基于IEET 認證的Capstone 課程教學設計與實踐

趙建芬，劉 釗，董 基

（肇慶學院食品與制藥工程學院，廣東 肇慶 526061）

中華工程教育學會（Institute of Engineering Education Taiwan，IEET） 成立于2003 年，2007 年成為《華盛頓協議》 （一項工程教育本科專業認證的國際互認協議） 正式會員。IEET 是國內首家受教育部認可的專業評鑒機構，通過IEET 認證，畢業生學歷將被會員國承認，擴大學歷適用區域，提升工程領域畢業生未來的發展。為提升教學質量和人才培養質量，提高學生就業競爭力，2018 年學校食品科學與工程專業接受并通過IEET 認證。

IEET 認證機制重在以學生學習成果為導向，并對照畢業生核心能力和教育目標，核心能力衍生自教育目標，是畢業時的學習成果，是學生未來獲得成功所必備知識、技能和素養的整體行動能力[1]。在IEET 認證中畢業生核心能力的評量是通過Capstone課程評價（直接評量） 及畢業生問卷調查（間接評量） 實現，且以直接評量為主，可見Capstone 課程在課程體系中的地位和專業人才培養中的作用舉足輕重。

1 “食品工程綜合實驗”課程與Capstone 課程內涵的有效契合

Capstone（頂石） 原意為建筑物最頂層與最后一塊石頭，以穩固建筑結構，使順利完工。衍生在大學教育的意義為學生最后、最巔峰的學習經驗，提供學生統整、深化四年所學的整合性經驗，使其學習能夠穩固完成[2]。Capstone 課程的關鍵在于讓學生團隊合作、動手做、整合所需，具有如下特點：①教師授課時間少，多數時間在指導學生，主要是學生自主動手做；②學生要分組，以團隊方式進行，非個人參與；③目的主要不在學習新知識、新技能，而在于整合過去所學（嘗試解決問題）。

“食品工程綜合實驗”是一門專業實踐必修課，整合了8 門專業課程（包括理論課及其對應實踐課），這些被整合的課程有各自所對應的核心能力，總整起來，就能對應全部（8 項） 畢業生核心能力（見表1），通過綜合運用整合課程的相關知識與技能（見圖1） 養成專業能力和專業素養。因此，可以用這門課來驗證畢業生核心能力達成度。

圖1 Capstone 課程整合的課程及相應的專業知識技能

表1 食品科學與工程專業畢業生核心能力

食品科學與工程專業畢業生核心能力見表1，Capstone 課程整合的課程及相應的專業知識技能見圖1。

課程共64 個課時，由2 位教師主講，1 位教師輔助，小班上課，4～6 人/組，內容涉及5 個實驗，全部以項目的形式組織實施。每個實驗項目對應一類食品產品，以每種食品生產工藝流程及檢測為主線，強調每一產品的配方、加工步驟、生產環節、設備使用，重視產品質量檢驗和控制，加強以團隊形式解決實際問題能力的訓練，強化學生工程意識的培養。實驗過程充分體現不同學科知識點的交叉融合[3]和不同學科技術技能的銜接貫通。由此可見，“食品工程綜合實驗”與Capstone 課程的精神內涵及基本特點（特別是整合性） 均十分匹配。因此，經學院食品科學與工程專業組、IEET 工作委員會商討，確認以“食品工程綜合實驗”為食品科學與工程專業的Capstone 課程。

為保證Capstone 課程教學質量，提高教學成效，必須確定清晰的課程教學目標和進行合理有效的教學設計。

2 Capstone 課程教學設計

2.1 Capstone 課程教學設計思路

基于工程教育認證的理念“學生中心、成果導向、持續改進”，Capstone 課程教學設計思路：課程支撐畢業生核心能力- 課程教學目標- 教學設計-教學設計實踐應用- 實踐效果- 反思改進。首先，基于課程支撐的畢業生核心能力確立Capstone 課程教學目標，在課程教學目標的指引下進行教學內容設計和教學活動設計（包括教學方法和課程評價的設計），最后是教學設計應用和修正。

