食品工程設計類課程“一中心兩角色三翻轉”實踐型教學模式構建*

許青蓮 邢亞閣* 劉曉翠 呂光遠

（西華大學食品與生物工程學院，四川成都 610039）

近年來，教育部實施的工程教育專業認證工程，旨在培養工程思維與能力的專業技術人才，不僅是經濟社會發展的需要，更是實現“十四五”規劃和建設社會主義現代化國家的需要。

工程創新思維能力和動手實踐能力的培養需要滿足和適應地方經濟社會發展對專業型人才的需求。目前，我國多數地方高校仍然存在輕實踐教學、學生工程實踐能力難以提高等問題。

以西華大學食品科學與工程專業為例，結合食品工廠設計工程類課程的理論與實踐教學，圍繞工程教育認證要求和當地對人才能力的需求，創新設計實踐教學改革方案。以學生工程能力培養為中心，基于教師與學生雙角色，創新設計案例教學、模型制作與專題演講、產品設計大賽“三翻轉”方式，構建并組織實施“一中心兩角色三翻轉”實踐型創新教學模式，將工程人才要求的初步設計與工程能力培養目標及任務融合到實踐型教學全程中，為地方高校工程設計類課程的實踐型教學模式實施提供參考。

1 國內外“翻轉課堂+”理念創新應用

不同于傳統的教學模式，國際工程教育過程中創新了多種教學方式，并取得了較好的教學效果和培養效果，如翻轉課堂教育模式。Choi 等將翻轉課堂理念應用到軟件工程等課程教育過程中，顯著提高了學生參與課程學習的積極性，取得了較好的教學效果。目前，國內翻轉課堂出現了多種教學方式相結合的模式。例如，楊興東和岳宗豪以食品質量與安全專業食品免疫學教學為例，采用課程案例和翻轉課堂相結合的教學模式，提高了學生課堂學習積極性和參與度，提升了教學效果與質量。本研究基于工程教育理念，將翻轉課堂等方法進行創新設計，并應用于食品工程設計類課程實踐教學過程中，提升學生的工程思維和工程能力等綜合素質，對于推進地方高校食品專業人才培養具有參考價值。

2 “一中心兩角色三翻轉”實踐型教學模式設計

工程實踐能力的培養必須適應地方經濟與社會發展對人才的需求，以食品科學與工程專業為例，食品工廠設計類課程為該專業的核心課程，對工程教育認證畢業達成度要求支撐作用顯著，基于工程教育認證對人才培養的要求和本課程的教學目標，進行實踐型教學方法創新設計，以學生工程能力培養為中心，基于傳統教師與學生雙角色在案例教學、模型制作與專題演講、產品設計大賽等三大主要實踐型教學環節中實施“翻轉”，使學生和教師逐步適應并實施角色翻轉，逐步由傳統的以教師為中心轉換為以學生為中心，將實踐型教學模式融入工程設計類課程的理論教學與實踐教學中。整個過程相對系統地培養了學生的食品工廠設計思維，創新能力，提升了學生動手能力和書面、口頭專業表達能力，鍛煉了學生工程意識、思維與能力等，圍繞工程實際需求完善食品專業課程設計課程教學方式，構建了具有工程性、導向性和特色性的食品工廠設計類課程實踐型教學模式。

3 實踐型教學團隊建設

組建教學指導和教學團隊是“一中心兩角色三翻轉”工程人才實踐培養模式的關鍵著力點。以食品工廠設計類課程為例，以中青年教師為主講教師，以工程實踐經驗豐富的老教師為指導教師，聘請實踐經驗豐富的食品企業工程師為兼職教師，組建教學指導與教學團隊，靈活創設實踐型教學環境與氛圍，做到分工明確、責任到人、相互協作。例如：中青年教師著重講解食品工廠設計相關的理論內容，實踐經驗豐富的教師和校外兼職教師等重點結合工廠案例與設計經驗指導青年教師教學并協助指導學生開展總平面設計、工藝流程設計、物料衡算、設備選型、車間與廠區布局、技術經濟分析等實踐設計工作。

4 實踐型教學模式實施

在傳統設計類課程理論與實踐教學過程中，學生的積極性不高，主動性不強，創新設計思維與動手實踐能力很難得到強有力的培養和鍛煉。以西華大學食品科學與工程專業食品工廠設計類課程教學為例，構建并組織實施“一中心兩角色三翻轉”實踐型教學模式。

