基于OBE理念的《釀酒工業分析(含實驗)》課程教學

鈕成拓，劉春鳳，鄭飛云，王金晶，李崎

(江南大學 生物工程學院，工業生物技術教育部重點實驗室，江蘇 無錫，214122)

酒類產品與人民的美好生活密切相關[1]。近年來，我國釀酒行業發展迅速，已經成為世界上最大的酒類產品生產國和消費國，且其發展方向已由重數量向重質量轉變[2-3]。江南大學是我國唯一一家集白酒、啤酒、黃酒和葡萄酒四大酒種教學和研究于一體的國內高校，在釀酒行業中已經培養出了大量領軍人才及科技骨干。隨著釀酒行業的蓬勃發展以及科技水平的日新月異，釀酒行業對于人才的要求也逐漸提高[4]。因此，以提高釀酒行業人才培養水平為目標，提高并保障學生理論和實踐水平成為了教學的重中之重。

《釀酒工業分析(含實驗)》是釀酒工程專業本科生的專業核心課，主要介紹四大酒種(白酒、啤酒、黃酒、葡萄酒)和小酒種(如清酒、白蘭地等)生產過程中有關原料、半成品、成品以及副產品重要指標的工業意義及其分析檢驗原理和方法。該課程秉持理論和實踐能力培養并重的理念，旨在使學生了解釀酒工業的分析指標及其工業意義，充分理解釀酒工業分析的基本原理，同時掌握釀酒工業分析各項指標的分析檢驗方法，熟悉行業的技術標準以及工業上常用的儀器設備，最終能夠將所學知識應用于釀酒工業。該課程具有綜合性強、應用性強的特點，教學內容知識點極多且較為枯燥，學生的學習難度以及教師的教學難度均較大。基于學習產出的教育模式(outcomes-based education，OBE)是近年來被廣泛采用的教育系統，其主要核心點是以學生為中心，以目標為導向，持續改進，使學生學習后達到最大能力[5-6]。作為工程教育的典型課程，將OBE理念引入《釀酒工業分析(含實驗)》課程有助于進一步提升學生對該門課程的學習質量，從而提高學生在釀酒工程方面的理論和實踐能力。本文基于OBE理念，對《釀酒工業分析(含實驗)》課程內容以及教學組織方式進行了探索和評價。

1 課程內容設計

1.1 融入思政元素，強化課程立德樹人功能

習近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上指出：“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。[7]”,將思政元素引入《釀酒工業分析(含實驗)》課程有助于將價值觀傳授賦予在專業知識傳授中，引導學生樹立正確的三觀和社會責任感[8-9]。比如在緒論中講解分析檢測手段在酒類產品有害物質(塑化劑、農藥殘留、氨基甲酸乙酯等)檢測過程的應用中，著重強調近年來國家在利用該門課程傳授的知識，結合政策導向及企業實施生產過程的改善，已經基本消除了上述有害物質在釀酒生產過程及酒類成品中的存在，從而保障了消費者的健康及酒類安全。與此同時，在課程中講述我國已經在酒類生產及其安全保障方面編制了多套國家/行業/團體標準，其中對于釀酒行業有害物質的限量標準極其嚴格，部分已經高于歐盟標準。這說明我國對于酒類產品的生產及安全管理方面已經取得了重要的進展，而該門課程所學習到的內容是實現上述飛躍的重要前提。這不僅將極大激發同學們對于學習本門課程的興趣，同時能夠培養學生的愛國主義熱情和民族自豪感。

