“互联网+ ”背景下基于工程教育认证的“食品工艺学”课程体系的构建

安艳霞，张艳杰，李会品，张 剑

（河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州 450002）

0 引言

随着社会的发展和科技的进步，国内外高等院校的硬件和软件都得到了显著的提升，但因为传统教育教学模式和理念的影响，培养出来的学生创新能力最终并没有达到预期的效果[1-2]。食品科学与工程专业属于工程类专业之一，该专业以培养出具备扎实的理论基础、较强实践能力和创新精神的高级应用型技术人才为培养目标。一个优秀工程师的基本素质不是死记硬背，而是具备实际分析和解决问题的能力，真正解决现场工程问题的能力[3-4]。工程教育认证提出了新工科专业的标准化建设模式和具体指标[5-6]。“食品工艺学”是河南农业大学食品学院食品类专业的十大核心课程之一，是与食品加工实际生产密切相关的一门重要课程，且同时也是一门跨学科课程，需要首先学习“食品化学”“微生物学”“生物化学”“化工原理”“食品营养学”“食品机械与设备”和“食品工厂设计”等专业基础课程内容及对应的实践项目。

该课程涵盖的内容主要有食品加工所需的原材料、半成品和成品的加工和原料保藏原理。借助现代科学技术及对应的手段，分析食品加工过程中外界因素对食品成品理化特性和生化特性的影响，以及食品加工生产工艺和基本原理。以培养本专业学生在工程和加工工艺设计、分析检测、探索创新等方面的能力为目标，熟悉食品加工过程中的单元操作、加工设备及食品加工工艺流程和操作要点，使学生通过“互联网”或微课及相关小视频了解并掌握食品加工技术、产品流通和市场销售等各个环节，导致食品变质的原因及对应的控制和预防措施，为今后新产品的研发、生产过程中的管理和确保食品质量等方面的工作奠定理论基础。课程的设置在专业课程体系中起着承上启下的作用，同时也是连接学生从理论学习向实践跨越的桥梁。通过该课程的学习，让学生具备解决食品加工核心问题的基本素质；具有食品加工工艺设计、食品检验分析能力，能够熟练运用食品加工专业知识，分析解决日常生活中相关食品的质量和品质等问题。

工程教育认证指南中提出了“以产出为导向”“以学生为中心”和“持续改进”等的教育理念及教育导向[3]。河南农业大学食品科学技术学院以“互联网+ ”“食品工艺学”为教学改革中心，以食品科学与工程专业的工程教育认证为契机。根据工程认证的指导方针，在课程体系和教学方法改革中落实毕业生的毕业要求和培养目标。

1 教学现状

“食品工艺学”课程经过多年的教学探索和整合，根据学校学院的实际需要、教学大纲规定的教学内容分为6 个单元，主要包括面（蒸煮+ 焙烤）制品、肉制品、乳制品、软饮料、果蔬制品等加工工艺，包括食品加工原理、加工工艺流程、加工机械与设备等，内容繁多且复杂。对于学生来说，对前期专业知识的掌握程度和灵活运用的能力与该课程的实际接受能力密切相关。在教学过程中，教师需与学生一起重温、复习及巩固以前所学的基本知识点，并以有效的方式指引学生将所学知识灵活地应用到该课程的理论学习及实践学习中。

接下来对“食品工艺学”近些年来的教学情况进行总结，主要有以下几点需要改进：

（1） 学生课堂和网上交流互动参与度低。由于理论学习量大、课程涉及知识点丰富繁多，有部分学生由于基础差或没进行课程预习，很难在有限的课内时间内吸收海量的新信息，导致学生参与度低，“一言堂”及“满堂灌”效果不佳。因此，这种被动的“灌输”方式让学生接受新知识、新思想，难以发挥他们自己的主观能动性，不断盲目输入大量枯燥的或不容易理解的专业理论知识，慢慢地导致少许学生失去学习的积极性和主动性。

（2） 个别理论知识点较散乱。在教学过程中，将所学的基础知识根据需要穿插在不同的章节中。例如，在讲解及学习“热杀菌工艺”内容时，首先对“微生物学”“生物化学”“食品工程原理”和“食品化学”等课程的相关知识点进行复习回顾，通过本节课的讲解，融会贯通，进一步加深对热杀菌处理方式的理解。由于知识点较多并且过于琐碎，系统性不强，最终部分学生在记录笔记时出现记不全或记得零散。导致课后复习时各个知识点难以有效衔接，无法全面地、整体地对知识点进行梳理和总结。长期下去，积少成多，没及时消化和吸收，造成“恶性循环”，随之引起更多知识点的遗漏或不全面，最终将会对教学效果产生负面影响。

