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摘要：針對工程教育認證背景對食品工程原理的教學要求，通過分析并設計課程性質、課程目標、教學目標和教學方法，使學生掌握食品單元操作過程和理論，同時具備工程問題分析的邏輯思維方式和科學研究素養，最終體現該課程以學生為中心、以產出為導向并持續改進的教學理念。
關鍵詞：食品工程原理；工程教育認證；教學設計
1工程教育認證概述
工程教育認證最早起源于20世紀30年代的美國，其為國際上最具權威性和影響力的工程教育本科學位互認協議之一。該協議由美國、英國、加拿大、愛爾蘭、澳大利亞、新西蘭于1989年簽訂，協議的核心內容是可比性和等效性，即用于工程教育認證體系具有可比性，經過認證專業培養的畢業生獲得的能力是等效的。工程教育認證是專業認證機構對高等教育機構開設的工程類專業實施的專門性認證，專業認證機構由專門的職業或行業協會、專業學會、該領域的教育專家以及相關行業的企業家組成[1]。2016年中國加入國際工程聯盟《華盛頓協議》，其他成員國認可中國工程教育認證專業（質量）的實施等效性。工程教育的基本理念是以學生為中心，以產出為導向，并持續改進。針對具體課程，有不同的要求。食品工程原理課程是一門以力學、動力學、熱力學、傳熱學和傳質學為理論基礎的學科基礎課程。該課程主要研究食品工業生產中各種傳遞過程和與之相應的單元操作的基本原理、內在規律，傳遞過程的平衡關系及其影響因素，常用設備工作原理及過程的計算方法。食品工程原理課程是進行食品機械設計和選型配套、保證工藝過程準確實施的必備知識，是食品科學與工程專業的主干課程之一。目前，已對工程教育認證背景下食品工程原理課程內容[2]和成果導向（OBE）模式進行了改革與研究[3]，但是未對具體的教學設計進行分析和設計。為了更好地符合工程教育認證要求，須對其教學目標、課程目標、課程教學方法進行重新思考和設計。
2食品工程原理課程目標和教學目標設計
食品工程原理課程的教學目標是引導學生學習相關知識和工程分析思維方式、掌握工程知識，提高學生的專業工程能力。通過本課程的學習，使學生掌握動量、熱量、質量傳遞過程規律和基本原理，并能通過分析單元操作過程，運用基本理論解決食品生產中的工程理論、工藝計算、設備選型/計算等復雜工程問題；同時培養學生分析工程問題的邏輯思維方式和科學研究素養，為學習“食品工藝學”“食品機械與設備”等課程打好工程技術、邏輯思維、科學素養方面的基礎。要根據畢業要求進行設計[4]，考慮學校功能定位和食品科學與工程專業特色，進行食品工程原理課程目標設計，使之強有力地支撐畢業要求。課程目標具體包括兩方面：一是掌握動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞基本原理，能夠科學對食品操作單元過程進行分析和理論推導；二是利用所學動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞基本原理，對單元操作中的工藝過程和設備選型進行分析和計算。
3食品工程原理課程教學方法設計
食品工程原理課程的教學以課堂講授為主，對于部分簡單文字性敘述的章節要求學生自學。在課堂教學過程中充分利用實驗室的實驗設備及元件模型，引導學生通過實驗來理解三傳基本原理和性能特點。另外，通過課堂討論、作業測驗等多種形式，結合后續的食品工程課程設計共同實施教學過程。
3.1課堂講授。講解流體力學基礎、傳熱、過濾、吸收和萃取、干燥，并結合大量工程實例講解三傳理論在食品工程中的應用。教學過程中充分利用教學視頻動畫、網絡相關視頻、實驗室設備，讓學生通過直觀感受認識食品工程原理現象、理解三傳基本理論，提高學生對食品工程原理課程的興趣。使學生掌握利用基本理論的方法，并最終具備分析復雜的食品工程問題，具備在工程實際應用中進行設計和計算的能力?？蓪⑼榻虒W法引入理論教學中，以此取得良好的教學效果。通過同伴教學設計，包括教學法設計、課上測試、課后預習以及教學考核等教學環節，提高食品工程原理課程的教學效果[5]。
3.2課堂問答和分組討論。課堂問答和分組討論分別培養學生的個人思維能力和團隊協作能力。對于課堂問答，可以提出如黏性的物理本質是什么，雷諾準數的物理含義是什么，什么是離心泵的氣蝕、氣縛現象，熱導率、對流換熱系數和總傳熱系數的物理意義是什么，什么是相間傳質的雙膜模型，什么是濕基含水量，什么是平衡相對濕度，什么是食品等溫吸附線等問題，引導學生回答。對于課堂分組討論，針對食品單元操作基本原理和應用提出討論題目，分模塊進行分組討論，由推選出的負責人進行歸納闡述；也可通過學生說課的方式引導學生自主認知食品工程原理，使學生自主認知課程及其知識點，提高學生的邏輯思維能力、語言組織和口頭表達能力[6]。課堂問答、分組討論的設計內容及時間具體安排如表1所示。討論內容包括教師提出問題、學生思考、分組討論、答案提交、教師統計得分、教師講解等幾個步驟，每個步驟的時間控制在0.5～2分鐘。課上討論總時間控制在6分鐘以內，占一節課教學時間（45分鐘）的13%左右。
3.3平時作業和小測。以基本原理分析為主，對教材課后配套習題進行篩選，結合課程要求有針對性地布置并覆蓋課程所有的重要知識點。認真批改作業，并做到全批全改。對作業中出現的典型錯誤，特別是概念性和原則性錯誤，在課堂上進行及時講解。課程結束前10分鐘可進行小測，以便階段性地了解學生對課程的掌握情況，在下一階段的教學中及時改進教學方法。
3.4實驗。通過實驗環節進一步加深學生對食品工程基本原理的理解，要求學生能對比實驗數據和結果，解釋實驗和理論分析結果的差異；要求學生掌握每個實驗測定的基本方法，通過對實驗現象的分析，加深對基本原理的理解，能夠解釋并解決實驗過程中發生的各種現象，能獨立完成實驗操作，仔細觀察參數變化情況。同時培養學生綜合運用所學知識分析問題的能力、動手實踐的能力，以及嚴謹的科學態度和團隊協作的素質。另外，可將同伴教學法引入實驗教學環節中，通過對同伴教學法的實施過程和實施方案進行設計，提高食品工程原理課程的實驗教學效果[7]。
3.5自主學習。為了提高學生的自主學習能力，設計3個訓練項目，如文獻閱讀（見表2）、課堂三問（見表3）、思維導圖（見圖1）。其中，思維導圖是學生對學習內容進行歸納總結而畫出的邏輯思維圖，課堂三問是由學生自主提出與本課程相關的最有代表性的三個問題。
3.6持續改進。課程末期進行一次課程目標達成度問卷調查。課程目標達成度問卷是以題目的形式反映學生對課程目標的完成情況，以求在以后課程教學中不斷改進教學方案，提高課程目標的達成度。另外，為了跟蹤學生的學習情況，繼續改進課程目標，將食品工程原理、食品工程原理課程設計、食品工廠設計課程的教學教師固定，以便教師了解每個學生的學習情況，進行個性化輔導。
作者:肖滿 匡映 倪學文 康旭 吳考 單位:湖北工業大學生物工程與食品學院
