基于工程认证目标的食品机械与设备混合式教学改革

文 梁栋 谛晋松 罗东升 张凯 张剑 河南农业大学食品科学技术学院

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，以学生为中心、成果导向、持续改进为理念，突出培养学生的创新能力和综合能力。目前，工程教育认证成为高校工科专业人才培养模式的检验手段，也是工科专业发展和改革的指挥棒。为了培养符合社会发展需要的工程技术人才，很多高校都加入了工程教育认证的行列。

食品机械与设备是食品专业必修课程之一，也是工程教育认证要求的一门核心基础课程，与食品工程原理、食品工艺学等课程共同组成了食品专业的核心课程，其教学质量和效果事关工程教育认证和人才培养。食品机械与设备课程与生产实际紧密结合，具有内容繁杂、理解难度大等特点。在传统教学模式中，主要通过讲授的一言堂形式进行教学，该教学模式对于结构和原理较为复杂的食品机械并不适用，学生较难理解课程内容，导致学生缺乏学习兴趣和上课注意力不集中情况的发生。在以成果为导向的工程教育认证背景下，食品机械与设备课程的教学目标及评价方法发生了改变，同时学时数也被进一步的压缩，传统教学模式无法满足新形势下的教学要求。本课程团队结合河南农业大学食品科学与工程定位和课程特征，在以工程认证目标下，将现代信息技术的与传统教学相结合，充分发挥线上线下混合式教学的优势，激发学生的学习兴趣和积极性，以期提高食品机械与设备的教学质量。

1.课程教学现状

1.1 教学模式单一

目前，食品机械与设备课程教学仍然以传统教学方法为主，通过一言堂形式的口头语言向学生解释概念、阐明原理、描绘情景等内容。然而食品机械由于结构复杂，种类繁多，很难通过口述的形式将内容讲解清楚，增加学生对食品机械结构和原理的理解难度，不利于学生学习兴趣的培养，进而导致学生对课程学习失去兴趣和信心，难以达到理想的教学效果。

1.2 线上教学效果不理想

近年来，由于疫情因素，很多高校通过利用大数据及“互联网+”、云计算等技术，开展了以慕课形式为主的线上教学模式并在全国得到了广泛推广。本课程团队及江苏大学马海乐教授团队在中国大学MOOC、学堂在线等平台开设了食品机械与设备课程在线课程，很大程度丰富了教学资源并取得了一定的教学效果。然而，MOOC线上教学模式也存在弊端，如线上教师不能与学生进行有效的互动和交流，学习过程自由度太大，学生缺乏教师的监督及引导，学生无法及时反馈学习中遇到的困难和问题，不能有效地督促学生在规定时间内完成相关学习内容，无法保障教学效果。

1.3 实验教学效果不佳

实验是食品机械与设备课的重要组成部分。学生通过实验可掌握食品机械的主要结构、工作原理及操作要点，但由于实验仪器设备台数有限，很难保证每个学生都有操作设备的机会，实验学时少和教学条件有限进一步限制了学生接触和学习更多设备的机会，实验教学并未取得很好的教学效果，难以激发学生学习的积极性。因此，学生在课前通过线上观看设备动画及实验的虚拟仿真将有助于实验课的学习和掌握。

2.改革与措施

食品机械与设备课程主要包括食品中常见设备的内部结构、工作原理、操作规范等内容，是实践性很强的一门课程，要求学生能将理论知识与实际生产结合起来。本课程主要包括理论课和实验课两部分组成。因此，对于混合式教学的改革和措施也分两部分组成。

2.1 理论课混合式教学模式实施

2.1.1课前学习

根据课程内容，课前一周发布相关视频及相关学习资源，重点引入机械设备结构、原理及实际应用过程的视频资源或三维动画，增加学生对相关知识的感性认识。同时，发布课程内容的重点和难点，并布置思考任务，通过线上测试检验学生预习效果。教师及时根据学生回复将相关疑问反馈给学生，进行网上促学和教学，同时根据学生反馈数据合理针对性的制度课堂教学内容。

