基于OBE理念的《食品機械與設備》課程教學改革探索

張劍 安艷霞 潘治利 李家寅 徐超 張蓓

摘要：文章針對《食品機械與設備》課程進行教學研究及探索，基于OBE理念并結(jié)合“一個中心、三個結(jié)合”的教學方法，開展了該課程的教學目標、教學內(nèi)容、實施方案和結(jié)果評價等環(huán)節(jié)的課程建設;引入“互聯(lián)網(wǎng)+”教學手段，采用線上課程（MOOC）與線下混合式教學模式，實施加工工藝與設備相結(jié)合的實踐教學方式，推行與生產(chǎn)需要相聯(lián)系的設備選型應用的課程習題（體系），研究與實行了探究式學習，促進了教學目標與畢業(yè)要求的更好達成，可為本行業(yè)培養(yǎng)出更多實踐能力強的創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：食品機械與設備;教學改革;成果導向;探究式學習

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）40-0083-03

美國加州大學洛杉磯分校副校長Cindy Fan在考察我國高等教育時說，中國的課堂教學模式是“單聲道”的，課堂是教師的“一言堂”，學生缺少參與機會，課堂氣氛沉悶，學習效果較差。2016年我國成為“華盛頓協(xié)議”的正式成員國，很多工科專業(yè)要進行工程專業(yè)認證，專業(yè)認證強調(diào)“學生中心、成果導向（OBE）與持續(xù)改進”三大基本理念，這使成果導向式教學逐漸被人們所熟知，開始在教學工作中應用。在2018年6月教育部的成都會議上也重點強調(diào)了OBE理念的重要性。OBE理念重點聚焦于“學生產(chǎn)出”，注重學生創(chuàng)新、實踐等能力的培養(yǎng)。它不再是正向的知識灌輸，而是圍繞學生的最終“成果”來組織和開展教學，以明確的綜合能力的掌握為目標來設計教學過程?！妒称窓C械與設備》是食品類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，為了達到更好的教學效果，近年來課程組按照OBE理念改進教學，取得了明顯的成效。

一、加強教學研究，更新教學理念

高等教育學會會長瞿振元指出：“沒有高質(zhì)量的課堂教學，就沒有高質(zhì)量的高等教育”?！妒称窓C械與設備》是食品類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，主要介紹在食品加工中所用到的各種機械設備的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、性能參數(shù)及其應用。在以往的教學中，以單向的知識傳授為主，也是一種“單聲道”教學模式，加之機械設備結(jié)構(gòu)原理復雜，很多同學因缺乏足夠的空間想象力而無法理解知識點，教學效果不佳。近年來，課程組逐漸將OBE理念融入教學中，并堅持一個“中心”與三個“結(jié)合”的教學方法，發(fā)揮學生的中心地位，堅持課內(nèi)與課外統(tǒng)籌結(jié)合、實現(xiàn)科學與人文相適應、教學與研究相關(guān)聯(lián)，并將現(xiàn)代信息技術(shù)融入教學中，明顯提高了教學效果。

課堂教學必須改變以教師為主體的模式，充分發(fā)揮學生的中心地位，讓學生成為課堂的主人，教師成為引導者。在《食品機械與設備》課程以往的教學中，主要講授各類設備的復雜結(jié)構(gòu)與工作原理，有時會涉及設計與計算的內(nèi)容，學生學習起來較枯燥，興趣不高。再加上近年來培養(yǎng)方案調(diào)整，學時減少，需要改變教學思路與教學內(nèi)容。課堂上不再重點講授較復雜的設備結(jié)構(gòu)，而是以設備的工作原理與設備在食品加工中的應用為重點。每章結(jié)束后，教師均布置一些課后練習，要求學生經(jīng)過查閱資料、分組討論進行設備的選型。如食品輸送設備學習完后，讓學生進行純水生產(chǎn)、食用油脂生產(chǎn)、醬類產(chǎn)品生產(chǎn)適用輸送泵的選用，要求確定泵的品種、產(chǎn)量與臺數(shù)及生產(chǎn)廠家。最終制作PPT進行課堂講解，教師按照選型的準確性給出平時成績。

