基于IEET 认证的Capstone 课程教学设计与实践

赵建芬，刘 钊，董 基

（肇庆学院食品与制药工程学院，广东 肇庆 526061）

中华工程教育学会（Institute of Engineering Education Taiwan，IEET） 成立于2003 年，2007 年成为《华盛顿协议》 （一项工程教育本科专业认证的国际互认协议） 正式会员。IEET 是国内首家受教育部认可的专业评鉴机构，通过IEET 认证，毕业生学历将被会员国承认，扩大学历适用区域，提升工程领域毕业生未来的发展。为提升教学质量和人才培养质量，提高学生就业竞争力，2018 年学校食品科学与工程专业接受并通过IEET 认证。

IEET 认证机制重在以学生学习成果为导向，并对照毕业生核心能力和教育目标，核心能力衍生自教育目标，是毕业时的学习成果，是学生未来获得成功所必备知识、技能和素养的整体行动能力[1]。在IEET 认证中毕业生核心能力的评量是通过Capstone课程评价（直接评量） 及毕业生问卷调查（间接评量） 实现，且以直接评量为主，可见Capstone 课程在课程体系中的地位和专业人才培养中的作用举足轻重。

1 “食品工程综合实验”课程与Capstone 课程内涵的有效契合

Capstone（顶石） 原意为建筑物最顶层与最后一块石头，以稳固建筑结构，使顺利完工。衍生在大学教育的意义为学生最后、最巅峰的学习经验，提供学生统整、深化四年所学的整合性经验，使其学习能够稳固完成[2]。Capstone 课程的关键在于让学生团队合作、动手做、整合所需，具有如下特点：①教师授课时间少，多数时间在指导学生，主要是学生自主动手做；②学生要分组，以团队方式进行，非个人参与；③目的主要不在学习新知识、新技能，而在于整合过去所学（尝试解决问题）。

“食品工程综合实验”是一门专业实践必修课，整合了8 门专业课程（包括理论课及其对应实践课），这些被整合的课程有各自所对应的核心能力，总整起来，就能对应全部（8 项） 毕业生核心能力（见表1），通过综合运用整合课程的相关知识与技能（见图1） 养成专业能力和专业素养。因此，可以用这门课来验证毕业生核心能力达成度。

图1 Capstone 课程整合的课程及相应的专业知识技能

表1 食品科学与工程专业毕业生核心能力

食品科学与工程专业毕业生核心能力见表1，Capstone 课程整合的课程及相应的专业知识技能见图1。

课程共64 个课时，由2 位教师主讲，1 位教师辅助，小班上课，4～6 人/组，内容涉及5 个实验，全部以项目的形式组织实施。每个实验项目对应一类食品产品，以每种食品生产工艺流程及检测为主线，强调每一产品的配方、加工步骤、生产环节、设备使用，重视产品质量检验和控制，加强以团队形式解决实际问题能力的训练，强化学生工程意识的培养。实验过程充分体现不同学科知识点的交叉融合[3]和不同学科技术技能的衔接贯通。由此可见，“食品工程综合实验”与Capstone 课程的精神内涵及基本特点（特别是整合性） 均十分匹配。因此，经学院食品科学与工程专业组、IEET 工作委员会商讨，确认以“食品工程综合实验”为食品科学与工程专业的Capstone 课程。

为保证Capstone 课程教学质量，提高教学成效，必须确定清晰的课程教学目标和进行合理有效的教学设计。

2 Capstone 课程教学设计

2.1 Capstone 课程教学设计思路

基于工程教育认证的理念“学生中心、成果导向、持续改进”，Capstone 课程教学设计思路：课程支撑毕业生核心能力- 课程教学目标- 教学设计-教学设计实践应用- 实践效果- 反思改进。首先，基于课程支撑的毕业生核心能力确立Capstone 课程教学目标，在课程教学目标的指引下进行教学内容设计和教学活动设计（包括教学方法和课程评价的设计），最后是教学设计应用和修正。

