探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)在“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革中的作用

孟永宏，陳衛(wèi)鋒，鄧紅，楊雅麗，黃小麗

探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)在“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革中的作用

孟永宏1，陳衛(wèi)鋒2，*鄧紅1，楊雅麗1，黃小麗1

（1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710119；2.陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所，陜西西安710043）

“食品工廠設(shè)計(jì)”是建立在食品工程多門學(xué)科基礎(chǔ)課程上綜合性很強(qiáng)的課程，但現(xiàn)有教學(xué)方法不利于學(xué)生將已學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的整合與有效聯(lián)系。為了培養(yǎng)工程專業(yè)學(xué)生的工廠設(shè)計(jì)和綜合實(shí)踐能力，在學(xué)校已有中試試驗(yàn)室和實(shí)踐基地的基礎(chǔ)上，將探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)引入該課程的教學(xué)中，打破實(shí)踐教學(xué)幾乎為零的局面，為培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)合理運(yùn)用工程機(jī)械知識(shí)、提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力、促進(jìn)雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)等打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

食品工程；工廠設(shè)計(jì)；實(shí)踐；生產(chǎn)實(shí)習(xí)

食品科學(xué)與工程（Food science and engineering）專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求該專業(yè)畢業(yè)生應(yīng)同時(shí)具有食品科學(xué)、食品工程相關(guān)知識(shí)，能在食品領(lǐng)域內(nèi)從事食品生產(chǎn)加工、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、新品研發(fā)、品質(zhì)控制及市場(chǎng)拓展等方面的工作[1-2]。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(jì)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；當(dāng)前開(kāi)設(shè)的“食品工廠設(shè)計(jì)”課程就是其中用于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和工程實(shí)踐技能的一門必修課[3-4]。

在現(xiàn)代食品生產(chǎn)技術(shù)日益更新、機(jī)械自動(dòng)化程度不斷提高的背景下，“食品工廠設(shè)計(jì)”這門應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，需要利用豐富的課程實(shí)踐教學(xué)，將涉及食品加工的計(jì)算、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新等一系列相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行有效地整合，以適應(yīng)市場(chǎng)需求，培養(yǎng)食品專業(yè)知識(shí)扎實(shí)、工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力強(qiáng)，綜合素質(zhì)高的復(fù)合型食品科技人才[5-6]。

探究性的生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng)是陜西師范大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)的大四學(xué)生，提前進(jìn)入畢業(yè)環(huán)節(jié)時(shí)根據(jù)導(dǎo)師的應(yīng)用性課題，在學(xué)校中試試驗(yàn)室（有果汁加工、乳品生產(chǎn)、天然產(chǎn)物提取、焙烤食品加工、果品貯藏保鮮等生產(chǎn)線）和校外20余個(gè)實(shí)踐基地所進(jìn)行的案例性課程生產(chǎn)實(shí)習(xí)，將這種活動(dòng)與“食品工廠設(shè)計(jì)”課程有效結(jié)合起來(lái)，對(duì)于豐富“食品工廠設(shè)計(jì)”的內(nèi)涵和改革理論教學(xué)方法均有不可替代的促進(jìn)作用，特別是對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)代化食品工業(yè)發(fā)展需要的創(chuàng)新型復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才更有重要影響。

1 探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)打破了本課程實(shí)踐教學(xué)為零的局面切實(shí)有效地提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力

過(guò)去的“食品工廠設(shè)計(jì)”課程幾乎都是以教師講授為主，呈現(xiàn)給學(xué)生大量文字和表格的理論教學(xué)，以及少量的工廠實(shí)例，授課形式非常單一，實(shí)踐教學(xué)基本為零，學(xué)生由于缺乏對(duì)工廠的感性認(rèn)識(shí)而不知道該如何設(shè)計(jì)，拿到具體的設(shè)計(jì)課題時(shí)經(jīng)常一片茫然?！笆称饭S設(shè)計(jì)”課程中根據(jù)個(gè)體對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的興趣和問(wèn)題將學(xué)生每6~8人設(shè)為1個(gè)小組，自主選擇感興趣的真實(shí)課題（例如年產(chǎn)5 t獼猴桃NFC果汁生產(chǎn)線設(shè)計(jì)），在中試試驗(yàn)室進(jìn)行探究性的生產(chǎn)實(shí)習(xí)。首先，在中試試驗(yàn)室的模塊式果汁加工創(chuàng)新生產(chǎn)線進(jìn)行為期5~7 d的實(shí)際實(shí)習(xí)操作，獲得重要的感性認(rèn)識(shí)和機(jī)械設(shè)備基本常識(shí)；其次是在食品工藝學(xué)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)NFC果汁生產(chǎn)工藝，利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的物料流量、熱量流量進(jìn)行衡算，計(jì)算出每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物料和熱量的利用效率，進(jìn)而對(duì)整體工藝做衡算；第三是依據(jù)已學(xué)的知識(shí)和課外資料等數(shù)據(jù)的搜集，在衡算的基礎(chǔ)上，由物料和熱量通量對(duì)各個(gè)生產(chǎn)階段的主要生產(chǎn)設(shè)備及輔助設(shè)備進(jìn)行選型；第四是學(xué)生利用Auto CAD軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)制圖，分別對(duì)NFC果汁生產(chǎn)的工藝流程圖和生產(chǎn)車間布置圖進(jìn)行繪制，再對(duì)比中試試驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)的傳統(tǒng)濃縮蘋果汁設(shè)備與生產(chǎn)車間布置，分析自己設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)；最后把自己的設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬，同時(shí)根據(jù)已有的果汁加工模塊重新組合與利用，盡最大可能在中試生產(chǎn)線上進(jìn)行產(chǎn)品的試制，探究實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可能性。

