基于OBE理念的“食品機械設備”課程教學改革

馬鳳鳴，陶冬冰，張佰清

（沈陽農業(yè)大學 食品學院，遼寧 沈陽 110866）

工程教育專業(yè)認證是教育部高等教育教學評估中心和中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會針對高等教育機構開設的工程類專業(yè)教育實施的專門性認證。通過工程教育專業(yè)認證，對提高專業(yè)教學質量，實現(xiàn)國際互認，提升專業(yè)國際競爭力具有重要作用[1]。特別是在“國家一流本科專業(yè)建設”將通過工程教育專業(yè)認證作為評價要求的背景下，工程教育專業(yè)認證已經(jīng)成為高等教育機構專業(yè)建設的重要組成部分。沈陽農業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)于2019年分別被國家教育部和遼寧省教育廳認定為國家、省級一流本科專業(yè)建設點，為符合專業(yè)建設標準，通過工程教育專業(yè)認證已成為必須。

“食品機械設備”課程是高等院校食品科學工程專業(yè)的專業(yè)主干課程之一[2]，在工程教育專業(yè)認證課程體系中，該課程是工程基礎類課程體系（機械基礎、工程制圖→食品工程原理→食品機械設備→食品工廠設計→畢業(yè)設計）的重要環(huán)節(jié)，課程教學質量直接影響工程教育專業(yè)認證標準下學生的培養(yǎng)效果。OBE教育理念是工程教育專業(yè)認證標準的核心理念，主旨以學習成果為導向設計和實施教學方法，注重提升學生的工程實踐能力[3-5]。因此，在工程教育專業(yè)認證的OBE教育理念下，對“食品機械設備”課程建設提出了新的要求。同時，隨著食品加工新技術的涌現(xiàn)，以及現(xiàn)代教育技術的發(fā)展創(chuàng)新，課程教學內容和方法也急需改進。

鑒于以上原因，以沈陽農業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)“食品機械設備”課程為例，針對目前存在的問題，對課程提出改革措施。

1 課程建設

1.1 課程體系建設

目前，“食品機械設備”課程的前導課程為“機械基礎”“工程制圖”“食品工程原理”，但2016級之前的食品科學與工程專業(yè)設置的“機械基礎”課程為選修課程，專業(yè)學生對該課程采取了規(guī)避態(tài)度，導致無一人選修該課程。這種情況也是眾多高校食品科學與工程專業(yè)學生普遍存在的現(xiàn)象，一般都是將該課程設置為必修課程，強制學習。由于未學習該課程相關知識，學生對機械方面的基礎知識的認知基本空白，導致學生對“食品機械設備”課程中涉及到的結構圖無法識別，對課程學習造成了很大阻力。

此外，工程教育專業(yè)認證OBE理念下教學內容聚焦的是學生能力培養(yǎng)，即培養(yǎng)學生的實踐能力。但是，沈陽農業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)的“食品機械設備”課程只有理論教學，沒有實踐教學?！笆称窓C械設備”是一門以掌握設備工作原理、結構組成和用途為學習目的的課程，基于學生薄弱的機械基礎知識，只通過理論教學，學生對課程設備只能表觀接觸了解，深入掌握很難。因此，應該增加實踐教學內容，在理論教學過程中，穿插加入一定學時的實驗課程，從實物及實際操作角度，增強教學效果。同時，由于受培養(yǎng)方案學時限制，無法增加“食品機械設備實習”課程的情況下，在專業(yè)各種涉及設備的各類實習課程中，加入設備實習內容，以此在不增加學時的前提下，增加實踐教學內容。

1.2 豐富教學內容

目前，多媒體課件授課的素材主要為結構圖、設備整體實物圖、示意動畫圖為主。但是，在授課過程中，發(fā)現(xiàn)學生仍然存在理解困難的問題。分析原因，仍然是機械基礎知識薄弱的問題。根據(jù)問題所在，讓學生能更直觀地看到實物是解決問題的有效辦法。因此，在教學素材方面，除設備整體實物圖以外，應增加設備實物局部圖、設備內部實物圖以及設備運作視頻等素材。增加設備模型，彌補部分實物素材缺少的問題。此外，以工科專業(yè)認證為理念，改變以前照抄書本的作業(yè)模式，以應用為目的，提高學生對設備的使用能力。例如，一小塊狀物料輸送至水平距離30 m、垂直距離20 m的位置，請設計一種方案，對相關設備進行選型，說明選型理由，并列明相關設備參數(shù)。

1.3 教材建設

目前，國內現(xiàn)有教材除普遍存在內容落后問題外，還存在應用內容缺少的問題。當前教材的內容主要介紹設備的結構組成、工作原理、性能參數(shù)和用途等方面，但沒有設備選型、應用安裝等以應用為目的的教學內容，與“食品機械設備”以設備應用為目的的教學目的不符，應增加該部分內容。此外，部分教材關于設備基礎結構設計內容偏多，并不符合食品科學與工程專業(yè)的實際情況，應減少該部分內容。