2.2 Capstone 课程教学目标设计

教学目标是课程设计的核心，影响着课程的整个发展过程。课程目标以毕业要求（即学生毕业时的学习产出） 为导向[4]，根据Capstone 课程支撑全部毕业生核心能力，设计课程教学目标：整合多门课程，综合运用过去所学知识、技能来设计、生产某一食品产品并对产品质量与安全进行评价，培养学生工程实践能力和团队协作精神，具有解决复杂食品工程问题的能力；同时，把课程教学目标细化为几个子目标（见表2），通过可操作性子目标的达成，促进课程教学目标的实现。

表2 Capstone 课程教学活动设计

2.3 Capstone 课程教学内容设计

核心能力的实现依托于课程目标的达成，课程目标决定了课程教学内容，教学内容设计是课程教学设计的基础。在教学内容选取上，①具有代表性。教学内容包括5 个实验项目，每个实验项目就是完成一种食品产品加工和质量评价，产品加工和质量评价所需知识、技能应具有专业代表性。②具有可行性。现有环境条件能满足课程所有实验项目的要求，包括仪器设备的型号、台套数量，实验场地的面积，材料试剂的支持及师资力量等。③具有综合性。这些食品加工过程就是把过去所学单元知识、技能进行相关、整合运用的过程，使原料最终成为产品，像拼图一样，把各小块有序地拼接在一起，形成完整的图。④具有实用性和开放性。食品种类既有指定的，又有自选的，指定的包括果酒（如发酵酒、蒸馏酒）、保健食品、蛋白饮料，符合广东食品种类特色，为地方食品企业所需，贴近企业实际生产，实用性强；自选的食品让学生根据自己的兴趣而定，即使是指定的食品种类，学生也可以自选品种或者开发新品种（如果酒），可选李子酒、葡萄酒、杨梅酒、猕猴桃酒等。⑤具有工程性。所选食品的生产和检测需要现代化、系统化食品加工技术及工具来完成，工程性强。

2.4 Capstone 课程教学活动设计

教学活动是学生完成学习任务、解决问题的过程中的行为，贯穿于整个教学过程，是课程教学设计的关键和重点。在课程教学目标指导和引领下对教学环节、教学方法和课程评价等教学活动设计进行分层和细化，且把课程核心能力的养成分配到各教学活动中。

Capstone 课程教学活动设计见表2。

教学活动采用分层设计，分为3 个教学环节：下达任务- 组织实施- 成果展示。每个环节对应着具体的内容、教学方法、评量方式与权重。Capstone课程评量采用过程评价和结果评价并重的模式，利用评价量规（Rubric） 来达成。课程教学评价设计有多个评价量表，实验预习报告、实验报告、实作成品、实验过程、口头汇报过程等都有对应的评价量表，整合每个教学环节评价量表，获得Capstone 课程对核心能力达成度的综合评价。

3 Capstone 课程教学设计实践应用与成效

3.1 Capstone 课程教学设计实践应用

课程目标的达成需要通过有效组织和实施课程教学来实现，根据Capstone 课程教学内容（5 个实验项目） 和安排，教学过程按教学环节顺序进行。①下达任务环节，根据教学内容，把实验项目分派给各小组，提出每个实验项目的具体要求和目标，同时把课程评价量表发给学生。启发、引导学生查找资料、搜集信息、整合资料（对查找资料的阅读、学习、研究、讨论），最终形成实验方案并以实验预习报告的形式提交。这是一个引导学生自主学习的过程，在任务驱动下学生可采用线上线下混合式学习法，通过网络学习平台、学习APP、网络图书馆查阅资料，也可以采用线下教材、参考书、笔记本、教师提供的案例素材等查找资料。学生充分利用学习资源，实现个性化自主学习。同时，学生根据这一环节的Rubric 进行预习效果自我评价，知道不足，确定实践课时需要解决的问题，使学习目标更明确，提高学习效果；教师通过预习报告，根据Rubric，检视相应核心能力的达成度，对学生预习效果进行评价。②组织实施实验环节，包括实验的具体操作和实验报告的撰写。这个环节是重点，与全部核心能力养成相关，是实验方案转化为实践指导的过程，不讲基本知识点、不讲基本技能，重点指导学生对知识、技能的综合运用，解决实验中遇到的问题，最终完成食品产品的生产和质量评价，是一个拼图式学习的过程。实验过程：

