張艷杰 林順順 艾志錄 祝超智 李真
食品工程原理課程以不同食品生產(chǎn)加工過(guò)程中的物理加工過(guò)程為主要內(nèi)容,這些物理加工過(guò)程按照操作原理,可以歸結(jié)成數(shù)個(gè)基本操作過(guò)程,比如沉降、制冷、蒸發(fā)、流體輸送、攪拌、萃取、干燥、過(guò)濾、結(jié)晶、蒸餾、粉碎等,又被稱之為單元操作。該課程還對(duì)有關(guān)單元操作的基本概念、原理以及經(jīng)典設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、相關(guān)注意事項(xiàng)等進(jìn)行著重介紹。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,食品工程原理在食品科學(xué)與工程專業(yè)的課程學(xué)習(xí)中是十分重要且不可或缺的,學(xué)生要充分掌握食品工程原理課程的理論知識(shí),并能夠?qū)⑵涫炀氝\(yùn)用到實(shí)際中。
隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展,各類食品加工企業(yè)或相關(guān)領(lǐng)域的公司對(duì)技能人才的需求量越來(lái)越大,對(duì)人才的素質(zhì)要求也日趨提高。在培養(yǎng)應(yīng)用型人才的背景下,食品工程原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作、學(xué)以致用的重要環(huán)節(jié),通過(guò)課程設(shè)計(jì)的參與和學(xué)習(xí),能夠使學(xué)生更加深刻地認(rèn)識(shí)單元操作的流程和原理,深入強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)的掌握程度,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此,食品工程原理課程設(shè)計(jì)的研究與優(yōu)化,對(duì)于學(xué)生專業(yè)技能的提升和工程思維的培養(yǎng)有著積極的作用。本文分析了食品工程原理課程設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題,并有針對(duì)性地提出了提高該課程質(zhì)量的方案,以期提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,達(dá)到為國(guó)家輸送高質(zhì)量人才的目的。
一、存在問(wèn)題
1.學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)不足。作為食品科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)性技術(shù)課程之一,食品工程原理課程將力學(xué)、熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、傳質(zhì)學(xué)、傳熱學(xué)等多個(gè)課程的理論基礎(chǔ)內(nèi)容結(jié)合并糅合在一起,學(xué)生還需要熟練掌握數(shù)理化、機(jī)械、制圖等基礎(chǔ)課程,這就為后期學(xué)習(xí)食品工藝學(xué)、機(jī)械、工廠設(shè)計(jì)等多門食品專業(yè)課程奠定了基礎(chǔ)。此外,食品工程原理課程需要在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上,針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析考慮,這就極大增加了食品工程原理課程的難度。特別是對(duì)于一些數(shù)理化基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生來(lái)說(shuō),只有花費(fèi)更多的時(shí)間和精力,才能真正理解和實(shí)踐,但現(xiàn)有的課程時(shí)長(zhǎng)不能使學(xué)生全面掌握這些知識(shí)。
2.實(shí)踐教學(xué)缺乏,創(chuàng)新意識(shí)不足。實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基本環(huán)節(jié),為了提高食品工程原理課程在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面的價(jià)值和作用,必須將理論和實(shí)踐這兩種教學(xué)方式有機(jī)地結(jié)合在一起。傳統(tǒng)的食品工程原理課程教學(xué)未將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合,暴露了傳統(tǒng)教學(xué)的弊端,即太過(guò)重視理論模塊的教學(xué),對(duì)實(shí)踐教學(xué)方面的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,導(dǎo)致高校培養(yǎng)的人才無(wú)法滿足新時(shí)代的企業(yè)需求。
