基于OBE模式的“食品工程原理”教学模式研究与探索

于志鹏，赵文竹，刘 贺，孙协军，白凤翎

（渤海大学食品科学与工程学院，辽宁锦州 121013）

“食品工程原理”是一门以动量传递、热量传递和质量传递为理论基础的学科基础课程，主要讲授食品原料和辅料在加工过程中，进出各单元操作的相互关系，如质量平衡关系和能量平衡关系，以及影响它们相互关系的因素，是食品科学与工程专业、食品质量与安全专业的一门重要专业基础课[1-3]。其任务是培养学生分析和解决单元操作中各种问题的能力，使学生对单元操作设备具有操作管理、设计强化与过程开发的本领。通过“食品工程原理”的系统学习，使学生掌握食品加工中主要单元操作的内在规律和基本原理，所用典型设备的结构、工作原理及工艺计算或设备的选用等，培养学生分析、解决有关单元操作各种问题的基本能力，能用工程观点和经济观点独立处理科研和生产的实际问题。“食品工程原理”实验课程中的知识量偏大，涵盖了食品加工领域的相关加工单元操作[1-3]。若将所有教学内容按传统教学方法传授给学生，往往会限制学生动手能力和解决问题能力的培养[2]。基于成果导向教育理念（Outcome Based Education，OBE），重视对学生的工程实践能力培养，激发学生的学习热情等已成为课程教学改革的关键[4]。基于OBE教育理念，探讨“食品工程原理”课程的理论教学、实验教学和虚拟仿真内容及考核评价体系改革，从而提升教学质量。

1 基于OBE的理论教学方法探讨

“食品工程原理”课程中包含多种单元操作，涉及海量的方程和对应的计算，课堂内容繁琐，学生对很多难点不知道该如何下手，不能掌握有效的学习方法，从而失去学习的信心及热情。另外，课程实践性很强，涉及到许多设备的实际操作生产，如果教师只注重理论教学而忽略教学实践，会使学生感到很迷茫，达不到良好的教学效果[5]。如何让课堂充满活力、如何培养学生思维能力和积极的态度；如何让学生们收获满满，而不是一脸茫然、不知所云，改变“隐性逃课”现象已成为“食品工程原理”课堂教学中急需解决的难题。虽然原因复杂，但主要还是与课程内容欠合理、传统授课方式枯燥、授课内容陈旧有关。“食品工程原理”课程中包含多种单元操作，在学习不同单元操作的过程中，适时提出食品加工中出现的问题，引导学生利用所学知识进行分析和解决问题，让学生体会到所学之所用，让学生获得成就感，逐渐培养学生对课程的学习兴趣和对专业的认同感。如讲解传热单元操作时，可从日常接触的暖气换热过程为例，分析暖气内的热水与暖气片及暖气片与室内空气间的传热过程，进而引出传热在食品加工中的应用，最终解释热传导和对流传热的机理；在讲解沉降与过滤内容时，可让学生思考从沉降速度的角度解释加入果胶酶对果汁澄清的影响，既避免了内容的枯燥，同时也为学生学习“食品工艺学”课程打下了基础。

2 基于OBE的虚拟仿真教学方法探讨

学习本身是单调、枯燥的过程，为了让学生积极主动去学习，就要求教师利用先进手段去传授知识，善于激发学生勤于思考的积极性。“食品工程原理”课程具有理论与实践相结合的特点，课程包含了很多实验内容，但受经费及教学资源的限制，不可能提供所有的设备供实验教学。因此，课程中应借鉴利用虚拟仿真平台[6]。利用虚拟技术，将“食品工程原理”实验教学中难度大、设备贵的实验通过虚拟实验完成，让学生在沉浸感中更容易理解；同时，虚拟仿真实验也可以作为后续实验操作的预习环节，提高了实验教学的质量和安全性。目前，“食品工程原理”中涉及的单元操作均可通过虚仿真来学习，学习可采用见缝插针的方式随时随地学习，打破了传统实验教学受时间和地点的局限。虚拟仿真平台可以适时对学生的操作进行考核，而且考核标准完全量化，针对操作和数据分析处理都有客观的评价标准，可将学生该部分成绩按比例折算后计入最终总成绩。

3 基于OBE教育理念改进实验教学探讨

在进行虚拟仿真实验的同时，仍然不可忽视对学生动手能力的锻炼，尤其是实验中突发事情的应对和处理能力。在实验教学过程中规范实验各环节的要求，学生需要完成预习报告、实验操作和实验报告，具体要求如下：

（1） 实验报告预习情况。进行每次实验项目前，学生都要求预习，并撰写实验预习报告，预习报告的内容包括以下5项：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容与步骤。

（2）实验具体操作。根据学生在具体实验操作中动作的规范性及实验结果给出该项成绩，满分10分。

（3）实验报告。实验报告包括实验报告和原始数据记录2个部分：其中实验报告的内容包括以下7项：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容与步骤、数据处理与分析、思考及注意事项。统一写在实验报告册上，作为实验报告的前半部分；原始数据写在原始数据记录纸上，用直尺画出设计的数据记录表格，作为实验报告的后半部分，实验报告满分10分。并且，实验原始数据记录必须有指导教师的现场签字方为有效，无指导教师签字的数据记录为无效记录。

教师根据学生完成实验报告的质量进行评分，主要包括是否完成了规定的内容、对数据计算与处理是否正确、绘制各种图表是否规范与合理等。