以人才需求為導向的《食品工廠設計》教學改革探討

蒲傳奮　唐文婷　張巖　王世清　姜文利

摘要針對當前食品人才市場需求以及食品工廠設計課程教學中存在的問題，提出該課程教學改革的必要性和緊迫性，介紹了該課程教學改革的實踐經驗。通過理論與實踐教學的整合與創(chuàng)新，師資隊伍的建設，提高了教學效果，增強了學生的工程設計能力。

關鍵詞 市場需求；食品工廠設計；教學改革

中圖分類號H191文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）07-02209-02

食品科學與工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式旨在培養(yǎng)具有較高的政治素質、合理的知識結構以及較強的業(yè)務能力，并能適應當前現代化食品工業(yè)發(fā)展需要的創(chuàng)新型高級工程技術人才。食品科學與工程專業(yè)屬工科專業(yè)，其畢業(yè)生獲得工學學位。食品人才應同時具有食品科學、食品工程相關知識， 能在食品領域內從事食品生產加工、工程設計、生產管理、新品研發(fā)、品質控制及市場拓展等方面的工作。長期以來，工程能力的培養(yǎng)是工科高等教育的首要課題，工程設計更是食品科學與工程專業(yè)課程體系結構的重要組成部分，而我國食品科學與工程專業(yè)的學生工程能力較為薄弱是人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中存在的一個主要問題[1]。

作為專業(yè)必修課之一的《食品工廠設計》教學是食品科學與工程專業(yè)的一個重要的教學環(huán)節(jié)，它對提高食品專業(yè)學生的工程實踐能力與創(chuàng)新能力起著舉足輕重的作用。《食品工廠設計》內涵豐富，涉及食品加工的計算、設計、生產、施工、研發(fā)、技術創(chuàng)新和解決一系列相關的社會、政治、經濟、環(huán)境、法律、文化背景等工程領域的重大問題。新形勢下食品消費者、生產企業(yè)的需求對當前食品工廠設計提出了更高的要求。在現代食品生產技術日益更新以及自動化程度不斷提高的背景下，食品工廠設計既要能保證食品的感官、營養(yǎng)品質，又要滿足企業(yè)低能耗、高效益、環(huán)境友好、可持續(xù)發(fā)展的需求[2]。為適應市場需求，培養(yǎng)專業(yè)知識扎實、實踐和創(chuàng)新能力強，綜合素質高的復合型食品人才，對當前開設的《食品工廠設計》課程進行理論教學和實踐教學的改革勢在必行。通過該課程教學改革的研究與實踐，以求切實有效地提高學生的工程能力，培養(yǎng)具有現代食品工程意識的應用型技術人才。

1 課程改革的必要性和緊迫性分析

1.1課程體系設置合理性分析傳統(tǒng)的《食品工廠設計》教學重理論，輕實踐，強調書本知識的傳授，忽略了實踐教學環(huán)節(jié)，導致學生工程能力較為薄弱。長期以來，課堂教學為主且教學方式僵化的局面長期沒有改觀；實踐條件相對不足，利用效率不高，實踐教學效果不理想。對近3年青島農業(yè)大學食品科學與工程專業(yè)本科畢業(yè)生的就業(yè)跟蹤調查顯示，畢業(yè)生就業(yè)主要涉及的職位包括食品工程、管理、安全控制、銷售等方面。食品工程為當前食品人才熱門領域之一。高素質復合應用型人才的匱乏已成為制約食品產業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。食品專業(yè)技術人員需要完全適應產業(yè)快速發(fā)展對工程人才能力和素質的需求。食品工廠設計作為食品工程能力培養(yǎng)的重要支撐課程之一，需要加大實踐教學在整個教學體系中的比重。此外，隨著食品高新技術和信息化技術的快速發(fā)展，生物技術、信息工程也逐漸向一部分傳統(tǒng)的食品加工業(yè)滲透。現代食品工廠設計需要設計者具有更加合理的知識結構，既要掌握常規(guī)的食品加工技術，又要熟知相關的邊緣科學，而目前所培養(yǎng)的人才質量離實際需求尚有差距[2]。因此，需要對《食品工廠設計》的教學理念、內容和手段進行及時更新并將其應用于實踐教學，才能適應當前新形勢的人才需求。

