王帥 ，賀羽，王衛(wèi)東，王錫昌*

1. 徐州工程學院食品（生物）工程學院（徐州 221018）；2. 上海海洋大學食品學院（上海 201306）

地方高校轉型為應用技術型大學是新時代國家高等教育的重要戰(zhàn)略之一，也是實現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展的必經(jīng)之路。應用技術型大學著力培養(yǎng)實踐能力突出、綜合素質高和應用能力強，面向企業(yè)行業(yè)生產(chǎn)、管理一線的應用型人才，為區(qū)域經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展、優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的不斷壯大和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉型升級提供人才保障[1]。

教育部首輪“新工科”專業(yè)改革建設中，食品和農(nóng)林類被列為19個項目群之一，表明食品類專業(yè)要以高質量的工程教育服務國家新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革。食品類專業(yè)是應用技術型本科高校中的常見專業(yè)，在“新工科”的建設中具有明顯的地方性、應用型和特色化，聚力培養(yǎng)食品新產(chǎn)品開發(fā)、食品工程設計、食品安全控制與管理等領域的高質量應用型工程技術人才。課程教學作為人才培養(yǎng)的根本環(huán)節(jié)，在教學改革與實踐中需要融合學校、專業(yè)的定位與特色，以“金課”保障高質量工程人才的培養(yǎng)。

食品產(chǎn)業(yè)是全球的第一大產(chǎn)業(yè)，也是我國三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，在國民經(jīng)濟中占有重要地位，且仍有巨大的發(fā)展?jié)摿?，而食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開機械設備的支撐。隨著科學技術的飛速進步，我國的食品機械與設備朝著復雜、成套、自控和機電一體化方向發(fā)展。兼具食品機械與設備扎實的理論知識和實踐技能外，現(xiàn)代化食品加工對生產(chǎn)和管理一線應用型人才的要求越來越高。

1 課程概況

“食品機械與設備”是食品科學與工程專業(yè)的必修課，也是專業(yè)中工程類課程的重中之重，先修課程包括“食品工程原理”“食品工藝學”（含實驗）等，同期開設課程包括“生產(chǎn)認知實習”等課程，后修課程包括“食品工廠設計”“生產(chǎn)實習”和“專業(yè)綜合訓練”等課程。食品產(chǎn)業(yè)原料和成品種類繁多，加工工藝不盡相同，造成食品機械與設備的千差萬別，因此需要學生具備良好的工程素養(yǎng)和實踐能力。課程要求學生掌握通用食品加工機械和設備的工作原理、結構特點，具備典型設備操作及安全使用的能力，能夠根據(jù)食品工廠的工藝要求對常用的機械設備進行選型和配套[2]。

食品科學與工程專業(yè)的教學質量國家標準中將“食品機械與設備”納入專業(yè)核心知識領域，建議課程開設32學時，內(nèi)容應包括食品分選機械，食品原理的清理與清洗機械，食品輸送機械與設備，食品粉碎、攪拌、混合和均質機械，蒸發(fā)濃縮設備，干燥及熱處理機械與設備，食品殺菌設備等[3]。截至目前，已通過食品科學與工程專業(yè)中國工程教育認證的21所高校中，均開設有“食品機械與設備”課程，學時在24～64學時之間，其中2所高校設置了10學時以內(nèi)的實驗或實踐模塊（數(shù)據(jù)來源于各專業(yè)申請認證時公開的人才培養(yǎng)方案）。

近幾年隨著在線開放課程的快速發(fā)展，“食品機械與設備”在愛課程（中國大學MOOC）、智慧樹、華文慕課和學堂在線等平臺共開放在線課程10余門，其中國家級精品課程1門，即江蘇大學馬海樂教授的“食品加工機械與設備”。食品機械與設備的相關教材共出版30余部，其中近4年新出版和再版15余部，更新速度與其他專業(yè)課程相比較快。海量的教材和線上課程資源為“食品機械與設備”課程的講授和學習提供了非常便利的條件。

