摘 要：CDIO工程教育理念是以培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用性人才為目標(biāo)的一種新型教育模式。本文針對食品機械與設(shè)備課程當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，將CDIO工程教育理念引入到該課程教學(xué)改革中，著重從理論教學(xué)、實踐教學(xué)和教學(xué)效果評價等方面進行研究；探索了靈活多樣的教學(xué)方法，開展了多元化的實踐教學(xué)，建立了科學(xué)合理的教學(xué)效果評價體系。實踐表明，通過實施教學(xué)改革，本課程取得了較好的教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實踐能力。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代工程教育理念；食品機械與設(shè)備；教學(xué)改革

隨著全球經(jīng)濟競爭越來越激烈，對高素質(zhì)創(chuàng)新人才的需求也越來越緊迫，特別是對創(chuàng)新型工程人才的需求更為迫切。近年來工程人才短缺和工程教育質(zhì)量問題是我國教育領(lǐng)域面臨的共同問題。為此教育部聯(lián)合有關(guān)部門實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，目的是培養(yǎng)出滿足社會需求的具有較強的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、實際操作和環(huán)境適應(yīng)能力的創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才[1][2]。

CDIO現(xiàn)代工程教育理念是國際工程教育改革的最新成果，是一種全新的教育模式。CDIO是構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（design）、實現(xiàn)（implement）和運作（operate）的英文縮寫[3]。該教育理念是將教育過程融入到產(chǎn)品生命周期的具體環(huán)境中，讓教師以主要知識點來構(gòu)思問題，設(shè)計一定的初始狀態(tài)、認(rèn)知操作和最終目標(biāo)，使學(xué)生參與到整個教學(xué)過程中，既能夠積極主動地學(xué)習(xí)，又能在實踐中得到能力培養(yǎng)，達到“教”“學(xué)”“做”三者之間的有機結(jié)合[4][5]，從而培養(yǎng)出具有良好的團隊協(xié)作和溝通交流能力，學(xué)習(xí)、創(chuàng)新和工程實踐能力強的高素質(zhì)工程人才。

CDIO教育模式能很好地解決我國高等教育中重教學(xué)輕實踐，學(xué)生實踐操作技能差，自主學(xué)習(xí)能力不足等瓶頸問題，可有效解決教與學(xué)的矛盾[6]。食品機械與設(shè)備是食品科學(xué)與工程專業(yè)的重要專業(yè)課程，主要介紹典型食品工廠中常見的物料輸送機械，以及清洗、分離、混合、成型、干燥、殺菌、熱處理等單元操作設(shè)備，內(nèi)容涉及各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、性能參數(shù)和操作方法等方面。該課程是一門工程性和實踐性都很強的課程。

一、當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題

食品機械與設(shè)備是以工程為基礎(chǔ)的專業(yè)課程。該課程的特點是設(shè)備種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容信息量大、知識點多、要求學(xué)生具有較強的空間想象力和較寬的知識面[7]。因此在教與學(xué)的過程中往往存在很大困難，學(xué)生普遍感到枯燥乏味，信心不足。實踐教學(xué)表明，傳統(tǒng)教學(xué)模式對課程教學(xué)帶來了一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）理論教學(xué)與行業(yè)發(fā)展脫節(jié)。目前我?！妒称窓C械與設(shè)備》課程教學(xué)內(nèi)容主要是講授食品工廠中一些典型的機械設(shè)備，重點介紹設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理。然而隨著我國工業(yè)化、現(xiàn)代化技術(shù)的快速發(fā)展，食品機械行業(yè)的發(fā)展也非常迅猛，涌現(xiàn)出許多新的加工設(shè)備，這些新技術(shù)、新成果不能夠及時編入教科書中，如果教學(xué)內(nèi)容僅來自教材，就會造成教學(xué)內(nèi)容陳舊、過時，課堂教學(xué)與行業(yè)發(fā)展脫節(jié)。

（二）實踐教學(xué)與工程應(yīng)用脫節(jié)。由于學(xué)校對實驗教學(xué)設(shè)備的投入少，現(xiàn)有實驗設(shè)備的類型和數(shù)量嚴(yán)重不夠，從而導(dǎo)致實驗教學(xué)內(nèi)容單一。目前僅開設(shè)了噴霧干燥實驗、馬口鐵容器的封罐與質(zhì)量檢測實驗，且基本上是多個學(xué)生共用一臺實驗設(shè)備。

