李 冲
(甘肃农业大学动物科学技术学院,甘肃 兰州 730070)
“饲料加工工艺与设备”课程对于动物科学专业学生是一门非常重要的课程。一方面是由于饲料生产是将动物营养与饲料学科相关理论运用于畜牧产业不可或缺的一个环节,在畜牧产业中具有关键地位;另一方面饲料工业是我国重要的支柱产业之一,我国饲料工业总体规模在2011年就已经超过美国位居全球第一位,2017年年产值超过8 000亿元,目前总体规模已连续7年位居世界第一,且仍在逐步提高。因此本课程是学生从事畜牧行业工作必须掌握的内容。“饲料加工工艺与设备”课程主要内容包括饲料加工各生产工段设备、设备的结构和工作原理以及选用,各加工工段的工艺设计,各加工工段以及成品的质量控制,饲料厂生产的自动控制,饲料厂安全技术等,是一门理论与实践紧密结合,侧重于饲料企业实际生产应用的课程。该课程以其它专业课程包括动物营养学、饲料学、饲料添加剂学等为基础,内容涵盖现代化饲料企业实际生产过程的各个环节。通过本课程的学习,学生应掌握饲料加工工艺及设备的相关理论知识,具有饲料加工工艺设计的初步能力、具有饲料加工设备选择和检测的基本技能,并能合理地组织和管理饲料的生产。简而言之,学生通过本课程的学习应对现代化饲料企业的生产环节和组织管理有基本的认识。因此,“饲料加工工艺与设备”课程涉及的相关知识与技能是现代化畜牧人才所必须具备的。
本课程对于动物科学类专业的学生在教学过程中具有特殊性。一是该课程专业跨度大,虽然以动物营养与饲料学科相关课程内容为基础,但是工科性较强,对动物科学类专业学生来说之前的基础课程基本上都是生物科学类课程,对机械与加工方面的理解与思维能力有所欠缺,学生在学习过程中以惯有的学习生物科学类课程的思维方式和学习方法去学习,学习效果通常不好。二是教学过程中涉及的生产设备和工艺较多,学生在学习本门课程之前对多数设备与工艺完全没有概念,且大部分设备和工艺在常规课堂教学中无法演示,加大了课程学习难度,仅通过描述性讲授、图片演示等方法,而不去引导学生主动思考与探索,学生很难建立对相关设备和工艺流程比较清晰的概念。此外,该门课程应用性强,课程内容涉及饲料企业生产过程和日常管理,而学生缺少相关经验很难感同身受,且实际生产和技术的更新很快,如继续延用常规专业课程的教学模式,很难取得良好的教学效果。由于本课程具有以上特殊性,许多学生学习后对饲料生产设备、工艺以及饲料企业生产过程的基本概念仍很模糊,达不到预期的课程目标和教学效果。因此,针对本门课程对于动物科学类专业学生教学过程中的特殊性,笔者根据实际教学经验提出在“饲料加工工艺与设备”课程中进行参与式教学模式的改革与探索。
参与式教学是指学生作为教学中平等的一员,积极、主动、全身心投入到教学中的每一个环节,在参与中构建知识体系、掌握分析方法、体验丰富的情感、形成能力的一种教学方法。与传统教学方式相比,传统教学方式以教师的讲解为主。在专业理论课上表现为教师对理论知识及运用的具体阐述,甚至在讨论实际问题时也以教师的分析为主。教师希望通过详细的讲解不仅传授给学生系统的理论体系,同时也将具体的分析方法传授给学生。但是,传统的授课方式主要表现为单向的信息流动,忽视了学生的主体性和参与性,也忽视了知识向能力的转化及其内化过程。“饲料加工工艺与设备”课程由于其特殊性,学生对于陌生的加工设备与工艺的主动想象与探索非常重要。而参与式教学可以充分发挥学生主体能动性,学生在独立求知、系统思考和不断探索的过程中,更容易对课程体系中之前从未接触过的饲料生产设备、工艺以及饲料企业生产过程形成比较清晰的认识,同时促进提升实践能力和解决实际问题的能力。
2.1.1 理论教学中引导学生独立思考与主动探索 “饲料加工工艺与设备”课程理论教学中应避免单一的知识讲授与灌输。课堂的灌输过程实质上是一个封闭的过程,在这个过程中学生的思想被封闭了,其思考的空间与想象的空间受到严重制约。例如讲授饲料加工设备结构和加工工艺时,学生即使表示上课“听懂了”,但实际上远远不够。本课程的目标是要求学生通过课程理论知识还原饲料加工企业生产过程的实际场景,并能够解决生产中的实际问题,“听懂了”并不意味着“明白了”,许多学生虽然理解了教学内容,但是仍没有对饲料企业生产过程以及饲料生产设备、工艺形成比较清晰的概念,分析具体问题时不知从何处入手。
