OBE驱动创新人才培养在专业实验教学中的实践——以滁州学院食品质量与安全专业为例

龙 门,詹 歌,于士军,贾小丽,吕日琴,周梦月

(滁州学院生物与食品工程学院,安徽滁州 239000)

工程教育认证是中国工程教育国际互认和工程师资格国际互认的基础,是国际通行的工程教育质量保证制度[1]。其核心价值是在于成果导向教学(outcomes-based education,OBE)理念,即以学生为中心,在明确学习目标的情况下进行教学设计、确定教学策略、自我参考评估、持续改进[2-4],注重培养学生的工程意识、协作精神、综合应用所学知识解决实际问题的能力及创新能力[5-7]。OBE教学理念与滁州学院培养应用创新人才为目标的应用型本科教育一致。滁州学院食品质量与安全专业源于2009年开设的农产品质量与安全专业;先后获省级特色专业、省级教学团队、并于2020 年度入选国家级一流本科专业建设点名单(教高厅函〔2021〕7 号);2023年6月中国工程教育专业认证协会发布了《关于公布天津工业大学机械工程等441个专业认证结论的通知》和《历年通过工程教育认证的普通高等学校本科专业名单》(工程教育认证通告〔2023〕第1号),滁州学院食品质量与安全专业通过认证,有效期六年(2023年1月至2028年12月)。

食品类专业属于新工科学科专业,实践技术性强,要求学生不但具备扎实的理论知识,更要有创造性思维及扎实的实践操作能力[8]。实验实践教学是创新应用型人才培养中的重要环节,教学中更加强调将本学科的前沿知识体系和技术与其他学科知识有机融、交叉创新[9]。

笔者以滁州学院食品质量与安全专业为例,专业综合实验课程团队确立以OBE教学理念为指导、创新精神为核心、实践能力为主题的实验创新教学理念,探索在工程认证背景下和长三角区域发展背景下专业综合实验课的教学改革与实践,并提出一系列的教学改革措施,在实验中培养学生的创新能力和综合素质,使学生在领域内学有所成,并且能够看重学习过程中的实际产出,以此为依据强化食品专业教学。

1 课程目标

专业综合实验是食品质量与安全专业开设的一门专业综合实验课程,3.5学分,96学时,12个实验,分别开设于第6学期(6个实验,共48学时)和第7学期开课(6个实验,共48学时)。课程自2016年按照OBE教学理念进行改革,校内教师、合作企业以及工程技术人员组成专业综合实验课程教师团队,通过调查分析市场、企业以及社会对食品专业学生的需求,制定符合学校定位、适应社会经济发展需要的人才培养目标,结合本专业教学现状制订了本课程的对应的毕业要求及教学目标(表1)。

2 课程教学实施过程

2.1 教学设计思路OBE教育模式在教学的过程中更加注重学生的学习成果和产出效果[10]。课程组根据专业人才培养方案,结合国家和社会发展需要,按照OBE教学理念,“反向设计,正向建设,持续改进”的思路,首先确立学生预期学习成果为掌握食品设计、加工、检测基本技能,具备食品研发和创新能力,能够以食品产业需求为驱动,设计出符合食品产业需求的产品,同时在专业实验实践过程中,创新能力和专业素养持续提升;其次,按照学生预期学习成果进行教学设计、落实教学内容,通过教学标准实施形成有效课程教学,实现预期成果,支撑毕业要求达成;同时,教师再根据学生的学习效果,进行自我参考评估,依据评估结果设计下一阶段教学,实现整个教学过程闭环化(图1)。

表1 专业综合实验课程目标对专业培养目标的支撑Table 1 The support of professional comprehensive experiment course to the objective of professional training

图1 OBE理念下的专业综合实验教学设计思路Fig.1 The thought of professional integrated experiment teaching design under OBE concept

2.2 模块化教学内容课程教学内容是帮助学生达成课程成果目标的桥梁。课程教师团队根据课程目标设计教学内容,并能够支撑专业培养目标中问题分析能力、设计解决方案能力、研究能力、团队协作能力。围绕课程目标,注重专业实验与理论知识点的衔接,遵循“认知—应用—创新”递进实验教内容层次,分为“认知+加工”“检测+加工”“创新”3个模块(表2),教学内容更具有科学性、前沿性和创新性。