2 課程教學中存在的問題

2.1 教學改革與專業(yè)特色結合不夠

教學改革是促進課程教學質量提升的重要手段之一，采用案例形象化教學、互動式教學和實物教學等方法，能夠有效地激發(fā)學生對“食品機械與設備”課程學習的積極性[4]。然而不同類型的高校、不同定位的專業(yè)和不同特色的培養(yǎng)目標，進行的改革與探索也應符合專業(yè)特色，具有自己獨特的標簽，從而充分發(fā)揮專業(yè)教學改革的效果。

2.2 理論知識與實際生產(chǎn)仍有脫節(jié)

現(xiàn)代化程度高的食品加工廠多采用電腦中央化控制的自動化連續(xù)生產(chǎn)，不再是單元設備的簡單連接，這造成了學生基礎理論知識與工廠實際生產(chǎn)的部分脫節(jié)，缺乏對工業(yè)化生產(chǎn)中機械設備的布局、連接和中央控制等的詳細了解與認知。此外，食品機械與設備的內(nèi)部結構抽象且復雜，通過動畫播放、模型教學和實驗操作等手段能夠使學生掌握設備的運作，但機器內(nèi)部深層次的工作原理無法清晰展現(xiàn)，對學生的空間想象能力要求較高[5]。

2.3 先修后修課程間缺乏緊密銜接

食品機械與設備是食品得以工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化制造的第一步，該課程也是學生接觸和感受食品工程魅力的重要一步?，F(xiàn)下課程間缺乏十分清晰的紐帶作為連接，學生需要將前期的課程綜合消化吸收后才能對后修課程進行學習，前修課程與后修課程之間雖能形成銜接，但課程群不同課程間的知識點無法直接串聯(lián)，在一定程度上制約了學生將綜合多門課程知識解決復雜的工程問題。

2.4 課程評價的質量機制有待細化

課程的教學質量評價與改進是整個教學活動中最重要的工作之一，也是衡量一門課程是“金課”還是“水課”的關鍵標準。在注重教學方法改革、教學內(nèi)容更新和教學手段設計的同時，課程教學效果和質量的評價容易被忽略，課程教學質量的持續(xù)改進也缺乏詳細的機制。

3 課程改革與實踐

3.1 持續(xù)凝練專業(yè)地方特色，開展混合式教學改革引導學生全面學習

依據(jù)學校和專業(yè)的定位與特色，進行“食品機械與設備”的課程教學時，研究型大學可以注重機械設備原理、結構和性能等的講解和設計，在培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)的同時，增強學生對食品機械設備改進和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)；應用型大學側重食品機械和設備的工作原理、結構特點，并加強機械設備的應用、選型和基本的安裝維護等工程實踐能力的培養(yǎng)；農(nóng)、林、理、工類院校開設的食品機械與設備也應有各自院校的特色，地方高校也可以根據(jù)區(qū)域性食品產(chǎn)業(yè)結構的特點，凝練帶有地方特色的食品機械與設備課程。

筆者所在專業(yè)以培養(yǎng)服務地方區(qū)域經(jīng)濟的應用型工程人才為定位，以淮海經(jīng)區(qū)果蔬和谷物的綜合加工利用為特色，在“食品機械與設備”課程的教學工作中，緊扣地方性應用技術型本科高校的特點，重視食品機械設備理論知識和工程應用實踐的全面學習?；诔菍W習通和藍墨云班課等移動平臺的混合式教學，能夠將理論知識學習、虛擬仿真操作和工程應用實踐等各個環(huán)節(jié)在課前、課中和課后的任意時間進行對接，完成線上和線下的資源推送、互動討論、測試作業(yè)、任務布置和課堂講授等教學活動，從而增加學生和教師的互動，提升學生學習的積極性和主動性，引導學生完成食品機械與設備相關基礎知識和工程實踐的全面學習。

