農業院校食品機械類課程教學模式的探索與實踐

劉登勇 蓋圣美 史秋峰

（1.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；2.南京財經大學食品科學與工程學院，江蘇 南京 210046）

農業院校食品機械類課程教學模式的探索與實踐

劉登勇1蓋圣美2史秋峰1

（1.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095；2.南京財經大學食品科學與工程學院，江蘇 南京 210046）

從農業院校食品機械類課程教學目標出發，通過對修訂教學大綱、確定課程內容、制作課件、實踐課堂內外結合的教學方式與綜合評價體系的研究，探索一條提高教學效果的途徑。

食品機械；教學改革；農業院校

據統計［1］，截至2010年中國共有235所高校設有食品類專業，其中理工類院校只有53所，其他均為農林、財經、師范等無工科背景的院校。楊新泉等［2］對國內外30所高校典型食品專業食品加工學的歷史沿革分析表明，56.25%起源于農學基礎學科。大部分農業院校學科發展背景總體偏農、偏理，工科背景較弱，相關教師也非常少，開設的相關課程只有“工程制圖”、“機械基礎”、“化工原理”、“食品機械與設備”等少數幾門，以致培養出來的學生嚴重“重理輕工”。基于此，最近幾年南京農業大學食品科技學院在食品機械類課程的教學模式上進行了改革和實踐，并已初見成效。

1 明確培養目標，修訂教學大綱

食品機械類課程教學以應用型為主，即學生只需了解各種具體類型的食品機械，掌握常見典型機械的使用和簡單維護，必要的話可以對某些機械設備提出改進建議，而非設計制造新型機械。因此，南京農業大學新版教學大綱分別開設了“機械基礎”、“食品機械與設備”等相關課程。“機械基礎”主要介紹機械組成的一些基本原理和規律，以及食品機械與設備中常見的傳動機構、通用零部件、機件材料等，使學生初步具備識別、分析與應用簡單機械結構和傳動規律的能力。“食品機械與設備”主要介紹典型食品工廠中常見的物料輸送機械，以及清洗、分離、粉碎、混合、干燥、殺菌、冷熱處理等單元操作設備，內容涉及結構特點、工作原理、操作和維護要領等，使學生認識到機械設備在現代食品加工與質量安全控制中的重要地位和作用，初步具備食品工廠設備選型、典型機械設備使用與維護的能力，并具有食品加工機械的簡單設計與改進創新意識。

2 確定教學內容，精心選擇教材

2.1 教學內容的改革與實踐

依據培養目標和教學大綱，對相關課程的教學內容進行大幅調整。由于沒有“電工學”、“工程力學”等前修課程，只有27學時的“機械基礎”課程，因此，教學必須補充介紹相關內容，如靜力學基礎、材料力學基礎、電動機和液壓傳動的應用等，對于不同的傳動機構只簡單介紹其結構、原理、類型、在具體食品機械中的應用和簡單計算，如帶傳動的打滑和張緊、帶傳動和輪系傳動比的計算等，而不涉及過多的設計制造方面的內容。

理論教學注重教學內容整體與局部的和諧統一。在“食品機械與設備”課程的緒論部分從食品機械分類方法的角度，簡要介紹課程整體結構，包括各種類型食品加工機械設備的類型、功能及總體的選型原則；然后用6學時詳細介紹輸送機械，并補充介紹流體輸送管道、連接件和閥門；再按照單元操作順序，逐一介紹清洗、分選分離、粉碎切割、混合均質、熱處理、干燥濃縮、殺菌、制冷等機械設備，由于每個單元操作的機械類型很多，課堂主要介紹基本原理，并以其中一、兩個典型機械為例做具體分析，包括工作原理、結構特點、操作維護要點、應用和選擇等。

2.2 教材與參考資料的篩選

可供選擇的相關教材非常多，但沒有一本完全適合，自編教材出版之前，“機械基礎”暫時選用清華大學出版社的高等學校應用型特色規劃教材《機械設計基礎（近機、非機類）》，同時將陳秀寧編著的《機械設計基礎》（浙江大學出版社）、胡繼強編著的《食品工程技術裝備：機械基礎》（科學出版社）作為主要的教學參考資料。

