食品工程原理課程教學方法的探討

張繼武

（安徽科技學院，安徽 鳳陽 233100）

食品工程原理課程教學方法的探討

張繼武

（安徽科技學院，安徽 鳳陽 233100）

針對食品工程原理課程的特點，在認識實習、課堂教學、習題課教學等環(huán)節(jié)上進行了探索，獲得了一定的教學效果，培養(yǎng)和強化了學生的工程觀念.

食品工程原理；教學方法；教學效果；工程觀念

食品工程原理是一門以力學、動力學、熱力學、傳熱學和傳質(zhì)學為理論基礎(chǔ)的學科基礎(chǔ)課程，該課程主要回答食品原料在加工過程中，進出各加工單元的相互關(guān)系，如質(zhì)量平衡關(guān)系、能量平衡關(guān)系，以及影響它們相互關(guān)系的因素等.它是食品機械設(shè)計制造、選型配套以及維修操作的基礎(chǔ)，也是保證食品工藝準確實施的必備知識，是食品科學與工程專業(yè)的主干課程之一[1]，強調(diào)主要講授食品加工的各種工程概念和單元操作[2].它在培養(yǎng)學生的工程觀念、創(chuàng)新思維能力、動手能力、獨立工作能力所起的作用是其它課程所不能替代的.本門課程的特點：涉及的知識面廣泛，大部分單元操作都有較為嚴格的理論基礎(chǔ)，理論部分具有較高的概括性和抽象性，工程實踐性強，在具體的食品過程及設(shè)備中的表現(xiàn)形式靈活多樣等.學生在學習食品工程原理課程時所反映出的問題是普遍覺得這門課枯燥無味、在將基本理論應用于實際過程時覺得無從下手.針對課程的特點及學生在學習中所反映的問題，筆者做了以下幾點嘗試.

1 加強認識實習教學效果，強化學生的工程觀念

根據(jù)食品工程原理課程具有工程實踐性強的特點，在開始食品工程原理課程學習之前，帶領(lǐng)學生到校內(nèi)實訓基地參觀乳品生產(chǎn)線，學生通過對乳品生產(chǎn)線的認識實習，可以初步了解食品加工過程的基本操作和基本設(shè)備，增強對食品加工單元操作的感性認識.認識實習的效果：①使學生對某一具體的食品生產(chǎn)過程的工藝流程及所涉及到的單元操作過程有初步的了解，使學生能認識到多個單元操作構(gòu)成了一個復雜的食品生產(chǎn)流程，這對于誘發(fā)學生的學習興趣是十分重要的；②使學生對食品生產(chǎn)中的典型設(shè)備及操作特點有所了解.由于學生可以面對具體的設(shè)備進行觀察，一些在課堂教學中難于講述的問題，在此則比較容易解決.這些感性的認識和了解，有助于學生樹立工程意識和觀念，并為后續(xù)食品工程原理課程的學習奠定基礎(chǔ).

2 采取互動式課堂教學方法，提高課堂教學效果

圖1 學校供水系統(tǒng)圖

課堂教學是教師與學生直接面對面進行交流的過程，它要求教師不但具有扎實的理論基礎(chǔ)、廣博的知識，而且具有豐富的實踐經(jīng)驗.教師如何將所要講授的內(nèi)容講清講透，如何活躍課堂氣氛，調(diào)動學生聽課積極性，對于提高學生的學習效果十分重要，也是教師課堂教學的首要任務之一.直接的課堂教學過程與其它遠程教育（如電大、函授教育等）的不同之處就在于它的教與學的互動性.在這個過程中，學生學習主動性與參與程度的大小，是學生學習效果的決定因素.因此，教學過程中應使學生由被動的學習轉(zhuǎn)為主動的學習，實現(xiàn)教學過程中以教為中心轉(zhuǎn)向以學為中心的改革.在授課的過程中教師應調(diào)動學生的思維積極性，能夠理論聯(lián)系實際，設(shè)置一些具有一定數(shù)量和難度的思考題，引進一些生產(chǎn)中的實際例子，促使學生主動思考，師生互動，使學生的思維與教師的思維同步甚至有所超前，這將有利于提高學生應用學到的知識解決工程實際問題的能力，并激發(fā)學生學習的興趣和能動性.如講授“流體流動和輸送”一章中的“泵的選用”時，曾給學生提出過一個實際問題：學校為防止供水短缺、修建一貯水池，由水池往水塔充水，充水系統(tǒng)如圖1所示，清水池最高水位標高115.00m，最低水位標高為110.00m，水塔最高水位標高為145.00m，水塔容積為30m3，要求1小時內(nèi)充滿水，已知吸水管路壓頭損失hf1=1.0m，排出管路壓頭損失hf2=2.5m，讓同學們選擇一個合適的泵.這個問題雖然與課本的習題大同小異，但因為更貼近同學們的生活,所以學生們非常感興趣，大家討論得很認真，積極動腦分析，遇到解決不了的問題時，能主動地請教.通過分析，對離心泵參數(shù)值的計算按工況要求的最大流量和最大揚程再乘以附加安全系數(shù)，即Qe=1.1Qmax=1.1×30=33m3/h，He=1.1Hmax=1.1[(145-110)+hf1+hf2]=1.1(35+1.0+2.5)=42.35mH2O，因為流量和壓頭都不特別大，所以選用B型水泵，(單級單吸懸臂式離心泵)即可.在B型水泵的系列特性曲線圖上查得具體型號為3B57A型.學生進而掌握了“離心泵選用”的步驟.

