“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗課程教學(xué)改革探究

王永濤，吳繼紅

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)處于“糧頭食尾”“農(nóng)頭工尾”，前連一產(chǎn)，后帶三產(chǎn)，是我國農(nóng)村產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵所在，更是系統(tǒng)農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新動力。2018 年我國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)主營業(yè)務(wù)收入已近15 萬億元?！稗r(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”是農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)相關(guān)知識教學(xué)體系中最重要的課程之一，是食品科學(xué)與工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修課程，主要講授果蔬、糧油、畜禽、蛋等農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)與工藝相關(guān)的理論知識。而“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗是在理論課程學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，通過開展不同農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)與工藝的實驗，實踐課堂所學(xué)理論知識，加深感性認識，鍛煉動手能力，積累實踐經(jīng)驗，為將來可能的相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。因此，“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗是理論知識到實際生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的銜接環(huán)節(jié)，此部分講授不好將會直接影響學(xué)生對理論知識的理解，更會誤導(dǎo)學(xué)生對實際生產(chǎn)的認知，最終影響產(chǎn)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)。

目前，“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗或其他類似食品加工實驗課的課程教學(xué)，多數(shù)院校采用傳統(tǒng)的理論課與實驗課交替進行的模式[1-5]，且實驗課中以固定的、驗證性教學(xué)實驗為主，整個的教學(xué)體系比較單一、封閉，與其他相關(guān)基礎(chǔ)和專業(yè)課程的聯(lián)系松散，而更為重要的是，與實際生產(chǎn)的匹配度較低，甚至脫離實際生產(chǎn)，僅僅為了完成教學(xué)大綱的目標而開展教學(xué)。這就造成學(xué)生對實驗課的積極性和主動性不高，主觀上將實驗課與理論課或其他相關(guān)課程“孤立”，無法將相關(guān)知識整體化、系統(tǒng)化，且對實際生產(chǎn)理解不足或錯誤認知，對后續(xù)生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、甚至工作就業(yè)產(chǎn)生很大負面影響。

為解決上述問題并不斷提高課程的教學(xué)效果，筆者在教學(xué)方式、體系建設(shè)等方面進行了持續(xù)的探討和實踐。根據(jù)“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗課程的特點，從課前、課中和課后3 個方面，將虛擬仿真、自媒體、數(shù)字資源、企業(yè)實習(xí)、科研訓(xùn)練等與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式相結(jié)合，探索出一條前后串聯(lián)的“全鏈條”混合教學(xué)模式，既可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，滿足學(xué)生的差異化和個性化需求，又將整個“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”的知識體系貫通，并緊密聯(lián)系實際產(chǎn)業(yè)，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，大大提高教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。

1 傳統(tǒng)“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)的“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗教學(xué)在很大程度上是以教師為教學(xué)活動的主體，即教師設(shè)定實驗的具體內(nèi)容和方案，并主導(dǎo)和支配整個教學(xué)活動，學(xué)生則是被動地參與教學(xué)活動，課程內(nèi)容死板、學(xué)生的主動性并不高。此外，傳統(tǒng)的“農(nóng)產(chǎn)品加工”實驗只關(guān)注了對其理論課知識的驗證，缺乏與其他實踐及理論課程的串聯(lián)，這也就造成了與實際生產(chǎn)的脫節(jié)。因此，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式在實施過程中存在諸多不合理之處，難以適應(yīng)現(xiàn)代化教育的需要。

1.1 教學(xué)內(nèi)容和方式死板，差異化和個性化不足

“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗是一門實踐性課程，學(xué)生需要通過動手訓(xùn)練來提高實踐技巧，并進一步理解理論知識，積累實踐經(jīng)驗。因此，課程的重要目標是幫助學(xué)生正確認識實踐意義。在實際產(chǎn)業(yè)中遇到的問題是多種多樣的，不可能全部教授，但現(xiàn)行的課程內(nèi)容過于固定，且以驗證性的教學(xué)實驗為主，這樣就會讓學(xué)生混淆理論與實踐的真正含義，甚至使學(xué)生產(chǎn)生實驗課就是“照著教師教的做，背背操作要點就可以”的錯誤想法。

同時，固定的教學(xué)內(nèi)容和類似課堂的講授使實驗的過程形成了強制性的教學(xué)模式，難以滿足不同學(xué)生對不同知識點的關(guān)注，無法個性化教學(xué)，嚴重影響學(xué)生興趣的發(fā)揮，限制了學(xué)生的主動思考與反饋，大大降低了整個實驗教學(xué)過程中的參與感，進而影響學(xué)生探究思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。

