“互聯(lián)網(wǎng)+ ”背景下基于工程教育認(rèn)證的“食品工藝學(xué)”課程體系的構(gòu)建

安艷霞，張艷杰，李會(huì)品，張 劍

（河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州 450002）

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，國內(nèi)外高等院校的硬件和軟件都得到了顯著的提升，但因?yàn)閭鹘y(tǒng)教育教學(xué)模式和理念的影響，培養(yǎng)出來的學(xué)生創(chuàng)新能力最終并沒有達(dá)到預(yù)期的效果[1-2]。食品科學(xué)與工程專業(yè)屬于工程類專業(yè)之一，該專業(yè)以培養(yǎng)出具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、較強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的高級(jí)應(yīng)用型技術(shù)人才為培養(yǎng)目標(biāo)。一個(gè)優(yōu)秀工程師的基本素質(zhì)不是死記硬背，而是具備實(shí)際分析和解決問題的能力，真正解決現(xiàn)場工程問題的能力[3-4]。工程教育認(rèn)證提出了新工科專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)模式和具體指標(biāo)[5-6]。“食品工藝學(xué)”是河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院食品類專業(yè)的十大核心課程之一，是與食品加工實(shí)際生產(chǎn)密切相關(guān)的一門重要課程，且同時(shí)也是一門跨學(xué)科課程，需要首先學(xué)習(xí)“食品化學(xué)”“微生物學(xué)”“生物化學(xué)”“化工原理”“食品營養(yǎng)學(xué)”“食品機(jī)械與設(shè)備”和“食品工廠設(shè)計(jì)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容及對(duì)應(yīng)的實(shí)踐項(xiàng)目。

該課程涵蓋的內(nèi)容主要有食品加工所需的原材料、半成品和成品的加工和原料保藏原理。借助現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及對(duì)應(yīng)的手段，分析食品加工過程中外界因素對(duì)食品成品理化特性和生化特性的影響，以及食品加工生產(chǎn)工藝和基本原理。以培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生在工程和加工工藝設(shè)計(jì)、分析檢測、探索創(chuàng)新等方面的能力為目標(biāo)，熟悉食品加工過程中的單元操作、加工設(shè)備及食品加工工藝流程和操作要點(diǎn)，使學(xué)生通過“互聯(lián)網(wǎng)”或微課及相關(guān)小視頻了解并掌握食品加工技術(shù)、產(chǎn)品流通和市場銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致食品變質(zhì)的原因及對(duì)應(yīng)的控制和預(yù)防措施，為今后新產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)過程中的管理和確保食品質(zhì)量等方面的工作奠定理論基礎(chǔ)。課程的設(shè)置在專業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用，同時(shí)也是連接學(xué)生從理論學(xué)習(xí)向?qū)嵺`跨越的橋梁。通過該課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生具備解決食品加工核心問題的基本素質(zhì)；具有食品加工工藝設(shè)計(jì)、食品檢驗(yàn)分析能力，能夠熟練運(yùn)用食品加工專業(yè)知識(shí)，分析解決日常生活中相關(guān)食品的質(zhì)量和品質(zhì)等問題。

工程教育認(rèn)證指南中提出了“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”“以學(xué)生為中心”和“持續(xù)改進(jìn)”等的教育理念及教育導(dǎo)向[3]。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院以“互聯(lián)網(wǎng)+ ”“食品工藝學(xué)”為教學(xué)改革中心，以食品科學(xué)與工程專業(yè)的工程教育認(rèn)證為契機(jī)。根據(jù)工程認(rèn)證的指導(dǎo)方針，在課程體系和教學(xué)方法改革中落實(shí)畢業(yè)生的畢業(yè)要求和培養(yǎng)目標(biāo)。