在講解每個單元操作過程中教師都盡量列舉一些食品加工工藝中應用的具體實例，使學生積極參與討論，激發(fā)了學生學習食品工程原理的興趣，在掌握基本理論知識的同時，也培養(yǎng)了學生的工程觀念.

當然，在課堂教學過程中強調(diào)學生主動接受知識重要性的同時，教師授課的方法和技巧對教學效果的影響也非常重要.在講課的時間安排上，每次進入新課前對上次課所講內(nèi)容的重點作一下簡要回顧，每次課的最后對本次課內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)重點、難點內(nèi)容.在課程教學的過程中，要注意根據(jù)各單元操作的特點，采用靈活多變的教學方法，除保留傳統(tǒng)教學方法的優(yōu)點外，穿插靈活多樣的教學法，如發(fā)現(xiàn)教學法、現(xiàn)場教學法、案例教學法、情景教學法[3]、學導式教學法等[4]，隨時激發(fā)學生興趣，及時調(diào)控學生的注意力，促使學生始終保持最佳學習狀態(tài)，讓他們在濃厚的興趣中獲得知識.此外在教學手段上將傳統(tǒng)的課堂教學與電化教學、計算機輔助教學和現(xiàn)場教學相結(jié)合.除利用食品工程原理課程教學模型,幫助學生對設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理建立起直觀的認識外，將多媒體技術(shù)引進課堂，開發(fā)了食品工程原理多媒體課件，此課件集圖文聲像為一體，可在課堂上以動畫及錄像等形式動態(tài)地展示各種食品工程現(xiàn)象和食品機械設(shè)備,如流體流動現(xiàn)象、離心泵的氣縛和氣蝕現(xiàn)象、流體輸送設(shè)備和板式精餾塔的不正常操作現(xiàn)象等，能刺激學生的多種感官參與認識活動,調(diào)動學生的學習積極性,從而提高了課堂教學效果，也進一步提高了學生的工程分析能力.

3 改進習題課教學模式，開闊學生思路

根據(jù)食品工程原理的特點，講授基本理論的同時，必需進行一定數(shù)量具有代表性例題的訓練，但例題訓練不能過多，否則容易形成學生學習方法的惰性及學習內(nèi)容的局限性，不利于培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力.因此，教師在例題類型、數(shù)量的選擇以及習題課進行的形式上需要精心安排.在例題的選擇上，首先要以點代面，通過細節(jié)問題和典型問題的分析解決難點問題；其次要注意培養(yǎng)學生對知識的交叉應用能力，打破整個知識體系中人為因素所形成的分割屏障，使其成為一個相互聯(lián)系、相互滲透的整體，為此可以討論傳熱過程中的流體流動問題、傳質(zhì)過程中的傳熱問題、傳質(zhì)中的流體流動與傳熱問題等.把要討論的問題（一般選擇設(shè)計型和操作型兩種題）提前布置給學生，讓學生課下進行思考，相互研討，習題課的教學形式多以討論的方式進行，讓學生參與進來，發(fā)揮學生的主觀能動性，在相互交流、探討的過程中教師可以及時掌握學生對問題的理解程度及存在的問題并加以闡釋，而學生則可以在教師的引導下尋求合理的解決問題的方法和途徑，開闊了學生的視野，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力.

4 培養(yǎng)自學能力，加強學習的主動性

面對知識乃至知識體系的不斷更新和相互交叉滲透的特點，高等教育在注重向?qū)W生教授知識的同時，更應重視培養(yǎng)學生主動獲取知識的能力.這一教學理念也應該作為食品工程原理教學的主導思想之一.食品工程原理課程所包含的內(nèi)容相當廣泛，它是以食品加工過程中具有共性的單元過程與設(shè)備為討論對象，編入了一些近年來發(fā)展的高新技術(shù)，使內(nèi)容更加豐富.在當前強調(diào)提高學生綜合素質(zhì)教育、食品工程原理課程學時數(shù)又不斷減少的情況下，教師在有限的課堂教學時間內(nèi)不一定講述所有的內(nèi)容，可以有意識地將某一部分內(nèi)容（如結(jié)晶與冷凍濃縮、膜分離等）指定為自學內(nèi)容，并給出一定的自學要求，使學生在被動的狀態(tài)下完成一種主動學習的過程；另外教師也可以借助開放性、第二課堂、專題討論等形式提出某一方面的問題，讓學生在查閱與這方面相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對問題進行分析、討論、并提出各自的解決方案，這種形式帶有一定的學術(shù)性，對于提高學生獨立思考問題的能力及創(chuàng)新思維能力方面具有很大的促進作用.

5 結(jié)語

通過以上幾點嘗試，取得了良好的教學效果，充分調(diào)動了學生學習的積極性，培養(yǎng)和強化了學生的工程觀念，為專業(yè)課的學習打下了堅實的基礎(chǔ).總之，在食品工程原理教學中只有掌握課程特點和教學方法，才能引導學生積極主動地學習，才能有效提高教學水平，提高該課程的教學質(zhì)量.

〔1〕李云飛，葛克山．食品工程原理[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2006.

〔2〕楊同舟．食品工程原理[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

〔3〕張永春，張慧波.情境教學模式在《化工原理》教學中的應用[J].職業(yè)教育研究，2009，（3）：134-135.

〔4〕孫顯元，王章豹，李鋼.高等教育教師教學科研方法[M].安徽：合肥工業(yè)大學出版社，2005.

G642.0

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