工程教育专业认证是国际通行的教育质量保证制度，为实现向国际工程领域输送人才提供质量保证^[1-2]。基于成果导向的教育（OBE）模式是国际工程教育领域的主流思想，也是工科专业教学改革的前沿方向，以学生为中心、成果导向、持续改进是其倡导的三大基本理念^[3]。持续改进是提高人才培养质量的重要环节，而课程体系改革是持续改进的重要组成部分，课程体系质量的高低将直接影响本科人才培养的质量^[4-5]。

《食品机械与设备》是食品学科的专业课程，是食品专业工程教育认证的重要环节，通过阐述食品机械设备的结构、原理、特点及选型，结合食品生产线设计理念，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生在食品的生产加工、开发食品新产品等项目的工程设计上，可以熟练地对生产设备进行选型，提高学生工程设计能力，为学生毕业后从事各种食品生产和科研工作打好基础^[6-8]。该课程支撑了多项学生的毕业要求指标点和能力的培养。

本文结合食品科学与工程专业人才培养目标，融合OBE理念，对《食品机械与设备》课程达成度评价进行了探究。首先确定课程目标与毕业要求的对应关系，之后制定教学内容和考核方式，设计课程目标达成度评价方法及评价体系，最后对课程目标达成情况做出评价，并提出改革措施，以期通过持续改进提高教学质量，实现人才培养目标。

1.   建立课程目标

课程目标是课程实现制度化的具体要求，是课程内容设计、过程实施及课程评价的重要依据。根据工程认证对毕业生培养目标的要求，学生毕业需要达成12项工程指标点，包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。《食品机械与设备》是食品科学与工程专业的基础必修课，需要支撑毕业要求指标点中的3个指标点。为了明确《食品机械与设备》课程目标与毕业要求的关系，更好地使课程体系服务于毕业要求，提升学生的创新能力和综合素质，基于OBE理念建立课程与毕业要求的相关度矩阵，如表1所示^[9-13]。通过课程目标的制定，明确了学生完成课程学习应具备的能力，为教学活动的开展指明了方向。

表  1  课程目标与毕业要求指标点的对应关系

Table  1.  Corresponding relationship between curriculum objectives and graduation requirements

课程目标	课程目标内容	支撑毕业 要求指标点	毕业要求
1	掌握常见食品加工设备的基本原理、特点，能够利用食品加工设备的工作原理判断、分析影响食品工程问题的关键环节	2-2：能基于用数学、物理、化学、生物学原理和数学模型方法正确表达食品工业的复杂工程问题	2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理分析食品工程中的复杂工程问题
2	学习不同类型食品加工设备的结构单元、关键部件、适用范围，能够针对食品工程问题及食品工业的特定需求，设计多种解决方案，并明确方案的合理性	3-2：能够针对食品工业的特定需求，完成单元（部件）的设计	3.设计/开发解决方案：能够设计针对食品工程复杂工程问题的解决方案
3	学习不同食品生产线的特点和生产工艺、设备选型及流水线设计，掌握AutoCAD制图设计典型食品生产线，能够对食品生产中的具体工程问题进行模拟与预测，以便完成食品生产设计任务	5-3：能够针对食品工业的具体对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性	5.使用现代工具：能够针对食品工程复杂工程问题，开发、选择，并使用恰当的现代工程和技术的工具

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2.   基于OBE的课程教学内容设计

根据OBE理念，课程教学以课程目标为导向，课程目标对应人才培养方案中的毕业要求指标点，课程的相关知识单元需对应课程目标。根据食品科学与工程专业人才培养方案及《食品机械与设备》教学大纲中的相关规定，该课程共2学分，32学时，相关教学内容与对应课程目标的关系见表2。由表2可见，《食品机械与设备》课程教学内容设计可使每部分的教学内容都能契合课程目标，所设课程目标都能在相应的教学单元得到支撑。

表  2  《食品机械与设备》课程教学内容与课程目标的对应关系

Table  2.  Supporting relationship between teaching content and curriculum objectives of Food Machinery and Equipment