除了不斷加強(qiáng)和提高對(duì)食品科學(xué)與工程專業(yè)的知識(shí)教育以及食品實(shí)際加工生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施的直觀認(rèn)識(shí),還要將培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐、操作、動(dòng)手能力以及創(chuàng)新意識(shí),提升學(xué)生的食品專業(yè)綜合素質(zhì),作為重要且不可或缺的教學(xué)部分。加強(qiáng)食品工程原理課程中的實(shí)踐教學(xué)部分,可以有效改善和優(yōu)化該課程的結(jié)構(gòu)體系,并將課堂上講解的理論知識(shí)和實(shí)際中的實(shí)踐部分有機(jī)地結(jié)合到一起。在此基礎(chǔ)上可以適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)的學(xué)時(shí),在保證學(xué)生掌握和熟知課程基礎(chǔ)理論知識(shí)的前提下,利用實(shí)踐課程進(jìn)行動(dòng)手操作并不斷驗(yàn)證。同時(shí),運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)中的過(guò)程進(jìn)行分析,進(jìn)一步對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行理解和鞏固。
為了提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)跟上新時(shí)代的發(fā)展要求,教師在教學(xué)過(guò)程中要及時(shí)將學(xué)科相關(guān)的前沿加工技術(shù)和食品工程原理課程結(jié)合在一起,將符合該課程的前沿知識(shí)提取出來(lái),再以簡(jiǎn)單通俗的方式教授給學(xué)生,以此培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力。為了更好地滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求,還要注重更新教學(xué)內(nèi)容和設(shè)備,保持先進(jìn)性、多樣性和綜合性,以此提升學(xué)生的實(shí)踐和動(dòng)手能力,使學(xué)生真正地將理論知識(shí)和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在一起。
3.教學(xué)內(nèi)容不新穎,考核標(biāo)準(zhǔn)單一。食品工程原理課程將自然科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)結(jié)合在一起,成為一門交叉學(xué)科和兩者之間聯(lián)系的橋梁學(xué)科。但目前在授課內(nèi)容上還存在內(nèi)容老舊、無(wú)法和時(shí)代的新產(chǎn)物結(jié)合等現(xiàn)象,很難提起學(xué)生對(duì)于這門課程的學(xué)習(xí)興趣,甚至使學(xué)生產(chǎn)生恐難情緒,陷入惡性循環(huán)。食品工程原理課程設(shè)計(jì)的知識(shí)面較為廣泛,需要貫通和融合理論分析、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和工程等多個(gè)方面的能力,對(duì)創(chuàng)新能力的要求也比較高。因此,要對(duì)現(xiàn)有的“滿堂灌”以及“填鴨式”的教學(xué)方式進(jìn)行改善,這樣才能在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí),培養(yǎng)出符合新時(shí)代要求的應(yīng)用型本科人才。
此外,食品工程原理課程的考核標(biāo)準(zhǔn)以圖紙和說(shuō)明書等簡(jiǎn)單理論為主,考核手段單一,難以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,部分學(xué)生還會(huì)投機(jī)取巧,在課程講解過(guò)程中不認(rèn)真地學(xué)習(xí)各種理論知識(shí),在實(shí)踐操作中也不積極鍛煉自己的操作和動(dòng)手能力等,僅僅為了完成圖紙和說(shuō)明書就模仿別人已經(jīng)設(shè)計(jì)好的圖紙,從而導(dǎo)致一些不利于學(xué)生能力建設(shè)、能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的不良現(xiàn)象的發(fā)生。因此,設(shè)置的食品工程原理課程考核評(píng)價(jià)體系是不完善、不科學(xué)的,也難以對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況進(jìn)行精確把握。
二、解決方案
1.調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在設(shè)計(jì)課程之前,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行充分的學(xué)前教育。教師要盡可能將學(xué)生在課堂中的主動(dòng)權(quán)發(fā)揮出來(lái),并調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力,這樣才能確保教學(xué)效果達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),也能夠有效幫助學(xué)生提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)技能。