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食品裝備與工廠設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

劉東紅， 葉興乾， 應(yīng)鐵進(jìn)，丁 甜 (浙江大學(xué)，浙江杭州 310058)

針對(duì)食品裝備與工廠設(shè)計(jì)課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題，從課程理念、教學(xué)思想、課程教學(xué)模式、課程考核評(píng)價(jià)等方面入手，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐并重，探索新形勢(shì)下該課程的教學(xué)方式。擬通過教學(xué)改革，使學(xué)生更好地掌握課程的核心內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，有效增強(qiáng)教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量，將食品裝備與工廠設(shè)計(jì)課程建設(shè)成為食品科學(xué)與工程學(xué)科的精品課程。

食品裝備與工廠設(shè)計(jì)；教學(xué)；改革

在社會(huì)發(fā)展新形勢(shì)下，高等教育不僅是基礎(chǔ)教育和理論知識(shí)教育，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力等。只有將理論知識(shí)靈活應(yīng)用于實(shí)踐中，才能提高畢業(yè)生的競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)家教育部實(shí)施的重大改革項(xiàng)目“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”旨在培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的各類型高質(zhì)量工程技術(shù)人才，明確了高等教育要堅(jiān)持理論教育與實(shí)踐相結(jié)合的發(fā)展方向[1]。食品科學(xué)與工程學(xué)科作為我國(guó)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的專業(yè)之一，肩負(fù)著為食品企業(yè)培養(yǎng)卓越食品工程師的重任。然而，我國(guó)食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力較為薄弱，這是目前該學(xué)科人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中存在的主要問題[2]。

近年來，很多教育工作者對(duì)食品機(jī)械與設(shè)備、食品工廠設(shè)計(jì)這2門課程進(jìn)行過教學(xué)改革的探索，從教材選擇、內(nèi)容安排、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行了教學(xué)改革，使課程內(nèi)容更加充分，教學(xué)質(zhì)量得到一定提高[3-4]。然而，在實(shí)際授課過程中2門課程為分別獨(dú)立授課，但它們的內(nèi)容是相輔相成、互相支撐的，因此在單獨(dú)介紹食品加工裝備與自動(dòng)化課程時(shí)，學(xué)生很難將其與工藝相聯(lián)系。在教授食品工廠設(shè)計(jì)課程時(shí)，又要對(duì)很多裝備和自動(dòng)化的知識(shí)進(jìn)行回顧，以致難以拓展2門課程的授課深度和與實(shí)際生產(chǎn)的聯(lián)系。因此，筆者將2門課程合并為1門專業(yè)核心課程，并進(jìn)一步從課程理念、教學(xué)思想、課程教學(xué)模式、課程考核評(píng)價(jià)等方面入手，使課程設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，旨在對(duì)現(xiàn)代食品加工裝備與自動(dòng)化和食品工廠設(shè)計(jì)2門專業(yè)必修課程進(jìn)行教學(xué)改革。

1 食品裝備與工廠設(shè)計(jì)課程的地位與作用

食品科學(xué)與工程是一門應(yīng)用型交叉學(xué)科。該學(xué)科要求學(xué)生了解和掌握食品加工過程中的物理、化學(xué)、生物變化，同時(shí)能進(jìn)行工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)，并具備初步的開發(fā)產(chǎn)品和組織生產(chǎn)的能力[5]。食品裝備與工廠設(shè)計(jì)課程旨在教授學(xué)生食品機(jī)械裝備和食品工廠設(shè)計(jì)基本理論知識(shí)，同時(shí)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生設(shè)備選型、設(shè)計(jì)改造的能力，以及數(shù)據(jù)整理、運(yùn)算、平面設(shè)計(jì)和繪圖的能力。由此可見，該課程是培養(yǎng)學(xué)生綜合靈活運(yùn)用食品科學(xué)與工程學(xué)科基礎(chǔ)理論課程知識(shí)的必要手段，具有培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力、靈活應(yīng)用學(xué)科基本理論知識(shí)和檢驗(yàn)學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力的重要作用，是食品專業(yè)的一門重要應(yīng)用型課程。

