基于成果導向教育理念重構“食品工廠設計”課程教學

肖功年，楚秉泉，袁海娜

（浙江科技學院 生物與化學工程學院，浙江 杭州 310023）

浙江科技學院為教育部應用型高校聯盟盟主單位，長期注重高層次人才的培養。“食品工廠設計”在浙江科技學院開設已有20多年歷史，針對應用型人才培養，老一輩的教師為本課程的建立和發展注入了辛勤的勞動和汗水。經過大家的努力已經建立起了一支師資力量較雄厚、學術思想活躍、結構合理、具有奉獻精神和團隊精神的教師隊伍，歷年來也一直探索和深化高層次應用型人才培養，一直探索把成熟的技術和理論應用到實際的生產、生活、文化方面。簡單來說就是“心里有做事（從業）的套路、眼睛能看到事情去做、手上有做事的技能”，它的特點是有著比較深厚的科學基礎理論，逐步貫徹學院“實學實效”的應用型人才培養的課程設計。“實學實效”是浙江科技學院生物與化學工程學院在十多年的教學工作實踐中，創新性地提出和實踐了的近化類工科教學重要理論之一。“實學”是學習實際和實用的學問，學用一致，為社會服務，學貴適用，學貴實效，“實學”是過程，“實效”是目標。“實學實效”的核心是實事求是，提倡求實求是，主張實踐實行［1-3］。

近年來，生物與化學工程學院在應用型人才的培養方面更上一層樓，食品科學與工程、制藥工程、生物工程等專業相繼開展專業認證，以成果導向教育（Outcomes-Based Education，簡稱OBE）［4］探索與實踐“食品工廠設計”課程的改革，通過教學與學習等教育系統中的一切集中圍繞著學生在畢業時應取得的成果去組織、實施和評價。通過工廠設計將整個課程體系有機地結合起來，將教育過程放到食品工廠工程領域的具體情境中，讓學生以主動的、實踐的方式參與到各個教學環節，強調課程學習要與項目設計相結合，培養學生的綜合實踐能力。

一、基于成果導向教育理念頂層設計“食品工廠設計”教學大綱

“食品工廠設計”教學大綱是教學活動的綱領性文件［5］，要根據工程產業特點進行課程設計，原先以教材為依據，圍繞教學內容，描述在規定的學時內所需講述的課程知識，課程自成體系，課程的目標是掌握知識，強調知識的完整性。而基于成果導向教育理念的教學大綱以食品與科學工程專業畢業要求為依據，圍繞課程目標進行設計。課程目標注重能力的培養，教學大綱強調教學是否完成課程目標，課程目標是否能夠對畢業要求提供支撐［6］。根據成果導向教育理念，食品與科學工程專業針對高素質應用型人才培養，經過多年實踐，明確“食品工廠設計”課程要支撐以下幾項畢業要求：（1）能運用工程基礎及食品科學與工程專業知識，設計、比較和優化食品工程裝備、工廠設計等復雜食品工程問題的解決方案；（2）能夠就復雜食品工程問題，開發或選用合適的現代工具，進行模擬和預測，并能對其在工程實踐中的局限性進行綜合分析；（3）能夠在食品工程實踐中關注并體現“三廢”處理、農業資源綜合利用及安全防護，能夠基于環境保護和社會可持續發展理念，分析評價復雜食品工程問題解決方案；（4）能夠在多學科背景下，針對食品工程問題解決方案，運用工程管理和經濟決策方法。

二、教學實踐與探索

根據OBE工程教育理論，結合“實學實效”理念，根據食品科學與工程專業的實際情況，教師進行了教學改革實踐與探索，制訂了適合食品科學與工程專業學生的教學改革方案。

（一）重視反向問題設計教學，教學項目貫穿教學始終

OBE是能力導向的，實施的原則之一是“自頂向下，反向設計”。“食品工廠設計”這門課程服務于工程、產業部分，設計相關問題。例如，有的企業家追求生產環境，將食品工廠建在山區，四面環山，會出現什么問題？讓學生掌握廠址選擇的要領，引導學生對其在工程實踐中的局限性（動力電配置、水處理設備、蟲害控制、鍋爐等）進行綜合分析，如廠房霉斑問題，針對性地提出在設計中需要注意的事項。食品工廠設計主要解決六個方面的問題：（1）建廠原因（市場、資金、成本、效益）；（2）生產什么（品種）；（3）生產多少（規模）；（4）生產地方（廠址選擇、土地、環境）；（5）誰來生產（人員）；（6）怎樣生產（原料、設備、廠房、能耗、環保）。

