基于OBE理念的食品科學與工程專業實驗教學體系

侯銀臣，楊盛茹，高雪琴，李琰，王永芬

河南牧業經濟學院食品與生物工程學院（鄭州 450046）

成果導向教育理念（OBE）是以學生為中心，以學生的學習成果為導向，代表工程教育專業認證背景下改革的主流方向，清晰組織教育中的每個環節，使得學生在學習的過程中實現預期的結果[1-3]。工程教育專業認證倡導將OBE理念貫穿于人才培養的全過程，是國際通行的工程教育質量保障制度，國內很多高校的專業建設和人才培養運用此理念和方法[3-5]。2006年起，教育部開始在全國高校開展國際實質等效的工程教育認證。截至2018年底，全國共有227所高等學校的1 170個專業通過工程教育認證，食品科學與工程專業是國內較早啟動工程教育認證的專業，有30所高校通過認證。

南京農業大學食品科技學院以食品科學與工程專業認證為契機，深入推進教學改革，不斷強化工程化資源的建設，凝練專業特色，提高學生培養質量。鄭州輕工業大學食品與生物工程學院通過增加工程類課程實踐內容，改革考核評價方式，提出以專業認證為導向的食品專業課程體系改革措施，并從實驗內容、教學方法、考核方式、教學管理4個方面對食品基礎實驗進行改革與初探，達到一定預期效果[6-7]。福州大學食品科學技術研究所根據工程教育專業認證標準、卓越工程師培養要求，通過建設基礎實驗、中試實訓、科研訓練、創新創業等平臺，構建多維實踐教學體系，取得良好效果[8]。

河南牧業經濟學院食品科學與工程專業源于1986年開設的食品加工技術專科專業，先后獲省級特色專業、省級教學團隊、省級優秀教學組織。圍繞學校辦學定位，形成“以畜產品加工為引領，速凍、乳品為兩翼”的專業發展方向，為河南省區域經濟的發展做出突出貢獻。面對應用型本科的辦學目標與定位，新工科建設的新趨勢，河南牧業經濟學院食品科學與工程專業工程教育認證要求，以學生實踐能力和雙創能力的培養為主線，圍繞課程與專業培養目標達成度，整合現有課程資源，按照學理邏輯，對接企業崗位需求，以真實工作項目為載體，進行食品科學與工程專業實驗教學體系的綜合改革，收到顯著效果。

1 河南牧業經濟學院食品科學與工程專業實驗教學現狀分析

1.1 教學內容設置不合理、缺乏體系性，產出導向不突出

重視專業發展，對食品科學與工程專業建設進行大量探索與研究，打造“通識教育課程、學科基礎課程、專業課程及創新創業、素質拓展”平臺，構建具有特色的融入區域經濟發展的食品科學與工程專業課程體系。但是在課程具體實驗教學中有所欠缺，如課程安排獨立進行、較為分散；實驗關聯性、梯度性小，缺少系統性；實驗內容陳舊、更新較慢，與科研、生產實際脫節；課程間實驗教學內容缺乏有效的銜接，與專業培養目標、畢業要求、企業及科研院所人才需求有一定差距，產出導向不突出。

1.2 課程思政教育融入性差、教學模式單一，學生中心不突出

高校教書育人，思政教育在專業教學中要有效運用，但縱觀實驗教學中課程思政教育融入性差。目前大多數實驗以教師演示為主，實驗過程程序化，不利于激發學生進行科學實驗的主動性，更不利于培養學生分析解決問題能力、動手能力及創新能力；大多數考核只限于實驗報告，其并不能完整體現實驗完成的真正效果。評估需要存檔實驗報告，批改后不再分發，學生不了解自己的實驗報告情況，也降低了學生積極性。未以學生為中心，最終導致學生的能力與現實實際要求相差甚遠。

2 基于OBE理念的食品科學與工程專業實驗教學體系構建

針對食品科學與工程專業實驗教學存在問題，以學科知識為主線基于OBE理念對實驗教學進行探索。

2.1 實驗教學體系對專業目標達成度分析

專業培養的是具有高度社會責任感和良好職業道德素養，掌握化學、生物學、食品工程領域的基礎知識、基本理論和基本技能，具備適應食品工業發展需要的創新、創業意識和實踐能力，能夠在食品科學與工程及相關領域從事食品加工、生產管理、品質控制、產品銷售、新產品開發與檢驗、工藝設計、科學研究等方面工作的高素質應用型人才。整合現有課程資源，將實驗課程與培養目標對接，對專業目標達成度分析（圖1）。2017年出臺的《工程教育認證標準》中提出工程知識、問題分析、研究等12條認證標準，細化學生畢業要求，以提升學生的工程實踐能力和創新能力。專業主要課程與畢業要求的對應關系矩陣如表1所示。