该过程对学生工程意识和工程实践能力的养成至关重要。学生通过产品的制作和评价，掌握整体性和工程化的思维方法，学会用工程的观点思考问题，如在应用果酒生产线生产葡萄酒时，引导学生对葡萄品种选择、葡萄前处理、发酵罐清洁灭菌处理、主发酵、后发酵、陈酿、稳定性处理、检测、包装等各个环节与工厂实际生产的具体状况进行比对分析，从而掌握实际酿造过程需考虑的问题。此外，在这个过程中会遇到一些实时性问题或个性化问题（如仪器故障、方法和技术问题、产品质量问题等），首选引导学生通过查找资料、研究资料和团队商讨解决，既能检视学生知识技能的储备及灵活运用的能力，又能训练学生独立思考和解决实际问题的能力。虽然，这一环节最终以实验报告形式呈现，但在这个过程中，教师通过提问、行为观察、实际问题的解决和产品质量评价等能实时判断、把控学生的学习成效。

3.2 Capstone 课程教学设计实践成效

Capstone 课程教学设计在2018 级和2019 级食品科学与工程专业176 位学生中开展教学。经过两轮的实践，取得了一定的成效。①明确课程目标、课程支撑核心能力，为课程教学指明了方向；②Rubric运用于课程教学的各个环节，完善了Capstone 课程考核评价体系；③激发学生学习兴趣，积极参与课程并养成自主学习的习惯；④学习成绩综合评价较往届高，较好地实现课程教学目标，助力全部核心能力的达成。具体表现为：①食品产品质量评价升高，食品品种多样，个性化食品的数量和质量均较以往高，表明学生工程意识、工程实践能力及创新能力提高，乐于接受食品的多元化；②引用的参考文献比较新、外语文献数量增多，收集的资料信息针对性强，表明学生能充分利用信息平台，较好地掌握信息处理技术；③课程教学各环节都能有效畅顺完成，特别是实验实施环节，均能在规定时间内完成食品的加工和检验，表明学生团队协作能力和解决实际问题能力增强；④书面实验报告撰写规范，口头汇报时逻辑清晰，回答问题时简明到位，表明学生交流沟通能力、书面和口头表达能力均提高。此外，学生在实验中也表现中责任担当，会考虑到食品加工保藏、质量与安全与社会资源、环境保护、健康、法律、文化等相关关系。

4 Capstone 课程设计反思与修正

IEET 认证特别强调对学生工程实践能力的培养，要求学生需具有解决复杂工程问题的能力。因此，在课程教学设计时重点把工程意识和工程实践能力的培养分解到各教学环节中，在课程教学过程中也有意识地引导学生关注工程现象，建立工程思维[3]。虽然学生解决复杂食品工程问题的能力有较好提升，但相比于其他核心能力的达成，其达成度偏低，也就是核心能力4 和6 为学生能力的短板，仍需加强之。为此教师采取一些改进措施：①调整教学策略。食品工程系统和食品工厂的设计及复杂食品工程问题的解决被列为课程教学重点和难点，以果酒生产线为载体，强化工程能力的训练，助力核心能力4 和6 的养成；②优化教学活动。校内虽然有果酒生产线，但与工厂实际生产还有一段距离，教学活动中应增加到工厂参观、学习的环节，帮助学生有效学习，企业也应积极参与人才培养过程；③改善教学条件。强化师资力量，提高“双师型”教师的数量与质量，计划引进饼干生产线，强化学生工程实践能力的养成。这些措施的成效将在下一轮课程教学中得到验证。

5 结语

Capstone 课程是大学教育最后一课，培养学生解决足够广度和深度实务问题的能力，为毕业后从事专业相关工作打下基础，课程教学设计是一个反复的过程，需要迭代优化，而专业认证须长期经营，且重在持续改善、自我管理。在今后的教学中，将继续秉承IEEET 认证的规范和理念，加强学生团队协作精神与工程实践能力的培养，努力提高Capstone课程教学目标达成效果，促进毕业生核心能力的养成，助力食品专业人才培养质量的提升。