基于项目化的“功能性食品设计与开发实验”课程改革实践

王顺民，季长路，徐继成，谢 丹

（安徽工程大学 生物与化学工程学院，安徽芜湖 241000）

“功能性食品设计与开发实验”是食品科学与工程专业重要的专业课实验，是在“功能性食品学”教学课结束后开展的一门专业实践课。其课程内容为：依据人体对各种营养物质的需求，通过在市场调查的基础上，依据相关药食两用材料的生物活性功能，结合功能性食品的设计原则，设计开发出各种具有生理活性功能的保健食品，并对其功能性加以评价。

在教育教学过程中，实践教学既独立于理论教学又与之相辅相成，是本科阶段培养学生动手能力的重要教学环节，通过这一环节可使学生学会基本实践方法并掌握操作技能而使之科研能力获得增强[1]，即通过实践教学激发和释放出学生内在的自我创新意识，使其创新思维获得培养，自我创新能力得到锻炼[2]。要想充分有效发挥培养创新人才的积极作用，实践教学必需拓展和延伸其教学功能，将工程创新能力赋予教学设计中，贯穿于整个实践教学训练的环节之中。为了培养食品专业大学生的创新能力、实践能力等解决食品领域复杂工程问题的能力。基于新工科与工程认证的背景并结合OBE 理念，以强化食品专业大学生解决复杂工程问题的能力培养为中心，对“功能性食品设计与开发实验”这一实践教学进行改革探索。以期提高食品专业大学生从事功能营养、特医食品研究等食品开发与创新过程中提供工程技术能力支持。

1 课程目标改革

“反向设计，正向实施”是成果导向理念的实施路径，是课程改革的操作指南[3]。根据“反向设计，正向实施”的OBE 理念，“功能性食品设计与开发实验”课程的任务是在完成课堂教学的基础上，通过市场调查、产品设计和相关产品的实验开发等，使学生获得功能性食品方面的研发与设计知识，使其在保健食品、新产品等产品设计及评价方面的能力获得有效培养和训练，从而能够支撑食品专业学生毕业要求中的相应学习成果指标点，使之达到目的。“功能性食品设计与开发实验”的课程目标如下：

（1） 课程目标之一。知晓和理解功能性食品即保健食品的概念，能够掌握功能性食品产品设计中的理论基础；能够将食品加工过程中的单元操作进行集成，并实施开发新产品，合理设计加工流程和方案、优化工艺路线、设备选型、质量评价等实际问题；能够针对复杂食品工程问题的多重影响因素，采用科学的实验方法，构建实验系统，安全地开展食品工程相关实验。

（2） 课程目标之二。掌握相关产品的市场调查、新的功能性及食品的设计原则、理论依据，相关药食原料的生理活性及活性成分分离提取技术；具备通过文献资料、法律法规的检索与查阅后进行新产品设计开发的能力；能理解新产品开发，新技术和新工艺应用的过程中存在的潜在对社会、健康、安全、法律和文化不利的影响，并根据掌握的专业知识能对其作出客观评价和理解，并能承担自身所担负的责任。

（3） 课程目标之三。掌握功能性食品开发的原理，具备合理选择食品原辅料，设计专用功能性食品；具备综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素进行食品新资源、新工艺、新产品研发与设计、初步技术改造与创新，能够在多学科环境中运用工程管理原理与经济决策方法分析解决食品工程实际问题；能作出客观评价和理解应承担的责任；具备文字撰写、编辑，团队协作和创新能力。

基于食品专业工程认证的要求，根据OBE 理念及新工科人才需求，按照“反向设计、正向实施”方法对“功能性食品设计与开发实验”进行课程改革。根据毕业要求内涵，确定课程教学目标，再依据教学目标构建教学环节、教学内容和考核方式。

课程目标与支撑的学习成果指标点的关系见表1，“功能性食品设计与开发实验”实践教学内容与课程目标的关系见表2。

2 实践教学方法改革

为激发食品专业学生自我学习兴趣和主动性，培养其独立思考能力及分析解决实际问题的能力，需要凭借创新实践活动，通过培养和训练使学生具备解决复杂工程问题的能力。采用项目形式的案例教学。通过典型案例可以实现简约化，把理论知识学习内容在同一个典型载体即案例中阐述出来，贯穿教学过程，实现以“学生快乐学习”和“促进学生接触研发实践”的主旨，有助于发挥学生的学习主动性，全面和系统地掌握该课程的理论知识[4-6]。

