粮食加工厂设计课程教学与实践新模式研究

摘要：粮食加工厂设计是粮食工程专业必修核心课程，对提高学生创新设计能力和实践技能起到重要作用，是落实“人才兴粮”战略的关键环节。文章通过对课程现状分析，针对课程教学所面临的突出问题，提出了转变教学理念、利用现代化资源、理论与实践双元融合、加强师生互动交流和优化考评体系等方面的解决方案，通过教师团队、平台资源和培养过程三维协同，结合线上线下混合式教学、翻转课堂和虚拟仿真等手段来有效提升教学质量，旨在为粮食工程专业课程综合改革和复合型人才培养提供有益借鉴。

关键词：粮食加工厂；教学改革；教学实践；三维协同

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210313

基金项目：国家级虚拟仿真实验教学项目（2018-2-0195）；南京财经大学校级品牌专业培育项目（LGXNPPZ20001）。

粮食是国民经济基础中的基础，更是国家长远发展战略中的“国之重宝”。2018年以来，国家发展和改革委员会、国家粮食和物资储备局等部门联合提出 “人才兴粮”的实施意见，为我国新时期粮食行业人才培养指明了发展方向。目前，我国正值粮食和物资储备“深化改革、转型发展”的关键时期，如何发挥好人才和科技的支撑作用至关重要。因此，推动粮食工程专业教学的改革创新，对于培养高素质复合型粮食专业人才，推动粮食产业强国建设和保障国家粮食安全具有重要意义[1]。

粮食食品加工厂设计课程的教学目标为熟悉工厂基本建设规程，掌握粮食加工厂工艺设计一般流程、方法与步骤，了解工程数据的采集和设计规范，能够绘制工程图纸与工艺流程，并具备与专业工程人员沟通交流的能力[2]。作为粮食工程专业一门必修核心课程，其是在机械设计基础、CAD制图、食品工程原理和食品工艺学等课程基础上开设的多学科综合性实用课程，是培养本专业学生设计创新能力和实践技能的关键环节，是对大学阶段所学粮食工程专业课和基础课的整合，对于工程认证背景下粮食工程专业人才培养目标的达成具有重要作用。然而目前，粮食加工厂设计课程教学中还存在教学内容与方式滞后、理论与实践脱节和复合培养机制缺失等典型问题，未使其真正发挥专业引导功能[3]。因此，开展课程的教学新模式的开发、探究与实践十分必要。

1 粮食加工厂设计课程现状分析

粮食加工厂设计课程利用现代工程理念完成现有粮食工艺工程化等多学科综合性的实用课程，粮食加工厂设计课程作为粮食工程专业的核心课程，对学生的基础知识能力的要求较高，如表1所示。要求学生掌握和理解粮油食品产品开发和工程化设计的基本原理和完整流程，具备粮油产品开发与生产工程化的设计能力，在设计工程中同时兼具创新意识，这对现有教学方式提出了更高要求[4]。然而，由于传统教学方式的局限性，该门课程存在着以下突出问题亟需解决。

1.1 教学内容与方式滞后

一方面，随着粮油食品加工行业的快速发展，现有的教学内容和理论更新速度不够迅速，已与社会实际对粮食工程专業的人才需求脱节。另一方面，传统的教学方式只是在课堂系统性地将相关理论知识教给学生，但这种机械性地灌输缺乏科学的引导和必要手段，并未将一些科学的讨论式教学、沉浸式体验和翻转式课堂等理念贯穿其中，教学过程枯燥无味，效果不佳。学生的学习热情也得不到激励和提升，违背了开设粮食加工厂设计课程的初衷，不能切实提升学生进入粮食行业后的工作能力[5]。

1.2 理论与实践脱节

粮食加工厂设计作为一门综合性课程，其不仅包括传统的粮食基础理论，还有工程制图的内容，对于只涉及一般粮食类课程的本科生来说，各种平面设计图仍较为晦涩难懂。因为实践教学缺失与不足，虽然部分高校粮食工程专业已开设CAD工程制图课程，但还是缺乏到粮食加工厂的实地实践经验，很难通过理论让学生清晰地了解粮食加工厂设计课程的实际应用[6]。

