以人才需求為導(dǎo)向的《食品工廠設(shè)計》教學(xué)改革探討

蒲傳奮　唐文婷　張巖　王世清　姜文利

摘要針對當(dāng)前食品人才市場需求以及食品工廠設(shè)計課程教學(xué)中存在的問題，提出該課程教學(xué)改革的必要性和緊迫性，介紹了該課程教學(xué)改革的實踐經(jīng)驗。通過理論與實踐教學(xué)的整合與創(chuàng)新，師資隊伍的建設(shè)，提高了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的工程設(shè)計能力。

關(guān)鍵詞 市場需求；食品工廠設(shè)計；教學(xué)改革

中圖分類號H191文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）07-02209-02

食品科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式旨在培養(yǎng)具有較高的政治素質(zhì)、合理的知識結(jié)構(gòu)以及較強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力，并能適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)代化食品工業(yè)發(fā)展需要的創(chuàng)新型高級工程技術(shù)人才。食品科學(xué)與工程專業(yè)屬工科專業(yè)，其畢業(yè)生獲得工學(xué)學(xué)位。食品人才應(yīng)同時具有食品科學(xué)、食品工程相關(guān)知識， 能在食品領(lǐng)域內(nèi)從事食品生產(chǎn)加工、工程設(shè)計、生產(chǎn)管理、新品研發(fā)、品質(zhì)控制及市場拓展等方面的工作。長期以來，工程能力的培養(yǎng)是工科高等教育的首要課題，工程設(shè)計更是食品科學(xué)與工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)的重要組成部分，而我國食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生工程能力較為薄弱是人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中存在的一個主要問題[1]。

作為專業(yè)必修課之一的《食品工廠設(shè)計》教學(xué)是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它對提高食品專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力起著舉足輕重的作用。《食品工廠設(shè)計》內(nèi)涵豐富，涉及食品加工的計算、設(shè)計、生產(chǎn)、施工、研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和解決一系列相關(guān)的社會、政治、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、文化背景等工程領(lǐng)域的重大問題。新形勢下食品消費(fèi)者、生產(chǎn)企業(yè)的需求對當(dāng)前食品工廠設(shè)計提出了更高的要求。在現(xiàn)代食品生產(chǎn)技術(shù)日益更新以及自動化程度不斷提高的背景下，食品工廠設(shè)計既要能保證食品的感官、營養(yǎng)品質(zhì)，又要滿足企業(yè)低能耗、高效益、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的需求[2]。為適應(yīng)市場需求，培養(yǎng)專業(yè)知識扎實、實踐和創(chuàng)新能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高的復(fù)合型食品人才，對當(dāng)前開設(shè)的《食品工廠設(shè)計》課程進(jìn)行理論教學(xué)和實踐教學(xué)的改革勢在必行。通過該課程教學(xué)改革的研究與實踐，以求切實有效地提高學(xué)生的工程能力，培養(yǎng)具有現(xiàn)代食品工程意識的應(yīng)用型技術(shù)人才。

1 課程改革的必要性和緊迫性分析

1.1課程體系設(shè)置合理性分析傳統(tǒng)的《食品工廠設(shè)計》教學(xué)重理論，輕實踐，強(qiáng)調(diào)書本知識的傳授，忽略了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生工程能力較為薄弱。長期以來，課堂教學(xué)為主且教學(xué)方式僵化的局面長期沒有改觀；實踐條件相對不足，利用效率不高，實踐教學(xué)效果不理想。對近3年青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)本科畢業(yè)生的就業(yè)跟蹤調(diào)查顯示，畢業(yè)生就業(yè)主要涉及的職位包括食品工程、管理、安全控制、銷售等方面。食品工程為當(dāng)前食品人才熱門領(lǐng)域之一。高素質(zhì)復(fù)合應(yīng)用型人才的匱乏已成為制約食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。食品專業(yè)技術(shù)人員需要完全適應(yīng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展對工程人才能力和素質(zhì)的需求。食品工廠設(shè)計作為食品工程能力培養(yǎng)的重要支撐課程之一，需要加大實踐教學(xué)在整個教學(xué)體系中的比重。此外，隨著食品高新技術(shù)和信息化技術(shù)的快速發(fā)展，生物技術(shù)、信息工程也逐漸向一部分傳統(tǒng)的食品加工業(yè)滲透?，F(xiàn)代食品工廠設(shè)計需要設(shè)計者具有更加合理的知識結(jié)構(gòu)，既要掌握常規(guī)的食品加工技術(shù)，又要熟知相關(guān)的邊緣科學(xué)，而目前所培養(yǎng)的人才質(zhì)量離實際需求尚有差距[2]。因此，需要對《食品工廠設(shè)計》的教學(xué)理念、內(nèi)容和手段進(jìn)行及時更新并將其應(yīng)用于實踐教學(xué)，才能適應(yīng)當(dāng)前新形勢的人才需求。

