新工科视域下“食品工厂设计”教学设计与实践

鲍志杰，吴汶飞，温成荣，李德阳，钱 方

（大连工业大学 食品学院，辽宁 大连 116034）

2017 年教育部发布了复旦共识、天大行动和北京指南“三部曲”[1-3]，旨在通过新工科建设，推进新时期工程培养模式的改革与创新，开拓了工程教育改革新路径。要求树立工程教育“新理念”，构建新兴工科和传统工科相结合的“新结构”，探索工程教育人才培养的“新模式”，打造具有国际竞争力的工程教育“新质量”，建立中国特色工程教育“新体系”。由此可见，培养适应新经济环境的工程人才，是新工科视域下教学改革与探索的新方向[4]。

食品工业是我国国民经济中重要的支柱产业之一，专业人才需求量巨大[5]，目前高校专业人才培养与食品行业人才需求脱节问题日益突出，在一定程度上制约了我国食品产业的发展[6]。因此，培养既有理论基础和专业素养，又能将知识应用于生产实际的应用型卓越工程技术人才是食品专业新工科建设的关键所在[7]。近年来，在高校工程类专业教学实践中发现存在学生课程学习缺乏热情、教学质量普遍不高等诸多问题，充分证实传统专业课程的教学内容与方法，已无法适应当今时代发展需求[8]。具体表现在：①课程目标不明确；②课程教学与培养目标严重脱节；③课程考核办法不足以支撑培养目标[9]。

新工科专业课程教学应具有培养学生个人效能、知识能力、学术能力、技术能力和社会能力等5 类核心能力[10]；传统课堂讲授方法，很难培养出具有创造性思维与人格的创新型人才；仍存在考核方式单一死板，考核内容结构不合理，重知识细节考核、轻综合能力培养等一系列问题。新工科视域下以生为本是工程人才培养目标，应落实工程教育理念，加强师生互动，改革教学方法和考核方式，建设以学生为中心的工程教育模式。因此，专业课程更应重视教学内容的系统化、完整化，传统教学模式忽视课程实际应用的问题比较突出，已不适合新时代新工科学生的培养。工科院校进行专业课程教学模式的改革与探索势在必行。

大连工业大学食品科学与工程专业始于1958 年，是我国最早建立的食品学科之一，是辽宁省重点学科和学校特色学科。拥有一支以朱蓓薇院士为首的优秀“辽宁省高等学校教学团队”，入选国家首批“双万计划”一流专业，辽宁省首批一流专业、辽宁省重点专业、辽宁省特色专业、辽宁省创新创业重点支持专业，辽宁省专业评价第一，3 次通过中国工程教育认证。“食品工厂设计”课程历经35 年改革与实践，已打造成为名师引领、骨干支撑、以老带新的一流课程团队。该课程是在完成全部通识课和学科基础课，扎实掌握基础理论、工程技能及专业理论知识基础上开设的作为食品科学与工程专业本科生的专业必修课，目的是通过课程学习和食品工程课程设计、食品产品开发实践、毕业设计等的综合性训练，培养学生具备食品工厂工艺设计、物料计算、设备选型、管道设计等方面能力。从食品工艺角度对土建、施工、水电汽等非工艺设计提出要求，以便在实际工作岗位上独立完成食品工厂设计任务，对提高食品专业学生的工程实践能力与创新能力起着重要的作用。

1 改革目标

“食品工厂设计”课程是以工艺设计为主线的专业必修课，其综合性强，更具实践性[11]。伴随着“新工科”的推进，“以学生为中心，以产出为导向”，教学上更注重理论与实践的有机结合，调动学生学习的主动性，培养具有工程设计能力、工程实践能力、工程创新能力的食品专业应用型复合人才，具备“食品工程师”能力，毕业后能适应社会并独立完成设计工作。

通过“食品工厂设计”课程改革，使学生能深入了解基本建设的重要意义、一般程序和有关设计文件，掌握食品工厂设计的基本理论、基本内容和方法；使学生能够应用食品工厂设计相关知识分析和解决相关专业问题，培养学生发现问题、解决问题能力；培养学生能及时主动地通过“互联网+”网络教学平台查阅资料，使用手册、标准规范及相关数据，提高运算和绘图的能力，训练学生在实际工作中独立完成食品设计任务能力；培养学生具备工程师的基本素质，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，为课程设计和毕业设计打下基础。