1.2 教學(xué)體系單一、封閉，教學(xué)手段落后

農(nóng)產(chǎn)品加工是一個綜合領(lǐng)域，單從原料上就分為了果蔬、糧油、畜禽、蛋等，這使得課程內(nèi)容不得不分別開展，而不同原料之間加工方式的差異容易導(dǎo)致各實驗部分之間自成體系、互相隔離。但實際上，各原料加工工藝之間是存在共性的（例如共性的殺菌、灌裝/包裝等），需要統(tǒng)籌講授。此外，“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗課是整體培養(yǎng)方案中的終端課程，它應(yīng)該是前面所學(xué)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課等課程的統(tǒng)一實踐，因此要充分利用這個位置優(yōu)勢將教學(xué)大綱中相關(guān)課程的知識點進行系統(tǒng)化梳理、前后對接并實際應(yīng)用，但往往被忽視了。

現(xiàn)代信息技術(shù)等新教學(xué)手段在理論課程的講授中已經(jīng)廣泛使用[2，6-9]，如虛擬仿真教學(xué)、慕課、微信二維碼資源、課外視頻學(xué)習(xí)、在線自測練習(xí)等。這些新的教學(xué)手段很好地補充了課堂教學(xué)，充分調(diào)動了學(xué)生的興趣和積極性，有效提高了課堂教學(xué)的效率。但是，在實驗課程中，這些新的教學(xué)手段并沒有被廣泛地使用。

1.3 教學(xué)內(nèi)容與實際生產(chǎn)匹配度低、脫離實際生產(chǎn)

實驗課程的最終目標是通過動手實踐來理解并在實際中應(yīng)用理論知識，這就要求教學(xué)必須與實際生產(chǎn)緊密聯(lián)系。但傳統(tǒng)教學(xué)僅僅重視如何完成教學(xué)大綱中規(guī)定的實驗內(nèi)容，如實驗?zāi)康?、原理、材料與設(shè)備、操作要點等的講解，然后演示操作，讓學(xué)生動手完成實驗和數(shù)據(jù)記錄等。而這些內(nèi)容僅僅是驗證性的實驗，其與實際生產(chǎn)過程是脫節(jié)的，需要后續(xù)通過中試生產(chǎn)線操作、工廠考察、生產(chǎn)實習(xí)等環(huán)節(jié)來進行補充和完善，否則就會誤導(dǎo)學(xué)生對實際生產(chǎn)的理解、大大降低教學(xué)效果。

2 “全鏈條”混合教學(xué)模式的設(shè)計及實施方案

針對現(xiàn)有“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗課程中課程內(nèi)容固定、驗證性實驗為主，以及學(xué)生主觀被動、學(xué)生參與程度低、教學(xué)手段落后、與實際生產(chǎn)脫節(jié)等問題，分別從課前、課中和課后3 個方面展開教學(xué)流程及內(nèi)容的改革研究。

2.1 課前

2.1.1 系統(tǒng)化布局相關(guān)課程知識點

“食品保藏原理”“食品微生物學(xué)”“食品化學(xué)”等專業(yè)基礎(chǔ)課是“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗的教學(xué)基礎(chǔ)，這幾門課程的許多知識點需要在“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗中進行實踐，如殺菌、干制、腌制、褐變等原理。因此，在制定授課計劃時，與上述課程及“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”的主講教師進行了深入討論，確定了關(guān)鍵知識點，統(tǒng)一了“專業(yè)基礎(chǔ)課→農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)→農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)實驗”的體系構(gòu)架，實現(xiàn)了知識點“講解原理→學(xué)習(xí)工藝→動手實踐”的前后串聯(lián)統(tǒng)一。例如，“食品保藏原理”課中以牛肉罐頭為例講授殺菌原理，“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”中重點講授牛肉罐頭的殺菌工藝，而“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗中重點講解殺菌設(shè)備使用和讓學(xué)生實踐牛肉罐頭的殺菌工藝流程、參數(shù)設(shè)置和操作要點。

2.1.2 調(diào)動主動性，體現(xiàn)差異化

突破傳統(tǒng)，取消課前發(fā)放實驗指導(dǎo)書，改為給定實驗內(nèi)容及方向，讓學(xué)生根據(jù)理論課所學(xué)到的知識，按照各自感興趣的方向，通過課內(nèi)外資料查閱，自行確定和設(shè)計加工學(xué)實驗的產(chǎn)品及其加工工藝，并指明實驗中應(yīng)該注意的知識點，重點引導(dǎo)學(xué)生從前后課程中系統(tǒng)化理解相關(guān)知識點。例如，教師給定“NFC 果蔬汁加工實驗”，學(xué)生以組為單位進行討論，確定本組的產(chǎn)品類型，并以此來選擇果蔬原料、確定加工工藝及操作要點等，之后明確實驗中涉及到的相關(guān)知識點。而在實驗課前，教師要查閱各組學(xué)生所設(shè)計的實驗工藝及流程，分別給出指導(dǎo)意見。此過程中要充分利用多種交流途徑（微信、QQ 等），增加溝通效率。

