包裝測試課程體系改革

遲 建， 于志彬， 陳志周

（河北農(nóng)業(yè)大學，河北保定 071001）

包裝測試課程體系改革

遲 建， 于志彬， 陳志周

（河北農(nóng)業(yè)大學，河北保定 071001）

分析了目前包裝工程專業(yè)發(fā)展中課程教學環(huán)節(jié)的典型問題，并針對包裝測試課程理論系統(tǒng)性強、難度大、內(nèi)容多、課時有限等突出問題，從教材、課程內(nèi)容、課時分配等方面提出了系統(tǒng)講述理論知識、合理安排學時、充分發(fā)揮自學等針對性的解決方法，促進包裝專業(yè)教學的改革和進一步發(fā)展。

包裝測試；課程體系；改革

包裝工程專業(yè)是一個多學科交叉的邊緣學科，內(nèi)容涉及到力學、材料、生物、機械、藝術(shù)、管理、計算機等知識［1］，專業(yè)涉及面非常廣泛。而包裝工程專業(yè)在國內(nèi)開辦時間只有20多年，發(fā)展時間短，在學科定位、課程設(shè)置、發(fā)展方向等方面仍存在諸多問題。

一、包裝工程專業(yè)學科定位與發(fā)展方向

（一）國內(nèi)包裝工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題

目前，開辦包裝工程專業(yè)院校普遍形成了“發(fā)揮所依托學科的優(yōu)勢”的辦學理念［2］，各大院校根據(jù)專業(yè)所依附的學科不同而發(fā)展其研究方向［3，4］，如江南大學機械工程學院包裝工程系的研究方向主要為包裝工藝與設(shè)備和包裝系統(tǒng)設(shè)計；南京林業(yè)大學的包裝工程專業(yè)的主要研究方向為包裝材料、包裝工藝和包裝設(shè)計；河北農(nóng)業(yè)大學的包裝工程專業(yè)設(shè)置在食品科技學院，研究方向側(cè)重食品包裝。這樣安排使得包裝工程在優(yōu)勢學科的基礎(chǔ)平臺上得以發(fā)展，客觀上很好的促進了包裝工程專業(yè)在各個研究領(lǐng)域的全面發(fā)展。

但是，在操作過程中，可能會出現(xiàn)以下問題：一是過于傾向所依托學科，失去了專業(yè)本身的學科特點和體系；二是盲目學習其他院校的“經(jīng)驗”，自己在課程設(shè)置上沒有明確的主線，開設(shè)課程過多，導致學生產(chǎn)生“四不象”的感覺，畢業(yè)時反而無所適從；三是辦學單位變換依托學科，長時間不能形成專業(yè)特色。比如，許多包裝院校包裝專業(yè)從課程體系到教學內(nèi)容都不夠完善，特別是學時不夠、專業(yè)主線不明確、課程設(shè)置不合理、學生綜合能力培養(yǎng)力度不夠等問題非常突出，導致學生獨立解決實際問題的能力不強，自信心缺乏。

（二）國外包裝工程專業(yè)的學科定位與發(fā)展

根據(jù)當前交叉學科不斷涌現(xiàn)和發(fā)展的狀況，國際上很多著名高校正在規(guī)劃實施跨學科教育體系，培養(yǎng)跨學科人才［5］。眾多著名高校的專業(yè)設(shè)置和課程結(jié)構(gòu)體系都在朝著綜合化的方向發(fā)展，構(gòu)建相應(yīng)的跨學科課程體系，適應(yīng)交叉科學的發(fā)展潮流。

美國成立的工程技術(shù)驗證局（ABET）是對設(shè)立工程專業(yè)的高?；蚪逃龣C構(gòu)的課程設(shè)置及其內(nèi)容進行檢查和評估的官方機構(gòu)，其目的在于確保受工程教育的大學生必須達到最低標準的工程素質(zhì)培訓。ABET要求數(shù)學、基礎(chǔ)自然科學至少一年半，工程科學（技術(shù)科學）至少一年，工程設(shè)計（專業(yè)技術(shù)）約為半年，人文、社會科學約為半年至一年。這表明了系統(tǒng)學習各類基礎(chǔ)學科的重要性。

以美國密歇根州立大學（MSU）為例［6］，其本科課程中食品包裝的主要內(nèi)容之一是食品成分，碩士生課程中的高等包裝動力學、滲透性和貨架壽命、包裝材料儀器分析等都說明，在包裝測試課程中，涉及儀器分析的基礎(chǔ)內(nèi)容是必要的。不僅為將來的進一步學習打好基礎(chǔ)，而且可以讓學生了解更多解決實際問題的方法，在碰到實際問題時有更多的選擇，能夠提供更多、更合理的方案，大大拓寬了學生的思路。

