工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革探討

張存勝，田瀟瑜，閆景坤，霍書(shū)豪

（江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

0 引言

2016 年我國(guó)正式成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約成員，協(xié)議要求工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證必須以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)，分別從教學(xué)條件、課程體系、師資等方面考核專(zhuān)業(yè)質(zhì)量，為工程教育的可持續(xù)發(fā)展與國(guó)際人才的培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)[1]。食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)是由食品工程、化學(xué)、化工、機(jī)械、生物等多學(xué)科交叉形成的年輕學(xué)科，具有較強(qiáng)的工程性?！笆称饭S設(shè)計(jì)”是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中具有較強(qiáng)工程性的專(zhuān)業(yè)課程，對(duì)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證具有較強(qiáng)的支撐作用。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能滿(mǎn)足食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證需求，需在教學(xué)模式、教學(xué)方法與考核方法中持續(xù)改進(jìn)?；诠こ探逃龑?zhuān)業(yè)認(rèn)證背景，探討江蘇大學(xué)食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革措施，以實(shí)現(xiàn)課程對(duì)畢業(yè)要求有力支撐。

1 “食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)內(nèi)容相互關(guān)系

1.1 課程教學(xué)內(nèi)容的相互關(guān)系

“食品工廠設(shè)計(jì)”的教學(xué)內(nèi)容包括多個(gè)章節(jié)，如廠址選擇、食品工廠總平面設(shè)計(jì)、食品工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容，然而，每一章節(jié)的內(nèi)容存在緊密的聯(lián)系而并非獨(dú)立存在。

“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)內(nèi)容之間的相互關(guān)系見(jiàn)圖1。

食品工廠工藝設(shè)計(jì)是課程的核心，其他章節(jié)為食品生產(chǎn)車(chē)間的外部設(shè)計(jì)服務(wù)。食品工廠建設(shè)基本程序主要介紹建廠前的工作流程，廠址選擇講述食品工廠廠址選擇的原則、方法等，一旦食品工廠的廠址確定，便進(jìn)入食品工廠的總平面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，最后設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為食品生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)的設(shè)計(jì)，即食品工廠工藝設(shè)計(jì)。此外，該課程還涉及經(jīng)濟(jì)、法律、衛(wèi)生設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)等非工藝設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)均按照工藝設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行。因此，食品工廠工藝設(shè)計(jì)是課程的核心。

1.2 課程與實(shí)踐環(huán)節(jié)的相互促進(jìn)關(guān)系

“食品工廠設(shè)計(jì)”是一門(mén)源自食品工廠生產(chǎn)過(guò)程的課程，本科生單獨(dú)學(xué)習(xí)尚不能提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的充分掌握，需通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)一步學(xué)習(xí)方能提高學(xué)生對(duì)食品工廠具體的認(rèn)識(shí)。食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的課程體系中，有多個(gè)工廠實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，包括金工實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等，能夠多次進(jìn)入工廠認(rèn)識(shí)食品加工過(guò)程、了解食品加工設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程，有助于強(qiáng)化對(duì)食品工廠設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)。

“食品工廠設(shè)計(jì)”課程除課堂教學(xué)外，還設(shè)置了“食品工廠設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”，該實(shí)踐環(huán)節(jié)以具體食品工廠設(shè)計(jì)實(shí)例而開(kāi)展食品工廠設(shè)計(jì)。例如，年產(chǎn)1 000 t 精米的食品工廠設(shè)計(jì)等，學(xué)生基于產(chǎn)品背景調(diào)查，分析建廠的必要性，分別從產(chǎn)品生產(chǎn)方案、加工工藝選擇、方框圖、物料衡算、熱量衡算、食品加工設(shè)備設(shè)計(jì)與選型、經(jīng)濟(jì)核算等內(nèi)容進(jìn)行工廠綜合設(shè)計(jì)，并繪制食品工廠總平面設(shè)計(jì)圖、工藝流程圖、車(chē)間設(shè)備布置圖3 張圖紙。一方面充分利用前期課程（機(jī)械制圖、工程圖學(xué)、食品工藝學(xué)和食品工程原理等） 知識(shí)開(kāi)展工廠設(shè)計(jì)；另一方面，通過(guò)具體實(shí)例設(shè)計(jì)，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)課堂知識(shí)的吸收與應(yīng)用，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)食品工廠設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和知識(shí)的記憶。

2 教學(xué)內(nèi)容改革與探索

2.1 以食品工廠工藝設(shè)計(jì)為主、非工藝設(shè)計(jì)為輔的教學(xué)思路

與其他課程不同，“食品工廠設(shè)計(jì)”具有較強(qiáng)的工程性、綜合性和復(fù)雜性，學(xué)生學(xué)習(xí)課程時(shí)難度相對(duì)較大。因此，在課堂教學(xué)過(guò)程中，任課教師應(yīng)把握課程的教學(xué)主線，結(jié)合具體實(shí)例對(duì)工藝設(shè)計(jì)部分進(jìn)行重點(diǎn)講解，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解與吸收。圍繞食品工廠工藝設(shè)計(jì)、廠址選擇、食品工廠總平面設(shè)計(jì)等內(nèi)容重點(diǎn)講解，并在這些章節(jié)上多分配教學(xué)時(shí)間。

