食品工程原理課程思政教學的改革實踐

張鐵濤，武天明

(海南熱帶海洋學院 食品科學與工程學院，海南 三亞 572022)

0 引言

食品工程原理課程是食品科學與工程專業(yè)重要的必修課程之一，是在高等數(shù)學、物理學、物理化學等課程基礎上開設的一門專業(yè)基礎課程。課程涉及學科門類廣泛，系統(tǒng)性、交叉性和綜合性突出，內(nèi)容龐大，理論知識點繁瑣枯燥。課程思政是一種新的教學方法和思維，它將價值觀融入專業(yè)，充分發(fā)揮學校所擔負的立德樹人的根本任務[1]。而傳統(tǒng)課程體系設計的主要模式常常忽略以學生學習產(chǎn)出為導向的教學原則。

基于社會對食品專業(yè)人才綜合素質(zhì)與道德品質(zhì)的要求，食品專業(yè)需要持續(xù)深化課程思政教育，深入挖掘?qū)I(yè)課程中的思政教育資源，將社會主義核心價值觀、中華民族優(yōu)秀文化融入課程教學中，課程組從食品專業(yè)知識點、食品工程原理案例及歷史人物等方面，挖掘其所蘊含的思政元素，進行課程思政教學設計。同時，對課程內(nèi)容進行優(yōu)化，完善其考核方式，增加教學互動實踐環(huán)節(jié)，改進教學方法，優(yōu)化考評模式，將“不斷創(chuàng)新、精益求精、工匠精神”以“潤物細無聲”的方式傳遞給學生[2]，落實以學生“學習產(chǎn)出”為導向的工程教育認證理念，回歸教學辦學和教書育人的本質(zhì)。一方面，讓專業(yè)課教師“守好一段渠、種好責任田”，使思政教育、素質(zhì)教育、專業(yè)教育三個方面有機融合，與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應，增強學生的社會責任感，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和提高其實踐能力；另一方面，讓學生充分利用在校時間獲得更多高質(zhì)量的職業(yè)技能等級證書，從而提高其就業(yè)能力。課程改革在注重培養(yǎng)學生工程意識，培養(yǎng)其自主學習和終身學習能力的同時還注重培養(yǎng)不僅專業(yè)技能高，而且能夠處理復雜問題、具有創(chuàng)新理念的高素質(zhì)應用型人才。

1 食品工程原理課程思政元素融入方式

在教學過程中，以立德樹人為核心，以產(chǎn)出為導向，以學生為中心，將思想政治教育融入培養(yǎng)方案、教學大綱、課程教學和課程改革的各個方面，同時將職業(yè)技能證書培養(yǎng)模塊融入食品工程原理課程教學內(nèi)容，涉及單元操作的基本原理、單元操作工藝計算、設備選型、工程案例等。通過形象深刻、內(nèi)涵豐富的課堂實踐，促進職業(yè)技能等級證書與學歷證書相互融通(表1)，幫助學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，培養(yǎng)遵守職業(yè)道德、道德法治，培養(yǎng)學生責任擔當和貢獻社會的意識，實現(xiàn)思政教育與專業(yè)教育的有機融合。

表1 食品工程原理課程主要內(nèi)容

1.1 運用馬克思主義哲學原理，培養(yǎng)學生樹立正確世界觀，增強法律和規(guī)范意識

1.1.1 量變引起質(zhì)變哲學原理在雷諾實驗課程教學中的運用

在雷諾實驗的課程教學中，當玻璃管中水流速度較低時，其流動形態(tài)為層流；隨著水流速度增大，流動形態(tài)發(fā)展為湍流，就體現(xiàn)了“量變的積累引起質(zhì)變”這一哲學原理。講解離心泵的工作原理時，如果泵吸入口的壓力低于被輸送流體的飽和蒸汽壓，就會產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，泵體振動會發(fā)出噪聲，導致泵性能顯著下降，通過這一現(xiàn)象引導學生做人要把握分寸和做事要掌控尺度。

1.1.2 矛盾哲學原理在流體力學、過濾課程教學中的運用

通過對比轉(zhuǎn)筒真空過濾機/板框過濾機/葉濾機三者的優(yōu)缺點，引導學生注意事物的利和弊的區(qū)分不是絕對的，利和弊可相互轉(zhuǎn)化這一哲學原理。針對流體形態(tài)、流體性質(zhì)、流體流動狀況、傳熱壁面的形狀等因數(shù)會影響對流傳熱的效果，引導學生遇到復雜問題時，要學會抓其主要矛盾，讓復雜問題簡單化。