1.2 教學內容與時俱進，前沿成果進課堂

近年來，隨著科學技術的發展以及釀酒生產企業規模的擴大，大量新型設備和技術在釀酒工業分析中得到了應用[10]。目前國內開設《釀酒工業分析》課程的高職院校在開展該課程教學的過程中仍然主要集中在對傳統方法及設備在酒類生產及產品分析中的應用講述，而忽略了對現代分析方法(尤其是現代化快速檢測儀器的原理及在釀酒行業中應用)的教學[11]。針對上述問題，實時更新教學內容，選用新版教材，將最新的分析檢測技術及設備引入教學內容，讓學生了解最新的釀酒工業分析方面的知識。在實驗課程方面，進一步提升利用現代化分析檢測設備實驗部分的比重，讓學生有機會去使用新型設備，從而加深對現代化釀酒行業分析檢測技術的理解。比如，在啤酒的分析檢測部分，除了講述常用的比重法和蒸餾法測定啤酒酒精度和雙乙酰含量，同時對安東帕全自動啤酒快速檢測系統和LC-MS對酒精度和雙乙酰含量的測定原理及操作步驟[12-13]進行講解并開設對應實驗模塊。比如在啤酒污染微生物檢測方面，除了傳統培養基培養之外，進一步將近年來最新的檢測方法(如針對horA和horC基因的PCR方法[14-15]和ATP熒光法[16])介紹給學生，提高學生的專業知識，使學生能夠分別從生產者、消費者和研究者多個角度去思考問題，從而提升其工程知識儲備。

1.3 理論與實驗相結合，引入優質線上資源，提升學生實踐與認知水平

《釀酒工業分析(含實驗)》課程包含理論教學和實驗教學兩部分。為了提升學生對于釀酒行業分析檢測知識的掌握，在課程教學設置時以教學和實驗穿插進行，做到理論知識點和實驗操作相對應，完善理論教學和實驗教學銜接的問題[17]。在理論教學時，在強調正確實驗操作的同時會仔細講解不適當操作會帶來的實驗結果，并在實驗教學時鼓勵同學嘗試不同實驗條件，從失敗操作中吸取教訓，從而加深學生對實驗操作和原理的認識。在理論和實驗教學之外，選擇網絡上的優質相關教學資源，尤其是由于實際條件限制未能實際開展的實驗，作為學生的課外自主學習的內容。通過理論和實驗教學等線下學習以及視頻等線上教學資源，進一步加強學生的實踐和認知水平。

2 課程教學組織方式

2.1 以學生為中心，采用“課前預習-課上筆記-課后總結-科學評價”四位一體教學策略，培養具有扎實理論和實踐能力的學生

基于OBE教育系統工段基本理念，以學生為中心，采用“學生課前預習課程學習資料，課上及時記錄課堂筆記及實驗數據，課后對所學內容進行歸納總結，建立注重學習過程的多元化評價體系”的四位一體教學策略，旨在提升學生在學習《釀酒工業分析(含實驗)》課程后具備扎實的理論和實踐能力。在上課之前，授課教師通過教學群(QQ群或企業微信群)發布預習要求，學生根據教師要求完成相關理性教學內容和實驗教學內容的預習；在上課過程中，教師在授課過程中會根據課前提出的預習要求，重點講解相關內容，并通過提問等課堂互動方式進一步解析學生對于教學內容中難點的理解程度，并以此調整教學重點，同時進行針對性講解，保證學生在授課過程中能夠充分理解授課內容；課后，教師會在每章或每個教學環節結束后進行隨堂測試或實驗，以考察學生對于相關內容的掌握程度。如果學生存在普遍性不理解或者錯誤的問題，在后續課程中會繼續著重講述，以達到學生應知應會的目標；在課程開展過程中，在課前-課中-課后設置多環節檢測方式(比如平時作業、章節測試、隨堂實驗操作考核以及期末考試)，全面考察學生在整個授課過程中的相關知識掌握情況，建立多元化評價體系，引導學生在整個授課過程中注重相關內容的掌握和實踐能力的提升，從而培養具有扎實理論和實踐能力的學生。