非工藝設(shè)計(jì)的涉及面較廣，不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容可采用不同的教學(xué)方式。例如，食品工廠的安全設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)，采用課堂討論模式進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生課下通過(guò)資料查詢(xún)了解相關(guān)知識(shí)，在課堂上進(jìn)行討論。此教學(xué)模式可促進(jìn)學(xué)生利用課余時(shí)間，提高課堂的教學(xué)效率并增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與記憶[2]。

2.2 授課方式的多樣化

為提高課堂教學(xué)的生動(dòng)性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將傳統(tǒng)課堂中單純的“教師講-學(xué)生聽(tīng)”的授課方式改為“多樣化”教學(xué)，包括電子課件講解、食品工廠設(shè)計(jì)實(shí)例、食品車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程視頻播放。同時(shí)，適當(dāng)布置適量課堂作業(yè)，力爭(zhēng)當(dāng)堂知識(shí)當(dāng)堂吸收，對(duì)部分非工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容，把學(xué)生分成多組開(kāi)展課堂報(bào)告與討論，每組講解一部分知識(shí)點(diǎn)，各知識(shí)點(diǎn)匯集成總的非工藝設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容；與此同時(shí)，對(duì)學(xué)生的課堂報(bào)告進(jìn)行打分記錄，形成平時(shí)成績(jī)的一部分。在后續(xù)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，授課方式的多樣化能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

“食品工廠設(shè)計(jì)”課堂教學(xué)與考核的多樣性見(jiàn)圖2。

圖2 “食品工廠設(shè)計(jì)”課堂教學(xué)與考核的多樣性

2.3 重視學(xué)生的反饋

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證提倡以學(xué)生為中心的教學(xué)持續(xù)改進(jìn)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，要達(dá)到良好的教學(xué)效果，需了解學(xué)生的訴求，正確引導(dǎo)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的學(xué)習(xí)，方能達(dá)到良好的教學(xué)效果。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，能夠充分地了解學(xué)生對(duì)課程的意見(jiàn)與建議，教師根據(jù)反饋意見(jiàn)及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法，能夠有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提高，及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，能夠?yàn)榻窈蟮恼n堂教學(xué)改進(jìn)提供寶貴的依據(jù)。

2.4 考核方式的多樣性

在食品科學(xué)與工程的課程設(shè)置中，由于課程的綜合性，“食品工廠設(shè)計(jì)”往往設(shè)置在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的后期，此時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣較剛?cè)雽W(xué)時(shí)已有明顯下降，且部分學(xué)生處于考研初試的準(zhǔn)備期，時(shí)間和精力有限，且期末考試周往往是多門(mén)課程的集中期，若將課程的考核方式集中于期末考試，通過(guò)短時(shí)的課程復(fù)習(xí)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

改進(jìn)課程考核方式，使考核方式多樣化，促進(jìn)學(xué)生把課程知識(shí)吸收，也符合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的導(dǎo)向和要求。在“食品工廠設(shè)計(jì)”教學(xué)改革中，課程考核方式由“以考試為主”改為“考試、課堂報(bào)告、作業(yè)、課堂討論”多種考核方式，降低考試的比例至70%，適當(dāng)提高平時(shí)成績(jī)占比，有利于促進(jìn)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)課堂知識(shí)的及時(shí)吸收。

3 課程的持續(xù)改進(jìn)方向展望

3.1 加強(qiáng)與其他學(xué)科緊密結(jié)合

食品廠生產(chǎn)加工依賴(lài)于生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝，隨著工業(yè)技術(shù)的革新，人類(lèi)正經(jīng)歷第4 次工業(yè)革命，食品工廠生產(chǎn)正趨向機(jī)械化與智能化發(fā)展，要求工藝設(shè)計(jì)人員需深入了解與食品工藝設(shè)計(jì)相關(guān)的其他學(xué)科知識(shí)。因此，課程需與其他學(xué)科與專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合，如與機(jī)械、智能制造、電氣專(zhuān)業(yè)相結(jié)合，能夠讓學(xué)生充分了解機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)，在設(shè)備選型時(shí)可采用更為先進(jìn)的設(shè)備。此外，深入學(xué)習(xí)食品加工相關(guān)的法律、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境專(zhuān)業(yè)方面的課程知識(shí)，有助于學(xué)生在工藝設(shè)計(jì)時(shí)向非工藝設(shè)計(jì)提出合理的參數(shù)，使工藝設(shè)計(jì)更符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 課程與實(shí)踐緊密結(jié)合

“食品工廠設(shè)計(jì)”課程涉及廠址選擇、總平面設(shè)計(jì)、食品工藝設(shè)計(jì)等多方面教學(xué)內(nèi)容，與食品工廠的實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合較為緊密，僅僅通過(guò)課堂講解與視頻播放難以讓學(xué)生充分將設(shè)計(jì)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程形象地聯(lián)系在一起。通過(guò)工廠實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生更具體地了解食品工廠形貌、現(xiàn)場(chǎng)觀察食品加工設(shè)備及其生產(chǎn)過(guò)程，了解生產(chǎn)過(guò)程的控制方法，能夠在具體實(shí)物上對(duì)食品工廠有更充分的認(rèn)識(shí)，將有利于課程知識(shí)的理解與學(xué)習(xí)。