“认知+加工”“检测+加工”模块为半开放性实验,分别设置3个实验项目。在学院内部现有实验条件基础上,对接学院合作企业的岗位需求,把学科和专业建设与区域经济发展及滁州食品产业需求结合,通过产教融合,以真实工作项目为载体开展教学。实验项目内容、方法及过程参照企业的运行模式进行,通过企业实地双师同堂教学,使学生能够系统学习某类型食品生产和质量监控过程,在加深对实际生产认知的同时,将理论知识与食品生产技术和管理相融合。该部分课程教学内容将随着食品企业发展持续改进,以符合社会发展和市场需求。

“创新”模块为全开放性实验,教师团队引导学生确定实验项目,以某一届为例,全班共确定了6个实验项目,教师引导学生开展实验研究,并在有限的时间内完成项目。以实验项目1为例,系统的完成腊肠制作的实验研究,涉及腊肠配方、加工工艺、成品品质评价等方面,若是全面考察,8学时的教学时间是远远不够的;因此实施该项目时,结合之前验证性实验经验,把考察重点确定在亚硝酸盐的添加量对产品品质的影响,既完成腊肠制作,又对某一单项因素进行了深入研究。不仅使学生全面了解了新产品的开发流程,巩固基础知识、提升技术能力,又培养了其科学思维、探究精神及创新意识,为长三角地区和安徽省食品工业发展培养“重基础、懂技术、通应用、能创新”的应用型本科人才。

2.3 实验项目教学实施实验项目教学实施依托学习通和泛雅平台,开展线上线下混合教学,教师团队分小组进行实验指导,根据每位学生特点,进行精准化、专业化指导,引导学生正向参与到实验项目中。学生在实验项目开展过程中,通过文献查阅、组内探讨、实操等,真切的理解个人与团队的关系,能够分工合作,高效且保质保量地完成实验项目。刷新学生对食品行业的认知,培养学生技术能力,提高学生创新活力,提升食品行业创新能力及专业认同感。

“认知+加工”“检测+加工”模块实验项目分3个阶段进行(图2),第一阶段教师于网络平台——学习通发布实验项目及相关资料,学生分组自主学习、讨论、查阅文献资料,在规定的期限内线上提交项目实施方案,给出产品配方理论设计、工艺设计、性能检测方案,教师团队审核方案,通过后方可进入下一阶段;第二阶段实操阶段由教师提供试验材料,在课堂教学过程中引导学生实操,进行关联分析,同时分组答辩,就项目的研究背景、配方设计、实验结果分析、产品品评及实验小结进行10 min答辩,教师团队现场评审;第三阶段学生依据现场答辩结果及教师团队意见进行实验报告的撰写,网络平台提交,教师依据3个阶段中学生的学习情况总体评价学生学习成效,以此为基础持续改进。

“创新”模块实验项目的实施则给予学生更多的自主空间,采用项目经费划拨制度,即每一小组均可获得一定的实验经费。经费划拨制度极大地激发了学生的科研兴趣,促进了学生自主创新积极性。创新实验项目于第6学期开课,贯穿整个学期,其实施时间轴见图3。

表2 某届专业实验项目内容Table 2 Content of a professional experimental project

首先,课程教学团队学期初在学习通和泛雅平台上发布产品行业背景、研究进展、标准法规等实验项目背景资料,引导学生结合食品行业发展现状及消费者需求思考某项产品研发重点,同时发布实验项目执行任务。其次,学生依据任务分组,组内自主分工合作查阅文献资料、进行市场调查,初步确认创新产品类别,对该产品市场及科学可行性进行论证,撰写可行性报告,提出产品配方理论设计、工艺设计、品质检测方案,制定实验实施方案。同时,依据方案申请项目经费,线上平台提交后,教师协助和引导可行性方案的修订,审核项目经费申报的合理性,通过后发放项目经费;学生线下需根据方案采购原料、准备实验器材,课上进行实验实施;实验结束后组织统一答辩汇报,校企教师团队现场评审。最后,针对答辩中教师团队提出的问题及错误,每小组的指导教师个性化协助引导学生完善。同时,在规定时间内完成结果分析和报告撰写。整个实验项目是学生结合理论知识和行业需求,以创新意识为驱动,团队合作创造性的完成,充分调动了学生的自主性、积极性和探索性,赋予学生足够的空间进行知识综合应用及创新能力的发挥。

