基于OBE理念的食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系

侯銀臣，楊盛茹，高雪琴，李琰，王永芬

河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院食品與生物工程學(xué)院（鄭州 450046）

成果導(dǎo)向教育理念（OBE）是以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，代表工程教育專業(yè)認證背景下改革的主流方向，清晰組織教育中的每個環(huán)節(jié)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中實現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果[1-3]。工程教育專業(yè)認證倡導(dǎo)將OBE理念貫穿于人才培養(yǎng)的全過程，是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，國內(nèi)很多高校的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)運用此理念和方法[3-5]。2006年起，教育部開始在全國高校開展國際實質(zhì)等效的工程教育認證。截至2018年底，全國共有227所高等學(xué)校的1 170個專業(yè)通過工程教育認證，食品科學(xué)與工程專業(yè)是國內(nèi)較早啟動工程教育認證的專業(yè)，有30所高校通過認證。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院以食品科學(xué)與工程專業(yè)認證為契機，深入推進教學(xué)改革，不斷強化工程化資源的建設(shè)，凝練專業(yè)特色，提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量。鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院通過增加工程類課程實踐內(nèi)容，改革考核評價方式，提出以專業(yè)認證為導(dǎo)向的食品專業(yè)課程體系改革措施，并從實驗內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式、教學(xué)管理4個方面對食品基礎(chǔ)實驗進行改革與初探，達到一定預(yù)期效果[6-7]。福州大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)研究所根據(jù)工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)、卓越工程師培養(yǎng)要求，通過建設(shè)基礎(chǔ)實驗、中試實訓(xùn)、科研訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等平臺，構(gòu)建多維實踐教學(xué)體系，取得良好效果[8]。

河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)源于1986年開設(shè)的食品加工技術(shù)專科專業(yè)，先后獲省級特色專業(yè)、省級教學(xué)團隊、省級優(yōu)秀教學(xué)組織。圍繞學(xué)校辦學(xué)定位，形成“以畜產(chǎn)品加工為引領(lǐng)，速凍、乳品為兩翼”的專業(yè)發(fā)展方向，為河南省區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展做出突出貢獻。面對應(yīng)用型本科的辦學(xué)目標(biāo)與定位，新工科建設(shè)的新趨勢，河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)工程教育認證要求，以學(xué)生實踐能力和雙創(chuàng)能力的培養(yǎng)為主線，圍繞課程與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)達成度，整合現(xiàn)有課程資源，按照學(xué)理邏輯，對接企業(yè)崗位需求，以真實工作項目為載體，進行食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的綜合改革，收到顯著效果。

1 河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理、缺乏體系性，產(chǎn)出導(dǎo)向不突出

重視專業(yè)發(fā)展，對食品科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)進行大量探索與研究，打造“通識教育課程、學(xué)科基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、素質(zhì)拓展”平臺，構(gòu)建具有特色的融入?yún)^(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系。但是在課程具體實驗教學(xué)中有所欠缺，如課程安排獨立進行、較為分散；實驗關(guān)聯(lián)性、梯度性小，缺少系統(tǒng)性；實驗內(nèi)容陳舊、更新較慢，與科研、生產(chǎn)實際脫節(jié)；課程間實驗教學(xué)內(nèi)容缺乏有效的銜接，與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、企業(yè)及科研院所人才需求有一定差距，產(chǎn)出導(dǎo)向不突出。

1.2 課程思政教育融入性差、教學(xué)模式單一，學(xué)生中心不突出

高校教書育人，思政教育在專業(yè)教學(xué)中要有效運用，但縱觀實驗教學(xué)中課程思政教育融入性差。目前大多數(shù)實驗以教師演示為主，實驗過程程序化，不利于激發(fā)學(xué)生進行科學(xué)實驗的主動性，更不利于培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力、動手能力及創(chuàng)新能力；大多數(shù)考核只限于實驗報告，其并不能完整體現(xiàn)實驗完成的真正效果。評估需要存檔實驗報告，批改后不再分發(fā)，學(xué)生不了解自己的實驗報告情況，也降低了學(xué)生積極性。未以學(xué)生為中心，最終導(dǎo)致學(xué)生的能力與現(xiàn)實實際要求相差甚遠。