1 教學(xué)現(xiàn)狀

“食品工藝學(xué)”課程經(jīng)過多年的教學(xué)探索和整合，根據(jù)學(xué)校學(xué)院的實(shí)際需要、教學(xué)大綱規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容分為6 個(gè)單元，主要包括面（蒸煮+ 焙烤）制品、肉制品、乳制品、軟飲料、果蔬制品等加工工藝，包括食品加工原理、加工工藝流程、加工機(jī)械與設(shè)備等，內(nèi)容繁多且復(fù)雜。對(duì)于學(xué)生來說，對(duì)前期專業(yè)知識(shí)的掌握程度和靈活運(yùn)用的能力與該課程的實(shí)際接受能力密切相關(guān)。在教學(xué)過程中，教師需與學(xué)生一起重溫、復(fù)習(xí)及鞏固以前所學(xué)的基本知識(shí)點(diǎn)，并以有效的方式指引學(xué)生將所學(xué)知識(shí)靈活地應(yīng)用到該課程的理論學(xué)習(xí)及實(shí)踐學(xué)習(xí)中。

接下來對(duì)“食品工藝學(xué)”近些年來的教學(xué)情況進(jìn)行總結(jié)，主要有以下幾點(diǎn)需要改進(jìn)：

（1） 學(xué)生課堂和網(wǎng)上交流互動(dòng)參與度低。由于理論學(xué)習(xí)量大、課程涉及知識(shí)點(diǎn)豐富繁多，有部分學(xué)生由于基礎(chǔ)差或沒進(jìn)行課程預(yù)習(xí)，很難在有限的課內(nèi)時(shí)間內(nèi)吸收海量的新信息，導(dǎo)致學(xué)生參與度低，“一言堂”及“滿堂灌”效果不佳。因此，這種被動(dòng)的“灌輸”方式讓學(xué)生接受新知識(shí)、新思想，難以發(fā)揮他們自己的主觀能動(dòng)性，不斷盲目輸入大量枯燥的或不容易理解的專業(yè)理論知識(shí)，慢慢地導(dǎo)致少許學(xué)生失去學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

（2） 個(gè)別理論知識(shí)點(diǎn)較散亂。在教學(xué)過程中，將所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)根據(jù)需要穿插在不同的章節(jié)中。例如，在講解及學(xué)習(xí)“熱殺菌工藝”內(nèi)容時(shí)，首先對(duì)“微生物學(xué)”“生物化學(xué)”“食品工程原理”和“食品化學(xué)”等課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)回顧，通過本節(jié)課的講解，融會(huì)貫通，進(jìn)一步加深對(duì)熱殺菌處理方式的理解。由于知識(shí)點(diǎn)較多并且過于瑣碎，系統(tǒng)性不強(qiáng)，最終部分學(xué)生在記錄筆記時(shí)出現(xiàn)記不全或記得零散。導(dǎo)致課后復(fù)習(xí)時(shí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)難以有效銜接，無法全面地、整體地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。長期下去，積少成多，沒及時(shí)消化和吸收，造成“惡性循環(huán)”，隨之引起更多知識(shí)點(diǎn)的遺漏或不全面，最終將會(huì)對(duì)教學(xué)效果產(chǎn)生負(fù)面影響。

（3） 專業(yè)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容與對(duì)應(yīng)的實(shí)踐能力的匹配度相對(duì)較低。課程在整個(gè)教學(xué)過程中既含理論教學(xué)，又有工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。雖然食品科學(xué)與過程專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃中有實(shí)訓(xùn)教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的安排，但少許學(xué)生自身存在缺乏理論知識(shí)與實(shí)踐相聯(lián)系、結(jié)合及轉(zhuǎn)化的能力，在實(shí)踐中遇到生產(chǎn)加工實(shí)際問題時(shí)，無法有效地將所學(xué)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題中。主要體現(xiàn)在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和試卷中的實(shí)踐題得分普遍偏低，從實(shí)驗(yàn)報(bào)告和答題紙中可以明顯看出上述存在的問題和缺陷。總而言之，在生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新思維、解決實(shí)際問題的潛力有待提高、激發(fā)和培養(yǎng)。

