师范院校食品工程原理教学探讨

彭 钢，刘 剑，许志锋，赖 华

(1.衡阳师范学院 化学与材料科学学院，湖南 衡阳 421008； 2. 衡阳师范学院 湖南省功能金属有机材料重点实验室，湖南 衡阳 421008)

师范院校食品工程原理教学探讨

彭 钢1，2*，刘 剑1，2，许志锋1，2，赖 华1，2

(1.衡阳师范学院 化学与材料科学学院，湖南 衡阳 421008； 2. 衡阳师范学院 湖南省功能金属有机材料重点实验室，湖南 衡阳 421008)

《食品工程原理》是食品科学与工程专业的核心课程。本文以地方师范院校的食品工程原理课程为例，综合探讨本课程的教学改革。通过调整教学内容、优化教学方法及改变考核方式等措施提高教学质量，培养学生的实践能力和创新能力。

食品工程原理；教学改革；师范院校

《食品工程原理》是食品科学与工程专业以及相关专业的一门核心必修课程，也是该专业学生较早接触的工程实践性极强的课程。该课程对学生的工程观点、定量运算、工程设计等能力的培养起着至关重要的作用，是引导学生将所学的理论知识用于工程实例的重要桥梁。然而，该课程具有涉及学科多，如物理化学、化学反应工程、高等数学、基础化学、食品化学、物理学、计算机技术和经济等；工程实践性强、知识内容繁杂、部分内容抽象难懂等，这些都给学生学习造成巨大的困扰。特别是对师范院校的食品专业学生，物理化学、基础化学和高等数学的课时较少，所以会影响学生对本课程的学习[1-2]。另一方面，师范院校的食品工程原理课时也较少，所以如何在有限的课时里激发学生的积极性和学习兴趣，促使学生主动学习，最终使他们系统掌握单元操作的基本原理及常见的操作设备，从而为其将来从事相关工作打下坚实的基础。本文结合作者的教学检验，从筛选教学内容、优化教学方法和改革考试方法等三个方面分析探讨师范院校食品工程原理教学的改革，其目标是提高教学质量，培养实践能力强、科研素质高的学生。

1 筛选并精心组织教学内容

目前，大部分的《食品工程原理》教材都改编自《化工原理》，部分高校《食品工程原理》课程就直接使用《化工原理》或《化学工程基础》的教材；然而，食品工程原理必须与食品生产相关联，所以食品专业的老师与学生对这些教材就产生一种不融合感。食品工程原理主要是讲授单元操作，与食品工业相关的单元操作有20多种，如流体输送、传热、精馏、搅拌、沉降、吸收、萃取、吸附、干燥、过滤、蒸发、结晶、粉碎、乳化等，不可能一一讲授。在有限的课时里，可以按照单元操作"动量传递、热量传递和质量传递"的"三传"理论为主线，选择合适的单元操作[3-4]。在作者的师范学校，食品工程原理理论课时只有40课时。经过综合考虑，分别选择讲授"流体流动与输送(动量传递)、传热(热量传递)、蒸发、吸收、精馏与干燥(质量传递)"等六种单元操作，最后用4课时介绍最新的单元操作过程，如膜过滤、冷冻干燥、新型分离技术等，使学生了解新知识，新技术。筛选好教学内容后，精心组织教学内容。食品工程原理除了"三传"的主线外，还存在着一个理论系统框架，即"平衡关系"与"过程速率"，并可将两者统一为"过程速率=过程推动力/过程阻力=系数×推动力" 的通式。此外，组织教学内容时不应局限在使用的教材，而是综合参考其他版本的教材及相关资料；同时应以书本上成熟理论为基础，适当删减陈旧或现在应用很少的知识点，增加新型的单元操作理论知识。总之，教学内容应该"薄、精、透"，逐步形成既适合师范院校学生，又有自身特色的教学内容体系。