2.1.3 充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段

與虛擬仿真教學(xué)實驗室進行聯(lián)動，讓學(xué)生在理論課學(xué)習(xí)和實驗課實踐中間，先進入虛擬仿真教學(xué)實驗室進行工藝的設(shè)計、設(shè)備的認知和選型等，讓學(xué)生在實驗之前產(chǎn)生一定的感性認識。收集之前學(xué)生實驗課完成后拍攝的照片和視頻、發(fā)布的朋友圈、課程報告中的實驗感受等素材，歸納整理后以學(xué)生視角來制作微信二維碼資源或利用微信小程序等制作網(wǎng)頁，在理論課中向?qū)W生推薦，引起學(xué)生的實驗興趣，充分調(diào)動積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動查閱資料、準備實驗；實驗后鼓勵學(xué)生將實驗的感受、建議和意見通過當(dāng)面交流、郵件、微信等途徑反饋給教師，幫助課程進一步優(yōu)化。

2.2 課中

2.2.1 統(tǒng)籌課程內(nèi)知識點分布

“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗屬綜合性實驗課，知識點眾多，因此要合理調(diào)控果蔬、糧油、畜禽、蛋等實驗中的知識點分布，避免相互之間的重疊和交叉。實際操作中表現(xiàn)為，每類實驗都要明確自己的關(guān)鍵工藝或操作，且要在整體課程中進行全局調(diào)控，合理布局每一部分中重點實踐的知識點，避免互相之間的大面積重疊。例如，果蔬實驗突出護色工藝、乳制品實驗突出均質(zhì)工藝、肉制品實驗突出殺菌工藝、糧油制品實驗突出抗氧化操作等。同時，傳統(tǒng)教學(xué)中知識點的選擇大多是教師根據(jù)理論的重要性進行，而不是從實際生產(chǎn)中總結(jié)出的關(guān)鍵節(jié)點。因此，需要教師與相關(guān)企業(yè)有經(jīng)驗的工程師討論，共同確定實踐知識點。

2.2.2 實驗內(nèi)容體現(xiàn)差異化

相同工藝流程或?qū)嶒瀮?nèi)容中，將不同學(xué)生小組之間原料或終端產(chǎn)品類型差異化。例如，在相同的肉罐頭實驗中，讓不同的實驗分組使用不同的肉類原料；在果蔬制汁實驗中，讓不同的小組分別實踐渾濁汁、澄清汁和濃縮汁工藝。此外，實驗中設(shè)定對照實驗，包括失敗實驗、關(guān)鍵工藝缺失實驗等。例如，在果蔬制汁實驗中可設(shè)計護色、均質(zhì)、脫氣等關(guān)鍵工序缺失實驗，或設(shè)計維C 添加不足，導(dǎo)致褐變的失敗實驗。通過對比成功與失敗實驗加深學(xué)生對關(guān)鍵工序的理解。

2.2.3 優(yōu)化單元操作、中試生產(chǎn)線操作與實際生產(chǎn)參觀的占比

實驗課中手工單元操作能夠滿足學(xué)生最大程度的參與感、對關(guān)鍵工藝產(chǎn)生最直觀和感性的認知，但卻無法讓學(xué)生學(xué)習(xí)生產(chǎn)線中工藝之間的銜接和整體工藝的調(diào)控；相反，中試生產(chǎn)線操作可以較好地學(xué)習(xí)整套工藝，但學(xué)生親自動手操作的機會大大下降，這不利于對關(guān)鍵工藝的理解；此外，實際生產(chǎn)參觀是工藝學(xué)實驗重要的組成部分，有助于學(xué)生直接認知實際生產(chǎn)，但只有參觀卻是遠遠不夠的。因此，從微觀到宏觀將實驗順序調(diào)整為單元操作、中試生產(chǎn)線操作和實際生產(chǎn)參觀：其中，需要重點學(xué)習(xí)的知識點轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵工序的手工單元操作，分小組進行詳細講解和操作；之后分大組進行中試生產(chǎn)線操作，學(xué)習(xí)生產(chǎn)線的實際操作；最后到企業(yè)進行實際生產(chǎn)的參觀，正確認識產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)工藝。以上3 個部分學(xué)時的占比大約在60%，30%和10%，也可根據(jù)實際情況微調(diào)。例如，果蔬制汁實驗中，單元操作設(shè)計了榨汁、護色、均質(zhì)和殺菌，之后分大組操作產(chǎn)量為0.5 t/h 的NFC 果汁中試生產(chǎn)線，最后再到某果蔬汁企業(yè)進行實地參觀。