2 基于OBE理念的食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系構(gòu)建

針對食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)存在問題，以學(xué)科知識為主線基于OBE理念對實驗教學(xué)進行探索。

2.1 實驗教學(xué)體系對專業(yè)目標(biāo)達成度分析

專業(yè)培養(yǎng)的是具有高度社會責(zé)任感和良好職業(yè)道德素養(yǎng)，掌握化學(xué)、生物學(xué)、食品工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，具備適應(yīng)食品工業(yè)發(fā)展需要的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識和實踐能力，能夠在食品科學(xué)與工程及相關(guān)領(lǐng)域從事食品加工、生產(chǎn)管理、品質(zhì)控制、產(chǎn)品銷售、新產(chǎn)品開發(fā)與檢驗、工藝設(shè)計、科學(xué)研究等方面工作的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。整合現(xiàn)有課程資源，將實驗課程與培養(yǎng)目標(biāo)對接，對專業(yè)目標(biāo)達成度分析（圖1）。2017年出臺的《工程教育認證標(biāo)準(zhǔn)》中提出工程知識、問題分析、研究等12條認證標(biāo)準(zhǔn)，細化學(xué)生畢業(yè)要求，以提升學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。專業(yè)主要課程與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系矩陣如表1所示。

2.2 “2+1”實驗教學(xué)體系構(gòu)建

基于OBE理念，將專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)分解，圍繞12條認證標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)課程之間邏輯關(guān)系及學(xué)生接受情況，重新梳理學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課、集中實踐教學(xué)等環(huán)節(jié)，將實驗教學(xué)課程分成專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗?zāi)K、專業(yè)核心課程實驗?zāi)K、專業(yè)綜合實驗?zāi)K，構(gòu)建“2+1”實驗教學(xué)體系。其中，專業(yè)核心課程模塊又分為加工類、工程設(shè)計類、分析類、管理類課程實驗。通過大量調(diào)查研究，對各個實驗?zāi)K進行分析，按照學(xué)理邏輯，對接企業(yè)崗位需求，以真實工作項目為載體開展實驗教學(xué)，形成新的實驗教學(xué)體系，如圖2所示，為中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)和河南省食品工業(yè)發(fā)展培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、精技術(shù)、懂管理、能創(chuàng)新”的應(yīng)用型本科人才。

圖1 專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)達成度分析

表1 食品科學(xué)與工程專業(yè)課程與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系矩陣

接表1

圖2 “2+1”實驗教學(xué)體系

2.2.1 夯實基礎(chǔ)知識，構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗?zāi)K

專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗?zāi)K，主要包含食品生物化學(xué)、食品微生物、食品化學(xué)。為使學(xué)生掌握營養(yǎng)素在生物體內(nèi)的基本代謝途徑及其調(diào)控，掌握與食品有關(guān)的微生物的分類、分離、純化、鑒定，掌握食品加工及儲藏過程中的化學(xué)變化，開設(shè)“酵母中醇脫氫酶的制備、純化及其鑒定（鹽析分離、凝膠過濾層析純化、酶活力檢測、SDS-PAGE電泳鑒定）”“油脂的酸價、碘值和過氧化物值的測定”“加熱及常見護色劑對土豆酶促褐變的影響”等實驗，為后期課程實驗打下堅實基礎(chǔ)。

2.2.2 全面提升能力，構(gòu)建專業(yè)核心課程實驗?zāi)K

2.2.2.1 穩(wěn)扎工科基礎(chǔ)，打造工程設(shè)計類課程實驗

主要包含電工電子學(xué)、工程制圖、食品工程原理、食品工廠機械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計。為使學(xué)生掌握工程知識、繪制工程圖，掌握食品加工過程中各種單元操作的內(nèi)在規(guī)律以及動量和熱量傳遞的基本原理，掌握各類食品加工機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、工作原理與在食品工業(yè)中的應(yīng)用，掌握食品工廠設(shè)計的基本理論、內(nèi)容和方法，開設(shè)“單相交流電路相量研究”“繪制基本幾何體的三視圖及三維立體圖”“干燥實驗（測定物料在恒定干燥條件下的干燥速率曲線）”“殺菌設(shè)備的結(jié)構(gòu)與原理”“食品工廠生產(chǎn)車間工藝布置”等實驗，為專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。

