基于OBE理念的《食品工程原理》課程混合式教學模式研究與實踐

楊曉清，高愛武，董同力嘎

(內蒙古農業大學食品科學與工程學院，內蒙古 呼和浩特 010018)

0 引言

成果導向教育(outcome based education，簡稱OBE，也稱能力導向教育、目標導向教育或需求導向教育)代表工程教育專業認證背景下改革的主流方向，清晰組織教育中的每個環節，使得學生在學習過程中實現預期的結果[1-2]。中國特色社會主義進入了新時代，中國高等教育進入了新的歷史發展階段，本科教育引起各方高度關注，需要采取堅強有力的措施推動高等教育邁上新臺階[3]。為了使我國高等教育更好地適應國家及經濟社會發展需要，迎接新工業革命的挑戰，需要在成果導向教育理念的引導下，積極推進教育教學改革，課程教學需順應OBE理念，從學科導向向目標導向轉變、從教師中心向學生中心轉變、從質量監控向持續改進轉變，突破傳統教學模式的框架，提高學生的獲得感、創新能力和持續學習能力。

1 課程教學模式改革的必要性

《食品工程原理》課程作為培養食品工程專業高級復合應用型工程技術人才的一門專業核心基礎課，是培養學生工程意識的啟蒙課，學生在本課程中將系統學習食品加工過程中的工程概念，以及各種單元操作的基本原理、內在規律、常用設備和加工過程的計算方法，研究對象是真實而又復雜的生產過程。食品工程原理課程教學目的是讓學生在掌握食品加工過程基本原理的同時，培養學生運用理論分析并解決食品生產過程存在的各種實際問題，從食品工程原理課程開始，學生就進入了工科的知識體系[4]。在高等工程教育背景下，該課程對培養食品科學與工程專業學生的業務素質、工程能力及創新能力具有十分重要的地位。

一直以來在學習食品工程原理的過程中，存在如下問題。首先，學生往往覺得理論多、概念多、物理量多和公式多，從上課內容上來看似乎聽懂了，但習題不會做；即使對于一些成績好的學生來說，對每一章內容總是感到一盤散沙、所學知識沒有系統性，所學內容不能與生活、生產實際相關聯，更談不上畢業所應達到的解決工程問題的能力。其次，手機和網絡資源沒有成為有效的教學工具。當前互聯網時代知識的獲得已經不存在障礙，但學習動力、注意力變成了稀缺資源。學生人在課堂而精神渙散，或神游或睡覺的課堂現象比比皆是，手機不離手，課堂上教師往往需要強制性收回手機、或不斷停下講課制止學生看手機。另外，教學過程中教師一言堂、學生被動聽講和參與度低下的現象比比皆是。

當前工科學生的培養模式將更加注重實踐環節，而作為農業院校的內蒙古農業大學食品科學與工程專業學生的工科基礎本身就不夠厚實，加上食品工程原理課程在農業院校里屬于少學時課程，如何能讓食品科學與工程專業的學生在理論課時缺少的情況下掌握足夠的理論知識，是擺在教師面前的一道難題。在當前互聯網普及時代、年輕人的個人學習方式在變化，更加靈活化、碎片化、網絡化和多維度，可以迅速多渠道獲取知識和信息。隨著大規模在線開放課程的發展，教師如何引導學生主動思維、課上課下如何利用手機開展教學、將不利因素變為教學過程中的有利工具，將教師的一言堂變為以學生為主體的互動性課堂，這是亟待教師去思索、去完成的。

基于上述分析，為了實現當前食品科學與工程專業人才培養目標、使學生成為具有可持續競爭力的創新人才，在當前互聯網普及發達并在教育領域廣泛滲透前提下，課程組結合食品科學與工程專業學生的層次和基礎，基于以產出為導向、以學生為主體、本著持續改進的態度和做法，對食品工程原理課程教學模式進行了改革。本文以課程章節中傳熱內容為例，闡述基于OBE理念下的食品工程原理課程混合式教學模式研究實踐與改革的有效性，旨在大力提升教學效果，提高學生的創新能力、自主學習能力和獲得感。

2 課程教學模式改革實踐過程

經過2年的課程建設，在網絡教學平臺豐富了教學資源，包括教學單元的課程課件、動畫演示，以及與理論課程內容相對應的生產視頻、試題庫、系列播課和不斷更新的課后閱讀資料等，同時對教學過程中學生學習筆記，教學討論區的答疑、發帖、回帖、隨堂在線測試等教學活動的學情分析等，食品工程原理混合式教學模式改革顯示了明顯成效。現以傳熱章節的教學安排及對流傳熱單元為例對線上線下混合式教學實踐加以闡述。

