浅谈基于OBE理念的食品工程专业“机械基础”课程改革

邓 红，杨天歌，孟永宏，杨雅丽，黄小丽

浅谈基于OBE理念的食品工程专业“机械基础”课程改革

邓 红，杨天歌，*孟永宏，杨雅丽，黄小丽

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安 710062）

“机械基础”课程是陕西师范大学食品科学与工程专业的一门必修基础课，对于培养学生的工程理念、工科素养和实践动手能力都有非常重要的作用。将美国的OBE引入食品专业“机械基础”课程的教改中，适应了现代社会高速发展的食品企业对应用型工程人才的知识、能力与素质培养一体化的要求，且关注对学生的实际工作能力与素质的评价，对于提升西部食品工程人才的质量、加快形成与国际接轨的工程教育专业认证体系建设均有积极作用。

OBE教育模式；食品工程；机械基础；课程改革

“机械基础”是陕西师范大学食品科学与工程等专业[1]的基础必修课程，包括工程力学、机械零件、传动机构、机械设计、设备与工程材料等多方面的内容，该课程非常重视专业知识的工程应用和实践技能的培养，特别需要将理论与实际生产相联系，以提高学生理解掌握知识点的能力[2-3]。同时，“机械基础”对提高工科学生的实践动手能力、空间理解能力和团结协作能力，发挥个人学习的积极性和潜能都有重要作用[4]。而将流行欧美的OBE（Outcome-based education） 模式引入“机械基础”教学中，对提高食品工程应用型人才的培养质量有积极影响。

最早在美国出现的“以成果为导向的教育”模式（Outcome-based education，OBE），是20世纪80年代兴起的与以学科为导向的传统教育模式完全不同的用以提升质量的教育范式改革，OBE模式“关注学生毕业后应取得的学习成果”，在校期间通过与之相适应的课程体系、教学策略、计划安排等来确保学生达成这些成果[5-6]。OBE教育模式中“清晰列出了学生学习后所有的实质性成果，并设计明确且客观的评判标准”的做法，适应了化工、机械、食品等加工行业工程技术领域企业对人才的需求。OBE模式同样也在澳大利亚、纽西兰、英国等欧美国家得到了广泛运用。我国引入OBE模式相对较晚，目前各个工科专业院校的工程教育中应用较多。以教育改革的主流理念——OBE理念引导和促进专业建设，推动我国的工程教育改革，保障和提高工程教育的人才培养质量是近年来工科院校普遍关注的焦点[7-8]。

为了适应食品科学与工程教育改革的需要，加快食品工程专业卓越工程师培养的步伐，按照“OBE”（“产出导向”模式） 的理念，从以下几个方面进行“机械基础”课程改革。

1 以食品工程培养目标为引导 逆向构建“机械基础”课程体系

“民以食为天”，随着经济与社会的不断发展，作为国民经济支柱产业的食品加工业到2020年预计总产值将达到20万亿元，在科技信息迅猛发展的今天，食品工程应用型人才的培养已成为食品产业竞争中制胜的主要因素。

食品工程人才培养目标的拟定必须面向工业界，以企业人才需求和食品加工行业发展现状和趋势为基础，不仅要有丰富的机械工程类工科专业基础知识，还需要扎实的工程实践与动手能力，具有跨学科的合作意识，更需要良好的交流能力、合作精神及领导能力，能应用掌握工程机械与工艺技术等，准确判断和解决工程实际问题，胜任复杂多变的职业技术领域的工作需要，还需要具备国际化视野和现代工程师素质[3，9]。

为此，“机械基础”课程需面向企业与生产一线，一切教学活动和课程内容均是达到学习产出的手段和方法而不是教育目的，“机械基础”课程体系强调个性化教学，按照“学科专家、用人单位、工程精英、毕业学生”等群体的不同意见，制定不同的教学方案，给不同层次和水平的学生提供不同的学习机会[10]。所以，将OBE工程教育理念贯穿于“机械基础”中，逆向设计课程体系，就是指教学目标（学生预期学习产出）先于教学内容而存在，对学生毕业时应达到的能力及其水平有清楚的构想，即以面向企业需要为目标，修订完善课程教学大纲，使课程内容更加全面系统，并关注学生的实践动手能力，使学生能够熟练掌握与灵活应用机械工程知识，能够使用和维护食品加工常用机械，使毕业生能够尽快适应岗位的需求。

