PBL 結合OBE 在“功能食品開發實踐”課程改革中的應用

劉彥霞，劉 洋，秦 菲，榮瑞芬

（北京聯合大學生物化學工程學院，北京 100023）

隨著經濟水平提高，我國居民膳食營養結構發生了很大變化，營養過剩和營養不均衡所致的肥胖癥、糖尿病、高血壓等慢性疾病呈快速上升趨勢。功能性食品通常是指適宜于特定人群食用，具有調節機體功能，不以治療疾病為目的，并且對人體不產生任何急性、亞急性或慢性危害的食品，能幫助人們改善體質。北京聯合大學擁有生物活性成分與功能食品北京市重點實驗室、衛生部認可的保健食品功能檢測中心，具有良好的食品營養與健康教學科研平臺。在此基礎上，食品科學與工程（營養與健康） 專業設定以營養作為專業特色，目標是培養高素質食品營養復合應用型技術人才[1]。

1 “功能食品開發實踐”課程現存的問題

“功能食品開發實踐”課程是食品科學與工程（營養與健康） 專業的必修課，在學生完成“食品工程原理”“食品原料學”“食品營養學”“食品工藝學”“功效因子制備技術”“功能食品學”課程后開設的實踐類課程。在前期掌握食品生產工藝、功能食品原理的基礎上，為功能食品設計、研發和生產提供實踐平臺，目的是培養學生功能食品研發、生產技術管理的能力。課程目標包括知識的應用、整合與自主學習能力的提升及團隊合作精神的培養。

傳統的“功能食品開發實踐”課程是按實驗課程的教學方法，設置了功效因子制備及相應功能食品的制作實驗，學生按照預習-實驗-完成實驗報告的步驟完成實驗即可。學生在課堂上能夠完成特定產品的制作，對產品的生產工藝流程有一定的認識。但學生沒有參與功能食品開發設計的過程，只是被動接受教師提供的實驗流程，不能調動學生主動思考的積極性，難以達成課程目標。

2 PBL 和OBE 教學模式的特點

PBL 是由美國神經病學教授Barrows 于1969 年在加拿大McMaster 大學醫學院首創的一種教學方法[2]，受到了多個國家教育領域的廣泛關注[3-5]。PBL教學模式不同于傳統的講授模式，它以現代建構主義學習理論為指導。建構主義注重學生的合作學習和學習資源的整合，使得學生從對知識的被動接受轉化為意義建構的實施者；同時，教師也從傳統的知識灌輸者轉化為促進學生進行意義建構的輔助者和引導者。基于建構主義的PBL 強調以問題為中心，以學生為主體，教師啟發式教學為主導，通過設置復雜且有意義的問題情境，學習者通過合作來解決真實問題，充分發揮學習者自主思考、探索的積極性[6]。

OBE 是由美國學者Spady 于1981 年提出，目前已形成了比較完整的理論體系，也是美國、加拿大、英國等國家教育改革的主流理念[7]。OBE 以預期學習成果為中心，其核心在于教育者必須對培養目標在畢業時所應達到的專業水平和獲得的能力有清晰的規劃，繼而運用適當的教育方式保證學生達到預期目標。OBE 強調需求導向、目標導向和持續改進的人才培養理念，在制定人才培養目標和課程體系的過程中，始終以學生為中心，促進培養質量的提升[8]。2016 年，我國成為工程教育本科專業學位國際互認《華盛頓協議》的正式成員國。基于“新工科”的工程教育逐漸成為培養工科學生品質的主流人才培養模式之一[9]。OBE 人才培養模式在培養合格食品工程師方面的要求與工程教育專業認證中對認證專業所提出的標準相符[10]。

近年來，國內高校對這2 種教學模式的在人才培養中的應用進行了不少探索[11-12]，也有教學團隊嘗試將不同的教學模式進行融合[13]，學校也在多個專業的建設中倡導OBE 或PBL 人才培養模式[14-15]。

