基于OBE理念的“食品工程原理”專業核心課程建設

劉薈萃，王樹林，葉英，韓麗娟，陳霞

青海大學農牧學院（西寧 810016）

“食品工程原理”是在高等數學、物理學和物理化學等基礎上開設的專業基礎課，也是青海大學食品科學與工程專業的核心課程。該課程的學習為后續食品工藝學、食品機械與設備等專業課程的學習奠定基礎，在食品科學與工程專業課程體系起到承上啟下的作用?！笆称饭こ淘怼笔且婚T工程性極強的課程，主要研究內容包括食品加工和生產過程中各種單元操作的基本原理、工藝計算、設備選型、設備參數設計等[1-2]。

由于“食品工程原理”課程通篇涉及大量的公式推導、工藝計算、設備構造等，導致教學過程枯燥乏味，很難激發學生的學習動力。傳統教學過程只能通過教師的反復講解和強調，進行大量的例題練習才能迫使學生掌握相關的重難點知識。但此教學手段和學習方式導致學生缺乏舉一反三的能力，很難掌握靈活解題的思路，題目稍有變動便束手無策。學生在后續的課程設計中更是難以做到游刃有余。另外，對于工程背景較弱的在校學生來說，缺乏對食品機械和生產線的基本認知，很難理解復雜的工程原理和設備構造，做不到將理論與工程實際相結合[3-5]。

鑒于“食品工程原理”傳統教學中存在問題，探索有效的教學方式、培養學生對工程類課程的學習興趣、提高學生學習的積極性是上好食品工程原理的關鍵。結合國家教育部對新工科建設的新要求，以食品科學與工程專業在工程教育認證過程中開展的課程改革為切入點，以學生為中心，探索“食品工程原理”課程的教學思路尤為重要，對提高食品科學與工程專業教學質量、培養工程型人才具有重要意義。OBE是以考核學生的學習成果為導向的教育理念，注重教學的產出[6-7]。青海大學食品科學與工程專業于2020年獲批國家級一流專業，推進建設的同時正在籌備專業認證，格外重視學生的工程教育，核心目標是能夠培養滿足行業發展的工程性型人才。OBE理念正好是符合工程教育的核心理念之一。因此，將OBE理念應用于“食品工程原理”課程教學，并結合課程目標支撐學生的畢業要求，探索“食品工程原理”的課程建設與教學改革，為食品科學與工程專業的建設和學科發展奠定扎實的工程基礎，同時也為同類課程的建設和教學改革提供參考。

1 基于OBE理念的課程目標確定

基于OBE理念，課程目標必須能夠支撐專業畢業目標[6]。因此，在OBE理念基礎上，結合國家級一流本科專業建設和專業認證的要求，進一步修訂課程的教學大綱，確定了“食品工程原理”的課程目標。課程目標分別為：（1）通過課程學習，能夠熟練掌握幾種常用的工程方法并樹立起用工程方法解決問題的觀點；（2）能夠掌握食品工程各個單元操作的基本原理及基本理論，并獨立進行食品加工過程中有關單元操作的工藝計算、設備選型及改進等工作；（3）能夠對一些簡單設備和工藝過程進行設計，增強學生的實踐能力。通過課程學習，要求學生能夠學會運用“食品工程原理”課程理論中的基本原理來設計單元操作設備，樹立既考慮技術上的先進性與可行性，又考慮經濟上的合理性，并注意到操作時的勞動條件和環境保護的正確設計思想，在這種設計思想指導下進行設計，能完成給定的生產任務的單元操作設備。根據“食品工程原理”課程目標與食品科學與工程專業畢業要求的支撐關系（見表1）可知，該課程教學目標很好地支撐學生的畢業要求。

