基于OBE 理念的“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革與實(shí)踐

張慧蕓，陳俊亮，程偉偉，徐云鳳，費(fèi) 鵬，康懷彬

（河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽(yáng) 471023）

0 引言

“食品工廠設(shè)計(jì)”是食品科學(xué)與工程專業(yè)的重要課程，課程內(nèi)容主要涉及廠址選擇、工廠總平面設(shè)計(jì)、生產(chǎn)車間布置及工藝設(shè)計(jì)、輔助設(shè)施設(shè)計(jì)等，是一門多學(xué)科交叉的綜合性課程，同時(shí)也是一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程。河南科技大學(xué)“食品工廠設(shè)計(jì)”課程設(shè)置為32 學(xué)時(shí)。如何使學(xué)生在有限的課時(shí)中掌握“食品工廠設(shè)計(jì)”課程的基本內(nèi)容和方法，將理論知識(shí)與工廠實(shí)際結(jié)合，實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用，是授課教師面臨的挑戰(zhàn)。

OBE 理念（Outcome-based Education，成果導(dǎo)向教育） 是20 世紀(jì)90 年代發(fā)展起來的一種先進(jìn)的教育模式。該模式圍繞學(xué)生取得的學(xué)習(xí)成果來進(jìn)行專業(yè)教學(xué)設(shè)計(jì)和開展教學(xué)，注重學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。OBE 是工程教育認(rèn)證的核心理念。2019 年6 月，學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)順利通過中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證，這是學(xué)校第一個(gè)通過工程教育專業(yè)認(rèn)證的專業(yè)，也是第一個(gè)通過第二輪工程教育專業(yè)認(rèn)證的專業(yè)。雖然通過了專業(yè)認(rèn)證，但專家還是提出了一些意見。針對(duì)專家提出的關(guān)鍵問題，以“食品工廠設(shè)計(jì)”課程為例，探討基于產(chǎn)出的課程教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和評(píng)價(jià)體系構(gòu)建，為完成工程教育在課堂教學(xué)層面的改革進(jìn)行了有益的探索。

1 傳統(tǒng)課程教學(xué)模式存在的問題

傳統(tǒng)“以教師為中心、以學(xué)科為導(dǎo)向”的教學(xué)模式基于建構(gòu)主義教學(xué)理論，學(xué)生被動(dòng)地學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果取決于教師講課效果。在傳統(tǒng)課程教學(xué)中，教師通常根據(jù)教材來安排教學(xué)內(nèi)容，課程教學(xué)目標(biāo)不明確，教學(xué)方法只注重如何講授知識(shí)，而忽視了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和特定的教學(xué)情境，因此存在重知識(shí)、輕能力，重內(nèi)容、輕方式方法，重知識(shí)傳授、輕效果評(píng)價(jià)的問題。教學(xué)評(píng)價(jià)更多地關(guān)注知識(shí)的系統(tǒng)性和全面性，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)也是以知識(shí)測(cè)試為主，而能力和素質(zhì)評(píng)價(jià)缺失。課程評(píng)教機(jī)制流于形式。因此，為了提升課程教學(xué)質(zhì)量，需要基于OBE 的教育理念，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)模式，以適應(yīng)當(dāng)今新工科的形勢(shì)需要。

2 基于OBE 理念的“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1 基于OBE 理念的課程目標(biāo)改進(jìn)

OBE 理念要求課程培養(yǎng)目標(biāo)必須支撐學(xué)生的畢業(yè)要求[2]。河南科技大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型高級(jí)專業(yè)人才，通過培養(yǎng)使學(xué)生德智體美全面發(fā)展，具備良好的政治素質(zhì)、社會(huì)責(zé)任感、國(guó)際視野和合作競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)、科學(xué)精神和人文素養(yǎng)、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，掌握食品加工工藝、食品工程設(shè)計(jì)、食品分析與檢驗(yàn)和食品質(zhì)量控制的基本理論和技能，能解決復(fù)雜工程問題，在食品領(lǐng)域內(nèi)（如食品企業(yè)、機(jī)關(guān)事業(yè)單位、教學(xué)科研等部門） 從事食品生產(chǎn)技術(shù)管理、品質(zhì)檢測(cè)與控制、產(chǎn)品開發(fā)、科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)等方面工作。