在德國，高等教育分為兩個層次：正規(guī)大學和技術(shù)學院。正規(guī)大學實行學分制，注重基礎(chǔ)知識、專業(yè)理論的講授與培養(yǎng)，學生畢業(yè)后科研能力強；技術(shù)學院實行學年制，注重理論聯(lián)系實際，著重動手能力培養(yǎng)，學生畢業(yè)后從事產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)與生產(chǎn)管理。以德國的柏林工學院包裝工程專業(yè)為例，其教學計劃具有專業(yè)覆蓋面廣、專業(yè)基礎(chǔ)課程占比例大等特點［7］?；A(chǔ)課除經(jīng)典的數(shù)學（函數(shù)、微積分、微分方程、積分方程）、物理（力、熱、波、固體物理學）、化學（無機化學、有機化學）之外，還開設(shè)有微生物學、熱力學、流體力學、質(zhì)量控制、模擬包裝等課程。這樣不僅為包裝材料學、包裝工藝與設(shè)備、包裝測試和包裝優(yōu)化設(shè)計等專業(yè)課的學習打下良好的基礎(chǔ)，而且考慮到了食品、藥品、化妝品等嚴格的安全衛(wèi)生，以及液體灌裝包裝的殺菌防腐、管道輸送等因素，使學生在學習后續(xù)相關(guān)課程，甚至從業(yè)以后遇到同類課題時，都能有分析和解決問題的基本理論。

（三）國內(nèi)包裝工程專業(yè)的學科定位及發(fā)展

本科教育必須有一個相對穩(wěn)定的學科基礎(chǔ)體系，才能夠得以健康的發(fā)展。包裝工程必須以理工科課程為主、兼顧其他相關(guān)學科課程的專業(yè)性質(zhì)。需要堅持包裝工程專業(yè)“大工程”的學科定位，設(shè)置基礎(chǔ)理論課程平臺。

在設(shè)置基礎(chǔ)平臺時，不能簡單的以傳統(tǒng)的工程學科的平臺來代替包裝工程的基礎(chǔ)平臺，而是要充分考慮所依托專業(yè)的特點，結(jié)合包裝學科交叉的實際，適當調(diào)整平臺內(nèi)容，使之既相對完整，又有一定的靈活性。如《包裝材料學》包含了《金屬材料學》、《纖維材料學》、《造紙工藝學》、《高分子材料學》、《硅酸鹽材料》等學科的知識［8］，湖南工業(yè)大學（原株洲工學院）考慮到專業(yè)的需要，補充了《工程化學基礎(chǔ)》這樣一門課，從而為學習包裝專業(yè)相關(guān)課程做了系統(tǒng)的準備。

以天津科技大學為例，在加強基礎(chǔ)課教學（如無機與分析化學，有機化學，理論力學，材料力學）的同時，加強學科專業(yè)前沿及現(xiàn)代創(chuàng)新科技知識教育，開設(shè)了《現(xiàn)代化學導論》、《現(xiàn)代生物學導論》、《環(huán)境科學與工程導論》、《數(shù)學建?！废捱x模塊，以及《生物化學導論》選修課［9］。同時還開展“研究性”“啟發(fā)式”教學，積極進行了教學方式的改革。

二、包裝測試課程的教學目標及目前存在的主要問題

包裝測試課程是包裝工程專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課程，傳統(tǒng)典型教材中要求要求學生掌握的內(nèi)容主要有：周期信號和非周期信號的頻譜概念，隨機信號的相關(guān)分析和譜估計的理論，數(shù)字信號處理的方法；測試裝置靜態(tài)特性和動態(tài)特性的描述方法，動態(tài)特性的計算法和試驗測試測定法，根據(jù)測試裝置的特征正確選擇測試裝置；各類傳感器的工作原理和性能，常用顯示記錄儀器的原理和使用方法；各種典型物理量的測試方法；各種包裝容器、材料及運輸包裝件的測試方法；分析測試中誤差產(chǎn)生的原因和消除方法；包裝國家標準和常用的典型標準［10］。

傳統(tǒng)教材中涵蓋的內(nèi)容主要包括［11］：包裝機械的測試；包裝工藝過程中的測試；流通環(huán)境的測試；包裝材料及包裝容器的測試；運輸包裝件的測試；包裝印刷測試等。