因而“机械基础”课程，必须以食品行业、农产品加工产业发展及职场需求进行定位，在学生系统地掌握工程力学基础理论、机械设备运行知识、机电设备维护技能等内容的同时，通过金工实习、参观认识、中试生产实习、毕业实习等实践活动使学生将理论知识与工程实际结合起来，得到机械工程师、制造工艺师和产品服务工程师等综合训练，从而为将来从事食品加工、工程机械、创新设计等工作打下基础。聘请食品工程领域机械行业专家给学生授课，让学生对食品机械设备的实际加工制造技术、设计应用与智能开发、运行维护与营销等方面都有详细全面的了解，并用工厂实例检测学生对知识的掌握程度，让食品加工企业专家参与到人才培养质量的评价活动中，建立一套“易观察与可测量”的质量标准，以满足食品工程行业对机械工程人才培养的需求。

2 以课堂教学检查为基础 调整优化“机械基础”教学内容方法

OBE模式中的计划、实施、检查、行动4个要素缺一不可，所以食品工程“机械基础”课程的资源、教学的内容与手段方法都必须围绕食品工程专业的预期目标而展开[11-12]；在逆向构建“机械基础”课程体系的基础上，通过课堂教学检查（课堂测试、督导同行专家听课等多种形式），了解和反馈学生对课程知识点的掌握情况、独立完成作业的水平，发现学生的课堂知识理解程度与疑惑，以及课程采取的教学方法与手段取得的效果，及时解决存在问题，确保“机械基础”课程预定教学目标的实现。同时，由于“机械基础”课程涉及多个学科，包括物理、化学、材料、化工、机械等领域，含有较多的工程知识和专业常识，按照“OBE”模式要求，根据教学检查情况，需要整合精简与“工程制图”“食品机械设备”“食品工程原理”等课程中互相重复的内容，有选择性地删除该门课程中那些纯理论公式的复杂推导过程（如传动机构章节讲述的弯曲疲劳强度、接触应力强度、有效拉力等），只讲解公式实际的具体应用情况；同时利用文献数据库查阅最新知识，在课程中增加新概念、新标准，再结合科研项目的先进技术和新的工程应用实例（如苹果冷破碎设备等），理论联系实际，以提高学生工程应用和解决实际问题的能力。

在教学检查的基础上，明确课程的每节课对于实现预期“学习产出”的贡献度，综合应用多种教学形式，发挥学生主动学习的积极性，以顺利完成预期目标。比如，对于机械基础理论知识，课堂上以讲授为主、练习为辅；对于设备专业常识，采用自学为主、讨论为辅；对于机械工程设计，以练习为主、引导答疑为辅；对机械设备运行，以分组讨论为主、专题讲座为辅；对于实际应用，以中试实习锻炼为主、参观为辅。通过案例分析检查课前知识学习情况，运用答疑解惑、研讨式教学引导学生学习，以“小组合作、任务驱动、自主学习”的形式调动学生参与课堂讨论的积极性，通过不断改进教学手段与内容、提高教学水平及检查方式加强学生学习的主动性，提升教学质量和效率，保质保量完成各个阶段学习任务；并利用校外实习基地工厂或校内中试实验室便利的设施和设备进行现场教学、直观示范和演示等，充分发挥“工程环境”教学优势，创造让学生接触生产实际的机会，不断积累实践知识，激发求知欲。

当然，除了采用CAI多媒体教学外，还要充分利用网络教学平台及课件讲稿、微课资源、课程教学视频、动画演示、情景模拟、3D仿真、课程辅导与练习、自测试题库等资源使学生更好地开展自学，充分满足学生的立体需求；建立“在线学习社区”和课外线上的“互动与反馈”，根据学生的反馈，及时对资源和素材进行必要的补充；也可以开发“机械基础”课程微信公众号，充分利用移动自媒体以摆脱时间和地域的限制，让学生便捷高效随时学习，这种轻松和随意且利用琐碎的时间持续地学习，不仅拓展学习到课堂之外，发展学生深层次认知能力，课程教学的效果也得到很好改善。

同时，在课程学习过程中，积极鼓励食品工程专业的低年级学生直接参加任课教师的相关课题研究（如冷破碎分离机、果籽分离机设备研发等），将所学基础理论与专业知识直接应用于工程实践，充分利用现有仪器设备，进行具有工程特征的综合性的真实与虚拟的实验与验证，以现代的工程教育实践的观念作为指导，培养学生的创新意识，训练工程实践的能力，实现教学目标。

