“食品加工原理”课程创新与实践

谢峻彬，方婷*，陈继承，邓凯波

福建农林大学食品科学学院（福州 350002）

食品行业受全球化、市场竞争和质量检测等多种因素的影响，行业内生产和制造的要求不断提高，食品加工作为食品行业中最为基本的环节之一，直接关系到食品的生产和加工质量，影响人们的健康和生活。“食品加工原理”课程涵盖食品加工的基本理论和单元操作，是掌握基本的食品成分和食品加工与生产领域本质原理的重要学科，通过课程学习，学生能够获得解决与食品加工相关问题的能力，并学习如何在食品加工过程中控制各种风险，提高专业素养和行业竞争力。然而，在2001年，全国没有一所高校有开设“食品加工原理”课程，更没有合适的教材可以选用，食品科学与工程课程体系存在衔接空白，工程教育认证也要求工程基础类课程要具备食品加工单元操作的基本原理、基本方法、基本技术及食品加工与贮藏过程中所发生的化学、物理变化等领域知识[1]，因此，食品专业亟须开设“食品加工原理”课程，以满足工程认证要求和专业人才培养及行业发展需要[2]。“食品加工原理”课程涉及物理、化学、生物等多学科，要学习好该门课程，学生需要具备较强的科学素养和知识储备，在学习过程中还要注重学术研究与实践创新相结合，故单一的教学方式已不能满足“食品加工原理”课程教学要求。自2017年以来，教育部积极推进“新工科”建设，这对食品加工原理课程学习提出更高要求。新工科注重多学科融合，要求学生将“食品加工原理”课程所涉及的多学科知识进行有机整合，能够灵活运用知识，主动思考、创新，新工科要求加强实践教学，提高学生实践操作能力和实验数据处理能力，还要注重培养学生国际视野和跨文化交流能力，要求学生了解国际食品加工领域和前沿技术与理论，在此大背景下，“食品加工原理”课程必须进行教学创新，以满足新工科人才培养要求[3-4]。

在现代教育中，线上线下混合式教学作为一种新型教学模式，将课堂教学和网络教学结合起来，具有灵活性强、自主性高、互动性强等多重优势[5]。实施多项目组成的考核模式，提高线上学习成绩在期末的占比，也有助于混合式教学模式的开展，培养学生的自主学习和自我管理能力[6]。而双语教学模式可以帮助学生更加全面地掌握相关领域的国际前沿知识、技术和理念，同时也有助于提高学生的英语水平，为其今后国际化发展和多元文化交流打下坚实基础[7]。将这3种模式结合应用于“食品加工原理”课程，不仅能够提高学生的学习效率，也能够培养其跨文化交流和自主学习的能力，有助于学生全面而深入地掌握课程知识。以福建农林大学食品科学学院为例，阐述“食品加工原理”课程创新措施与成效。

1 课程介绍

“食品加工原理”是福建农林大学食品科学与工程专业核心课、食品质量与安全专业限选课、食品营养与健康专业限选课，共计40学时，2.5学分，于大三上学期开设，校内每年约230人修课。根据教育部“新工科”要求，遵循“大工程观、学生中心，成果导向，持续改进、绿色工程教育、全面工程教育”的理念，在教学中贯彻“以学生为中心，以培养学生解决复杂问题能力为目标，课程采用课前线上预习+课中线下学习讨论+课后生活作业+思政元素”的四维立体式教学模式，旨在培养具备扎实专业知识，能够解决复杂工程问题能力的新时代“食品工程师”。课程的知识目标设置：熟悉影响食品质量与安全的因素，以及不同食品加工方法的原理，在生产实际中能够应用加工原理识别、判断影响食品工程问题的关键环节和参数，解释食品复杂工程问题，并利用所学知识设计和优化实验方案；素质目标设置：在学习中养成申辩思维、伦理和价值观判断能力，团队合作、沟通交流、能在跨文化环境中使用技术语言进行沟通和表达；能力目标设置：“学以致用，举一反三”，能联系其他学科的知识思考和解决问题，为学生今后进一步学习食品领域的专业课程或从事食品科研、食品开发、工业生产管理及相关领域的工作打下理论基础。

