创新方法提高食品工程原理的教学效果*

任迪峰 陈 林 鲁 军 王建中

北京林业大学 北京 100083

创新方法提高食品工程原理的教学效果*

任迪峰 陈 林 鲁 军 王建中

北京林业大学 北京 100083

从创新教学形式、增强学生实践动手能力、加强考核评价及反馈机制等方面，对食品工程原理的课程教学改革进行探讨。

食品工程原理；教学改革；教学效果

食品工程原理(Principles of food engineering)是食品科学与工程专业的重要专业基础课程，也可作为生物工程、环境工程、农业工程等专业的学习课程。该课程主要介绍食品生产加工过程中的“三传理论”(热量传递、质量传递和动量传递)及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造和设计计算等知识，培养学生工程设计和实践操作能力，引导学生从基础课转入专业课学习，从抽象理论引入食品生产加工涉及的工程实际问题。

食品工程原理的教学是以各种食品加工和制造工艺所共有的基本环节或步骤(单元操作)为核心的，培养学生熟练掌握食品生产过程里各项单元操作并将这些操作有效结合成一个整体，是教学的重点也是难点。此外，食品工程原理难度大的主要原因还在于具有很高的理论性和实践性，其内容涉及食品工程、食品工艺、食品机械与设备、食品工厂设计等相关基础知识，需要学生在较短的学习时间内结合所学专业做整体把握，要求学生具有较强的理论联系实践和抽象思维能力。因此，灵活运用各种教学手段，提高学生分析和解决实际问题的能力，培养学生掌握、消化相关基础知识并转化为自身的知识储备是这门课程教学改革的关键所在。

一、灵活创新教学形式，增进学生学习效果

1.采用多媒体教学，构建整体知识框架

食品工程原理涉及食品生产加工过程中的基本原理、相关设备及结构示意图，依靠课本上的黑白图示并不能达到很好的教学效果。这门课开设的时候正是学生逐渐接触专业课程之时，在思维上尚未形成对生产设备和加工流程的感性认识，单凭口头传授也不便于学生理解和掌握。目前高校的多媒体教学基本上已经普及，其直观、明快的特点受到广大师生的欢迎。结合多媒体教学，食品加工过程中相关单元操作的各类设备及其辅助结构可以通过立体图形或动画等多媒体手段演示，既清楚又逼真，学生感性认识可得到加强。教师在教学过程中可根据学生对课堂知识的掌握情况，重演或反复播放。这样，学生面对的再也不是枯燥的课本、抽象的理论，而能通过视觉听觉的双向灌输，加强理解，提高学习效率。

另外，在食品工程原理的教学中结合计算机和多媒体技术，可以从食品加工和生产过程的整个流程增强学生的整体认识，构建食品生产加工全流程的整体知识框架，还可以通过信息技术在课堂教学中的开发与应用，触类旁通，从而改进学生的学习和思维方式，提高学生在今后的学习和工作中运用理论知识解决实际问题的能力。然而，多媒体教学只是为教师提供了一种便捷、高效的教学方式，在教学中不能忽视讲授过程的重要性。教师可以在教学中利用黑板演算重要的公式，并及时与台下同学互动，活跃课堂气氛，提高学生注意力。

2.引用生产应用实例，提高学生学习兴趣

在学习过程中，除了培养抽象思维能力之外，我们更要注重学生理论联系实践和解决实际问题能力的培养。在课程讲解过程中，我们结合食品企业实际生产过程大量穿插实例，将理论知识与实践生产结合在一起，让学生有一个清晰的认识。例如，在对某奶粉生产厂的介绍中，我们按照该厂家的实际生产流程(原料乳验收→预处理→预热杀菌→浓缩→喷雾干燥→冷却→筛粉→包装→装箱→检验→成品)依次展示、讲解相关的生产设备和理论知识。这些工序涵盖的单元操作和基本知识贯穿了食品工程原理的大部分内容，如流体的输送、过滤等单元操作涉及流体力学基础，浓缩、干燥、杀菌等单元操作中热量、水分的传递也都涉及课本中的传热、传质学基础等。因此，灵活结合生产应用实例极大程度地方便了学生对理论知识的理解和运用，也增强了学习热情。