2.2 Capstone 課程教學目標設計

教學目標是課程設計的核心，影響著課程的整個發展過程。課程目標以畢業要求（即學生畢業時的學習產出） 為導向[4]，根據Capstone 課程支撐全部畢業生核心能力，設計課程教學目標：整合多門課程，綜合運用過去所學知識、技能來設計、生產某一食品產品并對產品質量與安全進行評價，培養學生工程實踐能力和團隊協作精神，具有解決復雜食品工程問題的能力；同時，把課程教學目標細化為幾個子目標（見表2），通過可操作性子目標的達成，促進課程教學目標的實現。

表2 Capstone 課程教學活動設計

2.3 Capstone 課程教學內容設計

核心能力的實現依托于課程目標的達成，課程目標決定了課程教學內容，教學內容設計是課程教學設計的基礎。在教學內容選取上，①具有代表性。教學內容包括5 個實驗項目，每個實驗項目就是完成一種食品產品加工和質量評價，產品加工和質量評價所需知識、技能應具有專業代表性。②具有可行性。現有環境條件能滿足課程所有實驗項目的要求，包括儀器設備的型號、臺套數量，實驗場地的面積，材料試劑的支持及師資力量等。③具有綜合性。這些食品加工過程就是把過去所學單元知識、技能進行相關、整合運用的過程，使原料最終成為產品，像拼圖一樣，把各小塊有序地拼接在一起，形成完整的圖。④具有實用性和開放性。食品種類既有指定的，又有自選的，指定的包括果酒（如發酵酒、蒸餾酒）、保健食品、蛋白飲料，符合廣東食品種類特色，為地方食品企業所需，貼近企業實際生產，實用性強；自選的食品讓學生根據自己的興趣而定，即使是指定的食品種類，學生也可以自選品種或者開發新品種（如果酒），可選李子酒、葡萄酒、楊梅酒、獼猴桃酒等。⑤具有工程性。所選食品的生產和檢測需要現代化、系統化食品加工技術及工具來完成，工程性強。

2.4 Capstone 課程教學活動設計

教學活動是學生完成學習任務、解決問題的過程中的行為，貫穿于整個教學過程，是課程教學設計的關鍵和重點。在課程教學目標指導和引領下對教學環節、教學方法和課程評價等教學活動設計進行分層和細化，且把課程核心能力的養成分配到各教學活動中。

Capstone 課程教學活動設計見表2。

教學活動采用分層設計，分為3 個教學環節：下達任務- 組織實施- 成果展示。每個環節對應著具體的內容、教學方法、評量方式與權重。Capstone課程評量采用過程評價和結果評價并重的模式，利用評價量規（Rubric） 來達成。課程教學評價設計有多個評價量表，實驗預習報告、實驗報告、實作成品、實驗過程、口頭匯報過程等都有對應的評價量表，整合每個教學環節評價量表，獲得Capstone 課程對核心能力達成度的綜合評價。

3 Capstone 課程教學設計實踐應用與成效

3.1 Capstone 課程教學設計實踐應用

課程目標的達成需要通過有效組織和實施課程教學來實現，根據Capstone 課程教學內容（5 個實驗項目） 和安排，教學過程按教學環節順序進行。①下達任務環節，根據教學內容，把實驗項目分派給各小組，提出每個實驗項目的具體要求和目標，同時把課程評價量表發給學生。啟發、引導學生查找資料、搜集信息、整合資料（對查找資料的閱讀、學習、研究、討論），最終形成實驗方案并以實驗預習報告的形式提交。這是一個引導學生自主學習的過程，在任務驅動下學生可采用線上線下混合式學習法，通過網絡學習平臺、學習APP、網絡圖書館查閱資料，也可以采用線下教材、參考書、筆記本、教師提供的案例素材等查找資料。學生充分利用學習資源，實現個性化自主學習。同時，學生根據這一環節的Rubric 進行預習效果自我評價，知道不足，確定實踐課時需要解決的問題，使學習目標更明確，提高學習效果；教師通過預習報告，根據Rubric，檢視相應核心能力的達成度，對學生預習效果進行評價。②組織實施實驗環節，包括實驗的具體操作和實驗報告的撰寫。這個環節是重點，與全部核心能力養成相關，是實驗方案轉化為實踐指導的過程，不講基本知識點、不講基本技能，重點指導學生對知識、技能的綜合運用，解決實驗中遇到的問題，最終完成食品產品的生產和質量評價，是一個拼圖式學習的過程。實驗過程：

