食品工程设计类课程“一中心两角色三翻转”实践型教学模式构建*

许青莲 邢亚阁* 刘晓翠 吕光远

（西华大学食品与生物工程学院，四川成都 610039）

近年来，教育部实施的工程教育专业认证工程，旨在培养工程思维与能力的专业技术人才，不仅是经济社会发展的需要，更是实现“十四五”规划和建设社会主义现代化国家的需要。

工程创新思维能力和动手实践能力的培养需要满足和适应地方经济社会发展对专业型人才的需求。目前，我国多数地方高校仍然存在轻实践教学、学生工程实践能力难以提高等问题。

以西华大学食品科学与工程专业为例，结合食品工厂设计工程类课程的理论与实践教学，围绕工程教育认证要求和当地对人才能力的需求，创新设计实践教学改革方案。以学生工程能力培养为中心，基于教师与学生双角色，创新设计案例教学、模型制作与专题演讲、产品设计大赛“三翻转”方式，构建并组织实施“一中心两角色三翻转”实践型创新教学模式，将工程人才要求的初步设计与工程能力培养目标及任务融合到实践型教学全程中，为地方高校工程设计类课程的实践型教学模式实施提供参考。

1 国内外“翻转课堂+”理念创新应用

不同于传统的教学模式，国际工程教育过程中创新了多种教学方式，并取得了较好的教学效果和培养效果，如翻转课堂教育模式。Choi 等将翻转课堂理念应用到软件工程等课程教育过程中，显著提高了学生参与课程学习的积极性，取得了较好的教学效果。目前，国内翻转课堂出现了多种教学方式相结合的模式。例如，杨兴东和岳宗豪以食品质量与安全专业食品免疫学教学为例，采用课程案例和翻转课堂相结合的教学模式，提高了学生课堂学习积极性和参与度，提升了教学效果与质量。本研究基于工程教育理念，将翻转课堂等方法进行创新设计，并应用于食品工程设计类课程实践教学过程中，提升学生的工程思维和工程能力等综合素质，对于推进地方高校食品专业人才培养具有参考价值。

2 “一中心两角色三翻转”实践型教学模式设计

工程实践能力的培养必须适应地方经济与社会发展对人才的需求，以食品科学与工程专业为例，食品工厂设计类课程为该专业的核心课程，对工程教育认证毕业达成度要求支撑作用显著，基于工程教育认证对人才培养的要求和本课程的教学目标，进行实践型教学方法创新设计，以学生工程能力培养为中心，基于传统教师与学生双角色在案例教学、模型制作与专题演讲、产品设计大赛等三大主要实践型教学环节中实施“翻转”，使学生和教师逐步适应并实施角色翻转，逐步由传统的以教师为中心转换为以学生为中心，将实践型教学模式融入工程设计类课程的理论教学与实践教学中。整个过程相对系统地培养了学生的食品工厂设计思维，创新能力，提升了学生动手能力和书面、口头专业表达能力，锻炼了学生工程意识、思维与能力等，围绕工程实际需求完善食品专业课程设计课程教学方式，构建了具有工程性、导向性和特色性的食品工厂设计类课程实践型教学模式。

3 实践型教学团队建设

组建教学指导和教学团队是“一中心两角色三翻转”工程人才实践培养模式的关键着力点。以食品工厂设计类课程为例，以中青年教师为主讲教师，以工程实践经验丰富的老教师为指导教师，聘请实践经验丰富的食品企业工程师为兼职教师，组建教学指导与教学团队，灵活创设实践型教学环境与氛围，做到分工明确、责任到人、相互协作。例如：中青年教师着重讲解食品工厂设计相关的理论内容，实践经验丰富的教师和校外兼职教师等重点结合工厂案例与设计经验指导青年教师教学并协助指导学生开展总平面设计、工艺流程设计、物料衡算、设备选型、车间与厂区布局、技术经济分析等实践设计工作。

4 实践型教学模式实施

在传统设计类课程理论与实践教学过程中，学生的积极性不高，主动性不强，创新设计思维与动手实践能力很难得到强有力的培养和锻炼。以西华大学食品科学与工程专业食品工厂设计类课程教学为例，构建并组织实施“一中心两角色三翻转”实践型教学模式。

