葡萄與葡萄酒工程專業食品工程原理課程教學模式構建

楊繼紅　來疆文　邱曉麗

摘要 該文結合葡萄與葡萄酒工程專業的特色，依據課程性質和專業人才培養目標，針對課程目前存在內容多，難度大，課時少的問題；從課程體系模式、課堂教學模式，教學體系與方法，課程實踐教學環節及課程考核模式等方面研究構建該課程體系，加強了學生創新思維、創新能力和綜合素質的培養，調動了學生的學習主動性與積極性，為深化教學改革提供科學合理的依據和方案。

關鍵詞葡萄與葡萄酒工程專業；食品工程原理；教學改革；模式研究

中圖分類號 S-01；TS261.3文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2015）11-335-03

食品工程原理（Principles of Food Engineering）是一門主要研究食品加工過程中各單元操作的基本原理、工藝計算及典型設備的專業基礎課程，在葡萄酒釀造過程中承擔著培養學生熟悉相關單元操作、系統掌握設備的設計與制造、操作與維護、設備投資分析、廠房的設計及項目評估等方面的基本理論和技能的重要角色。食品工程原理課程內容繁多，包括流體流動、物料輸送、分離與過濾、傳熱與制冷、蒸發濃縮、干燥和蒸餾等單元操作，隨著葡萄酒工程技術國際化的不斷沖擊，課程前沿信息日新月異，特別是針對目前高校培養高水平復合型葡萄酒工程人才的質量辦學特色，課程教學時數嚴重壓縮，無疑對食品工程原理課程提出了更高的要求和新的挑戰。該文研究適應葡萄與葡萄酒工程專業食品工程原理課程的教學模式，構建新的教學體系與方法，以期為深化教學改革提供科學合理的依據和方案。

1 借鑒國內外高水平大學辦學實踐與經驗，構建課程體系模式

課程體系模式是教學內容得以順利實施的保障，制定符合專業特色和學生實際水平的課程教學內容是確保教學質量的根本。應遵循教育教學和大學生成才規律，借鑒國內外高水平大學辦學實踐與經驗，以培養厚基礎、高素質、創新性工程人才為指導，進行課程教材及教學內容構建。

1.1 結合專業特色，展示國際前沿，優化教材內容

教材是體現教學內容的載體，選擇或編著具有系統、完整的知識體系和反映該學科領域最新成就的優秀教材，是確保教學質量的關鍵。目前，并沒有適合葡萄與葡萄酒專業的食品工程原理教材。課程組經過對國內外教材的收集、研究和比較，最終選用了楊同舟、于殿宇主編，中國農業出版社出版的“十二五”規劃教材《食品工程原理》（第二版）作為學生用書。劉云宏等[1]認為國外原版教材具有原汁原味的英文，科學正確的表達，層次分明的內容，但教材費用高昂，有些內容不適合國內教學與實踐現狀，將英文原版教材按照國內教學模式和現狀進行改編，是一個較為適宜的措施。為培養合格的國際化葡萄酒釀造工程技術人才，課程組選用美國工程院院士、加州大學戴維斯分校Paul Singh 教授著寫的Introduction to Food Engineering （Academic Press， Inc.） （第四版，2009）教材作為參考教材。課程組結合專業特色和實際現狀對教材內容進行整理，添加各單元操作的相關葡萄酒工程設備的基本內容、最新研究成果和使用范例，確保教材與教學內容反映葡萄酒工程專業的先進思想與科技新知識，新概念，使教學與國際本學科高新技術發展前沿接軌。

