基于OBE理念的《食品工程原理》课程混合式教学模式研究与实践

杨晓清，高爱武，董同力嘎

(内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018)

0 引言

成果导向教育(outcome based education，简称OBE，也称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育)代表工程教育专业认证背景下改革的主流方向，清晰组织教育中的每个环节，使得学生在学习过程中实现预期的结果[1-2]。中国特色社会主义进入了新时代，中国高等教育进入了新的历史发展阶段，本科教育引起各方高度关注，需要采取坚强有力的措施推动高等教育迈上新台阶[3]。为了使我国高等教育更好地适应国家及经济社会发展需要，迎接新工业革命的挑战，需要在成果导向教育理念的引导下，积极推进教育教学改革，课程教学需顺应OBE理念，从学科导向向目标导向转变、从教师中心向学生中心转变、从质量监控向持续改进转变，突破传统教学模式的框架，提高学生的获得感、创新能力和持续学习能力。

1 课程教学模式改革的必要性

《食品工程原理》课程作为培养食品工程专业高级复合应用型工程技术人才的一门专业核心基础课，是培养学生工程意识的启蒙课，学生在本课程中将系统学习食品加工过程中的工程概念，以及各种单元操作的基本原理、内在规律、常用设备和加工过程的计算方法，研究对象是真实而又复杂的生产过程。食品工程原理课程教学目的是让学生在掌握食品加工过程基本原理的同时，培养学生运用理论分析并解决食品生产过程存在的各种实际问题，从食品工程原理课程开始，学生就进入了工科的知识体系[4]。在高等工程教育背景下，该课程对培养食品科学与工程专业学生的业务素质、工程能力及创新能力具有十分重要的地位。

一直以来在学习食品工程原理的过程中，存在如下问题。首先，学生往往觉得理论多、概念多、物理量多和公式多，从上课内容上来看似乎听懂了，但习题不会做；即使对于一些成绩好的学生来说，对每一章内容总是感到一盘散沙、所学知识没有系统性，所学内容不能与生活、生产实际相关联，更谈不上毕业所应达到的解决工程问题的能力。其次，手机和网络资源没有成为有效的教学工具。当前互联网时代知识的获得已经不存在障碍，但学习动力、注意力变成了稀缺资源。学生人在课堂而精神涣散，或神游或睡觉的课堂现象比比皆是，手机不离手，课堂上教师往往需要强制性收回手机、或不断停下讲课制止学生看手机。另外，教学过程中教师一言堂、学生被动听讲和参与度低下的现象比比皆是。

当前工科学生的培养模式将更加注重实践环节，而作为农业院校的内蒙古农业大学食品科学与工程专业学生的工科基础本身就不够厚实，加上食品工程原理课程在农业院校里属于少学时课程，如何能让食品科学与工程专业的学生在理论课时缺少的情况下掌握足够的理论知识，是摆在教师面前的一道难题。在当前互联网普及时代、年轻人的个人学习方式在变化，更加灵活化、碎片化、网络化和多维度，可以迅速多渠道获取知识和信息。随着大规模在线开放课程的发展，教师如何引导学生主动思维、课上课下如何利用手机开展教学、将不利因素变为教学过程中的有利工具，将教师的一言堂变为以学生为主体的互动性课堂，这是亟待教师去思索、去完成的。

基于上述分析，为了实现当前食品科学与工程专业人才培养目标、使学生成为具有可持续竞争力的创新人才，在当前互联网普及发达并在教育领域广泛渗透前提下，课程组结合食品科学与工程专业学生的层次和基础，基于以产出为导向、以学生为主体、本着持续改进的态度和做法，对食品工程原理课程教学模式进行了改革。本文以课程章节中传热内容为例，阐述基于OBE理念下的食品工程原理课程混合式教学模式研究实践与改革的有效性，旨在大力提升教学效果，提高学生的创新能力、自主学习能力和获得感。

2 课程教学模式改革实践过程

经过2年的课程建设，在网络教学平台丰富了教学资源，包括教学单元的课程课件、动画演示，以及与理论课程内容相对应的生产视频、试题库、系列播课和不断更新的课后阅读资料等，同时对教学过程中学生学习笔记，教学讨论区的答疑、发帖、回帖、随堂在线测试等教学活动的学情分析等，食品工程原理混合式教学模式改革显示了明显成效。现以传热章节的教学安排及对流传热单元为例对线上线下混合式教学实践加以阐述。

