食品機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)方法探索

梁棟 楊勇 李家寅 張劍

食品機(jī)械與設(shè)備課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)的必修課程之一，主要學(xué)習(xí)食品實(shí)際生產(chǎn)加工過程中用到的機(jī)械設(shè)備，要求學(xué)生掌握所用機(jī)械設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點(diǎn)、操作及設(shè)備選型，是一門注重專業(yè)性和實(shí)踐性的課程。本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容對學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)具有重要作用，與食品工程原理、食品工藝學(xué)等課程一起，構(gòu)成了食品科學(xué)與工程專業(yè)的主干課程，其教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的好壞直接影響到食品專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。然而，食品機(jī)械與設(shè)備課程與生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，具有學(xué)習(xí)內(nèi)容多、抽象、枯燥，不易理解等特點(diǎn)，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的空間想象能力和實(shí)踐基礎(chǔ)。但是，由于在校學(xué)生對實(shí)際生產(chǎn)接觸較少，不熟悉甚至沒見過食品工廠的機(jī)械與設(shè)備，缺少對相關(guān)內(nèi)容的感性認(rèn)識，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)理解困難、對所學(xué)內(nèi)容沒有興趣、教學(xué)效果不理想，甚至難以達(dá)到教學(xué)要求現(xiàn)象的發(fā)生，不利于現(xiàn)階段在工程教育認(rèn)證背景下人才的培養(yǎng)。結(jié)合實(shí)際情況，分析現(xiàn)階段該課程中存在的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核體系三方面進(jìn)行教學(xué)方法探索，旨在解決目前教學(xué)過程中存在的問題，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.課程教學(xué)中存在的問題

1.1教材需要及時(shí)更新

本課程采用的是中國農(nóng)業(yè)出版社出版的高等院校食品專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材《食品機(jī)械與設(shè)備》，涉及食品加工過程中所用到的各種機(jī)械設(shè)備，范圍廣，機(jī)械結(jié)構(gòu)和原理闡述全面，但基本都是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備，缺少現(xiàn)代食品加工中新興的設(shè)備，同時(shí)缺乏機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)物圖片，導(dǎo)致學(xué)生很難理解其中的機(jī)械結(jié)構(gòu)。例如，在殺菌機(jī)械設(shè)備中，教材中給出了傳統(tǒng)的殺菌設(shè)備及結(jié)構(gòu)簡圖，但并未給出適用范圍，如果能給出殺菌原理及適用范圍，必能使學(xué)生更容易理解殺菌設(shè)備的應(yīng)用。此外，隨著科技的不斷進(jìn)步，新型殺菌技術(shù)不斷涌現(xiàn)，殺菌設(shè)備也在不斷發(fā)展和更新，如超高壓、微波、超聲波、高壓脈沖電場等殺菌設(shè)備已進(jìn)入大眾視線，受到越來越多的關(guān)注，教材中應(yīng)加入這些新興的殺菌機(jī)械與設(shè)備。為了提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)代新型的食品機(jī)械設(shè)備越來越向智能化、網(wǎng)格化方向發(fā)展，使得食品加工過程中的機(jī)械設(shè)備不斷快速發(fā)展和更迭，然而教材本身具有滯后性的特點(diǎn)，應(yīng)及時(shí)更新，保持教材內(nèi)容的先進(jìn)性，緊跟食品工業(yè)技術(shù)的發(fā)展過程。

1.2缺乏機(jī)械基礎(chǔ)知識

食品機(jī)械與設(shè)備課程內(nèi)容主要是食品加工過程中用到的機(jī)械設(shè)備，教學(xué)目標(biāo)主要是設(shè)備的掌握及應(yīng)用。因此，學(xué)習(xí)該課程需要學(xué)生具有一定的工程制圖基礎(chǔ)，要求學(xué)生根據(jù)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖想象出設(shè)備輪廓及各個(gè)部件的形狀，通過圖紙了解和掌握設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)和組成。因此，掌握機(jī)械制圖、CAD制圖等一些機(jī)械基礎(chǔ)課程知識是學(xué)好該課程的保障。然而，由于這些課程相對枯燥，不太容易理解，學(xué)生對這些課程的學(xué)習(xí)興趣和重視度不夠，導(dǎo)致對機(jī)械基礎(chǔ)知識掌握不牢，進(jìn)而增加了學(xué)習(xí)食品機(jī)械與設(shè)備課程時(shí)的難度。

