彭 鋼，劉 劍，許志鋒，賴 華

(1.衡陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 421008； 2. 衡陽師范學(xué)院 湖南省功能金屬有機材料重點實驗室，湖南 衡陽 421008)

師范院校食品工程原理教學(xué)探討

彭 鋼1，2*，劉 劍1，2，許志鋒1，2，賴 華1，2

(1.衡陽師范學(xué)院 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖南 衡陽 421008； 2. 衡陽師范學(xué)院 湖南省功能金屬有機材料重點實驗室，湖南 衡陽 421008)

《食品工程原理》是食品科學(xué)與工程專業(yè)的核心課程。本文以地方師范院校的食品工程原理課程為例，綜合探討本課程的教學(xué)改革。通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法及改變考核方式等措施提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

食品工程原理；教學(xué)改革；師范院校

《食品工程原理》是食品科學(xué)與工程專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的一門核心必修課程，也是該專業(yè)學(xué)生較早接觸的工程實踐性極強的課程。該課程對學(xué)生的工程觀點、定量運算、工程設(shè)計等能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，是引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識用于工程實例的重要橋梁。然而，該課程具有涉及學(xué)科多，如物理化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、高等數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)化學(xué)、食品化學(xué)、物理學(xué)、計算機技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等；工程實踐性強、知識內(nèi)容繁雜、部分內(nèi)容抽象難懂等，這些都給學(xué)生學(xué)習(xí)造成巨大的困擾。特別是對師范院校的食品專業(yè)學(xué)生，物理化學(xué)、基礎(chǔ)化學(xué)和高等數(shù)學(xué)的課時較少，所以會影響學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)[1-2]。另一方面，師范院校的食品工程原理課時也較少，所以如何在有限的課時里激發(fā)學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，最終使他們系統(tǒng)掌握單元操作的基本原理及常見的操作設(shè)備，從而為其將來從事相關(guān)工作打下堅實的基礎(chǔ)。本文結(jié)合作者的教學(xué)檢驗，從篩選教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)方法和改革考試方法等三個方面分析探討師范院校食品工程原理教學(xué)的改革，其目標(biāo)是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)實踐能力強、科研素質(zhì)高的學(xué)生。

1 篩選并精心組織教學(xué)內(nèi)容

目前，大部分的《食品工程原理》教材都改編自《化工原理》，部分高?！妒称饭こ淘怼氛n程就直接使用《化工原理》或《化學(xué)工程基礎(chǔ)》的教材；然而，食品工程原理必須與食品生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)，所以食品專業(yè)的老師與學(xué)生對這些教材就產(chǎn)生一種不融合感。食品工程原理主要是講授單元操作，與食品工業(yè)相關(guān)的單元操作有20多種，如流體輸送、傳熱、精餾、攪拌、沉降、吸收、萃取、吸附、干燥、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶、粉碎、乳化等，不可能一一講授。在有限的課時里，可以按照單元操作"動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞"的"三傳"理論為主線，選擇合適的單元操作[3-4]。在作者的師范學(xué)校，食品工程原理理論課時只有40課時。經(jīng)過綜合考慮，分別選擇講授"流體流動與輸送(動量傳遞)、傳熱(熱量傳遞)、蒸發(fā)、吸收、精餾與干燥(質(zhì)量傳遞)"等六種單元操作，最后用4課時介紹最新的單元操作過程，如膜過濾、冷凍干燥、新型分離技術(shù)等，使學(xué)生了解新知識，新技術(shù)。篩選好教學(xué)內(nèi)容后，精心組織教學(xué)內(nèi)容。食品工程原理除了"三傳"的主線外，還存在著一個理論系統(tǒng)框架，即"平衡關(guān)系"與"過程速率"，并可將兩者統(tǒng)一為"過程速率=過程推動力/過程阻力=系數(shù)×推動力" 的通式。此外，組織教學(xué)內(nèi)容時不應(yīng)局限在使用的教材，而是綜合參考其他版本的教材及相關(guān)資料；同時應(yīng)以書本上成熟理論為基礎(chǔ)，適當(dāng)刪減陳舊或現(xiàn)在應(yīng)用很少的知識點，增加新型的單元操作理論知識。總之，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該"薄、精、透"，逐步形成既適合師范院校學(xué)生，又有自身特色的教學(xué)內(nèi)容體系。

2 優(yōu)化并多樣化教學(xué)方法

因為食品工程原理課程具有學(xué)習(xí)難度比較大，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，應(yīng)用實踐性強等情況，所以在教學(xué)過程中應(yīng)該針對不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。目前，在本課程中常用的教學(xué)方法有啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)、探究式教學(xué)等。下面就以案例教學(xué)和啟發(fā)-探究式教學(xué)為例，分析討論多樣化教學(xué)方式[5-7]。

