PBL 结合OBE 在“功能食品开发实践”课程改革中的应用

刘彦霞，刘 洋，秦 菲，荣瑞芬

（北京联合大学生物化学工程学院，北京 100023）

随着经济水平提高，我国居民膳食营养结构发生了很大变化，营养过剩和营养不均衡所致的肥胖症、糖尿病、高血压等慢性疾病呈快速上升趋势。功能性食品通常是指适宜于特定人群食用，具有调节机体功能，不以治疗疾病为目的，并且对人体不产生任何急性、亚急性或慢性危害的食品，能帮助人们改善体质。北京联合大学拥有生物活性成分与功能食品北京市重点实验室、卫生部认可的保健食品功能检测中心，具有良好的食品营养与健康教学科研平台。在此基础上，食品科学与工程（营养与健康） 专业设定以营养作为专业特色，目标是培养高素质食品营养复合应用型技术人才[1]。

1 “功能食品开发实践”课程现存的问题

“功能食品开发实践”课程是食品科学与工程（营养与健康） 专业的必修课，在学生完成“食品工程原理”“食品原料学”“食品营养学”“食品工艺学”“功效因子制备技术”“功能食品学”课程后开设的实践类课程。在前期掌握食品生产工艺、功能食品原理的基础上，为功能食品设计、研发和生产提供实践平台，目的是培养学生功能食品研发、生产技术管理的能力。课程目标包括知识的应用、整合与自主学习能力的提升及团队合作精神的培养。

传统的“功能食品开发实践”课程是按实验课程的教学方法，设置了功效因子制备及相应功能食品的制作实验，学生按照预习-实验-完成实验报告的步骤完成实验即可。学生在课堂上能够完成特定产品的制作，对产品的生产工艺流程有一定的认识。但学生没有参与功能食品开发设计的过程，只是被动接受教师提供的实验流程，不能调动学生主动思考的积极性，难以达成课程目标。

2 PBL 和OBE 教学模式的特点

PBL 是由美国神经病学教授Barrows 于1969 年在加拿大McMaster 大学医学院首创的一种教学方法[2]，受到了多个国家教育领域的广泛关注[3-5]。PBL教学模式不同于传统的讲授模式，它以现代建构主义学习理论为指导。建构主义注重学生的合作学习和学习资源的整合，使得学生从对知识的被动接受转化为意义建构的实施者；同时，教师也从传统的知识灌输者转化为促进学生进行意义建构的辅助者和引导者。基于建构主义的PBL 强调以问题为中心，以学生为主体，教师启发式教学为主导，通过设置复杂且有意义的问题情境，学习者通过合作来解决真实问题，充分发挥学习者自主思考、探索的积极性[6]。

OBE 是由美国学者Spady 于1981 年提出，目前已形成了比较完整的理论体系，也是美国、加拿大、英国等国家教育改革的主流理念[7]。OBE 以预期学习成果为中心，其核心在于教育者必须对培养目标在毕业时所应达到的专业水平和获得的能力有清晰的规划，继而运用适当的教育方式保证学生达到预期目标。OBE 强调需求导向、目标导向和持续改进的人才培养理念，在制定人才培养目标和课程体系的过程中，始终以学生为中心，促进培养质量的提升[8]。2016 年，我国成为工程教育本科专业学位国际互认《华盛顿协议》的正式成员国。基于“新工科”的工程教育逐渐成为培养工科学生品质的主流人才培养模式之一[9]。OBE 人才培养模式在培养合格食品工程师方面的要求与工程教育专业认证中对认证专业所提出的标准相符[10]。

近年来，国内高校对这2 种教学模式的在人才培养中的应用进行了不少探索[11-12]，也有教学团队尝试将不同的教学模式进行融合[13]，学校也在多个专业的建设中倡导OBE 或PBL 人才培养模式[14-15]。

