以能力為中心的食品工廠設(shè)計課程目標(biāo)達(dá)成評價

一、引言成果導(dǎo)向教育(outcome-basededucation,OBE)是目前國際上主流工業(yè)國家的工程教育理念,是一個聚焦學(xué)習(xí)產(chǎn)出以驅(qū)動全部課程活動和學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出評價的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng),1981年,由Spady率先提出后,經(jīng)過此后10年左右的發(fā)展,形成了比較完整的理論體系,至今仍被認(rèn)為是追求卓越教育的正確方向。[1]美國工程教育認(rèn)證協(xié)會全面接受了OBE教育理念,并將其貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終。2016年6月,我國成為國際本科工程學(xué)位權(quán)威互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式成員國之一,工程教育專業(yè)認(rèn)證現(xiàn)已成為我國高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分,對高等工程教育改革發(fā)展起到了積極而重要的推動作用。[2]OBE教育理念以能力培養(yǎng)為目標(biāo),采用反向設(shè)計思維,從目標(biāo)出發(fā)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生最終的學(xué)習(xí)成果是其關(guān)注的焦點(diǎn)。學(xué)生學(xué)得如何、學(xué)習(xí)內(nèi)容是否符合教育需求,都需要進(jìn)行教學(xué)評價。鑒于課程是高校人才培養(yǎng)目標(biāo)落地的基石,更是落實人才畢業(yè)要求的重要載體,課程目標(biāo)達(dá)成情況的評價就成為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、實現(xiàn)畢業(yè)要求的關(guān)鍵一環(huán)。[3]目前,有大量關(guān)于不同專業(yè)不同課程的課程目標(biāo)達(dá)成情況評價研究報道,但這些研究多集中于如何通過直接或間接方法進(jìn)行評價,對課程考核內(nèi)容是否針對能力目標(biāo)而設(shè)計的研究不足。在專業(yè)認(rèn)證的實踐中,部分專業(yè)雖然也建立了面向產(chǎn)出的課程目標(biāo)達(dá)成情況評價機(jī)制,采用了復(fù)雜的算分法對課程目標(biāo)達(dá)成值進(jìn)行計算,試圖通過一個數(shù)值反映達(dá)成情況,但由于課程的考核方法、考核內(nèi)容及評分標(biāo)準(zhǔn)均沒有針對能力目標(biāo)而設(shè)計,所獲得的評價結(jié)果并不能反映學(xué)生畢業(yè)要求的達(dá)成,始終停留在成果導(dǎo)向教育的形似階段。[4-6]徐州工程學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)于2018年通過中國工程教育專業(yè)認(rèn)證,多年來堅持OBE教育理念,聚焦課堂教學(xué)與考試、考核、評價向“面向產(chǎn)出”轉(zhuǎn)換,從單純的知識傳授逐漸向能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)換。本文以徐州工程學(xué)院食品科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的食品工廠設(shè)計課程為例,聚焦以能力為中心的課程考核內(nèi)容和考核方法,探討面向產(chǎn)出的課程目標(biāo)達(dá)成情況評價方法,并對評價結(jié)果進(jìn)行分析,提出持續(xù)改進(jìn)措施,旨在加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果,提高教師教學(xué)質(zhì)量,為工程教育認(rèn)證大背景下課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)提供一定的參考和依據(jù)。二、課程目標(biāo)課程目標(biāo)是課程的具體價值和任務(wù)指標(biāo),是課程實施和評價的依據(jù)。[7]課程目標(biāo)描述的學(xué)生能力應(yīng)體現(xiàn)本課程在課程體系中的地位和能力要求層次?！笆称饭S設(shè)計”作為食品科學(xué)與工程專業(yè)核心課程之一,以承擔(dān)學(xué)生工程設(shè)計能力的培養(yǎng)為核心任務(wù),對學(xué)生從事產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理、品質(zhì)控制等崗位職業(yè)能力有重要的支撐作用,是解決復(fù)雜工程問題能力的重要支撐課程。