基于工程教育认证的食品专业整合性实作课程构建与实践

王 军，林丽云，章 斌，刘谋泉，王忠合

（韩山师范学院生命科学与食品工程学院，广东潮州 521041）

“新工科”是在新科技革命、新产业革命、新经济背景下工程教育改革的重大战略选择，其建设的“三部曲”包括“天大行动”“复旦共识”“北京指南”[1-2]，是当前我国工程教育改革和发展的新思维、新方式。“新工科”理念的实现与建设除了重点院校之间达成的“三部曲”外，还需要以立足和服务地方产业发展与转型升级的普通地方高等学校的有力支撑，重点院校和地方普通高校都是全方位建设新工科的重要部分，缺少任何一方都是不完全、不充分的，只有重点院校与地方院校之间积极推进形成合力才是深化工程教育改革的正确路径。同时，“新工科”理念是普通地方高校发展与建设工科专业、实施工程教育认证的不可错失的机遇。地方高校的发展主要面向地方经济发展，在新工科发展上以办“有特色的工科”为理念，在实现中华民族伟大复兴的新时代要主动作为，以积极姿态和担当实干精神推动工科专业加入工程教育建设和认证工作中。新兴工科产业需要复合型、综合性的高级人才，不仅要求学生具备整合能力解决复杂工程问题，具有全球视野、领导能力、实践力，还要成为一个人文科学和工程领域的领袖人物。

“新工科”的发展不仅是面向未来布局新兴工科专业，也要使当前的工科专业突破传统的人才培养模式，整合升级、综合发展，培养具备更高跨界整合能力、创新能力、国际竞争力的高素质、复合型人才，建立多方协同的育人模式、多学科交叉融合的工程人才培养模式、个性化的人才培养模式。传统的理科和工科人才培养模式已经不足以应对新时代变革与新经济发展的需要，加之互联网时代学生的目标更多样、思维更多元、学习路径更多样，新工科建设中必须融入一些新东西匹配，不断变革与反思，重构人才培养目标、专业体系、核心知识、评价范式。以国际工程教育认证的“以学生为中心、产出导向（OBE）、持续改进”三大理念为引导，结合食品专业的特色与当前产业对人才能力的需求，开发整合性实作课程（Capstone 课程） 实践项目，旨在锻炼学生跨界整合能力与工程实践能力，培养学生解决复杂工程问题、团队合作与沟通能力等工程教育认证标准中规定的核心能力。

1 专业参与工程教育认证的背景

我国本科人才培养体系与社会对应用型人才和拔尖人才的需求相比，尚显薄弱，这种薄弱不仅体现在重理论教学、轻实践与能力培养，还体现在实践教学的针对性与实践课程的深度等方面。另外，还表现在探究性、创新性实验流于形式，实践项目与社会需求结合得不够紧密，实践项目综合育人功能薄弱[3]。我国的本科实践教学，特别是教学科研型和研究型大学的本科实践课程当前也面临美国研究型大学当时的境遇。2012 年初，教育部联合中共中央宣传部、财政部等七部委出台《关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》，意见要求各高校各专业增加实践教学比重，现在也已写入各专业的普通高等学校本科专业类教学质量国家标准中，从而可确保各本科专业开设足够的实践课程、其中理工农医类本科专业总学分（学时） 要求不少于25%，对高校本科实践课程设置提出更高要求。同时，意见还要求深化实践教学方法改革，这是推动实践教学改革和人才培养模式改革的关键，把加强实践教学方法改革作为专业建设的重要内容，重点推行基于问题、项目和案例的教学方法和学习方法，加强综合性实践科目设计和应用。

长期以来，高等教育中教学地位的相对薄弱是一个不争的事实，教学沦为科研的可怜“表兄弟”。进入新世纪，我国高校在全力推进“双一流”建设的同时，努力抓好高校最基本的培养人才任务，扎实推进本科教育，2018 年教育部提出坚持“以本为本、四个回归”和“新高教40 条”等建设中国特色、世纪水平的一流本科教育的响亮口号，坚持“以本为本”，就是要求高校将本科教育放在人才培养的核心地位、将本科教育教学作为基本职能、新时代教育发展的前沿地位；推进“四个回归”，就是要求大学回归初心，坚持立德树人的根本任务，促进专业知识教育与思想政治教育相结合，用知识体系教、价值体系育、创新体系做，倾心培养建设者和接班人；学生回归常识，以刻苦学习为己任，引导学生求真学问、练真本领；教师回归本分，以教书育人为重心，引导教师热爱教学、倾心教学、研究教学，潜心教书育人；高等教育回归梦想，以实现教育报国、教育强国梦为目标。“新工科”的发展不仅要面向未来布局新兴工科专业，也要使当前的工科专业突破传统的人才培养模式，整合升级、综合发展，培养具备更强跨界整合解决复杂问题能力、更好创新实践能力和国际竞争能力的复合型人才，建立多方协同育人与个性培养的工程教育新模式。为适应“新工科”建设和“一带一路”国家战略对工程教育提出的要求，学院启动了新工科背景下的食品科学与工程类人才培养方案的修订工作，积极推进与工程教育相关的各类课程教学改革，并于2018 年顺利通过中国台湾中华工程教育学会（IEET） 的工程教育认证[4]，整合性课程（又称为Capstone 课程） 是IEET 工程教育认证必备课程和重要考查项目，该课程是本科课程教学的最后一门课程，具有实践性、开放性、顶端性和协作性等特征。课程的这些特性是推进工程教育人才培养模式改革的重要理念，对培养学生解决复杂工程问题和锻炼实践能力具有重要作用，推动地方高校主动适应“新工科”建设理念和主动把握工程教育发展的机遇，对当前我国本科实践教学也具有启发意义。

