工程教育專業認證背景下“食品工藝學”教學模式創新與評價

張麗，梁建蘭，鄧源喜，宋麗軍*

1.河北科技師范學院食品科技學院（秦皇島 066600）；2.蚌埠學院食品與生物工程學院（蚌埠 233030）

工程教育專業認證（簡稱專業認證）的3個核心理念，即學生中心、成果導向和持續改進[1]。其中，學生中心是宗旨，成果導向是要求，持續改進是機制[2-3]。專業認證對促進各院校和專業辦出特色，加強高等工程教育與工業界的聯系，以及提升我國高等工程教育的國際競爭力具有重要意義[4]。

“食品工藝學”是食品科學與工程專業的主干必修課。課程運用化學、物理學、生物學、微生物學和食品工程等基礎知識，研究果蔬、糧油、肉品、蛋品及水產品等食品資源利用和生產的原理、工藝流程和操作要點等，以實現生產合理化、科學化和現代化食品的學科[5]。課程對學生工程知識、問題分析、設計/開發解決方案以及使用現代工具等知識和能力的培養具有重要作用。

在專業認證背景下，對“食品工藝學”課程教學模式與評價勢在必行。對課程的教學目標、教學方法，對畢業要求的支撐、評價方法，以及持續改進等各個環節進行改革，以滿足專業認證的要求，為培養高素質工程人才提供借鑒。

1 課程教學中存在問題

“食品工藝學”的前期課程主要包括“食品微生物學”“食品工程原理”“食品化學”“食品加工機械與設備”“食品生物化學”等專業基礎課程，為后期的畢業設計和畢業論文奠定基礎[6]。教學實踐表明，課程傳統教學模式傾向于解決線性、靜止和封閉問題的科學模式，教學設計注重學科的需求，而在一定程度上忽視專業的需要[7]，這與專業認證理念相悖。

因此，傳統教學模式對國家、社會和用人單位等外部需求只能“適應”，而難以做到“滿足”。具體表現在：教學方式還是傳統的以教師為中心，學生只能被動地接受教師的教學安排以完成知識接收過程；食品加工的新技術、新設備和新成果不能及時編入教材，課堂教學與行業發展脫節；現有評價方式將“教師與學生”“學生與學生”之間的關系分隔，嚴重阻礙了不同教學參與人之間的和諧互動；現有教學方式將知識結構分割成若干個知識單元，弱化了不同知識的關聯性，導致學生的學習“只見樹木、不見森林”，難以達成頂峰能力（成果）[8-9]。

2 改革措施

專業認證強調以學生的學習成果評價教學效果，從而反向指導畢業要求、培養目標、課程設計、教學方法、評價方法等過程，由學校和授課教師針對不足之處提出改進方案并持續改進[2-5]。基于此，對“食品工藝學”課程改革的步驟和措施進行詳細闡述。

2.1 課程目標的重構及對畢業要求的支撐

“食品工藝學”的研究內容可歸納為：研究利用現有食品資源和開辟食品新資源的途徑和方式；探索食品生產及貯運銷過程中腐敗變質的原因及控制措施；改善食品包裝，提高食品保藏品質，創造新型、方便和特需食品；以提高產品質量和降低成本為目標，科學地研究先進的食品生產組織和方法等。

課程目標是整個教學過程的起點，與畢業要求和專業培養目標密切相關[2-4]。因此，根據我校食品科學與工程專業課程體系對畢業要求的支持關系矩陣，課程主要支撐專業認證體系中“工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、使用現代工具”4個畢業要求中的4項指標點。教學目標與畢業要求指標點對應矩陣如表1所示。通過該矩陣，明確學生學習“食品工藝學”課程應具備的各項能力，為教學模式的改革明確方向。

表1 課程目標與畢業要求指標點對應矩陣

2.2 基于目標達成的教學模式改革

在明確課程目標與畢業要求對應關系的基礎上，通過教學環節的設計和創新，保證課程目標得以達成是教學改革的核心[4-6]。

2.2.1 課前教學

根據教學目標，在課前1周左右發布明確的導學任務，線上平臺發布課件、教學三維動畫、視頻和測試題等相關資料，學生填寫“課前學習反饋表”，對學習過程中的待解決的問題進行反饋。如針對“果蔬汁加工”的導學任務：使學生明確果蔬汁的分類、工藝流程、操作要點、關鍵單元操作、品質影響因素及其劣變控制措施等，使學生建立對果蔬汁加工工藝的直觀認識。教師根據“課前學習反饋表”，明確教學重點和難點，有針對性地制定教學方案。

