食品裝備與工廠設計課程教學改革

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食品裝備與工廠設計課程教學改革

劉東紅， 葉興乾， 應鐵進，丁 甜 (浙江大學，浙江杭州 310058)

針對食品裝備與工廠設計課程教學過程中出現的問題，從課程理念、教學思想、課程教學模式、課程考核評價等方面入手，強調理論與實踐并重，探索新形勢下該課程的教學方式。擬通過教學改革，使學生更好地掌握課程的核心內容，激發學習興趣，培養創新精神，有效增強教學效果、提高教學質量，將食品裝備與工廠設計課程建設成為食品科學與工程學科的精品課程。

食品裝備與工廠設計；教學；改革

在社會發展新形勢下，高等教育不僅是基礎教育和理論知識教育，更重要的是培養學生的綜合素質、實踐能力等。只有將理論知識靈活應用于實踐中，才能提高畢業生的競爭力。國家教育部實施的重大改革項目“卓越工程師教育培養計劃”旨在培養一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類型高質量工程技術人才，明確了高等教育要堅持理論教育與實踐相結合的發展方向[1]。食品科學與工程學科作為我國“卓越工程師教育培養計劃”的專業之一，肩負著為食品企業培養卓越食品工程師的重任。然而，我國食品科學與工程專業學生的工程實踐能力較為薄弱，這是目前該學科人才培養環節中存在的主要問題[2]。

近年來，很多教育工作者對食品機械與設備、食品工廠設計這2門課程進行過教學改革的探索，從教材選擇、內容安排、實踐環節等方面進行了教學改革，使課程內容更加充分，教學質量得到一定提高[3-4]。然而，在實際授課過程中2門課程為分別獨立授課，但它們的內容是相輔相成、互相支撐的，因此在單獨介紹食品加工裝備與自動化課程時，學生很難將其與工藝相聯系。在教授食品工廠設計課程時，又要對很多裝備和自動化的知識進行回顧，以致難以拓展2門課程的授課深度和與實際生產的聯系。因此，筆者將2門課程合并為1門專業核心課程，并進一步從課程理念、教學思想、課程教學模式、課程考核評價等方面入手，使課程設計與課堂教學有機結合，旨在對現代食品加工裝備與自動化和食品工廠設計2門專業必修課程進行教學改革。

1 食品裝備與工廠設計課程的地位與作用

食品科學與工程是一門應用型交叉學科。該學科要求學生了解和掌握食品加工過程中的物理、化學、生物變化，同時能進行工藝規劃設計，并具備初步的開發產品和組織生產的能力[5]。食品裝備與工廠設計課程旨在教授學生食品機械裝備和食品工廠設計基本理論知識，同時進一步培養學生設備選型、設計改造的能力，以及數據整理、運算、平面設計和繪圖的能力。由此可見，該課程是培養學生綜合靈活運用食品科學與工程學科基礎理論課程知識的必要手段，具有培養學生獨立工作能力、靈活應用學科基本理論知識和檢驗學生綜合素質與工程實踐能力的重要作用，是食品專業的一門重要應用型課程。

2 與國外相同專業課程設置的比較與啟示

University of Califonia，Davis課程Advanced Food Engineering介紹食品工廠單元操作中涉及的設備、設備選型設計計算、工廠可行性分析、工藝規劃計算等內容，為3學分課程；UIUC課程Food and Industrial Technology介紹了工業化食品加工過程中的裝備、工廠設計和控制技術，在大學三年級開設，為3學分課程；Purdue University的食品專業課程中試工藝設計和食品工廠衛生除涵蓋食品工廠衛生良好生產規范和法規影響衛生的關系，還包括食品廠的計劃組織、工廠設計和裝備建設、工廠清洗消毒、廢棄處理物的儲存和運輸、關鍵單元操作規定和設備選擇等。因此，國外大學食品裝備與工廠設計相關專業課程中都包括一門綜合介紹食品工廠中設備設計、工藝規劃設計、工廠布局，以及控制技術的課程，而且該課程往往將課堂教學和課程設計相結合，是與工廠實際結合最緊密的一門課程[6]。為此，將原培養方案中現代食品加工裝備與自動化和食品工廠設計2門專業必修課獨立開設轉變為將2門課程合并為1門專業核心課程，可以使課程設計與課堂教學有機結合，令課程更緊密貼合實際。