2.1 案例教學(xué)法

案例教學(xué)法是精煉生活或生產(chǎn)的案例為教學(xué)素材，并結(jié)合相應(yīng)的知識點，經(jīng)過精心組織，形成較成熟的教學(xué)案例的一種教學(xué)方式。因為本課程的實踐性極強，工程和生活案例多，所以特別適合采用案例教學(xué)法。在教學(xué)中，可以采用開篇案例法、問題案例法和綜合案例法。如開始講解傳熱時，可以設(shè)計案例：夏季在維持20℃的室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季在保持22℃的室內(nèi)工作時，卻必須穿絨衣才覺得舒服。 或者這樣的案例：氣溫下降，應(yīng)添加衣服，應(yīng)把保暖性好的衣服穿在里面好，還是穿在外面好？這樣的案例與生活密切相關(guān)，又能激發(fā)學(xué)生的探究興趣。問題案例法應(yīng)用于整個教學(xué)過程中，如在不同的材料導(dǎo)熱的時候提問：你燒水的鍋子是用鐵做還是耐高溫的塑料做？當(dāng)學(xué)生回答了用鐵做鍋子后，接著問為什么。又如在講解傳質(zhì)的方式時，提問為了能快速喝糖水，你會用什么辦法讓糖溶解在水中？很多同學(xué)都會想到用勺子攪拌，接下提問為什么用勺子攪拌會快速溶解。通過提問，讓學(xué)生理解傳質(zhì)的兩種方式以及兩種方式的異同點。綜合案例法多用于一個單元操作結(jié)束時，讓學(xué)生綜合應(yīng)用一種單元操作的所有知識點分析問題和解答問題。比如在流體流動一章的結(jié)束時，設(shè)計一個自來水輸送管道。在建設(shè)一個三層高的樓房，怎么把水送到最高層，同時又保證一定的水壓？解答這個問題，就必須依靠流體靜力學(xué)方程、連續(xù)性方程、伯努利方程、管路阻力計算及離心泵等綜合知識?？傊?，案例教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果；但是教學(xué)的案例要恰當(dāng)，教學(xué)中要引導(dǎo)得當(dāng)。

2.2 啟發(fā)——探究式教學(xué)法

啟發(fā)-探究式教學(xué)法也是食品工程原理中常見的教學(xué)方法，也是當(dāng)前教育界大力提倡的教學(xué)方式。啟發(fā)-探究式教學(xué)是指教師在精心設(shè)計、有助于推進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的教學(xué)情境中，讓學(xué)生主動去學(xué)習(xí)、自主探究并獲取知識等一種教學(xué)方式。該方法提倡"自主學(xué)習(xí)，主動探究"。比如在離心泵一節(jié)中，可以設(shè)計以下問題例如某一化工廠的員工，在重新啟動離心泵再次輸送液體時，發(fā)現(xiàn)離心泵空轉(zhuǎn)未能輸送液體，嘗試分析為什么？探究后發(fā)現(xiàn)其原因可能有兩個：啟動前未"灌泵"或者是因為離心泵發(fā)生了漏氣現(xiàn)象，由此可導(dǎo)出離心泵的工作原理和氣縛兩個知識點。有比如在傳熱一章中，可以設(shè)計如下的問題：為什么同一設(shè)備，同樣的工藝參數(shù)，不同批次生產(chǎn)的乳制品合格率并不完全相同？這是一個復(fù)雜的問題，涉及了食品化學(xué)、食品工程原理和微生物學(xué)等知識。教師應(yīng)該鼓勵同學(xué)積極思考，同時適當(dāng)提醒，啟發(fā)學(xué)生從某一些角度去分析探討。當(dāng)學(xué)生給出一些看法時，應(yīng)該適當(dāng)獎勵，最后可以讓學(xué)生自己綜合得出結(jié)論。在探究過程中，教師的作用是啟發(fā)、鼓勵、引導(dǎo)。

2.3 其他教學(xué)方式

其他教學(xué)方法還包括歸納式教學(xué)方法、互動式教學(xué)方法、對比式教學(xué)方法等。比如在熱通量、動量通量和質(zhì)量通量，可歸納出通量=系數(shù)×梯度，不同的通量，對應(yīng)著不同的梯度。有比如對于傳熱速率方程和傳質(zhì)速率方程，就可以通過對比式教學(xué)，同時可以讓學(xué)生去總結(jié)，做出相應(yīng)的對比表格。當(dāng)然，在教學(xué)中并不是規(guī)定只能使用某一種教學(xué)方法，而是綜合使用多種教學(xué)方法。在優(yōu)化教學(xué)方式的同時，還可以借助現(xiàn)代化的教學(xué)工具，如多媒體、網(wǎng)絡(luò)、微課、慕課?？傊?，通過多樣化教學(xué)方式和綜合運用教學(xué)工具，改變之前的知識單向傳遞途徑，由“授人以魚”變?yōu)椤笆谌艘詽O”，主要培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點、學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力[8]。