作為一門實踐性和應用性很強的專業核心課程，教材的作用不僅是作為學生上課的參考資料，教材還應該成為學生課后拓展知識面、從事畢業設計乃至畢業后工作中重要的參考工具書。“食品機械與設備”課程選用許學勤主編的《食品工廠機械與設備》，該教材體系完善、內容豐富，不僅添加了諸多新型機械設備的內容，且各章均有思考題和自測題，可滿足學生的多種需求。同時，作為主要教學參考資料的還有：面向21世紀課程教材《食品機械與設備》（馬海樂主編，中國農業出版社），因主編所在單位江蘇大學的相應課程為國家精品課程，且考慮到農業工程機械，與本校實際可適當結合；《食品機械使用維護與故障診斷》（袁巧霞、任奕林主編，機械工業出版社）；《食品機械設備維修與保養》（邱禮平、龍秀主編，化學工業出版社）等。

3 多方收集素材，制作特色課件

充分應用現代多媒體技術和網絡信息資源，通過中國高等學校教學資源網、江蘇省高校多媒體教學資源網等教學資源共享平臺，收集和研習相關精品課程的多媒體課件和課程資料，同時結合產學研合作、會議交流過程中收集的諸多相關企業視頻資料，設計制作一套富有個性特色的多媒體教學課件。

“機械基礎”引入優秀的動畫素材，讓枯燥死板的機械零部件動起來，有效提高了教學效果；同時在相應章節插播視頻，如講到輪系傳動或螺紋聯接時播放卓別林的幽默經典電影《摩登時代》片段，講到帶傳動時播放飲料生產流水線局部視頻，當然播放時間不可過多占用課堂教學，某些較長視頻文件簡單演示后可提供給學生課后自行觀賞。

“食品機械與設備”課件主要展示設備結構圖、實物照片、視頻錄像等素材，教師講授時適當結合具體案例，讓學生在課堂教學很短的時間內有效接受相關信息。如講到各種輸送帶的特點和選用時，可結合連續式烤爐、連續式油炸機、果蔬清洗機、螺旋速凍機等設備的輸送帶照片分析其選用依據；講到懸掛輸送時，可播放家禽屠宰現場的視頻片段，形象生動，一目了然；講到分選設備時，順帶介紹本校老師依據聲學原理通過敲擊法檢測雞蛋微裂紋的發明專利，讓學生感覺知識的應用就在身邊，增強他們的親切感和自豪感，教學效果明顯提高。

為了避免過多的無效元素干擾教學效果，在課件設計時幻燈片的主體一般采用白底黑字，需要強調的文字則采用紅色或藍色，字體統一采用24號以上黑體，原則上每張幻燈片不超過150字，很少采用切換和文字動畫效果。

4 采用課堂內外結合的一體化教學方式

4.1 心理定勢、興趣培養

興趣是最好的老師，而興趣培養的關鍵在第一堂課。正面心理定勢的形成可通過首次接觸時的新穎性和參與性實現，如“食品機械與設備”以標題“一瓶果汁的坎坷之旅”開篇，引發學生思考和討論，逐漸引入介紹食品原料（蘋果）到成品（果汁）的系列加工設備（清洗、分選、輸送、榨汁、過濾、均質、脫氣、殺菌等）、水處理設備、包裝設備等，進而引入介紹食品機械設備的分類和該課程教學的章節安排計劃等。

4.2 課堂討論

課堂討論是進一步提高學習興趣、激發學生思考、檢測教學效果的重要手段，主要有兩種方式：① 實時地設置問題供學生當堂討論或課后思考；② 每次預留一個設備的結構圖，指定某學生根據預習情況講解，然后其他同學點評，最后教師總結，這樣大家就都會在上課之前預習相關內容，課堂講解時不至于看不懂結構圖。

4.3 課程設計

課程設計一般在學期初布置，2～4人自行組成一個設計團隊，一是因為單獨完成的話設計工作量相對較大，二是為了培養學生相互團結、充分研討、分工合作的集體精神。設計內容主要分兩種情況：① 生產線設計和設備選型，包括產品方案分析及技術要求、工藝設計、物料衡算、設備選型與設計、設備流程圖繪制等；② 單機設計，包括設計原理、主要參數及其依據（計算）、結構圖解與文字說明等。要求在課程結束前3周按規定格式遞交設計文本，并以團隊的形式上臺匯報，教師和其他同學共同點評。