（3） 专业知识点内容与对应的实践能力的匹配度相对较低。课程在整个教学过程中既含理论教学，又有工程实践能力的培养。虽然食品科学与过程专业的培养计划中有实训教学和实践环节的安排，但少许学生自身存在缺乏理论知识与实践相联系、结合及转化的能力，在实践中遇到生产加工实际问题时，无法有效地将所学专业知识应用于实际问题中。主要体现在学生的实验报告和试卷中的实践题得分普遍偏低，从实验报告和答题纸中可以明显看出上述存在的问题和缺陷。总而言之，在生产实践环节中的创新思维、解决实际问题的潜力有待提高、激发和培养。

目前，根据工程专业教育认证提出的OBE 教学理念，为了确保最终教学效果及教学质量，不断提升学生的动手能力、创新能力，该课程在理论教学及实践教学中，需依照新工科提出的理念和要求，将先进的教学模式引入传统的教学中。 “互联网+”背景下的教育在教育教学改革中，不断改善、转变教育及教学理念，不断地推进工科专业建设，改革和完善培养模式，最终达到提升本专业培养质量的目的，把食品科学与工程专业构建成为当代企业和社会真正需求的专业。

2 改革思路及目标

2.1 改革的思路

基于工程教育认证“以结果为导向”的教学理念，定期对教学效果进行评估和调整，不断改进教学质量监控、学习成果评价、反馈机制等，不断完善，最终提高食品行业人才的培养质量[1]。同时，积极营造重“实践”“实验”“技能”的良好氛围，激发学生对“食品工艺学”的兴趣和参与度，鼓励在“互联网+ ”和课堂学习中不断创新，在实践实训中加深理解和运用食品工程的基本原理，提升遇到实际问题可以解决的能力，达到教与学二者相长的效果，最终目标是培养出具备创新精神和创业能力的应用型高级食品专业人才，始终围绕工程认证的各项指标及要求进行“食品工艺学”课程的教学改革。

2.2 改革的目标

为达到工程教育认证提出的12 条对毕业生的要求，对目标达成度的指标进行分解，逐个击破完善，以使学生在修完“食品工艺学”及其他专业课程的基础理论课程与实践训练后具备以下能力：基于“高等数学”“线性代数”“概率统计学”等高数知识的学习后，能够对食品工程涉及到的相关问题进行准确的数学语言描述；学习后掌握并领悟食品加工的各个单元操作、杀菌和食品品质质量的变化趋势及规律，具备能够分析解决食品加工中单元操作问题的能力；可以灵活使用科学的原理和食品工程相关知识来分析和解决食品加工工程中出现的问题；能够分析食品加工过程中原材料、加工设备、温度等的影响因素，并针对生产中遇到的实际问题能够提出优化和解决的方案；拥有食品专业相关软件的应用及分析能力；具备完成安排的实践项目、组建团队合作、圆满完成小组分配的工作能力；充分理解并意识到团队合作、同心协力共同解决工程技术问题的重要性，养成团队合作意识及合作理念，通过团队合作提高认知程度、大家互相学习、取长补短、共同进步；逐步使学生养成自主学习、主动学习和终身学习的习惯，通过实训项目中团队的合作及训练，使学生的成长性心态和终身成长的理念入心入脑，并促使其付诸于实际行动中。

3 优化教学目标

根据工程教育认证的要求和标准，提出了“食品工艺学”2 个培养目标。实现培养目标的过程也是学生学习专业知识和培养各种能力的过程。

（1） 能够正确认识和掌握食品加工原料的基本特性，全面掌握食品加工技术的基本知识和理论。

（2） 能够综合各方面知识，理论联系实际，充分理解、应用食品工程的基本知识和技能，选择合理的加工工艺路线，解决食品加工中食品质量检测等问题。

在备课过程中，设置了探究、翻转课堂等一些材料，以创建疑问情境，激发学生的好奇心。“学习源于思考，思考源于怀疑”，只有“设疑”，学生才能有“疑问”。以问题激发学生的好奇心、注意力和求知欲，充分发挥思考的积极性，以“问题”激发“兴趣”，激发学生尝试的欲望，动脑思考、动手操作，处于思考问题和解决问题的状态下，尝试探索解决各种问题的方法，学习基础知识，提高和培养创新能力。

课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表1。

表1 课程目标与毕业要求指标点的对应关系

4 优化教学方法

对该课程的实践教学及课堂教学项目采用驱动式教学方法。

4.1 加强有效的课前预习

课前完成常规工艺原料特性及常用工艺流程要点的预习。任课教师提前1~2 周发布电子版课件及加工技术视频等相关内容，要求学生以小组形式在课余时间查阅相关文献资料，完成常识知识的学习，以提高学习的主动性、激发学习兴趣，增加学生之间的学习与交流，培养学生的团队精神和工作协调能力，有益于毕业生快速地适应未来的工作环境。

