啟發式教學法在食品工程原理教學中的應用研究

沈瑞敏 張家年 鄭妍

摘要 食品工程原理是食品科學與工程專業重要的專業基礎課程。本課題以應用技術型高校為依托，以培養高素質的現場工程師為目標，結合課題組幾年教學改革的經驗，主要探討啟發式教學從激發學習興趣到聯系實際應用再延伸到工程應用中解決實際問題3個不同階段的不同應用。

關鍵詞 啟發式教學；食品工程原理；教學改革

中圖分類號 G642.0 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）09-0332-01

食品工程原理是食品科學與工程專業重要的理論基礎課程，也是該學科中工程應用類的主干課程[1]。近年來，隨著現代食品產業工業化的迅速發展，自動化程度也越來越高。企業對食品專業人才的需求也更高。為此作為應用技術型高校，本著培養實用型現場工程師的目標[2]，來進行食品工程原理理論課的教學。將啟發式教學手段作為本課程教學的一個重要措施，來培養學生分析問題、解決問題和創新生產的能力。為武漢設計工程學院“強基礎，重實踐，求創新”的人才培養模式注入新的活力[3]。

1 啟發式教學激起學生探索學習本課程的興趣

要引導學生學好一門課程，如何給學生介紹緒論顯得尤為重要。工程類課程相對比較抽象、枯燥，為了不讓學生望而怯步，在介紹本門課程的時候從美味甚至堪稱藝術的“食品”切入；針對很多食品專業學生現階段的困惑“我們的出路在哪里”“我們畢業了能做什么”“難道僅僅是烤烤面包、做做蛋糕”“那我們的競爭力又在哪里”，提出和學生自身發展息息相關的上述問題，進而引導大家思考；這時，給予學生適當的提示：每次去沃爾瑪、家樂福等大型超市，擺在收銀臺前最顯眼區域的是什么，有哪些家喻戶曉的世界級知名企業的產品，這時學生思維會活躍起來；趁興可以進一步提出問題：為什么同樣是做食品，做一個廚師、糕點師和雀巢、統一等大企業帶來的高大尚的效應完全不同，最后，再統一回答學生：原因是后者將美食工業化了，而如何實現這個過程以及如何解決工業化過程中的生產問題就是食品工程原理課程要解決的內容。這樣，層層遞進的設置情景、提問、啟發，在讓學生明確本課程的學習目的同時也激起了學生探索問題的興趣，有利于后續更好地把握課程的知識脈絡。

另外，在每章的開始同樣可以用啟發式教學手段引導學生思考，調動學生的學習積極性。比如：在講離心泵時，以名言“人往高處走，水往低處流”開篇；再提出問題：在食品工業生產中我們常需要把低位的液體送到高處、把低壓的液體送到高壓容器，該怎么辦？從而引出離心泵，通過啟發、思考提高學生的學習興趣。

2 啟發式教學在理論聯系實際中的應用

工程類課程比較抽象，邏輯思維稍差的學生，學起來比較吃力。在課堂上總是想辦法啟發、引導學生自己把理論的概念和實際的問題關聯起來，避免填塞式教學導致學生知其字而不會用，違背應用型人才培養的宗旨。比如，在講傳熱的3種方式：熱傳導、熱對流和輻射傳熱時，從不要求學生背誦定義。而是通過荊州鍋盔的烘烤和鍋里燒開水2個日常生活中常見的現象為例，以定義為理論基礎，啟發學生自己思考這2種現象中各自涉及到了哪幾種傳熱方式。而課堂的教學效果是：學生自己參與了對感興趣的話題的問題分析，對理論理解得更為透徹。更重要的是這個知識在學生那里不再是死的，他們會應用理論知識來分析實際問題了。

3 啟發式教學延伸至工程應用

工程類課程，在學生看來難度最大的莫過于工程應用了。如何應用理論公式或經驗公式分析解決實際問題，在講當量長度法求管路系統局部阻力的時候，問問學生：這些閥門、彎管看似都是小部件，那么它們產生的局部阻力可否忽略不計呢，這時會有2種意見，有認為可以的也有認為不行的。這時可引導學生自己嘗試應用工程算圖查一查，一個1/4開的閘閥安裝在內徑為40 mm（家用輸水管道大小）的管路系統中，其當量長度是100 m左右，也就是說該閘閥所產生的局部阻力相當于100 m的直管所產生的阻力。學生發現閥門的局部阻力大，不能隨便忽略不計。這個問題是學生在教師的引導下自己完成的，因此會理解得特別深刻。這時還可以擺出總阻力的計算公式，進一步引導學生從節能降耗的角度出發，思考減少管路阻力的方法。這樣層層啟發，不僅熟悉了經驗算圖的運用，還把理論公式應用在工程實際問題中，讓學生感覺工程應用也不是很難。這種啟發式教學比死記公式來得更有實際意義。

4 啟發式教學培養創新思維

作為未來的工程師，具有創新思維是不被時代淘汰的關鍵。在講換熱器時，把乳品工廠的一個難題拋給學生思考：同樣的菌種，同樣的工藝參數，為什么偶爾出現一批次的發酵產品不合格，這是一個綜合的課題，會涉及到食品化學、微生物學和食品工程原理等各方面的問題，也沒有標準的答案。開始，大部分學生會陷入沉思，然后有一些細小的聲音發出，這時會用獎勵措施鼓勵學生談談自己的看法，不管對錯只要有想法就走出了創新的第一步。在鼓勵和啟發下，有同學從工程原理的角度出發提出了一些想法，如：可能是換熱器結垢導致滅菌不徹底，影響發酵；可能是CIP清洗系統清洗管道時沒洗干凈，造成雜菌污染。能夠提出問題已經是向高素質的現場工程師邁出了第一步，那么在工作中，再接著一個一個猜測地去嘗試解決、驗證，最終總會找出問題的根源。那么教育目的也就達到了。

總之，食品工程原理的教學目的不是為了讓學生記幾個公式、背幾個概念定理，然后考試的時候拿到高分。而是要培養工程觀念、運用公式和工程圖表的能力，進而進行選型配套設計和分析解決工程實際問題的能力。運用合適的啟發式教學方式能夠起到事半功倍的效果[3-4]。

5 參考文獻

[1] 趙思明.食品工程原理[M].北京：科學出版社，2008：1.

[2] 朱開永，王長生.獨立學院應用型人才培養模式的探討[J].煤炭高等教育，2008，26（4）：51-52.

[3] 張家年.改革人才培養模式，為地方培養食品產業應用型人才：以華中農業大學楚天學院食品科學與工程專業為例[J].安徽農業科學，2015，43（1）：312-314.

[4] 羅樹燦，李雁.淺談食品工程原理實驗教學改革[J].現代食品科技，2006（3）：214-215.