二、激發(fā)學生興趣，提升教學效果

興趣是最好的老師。學生們是否能夠?qū)W習好某些內(nèi)容，關(guān)鍵在于他們是否感興趣。作為教師，不但要準備好教學需要的內(nèi)容，另外一個重要的問題就是要想辦法激起學生的興趣。

（一）了解課程的重要性是激發(fā)興趣的重要基礎

在課程的緒論階段，就可以給學生們講解食品機械設備在食品工業(yè)中的作用，強調(diào)食品機械設備的應用與先進程度是食品加工能否實現(xiàn)工業(yè)化與現(xiàn)代化的關(guān)鍵;講述食品機械的制造水平反映了一個國家科技發(fā)展的水平;講述食品機械設備與食品加工工業(yè)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀、我國在此方面與國外先進水平的差異、新技術(shù)在食品機械設備中的應用以及我國食品機械與食品加工領域所面臨的巨大的商機。講述這些內(nèi)容可以通過一些實例來說明，例如：瑞典利樂公司生產(chǎn)的無菌灌裝設備、日本佐竹公司開發(fā)的色選機與大米食味儀、國外公司開發(fā)的真空冷凍干燥機與反滲透鹽裝置等，讓學生們明白現(xiàn)代的食品加工機械已經(jīng)具有很高的科技含量，并且新技術(shù)還在不斷地被應用于各種食品機械之中，這樣會激起學生學習《食品機械與設備》的興趣，使之達到更好的學習效果。

在課程開始階段，還要向?qū)W生們介紹該課程的性質(zhì)。讓他們明白《食品機械與設備》是食品科學與工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，主要學習的是各種食品加工過程中用到的機械設備，學好《食品機械與設備》課程是學習食品工藝學的基礎。這樣能讓學生明白學習的目的，使他們學習的目的與方向更明確。

（二）多途徑、多環(huán)節(jié)激發(fā)學生興趣

1.通過愛來感化學生。陶行知先生說過：沒有愛，就沒有教育。因為有愛，我們才有耐心;因為有愛，我們才有關(guān)心;因為有愛，我們才能和學生心貼心。心貼心的教育，學生樂于接受;只有心貼心，學生才會“親其師、信其道”，進而“樂其道”，才能達到最佳的教育效果。

2.以幽默的語言吸引學生。幽默的語言，會使學生哄堂大笑，使緊張的神經(jīng)得以放松，會使學生的注意力更加集中，使課堂效果得以加強。在教學方法上，可以在課堂上多為學生設置一些懸念，使學生更加認真地聽講與思考。

3.將歷史引入課堂?！翱茖W與人文相合”是目前得到高度認可的教學理念，可以有效激發(fā)學生的學習興趣。如講到食品輸送設備時，課程組教師就會講解中國古代使用的輸送物料的裝置，如龍骨水車、桔槔、坎兒井等水輸送裝置，兩輪車、獨輪車、舟船等物料運輸裝置。講到粉碎設備時，介紹打制與磨制石器、石磨盤與石棒等石制工具，也會介紹青銅器、鐵器、圓盤式石磨、八盤磨與水力米碓等中國古代的磨粉工具，讓學生既學習了中國古代粉碎裝置的發(fā)展變遷，也對中國古代燦爛的文明有了更深入的了解。

三、推進“互聯(lián)網(wǎng)+”，實現(xiàn)信息化教學

（一）建設課程網(wǎng)站，推進教學信息化

在做好課堂教學之外，為了能讓學生更好地進行課下學習，必須充分利用網(wǎng)絡這種新的教育載體。從2011年以來，課程組收集與拍攝了2000多張食品加工廠的車間與設備照片、300多段設備操作的視頻與Flash動畫，編寫了課程題庫與試驗指導書，制作了高水平的《食品機械與設備》課程教學網(wǎng)站：（http：//202.196.80.249/ jpkc/splimengqin/index.asp），并將我們課程的教育課件與講義全部上傳;在網(wǎng)站上及時發(fā)布本行業(yè)的科技進展與學術(shù)會議等信息。有了課程網(wǎng)站后，我們可以布置部分內(nèi)容，讓學生在網(wǎng)上自學，課堂上讓學生試講相關(guān)內(nèi)容，并且讓學生根據(jù)自學內(nèi)容上交作業(yè)，很大地提高了學生的學習積極性，也有利于學生自學能力與綜合素質(zhì)的提升。每年對課程網(wǎng)站內(nèi)容進行更新與修改，該網(wǎng)站利用率很高，訪問量超過2萬次。

