OBE驅動創新人才培養在專業實驗教學中的實踐
——以滁州學院食品質量與安全專業為例

龍 門,詹 歌,于士軍,賈小麗,呂日琴,周夢月

(滁州學院生物與食品工程學院,安徽滁州 239000)

工程教育認證是中國工程教育國際互認和工程師資格國際互認的基礎,是國際通行的工程教育質量保證制度[1]。其核心價值是在于成果導向教學(outcomes-based education,OBE)理念,即以學生為中心,在明確學習目標的情況下進行教學設計、確定教學策略、自我參考評估、持續改進[2-4],注重培養學生的工程意識、協作精神、綜合應用所學知識解決實際問題的能力及創新能力[5-7]。OBE教學理念與滁州學院培養應用創新人才為目標的應用型本科教育一致。滁州學院食品質量與安全專業源于2009年開設的農產品質量與安全專業;先后獲省級特色專業、省級教學團隊、并于2020 年度入選國家級一流本科專業建設點名單(教高廳函〔2021〕7 號);2023年6月中國工程教育專業認證協會發布了《關于公布天津工業大學機械工程等441個專業認證結論的通知》和《歷年通過工程教育認證的普通高等學校本科專業名單》(工程教育認證通告〔2023〕第1號),滁州學院食品質量與安全專業通過認證,有效期六年(2023年1月至2028年12月)。

食品類專業屬于新工科學科專業,實踐技術性強,要求學生不但具備扎實的理論知識,更要有創造性思維及扎實的實踐操作能力[8]。實驗實踐教學是創新應用型人才培養中的重要環節,教學中更加強調將本學科的前沿知識體系和技術與其他學科知識有機融、交叉創新[9]。

筆者以滁州學院食品質量與安全專業為例,專業綜合實驗課程團隊確立以OBE教學理念為指導、創新精神為核心、實踐能力為主題的實驗創新教學理念,探索在工程認證背景下和長三角區域發展背景下專業綜合實驗課的教學改革與實踐,并提出一系列的教學改革措施,在實驗中培養學生的創新能力和綜合素質,使學生在領域內學有所成,并且能夠看重學習過程中的實際產出,以此為依據強化食品專業教學。

1 課程目標

專業綜合實驗是食品質量與安全專業開設的一門專業綜合實驗課程,3.5學分,96學時,12個實驗,分別開設于第6學期(6個實驗,共48學時)和第7學期開課(6個實驗,共48學時)。課程自2016年按照OBE教學理念進行改革,校內教師、合作企業以及工程技術人員組成專業綜合實驗課程教師團隊,通過調查分析市場、企業以及社會對食品專業學生的需求,制定符合學校定位、適應社會經濟發展需要的人才培養目標,結合本專業教學現狀制訂了本課程的對應的畢業要求及教學目標(表1)。

2 課程教學實施過程

2.1 教學設計思路OBE教育模式在教學的過程中更加注重學生的學習成果和產出效果[10]。課程組根據專業人才培養方案,結合國家和社會發展需要,按照OBE教學理念,“反向設計,正向建設,持續改進”的思路,首先確立學生預期學習成果為掌握食品設計、加工、檢測基本技能,具備食品研發和創新能力,能夠以食品產業需求為驅動,設計出符合食品產業需求的產品,同時在專業實驗實踐過程中,創新能力和專業素養持續提升;其次,按照學生預期學習成果進行教學設計、落實教學內容,通過教學標準實施形成有效課程教學,實現預期成果,支撐畢業要求達成;同時,教師再根據學生的學習效果,進行自我參考評估,依據評估結果設計下一階段教學,實現整個教學過程閉環化(圖1)。

表1 專業綜合實驗課程目標對專業培養目標的支撐Table 1 The support of professional comprehensive experiment course to the objective of professional training

圖1 OBE理念下的專業綜合實驗教學設計思路Fig.1 The thought of professional integrated experiment teaching design under OBE concept

2.2 模塊化教學內容課程教學內容是幫助學生達成課程成果目標的橋梁。課程教師團隊根據課程目標設計教學內容,并能夠支撐專業培養目標中問題分析能力、設計解決方案能力、研究能力、團隊協作能力。圍繞課程目標,注重專業實驗與理論知識點的銜接,遵循“認知—應用—創新”遞進實驗教內容層次,分為“認知+加工”“檢測+加工”“創新”3個模塊(表2),教學內容更具有科學性、前沿性和創新性。

