應用型本科院校“食品工程原理”實驗課程方法改革初探

摘 要：本文通過多年的實踐教學改革，對食品工程原理實驗課程的管理模式和教學方法進行了探討。采用現場預習，開放實驗室等方法提高學生的學習主動性；突破傳統的授課形式，開發出“模擬教師法”進行實驗教學，制定全方位的考核體系，充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用，激發學生的學習興趣，得到了學生的好評，取得了較好的教學成效。

關鍵詞：食品工程原理；實驗課程；應用型本科院校

中圖分類號：642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2013）03-0035-03

食品工程原理實驗是“食品工程原理”課程一個重要的教學環節，它具有實踐性、綜合性、探索性和啟發性等特點，是理論課教學的繼續、補充和深化。通過實驗教學，驗證了理論教學中涉及的一些結論和結果，同時著重培養了學生的工程觀念、創新能力、實踐動手能力、觀察能力、分析問題能力和解決實際問題的能力[1]。

食品工程原理實驗不同于其他課程的實驗，理論性很強，具有典型的工程特點。學生普遍感到概念多、物理量多、公式多，學習起來興趣不濃，主動性不強。在傳統實驗教學中，從實驗準備到實驗講授均由教師完成，這種方式很難提高學生自主學習和獨立思維的能力，創新意識更是無從談起，實驗往往成為一種形式[2]。對應用型本科院校來說，大部分畢業生將直接面向生產一線，需要較強的實踐技能來從事現場的生產、技術和管理工作。因此，實驗課程在整個教學過程中的地位尤為重要。如何突破傳統的實驗教學模式，改革創新實驗教學方法，是任課教師始終不渝的一項重要任務[3]。本實驗教學小組通過五年的實驗教學實踐，對“食品工程原理”實驗的教學方法進行了探索和改進，獲得了良好的效果，提高了實驗教學質量。

一、合理安排實驗課程，改革創新教學方法

（一）實驗單獨設課，單給學分

“食品工程原理”實驗采用單獨設課的方式，與理論教學互相補充。實驗課的教學由4名專任教師負責，根據不同專業的需要，學時設置在24—32學時之間，單獨進行成績評定，單給學分。為了能夠讓學生在上實驗課程時有一定的理論知識，實驗課與課堂理論教學由一學期同步進行改為推遲一個學期進行，這樣實驗課程安排可以不受課堂理論教學進度的限制，建立相對獨立的教學秩序。

實驗課程單獨設課，可以改變教師、學生“重理論、輕實驗”的錯誤觀念，強化學生對實踐的認識，加深學生對實踐教學環節的理解，充分調動教師、學生的實驗“教”、“學”積極性，提高“教”、“學”質量。

（二）開放實驗室

以往的“食品工程原理”實驗教學安排相對集中，實驗班級多，受實驗學時數及設備臺套數的限制，教學實驗經常5—6人一組，共同完成一項實驗內容。這樣，一部分學生在操作時，另一部分學生卻只能旁觀，實驗教師對學生的平時成績也無法客觀評定。同時，由于實驗室往往在上課時才向學生開放，導致使用高峰時設備不夠用，而不上課時設備又大量閑置。這種傳統實驗教學模式導致實驗課堂效果不佳，設備利用率低。

開放實驗室是高校實驗室培養創新人才、貫徹因材施教的有效方式，是國家對高校本科教育評估的要求之一，而且綜合性、設計性和研究性實驗需要較長的時間，學生必須利用課余時間進行實驗操作。因此，應不斷完善實驗室的開放制度，采取有效的管理方式來保證實驗內容的順利完成[4]。

本實驗教學小組在課程改革過程中率先對“食品工程原理”實驗室進行限時開放，制定了開放時間和管理辦法，為各年級學生提供更多的工程實踐鍛煉機會，同時有效地提高了課堂實驗教學質量。學生在課余時間輪流到實驗室補做在平時有限的實驗時間內未完成或做失敗的實驗，也可以根據自己的專業方向、個人興趣和特長選擇設計類或綜合類實驗項目。這樣，既克服了由于實驗儀器設備套數少而影響實驗教學效果的弊病，又培養了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，同時大大提高了設備的利用率。