2.1 学习内容的系统性

采用思维导图所设计的食品工程原理教学中传热章节整体知识框架和学习内容的导学单如图1所示，通过思维导图进行该章内容知识梳理，并将知识内容与教学过程形象化联结[5-6]。由教师于章节开始学习之前发布在网络教学平台上，可使学生学习之前明确了解本章的知识构成，并将所学内容与生活实际由浅入深加以关联，让学生明了教学内容知识框架的系统性。

图1 传热单元的知识框架和学习内容Fig.1 Frame diagram and contents of heat transfer unit

2.2 线上线下混合式教学过程示意

对流传热单元混合式教学过程单元导学单如图2所示，按照图中显示开展教学环节。教学过程将课前、课中、课后3个环节紧密结合。

课前，教师将问题导入、布置学生必须完成的任务。课中，教师“以问题为中心”，提出问题，引导学生回答、提问并讨论，教师答疑、讲述重点和难点，师生面对面共同讨论[6]。课后测试评价和师生共同反思。教师通过提供背景知识或前沿知识供学生课余时间阅读思考，利用网络资源弥补学生缺乏生产实际和生活实践经验的不足，通过案例的形式将一些实践性环节插入到相关章节里，形成“基于问题的学习”模式，增加学习的趣味性，引导学生自主探索教学知识，将被动学习转变为主动学习，极大强化课程学习的效果，在课程学习过程中，培养学生工程认知能力和解决工程问题的能力。

在成绩评价方面，目前采用的混合式教学模式改变传统教学模式的课程结束后学生才知道成绩的评价方法，注重过程和结果并重，采用成长式成绩评价的新方法评价学生该课程的学习成绩。如图2所示的教学全过程的每一个环节中，观看视频后的测试题、调查问卷、讨论发帖、课前预习、随堂测试和课后练习等均进行成绩评价，计入总成绩。当遇到不可预知的突发状况时，为不影响教学进度，可通过线上学习资源的建设、线上课程录播及在线测试等线上学习方法帮助学生在脱离面对面教学条件下完成课程学习[7]。

图2 对流传热的混合式教学过程Fig.2 Mixed teaching process of convective heat transfer

2.3 混合式教学模式有效性的构成

混合式教学模式对网络的利用不仅仅像传统教学那样只上传资源、学生几乎从不问津、形同虚设的局面，而是充分利用网络教学平台，学生端强调课前预习、课前阅读、课前自测和课堂学习讨论，并通过一系列反馈机制进行学习效果评价，使学生随时掌握自己的平时成绩成长值[8-9]。利用网络教学平台强化混合式教学过程如图3所示。教师端强调对学生学习的引导、答疑解惑，以及根据对学生学习过程分析而提供高进阶的学习材料和常规性、拓展性教学内容的完善。在学生考核方式方面，要强调过程考核的重要性，期末考试成绩的占比应逐年下降，平时成绩占比应逐年增长[10]。

食品工程原理课程混合式教学模式改革中将课程内容协同整合，课前、课中及课后的训练激发了学生的主动思维，加强了整个教学过程师生的互动性，将传统教学和网络教学优势互补，既发挥教师的引导作用，也展示着学生的主体作用，充分利用了互联网、网络教学平台、教师学生的手机，以及课堂面对面讲授、交流沟通答疑和小组团队问题讨论等形式。

由图3所示，课程教学从教师端行为、学生端行为、教学目的准确性和可衡量性、教学内容和教学方法的契合性等各方面反映混合式教学模式的有效性。

图3 混合式教学模式的有效性Fig.3 Effective result of blended-teaching mode

3 结束语

《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》(2012)指出：“教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心”[4]。希望食品工程原理教学模式的改革及相应的教学效果对锻炼学生的思维能力，提高学生的自主学习能力、持续学习能力和获得感等方面起到积极显著的作用，有助于提升食品工程专业本科生的工程能力，有助于实现食品科学与工程专业学生新工科的培养目标。