表1 “食品工程原理”課程目標對食品科學與工程專業畢業要求的支撐關系

2 優化課程知識體系

“食品工程原理”課堂教學內容強化工程“應用”意識?！笆称饭こ淘怼钡慕虒W內容為食品加工和生產過程中的主要單元操作，來源于實際食品生產過程，其實踐性和應用性極強。教學內容的設計應與實際食品生產結合起來，符合食品產業的發展趨勢[8]。因此，對教學內容及學時分配進行優化（如表1所示）。如在以往教學過程中，關于萃取和蒸餾章節的講解較為詳細，考慮到蒸餾和萃取在食品加工中的應用較少，在新的教學內容安排中將萃取章節改為自學，將蒸餾部分的教學時長進行縮短。

表2 優化后的食品工程原理教學內容及學時分配

3 基于OBE理念的線上線下混合教學模式

基于OBE教學理念，設計線上線下相結合，課前、課中、課后的教學方案，如圖1所示。

圖1 線上線上相結合的混合教學模式

3.1 食品工程原理線上教學設計

線上教學設計分為課前、課中、課后3個環節。

3.1.1 課前預習環節

教師在課前發布課程預習內容和導學單。利用線上優質教學資源如江蘇大學教學團隊建設的“食品工程原理”慕課，該慕課資源內容豐富，教學水平高，能很好地滿足教學要求。結合青海大學學生實際情況，借鑒一部分慕課內容，同時教師根據教學需求自行制作預習課件，同時制作導學單。借助“雨課堂”智慧教學平臺發布預習課件和導學單（如圖2所示），學生在課前完成預習環節。教師可以在此環節進行監管、督促學生及時完成預習內容并整合分析平臺數據，針對學生預習反饋及時調整線下課堂教學的教學方案，達到以學生為中心，以成果產出為導向的教學效果。

圖2 課前推送的預習內容

3.1.2 課中教學環節

采用線上與線下相結合的形式進行。課中線上教學主要是給學生觀看一些設備或抽象原理的相關視頻，讓學生能夠直觀地了解設備內部構造和工作原理。較為抽象的原理也采用視頻或動畫形式進行展示，并結合教師的講解，學生就可以快速高效地掌握。另外，在課堂教學過程中考察學生對重難點知識點的掌握情況，可借助“雨課堂”智慧教學平臺發布課堂測驗題，及時了解學生的聽課效果，測驗數據可作為過程性評價的依據（如圖3所示），同時也能督促學生聽課。即使課堂教學以線下進行，也可同時在“雨課堂”進行錄制，形成視頻回放，以便學生課后復習。

圖3 “雨課堂”在課堂教學中的應用

3.1.3 課后學習環節

該環節以線上形式進行?！笆称饭こ淘怼闭n程知識點繁雜、工藝計算涉及公式多，在課前預習和課堂學習的基礎上，還需在課后進一步復習和鞏固。在課后，學生可根據自身情況通過查看課件和課堂教學形成的視頻，內化吸收所學內容。另外，授課教師通過“雨課堂”平臺適當推送作業和階段性測驗題，學生完成作業和測驗題后，教師批改后及時向學生反饋薄弱環節，督促學生盡早查缺補漏，從而提高學生的學習效果。