由于包裝專業(yè)交叉學科的特點，課程涉及到了多個專業(yè)的系統(tǒng)知識，絕大多數(shù)教材考慮學時、內(nèi)容難度等方面因素而對于部分內(nèi)容的系統(tǒng)講解進行了取舍，刪除了部分內(nèi)容，特別是部分較難的理論知識沒有很好的系統(tǒng)闡述，導致學生學習后比較糊涂，難以學會、學通。

三、包裝測試課程體系構(gòu)建

如何選擇甚至編寫合適的教材，如何確定本課程包含的各部分內(nèi)容，如何在有限的學時合理分配學時，合理安排各部分內(nèi)容，已經(jīng)成為困擾包裝測試教學日益重要的問題。

以作者所在的河北農(nóng)大大學為例，本校包裝工程專業(yè)包裝測試課程的學時為48小時，占3學分。根據(jù)課程的教學目標，將課程的內(nèi)容分為4大部分：信號與系統(tǒng)、試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理、傳感器（溫度、重量、壓力、沖擊振動）、包裝材料、容器和運輸包裝件的測試。

這4部分內(nèi)容涉及的知識點很多，一定不要盲目的擴充知識點，而是要在有限的學時安排下，在保證知識體系體統(tǒng)全面的條件下，精選、優(yōu)選講解內(nèi)容。下面對各部分應(yīng)包含的內(nèi)容及講解進行逐一論述。

（一）信號與系統(tǒng)

主要內(nèi)容包括信號與系統(tǒng)的描述及其分類、周期信號的傅里葉級數(shù)和離散頻譜、非周期信號的傅里葉變換和連續(xù)頻譜、離散時間信號與系統(tǒng)的分析、隨機信號的特征描述（均方值、概率密度函數(shù)、相關(guān)函數(shù)、功率譜密度函數(shù)）等內(nèi)容。掌握此部分內(nèi)容處理需要基礎(chǔ)課中的高等數(shù)學內(nèi)容，還要系統(tǒng)學習信號與系統(tǒng)的內(nèi)容以及概率論與數(shù)理統(tǒng)計的部分內(nèi)容。

由于這部分內(nèi)容理論性強，難度大，內(nèi)容多，所以絕大部分內(nèi)容都應(yīng)進行系統(tǒng)講述。河北農(nóng)業(yè)大學這部分內(nèi)容約講授18學時。

（二）試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理

試驗設(shè)計主要內(nèi)容包括單因素試驗設(shè)計與分析、多因素試驗設(shè)計與分析、正交實驗設(shè)計等內(nèi)容；數(shù)據(jù)處理主要包括誤差分類、隨機誤差和系統(tǒng)誤差的分析、測量數(shù)據(jù)的處理、測量結(jié)果的分析方法（最小二乘法、回歸分析法、圖解分析法、逐差法等）等。

這部分內(nèi)容的難度比較大，理論性也較強，所以絕大部分內(nèi)容也應(yīng)進行系統(tǒng)講述。這部分內(nèi)容約講授14學時。

（三）傳感器

主要內(nèi)容包括傳感器彈性敏感元件、傳感器材料、各種傳感器，如電阻類傳感器、電容式傳感器、電磁感應(yīng)類傳感器、光電類傳感器、電化學式傳感器、生物傳感器、熱敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器、電容傳感器、、壓電傳感器、半導體傳感器、碼盤式傳感器、壓磁式傳感器、電化學式傳感器、生物傳感器、熱敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器、核傳感器、陀螺傳感器、超聲式傳感器、特種及新型傳感器、傳感檢測技術(shù)等。

其中，電阻類傳感器包括電位器式（變阻器式）傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器、半導體應(yīng)變計等；電磁感應(yīng)類傳感器包括電感傳感器、變壓器式傳感器、磁電感應(yīng)式傳感器、感應(yīng)同步器、霍爾傳感器、磁敏管傳感器、磁柵傳感器、渦流式傳感器、諧振式傳感器等；光電類傳感器包括光電式傳感器、光纖傳感器、光柵式傳感器、紅外傳感器、顏色傳感器、圖像傳感器等。

這部分內(nèi)容還包括質(zhì)譜計、氣相色譜分析儀、光成分分析傳感器（原子吸收光分析法、化學發(fā)光法、吸光度分光法）等內(nèi)容。這是由于一方面本專業(yè)依托在食品科技學院下，講解這些內(nèi)容發(fā)揮了本校這方面的學科優(yōu)勢；另一方面，近些年來食品安全問題日益重要，并且越來越受到廣大消費者的關(guān)注，食品安全已成為關(guān)乎國計民生的大事。學習這些內(nèi)容，可以方便的測試食品中微量的有毒、有害物質(zhì)。