目前，根據(jù)工程專業(yè)教育認(rèn)證提出的OBE 教學(xué)理念，為了確保最終教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量，不斷提升學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，該課程在理論教學(xué)及實(shí)踐教學(xué)中，需依照新工科提出的理念和要求，將先進(jìn)的教學(xué)模式引入傳統(tǒng)的教學(xué)中。 “互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的教育在教育教學(xué)改革中，不斷改善、轉(zhuǎn)變教育及教學(xué)理念，不斷地推進(jìn)工科專業(yè)建設(shè)，改革和完善培養(yǎng)模式，最終達(dá)到提升本專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量的目的，把食品科學(xué)與工程專業(yè)構(gòu)建成為當(dāng)代企業(yè)和社會(huì)真正需求的專業(yè)。

2 改革思路及目標(biāo)

2.1 改革的思路

基于工程教育認(rèn)證“以結(jié)果為導(dǎo)向”的教學(xué)理念，定期對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整，不斷改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控、學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)、反饋機(jī)制等，不斷完善，最終提高食品行業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。同時(shí)，積極營造重“實(shí)踐”“實(shí)驗(yàn)”“技能”的良好氛圍，激發(fā)學(xué)生對(duì)“食品工藝學(xué)”的興趣和參與度，鼓勵(lì)在“互聯(lián)網(wǎng)+ ”和課堂學(xué)習(xí)中不斷創(chuàng)新，在實(shí)踐實(shí)訓(xùn)中加深理解和運(yùn)用食品工程的基本原理，提升遇到實(shí)際問題可以解決的能力，達(dá)到教與學(xué)二者相長的效果，最終目標(biāo)是培養(yǎng)出具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)能力的應(yīng)用型高級(jí)食品專業(yè)人才，始終圍繞工程認(rèn)證的各項(xiàng)指標(biāo)及要求進(jìn)行“食品工藝學(xué)”課程的教學(xué)改革。

2.2 改革的目標(biāo)

為達(dá)到工程教育認(rèn)證提出的12 條對(duì)畢業(yè)生的要求，對(duì)目標(biāo)達(dá)成度的指標(biāo)進(jìn)行分解，逐個(gè)擊破完善，以使學(xué)生在修完“食品工藝學(xué)”及其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)理論課程與實(shí)踐訓(xùn)練后具備以下能力：基于“高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”“概率統(tǒng)計(jì)學(xué)”等高數(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)后，能夠?qū)κ称饭こ躺婕暗降南嚓P(guān)問題進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)語言描述；學(xué)習(xí)后掌握并領(lǐng)悟食品加工的各個(gè)單元操作、殺菌和食品品質(zhì)質(zhì)量的變化趨勢及規(guī)律，具備能夠分析解決食品加工中單元操作問題的能力；可以靈活使用科學(xué)的原理和食品工程相關(guān)知識(shí)來分析和解決食品加工工程中出現(xiàn)的問題；能夠分析食品加工過程中原材料、加工設(shè)備、溫度等的影響因素，并針對(duì)生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題能夠提出優(yōu)化和解決的方案；擁有食品專業(yè)相關(guān)軟件的應(yīng)用及分析能力；具備完成安排的實(shí)踐項(xiàng)目、組建團(tuán)隊(duì)合作、圓滿完成小組分配的工作能力；充分理解并意識(shí)到團(tuán)隊(duì)合作、同心協(xié)力共同解決工程技術(shù)問題的重要性，養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)及合作理念，通過團(tuán)隊(duì)合作提高認(rèn)知程度、大家互相學(xué)習(xí)、取長補(bǔ)短、共同進(jìn)步；逐步使學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中團(tuán)隊(duì)的合作及訓(xùn)練，使學(xué)生的成長性心態(tài)和終身成長的理念入心入腦，并促使其付諸于實(shí)際行動(dòng)中。

3 優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求和標(biāo)準(zhǔn)，提出了“食品工藝學(xué)”2 個(gè)培養(yǎng)目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的過程也是學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)各種能力的過程。

（1） 能夠正確認(rèn)識(shí)和掌握食品加工原料的基本特性，全面掌握食品加工技術(shù)的基本知識(shí)和理論。

（2） 能夠綜合各方面知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，充分理解、應(yīng)用食品工程的基本知識(shí)和技能，選擇合理的加工工藝路線，解決食品加工中食品質(zhì)量檢測等問題。