1.2 依據培養目標，注重工程技能，濃縮教學內容

課程體系和教學內容改革是成功進行卓越工程師培養必須完成的一項至關重要而又具有挑戰性的關鍵工作[2]。食品工程原理課程涉及眾多單元操作，如：流體流動、流體輸送、過濾與沉降、流態化、氣力輸送、攪拌、乳化、均質、氣流粉碎、傳熱、蒸發、冷凍、結晶、冷凍濃縮、熱力殺菌、萃取、浸取、蒸餾、吸附、離子交換、膜分離、干燥、吸收等。受目前少課時限制及專業方向需要，對龐雜的課程內容需要適當濃縮，趙學偉等[3]比較發現，不論是理論教學還是實驗教學，國內外大學都將流體流動與輸送、傳熱原理與干燥操作作為課程重點。根據國際葡萄與葡萄酒組織（OIV）葡萄酒釀酒師培養標準（OENO 2/85）的要求，結合專業辦學定位、人才培養目標，在研究分析國內外葡萄酒工程的基礎上，確定課程教學體系、教學內容，選擇性開設與葡萄酒生產過程單元操作緊密相關的基本理論知識。課程的教學內容安排遵循如下原則：三傳理論為主，兼顧熱力學與物質能量衡算；基本原理和計算為主，設備操作和設計為輔；熱量傳遞為主，動量質量傳遞為輔。課程重點講述：包括流體流動、物料輸送、過濾、傳熱、制冷、蒸發、干燥等幾個緊密相關的單元操作。

2 采取基于網絡平臺的多種形式，構建課堂教學模式

2.1 講透基礎內容，繪制內容脈絡、駕馭知識結構

食品工程原理課程理論性強、內容繁雜、公式較多，按照傳統的教學模式，把教學重點局限于大量公式的記憶和習題的解答，易使學生感到繁瑣、枯燥、難懂，從而失去學習的積極性、主動性，對課程亦缺乏整體認識，不能將課程內容形成體系[4]。于殿宇等[5]強調不要讓學生浪費精力死記硬背公式，應善于歸納、推導，抓住重點和切入點，逐步解決計算中的問題。因此，針對課程特點，引導學生體會課程的整體結構和知識脈絡，從整體上把握并駕馭該課程的知識結構；對于單獨章節，將基本內容以概念圖（圖1）的形式展示，教師講透基礎知識，突出教學重點，讓學生在學習之前就對章節的基本知識結構和知識點有所認識，從宏觀角度把握基本內容，做到有目的聽課，章節完成后，對知識點進行樹形知識點總結歸納，便于學生查漏補缺，系統復習，進一步擴展延伸。

學而不思則罔，一次課堂學習不能給學生樹立起牢固的印象，因此，應基于網絡平臺，將課程多媒體資料提前上傳以供學生預習，將課程錄像上傳供學生課后進一步復習鞏固知識點，布置討論思考習題，鏈接課程相關網站，供學生對重點難點等知識進一步思考、延伸；彌補課堂時間少、任務量大的不足，讓學生充分理解課堂講授內容，達到現階段該課程課堂教學的最佳模式。

2.2 激發學習興趣，搜集圖片錄像，建全課程資源

食品工程原理課程各單元操作復雜多樣，課堂講授應以專業需要為前提，以葡萄酒釀造過程為軸線，針對涉及的相關單元操作，利用各種途徑和資源搜集、拍攝設備構造及設備造作與維護、設計過程，不斷補充、更新教材內容，緊跟國際先進的葡萄酒生產設備和技術，建立建全課程設備圖片庫及設備操作全程錄像。以紅葡萄酒釀造工藝流程為例（圖2）：葡萄經分選后，進行除梗破碎，浸漬發酵，壓榨取汁，低溫澄清（穩定），貯藏陳釀，穩定處理，除菌過濾，封裝，最終得到成品葡萄酒。針對葡萄酒釀造工藝過程中的多個單元操作，從葡萄原料的處理、發酵、過濾、穩定處理、灌裝設備等逐臺分解、拆卸，繪制示意圖、結構簡圖、原理圖、操作流程圖，逐條記錄操作步驟、參數，擁有了較為完整的先進設備的資料，盡可能充分地、從多層面、多角度、全方位體現食品工程原理的豐富內涵及葡萄酒釀造各主要設備主要工作部件結構，全面地體現教學內容，例如在講解過濾單元操作時，通過實拍葡萄釀酒過程中過濾流程的放送，實時講解過濾的原理及實際生產過程中的釀酒設備，這些資料提供了豐富的課堂教學案例，體現了課程的重要性及實用性，充分調動了學生學習的積極性，提高了課堂教學質量，學生學習興趣濃厚。

