劉 永,劉 釗,趙建芬,丘芷柔
(肇慶學院食品與制藥工程學院,廣東肇慶 526061)
工程教育認證源自《華盛頓協議》,是實現工程學位國際互認、促進工程技術人員國際互認與國際流動、適應全球化發展的需要[1]。2016年6月,中國成為了《華盛頓協議》第18個正式成員,標志著我國工科專業根據國際先進的工程教育理念進行人才培養,推進我國工程教育專業深化改革,進一步提高工程教育質量[2-3]。
實踐教學是培養和提高學生的工程實踐能力、研究創新能力的重要手段,也是工程教育認證的本質要求。食品科學與工程是一個多學科交叉、實踐性很強的應用型專業,隨著食品生產中新工藝、新技術和新設備的不斷出現,對食品行業人才的要求也不斷提高[4]。“食品工藝學”“食品機械與設備”是食品科學與工程專業的核心課程,對學生工程能力的培養與達成非常重要。根據這2門課程的特點及相互之間的聯系,探索“食品工藝與設備”實踐教學的融合,對促進專業課程群的建設與一體化教學具有重要意義。
“食品工藝學”是食品科學與工程類專業的核心課程,要求學生了解食品工藝的基本原理、熟悉食品生產工藝流程、掌握食品生產加工過程中的基本知識與技能,是一門實踐性非常強的課程。“食品機械與設備”是食品科學與工程類專業的基礎課程,要求學生熟悉食品加工各種機械設備的結構組成、工作原理,了解典型食品工廠生產線的配套,生產設備的安裝、使用、維護,具有較強的實踐性和工程性。傳統教學模式下課程教學存在的問題表現在以下幾個方面。
隨著科技進步、食品加工機械化和智能化的發展,食品加工技術不斷提高,新的食品加工設備不斷涌現,對食品人才培養和課程教學提出更高的要求[5]。這些涌現的新技術、新工藝、新成果不能及時編入教材,造成教學內容過時陳舊,使課程教學難與食品行業發展同步。
“食品工藝與設備”課程不僅實踐性強,部分教學內容也比較抽象。傳統教學以講授為主,學生被動接受,體現不了學生作為教學主體的角色。再加上學生與實際工廠生產設備接觸較少,導致學生學習積極性不高,教師教學激情缺乏。
“食品工藝與設備”要求學生熟悉各種食品加工工藝常用的設備類型、特點、選型、流程配套等方面的理論知識,以及具備工程實際應用能力。由于學校對實驗教學設備投入少,實驗設備數量與種類不夠,難以保證學生工程應用能力的培養,導致教學與工程應用能力脫節。
工程教育認證要求學生具備四大能力要求,即知識要求、能力要求、工程要求、素質要求。“食品工藝與設備”課程在工程應用要求學生具備根據食品加工工藝選擇合適的食品設備進行合理配套、根據食品加工工藝對設備進行調整改造的能力。“食品工藝學”和“食品機械與設備”開設的實驗以傳統實驗內容為主,內容單一,對最新的食品技術與方法運用較少,特別是食品工程高新技術的發展應用。另外,“食品工藝學”和“食品機械與設備”的實驗各自獨立,“食品工藝學”實驗涉及“食品機械與設備”的內容較少,“食品機械與設備”實驗涉及“食品工藝學”的內容很少,兩者的實驗內容沒有相互滲透,不利于激發學生的創造能力,不利于學生運用理論知識、解決實際工程問題能力的培養。所以,探索“食品工藝學”和“食品機械與設備”實踐教學的改革,使食品工藝與設備相互融合,提高工程實踐教學效果,體現工程教育認證的內涵要求,具有必要性。
校內中小型生產線的實踐教學可以使工程實踐教學與生產實際相對應,是培養大學生職業能力和職業素養的重要手段,也是培養大學生工程應用和工程創新能力的重要環節[6]。根據工程教育認證的學生工程能力培養要求,學校購買了一條小型葡萄酒生產線用于校內實踐教學。該生產線主要由投料計料秤、除梗破碎機、壓榨機、螺桿泵、離心泵、發酵罐、陳釀罐、冰水罐、板框過濾機、膜過濾機、調配罐、洗瓶罐、灌裝機、縮帽機、高位平衡罐、消毒罐、堿水罐、洗滌泵等機械與設備組成。
葡萄酒生產線平臺的實踐教學融合見圖1。
由圖1可知,該生產線除了可以“融合食品工藝與設備”的實踐教學,還涉及“食品工廠設計”“食品分析”“食品微生物學”“食品化學”“食品工程原理”“食品質量與安全管理”等課程的內容,使實踐教學體現一體化。通過“食品工藝與設備”的融合教學,現場介紹葡萄酒生產工藝,講解相應設備的結構、性能、工作原理,在生產中的應用,提高學生對專業知識的綜合應用和工程應用能力,符合專業工程教育認證的要求。
校企合作是高校培養理論與應用型人才的重要途經,也是工程教育認證背景下提高學生工程素養和工程實踐能力的關鍵手段。學校的設備種類和數量有限,學生很難見到實際的食品生產流水線及成套的加工設備。利用專業實習基地建立如圖2所示的校企合作教學平臺,就能很好解決這些問題。在校企合作教學過程中對“食品工藝與設備”進行融合,充分利用企業的生產工藝線、機械設備、生產車間等資源,在企業的實際生產中進行現場教學。通過融合教學讓學生感受到現代食品工藝與設備的規模、眼見為實,讓學生充分認識生產工藝流程中各個工序、設備在食品加工中的作用,使學生具有一定的食品機械設備選型、工藝設備設計和性能改進的能力。
校企合作“食品工藝與設備”實踐教學的融合框架見圖2。
對“食品工藝與設備”的實踐教學融合建立科學、規范、合理的教學效果評價有利于規范教師、學生和企業在實踐教學過程中的行為、提高實踐教學質量、持續改進教學方法,符合工程教育認證的持續改進理念。
“食品工藝與設備”實踐教學融合的評價體系見圖3。
由圖3可知,教學效果評價由教師、學生、企業三大主體組成,分別對工藝設計能力、設備操作能力、工藝與設備配套能力、工藝與設備改造能力等4個方面進行評價。對評價結果進行統計分析,評價好的方面進行發揚,存在問題進行改進,按照工程教育認證的要求進行持續改進,不斷提高教學效果。
工程教育認證是國際通行的工程教育質量保障制度,也是促進工程教育與企業界的聯系、增強食品人才培養對食品產業發展的適應性。根據“食品工藝學”“食品機械與設備”的課程特點,校內實驗條件和校外企業優勢進行食品工藝與設備實踐教學融合,做到“食品工藝學”的實踐教學中有“食品機械與設備”內容,而“食品機械與設備”實踐教學中也有“食品工藝學”的內容,兩者相互融合,提高學生學習積極性,學生綜合工程素養和工程應用能力,對培養現代食品企業所需的高素質食品工程技術人才具有重要意義。