摘要：“食品工厂设计”是食品科学与工程专业一门实践性、工程性都很强的专业课程，学生工程设计能力的培养是该课程教学的重要目标之一。基于小组协作的任务驱动式教学模式适合“食品工厂设计”课程的教学特点，倡导学生自主式、探究式学习，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生学习效率。研究表明，基于小组协作的任务驱动式教学模式在“食品工厂设计”课程教学中获得初步成功，也达到了培养学生实践能力和创新能力的预期效果。
关键词：食品工厂设计；小组协作；任务驱动式教学模式
中图分类号：G642 文献标志码：A doi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.025
Exploration on Task-driven Teaching Mode in Food Factory Design
CHEN Shoujiang，WANG Zhenjiong，WANG Haiou，WANG Rongrong，ZHANG Wei
（School of Food Science，Nanjing Xiaozhuang University，Nanjing，Jiangsu 211171，China）
Abstract：Food Factory Design is one of the professional courses in the curriculum of the major of food science and engineerin，which has the characteristics of practicality and engineering property. One of the important goals of the course is the cultivation of students engineering design ability. Task-driven teaching mode based on team cooperation is suitable for teaching feature of the course，advocates students autonomous and inquiring learning，and is beneficial to stimulate students" interest in learning and improving students" learning efficiency. Research shows that initial success is obtained and desired effect of cultivating students" practical and innovative ability is achieved when task driven teaching mode is used in the teaching of Food Factory Design.
Key words：Food Factory Design；team cooperation；task-driven teaching mode
隨着科学技术的不断发展，社会迫切需要既懂理论，又精通实践的复合型人才。这就要求当今的大学生不仅要掌握较强的理论知识，还应具备较强的实践应用能力[1]。科学的教学方法不仅要求学生在学习中获得“知识”，而且要求学生在实践中获得“技能”，因此必须重视知识的学以致用，任务驱动式教学模式应运而生[2]。任务驱动式教学是指由教师根据课程教学内容提出任务，学生带着具体任务进行学习，并在课程结束时完成此项任务。任务驱动式教学法是一种新型的教学方法，教师是学习情景的创设者、学习任务的设计者、学习活动的组织者和指导者；学生通过自主探索，以及与学生之间的相互讨论和协作，不仅可以加深对理论知识的掌握，而且可以增强实践操作技能，并逐步培养起分析问题和解决问题的能力。
“食品工厂设计”是集知识和技能于一体、且综合性和实践性均很强的一门课程，通过该课程的学习使学生初步掌握食品工厂设计的基本程序和方法，掌握查阅各种设计相关资料及国家相关设计技术标准的步骤和方法，结合课程设计和毕业设计完成工程师综合素质的基本训练，并最终能够独立对某一工厂或车间设计任务开展设计工作。因此，学生工程设计能力的培养是“食品工厂设计”课程教学的重要目标之一[3]，为达到这一目标，就必须结合食品专业特点和行业实际，改革现行教学模式与方法，细化课程设计的各个环节，培养学生进行实际工厂设计或车间设计的能力。
鉴于传统教学中存在的不足，教师在“食品工厂设计”课程教学中，以设计能力培养为目标，以课程设计为任务，引入了任务驱动式教学方法，经过几届学生的教学尝试，获得了较好的教学效果。
1 “食品工厂设计”教学中存在的问题
根据食品科学与工程专业培养方案及工程认证的要求，食品专业的毕业生应该具有食品新产品研究与开发、食品工程设计与质量控制及企业技术管理能力[4]。食品科学与工程专业的工程教育专业认证要求食品科学与工程专业的课程内容应该向工程方面倾斜，要求学生不仅要具有扎实的食品方面基础和专业理论知识，而且要有食品工程方面的知识和技能[4]。目前，大多数高校开设的食品科学与工程专业，由于相关工程类课程设置比较薄弱，学生主要以毕业论文为主，毕业设计的比例严重不足或质量不高，这与工程教育专业认证的要求存在一定的差距[5]。
传统工科专业课的单纯课堂授课模式，已经远远不能适合当今工科专业的发展。这种教学模式不仅枯燥无味，而且会导致学生动手能力缺乏[6]。目前，许多高校的“食品工厂设计”课程教学内容几乎全部为课堂讲授。课程的考核方式仍然以闭卷考试为主，而实践教学即课程设计部分则往往放在课程结束之后或毕业实习阶段完成。这种教学模式最主要的不足是将理论与实践割裂开来，忽视了课程的综合功能，使“食品工厂设计”课程的意义完全没有得到体现[7]。
