李書紅， 陳 野

（天津科技大學(xué)食品國家級實驗教學(xué)示范中心，天津 300457）

食品科學(xué)與工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是面向食品產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展需求，培養(yǎng)具有良好思想道德和創(chuàng)新精神，具備扎實的理論基礎(chǔ)、優(yōu)良的工程素質(zhì)和開闊的國際視野，擅長發(fā)現(xiàn)并解決食品科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過程中的關(guān)鍵技術(shù)、提高食品工程產(chǎn)業(yè)國際競爭力、引領(lǐng)食品科學(xué)與工程學(xué)科發(fā)展的高質(zhì)量創(chuàng)新型技術(shù)人才[1-2]。在培養(yǎng)過程中的最后環(huán)節(jié)是畢業(yè)設(shè)計，需要根據(jù)食品加工出現(xiàn)的具體問題提出解決方案并提供設(shè)計說明，是考查學(xué)生思考、分析、解決問題能力及理論聯(lián)系實踐的重要手段，是實現(xiàn)高質(zhì)量培養(yǎng)目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為工科專業(yè)之一，食品科學(xué)與工程專業(yè)非常注重優(yōu)良工程素質(zhì)的培養(yǎng)，其中“食品工程CAD” 作為專業(yè)選修課程，是專業(yè)基礎(chǔ)課程 “機械制圖” 和 “機械工程基礎(chǔ)” 的工程類銜接課程，通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生在計算機制圖與食品工藝設(shè)計、食品機械設(shè)備設(shè)計之間知識的銜接方面得以靈活運用。課程針對即將進行畢業(yè)設(shè)計的大四學(xué)生，在大三下學(xué)期開展教學(xué)，為其通過工程制圖來完成畢業(yè)設(shè)計具有重要的意義。

食品科學(xué)與工程專業(yè)一直以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為抓手進行教學(xué)改革，重視企業(yè)對學(xué)生工程實踐能力的要求。根據(jù)企業(yè)需求調(diào)研結(jié)果，從2007 年開始梳理了整個教學(xué)環(huán)節(jié)，特別是對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 進行了仔細(xì)分析，從中總結(jié)出各階段課程學(xué)習(xí)對畢業(yè)設(shè)計成績的貢獻率，結(jié)果顯示選修 “食品工程CAD” 課程的學(xué)生，其畢業(yè)設(shè)計的成績顯著高于未選修者?！笆称饭こ藽AD” 課程采用課堂授課與上機練習(xí)結(jié)合方式教學(xué)，將課程分成食品機械制圖基本知識、食品設(shè)備通用部件零件圖的制圖、生物反應(yīng)器罐體的設(shè)計與制圖、食品工程工藝流程圖的設(shè)計與制圖、管道布置圖的制圖、擠壓生產(chǎn)豆渣纖維成套設(shè)備設(shè)計與裝備繪制等6 個部分。特別是課程的第4 部分和第6 部分，結(jié)合教師的科研成果，從科研的工程設(shè)計思路、工藝的制定、設(shè)備的設(shè)計、設(shè)備制圖、制圖技巧等方面詳盡剖析，學(xué)生進行仿真設(shè)計和實踐，使學(xué)生的工程設(shè)計能力得到訓(xùn)練和提高。