圖4 課后教學活動

3.2 食品工程原理線下教學設計

進行重難點知識點的講解，同時采用“雨課堂”平臺進行線上管理。雨課堂主要輔助教師記錄學生簽到情況、完成課堂教學的視頻錄制。同時，在線下教學過程中，在雨課堂發布課堂測驗題，可向教師快速反饋學生對所講內容的掌握情況。由于“食品工程原理”課程知識點繁多、公式復雜、工藝計算步驟多，所以課堂教學不能進行單純的知識點灌輸，需要根據學情、各章節知識點特征，靈活應用多種教學手段和教學方法，充分發揮線下課堂教學的優勢，調動學生學習的積極主動性，盡可能地使學生參與到教學活動中。具體采用的教學手段有：（1）加強課堂互動，針對學生提出的問題或者某些復雜計算題目的解答過程展開討論，激發學生的學習主動性，提高學生解決問題的自主能力，強化學生對公式的理解和應用；（2）采用問題啟發式教學，如在講熱傳導、對流傳熱和輻射傳熱時，通過學生熟悉的烘焙和教室里面暖氣片的散熱等現象為例，啟發學生自己思考這些現象中各自涉及哪幾種傳熱方式；（3）比較式教學，如將熱傳導遵循的傅里葉定律和分子擴散過程遵循的Fick定律進行對比，引導學生掌握傳遞過程的共同點，使學生逐漸建立起完整的知識體系；（4）案例式教學，在“食品工程原理”課程中實施案例教學，將學生帶入特定事件的場景，如講解傳熱方式時，可舉出熱水杯的例子引導學生理解不同的傳熱方式的傳熱機理；（5）融入課程思政教育，習近平總書記強調要利用高校課堂教學做好思政教學，課程思政與思政課程在高校實現全程育人、全方位育人中都至關重要。在課程教學中潤物細無聲地融入思政教育，引領學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，是對新時代高校教學工作的新要求，是當前高校落實立德樹人的根本任務[9-11]。“食品工程原理”是食品科學與工程專業理論聯系實際的一門課程，是將科研成果轉化為實際產業的課程。在該課程的教學過程中，根據專業特征、課程知識特征和教學特征等方面，深入挖掘課程所蘊含的思政元素。首先，進行專業知識教育的同時鼓勵學生向偉大科學家學習，激發學生追求科學、增強民族自豪感的意識。其次，以“食品工程原理”課程中的工程問題解決方法引領學生樹立工匠精神。最后，通過課程中所涉及的設備選型所遵循的經濟、節能、合理等原則培養學生樹立綠色、環保的理念。類似的思政元素非常多，授課教師在教學過程中應用心挖掘和組織，使專業教育與思政教育并行，培養能推動中華民族偉大復興的新時代青年。

4 基于OBE理念的考核模式

OBE教學理念注重教學目標的達成度。在“食品工程原理”課程學習之后，為評價學生的掌握程度，是否達到課程目標要求，采用“過程性考核+終結性考核”的評價模式進行考核，具體考核模式如表3所示。

表3 過程性評價與終結性評價相結合的考核模式

根據課程目標制定達成教學目標的測驗和學習活動，結合課程對畢業要求達成度的支撐情況開展達成度評價，分析每個學生的畢業要求達成度。課程目標達成度評價包括課程分目標達成度評價和課程總目標達成度評價，具體計算方法見式（1）和（2）。

課程分目標達成度=總評成績中支撐課程目標相關考核環節平均得分/總評成績中支撐課程目標相關考核環節目標得分 （1）

課程總目標達成度=課程學生總評成績平均值/課程總評成績總分（100分） （2）

達成度數據超過60%即為該目標達成。對未達成學習目標的學生分析原因并提出持續改進的方法和策略，為后續教學工作改進奠定基礎。

5 基于OBE理念的“食品工程原理”專業核心課程建設的實施效果

緊扣學生的畢業目標，基于OBE教學理念和雨課堂智慧教學平臺，優化教學內容，采用線上線下相結合的教學模式，在課前、課中和課后分別設計不同的教學方案并加強過程性考核，滿足現代化教學的要求，提高學生對食品工程原理等工程類課程的學習積極性，同時提高學生對專業知識學習的自信。在“全國食品專業工程實踐訓練綜合能力競賽”中先后榮獲多個獎項。該競賽是全國性的食品工程類競賽，競技的是學生的工程實踐能力，“食品工程原理”課程的學習為學生的工程能力培養起關鍵作用。青海大學學子的優異成績展現了其扎實的工程實踐能力，“食品工程原理”的教學效果得以充分體現。

6 結語

在國家級一流專業建設和專業工程認證的背景下，緊扣學生的畢業目標，將OBE理念融入“食品工程原理”課程的教學目標、教學內容和教學方法和考核過程等方面，并借助雨課堂智慧教學平臺，構建線上線下相結合的教學模式，進行“食品工程原理”專業核心課程建設，優化教學內容和教學手段，提高課堂管理效率和教學效果。后續可根據課程目標達成度分析，提出持續改進的方法和策略，為教學工作改進奠定基礎，推動專業建設，并為同類課程建設或教學改革提供參考。