摘要:隨著糧食產(chǎn)業(yè)科學技術(shù)的飛速發(fā)展,需要大批的糧食工程專業(yè)的高級技術(shù)人才。糧食工程專業(yè)中,機械類課程占重要地位并且具有內(nèi)容豐富、涉及領域多、應用性強等特點,因此,探討機械類課程教學與實踐改革對于糧食工程專業(yè)至關重要。不斷提升課程教學質(zhì)量,提高學生的工程設計能力、實踐創(chuàng)新能力,為糧食產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才。
關鍵詞:糧食工程,機械,教學實踐改革
糧食是國家的戰(zhàn)略物質(zhì),事關國運民生,糧食安全是國家安全的重要組成部分。近年來,保障糧食安全一直是中央和國務院“三農(nóng)”工作的重中之重,“中央一號文件”始終聚焦“三農(nóng)”問題。
目前在我國糧食生產(chǎn)與加工中,存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力薄弱、技術(shù)裝備相比于發(fā)達國家落后、人力資源開始出現(xiàn)短缺等問題,這些嚴重阻礙了糧油產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和發(fā)展?!翱平膛d農(nóng)”是解決目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)落后、糧食生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力弱等問題的重要手段。隨著社會與科技發(fā)展,糧食這一傳統(tǒng)行業(yè)也正朝著多元化方向發(fā)展,主要涉及:糧油儲藏加工、糧食質(zhì)量與安全、糧食物流及信息化、糧食功能食品等,在糧油加工生產(chǎn)裝備、管理營銷等方面有著較強的人才需求。在此產(chǎn)業(yè)背景下,糧食工程專業(yè)在一些特色高等院校中應運而生。該專業(yè)囊括了糧油加工、貯藏、糧油質(zhì)量與安全控制、糧機制造等工程技術(shù)領域,肩負著保障糧食安全與供給的重任,承擔著發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈、為精深加工食品及其他行業(yè)提供多樣化、高品質(zhì)原料的任務。近年來,糧食產(chǎn)業(yè)的崗位,其技術(shù)性、專業(yè)性隨著國家政策的重視與科技水平的提高,也越來越高,諸如產(chǎn)品研發(fā)、品質(zhì)控制、工藝設計與調(diào)試等崗位,越來越需要大批高級專業(yè)人才。其中,對于這些崗位人才的培養(yǎng)中,機械類課程占重要地位,因此探討其課程教學與實踐改革至關重要。
1.1 開設課程不系統(tǒng)且各課程之間相關性不夠
目前大多高校所設的糧食工程專業(yè),其開設的機械類課程有工程力學、食品工程原理、機械設計基礎、電工電子學、糧食加工工藝與設備、糧食儲運機械與設備、CAD基礎。但是機械原理、工程材料、互換性與公差等基礎課程沒有開設,三維制圖、機械運動仿真等工具類軟件培訓也沒有設置。各課程之間相關性不夠強,缺乏一個大的實踐課程或項目強化各課程之間的聯(lián)合應用。學生無法系統(tǒng)獲得機械類的專業(yè)知識,相關的專業(yè)基礎理論教學內(nèi)容和形式都適合在課堂中完成,其內(nèi)容經(jīng)典、清晰容易理解,可以作為通識。但是想要將這部分知識用于實踐,難度較大。所以對于應用技術(shù)的學習不能僅局限于課堂理論基礎的學習,應該加強實踐學習。對于學生綜合工程能力的培養(yǎng),如何系統(tǒng)的培養(yǎng)學生的綜合工程能力,應在教學實踐中進行不斷的探索研究。
1.2 學生缺乏學習動力