3.2 增設理實一體教學內(nèi)容，利用虛擬仿真和課內(nèi)實驗強化學生實踐

虛擬仿真教學并結合真機實驗操作，能夠有效地解決食品機械與設備理論知識的學習和與實際生產(chǎn)脫節(jié)的問題。虛擬仿真基于大量設備實際生產(chǎn)中的3D動畫，還原了機械設備復雜的內(nèi)部機構、組合安裝和運行過程，再結合實際單機設備的操作，形成了工程知識到工程能力的“理論學習-虛擬仿真-實物操作-生產(chǎn)實習”逐步培養(yǎng)模式，有效地串聯(lián)了學生工程知識和實踐應用能力。

圖1 基于虛擬仿真項目的高壓均質機模型

在教學過程中依托虛擬仿真和實驗教學項目，完成對典型食品機械和設備原理和注意事項的深入講解，操作和拆卸的虛實結合，及常見問題的排查解決。充分利用專業(yè)自身的虛擬仿真項目《植物蛋白粉及飲料生產(chǎn)三維虛擬工廠實訓》和實驗室小試及中試設備，對勻漿機、高壓均質機、超高溫瞬時殺菌設備和噴霧干燥等設備進行重點講解，使學生以此為橋梁，舉一反三地了解食品機械設備的理論知識和單機操作與工廠實際生產(chǎn)之間的不同，從而強化學生的工程實踐能力。

3.3 構建課程群知識鏈條，串聯(lián)先修和后修課程貫通學生知識體系

結合專業(yè)學科的發(fā)展方向和特色，構建基于工程類課程群的知識鏈條，依靠核心講授內(nèi)容將先修課程、同期課程和后修課程緊密銜接，融會貫通學生工程類課程的知識體系?！笆称窓C械與設備”在食品科學與工程專業(yè)工程類的課程中起著承上啟下的重要作用，是串聯(lián)先、后修課程的重要教學環(huán)節(jié)，需要“食品工程原理”、“食品工藝學”及實驗作為理論基礎，同時為“食品工廠設計”、“專業(yè)綜合訓練”和“生產(chǎn)實習”提供理論知識和工程實踐經(jīng)驗。

專業(yè)以果蔬汁、谷物飲料和乳飲料等食品飲料加工為特色，依托校內(nèi)的果蔬汁生產(chǎn)線、果酒生產(chǎn)線、UHT殺菌罐裝線，以及校外的維維食品飲料有限公司、碭山海升果業(yè)集團和徐州娃哈哈飲料公司等工程實踐基地，構建了基于食品飲料生產(chǎn)的工程類課程群知識體系。所有的工程類課程均將與飲料加工和生產(chǎn)過程中的相關知識點作為重點之一進行講解并實踐，包括加工過程中飲料流動、輸送和加熱的基本工程原理，飲料加工的工藝知識，飲料制作的工藝實踐，飲料生產(chǎn)工廠的初步認知，飲料生產(chǎn)加工所需的機械設備和典型飲料的生產(chǎn)線，飲料生產(chǎn)工廠的設計，飲料及相關食品產(chǎn)品研制和工藝改進的綜合訓練，飲料生產(chǎn)車間的頂崗實習，這些知識體系最終實現(xiàn)了飲料加工生產(chǎn)的理論知識和工程實踐的全覆蓋。

以食品飲料的加工生產(chǎn)為銜接點，通過“工程原理—工藝知識—單機設備—生產(chǎn)線—加工工廠”的理論知識學習，和“工藝實踐—工廠參觀認知—單機生產(chǎn)—生產(chǎn)線實踐—工廠設計—工廠實際生產(chǎn)”的工程實踐實習，培養(yǎng)學生融會貫通知識體系和舉一反三的能力，結合其它工程知識學習和訓練提升學生解決復雜工程問題的能力。