2 與國(guó)外相同專業(yè)課程設(shè)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(shè)備、設(shè)備選型設(shè)計(jì)計(jì)算、工廠可行性分析、工藝規(guī)劃計(jì)算等內(nèi)容，為3學(xué)分課程；UIUC課程Food and Industrial Technology介紹了工業(yè)化食品加工過程中的裝備、工廠設(shè)計(jì)和控制技術(shù)，在大學(xué)三年級(jí)開設(shè)，為3學(xué)分課程；Purdue University的食品專業(yè)課程中試工藝設(shè)計(jì)和食品工廠衛(wèi)生除涵蓋食品工廠衛(wèi)生良好生產(chǎn)規(guī)范和法規(guī)影響衛(wèi)生的關(guān)系，還包括食品廠的計(jì)劃組織、工廠設(shè)計(jì)和裝備建設(shè)、工廠清洗消毒、廢棄處理物的儲(chǔ)存和運(yùn)輸、關(guān)鍵單元操作規(guī)定和設(shè)備選擇等。因此，國(guó)外大學(xué)食品裝備與工廠設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)課程中都包括一門綜合介紹食品工廠中設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)、工廠布局，以及控制技術(shù)的課程，而且該課程往往將課堂教學(xué)和課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，是與工廠實(shí)際結(jié)合最緊密的一門課程[6]。為此，將原培養(yǎng)方案中現(xiàn)代食品加工裝備與自動(dòng)化和食品工廠設(shè)計(jì)2門專業(yè)必修課獨(dú)立開設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?門課程合并為1門專業(yè)核心課程，可以使課程設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，令課程更緊密貼合實(shí)際。

3 原培養(yǎng)方案中課程設(shè)計(jì)存在的問題

原培養(yǎng)方案中的現(xiàn)代食品加工裝備與自動(dòng)化和食品工廠設(shè)計(jì)為2門獨(dú)立的課程，其中現(xiàn)代食品加工裝備與自動(dòng)化課程是讓學(xué)生了解和掌握食品加工常用的裝備工作原理、構(gòu)造、應(yīng)用的課程，內(nèi)容涉及食品加工過程單元操作的典型設(shè)備工作原理、選型、應(yīng)用、生產(chǎn)控制等內(nèi)容[7]；食品工廠設(shè)計(jì)是讓學(xué)生了解和掌握食品工廠廠址選擇、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備配備等知識(shí)的課程，內(nèi)容涉及食品加工工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、工廠布局等內(nèi)容。2門課程都涉及如何根據(jù)工藝設(shè)計(jì)和規(guī)劃進(jìn)行設(shè)備的合理選擇和應(yīng)用的問題[8]，在內(nèi)容上有重疊之處。實(shí)際上，食品裝備與食品工廠設(shè)計(jì)2部分內(nèi)容相輔相成，其中工藝的規(guī)劃設(shè)計(jì)離不開裝備的設(shè)計(jì)選擇作為支撐。同時(shí)，工廠的良好規(guī)劃和控制的實(shí)現(xiàn)是實(shí)現(xiàn)食品的良好加工的基礎(chǔ)，但在實(shí)際授課過程中，由于2門課程為分別獨(dú)立授課，因此在介紹現(xiàn)代食品加工裝備與自動(dòng)化課程時(shí)難以與工藝聯(lián)系起來。

在課程建設(shè)和課程教學(xué)中也暴露了一些明顯不足，主要表現(xiàn)在：①課上以單一知識(shí)傳授為主，案例分析較少，忽視了課程的實(shí)踐和綜合性，導(dǎo)致教授內(nèi)容枯燥；②教學(xué)方法、教學(xué)手段相對(duì)落后，缺乏較為新穎、能夠圖文并茂地體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的多媒體圖片及電子課件；③學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)不深入，實(shí)習(xí)時(shí)間較短，甚至流于形式，難以達(dá)到教學(xué)計(jì)劃中的實(shí)習(xí)要求，使學(xué)生對(duì)課程缺乏深刻認(rèn)識(shí)，不利于學(xué)生領(lǐng)會(huì)教學(xué)內(nèi)容，影響教學(xué)效果。

4 課程教學(xué)改革方案

4.1 課程理念與教學(xué)思想 從設(shè)計(jì)性和實(shí)戰(zhàn)性入手，將課程分為課堂授課、課程設(shè)計(jì)、參觀實(shí)踐幾個(gè)環(huán)節(jié)，內(nèi)容涵蓋產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)、可行性分析、設(shè)備選型、過程控制、工廠布局設(shè)計(jì)、管路布置到工廠設(shè)計(jì)的整個(gè)設(shè)計(jì)過程。學(xué)生通過對(duì)設(shè)備、控制、工廠設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，然后對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)地參觀了解，最后通過課程設(shè)計(jì)完成對(duì)學(xué)習(xí)效果的考察和進(jìn)一步加深，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程的綜合性了解和掌握[9]。

4.2 課程教學(xué)模式 課程教學(xué)模式摒棄傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式和走馬觀花式的食品工廠參觀方式，應(yīng)用課堂講解、報(bào)告編撰、分組討論等多種教學(xué)模式。