食品工廠設(shè)計課程的目的和任務(wù)是引領(lǐng)學(xué)生掌握食品工廠設(shè)計的主要內(nèi)容,遵循工藝設(shè)計原則,通過實操訓(xùn)練、案例分析、小組討論、企業(yè)實踐等方法,能夠應(yīng)用食品工廠設(shè)計方法進(jìn)行食品工廠工藝設(shè)計,提出非工藝要求,規(guī)范地撰寫設(shè)計說明書,提升工程倫理意識。食品工廠設(shè)計課程的具體目標(biāo)規(guī)劃如下。第一,學(xué)生能掌握食品工程項目全周期、全流程的基本設(shè)計理論、方法和技術(shù),能夠?qū)κ称饭S進(jìn)行合理的設(shè)計,優(yōu)化設(shè)計方案,能在設(shè)計中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。第二,學(xué)生能夠識別社會、安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素對局部或整體設(shè)計方案的影響。第三,學(xué)生能了解與理解食品工廠建設(shè)相關(guān)的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展理念、內(nèi)涵,知曉國家相關(guān)政策和法律法規(guī)。第四,學(xué)生能夠分析食品工廠設(shè)計方案實施后可能對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的影響,評價工程建設(shè)和產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售及使用等過程中可能對人類及環(huán)境造成的損害和隱患,制定合理的環(huán)境保護(hù)措施或方案。三、考核方式與考核內(nèi)容各課程目標(biāo)與考核方式的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。課程考核以考核學(xué)生的能力為主要目的,考核方式包括平時過程考核和期末考試兩個部分。平時過程考核包括作業(yè)、課堂互動、單元測驗等。作業(yè)為小設(shè)計,分為作業(yè)1和作業(yè)2。作業(yè)1為產(chǎn)品方案設(shè)計、工藝流程設(shè)計、物料衡算、設(shè)備選型、水電汽估算、勞動定員等。作業(yè)2為環(huán)境保護(hù)方案設(shè)計。此外,單元測驗為客觀題,考核學(xué)生對環(huán)境保護(hù)政策和法規(guī)的了解程度;課堂互動包括課堂討論、搶答、問卷調(diào)查等。期末考試以分析應(yīng)用、案例分析、計算題、看圖改錯、工藝設(shè)計等題型為主。表1課程目標(biāo)與考核方式的對應(yīng)關(guān)系(一)課程目標(biāo)1的考核課程目標(biāo)1與學(xué)生的食品工廠設(shè)計能力相關(guān),考查學(xué)生設(shè)計食品工廠的能力和創(chuàng)新意識。該目標(biāo)通過課后作業(yè)1和期末考試進(jìn)行考核。1.作業(yè)1作業(yè)1為方案設(shè)計,設(shè)計項目和需求來自食品行業(yè),并與企業(yè)項目同時進(jìn)行。例如,某年有企業(yè)在安徽石臺縣新建食品工廠項目,作業(yè)1便是要求學(xué)生根據(jù)石臺縣的農(nóng)業(yè)資源和食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策自行確定產(chǎn)品,同時完成廠址選擇、產(chǎn)品方案、工藝流程、物料衡算、設(shè)備選型、水電汽估算、勞動力定員等設(shè)計或計算。作業(yè)成績由小組互評和教師評價兩部分組成,小組互評需要按照評分標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)食品工廠設(shè)計原則和方法說明理由。為確保小組互評成績公正,小組互評在不同班級進(jìn)行。這種設(shè)計型作業(yè)需要學(xué)生把理論和實踐有機(jī)融合在一起,通過分析問題的背景和要求,制定具體方案,以解決特定問題,在解決問題的過程中將理論和方法知識內(nèi)化為相應(yīng)的能力。2.期末考試專業(yè)認(rèn)證實踐中發(fā)現(xiàn),類似“工廠設(shè)備選擇的原則是什么”“工藝設(shè)計的步驟是什么”的問答題只能考核知識點(diǎn),并不反映學(xué)生是否具備設(shè)計能力。而通過方案設(shè)計考核學(xué)生的能力,又因為方案設(shè)計工作量很大,需要查閱手冊、指導(dǎo)書及其他資料,不可能在有限的時間里完成。但是,考核可以進(jìn)行任務(wù)分解,通過工藝設(shè)計題、工藝計算題、分析應(yīng)用和看圖改錯題等考查學(xué)生的設(shè)計能力。