工程教育認證背景下淀粉工藝學（雙語）教學改革探索

王燕斐，李曼，徐興鳳，孫慶杰

青島農業大學食品科學與工程學院（青島 266109）

2020年以來，隨著新冠肺炎疫情的蔓延，多國政府宣布限制糧食出口[1]。在2020年中央農村工作會議上，習近平總書記提出“牢牢把住糧食安全主動權”的戰略要求。培養糧食行業專業人才，服務國家糧食安全戰略，具有非常重要意義。

淀粉工藝學（雙語）是青島農業大學糧食工程專業必修的專業課，涉及淀粉基礎理論知識、淀粉初加工及淀粉深加工技術，旨在讓學生掌握淀粉及淀粉制品加工相關的理論及技術知識，并能將其與實際生產相結合，培養能夠服務于食品產業的糧工專業應用型人才。

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎[2]。目前，各國均在進行工程教育認證工作，工程教育認證是提高工程教育人才培養質量、增強人才國際競爭力的重要途徑[3]，其核心是確保工科畢業生達到行業認可的質量標準要求，達成人才培養目標[4]。2016年，我國正式成為華盛頓協議成員，工程教育認證成為我國各高校工科教育的新基準[5]。在此背景下，對淀粉工藝學（雙語）課程教學進行改革探索。

1 淀粉工藝學（雙語）課程教學過程中面臨的主要問題

隨著經濟全球化、網絡信息化、文化多樣化的進一步深入，食品產業結構不斷升級調整，對食品專業應用型人才的需求不斷增多[6]。傳統“以教師為中心”的淀粉工藝學（雙語）教學過程中存在的問題也日益凸顯[7]。

1.1 教學知識深度與行業發展不協調

淀粉工藝學（雙語）的綜合性和實用性都很強，現有的教材比較注重知識的基礎性[8]。隨著淀粉行業的快速發展，部分教學內容已與行業發展不匹配，難以滿足目前的教學需求。如抗性淀粉相關知識點，目前教材中均將抗性淀粉分為4類：RS1型抗性淀粉（物理包埋形成的淀粉顆粒），RS2型抗性淀粉（天然抗性淀粉顆粒），RS3型抗性淀粉（回生淀粉顆粒），RS4型抗性淀粉（化學改性淀粉）[9]。然而，相關文獻報道已提出第5類抗性淀粉——RS5型抗性淀粉（脂類淀粉復合物）。如果僅依照教材內容進行教學活動的設計，就會限制淀粉工藝學（雙語）課程的全面性和前沿性。

1.2 學生自主學習受限

傳統的淀粉工藝學（雙語）教學過程中，教師主要依靠教材、PPT和板書形式進行課堂講授。這種“板書+多媒體教學”的課堂教學模式，授課形式單一，缺乏趣味性，具有明顯的“填鴨式”特點。如在傳統教學過程中，經常出現學生低頭玩手機、學習其他課程、聊天等情況，學生的參與度及學習積極性較低，學生的自主學習受到明顯的限制。

1.3 不能滿足不同層次學生的需求

大學課堂中，學生的學習基礎、學習能力及畢業后選擇均有所不同，傳統教學模式已不能滿足不同層次學生的實際需求。

大學課堂的學生均來自五湖四海，每個學生本身的專業基礎和學習能力參差不齊。另外，基于近幾年山東省高考教育制度改革，打破原有的文理分科制度，3門選修科目可從物理、化學、生物、政治、歷史、地理中任意選擇，導致授課班級中部分學生未選修化學。淀粉工藝學（雙語）是建立在一定的化學基礎上的課程，這無疑加劇了高考未選考化學的考生學習淀粉工藝學（雙語）課程的難度。學生畢業后的去向不同，如考取研究生、參加食品企業實際生產工作、出國留學等，對淀粉工藝學（雙語）課程的理論授課深度、實踐技能、專業英語水平均提出不同要求。如：計劃參加企業實際生產工作的學生，希望提高淀粉專業實踐技能，并能將淀粉制品生產工藝與理論知識結合，提高服務對口食品加工企業的能力；準備讀取研究生學位的學生，希望加深淀粉相關理論知識的理解，拓寬淀粉相關知識的廣度，為后續從事產品設計及科研工作奠定基礎；計劃出國留學深造的學子，則更加側重雙語教學內容的講授，增加英語專業知識的儲備，以減輕國外全英文授課時學習壓力。

