新工科背景下食品工程原理课程在线教学改革与实践
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作者:王岩
摘要：以生命科学学院的教学改革实践为例，在分析食品工程原理课程特点的基础上，结合教育部对“新工科”建设的要求，从教师能力、课程内容、教学手段、考核评价方式等方面，探讨提高课程教学质量的措施和方法，为提高相关课程的教学水平提供借鉴。
关键词：在线教学;课程改革;食品工程原理;新工科;考核
中图分类号：G424.21 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2020）04-0086-02
食品工程原理作为食品专业的主干课程，涉及领域宽，内容繁杂，章节连贯性较小，不同单元各成体系，教师授课和学生学习均存在一定困难。随着2017年“新工科”理念的提出，衡水学院生命科学学院在分析食品工程原理课程特点的基础上，结合教育部对“新工科”建设的要求，基于以学生为中心和持续改进的工程认证核心理念，从教师提升、课程内容、教学手段、考核评价方式等多方面开展在线课程改革。在线教学改革与实践表明，学生的学习主动性明显提高，食品工程原理课程的教学质量有一定的提高。
1 在线课程改革的必要性
教学质量提高与教学改革是高校工作的中心，也是高校提高办学竞争力的根本条件，更是高校满足市场经济需求、为地方提供优秀人才的首要条件。2017年，“复旦共识”“天大行动”“北京指南”构成新工科建设的“三部曲”，为高等院校工科专业建设指明了方向。
衡水学院食品质量与安全专业属于工科专业，成立时间较短，而食品工程原理作为该专业的必修课，课程基础相对薄弱，近几年来一直致力于探索科学的教学模式和培养稳定的师资队伍。随着“新工科”理念的提出和食品工業的迅速发展，对食品工程原理课程进行教学改革和创新势在必行。
2 在线课程改革的内容
1） 采用更加灵活多样、生动形象的授课方法，增加学生的学习兴趣，强化学生实践能力和工程能力的培养。2） 优化教学内容和学时安排，将有限的学习时间分配给与食品生产过程联系密切的基本理论知识，同时增加前沿技术内容，实现生产与科学研究的无缝接轨。3） 完善考核方式，采用全程考核模式激发学习主动性和实践积极性，更好地锻炼学生的工程实践能力。
3 在线课程改革的目标
3.1 知识目标
通过课程方法论的学习，使学生能利用物料（热量）衡算法、图解计算法和试差计算法等解决问题，具备应用数学知识解决工程问题的能力。通过系统学习培养学生的工程观点，正确运用工程理论和图表解决食品工程中的实际问题。
3.2 能力目标
使学生具备综合运用食品工程理论和技术设计食品加工流程的能力，提升单元操作和设备管理技能。
3.3 素质目标
培养学生的创新精神、自主学习能力和团结协作精神，养成严谨的科学态度和认真的工作作风，树立正确的人生观、价值观和世界观。
4 在线课程改革的实践
4.1 教师能力提升
很多教师都系统地学习过食品工程原理相关课程，但普遍缺乏企业一线的工程实践经历，导致授课过程中理论讲解的比例偏大。在此情况下，食品专业的教师通过中国大学慕课、超星学术视频等网络资源巩固优化理论知识，并积极争取接触生产一线，到食品生产企业和相关事业单位参观学习，深入了解食品加工中各个单元的加工设备和检测程序，切实提高个人的工程实践能力。通过将理论知识和实践过程紧密联系起来，使教学效果和课堂效率得到显著提高。
4.2 课程内容优化
食品工程原理课程的主干是食品加工中的主要单元操作，涉及领域较宽，内容较多，学生需在36课时内完成全部课程学习。很多授课教师在前期授课过程中偏重理论知识讲授，加之教学方法不灵活，导致教学效果不理想。针对上述问题，根据食品工程原理各章节内容的特点，将教学内容分为动量传递、热量传递、质量传递三大模块，在保留原有核心教学内容的基础上，删除已淘汰或老旧的内容，并结合当前食品学科前沿及食品工业化生产的热点问题，增加食品加工的前沿新技术内容（如非热加工技术和新型杀菌技术特别是超高压技术和脉冲电场技术，超临界萃取技术、冷冻干燥技术、微囊胶化技术等），丰富和优化教学内容。
4.3 教学方法改进
食品工程原理课程内容较为抽象，学生容易产生畏难情绪，且这种情绪会随着课程进度愈发明显，导致学习积极性下降。为有效解决这一问题，在线上教学过程中，授课教师综合应用案例教学法、PBL教学法、虚实结合教学法等多种教学方法和手段，帮助学生理解理论知识。
应用案例教学法的实例包括：讲授“浸出”理论时引入绿茶饮品生产过程，讲授吸收与解吸章节时引入碳酸饮料生产过程和大豆油脱腥过程，讲授液体吸附理论时引入果汁脱色过程。应用PBL教学法时，将全班同学分成几个讨论小组，授课过程中适时提出问题，如列举工业生产中浸出理论的应用、实现海水淡化的工程方法等，引导学生在充分讨论后提交结果。开展虚实结合教学法，运用虚拟仿真教学软件进行现场实物直观讲解和分析，提高学生的学习兴趣。
4.4 教学模式实践
4.4.1 课前准备 根据学校推荐和提前试课效果，确定借助QQ群课堂和“一平三端智慧教学系统”开展线上教学。为保证课程顺利进行，针对课程的特殊性选择多线并行的方案，即“直播+速课+章节小测+讨论”。
为更好地贴近学情和体现课程特点，在建设课程的过程中主要采用以下方法：1） 利用学习通上传课件、教学大纲、教学计划、视频等学习资料;2） 提前录制难点解析速课、设置章节小测和讨论话题，并将其设为任务点;3） 适量引入网络学习资源，如中国大学慕课网、超星视频等相关资源，扩展学有余力学生的学习范围。4） 建立课程QQ学习群，上传电子课本、课后练习册等学习资料，并在开课前进行直播试课。
4.4.2 教学过程 课前15 min，教师登录超星学习通、QQ发起学习通签到和开启直播课堂，给学生预留充分的进入课堂时间。准时开启群课堂直播教学，并同步录制课程，学生课后可观看课程回放。授课过程中注重课程设计，采取多种教学方法和手段，将晦涩难懂的工程理论与实际生产、生活相结合，提高学生的学习兴趣，并通过随机连麦提问、抢答、公屏互动等方式提高学生的课堂参与度，防止学生挂机学习。每节课预留10 min进行课堂小结并布置课后作业。
4.5 课程考核
课程采用全过程考核模式，贯穿课前、课中、课后，主要包括课前预习任务点、签到，课中参与互动讨论，课后章节小测、作业和期末考试等任务，充分提高学生在考核中的参与度，激发学生的学习积极性。同时，加强师生之间的交流，建立沟通反馈机制帮助教师完善线上教学。
5 结语
线上教学改革取得了一定的成果，学生参与度及积极性有了很大程度的提高，教学效果良好。但随着课程改革和行业发展，必然会出现新的教学问题和生产技术问题，因此食品工程原理教学必须与时俱进地更新教学理念和教学内容。在今后的教学过程中，应在食品加工过程中增加操作安全性和经济合理性等内容，提升食品工程原理课程教育的教学水平。
参考文献
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