在備課過程中，設(shè)置了探究、翻轉(zhuǎn)課堂等一些材料，以創(chuàng)建疑問情境，激發(fā)學(xué)生的好奇心。“學(xué)習(xí)源于思考，思考源于懷疑”，只有“設(shè)疑”，學(xué)生才能有“疑問”。以問題激發(fā)學(xué)生的好奇心、注意力和求知欲，充分發(fā)揮思考的積極性，以“問題”激發(fā)“興趣”，激發(fā)學(xué)生嘗試的欲望，動(dòng)腦思考、動(dòng)手操作，處于思考問題和解決問題的狀態(tài)下，嘗試探索解決各種問題的方法，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1。

表1 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

4 優(yōu)化教學(xué)方法

對(duì)該課程的實(shí)踐教學(xué)及課堂教學(xué)項(xiàng)目采用驅(qū)動(dòng)式教學(xué)方法。

4.1 加強(qiáng)有效的課前預(yù)習(xí)

課前完成常規(guī)工藝原料特性及常用工藝流程要點(diǎn)的預(yù)習(xí)。任課教師提前1~2 周發(fā)布電子版課件及加工技術(shù)視頻等相關(guān)內(nèi)容，要求學(xué)生以小組形式在課余時(shí)間查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，完成常識(shí)知識(shí)的學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生之間的學(xué)習(xí)與交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和工作協(xié)調(diào)能力，有益于畢業(yè)生快速地適應(yīng)未來的工作環(huán)境。

4.2 課堂上重展示

改善課堂教學(xué)中教師“長篇大論”“滔滔不絕”講，學(xué)生“鴉雀無聲”“默默無聞”的局面，轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熀喴f明，利用多媒體（如3D 動(dòng)畫、視頻）來強(qiáng)調(diào)食品生產(chǎn)關(guān)鍵工序的過程和生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行，應(yīng)注意的事項(xiàng)。向?qū)W生展示相關(guān)食品加工企業(yè)開發(fā)的最新產(chǎn)品，如雙匯集團(tuán)開發(fā)的肉制新產(chǎn)品、三全集團(tuán)和思念集團(tuán)開發(fā)的速凍產(chǎn)品等。師生一起討論并比較分析新產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)，討論如何改進(jìn)或在加工過程中避免類似問題，側(cè)重對(duì)思想和方法的闡釋，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，鼓勵(lì)學(xué)生多思考多動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生提高改進(jìn)思維的意識(shí)和能力，實(shí)現(xiàn)以“教”為中心向以“學(xué)”為中心的過渡和轉(zhuǎn)化。

通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的課件和視頻要求學(xué)生自主學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)推動(dòng)實(shí)踐項(xiàng)目的進(jìn)展。以開展項(xiàng)目為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、查閱資料、提出問題的解決方案、可行性報(bào)告的撰寫和實(shí)施，為開展以后的工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

例如，安排的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目：紅棗味酸奶的制作。①主要知識(shí)點(diǎn)：酸奶的品質(zhì)特性、酸奶加工的方法和技術(shù)、不同口味酸奶的制作等。②項(xiàng)目描述：在掌握乳制品基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生分組討論，查閱文獻(xiàn)，自行添加紅棗制品（如干紅棗片或加工紅棗或紅棗香精）。可以根據(jù)個(gè)人意愿選擇一項(xiàng)或多項(xiàng)。充分發(fā)揮個(gè)人主動(dòng)性，設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)度方案（如棗干粒度優(yōu)化、添加量、工藝微調(diào)、感官物理測定和化學(xué)指標(biāo)等），積極完成實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品評(píng)價(jià)。將實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)線上所需的技能（如產(chǎn)品研發(fā)、改進(jìn)、生產(chǎn)崗位的標(biāo)準(zhǔn)化操作、品管崗位的產(chǎn)品質(zhì)量控制等）融入日常實(shí)踐教學(xué)中，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)基本實(shí)踐技能和職業(yè)，實(shí)現(xiàn)從小小實(shí)驗(yàn)室到大型企業(yè)和大型車間的有效對(duì)接。

