農(nóng)業(yè)院校食品工程原理課程改革探討

丁軻+伍軍

摘要：針對(duì)農(nóng)業(yè)院校食品工程原理課程目前存在的主要問(wèn)題，文章分別從課程教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)置以及課程改革與卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的結(jié)合等四個(gè)方面有針對(duì)性地提出了改革的措施。針對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法三個(gè)方面提出了改革措施；針對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，從課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三個(gè)方面提出了改革措施；針對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，從課程設(shè)置、設(shè)計(jì)手段和考核方式提出了改革措施。這些措施的實(shí)施能夠有效地提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和能力，并能更好地促進(jìn)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：食品工程原理；改革；教學(xué)；實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）05-0130-03

食品工程原理是農(nóng)業(yè)院校食品科學(xué)與工程本科專業(yè)的一門主干課程。通過(guò)本課程將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)食品加工過(guò)程中的工程概念和各種單元操作的物理原理。從食品工程原理課程開(kāi)始，學(xué)生的學(xué)習(xí)將轉(zhuǎn)向工程科學(xué)，研究的對(duì)象是真實(shí)而又復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，思維方法也與以往所學(xué)的基礎(chǔ)課程有很大差異。因此，學(xué)習(xí)并掌握該門課程對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的重要性不言而喻。但是，隨著技術(shù)的進(jìn)步和知識(shí)的更新，食品工程原理課程的改革也變得愈發(fā)緊迫，主要有以下三個(gè)方面的原因：①食品加工新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及在原料性質(zhì)上與化工生產(chǎn)的顯著差異使得食品科學(xué)與工程專業(yè)通常采用的源自化工原理的食品工程原理教材已經(jīng)與實(shí)際應(yīng)用有嚴(yán)重的脫節(jié)；②以多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的新的教育技術(shù)為食品工程原理的教學(xué)提供了豐富的教學(xué)素材和有效的教學(xué)手段；③大學(xué)教育更加注重人才質(zhì)量的提高和能力的培養(yǎng)，對(duì)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重視與日俱增，已經(jīng)達(dá)到和理論課并重的程度。以上三種原因都對(duì)該課程提出了改革的迫切要求，作為從事本課程一線教學(xué)的教師，在這里探討一下針對(duì)這門課進(jìn)行改革的幾個(gè)思路。

一、課程教學(xué)改革的探討

前面已經(jīng)提到，現(xiàn)在對(duì)于工科學(xué)生的培養(yǎng)模式將更加注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)方案中體現(xiàn)出的結(jié)果就是增加了實(shí)驗(yàn)課課時(shí)的同時(shí)壓縮了理論課的課時(shí)。如何能讓學(xué)生在理論課時(shí)減少的情況下還能掌握足夠的理論知識(shí)，是擺在食品工程原理課教師面前的一道難題。要解決這個(gè)難題需要從教學(xué)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)尋求破解之道。

1.采用新主線，使教學(xué)內(nèi)容的安排更加系統(tǒng)化和簡(jiǎn)化。食品工程原理的單元操作統(tǒng)一于“三傳”原理，即動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞原理，“三傳”原理可以用統(tǒng)一的形式進(jìn)行表述：三種物理量的傳遞速率都等于物理量傳遞過(guò)程的推動(dòng)力與阻力的比值。在安排教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，可以根據(jù)食品物料的加工特性，圍繞上述主線進(jìn)行安排。針對(duì)一種物理量的傳遞過(guò)程，選擇一種代表性的單元操作為示例，闡述清楚在該單元操作及其相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的計(jì)算中物理量傳遞過(guò)程的計(jì)算，其他單元操作類比介紹，這樣既可以教給學(xué)生與食品加工過(guò)程相關(guān)的食品工程基礎(chǔ)知識(shí)，又能鍛煉學(xué)生的思維能力，達(dá)到事半功倍的效果。

