基于CDIO工程教育模式的食品科學與工程專業核心課程群的建設

張興麗* 邵秀芝 郝魯江 寧維穎

（[1]齊魯工業大學（山東省科學院）食品科學與工程學院 山東·濟南 250353；[2]齊魯工業大學（山東省科學院）生物工程學院 山東·濟南 250353）

CDIO（Conceive、Design、Implement、Operate）工程教育模式是國際工程教育改革的優秀成果，它是由麻省理工學院、瑞典皇家技術學院、瑞典林克平大學等四所大學發起的一項工程教育計劃，系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。截止到2017年底，已有美國、英國、德國、法國、日本、中國等20多個國家104所高校加入“CDIO工程教育聯盟”。

在食品科學與工程專業核心課程群建設中，經過任課教師們的討論和論證，選擇了關系極為密切的四門課：《食品生物化學》、《食品微生物學》、《食品化學》和《食品分析》作為核心課程群的建設課程。四門課程的基本情況見表1。本文從教師團隊建設、教學方法改革、教學內容優化、教學資源庫建設等方面進行研究，探索了基于CDIO工程教育模式的食品科學與工程專業核心課程群的建設，提高了整體的教學水平，為國家一流本科專業的建設提供了理論支持。

1 教師團隊建設

1.1 重視師德建設，堅持立德樹人

教師的師德對教學質量和人才培養質量起著非常重要的作用。教師的師德修養和言傳身教直接影響著學生的世界觀、人生觀、價值觀的養成，因此教師在教學過程中要時刻注意自己的言行舉止對學生產生的直接影響，避免傳遞負面情緒。為了使教師從心理上重視師德師風建設，學校在年終考核、職稱評定中將師德列為重要一項，并定期舉辦“師德標兵”和“最美教師”的評選，使得師德建設深入人心。

另外，教師必須充分領會“立德樹人”的真正含義，明確教育的根本任務和終極目標。在教學過程中除了注重培養學生扎實的科學文化素質，還要培養學生高尚的道德情操，幫助學生樹立民族自豪感和民族自信心，培育和踐行社會主義核心價值觀，培養社會主義的合格接班人和建設者。

1.2 改變教學理念，提高教學質量

教師在整個教學過程中都以OBE理論為指導，即以成果為導向，以學生為中心，并進行持續改進。

“以成果為導向”要求教師側重于分析學生的知識、能力、素質和價值觀的轉變，即評價學生學習結果的增值部分，評價體系和評估方法要能夠滿足學習成果發生的細微變化。以“學生為中心”，教師要充分認識到學生才是學習的主體，在教學過程中充分發揮學生的主觀能動性和積極性，使學生掌握科學的學習方法，培養學生自主學習能力和創新意識。而教學過程中，教師要注重評價體系的持續改進，強調評價-反饋-改進，通過周期性評價形成反復循環的評價改進機制，并且注重教學的全過程的持續改進，從而提高教學質量。

1.3 培養“雙師型”教師隊伍，提高工程實踐能力

“雙師型”教師，既是學識淵博、傳道授業的教師，又是適應市場需求、企業需要的現代工程師。

1.3.1 校企深度合作，增強教師“雙師”意識

鼓勵教學團隊中的年輕博士去食品相關企業掛職鍛煉，以了解食品企業的工廠設計、生產設備和工藝流程，同時熟悉相關企業各工種的用人標準、管理制度及操作規范，實現專業理論知識與實踐教學能力的有機結合。科技處會不定期發布國際及國內的企業技術需求，學院積極鼓勵和引導教師參與校企深度合作，以促進教師實踐能力、工程能力的提高及成果轉化，使教師逐步達到CDIO工程認證標準對教師的能力要求，增強教師“雙師型”意識。

1.3.2 外聘企業“雙師”，提高“雙師”水平

聘請食品行業和相關企業中具有豐富實踐經驗的技術骨干和管理人員擔任兼職教師，指導學生的實習和實踐教學，提高實踐教學能力。齊魯工業大學的畢業生擁有非常著名的“老總現象”，擁有豐富的優秀校友資源，學院定期邀請著名的食品行業的企業家做專題報告，教師與企業的優秀工程技術人員進行交流等多種形式，提高本院專業教師的工程實踐能力和“雙師”教學水平。

2 改革教學方法，提高教學質量

2.1 實施混合式教學，提高學生自主學習能力

目前，四門課程任課教師均采用“線上+線下”混合式教學，“線上”教學是學生在智慧樹網（zhihuishu.com）上觀看任課教師提前錄制好的在線開放課程視頻；“線下”教學是教師利用翻轉課堂并采用多種教學策略及時解決學生在學習中遇到的問題，通過這種教學方式，提高了學生的自主學習能力。在2020年春季學期，食品化學、食品微生物和食品分析三門課程還利用智慧樹和騰訊會議等平臺進行了在線直播，實現了“停課不停教，停課不停學”，保證了教學任務的順利完成。