（三）編寫適合應用型本科院校的食品工程原理實驗教材

選擇合適的實驗教材對提高學生的預習、復習效果起到重要的作用。本實驗教學小組根據應用型院校學生的特點和需求，于2010年編寫了《食品工程原理實驗指導》一書。在編寫過程中，得到了本領域資深專家的指導和幫助，同時與實驗設備廠家進行多次溝通探討，根據儀器設備的更新情況，充分采納了廠家設備工程師的意見和建議。在實驗內容敘述上，將傳統的“灌輸式”語言轉變成“啟發式”的語言，力求文字篇幅簡約、通俗易懂，圖表清晰透徹，生動形象。在實驗操作方法介紹中，刪減了為避免學生損壞實驗設備而詳細編寫的實驗步驟，修訂完善了實驗原始數據記錄表格，補充了具體的實驗要求和注意事項，尤其突出了安全操作方面的內容。每個實驗增加了思考練習題，題目豐富全面，既包括設備運行的關鍵問題和理論依據，也包括與實驗內容相關的補充知識。思考題要求學生在實驗報告上逐一作答，作為成績考核的一項內容。

（四）在過程教學中強化預習的作用，以“模擬教師法”提高學生的主動性

課前預習能夠促進學生對實驗內容的理解，提高實驗課堂效率，是一項重要的自學環節[5]。以往的教學要求學生通過閱讀實驗講義寫好預習報告就算是預習，但由于“食品工程原理”實驗裝置結構復雜，實驗步驟較多，學生僅僅依靠閱讀實驗講義，很難完全理解實驗內容和實驗過程，因此，達不到預習實驗的目的[6]。對個別不認真的學生常常把預習變成簡單的照抄實驗指導，自己寫下的內容都不經過大腦，做實驗時完全依賴教師的課上講解，才能對實驗裝置有所了解。另外，僅僅通過書本預習，學生對實驗裝置的啟動、操作、控制等問題感到無從下手。課上第一次接觸和使用設備，對各種儀表和儀器使用過程中的水、電、泵、風機、易燃易爆試劑等安全問題知之甚少，因此，容易發生錯誤操作，甚至引發事故，學生往往也存在畏懼情緒，不敢動手操作。

為此，我們對實驗預習方式進行了改革，在書本預習的同時，增加學生實驗現場預習的環節。在實驗前要求學生必須做好充分的預習工作，同時教師監督、管理和檢查工作。一是要求學生必須帶著問題和任務預習，認真閱讀教材和實驗講義，經過總結消化理解吸收后，寫出簡潔的總結性預習報告，不能完全照抄；二是學生到實驗現場預習，要求學生在課前到實驗室熟悉儀器設備，對照實驗講義進一步熟悉實驗裝置及工藝流程，直觀地了解和認識各種測量儀器儀表，記錄下問題，組內討論。經過這樣兩個步驟的預習，大部分學生對準備要做的實驗已經比較清晰。課堂上教師對重要的常用知識點、原理、設備構造、步驟、注意事項進行隨機提問并打分，合格后才允許動手做實驗，并作為過程成績考核的一部分。

傳統的實驗教學主要是以教師講解為主，學生只負責動手操作，一些學生對實驗內容的理解不深，往往跟著其他學生濫竽充數，課程結束后基本沒有什么印象，操作考試難以通過。為了充分發揮學生學習的主動性，調動學生的參與積極性，課題組提出“模擬教師法”授課形式，經過4輪的教學驗證取得了良好的效果。

二、開發“模擬教師”授課方式，充分發揮學生的課堂主動性

“模擬教師法”突出學生的主體地位，要求正式上課前對學生進行統一培訓，然后開放實驗室，學生反復推敲實驗內容制定出“學生教案”，在正式課堂上由主講學生進行模擬授課，教師監督補充，啟發引導，協助學生完成實驗教學，并通過提問、討論等環節真正理解消化知識點。通過這種方式，提高了學生學習的主動性，同時培養了學生獨立思維、自主學習、團結協作、語言表達和實踐動手能力，收到了學生一致的好評。