1.3 复合教学培养机制缺失

作为一门实践性很强的课程，粮食加工厂设计需要充分发挥校内理论和校外行业实践优势，建立课程教学新方法与新模式。然而现有的培养机制主要以教师教学和学生学习为主，未充分利用校内的教师团队、教学科研平台和校外实践基地等资源。虽然部分高校开展了一定的校企合作，但未形成完善统一的复合培养机制，课程教学与人才培养资源整合和产业协同力度不足，知识体系与产业技术存在脱节，往往会造成学生创新思维和实践能力的缺失，难以满足专业创新复合型人才培养的现实需求[7]。

2 粮食加工厂设计课程教学新模式设计

针对以上突出问题，需要从理论、复原和创新三个方面进行课程教学新模式设计与创新，形成教师团队、平台资源和培养过程校内校外共同参与的双元融合三维协同新理念，如图1所示。旨在打通学习资源的时空屏障，实行全过程协同培养，真正培养学生的实践创新能力，具体建议措施如下。

2.1 转变教学理念，丰富教学内容

在粮食加工厂设计课程中，课程涉及的专业知识繁多且抽象，加工厂的细节不在实地观察下是很难形成具象认识。由于学生在日常的学习生活中难以直接接触到粮食加工厂，学习该门课程时，理解的知识也只是片面的，不能形成一个整体。因此，亟需对课程教训内容进行优化，充分运用线上、线下结合先进教学手段，围绕着整个加工厂设计的流程进行课程设计，由浅入深，从理论开始到设计实践，到实现粮食加工厂的复现到最后的实现创新[8]。另外，由于线上教学有其优越性，即可以录播、回放，一些学生未真正理解的知识点可以通过回放来继续学习，并随时与授课老师开展交流与问答，来不断夯实课程基础知识与理论。

2.2 利用现代化资源，创新教学方法

考虑到粮食加工厂的复杂性，利用照片、视频、动画等现代化多媒体资源和教学科研平台，将学生在日常教学和生活中见不到的粮食加工厂细节展示出来，不同于教材上死板的知识理论，可以使学生更加直观地理解，有效提高教学效率。如通过视频演示可以向学生们展示粮食加工厂设计的整个流程和不同粮食加工厂的设计，让学生可以直白地了解到足够多的粮食加工厂设计案例，积累学生的设计经验。通过二维、三维动画和虚拟仿真技术展示粮食加工厂细节，让学生清楚明白地了解加工厂的外形特点、内部特点和各个工作区域的工作原理[9]。另一方面，创新多媒体等教学方法，利用多媒体工具将死板的理论知识转化成生动且易吸收的知识，也能激发学生的学习兴趣，营造一种良好的学习氛围，并更加贴合实际应用，为学生以后踏入社会提供必要的准备。

2.3 理论与实践双元融合，建立复合培养机制

理论与实践双元融合，通过实践教学让学生可以深刻、实地了解粮食加工厂设计的流程和原理，形成校内、校外复合培养机制，其重要性不言而喻[10]。一方面，学校通过与粮食加工企业共建教学实践平台，邀请企业技术人员进行讲座或者实地讲解，让学生可以将课堂中学习到的理论知识与实践相结合，这不仅仅能让学生更好地理解课堂中所学习到的知识，还能将学习到的理论知识与实际相结合；另一方面在有条件的情况下，甚至可以将课程直接开设在工厂车间，将需要教授的内容直接通过实物讲解，这样既可以激发学生的热情，还能让学生通过实物提出问题、一起讨论以发现问题，并提出解决方案，从而达成该课程的教学目标。

2.4 加强师生互动，推进翻转课堂实践

粮食加工厂设计课程作为一门不仅要复现工厂设计，还要求设计有创新的课程，要求学生具备自主学习能力。但实际中，师生间的课后交流几乎为零，学生对课程的预习和复习几乎没有。而不交流式的学习方式是无法真正地完成粮食加工厂设计的，只有与同学、教师、专业人员交流之后才能将这门课融会贯通[8]。因此，为了实现该课程模式的改革，实现“师生一体化”必不可少。翻转课堂作为一个互换教师和学生身份的新型教学方式，通过学生自己备课、上课，让学生独立自主地预习和复习粮食加工厂设计课程的知识，由于学生需要自己准备课件和准备资料，这样对该课程的理论知识会有着更加深刻的了解，也能研究当前该课程的研究现状。通过翻转课堂形式，可以提高学生的独立自主学习能力、收集文献资料能力，切实提高学生的创新素质和综合能力[11]。