1.1.3 辯證思維的哲學原理在蒸發(fā)、傳質(zhì)教學中的運用

在教學過程中，講述蒸發(fā)過程產(chǎn)生廢熱的利用時，引導學生用辯證的眼光看待問題，樹立正確的價值觀，實現(xiàn)自己的人生價值。講述菲克定律時，將其與牛頓粘性定律和傅里葉定律進行三傳相似的對比，引導學生思考科學規(guī)律的相似性，以及科學知識的學習方法。通過食品工程原理實驗課程中離心泵開停泵操作及注意事項、蒸餾操作流程等安全實例，重點講解設備應急處理辦法，明確安全相關法律法規(guī)，掌握安全操作規(guī)范。提高學生的食品安全生產(chǎn)意識，引導學生樹立正確世界觀、增強法律和規(guī)范意識。

1.2 通過發(fā)明思想探究，培養(yǎng)學生家國情懷，增強文化自信

在連續(xù)性方程和流體流動阻力課程中引入大禹治水的典故，培養(yǎng)學生的家國情懷。在教學過程中，講述禹采取拓寬峽口的方法，讓流速變小，減小洪水的破壞性從而達到治理洪水的目的，這是流體連續(xù)性方程的典型應用。另外，通過我國在南薰礁、赤瓜礁、永暑島、渚碧島、美濟島、華陽礁、東門礁和永興島等8個島礁上填海造陸，運用泥沙流體流動與輸送機構原理，履行中方南海人工島在海上搜尋與救助、防災減災、海洋科研、氣象觀察、環(huán)境保護、航行安全、漁業(yè)生產(chǎn)服務等方面的責任和義務，更好地引入維護國家領土主權和海洋權益的案例，增強了學生的愛國主義情懷[3]。

在課程教學中，將食品工程原理課程知識點與科學家故事聯(lián)系起來。例如，在傳熱的教學中，通過講述北京航空航天大學陶智教授在航空發(fā)動機傳熱領域取得重大成果，使中國航空發(fā)動機實現(xiàn)了從“跟跑、并跑”到“領跑”的飛越。每當被問及歸國的初心，陶智教授說歸國是一種家國情懷，通過該案例教育引導學生學習陶智教授的家國情懷；在進行解蒸餾單元操作教學時，在課堂上引入白酒生產(chǎn)案例，不僅從工藝上講解白酒的制作，還通過追溯中國白酒的悠久歷史，如《史記·殷本紀》關于紂王“以酒為池，懸肉為林” “為長夜之飲”的記載，以及《詩經(jīng)》中“十月獲稻”和“為此春酒，以介眉壽”詩句等方面的介紹，使學生增強文化自信。

1.3 科學典型實例展示，培養(yǎng)學生創(chuàng)新、奉獻及工匠精神

食品工程原理課程單元操作中許多定律和方程，如伯努利方程、范寧公式、牛頓冷卻定律、傅里葉定律、費克定律、亨利定律及拉烏爾定律等，采用科學家的名字命名，說明這些定律的發(fā)現(xiàn)與科學家的突出貢獻是分不開的。教學中通過展示科學家科學探索與發(fā)現(xiàn)的典型實例，讓學生充分認識到科學探索需要鍥而不舍的勇氣與毅力。這與2020年抗擊新冠肺炎期間的醫(yī)護工作者不忘初心、不怕犧牲、舍生忘死的精神進行類比，激發(fā)學生的集體榮譽感和奉獻精神。

食品工程原理課程主要單元操作計算時刻體現(xiàn)工匠精神，如管路計算、沉降速度的計算中要用試差法重復試差計算，直到得到的參數(shù)數(shù)值與已知條件符合。單元操作中沉降速度u0采用復驗法的計算，先假定一個流型區(qū)域，求得u0，核算雷諾數(shù)Rep，檢驗是否在原假設的流型區(qū)域內(nèi)；否則再換一個流型區(qū)域，直到復驗Rep符合該流型區(qū)。通過科學計算的過程，將培養(yǎng)學生精益求精態(tài)度、團隊協(xié)作、探索創(chuàng)新的精神等有機地融合到食品工程原理實驗課程訓練過程中，為其日后步入工作崗位，能夠從容面對困難和挫折，具備良好的工匠精神打下基礎。

2 食品工程原理課程思政教學實踐

課程組成員充分剖析食品工程原理課程的特點，挖掘課程中蘊含的思政教育資源，構建融入思政元素的課程體系(表2)，制定開展“課程思政”相關教學設計，尋找課程知識體系與德育體系可以交融的“觸點”，將思想政治教育與知識傳授完美融合。

表2 食品工程原理課程思政元素的主要體現(xiàn)

2.1 食品工程原理課程思政主要元素

2.1.1 大禹治水典故融入流體輸送教學

在連續(xù)性方程和流體流動阻力教學中，引入大禹治水典故“高處鑿通，低處疏導”等治水理念，這與課程教學內(nèi)容中流體流動阻力的原理相似。以增強學生的民族自豪感，培養(yǎng)學生聚焦家國情懷。

