工程教育专业认证背景下“食品工艺学”教学模式创新与评价

张丽，梁建兰，邓源喜，宋丽军*

1.河北科技师范学院食品科技学院（秦皇岛 066600）；2.蚌埠学院食品与生物工程学院（蚌埠 233030）

工程教育专业认证（简称专业认证）的3个核心理念，即学生中心、成果导向和持续改进[1]。其中，学生中心是宗旨，成果导向是要求，持续改进是机制[2-3]。专业认证对促进各院校和专业办出特色，加强高等工程教育与工业界的联系，以及提升我国高等工程教育的国际竞争力具有重要意义[4]。

“食品工艺学”是食品科学与工程专业的主干必修课。课程运用化学、物理学、生物学、微生物学和食品工程等基础知识，研究果蔬、粮油、肉品、蛋品及水产品等食品资源利用和生产的原理、工艺流程和操作要点等，以实现生产合理化、科学化和现代化食品的学科[5]。课程对学生工程知识、问题分析、设计/开发解决方案以及使用现代工具等知识和能力的培养具有重要作用。

在专业认证背景下，对“食品工艺学”课程教学模式与评价势在必行。对课程的教学目标、教学方法，对毕业要求的支撑、评价方法，以及持续改进等各个环节进行改革，以满足专业认证的要求，为培养高素质工程人才提供借鉴。

1 课程教学中存在问题

“食品工艺学”的前期课程主要包括“食品微生物学”“食品工程原理”“食品化学”“食品加工机械与设备”“食品生物化学”等专业基础课程，为后期的毕业设计和毕业论文奠定基础[6]。教学实践表明，课程传统教学模式倾向于解决线性、静止和封闭问题的科学模式，教学设计注重学科的需求，而在一定程度上忽视专业的需要[7]，这与专业认证理念相悖。

因此，传统教学模式对国家、社会和用人单位等外部需求只能“适应”，而难以做到“满足”。具体表现在：教学方式还是传统的以教师为中心，学生只能被动地接受教师的教学安排以完成知识接收过程；食品加工的新技术、新设备和新成果不能及时编入教材，课堂教学与行业发展脱节；现有评价方式将“教师与学生”“学生与学生”之间的关系分隔，严重阻碍了不同教学参与人之间的和谐互动；现有教学方式将知识结构分割成若干个知识单元，弱化了不同知识的关联性，导致学生的学习“只见树木、不见森林”，难以达成顶峰能力（成果）[8-9]。

2 改革措施

专业认证强调以学生的学习成果评价教学效果，从而反向指导毕业要求、培养目标、课程设计、教学方法、评价方法等过程，由学校和授课教师针对不足之处提出改进方案并持续改进[2-5]。基于此，对“食品工艺学”课程改革的步骤和措施进行详细阐述。

2.1 课程目标的重构及对毕业要求的支撑

“食品工艺学”的研究内容可归纳为：研究利用现有食品资源和开辟食品新资源的途径和方式；探索食品生产及贮运销过程中腐败变质的原因及控制措施；改善食品包装，提高食品保藏品质，创造新型、方便和特需食品；以提高产品质量和降低成本为目标，科学地研究先进的食品生产组织和方法等。

课程目标是整个教学过程的起点，与毕业要求和专业培养目标密切相关[2-4]。因此，根据我校食品科学与工程专业课程体系对毕业要求的支持关系矩阵，课程主要支撑专业认证体系中“工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、使用现代工具”4个毕业要求中的4项指标点。教学目标与毕业要求指标点对应矩阵如表1所示。通过该矩阵，明确学生学习“食品工艺学”课程应具备的各项能力，为教学模式的改革明确方向。

表1 课程目标与毕业要求指标点对应矩阵

2.2 基于目标达成的教学模式改革

在明确课程目标与毕业要求对应关系的基础上，通过教学环节的设计和创新，保证课程目标得以达成是教学改革的核心[4-6]。

2.2.1 课前教学

根据教学目标，在课前1周左右发布明确的导学任务，线上平台发布课件、教学三维动画、视频和测试题等相关资料，学生填写“课前学习反馈表”，对学习过程中的待解决的问题进行反馈。如针对“果蔬汁加工”的导学任务：使学生明确果蔬汁的分类、工艺流程、操作要点、关键单元操作、品质影响因素及其劣变控制措施等，使学生建立对果蔬汁加工工艺的直观认识。教师根据“课前学习反馈表”，明确教学重点和难点，有针对性地制定教学方案。