3 PBL 和OBE 教学模式在“功能食品开发实”践课程中的结合应用

从PBL 与OBE 教学模式的特点来看，二者有不同的侧重点。PBL 强调的是教学的过程，以学生为主体，运用问题启发模式发动学生的主观能动性；而OBE 则强调的是成果目标的达成程度，对实施的方法和过程没有要求，二者有很好的结合契机，其他课程的建设已有成功尝试[7]。因此，将2 种教学模式结合起来，探索其在“功能食品开发实践”课程中的运用途径，以激发学生的学习兴趣、调动学生的思维，达到更好的教学效果。

PBL 与OBE 结合的教学模式设计见图1。

图1 PBL 与OBE 结合的教学模式设计

由图1 可知，学生对提出的问题进行认识、分析，通过自主查阅资料、搜集信息、小组分享讨论、制定方案、方案的论证到最后方案实施，都是以学生为主体，教师起辅助及引导作用，践行了PBL 的问题导向的学习模式。学生在解决问题的过程中，运用了多种方法和措施，实现了人才培养目标中的各项能力培养，运用了OBE 的成果导向的教学模式。两者有机结合，在学生解决问题的过程中实现了人才能力的培养。

与传统的实验教学步骤：预习—教师准备实验材料—教师讲解—学生实验—撰写实验报告不同。改革后的教学实施，首先由教师建立蓝墨云班，将功能食品相关的标准、药食同源食品目录、新资源食品目录，以及一些有代表性的功能食品开发、生产工艺优化、数据处理方法等文献上传到云班课的资料库中，供学生查阅。分组按照自愿组合原则，由教师在云班课中输入各组成员名单。

3.1 提出问题

问题的提出需要考虑学生的学习背景和实验室的客观条件。“功能食品开发实践”课程开设在大三的下学期，是在学生完成“功能食品学”“食品原料学”“食品分析”“食品营养学”“食品工艺学”“功效因子制备技术”课程之后开设的实践课程。学生通过“食品原料学”“食品营养学”及“食品分析”已经了解食品中对人体有益的各种组成成分，通过功效因子制备技术掌握了功效成分的制备方法，在“食品工艺学”中学习了食品的加工工艺之后，在功能食品学中进一步学习了功能食品的配方设计原理与方法。所以学生已经具备了自主开发功能食品的理论知识。因此，教师提出的问题是让学生自主设计开发一款功能食品。

3.2 分析问题

学生接收到问题进行问题的细化。开发一款功能食品是一个综合性问题，需要分解为不同的小问题才能对应解决。首先要清楚什么是功能性食品，开发功能性食品的有哪些流程，市场现有哪些功能性食品，要开发具有哪种功能的食品，如何设计和优化配方，生产工艺如何确定？所有这些问题都需要认真复习已经学习过的课程，重温以往的知识点。通过查阅文献了解到功能食品开发的思路有多种，最常见的是首先通过大数据了解人群亚健康状况，哪些慢性疾病或者某些特殊职业人群有哪些需求，锁定目标人群，确定选择生产具有什么功能的功能食品。然后寻找具有相应功能的营养成分，同时对市场上现有同类型产品进行调研，并查阅相关产品开发的文献，作为产品开发的参考资料。这些过程均是在教师引导下，由学生独立完成。在此过程中提高了学生的认知能力、分析问题的能力和阅读能力。

组长将这些问题分解为不同的任务，然后分配给不同的学生，充分利用线下线上资源共同完成任务。学生在规定的时间内完成任务，将自己调研市场或文献得到的结果上传到云课堂，留作教学文件，同时还要制作成PPT 通过网络平台与全班学生进行分享，供大家学习交流。通过这一过程提高了学生的文献检索、自主学习、团队合作及演讲能力。