2.2.2.2 立足專業(yè)特色，打造加工類課程實驗

專業(yè)主要圍繞以肉、奶、蛋為主的畜產(chǎn)品加工和速凍食品加工開展教學(xué)和研究，主要包含畜產(chǎn)品工藝學(xué)、乳品工藝學(xué)、蛋品工藝學(xué)、速凍食品工藝學(xué)。為使學(xué)生掌握肉制品、乳品、蛋品、速凍食品加工工藝流程、操作要點、關(guān)鍵加工技術(shù)及配方設(shè)計原則，分析并解決食品加工、新產(chǎn)品開發(fā)、品質(zhì)控制方面出現(xiàn)問題，設(shè)計“烤雞的加工及工藝優(yōu)化”“原料乳的摻偽檢驗”“蛋的新鮮度和品質(zhì)檢驗”“速凍餃子加工”等實驗，為食品加工打下一定基礎(chǔ)。

2.2.2.3 提高品控技能，打造分析類課程實驗

主要包含食品微生物檢驗、食品理化分析、食品儀器分析、食品感官分析。為使學(xué)生掌握微生物的觀察、分離、培養(yǎng)、菌種選育、保藏、種類鑒定、食品微生物指標(biāo)檢驗等主要技術(shù)和方法，掌握食品理化分析檢驗技術(shù)，掌握應(yīng)用有關(guān)儀器分析檢測的技術(shù)，掌握感官評定方法，以食品行業(yè)或社會的相關(guān)熱點為切入點，設(shè)計“速凍食品中金黃色葡萄球菌的檢驗”“火腿腸中亞硝酸鹽的測定”“高效液相色譜儀測糖精鈉”“食品描述性分析檢驗”等實驗，為分析檢測、品質(zhì)控制奠定基礎(chǔ)。

2.2.2.4 提升管理能力，打造管理類課程實驗

主要包含食品標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)、食品質(zhì)量管理學(xué)、食品安全監(jiān)督管理。為使學(xué)生掌握運用食品標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)對食品質(zhì)量與安全進行監(jiān)督管理，設(shè)計合適的質(zhì)量管理措施，設(shè)計“農(nóng)夫山泉‘標(biāo)準(zhǔn)門’事件”“食品行業(yè)質(zhì)量管理體系內(nèi)審員訓(xùn)練”“HACCP在速凍水餃制作中的應(yīng)用”等實驗，為安全生產(chǎn)及管理奠定基礎(chǔ)。

2.2.3 提高科研創(chuàng)新能力，構(gòu)建專業(yè)綜合實驗?zāi)K

圍繞食品加工技術(shù)、感官分析、理化分析、微生物檢驗等方法手段，開展食品生產(chǎn)、質(zhì)量評定、生產(chǎn)質(zhì)量管理等，使學(xué)生能夠掌握食品關(guān)鍵加工技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗和質(zhì)量管理，對食品產(chǎn)品加工技術(shù)有全面、系統(tǒng)的了解，熟悉最新加工技術(shù)發(fā)展動態(tài)。與省級重大科技專項項目結(jié)合，設(shè)計“道口燒雞的加工、品質(zhì)評定及質(zhì)量管理”“廣式香腸的加工、品質(zhì)評定及質(zhì)量管理”等實驗，進一步加深學(xué)生獨立分析、解決問題以及開發(fā)創(chuàng)新的能力。