1.3教學(xué)模式單一

目前食品機(jī)械與設(shè)備課程教學(xué)仍然以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，通過一言堂形式的口頭語言向?qū)W生解釋概念、闡明原理、描繪情景等內(nèi)容。然而，食品機(jī)械由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，很難通過這種口述的形式將內(nèi)容講述清楚，增加了學(xué)生對食品機(jī)械結(jié)構(gòu)和原理的理解難度，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生對課程學(xué)習(xí)失去興趣和信心，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。

1.4 課程考核方式單一

傳統(tǒng)的考核方法側(cè)重于期末考試，這種“終結(jié)式”考核方式對應(yīng)的教學(xué)方法通常是以課堂講授行為主，課堂上學(xué)生的參與互動不多，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性和積極性不高，不利于提升學(xué)習(xí)效率，也不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院為例，課程改革之前，本課程的期末考試成績占總成績的70%，平時(shí)成績占30%，而最終平時(shí)成績通常差別不大，導(dǎo)致期末考試的成績在總成績中占主導(dǎo)地位。這種考核方式忽略了食品機(jī)械與設(shè)備課程是一個(gè)實(shí)踐性課程的特點(diǎn)，造成學(xué)生平時(shí)不善于思考，只是通過在考前突擊復(fù)習(xí)完成考試內(nèi)容，考試過后則迅速將內(nèi)容忘記。這種考核方式直接影響教學(xué)質(zhì)量，不利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。

2.課程教學(xué)改革措施

2.1 及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容

隨著科技的發(fā)展，高新技術(shù)層出不窮，在食品機(jī)械及設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，如食品快速無損檢測技術(shù)、非熱加工技術(shù)、擠壓膨化技術(shù)、自動化控制技術(shù)、數(shù)字智能化技術(shù)等。這些新技術(shù)在食品中的應(yīng)用必然引起食品機(jī)械設(shè)備的發(fā)展和革新，這就要求教學(xué)內(nèi)容要及時(shí)更新，與時(shí)俱進(jìn)，但是教材本身滯后性的特點(diǎn)限制了教學(xué)內(nèi)容的及時(shí)更新，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不能反映食品機(jī)械設(shè)備的最新動態(tài)。因此，教師在課堂上除了講授課本中典型機(jī)械設(shè)備外，還要及時(shí)了解食品機(jī)械新技術(shù)的應(yīng)用、新設(shè)備的制造。如在食品殺菌過程中的新型超高壓殺菌技術(shù)，在果汁和乳品加工生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的無菌包裝技術(shù)，反滲透裝置在超純水制備中的利用，微波真空干燥技術(shù)在食品干燥過程中的應(yīng)用，利用光譜進(jìn)行的快速無損檢測技術(shù)，數(shù)字智能和人工智能技術(shù)在食品倉儲、運(yùn)輸和分揀過程中的應(yīng)用等，讓學(xué)生了解食品加工機(jī)械中新的高精尖設(shè)備，引起學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣。

2.2 教學(xué)方法的探索

2.2.1 充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段

利用互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等形式實(shí)施教學(xué)，通過形、聲、像等多角度展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械設(shè)備的理解和認(rèn)識，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。尋找食品加工機(jī)械設(shè)備的實(shí)物圖片和應(yīng)用視頻，比如，蔗糖的制備過程、糧食的分選和破碎機(jī)械、肉制品斬拌機(jī)械、視頻殺菌機(jī)械等工作視頻。同時(shí)，可制作相關(guān)動畫，與實(shí)際結(jié)合展示機(jī)械的復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，增強(qiáng)學(xué)生對機(jī)械設(shè)備的直觀認(rèn)識，幫助學(xué)生對相關(guān)知識的理解和掌握。運(yùn)用視頻及動畫技術(shù)能將抽象難懂的機(jī)械內(nèi)容直觀化、動態(tài)化，縮短學(xué)生與客觀機(jī)械設(shè)備之間的距離，能顯著提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