2.5 完善考评体系，注重实践能力锤炼

作为一门综合性课程，粮食加工厂设计课程考核体系不能简单地由平时成绩和期末成绩来计算，因为该课程对于学生的复原加工厂设计和创新有着较高要求[12]。考虑到该课程的特殊性，可以采取实践报告和答辩的形式，要求形成完整的粮食加工厂设计报告，即完成对粮食加工厂的复原和创新，促进实践与理论相结合。在此基础上，邀请粮食加工厂设计专家参与并采用答辩的方式对设计内容进行针对性的讨论，保证学生可以了解到自己在理论和实践方面的不足，也能避免部分学生作假抄袭的情况，从而督促学生不断增强自己的学习能力和创新能力。通过以上具体措施形成教学新模式见图2。

3 结 论

为满足国家“人才兴粮”的发展战略，培养社会所需要的专业性和综合性的粮食工程专业类人才，推动粮食加工厂设计等专业核心课程教学新模式的改革与创新十分必要。本文通过对课程当前教学现状的思考与分析，提出通过校外的培养过程协同、教学师资协同、教学平台协同等“三维协同”的改革思路。通过改变教学理念到理论与实践相结合，再利用现代化资源等一系列举措，以期为粮食工程类课程提供一种教学新模式和改革手段，从而持续推动粮食工程专业建设和复合型人才培养。

参 考 文 献

[1]黄泽华，王新伟，赵仁勇.“一带一路”背景下粮食工程新工科专业的建设与改革：以河南工业大学粮食工程专业为例[J].河南教育（高等教育），2021（2）：20-21.

[2]刘谋泉，孔美兰.食品工厂设计课程教学改革与探索[J].教育教学论坛，2019（20）：95-96.

[3]武晓雪.粮食工程专业现状与教学时间改革探讨[J].食品安全导刊，2016（27）：68.

[4]高梦祥，丁保淼，张欣，等.卓越农林人才培养计划下的食品工厂设计课程教学改革探索[J].轻工科技，2019，35（1）：142-143.

[5]丁超，胡秋辉，刘琴.粮食工程虚拟仿真实验教学的探索与实践[J].教育现代化，2020，7（38）：1-5.

[6]李曼，陈海华，唐文婷，等.粮食工程专业谷物加工工艺学课程教学的改革与创新[J].教育现代化，2016，3（32）：24-25.

[7]吳贤文，向延鸿，李佑稷，等.基于学科交叉融合的复合型创新人才协同培养模式探索[J].实验室研究与探索，2020，39（10）：146-148+194.

[8]李波，孔德昭，李珍妮，等.“粮油加工工艺与设备”教学中存在的问题与对策：以江苏科技大学为例[J].农产品加工，2020（12）：105-106+109.

[9]沈飞，李琦.粮食仓储工艺与设备课程线上线下混合式教学改革与实践[J].粮食科技与经济，2020，45（12）：130-133.

[10]李晓文，王发祥，程云辉，等.新形势下食品分析课程教学改革与实践[J].广东化工，2019，46（4）：176-177.

[11]任龙梅.翻转课堂下的高校食品专业教学模式探讨[J].中国食品，2021（3）：96-97.

[12]蔡瑞，王周利，岳田利，等.“食品工厂设计”课程教学改革与探索实践[J].农产品加工，2017（8）：79-81.

Exploration of New Teaching and Practice Mode for Grain Processing Plant Design Course

Shen Fei

（ College of Food Science and Engineering， Nanjing University of Finance and Economics， Nanjing， Jiangsu 210023 ）

Abstract： Grain processing plant design is a compulsory course for grain engineering majors， which plays an important role in improving students’ innovative design ability and practical skills， and is also a key link in implementing the strategy of "promoting grain by talents". Therefore， it is necessary to explore and practice the new teaching mode of grain processing plant design. Based on the analysis of current situation of grain engineering course， aiming at the solutions of problems faced by course teaching， this paper puts forward the following suggestions： changing the teaching concept， using modern resources， combining theory with practice， strengthening the communication between teachers and students and optimizing the assessment system. Through the three-dimensional cooperation of teachers’ team， platform resources and training process， combined with online and offline hybrid teaching， flipping classroom and virtual simulation， the teaching quality can be effectively improved， which aims to provide useful reference for the comprehensive reform of grain engineering specialty and the cultivation of compound talents for grain industry.

Key words： grain processing plant， teaching reform， teaching practice， three-dimensional cooperation