糧食工程屬于極其繁雜的交叉學科,涉及到知識面極廣,學生需要掌握的知識較多。學習的知識涉及的領域面廣,不僅有一些基礎性的理論基礎課如物理、化學、生物學、統(tǒng)計學、工程原理、生物化學、英語、計算機基礎、社會科學等,還需要掌握國內(nèi)外相關的法律法規(guī)、各個國家的政策方針,還應掌握一定的專業(yè)課知識:糧油的安全檢測、糧油的生產(chǎn)加工工藝以及目前糧食行業(yè)最新的科學研究等。當學習這么多課程時,學生不可避免地會發(fā)現(xiàn)不了重點并引起思維混亂。由于機械課程的理論和抽象性很強,其中大多數(shù)涉及計算、繪圖、設計等,大多數(shù)老師采取“填鴨式”教學,這使課堂缺乏互動性,并且學生的效率低。結(jié)果直到課程結(jié)束,許多學生仍然對一些基本概念和理論知識非常含糊,對課堂課程失去興趣。
1.3 缺乏實驗實踐
糧食工程專業(yè)課程內(nèi)容廣泛,原理復雜。目前我國的高等教育還一直處于在理論人才的培養(yǎng)層面上,大部分高校對實踐教學的重要性認識不夠深入全面,此外由于實踐教學相對于理論教學,投資需求較大、管理困難等原因使得學生的知識面僅局限于課堂,沒有足夠的時間去實踐,導致理論學習與實踐學習結(jié)合不充足。而且大部分具有糧食工程專業(yè)的學院在課程設置,前期主要以大量的基礎課程為主,而相關的專業(yè)課程則安排在后兩年,這樣導致學生的實踐時間只能安排到專業(yè)課程之后,而這個時候?qū)W生要面臨考研、找工作等,使得實踐流于形式,理論與實踐的結(jié)合更加不充分。并且很多糧食工程專業(yè)主要的實踐、實驗課程大部分為化學類實驗,涉及到的工程類實驗較少,以機械設計為例,相關的實踐課程只有一個,設計與金工實習,其中金工實習雖然可以讓學生了解機械加工方面的知識,但是對于糧食工程專業(yè)來說還遠遠不夠,課程設計的內(nèi)容過于老套,學生無法得到系統(tǒng)的訓練。且由于大部分高校食品學院或糧食學院從事機械相關研究的老師較少,因此學生很少有機會能參與機械方向的科研活動,無法獲取最新且與實際生產(chǎn)相關的專業(yè)知識。
2.1開設綜合性實踐項目,強化學生全面掌握機械方向理論知識和實踐技能
為了使糧食工程專業(yè)的學生達到學以致用的效果,培養(yǎng)出滿足社會與產(chǎn)業(yè)需求的優(yōu)秀學生,相關部門應該積極創(chuàng)建一個完善、科學的實踐教學體系,突出糧食工程專業(yè)的特色,提供良好的學習平臺,實現(xiàn)教學與實踐緊密圍繞糧食產(chǎn)業(yè)。機械綜合實踐項目是對本專業(yè)相關理論知識點的綜合運用的實訓,能夠使得學生正確理解各重要理論知識點及其之間的聯(lián)系。該項目的順利實施要求學生具有一定的專業(yè)素養(yǎng),著重培養(yǎng)該專業(yè)學生的邏輯思維能力、軟件工具使用能力與機械設計整個環(huán)節(jié)的掌握。該項目能夠突破原金工實習、工程制圖、機械原理、機械設計等專業(yè)基礎課程相對封閉的教學體系結(jié)構(gòu),圍繞項目設計主線,對相關主要課程進行重組與整體優(yōu)化,按理論基礎課、工程實踐與實驗課、設計訓練課這三大板塊,構(gòu)建糧食工程機械相關系列課程的體系。重點突出工程設計與創(chuàng)新設計, 在各教學環(huán)節(jié)中以CAD/CAE為主線,貫穿整個綜合實踐項目,促進學生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮,提高學生相關軟件的使用水平與解決實際工程問題的能力。
重點建立新的實驗教學、工程實踐及實習體系。將原有的相關課程設計與金工實習改造成為機械基礎和機械創(chuàng)新設計系列實驗,廢除陳舊的實驗,特別是減少基礎的驗證性實驗,將試驗與實踐改革以及課程體系、教學內(nèi)容改革配套,同時增設難度較高但更加符合糧食行業(yè)背景的系列新實驗和實踐性教學環(huán)節(jié),以培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計能力、工程實踐能力及解決實際問題能力。鼓勵教師將科研項目與本科生教學相結(jié)合,通過小組分工使每一個學生參與到實際科研項目中關于機械方面的研究,如實驗平臺設計、仿真、搭建等。