（一）分配主講任務

由于受大型儀器設備的套數限制，一次實驗授課僅限于24人，分成四個小組，同時進行4個實驗項目。在正式上課開始前一周，為每名學生分配一個實驗的主講任務，安排預習內容及預習報告的書寫規范，同時強調主講責任的重要性和成績評定標準，要求學生高度重視。

（二）課前預習

學生在分配任務后，開始對照教材、實驗指導和相關資料進行實驗預習，按照要求書寫預習報告，同時定時開放實驗室，讓學生結合現場預習自己主講的實驗內容，充分自學，總結出自己不明白的問題。

（三）教師集中培訓

負責各個實驗的教師將主講相同實驗的學生集中起來，進行系統的現場培訓。聯系設備的生產實際，對操作、應用、使用維護及注意事項等各個環節認真講解，同時一一解答同學在預習過程中提出的各種問題，讓學生反復操作，直到熟練掌握設備的運行方法。強調好重難點和思考題，規范實驗記錄處理要求，另外，講授一些實驗教學方法，給學生一些自由空間，自己總結一些課上提問的問題，活躍課堂氣氛。

（四）完成“學生教案”

主講學生在培訓后要求撰寫“學生教案”，作為成績考核的一部分。教案形式由學生自己通過查閱資料自主決定，任課教師對上交的教案及時批改，提出修改建議。學生拿到修改后的教案認真備課，可以選擇給教師或寢室學生試講練習，期間有不清楚的問題隨時找教師請教，做到融會貫通。

（五）課堂講授

正式上課時由主講學生給小組其他學生講授實驗，教師在旁邊輔助。學生可以使用板書和各種教學設備進行講解，講解完畢后現場演示實驗操作，并對組內的學生進行提問考核，待組內所有學生掌握實驗內容后才開始操作實驗。在整個課上環節中，充分發揮學生的主動性，教師起著引導、輔助和監督作用，遇到主講人講解不到位、不透徹的地方，由教師及時補充，保證實驗課的質量。

（六）效果反饋和評價

主講學生講解完畢后，教師通過對組內學生的提問來檢驗收聽效果，問題完全是剛講過的內容，同時教師對主講學生的教學過程給予評價，作為成績的一部分。實驗結束后組織組內成員討論課后思考題，并對實驗方法、設備的優缺點以及授課形式提出建議。

三、采用全方位考核體系，制定科學合理的成績評定標準

傳統的實驗考核方法比較單一，難以區分部分學生的真實水平。課題組通過實踐，改革優化了實驗成績的評定方法，將實驗預習到期末考試分成5個環節，分別制定評分標準，強化過程教學管理，以期最大程度反映學生的客觀水平。具體安排如下：預習成績占15%，主講成績占30%，課堂表現占20%，實驗報告占15%，操作考試占20%，總成績100分。

（一）預習成績（15%）

這部分成績由兩部分組成：一是預習報告的書寫質量和課前準備情況，二是講課前對每名學生（包括主講學生）進行提問，內容主要是教材中的基本問題，檢查學生預習情況。

（二）主講成績（30%）

對主講學生在分配任務后的準備情況以及課上的教學情況進行綜合評定，包括集中培訓過程中的表現、“學生教案”的書寫質量、備課態度以及現場發揮和語言能力等方面。

（三）課堂表現（20%）

教師課上留心每名學生是否態度端正、認真思考、認真操作，是否能夠團結協作，有無隨意進出實驗室、擺弄手機、遲到早退、逃避勞動等行為。在整個實驗過程中，要求教師要勤于觀察、指導，及時糾正學生的不當操作，并經常以提問和組織討論的方式來啟發和引導學生的思維能力，調動學生的主觀能動性。

（四）實驗報告（15%）

在保留傳統實驗報告書寫格式的基礎上，教師要求學生繪制設備流程簡圖，同時報告不能完全照抄實驗指導，必須通過自己總結和歸納，不強求一律，給學生思考、選擇和發展的空間。學生獨自處理完成數據，得出結論和誤差分析，同時回答課后思考題。報告如有抄襲或數據處理雷同按0分處理。數據分析必須注重實驗事實，實驗報告中要附帶指導教師課上簽名的“原始實驗數據記錄表”，以確保原始數據的真實性。

