工程教育专业认证背景下“食品机械与设备”教学资源的重构及课程达成度评价

王海涛，吴 超，苏文涛，宋玉昆

（大连工业大学食品学院，辽宁大连 116034）

1 研究背景

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。持续改进是工程教育专业认证的基本理念，其中的关键之一是通过课程教学和评价方法促进达成培养目标。

“食品机械与设备”是食品科学与工程专业的核心课程，是培养食品类专业人才工程实践能力的主要课程之一。知识点“多”“散”“杂”是该课程的突出特点。目前，针对“食品机械与设备”的特点，以提高教学效果，全面提升学生的综合能力，应对新形势下食品行业对专业技术人才的需求为目的，已经开展了一系列教学改革与实践。例如，邓凯波等人[1]探讨了微信公众平台在“食品机械与设备”课程教学改革中的应用，借助移动互联网工具，在任课教师的引导下，逐步将课堂主体转移到学生喜闻乐见的互联网互动模式，调动学生学习积极性，提高学习热情，进而提高教学效果，为自媒体在工科课程教学改革方面提供了新思路。王毕妮等人[2]将构思-设计-实现-运作四维理念，串联成的工程教育体系（CDIO），引入到“食品机械与设备”课程教学改革上，在着重强调提高学生的工程实践创新能力的同时，也重视人文关怀，达到了培养学生主动学习、乐于实践、团队合作和沟通交流的能力的目的。苗颖等人[3]以全面培养学生的工程实践能力、综合素质和创新精神为目标，探索使用理论课+实验课+课程设计+实习+仿真软件“五位一体”教学模式对“食品机械与设备”课程进行改革。邹强等人[4]以满足食品行业实际需求为出发点和落脚点，通过基础层次、综合层次和创新层次教学内容的改革，创新地提出了理实一体化的教学模式，加强了学生创新能力的实践能力的培养。宋贤良等人[5]在“食品机械与设备”教学过程中引入虚拟仿真技术，加强了对学生工程实践能力和创新能力的培养。这些研究为提高“食品机械与设备”课程教学水平提供了有益的探索。然而，就现有的文献资料来看，还没有从工程教育专业认证背景出发，以多维互动为切入点，建立具有系统性、多维度和交互性特点的食品机械与设备课程教学资源，并通过课程目标达成度评价体系的构建，系统评价并完善教学模式的研究。因此，综合运用包括新兴媒介在内的手段，拓展并深化课程科学知识的有效传播，并对教学效果进行系统评价和改进是亟待解决的问题。

多维互动模式下课程教学资源库建设构想见图1。

图1 多维互动模式下课程教学资源库建设构想

学校在“食品机械与设备”课程教学资源库建设方面取得了初步成效，但是还存在一些问题。一是资源库使用便利性有待进一步加强。目前，教学资源库建设主要基于电脑端设计，在资源获得的便利性方面有待提高。不利于学生就所学知识点进行复习，也不利于学生利用碎片化时间进行知识点的巩固。二是对学生学习效果的动态反馈和评价缺失。教学资源库仅提供教学讲稿、设备照片及设备运行图片等静态知识，无法做到学习效果的实时校验，也不能对学生学习过程中遇到的问题进行有效反馈，无法形成教与学的互动。三是缺乏对前沿领域的介绍。以均质设备为例，目前乳液的制备及其在功能食品中的应用是食品营养递送研究热点之一，是构建精准营养食品，解决人类营养不均衡的重要途径。均质设备是乳液制备过程中的核心设备。对其工作原理和工作过程的理解是乳液设计和制备基础。这些知识很难从建设周期较长的教材中及时获得，因而需要探寻一种新的科学知识传播方式，有助于学生第一时间了解食品机械与设备领域的前沿研究进展。

在这一背景下，以学习“食品机械与设备”课程、从事食品相关研究的学生为服务主体，建立“食品机械与设备”课程教学资源库，将基础知识和前沿进展有机结合，同时基于工程教育专业认证理念，构建多层次、高效率的学习效果评价和反馈体系，以期达到激发学生学习兴趣，帮助学生掌握相关知识，及时跟踪学生的学习反馈，提升“食品机械与设备”教学质量的目的。

2 改革目标

课程具有知识点多、相对独立、紧密联系实践、发展迅速等特点。在工程认证背景下，提高应用相关知识解决工程问题能力；培养学生基于食品开发基本理论对复杂问题进行合理设计的能力；强化学生自主学习和终身学习的意识，是培养高素质食品科学人才的关键。以科研反哺教学，理论联系实践为特色，以多维互动教学模式为手段，建立课程目标达成度评价体系和反馈机制，全面提高以实践创新为核心的工程能力是解决这些问题的关键。

