謝凡，夏永軍，熊智強(qiáng)，張匯，艾連中

（上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海食品微生物工程技術(shù)研究中心，上海）

一 引言

食品機(jī)械與設(shè)備是食品科學(xué)與工程專業(yè)中一門非常重要的應(yīng)用型課程，涵蓋了食品加工、機(jī)械原理及物理化學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，也是一門理論與實(shí)踐結(jié)合最為緊密的課程之一[1,2]。近年來，隨著食品加工工業(yè)的飛速發(fā)展，各式各樣的新型食品加工機(jī)械與設(shè)備層出不窮。目前國內(nèi)高等院校在食品機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)方面較為落后，主要側(cè)重于理論教學(xué)，而相關(guān)設(shè)備與機(jī)械的實(shí)物操作和演練方面的實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)較為薄弱。培養(yǎng)的學(xué)生雖然具備了扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)，但相關(guān)設(shè)備的實(shí)際操作能力不強(qiáng)，進(jìn)入相應(yīng)的工作崗位后，需要進(jìn)行二次培訓(xùn)，從而導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力下降，并給企業(yè)增加了一定的培養(yǎng)成本。隨著國家對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大力提倡，培養(yǎng)理論基礎(chǔ)和技術(shù)兼?zhèn)涞膶W(xué)生顯得尤為重要[3]。因此，基于嵌入式的食品機(jī)械與設(shè)備實(shí)踐教學(xué)的目的是拓展學(xué)生的知識(shí)體系，將課堂教學(xué)與實(shí)物操作相結(jié)合提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，使其成為食品加工工業(yè)中的綜合型人才。

二 食品機(jī)械與設(shè)備教學(xué)過程中存在的問題

食品機(jī)械與設(shè)備是在工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、食品工程原理和食品工藝學(xué)等基礎(chǔ)上開設(shè)的，課程內(nèi)容比較多。先修課程包括“食品工程原理”“食品工藝學(xué)”（含實(shí)驗(yàn)）等，同期開設(shè)課程包括“生產(chǎn)認(rèn)知實(shí)習(xí)”等課程，后修課程包括“食品工廠設(shè)計(jì)”等課程。在授課過程中，存在很多與各高校相似的問題，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(jī)械與設(shè)備的千差萬別，致使課程內(nèi)容較多，課程枯燥乏味，學(xué)生聽課效果差，不能融會(huì)貫通，學(xué)習(xí)積極性不高。

（一） 課時(shí)數(shù)少與內(nèi)容量大的矛盾

食品科學(xué)與工程專業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)中將“食品機(jī)械與設(shè)備”納入專業(yè)核心知識(shí)領(lǐng)域，內(nèi)容應(yīng)包括食品分選機(jī)械，食品原理的清理與清洗機(jī)械，食品輸送機(jī)械與設(shè)備，食品粉碎、攪拌、混合和均質(zhì)機(jī)械，蒸發(fā)濃縮設(shè)備、干燥及熱處理機(jī)械與設(shè)備，食品殺菌設(shè)備等[4]。經(jīng)多次教學(xué)改革后，課時(shí)數(shù)略有縮減，同時(shí)在32學(xué)時(shí)內(nèi)要完成課程中數(shù)十章重難點(diǎn)知識(shí)的講解，使得課程靈活性大打折扣。造成學(xué)生參與度不高，學(xué)習(xí)效果較差。

（二） 課程系統(tǒng)性強(qiáng)與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式的矛盾

食品機(jī)械設(shè)備包括食品輸送機(jī)械與設(shè)備、分選清洗設(shè)備、粉碎機(jī)械設(shè)備、分離機(jī)械設(shè)備等等，屬于完整而又龐雜的體系，涉及的知識(shí)點(diǎn)覆蓋了多門先導(dǎo)課，學(xué)生需要將前期的課程綜合消化吸收后才能對(duì)后修課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，前修課程與后修課程之間雖能形成銜接，但課程群與不同課程間的知識(shí)點(diǎn)無法直接串聯(lián)，而如果再結(jié)合傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，學(xué)生只會(huì)生搬硬套或者照本宣科地分析遇到的實(shí)際問題，卻不能靈活的應(yīng)用，無法做到融會(huì)貫通，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這門專業(yè)課時(shí)比較吃力。