2.3 注重工程技能，搭建企業平臺，現場直觀教學

結合專業培養要求和課程特點，課程組成員深入企業搭建實踐平臺，與葡萄酒釀造企業建立長期合作的“產—學—研”一體化教育教學實習基地。工程人才的能力基礎在于工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力，必須有企業和行業的參與，才能培養兼具科學家頭腦和工程師實踐能力的卓越工程師[7]。企業聚集著國內外先進的技術、大量的直觀設備及宏偉的生產規模，通過組織學生參觀大型、新型的葡萄酒釀造企業，進行現場教學，強化學生的理論知識。例如講授傳熱理論后，落腳點是要學生解決葡萄酒生產中如何合理選擇和使用換熱器、以降低能耗及成本、提高換熱效率的問題；講授制冷技術時可以結合葡萄酒生產中的葡萄汁低溫澄清、葡萄酒發酵過程維持工藝規定的溫度、葡萄酒冷穩定處理等生產環節實際，使學生學習如何應用制冷技術解決生產中的問題。這樣的教學方法使學生不是單純地學習理論，更重要的是學會了把理論應用于生產實際解決問題，效果良好。加強與實際生產的緊密聯系，增加學生的實踐機會，通過實踐環節，使學生熟悉并掌握基本理論與典型設備，充分理解課堂的教學內容，激發學生的學習興趣，為深化與升華學生所學知識、檢驗學生綜合素質與工程實踐能力起到重要作用[7]。

3 全方位科學，構建考核檢驗模式

課程考核是測評教師教學水平和學生學習效果、引導學生積極學習的“無形指揮棒”[8]。葡萄與葡萄酒工程專業是一個實踐性很強的專業，課程考核應以葡萄酒行業需求為核

心，以培養學生的綜合素質和為葡萄酒生產服務為目標，加

強學生創新思維、創新能力和綜合素質的培養[9]，通過多種考核方式，從不同角度評價學生的能力，評價結果不僅更為公平和科學，還有利于調動廣大師生教與學的積極性和主動性。李貴安[10]等通過研究比較斯坦福大學、耶魯大學、麻省理工學院、牛津大學和東京大學五所國際一流大學課堂教學模式，歸納其共同特點：在課堂形式方面主要采用交流、討論和研討的形式，討論的問題具有一定難度。教師啟發和鼓勵更多的學生闡述自己的見解和理由，然后再對其加以評論。課堂互動使課堂氣氛活躍，使學生產生思維碰撞和獲得智慧分享，發揮學生想象力、形成學生自己的設想，使學生創新思維得到發展。課堂討論無疑是一種壓力，最終使得他們將壓力變為動力，自覺地學習。將課堂討論，作業成績作為平時考核成績，與期末考試相結合，促進了學生平時學習的自覺性和積極性。

參考文獻

[1] 劉云宏，張彬，樊金鈴，等.食品工程原理雙語教學模式初探[J].農產品加工·學刊，2012，295（10）：159-161.

[2] 林健.面向卓越工程師培養的課程體系和教學內容改革[J].高等工程教育研究，2011（5）：1-9.

[3] 趙學偉，張培旗，姜春鵬.國內外大學食品工程原理課程教學內容的比較[J].農產品加工·學刊，2013，326（8）：134-137.

[4] 高前欣，霍艷榮，倪勤學.本科院校食品工程原理教學模式探討[J].現代商貿工業，2012（2）：196-197.

[5] 于殿宇，楊同舟，陳志紅，等.食品工程原理課程教學探析[J].東北農業大學學報：社會科學版，2008，6（1）：71-73.

[6] 李華，王華，袁春龍，等.葡萄酒工藝學[M].北京：科學出版社，2007：159.

[7] 王世斌，郄海霞，余建星，等.高等工程教育改革的理念與實踐[J].高等工程教育研究，2011（1）：18-23.

[8] 楊繼紅，高暢，來疆文.葡萄酒工程學課程教學探析[J].廣東化工，2010，37（9）：182-183.

[9] 張予林，房玉林，袁春龍，等.以滿足行業需求為核心的葡萄與葡萄酒工程專業實驗課程體系的構建[J].安徽農業科學，2012，40（4）：2544-2546.

[10] 李貴安，趙志鵬，鄭海榮，等.國際一流大學課堂教學模式對我國高師院校課堂教學模式創新的啟示與實踐探索[J].中國大學教學，2011（1）：91-94.