（三）教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新，學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性不夠

由于受到諸多教學(xué)條件的限制，目前該課程教學(xué)仍主要是教師全程講授，采用單向灌輸?shù)慕虒W(xué)形式，學(xué)生被動接受，不能體現(xiàn)其作為教學(xué)主體的角色作用。結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)喪失興趣，教師教學(xué)缺乏激情。因此，這種教學(xué)模式只注重知識傳授，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的發(fā)揮和實踐能力的煅煉，很難達到工程能力培養(yǎng)的目的。

總之，現(xiàn)有的食品機械與設(shè)備課程教學(xué)體系存在各種不足和弊端，與當(dāng)前社會對食品工程專業(yè)人才的要求尚存在一定的差距。如何運用CDIO教育理念，對該課程的教學(xué)體系進行改革，擬定并執(zhí)行可行性強的課程教學(xué)改革方案，達到培養(yǎng)食品工程專業(yè)所需的高素質(zhì)的應(yīng)用型工程人才的目標(biāo)顯得非常必要。

二、食品機械與設(shè)備課程教學(xué)改革方案

（一）理論教學(xué)方法改革

1.理論教學(xué)要與食品加工新技術(shù)接軌

理論教學(xué)是食品機械與設(shè)備課程教學(xué)最重要的環(huán)節(jié)之一，通過講授食品加工機械的基本結(jié)構(gòu)、原理、操作方法及應(yīng)用，使學(xué)生具備一定的工藝設(shè)計、選型和工程應(yīng)用能力[8]。但是，隨著高新技術(shù)不斷在食品工業(yè)中得到應(yīng)用，食品機械與設(shè)備的更新非?？欤虼耸称窓C械與設(shè)備課程教學(xué)要緊跟食品工業(yè)高速發(fā)展的步伐，將一些新技術(shù)、新設(shè)備融入到課程教學(xué)中。如近年來發(fā)展較快的超高壓設(shè)備、無損檢測裝置、超臨界萃取分離裝置、無菌包裝設(shè)備等新設(shè)備已在食品加工中得到廣泛應(yīng)用，但是多數(shù)食品機械教材并沒有包括這些內(nèi)容。因此需要教師不斷更新知識點，使學(xué)生能夠了解和掌握相關(guān)的新技術(shù)、新裝備。

2.采用靈活多樣的教學(xué)方法

食品機械與設(shè)備課程教學(xué)中要能將CDIO的教育理念有機地貫穿于教與學(xué)的各個環(huán)節(jié)。采用靈活多樣的教學(xué)方法和教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（1）案例形象化教學(xué)法

講授一些典型的食品機械設(shè)備時，通過形象化的實際應(yīng)用舉例，提高課程的實用性和學(xué)生的感性認(rèn)識。例如在講授均質(zhì)機和高溫瞬時殺菌設(shè)備時，列舉橙汁、桑果汁等飲料加工生產(chǎn)線的案例，介紹均質(zhì)機、高溫瞬時殺菌設(shè)備在果汁生產(chǎn)中的作用和重要性；再通過觀看果汁飲料生產(chǎn)線的視頻錄像，或讓學(xué)生進入相關(guān)的果汁加工企業(yè)參觀實習(xí)，讓學(xué)生熟悉并掌握這些食品機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及實際應(yīng)用。

（2）互動式教學(xué)法

互動式教學(xué)法是基于現(xiàn)實問題以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，通過設(shè)計問題引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，符合CDIO教育模式注重發(fā)展學(xué)生思考和解決問題能力的教學(xué)理念?；邮浇虒W(xué)法按照“教師提出問題-引導(dǎo)學(xué)生分析問題-指導(dǎo)學(xué)生研討-學(xué)生得出結(jié)論”的教學(xué)思路，精心設(shè)計教案。比如在物料清洗設(shè)備的教學(xué)過程中，教師先提出問題“白菜、蘿卜等蔬菜是如何進行清洗的”，然后引導(dǎo)學(xué)生去分析思考“這兩種蔬菜的組織結(jié)構(gòu)是否相同？應(yīng)采用什么方式才能達到清洗目的？是否可采用相同的設(shè)備進行清洗？”最后老師組織學(xué)生研討這些問題，讓學(xué)生提出自己的見解。這種互動式的教學(xué)方法能夠引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，增強學(xué)生思考問題和解決問題的能力。