（三） 理論與實(shí)踐脫離的矛盾

食品機(jī)械與設(shè)備課程涉及食品加工領(lǐng)域上百種機(jī)械，這些設(shè)備型號(hào)多、應(yīng)用場(chǎng)景多，在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)室中接觸到數(shù)量、類型有限的小型設(shè)備，直接接觸企業(yè)機(jī)會(huì)少，使得課堂理論學(xué)習(xí)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果差。

（四） 課程評(píng)價(jià)的質(zhì)量機(jī)制有待細(xì)化

課程的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)與改進(jìn)是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中最重要的工作之一，也是衡量一門課程教學(xué)效果的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。食品機(jī)械與設(shè)備課程在注重教學(xué)方法改革、教學(xué)內(nèi)容更新和教學(xué)手段設(shè)計(jì)的同時(shí)，課程教學(xué)效果和質(zhì)量的評(píng)價(jià)容易被忽略，課程教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)也缺乏詳細(xì)的機(jī)制。

三 優(yōu)化課程教學(xué)體系

食品機(jī)械與設(shè)備課程內(nèi)容豐富，實(shí)際應(yīng)用性較強(qiáng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式大多是按照不同類型的設(shè)備設(shè)置不同的章節(jié)，再介紹每種類型設(shè)備的工作原理、組成部件及應(yīng)用場(chǎng)景，教學(xué)課程較為抽象，授課內(nèi)容枯燥、難以理解[5]。因此在理論教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)采用不同的教學(xué)方式和技巧，將授課內(nèi)容具體化，以打破傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式，提高學(xué)習(xí)效果。

（一） 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

針對(duì)這門課程內(nèi)容多，課時(shí)少，不可能對(duì)所有加工設(shè)備一一進(jìn)行講解和示范。首先，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整理和整合，依據(jù)所講內(nèi)容的本質(zhì)及實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行分塊，內(nèi)容進(jìn)行板塊化，相近板塊的內(nèi)容，僅僅詳細(xì)講一個(gè)代表性設(shè)備的工作原理,在設(shè)備參觀學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生掌握機(jī)械的工作原理和效用。其余同類設(shè)備以教師理論授課與學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)相結(jié)合, 每一個(gè)代表性設(shè)備安排相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，做到在實(shí)際情況中能靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。其次，在每一個(gè)板塊學(xué)習(xí)之前，教師通過提問或者溫習(xí)的形式, 引出在學(xué)習(xí)這一板塊需要的一些學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，在學(xué)生重新掌握了這些知識(shí)之后，學(xué)生更容易接受相應(yīng)板塊的內(nèi)容。

（二） 視頻資源整合

隨著計(jì)算機(jī)編程模擬技術(shù)及全球工業(yè)化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)與應(yīng)用已運(yùn)用于各行各業(yè)中，食品工業(yè)的發(fā)展也與其息息相關(guān)。食品加工工業(yè)中的相關(guān)設(shè)備可通過計(jì)算機(jī)編程模擬機(jī)械設(shè)備的工作原理和過程，包括各種Flash流程示意動(dòng)畫、機(jī)械設(shè)備運(yùn)行演示小視頻等。例如工業(yè)化加工生產(chǎn)過程中面制品以及膨化食品的加工生產(chǎn)線運(yùn)行流程視頻、不同類型螺桿擠壓的操作過程、食品輥印成型的過程、食品加工完成后包裝的過程等。這些視頻、小動(dòng)畫可充分展示食品機(jī)械與設(shè)備的運(yùn)行原理、各部件的功能等，便于學(xué)生更清晰的理解食品機(jī)械與設(shè)備的原理，使學(xué)生的學(xué)習(xí)印象更加深刻[6]。

（三） 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)

近些年來，隨著國家對(duì)科學(xué)研究投入力度的不斷加大，國內(nèi)很多高校和科研院所都相繼開設(shè)了食品相關(guān)的專業(yè)，配備了食品相關(guān)專業(yè)科研所需的機(jī)械設(shè)備，例如常見的熱風(fēng)干燥箱、紅外干燥箱、噴霧干燥、冷凍干燥等不同類型的干燥設(shè)備，高壓滅菌鍋、紫外滅菌、超高壓滅菌等根據(jù)不同原理設(shè)計(jì)的滅菌設(shè)備等大多數(shù)較為常見的食品機(jī)械設(shè)備。各高校根據(jù)自身的條件，可在課堂理論教學(xué)之余，開展一小部分的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)?？稍O(shè)置先理論教學(xué)后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)的模式，任課教師可將相關(guān)設(shè)備拆卸，分部件介紹并演示該設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行過程，做到將理論和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生更好地掌握食品機(jī)械與設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí)，并深入學(xué)習(xí)食品機(jī)械與設(shè)備的實(shí)際操作技術(shù)。

