工程教育背景下“食品發酵設備與工藝”課程思政的探索與實踐

徐春雅，張秀艷，李牧，陳福生

(華中農業大學 食品科學技術學院，湖北 武漢,430070)

工程教育是我國高等教育的重要組成部分。隨著工程教育改革和轉型發展的不斷深化，我國工程教育已實現跨越式發展，正處于從工程教育大國向工程教育強國邁進的關鍵時期[1]。2017年2月教育部啟動實施新工科建設，并先后形成了“復旦共識”、“天大行動”和“北京指南”新工科建設的“三部曲”，全力探索可形成領跑全球工程教育的中國模式和中國經驗[2]，助力高等教育強國建設。新工科建設提出培養具備交叉學科融合能力強、工程創新實踐能力高、國際化視野能力強的高素質復合型工科人才[3]，這就要求工程教育中各門專業課程都要承擔起育人職責，在知識傳授和能力培養中實現對學生的價值引領，培養德才兼備的工程科技人才。

課程思政是以課程為載體，以各學科知識所蘊含的思想政治教育元素為切入點，以課堂實施為基本途徑的育人實踐活動[4]。習近平總書記在2016年全國高校思想政治工作會議上強調，要提升思想政治教育親和力和針對性，各類課程與思想政治理論課必須同向同行，形成協同效應，以共同滿足學生成長發展需求和期待[5]，這為高校開展課程思政工作，實現教學與育人的統一指明了行動方向。在工程教育背景下，課程思政和新工科成為課程教學中知識傳授、能力培養和道德教育的新要求。專業課程要主動面向新時代，持續開展課程思政建設改革，將思想政治教育有機融入到專業教學中，與思政課程同向同行，形成協同效應，有效支撐工程教育全面育人目標。

近年來，諸多學者對國內外工程教育全面育人進行了相關研究。斯坦福大學工學院認為未來工程教育應該更關注工程人文素質的培養、理解與包容工程的多元文化、重視資源的合理利用等[6]。歐林工學院形成了工程教育、藝術人文社會教育與創業教育“三位一體”的培養理念，從而將學生培養成為全面發展的工程人才[7]。澳大利亞昆士蘭大學提出21世紀專業工程師不僅要具備多學科基礎知識和專業知識，更應具備超越這些學科的工程實踐能力、團隊合作能力等[8]。倫敦大學學院本科工程專業通過體驗教學模式改革，促使學生具備溝通和團隊合作能力等產業十分關注的技能與素質[9]。同時，國內工科類課程和食品科學與工程專業相關的核心課程也開展了課程思政建設的探索與實踐[10-14]。這些成果為“食品發酵設備與工藝”的課程思政提供了思路和借鑒?！笆称钒l酵設備與工藝”是食品科學與工程專業的專業核心課程之一，是一門系統介紹食品發酵設備、發酵食品生產原理和工藝過程的一門課程，具有很強的理論性、實踐性和綜合應用性。然而在工程教育背景下關于“食品發酵設備與工藝”課程思政的研究和探索很少。

基于此，華中農業大學“食品發酵設備與工藝”課程組，在教學過程中實踐探索了基于工程教育背景下的課程思政改革路徑，構建“1+2+4”課程思政改革模式，將專業知識教學與思想政治教育融為一體，努力實現知識傳授，能力培養和價值引領的統一，以期有效支撐工程教育下培養德才兼備卓越工程技術人才的目標，并為工程教育其他課程的課程思政建設提供借鑒和參考。

1 工程教育背景下食品科學與工程專業課程思政的必要性

1.1 課程思政是國家工程技術人才戰略的現實需求

2021年9月，習近平總書記在中央人才工作會議上講話指出，“綜合國力競爭說到底是人才競爭，人才是衡量一個國家綜合國力的重要指標，國家發展靠人才，民族振興靠人才”[15]。實現“兩個一百年”奮斗目標，統籌推進“五位一體”總體布局和協調推進“四個全面”戰略布局，深入實施“創新驅動發展”“一帶一路”“中國制造2025”等重大戰略，迫切需要全面發展的工程人才。服務國家工程技術人才戰略需求是工程專業開展課程思政改革的重要起點。工程科技人才是我國科技創新、產業轉型升級，實現中國制造到中國創造的重要人才支撐，在工程專業教育教學中實施課程思政，可以進一步完善工程專業的育人體系，引導學生自覺將自身發展融入國家和民族的發展中，凝聚到為實現中華民族偉大復興中國夢的共識中，培養造就更多堪當大任的新時代工程科技人才，更好地服務國家戰略需求。