“認知+加工”“檢測+加工”模塊為半開放性實驗,分別設置3個實驗項目。在學院內部現有實驗條件基礎上,對接學院合作企業的崗位需求,把學科和專業建設與區域經濟發展及滁州食品產業需求結合,通過產教融合,以真實工作項目為載體開展教學。實驗項目內容、方法及過程參照企業的運行模式進行,通過企業實地雙師同堂教學,使學生能夠系統學習某類型食品生產和質量監控過程,在加深對實際生產認知的同時,將理論知識與食品生產技術和管理相融合。該部分課程教學內容將隨著食品企業發展持續改進,以符合社會發展和市場需求。

“創新”模塊為全開放性實驗,教師團隊引導學生確定實驗項目,以某一屆為例,全班共確定了6個實驗項目,教師引導學生開展實驗研究,并在有限的時間內完成項目。以實驗項目1為例,系統的完成臘腸制作的實驗研究,涉及臘腸配方、加工工藝、成品品質評價等方面,若是全面考察,8學時的教學時間是遠遠不夠的;因此實施該項目時,結合之前驗證性實驗經驗,把考察重點確定在亞硝酸鹽的添加量對產品品質的影響,既完成臘腸制作,又對某一單項因素進行了深入研究。不僅使學生全面了解了新產品的開發流程,鞏固基礎知識、提升技術能力,又培養了其科學思維、探究精神及創新意識,為長三角地區和安徽省食品工業發展培養“重基礎、懂技術、通應用、能創新”的應用型本科人才。

2.3 實驗項目教學實施實驗項目教學實施依托學習通和泛雅平臺,開展線上線下混合教學,教師團隊分小組進行實驗指導,根據每位學生特點,進行精準化、專業化指導,引導學生正向參與到實驗項目中。學生在實驗項目開展過程中,通過文獻查閱、組內探討、實操等,真切的理解個人與團隊的關系,能夠分工合作,高效且保質保量地完成實驗項目。刷新學生對食品行業的認知,培養學生技術能力,提高學生創新活力,提升食品行業創新能力及專業認同感。

“認知+加工”“檢測+加工”模塊實驗項目分3個階段進行(圖2),第一階段教師于網絡平臺——學習通發布實驗項目及相關資料,學生分組自主學習、討論、查閱文獻資料,在規定的期限內線上提交項目實施方案,給出產品配方理論設計、工藝設計、性能檢測方案,教師團隊審核方案,通過后方可進入下一階段;第二階段實操階段由教師提供試驗材料,在課堂教學過程中引導學生實操,進行關聯分析,同時分組答辯,就項目的研究背景、配方設計、實驗結果分析、產品品評及實驗小結進行10 min答辯,教師團隊現場評審;第三階段學生依據現場答辯結果及教師團隊意見進行實驗報告的撰寫,網絡平臺提交,教師依據3個階段中學生的學習情況總體評價學生學習成效,以此為基礎持續改進。

“創新”模塊實驗項目的實施則給予學生更多的自主空間,采用項目經費劃撥制度,即每一小組均可獲得一定的實驗經費。經費劃撥制度極大地激發了學生的科研興趣,促進了學生自主創新積極性。創新實驗項目于第6學期開課,貫穿整個學期,其實施時間軸見圖3。

表2 某屆專業實驗項目內容Table 2 Content of a professional experimental project

首先,課程教學團隊學期初在學習通和泛雅平臺上發布產品行業背景、研究進展、標準法規等實驗項目背景資料,引導學生結合食品行業發展現狀及消費者需求思考某項產品研發重點,同時發布實驗項目執行任務。其次,學生依據任務分組,組內自主分工合作查閱文獻資料、進行市場調查,初步確認創新產品類別,對該產品市場及科學可行性進行論證,撰寫可行性報告,提出產品配方理論設計、工藝設計、品質檢測方案,制定實驗實施方案。同時,依據方案申請項目經費,線上平臺提交后,教師協助和引導可行性方案的修訂,審核項目經費申報的合理性,通過后發放項目經費;學生線下需根據方案采購原料、準備實驗器材,課上進行實驗實施;實驗結束后組織統一答辯匯報,校企教師團隊現場評審。最后,針對答辯中教師團隊提出的問題及錯誤,每小組的指導教師個性化協助引導學生完善。同時,在規定時間內完成結果分析和報告撰寫。整個實驗項目是學生結合理論知識和行業需求,以創新意識為驅動,團隊合作創造性的完成,充分調動了學生的自主性、積極性和探索性,賦予學生足夠的空間進行知識綜合應用及創新能力的發揮。

