基于工程教育专业认证的食品科学与工程专业课程体系构建与优化

2019-08-12张国强高建纲季长路蔡为荣王顺民朱秀灵

滁州学院学报 2019年2期

张国强，高建纲，季长路，蔡为荣，王顺民，朱秀灵

《华盛顿协议》是针对工程教育认证的一种国际互认协议，本协议旨在通过工程教育标准的互认和工程教育认证体系实现工程学位互认，为工程师资格国际互认奠定基础。我国于2016年6月正式加入《华盛顿协议》，标志着我国工程技术人才的培养迈上了新台阶，同时也对工程技术人才的培养质量提出了更严格的要求[1,2]。

以《华盛顿协议》为基础，教育部成立了认证委员会，在全国范围内推行了工程教育认证。目前，已有多所高校的食品科学与工程专业通过认证，包括江南大学、华南理工大学等，安徽省内高校目前只有合肥工业大学的食品科学与工程专业通过认证[2]。安徽工程大学食品科学与工程专业源于食品工程本科专业，1984年在安徽省率先培养食品专业人才。1998年调整为食品科学与工程专业，2014年分获安徽省“卓越人才教育培养计划”和国家级“卓越农林人才教育培养计划改革试点”立项建设，2017年提交了专业认证申请，并于2018年12月通过专家组进校现场考察。本文在分析工程教育专业认证对课程体系要求的基础上，聚焦学生创新能力的提高，以安徽工程大学食品科学与工程专业课程体系改革为例，探讨如何构建能力导向的课程教学体系。

1 基于工程教育专业认证标准的课程体系改革概况

课程体系设置是否合理、有效，会对大学生的实践与创新能力产生直接影响，进而影响培养目标的实现与毕业要求的达成。因此，各高校在工程教育专业认证过程中积累了自己的经验，提出了各个专业课程体系的改革思路与做法。

南京航空航天大学的颜应文等论述了能源与动力专业工程认证的必要性，结合航空航天特色，优化了能源与动力专业的课程体系，并制定了专业学习目标和进程图[3]。东华理工大学的叶益信等对勘查技术与工程专业的工程教育认证进行了论述，从构建内容和构建过程等方面进行了实践与总结[4]。西安建筑科技大学的李小明等以成果导向为目标，根据毕业要求设置相应的课程体系，最终优化了冶金工程专业的课程体系[5]。北京林业大学的程翔以环境工程为例，认真对标工程教育认证标准和要求，并逐项落实到实际教学环节，同时改进了环境工程专业课程的考核方式[6]。东北林业大学的邸明伟等按照专业认证的标准，构建了高分子材料与工程的课程教学体系，从四方面具体安排了专业课程体系，并证实了该课程体系的有效性[7]。福建农林大学的滕慧等论述了我国食品科学与工程专业理论教学的现状，从食品科学与工程专业理论教学的角度进行课程体系的构建[2]。安徽工业大学的汪永明以机械专业为例，在分析工程教育认证标准的基础上，探讨了课程体系改革的基本方法和思路，并构建了新的课程体系[8]。

2 食品科学与工程专业课程体系的构建

参照工程教育认证标准“通用标准”和“补充标准—食品科学与工程专业”，结合教育部食品类专业教学指导委员会“食品科学与工程类专业本科教学质量国家标准”的要求，统筹我校高素质应用型人才的人才培养特色，进行本专业课程体系的构建。

为达成本专业培养目标和毕业要求，适应社会和用人单位对食品科学与工程专业毕业生在知识、能力和素质等方面的需求，按照学校的统一安排，本专业一般每2～4年制定(修改)一次专业培养方案。培养方案的修订由分管教学副院长主持，参与修订人员主要包括学院教学指导委员会、专业负责人、行业企业专家、专业教授和骨干教师，同时征求毕业生、用人单位和兄弟院校的意见。课程体系的修订和培养方案(指导性教学计划，包括培养目标、毕业要求、课程体系等)的修订同时进行，建立能力导向的教学课程体系(图1)。

图1 能力导向的食品科学与工程专业课程体系的构建框架

2.1 构建支持毕业要求的达成课程体系

由课程小组(含企业专家)与课程负责人共同起草获批的本专业课程体系，课程体系主要由公共基础教育、学科基础教育、专业教育、专业选修、实践、综合教育等5个模块。理论与实践教学与毕业要求均建立关系矩阵。要求达到：1. 每项毕业要求都有3～6门课程支撑；2. 每门课程都承担了实现毕业要求指标点的任务；3. 主要课程与核心课程有：马克思主义基本原理、高等数学Ⅱ、大学英语、无机及分析化学、有机化学Ⅱ、物理化学Ⅱ、生物化学、微生物学、食品化学与营养学、食品工程原理、C语言程序设计、食品技术原理、食品机械与设备、食品工艺学等，发挥了强支撑的作用，每项毕业要求指标点未出现密集重叠、均有合适的课程支撑。整个课程体系能够支撑“通用标准”全部毕业要求。