教学单元	课程教学内容	对应课程目标
一、食品机械发展概论	食品加工工业、食品机械工业的发展现状 食品机械与设备的特点和分类	课程目标1 课程目标2
二、食品预处理机械与设备的基本知识	物料输送机械与设备 清理与清洗机械与设备 分选、分级机械与设备 混合与均质机械与设备	课程目标1 课程目标2
三、食品加工机械与设备的基本知识	杀菌机械与设备 浓缩与干燥机械设备 成型机械与设备 冷冻机械与设备 包装机械与设备	课程目标1 课程目标2
四、典型食品生产线介绍	糖果生产线介绍 饮料生产线介绍 奶制品生产线介绍	课程目标2 课程目标3

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3.   基于OBE的《食品机械与设备》课程考核评价方式

课程考核评价的科学性在一定程度上决定课程目标达成的准确性和客观性。依据OBE理念，《食品机械与设备》课程的考核需涵盖知识、能力和素质三个方面的要求^[7]。《食品机械与设备》的课程考核方式中，平时成绩和期末考试成绩体现学生的知识和能力，课程实践成绩体现学生的综合素质。因此，《食品机械与设备》课程的成绩由平时成绩、实践成绩和期末考试成绩组成，分别占比为20%、30%及50%（见表3）。其中，平时成绩包括课堂表现、平时作业，对应课程目标1、2、3；实践成绩是以观摩、操作部分食品机械设备为基础的实践报告，考查学生如何将课本知识应用于实际生产，故对应课程目标2、3；期末考试试卷由选择题、名词解释、简答题及论述题组成，选择题和名词解释主要考查学生对食品机械设备的定义、原理、分类的掌握，简答题主要考查学生对不同类型设备的工作原理、应用范围的掌握，论述题主要考查学生对食品加工生产线的设计能力，包括核心设备的选型、参数设置、技术路线设计等，故对应课程目标1、2、3。

表  3  课程考核评价方式

Table  3.  Evaluation method for curriculum assessment

课程考核方式	平时成绩		课程实践	期末考试
	平时作业	课堂活动
目标分值（%）	10	10	30	50
考核具体内容	课堂小测验（选择题、填空题）、课后习题（简答题）	课堂提问、出勤	撰写观摩、操作部分食品机械设备（高压均质机、超高温灭菌、板床过滤、喷雾干燥等）为基础的实践报告，考查学生如何将课本知识应用于实际生产	选择题、名词解释、 简答题及论述题
对应课程目标	目标1、2、3	目标1、2	目标2、3	目标1、2、3

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4.   课程目标达成度评价

4.1   课程目标达成度评价方式的建立

通过有效的课程目标达成度评价可及时发现课程教学过程中各个教学环节或教学内容中存在的问题和不足，然后提出持续改进的措施和方案，不断提高课程的教学质量，促进课程目标的实现和毕业要求的达成^[14]。《食品机械与设备》的课程目标达成度的计算见表4。

表  4  课程目标达成评价方法

Table  4.  Evaluation method for achieving curriculum objectives

评价依据	课程目标权重			课程目标达成评价
	目标1	目标2	目标3
平时作业（10%）	0.4	0.4	0.2	课程目标（n）达成评价=（An1+Bn1+Cn1+Dn1）/（An0+Bn0+Cn0+Dn0）
课堂活动（10%）	0.5	0.5	−
课程实践（30%）	0.2	0.6	0.2
期末考试 （50%）	0.4	0.3	0.3
注：n=1，2，3；An1，Bn1，Cn1，Dn1为考核项实际平均得分；An0，Bn0，Cn0，Dn0为考核项设置得分；XnA-nD为课程目标对应的权重。

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根据《食品机械与设备》教学大纲，平时成绩一般为简单的提问和测验，反映学生对基本知识的熟悉程度，课程目标1对应的指标点为能基于数学、物理、化学、生物学原理和数学模型方法正确表达食品工业的复杂工程问题，课程目标2对应的指标点为能够针对食品工业的特定需求，完成单元（部件）的设计，故课程目标1和2所占的权重较高。课程实践可反映学生的知识应用能力，能发现并解决工程问题，教学考核内容和课程目标2对应的指标点契合度较高，故课程目标2所占的权重较高。期末考试是考查的是学生对基本知识的掌握及运用能力的全面考查，涵盖了三个课程目标对应的指标点，故各个目标的权重较为均衡。

4.2   课程目标达成度评价

4.2.1   课程目标总体达成度分析

为了验证制定的课程考核方式、成绩比例及课程目标达成度评价的合理性和实际可操作性，以上海理工大学2018级24名食品科学与工程专业学生的《食品机械与设备》成绩为例，分析课程目标达成情况评价，并对相应问题做持续改进。