2.2 探索有效教學策略，提高學生創新意識

教師在教學過程中探索有效的教學策略，提升學生的學習興趣和積極性，從而提高教學質量和教學效果。

在食品生物化學翻轉課堂教學過程中，任課教師實施了探究式教學。教師啟發、引導學生通過自主閱讀、思考、討論等途徑進行學習、獨立探究，掌握食品生物化學的基本原理，提高學生分析問題、解決問題的能力；有效的培養學生的批判性思維和創新意識，提高學生的終身學習能力，為學生大學畢業后參加工作或進行深造奠定扎實的專業基礎。比如在講糖酵解時，引導學生自行分析糖酵解的過程及能量代謝，得出1摩爾葡萄糖在酵解過程中產生的ATP數，直觀地了解食物中的糖如何轉化成人體所需要的ATP，提高了學生的學習興趣和教學效果。

3 更新教學內容，改善教學效果

3.1 整合教學內容

《食品生物化學》、《食品微生物學》、《食品化學》和《食品分析》四門課之間有著非常緊密的聯系，并且有重疊的內容，也存在相同的實驗。在核心課程群建設過程中，四門課的主講教師對課程內容進行整合和優化，使各門課各有側重而又不重疊，比如原來在食品生物化學和食品分析中都有維生素C含量測定實驗，整合后保留了食品生物化學中的VC含量測定實驗項目，而將食品分析中的VC測定換成了脂肪的測定，從而有效的利用課堂時間，使學生掌握更多的實驗技能和方法。

3.2 創設教學情境，實施課程思政

教師在教學過程中積極的創設教學情境，不僅使枯燥的教學內容變得有趣，能有效吸引學生的注意力，也可活躍課堂氛圍，使學生在課堂上充滿活力。根據每門課的課程特點，適當引入與課程內容相關的“思政”元素，將專業課與“思政”內容有機結合，從而有效提高學生的學習主動性和積極性。例如，在講解基因的內容時，加入人類基因組計劃，分析中國在人類基因組計劃中所做的貢獻，從而提高學生的民族自豪感和民族自信心，也從另一面提高了學生的人文素養。

4 建設教學資源

4.1 修訂教學大綱，建立課程目標和畢業要求指標點的對應關系

參照CDIO工程教育認證標準，重新修訂教學大綱，明確每門課程的教學目標，分別建立課程目標與畢業要求指標點的對應關系。以食品化學為例說明課程目標與畢業要求指標點的對應關系（表2）。

4.2 課件

為了滿足教師線上線下混合式教學模式的需要，每門課程分別整理了兩套課件，一套課件用于在線開放課程的拍攝，另一套用于翻轉課堂的教學。兩套課件內容不盡相同，相互補充，目的一致，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，提高學生的自主學習能力和創新意識，達成教學目標和畢業要求。

4.3 在線開放課程

教師在拍攝在線開放課程時，按照《山東省高等學校在線開放課程指導性建設要求》和《山東省高等學校優質在線開放課程認定指導標準》，重新梳理了知識點，每個知識點控制在5-15min，短小精悍，力求達到CDIO工程認證標準中的課程目標和畢業要求指標點的支撐要求。各門課的運行情況見表3。

表3：課程的運行情況

4.4 試題庫

教學團隊成員根據每門課的教學目標、支撐畢業要求的指標點、各章節重要程度及難易程度，分別整理了近千道習題（包括單選題、多選題、判斷題），按章節分別上傳至智慧樹平臺，建立了隨機組卷試題庫，確保每位同學在觀看在線開放課程視頻時和做章節測試時所遇到的測試題不盡相同。另外四門課程的任課教師分別購買了“XX云考”的試題庫，可以滿足學有余力的同學深入學習并進行測試。

5 成果

教學團隊成員經過近3年的努力，在教研及科研上都取得較好的成績。在科研方面：獲批了國家自然科學基金3項（經費150萬）；省部級科研項目10項（經費180萬）；在教研上獲批省級教改項目1項，國家級、省級大學生創新創業計劃10項，校級各類教研及教材項目15項，經費共計400萬；在創新課程方面：食品微生物學獲批2019年山東省線上線下混合式一流本科課程，食品生物化學獲批校級一流本科課程。與此同時，教學團隊成員還注重教研論文的撰寫，先后撰寫了8篇與食品科學與工程專業核心課程群建設相關的教研論文，從而提升了教師的教學水平和本科教學質量。

6 結束語

食品科學與工程專業核心課程群的四門課程均為食品質量與安全、食品科學與工程、釀酒、葡萄酒工程等專業的重要核心課。教學團隊重構了課程內容，以“生物學基礎（《食品生物化學》和《食品微生物學》）—變化原理（《食品化學》）—方法（《食品分析》”）為主線，形成了食品專業的“三大基礎，一個方法”的課程體系，使學生在掌握生物學基本原理的基礎上，認識食品加工的基本特點，為學生將來從事食品生產、開發新產品及新食品資源，奠定理論基礎和提供基本的研究方法。按照CDIO工程教育模式進行課程群建設，有利于食品科學與工程“國家一流”本科專業的建設，對發展“微專業”也有重要的指導作用。