在讲授设备结构及工艺流程时,不应生搬硬套教材、文字和图片,仅仅告诉学生“是什么”,而应该结合相应的理论知识、图片和视频素材,提出问题,逐步引导学生主动探索,发挥学生思考与想象的潜力。例如大部分设备常规课堂教学中无法演示与拆解,但可以针对一台设备的图片,通过提出问题的方式,引导学生结合所学知识在思维中去一步步拆解设备,让学生主动想象打开这台设备的机壳后,一层层拆解,分别会看到什么结构,有什么作用;饲料原料从这台设备的进料口进入后,在这台设备内部经历了什么过程。要让这台设备在学生在思维中分解与运动起来,让学生通过思维上的主动参与和探索还原这台设备工作时的实际状况。讲授各加工工段的工艺设计、质量控制、自动控制和安全技术时也是同样的道理,逐步引导学生发挥思考和想象的潜力,在思维中主动还原饲料企业生产过程的实际情况。
引导学生主动参与在思维中主动还原饲料企业生产过程的实际情况,首先要做的是让学生不满足于被动接受知识,克服思维上的惰性,主动思考。这要求教师在讲授过程中在合适的时机,逐步提出合理的问题逐步引导,并通过适当提问考察的方式,让学生在不知不觉中发挥思考和想象的潜力。同时,要求教师能结合可以展示的文字、图片和视频等素材,正确引导和提示,让学生在思维中主动还原饲料企业生产过程的实际情况时避免偏差。此外,结合在学校饲料加工车间和饲料企业实习和参观的机会,要让学生能够将通过思考探索获得的认知在生产实际中得到印证,加深学生的认知。而且由于饲料工业发展较快,应避免课堂讲授理论知识、加工工艺流程和设备结构等内容与实际应用出现较大差距,学生进入饲料厂实践时,出现找不到设备、实际情况与所学内容不符等现象,进而演变为在学校学习的东西不实用等思想。
2.1.2 场景模拟教学在课堂教学中的应用 在“饲料加工工艺与设备”课堂教学中可以采用场景模拟的方式,让学生扮演相应的角色,学生在讲台上表演并相互配合,展现饲料加工的真实过程的情景和环境,完成饲料加工过程中的具体任务。这种方式可以让学生按照工作流程,通过场景中的一些情节,体验和理解其扮演角色的作用、工作内容等,从而深入理解教学内容。例如以配合饲料加工过程中的某一工段为背景,让一组学生分别扮演车间主管、品管、化验员、原料接收工、投料工、打包工等角色,在进行场景分析的基础上,以类似于舞台剧的方式按照工作流程展示各自的工作任务和工作过程,相互配合完成任务。或者可以让一组学生分别扮演某一工段不同的设备,例如原料接收清理工段就涉及到近10种设备,可以让学生在讲台上分别扮演其中的1种设备,按照工艺流程按次序讲述各自的结构、工作过程和在加工工艺流程中的地位,在黑板上的工艺流程图相应的位置画上自己代表的设备,让学生互相配合展示这一工段的所有设备和工艺流程。场景模拟教学中,课堂的“主角”是学生而不是教师,教师的作用是根据教学内容和饲料加工企业实际情况,按照真实的生产过程设计场景,让学生结合所学知识进行场景分析,在此基础上完成生产场景的设计和角色扮演,激发学生的兴趣、想象力和创造力。场景模拟的方式可以让学生容易将自己代入到实际的生产场景中,在相互配合中体会到每一台设备、每一个环节和每一个工作岗位的重要性,并且通过主动思考与探索,对饲料企业生产过程以及饲料生产设备、工艺形成比较清晰的认知。