（3）實物教學(xué)法

實物教學(xué)法是以現(xiàn)場實物為教學(xué)對象，進行直觀的講解和分析的教學(xué)方法。它能將設(shè)備的結(jié)構(gòu)更直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，有助于理解和掌握理論知識；通過實際操作培養(yǎng)學(xué)生運用知識于工程實踐的能力。在食品機械與設(shè)備課程教學(xué)過程中，當(dāng)條件許可時，可將理論課搬進實訓(xùn)基地進行現(xiàn)場教學(xué)。如在講授爪杯式柑橘壓榨機時，我們采用實物教學(xué)法，讓學(xué)生在現(xiàn)場先觀察設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作過程，并動手拆卸設(shè)備，讓學(xué)生了解該設(shè)備的撥果機構(gòu)、壓榨機械和汁渣分離機構(gòu)，讓學(xué)生思考為什么這樣設(shè)計？對果汁的品質(zhì)有何影響？通過現(xiàn)場教學(xué)，提高了學(xué)生的感性認(rèn)識，對理論基礎(chǔ)知識掌握得更加牢固，起到事半功倍的效果。

（二）實踐教學(xué)方法改革

食品機械與設(shè)備課程實踐教學(xué)與理論教學(xué)是相輔相存的有機統(tǒng)一體。通過實踐教學(xué)可加深學(xué)生對理論知識的理解和掌握，提高解決實際問題的能力，是符合CDIO模式所要求的培養(yǎng)創(chuàng)新型、工程型人才的教育理念。在實踐教學(xué)中，通過構(gòu)建基礎(chǔ)型實驗、綜合設(shè)計型實驗、教學(xué)實習(xí)和科研創(chuàng)新實驗等多層次的實踐教學(xué)平臺，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和工程應(yīng)用能力。

三、結(jié)語

為提升食品科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有解決食品加工過程中實際問題能力的高級工程技術(shù)人才，我們在食品機械與設(shè)備課程教學(xué)改革中引入CDIO教育理念，通過分析課程教學(xué)中存在的主要問題，從理論教學(xué)、實踐教學(xué)、課程教學(xué)效果評價等方面進行改革；探索靈活多樣的教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，開展多元化的實踐教學(xué)；建立科學(xué)的教學(xué)效果評價機制，全面考核學(xué)生綜合素質(zhì)和理論與實踐能力，完善課程考核機制。這種課程教學(xué)改革對培養(yǎng)符合現(xiàn)代食品加工企業(yè)所需要的高素質(zhì)工程技術(shù)人才有著重要意義。

參考文獻：

[1] 吳啟迪.中國工程教育的問題：挑戰(zhàn)與工程教育研究[J].清華大學(xué)教育研究，2009（4）：4-8.

[2] 雷慶，王敏.從襄樊程視角看工程設(shè)計能力培養(yǎng)[J].高等教育研究，2011（5）：18-22.

[3] 王碩旺，洪成文.CDIO美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式—基于對CDIO課程大納的解讀[J].理工高教研究，2009（8）：116-119.

[4] 梅怡，梁貴萍，林蕓，李疆.CDIO教學(xué)模式在液壓與氣壓傳動課程教學(xué)改革中的實踐[J].貴陽學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（4）：71-77.

[5] 周愛梅，劉欣，趙力超，劉曉娟.基于CDIO理念的食品化學(xué)課程教學(xué)改革[J].食品與機械，2015（2）：277-280.

[6] 顧佩華，包能勝，康全禮，陸小華，熊光晶，林鵬，陳嚴(yán).CDIO在中國（上） [J].高等工程教育研究，2012（3）：24-40.

[7] 黃曉杰，孟鑫，劉崑.食品機械設(shè)備課程教學(xué)模式的探究與實踐[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備.2015（2）： 87-88.

[8] 田昊，唐鳳仙，單春會，李應(yīng)彪.關(guān)于如何提升食品機械與設(shè)備課程教學(xué)效果的探討[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（7）：85-86.