2 优化并多样化教学方法

因为食品工程原理课程具有学习难度比较大，学生学习兴趣不浓，应用实践性强等情况，所以在教学过程中应该针对不同的教学内容，采用不同的教学方法激发学生的学习兴趣，提高教学质量，培养学生的实践能力和创新能力。目前，在本课程中常用的教学方法有启发式教学、案例教学、探究式教学等。下面就以案例教学和启发-探究式教学为例，分析讨论多样化教学方式[5-7]。

2.1 案例教学法

案例教学法是精炼生活或生产的案例为教学素材，并结合相应的知识点，经过精心组织，形成较成熟的教学案例的一种教学方式。因为本课程的实践性极强，工程和生活案例多，所以特别适合采用案例教学法。在教学中，可以采用开篇案例法、问题案例法和综合案例法。如开始讲解传热时，可以设计案例：夏季在维持20℃的室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季在保持22℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。 或者这样的案例：气温下降，应添加衣服，应把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在外面好？这样的案例与生活密切相关，又能激发学生的探究兴趣。问题案例法应用于整个教学过程中，如在不同的材料导热的时候提问：你烧水的锅子是用铁做还是耐高温的塑料做？当学生回答了用铁做锅子后，接着问为什么。又如在讲解传质的方式时，提问为了能快速喝糖水，你会用什么办法让糖溶解在水中？很多同学都会想到用勺子搅拌，接下提问为什么用勺子搅拌会快速溶解。通过提问，让学生理解传质的两种方式以及两种方式的异同点。综合案例法多用于一个单元操作结束时，让学生综合应用一种单元操作的所有知识点分析问题和解答问题。比如在流体流动一章的结束时，设计一个自来水输送管道。在建设一个三层高的楼房，怎么把水送到最高层，同时又保证一定的水压？解答这个问题，就必须依靠流体静力学方程、连续性方程、伯努利方程、管路阻力计算及离心泵等综合知识。总之，案例教学有利于培养学生的学习兴趣，提高教学效果；但是教学的案例要恰当，教学中要引导得当。

2.2 启发——探究式教学法

启发-探究式教学法也是食品工程原理中常见的教学方法，也是当前教育界大力提倡的教学方式。启发-探究式教学是指教师在精心设计、有助于推进学生认知的教学情境中，让学生主动去学习、自主探究并获取知识等一种教学方式。该方法提倡"自主学习，主动探究"。比如在离心泵一节中，可以设计以下问题例如某一化工厂的员工，在重新启动离心泵再次输送液体时，发现离心泵空转未能输送液体，尝试分析为什么？探究后发现其原因可能有两个：启动前未"灌泵"或者是因为离心泵发生了漏气现象，由此可导出离心泵的工作原理和气缚两个知识点。有比如在传热一章中，可以设计如下的问题：为什么同一设备，同样的工艺参数，不同批次生产的乳制品合格率并不完全相同？这是一个复杂的问题，涉及了食品化学、食品工程原理和微生物学等知识。教师应该鼓励同学积极思考，同时适当提醒，启发学生从某一些角度去分析探讨。当学生给出一些看法时，应该适当奖励，最后可以让学生自己综合得出结论。在探究过程中，教师的作用是启发、鼓励、引导。

2.3 其他教学方式

其他教学方法还包括归纳式教学方法、互动式教学方法、对比式教学方法等。比如在热通量、动量通量和质量通量，可归纳出通量=系数×梯度，不同的通量，对应着不同的梯度。有比如对于传热速率方程和传质速率方程，就可以通过对比式教学，同时可以让学生去总结，做出相应的对比表格。当然，在教学中并不是规定只能使用某一种教学方法，而是综合使用多种教学方法。在优化教学方式的同时，还可以借助现代化的教学工具，如多媒体、网络、微课、慕课。总之，通过多样化教学方式和综合运用教学工具，改变之前的知识单向传递途径，由“授人以鱼”变为“授人以渔”，主要培养学生的工程观点、学习能力、实践能力和创新能力[8]。