4.1 “點-線-面”四案例翻轉實踐型教學

以培養學生工程思維和設計思維為中心，將課程中的知識點進行梳理串聯成線，再將各知識線通過四案例翻轉實踐型教學形成立體面。將工廠設計的理念通過工廠與車間模型、學生實習工廠與車間布局講解、實訓中心中試車間現場觀摩和食品工廠視頻及照片組成四案例教學法。在實施過程中進行角色翻轉，重點以學生為中心，引導學生主動思考、討論、分析和分享。首先，將食品工廠廠區布局和車間布局等制成模型，其設計一目了然，學生更能直觀地觀察到食品工廠與車間的布局及相互關系，學生需要認真觀察，分析討論和總結，指出設計布局當中的優點與不足，教師對學生的分析討論進行評價、總結與補充。其次，設計類課程的教學一般安排在學生認知實習和生產實習之后，鼓勵學生分享實習工廠案例，探討所在工廠與車間的設計布局情況，分析討論存在的問題與對策。第三，西華大學食品專業實訓中心通過車間工藝與設備的設計布局，建設了果蔬飲料、肉制品、糧油、啤酒等6 條中試生產線，組織學生分批分組參觀不同的中試生產線與車間，針對工藝布置與設備布局、車間設計要求等多方面進行觀摩與討論。最后，教師結合郫縣豆瓣、四川泡菜、肉制品等特色食品在工廠車間工藝、設備和工廠布局、環境保護和技術經濟分析等方面列舉案例，觀看視頻與照片等，開展深入的課堂討論，重視互動性，提高主動性。經過四案例翻轉教學法，逐步深入系統地培養學生的工程設計意識和工程設計思維。

4.2 主題模型制作與交流實踐型翻轉教學

4.2.1 自主學習與主題方案設計翻轉實踐型教學

結合生產實際，擬定20 余個工廠設計主題。提前將學生按4～6 人進行分組，由分組學生根據小組情況自主選擇設計主題，教師引導，避免多組選題雷同。選定主題后，學生分組進行準備，加強自主學習，小組組長帶領組員發揮主觀能動性和積極性，開展主題方案設計討論會，梳理設計需求的相關知識點和設計要求，逐步明確設計思路，落實設計方案和分工方案，開始模型制作等工作。

4.2.2 主題工廠模型制作翻轉實踐型教學

將工廠設計理論知識與理念融入到相關食品工廠設計當中。各小組學生根據選擇的主題，自主學習相關標準、知識和要求，小組成員在組長的帶領下，分工合作，動手實踐，根據主題制作工廠或車間設計模型，在模型制作過程中，教師參與指導，學生小組內部與小組之間都可以討論，在實施過程中逐步培養學生的團隊協助、工程設計思維和動手能力。

4.2.3 主題匯報交流翻轉實踐型教學

根據選擇的主題和制作的工廠模型，組內成員分工完成主題交流的多媒體課件。組內同學都要參與主題匯報，按順序分工進行講解，然后由其他學生進行質疑并提出相關問題，講解小組成員進行答疑，臺下學生進行評價，最后由教師進行總結與點評。學生根據反饋建議和交流等情況，撰寫主題交流文字匯報材料。

“主題匯報交流”實踐型教學模式充分調動了學生的積極性，課堂氣氛活躍、有序，強調學生從方案制定到主題研究等過程全程、全面、全員參與，構建“三全”實踐教學參與法。該模式有效地激勵了學生學習的積極性和主動性，提升了團隊協助精神、工程設計思維與能力，培養了學生動手操作和語言表達能力，讓其真正體會到參與感、成就感與獲得感。

4.3 設計大賽課外拓展翻轉實踐型拓展教學

為培養具有創新精神和實踐力相結合的應用型人才，提升學生對工廠設計的興趣，增強工廠規劃與設計能力，促進理論學習和實際應用的有效結合，豐富大學生第二課堂生活，由學院團委與學生會主辦，食品工廠設計課程組承辦，組織開展輕工類工廠規劃設計大賽，主要針對食品、制藥、生物等領域，參賽團隊根據自主選擇的主題，自己設定工廠類型，開展工廠規劃和設計，全程需要獨立完成，避免抄襲。該設計大賽主要包括報名、初賽和決賽及專家點評等幾個環節，以模型制作與演講等形式開展，設立一二三等獎與參與獎等獎項，側重工廠設計的理論知識理解、應用及拓展，側重能力鍛煉，加快分析解決與工廠設計相關的工程問題的進程。

5 實踐型教學模式效果、評價與持續改進

在構建和實施“一中心兩角色三翻轉”實踐型教學模式的過程中，創建了“點-線-面”知識點梳理法，創新實踐了“四案例”教學法和“主題匯報交流”教學法，構建了全程、全面、全員的“三全”實踐教學參與法，探索了模型教學和學生制作模型工程模擬實踐教學法，明確以學生為中心，教師與學生角色相互轉換，實現從原來單一教學模式到多種教學模式翻轉，并進一步構建了教師評價、學生相互交流評價、專家點評等多種評價相結合的方式。該模式的實施培養了學生創新、設計與工程等思維能力，鍛煉了團隊協作、語言表達和工程實踐等綜合能力，培養了學生解決食品工廠設計等工程問題的能力。在下一步總結目前實踐型教學效果與經驗的基礎上，繼續以學生為中心，充分調動學生積極性，融合創新教學模式與工程教育理念于工程設計類課程的教學全過程，優化教學評價與持續改進機制。