3 原培養方案中課程設計存在的問題

原培養方案中的現代食品加工裝備與自動化和食品工廠設計為2門獨立的課程，其中現代食品加工裝備與自動化課程是讓學生了解和掌握食品加工常用的裝備工作原理、構造、應用的課程，內容涉及食品加工過程單元操作的典型設備工作原理、選型、應用、生產控制等內容[7]；食品工廠設計是讓學生了解和掌握食品工廠廠址選擇、工藝規劃設計、設備配備等知識的課程，內容涉及食品加工工藝規劃設計、設備選型、工廠布局等內容。2門課程都涉及如何根據工藝設計和規劃進行設備的合理選擇和應用的問題[8]，在內容上有重疊之處。實際上，食品裝備與食品工廠設計2部分內容相輔相成，其中工藝的規劃設計離不開裝備的設計選擇作為支撐。同時，工廠的良好規劃和控制的實現是實現食品的良好加工的基礎，但在實際授課過程中，由于2門課程為分別獨立授課，因此在介紹現代食品加工裝備與自動化課程時難以與工藝聯系起來。

在課程建設和課程教學中也暴露了一些明顯不足，主要表現在：①課上以單一知識傳授為主，案例分析較少，忽視了課程的實踐和綜合性，導致教授內容枯燥；②教學方法、教學手段相對落后，缺乏較為新穎、能夠圖文并茂地體現教學內容的多媒體圖片及電子課件；③學生生產實習不深入，實習時間較短，甚至流于形式，難以達到教學計劃中的實習要求，使學生對課程缺乏深刻認識，不利于學生領會教學內容，影響教學效果。

4 課程教學改革方案

4.1 課程理念與教學思想 從設計性和實戰性入手，將課程分為課堂授課、課程設計、參觀實踐幾個環節，內容涵蓋產品開發、工藝設計、可行性分析、設備選型、過程控制、工廠布局設計、管路布置到工廠設計的整個設計過程。學生通過對設備、控制、工廠設計、工藝設計基礎知識的學習，然后對設備進行實地參觀了解，最后通過課程設計完成對學習效果的考察和進一步加深，實現對課程的綜合性了解和掌握[9]。

4.2 課程教學模式 課程教學模式摒棄傳統的課堂教學模式和走馬觀花式的食品工廠參觀方式，應用課堂講解、報告編撰、分組討論等多種教學模式。

教學模式包括以下形式：課堂講解11周、課程報告編撰和匯報2周(課程報告每小組1次)、課程設計和匯報評議3周，課后討論課3次、實驗課4次、參觀實踐1次。該課程按照食品工業的一般流程有序安排環環相扣的各章節內容，符合食品相關專業學生的思維習慣，使學生易于理解和掌握食品機械裝備和食品工廠設計的基本理論知識。使用多媒體圖片、動畫來配合文字，加深學生對食品裝備運轉過程的了解，刺激學生的感官系統，同時向學生播放典型食品工業生產流程視頻，使其認識各種食品設備在工藝流程中所處的環節及作用，產生身臨生產現場的感覺。通過組建小組等多種途徑激發學生的能動性，根據課程特點和教學計劃安排，使學生理解機械設備的工作原理、結構設計及操作注意事項，并且親自設計，培養學生的自學能力，達到課堂教學與實驗教學的有機結合[10]。