在國外，以美國密歇根州立大學為例［13］，其本科課程中食品包裝的主要內(nèi)容之一是食品成分碩士生課程中的高等包裝動力學、滲透性和貨架壽命、包裝材料儀器分析等都說明，在包裝測試課程中，概率論和數(shù)理統(tǒng)計的部分內(nèi)容和儀器分析的基礎(chǔ)內(nèi)容是必要的。這不僅是為將來的進一步學習打好基礎(chǔ)，而且，大大拓寬了學生的思路，可以讓學生了解更多解決實際問題的方法，在碰到實際問題時有更多的選擇，能夠提供更多、更合理的方案。

傳感器種類繁多，這部分內(nèi)容的知識量非常大，也有一定的難度。這就要求教師在授課時，選擇性的講述重點、難點內(nèi)容，讓學生自學相對簡單的內(nèi)容。比如，系統(tǒng)的講授各種傳感器的基本原理，并且將重點放在基本原理上，如電阻、電容、電磁感應(yīng)類、半導體類、電化學類、生物類、氣敏類等典型的傳感器的基本工作原理，除了基本原理，其他的內(nèi)容包括其他各種類型的傳感器則由學生自學，因為掌握了基本種類傳感器的基本原理，完全有能力進行傳感器其他內(nèi)容的自學。這樣，不僅達到了教學要求，還提高了學生的自學能力。學生們自學的效果可以采用課堂提問、課后作業(yè)、考試等方式進行檢驗。這部分約講授12學時。

（四）包裝材料、容器和運輸包裝件的測試

主要內(nèi)容包括紙包裝性能測試、塑料薄膜性能測試、包裝容器性能測試、緩沖包裝材料性能測試、運輸包裝件性能測試等內(nèi)容。由于此部分內(nèi)容在包裝材料學、包裝動力學、運輸包裝等課程中都已經(jīng)詳細講解過，所以，本部分的儀器測試內(nèi)容以學生自學為主，教師需要講授的是引導學生如何利用前面講解的系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識進行綜合性、設(shè)計性試驗［12］，以解決具體的實際問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合能力。這部分主要進行試驗設(shè)計的講述，約講授4學時。

以上的學時安排是針對河北農(nóng)業(yè)大學而實行的，總體而言基本能夠達到包裝測試課程的教學目標，但由于此門課程涉及的知識較多，講解時還是很緊張的。有的學校將本課程分為包裝測試基礎(chǔ)理論知識和測試知識兩部分，并且分兩個學期講授，在學時上大大延長了，取得了較好的教學效果，這是很值得借鑒的。

包裝工程教育的總目標應(yīng)該是開放的、互通的、多學科融合的，我們要積極的進行教學內(nèi)容、方法、手段和考試方法改革的探索。

在教學中，既要以教師的“教”為主源，同時也應(yīng)讓學生參與到整個教學環(huán)節(jié)當中來，變“容器式”式的被動接受為主動的知識獲取，并運用所掌握的知識去創(chuàng)造性地分析問題和解決問題，這是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。應(yīng)“授之于漁”，而非“授之于魚”［13］。

在實驗課程上，除了開始必要的驗證性實驗外，還要多開設(shè)符合本專業(yè)的綜合性和設(shè)計性實驗項目，以提高學生的創(chuàng)新能力［12］。

五、結(jié)語

包裝工程專業(yè)的發(fā)展是任重而道遠的，需要全體包裝工程專業(yè)的教育工作者不懈努力。比如，在教材編寫上，廣大教育者和科研者也需要不斷更新教材內(nèi)容，進一步編寫涵蓋各部分系統(tǒng)知識，合理分配學時的教材。同時，加強學術(shù)交流也是促進教學發(fā)展的一個很好的辦法。總之，希望我們學校包裝測試課程的講授安排能夠?qū)Ω魑煌杏兴鶈⑹荆赃M一步促進這門課程的教學改革，促使其更快更好的發(fā)展。

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The reform of package test course system

CHI Jian，YU Zhi－bing，CHEN Zhi－zhou

（Agricultural University of Hebei，Baoding 071001China）

This paper analyzes the typical problems of courses teaching of packaging engineering，and proposes solutions such as system to explain theory knowledge，reasonable arrangements of class hours，full self－study，to solve problems in theory，more content with fewer class－h(huán)ours etc.We hope these solutions could promote the development of packaging teaching and reform.

package test；course system；reform

TB 487

A

1008－6927（2011）03－0351－04

2011－06－27

遲 建（1979－），男，碩士，講師，主要研究方向為包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、包裝CAD。

（

劉雪春）