我们还注重在日常生活和学习研究过程中收集、记录相关的数据、图片或影像资料。在国外交流和留学期间，我们广泛联系相关领域内的大型企业和科研单位，观摩、学习对方的先进工艺和设备，对于自身研究过程中的每一个环节也都认真地加以记录。这些资料很好地丰富了食品工程原理的解决内容，尤其是对于欧美和日本等发达国家和地区先进企业生产模式和流程的图片和多媒体介绍，令学生真切地感受到当前食品生产的前沿动态和趋势，对于学生将来的工作生产和科研创新也是一种很大的帮助。

3.开展校外专家讲座，加强企业合作交流

邀请校外工厂(企业)技术人员进入课堂向学生介绍相关生产，目的是促进学生把课本知识与生产实际联系起来，一是可弥补校内实验室对学生训练的不足，二是可坚定学习目标，鼓励学生积极学习，符合食品科学与工程专业对实践型、技术型人才教育的注重，强调了综合性、实用性人才的培养要求。我们在食品工程原理的教学中定期邀请同领域内的校外企业知名专家来校举办讲座，从生产企业的角度结合实际问题阐释相关的基础理论知识和实践应用情况。

此外,我们还注重校外专家讲座和企业交流的形式多种化,不仅让校外企业专家走进来,还让我们的学生走出去,深入相关的生产企业参观学习,请校外专家现场为同学介绍产品生产流程以及开发情况。这些与生产一线专家的直接互动激励了学生理论联系实际、积极思考、主动讨论的热情,不仅可以使学生近距离、直观地接触生产活动,加深了对本课程理解,还可以加强学生对将来工作的认识，帮助拓宽就业渠道。

二、精心开设综合性实验，增强学生实践动手能力

1.借助综合性大型实验，贯通食品加工环节和流程

食品工程原理这门课程相对其他专业课而言较为枯燥繁琐，要求学生掌握基本原理和扎实的计算能力。如何提高学生学习兴趣，将理论知识转化为实际操作技能是这门课程教学的关键。传统的食品工程原理教学主要以课堂教学为主，教学计划中虽然安排有一定时间的实验和实习环节，但主要是对分散的单元操作或环节做一些简单的验证实验，很少具有培养学生实际动手能力和创造性的大型综合性实验。考虑到学校实验不能为学生提供工厂生产所用的大型设备的局限，培养应重点放在学生实验设计和操作能力的提高方面。

针对传统实验教学的不足，我们精心设计了一些涵盖单元操作环节多、能够较好地反映实际生产流程的大型综合性实验和课程设计。在学生完成各单元操作和实验教学，基本掌握食品加工过程的工程原理和知识之后，就会通过若干综合性实验和课程设计的训练，整合、融会前期分散的单元操作知识。作为培养食品科技人才对食品工学知识应用能力的重要实践平台，综合性实验和课程设计涵盖食品工程原理、食品工艺、食品机械与设备、食品工厂设计等相关课程知识，具有综合性和整体性，能够鼓励学生根据感兴趣的课题有目的有效率地将所学专业知识应运于生产实际，提高学生融会贯通、综合运用理论知识及分析解决工程实际问题的能力。

2.采用计算机模拟软件，提高学生动手能力

随着计算机软件和硬件技术的发展，计算机模拟仿真技术在高等教育实验教学中的应用日益普遍。计算机仿真实验是利用计算机创造的一个可视化实验操作环境，其中的每一个可视化仿真物体代表实验仪器或设备，通过操作这些虚拟的实验仪器或设备可以进行各种实验，达到与真实实验室一致的教学要求和目的。在教学实验中适当地采用计算机仿真模拟技术，让学生通过仿真软件模拟真实生产过程进行操作，可以充分挖掘学生的学习潜力，接受知识的效率也明显提高。

