基于OBE理念的“食品机械设备”课程教学改革

马凤鸣，陶冬冰，张佰清

（沈阳农业大学 食品学院，辽宁 沈阳 110866）

工程教育专业认证是教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会针对高等教育机构开设的工程类专业教育实施的专门性认证。通过工程教育专业认证，对提高专业教学质量，实现国际互认，提升专业国际竞争力具有重要作用[1]。特别是在“国家一流本科专业建设”将通过工程教育专业认证作为评价要求的背景下，工程教育专业认证已经成为高等教育机构专业建设的重要组成部分。沈阳农业大学食品科学与工程专业于2019年分别被国家教育部和辽宁省教育厅认定为国家、省级一流本科专业建设点，为符合专业建设标准，通过工程教育专业认证已成为必须。

“食品机械设备”课程是高等院校食品科学工程专业的专业主干课程之一[2]，在工程教育专业认证课程体系中，该课程是工程基础类课程体系（机械基础、工程制图→食品工程原理→食品机械设备→食品工厂设计→毕业设计）的重要环节，课程教学质量直接影响工程教育专业认证标准下学生的培养效果。OBE教育理念是工程教育专业认证标准的核心理念，主旨以学习成果为导向设计和实施教学方法，注重提升学生的工程实践能力[3-5]。因此，在工程教育专业认证的OBE教育理念下，对“食品机械设备”课程建设提出了新的要求。同时，随着食品加工新技术的涌现，以及现代教育技术的发展创新，课程教学内容和方法也急需改进。

鉴于以上原因，以沈阳农业大学食品科学与工程专业“食品机械设备”课程为例，针对目前存在的问题，对课程提出改革措施。

1 课程建设

1.1 课程体系建设

目前，“食品机械设备”课程的前导课程为“机械基础”“工程制图”“食品工程原理”，但2016级之前的食品科学与工程专业设置的“机械基础”课程为选修课程，专业学生对该课程采取了规避态度，导致无一人选修该课程。这种情况也是众多高校食品科学与工程专业学生普遍存在的现象，一般都是将该课程设置为必修课程，强制学习。由于未学习该课程相关知识，学生对机械方面的基础知识的认知基本空白，导致学生对“食品机械设备”课程中涉及到的结构图无法识别，对课程学习造成了很大阻力。

此外，工程教育专业认证OBE理念下教学内容聚焦的是学生能力培养，即培养学生的实践能力。但是，沈阳农业大学食品科学与工程专业的“食品机械设备”课程只有理论教学，没有实践教学。“食品机械设备”是一门以掌握设备工作原理、结构组成和用途为学习目的的课程，基于学生薄弱的机械基础知识，只通过理论教学，学生对课程设备只能表观接触了解，深入掌握很难。因此，应该增加实践教学内容，在理论教学过程中，穿插加入一定学时的实验课程，从实物及实际操作角度，增强教学效果。同时，由于受培养方案学时限制，无法增加“食品机械设备实习”课程的情况下，在专业各种涉及设备的各类实习课程中，加入设备实习内容，以此在不增加学时的前提下，增加实践教学内容。

1.2 丰富教学内容

目前，多媒体课件授课的素材主要为结构图、设备整体实物图、示意动画图为主。但是，在授课过程中，发现学生仍然存在理解困难的问题。分析原因，仍然是机械基础知识薄弱的问题。根据问题所在，让学生能更直观地看到实物是解决问题的有效办法。因此，在教学素材方面，除设备整体实物图以外，应增加设备实物局部图、设备内部实物图以及设备运作视频等素材。增加设备模型，弥补部分实物素材缺少的问题。此外，以工科专业认证为理念，改变以前照抄书本的作业模式，以应用为目的，提高学生对设备的使用能力。例如，一小块状物料输送至水平距离30 m、垂直距离20 m的位置，请设计一种方案，对相关设备进行选型，说明选型理由，并列明相关设备参数。

1.3 教材建设

目前，国内现有教材除普遍存在内容落后问题外，还存在应用内容缺少的问题。当前教材的内容主要介绍设备的结构组成、工作原理、性能参数和用途等方面，但没有设备选型、应用安装等以应用为目的的教学内容，与“食品机械设备”以设备应用为目的的教学目的不符，应增加该部分内容。此外，部分教材关于设备基础结构设计内容偏多，并不符合食品科学与工程专业的实际情况，应减少该部分内容。

