食品工程原理课程教学 在工程教育认证下的探索

张艳杰 林顺顺 张剑 程李琳 王银平 牛斌 梁栋

食品工程原理课程是一门理论与实践相结合的专业课，在食品工程体系中的基础课程中占据举足轻重的地位，并在整个食品类专业课程教学中起着承上启下的作用。该课程以食品加工生产过程中的理论基础以及在单元操作中常见的基础和经典设备的工作原理、构造以及设计等方面知识的讲述为主，目的是培养学生将所学到的理论知识和技术运用食品加工的具体实践中，并运用知识分析解决工程设计及生产操作中的各类问题的能力。该课程是食品科学与工程专业的基础性技术课程之一，将力学、热力学、传质学方面的理论结合，综合了数学、化学、机械制图等基础性课程，培养学生对食品工程技术的学习和掌握，为学生后期学习食品机械、工艺学以及工厂设计等多门食品专业课程奠定了基础。这就需要学生在充分掌握基本理论知识的前提下，从工程实践的需要进行分析和考虑，极大加大了食品工程原理课程的学习难度，学生常常抓不住重点，特别是一些数理基础薄弱的学生，在学习该课程时候往往需要花费较多的时间和精力。

20世纪30年代，美国发起了工程教育认证，并成为最具权威性的工程教育本科学位互认协议之一。工程教育认证的核心理念是学生，以教育产出为导向，将持续提高学生培养质量作为目标，使我国的教育特色在工程教育体系中得以充分融入，对于全面深化教育体系改革、提升课程教学质量、增强学生的主观能动性具有重要的作用和意义。

随着工程认证工作在各个高校的展开，食品工程原理课程的教学要求也进一步提高，不仅教师在课程教学等方面需要进一步改进和完善，学生也需要提高自身的学习素质。如何适应新环境、新要求是目前食品工程原理课程教学面临的挑战，把挑战变成机遇，进行专业的人才建设和人才培养，是当前的首要目标。为此，本文从改善实验教学硬件、优化课程内容、培养学生创新精神和融入OBE教学理念等方面进行了讨论，以期提高食品工程原理课程的教学质量和水平，更好地为国家培养优秀的人才。

一、改善实验条件

食品工程原理课程课程强调实践和理论相结合，当学生在课堂上进行了长时间的理论学习后，具备了较为丰富的理论知识时，就需要通过实际操作将课堂上所学的知识融会贯通，进一步深化学习效果，加深学习印象。然而，教学设施简陋陈旧、与先进的设备差距较远，教学设备不足、数名学生共用一台设备等问题，却在极大程度上降低了学生学习本门课程的主动性和积极性，无法满足学生日益增长的求知欲，不但阻碍食品工程原理课程的教学质量和水平进步，而且不利于工程认证工作的开展。因此，学校及相关部门应以工程教育工作的落实为契机，科学地投入资金改善教学条件，使得日益增长的教学需求和实验条件相适应，满足教师的教学诉求，也满足学生对知识和学习的渴求。

在整个教学过程中，实验是食品工程原理课程的一个重要且不可或缺的环节，既有利于推进学生对理论知识进行验证和深化，又能训练学生的动手能力。因此，提升教育硬件条件，可以确保每个学生都能够充分体验实验的过程，并通过实践来检验所学习的理论知识，大幅提高学生的学习效率，还可以充分调动学生学习的热情和积极性，从而有利于教学工作的开展和学生的进步。此外，改进教学实验设施还能增强实验设备的安全性，对提高学生在教学过程中的安全以及建设和谐校园具有促进作用。

二、优化课程内容

随着科学技术的发展，需要通过更高层次的技术手段丰富和完善传统的教学模式和手段。在疫情中，食品工程原理课程也应该以线上和线下相结合的混合模式为主要教学方式。第一，相较于其他课程，食品工程原理课程的理论部分具有较大的难度，内容较多且任务繁重，应在混合式教学中根据实际情况权衡线上和线下的安排比例。第二，在完成基础大纲的基础上，教师应该依据学生学习的完成度，并结合实际情况不断挖掘和开发该课程的网络资源。根据本课程的特色，教师还需要筛选多样的网络教学资源，将慕课等网络教学和线下教学有机地结合到一起，便于学生获取课外相关知识。第三，由于食品工程原理课程包括较多的实用单元操作，因此可将这些单元操作和实际生活结合在一起，利用各种视频将理论知识通过趣味实验的形式呈现出来，以此提高学生的学习兴趣。第四，线上线下的授课模式要贴合教学实际和教学目标，比如对于萃取、精馏等理论要求不高的内容，采用线上教学可以极大地提升趣味性，而对于恒压过滤方程、柏努利方程等深奥的理论知识，采用线下教学则可以讲授得更加透彻。

在线上结下相结合的基础上，将虚拟仿真教学作为重要的载体，可以立体地展示教学内容，扩展实验教学内容的广度和深度，充分提高教学的质量和趣味性，是一项优化课程内容以及教育改革的重要举措。2018年，为学习贯彻党的十九大精神，适应信息化条件下知识获取方式和傳授方式、教和学关系等发生革命性变化的要求，深化信息技术与教育教学深度融合，教育部发布通知，决定开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作。