（二）讓微信成為輔助教學的重要手段

手機作為信息傳遞工具，已經(jīng)不可或缺，為了讓手機在學習上發(fā)揮更大的作用，課程組經(jīng)過認真調(diào)查研究，建立了“食品工廠裝備與設計”的微信公眾號，圖1為課程微信公眾號的二維碼。課程組將平時收集與錄制的食品加工視頻上傳至公眾號，定期轉(zhuǎn)載食品行業(yè)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展信息，發(fā)布每章的課后作業(yè)，只要同學關(guān)注公眾號，就能觀看閱讀。經(jīng)過兩年的應用發(fā)現(xiàn)，微信公眾號在本課程的信息化教學方面發(fā)揮了顯著的作用。

（三）建設在線課程，實施混合式教學

信息技術(shù)與教育教學深度融合的新探索給中國高等教育“變軌超車”提供了重大機遇。在線開放課程（MOOC）是推動大學教育供給側(cè)改革的重要引擎，能夠?qū)崿F(xiàn)“以教為主”向“以學為主”轉(zhuǎn)變、以“課堂教學為主”向“課內(nèi)與課外相結(jié)合”轉(zhuǎn)變，可以實現(xiàn)課程和平臺的多種形式應用與共享，提高教育教學質(zhì)量[5]。食品機械與設備已在“愛課程”上線，網(wǎng)址為：https：//www.icourse163.org/spoc/learn/HENAU-1002812003#

/learn/announce.每一章節(jié)的核心知識點與重點、難點均錄制了授課視頻，并且將課程的所有PPT均轉(zhuǎn)成PDF上傳系統(tǒng)，使學生可以在線學習，目前課程的使用效果非常好，同學們反映沒聽懂的可以下課后再看，并且難點可反復看，使學生增強了對課程內(nèi)容的理解。利用充分交流區(qū)，很多有問題的同學可以在交流區(qū)提問與交流，架起一條新的溝通橋梁，使師生交流更加順暢。

四、以OBE理念改革實踐教學

新工科建設高度重視實踐教學環(huán)節(jié)，OBE教學理念也高度強調(diào)實踐環(huán)節(jié)的重要性。作為教師，要不斷變換實踐教學方法，達到學生真正掌握的目的。本課程組近兩年來將傳統(tǒng)的參觀演示性實驗變革為親身操作實驗。結(jié)合食品工藝實驗室的現(xiàn)有設備，并進行了適量添置，組成速凍餃子生產(chǎn)線、面條饅頭生產(chǎn)線、純凈水生產(chǎn)線、月餅生產(chǎn)線。筆者就以速凍餃子生產(chǎn)線為例介紹實驗環(huán)節(jié)的開展過程。該生產(chǎn)線由絞肉機、盤刀式切菜機、餡料混合機、餃子成型機、雙螺旋速凍機、包裝機、噴碼機與冷庫組成。筆者讓學生5人為1組，首先寫出實驗所用材料，交實驗員準備;然后學生從切菜、絞肉、制餡、餃子成型、速凍、包裝、噴碼到入庫，每個環(huán)節(jié)讓學生利用相應設備親自制作，最后做出成品速凍餃子。本實驗的重點是讓學生掌握設備的結(jié)構(gòu)原理與應用，要求做出符合要求的成品，對餃子的質(zhì)量不做過高要求。學生實驗要求每人參與;實驗過程要求學生拍照、錄視頻，用CAD繪制部分設備的簡單結(jié)構(gòu)與原理圖，最后制作Word文檔實驗報告上交教師，每個班選擇2組優(yōu)秀作業(yè)制作成PPT，并進行講解。通過這種綜合實驗，明顯提高了學生的興趣，使學生深入了解了所用到設備的結(jié)構(gòu)原理與應用，對相應產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝也有了一定的了解;實驗報告制作要求圖文并茂，鍛煉了學生文檔檢索與總結(jié)歸結(jié)的能力，PPT制作與講解可以明顯地促進學生綜合能力的提高。