2.2 “2+1”實驗教學體系構建

基于OBE理念，將專業培養目標分解，圍繞12條認證標準，根據課程之間邏輯關系及學生接受情況，重新梳理學科基礎課、專業課、集中實踐教學等環節，將實驗教學課程分成專業基礎課程實驗模塊、專業核心課程實驗模塊、專業綜合實驗模塊，構建“2+1”實驗教學體系。其中，專業核心課程模塊又分為加工類、工程設計類、分析類、管理類課程實驗。通過大量調查研究，對各個實驗模塊進行分析，按照學理邏輯，對接企業崗位需求，以真實工作項目為載體開展實驗教學，形成新的實驗教學體系，如圖2所示，為中原經濟區建設和河南省食品工業發展培養“厚基礎、精技術、懂管理、能創新”的應用型本科人才。

圖1 專業培養目標達成度分析

表1 食品科學與工程專業課程與畢業要求的對應關系矩陣

接表1

圖2 “2+1”實驗教學體系

2.2.1 夯實基礎知識，構建專業基礎課程實驗模塊

專業基礎課程實驗模塊，主要包含食品生物化學、食品微生物、食品化學。為使學生掌握營養素在生物體內的基本代謝途徑及其調控，掌握與食品有關的微生物的分類、分離、純化、鑒定，掌握食品加工及儲藏過程中的化學變化，開設“酵母中醇脫氫酶的制備、純化及其鑒定（鹽析分離、凝膠過濾層析純化、酶活力檢測、SDS-PAGE電泳鑒定）”“油脂的酸價、碘值和過氧化物值的測定”“加熱及常見護色劑對土豆酶促褐變的影響”等實驗，為后期課程實驗打下堅實基礎。

2.2.2 全面提升能力，構建專業核心課程實驗模塊

2.2.2.1 穩扎工科基礎，打造工程設計類課程實驗

主要包含電工電子學、工程制圖、食品工程原理、食品工廠機械與設備、食品工廠設計。為使學生掌握工程知識、繪制工程圖，掌握食品加工過程中各種單元操作的內在規律以及動量和熱量傳遞的基本原理，掌握各類食品加工機械設備的結構組成、工作原理與在食品工業中的應用，掌握食品工廠設計的基本理論、內容和方法，開設“單相交流電路相量研究”“繪制基本幾何體的三視圖及三維立體圖”“干燥實驗（測定物料在恒定干燥條件下的干燥速率曲線）”“殺菌設備的結構與原理”“食品工廠生產車間工藝布置”等實驗，為專業課程奠定基礎。

2.2.2.2 立足專業特色，打造加工類課程實驗

專業主要圍繞以肉、奶、蛋為主的畜產品加工和速凍食品加工開展教學和研究，主要包含畜產品工藝學、乳品工藝學、蛋品工藝學、速凍食品工藝學。為使學生掌握肉制品、乳品、蛋品、速凍食品加工工藝流程、操作要點、關鍵加工技術及配方設計原則，分析并解決食品加工、新產品開發、品質控制方面出現問題，設計“烤雞的加工及工藝優化”“原料乳的摻偽檢驗”“蛋的新鮮度和品質檢驗”“速凍餃子加工”等實驗，為食品加工打下一定基礎。

2.2.2.3 提高品控技能，打造分析類課程實驗

主要包含食品微生物檢驗、食品理化分析、食品儀器分析、食品感官分析。為使學生掌握微生物的觀察、分離、培養、菌種選育、保藏、種類鑒定、食品微生物指標檢驗等主要技術和方法，掌握食品理化分析檢驗技術，掌握應用有關儀器分析檢測的技術，掌握感官評定方法，以食品行業或社會的相關熱點為切入點，設計“速凍食品中金黃色葡萄球菌的檢驗”“火腿腸中亞硝酸鹽的測定”“高效液相色譜儀測糖精鈉”“食品描述性分析檢驗”等實驗，為分析檢測、品質控制奠定基礎。

2.2.2.4 提升管理能力，打造管理類課程實驗

主要包含食品標準與法規、食品質量管理學、食品安全監督管理。為使學生掌握運用食品標準與法規對食品質量與安全進行監督管理，設計合適的質量管理措施，設計“農夫山泉‘標準門’事件”“食品行業質量管理體系內審員訓練”“HACCP在速凍水餃制作中的應用”等實驗，為安全生產及管理奠定基礎。