2 考核方式改革

2.1 考核机制

目前，课程成绩的考核比例为试卷成绩70%，平时成绩30%，以死记硬背的文字考核方式为主，部分学生即使不理解掌握教学内容，只要会背书，也能取得好成绩，并不能考核学生对教学内容真正的掌握程度。因此，需要减少试卷成绩占比，增加平时成绩占比。

2.2 考核内容

考核内容应减少或去掉照搬教材内容，以设备应用、选型等为题材进行考核，例如，针对一流动性差的粉状物料，斗式提升机应选择哪种料斗形式、装（卸）料方式、料斗布置方式？说明理由。避开单一知识点和以设备为出发点的考核内容，以物料（即设备应用）为出发点，从学生对设备知识点的综合掌握进行考核，达到考核学生对知识点掌握的目的，提升了学生对设备的实际应用能力。

3 教学方法多样化

传统教学模式主要是授课教师通过口头语言单方面向学生授课，并且注重理论知识的传授，学生参与程度低，不利于学生理解掌握教学内容[6-7]。工程教育专业认证OBE理念是以学生为中心，教学模式由“教”向“学”转变，学生成为教学活动的主体。因此，一些现代教学方法已经融入教学活动中。

3.1 启发式教学法

启发式教学法是指教师在教学中依据认知规律不断有效地激发学生的学习兴趣和求知欲望，使学生积极思考，以逐步提高分析和解决问题的能力的教学方法[8]。在教学过程中，为了让学生对设备工作原理有初步掌握，采用与设备有相似工作原理的常见实物为例，进行启发式教学，引导学生对设备进行初步理解。例如，针对螺旋输送机，先以常见的家用绞肉机、榨汁机的螺旋轴为例。

3.2 案例教学方法

案例教学法是一种以案例为导向的教学方法，通过教师对典型案例的分析，帮助学生掌握一般分析原理，并进而提升学生独立分析和解决问题的能力[6]。该教学方法已经成为众多高校课程教学采用的主要教学方法。在课程授课过程中，案例教学发主要用于列举设备应用实例。例如，针对离心泵（卫生泵），列举了气敷现象产生的操作条件；针对真空泵，从应用、安装、性能等方面列举实例，说明水环式真空泵和旋片式真空泵之间的区别。

4 学生指导

4.1 提高学生重视程度

食品科学与工程专业尽管是工科专业，但是学生普遍存在轻视工科课程的现象。学生总是认为专业的主干课程是食品加工等课程，对于“机械基础”“食品机械设备”等课程，总是定位为非专业课程。因此，对工科课程能不选就不选的情况进行调查。首先，学生对专业课程体系及每门课程的作用没有清晰的了解；其次，对该课程的课程知识在后期学习的过程中基本没有应用。鉴于以上原因，应在学生入学教育及后期教学过程中，对专业课程体系及课程作用进行定期指导，及时为学生解答疑问，明确学生学习方向，提高学生对“食品机械设备”课程的重视程度；其次，以工程教育专业认证标准为指导，“食品工厂设计课程设计”和“本科毕业设计”是必须要求，2门课程均涉及“食品机械设备”课程知识，从被动角度，对学生学习“食品机械设备”等工科课程提出了影响要求，必将提高学生重视程度。

4.2 培养学生学习兴趣

基于食品科学与工程专业学生薄弱的工科背景，造成学生对“食品机械设备”等工科课程总是消极对待，如何培养学生提高对“食品机械设备”等工科课程的学习兴趣，是提升教学效果的主要途径。

4.2.1 直观化教学内容

容易掌握的事务往往更容易引起学习的兴趣，可以将厌学的情绪降至最低。在教学过程中，侧重设备工作原理、系统组成、用途、选型教学内容，弱化设备结构教学内容，同时增加设备实物局部图素材，使学生不必通过结构图了解设备结构，对设备结构有直观了解，从而弥补了学生机械基础知识薄弱的情况，减少了学生学习阻力。此外，增加设备运作视频素材和实验、实习课程，紧密结合设备实际，教学内容更加直观化，学生更易掌握，增加学习兴趣。

4.2.2 增强教学内容逻辑性

经过对课程授课情况调查分析，学生对教学内容基本是采取死记硬背的方式，以字背字，并不理解教学内容的实际含义。因此，在授课过程中，特别注意授课的逻辑性。例如，斗式提升机的深斗为什么适用于运送流动性好的物料？因为流动性好的物料容易撒漏，而深斗物料不容易撒出，所以需要用到深斗，浅斗适用于运送流动性差的物料，是因为流动性差的物料从料斗卸料难。因此，不能用深斗，只能用浅斗，且动性差的物料不容易撒漏，这也是浅斗适用于运送流动性差的物料的原因。此外，流动性好的物料容易从料斗卸出，这也是深斗可以适用于流动性好物料的原因之一。

