“食品工廠設計”任務驅動式教學模式探索

陳守江，汪振炯，王海鷗，王蓉蓉，張 偉

（南京曉莊學院食品科學學院，江蘇南京 211171）

“食品工廠設計”任務驅動式教學模式探索

陳守江，汪振炯，王海鷗，王蓉蓉，張 偉

（南京曉莊學院食品科學學院，江蘇南京 211171）

“食品工廠設計”是食品科學與工程專業一門實踐性、工程性都很強的專業課程，學生工程設計能力的培養是該課程教學的重要目標之一。基于小組協作的任務驅動式教學模式適合“食品工廠設計”課程的教學特點，倡導學生自主式、探究式學習，有利于激發學生的學習興趣，提高學生學習效率。研究表明，基于小組協作的任務驅動式教學模式在“食品工廠設計”課程教學中獲得初步成功，也達到了培養學生實踐能力和創新能力的預期效果。

食品工廠設計；小組協作；任務驅動式教學模式

（School of Food Science， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing， Jiangsu 211171， China）

隨著科學技術的不斷發展，社會迫切需要既懂理論，又精通實踐的復合型人才。這就要求當今的大學生不僅要掌握較強的理論知識，還應具備較強的實踐應用能力[1]。科學的教學方法不僅要求學生在學習中獲得“知識”，而且要求學生在實踐中獲得“技能”，因此必須重視知識的學以致用，任務驅動式教學模式應運而生[2]。任務驅動式教學是指由教師根據課程教學內容提出任務，學生帶著具體任務進行學習，并在課程結束時完成此項任務。任務驅動式教學法是一種新型的教學方法，教師是學習情景的創設者、學習任務的設計者、學習活動的組織者和指導者；學生通過自主探索，以及與學生之間的相互討論和協作，不僅可以加深對理論知識的掌握，而且可以增強實踐操作技能，并逐步培養起分析問題和解決問題的能力。

“食品工廠設計”是集知識和技能于一體、且綜合性和實踐性均很強的一門課程，通過該課程的學習使學生初步掌握食品工廠設計的基本程序和方法，掌握查閱各種設計相關資料及國家相關設計技術標準的步驟和方法，結合課程設計和畢業設計完成工程師綜合素質的基本訓練，并最終能夠獨立對某一工廠或車間設計任務開展設計工作。因此，學生工程設計能力的培養是“食品工廠設計”課程教學的重要目標之一[3]，為達到這一目標，就必須結合食品專業特點和行業實際，改革現行教學模式與方法，細化課程設計的各個環節，培養學生進行實際工廠設計或車間設計的能力。

鑒于傳統教學中存在的不足，教師在“食品工廠設計”課程教學中，以設計能力培養為目標，以課程設計為任務，引入了任務驅動式教學方法，經過幾屆學生的教學嘗試，獲得了較好的教學效果。

1 “食品工廠設計”教學中存在的問題

根據食品科學與工程專業培養方案及工程認證的要求，食品專業的畢業生應該具有食品新產品研究與開發、食品工程設計與質量控制及企業技術管理能力[4]。食品科學與工程專業的工程教育專業認證要求食品科學與工程專業的課程內容應該向工程方面傾斜，要求學生不僅要具有扎實的食品方面基礎和專業理論知識，而且要有食品工程方面的知識和技能[4]。目前，大多數高校開設的食品科學與工程專業，由于相關工程類課程設置比較薄弱，學生主要以畢業論文為主，畢業設計的比例嚴重不足或質量不高，這與工程教育專業認證的要求存在一定的差距[5]。

傳統工科專業課的單純課堂授課模式，已經遠遠不能適合當今工科專業的發展。這種教學模式不僅枯燥無味，而且會導致學生動手能力缺乏[6]。目前，許多高校的“食品工廠設計”課程教學內容幾乎全部為課堂講授。課程的考核方式仍然以閉卷考試為主，而實踐教學即課程設計部分則往往放在課程結束之后或畢業實習階段完成。這種教學模式最主要的不足是將理論與實踐割裂開來，忽視了課程的綜合功能，使“食品工廠設計”課程的意義完全沒有得到體現[7]。