1.2現(xiàn)代食品企業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求高等院校是食品人才的重要輸出地。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)生主要工作地點(diǎn)分布于山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)和黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)（“藍(lán)黃兩區(qū)”）。 依托沿海和港口經(jīng)濟(jì)，該區(qū)域是傳統(tǒng)的食用農(nóng)產(chǎn)品原料生產(chǎn)、食品加工和食品進(jìn)出口的集散基地，也是食品產(chǎn)業(yè)群（包括加工倉儲、物流貿(mào)易、餐飲消費(fèi)等業(yè)態(tài)）聚集區(qū)。其食品產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能和產(chǎn)值總量均占全國1/10的份額。在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持下，“藍(lán)黃兩區(qū)”食品產(chǎn)業(yè)加快了結(jié)構(gòu)升級調(diào)整和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。由過去的以第二產(chǎn)業(yè)為主逐步向二、三產(chǎn)業(yè)并重和第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，呈產(chǎn)業(yè)鏈延伸、國際化特征明顯、產(chǎn)品檔次提升、工程裝備自動化程度提高、注重資源節(jié)約和環(huán)境友好、核心競爭力逐漸提高的特征。因此，食品工廠設(shè)計人員應(yīng)相應(yīng)具備環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展理念，能將自動化設(shè)計、在線監(jiān)測控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制、現(xiàn)代生物安全控制檢測、信息化管理等技術(shù)應(yīng)用于實際設(shè)計中，同時需兼顧不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料。這就要求 《食品工廠設(shè)計》 課程教學(xué)過程中反復(fù)貫穿和強(qiáng)調(diào)此類理念，引導(dǎo)學(xué)生不局限于食品學(xué)科和書本知識本身，涉獵相關(guān)衍生知識領(lǐng)域，在實踐中提高自身的實際工程能力。

2 教學(xué)體系改革的實踐內(nèi)容

根據(jù)食品工廠設(shè)計的課程教學(xué)規(guī)律，對《食品工廠設(shè)計》課程體系設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整。在課程的理論、實踐學(xué)時以及學(xué)分的設(shè)置上，以食品產(chǎn)業(yè)人才社會需求為導(dǎo)向，本著“知識、能力、素質(zhì)”協(xié)調(diào)發(fā)展，以人為本的本科教育理念，基于“強(qiáng)實踐、重設(shè)計”的工程原則，構(gòu)建三階段（理論學(xué)習(xí)階段、基礎(chǔ)實踐階段、綜合畢業(yè)設(shè)計）教學(xué)體系，鞏固該課程的專業(yè)核心地位，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生具備先進(jìn)的設(shè)計理念，掌握相關(guān)的知識理論，提高實際設(shè)計能力。為提高工程類課程教學(xué)在專業(yè)培養(yǎng)方案中的比重，理論教學(xué)由原來的24學(xué)時調(diào)整為32學(xué)時，時間安排在第六學(xué)期，此時學(xué)生已完成《食品機(jī)械與設(shè)備》、《食品工程原理》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》等專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，已具備學(xué)習(xí)該課程的理論基礎(chǔ)?；A(chǔ)實踐階段為第七學(xué)期為期一周的課程設(shè)計。畢業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)則要求至少1/3的食品專業(yè)學(xué)生在進(jìn)行工廠實習(xí)之后，完成一項實際工廠設(shè)計。

2.1理論教學(xué)改革 為適應(yīng)當(dāng)前食品工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，在傳統(tǒng)知識點(diǎn)的基礎(chǔ)上（如生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝、車間布局、設(shè)備選型、設(shè)備布置、管路設(shè)計與布置、設(shè)備安裝、經(jīng)濟(jì)分析等），新增在線監(jiān)測控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制、清潔生產(chǎn)及“三廢”處理等內(nèi)容，并適時穿插食品加工高新技術(shù)、新工藝的設(shè)計理念，以拓寬學(xué)生的知識面。在重點(diǎn)介紹知識要點(diǎn)和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在課堂授課之前自主學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)組織中運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)方法及設(shè)備，采用多媒體教學(xué)課件與板書相結(jié)合的手段，引入大量食品工廠設(shè)計的案例，增加了教學(xué)內(nèi)容的信息量，拓展學(xué)生的視野，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。課堂講授避免“填鴨式”教學(xué)，增加教師與學(xué)生的親切交流，在教學(xué)過程中注重學(xué)生與教師的溝通與互動，活躍了課堂氣氛，并激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。此外，結(jié)合具體章節(jié)定期組織小組討論、學(xué)生制作幻燈片并上臺展示，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主地解決工程問題的科學(xué)方法。課堂教學(xué)外，以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，建設(shè)包含食品工程、安全控制、管理相關(guān)的錄像、課件等內(nèi)容的專業(yè)教學(xué)資源庫，并將電子教案、教學(xué)課件、錄像、思考題等提交至網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，創(chuàng)新教學(xué)形態(tài)，滿足學(xué)生在線學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的需要，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享和積極的師生互動。

