工程教育认证背景下淀粉工艺学（双语）教学改革探索

王燕斐，李曼，徐兴凤，孙庆杰

青岛农业大学食品科学与工程学院（青岛 266109）

2020年以来，随着新冠肺炎疫情的蔓延，多国政府宣布限制粮食出口[1]。在2020年中央农村工作会议上，习近平总书记提出“牢牢把住粮食安全主动权”的战略要求。培养粮食行业专业人才，服务国家粮食安全战略，具有非常重要意义。

淀粉工艺学（双语）是青岛农业大学粮食工程专业必修的专业课，涉及淀粉基础理论知识、淀粉初加工及淀粉深加工技术，旨在让学生掌握淀粉及淀粉制品加工相关的理论及技术知识，并能将其与实际生产相结合，培养能够服务于食品产业的粮工专业应用型人才。

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[2]。目前，各国均在进行工程教育认证工作，工程教育认证是提高工程教育人才培养质量、增强人才国际竞争力的重要途径[3]，其核心是确保工科毕业生达到行业认可的质量标准要求，达成人才培养目标[4]。2016年，我国正式成为华盛顿协议成员，工程教育认证成为我国各高校工科教育的新基准[5]。在此背景下，对淀粉工艺学（双语）课程教学进行改革探索。

1 淀粉工艺学（双语）课程教学过程中面临的主要问题

随着经济全球化、网络信息化、文化多样化的进一步深入，食品产业结构不断升级调整，对食品专业应用型人才的需求不断增多[6]。传统“以教师为中心”的淀粉工艺学（双语）教学过程中存在的问题也日益凸显[7]。

1.1 教学知识深度与行业发展不协调

淀粉工艺学（双语）的综合性和实用性都很强，现有的教材比较注重知识的基础性[8]。随着淀粉行业的快速发展，部分教学内容已与行业发展不匹配，难以满足目前的教学需求。如抗性淀粉相关知识点，目前教材中均将抗性淀粉分为4类：RS1型抗性淀粉（物理包埋形成的淀粉颗粒），RS2型抗性淀粉（天然抗性淀粉颗粒），RS3型抗性淀粉（回生淀粉颗粒），RS4型抗性淀粉（化学改性淀粉）[9]。然而，相关文献报道已提出第5类抗性淀粉——RS5型抗性淀粉（脂类淀粉复合物）。如果仅依照教材内容进行教学活动的设计，就会限制淀粉工艺学（双语）课程的全面性和前沿性。

1.2 学生自主学习受限

传统的淀粉工艺学（双语）教学过程中，教师主要依靠教材、PPT和板书形式进行课堂讲授。这种“板书+多媒体教学”的课堂教学模式，授课形式单一，缺乏趣味性，具有明显的“填鸭式”特点。如在传统教学过程中，经常出现学生低头玩手机、学习其他课程、聊天等情况，学生的参与度及学习积极性较低，学生的自主学习受到明显的限制。

1.3 不能满足不同层次学生的需求

大学课堂中，学生的学习基础、学习能力及毕业后选择均有所不同，传统教学模式已不能满足不同层次学生的实际需求。

大学课堂的学生均来自五湖四海，每个学生本身的专业基础和学习能力参差不齐。另外，基于近几年山东省高考教育制度改革，打破原有的文理分科制度，3门选修科目可从物理、化学、生物、政治、历史、地理中任意选择，导致授课班级中部分学生未选修化学。淀粉工艺学（双语）是建立在一定的化学基础上的课程，这无疑加剧了高考未选考化学的考生学习淀粉工艺学（双语）课程的难度。学生毕业后的去向不同，如考取研究生、参加食品企业实际生产工作、出国留学等，对淀粉工艺学（双语）课程的理论授课深度、实践技能、专业英语水平均提出不同要求。如：计划参加企业实际生产工作的学生，希望提高淀粉专业实践技能，并能将淀粉制品生产工艺与理论知识结合，提高服务对口食品加工企业的能力；准备读取研究生学位的学生，希望加深淀粉相关理论知识的理解，拓宽淀粉相关知识的广度，为后续从事产品设计及科研工作奠定基础；计划出国留学深造的学子，则更加侧重双语教学内容的讲授，增加英语专业知识的储备，以减轻国外全英文授课时学习压力。

