食品工程原理實驗教學改革初探

　　摘 要： 本文對目前食品工程原理實驗課程的特點，教學中存在的問題進行了分析，并針對如何提高食品工程原理實驗教學的質量和培養學生的實踐能力這一問題，從實驗教學內容、教學方法、考核方法、實驗教材等方面提出了改革建議。
　　關鍵詞： 食品工程原理 實驗教學 改革建議
　　
　　1.食品工程原理實驗課程特點
　　食品工程原理是講授食品加工過程的各種工程概念和單元操作的一門課程，屬于專業教育平臺中的必修課程，主要包括理論教學、實驗教學和實驗設計三部分。理論部分主要研究和介紹食品工業生產中傳遞過程與單元操作的基本原理、內在規律、常用設備及過程的計算，側重點是食品工程各單元操作的原理（主要是每一種單元操作的速率或速度與相關因素之間的函數表達式）和應用。整個內容以動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞過程為基礎，以流體輸送、沉降與過濾、傳熱、蒸發、蒸餾、吸收、干燥等常見食品單元操作為主線，詳細介紹食品工程各單元操作的基本原理、計算方法、工程應用，可以說在基礎課與專業課之間起著承前啟后的橋梁作用。
　　食品工程原理實驗教學是食品工程原理課程的一個重要教學環節，它和理論教學具有同樣重要的地位，是把理論與實踐相結合的教學活動。“實驗教學是本科教育教學中的重要環節，是理論教學的繼續、補充、擴展和深化”。其基本任務是鞏固和加深對食品工程原理課程中基本理論知識的理解，通過實驗操作和對實驗現象的觀察，使學生掌握一定的基本實驗技能；通過實驗數據的測定、分析、整理，指導學生編寫實驗報告，使學生初步掌握處理工程問題的實驗方法。具體地說，實驗課程的基本任務有以下幾個方面。
　　（1）加深學生對食品工程原理基本概念的認識，讓產生驗證有關的化工單元操作的理論，使他們熟悉并掌握化工中典型設備的操作，培養其理論聯系實際的能力。
　　（2）使學生熟悉化工數據的基本測試技術，包括操作參數（如：流量、溫度、壓強等）和設備特性參數（如：阻力系數、傳熱系數、傳質系數、塔效率）特性曲線的測試方法。
　　（3）培養學生查閱手冊、處理實驗數據和撰寫實驗報告的能力。
　　2.目前食品工程原理實驗教學存在的問題
　　隨著現代分離技術迅速發展，食品工程中的許多單元操作（如膜分離、超臨界萃取技術）已成為食品科學研究和應用領域的基本技術手段。因此，在教學過程中如何保證實驗教學的質量顯得尤為重要。但目前食品工程原理的實驗教學卻存在著很大的矛盾：社會日益增長的對學生動手能力的需求與學校培養的學生能力不能滿足社會企業需求的矛盾。我通過對前幾屆畢業生的問卷抽樣調查發現，目前企業對學生最不滿意的一項就是動手能力差，實踐經驗嚴重不足。
　　3.關于實驗教學的幾點建議
　　目前實驗教學普遍存在的學生動手能力不強、創新能力和獨立工作能力差的現象已經成為食品工程原理實驗教學的短板。因此如何有效增強學生的實際技能，以使其更好地適應社會的需要，就成為擺在各高校食品工程原理教師面前的重要問題。我們在對食品工程原理實驗課教學進行了一些改革，也取得了一定的成效。下面就結合自己的一些經驗提出一些建議。
　　3.1增加實驗教學課時數，加大實驗教材的建設。
　　實驗教學絕不僅僅是理論教學的補充，應引起足夠的重視。為此，我們首先增加了食品工程原理實驗課程的課時數，實驗學時由原來的18學時增加到了32學時，并在新的修訂大綱中明確把食品工程原理實驗作為一門單獨的課程來上。其次，對實驗內容作了增加和刪減，增加了一些新型的實驗及創新性實驗。如，考慮到膜分離技術作為一種新型的分離技術應用日益廣泛，我們開設了此實驗，而這個實驗在以往大綱中是沒有的。
　　針對目前普遍存在的編寫教材時只注重理論教材而忽略實驗教材的情況，我們集中了食品工程原理教研室所有的教師參與編寫食品工程原理的實驗教材，以彌補以前實驗教材相對薄弱的情況。在內容安排上，盡量多安排一些和實際生產聯系緊密的實驗，把實驗的對象和最終的產品結合起來，并對實驗過程中出現的現象加以剖析。如在干燥實驗中，我們以紅薯作為原材料，以紅薯干作為目標產品。實驗過程中出現了褐變現象，我們又引導學生結合上學期學過的食品化學的知識，分析原因，從而達到了較好的課堂效果。