1.2 課程思政是人的全面發展的必然選擇

馬克思主義關于人的全面發展理論具有豐富的內涵。1845—1846年馬克思、恩格斯在《德意志意識形態》中第一次創用“個人全面發展”這個概念時指出：個人全面發展就是“全面地發展自己的一切能力”[16]。馬克思、恩格斯也指出，“任何人的職責、使命、任務就是全面地發展自己的一切能力”[17]。這里所講的人的發展，實際上是指在人的勞動能力全面發展的基礎上包括人的社會關系、體力、智力、道德精神面貌、意志、情感、個性及審美意識和實踐能力等各方面的和諧統一發展[18]。人的全面發展理論是中國特色社會主義教育理論的重要組成部分，是社會主義教育目的的理論基礎。以思想政治教育為目的的課程思政，其目的本質就在于促進學生的全面發展，使學生真正成為“完整的人”。

1.3 課程思政是工程教育全面育人的重要舉措

我國2021年版《工程教育認證標準》和食品科學與工程專業的補充標準中，對畢業生提出了十二條畢業生素質要求，其中不僅要求工程知識和工程能力等專業能力，更同等強調非專業能力，即工程與社會、環境與可持續發展、職業規范、個人與團隊、溝通、項目管理、終身學習等[19]?？梢哉f，工程教育需要培養具有高度社會責任感，良好的科學、文化素養的工程技術人才。課程思政強調將思政元素和德育內涵融入到傳授專業知識與技能的過程中，潛移默化地引導學生堅持正確的政治方向與價值追求，實現價值塑造、知識傳授與能力培養的統一，這正是落實工程教育對畢業生素質要求的有效路徑?？梢哉f，課程思政是工程教育全面育人的重要舉措。

1.4 課程思政是食品行業轉型升級的客觀要求

人才是經濟社會發展和產業轉型升級的首要資源。食品工業承擔著為我國14億人提供安全放心、營養健康食品的重任，是國民經濟的支柱產業和保障民生的基礎性產業。十八大以來，在食品市場剛性需求拉動下，食品工業進入高速發展階段。據國家統計局數據，2021年全國食品工業規模以上企業實現利潤總額6 187.1億元，同比增長5.5%[20]。食品工業產業的高速發展迫切需要新型工科人才的支撐，特別是應對未來新技術和新產業國際競爭的挑戰，必須主動布局食品工程科技人才培養。在食品工程專業教育教學中引入課程思政，有利于培養學生的工程倫理、職業規范、工匠精神、價值塑造等方面的素質能力，從而使工程科技人才更好地服務于經濟社會的健康發展和工業產業的轉型升級，在持續推動食品產業快速發展中起到至關重要的作用。

2 工程教育背景下“食品發酵設備與工藝”課程思政的改革實踐

我國的食品發酵文化源遠流長，最早可追溯到距今8 000年前。食品發酵不僅是一種生產活動，也反映了我國勞動人民在學習自然、利用自然中所表現出的偉大智慧，因此，食品發酵技術蘊含豐富的思政資源。華中農業大學“食品發酵設備與工藝”課程是食品科學與工程專業的核心課程。該課程理論教學48學時，獨立設置的課程實習48學時，在培養學生了解、認識與掌握食品發酵主要設備的結構和工作原理、發酵食品生產原理及工藝過程等知識，引導學生自主設計發酵食品的工藝方案并分析其影響因素等方面具有重要作用。該課程經過33年建設，歷經幾代教學工作者的積淀、傳承、發展和創新，先后建成湖北省精品課程和華中農業大學百門精品課程等。近年來，課程組積極開展課程思政建設改革，立項校級“一流課程課堂研究與改革”教改項目，探索出以培養德才兼備卓越工程科技人才為中心，以教師和學生為主體，教學目標、教學內容、教學方法、教學評價為抓手的“1+2+4”課程思政改革模式(圖1)，努力提高課程思政建設效果，提升學生的學習獲得感。

圖1 “食品發酵設備與工藝”“1+2+4”課程思政改革模式Fig.1 Ideological and political reform mode of “1+2+4”course of Food Fermentation Equipment and Technology