3 以學(xué)生為中心實驗教學(xué)模式的構(gòu)建

3.1 創(chuàng)建以學(xué)生為中心教學(xué)組織形式

實驗教學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)體系的重要組成部分，不但加深學(xué)生理論知識，掌握實踐技能，而且更進一步培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力、提高學(xué)生創(chuàng)新能力和科研能力[9-10]。傳統(tǒng)實驗教學(xué)中一般是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實驗教材或?qū)嶒炛笇?dǎo)書進行，教師先講解理論知識，再講解操作步驟，點出相關(guān)注意事項，實驗的準(zhǔn)備、方案設(shè)計、實驗要求、數(shù)據(jù)處理方法等均由教師主導(dǎo)完成，整個過程以教師為中心，如圖3所示。在新的實驗教學(xué)體系中，引入新型教學(xué)方法如項目驅(qū)動教學(xué)法、案例教學(xué)法等[11]，以學(xué)生為中心完善考核體系。要求能夠根據(jù)指導(dǎo)老師提出的實驗項目或設(shè)計的案例自行分組討論、查閱文獻和資料，完成實驗設(shè)計方案；小組分工與合作實施完成實驗并記錄結(jié)果完成實驗報告，如圖4所示。平時成績、操作成績、實驗報告成績相結(jié)合，各實驗項目的平時成績和操作成績由教師和成績評定小組共同完成，實驗報告包括實驗設(shè)計方案和實驗總結(jié)報告，實驗設(shè)計方案要體現(xiàn)原材料特性、實驗儀器設(shè)施、預(yù)測實驗過程中可能遇到的問題、困難及解決預(yù)案。

圖3 傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式

圖4 以學(xué)生為中心實驗教學(xué)模式

3.2 挖掘?qū)嶒炈颊?nèi)容，強化職業(yè)道德培養(yǎng)

傳統(tǒng)實驗教學(xué)考核方式單一，課程思政教育融入性差。近年來頻發(fā)的食品安全事件，要求食品人員不但要具備較強的專業(yè)知識，還應(yīng)具有較高的職業(yè)素養(yǎng)。在實驗教學(xué)中恰當(dāng)融入思政教育，以培養(yǎng)食品從業(yè)者具有良好的職業(yè)道德和社會責(zé)任感。如“廣式香腸”專業(yè)綜合實驗中，引入“某香腸公司‘早產(chǎn)’被罰72萬”以及“食品檢測‘烏龍門’”等案例，加深學(xué)生專業(yè)知識同時，加強學(xué)生社會責(zé)任意識、職業(yè)道德素養(yǎng)。實驗總結(jié)報告關(guān)注過程性分析、體現(xiàn)職業(yè)道德素養(yǎng)。

3.3 建立第二課堂，開放實驗室，凸顯學(xué)生雙創(chuàng)能力培養(yǎng)

為提高學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、更好地利用教學(xué)資源，改變原有封閉運行實驗室模式，建立面向師生開放的實驗室。食品專業(yè)涉及食品科學(xué)、工藝、機械、化學(xué)、生命科學(xué)等眾多學(xué)科，建立開放式實驗室既有效地組織了不同學(xué)科協(xié)同攻關(guān)，又實現(xiàn)各專業(yè)師生良性互動。學(xué)生獲得更多動手實踐機會，進一步培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作與科研創(chuàng)新能力。

4 實施效果

4.1 學(xué)生實踐能力提升顯著

食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系的改革，以學(xué)生為中心改革教學(xué)模式，強化學(xué)生的實踐技能、提升學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)，在國家級、省級大學(xué)生技能競賽中多次獲獎，如“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽國家級銅獎，大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”省級一等獎等。

4.2 實現(xiàn)學(xué)科融合與資源共享

打破原有以課程項目構(gòu)建實驗室的模式，以學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)技能、綜合技能、創(chuàng)新訓(xùn)練為主線重構(gòu)實驗室資源，優(yōu)化了實驗教學(xué)項目，實現(xiàn)了課程間的有效銜接和資源的共享。

5 結(jié)語

在“新工科”背景下將工程教育改革在食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)中做深、做實，是培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才的基礎(chǔ)。從培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，對接企業(yè)崗位需求，以真實工作項目為載體，構(gòu)建食品科學(xué)與工程專業(yè)實驗教學(xué)體系，強化了學(xué)生的實踐技能、提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。食品行業(yè)的生產(chǎn)工藝、檢測技術(shù)發(fā)展迅速，食品科學(xué)與工程專業(yè)的實驗教學(xué)體系需要緊跟行業(yè)需求，不斷調(diào)整優(yōu)化，不斷加強運行過程管理，提升信息化管理水平，為專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。