這種課程實(shí)踐教學(xué)，不僅使學(xué)生初步了解食品工廠設(shè)計(jì)的主要流程、基本內(nèi)容和實(shí)踐方法，改變了“食品工廠設(shè)計(jì)”理論知識(shí)枯燥、抽象和難學(xué)的問(wèn)題，更有效利用了中試試驗(yàn)室豐富的設(shè)備資源，提高了學(xué)生對(duì)相關(guān)食品工廠規(guī)劃與設(shè)計(jì)的興趣和初步的工程設(shè)計(jì)能力；而且通過(guò)親歷親為課題設(shè)計(jì)任務(wù)的各個(gè)方面，養(yǎng)成學(xué)生獨(dú)立思考、綜合分析問(wèn)題的習(xí)慣，消除害怕與依賴心理，更好的發(fā)揮其主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)自主設(shè)計(jì)能力[7-8]。

2 探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)完善了課程教學(xué)的應(yīng)用環(huán)節(jié)考核了學(xué)生專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性和綜合運(yùn)用能力

“食品工廠設(shè)計(jì)”課程中引入的探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng)，是對(duì)學(xué)生近4年來(lái)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的系統(tǒng)性實(shí)踐，它需要學(xué)生綜合應(yīng)用“食品工藝學(xué)”“機(jī)械制圖”“食品工程原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”“食品加工機(jī)械與設(shè)備”“計(jì)算機(jī)繪圖”“食品包裝學(xué)”等多門課程的知識(shí)，完成真實(shí)課題任務(wù)中的工廠平面布局圖、工藝流程圖、車間布局圖、設(shè)備剖視圖等，同時(shí)還要保證食品的感官品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，滿足產(chǎn)品低能耗、高效益、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的需求。比如學(xué)生設(shè)計(jì)年產(chǎn)10 t新型紅棗發(fā)酵酸奶的工廠時(shí)，探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng)是安排學(xué)生先在已建成的校外實(shí)習(xí)基地——酸奶生產(chǎn)工廠（如銀橋乳業(yè)等）進(jìn)行1周的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，在加強(qiáng)對(duì)食品工廠感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)教師和企業(yè)技術(shù)人員對(duì)食品工廠發(fā)展?fàn)顩r的講解，讓學(xué)生了解實(shí)際生產(chǎn)狀況、工藝設(shè)置、基本設(shè)備和工廠布局等情況，利用學(xué)習(xí)過(guò)的初步食品工廠設(shè)計(jì)知識(shí)，繪制酸奶生產(chǎn)工廠的工藝設(shè)計(jì)、工廠總平面設(shè)計(jì)和車間平面設(shè)計(jì)等簡(jiǎn)單圖紙，為設(shè)計(jì)年產(chǎn)10 t新型紅棗發(fā)酵酸奶的課程教學(xué)任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

學(xué)生結(jié)束認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)后，再根據(jù)“食品工廠設(shè)計(jì)”課程基本要求進(jìn)行一系列的新型紅棗發(fā)酵酸奶工藝設(shè)計(jì)、物料熱量衡算、設(shè)備選型、車間設(shè)備布置、平面設(shè)計(jì)圖紙繪制等，完成課題任務(wù)，并在校內(nèi)中試試驗(yàn)室進(jìn)行工藝參數(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證和理論探討。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可進(jìn)一步對(duì)酸奶食品工廠的選址、廠房布置、人員安排等進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，詳細(xì)說(shuō)明廠址的合理選擇、綠化設(shè)計(jì)、道路的設(shè)置以及生活區(qū)的安排等，并嘗試進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析和撰寫可行性報(bào)告等。

