“OBE理念”下的《食品物性学》教学改革探析

赵萌 杨楠

摘 要：为适应工程教育专业认证的新趋势，本文介绍了湖北工业大学《食品物性学》的课程改革，主要介绍了本课程的毕业要求、课程目标、具体实施过程及未来需要改进的地方，为其他院校的《食品物性学》教学提供参考。

关键词：食品物性学；OBE理念；教学改革

工程教育专业认证是国际认可的一种工程教育质量保证制度，可实现工程教育和工程师资格的国际互认。2015年10月，教育部牵头成立了中国工程教育专业认证协会，由专门职业或行业协会、学会汇通该领域的教育工作者和相关行业、企业专家一起组织实施我国工程教育认证工作。目前，工程教育专业认证已成为中国大学工科教育评估的风向标之一。以食品科学与工程专业为例，国内近百所高校提交了认证申请，其中已有西北农林大学、华南理工大学、江南大学、中国海洋大学、吉林大学等20余所大学通过了认证，湖北工业大学食品科学与工程专业处于申请受理过程中。

一、 课程的毕业要求及课程目标

OBE理念，即产出导向（outcomebased）理念，是工程教育专业认证的核心理念，注重毕业生质量，强调：（1）想让学生取得什么样的学习成果；（2）为什么要取得这些学习成果；（3）如何有效地帮助学生取得这些成果；（4）如何有效了解学生的掌握情况，持续改进教学效果。《食品物性学》主要讲授食品和食品原料的分子物理特性、基本物理特性、流变学、质构学、热学、电学、光学等特性，及其测定分析方法。《食品物性学》是近年来湖北工业大学食品科学与工程专业增开的一门专业基础课，通过本课程教学使学生较为全面地掌握食品物理特性，以进一步丰富食品科学与工程专业原来以食品化学、食品微生物、食品工程等为主的知识体系。

结合课程内容和OBE理念，湖北工业大学《食品物性学》的双语课程支撑以下三个毕业要求：（1）毕业要求2.4（问题分析）：能够运用数学、生物化学和工程科学的理论知识并结合文献，分析食品品質形成和变化规律的复杂问题的，得出有效结论；（2）毕业要求4.2（研究）：根据研究方案，采用合理的实验手段收集食品组分、结构和物化性质的数据，并进行分析解释；（3）毕业要求10.3（沟通）：具备一定国际视野，能够与在跨文化背景下，与国内外业界同行进行沟通和交流。

对应的课程目标是：（1）掌握食品流变学、食品质构、热电等物性的基本概念、原理和测量方法，掌握食品物性的微观结构分析的方法和原理，可以分析总结加工过程中食品物性变化规律，为实际生产提供参考；（2）掌握食品物性学的基本概念、原理和测量方法，可制定合理的研究方案，采集食品物理性质的数据，进行分析解释；（3）掌握食品流变学相关英文词汇，提高英文阅读、翻译、书写等能力。

二、 课程的具体实施过程

在教学过程中，《食品物性学》课程的主要章节为绪论、分子物理特性、基本物理特性、力学性质、热学性质、电学性质等内容。具体教学内容如下表所示：

章节教学内容重点难点能力培养教学要求学生任务

第一章：绪论1. 食品物性学相关概念及研究内容；2. 食品物性学的发展；3. 食品物性学研究目的、研究方法及发展现状。结合实例介绍相关概念、研究内容以及意义。重点讲解食品物性学的概念及涵盖的内容和意义。难点是食品物性学的发展现状和前沿研究。了解食品物性学的发展历程与趋势；理解食品物性学的主要内容和任务；掌握食品物性学的相关概念和专业术语。复习，理解和记忆专业名词和术语，形成基本概念。查阅食品物性学的发展现状和趋势。

第二章：食品的形态与物理性质1. 食品分散体系的定义和划分原则；2. 食品的微观结构域作用力及其在食品体系中的作用；3. 高分子的链柔性与构象；4. 聚集态结构与内聚能及其在食品体系中的应用。本章重点从四个角度讲解食品的形态与物理特性。难点是食品微观作用力和内聚能对食品体系的影响。1. 食品及食品物料的组织结构和基本物理特征；2. 掌握食品大分子的微观形态结构和作用力；3. 掌握食品中水分的状态及物理特性；4. 了解食品典型体系。根据课程需要复习高分子物理、物理和食品化学相关知识。根据本章内容将查阅关于食品的典型体系和组织结构材料。