2.2.2 豐富教學(xué)方式

整個(gè)教學(xué)過程不應(yīng)僅僅在課堂上，而應(yīng)該將課程學(xué)習(xí)貫穿課前和課后。現(xiàn)階段線上教學(xué)模式多樣，如MOOC網(wǎng)上課程正受到越來越多的青睞，教師可將課程中的重點(diǎn)內(nèi)容（包括相關(guān)視頻、PPT等內(nèi)容）及思考題在上課前提供給學(xué)生，學(xué)生可在課前進(jìn)行相關(guān)知識的預(yù)習(xí)和思考。當(dāng)在課堂上講課時(shí)，學(xué)生可根據(jù)自身理解情況有重點(diǎn)地學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。此外，在課后，教師及時(shí)將課程作業(yè)和討論發(fā)布在MOOC系統(tǒng)，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的復(fù)習(xí)，并通過小組討論的方式加深對相關(guān)知識的理解和應(yīng)用。

2.3 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

食品機(jī)械與設(shè)備是一門實(shí)踐性課程，不能離開實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、參觀實(shí)習(xí)等。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院綜合實(shí)驗(yàn)室果蔬加工生產(chǎn)線、肉制品加工生產(chǎn)線，可以讓學(xué)生對相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行參觀、實(shí)驗(yàn)、動手操作等，滿足實(shí)踐教學(xué)的需求。課程設(shè)計(jì)可以針對一類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用學(xué)生已學(xué)過的AutoCAD軟件進(jìn)行畫圖，可以設(shè)計(jì)某一條生產(chǎn)線，明確生產(chǎn)工藝，確定生產(chǎn)過程中用到達(dá)儀器設(shè)備及選型，并寫出設(shè)計(jì)說明，這樣既鞏固了學(xué)習(xí)的理論知識，也培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

2.4 優(yōu)化考核體系

食品機(jī)械與設(shè)備是期末考試中較難且掛科率較高的課程之一，未來全面客觀科學(xué)地對該課程考核，同時(shí)展現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，應(yīng)采用現(xiàn)在普遍使用的過程性考核方式。這種考核方式能對教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行全面、客觀、科學(xué)的評價(jià)，并能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在國內(nèi)外已得到了廣泛應(yīng)用。該考核方式將學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行考核，包括課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)過程中動手操作能力及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫、作業(yè)完成情況、課后小組討論情況等都考慮進(jìn)去，全方位地展現(xiàn)學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)過程。對于應(yīng)用型本科院校來說，在課程教學(xué)過程中，過程性考核在人才培養(yǎng)中起著重要作用。當(dāng)前，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)的食品機(jī)械與設(shè)備課程通過過程性考核，優(yōu)化了課程考核方式，調(diào)整了期末考試在總成績中的比重，同時(shí)增加了考勤、課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、案例應(yīng)用等環(huán)節(jié)的考核比例，更客觀、科學(xué)地展現(xiàn)了學(xué)生對所學(xué)知識的掌握情況。

結(jié)語

食品機(jī)械與設(shè)備是食品專業(yè)的核心課程之一，針對當(dāng)前課程教學(xué)中存在的問題，通過在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評價(jià)體系方面進(jìn)行探索和應(yīng)用，使教學(xué)質(zhì)量得到了明顯提升，但在今后的教學(xué)中，還要根據(jù)實(shí)際情況，持續(xù)改進(jìn)和完善，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

作者簡介：

梁棟（1988-），男，博士，講師；研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。