3 以教学评价为核心 持续改进食品工程人才培养质量

中国工科类高校目前正在积极开展“工程教育专业认证”，其中OBE理念非常重要的内容之一就是“评估学习产出”，所以合理设计并对学生各项能力进行客观评价是不断改进课程的重要内容。“机械基础”课程正在逐步建立和完善学生成绩评价体系，逐步实施基于课程模块的课程评价方法，即“课程成绩由3个部分（终结性评价20%、过程性评价60%和创新能力评价20%）”组成，终结性评价主要是期中和期末考试成绩，过程性评价包括平时小测验成绩、出勤、问卷、小组讨论、文献查阅或调研情况、PPT答辩等，创新能力评价主要考查机械传动方案设计、简图绘制、运动仿真、数据分析等知识应用能力。这样的课程评价对学生清晰表达、撰写报告、团结协作等方面的能力起到初步培养的效果，通过落实多层次的“机械基础”课程教学检查与反馈、课程考核与情况分析、学生成绩组成与分布规律研究等，将学生评价由静态走向动态，注重学生学习创新能力的提高，有利于改进教学质量和增强毕业生工程素养。

在此过程中，任课教师需要充分利用自身扎实的专业理论和广博的基础知识与超强的动手能力，投入精力和心血分解教学目标与选择教学方法，设计各种方案正确引导学生积极思考，在传授机械基础理论、机械设计新技术和工程应用新知识的同时，培养教师的工程设计与应用能力、终身学习与创新能力。同时花力气和时间精心设计教学内容和教学方法，鼓励学生多实习、多动手、多参观，紧密联系生产实践，掌握机械专业基础知识，教出特色和成效，适应科技迅猛发展。

总之，深刻理解OBE教育理念并进行实践和探索，以学生未来就业岗位需要与职业发展为导向确立培养目标，以“产出导向”模式改革“机械基础”课程，重构教学课程体系与教学内容，对发挥教师个人优势并创造独特有效的教学风格，实现个性化教学都有积极作用，对缩短高校教育与企业需求之间的差距，加快实现食品工程卓越工程师和技术创新型人才的培养目标，服务西部地方的经济建设与社会发展均有重要意义。

[1]陈宗道，阚建全，张洪瑜，等.食品科学与工程专业本科教育的比较研究 [J].中国高等农业教育，1999（1）：28-32.

[2]陈良，郭瑞丽，李江兵.“OBE”模式下的“化工机械基础”课程教学改革 [J].教育现代化，2017（4）：39-40.

[3]曾达幸，李飞，侯雨雷，等.基于OBE工程教育理念的机械原理课程设计改革 [J].教育教学论坛，2016（21）：20-21.

[4]刘莹，申永胜.美国加州大学圣地亚哥分校机械基础实践教学的模式与启示 [J].中国大学教学，2006（4）：57-59.

[5]Glatthorn AA.Outcome-based education：Reform and the curriculum process[J].Journal of Curriculum&Supervision，1993（8）：119-122.

[6]海莺.基于OBE模式的地方工科院校课程改革探析 [J].当代教育理论与实践，2015，7（4）：37-39.

[7]何致远，郑玉珍，周克宁.基于OBE理念与FH模式的电气工程人才培养探索 [J].浙江科技学院学报，2015，27（5）：355-358.

[8]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式—汕头大学的实践与探索 [J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[9]谢异萍，丁中涛，王家强，等.食品工程专业培养模式的探讨 [J].中国轻工教育，2006（1）：54-55.

[10]李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念 [J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[11]山宝琴，刘羽.基于OBE模式的环境工程教学体系探索 [J].陕西教育（高教），2016（3）：64-65.

[12]Shanks J．Unintended Outcomes:Curriculum and outcomebased education[C].The Annual Meeting of the American Educational Research Association，Atlanta，1993 （14）：12-16．◇

Course Reform of Mechanical Foundation Based on OBE Idea for the Specialty of Food Engineering

DENG Hong，YANG Tiange，*MENG Yonghong，YANG Yali，HUANG Xiaoli
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi'an，Shaanxi 710119，China）

Mechanical Foundation is a compulsory course for the students of major of food science and engineering， which plays a very important role in cultivating students'engineering idea and literacy and practical ability.The american model of OBE was introduced into the course teaching reform of Mechanical Foundation to adapts to the requirements of high-speed development food enterprises in the modern society for the engineering application talents training.The requirements needed to emphasizes the integration of knowledge，ability and quality for engineering students.This model paid more attention to the evaluation of the students'actual work ability and quality.It has had a positive effect to improving the quality of food engineering talents in western province and accelerating the formation of the professional certification system of engineering education which is gear to international standards.

OBE education model；food engineering；Mechanical Foundation；curriculum reform

G640

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.054

1671-9646（2017） 10b-0086-03

2017-07-15

陕西师范大学2016年度课堂教改项目（16KG29）；陕西师范大学2016年度综合教改项目（16JG27）。

邓 红（1967— ），女，博士，副教授，研究方向为食品工程。

*通讯作者：孟永宏（1976— ），男，博士，副教授，研究方向为食品机械。