課程實(shí)踐項(xiàng)目的開發(fā)主要以理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用課堂和視頻中描述的方法和原理解決具體的實(shí)際問題，根據(jù)內(nèi)容和實(shí)際項(xiàng)目的要求，要求學(xué)生提前查閱資料，了解國內(nèi)外現(xiàn)狀，整理、組織及總結(jié)相關(guān)內(nèi)容，并付諸實(shí)際操作。通過實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生可以系統(tǒng)地掌握專業(yè)知識(shí)，最終培養(yǎng)出良好的邏輯思維能力和提高分析問題、解決問題的能力。

5 考核方式及最終成績的評(píng)價(jià)

基于工程教育認(rèn)證提出的以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的OBE 教育教學(xué)理念[4]，以教育理念為中心，組織、實(shí)施和評(píng)價(jià)學(xué)生的預(yù)期學(xué)習(xí)成果。通過考核學(xué)生的出勤率、平時(shí)作業(yè)的完成度、期中考試及期末考試分?jǐn)?shù)和實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)作品5 個(gè)模塊來評(píng)估學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)成績，5 個(gè)模塊分別對(duì)應(yīng)占5%，10%，15%，50%和20%。評(píng)價(jià)的分?jǐn)?shù)以平時(shí)課下布置的作業(yè)、期中和期末考試為依據(jù)，但須根據(jù)該課程的教學(xué)大綱中列出的ILO 預(yù)期學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)估，課程設(shè)計(jì)工作的結(jié)果須通過作品展示和答辯來判斷。

由于“食品工藝學(xué)”課程具有實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，該課程改革后，考核方式在以往的考試方案中增加了研究報(bào)告、課程論文等形式，各部分占比分別為閉卷考試60%，調(diào)研報(bào)告10%，課程論文為10%，平時(shí)成績10%，翻轉(zhuǎn)教學(xué)的內(nèi)容10%。

考試題類型分為兩類，如下：

（1） 概念性題目。重點(diǎn)是對(duì)基本概念的理解和掌握程度，以及對(duì)相似概念和工藝的區(qū)分程度。考試題型為以下幾種形式：填空、選擇、判斷和名詞解釋等類型，共50%。

（2） 問答題和設(shè)計(jì)問題。重點(diǎn)考查該課程的基本原理和理論，進(jìn)行綜合分析和設(shè)計(jì)的能力。考試形式為簡答題、問答題和設(shè)計(jì)題型，共50%。

6 初步教學(xué)改革成效

通過上述教學(xué)內(nèi)容、線上線下相結(jié)合的教學(xué)方法、實(shí)訓(xùn)操練方法和考核方式的改革，與前兩屆學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比分析。前兩屆平均分68.5 分，及格率為69.7%，綜合平均分75.7 分，綜合評(píng)價(jià)及格率為90.1%；改革后平均分74.4 分，及格率81.8%，綜合平均分80.9 分，綜合評(píng)價(jià)的及格率提升到了94.8%。上述教學(xué)改革成效表明，以工程教育認(rèn)證提出的教育理念為指引，以培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和終身持續(xù)學(xué)習(xí)的能力為教學(xué)目標(biāo)，評(píng)價(jià)成績及實(shí)踐訓(xùn)練報(bào)告書寫均有一定程度的提升，但目前對(duì)該課程的改革尚處于初級(jí)階段，不完善不合理的地方仍需要繼續(xù)改進(jìn)與提升。

總之，“食品工藝學(xué)”是一門與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的食品科學(xué)與工程的重要課程。針對(duì)工程認(rèn)證教育標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)教學(xué)方式，依托實(shí)踐項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)食品加工工程專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生分析和解決問題的能力，以及食品工廠設(shè)計(jì)和新食品研究的能力和發(fā)展。通過分組和團(tuán)隊(duì)合作增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，為推動(dòng)食品行業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。