對(duì)應(yīng)人才培養(yǎng)目標(biāo)，“食品工廠設(shè)計(jì)”的課程目標(biāo)為：使學(xué)生全面掌握食品工廠總平面設(shè)計(jì)的方法，掌握食品工廠工藝設(shè)計(jì)的方法，掌握食品工廠三廢治理的方法，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中具體問題的能力，為今后參與食品工廠建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。

“食品工廠設(shè)計(jì)”課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系見表1。

表1 “食品工廠設(shè)計(jì)”課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的關(guān)系

2.2 以學(xué)生為中心，優(yōu)化理論教學(xué)

在工程教育認(rèn)證中，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)方式，教學(xué)關(guān)注的重點(diǎn)是如何通過課程內(nèi)容設(shè)計(jì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[3]。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)“食品工廠設(shè)計(jì)”課程內(nèi)容進(jìn)行了整合優(yōu)化，抓住教學(xué)內(nèi)容的核心知識(shí)，融會(huì)貫通相關(guān)課程。例如，講授“食品工廠衛(wèi)生要求”章節(jié)時(shí)，回顧相關(guān)的“食品安全與質(zhì)量控制”內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從自己的知識(shí)庫(kù)中搜索所需要的知識(shí)點(diǎn)，然后把這些知識(shí)點(diǎn)鏈接在一起，進(jìn)而更深刻地理解“食品安全與質(zhì)量控制”的相關(guān)原則法規(guī)，又能努力吸收新知以求融會(huì)貫通；再如，講授“生產(chǎn)車間設(shè)備選型”章節(jié)時(shí)，將食品機(jī)械與設(shè)備內(nèi)容的講解穿插在教學(xué)中，使學(xué)生能將課堂所學(xué)的理論與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，完善本科生需要掌握的知識(shí)體系的架構(gòu)和貫通。

對(duì)教師隊(duì)伍開展有針對(duì)性的建設(shè)和培養(yǎng)，推進(jìn)教師企業(yè)實(shí)踐，選派任課教師前往當(dāng)?shù)赜写硇允称芳庸S進(jìn)行考查調(diào)研，不斷提高教師自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，更好地把理論與實(shí)線相結(jié)合，更生動(dòng)地向?qū)W生展示課程素材。

為調(diào)動(dòng)課堂氛圍，提高學(xué)生的參與度，引入“雨課堂”進(jìn)行混合式教學(xué)。測(cè)試、討論、作業(yè)的布置與評(píng)閱不受時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)真正全覆蓋的課堂互動(dòng)教學(xué)模式[4]。平臺(tái)數(shù)據(jù)反饋可實(shí)時(shí)將學(xué)生參與度、討論交流與作業(yè)完成等情況反饋給教師，以便教師精準(zhǔn)高效地實(shí)施教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效率和效果的全面提升，為培養(yǎng)高素質(zhì)食品科學(xué)與工程人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?？赏ㄟ^設(shè)計(jì)課前- 課中-課后3 個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行“食品工廠設(shè)計(jì)”的“雨課堂”混合式教學(xué)。課程團(tuán)隊(duì)在課程教學(xué)探索中，積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)中采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，將課堂的主動(dòng)權(quán)更多地給予學(xué)生，使得課堂教學(xué)過程變得更加靈活、高效。依托信息技術(shù)、完善教學(xué)手段，基于學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目支持，課程團(tuán)隊(duì)還建設(shè)了慕課，并入選省級(jí)精品在線開放課程，促使了教師采取靈活多變的方式方法進(jìn)行授課。通過有目的、有計(jì)劃、有組織地進(jìn)行課程教學(xué)改革與實(shí)踐，促進(jìn)了教師教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變和學(xué)科知識(shí)的更新，確立了以學(xué)生為中心、以能力與素質(zhì)培養(yǎng)為目標(biāo)的教育模式的推進(jìn)，充分鍛煉了學(xué)生，實(shí)現(xiàn)了成果導(dǎo)向的教學(xué)流程。