4.3 課程考核方式 對課程的考核評定方法進行科學設計，淡化一次性考試的比重，采取形式多樣的考核辦法。課程成績由平時表現、考試成績和課程設計成績等組成，具體為包括平時的課堂表現、以小組為單位的可行性報告編制和匯報、生產工藝和工廠車間設計、期末考試等各環節，使最終給出的成績盡量符合學生的實際設計水平[11]。綜合考察學生的設計陳述、問答和討論能力，以及設計思想是否新穎、設計參數是否合理、設計要點是否全面、設計方案是否可行、圖紙設計布圖是否合理、工程語言是否規范、有無缺項等。這種開放式的考核方式有利于增強學生的積極性與主動性，有利于提高學生解決問題的能力。4.4 課程預期效果 課程安排更統一，內容有的放矢，重點突出部分專業課，減少課程重疊和脫節現象，充分體現出素質高、基礎扎實、實踐能力強、專業面寬且有專長的創新應用型人才的培養思想。通過這次課程體系調整，力爭使學生的綜合能力得到較大提升。通過講授、參觀、討論、課程報告、課程設計等內容提高學生的實踐和應用能力，在課程報告和課程設計中強調實戰性，使其在了解知識的同時提升實際工作能力；通過課程報告和課程設計的展示，不斷推動學生設計理念的層層遞進，推陳出新。

5 結語

食品專業課程體系與教學內容改革應遵從高等教育發展規律，并能適應食品經濟形勢的發展與變化，結合學校學科優勢和辦學特色對課程體系與教學內容進行改革。因此，食品裝備與工廠設計課程今后應進一步加強教師隊伍建設，提高教師的工程設計能力和授課水平，優化教學計劃，改善實踐性教學的硬件條件，實現理論教學與實踐教學的有機結合，將食品裝備與工廠設計建設成食品科學與工程專業的精品課程。改革后的課程體系與教學內容應有助于學生的個性發展，旨在培養出德、智、體全面發展，掌握食品學科的基本理論知識，具備食品工程師的基本素養和高尚的職業操守，能在食品領域內從事生產技術管理、品質控制、產品研發、工程設計等方面工作的應用型高級專門人才[12]。

[1] 林健.“卓越工程師教育培養計劃”質量要求與工程教育認證[J].高等工程教育研究,2013(6):49-61.

[2] 蔣將,劉元法.淺議食品學科卓越工程師的培養[J].教學研究,2012,35(6):45-48.

[3] 高愛武,張保軍.《食品工廠設計》課程教學模式的改革與實踐[J].內蒙古農業大學學報(社會科學版),2012,14(1):159-160.

[4] 董吉林,申瑞玲,相啟森.從工程教育專業認證分析《食品機械與設備》課程的教學改革[J].輕工科技,2014(8):167-168.

[5] 馬海樂.我國食品科學與工程人才培養的成績、困惑與對策探索[J].食品工業科技,2010(7):16-18.

[6] 孫京新,王寶維,孫慶杰.中美大學食品及相關專業設置和課程安排的比較與啟示[J].中國農業教育,2009(6):22-24.

[7] 許占林.中國食品與包裝工程裝備手冊[M].北京:中國輕工業出版社,2000.

[8] 何東平.食品工廠設計[M].北京:中國輕工業出版社,2009.

[9] 馬曉軍.《食品工廠設計》課程建設探討[J].科技創新導報,2012(30):192-193.

[10] 冀照君,李華,吳恩奇,等.食品機械與設備課程的教學改革探索[J].中國輕工教育,2015(5):71-73.

[11] 汪學榮,王飛,周玲,等.食品工程原理課程設計的改革與實踐[J].中國輕工教育,2007(3):50-52.

[12] 侯利霞,梁少華,王曉坤,等.食品專業創新型人才培養模式研究[J].中國西部科技,2011,10(3):74-75.

Teaching Reform of Food Equipment and Plant Design

LIU Dong-hong,YE Xing-qian,YING Tie-jin et al

(Zhejiang University,Hangzhou,Zhejiang 310058)

Aiming at the problems and phenomena which appeared in the teaching process of food equipment and plant design,from aspects of curriculum concept,teaching thought,teaching mode,curriculum evaluation,emphasizing both theory and practice,teaching methods under the new situation were explored.By means of teaching reform,the aims were to enable students to better grasp the core content of the course,to stimulate students’ interest and innovative spirit in learning,and to strengthen the teaching effect and improve the teaching quality.So as to make the food equipment and plant design into high-quality course for the food science and engineering discipline.

Food equipment and plant design; Teaching; Reform

浙江省2015年度高等教育教學改革項目(jg2015008)。

劉紅東(1968- )，女，浙江麗水人，教授，博士，從事食品科學與工程研究。

2016-08-26

S-01

A

0517-6611(2016)29-0246-02