2.1 圍繞“培養德才兼備卓越工程科技人才”中心，落實立德樹人根本任務

基于學習產出的成果導向教育(outcome-based education,OBE)是工程教育的核心理念，要求教學設計和教學實施的目標要基于學生通過教育過程最后所取得的學習成果[21]。教育部發布的《高等學校課程思政建設指導綱要》強調，所有高校、所有教師、所有課程都要承擔好育人責任，守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統一，形成協同效應，構建全員全程全方位育人大格局[22]。因此，以學生的學習產出為導向，開展課程思政建設，培養德才兼備工程技術人才是工程教育落實立德樹人根本任務的落腳點。在“發酵設備與工藝課”程思政建設過程中，課程組準確把握工程教育專業認證OBE理念和課程思政的教育核心，把握專業知識與課程思政全面育人的目標，通過不斷深化課程思政改革，努力達到在發酵設備與工藝課程專業教學中滲透性地對學生開展思想政治教育的目的，為專業培養德才兼備工程科技人才的目標提供有效支撐。

2.2 抓好教師和學生2個主體

教師和學生是教學活動的2個主體[23]。課程思政建設作為課程教學的一部分，必須充分關注這2個主體，既要發揮教師的主導性，引導學生學習專業實施，培養綜合能力，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，又要激發學生的主體性，使學生成為學習的主人，從而做好雙結合，互促進，只有這樣才能實現專業課程思政的效果，達到教學相長的目的。

2.2.1 更新教師教學理念，提升教師課程思政能力

工程教育理念強調堅持以學生為中心，產出導向和持續改進。課程組以OBE理念為指引，在課程思政建設過程中，堅持“以學生為中心”，結合學生學習興趣融入課程思政元素。根據畢業要求反向設計課程教學全過程，從注重教學過程轉向注重學生的學習產出結果，保證專業教學和課程思政的持續深化和發展。在課程思政建設的過程中，教師的思想政治教育能力會顯著影響課程思政的效果。為此，課程組進一步明確教師在課程思政中的角色和地位，努力使教師由知識的灌輸者轉變為思想政治教育的傳播者、啟發者。課程組發揚老中青“傳幫帶”的優良傳統，定期組織任課教師召開集體研討和個性化咨詢，交流課程思政教學理念，幫助青年教師設計合理的課程思政教學內容、教學過程和評價方法，提升教師的思政教學能力。課程組教師堅持 “走出去，請進來”相結合的方式，積極參加課程思政培訓和企業科研生產實踐項目，積極將課程思政培訓及工程訓練的新理念、新內容、新技術融入課程教學中。同時，課程組打破學科、專業界限，邀請學校馬克思主義學院思政課教師一起研討、說課，共同完成課程思政建設。

2.2.2 發揮學生學習主體性，提升學生自主學習能力

引導學生的興趣才能喚起他們的學習積極性，使學生處于積極的思考狀態，進而促進智育和德育的發展。課程組老師堅持“以學生為中心”，尊重學生的個體化差異，對學生需求及時做出反饋，調整教學計劃和設計，使其深刻體會到自身在教學中的主體地位，激發其學習熱情，更好地融入學習中。例如，為激發學生的學習興趣，鼓勵學生傳承和弘揚中國傳統飲食文化，教師布置課程作業，讓學生選擇自己家鄉的獨特發酵食品，通過查閱相關文獻和向長輩學習這些發酵食品的歷史和生產方法，完成課程小論文寫作。學生們完成了具有地方特色的“朝鮮泡菜”“酸馬奶酒”“房縣黃酒”“發酵黑蒜”“孝感米酒”“霉豆渣”“臭鱖魚”“內蒙奶酪”等綜述性論文，從而培養了學生的自主學習能力，增強學生強烈的愛國熱情和民族自豪感。課程組還立項發酵創新項目，鼓勵學生自主開發創新型發酵產品。學生們先后開發出高含伽瑪-氨基丁酸的醋、玫瑰酒等創新產品。通過學生自行組隊、自主查閱資料、自主設計實驗、在團隊中承擔不同角色等方式，培養學生溝通交流和團隊協作能力、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力。