2.引入發(fā)展性評(píng)價(jià)，創(chuàng)新教學(xué)模式。食品工程原理課程傳統(tǒng)的講授是靠“老師講、學(xué)生記”這種填鴨式的教學(xué)模式，在這種教學(xué)模式中，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺少主動(dòng)性，特別是基礎(chǔ)差的學(xué)生很容易產(chǎn)生厭倦情緒。因此，對(duì)于這門課程教學(xué)模式的改革主張引入發(fā)展性評(píng)價(jià)。發(fā)展性評(píng)價(jià)作為一種“過(guò)程和結(jié)果并重、教學(xué)與評(píng)價(jià)緊密結(jié)合”的評(píng)價(jià)新理念，它以促進(jìn)評(píng)價(jià)對(duì)象的發(fā)展為根本目的。具體實(shí)施可以在每個(gè)單元操作的學(xué)習(xí)完成之后，布置學(xué)生自行總結(jié)該單元的知識(shí)點(diǎn)，教師抽一到兩節(jié)課的時(shí)間，讓學(xué)生以小組為單位，互相討論完善，再派代表上臺(tái)進(jìn)行講解。同組的其余學(xué)生則負(fù)責(zé)對(duì)其他組的代表評(píng)分，實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間的相互評(píng)價(jià)。老師也為每一位學(xué)生建立一份學(xué)習(xí)檔案記錄其每次的表現(xiàn)。這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的多向性評(píng)價(jià)。

3.多媒體的合理運(yùn)用及其與板書(shū)的有效結(jié)合。多媒體清晰的畫(huà)面、生動(dòng)的視頻，能變抽象為直觀，變復(fù)雜為簡(jiǎn)明，變枯燥為生動(dòng)，在講解抽象、復(fù)雜的單元操作過(guò)程中多媒體的運(yùn)用能起到很好的輔助作用，多媒體動(dòng)畫(huà)可以演示各種單元操作過(guò)程的原理和設(shè)備的工作情況，非常直觀，能產(chǎn)生一點(diǎn)即通的教學(xué)效果，加深了學(xué)生對(duì)基本原理的理解和相關(guān)設(shè)備構(gòu)造的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)效果。然而，傳統(tǒng)的板書(shū)在黑板上從無(wú)到有的推演過(guò)程，是學(xué)生自己的參與過(guò)程，更是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題能力的有效方法，有利于學(xué)生理解和掌握所學(xué)內(nèi)容，開(kāi)拓思維，啟迪智慧。同時(shí)，在目前的多媒體課件條件下，在課堂教學(xué)過(guò)程中，仍有許多內(nèi)容是信息技術(shù)手段所不能呈現(xiàn)的，仍有許多功能是信息技術(shù)手段所不能達(dá)到的。因此多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的板書(shū)教學(xué)兩者更多的是互補(bǔ)關(guān)系而不是替代關(guān)系。

二、課程實(shí)驗(yàn)改革的探討

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是食品工程原理課程的十分重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，其基本任務(wù)是使學(xué)生加深理解和鞏固食品工程原理課程中闡述的理論，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力并掌握一定的實(shí)驗(yàn)操作技能，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和討論培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

1.獨(dú)立設(shè)置食品工程原理實(shí)驗(yàn)課。把食品工程原理課的實(shí)驗(yàn)部分設(shè)置為獨(dú)立的課程，一方面可以增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)，提高課程實(shí)踐在整個(gè)課程中所占的比重，另一方面可以為設(shè)置多種形式的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容創(chuàng)造條件。這個(gè)舉措從根本上改變了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在整個(gè)課程中的地位，為把學(xué)生培養(yǎng)成為從事第一線生產(chǎn)服務(wù)和管理的“工程師和技師”類人才提供充分的理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會(huì)，為今后走入工作崗位奠定基礎(chǔ)。

2.引入計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方式。食品工程原理的每個(gè)課程實(shí)驗(yàn)都相當(dāng)于食品工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)操作單元。由于實(shí)驗(yàn)綜合性較強(qiáng)，容易造成學(xué)生對(duì)教師過(guò)分依賴。在實(shí)驗(yàn)操作中，教師怎么講，學(xué)生就怎么做，學(xué)生的獨(dú)立思考能力和獨(dú)立操作能力得不到提高，實(shí)驗(yàn)效果不好。因此，實(shí)驗(yàn)課一定要采取先預(yù)習(xí)后操作的模式進(jìn)行教學(xué)。仿真實(shí)驗(yàn)具有低成本、安全可靠、節(jié)省操作時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，便于運(yùn)行和調(diào)試，把完成仿真實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的主要形式具有十分好的應(yīng)用效果，可以加強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)流程和設(shè)備的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前基本了解其操作過(guò)程，根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。endprint