2 整合性实作课程的概念及目标

Capstone 课程是20 世纪80 年代从美国开始的一种课程设置，Capstone 这一术语来源于用于完成建筑物或纪念碑的最终装饰顶盖或“帽石”，是建筑物的最顶端、最后一块石头，其功能是稳固建筑结构，代表建筑物完工。其引申意是指教育里最后、最巅峰的学习经验，即为顶峰课程、顶点课程、顶石课程、高峰课程、整合性课程等，是为大学本科高年级学生、特别是临近毕业的学生开设的必修课，学生在校内教师或企业教师指导下，将所学的基础知识与专业知识整合成统一整体，解决复杂工程问题的教学过程，以项目为抓手通过解决实际问题来锻炼学生的能力。整合性课程不同于毕业设计，前者表现出紧凑多样的课程形式、多层次的课程目标、人性化的选修制度，后者是一个必修的、学分较多的项目研究课程。该课程也可充分体现“以学生为中心”，学生在真实情境中带着问题去学习，提升学习主动性、自觉性和积极性，实现对知识的真正理解和应用；教师起促进、推动作用；强调团队合作、探究训练与终身学习的重要性。

整合性实作课程是有计划的学习体验，其目标是要求学生把大学所学的大量相对零碎的基础知识与专业知识整合为一个统一的整体，并把新知识与既有知识整合，以解决模拟的或者真实的问题，侧重于对大学生已学知识的系统性梳理与拓展应用，是结束学业的一种仪式，能为大学生提供一种成功的体验和向职场顺利过渡的经验。整合性实作课程基本目标为团队合作技能、口头书面沟通技巧、分析与实验、工程设计、终身学习等5 种能力的达成，具体包括：①回顾、整合过去所学的基础知识与专业知识，塑造新型的知识结构以适应新工科发展的需要；②发现、定义、建构需解决的模拟或实际问题，应用专业知识解决问题；③加强产教融合，通过校企合作协同培养学生、丰富其实践经验与提高就业能力，并为企业注入年轻活力和创造价值；④提高学生的综合能力，尤其是非专业能力，如团队合作、沟通表达、组织领导、工程管理和终身学习等能力；⑤引导学生关注、思考并试图解决与人类生存和发展密切相关的环境与社会可持续发展的问题，培养学生的社会责任感和可持续发展的意识；⑥促进学生从校园生活到社会职场的顺利过渡。总之，整合性实作课程秉持着多元化课程目标、兼顾学生的专业发展和综合能力培养，以系统全面培养为宗旨并最终指向学生终身发展，既回顾过去又展望未来，是联结校园和社会、学术与职业的桥梁。

3 食品科学与工程专业整合性实作课程实施方案与要求

长期以来，各高校为了改善教学效果，提高人才培养质量，不断更新教学方法与教学手段，增加过程性考核方式，大力推行教学范式改革。整合性实作课程由于其课程性质、课程内涵与课程目标的特质，受到多所高校的关注与推崇，并在课程体系中逐步引入开设[5]。工科专业引入整合性实作课程不仅为教学范式改革注入新的生机，而且为传统专业变革提供新的活力。同时，整合性实作课程对大学生而言是一种新的尝试与体验，备受大学生的期待；对教师而言，整合性实作体验课程是一种新的挑战，其教学效果备受同行的关注。“食品工程整合性实作”课程是为食品科学与工程专业开设的一门整合性、综合性实作课程，通过产品工艺设计与生产制造项目的综合实作将所学“食品化学”“食品工艺”与“食品机械”等课程的基础理论和技术技能、团队合作能力等应用于工程设计实践，获得对食品生产加工理论知识及相关领域的道德伦理和社会责任等问题的系统认识；通过食品检测设计与规划实施项目的综合实作将所学“食品分析”“仪器分析与安全检测”等课程的基础理论和技术技能、团队合作能力等应用于工程实作实践，获得对食品分析检测理论知识及相关领域的道德伦理和社会责任等问题的系统认识；该课程可帮助学生理解理论和实践相关性，引导学生适应将来的食品生产、食品检验、质量控制等职业工作，为学生将来真正进入企业与社会打下坚实基础。学校食品科学与工程专业的食品工程综合设计实作课程的实施纲要如表1 所示，实施中以3 人为一组、各小组成员具体负责不同内容、明确各自分工团队协作完成文献查阅、调查、方案设计与实施、报告撰写、结果汇报等，指导教师深度参与课程指导、定期汇报交流，强化过程性评价。