2 考核方式改革

2.1 考核機制

目前，課程成績的考核比例為試卷成績70%，平時成績30%，以死記硬背的文字考核方式為主，部分學生即使不理解掌握教學內容，只要會背書，也能取得好成績，并不能考核學生對教學內容真正的掌握程度。因此，需要減少試卷成績占比，增加平時成績占比。

2.2 考核內容

考核內容應減少或去掉照搬教材內容，以設備應用、選型等為題材進行考核，例如，針對一流動性差的粉狀物料，斗式提升機應選擇哪種料斗形式、裝（卸）料方式、料斗布置方式？說明理由。避開單一知識點和以設備為出發(fā)點的考核內容，以物料（即設備應用）為出發(fā)點，從學生對設備知識點的綜合掌握進行考核，達到考核學生對知識點掌握的目的，提升了學生對設備的實際應用能力。

3 教學方法多樣化

傳統(tǒng)教學模式主要是授課教師通過口頭語言單方面向學生授課，并且注重理論知識的傳授，學生參與程度低，不利于學生理解掌握教學內容[6-7]。工程教育專業(yè)認證OBE理念是以學生為中心，教學模式由“教”向“學”轉變，學生成為教學活動的主體。因此，一些現(xiàn)代教學方法已經(jīng)融入教學活動中。

3.1 啟發(fā)式教學法

啟發(fā)式教學法是指教師在教學中依據(jù)認知規(guī)律不斷有效地激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，使學生積極思考，以逐步提高分析和解決問題的能力的教學方法[8]。在教學過程中，為了讓學生對設備工作原理有初步掌握，采用與設備有相似工作原理的常見實物為例，進行啟發(fā)式教學，引導學生對設備進行初步理解。例如，針對螺旋輸送機，先以常見的家用絞肉機、榨汁機的螺旋軸為例。

3.2 案例教學方法

案例教學法是一種以案例為導向的教學方法，通過教師對典型案例的分析，幫助學生掌握一般分析原理，并進而提升學生獨立分析和解決問題的能力[6]。該教學方法已經(jīng)成為眾多高校課程教學采用的主要教學方法。在課程授課過程中，案例教學發(fā)主要用于列舉設備應用實例。例如，針對離心泵（衛(wèi)生泵），列舉了氣敷現(xiàn)象產生的操作條件；針對真空泵，從應用、安裝、性能等方面列舉實例，說明水環(huán)式真空泵和旋片式真空泵之間的區(qū)別。

4 學生指導

4.1 提高學生重視程度

食品科學與工程專業(yè)盡管是工科專業(yè)，但是學生普遍存在輕視工科課程的現(xiàn)象。學生總是認為專業(yè)的主干課程是食品加工等課程，對于“機械基礎”“食品機械設備”等課程，總是定位為非專業(yè)課程。因此，對工科課程能不選就不選的情況進行調查。首先，學生對專業(yè)課程體系及每門課程的作用沒有清晰的了解；其次，對該課程的課程知識在后期學習的過程中基本沒有應用。鑒于以上原因，應在學生入學教育及后期教學過程中，對專業(yè)課程體系及課程作用進行定期指導，及時為學生解答疑問，明確學生學習方向，提高學生對“食品機械設備”課程的重視程度；其次，以工程教育專業(yè)認證標準為指導，“食品工廠設計課程設計”和“本科畢業(yè)設計”是必須要求，2門課程均涉及“食品機械設備”課程知識，從被動角度，對學生學習“食品機械設備”等工科課程提出了影響要求，必將提高學生重視程度。

4.2 培養(yǎng)學生學習興趣

基于食品科學與工程專業(yè)學生薄弱的工科背景，造成學生對“食品機械設備”等工科課程總是消極對待，如何培養(yǎng)學生提高對“食品機械設備”等工科課程的學習興趣，是提升教學效果的主要途徑。

4.2.1 直觀化教學內容

容易掌握的事務往往更容易引起學習的興趣，可以將厭學的情緒降至最低。在教學過程中，側重設備工作原理、系統(tǒng)組成、用途、選型教學內容，弱化設備結構教學內容，同時增加設備實物局部圖素材，使學生不必通過結構圖了解設備結構，對設備結構有直觀了解，從而彌補了學生機械基礎知識薄弱的情況，減少了學生學習阻力。此外，增加設備運作視頻素材和實驗、實習課程，緊密結合設備實際，教學內容更加直觀化，學生更易掌握，增加學習興趣。

4.2.2 增強教學內容邏輯性

經(jīng)過對課程授課情況調查分析，學生對教學內容基本是采取死記硬背的方式，以字背字，并不理解教學內容的實際含義。因此，在授課過程中，特別注意授課的邏輯性。例如，斗式提升機的深斗為什么適用于運送流動性好的物料？因為流動性好的物料容易撒漏，而深斗物料不容易撒出，所以需要用到深斗，淺斗適用于運送流動性差的物料，是因為流動性差的物料從料斗卸料難。因此，不能用深斗，只能用淺斗，且動性差的物料不容易撒漏，這也是淺斗適用于運送流動性差的物料的原因。此外，流動性好的物料容易從料斗卸出，這也是深斗可以適用于流動性好物料的原因之一。

