基于“CDIO”教育模式的《食品工廠設(shè)計》課程改革與實踐

周宇+吳華昌+辛松林

【摘要】本文針對目前《食品工廠設(shè)計》課程教學中存在的問題，引入CDIO工程教育模式進行課程改革。通過優(yōu)化理論教學內(nèi)容、改進教學方法、加強實踐環(huán)節(jié)、完善評價體系四個方面的教學實踐，取得了較好的教學效果，提高了學生的工程能力及實踐創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】食品工廠設(shè)計 CDIO教育模式 教學改革

【中圖分類號】G642.3 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）33-0099-02

《食品工廠設(shè)計》這門課程綜合性很強，涉及食品化學、食品工藝學、機械制圖、食品工程原理等先修課程的基礎(chǔ)知識，還涉及建筑學、電工學、物理學、CAD制圖等多個學科的知識，如果學生偏科，或者知識面不夠?qū)挘诒菊n程的學習中就會覺得吃力[1]。另外，目前課程采用教室內(nèi)的多媒體教學，加之課時數(shù)的限制，學生實習和實踐的機會非常少，仍然以教師講授、學生以被動接受為主。單純的理論講解無法激發(fā)學生的興趣，導致學習效率低下[2]。而僅依據(jù)期末的理論考試作為考核方式，無法真實地反映學生的綜合素質(zhì)。

CDIO 是構(gòu)思 （ conceive） 、設(shè)計 （ design） 和實現(xiàn) （ imple-ment）、運作（ operate） 的英文簡寫，是美國麻省理工學院的一種經(jīng)典工程教育模式。該模式以培養(yǎng)新一代高水平工程師為目標，以科技為基礎(chǔ)，將教育過程置身于產(chǎn)品/系統(tǒng)生命周期的具體情境中[3]，強調(diào)實踐在工程教育中的重要性，將理論知識與實際操作形成一個有機的閉合整體。在我國一些大學的工程類專業(yè)教學實踐中已經(jīng)取得了成功經(jīng)驗。因此，教學團隊以工程類人才的培養(yǎng)目標為導向，引入CDIO的工程教育模式，針對“食品工廠設(shè)計”課程存在的教學問題提出以下建議。

一、優(yōu)化理論教學內(nèi)容——突出重點，融會貫通

CDIO教育模式中的構(gòu)思階段（Conceive）和設(shè)計階段（Design）離不開扎實的理論基礎(chǔ)，能夠幫助學生拓展思維的高度和視野[4]。教學團隊對傳統(tǒng)課程內(nèi)容進行了優(yōu)化，抓住核心內(nèi)容并以此為主線，融會前期課程，例如講授“食品工藝流程的選擇”章節(jié)時，回顧相關(guān)的食品工藝學內(nèi)容，引導學生主動地鏈接學過的知識，溫故而知新，同時更深刻地理解食品工藝學的相關(guān)原理。再如講授“食品設(shè)備選型”章節(jié)時，將食品機械與設(shè)備課程中的內(nèi)容融入到教學中，使學生懂得前期知識如何應(yīng)用于實際生產(chǎn)，完善食品科學與工程專業(yè)課之間的架構(gòu)體系。

二、改進教學方法——案例教學，對分課堂

教學團隊有針對性地進行了教師隊伍建設(shè)，鼓勵任課教師赴當?shù)赜写硇允称菲髽I(yè)、工廠進行考察和調(diào)研，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，向?qū)W生展示與時俱進的、來源于食品工廠設(shè)計實踐的案例，使課程素材更生動。為調(diào)動課堂氛圍，提高學生的參與度，教學團隊參考復(fù)旦大學張學新老師的提出的“對分課堂”方法，在理論學時的分配上，教師講授和學生討論各占一半。同時考慮到《食品工廠設(shè)計》課程的綜合性較強，如果學生預(yù)先不做準備，在學習新知識點后當堂發(fā)言，難以取得較高的發(fā)言質(zhì)量，故而調(diào)整為本周下半學時教師講授新課，次周上半學時學生分組討論，給學生留出一周的材料準備時間，在這一周中，學生可分為3～5人一組，針對教師已授的確定工藝流程、設(shè)備選型、物料衡算等知識點，選取家鄉(xiāng)特色產(chǎn)品或者超市常見品牌進行分析，在次周的分組討論中進行ppt展示。學生的分組討論實現(xiàn)了構(gòu)思階段（Conceive）和設(shè)計階段（Design），教師在聽取學生的討論后進行點評和總結(jié)，及時檢驗教學效果，還能查漏補缺，完善知識體系，師生互動教學效果較好。

三、加強實踐環(huán)節(jié)——鏈接畢業(yè)實習環(huán)節(jié)，突破課時限制

《食品工廠設(shè)計》的理論教學為32學時，已經(jīng)非常飽和，為符合CDIO的實現(xiàn) （ imple-ment） 、運作（operate） 兩階段對實踐能力的培養(yǎng)要求，將《食品工廠設(shè)計》的理論教學安排在第六學期，正好連接學生第七學期開學前兩個月的食品企業(yè)定崗實習，使得學生有充裕的時間，在食品工廠內(nèi)實地觀察工廠的工藝、設(shè)備，以及自動化程度等。同時還有企業(yè)的工程師作為經(jīng)驗豐富的“第二導師”為學生傳授經(jīng)驗。該環(huán)節(jié)成功實現(xiàn)了理論與實踐、課內(nèi)與課外，學校與社會多層面的結(jié)合，為學生工程設(shè)計能力的培養(yǎng)提供了有力的硬件支撐和保障[5]。目前我校已建立實習合作的企業(yè)有“深圳面點王”“大連亞惠”“四川新希望”等。由此，教學團隊以食品產(chǎn)業(yè)人才社會需求為導向，基于“強實踐、重設(shè)計”的工程原則，構(gòu)建起了三階段（理論學習階段、基礎(chǔ)實踐階段、綜合畢業(yè)設(shè)計）的教學體系[6]，閉合了CDIO教育模式，提高了學生的工程能力及實踐創(chuàng)新能力。

四、完善評價體系——全過程、多元化的考核辦法

科學設(shè)計成績考核評定方法對教學改革有良好的促進作用[7]。“對分課堂”的教學評價貫穿理論教學，真實反映了學生對理論知識的掌握情況，占總成績的40%。學生在實習后完成的食品工廠設(shè)計說明書及圖紙成績占30%，答辯成績占30%。綜合考查設(shè)計過程、圖紙的質(zhì)量、說明書質(zhì)量、平時考勤和答辯等各環(huán)節(jié)，使給出的成績盡量符合學生的實際設(shè)計水平[8]。整個評價體系反映了學生解決問題的能力，尤其體現(xiàn)了CDIO教育模式中運作（operate） 階段的重要地位。

五、結(jié)語

教學團隊在《食品工廠設(shè)計》教學改革中還存在許多不足之處，如在評價體系還不能做到對學生能力的立體呈現(xiàn)，以及對學生綜合素質(zhì)的量化。以就業(yè)為導向，培養(yǎng)學生的工程能力及實踐創(chuàng)新能力，還需要教學中更多的改革與探索。

參考文獻：

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作者介紹：周宇（1989-），女，漢，四川自貢人，助教，碩士，四川旅游學院，從事食品科學與工程專業(yè)教學工作。endprint