基于OBE的食品科学与工程专业实验与实训教学改革探索

程 妮，高 慧，张 颖，吕新刚，曹 炜

（西北大学 食品科学与工程学院，陕西 西安 710069）

食品科学与工程专业注重科学基础与工程实践教学，培养掌握现代食品科学基础理论和食品工程技术知识，能在食品领域内从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、科学研究、工程设计等方面工作的复合型高级工程技术人才[1]。专业实验与实训是食品科学与工程本科生的一门主要的集中实践课程，是支撑人才培养方案中实践教学的重要组成科目[2]。2016年6月我国成为《华盛顿协议》的正式成员，国内高校工程教育认证工作进入了新阶段。工程教育认证是我国实现工程教育国际互认和工程师资质国际互认的重要基础。工程教育认证要求以学生为中心，强调成果导向教育（Outcome based education，OBE）[3-4]。OBE着重强调5个问题：①我们想让学生取得的学习成果是什么（目标）？②为什么要让学生取得这样的学习成果（需求）？③如何有效地帮助学生取得这些学习成果（过程）？④如何知道学生已经取得了这些学习成果（评价）？⑤如何保障学生能够取得这些学习成果（改进）？在OBE教学理念的指导下，食品科学与工程专业实验与实训教学要求教师用教学过程和结果来回答以上5个问题。而现在的教学模式无法很好达成该要求，因此需要改革探索，以适应OBE的实践课程需求。

1 食品科学与工程专业实验与实训教学现状

1.1 传统专业实验教学状况

专业实验是食品专业学生在完成了所有的专业基础课和专业课之后，在进入毕业论文环节前的综合大实验，该课程是本科生顺利进入企业工作或研究生阶段学习的桥梁。实验课程以食品加工实验为核心，包含了食品化学、食品分析、食品物性学等内容，围绕果蔬、畜产品、粮油等。该课程着重于对学生食品加工基本技能的训练及对产品品质评定能力的培养，同时创新性地加入了产品开发实验，满足“研究型”“应用型”人才培养的教学需要。

在传统的食品科学与工程本科人才培养中，专业实验以产品开发为主，且实验方案大多是指导教师设计好的，学生只需要按照预订方案操作，就能够完成指定产品的开发。在这种模式下，专业实验仅仅能够训练本科生的实验操作技能，在一定程度上了解创新产品开发的要素及生产流程。专业实验共开设5个实验：①糖水罐头加工及橘皮果胶提取；②红枣澄清汁的加工；③猕猴桃果片冻干实验；④红枣、蜂花粉纤维饼干的加工；⑤创新性蜂花粉羊酸奶的加工。例如，在红枣果汁的开发实验中，教师通过查阅资料预先设计好红枣汁酶解的条件，学生就按照这个方案操作然后得到预期的产品，最后对产品的澄清度、固形物含量和出汁率等指标进行测定及感官评价。在这个实验过程中学生能够学会红枣汁加工的方法，掌握其品评指标的测定方法。此外，专业实验也包括一些创新产品的开发。比如，在学院特色的蜂产品研究基础上，在专业实验的教学实践中，要求学生开发一款具有抗氧化活性的蜂花粉羊酸奶。但指导教师给出了蜂花粉提取和添加工艺，学生根据教师提出的方案完成蜂花粉羊酸奶的加工，并对其抗氧化指标、酸度、乳酸菌活菌数、质构特性、持水力等指标进行测定。通过该实验学生能够掌握酸奶的加工工艺和评价方法，同时具备了新产品开发的理念和技能。

1.2 工程认证背景下专业实验与实训教学现状

随着西北大学食品科学与工程专业工程教育认证工作的开展，2016年学院组织专家团队对本科人才培养方案进行了修订。修订版的培养方案中加大了实践教学的投入，因此增加专业实验的学分，要求该实践课程在毕业要求中重点支撑“科学研究”和“个人与团队”，同时支撑“使用现代工具”和“环境与可持续发展”赋予了实践课程更加重大的责任。课程负责团队根据修订后的培养方案修订了课程的教学大纲，一方面增加了实训内容，将课程名称修改为专业实验与实训。修改后的专业实验增加了功能性油脂粉的开发综合实验，增加的5个实训有果酒/白兰地生产操作实训、液态乳生产加工实训、压榨法制油操作实训、火腿肠加工实训。另一方面，增加了实验的内涵。根据该课程所支撑的毕业要求的指标点，设置了课程目标。此外，为配合该实践课程的开展和工程认证的需要，学院新建了果酒生产和榨油中试车间并购置全套设备，同时还购置了UHT灭菌设备、高压均质机和火腿肠生产斩拌机、灌装机等。