實驗報告要求按時批改，及時發回學生手中，對具有代表性的問題課上集中解答；對書寫精彩、有創意，整潔舒適的報告給予加分表揚，在學生間進行傳看交流。

（五）期末綜合考試（20%）

期末考試可以提高學生對實驗的重視程度，鞏固加深學生對內容的掌握，提高應用能力?？荚嚥捎靡粚σ坏男问?，學生從8個實驗中隨機抽出一個實驗項目?？荚噧热莘譃榭谠?、操作考查和筆試，并制定相應的評分細則，建立起全方位考核體系。

“口試”主要是讓學生回答與實驗裝置結構、流程、操作、原理等相關問題，均為課上講解的基本內容?！安僮骺疾椤奔船F場開機運行，進行簡單設置，然后關機結束，重點考核學生的操作能力、儀器儀表的使用方法、故障排除等情況?！肮P試”則是教師根據實驗的重點和難點出一定數量的選擇題，讓學生當場作答。在幾項考核內容中更側重口試和操作考查，以了解學生對實驗掌握的真實情況，從而使評定成績盡可能和學生的真實情況相吻合。

四、實驗教學改革的成效

（一）強化學生的實驗操作技能

通過“食品工程原理”實驗課的訓練，學生不僅鞏固了所學的理論知識，而且全面鞏固和提高了實驗操作技能，強化了食品專業的工程概念，為畢業后走上工作崗位奠定了堅實的基礎。很多學生通過實驗學習能夠自己動手修理簡單的水、火、電等方面的故障問題，一些學生還能夠提出儀器設備中不夠合理的設計問題、改進措施以及教材、講義中的不當之處。

（二）增強學生自主學習的能力

通過對實驗教學管理、“模擬教師法”授課以及考核方式上的改革，強化了學生的實踐技能，充分發揮了學生的主體作用和教師的主導作用，顯著提高了學生的自學能力和應用能力，得到了學生和一些用人單位的充分肯定。

（三）提高實驗儀器設備的利用率

實驗室開放后，實驗時間不受限制，實驗的頻率和實驗循環的節奏由學生自己調節，這使得實驗室的利用率大幅度提高，儀器設備的利用率也相應提高。

（四）綜合培養學生的責任意識、管理組織能力、歸納總結能力和語言表達能力

改革后的實驗教學方法要求每名學生在實驗過程中都要積極參與，都能得到更多實踐鍛煉的機會。在實驗中學生不僅要團結協作，自主思考，認真對待，同時還要負起責任，充分準備，在書寫和口頭表達上下一番工夫。這樣就提高了學生實驗的主動性，增強了學生的動手能力及興趣，養成了獨立思考、積極進取的科學精神，使得他們的就業競爭力大大提高。

（五）注重過程教學管理，考核成績更趨公平合理

實驗總成績由預習成績 （15%）、主講成績 （30%）、課堂表現20%、報告成績 （15%）和考試成績（20%）五部分組成。這種細化的考評方式既能夠充分反映學生的真實實驗水平，也具有較高的公平性和透明度。實踐表明，學生對“食品工程原理”實驗的學習積極性顯著提高，學生在實驗課上會自行安排任務，記錄、操作、調試人人有分工，實驗過程緊張有序。

改革后的考核方法雖然在一定程度上增加了教師的工作量，但也使學生充分感受到教師的責任心和重視程度，激發了學生積極參與、積極思考問題的熱情，使師生關系更加融洽和諧。同時，教師也從與學生的交流中受到某些啟發，實現教學相長。

參考文獻：

[1]劉春雷，張智.食品工程原理實驗改革的探討與實踐[J].東北農業大學學報：社會科學版，2009，（1）.

[2]周如金.《食品工程原理》教學中工程素質的培養[J].廣東化工，2009，（3）.

[3]嚴群芳.提高《食品工程原理》教學質量的實踐與探索[J].科技創新導報，2008，（1）.

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[6]張俊艷，朱定和，劉國凌.食品工程原理實驗課教學改革探索[J].廣西輕工業，2011，（6）.