2.1.2课堂学习

根据课前学习中学生反馈情况，梳理学习中面临的重点和难点，重点讲解学生在学习中遇到的难点和解答学习中遇到的困惑，使学生快速掌握课程内容；课程上进行随堂测验，检验学生对课堂知识的掌握程度。同时，将机械设备的结构和工作原理通过线上线下进行讲解和扩展，使学生充分了解和掌握相关机械的知识，丰富相关设备的应用场景及实际生产过程中的应用。

2.1.3课后复习

课堂上对重点知识内容布置课后作业，作业习题从每章题库中随机抽取，并和线上视频教学内容紧密相关。教师课后督促学生认真完成课后作业，在线上作答并进行打分，每人有两次作答机会，以最高分作为最终成绩。同时开展讨论环节，鼓励学生说出课堂中不清楚或没掌握的内容，线上展开讨论，提升大家参与的积极性同时解决学生课堂中存在的问题。此外，开展一些拓展性训练项目，如根据生产实际设计生产线并进行设备选型，提高学生学以致用的能力。

2.2 实验课混合式教学策略

2.2.1线上资源建设

线上资源主要包括动画、视频及虚拟仿真，教师应充分挖掘和收集目前网站上的各类设备动画和视频资源，保证与实验教学内容的无缝衔接。教师应留意收集实际工厂生产过程中的各种视频，可根据实验内容对再制作视频素材以满足教学的需求。同时，教师不断更新视频内容，将最新的设备相关的研究信息及时补充到教学之中。教师也可通过事先录制教学视频，课前发布给学生，让学生在课前进行预习，提高教学质量。此外，可开展虚拟仿真实验，将抽象的教学内容变得更生动直观。

2.2.2线上+线下有机结合

学生通过课前预习线上资源，可对实验内容有基本的了解和认识。实验前，教师应根据实验内容，合理安排时间，配备线上学习内容，要求学生在规定时间内对实验中设备的机构、工作原理、使用范围、操作规范有一定的了解，同时及时收集学生在预习过程中存在的难以理解的内容，在线下实验课时进行针对性的重点讲解或操作。也可以利用虚拟仿真软件练习实验操作，了解操作过程注意事项，为线下实际动手操作提供参考。通过这种线上+线下的教学模式，可融合多方资源，利于学生对实验内容的理解和掌握，提高教学质量。

2.3 混合式教学评价体系

为了让食品机械与设备课程质量评价体系更加科学合理，应设置多种考核方式，减少单一评价方法导致成绩两极分化现象的发生。根据混合式教学特点，课程评价体系包括形成性评价和总结性评价，分为线上学习考核（40%）、线下课堂考核（10%）和线下终极考核（50%）三个部分。

线上课程考核（40%）由视频学习（30%）、课后练习题（20%）、线上讨论（2 0%）和期末测验（30%）四部分组成，如表1所示。视频学习成绩主要有观看视频时间和视频个数计算，学习时长和观看视频个数均影响最终得分，此种考核方式可以有效防止拖到视频进度条或重复播放视频现象的发生，保证学生视频学习的质量。课后练习题根据每节课后布置练习题的平均成绩进行计算。线上讨论根据学生在讨论环节的表现进行打分并计算总分，线上期末测验则是有测试的原始成绩与对应权重相乘后得到。在课程结束后对每个学生的线上考核成绩进行汇总统计。

表1 线上课程考核评价标准

线下课堂考核（10%）主要包括上课考勤（20%）、课堂讨论（30%）和课堂测验（50%）三部分。教师根据以上三部分进行打分，课程结束后汇总。线下终极考核（50%），采用闭卷考试的期末考试。

2.4 混合式教学改革成果

混合式教学改革成果显著，学生在课堂学习积极性和主观能动性得到明显提升，学生对知识的掌握程度更加牢固，分析和解决实际工程问题的能力得到了提高。教学成绩优秀率比传统教学方法有显著提高，不及格率显著降低，学生对教学内容和形式的反馈良好，取得了较好的教学效果。

结语

食品机械与设备是食品专业的核心课程之一，针对当前线上线下混合式课程教学中存在的问题，通过在理论课、实验课混合式教学方法和评价体系进行探索和应用，在教学质量上得到了明显提升。但在今后的教学中，还要根据实际情况，持续改进和完善，进一步提高教学质量。