中外合作辦學(xué)食品工程原理課程多種教學(xué)模式的應(yīng)用與探索

［摘 要］文章針對(duì)中外合作辦學(xué)食品工程原理課程難度大、課時(shí)少和教學(xué)模式單一等問(wèn)題，探討了多種教學(xué)模式的應(yīng)用。針對(duì)復(fù)雜的基礎(chǔ)理論部分，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式完成基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)，而對(duì)于相對(duì)獨(dú)立的單元操作部分，分別嘗試翻轉(zhuǎn)課堂、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)、對(duì)分課堂、討論式教學(xué)和實(shí)例教學(xué)等模式。實(shí)施結(jié)果表明，傳統(tǒng)教學(xué)模式保證了基礎(chǔ)理論的傳授效果，非傳統(tǒng)教學(xué)模式提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性以及教和學(xué)的互動(dòng)頻率，并有效提高了課堂效率，在有限學(xué)時(shí)下完成了教學(xué)任務(wù)并實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)效果的提升。

［關(guān)鍵詞］中外合作辦學(xué)；食品工程原理；多種教學(xué)模式；應(yīng)用

［中圖分類(lèi)號(hào)］G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］2095-3437（2025）02-0083-05

教育部《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)》（教高〔2012〕4號(hào)）指出，大力提升人才培養(yǎng)水平以及全面提高高等教育質(zhì)量需要鞏固本科教學(xué)基礎(chǔ)地位，領(lǐng)導(dǎo)精力、師資力量、資源配置、經(jīng)費(fèi)安排和工作評(píng)價(jià)等都要體現(xiàn)以教學(xué)為中心。河南工業(yè)大學(xué)與英國(guó)雷丁大學(xué)聯(lián)合開(kāi)展食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中外合作辦學(xué)本科教育，但其中的核心課程——食品工程原理課程由于長(zhǎng)期采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在教學(xué)中出現(xiàn)了理論課時(shí)不足的問(wèn)題，致使教學(xué)任務(wù)難以完成，課堂教學(xué)沉悶、缺乏吸引力。因此，亟須開(kāi)展教學(xué)改革，改變教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)“以教師為主體”向“以學(xué)生為主體”轉(zhuǎn)變，使教師教學(xué)角色由主導(dǎo)變引導(dǎo)，提高學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和參與度。

一、課程教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）理論課時(shí)不足

由于食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生培養(yǎng)計(jì)劃中生產(chǎn)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐課時(shí)的增加，理論課時(shí)相應(yīng)被壓縮。另外，河南工業(yè)大學(xué)中外合作辦學(xué)對(duì)于重點(diǎn)課程如生物化學(xué)課程和食品工程原理課程引入了外教全英教學(xué)，其中食品工程原理課程總學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，而實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)、外教全英教學(xué)16學(xué)時(shí)，導(dǎo)致課程僅剩32學(xué)時(shí)的理論課時(shí)，對(duì)于一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課而言，理論課時(shí)不足。

（二）學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高

食品工程原理課程屬于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，涉及的內(nèi)容多為傳遞過(guò)程和單元操作的基本原理，含有大量的公式推導(dǎo)和工程計(jì)算，屬于難度較大的理論課程，不易讓學(xué)生產(chǎn)生興趣，導(dǎo)致學(xué)生整體的學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高，部分學(xué)生出現(xiàn)課前不預(yù)習(xí)、課堂不認(rèn)真聽(tīng)講、課后不復(fù)習(xí)的現(xiàn)象。

（三）教學(xué)模式較為單一

目前，食品工程原理課程的教學(xué)模式仍為傳統(tǒng)的講授式教學(xué)。另外，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，線(xiàn)上平臺(tái)（如學(xué)習(xí)通）的使用較為方便，線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)被越來(lái)越多地使用。除此之外，其他一些教育模式雖有相關(guān)研究，但并沒(méi)有得到長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用。每種教學(xué)模都有其優(yōu)點(diǎn)，然而，單一的教學(xué)模式容易使學(xué)生失去興趣。因此，需進(jìn)一步探索多樣化的教學(xué)模式。

二、課程特點(diǎn)

（一）食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論課

食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)包含“科學(xué)”和“工程”兩個(gè)內(nèi)涵，而食品工程原理課程是“工程”的基礎(chǔ)，支撐專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系的“半邊天”。食品生產(chǎn)加工過(guò)程中工程問(wèn)題的解決需要從業(yè)者具備食品專(zhuān)業(yè)工程能力，而掌握食品工程原理理論知識(shí)則是具備工程能力的必要條件。