2 课程创新与实践

2.1 引进原版英文教材，实施双语教学模式

“食品加工原理”的前置课程“食品工程原理”或“化工原理”属于工程基础原理，而后置课程“食品工艺学”属于应用课程，因此“食品加工原理”作为衔接理论与实际的关键课程不可或缺。2001年福建农林大学食品科学学院率先开设“食品加工原理”课程，选择由丹尼斯·R.赫尔德曼（罗格斯大学新布朗斯维克分校）和理查德·W.哈特尔（威斯康星大学麦迪逊分校农业与生命科学学院）编写的《食品加工原理（影印版）》（中国轻工业出版社出版）英文原版教材，填补食品科学与工程课程体系的衔接空白，为学生提供从工程原理到工艺学习的过渡课程，构建食品加工知识体系，使学生更好地掌握相关原理，提升学生理解问题的能力。

《食品加工原理（影印版）》作为食品科学和工程领域的经典教材之一，覆盖食品加工所用到的多学科知识，具有较强的理论性和实践性，是提高食品专业素养和从事食品加工和研究工作的必备参考书。引进国外优秀教材可以拓宽学生知识面，提高国际化视野，也有利于推进国内食品科学的发展，提高国内食品从业人员的学术水平和工作能力。但是如何将教材本土化、帮助学生理解是值得思考的问题。在授课过程中，结合更多国内经典食品加工案例+科研成果，将食品行业中不同产品的不同生产工艺与原理相结合，开发“无篮筐式杀菌釜”“连续式杀菌釜”等应用实例，帮助学生理解和掌握相关原理，同时在教学目标中增加课程思政目标，将专业课程与思政元素深度融合，培养德才兼备的高素质食品行业人才[8]。

“食品加工原理”课程实施双语教学模式，即使用全英文教材和全英文课件，教师以中文授课，将原理的内容用中文阐述并配以生产实际中的图片、视频等，帮助学生理解。开展专业课双语教学模式有利于促进国际化教育的发展，既满足新工科和工程认证的要求，又提高学生国际化视野，也有助于学生学习英语技术语言，提高其行业竞争力和国际交流能力[9]，而且双语教学模式的开展也为食品行业培养更多应用型人才，推动行业发展[10]。

2.2 线上线下混合式教学模式

“食品加工原理”属于应用理论基础课，知识点多，全理论授课较抽象，对学生而言，有一定挑战性，学生在学习过程中容易出现畏难情绪，因此需要改变传统的板书或多媒体教学的方式方法。在互联网信息化时代及新工科建设背景下，“线上+线下”的混合式教学模式更能满足学生多样化的需求[11]。采用该模式可以让学生更好体验线上线下教学优势，避免传统教学单一的弱点。通过丰富的教学资源和互动性的交流方式，学生可以更加深入地了解“食品加工原理”的基本概念和实践技能，同时，能够有效促进学生的自主学习和思考能力，提高教学效果。

课程学时安排线上8课时，占20%，线下32课时，占80%，在慕课平台已建有9份教学课件、37个教学视频、100多道课后习题等丰富的配套网络学习资源，方便学生课前预习和课后延伸学习，有利于学生对知识点的梳理和掌握，也有利于教师通过后台数据掌握学生学习情况，做出有针对性的线下教学[12-13]。

2.2.1 课前线上

根据课程进度，提前发布线上学习任务：学生通过“在线课程”提前了解本节课程主要内容。研究生课程助教统计分析学生学习情况数据：授课教师根据学情分析结果，制定有针对性的线下教学方案。团队教师组织学生线上讨论：借助课程平台网络技术，发布“本章已学知识”的相关话题的投票、群聊和问答，引导学生回顾已教授课程内容。

2.2.2 课中线下

翻转式课堂教学模式。释疑、检验：在讲授新课前，对“线上讨论问题”答疑、讨论；针对“已学知识”设置练习题，应用“慕课堂”“雨课堂”等智慧教具，利用线上平台投票功能，与学生交流互动，检验线上学习效果。讲授重难点：“线下课堂”重点讲解章节理论知识要点及学生预习中遇到的难点，课程PPT采用全英文方式，具体在授课过程中对重要专业英语词汇进行重点讲解。分组讨论、汇报：在讲解完章节的主要内容后，请学生进行分组讨论，制作全英文PPT，用英文上台讲解与展示。