教師在課程之前的備課過(guò)程中應(yīng)該對(duì)所要講述和傳授的內(nèi)容進(jìn)行全方面的剖析,再根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)更加合理的教學(xué)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生在課堂中討論和學(xué)習(xí)一些工程問(wèn)題,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中養(yǎng)成自主思考的好習(xí)慣,鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容大膽地提出自己獨(dú)特的見解。同時(shí),教師也可以進(jìn)行一些分組分類的教學(xué),讓學(xué)生思維能夠在課堂上碰撞,從而對(duì)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)有一個(gè)更加立體化的認(rèn)識(shí)。
學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的最大推動(dòng)力,只要將學(xué)生對(duì)食品工程原理課程的興趣培養(yǎng)起來(lái),才會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。在食品工程原理課程中可以增加一些實(shí)際生產(chǎn)中的典型案例以及周邊的生活案例作為教學(xué)素材,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和相互交流,豐富教學(xué)的目的性和導(dǎo)向性。還可以通過(guò)多媒體的方式,將難以理解和想象的單元操作通過(guò)動(dòng)畫和3D效果呈現(xiàn)出來(lái),以便學(xué)生理解,為后續(xù)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。這些方式將極大地提高學(xué)生對(duì)于食品工程原理課程的學(xué)習(xí)興趣,也能加深學(xué)生對(duì)于對(duì)應(yīng)單元操作的印象,加深記憶。
在食品工程原理課程的教學(xué)過(guò)程中,教師不僅要讓學(xué)生充分學(xué)習(xí)和理解理論知識(shí),更要幫助學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中培養(yǎng)想象力以及實(shí)際操作能力。一系列科學(xué)合理的教學(xué)手段能夠保障學(xué)生的課程設(shè)計(jì)超越理論層面,向著提升學(xué)生綜合素養(yǎng)以及實(shí)際操作能力方面轉(zhuǎn)型,從而最大化地體現(xiàn)出學(xué)前教育的實(shí)際意義。
2.合理規(guī)劃課程,增加實(shí)踐機(jī)會(huì)。食品工程原理課程是一門實(shí)踐要求很高的工程類課程,需要制訂合理的課程計(jì)劃,增加實(shí)習(xí)活動(dòng)。在有限的課程中盡量?jī)?yōu)化課時(shí)的配比,保證學(xué)生既有充分的時(shí)間掌握理論知識(shí),又有足夠的時(shí)間進(jìn)行實(shí)際操作。在實(shí)際授課中,要擺正理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作之間的關(guān)系,將理論教學(xué)和實(shí)踐操作融合在一起,使理論服務(wù)于實(shí)踐操作的同時(shí),又能通過(guò)實(shí)踐操作更好地理解相應(yīng)的理論知識(shí)。在理論知識(shí)和實(shí)踐操作的不斷提升和共同提高中,培養(yǎng)和提高學(xué)生的思維、動(dòng)手操作以及分析解決問(wèn)題的能力。
實(shí)踐課的內(nèi)容不能局限在對(duì)平時(shí)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的重復(fù)上,因?yàn)閷?shí)習(xí)內(nèi)容的單一會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法形成整體化的概念,也會(huì)使學(xué)生覺得課程實(shí)習(xí)太枯燥無(wú)味,甚至是浪費(fèi)時(shí)間。因此,在實(shí)踐課上要豐富實(shí)踐內(nèi)容,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,可以將科研中的部分實(shí)驗(yàn)引進(jìn)到課程實(shí)習(xí)中,并將課程內(nèi)容和相關(guān)的研究課題結(jié)合在一起,進(jìn)而利用研究課題對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行啟發(fā),讓學(xué)生系統(tǒng)化地進(jìn)行資料收集、整理、課程設(shè)計(jì)等,引導(dǎo)學(xué)生形成系統(tǒng)的科研思路,增強(qiáng)學(xué)生的自信心等。這樣增加的課程實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),才是科學(xué)的、有效的。