鉴于以上传统教学方法所存在的问题，需要对“食品工厂设计”现行教学模式进行改革，在教学中重视学生的工程意识培养，激发学生学习兴趣，增加设计能力训练，提高学生的工程设计能力。
2 “食品工厂设计”呼唤行之有效的教学方法
以提高学生综合素质为核心的教学改革，促使了多种新的教学模式形成，任务驱动式教学就是基于这种教学理念下一种新的教学模式[8]。“食品工厂设计”课程引入任务驱动式教学模式，为学生创造模拟现实食品工厂设计的情境，引导和激发学生积极运用基本理论知识，通过集中参与教师精心设计的模拟现实情境设计任务，使“食品工厂设计”成为综合技能课，设计过程中的设计方案由学生独立思考，充分发挥了学生的想象力[9]，从而培养学生独立工作能力、创新能力、工程意识，以及分析问题和解决问题的综合能力。
在传统教学模式中，大多按照教材的章节顺序组织教学内容，而任务驱动式教学则是以任务为主线来重新组织教学内容。因此，在教学中，必须紧扣任务内容，细化课程设计的各个环节。通过课堂讲授，教师主要向学生介绍食品工厂设计工作所要达到的目标及主要考核指标。围绕食品工厂设计要素介绍相关理论知识，通过案例教学创造与真实环境相近的场景，给学生提供亲历情境的机会，激发学生设计的兴趣，进而转化成完成任务所必备的技能。
3 任务驱动式教学模式在“食品工厂设计”教学中的应用
任务驱动式教学模式是一种以学生为中心的先进教学模式，指将一个相对独立的任务项目交给学生，强调培养学生独立完成任务的能力。“食品工厂设计”是与生产实际密切相关的一门课程，具有很强的应用性，这使得结合实际模拟情境下的设计任务成为了可能。首先，教师通过对市场需求情况的调研，结合食品专业培养目标，拟定与实际生产相关的工厂设计题目，然后将学生分成若干小组，项目小组根据自己的兴趣爱好选取对应的工厂设计题目，根据指导教师下达的设计任务（主要产品和规模等）确定各组员工作内容和目标，之后各组员通过阅读教材和查阅资料，获取工厂设计过程中所需的知识，利用这些所学的知识自主完成设计任务，指导教师在学生设计过程中，定期为学生做咨询、指导与解答疑难等工作。任务驱动式教学方法的基本工作流程为明晰目标→设计任务→任务实施→效果评价。
3.1 制订目标
“食品工厂设计”课程主要是让学生以设计小组形式模拟完成一家食品工厂的设计。由于设计任务的工作量较大，学生多以小组协作形式来完成任务，通常将班级学生划分若干小组，每组3～4人，分工协作，共同完成一个设计题目。同时，鼓励学生将课程设计与毕业设计结合起来，如果是毕业设计，则必须是一人一题。
3.2 创设情境，提出任务
教师可结合当地食品行业现状出题，如果由学生结合自身创业意向选题则更具有现实意义。因为学生是首次模拟设计，所以一般选择以中小型建设规模的食品工厂较为合适。例如，将36人的班级人员分为焙烤食品厂、饮料厂和挂面厂3个大组，每组12人，每个大组分为4个小组，每组3人。同时，要求4个小组的年生产量分别为100，200，500，1 000×104 t。由于每个小组的生产量、设计参数、经验参数选取不同，物料衡算、水电汽用量均不同，所选的设备型号及数量也有所差别[10]。所以，这种分组方式防止了类似小组的抄袭，提高了每位学生的动手能力[11]。
3.3 任务实施
在任务驱动式教学中，教师布置任务后，设计小组成员首先要熟悉设计内容，学习设计所需的相关基本理论知识，进行一定深度的调查研究，确定生产规模，进行厂址选择，然后开展产品方案编写、工艺流程设计，查阅资料、收集有关定额指标、对食品工厂物料、水、电、汽等进行衡算、对食品工厂设备进行选型和计算、对主要生产车间进行布置设计，以及用CAD制图软件绘制工厂总平面布置图、工艺流程图、生产车间平面布置图等。同时，还需要对工厂建设投资进行经济技术分析，如盈亏平衡点分析、投资回收期计算等。
为了完成设计任务，各设计小组需要主动去查阅相关资料，甚至需要去相关企业进行调研，学习主动性被充分调动起来，有利于培养学生自主学习的能力。小组成员之间需要经常性地进行相互讨论，这不仅能够增强学生之间的交流沟通能力，而且能够有效地培养起小组成员间的协作意识及团队合作精神。
3.4 任务驱动式教学效果评价
现行的考核方式主要包括平时成绩和理论考试，不能客观反映学生对该课程的真正掌握情况[12]。科学设计成绩考核评定方法，对提高课程教学质量有良好的促进作用。由于引入了任务驱动式教学模式，“食品工厂设计”课程总成绩由过程考核（30%）、课程设计答辩考核（40%）和期末考试（30%）3个部分构成。
（1）过程考核。每一教学单元，教师布置单元实训任务，每个学生均要完成。
（2）课程设计答辩考核。各设计小组在设计工作结束后，完成了工厂设计文件的撰写和主要图纸的绘制工作，利用课程的最后2節课进行各小组的汇报和答辩。由教研室教师组成的评分组进行现场提问、评分，最后由指导教师进行点评，并形成记录[13]。
（3）期末闭卷考试。主要考查学生对于课程基础知识点的掌握程度。
这种综合性的考核方式不仅考查了个人对知识的掌握程度，而且也考查了团队合作的成果。通过学生对该课程设计的深度参与，有利于提高学生的工程设计能力和工程实践能力，从而为今后工作学习奠定良好的基础[11]。
4 结语
教学实践证明，基于小组协作的任务驱动式教学模式彻底打破原有传统的、枯燥的、抽象的教学模式，充分尊重了学生学习的主体地位，适合“食品工厂设计”课程的教学特点，有利于提高教学质量。但是，学生对这种新的教学模式需要有一个适应过程，同时学生以小组形式完成一项较大型任务，设计会更多地体现学生的个性化，且无统一标准答案，这些都对教师时间和精力投入要求更大。但是，这种以学生为中心、理论联系实际的教学模式能够有效激发学生的学习兴趣，有利于提高教学质量、有利于工程应用能力的加强、有利于高素质创新人才的培养。
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