2.4 過程性評價體系食品專業綜合實驗教學考核總分100分,目標包括知識能力目標1(20分)、2(20分)、3(40分)和素質目標4(20分);整體項目采用網絡平臺監控、教師評價、組內互評、組間互評及老師評價等多元化評價體系,詳細指標如表3所示。學生課程目標達成度越高,則說明其對預期學習成果的掌握度越高。若學生某項課程目標達成度低于0.7,則說明其未達到學習要求,需對其進行精準化再輔導,若低于0.6,則要求其和下一屆同學重新學習參與該課程。筆者以某一屆共32名學生的成績為例,進行分析(表3)。

圖2 “認知+加工”“檢測+加工”模塊實驗項目實施過程Fig.2 “Cognition + processing”,“detection + processing” module experimental project implementation process

圖3 創新實驗項目實施時間軸Fig.3 Innovative experimental project implementation timeline

某一屆共有32名學生進行考核,平均成績為80分。由圖4可見,該屆學生的課程成績近似正態分布。成績分析表明該屆大部分學生通過該課程的學習能提高學生查閱文獻和實驗設計能力、加深理解專業基礎課和專業課的理論知識,具備一定的研發、創新能力;提高其實踐、實驗報告撰寫能力,并有一定的團隊合作精神。

根據表 3細化分解課程目標,在目標達成度0.70和平均達成度之間的認為需要持續改進,未達目標達成度0.70的認為沒有達到預期學習效果。由圖5可知,學生該課程4個課程目標的平均達成度為0.81;目標1、2主要是項目背景資料學習及項目可行性報告、實施方案的撰寫,達成度高于平均達成度;課程目標3、4小于平均達成度,說明學生在實踐動手能力、團隊合作能力雖然達到了預期達成度,需要加強并持續改進,同時也反映目標1、2的平均達成度較高有可能是因為團隊成員中部分成員的項目執行力更好,使每組的報告成績得分更高,有必要對個人達成度進行分析。

圖4 某屆32名學生課程成績分布情況Fig.4 The distribution of course scores of 32 students in a certain class

圖5 某屆學生課程目標達成度情況Fig.5 The degree of achievement of curriculum objectives of a class of students

圖6是學生課程目標1～4達成度情況。目標1可以看出有4名學生的達成度低于0.8。查閱4名學生的學習過程資料,發現其項目執行態度較差,未完成泛雅平臺中項目背景資料的學習,后期聯系了4名同學的班導師、輔導員與教師團隊對其進行進一步的督查和持續觀察。目標2是實驗實施方案及創新性評價,由于該目標是1組同學提交1份報告,評價結果反映的是大組成績,沒有反應出學生個體成績,目標2的評價方式需進持續改進,經教師團隊討論,下一屆目標2評價方式添加組內評價成績,用以獲得每位同學在該部分的執行情況。

目標3有3名學生達成度低于0.7,其實踐動手能力有所欠缺,后期課程中應加強實踐教學。目標4有2名同學達成度低于0.4,通過教師團隊觀察、咨詢團隊成員,發現其項目執行態度極差,不配合團隊協作,引起團隊成員不滿,且與課程目標1中達成度低于0.8的同學重疊。教師團隊課程結束后對其進行進一步的深入了解和持續教育,并告知其他課程團隊教師持續關注這2名成員。

3 小結

專業實驗實踐課是應用型人才培養中重要一環,是銜接理論知識和專業技能的重要手段,兼具聯系行業技能和就業崗位能力匹配的紐帶。食品專業綜合實驗課程教改基于 OBE 教育模式,以學生為中心,校企教師團隊梳理企業行業對課程的知識需求,確定課程目標,構建了“項目孵化—精準引導—創新研發”實踐教學模式,使用了線上任務發放、實驗經費申請、分階段完成以及多元化評價等手段。教學過程中,弱化教師的“教”,強調以學生為中心,充分調動了學生的自主學習和主觀能動性,有效激發學生創新活力;多元化的評價手段可針對每個學生進行課程評價并指導持續改進方案,學生對該門課程的評教分數顯著提高;畢業校友和企業代表認為食品專業綜合實驗的課程教學目標和內容符合目前企業的實際需求,并肯定了該校食品專業畢業生在企業上崗后的實際工作表現。