2.1 创新课程教学模式

结合移动互联网技术等技术，搭建师生有效交流互动平台，突破大班课堂教学的瓶颈，营造开放活跃的课堂教学环境。基于认识规律，合理划分教学过程，通过问题的提出、分析和解决，结合学生反馈，实现课堂精准教学。

2.2 体现课程高阶性和创新性，提高挑战度

培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。结合科研实践，介绍课程内容最新进展，反映前沿性和时代性；启发学生进行探索，在师生互动中实现教与学的探究性和个性化。以实践案例库为切入点，训练创新思维，做到知识、能力、素养的有机融合，培养学生解决复杂问题的能力，提高课程挑战度。

2.3 课程目标达成度评价及持续改进闭环体系构建

基于“全程评价，多维互动，持续改进”的思想，以多维互动教学模式和全程考核为手段，构建了基于教师、学生平时表现、学生互评等创新的课程目标达成度评价体系，使得评价注重整个学习过程，提高学生自主学习意识，学习水平和能力。与此同时，根据评价结果，对课堂教学进行持续改进，实现基于课程质量评价的不断迭代的持续改进闭环体系，不断提升教学效果。

3 教学模式的构建

通过建立基于多维互动教学模式的“食品机械与设备”教学资源库，以学生为中心，以微信、学习通和雨课堂等基于移动互联网平台为主要的媒介，将“食品机械与设备”课程资源进行重构，在强化重点知识的同时增强抽象知识的关联性和易读性，提高学生学习的兴趣，降低学习门槛；介绍食品机械与设备的最新进展，拓展学生知识面，增强学生运用食品机械与设备知识解决实际工程问题的能力；设计师生互动交流和教学效果评价反馈平台，实现对教学过程全面性、发展性及过程性评价体系，实现对教学效果的持续改进（图2）。

图2 教学资源的重构及课程达成度评价构建路线图

教学资源的重构及课程达成度评价构建路线图见图2。

3.1 基于多维互动模式，将“食品机械与设备”资源进行适应性改造

从“食品机械与设备”中挑选出重要知识点（如均质机械与设备、热处理机械与设备、分离机械与设备等），通过与食品加工工艺过程的联系，依从物料流向、辅助介质流向及动力路线的逻辑顺序，将教学难点进行解构，通过将知识点与学生易理解的知识结合，从易到难，基于案例或问题导入，辅助设备原理的动画图片，将已有的教学资源进行重构，通过再设计使之适用于移动互联网，更有利于学生理解，达到强化学习效果的目的。

3.2 针对课程重点和难点，撰写并发布与食品机械与设备有关的研究进展

申请人将从J.Food Agri.Chem.，Food Chem.及Food Hydrocoll.等食品领域高水平期刊中总结整理与“食品机械与设备”及其在食品科学与工程领域最新应用相关的报道，遵循“学生中心”的理念，以学生为阅读主体，注重知识性和趣味性的结合，撰写符合学生的理解水平的文章。通过与课上知识点的结合和拓展，激发学生阅读兴趣，达到增强学生运用“食品机械与设备”知识解决实际工程问题能力的目的。

3.3 基于多维互动理念的反馈环节的设置和运行

将多维互动理念贯彻到整个教学环节，构建基于CIPP（背景、输入、过程及产出）的评估模型，丰富互动方式和学习效果评价手段，基于移动互联网平台，对知识点，特别是重点难点内容，设置考核式和开放式提问，对学生的学习效果进行全面性、发展性及过程性的综合评价。实时掌握学生对知识的掌握程度和拓展能力。

3.4 学生学习反馈信息的收集和整理

基于CIPP 的评价模型是由信息收集、目标价值判断、实施中调整。通过教师评价、讨论报告、课堂测验、期末考试等手段，对学生知识的收获和学习能力进行全面系统分析。实现对课堂和课后学生学习的设计和引导，逐渐加深对教学过程和学生学习规律的理解和认识，强调课后学习过程的跟踪与激励，促进学生创新精神、创新能力和工程水平的提升。通过对学习效果的实时反馈，实现对教学过程的持续改进，主要体现在2 个层次：①近期反馈数据的收集和利用。通过课堂测验、开放讨论等，对学生课堂学习效果进行实时收集和评价，针对学习过程中存在的问题和薄弱环节，在下次课堂教学中有针对性地进行调整，达到对教学过程实时调整的目的。②长期反馈数据的收集和利用。长期反馈数据主要指学期结束后对教学效果的评价，如期末考试成绩、整体课堂表现等，反馈信息按照不同提问的种类分别整理统计，按照时间维度统计学生整体的学习进度，同时针对性的研究每个学生的知识掌握规律并与教研室其他相关教师分享。在此基础上制定下一学年的学教学计划，并以此为依据，对课程资源库进行调整，实现教学过程的持续改进。