2 淀粉工艺学（双语）“1+2+3”教学改革

淀粉工艺学（双语）“1+2+3”教学改革的设计理念（见图1），以“淀粉专业基础知识”为主体，“专业实践技能及专业双语能力提升”为两大抓手，“翻转课堂+超星网络教学平台、穿插式教学和以赛促学”为三大促进手段，提高学生服务行业发展的能力。

2.1 以淀粉专业基础知识为主体

我国食品专业的教育，一直秉持行业发展特色，为食品行业提供大批的专业技术人才。然而，随着产业结构不断升级调整，食品行业对专业应用型人才的需求不断增多[6]。社会学中有“经济基础决定上层建筑”，在教学过程中，淀粉专业基础知识就是“经济基础”，也体现为应用型人才“学以致用”中“学”的基础地位。

在整个课程设计过程中，淀粉专业基础理论知识是主体。淀粉工艺学（双语）课程主要包括三部分内容：一是淀粉结构与性质；二是淀粉的初加工；三是淀粉的深加工。其中，淀粉结构与性质为初加工及深加工的基础，因此，对淀粉结构与性质的知识点进行重点强化，采取图形、影像及比喻等方式加深学生对复杂结构知识的理解。如：淀粉颗粒具有微结晶结构，针对微晶束结构的学习（见图2），通过微晶束结构模型进行阐述（图2），微晶束的中间为结晶区，外围为非结晶区；通过现实生活中常见的电缆线进行形象比喻，电缆线通常由几根电线组成，每根电线都是由铜芯包裹着绝缘皮组成，那么微晶束的结晶部分就相当于电线的铜芯，外围的非结晶部分相当于绝缘皮。

图2 淀粉微结晶结构

2.2 以专业实践技能及专业双语能力提升为两大抓手

2.2.1 淀粉专业实践技能提升

淀粉工艺学（双语）是一门实践性很强的课程，不仅要求学生对淀粉专业基础知识的高度掌握，还要求学生具有较高专业实践能力。将淀粉工艺学（双语）课程理论与实验教学及实习实践相结合，强化学生对淀粉专业理论知识的理解，培养学生独立思考与创新思维的能力。

以“变性淀粉的制备”为例，在传统实践教学过程中，教师制定实践课程工艺教程，学生根据教程完成实践内容。方案中，将学生整体分为4组，教师课前布置与实践教学相关的课程知识点学习任务，学生通过知识点学习、查阅文献资料、组内与组间讨论，分别制定一种变性淀粉的制备工艺。课堂上，学生代表进行变性淀粉设计原理及工艺方法选择原因阐述，教师进行指导与纠正，最终完成变性淀粉制备的实践教学任务。

2.2.2 淀粉专业双语能力提升

随着我国食品工业的高速发展，国际化发展步伐越来越快，国际间交流越来越频繁，英语在食品工业发展中扮演越来越重要的角色。随着行业人才需求的巨大改变，高校人才培养及课程教学对专业外语能力提出更高要求。

针对淀粉行业人才不能兼具语言型人才和专业型人才特性的现状，在淀粉工艺学（双语）教学过程中实行双语教学，教学材料实行中英文对照，授课过程实现中英文授课自由切换。在教学过程中，对行业术语的多种英文表述进行介绍，如“淀粉糊化”的常用表述方式为gelatinization of starch或starch pasting。对容易译错的常用行业专业术语进行重点强化。很多学生在阅读英文文献时，经常用有道词典等翻译软件进行翻译，将retrogradation of starch直接翻译成“淀粉的逆行”“淀粉的退格”，而其真实含义为“淀粉老化”。

2.3 以翻转课堂+超星网络教学平台、穿插式教学和以赛促学为三大促进手段

2.3.1 翻转课堂+超星网络教学平台

教师通过超星网络教学平台发布学习任务，学生可根据自身学习状态及情况，灵活选择学习时间、地点及次数，实现教学过程的时间与空间的“自由化”，满足不同层次的学生需求，充分体现“以学生为中心”及因材施教的教育理念。每章教学内容后均设置章节测试，实现学生自检学习效果及教师对学生学习难点的掌握情况。建立淀粉工艺学（双语）课程学习QQ群，以实现学生讨论、教师答疑及师生互动的目的。

2.3.2 穿插式教学模式

在枯燥的理论知识学习过程中，穿插生活中遇到的常见问题及现象，提高学生的学习兴趣及积极性；阐述问题及现象背后的科学问题，结合工业生产应用情况，强化基础知识，提高学生理论联系实际能力。