3.3 解决问题

小组成员根据已经获取的信息，确定开发什么类型的功能食品，然后确定需要用到的营养成分，制定出较为详尽的实验方案，包括需要用到实验材料的种类和量、实验器具、仪器设备，以及具有可操作性的工艺流程。由小组组长集中小组成员的集体智慧进行汇报，教师在此过程中对其方案的可行性进行判断，给出合理化建议。这一过程反复进行几次，直到小组的实施方案细化到能够进行实验室操作。

实验操作过程中，各组分别按照计划实施自己的实验方案。该过程中教师和助教主要观察各组的实施进度、仪器使用及操作的规范性。每组得到自己的产品后，大家对自己得到的产品进行感官评价、稳定性评价及相应的其他检测工作。在完成一系列工作之后，每个学生完成自己的实验报告。通过这一过程提高了学生的实际操作能力、知识整合能力、沟通协调能力和开发设计能力。

4 建立多元的教学评价体系

与传统的以实验报告为主的评价方式不同，针对课程分小组合作的操作方式，采用自我评价、教师评价、组内学生互评及助教评价相结合的多元教学评价体系进行评分。

综合性评价体系指标及考察内容权重见表1。

表1 综合性评价体系指标及考察内容权重

教学的过程性评价是近些年教学评价方法的研究热点，所采用这些评价指标所对应的具体考核内容能够涵盖整个教学过程[16-18]，如自我评价中对自主学习能力提升的评价实际是学生在重温教材、检索文献、阅读整理文献资料等方面的投入程度；组内成员的互评能够更真实地反映团队意识、各成员的参与度及贡献程度；在开展实验方案设计汇报、讨论的过程中，教师针对学生存在的问题进行答疑与讲解，并记录学生课堂表现，因此能够对学生的演讲能力、实验方案设计合理性、最终的实验报告进行评价；助教协助教师开展工作，对学生在整个教学过程中的整体表现有较细致的观察，因此能够对学生的实验操作能力、团队合作及沟通协调能力给出较客观的评价。

5 课程教学改革成效

5.1 学生成绩及学生评教结果

通过自我评价的分数发现，大多数学生都对自己的学习积极性打了较高的分数，在自主学习能力、产品开发设计能力提升方面也有满意的成绩。由此可以看出，新的教学方法确实能提高学生学习的主观能动性，并能促进学生知识应用整合能力的提升。组内评价、教师评价及助教评价的总成绩能够综合反映学生在团队合作、演讲能力、沟通协调能力、实验操作能力，学生在这些方面也取得了优良的成绩。另外，在每学期的学生评教活动中，学生对该课程的教师给出了较高的分数，教师评教成绩获得院级优秀，说明学生对课程的教学方法与评价方法有较高的认同度。

5.2 课程成果产出对本专业毕业要求达成的支撑作用

OBE 教学模式强调学生的学习成果，教学的全过程都要为成果达成服务[19-21]。课程的教学目标要以专业人才培养目标和毕业要求为依据，覆盖毕业时需要达到的成果。PBL 与OBE 相结合的教学模式中，学生通过相应的方法与措施得到能力提升，即课程的能力产出，也可以称为教学目标的成果产出，这些能力产出与毕业要求相对应，很好地支撑了食品科学与工程（营养与健康） 专业的相关毕业要求。

“功能食品开发实践”能力产出与所支撑的毕业要求见表2。

表2 “功能食品开发实践”能力产出与所支撑的毕业要求

6 结语

为了调动学生的学习积极性，提高“功能食品开发实践”课程的教学质量，培养现代化复合型用型人才，教学团队在实践教学方法进行了改革与探索，将PBL 与OBE 相结合的实验教学模式引入教学中，受到了学生的欢迎，该课程的教学评价获得优秀。实践发现，PBL 与OBE 2 种教学模式可以实现有机结合，从教学过程中可以发现所有OBE 能力产出目标的达成都是以PBL 问题为载体。2 种教学模式相结合在实践课程中的运用激发了学生的学习兴趣，加强了学生之间的相互交流，同时也培养了学生自主学习、分析问题、解决问题、实验动手操作等方面的能力。