該過程對學生工程意識和工程實踐能力的養成至關重要。學生通過產品的制作和評價，掌握整體性和工程化的思維方法，學會用工程的觀點思考問題，如在應用果酒生產線生產葡萄酒時，引導學生對葡萄品種選擇、葡萄前處理、發酵罐清潔滅菌處理、主發酵、后發酵、陳釀、穩定性處理、檢測、包裝等各個環節與工廠實際生產的具體狀況進行比對分析，從而掌握實際釀造過程需考慮的問題。此外，在這個過程中會遇到一些實時性問題或個性化問題（如儀器故障、方法和技術問題、產品質量問題等），首選引導學生通過查找資料、研究資料和團隊商討解決，既能檢視學生知識技能的儲備及靈活運用的能力，又能訓練學生獨立思考和解決實際問題的能力。雖然，這一環節最終以實驗報告形式呈現，但在這個過程中，教師通過提問、行為觀察、實際問題的解決和產品質量評價等能實時判斷、把控學生的學習成效。

3.2 Capstone 課程教學設計實踐成效

Capstone 課程教學設計在2018 級和2019 級食品科學與工程專業176 位學生中開展教學。經過兩輪的實踐，取得了一定的成效。①明確課程目標、課程支撐核心能力，為課程教學指明了方向；②Rubric運用于課程教學的各個環節，完善了Capstone 課程考核評價體系；③激發學生學習興趣，積極參與課程并養成自主學習的習慣；④學習成績綜合評價較往屆高，較好地實現課程教學目標，助力全部核心能力的達成。具體表現為：①食品產品質量評價升高，食品品種多樣，個性化食品的數量和質量均較以往高，表明學生工程意識、工程實踐能力及創新能力提高，樂于接受食品的多元化；②引用的參考文獻比較新、外語文獻數量增多，收集的資料信息針對性強，表明學生能充分利用信息平臺，較好地掌握信息處理技術；③課程教學各環節都能有效暢順完成，特別是實驗實施環節，均能在規定時間內完成食品的加工和檢驗，表明學生團隊協作能力和解決實際問題能力增強；④書面實驗報告撰寫規范，口頭匯報時邏輯清晰，回答問題時簡明到位，表明學生交流溝通能力、書面和口頭表達能力均提高。此外，學生在實驗中也表現中責任擔當，會考慮到食品加工保藏、質量與安全與社會資源、環境保護、健康、法律、文化等相關關系。

4 Capstone 課程設計反思與修正

IEET 認證特別強調對學生工程實踐能力的培養，要求學生需具有解決復雜工程問題的能力。因此，在課程教學設計時重點把工程意識和工程實踐能力的培養分解到各教學環節中，在課程教學過程中也有意識地引導學生關注工程現象，建立工程思維[3]。雖然學生解決復雜食品工程問題的能力有較好提升，但相比于其他核心能力的達成，其達成度偏低，也就是核心能力4 和6 為學生能力的短板，仍需加強之。為此教師采取一些改進措施：①調整教學策略。食品工程系統和食品工廠的設計及復雜食品工程問題的解決被列為課程教學重點和難點，以果酒生產線為載體，強化工程能力的訓練，助力核心能力4 和6 的養成；②優化教學活動。校內雖然有果酒生產線，但與工廠實際生產還有一段距離，教學活動中應增加到工廠參觀、學習的環節，幫助學生有效學習，企業也應積極參與人才培養過程；③改善教學條件。強化師資力量，提高“雙師型”教師的數量與質量，計劃引進餅干生產線，強化學生工程實踐能力的養成。這些措施的成效將在下一輪課程教學中得到驗證。

5 結語

Capstone 課程是大學教育最后一課，培養學生解決足夠廣度和深度實務問題的能力，為畢業后從事專業相關工作打下基礎，課程教學設計是一個反復的過程，需要迭代優化，而專業認證須長期經營，且重在持續改善、自我管理。在今后的教學中，將繼續秉承IEEET 認證的規范和理念，加強學生團隊協作精神與工程實踐能力的培養，努力提高Capstone課程教學目標達成效果，促進畢業生核心能力的養成，助力食品專業人才培養質量的提升。