2.4 过程性评价体系食品专业综合实验教学考核总分100分,目标包括知识能力目标1(20分)、2(20分)、3(40分)和素质目标4(20分);整体项目采用网络平台监控、教师评价、组内互评、组间互评及老师评价等多元化评价体系,详细指标如表3所示。学生课程目标达成度越高,则说明其对预期学习成果的掌握度越高。若学生某项课程目标达成度低于0.7,则说明其未达到学习要求,需对其进行精准化再辅导,若低于0.6,则要求其和下一届同学重新学习参与该课程。笔者以某一届共32名学生的成绩为例,进行分析(表3)。

图2 “认知+加工”“检测+加工”模块实验项目实施过程Fig.2 “Cognition + processing”,“detection + processing” module experimental project implementation process

图3 创新实验项目实施时间轴Fig.3 Innovative experimental project implementation timeline

某一届共有32名学生进行考核,平均成绩为80分。由图4可见,该届学生的课程成绩近似正态分布。成绩分析表明该届大部分学生通过该课程的学习能提高学生查阅文献和实验设计能力、加深理解专业基础课和专业课的理论知识,具备一定的研发、创新能力;提高其实践、实验报告撰写能力,并有一定的团队合作精神。

根据表 3细化分解课程目标,在目标达成度0.70和平均达成度之间的认为需要持续改进,未达目标达成度0.70的认为没有达到预期学习效果。由图5可知,学生该课程4个课程目标的平均达成度为0.81;目标1、2主要是项目背景资料学习及项目可行性报告、实施方案的撰写,达成度高于平均达成度;课程目标3、4小于平均达成度,说明学生在实践动手能力、团队合作能力虽然达到了预期达成度,需要加强并持续改进,同时也反映目标1、2的平均达成度较高有可能是因为团队成员中部分成员的项目执行力更好,使每组的报告成绩得分更高,有必要对个人达成度进行分析。

图4 某届32名学生课程成绩分布情况Fig.4 The distribution of course scores of 32 students in a certain class

图5 某届学生课程目标达成度情况Fig.5 The degree of achievement of curriculum objectives of a class of students

图6是学生课程目标1～4达成度情况。目标1可以看出有4名学生的达成度低于0.8。查阅4名学生的学习过程资料,发现其项目执行态度较差,未完成泛雅平台中项目背景资料的学习,后期联系了4名同学的班导师、辅导员与教师团队对其进行进一步的督查和持续观察。目标2是实验实施方案及创新性评价,由于该目标是1组同学提交1份报告,评价结果反映的是大组成绩,没有反应出学生个体成绩,目标2的评价方式需进持续改进,经教师团队讨论,下一届目标2评价方式添加组内评价成绩,用以获得每位同学在该部分的执行情况。

目标3有3名学生达成度低于0.7,其实践动手能力有所欠缺,后期课程中应加强实践教学。目标4有2名同学达成度低于0.4,通过教师团队观察、咨询团队成员,发现其项目执行态度极差,不配合团队协作,引起团队成员不满,且与课程目标1中达成度低于0.8的同学重叠。教师团队课程结束后对其进行进一步的深入了解和持续教育,并告知其他课程团队教师持续关注这2名成员。

3 小结

专业实验实践课是应用型人才培养中重要一环,是衔接理论知识和专业技能的重要手段,兼具联系行业技能和就业岗位能力匹配的纽带。食品专业综合实验课程教改基于 OBE 教育模式,以学生为中心,校企教师团队梳理企业行业对课程的知识需求,确定课程目标,构建了“项目孵化—精准引导—创新研发”实践教学模式,使用了线上任务发放、实验经费申请、分阶段完成以及多元化评价等手段。教学过程中,弱化教师的“教”,强调以学生为中心,充分调动了学生的自主学习和主观能动性,有效激发学生创新活力;多元化的评价手段可针对每个学生进行课程评价并指导持续改进方案,学生对该门课程的评教分数显著提高;毕业校友和企业代表认为食品专业综合实验的课程教学目标和内容符合目前企业的实际需求,并肯定了该校食品专业毕业生在企业上岗后的实际工作表现。