在創業項目“我想做某食品工廠老板”虛擬情景下，生產工藝、產品特色、營銷手段、公司未來愿景等要素以多媒體形式呈現設計中出現的問題，結合食品生產良好規范進行闡述。為了培養學生的解決復雜工程能力及創業能力，最終選擇一個來自企業的教學項目“啤酒工廠、酸奶工廠、飲料工廠等設計”貫穿教學始終，對學生進行技能與素養的訓練。

（二）以學生為中心教學，激發學生學習的主動性

OBE是以學生的學為中心，要讓學生主動學，要有技巧地激發學生學習的主動性。以學生為中心關鍵在于如何設計、如何實踐以及如何檢驗。在教學改革中教師主要通過以下手段來激發學生學習的積極性［7］。

1.頂層設計，明確學習目的。通過部分工廠的實際情況，展示復雜食品工程問題，學習完后需要能提出工廠設計問題的解決方案。教學剛開始重要的是把教學項目展示給學生看，讓學生清楚知道這門課程學完之后自己能夠達到什么樣的水平，做出什么樣的項目［8］。

2.收集歷年畢業后從事食品產業的創業者和長期產學研合作單位的案例，展示以往的初步設計圖紙給學生看，結合創業成功學生的案例，增強學生學習的信心。這樣做可以讓學生更加清楚學習目的，尤其是家里辦企業的學生必須有深入的思考，激發學生的學習興趣，讓學生明白這門課程并不困難，也不會枯燥無味。

3.工廠設計匯報。除教師提出的“日產50噸風味發酵乳”工廠設計外，學生可根據自己的特點選擇不同類型食品工廠設計，可結合親戚、朋友等的投資意向，選定地方特色資源為原料設計，參考相關成熟工廠的設計經驗，培養和提升學生的設計能力。課前PPT演示告訴學生這門課程學習完后，優秀的代表在全班同學面前展示匯報自己的食品項目，闡述如果自己是老板，以公司未來愿景設計的工廠作品，參照“大學生挑戰杯”、“互聯網+”創業項目模式進行點評。讓學生珍惜鍛煉機會，在大學生活中有機會在同學面前展示自己，獲得教師的指點與同學的認可是很難得的體驗，也為自己創業就業提供一種全新的思路。

（三）教學內容應圍繞課程目標進行

針對應用型學生的培養，“食品工廠設計”對政策性、經濟性和工程技術性的要求都很強，教學不能拋開知識點的學習，知識點的學習要圍繞課程目標進行組織，課程目標跟隨知識點的進度而進行。如物料衡算、設備選型這些知識點學習完后，要求學生能運用工程基礎及食品科學與工程專業知識，設計、比較和優化食品工程裝備、工廠設計等復雜食品工程問題的解決方案；在學生完成環保章節的學習后，要針對擬設計工廠關注并體現“三廢”處理、農業資源綜合利用及安全防護，能夠基于環境保護和社會可持續發展理念，分析評價復雜食品工程問題解決方案；在學生完成技術經濟分析章節后，能夠在多學科背景下，針對食品工程問題解決方案，運用工程管理和經濟決策方法：堅持課程學習與課程目標緊密結合。