在對(duì)食品工廠生產(chǎn)車間或工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不僅培養(yǎng)了學(xué)生查閱資料手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范和整理數(shù)據(jù)的能力，更加充分激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高了學(xué)生運(yùn)算和繪圖的能力，這種訓(xùn)練對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多門課程知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題、加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的理解和系統(tǒng)應(yīng)用具有重要作用[9]。探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)突出了工程教育背景下學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，更深化了對(duì)學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在整個(gè)“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)中，強(qiáng)化了專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)性，優(yōu)化了學(xué)生所學(xué)的知識(shí)，并檢驗(yàn)了學(xué)生的綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力，避免了理論學(xué)習(xí)和工程設(shè)計(jì)能力相脫節(jié)，有效提高了教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。

3 探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)促進(jìn)了課程的雙師型教師隊(duì)伍的建設(shè)步伐擴(kuò)大了校企合作的深度和廣度

“食品工廠設(shè)計(jì)”這種實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程對(duì)教師的要求也比較高，它需要既能從事理論教學(xué)，又有過(guò)硬的專業(yè)技術(shù)能力，能夠從事實(shí)踐教學(xué)的“雙師型”教師隊(duì)伍。目前高校“雙師型”教師實(shí)際非常缺乏，所以教師在企業(yè)或中試實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)的過(guò)程中，他們可通過(guò)設(shè)計(jì)完成實(shí)際的科研項(xiàng)目，一方面可以提高教師自身的工程技術(shù)應(yīng)用和實(shí)踐教學(xué)能力，另一方面對(duì)于缺少企業(yè)工作經(jīng)歷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的新進(jìn)教師而言，更就有機(jī)會(huì)將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，強(qiáng)化工程專業(yè)技能。而優(yōu)化教師體系結(jié)構(gòu)，大力加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，已經(jīng)成為社會(huì)和教育界的共同呼聲[10]。

在探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，不僅使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐了解和掌握某項(xiàng)產(chǎn)品的典型生產(chǎn)環(huán)節(jié)，建立產(chǎn)品生產(chǎn)流程的概念，教師也能充分地了解和掌握實(shí)習(xí)企業(yè)的生產(chǎn)狀況、加工方法、工藝技術(shù)和設(shè)備、生產(chǎn)管理等情況；更加重要的是生產(chǎn)實(shí)習(xí)可以檢查學(xué)校專業(yè)教學(xué)中存在的問(wèn)題，鞏固和加深了教師的專業(yè)理論知識(shí)，開(kāi)闊視野，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，提高生產(chǎn)實(shí)踐與技術(shù)創(chuàng)新能力。通過(guò)教師和企業(yè)技術(shù)人員的密切合作互動(dòng)，增強(qiáng)高校培養(yǎng)人才與企業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性，對(duì)推進(jìn)教學(xué)改革，拓寬和提高教師的業(yè)務(wù)能力具有積極作用。

同時(shí)，“食品工廠設(shè)計(jì)”的真實(shí)課題也可以針對(duì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題提出，以企業(yè)的“需求項(xiàng)目”為載體布置工程設(shè)計(jì)任務(wù)，進(jìn)而深入分析、探討和解決，更大地調(diào)動(dòng)企業(yè)技術(shù)人員的積極性和主動(dòng)性。尤其是一些工藝與設(shè)備齊全、任務(wù)飽滿、技術(shù)力量雄厚的合作企業(yè)，可以從中聘任優(yōu)秀工程技術(shù)人才作為學(xué)生導(dǎo)師，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的典型事例的詳細(xì)分析、形式多樣的講座、專題報(bào)告和交流活動(dòng)，加大生產(chǎn)實(shí)習(xí)的信息量，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提高實(shí)習(xí)的興趣和效果。這種在校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行的以接近工程實(shí)際的設(shè)計(jì)項(xiàng)目為主要載體的探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng)，不僅可以解決企業(yè)的一些實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)教學(xué)相長(zhǎng)，校企協(xié)同相互取長(zhǎng)補(bǔ)短[11]，在使學(xué)生工程基礎(chǔ)知識(shí)得到全面的提高的同時(shí)，對(duì)于提升企業(yè)中具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)但理論知識(shí)相對(duì)欠缺的生產(chǎn)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)水平也有很好促進(jìn)作用。當(dāng)然，進(jìn)一步完善和建設(shè)具有“多元”與“定向”特色的生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，對(duì)于提升探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)質(zhì)量，將“食品工廠設(shè)計(jì)”理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，增進(jìn)校企協(xié)作深度廣度都具有良好的作用。