课程目标总体达成度如图1所示，课程目标1、2、3的平均达成度依次为0.892、0.811、0.883，均大于预期达成度0.70，说明本课程3个课程目标均已达成。然而，对比分析不同目标的达成度可知，课程目标2的达成度明显低于课程目标1、3的达成度，说明学生设计、解决复杂工程问题的能力相对较弱，后续通过问题导向教学，将食品加工过程中存在的问题抛向学生，培养学生如何将已有的知识与经验与实际问题相结合从而解决问题的能力。

图  1  课程目标达成度

Figure  1.  Achievement degree of curriculum objectives

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4.2.2   学生个体课程目标总体达成情况分析

课程目标1的内容为掌握常见食品加工设备的基本原理、特点，能够利用食品加工设备的工作原理判断、分析影响食品工程问题的关键环节。课程目标1的达成度为0.892，高于预期值0.70，说明学生很好地掌握了食品机械设备的基本原理、特点等基本知识（图2）。分析失分的试题表明：选择题第6题（选择常温酸奶无菌处理的合适热交换器）、第10题（适合预制盒式的包装食品种类）失分较多，说明同学们对热交换器的工程应用不熟练，对不同无菌包装的应用不熟悉，需加强相关内容的教学。

图  2  课程目标1达成度

Figure  2.  Achievement degree of curriculum objective one

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课程目标2的内容为学习不同类型食品加工设备的结构单元、关键部件、适用范围，能够针对食品工程问题及食品工业的特定需求，设计多种解决方案，并明确方案的合理性。课程目标2的达成度为0.811，高于预期值0.70，表明学生较好地掌握了不同类型食品加工设备的结构单元、关键部件、适用范围等知识。但有1名学生的课程目标达成度低于0.70，3名学生的课程目标达成度接近0.7，说明这几名学生的知识运用能力较差，分析问题、解决问题的能力不足，需对这几位同学单独指导，提高其对课本知识活学活用的能力（图3）。分析失分的试题表明，主要是名词解释第3题（湿法除尘设备）、简答题第9题（选择一款针对热敏性强、不可加热物料的浓缩设备，并说明其工作原理）失分较多，说明同学们对除尘设备、浓缩设备的工程应用不熟练，需提升相关内容的教学质量。

图  3  课程目标2达成度

Figure  3.  Achievement degree of curriculum objective two

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课程目标3的内容为学习不同食品生产线的特点和生产工艺、设备选型及流水线设计，掌握AutoCAD制图设计典型食品生产线，能够对食品生产中的具体工程问题进行模拟与预测，以便完成食品生产设计任务。课程目标3的达成度为0.883，高于预期值0.70，表明学生能够较好的将食品加工设备运用到实际生产中（图4）。但是，由于该部分考核内容较少，考核形式较单一，后期需适当增加考核内容，全面客观的对学生进行评价。

图  4  课程目标3达成度

Figure  4.  Achievement degree of curriculum objective three

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5.   持续改进

基于工程教育认证OBE模式中的持续改进理念，结合《食品机械与设备》课程达成度评价结果，主要改进措施如下：丰富教学内容，尤其是增加加工设备在实际生产中应用的案例讲解，通过案例引导学生如何将课本知识与实际生产相结合，学以致用；教学方式多样化，在传统的课堂教学模式上引入3D虚拟课堂、翻转课堂等新型教学模式，更形象地展示食品机械设备的原理和操作，强化食品机械单元（部件）的设计，以提高学习效果，激发学生的学习热情；考核方式多元化，在平时作业方面加大食品机械设备设计与创新应用的内容，增加学生练习食品工程单元操作设计和实际应用的频次，加强学生对机械设备基本原理、方法以及复杂工程问题的实际应用分析训练，提高学生的整体知识运用水平。

6.   结语

“新工科”背景下，更新教育理念，改进教学方法是提高教学质量和食品专业人才培养质量的关键。基于成果导向的教育（OBE）模式是国际工程教育领域的主流思想，是对传统教学模式的一种变革。持续改进是OBE教育模式的核心环节，而课程达成度评价是课程持续改进的重要手段和关键。在此背景下，制定了一套基于OBE理念的《食品机械与设备》课程目标达成度评价方法，可反映教学过程中存在的问题和不足，为进一步提升课程教学质量、培养符合新工科和工程认证要求的综合创新型应用人才提供依据和支持。