3 改变考核方式

目前，食品工程原理是食品专业的专业必修课，所以多采用闭卷形式考核。然而，作者在教学中发现，闭卷考核的形式效果并不好，其原因可能与本课程的特点有关。因为本课程涉及大量的公式，考试时为了降低考试难度，必须简化考试习题，这必然限制了出题的范围。如果采用开卷考试，可以解决上述的问题，但是又导致学生平时学习不认真，不主动。作为地方普通师范院校，开闭卷都会存在着有利有弊的一面。经过多方论证，我们最终采用开卷的考核形式，取消选择题、填空题、判断题等客观性题型，多采用分析题、论述题、计算题等主观性题型，其难度比闭卷略高。考核重点偏重对知识点的理解是否透彻，能否综合运用所学的知识。此外，考核也由原来"平时加期末"模式改为"课堂量化考核+单元考核+项目实践考核+期末考核"模式，减少期末考试的比重，增加平常考核比重。通过改变考核方式，促使学生增加平时学习时间，减少期末的突击学习，加深了学生对知识的理解程度，明显提高了教学质量。

4 总结

通过不断的尝试，筛选教学内容，改变教学方式和考试方式，其目的并不是为了让学生多记几个公式，多背几个概念，而是提高学生的学习兴趣，培养学生的工程观点、综合运算和设计能力，分析解决实际问题的能力。目前的教学反馈表明，这些改革是由成效的。

[1] 朱新鹏. 《食品工程原理》基于应用能力培养的教学探索与实践[J]. 食品与药品，2013，15(04)：304-306.

[2] 倪献智．化工原理课程教学中突出工程观点和方法教育[J]．化工高等教育， 2007 (3)： 79-83．

[3] 汪开拓,孙国英.《食品工程原理》 课程教学方法的研究与实践[J].三峡高教研究, 2011(2):57-59.

[4] 柳艳霞,汤高奇.食品工程原理课程教学改革与实践[J].农产品加工, 2011(9): 140-141.

[5] 沈瑞敏，张家年，郑 妍. 启发式教学法在食品工程原理教学中的应用研究[J].现代农业科技，2016(09)：332-333.

[6] 纪俊敏，刘玉兰，魏安池. 实例教学在 《食品工程原理》 课程教学中的应用[J]. 教育教学论坛，2013，(31)：90-91.

[7] 常海军,周文斌,朱建飞,等.问题式教学在"食品工程原理"教学中的应用[J]. 山东化工，2014，43(03)：164 -165.

[8] 姚金环，李延伟．用多样化教学方法提高化工原理课程的教学效果[J]．广东化工，2009，36(6)：238-239.

(本文文献格式：彭 钢，刘 剑，许志锋,等.师范院校食品工程原理教学探讨[J].山东化工，2016，45(16)：170-171.)

Teaching Research of Food Engineering Elementary in Normal University

PengGang1，2*，LiuJian1，2，XuZhifeng1，2，LaiHua1，2

(1. Department of Chemistry and Material Science, Hengyang Normal University, Hengyang, Hengyan 421008，China;2. Key Laboratory of Functional Organometallic Materials of Hunan Province College, Hengyang Normal University, Hengyang 421008，China)

Food engineering elementary is the core course for the students majored in food science and engineering. In this paper, it is comprehensive discussed the teaching innovation of food engineering elementary based on local normal university. The quality of education can be produced via integrating teaching contents, optimizing teaching model, and changing exam form and so on. Moreover, the practical abilities and sense of creation of the students are improved.

food engineering elementary; teaching innovation; normal university

2016-07-06

衡阳师范学院科学基金项目( 编号：13B29)、衡阳师范学院教研项目(JTKT201621)；功能金属有机材料湖南省高校重点实验室开放基金(No.11K02)和湖南省重点建设学科资助项目

彭 钢( 1983—)，湖南衡阳人，衡阳师范学院讲师， 博士， 主要从事功能性高分子材料的合成和应用的研究。

G4

A

1008-021X(2016)16-0170-02