2.2實踐教學(xué)改革 《食品工廠設(shè)計》課程既涉及食品加工工藝和食品機(jī)械問題， 又涉及建筑布局、成本核算及公共系統(tǒng)等知識， 因此選擇一些典型的生產(chǎn)線、食品加工企業(yè)進(jìn)行實習(xí)研究，可以加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。實踐環(huán)節(jié)配合理論教學(xué)， 可提高教學(xué)效果[3]。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的實踐環(huán)節(jié)充分利用校內(nèi)教學(xué)平臺、校外實踐基地，涵蓋食品工廠現(xiàn)場實訓(xùn)和自行設(shè)計兩個環(huán)節(jié)。

學(xué)院積極改善相關(guān)實踐教學(xué)的硬件條件，投資400萬元建成山東省食品工程技術(shù)訓(xùn)練中心，建立工藝先進(jìn)的系列實習(xí)生產(chǎn)線，包括乳品加工生產(chǎn)線、果蔬加工生產(chǎn)線、發(fā)酵（啤酒）生產(chǎn)線、糧油焙烤加工生產(chǎn)線、肉品加工項目、水處理系統(tǒng)和冷庫項目7個單元。校內(nèi)實踐基地內(nèi)各項設(shè)施的逐步完善大大改善了實踐教學(xué)條件。學(xué)生在校進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的同時即可接觸這些生產(chǎn)線，并進(jìn)行多種產(chǎn)品生產(chǎn)實習(xí)。教師也可進(jìn)行實物教學(xué)，讓學(xué)生直觀感知不同類別食品生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝、設(shè)備選型、設(shè)備布局、管路設(shè)計以及設(shè)備安裝等，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深對課程內(nèi)容的理解掌握。

2.3有效利用區(qū)域優(yōu)勢與社會資源在保障基本理論、實踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)院充分利用區(qū)域優(yōu)勢和社會資源，與30余家知名企業(yè)聯(lián)合建立合作關(guān)系，其中簽署了協(xié)議、掛牌的實踐教學(xué)基地共計15個，如青島啤酒、萊陽魯花、山東龍大等，讓學(xué)生深入企業(yè)進(jìn)行實地生產(chǎn)實習(xí)。該舉措可為學(xué)生提供實踐條件，基本保證了現(xiàn)場實訓(xùn)和后期畢業(yè)實習(xí)的順利進(jìn)行，為全面提高學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)發(fā)揮了重要作用；同時聘請企業(yè)內(nèi)實踐經(jīng)驗豐富的專業(yè)技能型人才擔(dān)任兼職教師，構(gòu)建兼職教師庫。在現(xiàn)場實訓(xùn)中，由學(xué)校專任教師或企業(yè)兼職教師向?qū)W生介紹具體的生產(chǎn)線或某類型工廠在設(shè)計建造中設(shè)計思路、所用工藝、設(shè)備、自動化程度、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能措施及信息化管理等，并讓學(xué)生積極參與提問和討論。互動環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮學(xué)生的主動性。之后讓同學(xué)結(jié)合食品工藝、品質(zhì)及企業(yè)效益等綜合分析企業(yè)設(shè)計的利弊及改進(jìn)方法，指導(dǎo)教師與學(xué)生共同客觀分析問題，以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新性思維。通過實際探索、體悟以及相互交流和切磋，彌補(bǔ)了課程教學(xué)在知識、經(jīng)驗、分析視角和解決問題的方法教學(xué)方面的不足，以及包括交流溝通技巧、從事研究和生產(chǎn)工作的態(tài)度。該環(huán)節(jié)成功實現(xiàn)了理論與實踐、課內(nèi)與課外，以及學(xué)校與社會多層面結(jié)合，為學(xué)生工程設(shè)計能力的培養(yǎng)提供了有力的硬件支撐和保障[4]。

在自行課程設(shè)計過程中，學(xué)生以3人小組的形式自由組合，分工協(xié)作，共同完成一個食品工廠設(shè)計題目。設(shè)計選題需緊密結(jié)合科研、工程和社會應(yīng)用。學(xué)生針對某一具體工廠實例，自主完成工藝流程設(shè)計、物料熱量恒算、設(shè)備選型、車間布置設(shè)計、管路設(shè)計和成本核算等全部工作，并以小組為單位提交設(shè)計報告。通過該環(huán)節(jié)，學(xué)生可全面了解工程設(shè)計的全過程，系統(tǒng)掌握食品工廠設(shè)計體系的基本形式。學(xué)生將理論學(xué)習(xí)與課程設(shè)計有機(jī)結(jié)合，寓教于練，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

在畢業(yè)實習(xí)的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，實際工廠設(shè)計的工作量需達(dá)到畢業(yè)設(shè)計的要求，內(nèi)容涵蓋完整的各項工廠設(shè)計指標(biāo)。設(shè)計成果以食品工廠設(shè)計說明的形式上交，同時附CAD軟件制作的廠區(qū)總平面布置圖、生產(chǎn)工藝流程圖、生產(chǎn)車間工藝布置圖（平面圖）及生產(chǎn)車間管路設(shè)計圖等。