1 畢業(yè)設(shè)計存在的主要問題

1.1 畢業(yè)設(shè)計中計算機繪圖能力不強

對于本專業(yè)學(xué)生而言，畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容大多集中在某一食品產(chǎn)品的開發(fā)和進行生產(chǎn)線設(shè)計，需要進行食品產(chǎn)品開發(fā)的工藝研究，還要繪制工藝流程圖、車間平面布置圖和管道布置圖等[3]。學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計圖紙時，大多采用Auto CAD 繪圖軟件。由于 “食品工程CAD” 為選修課，選修過課程的學(xué)生圖面質(zhì)量基本符合工程制圖的標(biāo)準(zhǔn)。但是，對于部分未選過該課程學(xué)生來說，雖然在大一時學(xué)習(xí)過工程制圖，也進行過CAD 上機練習(xí)，上機學(xué)時過少，到畢業(yè)設(shè)計的大四階段也基本忘記，導(dǎo)致對軟件基本指令使用不熟練，不能充分發(fā)揮軟件的功能，畫圖耗時長，圖紙中錯誤多[4]?？偨Y(jié)歸納為以下幾個方面的問題：①圖層設(shè)置不合理，線型和線條粗細(xì)設(shè)置隨意，致使后期出現(xiàn)問題時修改繁瑣；②圖樣樣式設(shè)置不規(guī)范，表現(xiàn)在樣式位置和規(guī)格不規(guī)范，圖形比例不協(xié)調(diào)，設(shè)置類型隨意；③繪圖方法不合理，不會使用高效的繪圖技巧，導(dǎo)致繪圖耗時較長、效率低下。

1.2 工藝流程圖繪制不規(guī)范

食品工藝流程圖的繪制，一般指的是繪制加工工藝過程中的物料流程圖，是以圖形與表格結(jié)合的形式來反映設(shè)計及計算某些結(jié)果的圖樣。圖樣采用展開圖形式，按工藝流程順序，由左至右畫出一系列設(shè)備圖形，并配以物料流程線和必要的標(biāo)注與說明，一般由設(shè)備示意圖、物料流程線、標(biāo)注和圖例、標(biāo)題欄及設(shè)備一覽表組成。從畢業(yè)設(shè)計圖紙看主要存在以下幾方面問題：①設(shè)備示意圖繪制過于簡單，從外形輪廓上看不能反映設(shè)備的特征；②流程管線和流向箭頭畫法不符合規(guī)定，物料管線一般用粗實線畫出，動力管線一般用中粗實線或細(xì)實線畫出，同時管線用箭頭表示物料的流向；③圖紙標(biāo)注不符合標(biāo)準(zhǔn)，主要是標(biāo)注字體、線型、大小和顏色等隨意設(shè)置，導(dǎo)致圖紙混亂，影響圖紙視覺效果。

1.3 不熟悉繪圖國家標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)范的圖紙才能將設(shè)計者的設(shè)計理念和意圖傳達給工程技術(shù)人員，這就需要設(shè)計者嚴(yán)格按照制圖標(biāo)準(zhǔn)進行繪圖。食品科學(xué)與工程專業(yè)，雖說大一上學(xué)期會學(xué)習(xí)工程制圖課題，但是由于后續(xù)無練習(xí)和實踐環(huán)節(jié)，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計過程中，有關(guān)制圖的標(biāo)準(zhǔn)和知識都已經(jīng)遺忘?！笆称饭こ藽AD” 是在大三學(xué)習(xí)，由于其為選修課，對于未選修的學(xué)生而言，很難根據(jù)自己的知識畫出一套完全合乎標(biāo)準(zhǔn)的圖紙。工程圖樣是工程界的技術(shù)語言，而不符合制圖標(biāo)準(zhǔn)的圖樣很難與其他工程技術(shù)實施者進行溝通和交流。

2 基于上述問題的教學(xué)改革方法

2.1 強化計算機繪圖能力的培養(yǎng)

“食品工程CAD” 是一門實踐性較強的課程，對于學(xué)習(xí)者而言，需要對所學(xué)知識不斷練習(xí)鞏固和應(yīng)用，這就需要在教學(xué)過程中讓學(xué)生掌握扎實的繪圖本領(lǐng)，提高繪圖能力?！笆称饭こ藽AD” 課程，是在學(xué)生大一學(xué)習(xí)了工程制圖基礎(chǔ)上開設(shè)的，目的是使學(xué)生掌握如何利用工程CAD 語言進行食品工程設(shè)計的技能。大一雖然學(xué)習(xí)了CAD 制圖，大三前沒有進行任何實踐應(yīng)用，也基本遺忘。因此，在第一節(jié)課安排了食品機械制圖基本知識、食品設(shè)備通用部件零件圖的制圖的上機訓(xùn)練。在教學(xué)過程，針對制圖目標(biāo)，應(yīng)該積極鼓勵學(xué)生根據(jù)自己的想法繪圖，而非機械地重復(fù)教師的繪圖步驟。此外，在基本圖形繪制過程中，一方面學(xué)生先根據(jù)目標(biāo)圖形繪圖，教師再提供參考畫法，加深其印象；另一方面針對同一圖形，讓不同畫法的學(xué)生進行講解演示直播，然后讓學(xué)生針對不同畫法進行討論，總結(jié)不同畫法的優(yōu)缺點，進而選擇和掌握更高效的繪圖方法。