2.2.3 提高科研創新能力，構建專業綜合實驗模塊

圍繞食品加工技術、感官分析、理化分析、微生物檢驗等方法手段，開展食品生產、質量評定、生產質量管理等，使學生能夠掌握食品關鍵加工技術、產品質量檢驗和質量管理，對食品產品加工技術有全面、系統的了解，熟悉最新加工技術發展動態。與省級重大科技專項項目結合，設計“道口燒雞的加工、品質評定及質量管理”“廣式香腸的加工、品質評定及質量管理”等實驗，進一步加深學生獨立分析、解決問題以及開發創新的能力。

3 以學生為中心實驗教學模式的構建

3.1 創建以學生為中心教學組織形式

實驗教學是食品科學與工程專業教學體系的重要組成部分，不但加深學生理論知識，掌握實踐技能，而且更進一步培養學生實踐動手能力、提高學生創新能力和科研能力[9-10]。傳統實驗教學中一般是依據標準實驗教材或實驗指導書進行，教師先講解理論知識，再講解操作步驟，點出相關注意事項，實驗的準備、方案設計、實驗要求、數據處理方法等均由教師主導完成，整個過程以教師為中心，如圖3所示。在新的實驗教學體系中，引入新型教學方法如項目驅動教學法、案例教學法等[11]，以學生為中心完善考核體系。要求能夠根據指導老師提出的實驗項目或設計的案例自行分組討論、查閱文獻和資料，完成實驗設計方案；小組分工與合作實施完成實驗并記錄結果完成實驗報告，如圖4所示。平時成績、操作成績、實驗報告成績相結合，各實驗項目的平時成績和操作成績由教師和成績評定小組共同完成，實驗報告包括實驗設計方案和實驗總結報告，實驗設計方案要體現原材料特性、實驗儀器設施、預測實驗過程中可能遇到的問題、困難及解決預案。

圖3 傳統實驗教學模式

圖4 以學生為中心實驗教學模式

3.2 挖掘實驗思政內容，強化職業道德培養

傳統實驗教學考核方式單一，課程思政教育融入性差。近年來頻發的食品安全事件，要求食品人員不但要具備較強的專業知識，還應具有較高的職業素養。在實驗教學中恰當融入思政教育，以培養食品從業者具有良好的職業道德和社會責任感。如“廣式香腸”專業綜合實驗中，引入“某香腸公司‘早產’被罰72萬”以及“食品檢測‘烏龍門’”等案例，加深學生專業知識同時，加強學生社會責任意識、職業道德素養。實驗總結報告關注過程性分析、體現職業道德素養。

3.3 建立第二課堂，開放實驗室，凸顯學生雙創能力培養

為提高學生創新創業能力、更好地利用教學資源，改變原有封閉運行實驗室模式，建立面向師生開放的實驗室。食品專業涉及食品科學、工藝、機械、化學、生命科學等眾多學科，建立開放式實驗室既有效地組織了不同學科協同攻關，又實現各專業師生良性互動。學生獲得更多動手實踐機會，進一步培養學生團結協作與科研創新能力。

4 實施效果

4.1 學生實踐能力提升顯著

食品科學與工程專業實驗教學體系的改革，以學生為中心改革教學模式，強化學生的實踐技能、提升學生職業素養，在國家級、省級大學生技能競賽中多次獲獎，如“互聯網+”大學生創新創業大賽國家級銅獎，大學生“挑戰杯”省級一等獎等。

4.2 實現學科融合與資源共享

打破原有以課程項目構建實驗室的模式，以學生專業基礎技能、綜合技能、創新訓練為主線重構實驗室資源，優化了實驗教學項目，實現了課程間的有效銜接和資源的共享。

5 結語

在“新工科”背景下將工程教育改革在食品科學與工程專業實驗教學中做深、做實，是培養高素質復合型“新工科”人才的基礎。從培養目標出發，對接企業崗位需求，以真實工作項目為載體，構建食品科學與工程專業實驗教學體系，強化了學生的實踐技能、提升了學生的職業素養。食品行業的生產工藝、檢測技術發展迅速，食品科學與工程專業的實驗教學體系需要緊跟行業需求，不斷調整優化，不斷加強運行過程管理，提升信息化管理水平，為專業人才培養質量的提升奠定基礎。