基于學習產出為導向的“食品工程原理”實踐教學體系構建

婁海偉，王新偉，孫冰華，牛永武，趙 玉，趙仁勇

（河南工業大學糧油食品學院，河南鄭州 450001）

“基于學習產出的教育模式”理念是把學生作為教學環節的中心，構建以結果為導向的人才培養體系，通過持續改進保障對人才培養目標和畢業要求的達成，這種教育模式既是高校本質職能的核心體現，又符合當下在高校中開展的工程教育專業認證理念。工程教育專業認證是中國近年來評估國內高等學校辦學水平的新風向標，并以此為契機加快推進我國高等工程教育的建設步伐，目前已有近千專業通過了教育部和中國工程教育專業認證協會的認證。工程實踐是促進工程教育向高水平發展的重要環節之一，也是提高工科專業學生實踐能力的重要途徑，為滿足社會發展需要和認證標準要求，圍繞工程實踐開展的教學活動應及時更新教育教學理念、調整教學方法、開展持續改進機制建設，通過探索和改革實踐教學體系培養更多具有創新思維和創造能力的工程技術人才[1]。“食品工程原理”是糧食工程專業重要的基礎課之一，在課程體系中也是一門具有承上啟下作用的工程類課程，其實踐教學環節更為學生工程能力的培養打下堅實的基礎。隨著高校工程教育專業認證工作的全面開展，以“食品工程原理”課程為“點”的實踐教學改革研究，將圍繞“學習產出”的認證理念探討并構建以學生為中心的實踐教學體系“線”，以期形成支撐學生工程能力獲得并具備解決復雜工程問題能力的人才培養體系“面”，提高糧食工程專業人才培養質量。

1 以學習產出為導向調整實踐教學體系建設新思路

“學習產出”指的是畢業生質量，人才培養體系中任何一個構成環節都是支撐和決定人才培養結果和產出質量的重要因素。實踐教學是人才培養體系中課程體系的重要組成部分，也是課堂教學的理論應用和延伸，注重對學生工程思維與動手能力的培養，是實現工程教育專業認證中具備解決復雜工程問題能力的重要途徑。

1.1 把握學習產出理念，重視工程實踐

培養目標支撐畢業要求，對培養過程具有導向作用，按照糧食工程專業的培養目標與要求，學生應掌握糧食工程相關背景知識并具備一定的工程實踐能力。工程教育專業認證標準中對學生應具備的工程實踐能力也提出了明確要求，即畢業要求十二條里多次提到的“解決復雜工程問題”，這體現了工程實踐在工程教育中的重要性。構建合理的實踐教學體系是支撐解決復雜工程問題這一畢業要求的“主線”，通過各實踐教學環節“點”實現對畢業要求的支撐。“食品工程原理”是糧食工程專業開展工程教育的前導課程之一，該課程主要以食品工程生產中的物理加工過程為背景，按照操作原理的共性歸納成若干“單元操作”，用自然科學的原理考察、解決和處理食品工程中的實際問題，幫助學生建立食品“工程”意識和思維，為學生開展工程實踐和解決復雜工程問題奠定基礎。學習產出的評價標準要求學生達到對工程知識的“學以致用”。因此，在“食品工程原理”課程的實踐教學中，教師應重視工程實踐對學生解決復雜工程問題能力的培養，理清專業培養中學生應具備哪些工程實踐能力，構建與專業需求相適應的、科學的、合理的實踐教學體系。

1.2 深入理解內涵，著力機制建設

“食品工程原理”實踐教學體系的構建既要按照糧食工程專業的培養目標和畢業要求進行正向設計，也要緊緊圍繞“學生能力獲得”的產出結果制訂逆向反饋與改進機制，圍繞學生學什么？怎么學？效果如何？聚焦對學生能力培養、學習效果達成和評價機制建設。教學的出發點不是教師想教什么學生就學什么，傳統以課講課的教學模式往往會讓課程體系建設流于形式，只做表面文章，教學質量無法得到保障，也很難培養出符合高等工程教育要求的高素質和創新型人才[2]。工程教育專業認證是將學生能力獲得的最終結果作為評價人才培養質量的重要依據，事實上，學生在學習上的收獲才是高等學校教育教學質量高低的最好證明。因此，必須做好過程管理，著力從課程目標、教學大綱、教學過程、成績評定的各個環節建立教學質量評價及監控機制，以獲得高質量學習產出和人才培養質量的有力保障。

2 以學生為中心 構建食品工程原理實踐環節的“教”與“學”

目前，圍繞“食品工程原理”課程開展的實踐教學主要有實驗課和課程設計，教學過程多以教師的“教”為主導，基本采用現場講解、演示操作的教學步驟，這種被動學習的教育模式沒有將學生作為教學主體，顯然也不符合專業認證的教育理念[3]。重視實踐教學不是紙上談兵，首先，教師要從思想上轉變教育教學觀念；其次，要培養具有獨立思維、具備動手能力、創新能力的工程專業技術人才，還要依靠得法的教學引導，教學不僅僅是教師獨立完成的工作任務，也是“師之執教”與“生之勤學”兩相結合的共同任務。

2.1 實驗課中“教”與“學”的翻轉

實驗課是工程實踐的第一環節，“食品工程原理”實驗課一般從屬于其理論課程，因實驗學時數有限，無法將食品加工中應用較多的單元操作逐一進行實踐，雖然可開設實驗內容有局限，但教學得法一樣可以幫助學生達到事半功倍的學習效果。傳統的實驗教學是以教師講、學生聽的模式開展，教師的處處主導恰恰會弱化學生“學”的主動性、積極性和趣味性。試想拿著實驗指導手冊按部就班做實驗的學生如何建立自己的工程思維？教師上好一門實驗課不僅是把儀器的工作原理、操作過程完整無誤地傳達給學生，還要立足課程教學目標引導學生掌握正確的思維方法及獨立操作能力。