2.2豐富實踐教學的方法,提升學生的學習興趣
多媒體技術(shù)的突出特征是具有超大規(guī)模信息容量的優(yōu)勢。大容量、高密度、多渠道的信息顯示可最大程度使教學效果得到提高,并培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。在教學過程中,先通過快速播放教師研究領域的相關背景,研究進展,分析存在的問題。將所設計到的機械類課程知識對學生提綱挈領,鼓勵學生課外進行系統(tǒng)學習或者開展系列選修課,使得學生對機械類課程進行系統(tǒng)學習。對學生進行啟發(fā)式教學,給出幾個設計方向,讓學生根據(jù)理論知識,使用相關工具(CAD、Solidworks/Pro-E、ADAMS、ANSYS等)對所布置的試驗平臺開發(fā)小課題進行設計。這樣,學生就不會感到不熟悉或害怕在實踐過程中進行的設計工作,可以使得學生能夠迅速進入設計狀態(tài),提高學生的設計能力??梢砸揽靠荚囍行男畔⑵脚_,實現(xiàn)更大范圍(如專業(yè)間、學校間)的實踐教學資源共享,同時可以提供即時討論平臺,方便學生與導師間的溝通,及時解決實踐教學中產(chǎn)生的問題。不僅提高了實踐教學的效率,更重要的是,這樣的高效實踐教學效率能夠使糧工學生在畢業(yè)后快速適應行業(yè)需求。
2.3鼓勵并帶領學生參加相關賽事
為鍛煉學生創(chuàng)新思維,不斷提高學生的能力,可從改善教育環(huán)境、優(yōu)化教育設施、變革教育模式入手。應鼓勵糧食工程專業(yè)教師帶領學生踴躍參加各種全國性的機械設計競賽,如,全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽、“挑戰(zhàn)杯”等,這樣既可以開闊學生與教師的眼界、提高學生實踐創(chuàng)新興趣與能力,同時在行業(yè)內(nèi)還能提高專業(yè)與學校的知名度。
通過綜合性實踐,使得學生綜合地學習并運用機械類知識,接觸糧食行業(yè)的最新的工藝設備技術(shù),充分熟悉行業(yè)環(huán)境與行業(yè)前景,不斷地促進提升創(chuàng)新思維能力,以適應社會發(fā)展對人才的需求。在實踐教學過程中,通過引導學生進行課外學習或者開展一系列相關的選修課,使學生獲得系統(tǒng)的機械類專業(yè)知識。在實踐教學過程中,通過科研與教學的結(jié)合,使得本科生積極參與到科研項目中,了解行業(yè)內(nèi)最新研究進展,并且對后續(xù)的實踐項目有更加深刻的認識,了解存在的科學問題,解決問題的手段與方案,方案可行性的研究,而不是只是單純的從事機械設計項目,突出糧食工程專業(yè)相對于傳統(tǒng)機械專業(yè)的特色。參加各種機械設計比賽,不僅可以開闊學生的眼界,還可提高其自身的創(chuàng)新實踐能力和專業(yè)知名度。
此次教學實踐改革,可以解決目前糧食工程專業(yè)學生機械類課程學習效果差的問題,提高教學質(zhì)量,使得學生獲得系統(tǒng)的糧食工程機械類專業(yè)知識,將所學的知識應用于實踐。制定科學的糧食工程專業(yè)學習機械類課程的培養(yǎng)方案,為該專業(yè)進行機械類課程教學實踐提供參考。倡導教學與科研相結(jié)合的模式,使學生的綜合素質(zhì)顯著提升,提高教學與科研成果產(chǎn)出效率,開拓一種創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式。
作者簡介:
何學明 (南京財經(jīng)大學食品科學與工程學院/江蘇高?,F(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇南京210023,講師),研究方向為糧油檢測技術(shù)與裝備。
基金項目:
南京財經(jīng)大學校級教學改革課題(JG19225)。
江蘇高校品牌專業(yè)建設工程項目(PPZY2015B152);南京財經(jīng)大學校級教學改革課題(JG19225)。