2 淀粉工藝學（雙語）“1+2+3”教學改革

淀粉工藝學（雙語）“1+2+3”教學改革的設計理念（見圖1），以“淀粉專業基礎知識”為主體，“專業實踐技能及專業雙語能力提升”為兩大抓手，“翻轉課堂+超星網絡教學平臺、穿插式教學和以賽促學”為三大促進手段，提高學生服務行業發展的能力。

2.1 以淀粉專業基礎知識為主體

我國食品專業的教育，一直秉持行業發展特色，為食品行業提供大批的專業技術人才。然而，隨著產業結構不斷升級調整，食品行業對專業應用型人才的需求不斷增多[6]。社會學中有“經濟基礎決定上層建筑”，在教學過程中，淀粉專業基礎知識就是“經濟基礎”，也體現為應用型人才“學以致用”中“學”的基礎地位。

在整個課程設計過程中，淀粉專業基礎理論知識是主體。淀粉工藝學（雙語）課程主要包括三部分內容：一是淀粉結構與性質；二是淀粉的初加工；三是淀粉的深加工。其中，淀粉結構與性質為初加工及深加工的基礎，因此，對淀粉結構與性質的知識點進行重點強化，采取圖形、影像及比喻等方式加深學生對復雜結構知識的理解。如：淀粉顆粒具有微結晶結構，針對微晶束結構的學習（見圖2），通過微晶束結構模型進行闡述（圖2），微晶束的中間為結晶區，外圍為非結晶區；通過現實生活中常見的電纜線進行形象比喻，電纜線通常由幾根電線組成，每根電線都是由銅芯包裹著絕緣皮組成，那么微晶束的結晶部分就相當于電線的銅芯，外圍的非結晶部分相當于絕緣皮。

圖2 淀粉微結晶結構

2.2 以專業實踐技能及專業雙語能力提升為兩大抓手

2.2.1 淀粉專業實踐技能提升

淀粉工藝學（雙語）是一門實踐性很強的課程，不僅要求學生對淀粉專業基礎知識的高度掌握，還要求學生具有較高專業實踐能力。將淀粉工藝學（雙語）課程理論與實驗教學及實習實踐相結合，強化學生對淀粉專業理論知識的理解，培養學生獨立思考與創新思維的能力。

以“變性淀粉的制備”為例，在傳統實踐教學過程中，教師制定實踐課程工藝教程，學生根據教程完成實踐內容。方案中，將學生整體分為4組，教師課前布置與實踐教學相關的課程知識點學習任務，學生通過知識點學習、查閱文獻資料、組內與組間討論，分別制定一種變性淀粉的制備工藝。課堂上，學生代表進行變性淀粉設計原理及工藝方法選擇原因闡述，教師進行指導與糾正，最終完成變性淀粉制備的實踐教學任務。

2.2.2 淀粉專業雙語能力提升

隨著我國食品工業的高速發展，國際化發展步伐越來越快，國際間交流越來越頻繁，英語在食品工業發展中扮演越來越重要的角色。隨著行業人才需求的巨大改變，高校人才培養及課程教學對專業外語能力提出更高要求。

針對淀粉行業人才不能兼具語言型人才和專業型人才特性的現狀，在淀粉工藝學（雙語）教學過程中實行雙語教學，教學材料實行中英文對照，授課過程實現中英文授課自由切換。在教學過程中，對行業術語的多種英文表述進行介紹，如“淀粉糊化”的常用表述方式為gelatinization of starch或starch pasting。對容易譯錯的常用行業專業術語進行重點強化。很多學生在閱讀英文文獻時，經常用有道詞典等翻譯軟件進行翻譯，將retrogradation of starch直接翻譯成“淀粉的逆行”“淀粉的退格”，而其真實含義為“淀粉老化”。

2.3 以翻轉課堂+超星網絡教學平臺、穿插式教學和以賽促學為三大促進手段

2.3.1 翻轉課堂+超星網絡教學平臺

教師通過超星網絡教學平臺發布學習任務，學生可根據自身學習狀態及情況，靈活選擇學習時間、地點及次數，實現教學過程的時間與空間的“自由化”，滿足不同層次的學生需求，充分體現“以學生為中心”及因材施教的教育理念。每章教學內容后均設置章節測試，實現學生自檢學習效果及教師對學生學習難點的掌握情況。建立淀粉工藝學（雙語）課程學習QQ群，以實現學生討論、教師答疑及師生互動的目的。

2.3.2 穿插式教學模式

在枯燥的理論知識學習過程中，穿插生活中遇到的常見問題及現象，提高學生的學習興趣及積極性；闡述問題及現象背后的科學問題，結合工業生產應用情況，強化基礎知識，提高學生理論聯系實際能力。