例如,產(chǎn)品方案設(shè)計能力可以通過下述試題考核。某工廠設(shè)計年產(chǎn)11000噸罐頭,其中午餐肉5500噸,1—6月、9—12月按照中季安排生產(chǎn);原汁豬肉4000噸,1—4月、12月按照中季安排生產(chǎn);什錦蔬菜1500噸,1—3月、12月淡季生產(chǎn)。每月工作日25天,根據(jù)上述產(chǎn)品產(chǎn)量要求計算每個品種的班產(chǎn)量,并繪制產(chǎn)品方案表,表示品種、年產(chǎn)量、班產(chǎn)量,用直線表示淡旺季安排。依據(jù)產(chǎn)品方案設(shè)計原則,分析此產(chǎn)品方案的缺點(diǎn)(設(shè)備不均勻系數(shù)k取1)。此題不是讓學(xué)生設(shè)計完整的產(chǎn)品方案,而是指定了產(chǎn)品及年產(chǎn)量,只要求計算班產(chǎn)量,避免了過于開放的答案。同時,用產(chǎn)品方案表的形式要求學(xué)生分析產(chǎn)品方案的優(yōu)缺點(diǎn),以此評價學(xué)生對產(chǎn)品方案設(shè)計原則的理解,從班產(chǎn)量計算和方案評價等多方面評價學(xué)生是否具有產(chǎn)品方案設(shè)計能力。設(shè)備選型、物料衡算能力均可以在期末考試中通過計算題加以評價。最能體現(xiàn)食品工廠設(shè)計能力的是車間工藝布置,通常以圖紙的形式展現(xiàn)。雖然在期末閉卷考試中無法通過圖紙繪制對學(xué)生這項能力進(jìn)行評價,但通過車間工藝布置圖改錯可以在一定程度上反映學(xué)生是否具備這項能力。為此,可以在試題中提供車間平面圖,讓學(xué)生根據(jù)車間工藝布置的原則和方法,找出其中不合理之處,說明理由并指出如何改正。同理,工藝流程設(shè)計能力也可以通過看圖改錯試題加以評價,如提供設(shè)備工藝流程圖,讓學(xué)生找出不合理之處并進(jìn)行改正,包括圖紙是否規(guī)范、工藝流程設(shè)計是否合理,按照工藝流程是否能生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。此外,還可以在給出管路布置方案的基礎(chǔ)上,通過管路平面圖或透視圖的繪制考核學(xué)生的管路設(shè)計能力。(二)課程目標(biāo)2的考核在工程設(shè)計中需要識別和考慮社會、安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素的影響,可以通過課堂活動和期末考試評價此項能力的達(dá)成。課堂活動主要包括課堂討論、搶答和作業(yè)互評等。在安排這些課堂活動時,活動內(nèi)容要圍繞課程目標(biāo),如在廠址選擇的案例討論中,就需要學(xué)生圍繞環(huán)境、法律、經(jīng)濟(jì)、社會等,討論影響廠址選擇的因素。期末考試主要包括分析應(yīng)用和看圖改錯。例如,下題可以考核學(xué)生在食品工廠設(shè)計中能否考慮總平面布置對食品安全的影響。圖1為食品加工廠總平面圖,請問該地所在的主導(dǎo)風(fēng)向是什么風(fēng)?該廠總平面布置存在哪些問題?為什么?圖1某食品工廠的總平面復(fù)制圖通過分析此總平面圖,不僅可以考查學(xué)生對風(fēng)向玫瑰圖的定義和使用方法的理解,還能考查學(xué)生能否在工廠設(shè)計時考慮風(fēng)向、廠址環(huán)境等對食品安全的影響,從而體現(xiàn)學(xué)生知識內(nèi)化為應(yīng)用能力的程度。(三)課程目標(biāo)3的考核課程目標(biāo)3主要是理解國家環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展政策和法規(guī),偏向理論知識,因此,通過客觀題進(jìn)行評價,包括平時的單元測驗和期末考試。為使學(xué)生能更好地將對環(huán)境保護(hù)知識的了解轉(zhuǎn)化為設(shè)計中的自覺行為,考核還要求學(xué)生通過查閱相關(guān)的法律法規(guī),做一個有關(guān)工業(yè)企業(yè)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)的講座。(四)課程目標(biāo)4的考核課程目標(biāo)4是關(guān)于環(huán)境影響分析和制定環(huán)保措施能力的培養(yǎng),通過課后方案設(shè)計作業(yè)和期末考核進(jìn)行評價。設(shè)計作業(yè)要求學(xué)生分析食品工廠建設(shè)和運(yùn)營期間可能對環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的影響,評價工程建設(shè)和產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售及消費(fèi)等過程中可能對人類及環(huán)境造成的損害和存在的隱患,并制定合理的環(huán)境保護(hù)措施或方案。