1.2現代食品企業(yè)生產模式的轉變和區(qū)域經濟發(fā)展的需求高等院校是食品人才的重要輸出地。青島農業(yè)大學畢業(yè)生主要工作地點分布于山東半島藍色經濟區(qū)和黃河三角洲高效生態(tài)經濟區(qū)（“藍黃兩區(qū)”）。 依托沿海和港口經濟，該區(qū)域是傳統(tǒng)的食用農產品原料生產、食品加工和食品進出口的集散基地，也是食品產業(yè)群（包括加工倉儲、物流貿易、餐飲消費等業(yè)態(tài)）聚集區(qū)。其食品產業(yè)鏈產能和產值總量均占全國1/10的份額。在國家產業(yè)政策的支持下，“藍黃兩區(qū)”食品產業(yè)加快了結構升級調整和發(fā)展方式轉變。由過去的以第二產業(yè)為主逐步向二、三產業(yè)并重和第三產業(yè)轉型，呈產業(yè)鏈延伸、國際化特征明顯、產品檔次提升、工程裝備自動化程度提高、注重資源節(jié)約和環(huán)境友好、核心競爭力逐漸提高的特征。因此，食品工廠設計人員應相應具備環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展理念，能將自動化設計、在線監(jiān)測控制、遠程網絡控制、現代生物安全控制檢測、信息化管理等技術應用于實際設計中，同時需兼顧不斷涌現的新技術、新設備、新材料。這就要求 《食品工廠設計》 課程教學過程中反復貫穿和強調此類理念，引導學生不局限于食品學科和書本知識本身，涉獵相關衍生知識領域，在實踐中提高自身的實際工程能力。

2 教學體系改革的實踐內容

根據食品工廠設計的課程教學規(guī)律，對《食品工廠設計》課程體系設置進行了調整。在課程的理論、實踐學時以及學分的設置上，以食品產業(yè)人才社會需求為導向，本著“知識、能力、素質”協(xié)調發(fā)展，以人為本的本科教育理念，基于“強實踐、重設計”的工程原則，構建三階段（理論學習階段、基礎實踐階段、綜合畢業(yè)設計）教學體系，鞏固該課程的專業(yè)核心地位，其目的在于培養(yǎng)學生具備先進的設計理念，掌握相關的知識理論，提高實際設計能力。為提高工程類課程教學在專業(yè)培養(yǎng)方案中的比重，理論教學由原來的24學時調整為32學時，時間安排在第六學期，此時學生已完成《食品機械與設備》、《食品工程原理》、《機械制圖》、《機械設計基礎》等專業(yè)基礎課的學習，已具備學習該課程的理論基礎。基礎實踐階段為第七學期為期一周的課程設計。畢業(yè)實習環(huán)節(jié)則要求至少1/3的食品專業(yè)學生在進行工廠實習之后，完成一項實際工廠設計。

2.1理論教學改革 為適應當前食品工業(yè)生產的快速發(fā)展，在傳統(tǒng)知識點的基礎上（如生產線的生產工藝、車間布局、設備選型、設備布置、管路設計與布置、設備安裝、經濟分析等），新增在線監(jiān)測控制、遠程網絡控制、清潔生產及“三廢”處理等內容，并適時穿插食品加工高新技術、新工藝的設計理念，以拓寬學生的知識面。在重點介紹知識要點和難點的基礎上，引導學生在課堂授課之前自主學習。課堂教學組織中運用現代化教學方法及設備，采用多媒體教學課件與板書相結合的手段，引入大量食品工廠設計的案例，增加了教學內容的信息量，拓展學生的視野，調動學生的學習積極性。課堂講授避免“填鴨式”教學，增加教師與學生的親切交流，在教學過程中注重學生與教師的溝通與互動，活躍了課堂氣氛，并激發(fā)了學生的學習積極性。此外，結合具體章節(jié)定期組織小組討論、學生制作幻燈片并上臺展示，以培養(yǎng)學生獨立自主地解決工程問題的科學方法。課堂教學外，以現代信息技術為支撐，建設包含食品工程、安全控制、管理相關的錄像、課件等內容的專業(yè)教學資源庫，并將電子教案、教學課件、錄像、思考題等提交至網絡教學平臺，創(chuàng)新教學形態(tài)，滿足學生在線學習和自主學習的需要，實現優(yōu)質資源共享和積極的師生互動。