為加強學生工程能力的培養，在實驗課的教學設計上，嘗試以課前預習的形式讓學生進行先于教師“教”的自主學習，但因缺乏監控與考核評價機制，使得這一環節只是摘抄實驗指導手冊，最終的結果是預習報告成了走形式、應付了事的任務，無法調動學生學習的主動性和積極性。翻轉課堂的教學模式是要調動學生課前學習的自主性，因“學”而“教”更能體現以學生為中心的教育目標，教師可引導學生充分利用網絡資源帶著問題查資料、找視頻，結合糧食加工生產實例提煉其中包含的工程原理知識，讓學生學有方向、學有應用，逐步構建自己的工程思維[4]。教師對實驗教學內容要有量化的要求，有指向性地引導學生結合專業方向開展課前預習，帶著問題、帶著目的上課能讓學生積極主動的參與到實驗過程中，從而高質量的實現以學生為中心的“學”而“教”的翻轉。

2.2 梯次遞進式“學”與“教”的課程設計

課程設計環節要實現對學生文獻查閱能力、寫作規范、數據及圖表處理能力的綜合培養，梯次遞進地幫助學生建立由知識點到知識面的工程觀點和思維意識，是學生對解決復雜工程問題的初次嘗試，也是學生獨立進行工程設計的初步訓練。對于“食品工程原理”課程設計而言，課程內容涉及到很多晦澀難懂的數學、物理、工程制圖等方面的知識，但因專業所研究的對象是日常生活中總能接觸到的糧食，其加工工藝又有許多共同之處，故學生對從工藝中抽提出來的單元操作會有一定的感性認識，幫助學生盡快建立起單元操作的內在規律和基本原理的工程技術思維。

課程設計環節應聚焦對學生工程能力的培養。首先，課程目標必須明確學生學什么，糧食工程專業是要側重學習解決糧食工業化生產中的復雜工程問題，設計內容要符合行業、企業需求；其次，在整個教學環節中，承擔教學任務的教師是準備者、組織者和實施者，任課教師能夠按照課程目標及人才培養要求指導學生怎么學；最后，建立量化評價指標，由“分數”向“能力”轉變的“學”與“教”突出考核學生的自主學習能力，監控學生在每一個教學環節點的產出成效，如師生交流、設計新意、可行性、完成時間和質量，全過程評價學生學的如何，是否達成工程能力獲得的學習產出結果。

3 基于學習產出的實踐教學質量評價

開展實踐教學改革的目的是促進高校工程教育的不斷進步，通過建立評價機制，監督和保障改革實施的可行性與達成度，進而保障每一個教學環節都能發揮實現畢業要求的作用，從而提升專業人才培養質量。“食品工程原理”實踐教學環節的質量評價不僅是對學生在整個教學活動中工程能力獲得的學習產出結果進行客觀評判，還要對持續改進的主體即教師的工程能力培養和責任，以及為達成既定培養目標與畢業要求建立的教學質量反饋機制，以實現閉環式的持續改進循環。

3.1 教師工程能力及指導水平的質量評價

教學質量與教育的實踐者——教師密不可分，工科專業教師除了具備從事教學、科研的較高學歷，還應具備一定的工程背景，按照工程教育專業認證標準要求，從事糧食工程專業教學（含實驗教學）工作的教師80%以上應有6 個月以上的工程實踐（包括指導實習、與企業合作項目、企業工作等）經歷。在實踐教學中，教師對學生的學習成效進行評價，同樣也應該建立學生對教師的評教機制，這種評教既有教師自己發起的問卷調查也有學校層面組織的教學評價。師生互評可促進人才培養的持續改進，也激勵青年教師積極投入到工程實踐中，同時學校層面應出臺相關政策支持和鼓勵青年教師到企業進行實踐鍛煉與學習，從而提高教師工程實踐指導水平。

3.2 課程目標與畢業要求達成的質量評價

實踐教學體系的改革與更新是圍繞實現培養目標及畢業要求而進行的，依據工程教育專業認證標準制定“食品工程原理”實踐教學課程目標與畢業要求的對應關系（見表1），將畢業要求逐一分解到實踐教學的每個環節中，通過建立評價機制證明學生在該課程學習階段的畢業要求達成程度，通過問卷調查、課程考核成績及時評價和反饋學生工程實踐能力獲得情況。對實踐教學中學生能力獲得的質量評價不能僅以實驗報告、課程設計說明書和圖紙的結果為依據，還要將過程考核納入其中，制訂過程考核評分細則，將評價指標逐一量化，進而指導學生主動學習、獨立思考，在規定的時間內完成實踐教學任務。過程考核機制的建立必須發揮其應有的作用，教師立足教學目標之本，建立科學、可操作性的質量評價標準。

課程目標與畢業要求的對應關系見表1。

表1 課程目標與畢業要求的對應關系

工程教育專業認證對高等學校人才培養質量提出了量化要求和標準，這就要求工科專業必須依據學校辦學定位、專業特點、量體裁衣的構建基于學習產出、能力獲得的實踐教學體系。“食品工程原理”實踐教學是糧食工程專業開展工程教育的重要環節，強調工程觀點、定量運算、實驗技能和設計能力的訓練，注重理論與實際的結合，提高學生分析問題、解決問題的能力。學習產出教育模式是圍繞學生培養的教育目標，突出學生為中心，一切教學過程都以學生的學習獲得為出發點，以“學”促“教”，產出更多的高質量畢業生，提高高等學校人才培養質量，全力辦好高等工程教育。