4.1 “点-线-面”四案例翻转实践型教学

以培养学生工程思维和设计思维为中心，将课程中的知识点进行梳理串联成线，再将各知识线通过四案例翻转实践型教学形成立体面。将工厂设计的理念通过工厂与车间模型、学生实习工厂与车间布局讲解、实训中心中试车间现场观摩和食品工厂视频及照片组成四案例教学法。在实施过程中进行角色翻转，重点以学生为中心，引导学生主动思考、讨论、分析和分享。首先，将食品工厂厂区布局和车间布局等制成模型，其设计一目了然，学生更能直观地观察到食品工厂与车间的布局及相互关系，学生需要认真观察，分析讨论和总结，指出设计布局当中的优点与不足，教师对学生的分析讨论进行评价、总结与补充。其次，设计类课程的教学一般安排在学生认知实习和生产实习之后，鼓励学生分享实习工厂案例，探讨所在工厂与车间的设计布局情况，分析讨论存在的问题与对策。第三，西华大学食品专业实训中心通过车间工艺与设备的设计布局，建设了果蔬饮料、肉制品、粮油、啤酒等6 条中试生产线，组织学生分批分组参观不同的中试生产线与车间，针对工艺布置与设备布局、车间设计要求等多方面进行观摩与讨论。最后，教师结合郫县豆瓣、四川泡菜、肉制品等特色食品在工厂车间工艺、设备和工厂布局、环境保护和技术经济分析等方面列举案例，观看视频与照片等，开展深入的课堂讨论，重视互动性，提高主动性。经过四案例翻转教学法，逐步深入系统地培养学生的工程设计意识和工程设计思维。

4.2 主题模型制作与交流实践型翻转教学

4.2.1 自主学习与主题方案设计翻转实践型教学

结合生产实际，拟定20 余个工厂设计主题。提前将学生按4～6 人进行分组，由分组学生根据小组情况自主选择设计主题，教师引导，避免多组选题雷同。选定主题后，学生分组进行准备，加强自主学习，小组组长带领组员发挥主观能动性和积极性，开展主题方案设计讨论会，梳理设计需求的相关知识点和设计要求，逐步明确设计思路，落实设计方案和分工方案，开始模型制作等工作。

4.2.2 主题工厂模型制作翻转实践型教学

将工厂设计理论知识与理念融入到相关食品工厂设计当中。各小组学生根据选择的主题，自主学习相关标准、知识和要求，小组成员在组长的带领下，分工合作，动手实践，根据主题制作工厂或车间设计模型，在模型制作过程中，教师参与指导，学生小组内部与小组之间都可以讨论，在实施过程中逐步培养学生的团队协助、工程设计思维和动手能力。

4.2.3 主题汇报交流翻转实践型教学

根据选择的主题和制作的工厂模型，组内成员分工完成主题交流的多媒体课件。组内同学都要参与主题汇报，按顺序分工进行讲解，然后由其他学生进行质疑并提出相关问题，讲解小组成员进行答疑，台下学生进行评价，最后由教师进行总结与点评。学生根据反馈建议和交流等情况，撰写主题交流文字汇报材料。

“主题汇报交流”实践型教学模式充分调动了学生的积极性，课堂气氛活跃、有序，强调学生从方案制定到主题研究等过程全程、全面、全员参与，构建“三全”实践教学参与法。该模式有效地激励了学生学习的积极性和主动性，提升了团队协助精神、工程设计思维与能力，培养了学生动手操作和语言表达能力，让其真正体会到参与感、成就感与获得感。

4.3 设计大赛课外拓展翻转实践型拓展教学

为培养具有创新精神和实践力相结合的应用型人才，提升学生对工厂设计的兴趣，增强工厂规划与设计能力，促进理论学习和实际应用的有效结合，丰富大学生第二课堂生活，由学院团委与学生会主办，食品工厂设计课程组承办，组织开展轻工类工厂规划设计大赛，主要针对食品、制药、生物等领域，参赛团队根据自主选择的主题，自己设定工厂类型，开展工厂规划和设计，全程需要独立完成，避免抄袭。该设计大赛主要包括报名、初赛和决赛及专家点评等几个环节，以模型制作与演讲等形式开展，设立一二三等奖与参与奖等奖项，侧重工厂设计的理论知识理解、应用及拓展，侧重能力锻炼，加快分析解决与工厂设计相关的工程问题的进程。

5 实践型教学模式效果、评价与持续改进

在构建和实施“一中心两角色三翻转”实践型教学模式的过程中，创建了“点-线-面”知识点梳理法，创新实践了“四案例”教学法和“主题汇报交流”教学法，构建了全程、全面、全员的“三全”实践教学参与法，探索了模型教学和学生制作模型工程模拟实践教学法，明确以学生为中心，教师与学生角色相互转换，实现从原来单一教学模式到多种教学模式翻转，并进一步构建了教师评价、学生相互交流评价、专家点评等多种评价相结合的方式。该模式的实施培养了学生创新、设计与工程等思维能力，锻炼了团队协作、语言表达和工程实践等综合能力，培养了学生解决食品工厂设计等工程问题的能力。在下一步总结目前实践型教学效果与经验的基础上，继续以学生为中心，充分调动学生积极性，融合创新教学模式与工程教育理念于工程设计类课程的教学全过程，优化教学评价与持续改进机制。