2.2 构建以课程目标为导向的课程体系教学大纲

遵循《安徽工程大学关于制订2016级本科专业人才培养方案的实施意见》中课程教学大纲制定原则：以更新教育理念为先导，以提高教学质量为目标，以课程体系和教学内容改革为主线，遵循专业发展规律，发挥专业特色和优势，引入先进的工程教育模式及“OBE、以学生为中心、持续改进”理念，制定符合人才培养方案的培养目标和毕业要求的课程教学大纲。学生通过课程学习所获得的能力即为课程目标，课程目标要与一个或多个毕业要求(指标点)建立联系，并设计其相应的测评内容、评测方法及评测标尺。要求在作业、考题、分析、设计、实验中体现，从而达到真正能够评测出学生在培养目标上的实现程度。

2.3 构建基于“解决复杂工程问题”能力培养的支撑课程

毕业要求的核心内容之一是培养具有“复杂工程问题”的能力。“食品复杂工程问题”界定为不可预见的因素、以往未出现的场景和不常见的问题，需要从基本原理出发，通过抽象的、创造性的分析和合适的建模，从新的角度、采取新的技术路线和工程方法去解决[9]。本课程体系设置通过：1. 基础课加强识别、表达和分析复杂工程问题能力的培养；2. 专业核心课加强分析/设计/研究能力的培养；3. 综合性实践课以“解决复杂工程问题”能力的培养为目标，锻炼学生综合运用所学知识解决现实问题的能力[3]。其次从重点课程与专业核心课程设置来支撑毕业要求的实现和“解决复杂工程问题”能力的培养。

3 食品科学与工程专业课程体系的优化

依据国家工程教育专业认证标准和教育部食品类专业教学指导委员会“食品科学与工程类专业本科教学质量国家标准”的要求，以培养具有社会责任感、创新精神、创业意识和实践能力的高素质应用型人才为目标，对安徽工程大学食品科学与工程专业课程体系进行优化。

按照“中国工程教育认证通用标准”和“补充标准—食品科学与工程专业”对课程进行分类统计。本专业实行学分制，修满197.5学分准予毕业。学分主要通过上课、实践、实习、毕业设计(论文)等途径获得。数学与自然科学类课程31.5学分，占毕业要求学分的15.95%(≥15%)；工程基础、专业基础及专业类课程67.0学分，占毕业要求学分的33.92%；工程实践与毕业设计(论文)类54学分，占毕业要求学分的27.34%；人文社会科学类通识课程共43学分，占毕业要求学分的21.77%。课程学分比例与工程认证通用标准要求完全吻合，课程体系设置满足《工程教育认证标准》的要求(见表1)。

表1 食品科学与工程专业培养计划各类课程学分统计表

3.1 数学与自然科学类课程

食品科学与工程专业数学与自然科学类课程属于基础类课程，是需要该专业学生必须掌握的，按照工程教育专业认证标准要求，该类课程至少占总学分的15%[10]。安徽工程大学食品科学与工程专业按照此标准进行了优化设置：数学主要包括高等数学和线性代数等，总共13.0学分；自然科学类课程包括大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、无机及分析化学实验、有机化学实验等，总共14.0学分；生命科学基础课程包括微生物学和基础生物化学等，总共4.5学分。共计31.5个学分，占总学分的比例约为16%，达到了标准要求，同时满足“食品科学与工程类专业补充标准对课程设置”的要求。

3.2 工程基础类、专业基础类与专业类课程

工程基础类和专业基础类课程主要培养学生的应用能力，而专业类课程主要培养学生实现能力和系统设计[3]。工程基础类课程主要包括大学计算机基础、C语言程序设计、工程制图基础、制冷技术等，总共13.0学分；专业基础类课程主要包括仪器分析、食品化学、食品营养学、食品工程原理、食品检测技术等，总共16.5学分；专业类课程主要包括专业导论、食品机械与设备、食品工厂设计、专业前沿、食品安全学、食品工艺学、食品酶学、食品包装学、食品高新技术和食品发酵工程等总共23.0学分。三部分共52.5学分，占总学分33.92%，满足通用标准“符合本专业毕业要求的工程基础类课程、专业基础类课程与专业类课程(至少占总学分的30%)”的要求[10]。