2.1.2 科學的學習方法融入沉降與過濾教學

在沉降速度計算教學中，引導學生討論牛奶、果汁不分層的現(xiàn)象和原因，培養(yǎng)學生正確看待理論知識和實際應用關系，學以致用。

2.1.3 主要矛盾與次要矛盾問題融入傳熱教學

在對流傳熱阻力控制教學中，引入傳熱過程中的主要矛盾與次要矛盾，遇到問題時要“擒賊先擒王”，抓其主要矛盾，使復雜問題簡單化，培養(yǎng)學生的哲學思維和方法。

2.1.4 辯證地分析問題融入蒸發(fā)教學

在單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)的經(jīng)濟性教學中，強調(diào)多效蒸發(fā)并沒有提高蒸發(fā)生產(chǎn)能力，而只是節(jié)約了加熱蒸汽，需要增加設備投資，以此培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和辯證看待問題的思維。

2.1.5 規(guī)律的相似性融入吸收教學

在菲克定律教學中，引導學生回想牛頓粘性定律和傅里葉定律，將三傳理論做對比。引導學生思考科學規(guī)律的相似性以及科學知識的學習方法。

2.2 食品工程原理課程思政教學實踐

在食品工程原理課程教學中，采用“課前-課中-課后”的形式組織開展教學活動，思政元素自然流暢地貫穿在教學過程的相關環(huán)節(jié)，達到思政教育與理論知識的灌輸同向同行，形成協(xié)同效應，課程教學活動實施如表3所示[4-5]。

表3 課堂教學活動實施

2.2.1 課前教學

課程組成員注意挖掘教學內(nèi)容及教材中蘊含的思政元素，抓住學生中的熱點問題，把握好思政教育時機，善于在細微處做表率，言傳身教。并將思政教育穿插在課程之中，控制教學節(jié)奏，寓教于樂，寓教于知，寓教于情。同時，在教學過程中，注意把握課程思政時間不宜過長，不能影響正常的教學進度。學生班干部輪流擔任課程出勤督導，明確角色定位與服務職責，嚴于律己，以身作則，盡心盡職，培養(yǎng)學生認真履職的精神。

2.2.2 課中教學

在授課過程中，利用“翻轉(zhuǎn)課堂”讓學生在教材中找到感興趣的單元操作，分組查閱流體輸送、沉降、傳熱、蒸發(fā)、吸收等單元操作；在食品加工應用領域，發(fā)掘所學內(nèi)容在本專業(yè)方向中所占地位，學生會對專業(yè)有更深層次的理解；分組合作查閱圖書館資源和網(wǎng)絡資訊資料，相互協(xié)助完成任務，培養(yǎng)團結協(xié)作，打造可貴的團隊意識；利用學校現(xiàn)有鴻合信息化平臺進行教學改革，探索思維型的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式及實驗課CDIO教學模式等，為課程思政元素的主要體現(xiàn)。教學過程中將設計的思政內(nèi)容融入到知識點的講解中，在言傳身教中達到教書育人的目的，取得成果可推廣至食品工程原理開課的兄弟學校。

2.2.3 課后教學

課后作業(yè)具有一定量體現(xiàn)思政特色的學生作業(yè)與已有知識相互關聯(lián)，形成新的知識構建，并貫穿德育教育。通過學習通、QQ、微信等平臺反饋思政調(diào)查問卷，衡量思政教學效果，搜集教學評價意見，分析、歸納、總結、探索和優(yōu)化思政教學模式[6]。授課結束后，教師注意提醒學生清理座位垃圾，保持環(huán)境衛(wèi)生，離開教室時關閉電源等，培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習慣，節(jié)約用電等社會公德[7]。

3 結論

食品工程原理是一門專業(yè)主干課程，主要以培養(yǎng)學生“工程知識、分析問題、設計和開發(fā)、終身學習”等核心能力，多方位支撐工程認證標準要求，承擔傳授專業(yè)知識和技能的重要使命。在食品工程原理課程思政建設過程中，深度優(yōu)化課程思政與思政課程協(xié)同育人，從馬克思主義哲學原理的運用、發(fā)明思想探究、科學典型實例展示等方面融入課程思政，將國家政策、社會熱點與專業(yè)知識相結合，讓課程思政進課堂，并致力于將思想價值引領貫穿于高校人才培養(yǎng)全過程，將思政元素自然流暢地貫穿在教學的相關環(huán)節(jié)，達到思政教育與理論知識的灌輸同向同行，形成協(xié)同效應。通過以上教學改革，不僅為枯燥的課程增加了亮點，提高了學生的學習興致，使學生在情感、知識和行為上產(chǎn)生認同感，實現(xiàn)“三全”育人，在學習中逐漸培養(yǎng)學生的良好習慣和優(yōu)良品質(zhì)，同時對學生三觀的塑造起到積極的作用。為培養(yǎng)學生成為有理想、有本領、有擔當?shù)男乱淮咚刭|(zhì)應用型人才貢獻力量。