2.1.3 课堂讲授与Seminar教学结合的课堂教学方式 Seminar译作讨论会,课堂Seminar是指由所有学生和教师共同参与,聚焦于某一特定主题,由学生和教师共同讨论的交互式教学方法。Seminar的本质是提出问题,共同分析讨论以及辩论。在Seminar 教学模式中,学生由被动学习变为主动参与式学习,从而使课程由过去的讲授式教学变为讨论式教学,由单向传导模式为双向互动模式,形成以学生为中心、以实用能力为中心的教学过程,可以调动学生学习的自觉性与主动性。在“饲料加工工艺与设备”课程教学中,进行Seminar教学时首先需要通过理论教学对本章节的加工设备和加工工艺的基础知识和概念进行讲解,在学生对课程内容有了基本的认识。之后再针对重点内容提出问题,进行Seminar 教学。首先根据学生人数,将学生划分成小组,由任课教师宣布课程讨论的主题,例如影响某一工段生产效率和质量的因素、不同类型设备的优缺点和选用、饲料厂质量控制要点等;同时安排学生在课外分析问题、查阅资料和准备报告;然后在每次课堂上利用10~20 min左右的时间,由学生进行专题报告与发言,报告内容需详实,具有自己对这一问题分析后形成的观点,并能反映研究前沿;之后进行讨论与交流,由班级其它同学根据该组学生的报告提出问题,由该组成员进行回答与辩论;最后由教师进行点评和总结。
为了实现良好的Seminar教学效果,首先教师需要充分调动学生的积极性,让学生利用课余时间认真分析问题,进行充分的准备,提高报告质量;同时教师要能够调动课堂Seminar现场气氛,引导班级学生提问,在课堂上针对问题形成良好的讨论氛围。学生在准备Seminar和现场报告的过程中会主动探究,深刻理解课程内容,提升能力;同时在良好的讨论氛围中学生会下意识地主动思考,主动参与,从而深入地理解课程内容,并对这一部分内容形成自己的认识和观点。
“饲料加工工艺与设备”课程的实验实习教学主要由饲料厂观摩和一些设备的简单操作构成。实验教学一般由教师设置好实验内容,准备好实验材料、设备,并为学生编印好实验指导,学生上课时按照实验指导和教师的安排,在实验室里操作一遍就能顺利完成。这种按部就班的教学模型限制了学生的思维,不利于学生实践能力的提高,不利于学生学习主动性和创造性的发挥;而学生在饲料企业参观实习往往是走马观花的方式,在饲料加工车间边走边看边听教师或企业讲解员的讲解。由于饲料加工设备种类较多布局分散,且学生没有主动参与,学生对生产设备和工艺设计的印象并不深刻,也没有太多的机会将课堂知识和生产实际去相互联系。 因此,需要对实验实习教学模式进行改革,让学生成为主角主动参与其中。
在实验教学中,可以以校内饲料生产小型加工机组和实验设备为硬件基础,设置目标任务,让学生分组分析讨论并自行设计实验过程和加工参数,完成实验后将不同组学生的实验方法和实验结果进行对比分析,让学生在实验过程中深入理解实验内容和饲料加工工艺参数的重要性。在实验教学中应当允许学生试错,不以实验结果为单一考核标准,更应当注重学生在实验过程中的主动参与程度,以培养学生主动思考、探索与实践的过程中获取知识与技能的能力。在参观实习教学中,可以采用问题和任务驱动的方式,引导学生在思维和行动上主动参与。例如在参观实习之前,给学生分配讲解任务,学生进入生产车间参观过程中,需要主动找到给自己分配的设备,然后结合所学的课堂知识,对该设备进行分析,然后承担本次参观实习中该设备的讲解任务,给其他同学介绍这台设备的用途、结构、参数、工作过程和相关工艺流程,并回答其他同学对这台设备的疑问。再由教师和企业讲解员对该同学的讲解进行点评和补充。采用问题和任务驱动的参与式参观实习方式,可以避免学生只参观不思考,让学生在结合生产现场对设备和工艺流程的分析与讲解过程中,深入理解并在生产实际中验证所学的理论知识,进一步对饲料企业生产过程以及饲料生产设备、工艺形成清晰的认知,而且有利于培养学生主动探索和理论联系实际的能力。
在“饲料加工工艺与设备”课程课堂理论教学和实验实习教学中,可以通过引导学生独立思考与主动探索、场景模拟式教学、Seminar教学和任务行动导向式教学等多种方式实践参与式教学方法,使学生在独立求知、系统思考和不断探索的过程中,对饲料生产设备、工艺以及饲料企业生产过程形成清晰的认识,同时促进学生提升实践能力和解决实际问题的能力。