2.2 強調(diào)國家標(biāo)準(zhǔn)的作用

國家標(biāo)準(zhǔn)在圖幅、文字、標(biāo)注、符號、圖線等方面都做了詳盡的描述。課程的第二講中，以教師的科研成果為例開發(fā)出 “生物反應(yīng)器罐體的設(shè)計與制圖” 一講，在講述開發(fā)思路后，結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)重點講解生物反應(yīng)器罐體總裝圖的繪制過程和方法。首先，講解國家標(biāo)準(zhǔn)在繪圖過程中的重要意義和標(biāo)準(zhǔn)具體內(nèi)容，包括繪圖過程中常見的尺寸標(biāo)注、圖線設(shè)置和繪圖環(huán)境等；其次，針對國家標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容，設(shè)計典型的繪圖目標(biāo)，讓學(xué)生通過親自實踐來加深對國家標(biāo)準(zhǔn)的理解和掌握；最后，在平時上機過程中，時刻提醒學(xué)生制圖國家標(biāo)準(zhǔn)的重要性，不斷加深和強化國家標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，養(yǎng)成良好的繪圖習(xí)慣，為學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計和后續(xù)繪圖工作等打下基礎(chǔ)。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣

在教學(xué)過程中，先盡量做簡單的繪圖，會做了就會有成就感，逐漸培養(yǎng)其對課程的興趣。結(jié)合教師的科研成果，開發(fā)出 “擠壓生產(chǎn)豆渣纖維成套設(shè)備設(shè)計與裝備繪制” 一講，從科研的工程設(shè)計思路、工藝的制定、設(shè)備的設(shè)計、設(shè)備制圖、制圖技巧等方面進行詳盡剖析，而后將圖紙發(fā)布給學(xué)生，學(xué)生在圖紙的基礎(chǔ)上進行修改，加入自己的想法（結(jié)構(gòu)），學(xué)生同教師一道進行仿真設(shè)計和實踐，使學(xué)生的工程設(shè)計能力得到實戰(zhàn)化訓(xùn)練。在掌握了基礎(chǔ)工程設(shè)計和制圖技能后（課程中段），采用 “實際食品工程工藝設(shè)計” 實例教學(xué)，課程收集了13 個食品產(chǎn)品的工藝流程（飲料、焙烤、肉制品、面制品、啤酒），利用所學(xué)到的工程設(shè)計知識將其制成標(biāo)準(zhǔn)的工程類工藝流程圖，并進行相應(yīng)的車間平面布置圖設(shè)計制圖，使學(xué)生得到實戰(zhàn)訓(xùn)練。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生熟練掌握計算機設(shè)計和繪圖軟件，同時掌握食品工廠設(shè)計的計算機制圖的原則、內(nèi)容和方法。

3 結(jié)語

2019 年，天津科技大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)通過第4 次工程教育專業(yè)認(rèn)證和新版IFT 國際認(rèn)證，對畢業(yè)生提出了更高的要求和挑戰(zhàn)?！笆称饭こ藽AD” 課程作為培養(yǎng)學(xué)生工程能力的主要課程之一，對于學(xué)生的工程和綜合能力培養(yǎng)具有重要的作用。通過不斷的教學(xué)改革和實踐，讓學(xué)生掌握良好的繪圖基礎(chǔ)，高質(zhì)量的完成畢業(yè)設(shè)計，為今后走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。