總之，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和基礎(chǔ)素質(zhì)為目標(biāo)，用新的視野、手段和理念，實(shí)行以“食品工廠設(shè)計(jì)”等食品專業(yè)課程為依托的開(kāi)放性、參與性、輻射性、貫通全程式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式-探究性生產(chǎn)實(shí)習(xí)，將充分利用大學(xué)學(xué)科齊全、學(xué)習(xí)資源豐富的優(yōu)勢(shì)，加大產(chǎn)學(xué)研力度，更有針對(duì)性的結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，滿足學(xué)校以就業(yè)為導(dǎo)向的工程技術(shù)人才培養(yǎng)的需求，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生樹(shù)立團(tuán)隊(duì)精神、發(fā)展特長(zhǎng)、弘揚(yáng)個(gè)性，提升工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力、工科素質(zhì)，加快食品工程“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)步伐和教師專業(yè)技能水平提高，實(shí)現(xiàn)新形勢(shì)下食品專業(yè)多元化實(shí)習(xí)教學(xué)模式創(chuàng)新與課程實(shí)踐教學(xué)的改革目標(biāo)。

[1]朱新鵬.應(yīng)用型食品科學(xué)與工程專業(yè)人才核心能力培養(yǎng)方法的探索[J].食品與發(fā)酵科技，2013，49（3）：97-100.

[2]李慧蕓.基于卓越人才培養(yǎng)的食品科學(xué)與工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的研究與探索[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2017（2）：76-78.

[3]蒲傳奮，唐文婷，張巖，等.以人才需求為導(dǎo)向的“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（7）：2 209-2 210.

[4]馬曉軍．“食品工廠設(shè)計(jì)”課程建設(shè)探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（30）：192-193．

[5]黃亮，鐘海雁，任國(guó)譜．“食品工廠設(shè)計(jì)”課程體系教學(xué)改革研究[J].科技信息，2009（28）：24-26．

[6]張鐘，周天，海金萍，等．以就業(yè)為導(dǎo)向，強(qiáng)化工程素質(zhì)[J].價(jià)值工程，2011（30）：174-175．

[7]鄒強(qiáng)，孫燕霞，張崟，等．“食品工廠設(shè)計(jì)”課程實(shí)踐教學(xué)的探索[J].食品與發(fā)酵科技，2016，52（2）：63-65.

[8]孫步峰.生物工程專業(yè)“生物工程工廠設(shè)計(jì)概論”課程設(shè)計(jì)初探[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2013（20）：30.

[9]曾華彬，李汴生.食品科學(xué)與工程的生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)模式[J].現(xiàn)代食品，2016（5）：75-76.

[10]鄧惠明.基于校企合作的“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)研究[D].成都：四川師范大學(xué)，2013.

[11]羅曉東，張麗萍，蔣月月.基于校企協(xié)同的生產(chǎn)實(shí)習(xí)改革[J].中國(guó)冶金教育，2017（1）：74-75.◇

Effects of Exploratory Production Internship on the Teaching Reform of Food Factory Design

MENG Yonghong1，CHENWeifeng2，*DENG Hong1，YANG Yali1，HUANG Xiaoli1
（1.College of Food Engineering and Nutritional Science，ShaanxiNormal University，Xi'an，Shaanxi710119，China；2.Bio-Agriculture Institute of Shaanxi，Xi'an，Shaanxi710043，China）

Food Factory Design is a greatly comprehensive course based on a number of basic courses of food engineeringmajor.However，the current teaching methods adversed to the systematic integration and effective connection of students'basic knowledge.In order to better cultivate their engineering design and comprehensive practical ability of engineering students，the activity of exploratory production internship is lead into this course of Food Factory Design on the basis of the pilot laboratory in the school and practice base in the company to break the situation of no practice in this course.Itwill have the best effects for the students cultivation in reasonable application ofmachinery knowledge to improve student engineering design，innovation and practical ability.It also will lay a solid foundation for the the promoting and construction of double founction teachers faculty in college.

food engineering；factory design；practice；production internship

TS208

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.059

1671-9646（2017）06b-0086-03

2017-05-21

陜西師范大學(xué)2016年度綜合教改項(xiàng)目（16JG27）；課堂教改項(xiàng)目（16KG29）。

孟永宏（1976—），男，博士，副教授，研究方向?yàn)槭称饭こ獭?/p>

*通訊作者：鄧紅（1967—），女，博士，副教授，研究方向?yàn)橹参镉行С煞址蛛x提取、食品安全檢測(cè)分析。