2.2.2 课堂教学

2.2.2.1 强化课堂教学

针对“课前学习反馈表”及教学目标，对内容体系进行串讲，对学生反馈的重点和难点归纳总结和重点讲解，实现线上线下的融合。如在讲解液体食品输送单元操作时，引出离心泵是该单元操作的主要设备；扩展至泵壳“窝形壳”的特殊构造对实现液体食品长距离输送的重要性；阐明离心泵操作过程中气缚和气蚀等异常现象产生的原因；引出离心泵的类型、参数与物料特性、适用场合和操作注意事项的关系。在使学生理解和掌握食品加工基本单元操作的同时，扩展至相关设备，提升学生对工程知识掌握的层次。

2.2.2.2 教学形式灵活多样

“食品工艺学”课程具有知识体系繁杂和工程适用性强等特点。单纯地通过语言讲授、图片展示等难以明确食品加工的具体流程和各个单元操作的衔接方式。案例教学法是食品专业课程学习中不可或缺的环节。通过理论知识与实际应用的紧密联合，在激发学生兴趣的同时，可提高学生对工程实践应用的认知水平[10-11]。课程涉及案例主要有2种，即趣味型案例和拔高型案例。趣味型案例可引起学生兴趣，提高其主动学习知识的积极性；拔高型案例可引导学生深入学习和思考，为后续的职业发展和工程实践奠定坚实基础[11]。

如在牛奶加工工艺的讲授过程中可先提问：市售牛奶与儿时记忆中的牛奶相比是否风味不再香醇？其原因是什么？在电视和网络中，见过哪些关于牛奶的新技术或新名词？就此与学生互动，并在后续讲授中过渡到牛奶生产工艺流程中重要的单元操作，包括标准化、均质、杀菌等。知识点过渡坚持由简到难、层次分明、错落有致，让学生在学习的过程中感受到专业的乐趣。

拔高型案例主要涉及需要学生重点掌握和深入理解的知识点[10]。如在讲授食品分离单元操作时，可采用案例教学法。以奶粉生产为例，通过观看视频，让学生充分了解奶粉生产的工艺流程和要点，明确碟片式离心分离机是奶粉生产中实现“固液分离”和“液液分离”的核心。针对全脂奶粉和脱脂奶粉生产工艺的差异性，明确分离型碟片式离心机主要用于分离固相（杂质）和液相（牛奶），从而适用于全脂奶粉的生产；而澄清型离心分离机主要用于分离轻液相（乳脂肪）和重液相（水），从而适用于脱脂奶粉的生产；在系统学习基础上指导学生复现全脂和脱脂奶粉生产流程，并进行设备参数选型和配套训练，并适当扩展至果汁、乳饮料等生产过程，强化学生工程思维，为解决复杂工程问题奠定基础。拔高型案例还包括目前食品加工业领域的热点问题、新技术、新产品及未来发展趋势等。如非热杀菌技术（脉冲磁场杀菌技术、超高压杀菌技术、脉冲电场杀菌技术等）与食品品质及保藏期的关系、食品微波加工技术及其加工产品的特性、市场定位，传统发酵食品与食品生物制造等。

2.2.2.3 加强实践教学

改革和完善实验内容是实验教学改革的重点[11]。近年来，国内外食品加工业科技发展迅猛，为培养具备解决复杂工程问题能力的专业化人才，需设置能够满足工程化需求，能够体现现代食品工业发展趋势的应用性、综合性实践教学内容[12]。