以“淀粉分子的分类”为例。以教师留学期间为节省生活费购买低价大米最终难以下咽的生活案例开场，留学故事迅速提高学生的学习兴趣；因节省生活费购买低价食品的行为与学生实现“共情”，吸引学生注意力。对难以下咽的结果诱导学生进行问题分析，剖析造成此现象的关键问题为大米主要组成成分淀粉的分子种类及性质。直链淀粉长直链的分子结构，使得分子容易聚集，导致较差的口感；支链淀粉多分支的树杈状结构，阻碍分子间的相互靠近，产生黏糯的口感；强化“结构决定性质”的基础知识。阐述自然界中的淀粉均为2种淀粉分子共同组成，支链淀粉含量较高的糯玉米因食用品质较好而常用于食品的生产，直链淀粉含量较高的高链玉米淀粉常用于工业中可降解塑料的生产，将理论知识与企业实际生产相互关联。

2.3.3 以赛促学模式

在淀粉工艺学（双语）教学过程中，将参赛项目融合到教学内容中，采用以赛促学的教学模式，鼓励学生参加“挑战杯”“互联网+”“萌番姬杯”国际大学生创新创业大赛等比赛，培养学生自主、创新能力。如讲授功能性变性淀粉部分内容时，将“挑战杯”海尔山东省大学生课外学术科技作品竞赛的作品控糖人群专用型缓慢消化淀粉的超声辅助酸碱沉淀技术的设计思路、技术创新等进行描述，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维，提高学生学以致用的能力。

3 淀粉工艺学（双语）“1+2+3”教学改革成效

选择青岛农业大学粮食工程专业2017级本科生为研究对象，通过1个学期的学习，对进行的教学改革效果进行评估，其中，参与教学改革的2个班级共58人，发放问卷58份，回收58份，参与率100%。从调查结果来看（表1）：94.83%，94.82%和82.76%的学生（包括非常同意和同意，下同）表示翻转课堂+超星网络教学平台、穿插式教学、以赛促学3种教学模式对学习有帮助；84.48%和93.10%的学生会在观看教学视频时记笔记、知识点未完全掌握时重看部分视频；91.37%，93.10%，93.10%和89.65%的学生认为教学改革对动手能力、基础知识掌握、解决实际问题能力、英语文献阅读能力等的提高有利；通过课程的学习，91.37%的学生对适应未来研究生或国外留学生活更加有信心。因此，教学改革得到学生的认可，在学校组织的期末学生评教活动中获得91.76分的高分。

表1 淀粉工艺学（双语）“1+2+3”教学改革效果调查

3.1 学生的主体性更加明确

通过淀粉工艺学（双语）课程改革，学生可以充分利用零碎时间进行自主学习，针对不懂的知识点及题目积极通过QQ群进行师生讨论，学生的学习积极性及课程参与度明显提高，学生的主体性更加明确。

3.2 解决实际问题能力增强

通过改革后淀粉工艺学（双语）课程的学习，学生对淀粉专业基础知识掌握得更加牢固，基于穿插式教学、以赛促学及淀粉实践能力提升教学过程中实践生产与理论知识的紧密关联，加深学生对理论知识与生产技术之间辩证关系的认识与理解，提高学生分析问题、理论联系实际及实践能力，使得学生解决实际问题能力增强。

3.3 国际视野拓宽

通过改革后淀粉工艺学（双语）课程的学习，学生掌握淀粉专业术语的多种英文表述，淀粉专业英语阅读及表达能力明显提升，国际视野拓宽。学生能够更为精准地理解淀粉专业相关英语文献的知识，能够听懂国际学术交流会议的报告内容，更多学生对适应未来研究生或国外留学生活的信心增强。

4 结语

针对淀粉工艺学（双语）课程教学中存在的问题，结合国家粮食安全战略、工程教育认证要求及互联网教育资源的多样性，构建以“淀粉专业基础知识”为主体、“专业实践技能及专业双语能力提升”为两大抓手、“翻转课堂+超星网络教学平台、穿插式教学和以赛促学”为三大促进手段的淀粉工艺学（双语）“1+2+3”教学改革，以培养能够服务于食品产业的粮工专业应用型人才。淀粉工艺学（双语）“1+2+3”教学改革提高学生学习积极性，明确学生在课程教学过程中的主体性，拓宽学生国际视野，增强学生解决实际问题的能力。现阶段教学过程中仍存在部分问题，需要在实践中持续的摸索与完善。