第三章：黏性食品流变学特性1. 流变学简介，基本概念和原理；2. 牛顿流体的流变学特征、本构方程及牛顿内摩擦定律；3. 非牛顿流体的流变学特征及本构方程。重点是流变学的基本概念（剪切应力，应变，粘度）和规律（牛顿内摩擦定律，非牛顿的幂指数等模型）。难点是非牛顿流体的流变学特征和机制。1. 掌握黏度的基本概念和原理；2. 掌握流体粘度的基本测量方法；3. 理解食品流变学与食品的加工和品质的关系。查阅资料，总结不同种类非牛顿流体的现象和机理，加深理解。查阅牛顿流体与非牛顿流体的相关知识，如典型体系和表现。

第四章：黏弹性食品流变学特性1. 黏弹性食品的流变特性及粘弹性的基本概念、意义；2. 描述粘弹性流体的流变学基本力学模型；3. 应力松弛及蠕变的概念和数值解析；4. 静态流变学测量方法和原理；5. 动态流变学测量方法及原理；6. 粘弹性流体流变学在食品中的应用。重点是以模型对粘弹性食品的流变学特性进行介绍，并重点讲解静、动态流变学测量方法以及流变在食品中的应用。难点是粘弹性力学模型及动态流变学的原理。1. 掌握粘弹性的基本概念；2. 掌握黏弹性食品的流变特性；3. 掌握静态流变学和动态流变学的测量原理和方法；4. 掌握食品黏弹性与食品的加工和品质的关系。根据授课内容，布置作业，重点掌握粘弹性力学模型的推导及应用，如麦克斯韦模型，开尔文模型等。查阅粘弹性食品的相关知识。了解实际生产生活中的食品粘弹性表现。

第五章：食品质构特性1. 食品质构概论、定义、研究目的、分类及方法；2. 食品质构的评价术语；3. 食品质构的感官检验，定义、分类、方法；4. 食品质构的仪器测定；5. 食品质地评价应用分析。重点结合教材和实例的讲解食品的质构特性及检测；难点是相关测定方法和应用分析。1. 了解食品质构的分类方法（Szezesniak法和Sherman法）；2. 掌握食品质构的专业术语和意义；3. 掌握食品质构的评价方法：仪器检测和感官评价；4. 了解食品质构的仪器测定与感官检验的关系。查阅食品感官评价的标准。阅读食品质构和感官评价的相关资料和书籍。

第六章：食品的热物性1. 食品的基本热力学参数和意义：热导率、比热容、焓；2. 食品热特性的分析与测定：量热计、差示扫描量热仪。重点是结合应用实例介绍食品的基本热参数以及热特性的分析与测定。1. 掌握DSC测定原理；2. 了解大分子热运动的特点、大分子的力学状态和热状态；3. 掌握食品热特性的分析与测定方法。查找资料，深入掌握DSC的相关知识及测量中的计算。查阅资料，了解决定食品热学的主要性质以及应用。

第八章：食品的电特性及其应用1. 食品介电特性、介电松弛、电导现象的基本概念、现象及意义；2. 电磁辐射现象的原理及在食品中的应用。重点结合实例介绍食品的电特性及其应用；重难点是电特性的测定原理。1. 掌握食品电特性的基本概念及原理；2. 了解微波技术在食品加工中的应用；3. 了解高压脉冲电场磁场技术在食品加工中的应用；4. 了解静电分离装置。通过查阅资料，了解电学特性在食品生产加工过程中作用。查阅资料，了解食品电学性质及应用。

三、 课程目前的问题及需要改进的地方

目前，本课程存在的问题及改进方法是：（1）学生过程管理有待加强，希望可以通过4次作业和2次小测来提高学生对内容的理解，同时给老师反馈学生的掌握程度；（2）只有理论教学，缺少实验教学，学生动手能力有待提高，希望下一步可以增加2-4个食品物性实验，如流变特性、热物性、光学性质等。

工程教育专业认证强调学生主体地位和毕业生质量，可促进工程教育与食品产业界的联系，增强工程教育人才培养对产业发展的适应性。这也要求我们教师要多与企业合作交流，倾听企业对从业人员食品物性知识的需求，更好地服务产业。

参考文献：

[1]张磊.工程教育认证环境下的“食品物性学”教学内容探索[J].农产品加工，2017（10）.

[2]周文化，郑仕宏，林亲录，李婷.基于专业认证理念的食品科学与工程类专业的建设[J].中国林业教育，2015，33（6）：28-33.

作者简介：

赵萌，副教授，湖北省武汉市，湖北工业大学生物工程与食品学院品科学与工程专业；

杨楠，湖北省武汉市，湖北工业大学生物工程与食品学院品科学与工程专业。