2.2.3 课后线上

用慕课上的课程资源作为回看内容，巩固知识点，同时发布发散式话题讨论。线下课堂结束后，通过在线辅导、线上答疑等方法，引入发散式话题，组织学生参与讨论，老师在讨论区与学生进行互动等方式对相关问题进行答疑，提高学生的积极性与参与感。布置相应的生活作业，让学生更多地留意身边各种各样的产品，根据其包装、配方、营养标签，分析其所涉及的加工单元操作。课后延伸指导，依托课程负责人的科研教学科研实验平台，引导学生将课堂所学与创新创业大赛相结合，参与各类大学生创新创业竞赛[14]，如图1所示。

图1 线上线下混合式教学模式设计与实施

2.3 考核模式改革

课程针对不同学习场景，实施多项目组成的考核模式，在SPOC混合式教学中：线上成绩占20%，线下占80%，其中线上成绩包括预习（10%）、课程讨论（10%），线下成绩包括课程汇报（20%）、小测（20%）及期末成绩（40%）。

以往的考核模式主要以期末考试为主，容易出现学生期末考前临时抱佛脚，通过短暂性记忆力即可通过考核的情况，难以真实反映学生的学习成效，培养出“分高、好过”的“水课”。改革后的考核模式期末考试成绩仅占40%，平时成绩占60%，更注重学生学习全过程综合评价，将成绩贯穿于整个学习过程，从而调动学生学习主动性[15-16]。平时成绩中20%是线上预习和课程讨论的成绩，这是为了培养学生利用慕课预习的习惯，通过慕课提前学习单元的词汇、原理、加工操作等，有助于促进学生对线下课堂知识点的理解，同时提高学生自主学习能力。课程汇报和小测共占比40%，和期末成绩占比相同，课程汇报是指：以3～5人为1组在课堂上以PPT、视频展示等形式进行汇报，学生可自由选择与“食品加工原理”相关的汇报内容进行分享和交流，给学生提供一个英语口语表达和协作学习的机会；课堂将不定期地进行课前笔试小测，考核上节课学过的知识点，不仅能反映学生对知识点的掌握情况，还能达到巩固知识点的效果。新的考核模式更注重对过程和能力的考核，如果学生平时没有花时间去学习，考核是很难取得高分的[17]。

3 课程创新成效分析

“食品加工原理”自2001年开设以来，即借鉴国外先进教育经验及成果，引进国外优秀原版教材，采用双语面授形式，使课程教学与国际接轨。2013年为进一步丰富教学资源，推动信息技术与教育教学融合，团队开始建设精品在线开放课程，2017年立项建设省级精品在线开放课程，并开始采用线上线下混合式授课模式，2019年课程通过福建省精品在线课程认定审查，成为福建省精品在线开放课程，已完成4轮混合式授课。福建省内高校学生可根据课程介绍和自身情况自主自由选课。课程在福建农林大学用于SPOC教学，自2013年以来学生选课人数2 000余人。课程在中国MOOC大学平台上进行在线公开课程9期，参与人数累计7 000多人次。已有来自全国10余所高校的学生在网上课程进行选课，也有不少社会成人进行选课学习，线上课程评分4.9分（满分5分），受到广泛好评与积极的反馈，近2次课程的学生网络评教为92.5分，课堂教学质量综合评价平均达93分，分别占全院课程排名百分比32.73%和18.52%（表1）。

表1 “食品加工原理”课程改革的成效及评价

“食品加工原理”课程有利于提高学生英语水平，提高学生英语四、六级通过率，培养学生国际化视野；依托的农业农村部国家蔬菜加工中心、校级大学生实践教学基地等，引导学生将课堂所学与创新创业大赛相结合，参与各类大学生创新创业竞赛，自2014年起共取得各类奖项13个；本科生以第一作者发表论文6篇。

4 结语

“课程创新无止境，我们一直在路上”，课程团队在根据时代需求与学情分析基础上，针对课程真实教学问题持续改进。建设“食品质量与安全案例库”等相关数字教材助力专业课程建设，利用学科平台及国家虚拟仿真实验室，加强与国内外优秀的专业课程（群）团队互动交流与提升，为国家培养更多符合时代发展的“德、智、体、美、劳”全面发展的复合型人才。