鑒于以上傳統教學方法所存在的問題，需要對“食品工廠設計”現行教學模式進行改革，在教學中重視學生的工程意識培養，激發學生學習興趣，增加設計能力訓練，提高學生的工程設計能力。

2 “食品工廠設計”呼喚行之有效的教學方法

以提高學生綜合素質為核心的教學改革，促使了多種新的教學模式形成，任務驅動式教學就是基于這種教學理念下一種新的教學模式[8]。“食品工廠設計”課程引入任務驅動式教學模式，為學生創造模擬現實食品工廠設計的情境，引導和激發學生積極運用基本理論知識，通過集中參與教師精心設計的模擬現實情境設計任務，使“食品工廠設計”成為綜合技能課，設計過程中的設計方案由學生獨立思考，充分發揮了學生的想象力[9]，從而培養學生獨立工作能力、創新能力、工程意識，以及分析問題和解決問題的綜合能力。

在傳統教學模式中，大多按照教材的章節順序組織教學內容，而任務驅動式教學則是以任務為主線來重新組織教學內容。因此，在教學中，必須緊扣任務內容，細化課程設計的各個環節。通過課堂講授，教師主要向學生介紹食品工廠設計工作所要達到的目標及主要考核指標。圍繞食品工廠設計要素介紹相關理論知識，通過案例教學創造與真實環境相近的場景，給學生提供親歷情境的機會，激發學生設計的興趣，進而轉化成完成任務所必備的技能。

3 任務驅動式教學模式在“食品工廠設計”教學中的應用

任務驅動式教學模式是一種以學生為中心的先進教學模式，指將一個相對獨立的任務項目交給學生，強調培養學生獨立完成任務的能力。“食品工廠設計”是與生產實際密切相關的一門課程，具有很強的應用性，這使得結合實際模擬情境下的設計任務成為了可能。首先，教師通過對市場需求情況的調研，結合食品專業培養目標，擬定與實際生產相關的工廠設計題目，然后將學生分成若干小組，項目小組根據自己的興趣愛好選取對應的工廠設計題目，根據指導教師下達的設計任務（主要產品和規模等）確定各組員工作內容和目標，之后各組員通過閱讀教材和查閱資料，獲取工廠設計過程中所需的知識，利用這些所學的知識自主完成設計任務，指導教師在學生設計過程中，定期為學生做咨詢、指導與解答疑難等工作。任務驅動式教學方法的基本工作流程為明晰目標→設計任務→任務實施→效果評價。

“食品工廠設計”課程主要是讓學生以設計小組形式模擬完成一家食品工廠的設計。由于設計任務的工作量較大，學生多以小組協作形式來完成任務，通常將班級學生劃分若干小組，每組3～4人，分工協作，共同完成一個設計題目。同時，鼓勵學生將課程設計與畢業設計結合起來，如果是畢業設計，則必須是一人一題。

教師可結合當地食品行業現狀出題，如果由學生結合自身創業意向選題則更具有現實意義。因為學生是首次模擬設計，所以一般選擇以中小型建設規模的食品工廠較為合適。例如，將36人的班級人員分為焙烤食品廠、飲料廠和掛面廠3個大組，每組12人，每個大組分為4個小組，每組3人。同時，要求4個小組的年生產量分別為100，200，500，1 000×104t。由于每個小組的生產量、設計參數、經驗參數選取不同，物料衡算、水電汽用量均不同，所選的設備型號及數量也有所差別[10]。所以，這種分組方式防止了類似小組的抄襲，提高了每位學生的動手能力[11]。

在任務驅動式教學中，教師布置任務后，設計小組成員首先要熟悉設計內容，學習設計所需的相關基本理論知識，進行一定深度的調查研究，確定生產規模，進行廠址選擇，然后開展產品方案編寫、工藝流程設計，查閱資料、收集有關定額指標、對食品工廠物料、水、電、汽等進行衡算、對食品工廠設備進行選型和計算、對主要生產車間進行布置設計，以及用CAD制圖軟件繪制工廠總平面布置圖、工藝流程圖、生產車間平面布置圖等。同時，還需要對工廠建設投資進行經濟技術分析，如盈虧平衡點分析、投資回收期計算等。

