基于工程认证理念的“食品仪器分析”课程教学改革

游玉明，胡 凯，孙翰昌

（重庆文理学院园林与生命科学学院，重庆 402160）

工程教育认证是国际通行的工程教育质量保证制度，已成为国际工程教育质量认可的衡量标准，也是国际工程师资格认可的重要指标之一[1-2]。我国于2016 年正式成为《华盛顿协议》的会员国，这标志着我国的工程教育受到了其他成员国认可，不仅实现了我国工程教育质量标准的国际实质等效，也对我国工程教育的改革提出了更高的标准和要求[3-4]。在工程教育认证“产出导向、学生中心、持续改进”三大核心理念的指导下，围绕认证准则的7 个一级指标，开展专业教育教学改革，创新人才培养模式，是提高工程人才培养质量，建立工程教育持续改进机制，保证专业教育质量可持续发展的必然选择[5]。

食品科学与工程专业是教育部首批“新工科”专业改革建设的19 个项目群之一。“食品仪器分析”是食品科学与工程专业的重要必修课程之一，是一门应用性、实践性、技术性很强的课程，主要培养学生掌握食品常用现代分析仪器的基本原理和结构特点，具备仪器操作、常规维护及保养能力，并能应用相关仪器对食品组分进行结构鉴定、含量测定及结果评价。课题结合工程教育认证要求和食品行业人才需求，探讨了基于工程认证理念下的课程教学改革，以期为促进课程教学目标达成、提高教学质量提供参考。

1 课程教学现状

1.1 课程目标与专业认证要求不符

课程目标作为指导课程实施最为关键的准则，直接关系到人才培养目标实现，只有确定了课程目标才能进行后继教学环节的设计和实施[6-7]。按照工程认证标准，课程目标需明确课程所覆盖的毕业要求和指标点，有适当的教学内容或环节支撑，教学组织形式和方法能够服务于目标的实现，并有明确的考核机制评价课程目标的达成[8-9]。但是，现有的“食品仪器分析”课程目标一般只关注课程需达到的知识、能力及素养目标，而对课程目标与毕业要求、教学内容及方法、考核评价方式等相互间的关系没有清晰描述。

1.2 理论和实践教学脱节

工程教育认证把实践教学环节的考查放在突出位置，注重培养学生综合运用科学知识和技术手段解决行业实际问题的能力[10]。“食品仪器分析”作为一门应用性极强的课程，更应注重学生实践应用能力的培养。但是，受设备数量、实验场地、学时安排等因素的限制，教学过程重理论、轻实践，同时多数高校仍将食品仪器分析的理论和实践教学设置为独立的两个环节，学生完成理论知识学习后，当面临具体实践任务时，又不知如何将所学理论应用于实践。此外，现代分析仪器内部结构复杂且抽象，对学生的空间想象能力要求较高，仅通过书本和课堂讲授很难让学生对仪器工作原理、结构等有直观的认识和了解，导致课堂教学氛围沉闷，学生学习兴趣低下，难以达到预期的教学目标。

1.3 教学手段单一

以学生发展为中心是工程教育认证的核心理念和最终目的，一切教学活动的设计和实施均应以学生为中心，具体表现在如何让学生取得预期的学习成果，如何有效帮助学生取得学习成果，如何评价学生的学习成果[11]。传统的“食品仪器分析”在理论教学过程中主要采用“以教师为中心、以教材为中心、以课堂为中心”的教学模式，这种单一的灌输式教学，严重制约了学生的学习主动性和创新性发挥；在实践教学过程中则因教学学时和仪器台套数等限制，往往采用教师示范、学生观摩或学生根据教师制定好的方案进行操作，导致学生的实践动手能力和创新思维无法得到有效提升。

1.4 课程评价机制不完善

课程评价既包括对教师的评价，也包括对学生的评价，是课程教学持续改进的基础。目前，食品仪器分析课程缺乏有效的评价机制和系统监督，且多重视对学生“学”的考核，而弱化对教师“教”的评价。此外，对学生学习效果的评价则简单采用平时作业、实验报告和期末考核等部分组成，无法实现对课程质量的持续改进。

2 课程改革与实施

2.1 产出导向，构建课程目标

在工程教育认证产出导向理念的指导下，根据“食品仪器分析”应支撑毕业要求所对应的指标点，对课程目标进行了逆向设计。在学校食品学与工程培养方案中，“食品仪器分析”的课程目标与毕业要求主要指标点的对应关系。

