食品机械与设备课程教学方法探索

梁栋 杨勇 李家寅 张剑

食品机械与设备课程是食品科学与工程专业的必修课程之一，主要学习食品实际生产加工过程中用到的机械设备，要求学生掌握所用机械设备的主要结构、工作原理、性能特点、操作及设备选型，是一门注重专业性和实践性的课程。本课程学习内容对学生工程素质的培养具有重要作用，与食品工程原理、食品工艺学等课程一起，构成了食品科学与工程专业的主干课程，其教学质量和教学效果的好坏直接影响到食品专业学生的培养质量。然而，食品机械与设备课程与生产实际紧密结合，具有学习内容多、抽象、枯燥，不易理解等特点，要求学生具有较强的空间想象能力和实践基础。但是，由于在校学生对实际生产接触较少，不熟悉甚至没见过食品工厂的机械与设备，缺少对相关内容的感性认识，导致大多数学生在学习该课程时理解困难、对所学内容没有兴趣、教学效果不理想，甚至难以达到教学要求现象的发生，不利于现阶段在工程教育认证背景下人才的培养。结合实际情况，分析现阶段该课程中存在的问题，从教学内容、教学方法、考核体系三方面进行教学方法探索，旨在解决目前教学过程中存在的问题，提高教学质量。

1.课程教学中存在的问题

1.1教材需要及时更新

本课程采用的是中国农业出版社出版的高等院校食品专业“十二五”规划教材《食品机械与设备》，涉及食品加工过程中所用到的各种机械设备，范围广，机械结构和原理阐述全面，但基本都是传统的机械设备，缺少现代食品加工中新兴的设备，同时缺乏机械结构的实物图片，导致学生很难理解其中的机械结构。例如，在杀菌机械设备中，教材中给出了传统的杀菌设备及结构简图，但并未给出适用范围，如果能给出杀菌原理及适用范围，必能使学生更容易理解杀菌设备的应用。此外，随着科技的不断进步，新型杀菌技术不断涌现，杀菌设备也在不断发展和更新，如超高压、微波、超声波、高压脉冲电场等杀菌设备已进入大众视线，受到越来越多的关注，教材中应加入这些新兴的杀菌机械与设备。为了提高生产效率，现代新型的食品机械设备越来越向智能化、网格化方向发展，使得食品加工过程中的机械设备不断快速发展和更迭，然而教材本身具有滞后性的特点，应及时更新，保持教材内容的先进性，紧跟食品工业技术的发展过程。

1.2缺乏机械基础知识

食品机械与设备课程内容主要是食品加工过程中用到的机械设备，教学目标主要是设备的掌握及应用。因此，学习该课程需要学生具有一定的工程制图基础，要求学生根据机械设备的结构图想象出设备轮廓及各个部件的形状，通过图纸了解和掌握设备的主要结构和组成。因此，掌握机械制图、CAD制图等一些机械基础课程知识是学好该课程的保障。然而，由于这些课程相对枯燥，不太容易理解，学生对这些课程的学习兴趣和重视度不够，导致对机械基础知识掌握不牢，进而增加了学习食品机械与设备课程时的难度。

1.3教学模式单一

目前食品机械与设备课程教学仍然以传统教学方法为主，通过一言堂形式的口头语言向学生解释概念、阐明原理、描绘情景等内容。然而，食品机械由于结构复杂，种类繁多，很难通过这种口述的形式将内容讲述清楚，增加了学生对食品机械结构和原理的理解难度，不利于学生学习兴趣的培养，进而导致学生对课程学习失去兴趣和信心，难以达到理想的教学效果。

1.4 课程考核方式单一

传统的考核方法侧重于期末考试，这种“终结式”考核方式对应的教学方法通常是以课堂讲授行为主，课堂上学生的参与互动不多，学生学习的主观能动性和积极性不高，不利于提升学习效率，也不利于学生创新能力的培养。以河南农业大学食品学院为例，课程改革之前，本课程的期末考试成绩占总成绩的70%，平时成绩占30%，而最终平时成绩通常差别不大，导致期末考试的成绩在总成绩中占主导地位。这种考核方式忽略了食品机械与设备课程是一个实践性课程的特点，造成学生平时不善于思考，只是通过在考前突击复习完成考试内容，考试过后则迅速将内容忘记。这种考核方式直接影响教学质量，不利于学生能力的培养。