（四）以成果為導向，注重學生學習能力的培養

“食品工廠設計”注重學生學習能力和團隊協作能力的培養。工廠設計系統較為復雜，選擇學習能力較強的學生，課外牽頭實施創業項目工廠設計，每個班級都會有個別學生因為興趣在學習上特別突出，還需要注意鼓勵該學生的團隊意識，作為項目負責人，主動幫助同學克服學習困難。在“食品工廠設計”教學策略中，建立知識、能力和技能的關聯，注意科學利用“同化—順化—同化”認知機制的作用，讓學生從淺易學習達到深度理解，最后達到遷移應用乃至創造性應用的效果，從而實現“實學實效”的目的。作為主講教師，要力求與產業結合緊密，浙江科技學院作為典型應用型高校，近年來從企業中引進了一批具有豐富工程經驗的教師，對學生設計提供堅實保障。

（五）充分利用信息化教學資源，發揮教師的主導作用，提高教學效率

教師通常采用啟發式、案例式教學，但是培養出來的學生認知還是十分抽象，不知如何動手，從而導致學生在企業中“學而無所用”。例如，在工藝設計中以FLASH的方式展現在學生面前，直觀、易懂、生動、形象，減少文字描述，以最精簡的語言表述最充分的含意。運用FLASH先進手段對關鍵工藝進行講解，使學生達到“實學”的效果。以課程中的多媒體教學嬰幼兒配方乳粉FLASH為例，可用于調制乳粉、中老年奶粉等多種粉態食品的加工，在FLASH圖中，學生可以身臨其境體會加工中的每一個細節，視頻中擠奶、收奶非常生動，引出奶的驗收指標，各種物料配料結束后，物料通過高壓泵輸送均質機，0.1毫米的縫隙液體粉碎，把原料乳和配料里的大顆粒擠碎，使得脂肪球均勻地分散，形成穩定體系。采用降膜式蒸發濃縮除去約60%的水分，然后引入DSI動畫，泵入噴霧干燥室霧化成10～20微米的乳滴，瞬間加熱干燥成奶粉，外置流化床噴涂卵磷脂干燥，通過FLASH加工流程一目了然。整個FLASH流程清晰，重點講解產品要求，使學生身臨其境。教師要鼓勵學生利用網上優質的食品工廠宣傳的視頻資源，同時教師在與企業合作教學的過程中也要圍繞學生的需求篩選一些在線資源，比如奶牛養殖如何控制原料的安全性，按需要的時間順序提供給學生。線上資源既可以方便學生充分利用零碎時間進行學習，還可以開闊學生的視野。“互聯網+”教學是互聯網時代的產物，作為一名應用型教師應積極融入時代洪流中，利用在線課程平臺，精心篩選優質資源，發揮教師在工廠設計教學中資源主導的作用，著力營造優秀工廠項目學習的氛圍，從傳授知識到引領學生學習工廠設計項目，完成新時代教師角色的轉變，也就是學生為主體，教師起主導、指導和引領、督促的作用。

三、結合目標達成度基于成果導向教育理念的課程考核探索

基于OBE的教學考核是檢驗學生在教師教學作用下的學習成果［9］。為了促進學生綜合能力的提升，“食品工廠設計”課程教學組對課程考核方式進行了改革，以學習目標為導向設計課程考核體系。將平時成績和大作業成績改為關注過程性考核和形成性考核兩個部分，關注學生創新能力、協作能力的考核［10］。為了避免以過程性考核成績作為一門課程考核的隨意性和爭議性，考核分為平時考核和結課考試，平時考核占總成績的30%，主要包含課堂考勤、項目完成情況、作業完成情況和課上學習情況幾個部分；結課考試占總成績的70%。最后兩個部分的成績之和作為學生的總成績。

結語

筆者在最近一屆的食品科學與工程專業學生中進行調查，以OBE理念為指導的項目式教學取得了更高的教學滿意度，學生通過課程學到了食品工廠設計的核心內涵，能夠分析食品產業的復雜工程問題；提高了學生的學習能力、創新能力與實踐能力，并且讓學生有信心與興趣從事食品技術相關的工作。經過教學實踐證明，相較于傳統的以內容技術為主注重知識結構的教學方式，基于OBE理念以學生學習為中心的教學改革激發了學生的學習興趣與學習的主動性，優化和深化了原有的“實學實效”體系，培養了學生的綜合能力，提高了教學質量。