2.3 以產(chǎn)出為導(dǎo)向，注重提高實(shí)踐能力

“食品工廠設(shè)計(jì)”是一門應(yīng)用型課程，在工廠設(shè)計(jì)課程中，學(xué)生將學(xué)習(xí)食品工廠設(shè)計(jì)的方法和原則，如何利用AutoCAD 來創(chuàng)建和優(yōu)化工廠平面、車間、設(shè)備布局，建立基于這些布局的工廠模型，并撰寫設(shè)計(jì)說明書[5]。課程的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，因此課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了大量的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將理論知識(shí)與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合[6]。

由教師擬定工廠設(shè)計(jì)題目，學(xué)生組成3～5 人小組，學(xué)生可選擇教師擬定的題目也可自行選擇感興趣的食品廠進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過討論、探索，加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，真正掌握食品工廠設(shè)計(jì)的原則和方法[7]。例如，使學(xué)生明白食品安全始于食品工廠的設(shè)計(jì)和建設(shè)，更衣室的設(shè)計(jì)必須完成幾個(gè)關(guān)鍵功能，包括為所有員工、訪客、承包商等提供理想的食品生產(chǎn)區(qū)域入口，員工可以存放外部衣物和個(gè)人物品的區(qū)域，廁所設(shè)施與食品生產(chǎn)區(qū)完全隔離， 將工廠服裝與外部服裝分開存放的設(shè)施， 具有洗手和烘干設(shè)施的區(qū)域，適當(dāng)?shù)那鍧嵑拖礈旃S服裝和鞋類的設(shè)施等。學(xué)生通過2 周的時(shí)間初步完成工廠總平面設(shè)計(jì)圖、生產(chǎn)車間平面布置圖（包括設(shè)備布置和管路布置）、設(shè)備工藝流程圖，并撰寫出較詳盡的工廠設(shè)計(jì)說明書。最后，由小組成員進(jìn)行PPT 匯報(bào)，教師和其他組的成員進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出設(shè)計(jì)中存在的不足之處及改進(jìn)措施，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

2.4 完善課程考評(píng)體系

結(jié)合OBE 教學(xué)模式的特點(diǎn)，注重學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)與能力提升，修訂“食品工廠設(shè)計(jì)”課程教學(xué)大綱，制定多樣化的課程考核模式[8]。同時(shí)，為使在線教學(xué)更好地發(fā)揮作用，提高學(xué)生的課堂參與度和學(xué)習(xí)效果，全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果，及時(shí)對(duì)學(xué)生多角度進(jìn)行課堂評(píng)價(jià)并給出相應(yīng)的分值，匯總后作為學(xué)生的過程性考核成績(jī)，以便教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)方案，改進(jìn)教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。采用線上答題和討論、課程設(shè)計(jì)報(bào)告、課后作業(yè)、開卷考試、課程論文等幾種方式相結(jié)合的方式，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)內(nèi)化為自己的綜合素養(yǎng)。在課程考核結(jié)束后對(duì)考核結(jié)果進(jìn)行反饋，便于教師及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法。學(xué)生也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)學(xué)生起到很好的約束和督促作用，提高課后自主學(xué)習(xí)能力。

3 結(jié)語(yǔ)

工程教育認(rèn)證聚焦學(xué)生能力的培養(yǎng)，是面對(duì)全體學(xué)生的考核，只有堅(jiān)持OBE 的教學(xué)理念，才能使全體畢業(yè)生都達(dá)到規(guī)定的要求。課程團(tuán)隊(duì)圍繞畢業(yè)要求，通過對(duì)課程目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行反復(fù)分析和討論研究，積極探索以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)新模式，加強(qiáng)生師互動(dòng)，著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。采用適宜于完成教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方式和方法，采用面向全體學(xué)生的課程考核模式，達(dá)到工程教育認(rèn)證對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。通過課程改革，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，為學(xué)生從事本專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。