在完成設(shè)計任務(wù)的過程中,學(xué)生需要在真實環(huán)境中探索學(xué)習(xí)方法,實踐知識和拓展能力,形成解決實際問題的思維方式。期末考試與課后作業(yè)類似,但建設(shè)項目指定為某個具體項目,并要求學(xué)生給出工藝流程和說明,具體如下題。某肉制品加工廠位于工業(yè)園區(qū),周圍無風(fēng)景名勝和文物保護(hù)區(qū)。項目實際建設(shè)年產(chǎn)20000噸肉制品加工生產(chǎn),主要產(chǎn)品為熏煮香腸和醬鹵肉。生產(chǎn)所用蒸汽為天然氣鍋爐產(chǎn)生,除生產(chǎn)車間外,還建有食堂、職工宿舍等輔助設(shè)施。試分析該肉制品加工廠運(yùn)行期間對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響,并制定適當(dāng)?shù)沫h(huán)保措施。三、分析與評價(一)課程目標(biāo)達(dá)成值的計算根據(jù)表1中課程目標(biāo)與考核方式的對應(yīng)關(guān)系,收集支撐課程目標(biāo)的各考核環(huán)節(jié)的考核結(jié)果,按照下式計算每個課程目標(biāo)的達(dá)成值。[8-9]課程目標(biāo)達(dá)成值=在當(dāng)下的教學(xué)實踐中,期末考試中與課程目標(biāo)對應(yīng)的試題分布在不同的試題中,需要分別收集加和得到考核實際分值,非常煩瑣。實際上,試卷可以按照課程目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計,教師批閱時每道大題就是每個課程目標(biāo)的成績,工作量會有效減少。例如,第一大題針對課程目標(biāo)1,包括分析應(yīng)用、計算題、看圖改錯,滿分35分,如果某學(xué)生該題得30分,作業(yè)1滿分100分,實際得分80分,那么按照表1中所列權(quán)重計算,則其課程目標(biāo)1的達(dá)成值為:該算式可以分別計算每個學(xué)生的課程目標(biāo)達(dá)成值,也可以計算全部學(xué)生整體達(dá)成值。(二)達(dá)成情況分析與持續(xù)改進(jìn)1.課程目標(biāo)達(dá)成及持續(xù)改進(jìn)執(zhí)行情況將課程目標(biāo)期望值定為0.7,分別對2019級和2020級本專業(yè)學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成值進(jìn)行計算,結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)3、課程目標(biāo)4均超過期望值0.7,而課程目標(biāo)2達(dá)成值只有0.599,遠(yuǎn)低于期望值。根據(jù)上學(xué)期的課程目標(biāo)達(dá)成情況分析和持續(xù)改進(jìn)計劃,本學(xué)期繼續(xù)采用了任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方法,對課程目標(biāo)3和課程目標(biāo)4增加了期末考試環(huán)節(jié),在學(xué)習(xí)過程中環(huán)境保護(hù)方案增加了1次案例分析,達(dá)成值均顯著提高,表明改進(jìn)后學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有所提升,改進(jìn)措施有針對性,執(zhí)行情況良好。圖2整體學(xué)生課程目標(biāo)達(dá)成情況針對課程目標(biāo)2學(xué)習(xí)效果較差的問題,本學(xué)期增加了討論次數(shù),加強(qiáng)了課堂互動,但效果有限,達(dá)成情況并沒有很好地改善。2.下次教學(xué)持續(xù)改進(jìn)措施評價的目的是持續(xù)改進(jìn)。根據(jù)評價結(jié)果,對達(dá)成情況相對較低的課程目標(biāo)及學(xué)生的能力短板進(jìn)行深入分析、查找原因、尋找對策,在以后的課程教學(xué)中予以實質(zhì)改進(jìn),是對課程教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的基本要求,也是保障課程質(zhì)量持續(xù)提升的重要途徑。在制定持續(xù)改進(jìn)措施時,措施要具體,可操作性要強(qiáng),因此,要避免使用“加強(qiáng)”“進(jìn)一步”等詞語。例如,“加強(qiáng)學(xué)生過程管理”的改進(jìn)措施操作性很差、不具體,對如何“加強(qiáng)”沒有具體描述。針對本學(xué)期的分析,下學(xué)期將增加1次實操:選取一個食品工廠車間工藝布置設(shè)計的案例圖紙,刪除其中的工藝分區(qū)和設(shè)備布置,放大后由學(xué)生對其進(jìn)行工藝分區(qū),并根據(jù)工藝