启发式教学法在食品工程原理教学中的应用研究

沈瑞敏 张家年 郑妍

摘要 食品工程原理是食品科学与工程专业重要的专业基础课程。本课题以应用技术型高校为依托，以培养高素质的现场工程师为目标，结合课题组几年教学改革的经验，主要探讨启发式教学从激发学习兴趣到联系实际应用再延伸到工程应用中解决实际问题3个不同阶段的不同应用。

关键词 启发式教学；食品工程原理；教学改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）09-0332-01

食品工程原理是食品科学与工程专业重要的理论基础课程，也是该学科中工程应用类的主干课程[1]。近年来，随着现代食品产业工业化的迅速发展，自动化程度也越来越高。企业对食品专业人才的需求也更高。为此作为应用技术型高校，本着培养实用型现场工程师的目标[2]，来进行食品工程原理理论课的教学。将启发式教学手段作为本课程教学的一个重要措施，来培养学生分析问题、解决问题和创新生产的能力。为武汉设计工程学院“强基础，重实践，求创新”的人才培养模式注入新的活力[3]。

1 启发式教学激起学生探索学习本课程的兴趣

要引导学生学好一门课程，如何给学生介绍绪论显得尤为重要。工程类课程相对比较抽象、枯燥，为了不让学生望而怯步，在介绍本门课程的时候从美味甚至堪称艺术的“食品”切入；针对很多食品专业学生现阶段的困惑“我们的出路在哪里”“我们毕业了能做什么”“难道仅仅是烤烤面包、做做蛋糕”“那我们的竞争力又在哪里”，提出和学生自身发展息息相关的上述问题，进而引导大家思考；这时，给予学生适当的提示：每次去沃尔玛、家乐福等大型超市，摆在收银台前最显眼区域的是什么，有哪些家喻户晓的世界级知名企业的产品，这时学生思维会活跃起来；趁兴可以进一步提出问题：为什么同样是做食品，做一个厨师、糕点师和雀巢、统一等大企业带来的高大尚的效应完全不同，最后，再统一回答学生：原因是后者将美食工业化了，而如何实现这个过程以及如何解决工业化过程中的生产问题就是食品工程原理课程要解决的内容。这样，层层递进的设置情景、提问、启发，在让学生明确本课程的学习目的同时也激起了学生探索问题的兴趣，有利于后续更好地把握课程的知识脉络。

另外，在每章的开始同样可以用启发式教学手段引导学生思考，调动学生的学习积极性。比如：在讲离心泵时，以名言“人往高处走，水往低处流”开篇；再提出问题：在食品工业生产中我们常需要把低位的液体送到高处、把低压的液体送到高压容器，该怎么办？从而引出离心泵，通过启发、思考提高学生的学习兴趣。

2 启发式教学在理论联系实际中的应用

工程类课程比较抽象，逻辑思维稍差的学生，学起来比较吃力。在课堂上总是想办法启发、引导学生自己把理论的概念和实际的问题关联起来，避免填塞式教学导致学生知其字而不会用，违背应用型人才培养的宗旨。比如，在讲传热的3种方式：热传导、热对流和辐射传热时，从不要求学生背诵定义。而是通过荆州锅盔的烘烤和锅里烧开水2个日常生活中常见的现象为例，以定义为理论基础，启发学生自己思考这2种现象中各自涉及到了哪几种传热方式。而课堂的教学效果是：学生自己参与了对感兴趣的话题的问题分析，对理论理解得更为透彻。更重要的是这个知识在学生那里不再是死的，他们会应用理论知识来分析实际问题了。

3 启发式教学延伸至工程应用

工程类课程，在学生看来难度最大的莫过于工程应用了。如何应用理论公式或经验公式分析解决实际问题，在讲当量长度法求管路系统局部阻力的时候，问问学生：这些阀门、弯管看似都是小部件，那么它们产生的局部阻力可否忽略不计呢，这时会有2种意见，有认为可以的也有认为不行的。这时可引导学生自己尝试应用工程算图查一查，一个1/4开的闸阀安装在内径为40 mm（家用输水管道大小）的管路系统中，其当量长度是100 m左右，也就是说该闸阀所产生的局部阻力相当于100 m的直管所产生的阻力。学生发现阀门的局部阻力大，不能随便忽略不计。这个问题是学生在教师的引导下自己完成的，因此会理解得特别深刻。这时还可以摆出总阻力的计算公式，进一步引导学生从节能降耗的角度出发，思考减少管路阻力的方法。这样层层启发，不仅熟悉了经验算图的运用，还把理论公式应用在工程实际问题中，让学生感觉工程应用也不是很难。这种启发式教学比死记公式来得更有实际意义。

4 启发式教学培养创新思维

作为未来的工程师，具有创新思维是不被时代淘汰的关键。在讲换热器时，把乳品工厂的一个难题抛给学生思考：同样的菌种，同样的工艺参数，为什么偶尔出现一批次的发酵产品不合格，这是一个综合的课题，会涉及到食品化学、微生物学和食品工程原理等各方面的问题，也没有标准的答案。开始，大部分学生会陷入沉思，然后有一些细小的声音发出，这时会用奖励措施鼓励学生谈谈自己的看法，不管对错只要有想法就走出了创新的第一步。在鼓励和启发下，有同学从工程原理的角度出发提出了一些想法，如：可能是换热器结垢导致灭菌不彻底，影响发酵；可能是CIP清洗系统清洗管道时没洗干净，造成杂菌污染。能够提出问题已经是向高素质的现场工程师迈出了第一步，那么在工作中，再接着一个一个猜测地去尝试解决、验证，最终总会找出问题的根源。那么教育目的也就达到了。

总之，食品工程原理的教学目的不是为了让学生記几个公式、背几个概念定理，然后考试的时候拿到高分。而是要培养工程观念、运用公式和工程图表的能力，进而进行选型配套设计和分析解决工程实际问题的能力。运用合适的启发式教学方式能够起到事半功倍的效果[3-4]。

5 参考文献

[1] 赵思明.食品工程原理[M].北京：科学出版社，2008：1.

[2] 朱开永，王长生.独立学院应用型人才培养模式的探讨[J].煤炭高等教育，2008，26（4）：51-52.

[3] 张家年.改革人才培养模式，为地方培养食品产业应用型人才：以华中农业大学楚天学院食品科学与工程专业为例[J].安徽农业科学，2015，43（1）：312-314.

[4] 罗树灿，李雁.浅谈食品工程原理实验教学改革[J].现代食品科技，2006（3）：214-215.