3 改變考核方式

目前，食品工程原理是食品專業(yè)的專業(yè)必修課，所以多采用閉卷形式考核。然而，作者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，閉卷考核的形式效果并不好，其原因可能與本課程的特點有關(guān)。因為本課程涉及大量的公式，考試時為了降低考試難度，必須簡化考試習(xí)題，這必然限制了出題的范圍。如果采用開卷考試，可以解決上述的問題，但是又導(dǎo)致學(xué)生平時學(xué)習(xí)不認(rèn)真，不主動。作為地方普通師范院校，開閉卷都會存在著有利有弊的一面。經(jīng)過多方論證，我們最終采用開卷的考核形式，取消選擇題、填空題、判斷題等客觀性題型，多采用分析題、論述題、計算題等主觀性題型，其難度比閉卷略高?？己酥攸c偏重對知識點的理解是否透徹，能否綜合運用所學(xué)的知識。此外，考核也由原來"平時加期末"模式改為"課堂量化考核+單元考核+項目實踐考核+期末考核"模式，減少期末考試的比重，增加平?？己吮戎?。通過改變考核方式，促使學(xué)生增加平時學(xué)習(xí)時間，減少期末的突擊學(xué)習(xí)，加深了學(xué)生對知識的理解程度，明顯提高了教學(xué)質(zhì)量。

4 總結(jié)

通過不斷的嘗試，篩選教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方式和考試方式，其目的并不是為了讓學(xué)生多記幾個公式，多背幾個概念，而是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點、綜合運算和設(shè)計能力，分析解決實際問題的能力。目前的教學(xué)反饋表明，這些改革是由成效的。

[1] 朱新鵬. 《食品工程原理》基于應(yīng)用能力培養(yǎng)的教學(xué)探索與實踐[J]. 食品與藥品，2013，15(04)：304-306.

[2] 倪獻(xiàn)智．化工原理課程教學(xué)中突出工程觀點和方法教育[J]．化工高等教育， 2007 (3)： 79-83．

[3] 汪開拓,孫國英.《食品工程原理》 課程教學(xué)方法的研究與實踐[J].三峽高教研究, 2011(2):57-59.

[4] 柳艷霞,湯高奇.食品工程原理課程教學(xué)改革與實踐[J].農(nóng)產(chǎn)品加工, 2011(9): 140-141.

[5] 沈瑞敏，張家年，鄭 妍. 啟發(fā)式教學(xué)法在食品工程原理教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016(09)：332-333.

[6] 紀(jì)俊敏，劉玉蘭，魏安池. 實例教學(xué)在 《食品工程原理》 課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 教育教學(xué)論壇，2013，(31)：90-91.

[7] 常海軍,周文斌,朱建飛,等.問題式教學(xué)在"食品工程原理"教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 山東化工，2014，43(03)：164 -165.

[8] 姚金環(huán)，李延偉．用多樣化教學(xué)方法提高化工原理課程的教學(xué)效果[J]．廣東化工，2009，36(6)：238-239.

(本文文獻(xiàn)格式：彭 鋼，劉 劍，許志鋒,等.師范院校食品工程原理教學(xué)探討[J].山東化工，2016，45(16)：170-171.)

Teaching Research of Food Engineering Elementary in Normal University

PengGang1，2*，LiuJian1，2，XuZhifeng1，2，LaiHua1，2

(1. Department of Chemistry and Material Science, Hengyang Normal University, Hengyang, Hengyan 421008，China;2. Key Laboratory of Functional Organometallic Materials of Hunan Province College, Hengyang Normal University, Hengyang 421008，China)

Food engineering elementary is the core course for the students majored in food science and engineering. In this paper, it is comprehensive discussed the teaching innovation of food engineering elementary based on local normal university. The quality of education can be produced via integrating teaching contents, optimizing teaching model, and changing exam form and so on. Moreover, the practical abilities and sense of creation of the students are improved.

food engineering elementary; teaching innovation; normal university

2016-07-06

衡陽師范學(xué)院科學(xué)基金項目( 編號：13B29)、衡陽師范學(xué)院教研項目(JTKT201621)；功能金屬有機材料湖南省高校重點實驗室開放基金(No.11K02)和湖南省重點建設(shè)學(xué)科資助項目

彭 鋼( 1983—)，湖南衡陽人，衡陽師范學(xué)院講師， 博士， 主要從事功能性高分子材料的合成和應(yīng)用的研究。

G4

A

1008-021X(2016)16-0170-02