可指导学生进行市场和网络调研，根据调研结果提出实验设想，进而通过查阅和分析资料，设计包括原料、仪器、耗材、工艺、操作要点、人员安排等整套流程，针对各小组在整个实验过程中的综合表现进行评价。诸如此类的设计型实验，整个实验过程都由学生独立完成，教师只负责指导，明显激发学生发现问题、解决问题的能力，有助于培养学生工程实践能力。还可适时开展虚拟仿真实验、综合实训、企业观摩与实操等多个层面的实践教学。通过综合实训和虚拟仿真实验，掌握不同类型设备在食品生产全流程中的作用和配套方式。通过企业观摩与实际操作，加深学生对课堂教学内容的理解。如可通过对红葡萄酒和白葡萄酒的生产车间的观摩，与学术探讨气缚和气蚀现象发生的原因、判别方法及避免措施。同时，使学生理解食品工业化生产流程，促进理论与实际的有机结合；在此基础上理解不同单元操作的作用、操作方式及其与特定食品生产工艺的适配方法等[10-12]。

2.2.3 课后拓展

在“中国制造2025”和“工业4.0”大背景下，食品工业得到不断发展和完善，大量新技术、新产品和新应用不断涌现。仅局限于教材内容，势必会出现与产业脱节的问题。因此，如何优化课程内容，密切联系产业发展是培养具有现代化和国际视野的工程人才的重要保障。教师需对章节和内容进行适当优化，整理能够代表行业发展趋势的新技术和新设备并进行重点讲解，如食品3D打印技术、非热杀菌技术、食品工艺智能控制技术等。实时更新线上教学资源，指导学生通过线上平台、专业网站等了解最新的产业发展动态和未来趋势。适时邀请行业专业和优秀生产从业人员开展专题讲座，拓宽学生知识层次。与专业技能训练、实习实训、专业学科竞赛等教学活动进行有机衔接，进一步培养学生解决复杂工程问题的能力。

2.3 考核与评价方法

合理的考核手段是考察课程目标是否实现的核心[5-6]。建立客观、全面的教学效果评价体系，既有利于教师及时获得反馈信息，促进教与学的持续改进，又有利于激发学生学习的主动性，提高教学效果。课程建立基于过程考核和终结考核的多元评价[6-8]，课程目标达成情况考核与评价方法见表2。

表2 课程目标达成情况考核与评价方法

由表2可知，课程目标达成情况考核与评价方法主要包括线上评价模块、课堂评价模块、终结评价模块（实验和课程设计、期末考试）和创新能力评价四部分组成。线上模块占比为10%，包括线上测试、虚拟仿真练习和线上研讨等；课堂评价模块占比为20%，包括作业、主题讨论和综合设计等；终结评价模块占比为60%，包括实验、课程设计和期末考试等；创新能力评价模块主要包括学生综合创新能力测试，占比为10%。

2.4 持续改进

持续改进是专业认证的核心理念之一，也是保证毕业目标得以实现的关键步骤[9-10]。

由图1可知，课程采用多元化评价体系，可在整个教学过程中对学生的学习情况进行实时评价。在完成课程目标达成评价程序基础上，进一步实施指标点评价和毕业要求达成度评价，将评价结果用于持续改进。具体评价流程：专业负责人根据各支撑课程数据，填写《毕业要求达成度计算表》，根据结果分析原因。专业负责人和教研室主任出具最新一期的《毕业要求达成度评价报告》，提交学院和学院专业教学指导委员会审核，形成最终改进方案。进而对教学过程的不足之处进行持续改进，不断提高教学质量，保障课程目标对毕业要求的充分支撑。

图1 课程目标对毕业要求指标点达成度评价机制

3 结语

“食品工艺学”是食品生产的载体，是实现食品工业标准化和健康化发展的重要支撑，对我国经济发展和人民生活水平的提高具有重要作用[12-13]。因此，“食品工艺学”课程具有显著的工程属性。在课程教学过程中，通过合理的教学方式，始终贯彻以学生为中心的工程教育理念，积极调动学生学习的积极性和主动性。同时采用多元评价体系，全面考核学生学习效果，促进从质量监控向持续改进转变。在实现课程教学目标过程中，培养学生利用食品工艺学相关专业知识分析、解决复杂工程问题的能力，为食品科学与工程专业培养目标和毕业要求提供坚实支撑。