（二）知識(shí)量大，涉及范圍廣，難度大

作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，食品工程原理課程包含動(dòng)量、熱量和質(zhì)量三大傳遞理論，涉及食品生產(chǎn)加工中幾乎所有的操作過(guò)程，且每個(gè)單元操作有其配套理論，課程內(nèi)容含有大量的定律、法則、量綱分析得到的特征數(shù)方程、經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式和假說(shuō)等，每章都有幾十甚至上百個(gè)公式，涉及大量的公式推導(dǎo)和復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程。

三、不同教學(xué)模式及其特點(diǎn)

（一）傳統(tǒng)教學(xué)模式

傳統(tǒng)教學(xué)模式（即講授式教學(xué)）中，教師是課堂的主角，要把知識(shí)系統(tǒng)地、有邏輯地講給學(xué)生聽(tīng)，學(xué)生只需認(rèn)真聽(tīng)講便可完成對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在傳授知識(shí)方面具有簡(jiǎn)單、高效的特點(diǎn)，可控性強(qiáng)[1]，因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式是應(yīng)用較為廣泛的教學(xué)模式之一。然而，大學(xué)教育中，學(xué)生自主性強(qiáng)、自由度大，傳統(tǒng)講授式教學(xué)較為沉悶、枯燥，容易導(dǎo)致學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)專(zhuān)注度不夠，從而出現(xiàn)學(xué)習(xí)動(dòng)力弱、主動(dòng)性差、教學(xué)效果不佳的問(wèn)題。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂模式

翻轉(zhuǎn)課堂是教師提前把課件、視頻等資料發(fā)布在教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，課堂中，教師對(duì)難點(diǎn)進(jìn)行答疑和討論的教學(xué)模式[2-3]。該模式采用先學(xué)后教的方式進(jìn)行教學(xué)，可提高學(xué)生的自學(xué)能力，學(xué)生知識(shí)的獲得從被傳授變?yōu)橹鲃?dòng)獲取，要求學(xué)生在課前花費(fèi)較多的時(shí)間自學(xué)新知識(shí)。

（三）線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式

線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式是線(xiàn)上教學(xué)平臺(tái)和線(xiàn)下課堂相結(jié)合的教學(xué)模式[4]。線(xiàn)上平臺(tái)通常用于學(xué)生的課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和測(cè)試，輔助線(xiàn)下課堂完成教學(xué)過(guò)程，是線(xiàn)下教學(xué)的補(bǔ)充。該模式允許學(xué)生隨時(shí)在線(xiàn)上學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容。

（四）討論式教學(xué)模式

討論式教學(xué)通過(guò)討論與單元操作或所講內(nèi)容相關(guān)的案例來(lái)實(shí)施[5]。學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)際案例的分析和小組討論進(jìn)行學(xué)習(xí)；教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)討論問(wèn)題的思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（五）對(duì)分課堂

對(duì)分課堂是教師用一半時(shí)間講授，將一半時(shí)間留給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行消化和討論的教學(xué)模式[2]。該模式下，學(xué)生有較多時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的自由度增加，但要求學(xué)生有較高的學(xué)習(xí)積極性和自覺(jué)性。

（六）其他新理念教學(xué)模式

OBE（Outcome?Based Education）理念[6]，是以教學(xué)結(jié)果為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)逆向反推的方式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的一種成果導(dǎo)向教育理念，注重教學(xué)的產(chǎn)出。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式[3]是教師把教學(xué)內(nèi)容設(shè)置為若干問(wèn)題，學(xué)生針對(duì)各問(wèn)題進(jìn)行判斷、分析和小組討論，完成教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)的教學(xué)模式。實(shí)例教學(xué)模式[7]通過(guò)分析與理論相關(guān)的實(shí)例，使學(xué)生能更好地理解操作原理，使抽象的理論變得更具體。USRP（Undergraduate Student Research Program）[8]將創(chuàng)新活動(dòng)與課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，通過(guò)課題的實(shí)驗(yàn)研究，加深學(xué)生對(duì)課堂理論知識(shí)的理解。

教學(xué)模式的選擇，應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)、學(xué)生狀況與教學(xué)模式的特點(diǎn)有針對(duì)性地選擇。理論性強(qiáng)、難度大，特別是需要推導(dǎo)的內(nèi)容，講授式教學(xué)仍是較好的教學(xué)模式；屬于應(yīng)用型內(nèi)容的單元操作部分，有針對(duì)性地選擇翻轉(zhuǎn)課堂、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)、討論式教學(xué)或?qū)Ψ终n堂等模式可起到調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和參與性、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的作用。但再好的教學(xué)模式，單一地使用也易使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)合理應(yīng)用多種教學(xué)模式。