（四） 食品加工工廠實(shí)地學(xué)習(xí)

雖然目前國內(nèi)大部分高等院校都配備了多種食品機(jī)械設(shè)備，但大多數(shù)僅為科研所用的小型儀器設(shè)備，價(jià)格高昂、操作繁瑣、偏工業(yè)化生產(chǎn)的大型食品機(jī)械設(shè)備仍然缺乏，例如UHT高溫瞬時(shí)滅菌設(shè)備，雙螺桿擠壓膨化設(shè)備，食品包裝機(jī)，面條、面包等面制品的加工生產(chǎn)線等工業(yè)化加工生產(chǎn)中使用的機(jī)械設(shè)備。所以，根據(jù)食品機(jī)械與設(shè)備課程的教學(xué)需求，設(shè)置工廠實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，聯(lián)系與學(xué)校有合作的大型食品加工廠，選擇部分食品加工生產(chǎn)線，例如市場(chǎng)上最為常見的膨化食品的加工生產(chǎn)線，巧克力加工生產(chǎn)流水線，面條加工生產(chǎn)流水線等與人們生活較為貼近的食品加工機(jī)械設(shè)備。工廠實(shí)地教學(xué)過程中，可安排負(fù)責(zé)相關(guān)加工生產(chǎn)線的工人向?qū)W生講解生產(chǎn)線中每一環(huán)節(jié)，將課堂所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)有機(jī)地與實(shí)際生產(chǎn)加工結(jié)合，學(xué)以致用。

（五） 豐富課程考核方式

在課程的實(shí)際教學(xué)中面臨的另一個(gè)問題是考核形式單一?？己耸且詫W(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握程度為目的，考核學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容是否融會(huì)貫通，合適的考核方式能夠有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；因此考核方法的豐富性、針對(duì)性尤為重要。所以依據(jù)課程模塊內(nèi)容和教學(xué)方法，制定相應(yīng)的考核方式，以過程化考核為主線。教學(xué)內(nèi)容模塊化，課程內(nèi)容系統(tǒng)化，學(xué)生課程學(xué)習(xí)的效果提高，而通過過程性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)可以有效反饋優(yōu)化課程教學(xué)體系，并能督促學(xué)生的平常學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[7]。

四 課程教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

（一） 多媒體互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)

目前國內(nèi)各大高校均配備了多媒體教學(xué)設(shè)備，但很多任課老師并沒有充分利用好多媒體教學(xué)設(shè)備，只起到了教學(xué)輔助作用。多媒體互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)可充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，其主要教學(xué)思路如下：充分整合、利用網(wǎng)絡(luò)及視頻教學(xué)資源，構(gòu)建多媒體教學(xué)共享數(shù)據(jù)庫，方便學(xué)生課下學(xué)習(xí)；利用計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)資源，開發(fā)一款簡(jiǎn)單的、針對(duì)食品機(jī)械設(shè)備原理設(shè)計(jì)軟件，讓學(xué)生自己動(dòng)手根據(jù)所學(xué)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)仿真模擬，模擬食品機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理。

（二） 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)平臺(tái)

食品機(jī)械與設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作教學(xué)不僅能讓學(xué)生充分掌握食品機(jī)械設(shè)備的操作過程，亦能極大地鞏固學(xué)生的理論知識(shí)基礎(chǔ)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)操教學(xué)平臺(tái)應(yīng)由兩名任課教師組成，一名任課教師負(fù)責(zé)理論知識(shí)的教學(xué)工作，另一名任課教師負(fù)責(zé)食品機(jī)械的拆卸、實(shí)際運(yùn)行操作等內(nèi)容的講解。可讓學(xué)生親手操作相關(guān)機(jī)械設(shè)備，進(jìn)一步復(fù)習(xí)和鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。

（三） 實(shí)習(xí)基地建設(shè)

食品科學(xué)與工程專業(yè)作為一門典型的工科類專業(yè)學(xué)科，工廠實(shí)地學(xué)習(xí)一直是教學(xué)工作中不可或缺的一部分，也是完成教學(xué)過程中非常重要的環(huán)節(jié)。各高校食品學(xué)科相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)積極與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)食品企業(yè)的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系、溝通，洽談合作事宜，建設(shè)校企合作學(xué)生實(shí)習(xí)，一方面為高校的學(xué)生培養(yǎng)提供極大的便利，另一方面也可為企業(yè)培養(yǎng)潛在的后備人才。上海理工大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)目前已與光明乳業(yè)股份有限公司、上海金楓酒業(yè)有限公司、上海交大昂立股份有限公司等企業(yè)建立了學(xué)生實(shí)習(xí)基地，極大地提高了食品機(jī)械與設(shè)備課程的教學(xué)質(zhì)量。