4.2 课堂上重展示

改善课堂教学中教师“长篇大论”“滔滔不绝”讲，学生“鸦雀无声”“默默无闻”的局面，转变为教师简要说明，利用多媒体（如3D 动画、视频）来强调食品生产关键工序的过程和生产设备的运行，应注意的事项。向学生展示相关食品加工企业开发的最新产品，如双汇集团开发的肉制新产品、三全集团和思念集团开发的速冻产品等。师生一起讨论并比较分析新产品的优缺点，讨论如何改进或在加工过程中避免类似问题，侧重对思想和方法的阐释，发挥示范引领作用，鼓励学生多思考多动手，培养学生提高改进思维的意识和能力，实现以“教”为中心向以“学”为中心的过渡和转化。

通过网络平台提供的课件和视频要求学生自主学习，运用所学专业理论知识推动实践项目的进展。以开展项目为动力，实现师生互动、生生互动、查阅资料、提出问题的解决方案、可行性报告的撰写和实施，为开展以后的工作奠定扎实的基础。

例如，安排的实践教学项目：红枣味酸奶的制作。①主要知识点：酸奶的品质特性、酸奶加工的方法和技术、不同口味酸奶的制作等。②项目描述：在掌握乳制品基础知识的基础上，学生分组讨论，查阅文献，自行添加红枣制品（如干红枣片或加工红枣或红枣香精）。可以根据个人意愿选择一项或多项。充分发挥个人主动性，设计项目进度方案（如枣干粒度优化、添加量、工艺微调、感官物理测定和化学指标等），积极完成实验和产品评价。将实际工业生产线上所需的技能（如产品研发、改进、生产岗位的标准化操作、品管岗位的产品质量控制等）融入日常实践教学中，增加学生学习的兴趣和主观能动性，培养基本实践技能和职业，实现从小小实验室到大型企业和大型车间的有效对接。

课程实践项目的开发主要以理论联系实际，引导学生运用课堂和视频中描述的方法和原理解决具体的实际问题，根据内容和实际项目的要求，要求学生提前查阅资料，了解国内外现状，整理、组织及总结相关内容，并付诸实际操作。通过实践项目，学生可以系统地掌握专业知识，最终培养出良好的逻辑思维能力和提高分析问题、解决问题的能力。

5 考核方式及最终成绩的评价

基于工程教育认证提出的以学习成果为导向的OBE 教育教学理念[4]，以教育理念为中心，组织、实施和评价学生的预期学习成果。通过考核学生的出勤率、平时作业的完成度、期中考试及期末考试分数和实践项目设计作品5 个模块来评估学生的综合学习成绩，5 个模块分别对应占5%，10%，15%，50%和20%。评价的分数以平时课下布置的作业、期中和期末考试为依据，但须根据该课程的教学大纲中列出的ILO 预期学习成果进行评估，课程设计工作的结果须通过作品展示和答辩来判断。

由于“食品工艺学”课程具有实用性强的特点，该课程改革后，考核方式在以往的考试方案中增加了研究报告、课程论文等形式，各部分占比分别为闭卷考试60%，调研报告10%，课程论文为10%，平时成绩10%，翻转教学的内容10%。

考试题类型分为两类，如下：

（1） 概念性题目。重点是对基本概念的理解和掌握程度，以及对相似概念和工艺的区分程度。考试题型为以下几种形式：填空、选择、判断和名词解释等类型，共50%。

（2） 问答题和设计问题。重点考查该课程的基本原理和理论，进行综合分析和设计的能力。考试形式为简答题、问答题和设计题型，共50%。

6 初步教学改革成效

通过上述教学内容、线上线下相结合的教学方法、实训操练方法和考核方式的改革，与前两届学生表现进行了对比分析。前两届平均分68.5 分，及格率为69.7%，综合平均分75.7 分，综合评价及格率为90.1%；改革后平均分74.4 分，及格率81.8%，综合平均分80.9 分，综合评价的及格率提升到了94.8%。上述教学改革成效表明，以工程教育认证提出的教育理念为指引，以培养学生的工程设计能力、主动学习能力和终身持续学习的能力为教学目标，评价成绩及实践训练报告书写均有一定程度的提升，但目前对该课程的改革尚处于初级阶段，不完善不合理的地方仍需要继续改进与提升。

总之，“食品工艺学”是一门与生产实践密切相关的食品科学与工程的重要课程。针对工程认证教育标准，改进教学方式，依托实践项目驱动教学，强化学生对食品加工工程专业知识的认识，提高学生分析和解决问题的能力，以及食品工厂设计和新食品研究的能力和发展。通过分组和团队合作增强团队意识，为推动食品行业的发展奠定了坚实的基础。