2.1 學習內容的系統性

采用思維導圖所設計的食品工程原理教學中傳熱章節整體知識框架和學習內容的導學單如圖1所示，通過思維導圖進行該章內容知識梳理，并將知識內容與教學過程形象化聯結[5-6]。由教師于章節開始學習之前發布在網絡教學平臺上，可使學生學習之前明確了解本章的知識構成，并將所學內容與生活實際由淺入深加以關聯，讓學生明了教學內容知識框架的系統性。

圖1 傳熱單元的知識框架和學習內容Fig.1 Frame diagram and contents of heat transfer unit

2.2 線上線下混合式教學過程示意

對流傳熱單元混合式教學過程單元導學單如圖2所示，按照圖中顯示開展教學環節。教學過程將課前、課中、課后3個環節緊密結合。

課前，教師將問題導入、布置學生必須完成的任務。課中，教師“以問題為中心”，提出問題，引導學生回答、提問并討論，教師答疑、講述重點和難點，師生面對面共同討論[6]。課后測試評價和師生共同反思。教師通過提供背景知識或前沿知識供學生課余時間閱讀思考，利用網絡資源彌補學生缺乏生產實際和生活實踐經驗的不足，通過案例的形式將一些實踐性環節插入到相關章節里，形成“基于問題的學習”模式，增加學習的趣味性，引導學生自主探索教學知識，將被動學習轉變為主動學習，極大強化課程學習的效果，在課程學習過程中，培養學生工程認知能力和解決工程問題的能力。

在成績評價方面，目前采用的混合式教學模式改變傳統教學模式的課程結束后學生才知道成績的評價方法，注重過程和結果并重，采用成長式成績評價的新方法評價學生該課程的學習成績。如圖2所示的教學全過程的每一個環節中，觀看視頻后的測試題、調查問卷、討論發帖、課前預習、隨堂測試和課后練習等均進行成績評價，計入總成績。當遇到不可預知的突發狀況時，為不影響教學進度，可通過線上學習資源的建設、線上課程錄播及在線測試等線上學習方法幫助學生在脫離面對面教學條件下完成課程學習[7]。

圖2 對流傳熱的混合式教學過程Fig.2 Mixed teaching process of convective heat transfer

2.3 混合式教學模式有效性的構成

混合式教學模式對網絡的利用不僅僅像傳統教學那樣只上傳資源、學生幾乎從不問津、形同虛設的局面，而是充分利用網絡教學平臺，學生端強調課前預習、課前閱讀、課前自測和課堂學習討論，并通過一系列反饋機制進行學習效果評價，使學生隨時掌握自己的平時成績成長值[8-9]。利用網絡教學平臺強化混合式教學過程如圖3所示。教師端強調對學生學習的引導、答疑解惑，以及根據對學生學習過程分析而提供高進階的學習材料和常規性、拓展性教學內容的完善。在學生考核方式方面，要強調過程考核的重要性，期末考試成績的占比應逐年下降，平時成績占比應逐年增長[10]。

食品工程原理課程混合式教學模式改革中將課程內容協同整合，課前、課中及課后的訓練激發了學生的主動思維，加強了整個教學過程師生的互動性，將傳統教學和網絡教學優勢互補，既發揮教師的引導作用，也展示著學生的主體作用，充分利用了互聯網、網絡教學平臺、教師學生的手機，以及課堂面對面講授、交流溝通答疑和小組團隊問題討論等形式。

由圖3所示，課程教學從教師端行為、學生端行為、教學目的準確性和可衡量性、教學內容和教學方法的契合性等各方面反映混合式教學模式的有效性。

圖3 混合式教學模式的有效性Fig.3 Effective result of blended-teaching mode

3 結束語

《教育信息化十年發展規劃(2011—2020年)》(2012)指出：“教育信息化的發展要以教育理念創新為先導，以優質教育資源和信息化學習環境建設為基礎，以學習方式和教育模式創新為核心”[4]。希望食品工程原理教學模式的改革及相應的教學效果對鍛煉學生的思維能力，提高學生的自主學習能力、持續學習能力和獲得感等方面起到積極顯著的作用，有助于提升食品工程專業本科生的工程能力，有助于實現食品科學與工程專業學生新工科的培養目標。