四、不同教學(xué)模式的應(yīng)用

食品工程原理課程的主要內(nèi)容為三大傳遞理論（動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞）以及與食品加工相關(guān)的單元操作。教材內(nèi)容根據(jù)三大傳遞理論分為三大部分，每部分都包含基礎(chǔ)理論和相關(guān)的單元操作。各單元操作之間相對(duì)獨(dú)立，具有不同的理論基礎(chǔ)，可以單獨(dú)適用不同的教學(xué)模式和方法。

（一）動(dòng)量傳遞

動(dòng)量傳遞涉及的流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和流體流動(dòng)阻力屬于純理論內(nèi)容，涉及操作壓力、設(shè)備功率、流動(dòng)阻力、管徑和流體流量的計(jì)算。根據(jù)不同教學(xué)模式特點(diǎn)，基礎(chǔ)理論部分適合傳統(tǒng)的講授教學(xué)模式。

流體輸送（設(shè)備）、粉碎、混合、沉降和過(guò)濾為與動(dòng)量傳遞相關(guān)的單元操作。流體輸送方面的教學(xué)內(nèi)容為流體輸送設(shè)備、離心泵特性及其安裝高度，該部分內(nèi)容可采用翻轉(zhuǎn)課堂的方式。學(xué)生課前線(xiàn)上學(xué)習(xí)輸送設(shè)備及其特性后，教師在課堂上重點(diǎn)對(duì)離心泵安裝高度及其計(jì)算這一難理解問(wèn)題進(jìn)行答疑和討論。例如，用泵從水井抽水灌溉農(nóng)田時(shí)，根據(jù)地下水位不同，離心泵安裝位置不同。通過(guò)對(duì)此案例的分析和討論，引導(dǎo)學(xué)生掌握離心泵特性及安裝高度內(nèi)容。粉碎與混合方面的教學(xué)內(nèi)容為粉碎、篩分和混合的概念、基本原理及設(shè)備，可以采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式，教師課前把課件和相關(guān)視頻上傳至學(xué)習(xí)通，課堂重點(diǎn)講解粉碎能耗、分離強(qiáng)度、分離尺度、乳液穩(wěn)定性等若干知識(shí)要點(diǎn)。沉降和過(guò)濾方面的教學(xué)內(nèi)容為沉降和過(guò)濾相關(guān)操作的基本理論和設(shè)備，可采用對(duì)分課堂教學(xué)模式，用1學(xué)時(shí)講授沉降速度、過(guò)濾基本方程、離心沉降原理和旋風(fēng)分離器原理，給學(xué)生留1學(xué)時(shí)消化基本原理并閱讀和了解有關(guān)設(shè)備知識(shí)。

（二）熱量傳遞

熱量傳遞部分的基礎(chǔ)理論包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流傳熱和輻射傳熱的基本原理，涉及各傳熱方式和總傳熱的相關(guān)計(jì)算，理論性強(qiáng)、難度大，適合采用傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行講授。

蒸發(fā)單元操作的教學(xué)內(nèi)容為蒸發(fā)相關(guān)概念和基礎(chǔ)知識(shí)、蒸發(fā)設(shè)備以及蒸發(fā)量、加熱蒸汽消耗量和換熱面積計(jì)算，涉及內(nèi)容難度不大，適合采用線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式。制冷操作在食品加工中越來(lái)越普遍，學(xué)生在掌握制冷基本原理的基礎(chǔ)上，需要重點(diǎn)掌握蒸汽壓縮式制冷設(shè)備及其作用，以及速凍、慢凍對(duì)食品品質(zhì)的影響等內(nèi)容，因此，該章內(nèi)容適合采用討論式教學(xué)模式。干燥是一個(gè)重要的單元操作，干燥靜力學(xué)和干燥動(dòng)力學(xué)是其基礎(chǔ)理論，噴霧干燥和冷凍干燥是兩種獨(dú)特干燥方式?；A(chǔ)理論部分的內(nèi)容適合采用講授的方式，而干燥方式部分的內(nèi)容可以讓學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的方式了解。

（三）質(zhì)量傳遞

分子擴(kuò)散、對(duì)流傳質(zhì)和相間傳質(zhì)是質(zhì)量傳遞的理論基礎(chǔ)，包含60多個(gè)公式，因此，采用傳統(tǒng)講授方式能更高效地把知識(shí)傳授給學(xué)生。