2 改革内容

“食品工厂设计”课程教学以新工科视域下创新人才培养为牵引，着力体现“学生为主体，教师为主导”教学理念，依托大连工业大学泛雅网络平台，探索“互联网+”混合式教学模式，“理论+实践”，将课程线上学习、课堂教学与上机实践有机结合。设计合理的课程评价体系，实施过程考核，激发学生学习兴趣，变教师主讲为主导，学生被动学习为主动学习，充分调动学生的积极性，全面提升学生的学习质量，以适应新时期工程人才培养大趋势。

（1）构建以学生主动学习为导向的“互联网+”混合式教学模式；

（2）创建规划教材、标准规范、教学题库、课件录像、课程网站、过程考核于一体的高水平有特色“五位一体”网络教学平台；

（3）设计合理课程评价体系，加强过程跟踪，推进过程考核，引导学生主动学习。

通过教学设计、教学模式和教学方式的改革，构建“互联网+”完整的教学体系，将课前备课和学生预习、课中课堂教学和上机实践操作、课后复习考核、过程跟踪和教学效果评价等教学环节融会贯通。实现学情分析智能化、交流互动立体化、过程评价数据化、课后辅导个性化，全面提高学生学习的主动性，促进学生知识、能力、素质的协调发展。

3 具体实施方案

3.1 混合式教学设计

（1）课前线上内容设计。“预设问题+课件资源+线上讨论”。线上的可见资源一般为线下课件的精简版，将课程所要讲解的重点内容整理，通过预先的问题设置建立课程内容的逻辑关系，让学生在课前进行相关的探索性活动，预先了解课程重点内容。线上讨论内容为理论学习的实际应用案例的拓展，在讨论区以小组或个人的形式回答案例问题，而后在线下的教学活动中，重新回顾讲解讨论问题，帮助学生逐步形成完成的知识体系，同时也进一步培养学生独立思考自主学习的能力，这种“预设问题+课件资源+线上讨论”使学生愿意全身心参与到在线学习中来，实现有意义的学习。

（2）线下课程设计。“课程讲授+讨论回顾+课堂展示”。线下课堂先通过对线上预设问题的解答逐步讲解课程内容的理论知识，相比线上课件资源，线下课程内容补充展示了案例、动画、图片等内容，使学生进一步理解掌握课程重点内容，讲授课程过程中可根据学生的接受程度对课程进行调整，学生也可在讲授过程中提出问题，线下讲授可以更好地与学生互动，对学生开展个性化指导。

（3）课后线上内容设计。“线上测试+课程视频+知识拓展”。在经历了课前预习和线下讨论讲授环节后，通过“线上测试+课程视频+知识拓展”环节帮助学生巩固、复习课程内容，同时提供国内外优秀的纪录片用于帮助学生进行课外的学习，对课程内容进行有益的补充，还原真实的工厂设计场景，让学生了解工厂运行的实际情况，帮助学生将所学理论运用到实际问题的解决中，将知识进行内化，提升学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，提升科学设计和采取行动的实战能力。

3.2 课程考核评价体系建设

设计合理课程评价体系，考核方式包括线上考核、课堂考核和上机实践绘图考核，全面实施过程考核，转变教师主讲为主导，学生被动学习为主动学习，充分调动学生的积极性。课程评价依照课程目标、教学内容和要求进行，考核方式包括课程签到、任务点完成、线上测验、总结归纳、随堂考试、上机实践、绘图设计（包括工艺流程图、车间平面图、全厂平面图、管道平面图及透视图）及合规性、期末考试等，各单项考核指标定量评定成绩，再根据各项量化考核指标点加权计入总成绩。

3.2.1 理论部分

（1）在线课程学习情况。在线课程学习情况主要是通过在线平台，在规定的上课时间完成相应的课程任务的学习，每次课程在对应的PPT 课件及课程食品设置有任务点，完成任务点即可获得此次课程的在线学习成绩，总评后按照12%进行折算。