通過舉一反三、相互比較分析的邏輯推理，使教學內容成為一個有機整體，通過一個設備組成可以推導出另一設備組成。將教學內容轉化為一條連續(xù)的邏輯性推理，掌握起點，根據(jù)基本的工作原理，即可推理出終點，使學生擺脫枯燥的教學文字，從而增強學生的學習興趣。

4.2.3 強化實例素材

教學過程中，學生聽到書本以外的知識就顯得特別感興趣，這是眾多授課教師都有的經(jīng)歷。因此，從設備實際應用為出發(fā)點，進行舉例，一方面強化了學生對授課知識的掌握；另一方面對提升學生的學習興趣可以起到顯著的積極作用。

5 教學資源建設

5.1 師資隊伍建設

近年來，高校普遍存在“重論文、輕實踐”的問題，導致青年教師遠離實際生產，實踐經(jīng)驗不足，無法勝任學生能力培養(yǎng)的要求。因此，為了保證教學質量，需要加強師資隊伍建設。

5.1.1 課程團隊建設

采用以“老”帶“新”的課程團隊模式，資深年老教師接觸食品企業(yè)的機會比較多，具有豐富的實踐經(jīng)驗，建立老、中、青的課程團隊組合，既保證了教學質量，又給予青年教師學習的機會，增強了青年教師實踐經(jīng)歷。

5.1.2 教師專業(yè)知識培訓

派遣教師參加食品機械設備專業(yè)知識培訓，特別進入食品工廠生產企業(yè)進行定期駐廠實踐，這也是工程教育專業(yè)認證標準對師資隊伍的要求。通過強化教師食品機械設備專業(yè)知識和實踐經(jīng)歷，增強教學實踐能力，保證教學質量。

5.1.3 聘請食品加工企業(yè)經(jīng)歷人員

工作效果證明，具有食品加工企業(yè)工作經(jīng)歷教師的實踐教學效果要顯著高于高?？瓢喑錾淼慕處煟@些教師對食品機械設備實際生產加工具有深刻的理解，授課內容更加接近實際生產，傳授的專業(yè)知識更具實踐性，可以達到學生能力培養(yǎng)的目的。

5.2 實踐教學基地建設

5.2.1 校內實踐教學基地建設

沈陽農業(yè)大學食品學院建設有中試實踐教學基地，擁有飲料、乳品、釀酒、精深加工等多條中試生產線及加工設備，利用現(xiàn)有機械設備資源，建立“食品機械設備”實驗、實習實踐教學基地，強化“食品機械設備”課程對學生實踐能力的培養(yǎng)。

5.2.2 校外實踐教學基地建設

目前，校外實踐教學基地均為食品產品加工企業(yè)，只能達到認識食品機械設備的目的，并不能深入掌握食品機械設備的工作原理、用途、參數(shù)配置等核心知識。因此，增加在食品機械設備制作企業(yè)建設實踐教學基地，從根本上學習食品機械設備專業(yè)知識，增強對食品機械設備應用的掌握程度。

5.3 虛擬仿真實驗教學平臺建設

虛擬仿真實驗是借助計算機和網(wǎng)絡構建虛擬的食品機械設備，學生通過操作虛擬設備，使理論知識更加直觀化[9]，對食品機械設備的工作原理和操作運行能有更好的掌握，虛擬仿真技術可以非常好地彌補食品科學與工程專業(yè)學生對機械設備想象力不足，以及實物機械設備不足的問題。因此，虛擬仿真技術已經(jīng)被眾多高校采用。沈陽農業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)近年也在致力于建設虛擬仿真實驗教學平臺，以食品機械設備、食品加工設備生產線及專業(yè)特色為切入點，建設了漿果精深加工生產虛擬仿真實驗教學平臺，并以此為主題，獲省級轉型與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育項目，為食品科學與工程專業(yè)“食品機械設備”課程教學起到了顯著推動作用。

5.4 線上教學資源利用

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，慕課等線上教學模式成為高校進行教學改革的必然趨勢[10]，慕課平臺資源共享和開放的優(yōu)點，使學生在接受學校教師授課的同時，還可以學習相同課程校外其他教師的教學過程[11]，通過優(yōu)勢互補，可以更好地完成課程知識點的掌握理解。因此，合理利用校外優(yōu)秀線上資源，對于課程教學效果具有積極作用。

6 結語

“食品機械設備”課程是食品科學與工程專業(yè)工程教育專業(yè)認證課程體系的重要組成，隨著教育理念、社會需求、教學方法的發(fā)展，對課程建設提出了新的要求。教學主體從教師轉變?yōu)閷W生，教學模式也從傳授知識轉變?yōu)榕囵B(yǎng)學生能力，這要求從課程建設、教學方法、考核方式、學生指導、教學資源等方面對課程進行改革，以培養(yǎng)學生實踐能力。并且，在以后的教學過程中，應隨時代發(fā)展及時改進，保證課程建設的先進性，從而為培養(yǎng)合格食品工程專業(yè)技術人才提供保障。