在食品工程原理的实验教学中，我们结合本系教学条件，在一些大型综合性实验中引入计算机仿真模拟软件让学生进行实验操作。先用仿真软件进行练习，熟悉实验设备原理、实验流程，有了一定的感性认识后，再根据条件进行实验操作。计算机仿真模拟实验和传统实验操作的有机结合增强了学生的理解能力和分析能力，加深了对实验的了解，实验质量和实验效率大为提高，在2年教学中获得很好的成效。另外，计算机仿真模拟还具有成本低、安全性高和重复性强的特点，学生在课后可以用仿真软件反复进行练习，加深对相关操作环节的理解，这一优点是真实条件下的实验操作所不具备的。

三、加强考核评价反馈机制，持续深化教学改革效果

1.针对能力因素优化考核方式，科学评价学生知识掌握程度

课程考核是对学生知识掌握程度的一种评价方式。传统的考核方式是在课程结束后就课程重点内容出卷笔试，这种方式的评价结果一定程度地反映了学生对课程知识的理解以及解决问题的能力，但由于评价方式的单一，也往往容易造成“高分低能”的现象，评价成绩不能客观地反映学生的真实水平。根据食品工程原理的课程特点，我们在考核方式上努力实现多样化，以便全面科学地评价学生的知识掌握程度和知识运用能力。

食品工程原理的教学大致可以分为理论教学、单元实验、综合性实验和课程设计几个模块。我们针对各个模块所侧重的培养能力因素，分模块进行考核，在考核中纳入笔试、回答问题表现、操作熟练程度、实验结果、解决实际问题能力、创新性、逻辑思维和概括能力等因素，按权重综合给分，取得了较好效果。例如，我们在单元实验中注重学生动手能力、观察能力、综合分析和处理问题能力的评价，而在课程设计中重点考查学生掌握设计的程序和方法、学会查阅资料手册、选用数据和公式、合理确定工艺流程、正确进行工艺计算、用技术经济的观点评价设计结果、用文字图表和图纸表达设计思想以及严谨认真的工作态度和工作作风等诸多能力因素。

2.构建学生互评和课程评价平台，持续推进课程教学改革

传统的评价方式是单向的、以教师为主体的评价，在评价体系中忽视了学生的作用。针对这一问题，我们在食品工程原理的课程评价中加入学生互评的环节，包括实验教学、课程设计和课堂展示等过程中的分组互评和组长点评等。这一方式很好地调动了学生的主观能动性，而且在评价过程中有助于学生发现和改正自身存在的问题。将一部分评价权下放到学生的手中，使学生感受到自身的责任，增强了主人翁意识，也培养了学生认真、科学、客观、公正的工作态度和作风。

此外，一门课程教学效果的好坏优劣仅仅依赖教师自己的评估还不够，更主要的是要倾听学生的反馈意见，以学生为主体对自身的知识接受和掌握程度以及教学方式和效果做出评价。每次在食品工程原理课程结束时，我们都会通过发放调查问卷、课堂讨论和网络互动平台等方式，从教学方式、教学效果、课堂气氛等诸多方面，仔细调查、收集学生对课程和教师的评价和建议。对于每一项意见我们都会认真思考，加以评估，有益的建议一定会在下一次的教学中采纳应用，这样也就构建了一种良性的、可持续的课程教学改革模式。

总之,通过食品工程原理的课程教学改革,我们摸索出了课堂理论与生产实践结合、计算机模拟实验和传统操作结合、考核评价与学生反馈结合的有效路径,通过师生之间的互动交流,不断地在教学中改进教学方法,充分调动了学生的学习热情,提高了教学效果。

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[6]魏安池，莫重文.食品工程原理课程考试改革的尝试与效果[J].中国西部科技，2008，7(3)：85～86

Improvement of the teaching effect for principles of food engineering by innovative methods

Ren Difeng, Chen Lin, Lu Jun, Wang Jianzhong
Beijing forestry university, Beijing, 100083, China

The teaching reform for principles of food engineering was discussed in aspects of innovating teaching methods, improving the practice ability of students, and strengthening assessment and feedback mechanism.

principles of food engineering; teaching reform; teaching effect

2010-06-23

任迪峰，博士，副教授。

*本文系北京林业大学优秀中青年教师教学资助项目。