2.2 以產出為導向，建立以實際案例和課堂討論為基礎的教學方法，提升學生解決復雜工程問題的能力

釀酒工程是一門實踐性非常強的工程類專業[18]，而《釀酒工業分析(含實驗)》是該專業中典型的一門理論與實踐密切聯系的課程。因此，在該課程實際教學過程中，多采用與實際生產相關的案例法進行教學。采用案例式教學能夠使學生更好地了解到學到的知識是具有實際應用價值的，使學生產生強烈的學習興趣[19]。與此同時，在案例教學的同時，會通過提出典型實際問題讓學生進行分組討論或集體討論，集思廣益，經由學生討論、整理及提出解決方案后，由教師對學生的討論過程及方案進行點評，加深學生對于所學知識點與實際生產情況之間聯系的理解，提高學生利用課程所學內容解決實際問題的能力。比如，在啤酒生產過程中，啤酒生產原料麥芽理化指標(水分、糖含量、氮含量等)、過程指標(輔料浸出物含量、雙乙酰含量等)以及成品酒指標(原麥汁濃度、酒精度等)之間存在密切的關系，在教學中會引導學生從原料的選擇、過程指標控制等角度思考如何提高成品啤酒的質量，并結合工廠實際情況對學生進行講解。因此，以案例法教學和課堂討論相結合的方式，可以有效提高學生的學習效率，加深學生對于教學內容的理解，極大提升學生利用所學知識分析及解決實際問題的能力。

2.3 建立“教學-反饋-改進”閉環，持續性改進教學方法，保障課程教學目標

持續改進是OBE導向教學體系中優質課程教學歷久彌新的重要手段[20]。自2018年在釀酒工業專業設置《釀酒工業分析(含實驗)》課程起，教師在近3年的授課過程中注重教學內容及教學方法的持續性改進，形成“課程教學-教學反饋-及時改進”閉環。在日常授課過程中和課后，根據學生在上課時的課堂反應以及課后測驗的結果檢驗學生對于特定知識點的掌握程度，與此同時在學生評教系統中設置針對性問題以獲得學生角度的教學內容及教學策略的改進意見，結合教學督導聽課提出的改進措施，對上述建議及意見進行整理總結，提出針對性解決方案，并將其應用于后續教學過程中，從而持續性促進學生的聽課效果及加深對知識點的掌握程度。因此，通過上述“教學-反饋-改進”閉環式持續性改進教學方法，可以持續改進教學質量，最終保障課程教學目標。圖1為基于OBE理念建立的教學組織方式示意圖。

圖1 《釀酒工業分析(含實驗)》課程組織方式Fig.1 Diagram of teaching organization in Analysis of Brewing Industry (experiments included)

2.4 教學成效及評價

近年來，課程教學團隊將按照OBE理念建立的課程教學內容及教學組織方式揉入到生物工程學院釀酒工程專業學生《釀酒工業分析(含實驗)》日常教學中，取得了良好的教學效果。釀酒工程專業同學在2018年對于課程的評價為“一門較為枯燥的課程”，經過近3年的教學改革及改進，同學對于該課程的評價顯著好轉。以下摘錄部分同學對于該課程的評價：“教師上課風趣幽默，能夠將較為枯燥的知識點深入淺出教給我們，布置的作業有針對性，能夠幫助我們加深對知識點的理解”、“教師上課認真，能夠快速、準確解答我們的問題，讓我們了解到了這門課程的最新進展，與時俱進”、“教師采用現場上課結合線上視頻，讓我們對于部分無法開展的實驗也有了更深的印象，通過實際案例讓我們對于實際生產過程更加熟悉”。在日常考核過程中，同學提交的日常作業體現出他們對于知識點的掌握程度以及思考的深度有了明顯的提升，期末考試成績先有顯著的上升，從平均分在80分左右已經提升至90分左右。由此可見，通過基于OBE理念的教學課程內容及教學組織方式的改革后，《釀酒工業分析(含實驗)》課程取得了更好的教學效果。

3 結語

以OBE教學理念為指導，持續推進《釀酒工業分析(含實驗)》課程的教學改革，探索了包括思政元素融入、前沿技術進課堂、線上資源引入等方式在教學內容改革方面的應用，同時在課程教學組織上以學生為中心，以產出為導向，持續性改進教學方法，采用“課前預習-課上筆記-課后總結-科學評價”四位一體、案例情景教學以及“教學-反饋-改進” 閉環改進策略培養學生具備扎實的理論知識以及解決復雜實際工程問題的能力，從而達到課程設置的教學目標。