2.3 改革課程建設的4個關鍵點

課程建設包含教學目標，教學內容、教學方法、教學評價等關鍵點，“食品發酵設備與工藝”課程組以4個關鍵點改革為抓手，開展課程思政教育教學改革。

2.3.1 重構課程教學目標

課程目標是課程本身要實現的制度化的具體要求，是課程內容設計、過程實施和課程評價的重要依據[24]。根據“食品發酵設備與工藝”課程在食品科學與工程專業課程體系中的作用，結合食品科學與工程專業畢業要求，課程組以工程教育OBE理念為指導，反向設計課程教學目標，確定了課程的專業教學目標和思政教學目標。

課程的專業教學目標是通過課堂教學、課程論文寫作、實踐教學等環節，使學生掌握發酵設備、微生物發酵原理與代表性發酵食品的工藝參數等內容，培養學生的工藝設計能力、工程素養和工程意識，使學生能夠將自然科學及相關的工程基礎和專業知識用于解決食品領域復雜工程問題；課程的思政教學目標是厚植愛國主義情懷，激發學生的民族自豪感，進一步增強學生的文化自信；培養學生嚴謹的科學態度、勇于探索的創新精神和精益求精的工匠精神；培養學生的職業素養、憲法法治意識和國家安全意識；培養學生面向公眾準確表達觀點、回應質疑的溝通交流能力和終身學習、自主學習的能力。

2.3.2 挖掘課程思政元素

“食品發酵設備與工藝”課程既牽涉到有機化學、化工原理、工程原理等基礎學科知識，又涉及食品微生物學、食品機械設備、食品工廠設計等食品專業知識，蘊含著豐富的課程思政元素。課程的主要教學內容包括緒論、空氣過濾除菌系統、液體發酵罐、固體發酵設備、啤酒生產工藝、果酒生產工藝、白酒生產工藝、食醋生產工藝、醬油釀造工藝、味精發酵工藝等。課程組教師結合教學規律和專業學生學習特點，將教學內容與傳統文化、科學故事、社會熱點、科技前沿、行業發展等相結合，積極挖掘課程每個章節的課程思政元素，提升學生學習興趣，努力實現知識傳授與價值引領相結合的育人目標。例如，在講授白酒釀造一章，引入“不可復制的茅臺酒”科學故事，向學生講述茅臺酒的歷史和科研人員艱苦卓絕的科研過程，激發學生的愛國熱情，引導學生學習科技工作者堅持不懈，追求真理，求真務實，甘于寂寞的科學精神。又如，講授糖酵解途徑相關知識時，由每個生化反應速度與終產物丙酮酸形成速度之間作用與反作用的關系，使學生理解個人的奮斗離不開國家的富強，而國家的富強、中華民族的偉大復興又依靠人最大限度地發揮自己的聰明才智和創造力。只有每個人都努力“正加速”，我們的國家才能早日實現偉大的“中國夢”。每章節的課程思政元素設計見表1。

表1 “食品發酵設備與工藝”各章節課程思政元素設計Table 1 Ideological and political elements of each chapter in Food Fermentation Equipment and Technology course

2.3.3 優化課程教學方法

課程組利用慕課，SPOC課程資源，結合雨課堂、微信群、QQ群等現代信息技術手段，采用案例教學法、情景教學法、啟發式教學法和討論法等，引導學生融入課程教學中。例如，在發酵果酒與葡萄酒章節中，老師引入1819年愛爾蘭醫生薩繆爾·布萊克的研究案例，啟發學生們思考 “為什么法國人的飲食中動物性脂肪含量高，膽固醇攝入量大，但心血管疾病的發病率卻相當低”，充分調動學生課程學習的興趣。課程組精心設計課前-課中-課后各個教學環節，激發學生學習的積極性和主動性。例如，在固體發酵設備章節講授過程中，課前教師將固體發酵設備進行知識點顆?；?，以課件、虛擬仿真實驗、企業生產場景等形式將教學資源發布至長江雨課堂，學生們根據學習任務進行預習。課堂上，教師圍繞固態發酵概述，融入我國傳統發酵設備的發展歷程等，進行采用啟發式、案例討論式等多元化教學方法，充分調動學生學習本章知識的主觀能動性，激發求知欲。同時，還將發酵設備與技術的創新型科研成果和生產案例引入課堂，幫助學生了解發酵技術前沿和產業發展狀況，增強學生的專業認同感和職業歸屬感。課后，學生通過思考章節問題，查閱相關科學資料，鞏固課堂學習內容。此外，課程組還積極邀請外籍專家、企業導師等，開展學科前沿科研成果、產業現狀和工廠實踐等內容的講授，從而開拓學生的國際視野、感受并理解工程職業規范、社會責任、團隊合作、溝通交流等方面的知識。