3.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)合的課程內(nèi)容設(shè)置。食品工程原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都是針對(duì)單一的單元操作設(shè)置的，因?yàn)槿狈ρ芯啃远y以開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對(duì)這一問(wèn)題，選擇一些簡(jiǎn)單的食品生產(chǎn)工藝將其設(shè)置為綜合實(shí)驗(yàn)，這樣做的好處是把若干個(gè)單元操作聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中一定會(huì)考慮設(shè)備的處理能力、原料的用量、不同單元操作之間的銜接以及操作參數(shù)如何影響生產(chǎn)效果等問(wèn)題，因而主動(dòng)地進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。引入綜合實(shí)驗(yàn)不但將食品工程原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容貫穿在一起，還對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)充和更新，跟實(shí)際生產(chǎn)更接近，最好還能與學(xué)生的“挑戰(zhàn)杯”項(xiàng)目，學(xué)科競(jìng)賽或者教師的科研有機(jī)地結(jié)合在一起，使學(xué)生在獲取基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)還培養(yǎng)了科研的能力。

三、課程設(shè)計(jì)改革的探討

食品工程原理課程設(shè)計(jì)是教學(xué)和實(shí)踐的銜接環(huán)節(jié)，是在講完食品工程原理的基本理論、過(guò)程計(jì)算以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作的基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合性提高訓(xùn)練，要求學(xué)生能進(jìn)行單元操作設(shè)備的設(shè)計(jì)。為期兩周的食品工程原理課程設(shè)計(jì)需要學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，全面分析設(shè)計(jì)過(guò)程，完成設(shè)備工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及設(shè)備工藝條件圖的繪制工作。食品工程原理課程設(shè)計(jì)能夠讓學(xué)生從理論走向?qū)嵺`，培養(yǎng)學(xué)生解決工程問(wèn)題的能力。

1.與食品機(jī)械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計(jì)兩門課程的設(shè)計(jì)結(jié)合獨(dú)立設(shè)置一門課程。食品機(jī)械與設(shè)備是專門講授食品加工機(jī)械及設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理的課程；食品工廠設(shè)計(jì)是講授食品工廠選址布局、生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)及與之相關(guān)的水、電、汽、暖等公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程。這兩門課程都設(shè)置了相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，食品機(jī)械與設(shè)備的課程設(shè)計(jì)主要是基于測(cè)量基礎(chǔ)上的食品機(jī)械設(shè)備零件圖以及裝配圖的繪制，食品工廠的課程設(shè)計(jì)主要完成工廠的平面布置圖、生產(chǎn)工藝的流程圖和生產(chǎn)車間設(shè)備的工藝布置圖，而食品工程原理是在明確了生產(chǎn)任務(wù)的前提下，對(duì)單元操作設(shè)備的工藝尺寸和工藝條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，為設(shè)備選型和整個(gè)工藝各單元操作設(shè)備之間的匹配提供依據(jù)。因此，把這幾個(gè)設(shè)計(jì)整合成一門單獨(dú)的設(shè)計(jì)課程，既避免讓學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí)和完成相關(guān)的內(nèi)容，又可以通過(guò)合理設(shè)置設(shè)計(jì)內(nèi)容，讓學(xué)生掌握從選擇設(shè)備，安排生產(chǎn)流程，工藝計(jì)算一直到工廠的設(shè)計(jì)等一整套設(shè)計(jì)流程。這樣做的好處是避免了原來(lái)多門課程多個(gè)設(shè)計(jì)題目之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)，學(xué)生很難從中得到真正鍛煉的局面。

