“食品工程原理”省級精品資源共享課建設及實踐

李璐，肖南，解新安，李雁*

華南農業大學食品學院（廣州 510642）

2012年教育部出臺《精品資源共享課建設工作實施辦法》，要求以信息量大、覆蓋面廣的公共基礎課、專業核心課和專業基礎課為重點，以豐富的網絡精品課程資源為基本目標，給高校師生和社會學習者提供更加多樣和優質的教學資源[1]。“食品工程原理”是食品科學與工程及相關專業的一門主干專業基礎課程，具有工程實踐性強、注重應用的特點，作為學生進入工程領域的敲門磚，它在基礎課與專業課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用，對培養學生，尤其是工程類課程較少的農業院校的學生的工程意識、工程計算能力、解決實際工程問題的能力具有舉足輕重的作用[2-3]。華南農業大學“食品工程原理”課程于2016年成功申報廣東省精品資源共享課，課程團隊基于十幾年對食品工程原理課程的教學經驗，認真研討面向二十一世紀高素質農業工程人才的課程培養規劃，積極進行課程教學體系優化的改革實踐探索，不斷更新教學內容、改進教學辦法和手段。經過多年積累和建設，在理論教學、實驗實踐體系、教學輔助等方面建設成果顯著，在課程建設過程中取得實踐經驗。

1 課程建設的主要內容及特色

1.1 基于高等學校農業類本科專業人才培養目標和工程認證標準修訂完善教學及實踐體系

為適應中國社會主義市場經濟發展的需要，培養專業基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高的高級農業工程人才，近年來高等農業院校教育教學課程體系不斷變革，逐步形成厚基礎、寬口徑的高等農業工程類本科專業人才規格培養方案[4]。結合華南農業大學食品工程專業進行“工程教育專業認證”的需求和標準，針對食品工程專業的特點和用人企業與單位的反饋意見和建議，在“食品工程原理”課程內容與框架結構、實驗設計與內容、課程設計等方面，對3個系列的教學大綱進行修訂，明確課程教學目標及其與學生培養要求間的支撐關系。同時，完善課程相關的實驗實踐體系，如在原有校級食工（化工）實驗平臺基礎上，增加部分實驗設備臺套數并購買相關演示模型；通過重新編撰和修訂“食品工程原理課程設計”指導書，將換熱器結構設計與食品制冷過程單元的流程及節能思想集成起來，對換熱器工藝參數的設定與結構設計進行系統優化，避免以往“孤立”設計的弊端，鍛煉學生對工程設計的系統性思維，引導學生將所學知識與實際應用相結合，加強對學生工程思維和工程能力的培養。在針對2016級食工專業的課程質量評價問卷調查中，參與調查學生114名，對“食品工程原理”課程教學目標2（比較系統地掌握現代食品生產中各個單元操作的作用原理，過程描述，典型設備的結構和工藝計算）和“食品工程原理課程設計”課程教學目標2（確定工藝流程、設計方案及可行性分析，使學生具有技術上先進、可行且經濟上合理等多方面綜合分析解決問題的工程觀點和能力）獲得的程度平均打分，為4.13和4.06（滿分5分），說明教學大綱和實踐體系的修訂完善對學生工程能力的培養起到推動作用。

1.2 注重教學團隊和教學資源建設，為資源共享課程建設提供基礎和保障

“食品工程原理”是一門工程性和實用性較強的工科課程，需要授課教師有較好的工程背景和豐富的實踐教學經驗。通過科學合理地配置教師資源，培養中青年骨干等措施完善教學團隊的梯隊結構；課程建設期間2位骨干教師赴英美發達國家訪學，深入外籍教授的相關本科課程的課堂學習，獲取教學改革經驗，提高教學水平。同時，主要由教學經驗豐富、教學水平高、科研能力強、授課特色鮮明、深受學生喜愛和領導認可的主講教師和骨干教師任課，通過組團聽課、教學研討等方式引導其他老師的學習交流，從而全面提高教師授課水平。另外，科學研究是教師自我完善與發展的過程，通過科研工作能促進教師自我知識結構更新和知識體系的充實，以及對知識前沿的把握和學科知識的理解，為教學內容和教學方法的改革奠定“能動性”基礎[5]。因此，鼓勵教師積極開展教學和科研項目申報并盡力提供平臺支持，課程建設期間，申請并獲立項的國家自然科學基金委項目和廣東省教學改革項目各3項，發表相關教改論文3篇，科研論文20篇以上，將最新研究成果和進展融入教學內容，實現教學科研的有機結合和相互促進，拉近抽象理論和實踐距離，提高學生學習興趣，同時加深學生對課程內容理解。