3 PBL 和OBE 教學模式在“功能食品開發實”踐課程中的結合應用

從PBL 與OBE 教學模式的特點來看，二者有不同的側重點。PBL 強調的是教學的過程，以學生為主體，運用問題啟發模式發動學生的主觀能動性；而OBE 則強調的是成果目標的達成程度，對實施的方法和過程沒有要求，二者有很好的結合契機，其他課程的建設已有成功嘗試[7]。因此，將2 種教學模式結合起來，探索其在“功能食品開發實踐”課程中的運用途徑，以激發學生的學習興趣、調動學生的思維，達到更好的教學效果。

PBL 與OBE 結合的教學模式設計見圖1。

圖1 PBL 與OBE 結合的教學模式設計

由圖1 可知，學生對提出的問題進行認識、分析，通過自主查閱資料、搜集信息、小組分享討論、制定方案、方案的論證到最后方案實施，都是以學生為主體，教師起輔助及引導作用，踐行了PBL 的問題導向的學習模式。學生在解決問題的過程中，運用了多種方法和措施，實現了人才培養目標中的各項能力培養，運用了OBE 的成果導向的教學模式。兩者有機結合，在學生解決問題的過程中實現了人才能力的培養。

與傳統的實驗教學步驟：預習—教師準備實驗材料—教師講解—學生實驗—撰寫實驗報告不同。改革后的教學實施，首先由教師建立藍墨云班，將功能食品相關的標準、藥食同源食品目錄、新資源食品目錄，以及一些有代表性的功能食品開發、生產工藝優化、數據處理方法等文獻上傳到云班課的資料庫中，供學生查閱。分組按照自愿組合原則，由教師在云班課中輸入各組成員名單。

3.1 提出問題

問題的提出需要考慮學生的學習背景和實驗室的客觀條件。“功能食品開發實踐”課程開設在大三的下學期，是在學生完成“功能食品學”“食品原料學”“食品分析”“食品營養學”“食品工藝學”“功效因子制備技術”課程之后開設的實踐課程。學生通過“食品原料學”“食品營養學”及“食品分析”已經了解食品中對人體有益的各種組成成分，通過功效因子制備技術掌握了功效成分的制備方法，在“食品工藝學”中學習了食品的加工工藝之后，在功能食品學中進一步學習了功能食品的配方設計原理與方法。所以學生已經具備了自主開發功能食品的理論知識。因此，教師提出的問題是讓學生自主設計開發一款功能食品。

3.2 分析問題

學生接收到問題進行問題的細化。開發一款功能食品是一個綜合性問題，需要分解為不同的小問題才能對應解決。首先要清楚什么是功能性食品，開發功能性食品的有哪些流程，市場現有哪些功能性食品，要開發具有哪種功能的食品，如何設計和優化配方，生產工藝如何確定？所有這些問題都需要認真復習已經學習過的課程，重溫以往的知識點。通過查閱文獻了解到功能食品開發的思路有多種，最常見的是首先通過大數據了解人群亞健康狀況，哪些慢性疾病或者某些特殊職業人群有哪些需求，鎖定目標人群，確定選擇生產具有什么功能的功能食品。然后尋找具有相應功能的營養成分，同時對市場上現有同類型產品進行調研，并查閱相關產品開發的文獻，作為產品開發的參考資料。這些過程均是在教師引導下，由學生獨立完成。在此過程中提高了學生的認知能力、分析問題的能力和閱讀能力。

組長將這些問題分解為不同的任務，然后分配給不同的學生，充分利用線下線上資源共同完成任務。學生在規定的時間內完成任務，將自己調研市場或文獻得到的結果上傳到云課堂，留作教學文件，同時還要制作成PPT 通過網絡平臺與全班學生進行分享，供大家學習交流。通過這一過程提高了學生的文獻檢索、自主學習、團隊合作及演講能力。

