基于工程認證目標的食品機械與設備混合式教學改革

文 梁棟 諦晉松 羅東升 張凱 張劍 河南農業大學食品科學技術學院

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，以學生為中心、成果導向、持續改進為理念，突出培養學生的創新能力和綜合能力。目前，工程教育認證成為高校工科專業人才培養模式的檢驗手段，也是工科專業發展和改革的指揮棒。為了培養符合社會發展需要的工程技術人才，很多高校都加入了工程教育認證的行列。

食品機械與設備是食品專業必修課程之一，也是工程教育認證要求的一門核心基礎課程，與食品工程原理、食品工藝學等課程共同組成了食品專業的核心課程，其教學質量和效果事關工程教育認證和人才培養。食品機械與設備課程與生產實際緊密結合，具有內容繁雜、理解難度大等特點。在傳統教學模式中，主要通過講授的一言堂形式進行教學，該教學模式對于結構和原理較為復雜的食品機械并不適用，學生較難理解課程內容，導致學生缺乏學習興趣和上課注意力不集中情況的發生。在以成果為導向的工程教育認證背景下，食品機械與設備課程的教學目標及評價方法發生了改變，同時學時數也被進一步的壓縮，傳統教學模式無法滿足新形勢下的教學要求。本課程團隊結合河南農業大學食品科學與工程定位和課程特征，在以工程認證目標下，將現代信息技術的與傳統教學相結合，充分發揮線上線下混合式教學的優勢，激發學生的學習興趣和積極性，以期提高食品機械與設備的教學質量。

1.課程教學現狀

1.1 教學模式單一

目前，食品機械與設備課程教學仍然以傳統教學方法為主，通過一言堂形式的口頭語言向學生解釋概念、闡明原理、描繪情景等內容。然而食品機械由于結構復雜，種類繁多，很難通過口述的形式將內容講解清楚，增加學生對食品機械結構和原理的理解難度，不利于學生學習興趣的培養，進而導致學生對課程學習失去興趣和信心，難以達到理想的教學效果。

1.2 線上教學效果不理想

近年來，由于疫情因素，很多高校通過利用大數據及“互聯網+”、云計算等技術，開展了以慕課形式為主的線上教學模式并在全國得到了廣泛推廣。本課程團隊及江蘇大學馬海樂教授團隊在中國大學MOOC、學堂在線等平臺開設了食品機械與設備課程在線課程，很大程度豐富了教學資源并取得了一定的教學效果。然而，MOOC線上教學模式也存在弊端，如線上教師不能與學生進行有效的互動和交流，學習過程自由度太大，學生缺乏教師的監督及引導，學生無法及時反饋學習中遇到的困難和問題，不能有效地督促學生在規定時間內完成相關學習內容，無法保障教學效果。

1.3 實驗教學效果不佳

實驗是食品機械與設備課的重要組成部分。學生通過實驗可掌握食品機械的主要結構、工作原理及操作要點，但由于實驗儀器設備臺數有限，很難保證每個學生都有操作設備的機會，實驗學時少和教學條件有限進一步限制了學生接觸和學習更多設備的機會，實驗教學并未取得很好的教學效果，難以激發學生學習的積極性。因此，學生在課前通過線上觀看設備動畫及實驗的虛擬仿真將有助于實驗課的學習和掌握。

2.改革與措施

食品機械與設備課程主要包括食品中常見設備的內部結構、工作原理、操作規范等內容，是實踐性很強的一門課程，要求學生能將理論知識與實際生產結合起來。本課程主要包括理論課和實驗課兩部分組成。因此，對于混合式教學的改革和措施也分兩部分組成。

2.1 理論課混合式教學模式實施

2.1.1課前學習

根據課程內容，課前一周發布相關視頻及相關學習資源，重點引入機械設備結構、原理及實際應用過程的視頻資源或三維動畫，增加學生對相關知識的感性認識。同時，發布課程內容的重點和難點，并布置思考任務，通過線上測試檢驗學生預習效果。教師及時根據學生回復將相關疑問反饋給學生，進行網上促學和教學，同時根據學生反饋數據合理針對性的制度課堂教學內容。