在教學資源建設方面，以傳統紙質教材為基礎，以現代網絡信息技術為平臺，建立立體化的教學資源網絡。課程教材選用的是團隊老師參編的面向二十一世紀教育部規劃教材和普通高等教育“十三五”規劃教材，同時，編寫《食品工程原理實驗》《食品工程原理課程設計指導書》《食品工程原理習題詳解》等輔助教材，將單元操作理論知識與實踐教學進行有機整合，加強知識的系統性和綜合性訓練作為精品資源共享課建設的“重頭戲”，精心制作電子講義及課件、錄制體現教學全過程的全部章節授課視頻，以此為基礎建設并動態更新“食品工程原理”精品資源共享課教學網站（網址：http：//spgcyl.course.scau.edu.cn/index.asp?index.html）。精品資源共享課教學網站提供課程的教學大綱、電子講義及課件、授課視頻等上課必備資源，提供大量課外拓展資源，如試題庫、演示實驗系統、學生自測系統等，為學生的自主和擴展學習、為教師實施翻轉課堂教學探索等提供資源平臺，體現現代化教育手段對提高人才培養質量的作用。此外，組建食品工程原理課程設計QQ交流平臺，學生可就設計過程中遇到的問題隨時提問，教師或學生在群中作答，實現老師與學生、學生與學生之間的多方位交流，分享不同設計思路、設計方法、計算過程等。線上線下的立體教學資源體系，打破傳統課堂教學在時間和空間上的限制，發揮網絡優勢及優秀教師的輻射作用，極大提高教學效果和質量。

1.3 深化教學方法與教學手段改革

“食品工程原理”課程特征是理論性強，公式演算、推導多，新技術、新理論聯系廣[6]，致力于將課程的理論與生產實踐有效連接，準確分析與應用，將紛繁復雜的推理公式、圖表轉化為生動淺顯的直觀理論教學。在課程建設過程中，根據食品工程原理知識特點，授課教師積極嘗試將案例式、問題探究式、翻轉課堂等新型教學模式帶入課堂，并強化配套實驗和課程設計的設計及實踐，突出課程的工程特點和實用性。同時，授課教師緊密關注國內外相關領域研究動態和新型教學手段的發展，將學科前沿熱點融入教學內容，讓學生了解領域的國內國際發展動態，對充分調動學生的學習積極性和能動性，提高學生分析、解決問題的能力，強化對學生工程思維和意識的培養均起到促進作用。另外，鼓勵并指導學生參加課程相關學科競賽，使學生體會到學以致用的樂趣，提高對相關知識的駕馭和運用能力。2018年指導的2個參賽隊伍分獲歐倍爾杯第2屆全國大學生食品工程虛擬仿真大賽二等獎，在擴大課程及相關老師在該領域影響力的同時，積累更多教學和實踐經驗。

2 精品資源共享課建設的實踐與成效

衡量課程建設效果的一個重要指標是學生的學習效果及目標的達成度。結合食品工程專業學生實際情況和課程特點，擬定“食品工程原理”課程目標：（1）掌握和理解各章中的基本概念、基本原理和基本運算方法。重視課程中各物理量的意義、單位和因次，以及計算公式或方程的應用條件。（2）比較系統地掌握現代食品生產中各個單元操作的作用原理、過程描述、典型設備的結構和工藝計算。（3）通過該課程的學習，學會分析解決食品生產中出現的問題。

圖1是課程精品資源共享建設前（2015級食工，180人）和建設后（2017級食工，100人）學生對3個課程目標的達成度對比。從圖1可以看出，經過3年的精品資源共享課程建設，學生課程目標達成度明顯提高，特別是目標2，達成度由原來的0.80提高到0.89，說明學生已較好掌握食品生產中各單元操作的相關原理及工藝計算，為后續專業課學習和工程素質培養奠定基礎。

圖2是課程建設前后學生個體對課程目標的達成分布圖，其中圈出數據表示達成度低于0.6的數據，即為不及格。可以看出，經過對教學大綱、教學方式等的優化建設，學生個體的目標達成數量明顯提升，不及格學生顯著減少。

圖1 15級食工和17級食工的“食品工程原理”課程目標達成度比較

圖2 15級食工和17級食工的《食品工程原理》課程目標個體達成分布圖比較

另外，根據學校教務處近幾年的學生評教和課程質量評價問卷調查結果，學習“食品工程原理”課程的學生對課程理論講授和實踐教學的評價都很高，授課教師教學方法靈活多樣，能有效啟發學生思考，教學內容更新快，實踐課內容新穎，切合實際，通過該課程學習，培養工程思維和意識，為專業課學習奠定堅實基礎。學生對教師授課方法的合適程度評分均在4分以上（滿分5分），進一步說明精品資源共享課的建設顯著提高教學效果，對農業院校工程人才培養具有促進作用。

3 課程后續建設設想及規劃

作為廣東省屬高校中較早專門針對食品工程類本科專業開設的專業必修課程，在廣東省教育廳和華南農業大學的經費及政策支持下，經過3年多的課程建設，“食品工程原理”精品資源共享課項目通過教學大綱修訂、教學方法改革、實驗實踐體系完善等有效提升課程教學內容及效果。同時，通過精品資源課程教學網站的精心建設和動態更新，提供完整的教學課件和授課視頻，輔以演示實驗系統、設備構造flash等視頻資源，此外還提供習題庫、自測系統等自主學習資料，為學生自主拓展學習、自查自檢等提供極大便利；為教師實施翻轉課堂、慕課等基于大量網絡資源的新型教學模式探索提供資源平臺及技術支持；為同行，尤其是廣東高校相關專業的同行們提供學習和交流平臺，促進該課程更好更快發展。后續將在課程中推進使用化工（食工）原理虛擬仿真實驗系統，強化實踐，授課內容體現時代特色，提高網站資源更新頻率，在優化建設的基礎上加大對精品資源共享課資源的宣傳和推廣，吸引更多校外相關課程的教師與學生使用，實現課程資源共享。