五、實施教學與研究相結(jié)合的探究式教學

在當今這個信息社會中，由于知識的更新很快，培養(yǎng)學生的自學能力至關(guān)重要。“新工科”大力推行基于問題的探究式學習、基于項目的討論式教學等，要突出教學與研究相結(jié)合。

筆者選定“智能分級設備”、“擠壓熟化設備”、“無菌包裝設備”與“工業(yè)4.0與中國制造2025”幾個專題，讓學生自己看書，查資料，各寫一篇不低于1500字的綜述性小論文，介紹設備的原理、應用、研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景。課后習題的設置也突出“學以致用”的原則，改變傳統(tǒng)的以設備結(jié)構(gòu)與分類為主的習題，設置一半以上的根據(jù)生產(chǎn)需要進行設備選型的題目。以色選設備選型為例：小麥清理過程中使用色選機，一條生產(chǎn)線日處理小麥700噸，另外一條生產(chǎn)線日處理小麥400噸，請各選型適用色選機。一條大米生產(chǎn)線，日生產(chǎn)大米200噸，利用色選機分選大米中異色粒，請選型適用色選機。一條茶葉生產(chǎn)線，日生產(chǎn)茶葉5噸，利用色選機分選茶葉中的異色茶片或雜質(zhì)，請選型適用色選機。

在學生的小論文或設備選型習題寫好之后，筆者利用一節(jié)課時間，讓學生們5—6人一組分組討論，談論各自的觀點，然后每組選出代表在課堂上講解，大家爭先恐后，課堂氣氛相當活躍。課下學生們普遍反映不錯，不但提高了自學能力，還通過查資料，對設備的發(fā)展現(xiàn)狀有了較為深刻的了解。許多同學逐漸養(yǎng)成了自學及查閱資料的良好習慣，并且把它遷移了其他課程的學習中。

六、結(jié)束語

2016年我國已成為《華盛頓協(xié)議》的正式成員國，利用OBE理念改革傳統(tǒng)的教育教學模式已成為當務之急。本課程組按照OBE理念并結(jié)合“一個中心、三個結(jié)合”的教學方法，對《食品機械與設備》的教學目標、課程內(nèi)容、教學方法和成績評價進行了梳理，課程中積極引入“互聯(lián)網(wǎng)+”教學手段，大力開展在線課程（MOOC）與線下混合式教學，實施加工工藝與設備相結(jié)合的實踐教學方式，推行與生產(chǎn)需要相聯(lián)系的設備選型式的課程習題（體系），研究與實行了探究式學習等，讓學生由被動聽講變成主動學習，讓他們成為課堂的主人，提高了學生對知識的掌握程度，使知識可以真正內(nèi)化于心，使教學目標與畢業(yè)要求真正達成，對于學生工程能力、創(chuàng)新能力的提升會有明顯成效，可以培養(yǎng)出更符合社會需要的能解決復雜工程問題的復合型高級人才。

參考文獻：

[1]王金旭，朱正偉，李茂國.成果導向：從認證理念到教學模式[J].中國大學教學，2017，（6）：77-82.

[2]周紅坊，朱正偉，李茂國.工程教育認證的發(fā)展與創(chuàng)新及其對我國工程教育的啟示——2016年工程教育認證國際研討會綜述[J].中國大學教學，2017，（1）：88-95.

[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

[4]瞿振元.著力向課堂教學要質(zhì)量[J].中國高教研究，2016，（12）：1-5.

[5]張曉鵬.美國大學創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式探析[J].中國大學教學，2006，（3）：7-11.

[6]李志義.成果導向的教學設計[J].中國大學教學，2015，（3）：32-39.

[7]鐘登華.新工科建設的內(nèi)涵與行動[J].高等工程教育研究，2017，（3）：1-6.

[8]王立，張文斌，王周平，等.以創(chuàng)新實踐鏈式教育培養(yǎng)食品學科工程化人才的探索[J].中國食品學報，2013，13（2）：149-152.

[9]王立，張文斌，夏書芹，等.食品科學與工程專業(yè)本科生實踐教學改革初探[J].科技創(chuàng)新導報，2012，（23）：178-179.