(tài)流變學測量方法以及流變在食品中的應用。難點是粘彈性力學模型及動態(tài)流變學的原理。1. 掌握粘彈性的基本概念；2. 掌握黏彈性食品的流變特性；3. 掌握靜態(tài)流變學和動態(tài)流變學的測量原理和方法；4. 掌握食品黏彈性與食品的加工和品質(zhì)的關系。根據(jù)授課內(nèi)容，布置作業(yè)，重點掌握粘彈性力學模型的推導及應用，如麥克斯韋模型，開爾文模型等。查閱粘彈性食品的相關知識。了解實際生產(chǎn)生活中的食品粘彈性表現(xiàn)。

第五章：食品質(zhì)構特性1. 食品質(zhì)構概論、定義、研究目的、分類及方法；2. 食品質(zhì)構的評價術語；3. 食品質(zhì)構的感官檢驗，定義、分類、方法；4. 食品質(zhì)構的儀器測定；5. 食品質(zhì)地評價應用分析。重點結合教材和實例的講解食品的質(zhì)構特性及檢測；難點是相關測定方法和應用分析。1. 了解食品質(zhì)構的分類方法（Szezesniak法和Sherman法）；2. 掌握食品質(zhì)構的專業(yè)術語和意義；3. 掌握食品質(zhì)構的評價方法：儀器檢測和感官評價；4. 了解食品質(zhì)構的儀器測定與感官檢驗的關系。查閱食品感官評價的標準。閱讀食品質(zhì)構和感官評價的相關資料和書籍。

第六章：食品的熱物性1. 食品的基本熱力學參數(shù)和意義：熱導率、比熱容、焓；2. 食品熱特性的分析與測定：量熱計、差示掃描量熱儀。重點是結合應用實例介紹食品的基本熱參數(shù)以及熱特性的分析與測定。1. 掌握DSC測定原理；2. 了解大分子熱運動的特點、大分子的力學狀態(tài)和熱狀態(tài)；3. 掌握食品熱特性的分析與測定方法。查找資料，深入掌握DSC的相關知識及測量中的計算。查閱資料，了解決定食品熱學的主要性質(zhì)以及應用。

第八章：食品的電特性及其應用1. 食品介電特性、介電松弛、電導現(xiàn)象的基本概念、現(xiàn)象及意義；2. 電磁輻射現(xiàn)象的原理及在食品中的應用。重點結合實例介紹食品的電特性及其應用；重難點是電特性的測定原理。1. 掌握食品電特性的基本概念及原理；2. 了解微波技術在食品加工中的應用；3. 了解高壓脈沖電場磁場技術在食品加工中的應用；4. 了解靜電分離裝置。通過查閱資料，了解電學特性在食品生產(chǎn)加工過程中作用。查閱資料，了解食品電學性質(zhì)及應用。

三、 課程目前的問題及需要改進的地方

目前，本課程存在的問題及改進方法是：（1）學生過程管理有待加強，希望可以通過4次作業(yè)和2次小測來提高學生對內(nèi)容的理解，同時給老師反饋學生的掌握程度；（2）只有理論教學，缺少實驗教學，學生動手能力有待提高，希望下一步可以增加2-4個食品物性實驗，如流變特性、熱物性、光學性質(zhì)等。

工程教育專業(yè)認證強調(diào)學生主體地位和畢業(yè)生質(zhì)量，可促進工程教育與食品產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)系，增強工程教育人才培養(yǎng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應性。這也要求我們教師要多與企業(yè)合作交流，傾聽企業(yè)對從業(yè)人員食品物性知識的需求，更好地服務產(chǎn)業(yè)。

參考文獻：

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作者簡介：

趙萌，副教授，湖北省武漢市，湖北工業(yè)大學生物工程與食品學院品科學與工程專業(yè)；

楊楠，湖北省武漢市，湖北工業(yè)大學生物工程與食品學院品科學與工程專業(yè)。