食品科学与工程专业实验与实训对毕业要求指标点的支撑及课程目标见表1。

表1 食品科学与工程专业实验与实训对毕业要求指标点的支撑及课程目标

该课程分为2个部分，一部分为专业实验，一部分为专业实训。专业实验以食品加工实验为核心，包含了食品化学、食品分析、食品物性学等内容，围绕西部地区特色农副产品如羊奶、红枣及苹果等开展综合加工实验。

2 OBE教育背景下食品科学与工程专业实验与实训教学改革

在工程认证的OBE教育背景下，“目标”“需求”“过程”“评价”和“改进”这5个关键词是任课教师一直需要思考的问题。同样，在专业实验与实训的教学过程中，更需要重视OBE理念的达成。食品科学与工程本科人才培养方案中的毕业要求就是该专业要培养学生具备怎样的能力，也就是“需求”，根据毕业要求制定了教学目标，明确让学生取得怎样的学习成果，即“目标”。

专业实验与实训已具备以上2个方面的要求，接下来就是如何有效地帮助学生取得这些学习成果，即“过程”。比如在课程目标1中，要求学生能够根据食品复杂工程问题，选择研究路线，设计实验方案。在该课程以前的教学过程中，对这部分内容的完成情况不好，在今后的教学中，所有实验的方案都要求学生自行设计，通过个人查阅资料，实验小组内讨论，确定小组的实验方案。在每次开始实验前进行方案汇报，指导教师认为切实可行后方可开始实验，否则修订后重新汇报。在课程目标2的完成过程中，也要增加内容，要求学生对实验数据进行多维度分析，综合评价，得出有效结论。在课程目标3的完成过程中，为了更好地让学生学会使用现代工具通过设计、模拟和预测实验结果，将对冷冻干燥实验进行升级，要求学生学会设计冻干程序，预测冻干结果，优化冻干工艺参数。此外还增加了一个UHT灭菌乳的实训，要求学生学会根据UHT的流量、盘管半径和长度计算杀菌所需要的时间，并分析其局限性。课程目标4是培养学生具备环境和可持续发展的理念，不仅要考虑食品加工过程中的废弃资源再利用，也要考虑节能减排、节水节电等措施。该目标看似容易达成，但要培养学生将该理念贯渗透到实验的各环节及未来的工作和生活中，是需要一个持续培养和改进的过程。课程目标5是要培养学生团队合作精神，因此增加了2个实训，在实训操作中设计不同的加工工序，各工序要求不同，需要团队成员间合理分工、协同联动、紧密配合才能完成任务。学院的榨油中试车间和火腿肠生产实训装置给学生提供团队合作的机会和场地，对课程目标5的达成起到了有力的支撑作用。

OBE教育理念中强调的“评价”，即建立怎样的评价机制反映学生对教学目标的达成程度。对实验方案汇报、实验数据记录和分析、现代工具的使用、环境与可持续发展理念、实验操作过程中的团队协作等环节，制定了比较全面的评分制度。该评分制度能够比较客观地反映学生对个目标的达成情况。

考核标准见表2。

表2 考核标准

OBE教育理念强调的最后一个问题是如何保证学生能够取得这些学习成果，即“改进”。想要培养出合格的食品科学与工程的工程师，并且达到国际互认的标准，是需要持续改进的，这也是工程教育认证的一个宗旨。这样就能在企业需求和人才培养之间形成了一个持续的良性循环。

OBE模式下企业需求和人才培养间的关系见图1。

图1 OBE模式下企业需求和人才培养间的关系

例如，企业研发人员需要具备科学研究的能力，如果本科毕业生这方面的能力没有得到充分的锻炼和提升，就很难适应研发岗位的工作。因此，专业实验与实训的教学团队需要与用人单位定期联系，通过用人单位给所培养人才的反馈意见，进一步整改教学和实验过程，从而培养出优秀的食品企业工程师。

3 结语

与传统专业实验相比，OBE教育理念指导下的食品科学与工程专业实验与实训，通过转变思想，以学生发展为中心，切实以培养学生的学习成果为导向，通过学生自行设计实验方案并完成实验，在一定程度上培养了学生的科学研究能力，并在实验过程中学会了使用现代工具的能力，同时具备环境与可持续发展理念和团队合作精神。通过实践课程的改革，使学生具备人才培养方案中相应的能力和素养，保障学生毕业后能够通过学习及培训顺利进入工作岗位，具备工作素质和能力，成为合格的国际化食品工程师。