吸收、吸附和離子交換屬于食品領(lǐng)域常用的單元操作。碳酸飲料、啤酒中的二氧化碳和濃縮果汁風(fēng)味的回收屬于吸收操作，油脂的脫色、吸附法脫臭、脫苦等屬于吸附操作，蛋白的分離、蔗糖的精制以及水的軟化都用到離子交換操作，實(shí)例教學(xué)模式有助于這一部分內(nèi)容的教學(xué)。作為一種單元操作，蒸餾是生產(chǎn)上常用的操作，如酒的生產(chǎn)、浸提油脂、分離溶劑等。可運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，把課件和相關(guān)視頻發(fā)布到平臺(tái)，并準(zhǔn)備有針對(duì)性的問(wèn)題，如“精餾為什么能得到較純的組分？”“進(jìn)料溫度對(duì)上升蒸汽量和下降液相流量有何影響？”等，幫助學(xué)生自學(xué)，課堂上則重點(diǎn)對(duì)難理解的問(wèn)題進(jìn)行分析和討論。萃取操作在食品加工中應(yīng)用較多，每種萃取過(guò)程都可以同類(lèi)的實(shí)際萃取例子為基礎(chǔ)講解，如使用三丁基磷酸三丁酯（TBP）從發(fā)酵液中萃取檸檬酸的液-液萃取，熱水浸提甜菜制糖的浸取和二氧化碳萃取啤酒花等，從而達(dá)到較好教學(xué)效果。膜分離主要涉及反滲透、超濾和電滲析等內(nèi)容，難度較小，適合線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)模式。教師在課前把課件和有關(guān)反滲透、超濾和電滲析的視頻素材發(fā)布在學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生自學(xué)膜分離原理及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用，課堂上則重點(diǎn)講授濃差極化現(xiàn)象及其影響因素以及電滲析原理。

食品工程原理課程內(nèi)容采用的教學(xué)模式、實(shí)施要點(diǎn)及課時(shí)分配見(jiàn)表1。其中，三大傳遞過(guò)程的基礎(chǔ)理論部分都采用了傳統(tǒng)教學(xué)模式，而各單元操作根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)分別采用了翻轉(zhuǎn)課堂、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)、對(duì)分課堂、討論式教學(xué)和實(shí)例教學(xué)等教學(xué)模式。另外，不同教學(xué)內(nèi)容教學(xué)模式的選擇，特別是應(yīng)用型的單元操作，并不唯一。

五、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)中外合作辦學(xué)食品工程原理課程的理論課時(shí)不足、學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不高、教學(xué)模式單一等問(wèn)題，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及不同教學(xué)模式的特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)，有助于提升教學(xué)效果。對(duì)于三大傳遞過(guò)程基礎(chǔ)理論部分進(jìn)行傳統(tǒng)教學(xué)模式的教學(xué)，通過(guò)講授的方式幫助學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的掌握；而對(duì)于單元操作部分，分別采用翻轉(zhuǎn)課堂、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)、對(duì)分課堂、討論式教學(xué)或?qū)嵗虒W(xué)等模式進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)多種教學(xué)模式的應(yīng)用，提升了課堂教學(xué)效率，在有限的課時(shí)之內(nèi)完成了教學(xué)任務(wù)。多種教學(xué)模式的應(yīng)用，避免了單一教學(xué)模式教學(xué)的弊端，增加了教學(xué)模式的多樣性。另外，多種教學(xué)模式的應(yīng)用還提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和教學(xué)過(guò)程的參與度，各模式取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)了良好的課程教學(xué)效果。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 汪昌保， 程軼群， 孫柯， 等. 國(guó)內(nèi)外食品工程原理課程教學(xué)研究發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J]. 食品工業(yè)， 2020，41（5）： 241-245.

[2] 金堃，閆文君，莊遲蕾，等.“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在課程教學(xué)中的應(yīng)用：以信號(hào)與系統(tǒng)課程為例[J].大學(xué)教育，2024（5）：78-80.

[3] 雍雅萍， 李云玲， 蘇靖，等. “任務(wù)驅(qū)動(dòng)+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在“食品工程原理”教學(xué)中的應(yīng)用與思考[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工， 2020 （16）： 88-89.

[4] 劉薈萃，陳霞，王樹(shù)林，等.“食品工程原理”課程的教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].食品工業(yè)，2024，45（2）：222-225.

[5] 尚宏麗， 孟鑫， 常寶賢， 等. 討論式教學(xué)在《食品工程原理課程中的探索與實(shí)踐[J]. 微生物雜志， 2021 （41）： 120-123.

[6] 伍軍，孫運(yùn)金，智秀娟.基于OBE教育理念的“食品工程原理”課程教改與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2024（10）：141-144.

[7] 鄧愛(ài)華， 王云， 賀江， 等. 食品工程原理教學(xué)中實(shí)例教學(xué)模式的實(shí)踐分析[J]. 現(xiàn)代食品， 2019 （4）： 12-13.

[8] 盛建國(guó)，劉暢，孔德昭，等.結(jié)合USRP創(chuàng)新活動(dòng)的“食品工程原理”教學(xué)方法研究[J].現(xiàn)代面粉工業(yè)，2021，35（2）：42-44.

［責(zé)任編輯：雷 艷］