2.2.2 課堂教學

2.2.2.1 強化課堂教學

針對“課前學習反饋表”及教學目標，對內容體系進行串講，對學生反饋的重點和難點歸納總結和重點講解，實現線上線下的融合。如在講解液體食品輸送單元操作時，引出離心泵是該單元操作的主要設備；擴展至泵殼“窩形殼”的特殊構造對實現液體食品長距離輸送的重要性；闡明離心泵操作過程中氣縛和氣蝕等異常現象產生的原因；引出離心泵的類型、參數與物料特性、適用場合和操作注意事項的關系。在使學生理解和掌握食品加工基本單元操作的同時，擴展至相關設備，提升學生對工程知識掌握的層次。

2.2.2.2 教學形式靈活多樣

“食品工藝學”課程具有知識體系繁雜和工程適用性強等特點。單純地通過語言講授、圖片展示等難以明確食品加工的具體流程和各個單元操作的銜接方式。案例教學法是食品專業課程學習中不可或缺的環節。通過理論知識與實際應用的緊密聯合，在激發學生興趣的同時，可提高學生對工程實踐應用的認知水平[10-11]。課程涉及案例主要有2種，即趣味型案例和拔高型案例。趣味型案例可引起學生興趣，提高其主動學習知識的積極性；拔高型案例可引導學生深入學習和思考，為后續的職業發展和工程實踐奠定堅實基礎[11]。

如在牛奶加工工藝的講授過程中可先提問：市售牛奶與兒時記憶中的牛奶相比是否風味不再香醇？其原因是什么？在電視和網絡中，見過哪些關于牛奶的新技術或新名詞？就此與學生互動，并在后續講授中過渡到牛奶生產工藝流程中重要的單元操作，包括標準化、均質、殺菌等。知識點過渡堅持由簡到難、層次分明、錯落有致，讓學生在學習的過程中感受到專業的樂趣。

拔高型案例主要涉及需要學生重點掌握和深入理解的知識點[10]。如在講授食品分離單元操作時，可采用案例教學法。以奶粉生產為例，通過觀看視頻，讓學生充分了解奶粉生產的工藝流程和要點，明確碟片式離心分離機是奶粉生產中實現“固液分離”和“液液分離”的核心。針對全脂奶粉和脫脂奶粉生產工藝的差異性，明確分離型碟片式離心機主要用于分離固相（雜質）和液相（牛奶），從而適用于全脂奶粉的生產；而澄清型離心分離機主要用于分離輕液相（乳脂肪）和重液相（水），從而適用于脫脂奶粉的生產；在系統學習基礎上指導學生復現全脂和脫脂奶粉生產流程，并進行設備參數選型和配套訓練，并適當擴展至果汁、乳飲料等生產過程，強化學生工程思維，為解決復雜工程問題奠定基礎。拔高型案例還包括目前食品加工業領域的熱點問題、新技術、新產品及未來發展趨勢等。如非熱殺菌技術（脈沖磁場殺菌技術、超高壓殺菌技術、脈沖電場殺菌技術等）與食品品質及保藏期的關系、食品微波加工技術及其加工產品的特性、市場定位，傳統發酵食品與食品生物制造等。

2.2.2.3 加強實踐教學

改革和完善實驗內容是實驗教學改革的重點[11]。近年來，國內外食品加工業科技發展迅猛，為培養具備解決復雜工程問題能力的專業化人才，需設置能夠滿足工程化需求，能夠體現現代食品工業發展趨勢的應用性、綜合性實踐教學內容[12]。