2.课程教学改革措施

2.1 及時更新教学内容

随着科技的发展，高新技术层出不穷，在食品机械及设备中得到了广泛应用，如食品快速无损检测技术、非热加工技术、挤压膨化技术、自动化控制技术、数字智能化技术等。这些新技术在食品中的应用必然引起食品机械设备的发展和革新，这就要求教学内容要及时更新，与时俱进，但是教材本身滞后性的特点限制了教学内容的及时更新，导致教学内容不能反映食品机械设备的最新动态。因此，教师在课堂上除了讲授课本中典型机械设备外，还要及时了解食品机械新技术的应用、新设备的制造。如在食品杀菌过程中的新型超高压杀菌技术，在果汁和乳品加工生产中广泛应用的无菌包装技术，反渗透装置在超纯水制备中的利用，微波真空干燥技术在食品干燥过程中的应用，利用光谱进行的快速无损检测技术，数字智能和人工智能技术在食品仓储、运输和分拣过程中的应用等，让学生了解食品加工机械中新的高精尖设备，引起学生对课程学习的兴趣。

2.2 教学方法的探索

2.2.1 充分利用现代化教学手段

利用互联网、多媒体等形式实施教学，通过形、声、像等多角度展现教学内容，加强学生对机械设备的理解和认识，进而增强学生学习的兴趣和积极性。寻找食品加工机械设备的实物图片和应用视频，比如，蔗糖的制备过程、粮食的分选和破碎机械、肉制品斩拌机械、视频杀菌机械等工作视频。同时，可制作相关动画，与实际结合展示机械的复杂内部结构和工作原理，增强学生对机械设备的直观认识，帮助学生对相关知识的理解和掌握。运用视频及动画技术能将抽象难懂的机械内容直观化、动态化，缩短学生与客观机械设备之间的距离，能显著提高教学质量和效率。

2.2.2 丰富教学方式

整个教学过程不应仅仅在课堂上，而应该将课程学习贯穿课前和课后。现阶段线上教学模式多样，如MOOC网上课程正受到越来越多的青睐，教师可将课程中的重点内容（包括相关视频、PPT等内容）及思考题在上课前提供给学生，学生可在课前进行相关知识的预习和思考。当在课堂上讲课时，学生可根据自身理解情况有重点地学习，提高学习效率。此外，在课后，教师及时将课程作业和讨论发布在MOOC系统，学生进行相关知识的复习，并通过小组讨论的方式加深对相关知识的理解和应用。

2.3 加强实践教学

食品机械与设备是一门实践性课程，不能离开实践教学。实践教学环节主要包括实验、课程设计、参观实习等。河南农业大学食品学院综合实验室果蔬加工生产线、肉制品加工生产线，可以让学生对相关机械设备进行参观、实验、动手操作等，满足实践教学的需求。课程设计可以针对一类机械设备进行设计，利用学生已学过的AutoCAD软件进行画图，可以设计某一条生产线，明确生产工艺，确定生产过程中用到达仪器设备及选型，并写出设计说明，这样既巩固了学习的理论知识，也培养了学生的综合能力。

2.4 优化考核体系

食品机械与设备是期末考试中较难且挂科率较高的课程之一，未来全面客观科学地对该课程考核，同时展现学生学习的主观能动性，应采用现在普遍使用的过程性考核方式。这种考核方式能对教学质量进行全面、客观、科学的评价，并能提高学生的学习兴趣，在国内外已得到了广泛应用。该考核方式将学生的整个学习过程进行考核，包括课前预习、课堂学习、课后复习、实验过程中动手操作能力及实验报告的撰写、作业完成情况、课后小组讨论情况等都考虑进去，全方位地展现学生的整个学习过程。对于应用型本科院校来说，在课程教学过程中，过程性考核在人才培养中起着重要作用。当前，河南农业大学的食品机械与设备课程通过过程性考核，优化了课程考核方式，调整了期末考试在总成绩中的比重，同时增加了考勤、课堂表现、课后作业、案例应用等环节的考核比例，更客观、科学地展现了学生对所学知识的掌握情况。

结语

食品机械与设备是食品专业的核心课程之一，针对当前课程教学中存在的问题，通过在教学内容、教学方法和评价体系方面进行探索和应用，使教学质量得到了明显提升，但在今后的教学中，还要根据实际情况，持续改进和完善，进一步提高教学质量。

作者简介：

梁栋（1988-），男，博士，讲师；研究方向：农产品加工及贮藏。