4 课程目标达成度评价

根据“食品机械与设备”课程在课程体系与毕业要求关联度矩阵中的地位，将其课程目标分解为2 个部分。

课程目标1——通过课程学习，使学生掌握各类食品加工机械及设备的基本知识，对食品机械与设备的类型、结构、工作原理、主要性能等方面有深入的了解，为学生的工程师训练和将来从事食品工程与设备管理打下良好的理论基础。

课程目标2——使学生具备一定的机械设备选型基础，掌握工艺的设备流程、常见故障及解决方法。培养学生的自学能力及发现问题、解决问题的能力。了解目前该领域的最新技术，培养与训练本专业学生的工程技术素质与能力，培养学生初步具备工程师的基本意识，具有自主学习和终身学习的意识，勤于思考，富有探索精神，乐于创新。

“食品机械与设备”课程目标达成度评价由课堂表现及作业、期末考试在内的多种形式组成。其中，作业在正式上课前交，每次作业按百分制评分，总评后折算成0.2 分；课堂表现：表现形式有案例分析讨论、知识点讨论、作业讨论等，按百分制评分，总评后折算成0.2 分；期终考试：按期终考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成0.6 分。将各项成绩均和本学期的平均成绩进行比较，超过平均成绩的认为达到预期效果，在0.6 分和平均成绩之间的认为没有达到预期学习效果，需要持续改进，未达0.6 分的认为不合格。

课程目标评价结果柱状图见图3。

图3 课程目标评价结果柱状图

以2020—2021 学年为例，平均分为0.689 9 分，课程目标1 平均分为0.683 6 分，未达到课程平均分，未达到预期学习效果，具体策略后期需要持续改进；课程目标1 平均分为0.699 9 分，达到课程平均分，达到预期学习效果（图3）。

课程目标1 见图4，课程目标2 见图5。

图4 课程目标1

图5 课程目标2

进一步分析学生个体的目标达成情况，反映了学生个体对各课程目标达标与否的情况。由图4 和图5 可知，课程目标1 和课程目标2 分数都高于0.6 分的散点最多，表明多数学生的考核基本合格。

5 持续改进

针对课程达成度评价反映出课程目标1 达成度评价偏低问题，从实践教学角度出发认真反思并提出行之有效的改革措施，以期通过动态调节和设计教学活动对教学中出现的问题进行持续改进。具体改革措施如下：

（1）教学内容重新构建及形象化展示的优化。针对学生对机械设备基本原理掌握偏弱的问题，进一步对课程内容进行重构优化，结合图片和动画，将抽象知识具象化，同时强化课堂讨论和课后交流，进一步强化知识的学习内化。

（2）针对学生对食品机械与设备的类型、结构和主要性能了解不足问题，积极开展“食品机械与设备”“第二课堂”。强化学生食品机械实践观点和分析能力的培养，让学生深入企业一线学习或邀请食品企业专家为学生开设专题讲座，使学生直观地了解食品工厂的机械与设备，增加学生对食品机械的认知，激发学生的兴趣。

（3）优化课程设计考核方式。在今后的教学中完善考核环节的评价标准，保证教学环节与课程目标的吻合度，科学设置权重比例，实现量化结果与课程目标达成度的高度吻合，依据持续改进不断完善课程评价体系。

6 结语

“食品机械与设备”是食品科学与工程专业的核心课，开设该课程的院校众多，在教学实践中存在的问题相似。因此，针对“食品机械与设备”教学过程中存在的问题，在工程教育专业认证的背景下，秉承“多维度互动，持续改进”的教学理念，通过对课程内容的重构和课程目标达成度评价体系的构建，实现持续改进闭环体系构建。对于其他课程建设与教学改革具有较好的借鉴价值，对于优化课堂教学环节，提高教学有效性及人才培养质量等都具有非常高的应用价值。