3.3 解決問題

小組成員根據已經獲取的信息，確定開發什么類型的功能食品，然后確定需要用到的營養成分，制定出較為詳盡的實驗方案，包括需要用到實驗材料的種類和量、實驗器具、儀器設備，以及具有可操作性的工藝流程。由小組組長集中小組成員的集體智慧進行匯報，教師在此過程中對其方案的可行性進行判斷，給出合理化建議。這一過程反復進行幾次，直到小組的實施方案細化到能夠進行實驗室操作。

實驗操作過程中，各組分別按照計劃實施自己的實驗方案。該過程中教師和助教主要觀察各組的實施進度、儀器使用及操作的規范性。每組得到自己的產品后，大家對自己得到的產品進行感官評價、穩定性評價及相應的其他檢測工作。在完成一系列工作之后，每個學生完成自己的實驗報告。通過這一過程提高了學生的實際操作能力、知識整合能力、溝通協調能力和開發設計能力。

4 建立多元的教學評價體系

與傳統的以實驗報告為主的評價方式不同，針對課程分小組合作的操作方式，采用自我評價、教師評價、組內學生互評及助教評價相結合的多元教學評價體系進行評分。

綜合性評價體系指標及考察內容權重見表1。

表1 綜合性評價體系指標及考察內容權重

教學的過程性評價是近些年教學評價方法的研究熱點，所采用這些評價指標所對應的具體考核內容能夠涵蓋整個教學過程[16-18]，如自我評價中對自主學習能力提升的評價實際是學生在重溫教材、檢索文獻、閱讀整理文獻資料等方面的投入程度；組內成員的互評能夠更真實地反映團隊意識、各成員的參與度及貢獻程度；在開展實驗方案設計匯報、討論的過程中，教師針對學生存在的問題進行答疑與講解，并記錄學生課堂表現，因此能夠對學生的演講能力、實驗方案設計合理性、最終的實驗報告進行評價；助教協助教師開展工作，對學生在整個教學過程中的整體表現有較細致的觀察，因此能夠對學生的實驗操作能力、團隊合作及溝通協調能力給出較客觀的評價。

5 課程教學改革成效

5.1 學生成績及學生評教結果

通過自我評價的分數發現，大多數學生都對自己的學習積極性打了較高的分數，在自主學習能力、產品開發設計能力提升方面也有滿意的成績。由此可以看出，新的教學方法確實能提高學生學習的主觀能動性，并能促進學生知識應用整合能力的提升。組內評價、教師評價及助教評價的總成績能夠綜合反映學生在團隊合作、演講能力、溝通協調能力、實驗操作能力，學生在這些方面也取得了優良的成績。另外，在每學期的學生評教活動中，學生對該課程的教師給出了較高的分數，教師評教成績獲得院級優秀，說明學生對課程的教學方法與評價方法有較高的認同度。

5.2 課程成果產出對本專業畢業要求達成的支撐作用

OBE 教學模式強調學生的學習成果，教學的全過程都要為成果達成服務[19-21]。課程的教學目標要以專業人才培養目標和畢業要求為依據，覆蓋畢業時需要達到的成果。PBL 與OBE 相結合的教學模式中，學生通過相應的方法與措施得到能力提升，即課程的能力產出，也可以稱為教學目標的成果產出，這些能力產出與畢業要求相對應，很好地支撐了食品科學與工程（營養與健康） 專業的相關畢業要求。

“功能食品開發實踐”能力產出與所支撐的畢業要求見表2。

表2 “功能食品開發實踐”能力產出與所支撐的畢業要求

6 結語

為了調動學生的學習積極性，提高“功能食品開發實踐”課程的教學質量，培養現代化復合型用型人才，教學團隊在實踐教學方法進行了改革與探索，將PBL 與OBE 相結合的實驗教學模式引入教學中，受到了學生的歡迎，該課程的教學評價獲得優秀。實踐發現，PBL 與OBE 2 種教學模式可以實現有機結合，從教學過程中可以發現所有OBE 能力產出目標的達成都是以PBL 問題為載體。2 種教學模式相結合在實踐課程中的運用激發了學生的學習興趣，加強了學生之間的相互交流，同時也培養了學生自主學習、分析問題、解決問題、實驗動手操作等方面的能力。