可指導學生進行市場和網絡調研，根據調研結果提出實驗設想，進而通過查閱和分析資料，設計包括原料、儀器、耗材、工藝、操作要點、人員安排等整套流程，針對各小組在整個實驗過程中的綜合表現進行評價。諸如此類的設計型實驗，整個實驗過程都由學生獨立完成，教師只負責指導，明顯激發學生發現問題、解決問題的能力，有助于培養學生工程實踐能力。還可適時開展虛擬仿真實驗、綜合實訓、企業觀摩與實操等多個層面的實踐教學。通過綜合實訓和虛擬仿真實驗，掌握不同類型設備在食品生產全流程中的作用和配套方式。通過企業觀摩與實際操作，加深學生對課堂教學內容的理解。如可通過對紅葡萄酒和白葡萄酒的生產車間的觀摩，與學術探討氣縛和氣蝕現象發生的原因、判別方法及避免措施。同時，使學生理解食品工業化生產流程，促進理論與實際的有機結合；在此基礎上理解不同單元操作的作用、操作方式及其與特定食品生產工藝的適配方法等[10-12]。

2.2.3 課后拓展

在“中國制造2025”和“工業4.0”大背景下，食品工業得到不斷發展和完善，大量新技術、新產品和新應用不斷涌現。僅局限于教材內容，勢必會出現與產業脫節的問題。因此，如何優化課程內容，密切聯系產業發展是培養具有現代化和國際視野的工程人才的重要保障。教師需對章節和內容進行適當優化，整理能夠代表行業發展趨勢的新技術和新設備并進行重點講解，如食品3D打印技術、非熱殺菌技術、食品工藝智能控制技術等。實時更新線上教學資源，指導學生通過線上平臺、專業網站等了解最新的產業發展動態和未來趨勢。適時邀請行業專業和優秀生產從業人員開展專題講座，拓寬學生知識層次。與專業技能訓練、實習實訓、專業學科競賽等教學活動進行有機銜接，進一步培養學生解決復雜工程問題的能力。

2.3 考核與評價方法

合理的考核手段是考察課程目標是否實現的核心[5-6]。建立客觀、全面的教學效果評價體系，既有利于教師及時獲得反饋信息，促進教與學的持續改進，又有利于激發學生學習的主動性，提高教學效果。課程建立基于過程考核和終結考核的多元評價[6-8]，課程目標達成情況考核與評價方法見表2。

表2 課程目標達成情況考核與評價方法

由表2可知，課程目標達成情況考核與評價方法主要包括線上評價模塊、課堂評價模塊、終結評價模塊（實驗和課程設計、期末考試）和創新能力評價四部分組成。線上模塊占比為10%，包括線上測試、虛擬仿真練習和線上研討等；課堂評價模塊占比為20%，包括作業、主題討論和綜合設計等；終結評價模塊占比為60%，包括實驗、課程設計和期末考試等；創新能力評價模塊主要包括學生綜合創新能力測試，占比為10%。

2.4 持續改進

持續改進是專業認證的核心理念之一，也是保證畢業目標得以實現的關鍵步驟[9-10]。

由圖1可知，課程采用多元化評價體系，可在整個教學過程中對學生的學習情況進行實時評價。在完成課程目標達成評價程序基礎上，進一步實施指標點評價和畢業要求達成度評價，將評價結果用于持續改進。具體評價流程：專業負責人根據各支撐課程數據，填寫《畢業要求達成度計算表》，根據結果分析原因。專業負責人和教研室主任出具最新一期的《畢業要求達成度評價報告》，提交學院和學院專業教學指導委員會審核，形成最終改進方案。進而對教學過程的不足之處進行持續改進，不斷提高教學質量，保障課程目標對畢業要求的充分支撐。

圖1 課程目標對畢業要求指標點達成度評價機制

3 結語

“食品工藝學”是食品生產的載體，是實現食品工業標準化和健康化發展的重要支撐，對我國經濟發展和人民生活水平的提高具有重要作用[12-13]。因此，“食品工藝學”課程具有顯著的工程屬性。在課程教學過程中，通過合理的教學方式，始終貫徹以學生為中心的工程教育理念，積極調動學生學習的積極性和主動性。同時采用多元評價體系，全面考核學生學習效果，促進從質量監控向持續改進轉變。在實現課程教學目標過程中，培養學生利用食品工藝學相關專業知識分析、解決復雜工程問題的能力，為食品科學與工程專業培養目標和畢業要求提供堅實支撐。