3.4 堅持課程教學質量評價，形成基于成果導向的持續(xù)改進機制

學生的試卷成績或者期末考核成績只是用于評價教學質量的基本素材，教學質量的評價涵蓋多個指標或者多種方式，例如貫穿整個教學過程的教學團隊內(nèi)部討論、學生調(diào)查問卷、督導等監(jiān)督組織的聽課反饋、教學目標的達成情況、學生評教和后修課程教師的反饋等（如圖2所示）。不同教學活動的階段中均有可實施的課程評價方式，進而獲得課程教學質量評價結果，并在下一輪或后期的教學活動和人才培養(yǎng)中持續(xù)改進。最終的課程評價結果可以用于下一次課程教學活動的改進、后修課程教學活動的建議、學生畢業(yè)要求的達成或修訂和專業(yè)培養(yǎng)目標的修定[6]。

表1 基于食品飲料加工特色的《食品機械與設備》課程群知識構架

圖2 基于成果導向的課程質量持續(xù)改進機制

例如在對2015級學生食品機械與設備進行課程教學評價時，發(fā)現(xiàn)課程教學目標“對食品工廠常用的機械、設備具有合理選型和配套能力”的達成較差（基于期末考核和形成性評價的結果），通過學生的課程調(diào)查問卷發(fā)現(xiàn)“學生對實際生產(chǎn)中功能類型相近的加工設備配套選型時容易發(fā)生差錯”?；谝陨系恼n程評價可以做如下持續(xù)改進：①與后修課程“食品工廠設計”、“生產(chǎn)實習”的任課進行溝通，涉及工廠設備選型時可適當展開講解；②教學團隊內(nèi)部討論，在下一輪的課程教學中涉及“相近或能夠實現(xiàn)同一功能加工機械設備”知識點時，設計更多的教學環(huán)節(jié)或增加實例講解；③關注學生的畢業(yè)要求達成情況，是否可以通過支撐同一畢業(yè)要求的其它教學活動或環(huán)節(jié)增強學生相關能力，實現(xiàn)學生工程能力獲得的動態(tài)調(diào)整（如在專業(yè)綜合訓練或畢業(yè)實習中增設相關環(huán)節(jié)）；④為下一輪人才培養(yǎng)方案制定提供依據(jù)。

3.5 參加知名食品機械展覽，促進學生自主學習和教師知識更新

隨著全球工業(yè)化、現(xiàn)代化和智能化技術的飛速發(fā)展，用于食品行業(yè)的機械與設備也不斷地推陳出新和更新?lián)Q代，每年都會涌現(xiàn)大量的新設備、新知識、新技術和新成果，而教材內(nèi)容的更新往往具有滯后性，很多先進的、一體化、智能化的食品加工機械設備和生產(chǎn)線未能得以展現(xiàn)，定期參加知名食品機械展能夠獲取食品加工機械設備領域的前沿技術和知識。

依據(jù)學生的課程學習考核結果，分批選拔并組織優(yōu)秀學生定期參加國內(nèi)組織的知名食品機械展覽，如中國食品包裝及加工設備展覽會、中國國際食品加工和包裝機械展覽會、中國國際飲料工業(yè)科技展和上海國際食品加工和包裝機械展覽會等。一方面能夠幫助教學團隊成員跟蹤全球食品加工設備的發(fā)展動向，了解食品機械與設備的前沿科技，搜集教學素材，將最先進的技術和設備引入課程教學；另一方面也能激勵學生學習的主觀意愿，提升學生在課程教學各環(huán)節(jié)中的參與度。

4 結語

在國家倡導“以本為本”、回歸本科教育的新時代下，一流課程的建設和改革迎來了前所未有的機遇。不同類型、定位的高校和專業(yè)，在核心課程建設時需立足自身優(yōu)勢與特色，將信息技術與教育教學深度融合，形成以學生學習為中心的，基于成果導向的課程持續(xù)建設和改進機制，以特色優(yōu)質的“金課”為培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型和應用型等各種人才提供堅實的保證。