為了完成設計任務，各設計小組需要主動去查閱相關資料，甚至需要去相關企業進行調研，學習主動性被充分調動起來，有利于培養學生自主學習的能力。小組成員之間需要經常性地進行相互討論，這不僅能夠增強學生之間的交流溝通能力，而且能夠有效地培養起小組成員間的協作意識及團隊合作精神。

現行的考核方式主要包括平時成績和理論考試，不能客觀反映學生對該課程的真正掌握情況[12]。科學設計成績考核評定方法，對提高課程教學質量有良好的促進作用。由于引入了任務驅動式教學模式，“食品工廠設計”課程總成績由過程考核（30%）、課程設計答辯考核（40%） 和期末考試（30%） 3個部分構成。

（1） 過程考核。每一教學單元，教師布置單元實訓任務，每個學生均要完成。

（2） 課程設計答辯考核。各設計小組在設計工作結束后，完成了工廠設計文件的撰寫和主要圖紙的繪制工作，利用課程的最后2節課進行各小組的匯報和答辯。由教研室教師組成的評分組進行現場提問、評分，最后由指導教師進行點評，并形成記錄[13]。

（3） 期末閉卷考試。主要考查學生對于課程基礎知識點的掌握程度。

這種綜合性的考核方式不僅考查了個人對知識的掌握程度，而且也考查了團隊合作的成果。通過學生對該課程設計的深度參與，有利于提高學生的工程設計能力和工程實踐能力，從而為今后工作學習奠定良好的基礎[11]。

4 結語

教學實踐證明，基于小組協作的任務驅動式教學模式徹底打破原有傳統的、枯燥的、抽象的教學模式，充分尊重了學生學習的主體地位，適合“食品工廠設計”課程的教學特點，有利于提高教學質量。但是，學生對這種新的教學模式需要有一個適應過程，同時學生以小組形式完成一項較大型任務，設計會更多地體現學生的個性化，且無統一標準答案，這些都對教師時間和精力投入要求更大。但是，這種以學生為中心、理論聯系實際的教學模式能夠有效激發學生的學習興趣，有利于提高教學質量、有利于工程應用能力的加強、有利于高素質創新人才的培養。

[1]李世剛.任務驅動式實踐教學模式研究 [J].實驗科學與技術， 2012， 10（5）： 94-95， 173.

[2]張丹丹，楊瀟虹，孫晶晶.淺談任務驅動式教學在教學實踐中的應用 [J].教育教學論壇，2013（15）：76-77.

[3]王周利，岳田利，袁亞宏，等.基于工程認證教育的“食品工廠設計”課程建設思考 [J].農產品加工，2017（5）：86-88.

[4]鄭堅強，司俊玲，縱偉.“食品工廠設計”課程的教改探索 [J].輕工科技，2015（7）：169-170，173.

[5]崔福順，權伍榮，梁成云，等.“食品工廠設計”課程教學改革與實踐 [J].現代教育科學，2009（1）：94-95.

[6]洪英漢.產學研項目驅動式的工科教學改革新模式 [J].科教導刊，2014（11）：151-152.

[7]高愛武，張保軍.“食品工廠設計”課程教學模式的改革與實踐.內蒙古農業大學學報（社會科學版），2012，14（1）：159-160.

[8]趙獻芹.現代教育中“任務驅動式”教學模式的實用[J].中國成人教育，2014（23）：170-172.

[9]衛吉良，潘秋生.“食品工廠設計”課程教學改革探索[J].農產品加工， 2016（6）： 81-82， 84.

[10]任海偉，趙拓，趙萍，等.工程教育背景下的“食品工廠設計課程設計”教學改革與探索 [J].糧油加工（電子版）， 2015（11）： 68-71.

[11]張存勝.高校食品工廠設計課程教學改革研究 [J].農產品加工，2014（11）：78-80.

[12]王韌，王莉，羅小虎，等.“食品工廠設計”課程教學改革探索 [J].農產品加工，2016（1）：72-73，76.

[13]鄒強，孫燕霞，張崟，等.“食品工廠設計”課程實踐教學的探索 [J].食品與發酵科技，2016，52（2）：63-65.◇

G642

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.025

1671-9646（2017） 10a-0077-03

2017-07-18

陳守江（1969— ）男，博士，教授，研究方向為農產品加工及貯藏工程。