基于OBE模式的“食品工程原理”教學模式研究與探索

于志鵬，趙文竹，劉 賀，孫協軍，白鳳翎

（渤海大學食品科學與工程學院，遼寧錦州 121013）

“食品工程原理”是一門以動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞為理論基礎的學科基礎課程，主要講授食品原料和輔料在加工過程中，進出各單元操作的相互關系，如質量平衡關系和能量平衡關系，以及影響它們相互關系的因素，是食品科學與工程專業、食品質量與安全專業的一門重要專業基礎課[1-3]。其任務是培養學生分析和解決單元操作中各種問題的能力，使學生對單元操作設備具有操作管理、設計強化與過程開發的本領。通過“食品工程原理”的系統學習，使學生掌握食品加工中主要單元操作的內在規律和基本原理，所用典型設備的結構、工作原理及工藝計算或設備的選用等，培養學生分析、解決有關單元操作各種問題的基本能力，能用工程觀點和經濟觀點獨立處理科研和生產的實際問題。“食品工程原理”實驗課程中的知識量偏大，涵蓋了食品加工領域的相關加工單元操作[1-3]。若將所有教學內容按傳統教學方法傳授給學生，往往會限制學生動手能力和解決問題能力的培養[2]。基于成果導向教育理念（Outcome Based Education，OBE），重視對學生的工程實踐能力培養，激發學生的學習熱情等已成為課程教學改革的關鍵[4]。基于OBE教育理念，探討“食品工程原理”課程的理論教學、實驗教學和虛擬仿真內容及考核評價體系改革，從而提升教學質量。

1 基于OBE的理論教學方法探討

“食品工程原理”課程中包含多種單元操作，涉及海量的方程和對應的計算，課堂內容繁瑣，學生對很多難點不知道該如何下手，不能掌握有效的學習方法，從而失去學習的信心及熱情。另外，課程實踐性很強，涉及到許多設備的實際操作生產，如果教師只注重理論教學而忽略教學實踐，會使學生感到很迷茫，達不到良好的教學效果[5]。如何讓課堂充滿活力、如何培養學生思維能力和積極的態度；如何讓學生們收獲滿滿，而不是一臉茫然、不知所云，改變“隱性逃課”現象已成為“食品工程原理”課堂教學中急需解決的難題。雖然原因復雜，但主要還是與課程內容欠合理、傳統授課方式枯燥、授課內容陳舊有關。“食品工程原理”課程中包含多種單元操作，在學習不同單元操作的過程中，適時提出食品加工中出現的問題，引導學生利用所學知識進行分析和解決問題，讓學生體會到所學之所用，讓學生獲得成就感，逐漸培養學生對課程的學習興趣和對專業的認同感。如講解傳熱單元操作時，可從日常接觸的暖氣換熱過程為例，分析暖氣內的熱水與暖氣片及暖氣片與室內空氣間的傳熱過程，進而引出傳熱在食品加工中的應用，最終解釋熱傳導和對流傳熱的機理；在講解沉降與過濾內容時，可讓學生思考從沉降速度的角度解釋加入果膠酶對果汁澄清的影響，既避免了內容的枯燥，同時也為學生學習“食品工藝學”課程打下了基礎。

2 基于OBE的虛擬仿真教學方法探討

學習本身是單調、枯燥的過程，為了讓學生積極主動去學習，就要求教師利用先進手段去傳授知識，善于激發學生勤于思考的積極性。“食品工程原理”課程具有理論與實踐相結合的特點，課程包含了很多實驗內容，但受經費及教學資源的限制，不可能提供所有的設備供實驗教學。因此，課程中應借鑒利用虛擬仿真平臺[6]。利用虛擬技術，將“食品工程原理”實驗教學中難度大、設備貴的實驗通過虛擬實驗完成，讓學生在沉浸感中更容易理解；同時，虛擬仿真實驗也可以作為后續實驗操作的預習環節，提高了實驗教學的質量和安全性。目前，“食品工程原理”中涉及的單元操作均可通過虛仿真來學習，學習可采用見縫插針的方式隨時隨地學習，打破了傳統實驗教學受時間和地點的局限。虛擬仿真平臺可以適時對學生的操作進行考核，而且考核標準完全量化，針對操作和數據分析處理都有客觀的評價標準，可將學生該部分成績按比例折算后計入最終總成績。

3 基于OBE教育理念改進實驗教學探討

在進行虛擬仿真實驗的同時，仍然不可忽視對學生動手能力的鍛煉，尤其是實驗中突發事情的應對和處理能力。在實驗教學過程中規范實驗各環節的要求，學生需要完成預習報告、實驗操作和實驗報告，具體要求如下：

（1） 實驗報告預習情況。進行每次實驗項目前，學生都要求預習，并撰寫實驗預習報告，預習報告的內容包括以下5項：實驗名稱、實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗內容與步驟。

（2）實驗具體操作。根據學生在具體實驗操作中動作的規范性及實驗結果給出該項成績，滿分10分。

（3）實驗報告。實驗報告包括實驗報告和原始數據記錄2個部分：其中實驗報告的內容包括以下7項：實驗名稱、實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗內容與步驟、數據處理與分析、思考及注意事項。統一寫在實驗報告冊上，作為實驗報告的前半部分；原始數據寫在原始數據記錄紙上，用直尺畫出設計的數據記錄表格，作為實驗報告的后半部分，實驗報告滿分10分。并且，實驗原始數據記錄必須有指導教師的現場簽字方為有效，無指導教師簽字的數據記錄為無效記錄。

教師根據學生完成實驗報告的質量進行評分，主要包括是否完成了規定的內容、對數據計算與處理是否正確、繪制各種圖表是否規范與合理等。