（2）课后作业。每节课后作业1 次，总评后按照8%进行折算。评分标准为按照参考答案、评分标准进行评分。

3.2.2 绘图部分

（1）在线课程学习情况。在线课程学习情况主要是通过在线平台，在规定的上课时间完成相应的课程任务的学习，每次课程在对应的PPT 课件及课程食品设置有任务点，完成任务点即可获得此次课程的在线学习成绩，总评后按照8%进行折算。

（2）图纸作业情况。每张图纸作业根据各个采分点评价，按照10 分制评分，共计4 张图纸作业，总评后按照32%进行折算，加入课程总成绩。

3.2.3 期末考试

期末考试主要考核学生理论知识掌握情况。试卷共100 分，题型主要包括多选、填空、简单、绘图4 个部分内容，总评后按40%进行折算，加入课程总成绩。评分标准为按照参考答案、评分标准进行评分。

3.3 课程持续改进方案

3.3.1 内部改进方案——课程达成度评价

根据工程教育认证评价机制建立“食品工厂设计”的课程内部持续改进方案，将所有学生形成性评价成绩的采分点按照课程目标进行对应的划分，根据评价方法计算各课程目标的达成值，由达成结果可分析学生课程学习中的知识点掌握情况，针对性地提出今后的教学改进措施，从而保证专业认证中要求的持续改进。根据工程教育认证评价机制，课程达成度值达到目标值的70%即为合格。改进方案主要分为以下两点：第一，观察各个课程目标达成度情况，是否能够合格，若出现不合格的情况，再根据观测点得分情况，分析并改进相应课程内容讲解和补充相应的线上教辅内容；第二，若课程目标达成度情况均较高，如大于85%，则说学生对内容的掌握较好，可适当提升课程内容的难度，如提出更贴近实际生产加工的案例、补充课程设计内容等，逐步提升课程教学质量，丰富教学内容，提高学生独立思考解决实际问题的能力。

3.3.2 外部改进方案——后续实践课程的效果反馈

“食品工厂设计”课程内容同样也对后续“食品工程课程设计”等课程实践起到至关重要的作用。观察这些课程达成度完成情况、各观测点得分情况，同样对“食品工厂设计”的持续改进起到积极作用，完善课程建设，有针对性地调整课程内容和讲授方法，提高学生重点内容接受程度。

4 改革成效

“食品工厂设计”课程通过构建高水平有特色“五位一体”网络教学平台，探索“互联网+”“理论+实践”，将课程线上学习、课堂教学及上机实践有机结合的混合式教学模式，让学生主动学习，培养学生规范化进行食品工厂工程设计能力。重点解决了5 个问题：①教学方式传统，学生学习被动问题；②教学平台资源缺乏，理论与实践脱节问题；③学生独立分析问题、解决问题能力弱的问题；④学生学习度缺乏有效把握的问题；⑤师资队伍年龄结构、梯队层次不合理的问题。

首先，在课程评价取向上，摒弃了片面的评价观念，尽可能全面真实地反映课程的全貌；其次，在课程评价手段上，注重多样化和灵活性；再次，在课程评价主体上，摒弃了只有少数人参与评价的倾向，使更多人特别是教学第一线的人员有机会参与课程评价。通过持续改进，目前课程改革内容及措施已在学院食品质量与安全专业、海洋资源与开发等专业进行推广。同时，能较好地应用于食品工程课程设计、生产实习、食品产品开发与实践、毕业设计等实践环节，效果显著，受到用人单位和学生的一致好评。

5 结语

“食品工厂设计”是一门应用性极强的课程，对我国食品工业的发展起着重要的作用。从教学目标、教学内容、教学方法、考核方式、评价体系、持续改进等方面出发，持续改革与实践，将实际工程与理论课程有机结合，用新思想、新技术、新知识迎接新工科视域下的“食品工厂设计”课程新挑战，通过强化工程创新思维，缩短学生从学校到社会的适应期，提高其在行业的竞争力，从课程体系层面为新时期食品专业工程人才培养打下了坚实的基础。