表1 课程目标与支撑的学习成果指标点的关系

表2 “功能性食品设计与开发实验”实践教学内容与课程目标的关系

项目化实践的具体实施内容及要求见表3。

表3 项目化实践的具体实施内容及要求

为了使功能性食品开发的理论教学与产品开发的工程实践应用有机融合，引导学生将课堂所学的功能性食品的基本理论知识应用于开发新的功能性食品，并对相关产品方案进行合理的设计。在实践过程中，采用4～8 名学生组成一个小研发团队的形式，团队成员通过自己动手实践，让小组创意变为产品，从而完成项目创意设计，并最终提交团队的产品方案设计报告和有成果的实验报告。

（1） 项目任务布置。在授课任务完成2/3 的前提下，教师通过雨课堂布置任务，学生通过自由组合并产生组长，由组长负责（每组4～8 名学生）。要求每组学生针对具有某种特殊功能的产品为开发对象，通过市场调查和查询资料，将其设计一个功能性食品开发的案例或项目。

（2） 项目方案讨论。在课余时间通过雨课堂智慧平台，教师指导，师生完成交流互动。要求学生详细设计项目实施过程中的原料、所需设备、工艺路线及产品配方及操作要点、产品的包装（包装设计）、新产品的申请等细节，并要求学生理解和掌握原料的提取工艺、加工操作及产品开发中必须考虑到效率、环境和健康、安全和可操作性等问题。在课堂授课时间（2 个学时），要求项目实施的小组进行方案汇报，每个学生都必须提交和汇报自己负责的部分。在教师的指导下，通过小组交流进一步完善各组的方案设计并形成定稿。

（3） 项目方案实施。每组学生根据自己的项目方案，在实践课中实施（学时1 周），并完成相关材料。

在方案的提出与策划、案例研究、小组报告和项目实施的过程中，不仅提高了学生的产品研发、创新和实践能力，而且以团队的形式完成任务，可以让小组每个成员都能在项目的实施过程中，通过对问题主动提出质疑、独立思考、参与协同研究和讨论决定，并完成实验成品的展示，从而使个人的沟通能力、分析和解决问题的能力、策划和组织能力、团结协作能力及创造性思维能力等得到训练，以培养“新工科”人才应具备的各种解决复杂工程问题的能力。

3 实践课程考核方法改革

课程评价主要通过对平时成绩和实验操作2 个环节进行考核，总成绩以百分计算，以方便对课程目标的达成度和学生学习成果的达成度进行可衡量评价。其中，平时成绩由上课考勤、项目方案设计报告组成；实验考核由动手操作和实验报告撰写、项目实施过程中团队精神和协作能力、做事态度等组成。指导教师和实验教师可根据课程的实践过程具体实际，对每个环节所占分值比例进行适当调整，建议分值及考核细则如下。

（1） 项目方案设计环节。要求完成某种功能性食品的产品设计与开发。具体要求：①进行相关产品的市场调研，完成实验报告；②完成相关产品的配方设计、工艺路线设计、技术参数的初步确定；③完成功能性食品申报所需要提交材料、流程和法规等材料的收集和撰写；④撰写完整的产品开发与设计报告。

围绕“功能性食品学”各章教学重点内容，布置项目设计报告任务。针对特殊要求的功能性产品，根据产品的功能要求，要求学生确定原料来源，并对产品的原料、配方、工艺路线和操作要点进行详细设计，对产品广告宣传进行设计及对新产品的申报进行模拟设计。通过以上系统的产品研发与设计训练，培养大学生利用所学知识进行文献查阅、文本撰写和对实验结果分析预表达、清晰陈述观点与回答问题、沟通和团队协作能力等解决工程实践问题的综合能力。

（2） 项目实施环节。每个方案设计小组，在组长的负责下和教师的指导下，按照设计好的方案，分组完成方案并提交实验报告。

项目实施操作教学环节的作用是培养学生的食品创新设计与开发能力。因此，这是实验课程的重要环节，该环节不仅可以使学生能够巩固教师在课堂教学中传授的基本理论知识、产品的设计方法和工具操作技能，还能培养锻炼学生对有关文献和法律法规的检索查阅能力，从而使学生掌握新产品开发所要求的各项技能。实施要求：实验操作态度认真端正、设计原理清晰明确、方法合理恰当、统计数据结果准确、报告格式规范内容详实。

课程成绩考核方法见表4。

表4 课程成绩考核方法

4 结语

采用项目方案实施，基于“新工科”和“工程认证”背景，在实践教学的过程中对其课程目标、教学方法和课程考核方法进行改革实践，增加师生交流互动，全面提升学生创新能力培养，提高教学效果，推动实践教学改革，从而实现基于新工科和OBE 理念的能有效支撑毕业要求的达成为目标，强化了食品专业大学生解决复杂工程问题能力的培养。