课程目标对毕业要求的支撑关系见表1。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系

围绕课程目标，重构教学内容，并在教学大纲中进一步明确具体教学内容、教学要求、教学学时、达成途径等体现对课程目标的支撑。

教学内容、要求、方法及考核方式对课程目标的支撑关系见表2。

2.2 学生中心，创新教学模式

遵循“学生主体，教师主导”的原则，针对不同的教学内容或训练环节，采用混合式教学、理实一体化教学等教学模式，实现教与学的有机结合，从而让学生获得更多的教学成果，促进课程目标的达成。

表2 教学内容、要求、方法及考核方式对课程目标的支撑关系

2.2.1 开展混合式教学

针对“食品仪器分析”理论教学知识抽象复杂，实践教学仪器设备昂贵，学生没有足够的上机实践操作机会，开展了基于“互联网+”的混合式教学。以高效液相色谱教学为例，课前教师通过任务驱动形式在网络平台发布仪器原理及结构、操作、维护和实际应用方面的微视频、动画、教案等线上学习任务，让学生通过视频及动画等途径了解仪器内部结构、运行过程、操作及维护演示。同时，设置仿真训练和课前测试，检验学生的学习成果；课中主要针对课前学习存在的主要问题进行集中答疑、随堂测验，以案例形式分组研讨液相色谱测定条件的优化、液相色谱的常见故障及排除等问题，并以食品中苯甲酸及山梨酸的检测为例，进行真机操作；课后处理实验数据、撰写检测报告，并进一步通过平台资源、仿真训练等巩固所学内容。通过这种形式将传统学习和网络在线学习结合起来，并将理论知识学习、虚拟仿真操作及实践应用等环节在课前、课中、课后进行任意对接，完成线上、线下资源推送、任务布置、测试作业、互动讨论和课堂讲授等教学活动，从而实现了对“食品仪器分析”理论知识和实际应用能力的全面培养，提高学生参与学习的主动性和积极性。

2.2.2 “教学做”一体化教学

将理论和实践有机结合的教学做一体化教学，能有效解决“食品仪器分析”理论知识学习和实践教学脱节的问题[12]。“教学做”一体化教学模式以学生技能培养为核心，同时配制相关理论知识构成教学模块，且由同一位教师担任理论和实践教学，保证了两者的同步实施。虚拟仿真教学并结合真机操作是实现“食品仪器分析”课程“教学做”一体化教学的重要载体。以原子吸收法光谱法为例，教师采用虚拟仿真的三维动画将空心阴极灯、原子化器及单色器等仪器主要结构和运行过程进行动态模拟呈现，并通过虚拟仿真软件反复强化学生的仪器操作技能，同时结合真机将仪器内部结构、操作及维护方面的知识和技能进行直观展示，从而实现了理论和实践教学的时空同步；对一些虚拟仿真难以展现的知识亦可通过真机进行验证，如以原子吸收光谱法测定食品中钙元素为例，对干扰抑制知识的讲解，可以将同一浓度的标准品进行空白和加氧化镧溶液的对照试验，通过让学生直观感受两者吸光值变化，加深其对理论知识的理解。因此，这种虚实相结合的“教学做”一体化教学模式，有效串联了学生理论知识的学习和实践应用能力的培养，提高了教学效果。

2.3 持续改进，评价课程达成

为更好实现课程目标的达成度，“食品仪器分析”课程评价注重对学生“学”和教师“教”的双重考核。在学生考核评价方面，针对课程目标制定了具有成果导向性的考核标准，明确考核内容，注重过程考核。课程总成绩按平时成绩、实验和期末考试分别占40%，40%和20%的权重构成。其中，平时成绩主要由每个教学活动结束后的课前预习、课堂参与、出勤和作业构成；实验成绩按项目方案设计、实验操作及问题解决、团队协作，实验总结及分析构成；期末考试由理论考试和实验考核2 个部分组成。在教师评价方面，建立了学生评教、同行评价及教学督导组成的三级评价体系对任课教师教学态度、内容、方法、效果等项目进行定量或描述性评判。通过这种全面收集所有能够反映学生取得的实际学习成果和教师教学效果的反馈信息，定量评价课程目标达成度，进而进行总结反思，寻找毕业要求指标点达成的薄弱环节以及存在的问题，为下一轮或后期教学活动的持续改革提供依据。

3 结语

在国家大力倡导坚持“以本为本”、推进“四个回归”的新时代背景下，工程类专业应以工程教育认证为契机，深入推进教学改革和质量改进，保障和提高工程技术人才的培养质量。“食品仪器分析”课程坚持以产出为导向构建课程目标，以学生发展为中心创新教学模式，以持续改进为目标评价课程达成，不断在实践中探索和改革创新，为进一步深化工程教育认证改革，培养符合社会需求的食品工程类高素质人才提供坚实的保证。