五 嵌入式的食品機(jī)械與設(shè)備實(shí)踐教學(xué)改革存在的問題

目前，各高校實(shí)行嵌入式的食品機(jī)械與設(shè)備實(shí)踐教學(xué)改革存在一定的難度。需要高校購買更多的食品機(jī)械設(shè)備，增加用于放置設(shè)備的場(chǎng)地，聘請(qǐng)更多的食品加工專業(yè)、食品機(jī)械方向的任課教師，調(diào)整傳統(tǒng)的食品機(jī)械與設(shè)備的授課課時(shí)分配。隨著國家對(duì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)的重視，各高校所在的政府機(jī)構(gòu)近些年都在不斷地增加高校建設(shè)和科研經(jīng)費(fèi)投入力度，這些問題將會(huì)逐步得到解決[8]。除了國家的科研經(jīng)費(fèi)投入，各高校相關(guān)學(xué)科負(fù)責(zé)人應(yīng)積極與相關(guān)企業(yè)溝通、洽談，與企業(yè)建立長(zhǎng)期的校企合作關(guān)系，深入了解市場(chǎng)對(duì)人才素質(zhì)的需求，打破傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式。新型教學(xué)模式下培養(yǎng)的食品專業(yè)相關(guān)人才在全球食品工業(yè)中將具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，也將極大地促進(jìn)我國食品工業(yè)的發(fā)展[9]。

六 基于嵌入式的食品機(jī)械與設(shè)備實(shí)踐教學(xué)改革的效果

近兩年，我們?cè)谑称窓C(jī)械與設(shè)備課程授課過程中初步實(shí)踐了上述幾個(gè)方面的教學(xué)內(nèi)容和方式上的改革，以重視工廠實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)及建立實(shí)習(xí)基地為驅(qū)動(dòng)力，加強(qiáng)學(xué)生與食品企業(yè)的對(duì)接交流，讓學(xué)生能夠更完整地接觸到食品加工機(jī)械的實(shí)際運(yùn)作以及更全面的掌握課程所設(shè)定的技術(shù)知識(shí)，取得了以下的效果：學(xué)生對(duì)食品機(jī)械與設(shè)備課程產(chǎn)生了濃厚的興趣，學(xué)習(xí)食品機(jī)械與課程的積極性很高，課堂上積極地與老師互動(dòng)、交流、提問，課堂氛圍活躍；經(jīng)過一學(xué)期的課程學(xué)習(xí)，學(xué)生的平均成績(jī)顯著提高；學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力也得到了很大的提升，屢屢在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得佳績(jī)；此外，學(xué)生的動(dòng)手能力也得到了很好的鍛煉，提高了他們?cè)谌粘Ｉ钪袆?dòng)手解決問題的能力，提高他們?cè)诮窈蠊ぷ鬟^程中的競(jìng)爭(zhēng)力。

七 結(jié)語

專業(yè)課教學(xué)要將專業(yè)知識(shí)作為基礎(chǔ)，讓學(xué)生盡可能掌握所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，并且以此進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容。大多數(shù)專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)課時(shí)較少，且實(shí)踐內(nèi)容與實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)過程相差比較大，難以起到“所學(xué)指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐反饋所學(xué)”的教學(xué)目的。因此，如何提高實(shí)踐類課程的學(xué)習(xí)效率，已成為各大高校教學(xué)改革中的重中之重。經(jīng)過嵌入式的食品機(jī)械與設(shè)備實(shí)踐教學(xué)改革，食品機(jī)械與設(shè)備課程的教學(xué)效果獲得多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可與好評(píng)，學(xué)生在科研方面的興趣以及實(shí)踐能力有了極大的提升。本課程將傳統(tǒng)的課堂理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)際操作有機(jī)結(jié)合，有利于夯實(shí)食品相關(guān)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，幫助其掌握相關(guān)機(jī)械設(shè)備的操作過程，以實(shí)際生產(chǎn)加工為導(dǎo)向，突出了教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)的食品專業(yè)人才，提高他們?cè)诮窈蠊ぷ髦械母?jìng)爭(zhēng)力。