2.1.2課堂學習

根據課前學習中學生反饋情況，梳理學習中面臨的重點和難點，重點講解學生在學習中遇到的難點和解答學習中遇到的困惑，使學生快速掌握課程內容；課程上進行隨堂測驗，檢驗學生對課堂知識的掌握程度。同時，將機械設備的結構和工作原理通過線上線下進行講解和擴展，使學生充分了解和掌握相關機械的知識，豐富相關設備的應用場景及實際生產過程中的應用。

2.1.3課后復習

課堂上對重點知識內容布置課后作業，作業習題從每章題庫中隨機抽取，并和線上視頻教學內容緊密相關。教師課后督促學生認真完成課后作業，在線上作答并進行打分，每人有兩次作答機會，以最高分作為最終成績。同時開展討論環節，鼓勵學生說出課堂中不清楚或沒掌握的內容，線上展開討論，提升大家參與的積極性同時解決學生課堂中存在的問題。此外，開展一些拓展性訓練項目，如根據生產實際設計生產線并進行設備選型，提高學生學以致用的能力。

2.2 實驗課混合式教學策略

2.2.1線上資源建設

線上資源主要包括動畫、視頻及虛擬仿真，教師應充分挖掘和收集目前網站上的各類設備動畫和視頻資源，保證與實驗教學內容的無縫銜接。教師應留意收集實際工廠生產過程中的各種視頻，可根據實驗內容對再制作視頻素材以滿足教學的需求。同時，教師不斷更新視頻內容，將最新的設備相關的研究信息及時補充到教學之中。教師也可通過事先錄制教學視頻，課前發布給學生，讓學生在課前進行預習，提高教學質量。此外，可開展虛擬仿真實驗，將抽象的教學內容變得更生動直觀。

2.2.2線上+線下有機結合

學生通過課前預習線上資源，可對實驗內容有基本的了解和認識。實驗前，教師應根據實驗內容，合理安排時間，配備線上學習內容，要求學生在規定時間內對實驗中設備的機構、工作原理、使用范圍、操作規范有一定的了解，同時及時收集學生在預習過程中存在的難以理解的內容，在線下實驗課時進行針對性的重點講解或操作。也可以利用虛擬仿真軟件練習實驗操作，了解操作過程注意事項，為線下實際動手操作提供參考。通過這種線上+線下的教學模式，可融合多方資源，利于學生對實驗內容的理解和掌握，提高教學質量。

2.3 混合式教學評價體系

為了讓食品機械與設備課程質量評價體系更加科學合理，應設置多種考核方式，減少單一評價方法導致成績兩極分化現象的發生。根據混合式教學特點，課程評價體系包括形成性評價和總結性評價，分為線上學習考核（40%）、線下課堂考核（10%）和線下終極考核（50%）三個部分。

線上課程考核（40%）由視頻學習（30%）、課后練習題（20%）、線上討論（2 0%）和期末測驗（30%）四部分組成，如表1所示。視頻學習成績主要有觀看視頻時間和視頻個數計算，學習時長和觀看視頻個數均影響最終得分，此種考核方式可以有效防止拖到視頻進度條或重復播放視頻現象的發生，保證學生視頻學習的質量。課后練習題根據每節課后布置練習題的平均成績進行計算。線上討論根據學生在討論環節的表現進行打分并計算總分，線上期末測驗則是有測試的原始成績與對應權重相乘后得到。在課程結束后對每個學生的線上考核成績進行匯總統計。

表1 線上課程考核評價標準

線下課堂考核（10%）主要包括上課考勤（20%）、課堂討論（30%）和課堂測驗（50%）三部分。教師根據以上三部分進行打分，課程結束后匯總。線下終極考核（50%），采用閉卷考試的期末考試。

2.4 混合式教學改革成果

混合式教學改革成果顯著，學生在課堂學習積極性和主觀能動性得到明顯提升，學生對知識的掌握程度更加牢固，分析和解決實際工程問題的能力得到了提高。教學成績優秀率比傳統教學方法有顯著提高，不及格率顯著降低，學生對教學內容和形式的反饋良好，取得了較好的教學效果。

結語

食品機械與設備是食品專業的核心課程之一，針對當前線上線下混合式課程教學中存在的問題，通過在理論課、實驗課混合式教學方法和評價體系進行探索和應用，在教學質量上得到了明顯提升。但在今后的教學中，還要根據實際情況，持續改進和完善，進一步提高教學質量。