2.在食品工程原理課程設(shè)計(jì)中突出VB、AutoCAD、Office等軟件的應(yīng)用。站在增強(qiáng)課程實(shí)用性和提高學(xué)生綜合能力的角度，采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)既可以提高設(shè)計(jì)的效率和水平，又能通過(guò)完成設(shè)計(jì)任務(wù)讓學(xué)生的綜合能力得到迅速提高。在設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以用到相應(yīng)的軟件，如：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)可以用Office辦公軟件完成，設(shè)計(jì)計(jì)算可以用VB編程軟件完成，設(shè)計(jì)圖紙可以用AutoCAD繪圖軟件完成。因此，為了能順利落實(shí)這一目標(biāo)，在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始之前需要學(xué)生掌握相關(guān)軟件的使用。可以在機(jī)械制圖課程中加入AutoCAD的內(nèi)容，在食品工程原理課程中加入VB編程的內(nèi)容。通過(guò)突出各類軟件在完成課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用，使學(xué)生既掌握了從查閱資料、設(shè)計(jì)計(jì)算到制圖等一系列的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，完成了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，又提高了學(xué)生應(yīng)用軟件解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生在就業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3.與應(yīng)用軟件完成課程設(shè)計(jì)相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)考核方法的改革。計(jì)算機(jī)軟件在課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用順應(yīng)時(shí)代的需要，優(yōu)點(diǎn)突出，但是其強(qiáng)大的復(fù)制功能卻讓學(xué)生在完成課程設(shè)計(jì)中“抄襲”起來(lái)更加簡(jiǎn)單和直接。因此，與應(yīng)用軟件完成設(shè)計(jì)過(guò)程相應(yīng)的考核方法也需要重新考慮。主要有以下幾種措施：①設(shè)置不同難度級(jí)別的題目讓學(xué)生針對(duì)自己的能力自由選擇，但是完成不同難度題目的最高成績(jī)也是不同的，這樣做有利于對(duì)不同學(xué)習(xí)態(tài)度的學(xué)生進(jìn)行區(qū)分，鼓勵(lì)那些學(xué)習(xí)認(rèn)真的學(xué)生選擇難度大一些的題目；②不強(qiáng)制要求用軟件完成設(shè)計(jì)題目，但是會(huì)視應(yīng)用軟件完成部分占整個(gè)題目的比例有不同的加分，并且鼓勵(lì)學(xué)生用軟件完成的內(nèi)容越多越好；③注重過(guò)程考核和階段性檢查，對(duì)每個(gè)學(xué)生從學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力等多個(gè)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于提問(wèn)積極，學(xué)習(xí)主動(dòng)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中能體現(xiàn)出解決問(wèn)題的主動(dòng)性、創(chuàng)造性的學(xué)生，都明確表示可以加分。同時(shí)加強(qiáng)階段性檢查，讓學(xué)生做階段匯報(bào)，及時(shí)了解學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)度，對(duì)表現(xiàn)較差的學(xué)生提出口頭警告。

四、食品工程原理課程改革與卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的結(jié)合

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國(guó)家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略服務(wù)，對(duì)促進(jìn)高等教育面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，具有十分重要的示范和引導(dǎo)作用。食品工程原理課程改革的探索與實(shí)踐有助于提升食品工程專業(yè)本科生層次卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的實(shí)施效果。作為培養(yǎng)食品工程專業(yè)高級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)的啟蒙課，對(duì)培養(yǎng)食品工程專業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)、工程能力及創(chuàng)新能力具有十分重要的地位。要將食品工程原理從單一的“食品工程專業(yè)基礎(chǔ)課程”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蠊こ逃^、大系統(tǒng)觀”為指導(dǎo)的課程架構(gòu)體系，注重單元操作與環(huán)境的關(guān)聯(lián)性，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)和應(yīng)用性。同時(shí)將食品工程原理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為集實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）及科學(xué)研究于一體的多功能實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，努力實(shí)現(xiàn)工程素質(zhì)訓(xùn)練、科研試驗(yàn)與專業(yè)技術(shù)進(jìn)步的有機(jī)結(jié)合。

五、結(jié)束語(yǔ)

課程教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)是完成食品工程原理課程教學(xué)的三項(xiàng)重要任務(wù)，也構(gòu)成了食品工程專業(yè)本科生從理論、實(shí)踐到應(yīng)用的專業(yè)基礎(chǔ)，因此，該門課程的改革需要從這三個(gè)方面系統(tǒng)地考慮，科學(xué)、合理地提出措施。同時(shí)上面提出的各項(xiàng)措施以及卓越工程師計(jì)劃的實(shí)施對(duì)教師的素質(zhì)和能力也提出了更高的要求，教師不僅要具備食品工程原理課程的授課能力，還要具備其他相關(guān)課程的相關(guān)知識(shí)。總之，教師應(yīng)該在不斷地教學(xué)改革中尋找合適的教學(xué)模式和教學(xué)方法，將學(xué)生能力的培養(yǎng)滲透到每一個(gè)教學(xué)實(shí)踐中。

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