2.3.4 改革課程評價方式

課程評價體系是引導學生主動學習的重要手段之一，是評價教學效果、實現教學目標、規范教學方法的重要依據。教學采用過程性評價，能更客觀、科學、公正地對學生的學習成果實施評價。課程組教師精心設計課程考核內容和考核標準等內容，積極探索“2+X”多元化考核考試方法。這里的“2”是指所有的同學都必須掌握的基礎知識及平時考察，占比70%；“X”是指學生可選擇的考試方法和內容，包括口試、實驗設計和文獻綜述等，占比30%?？谠囀怯蓪W生擬出口試題目和參考答案，教師審核確定最終題庫，然后再隨機抽題，口頭表述回答，并接受提問的考試方式?？谠囍乜疾榭忌鷮φn程相關知識的融會貫通情況，評委會由教師和學生代表共7～9人組成。實驗設計是針對一些思維活躍、實踐動手能強的同學而設計的考試形式。學生在教師指導下就生活和生產實踐中所遇到的關于食品發酵的問題開展實驗研究。文獻綜述是學生結合課程內容和特點，自選主題，在收集相關文獻的基礎上進行歸納和綜述，公開進行匯報和答辯，由學生代表和教師共同組成的評委會給出成績。在對“X”的考核中，學生根據自身優勢任選一種，激發學生的學習熱情和創新動力，培養學生解決問題能力，質疑和釋疑能力、歸納總結能力、組織能力和溝通交流能力，提高學生的課程學習效果。

2.4 課程思政實施效果

2.4.1 學生對課程思政改革的滿意度

學生的獲得感可以直接反映課程思政的實施效果。根據學校每學期對課程開設的滿意度調查，可以分析學生課程學習的體驗感和獲得感。食品科學與工程專業2017級(193人)和2018級(184人)學生對課程的滿意度調查結果如表2所示?？梢钥闯?，學生對課程教學的各項指標滿意度都很高，普遍認為“教師熱愛教學，樂于助學，引導學生高效學習”“課程學習氛圍良好，激發了學習興趣”“注重過程考核”“鼓勵獨立思考，組織課外學術性閱讀”，通過學習體驗，學生普遍認為“受益良多，做到了教書與育人統一，引導積極人生態度”“啟發了思考，提高了分析問題，解決問題的能力”。

表2 “食品發酵設備與工藝”課程思政學生滿意度調查Table 2 Satisfaction survey of ideological and political students in Food Fermentation Equipment and Technology course

2.4.2 學生課程學習綜合成績

學生的課程綜合成績可以反映學生對課程的學習興趣和課程思政的實施效果。課程組分析了兩年學生的課程考核成績，發現兩個年級的課程考核平均成績分別為82.84分和84.31分，均在80分以上，且2018級期末考試平均成績高于2017級。從分數段的分布如圖2所示，兩個年級均不存在60分以下的成績，60～70分占比逐年減少，70分以上的占比情況逐年上升。成績在80分以上的比例在2018級(72.36%)高于2017級(69.3%)。

圖2 食品科學與工程專業課程考核成績分數段分布Fig.2 Distribution of score segments of curriculum assessment for students majoring in Food Science and Engineering

3 結語

課程思政是工程教育培養德才兼備工程科技人才的重要途徑。在工程教育中開展課程思政，既是落實國家工程人才戰略和工程教育全面育人的現實需求，也是食品行業轉型升級和人的全面發展的必然選擇。本文總結了華中農業大學“發酵設備與工藝”課程思政建設實踐，建立了“1+2+4”課程思政改革模式，圍繞“培養德才兼備卓越工程科技人才”中心，努力提升教師課程思政能力，激發學生學習的主動性，并從課程目標、課程內容、課程教學方法和課程考核4個要素進行了改革探索，以期激發學生的民族自豪感和社會責任感，培養學生的科學精神和工匠精神，幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，進而提升食品專業人才培養質量，為課程思政融入工程教育提供案例。