基于“CDIO”教育模式的《食品工厂设计》课程改革与实践

周宇 吴华昌 辛松林

【摘要】本文针对目前《食品工厂设计》课程教学中存在的问题，引入CDIO工程教育模式进行课程改革。通过优化理论教学内容、改进教学方法、加强实践环节、完善评价体系四个方面的教学实践，取得了较好的教学效果，提高了学生的工程能力及实践创新能力。

【关键词】食品工厂设计 CDIO教育模式 教学改革

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）33-0099-02

《食品工厂设计》这门课程综合性很强，涉及食品化学、食品工艺学、机械制图、食品工程原理等先修课程的基础知识，还涉及建筑学、电工学、物理学、CAD制图等多个学科的知识，如果学生偏科，或者知识面不够宽，在本课程的学习中就会觉得吃力[1]。另外，目前课程采用教室内的多媒体教学，加之课时数的限制，学生实习和实践的机会非常少，仍然以教师讲授、学生以被动接受为主。单纯的理论讲解无法激发学生的兴趣，导致学习效率低下[2]。而仅依据期末的理论考试作为考核方式，无法真实地反映学生的综合素质。

CDIO 是构思 （ conceive） 、设计 （ design） 和实现 （ imple-ment）、运作（ operate） 的英文简写，是美国麻省理工学院的一种经典工程教育模式。该模式以培养新一代高水平工程师为目标，以科技为基础，将教育过程置身于产品/系统生命周期的具体情境中[3]，强调实践在工程教育中的重要性，将理论知识与实际操作形成一个有机的闭合整体。在我国一些大学的工程类专业教学实践中已经取得了成功经验。因此，教学团队以工程类人才的培养目标为导向，引入CDIO的工程教育模式，针对“食品工厂设计”课程存在的教学问题提出以下建议。

一、优化理论教学内容——突出重点，融会贯通

CDIO教育模式中的构思阶段（Conceive）和设计阶段（Design）离不开扎实的理论基础，能够帮助学生拓展思维的高度和视野[4]。教学团队对传统课程内容进行了优化，抓住核心内容并以此为主线，融会前期课程，例如讲授“食品工艺流程的选择”章节时，回顾相关的食品工艺学内容，引导学生主动地链接学过的知识，温故而知新，同时更深刻地理解食品工艺学的相关原理。再如讲授“食品设备选型”章节时，将食品机械与设备课程中的内容融入到教学中，使学生懂得前期知识如何应用于实际生产，完善食品科学与工程专业课之间的架构体系。

二、改进教学方法——案例教学，对分课堂

教学团队有针对性地进行了教师队伍建设，鼓励任课教师赴当地有代表性食品企业、工厂进行考察和调研，提高业务素质，向学生展示与时俱进的、来源于食品工廠设计实践的案例，使课程素材更生动。为调动课堂氛围，提高学生的参与度，教学团队参考复旦大学张学新老师的提出的“对分课堂”方法，在理论学时的分配上，教师讲授和学生讨论各占一半。同时考虑到《食品工厂设计》课程的综合性较强，如果学生预先不做准备，在学习新知识点后当堂发言，难以取得较高的发言质量，故而调整为本周下半学时教师讲授新课，次周上半学时学生分组讨论，给学生留出一周的材料准备时间，在这一周中，学生可分为3～5人一组，针对教师已授的确定工艺流程、设备选型、物料衡算等知识点，选取家乡特色产品或者超市常见品牌进行分析，在次周的分组讨论中进行ppt展示。学生的分组讨论实现了构思阶段（Conceive）和设计阶段（Design），教师在听取学生的讨论后进行点评和总结，及时检验教学效果，还能查漏补缺，完善知识体系，师生互动教学效果较好。

三、加强实践环节——链接毕业实习环节，突破课时限制

《食品工厂设计》的理论教学为32学时，已经非常饱和，为符合CDIO的实现 （ imple-ment） 、运作（operate） 两阶段对实践能力的培养要求，将《食品工厂设计》的理论教学安排在第六学期，正好连接学生第七学期开学前两个月的食品企业定岗实习，使得学生有充裕的时间，在食品工厂内实地观察工厂的工艺、设备，以及自动化程度等。同时还有企业的工程师作为经验丰富的“第二导师”为学生传授经验。该环节成功实现了理论与实践、课内与课外，学校与社会多层面的结合，为学生工程设计能力的培养提供了有力的硬件支撑和保障[5]。目前我校已建立实习合作的企业有“深圳面点王”“大连亚惠”“四川新希望”等。由此，教学团队以食品产业人才社会需求为导向，基于“强实践、重设计”的工程原则，构建起了三阶段（理论学习阶段、基础实践阶段、综合毕业设计）的教学体系[6]，闭合了CDIO教育模式，提高了学生的工程能力及实践创新能力。

四、完善评价体系——全过程、多元化的考核办法

科学设计成绩考核评定方法对教学改革有良好的促进作用[7]。“对分课堂”的教学评价贯穿理论教学，真实反映了学生对理论知识的掌握情况，占总成绩的40%。学生在实习后完成的食品工厂设计说明书及图纸成绩占30%，答辩成绩占30%。综合考查设计过程、图纸的质量、说明书质量、平时考勤和答辩等各环节，使给出的成绩尽量符合学生的实际设计水平[8]。整个评价体系反映了学生解决问题的能力，尤其体现了CDIO教育模式中运作（operate） 阶段的重要地位。

五、结语

教学团队在《食品工厂设计》教学改革中还存在许多不足之处，如在评价体系还不能做到对学生能力的立体呈现，以及对学生综合素质的量化。以就业为导向，培养学生的工程能力及实践创新能力，还需要教学中更多的改革与探索。

参考文献：

[1] 徐永霞，赵洪雷，朱文慧等.食品工厂设计课程教学探讨[J]. 食品与发酵科技，2016，3：68-70.

[2] 王韧，王莉，罗小虎等.“食品工厂设计”课程教学改革探索[J]. 农产品加工，2016（1）：72-73.

[3] 周爱梅，刘欣，赵力超等.基于CDIO理念的食品化学课程教学改革[J]. 食品与机械，2015（ 2） ： 277-280.

[4] 曹少谦，陈伟，刘合生等.基于CDIO教育理念的食品安全实验教学体系探讨[J]. 浙江万里学院学报，2012（1）：102-108.

[5] 马晓军.《食品工厂设计》课程建设探讨[J]. 科技创新导报，2012，30： 192-93.

[6] 蒲传奋，唐文婷，张岩等.以人才需求为导向的《食品工厂设计》教学改革探讨[J]. 安徽农业科学，2014，42（7）：2209-2213.

[7] 任海伟，赵拓，赵萍等.工程教育背景下的《食品工厂设计课程设计》教学改革与探索[J]. 农产品工程，2015，11：68-70.

[8] 汪学荣，王飞，周玲等. 食品工程原理课程设计的改革与实践[J]. 中国轻工教育，2007（3）：50-52.

作者介绍：周宇（1989-），女，汉，四川自贡人，助教，硕士，四川旅游学院，从事食品科学与工程专业教学工作。