3.3 工程实践与毕业设计

制定完善的教学实践体系，与企业开展合作，并在企业进行实习和实训，培养学生的动手操作能力和创新发展能力，对毕业设计(论文)的指导和考核有企业或行业专家参与。主要包括：1. 军事训练，培养学生过硬的身体素质与吃苦耐劳的精神；2. 课程实验，主要包括无机及分析化学等基础实验课程和食品工艺学实验等专业实验课程，培养学生基本实验技能和实际操作能力；3. 课程设计，针对学生对基础课程的实际应用能力进行培养，主要有：食品工程原理课程设计、食品机械与设备课程设计等；4. 团队实践教学，以小组为单位开展，培养学生的团队合作意识和组织协调能力；5. 企业学习，本专业学生在校期间主要有三次到企业学习的经历，企业实习基地的生产认识实习、企业实践和毕业实习，系统地强化学生的工程观念，培养分析与解决问题的能力；6. 毕业论文(设计)，是本科教学的最终环节，在学生综合实践能力和素质培养上起着重要的作用，是达成毕业要求的综合性实践教学环节。本专业的毕业设计(论文)主要分为工程设计、试验研究等类型，80%以上选题来自国家、省部级和企业委托项目，毕业设计(论文)工作中“理论联系实际”、“工程实践与科研相结合”得到有效落实。工程实践与毕业设计部分总共54学分，占总学分的27.34%，满足通用标准(至少占总学分的20%)要求[10]。

3.4 人文社会科学类通识教育课程

通过人文社会科学类通识课程的学习，要求学生在人文素质与涵养、价值观导向、合作与交流、创新与竞争意识等方面得到必要的锻炼和提高。主要包括大学语文、马克思主义基本原理、中国近现代史纲要、形势与政策、思想道德修养与法律基础、大学外语、大学体育、大学生心理健康教育、大学生职业发展与就业指导、军事理论以及艺术教育类、自然科学类、人文社科类和工程技术类等公共选修课，共51学分，占总学分的21.74%，满足通用标准“人文社会科学类通识教育课程(至少占总学分的15%)”要求[8,10]。

3.5 体现专业特色与工科特点

食品科学与工程专业具有学科交叉方向多，基础知识多等特点，毕业生大多数从事生产或研发性质的工作，除理论知识外，还需要掌握一定的工程技术能力，因此，必须考虑专业特色与工科特点，将《机械制图》、《食品工程原理》等列入主干核心课程，适当加大理论和实验学时数[2]。

另外，将实验内容多的课程独立于理论课程，进行单独设置课程，以满足培养本专业工程技术能力的需要。实验单独设课，不是将部分课程的实验内容单独剥离，而是进行资源的整合，避免实验内容的重复，加强学生综合运用知识的能力。如：在《食品工艺学》课程实验基础上，单独设置《食品工艺综合实验》课程等[11]。

3.6 着重培养科技创新能力

学校、学院积极为大学生科技创新能力的培养创造各种有利条件，鼓励参与各类科技创新活动，主要包括：1. 学院为所有学生配备学业导师，鼓励学生在学业导师指导下自行组队申报科研创新项目或参加导师的科研项目，进一步扩大学生参加科技创新活动的覆盖面；2. 鼓励学生参加各类科技竞赛，如：“挑战杯”大赛、食品创新大赛、节能减排大赛、生物标本制作大赛等，切实保证参赛项目的质量与创新性；3. 开设卓越班，同时聘请食品加工企业的高级管理人才作为兼职教授，并在实践环节中进行创新创业教育方面的授课[12]。

3.7 课程学习进程

大学期间各门课程之间是相互衔接的，因此需要制定合理的教学计划体系，通盘考虑各学期课程学习进程。食品科学与工程专业各学期课程学习进程，如图2所示，主要由通识课程、学科基础课程、专业课程、实践环节组成。通识课程包括马克思主义基本原理、高等数学、线性代数、大学英语、就业创业指导等必修课14门和素质教育选修课9门；学科基础课程主要包括专业导论、无机及分析化学、有机化学、工程制图基础等必修课9门和选修课5门；专业课程包括食品工程原理、食品化学与营养学、食品微生物学、食品机械与设备等专业必修课12门和选修课3门；实践环节涵盖工程实训、课程设计、实习、综合实验与训练、企业实践、毕业设计等。