　　3.2減少驗證性實驗，增加設計性實驗。
　　改革實驗內容是食品工程原理課程改革的核心內容。食品工程原理以前的實驗多為演示性、驗證性，這兩類實驗主要是驗證課堂講過的理論或前人的發現。如恒壓過濾常數的測定，雷諾實驗，前者驗證恒壓過濾的濾速度，后者驗證雷諾準數。這兩類實驗缺乏對學生解決實際問題和創新能力的培養，最根本的解決方法是增加創新性實驗和綜合性實驗，更好的辦法是教師結合一些企業的實際，將企業中一些實際問題應用到實驗教學中。只有這樣才能真正鞏固學生對課堂理論知識的理解，培養學生一定的解決實際問題和創新的能力。
　　設計性實驗可采取分組來完成，一般將每個班自然班（30人）分成4個組，讓學生們選擇老師列出的實驗題目，或者自己提出可行性實驗題目，其主要目的是將學生曾經做過的幾個或多個實驗串起來，以達到融會貫通的目的。然后，讓學生完成各組實驗（時間由學生自由支配），并上交完整的實驗報告、實驗分組表。學生要順利地完成實驗，就必須改掉驗證性實驗中一切依賴老師的惰性，親自查閱文獻，提出整個設計方案，并制定出詳細的實驗步驟、最終調試儀器，完成實驗。這樣，不僅能充分發揮學生的主觀能動性，提高興趣，保證每個學生有動手機會，而且能鍛煉、增強學生的團結合作能力、自主解決問題的能力。
　　3.3讓學生真正成為實驗的主體。
　　在傳統實驗教學中，教師在黑板上寫明實驗步驟，逐條交待實驗環節及注意事項和可能出現的問題，學生則在規定的時間內完成實驗，其結果是多數學生為完成實驗而實驗，實驗數據為符合結果而結果。其結果可想而知，學生的創新能力、解決問題能力都不會有大的提高。因此，實驗內容改革的核心問題是改變學生為完成實驗而實驗的狀況，使其由被動實驗轉為主動實驗，從實驗的完成任務者轉變為真正的實驗的主體。為此，通常情況下，我們在理論課上，針對那些內容和操作相對抽象的實驗，抽出一定的時間利用多媒體給學生預習一下，使學生對實驗有一個全面的了解。講解注重介紹該實驗要解決的問題，實驗目的，重點闡述用到的實驗儀器，并抽出一定數量的學生參與實驗前的準備工作。上課時，讓學生提前30分鐘進入實驗室，觀察準備要做的實驗，使學生真正做到心中有數。通過這些措施，學生也學會了對實驗所用的儀器、設備的安裝調試，并能做一些基本的維修處理。參與實驗前的準備學生得到了更多的操作機會。
　　3.4改革實驗評價體系。
　　通常實驗的考核以實驗報告為指標，但實驗報告并不能準確地反映學生的操作能力和對理論的掌握情況。因為在一組學生中，每次實驗動手的總是其中的一兩個，而其他學生更多的是在“看”，而不是“做”。為了督促每個學生都能真正做到動手，我們在實驗報告外加上了實驗操作考核。具體做法是隨機抽取曾經做過的幾個實驗，讓每個學生都抽簽，并演示（描述）整個實驗的過程。通過觀察每位學生的表現，結合實驗報告，對學生作出較為客觀的評價。通過這種方式，可督促每個學生掌握所有實驗項目。
　　3.5帶領學生出去參觀。
　　學生都知道食品工程原理課程和實際工程聯系緊密，但到底如何緊密，學生沒有直觀的認識，而且這門課程相對較難，致使學生對學習缺乏興趣和積極性。因此在實驗安排中，有一次是安排學生去工廠參觀。比如，我們和一些啤酒廠、奶廠建立了聯系，帶領學生每學期去參觀一次。參觀不能流于形式，看到設備時要提問學生：這是我們曾經學過的什么設備？這個設備有什么樣的特點？等等，使學生深切體會到食品工程原理課程中所講述到的每一個單元操作都與工廠密切相關。這種形式極大地增加了學生的學習興趣和積極性。
　　4.結語
　　總之，目前食品工程原理課程存在許多亟待解決的問題，要解決這些問題必須進行一定的改革。改革的關鍵是實驗教學的內容與教學的方式。一定要改過去教師灌輸，學生被迫接受的填鴨式教學，讓學生真正成為學習的主體；改革學生的評價體系，充分發揮學生的學習積極性；在有可能的情況下，盡可能多領學生去食品工廠實習參觀，充分發揮專業實習基地的實踐作用，才能有效提高教學質量。
　　
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