教學(xué)模式包括以下形式：課堂講解11周、課程報(bào)告編撰和匯報(bào)2周(課程報(bào)告每小組1次)、課程設(shè)計(jì)和匯報(bào)評(píng)議3周，課后討論課3次、實(shí)驗(yàn)課4次、參觀實(shí)踐1次。該課程按照食品工業(yè)的一般流程有序安排環(huán)環(huán)相扣的各章節(jié)內(nèi)容，符合食品相關(guān)專業(yè)學(xué)生的思維習(xí)慣，使學(xué)生易于理解和掌握食品機(jī)械裝備和食品工廠設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)。使用多媒體圖片、動(dòng)畫來配合文字，加深學(xué)生對(duì)食品裝備運(yùn)轉(zhuǎn)過程的了解，刺激學(xué)生的感官系統(tǒng)，同時(shí)向?qū)W生播放典型食品工業(yè)生產(chǎn)流程視頻，使其認(rèn)識(shí)各種食品設(shè)備在工藝流程中所處的環(huán)節(jié)及作用，產(chǎn)生身臨生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的感覺。通過組建小組等多種途徑激發(fā)學(xué)生的能動(dòng)性，根據(jù)課程特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃安排，使學(xué)生理解機(jī)械設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作注意事項(xiàng)，并且親自設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，達(dá)到課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合[10]。

4.3 課程考核方式 對(duì)課程的考核評(píng)定方法進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，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(jī)由平時(shí)表現(xiàn)、考試成績(jī)和課程設(shè)計(jì)成績(jī)等組成，具體為包括平時(shí)的課堂表現(xiàn)、以小組為單位的可行性報(bào)告編制和匯報(bào)、生產(chǎn)工藝和工廠車間設(shè)計(jì)、期末考試等各環(huán)節(jié)，使最終給出的成績(jī)盡量符合學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)水平[11]。綜合考察學(xué)生的設(shè)計(jì)陳述、問答和討論能力，以及設(shè)計(jì)思想是否新穎、設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理、設(shè)計(jì)要點(diǎn)是否全面、設(shè)計(jì)方案是否可行、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)布圖是否合理、工程語言是否規(guī)范、有無缺項(xiàng)等。這種開放式的考核方式有利于增強(qiáng)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性，有利于提高學(xué)生解決問題的能力。4.4 課程預(yù)期效果 課程安排更統(tǒng)一，內(nèi)容有的放矢，重點(diǎn)突出部分專業(yè)課，減少課程重疊和脫節(jié)現(xiàn)象，充分體現(xiàn)出素質(zhì)高、基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)、專業(yè)面寬且有專長(zhǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)思想。通過這次課程體系調(diào)整，力爭(zhēng)使學(xué)生的綜合能力得到較大提升。通過講授、參觀、討論、課程報(bào)告、課程設(shè)計(jì)等內(nèi)容提高學(xué)生的實(shí)踐和應(yīng)用能力，在課程報(bào)告和課程設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)實(shí)戰(zhàn)性，使其在了解知識(shí)的同時(shí)提升實(shí)際工作能力；通過課程報(bào)告和課程設(shè)計(jì)的展示，不斷推動(dòng)學(xué)生設(shè)計(jì)理念的層層遞進(jìn)，推陳出新。

5 結(jié)語

食品專業(yè)課程體系與教學(xué)內(nèi)容改革應(yīng)遵從高等教育發(fā)展規(guī)律，并能適應(yīng)食品經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展與變化，結(jié)合學(xué)校學(xué)科優(yōu)勢(shì)和辦學(xué)特色對(duì)課程體系與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。因此，食品裝備與工廠設(shè)計(jì)課程今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)，提高教師的工程設(shè)計(jì)能力和授課水平，優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，改善實(shí)踐性教學(xué)的硬件條件，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，將食品裝備與工廠設(shè)計(jì)建設(shè)成食品科學(xué)與工程專業(yè)的精品課程。改革后的課程體系與教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有助于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，旨在培養(yǎng)出德、智、體全面發(fā)展，掌握食品學(xué)科的基本理論知識(shí)，具備食品工程師的基本素養(yǎng)和高尚的職業(yè)操守，能在食品領(lǐng)域內(nèi)從事生產(chǎn)技術(shù)管理、品質(zhì)控制、產(chǎn)品研發(fā)、工程設(shè)計(jì)等方面工作的應(yīng)用型高級(jí)專門人才[12]。

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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(xué)改革項(xiàng)目(jg2015008)。

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

2016-08-26

S-01

A

0517-6611(2016)29-0246-02