通过举一反三、相互比较分析的逻辑推理，使教学内容成为一个有机整体，通过一个设备组成可以推导出另一设备组成。将教学内容转化为一条连续的逻辑性推理，掌握起点，根据基本的工作原理，即可推理出终点，使学生摆脱枯燥的教学文字，从而增强学生的学习兴趣。

4.2.3 强化实例素材

教学过程中，学生听到书本以外的知识就显得特别感兴趣，这是众多授课教师都有的经历。因此，从设备实际应用为出发点，进行举例，一方面强化了学生对授课知识的掌握；另一方面对提升学生的学习兴趣可以起到显著的积极作用。

5 教学资源建设

5.1 师资队伍建设

近年来，高校普遍存在“重论文、轻实践”的问题，导致青年教师远离实际生产，实践经验不足，无法胜任学生能力培养的要求。因此，为了保证教学质量，需要加强师资队伍建设。

5.1.1 课程团队建设

采用以“老”带“新”的课程团队模式，资深年老教师接触食品企业的机会比较多，具有丰富的实践经验，建立老、中、青的课程团队组合，既保证了教学质量，又给予青年教师学习的机会，增强了青年教师实践经历。

5.1.2 教师专业知识培训

派遣教师参加食品机械设备专业知识培训，特别进入食品工厂生产企业进行定期驻厂实践，这也是工程教育专业认证标准对师资队伍的要求。通过强化教师食品机械设备专业知识和实践经历，增强教学实践能力，保证教学质量。

5.1.3 聘请食品加工企业经历人员

工作效果证明，具有食品加工企业工作经历教师的实践教学效果要显著高于高校科班出身的教师，这些教师对食品机械设备实际生产加工具有深刻的理解，授课内容更加接近实际生产，传授的专业知识更具实践性，可以达到学生能力培养的目的。

5.2 实践教学基地建设

5.2.1 校内实践教学基地建设

沈阳农业大学食品学院建设有中试实践教学基地，拥有饮料、乳品、酿酒、精深加工等多条中试生产线及加工设备，利用现有机械设备资源，建立“食品机械设备”实验、实习实践教学基地，强化“食品机械设备”课程对学生实践能力的培养。

5.2.2 校外实践教学基地建设

目前，校外实践教学基地均为食品产品加工企业，只能达到认识食品机械设备的目的，并不能深入掌握食品机械设备的工作原理、用途、参数配置等核心知识。因此，增加在食品机械设备制作企业建设实践教学基地，从根本上学习食品机械设备专业知识，增强对食品机械设备应用的掌握程度。

5.3 虚拟仿真实验教学平台建设

虚拟仿真实验是借助计算机和网络构建虚拟的食品机械设备，学生通过操作虚拟设备，使理论知识更加直观化[9]，对食品机械设备的工作原理和操作运行能有更好的掌握，虚拟仿真技术可以非常好地弥补食品科学与工程专业学生对机械设备想象力不足，以及实物机械设备不足的问题。因此，虚拟仿真技术已经被众多高校采用。沈阳农业大学食品科学与工程专业近年也在致力于建设虚拟仿真实验教学平台，以食品机械设备、食品加工设备生产线及专业特色为切入点，建设了浆果精深加工生产虚拟仿真实验教学平台，并以此为主题，获省级转型与创新创业教育项目，为食品科学与工程专业“食品机械设备”课程教学起到了显著推动作用。

5.4 线上教学资源利用

随着互联网技术的发展，慕课等线上教学模式成为高校进行教学改革的必然趋势[10]，慕课平台资源共享和开放的优点，使学生在接受学校教师授课的同时，还可以学习相同课程校外其他教师的教学过程[11]，通过优势互补，可以更好地完成课程知识点的掌握理解。因此，合理利用校外优秀线上资源，对于课程教学效果具有积极作用。

6 结语

“食品机械设备”课程是食品科学与工程专业工程教育专业认证课程体系的重要组成，随着教育理念、社会需求、教学方法的发展，对课程建设提出了新的要求。教学主体从教师转变为学生，教学模式也从传授知识转变为培养学生能力，这要求从课程建设、教学方法、考核方式、学生指导、教学资源等方面对课程进行改革，以培养学生实践能力。并且，在以后的教学过程中，应随时代发展及时改进，保证课程建设的先进性，从而为培养合格食品工程专业技术人才提供保障。