2.2實踐教學改革 《食品工廠設計》課程既涉及食品加工工藝和食品機械問題， 又涉及建筑布局、成本核算及公共系統(tǒng)等知識， 因此選擇一些典型的生產線、食品加工企業(yè)進行實習研究，可以加深學生對課程內容的理解，提高學生的綜合素質，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。實踐環(huán)節(jié)配合理論教學， 可提高教學效果[3]。青島農業(yè)大學的實踐環(huán)節(jié)充分利用校內教學平臺、校外實踐基地，涵蓋食品工廠現場實訓和自行設計兩個環(huán)節(jié)。

學院積極改善相關實踐教學的硬件條件，投資400萬元建成山東省食品工程技術訓練中心，建立工藝先進的系列實習生產線，包括乳品加工生產線、果蔬加工生產線、發(fā)酵（啤酒）生產線、糧油焙烤加工生產線、肉品加工項目、水處理系統(tǒng)和冷庫項目7個單元。校內實踐基地內各項設施的逐步完善大大改善了實踐教學條件。學生在校進行理論學習的同時即可接觸這些生產線，并進行多種產品生產實習。教師也可進行實物教學，讓學生直觀感知不同類別食品生產線的生產工藝、設備選型、設備布局、管路設計以及設備安裝等，進而提高學生的學習興趣，加深對課程內容的理解掌握。

2.3有效利用區(qū)域優(yōu)勢與社會資源在保障基本理論、實踐教學的基礎上，學院充分利用區(qū)域優(yōu)勢和社會資源，與30余家知名企業(yè)聯(lián)合建立合作關系，其中簽署了協(xié)議、掛牌的實踐教學基地共計15個，如青島啤酒、萊陽魯花、山東龍大等，讓學生深入企業(yè)進行實地生產實習。該舉措可為學生提供實踐條件，基本保證了現場實訓和后期畢業(yè)實習的順利進行，為全面提高學生的實踐應用能力和綜合素質發(fā)揮了重要作用；同時聘請企業(yè)內實踐經驗豐富的專業(yè)技能型人才擔任兼職教師，構建兼職教師庫。在現場實訓中，由學校專任教師或企業(yè)兼職教師向學生介紹具體的生產線或某類型工廠在設計建造中設計思路、所用工藝、設備、自動化程度、環(huán)境保護、節(jié)能措施及信息化管理等，并讓學生積極參與提問和討論。互動環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮學生的主動性。之后讓同學結合食品工藝、品質及企業(yè)效益等綜合分析企業(yè)設計的利弊及改進方法，指導教師與學生共同客觀分析問題，以培養(yǎng)學生綜合應用能力和創(chuàng)新性思維。通過實際探索、體悟以及相互交流和切磋，彌補了課程教學在知識、經驗、分析視角和解決問題的方法教學方面的不足，以及包括交流溝通技巧、從事研究和生產工作的態(tài)度。該環(huán)節(jié)成功實現了理論與實踐、課內與課外，以及學校與社會多層面結合，為學生工程設計能力的培養(yǎng)提供了有力的硬件支撐和保障[4]。

在自行課程設計過程中，學生以3人小組的形式自由組合，分工協(xié)作，共同完成一個食品工廠設計題目。設計選題需緊密結合科研、工程和社會應用。學生針對某一具體工廠實例，自主完成工藝流程設計、物料熱量恒算、設備選型、車間布置設計、管路設計和成本核算等全部工作，并以小組為單位提交設計報告。通過該環(huán)節(jié)，學生可全面了解工程設計的全過程，系統(tǒng)掌握食品工廠設計體系的基本形式。學生將理論學習與課程設計有機結合，寓教于練，達到了良好的教學效果。

在畢業(yè)實習的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，實際工廠設計的工作量需達到畢業(yè)設計的要求，內容涵蓋完整的各項工廠設計指標。設計成果以食品工廠設計說明的形式上交，同時附CAD軟件制作的廠區(qū)總平面布置圖、生產工藝流程圖、生產車間工藝布置圖（平面圖）及生產車間管路設計圖等。