4.4 實驗實踐

在實驗實踐教學方面，注重技巧和技能訓練，先是教師提出問題，引導學生進行觀察、思考和討論，然后教師點評和講解。所設定的實驗內容一般與相關產品的加工工藝相結合，以利于激發學生興趣和獨立思考為準則；具體而言，主要包括果蔬打漿機操作、飲料生產線、肉制品生產線、制冷系統以及校外工廠參觀實習等。

如打漿機實驗采用的是20世紀80年代的試驗設備，結構簡單，便于演示和操作，但也存在結構、材料等諸多設計缺陷，通過學生的自我觀察、動手操作、集體討論和教師點撥，以及蘋果醬加工操作，既使學生對打漿機的結構和原理有了非常深刻的理解，同時又加深了他們對食品機械設備衛生安全性和選型原則的理解。

此外，針對校內實踐資源相對不足的現狀，課題組積極拓展校外實習基地，一般是與課題組有 產學研合作項目的食品加工企業，如南京桂花鴨集團有限公司、揚州天歌鵝業有限公司、鎮江百事特鴨業有限公司等，達到每屆學生至少外出一次的目標，每次參觀實習的時候均由1～2名帶隊指導老師向學生介紹工藝流程及具體機械設備的性能和使用等，這一環節大大增強了這門課程的直觀性，并給了學生接觸實際、了解行業現狀的機會。

4.5 走出課堂

通過SRT計劃（大學生創新訓練計劃）、明日工程師論壇、創業計劃大賽等相關學生科技活動的選題引導、立項傾斜，尤其注重對學生機械設計等創新意識的發掘和保護，鼓勵和保護機械或結構設計類作品，逐漸增加機械工程類內容在這些活動中的比例，激發學生對機械工程的興趣，提高學生的機械工程素質。

5 建立綜合評價與考核體系

5.1 課程考核

在課程考核方式和教學效果評價方面，注重應用能力和專業素質的考核，盡量減少只需記憶的條框式內容。期末考試分數占總成績的70%，采用閉卷筆試的形式進行，題型主要是應用型，包括各類機械設備的基本原理、操作使用技能、設備選型、案例分析等；平時成績占總成績的30%，主要由課程設計、教學中的互動反應等方面構成，課程設計應該成為促進和考查學生能力發展的主要渠道之一，使學生按小組在老師的引導下，通過調研、自由選題、資料查找、討論設計等，最終在機械工程類能力方面得到全面提高。

5.2 能力評價與認可

對于學生在機械設計方面的思想積極性要充分保護，對他們的設計創新理念要加以引導，對設計作品要進行鼓勵和表揚，必要的話協助他們進行成果物化。如，食品科學與工程專業2008級本科生劉美超、王翠、王月飛通過校級SRT項目自主研發的圓柱狀固態食品取樣器［3］已經獲得國家實用新型專利授權；邵娜娜、陳慧娟、張哲銘共同發明的粘稠飲品內壁清理裝置［4］也已受理為實用新型專利。

1 中國食品科學技術學會.食品科學技術學科發展報告［M］.北京：中國科學技術出版社，2011：5.

2 楊新泉，江正強，杜生明，等.我國食品科學學科的歷史、現狀和發展方向［J］.中國食品學報，2010，10（5）：5～13.

3 南京農業大學.圓柱狀固態食品取樣器：中國，201120111085.2［P］.2011－09－28.

4 南京農業大學.粘稠飲品內壁清理裝置：中國，201120196873.6［P］.2011－06－13.

Improvement and practice of teaching model of food machinery in agricultural university

LIU Deng－yong1GAI Sheng－mei2SHI Qiu－feng1

（1.College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing，Jiangsu210095，China；2.College of Food Science and Engineering，Nanjing University of Finance ＆Economics，Nanjing，Jiangsu210046，China）

Starting with clear and definite teaching objectives，by revising teaching outline and detailed content，designing new computer courseware，practicing teaching method and merit system in and out class，a method was discovered to improvie the overall teaching effect.

food machinery；teaching reform；agricultural university

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.06.053

南京農業大學《食品機械與設備》精品課程建設項目（編號：2011－273）

劉登勇（1979－），男，南京農業大學講師，博士。E－mail：liu＠njau.edu.cn

2011－08－01