2.2.4 適當(dāng)結(jié)合行業(yè)前沿，設(shè)計新技術(shù)或工藝實驗

本科生實驗大多為經(jīng)典工藝的驗證性實驗，但隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，學(xué)生接收或了解新技術(shù)的意愿大大加強，每年課程反饋的建議中均有關(guān)于增加新實驗的要求。因此，在學(xué)時可能的前提下，根據(jù)學(xué)院技術(shù)與設(shè)備條件，增加了1～2 次的新技術(shù)實驗。例如，依托于學(xué)院食品非熱加工的平臺優(yōu)勢，增加了食品超高壓殺菌實驗及超高壓果蔬汁產(chǎn)品制作。

2.3 課后

2.3.1 組織課程總結(jié)討論

課程結(jié)束后，教師組織各組學(xué)生交流、討論整個實驗過程，根據(jù)每組學(xué)生的不同情況系統(tǒng)梳理關(guān)鍵工序成功或失敗、有或無對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，并讓不同組的學(xué)生交流各自的心得體會。

2.3.2 調(diào)整考核方式與方向

改變之前實驗課試卷考核的方式，轉(zhuǎn)為實驗報告和課程論文。其中，報告?zhèn)戎貙﹃P(guān)鍵工藝、發(fā)生現(xiàn)象、相關(guān)知識點等的微觀討論，而論文側(cè)重對整體工藝的理解、實驗課與其他課程知識點的關(guān)聯(lián)及學(xué)生對實際生產(chǎn)的認識等宏觀討論，最終目的是引導(dǎo)學(xué)生向產(chǎn)業(yè)化的方向思考。

2.3.3 強化與其他教學(xué)科研活動的銜接

從宏觀角度來看，“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗既是之前大一到大三本科教學(xué)的“總結(jié)”課程，同樣也是之后生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計甚至研究生科研活動的開篇。因此，教師積極推動實驗課程與后續(xù)教學(xué)科研的銜接，盡量滿足對某一實驗內(nèi)容有興趣的學(xué)生能夠進入相關(guān)的企業(yè)進行生產(chǎn)實習(xí)，選擇到相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計進行研究，甚至到研究實驗室進行科研訓(xùn)練、承擔(dān)URP 和國創(chuàng)等科研項目。

3 結(jié)語

多年來，固定驗證性的實驗教學(xué)模式使得學(xué)生習(xí)慣于“走過場”實驗，而不是主動思考知識的應(yīng)用，造成學(xué)生與實踐應(yīng)用能力的“漸行漸遠”。前后串聯(lián)的“全鏈條”混合教學(xué)可以彌補傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，將教學(xué)拉回“正途”。實行此教學(xué)模式后，一是充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，滿足了學(xué)生的差異化和個性化需求；二是將整個“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”的知識體系貫通，并將之緊密聯(lián)系和應(yīng)用于實際，使學(xué)生所學(xué)能真正“實戰(zhàn)”于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過連續(xù)幾個學(xué)期的實施表明，在“農(nóng)產(chǎn)品加工學(xué)”實驗中引入“全鏈條”混合教學(xué)模式可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)質(zhì)量，具有很強的實踐推廣意義。

但是，在教學(xué)改革中還存在一定的問題：①改革會顯著增加教師的工作量，但往往在教學(xué)大綱學(xué)時的限制下，教師的工作量并不能被完全認定，因此，對實驗教師的評價體系仍需進一步改革。②改革后開放性實驗增多，實驗原料、時間和人員的不確定性導(dǎo)致實驗室的組織難度增加，且由于實驗的多樣性，加上中試實驗，使儀器設(shè)備的維修和維護費用增加，實驗成本增加。③改革后需要專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)組、實驗課教學(xué)組、虛擬教學(xué)中心、本科畢設(shè)管理、企業(yè)等前后協(xié)同教學(xué)，這也增加了課程組織實施難度。因此，后續(xù)還需學(xué)校、學(xué)院層面進一步加大對課程教學(xué)改革的支持力度，從而保障教學(xué)質(zhì)量能夠得到進一步的提升。