随着近些年虚拟实验的迅速发展，其在食品工程原理课程中的运用也日渐普遍。在一些比较抽象的实验项目中，可以引入虚拟仿真教学的授课手段，让学生能够充分且具体地了解实验内容和过程，更加立体地进行实验学习。对于实验难度大、成本高或者存在安全风险的实验内容，可以通过虚拟仿真教学的手段预习甚至完成，帮助学生在较为温和的条件下进行实践学习和验证。虚拟仿真教学不受地点的限制，在新冠疫情的影响下，可以通过线上教学，利用虚拟仿真软件让学生足不出户地学习到生动具体的实验过程和实验原理。特别是在食品工程原理课程中运用虚拟仿真实验，可以将食品加工生产过程中重要的单元操作联系起来，全面理解食品工程原理的相关知识，以此来弥补和完善现有教学资源的不足。

三、培养学生创新精神

创新精神是当代大学生应当具备的素质之一，而培养当代学生创新精神的主要途径之一就是实验课程的开展。目前，一些陈旧固化以及循规蹈矩等不利于教育发展的教育模式仍然存在，使得部分学生存在思想僵化的现象，难以适应当今的时代潮流，也与国家创新发展战略的实施以及创新型人才的培养等是相悖的，与工程认证的精神也是不符的。学生创新精神的培养和学校教育制度的不断创新是一脉相承的，只有学校勇于改变滞后的教育制度，将老师的创新潜能激发出来，才能有利于学生创新精神的培养，高校也才能真正成为培养学生创新能力的主要阵地，为国家不断输出符合时代要求的创新型人才。因此，培养学生的创新精神也需要学校不断提升自己教学模式，与时俱进，这样才能达到真正意义上对学生综合素质的培养。

随着知识经济的不断发展，涌现出了大量的交叉学科、边缘学科，学科之间的界限不断模糊，发展也日新月异，而创新型人才具有思想观念开放、学术视野广阔、知识结构个性化、心理素质健全、人文素养良好等特征，因此，培养创新型人才还需要对课程体系进行创新，奠定创新型人才的知识结构基础。食品工程原理课程更加注重培养应用能力和工程意识，应该将基础性、综合性、研究性和适应性等课程紧密结合在一起，开设相关的学科讲座课程，将最新研究成果和专业课程结合在一起，激发学生的兴趣，使学生紧跟时代发展的步伐，进而增强创新意识。

食品工程原理实验课有着比较完整的体系，理论课和实践课之间相互补充，相互完善，使得课程内容丰富多彩，便于学生理解和掌握。理论课内容是基础，实践课内容是升华，通过实验课程对理论课程进行深入理解和验证，使理论课程形象化、具体化、趣味化，学生也可以对实践课中的操作有更深的理解。为了提高学生对食品工程原理课程的重视程度，一定要及时向学生介绍实践课的重要性以及必要性，并在基础课程的讲解中，通过多种手段来激发学生对实践课的兴趣。在实践课中，要鼓励学生利用理论课上的基础知识，多动手、勤思考，并支持在实践过程中积极思考“异常现象”，帮助学生探究其真正机理。与此同时，对教师教学观念的改变也迫在眉睫，要把培养具有创新精神的新时代人才作为教学改革的重要目标。

四、融入OBE教学理念

OBE（Outcome based education，OBE）教育理念，又称为成果导向教育、能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，这是一种以学生为本，以成果目标为导向，运用逆向思维对课程体系进行改革的先进教育理念，也是工程教育认证背景下的主流方向。

中国特色社会主义进入了新时代，中国高等教育也进入了新的发展阶段。在这样的背景下，本科教育引起了广泛的社会关注，必须采用坚强有力的措施将高等教育推向新的台阶。为了使高等教育更好地适应经济社会的发展和迎接挑战，需要在工程认证背景下，积极推进教学改革，顺应OBE理念，从学科导向、教师中心、质量监控向目标导向、学生中心、持续改进转变，突破传统的教学模式。

食品工程原理课程具有非常强的综合性和实践性，要求学生具备对食品企业以及工厂、食品单元操作以及加工工艺等进行设计和计算的能力，以及对食品安全以及工厂正常运行等常见问题的解决能力。OBE教学理念的中心思想是强调学生学习的结果，而不是以教师教学具体内容为评判指标，强调输出而非输入，以研究型教学模式和个性化教学为特色。个性化教学对教师的要求也特别高，需要教师准确把握学生的不同学习状态，根据每个学生对课程的不同要求，有针对性地给予对应的帮助。OBE教学考评改变了原有的教学内容、学习时间以及学习方式，将考评的中心点转移到学习成果上，而且评价标准多元融合、梯次渐进，不强调学生之间的横向比较，而是将重点放在达成学习成果和个人纵向的学习进步上。按照每位学生达到程度的不同，从不熟练到优秀进行有针对性的评价，最终为学校和教师的教學改进提供参考。

综上所述，在工程教育认证的背景下，要加强对食品工程原理课程的研究和探索，在授课过程中注重对学生创新能力的激发和培养，提升学生在实践教学过程中的动手及动脑能力，以产出为导向，完善教学方法与体系，这样有利于培养学生的综合素质，并能够为学生以后从事食品工程的相关行业打下坚实的基础。