表1 “食品工程综合设计整合性实作”课程（Capstone） 纲要

“食品工程综合设计整合性实作”课程（Capstone）纲要见表1。

4 食品科学与工程专业整合性实作课程实施成效与持续改进措施

新工科建设中需进一步培养学生解决复杂工程问题和执行工程设计的能力，传统人才培养中不太注重的团队合作、有效沟通、主动学习和项目管理等能力也需加强或改进，食品工程综合设计（Capstone 课程） 以学生为中心、内容以本专业产品开发和工程设计或分析检验为主，以在工程实践中学习的模式，使学生在具体食品工程实务中综合运用基础知识与专业知识解决实际的或模拟的复杂工程问题，促进学生运用专业知识解决复杂综合性工程问题能力的培养，提高工程设计的素质与能力，增强学生综合实践技能。整合性实作课程要帮助学生在知识、能力、情感态度等方面进行整合，获得顶峰体验，主要有研究项目、产品设计、专题讨论、个案研究、辩论、角色扮演、展演、综合考试、学科竞赛等形式，这些课程形式让学生可以综合运用已学习的知识和能力，解决复杂工程问题并提升其情感、态度、价值观等方面的能力。根据学生在项目实施过程中的整体表现与参与度进行过程性评价，撰写报告（含文献翻译、项目建设可行性报告等）水平和汇报效果等进行综合评定。

食品工程综合设计对毕业生核心能力达成情况评价结果（五分制） 见表2。

表2 食品工程综合设计对毕业生核心能力达成情况评价结果（五分制）

近3 年，食品工程综合设计（Capstone 课程） 对毕业生核心能力达成情况评价结果（见表2），从核心能力得分情况来看，各组成绩均达到良好至优秀水平，说明学生具备了解决整合性专题实作问题的能力。由近3 年各项核心能力评分的得分情况可得知，核心能力4 和核心能力7 掌握得还不够牢，需再加强，特别是核心能力4 有关学生解决食品综合工程能力和核心能力7 具有持续学习的能力和一定的创新应用能力有所欠缺，以后可通过对应课程加强此两项核心能力的培养。同时，“食品工程综合设计”课程应加强指导教师与产业合作项目为基础来设计，实现项目的真正可应用性。根据前述整合性实作课程与核心能力培养情况对照分析，提出如下持续改进的方面：①在专业知识与能力培养方面，增加食品试验设计与数据处理课程，并开设相关软件的使用培训，进一步提升学生在大数据时代获取有用信息以有针对性地分析解决相关问题，从而提高毕业生的综合应用能力和实践动手能力；②进一步整合丰富“食品工程综合设计”课程内容，统一评分标准，以任务的形式设计课程单元目标，有目标地培养学生的项目管理和团队协作的能力；③学生缺乏持续学习和自主学习的能力，需在专业课程教学中多采用翻转课堂、线上线下混合式、任务驱动式等教学方法，拓展课前预习与收获分享，并增加课后任务及测验，引导学生养成自主学习和持续学习的习惯；④积极鼓励教师参与企业横向项目，加强指导教师应用能力与实践能力的锻炼，引导企业工程师参与课程目标设计、过程指导与结果评定[6]，鼓励学生参加创新创业活动与比赛，培养学生的创新意识与思维。

5 结语

在新工科建设与教育改革的背景下，学校食品科学与工程专业依托一流专业建设的机遇与地方食品产业优势，进行校企深度融合，创新工程实践教学组织形式开设食品工程综合设计整合性实作课程，促进学生解决复杂工程问题、执行工程设计、团队合作、有效沟通、主动学习和项目管理等能力的培养，主要侧重于对知识的系统性梳理、培养学生利用已学知识的拓展与整合，获得顶峰体验，引导学生适应将来的食品生产职业工作，为学生真正进入企业与社会打下坚实基础，由较单一的知识技能训练向专业综合训练与工程实践创新训练方面转化，缩短高校毕业生的能力水平与企业需求间的距离，从而培养出贴近产业需求、符合区域经济发展的高水平工程技术人才。