以“淀粉分子的分類”為例。以教師留學期間為節省生活費購買低價大米最終難以下咽的生活案例開場，留學故事迅速提高學生的學習興趣；因節省生活費購買低價食品的行為與學生實現“共情”，吸引學生注意力。對難以下咽的結果誘導學生進行問題分析，剖析造成此現象的關鍵問題為大米主要組成成分淀粉的分子種類及性質。直鏈淀粉長直鏈的分子結構，使得分子容易聚集，導致較差的口感；支鏈淀粉多分支的樹杈狀結構，阻礙分子間的相互靠近，產生黏糯的口感；強化“結構決定性質”的基礎知識。闡述自然界中的淀粉均為2種淀粉分子共同組成，支鏈淀粉含量較高的糯玉米因食用品質較好而常用于食品的生產，直鏈淀粉含量較高的高鏈玉米淀粉常用于工業中可降解塑料的生產，將理論知識與企業實際生產相互關聯。

2.3.3 以賽促學模式

在淀粉工藝學（雙語）教學過程中，將參賽項目融合到教學內容中，采用以賽促學的教學模式，鼓勵學生參加“挑戰杯”“互聯網+”“萌番姬杯”國際大學生創新創業大賽等比賽，培養學生自主、創新能力。如講授功能性變性淀粉部分內容時，將“挑戰杯”海爾山東省大學生課外學術科技作品競賽的作品控糖人群專用型緩慢消化淀粉的超聲輔助酸堿沉淀技術的設計思路、技術創新等進行描述，激發學生的學習興趣，培養學生的創新思維，提高學生學以致用的能力。

3 淀粉工藝學（雙語）“1+2+3”教學改革成效

選擇青島農業大學糧食工程專業2017級本科生為研究對象，通過1個學期的學習，對進行的教學改革效果進行評估，其中，參與教學改革的2個班級共58人，發放問卷58份，回收58份，參與率100%。從調查結果來看（表1）：94.83%，94.82%和82.76%的學生（包括非常同意和同意，下同）表示翻轉課堂+超星網絡教學平臺、穿插式教學、以賽促學3種教學模式對學習有幫助；84.48%和93.10%的學生會在觀看教學視頻時記筆記、知識點未完全掌握時重看部分視頻；91.37%，93.10%，93.10%和89.65%的學生認為教學改革對動手能力、基礎知識掌握、解決實際問題能力、英語文獻閱讀能力等的提高有利；通過課程的學習，91.37%的學生對適應未來研究生或國外留學生活更加有信心。因此，教學改革得到學生的認可，在學校組織的期末學生評教活動中獲得91.76分的高分。

表1 淀粉工藝學（雙語）“1+2+3”教學改革效果調查

3.1 學生的主體性更加明確

通過淀粉工藝學（雙語）課程改革，學生可以充分利用零碎時間進行自主學習，針對不懂的知識點及題目積極通過QQ群進行師生討論，學生的學習積極性及課程參與度明顯提高，學生的主體性更加明確。

3.2 解決實際問題能力增強

通過改革后淀粉工藝學（雙語）課程的學習，學生對淀粉專業基礎知識掌握得更加牢固，基于穿插式教學、以賽促學及淀粉實踐能力提升教學過程中實踐生產與理論知識的緊密關聯，加深學生對理論知識與生產技術之間辯證關系的認識與理解，提高學生分析問題、理論聯系實際及實踐能力，使得學生解決實際問題能力增強。

3.3 國際視野拓寬

通過改革后淀粉工藝學（雙語）課程的學習，學生掌握淀粉專業術語的多種英文表述，淀粉專業英語閱讀及表達能力明顯提升，國際視野拓寬。學生能夠更為精準地理解淀粉專業相關英語文獻的知識，能夠聽懂國際學術交流會議的報告內容，更多學生對適應未來研究生或國外留學生活的信心增強。

4 結語

針對淀粉工藝學（雙語）課程教學中存在的問題，結合國家糧食安全戰略、工程教育認證要求及互聯網教育資源的多樣性，構建以“淀粉專業基礎知識”為主體、“專業實踐技能及專業雙語能力提升”為兩大抓手、“翻轉課堂+超星網絡教學平臺、穿插式教學和以賽促學”為三大促進手段的淀粉工藝學（雙語）“1+2+3”教學改革，以培養能夠服務于食品產業的糧工專業應用型人才。淀粉工藝學（雙語）“1+2+3”教學改革提高學生學習積極性，明確學生在課程教學過程中的主體性，拓寬學生國際視野，增強學生解決實際問題的能力。現階段教學過程中仍存在部分問題，需要在實踐中持續的摸索與完善。