3.自主設(shè)計(jì),培養(yǎng)創(chuàng)新。在實(shí)踐課上開設(shè)自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力具有一定的促進(jìn)作用。在傳統(tǒng)的實(shí)踐課程中,常常是通過(guò)教材或是教師將詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟、原理以及路線圖等列出,然后學(xué)生按照列出的內(nèi)容進(jìn)行逐步操作。這種按部就班的實(shí)驗(yàn)限定了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思路,限制了學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,而自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)作為一種新型教學(xué)模式,以學(xué)生為主體,使學(xué)生在不斷實(shí)踐中提高自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。通過(guò)翻閱資料,自主針對(duì)性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)操作步驟,并在一定的時(shí)間中完成實(shí)驗(yàn),并對(duì)其進(jìn)行整理,學(xué)生可以經(jīng)歷一次完整實(shí)踐的全過(guò)程。學(xué)生在獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,可以不斷開闊實(shí)驗(yàn)思路,活躍實(shí)驗(yàn)思維,從而提高創(chuàng)新和解決問(wèn)題的能力。
4.優(yōu)化考核制度。課程設(shè)計(jì)的考核制度需要優(yōu)化和革新,除了要求學(xué)生上交說(shuō)明書、設(shè)計(jì)圖紙,教師還需要組織學(xué)生進(jìn)行答辯,現(xiàn)場(chǎng)聆聽學(xué)生的發(fā)揮和思路,深入了解學(xué)生,進(jìn)一步深化考核。學(xué)生可以將設(shè)計(jì)成果整理匯總,通過(guò)多媒體形式進(jìn)行匯報(bào),減少設(shè)計(jì)的任務(wù)、思路、計(jì)算要點(diǎn)、設(shè)備尺寸以及對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的驗(yàn)證說(shuō)明等。如果是分組設(shè)計(jì),最終要選舉1名學(xué)生代表進(jìn)行匯報(bào),但同組的其他學(xué)生也要對(duì)自己設(shè)計(jì)的部分進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明,以便教師了解每位學(xué)生的掌握情況。
5.將OBE教學(xué)理念融入實(shí)際教學(xué)。食品工程原理課程設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)踐性、綜合性以及知識(shí)體系復(fù)雜性等特點(diǎn),是學(xué)生對(duì)本門課程深入了解并將其運(yùn)用到解決具體工程設(shè)計(jì)任務(wù)的綜合性考核,是深化學(xué)生對(duì)書本理論知識(shí)的理解與掌握的必要手段。在整個(gè)教學(xué)體系和學(xué)習(xí)計(jì)劃中,課程設(shè)計(jì)成為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和檢驗(yàn)學(xué)生綜合素質(zhì)與實(shí)踐素養(yǎng)的重要手段。
OBE(Outcome based education,OBE)教育理念,即成果導(dǎo)向教育理念。因此,食品工程原理課程的實(shí)踐設(shè)計(jì)與教學(xué)環(huán)節(jié)要充分考慮學(xué)生之間的個(gè)體差異和學(xué)習(xí)速度的不同,從時(shí)間和資源上對(duì)每位學(xué)生達(dá)到的成果進(jìn)行保障。學(xué)校和教師應(yīng)該通過(guò)更加人性化和綜合化的方式來(lái)滿足每位學(xué)生在學(xué)習(xí)成長(zhǎng)中的不同需求,制訂個(gè)性化的方案,而不是以相同的模式對(duì)所有學(xué)生提供類似以及相同的學(xué)習(xí)方式和機(jī)會(huì),讓學(xué)生有機(jī)會(huì)證明自己的知識(shí)積累達(dá)到了一定的效果,并能夠充分展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和心得體會(huì)。
學(xué)習(xí)成果代表了學(xué)生學(xué)習(xí)的能力,而這種能力需要通過(guò)豐富多樣的課程教學(xué)手段來(lái)完成。因此,食品工程原理課程體系的構(gòu)建是達(dá)成學(xué)習(xí)成果的必要而不可或缺的條件。能力結(jié)構(gòu)和課程體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該有一種清晰的前后順序的邏輯關(guān)系,每種能力結(jié)構(gòu)的能力要素都要有明確且實(shí)際的課程設(shè)定。換言之,課程體系中設(shè)定的課程要對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)能力有明確的貢獻(xiàn)。課程體系和能力結(jié)構(gòu)關(guān)系也對(duì)學(xué)生有著一定的要求,即學(xué)生完成對(duì)應(yīng)課程體系的學(xué)習(xí)后,就要有預(yù)期的學(xué)習(xí)成果。