基于工程教育認證的“食品工廠設計與環境保護”課程教學改革探索

李海燕，于 慧

（魯東大學 食品工程學院，山東 煙臺 264025）

在工程教育專業認證背景下，全國越來越多的高等院校正在積極申請認證。魯東大學食品科學與工程專業也順勢而為，積極進行教學改革，期望早日通過工程教育專業認證。工程教育認證理念要求課程內容進一步“回歸工程”，要求培養出的學生是“理論+實踐”的雙面手。然而，在目前的專業培養過程中，普遍存在重科學輕工程、工程能力不足的問題[1]。如何加強學生工程能力的培養，是學校食品專業本科培養模式正在面臨的新挑戰。

在食品專業課程體系中，“食品工廠設計與環境保護”是一門專業必修課，是食品專業畢業生進行畢業設計的理論基礎，是對食品專業知識的綜合型應用，實踐性很強，對提高食品專業學生的工程實踐能力至關重要[2]。然而，在以往的教學過程中主要是以教師講授為中心，關注的是教師授課過程，對學生的掌握和接受程度關心較少。存在重理論、輕實踐，理論與工廠實際生產相脫節等問題。在學習過程中，因為課程理論性強、抽象難懂、教學手段單一、枯燥無味等問題，學生缺乏積極性，學習效果很不理想[3]。從而導致培養的學生無法高舉“實踐”的那只手，這與魯東大學應用型人才培養目標相背離，無法滿足復雜食品生產系統的人才需求。因此，該課程的教學改革勢在必行。基于以上問題，應從以下幾個方面出發，進行課程教學模式的探索和革新。

1 以提高學生工程能力為目標 優化整合課程知識模塊

“食品工廠設計與環境保護”課程涉及建筑布局、食品加工工藝、食品機械設備、法律法規、經濟成本核算及環境保護等知識，知識面體現出綜合性和復雜性的特點。在教學過程中，學生經常反饋課程涉及知識較多，抓不住課程重點，無法系統學習，學習效果欠佳。因此，想要提高學生工程能力，首要任務就是梳理課程知識體系，對課程知識進行優化整理。按照食品工廠建設程序可將課程內容整合成以下4個模塊：法規標準、工藝流程、工廠建設、經濟分析[4]。

（1）法律法規模塊。食品工廠設計過程中涉及較多的法律、法規、生產標準、行業倫理等方面的知識，這些知識變化更新較快，應與時俱進，實時更新。在授課過程中，可以結合相關案例進行學習，融入課程思政內容，加深印象。

（2）工藝流程模塊。包含食品工廠生產中產品方案的優選、工藝流程設計與可行性論證、機械設備的計算與選型、生產物料衡算和能耗等方面。

（3）工廠建設模塊。在工藝流程模塊的基礎上，進行工廠規劃建設。該模塊包含工廠選址、車間布置、輔助部門建設、生活和公共系統建設等方面。

（4）經濟分析模塊。在滿足工廠建設和生產的基礎上，介紹經濟分析方法，對工廠設計過程進行經濟分析。包含工廠工程造價、物料和能源成本、勞動力成本、稅收與稅金等方面。

在優化整合教材知識模塊的基礎上，可以借鑒豐富的網課資源，博采眾長，不斷豐富課程內容。

2 以激發學生學習興趣為導向創新教學方法

課程理論性強，內容繁雜，課本缺乏吸引力。傳統的教學方式中，教師偏重于理論知識的講解，缺少學情分析，往往忽略了學生的知識基礎和接受能力[5]。而學生面對抽象枯燥的理論知識，學習興趣逐漸減退。即使主觀努力，也無法形成較好的學習效果，極易形成“魚牛”現象。因此，應該尋求新的教學方法，千方百計地吸引學生，搭建教師和學生思想溝通的橋梁。

（1）改良和豐富多媒體課件。目前，在教學過程中，已經可以實現多媒體PPT課件授課，但是課件內容多數是課本內容的羅列，與傳統的“滿堂灌”教學模式沒有太大差別。如何利用現有的多媒體教學條件，豐富課堂內容，激發學生學習興趣，仍是教師應該解決的首要問題。可以在PPT制作的過程中引入動畫、視頻、案例等生動的教學資源，減少理論知識的羅列，做到簡潔、生動。從內容和視覺上，給學生比較輕松的學習體驗。

（2）利用工廠實習和虛擬仿真軟件，進行“實”與“虛”相結合的授課。課程的教學內容實踐性較強，如果能將理論知識有機地融入工廠實踐中，讓學生“感同身受”，會取得良好的學習效果。

企業現場教學是一種首選方式。在該專業培養方案中，在學習該課程之前學院已經安排學生進行假期工廠實習，教師在帶領學生工廠實習的同時，可以結合工廠實習進行企業現場教學[6]。在學生進入工廠實習之前，可以提前準備學習任務，讓學生帶著問題去實習。例如，了解工廠平面布局、工藝流程、車間布局、環境保護等情況。通過提供實地考察、動手操作實踐，親身體會感覺，提前建立知識結構基礎。目前，學生實習的企業有山東深海生物科技有限公司、山東魯花集團有限公司、煙臺喜旺食品有限公司、煙臺中寵食品有限公司等，企業類型包含水產品加工、糧油加工、肉食加工、寵物食品等。

但是，企業現場教學也有一定的局限性。例如，學生只能按照已有的工藝流程進行實習操作，無法調節生產工藝參數，更不能試錯，也無法進行更多類型食品的加工操作。

虛擬仿真軟件具備高仿真性、專業性、高可靠性等特點。學習者進入仿真虛擬情景后，在構建的仿真環境中進行模擬操控，使抽象難懂、專業性強的操作過程變得直觀、形象，更具可操作性，既解決了理論性強、抽象難懂、枯燥無味等問題，也能有效地解決學生實習動手難的問題。針對課程中的難點，可以結合虛擬仿真軟件進行教學探索，如工廠平面布局、工藝參數、生產車間布局等。

（3）借助智慧教學工具，提高教學效果。近年來，線上教學方式不斷興起。在特別的2020年，智慧教學工具體現出前所未有的優勢。更多的教師和學生開始接受和使用智慧教學工具[7]。以“雨課堂”和“釘釘”為例，不但可以實現直播授課，還可以保留授課視頻，學生可以隨時回放復習，不用再“苦苦回憶”。此外，學習管理（課堂出勤、問題討論、作業提交、試題測驗等）也是智慧教學工具的一大優勢，通過數據分析可以實時了解學生的課堂學習情況，讓教師做到“知己知彼”，及時調整教學方法。而這些都是傳統教學方式不具備的優點。在今后的教學過程中，課堂教學與智慧教學相結合的方式將成為主流。

3 以提升教學效果為主旨 加強課程過程管理 完善課程考評體系

在以往的教學過程中，學生平時的學習積極性不高，主要精力放在期末考試前的“臨時抱佛腳”，學習效果較差[8]。導致這種“輕過程、重期末”現象的主要原因有2個：一是教學內容理論性強、抽象難懂、教學方法呆板等，學生不感興趣；二是缺乏公平科學的過程考核評價標準，上課表現的“好”與“壞”，不能在課程成績中客觀體現，主要體現在教師的主觀“感情分”。

針對以上問題，在教學過程中，可以探索多種教學過程模式：課前預習、課堂學習和討論，課后作業與線上測試等。課堂上充分利用現代科技手段，帶動學生融入課堂，可以借助QQ、微信、對分易等網絡軟件進行課堂考勤、提問、頭腦風暴等，提高學生的參與程度，避免出現“人在心不在”的現象。

考核方式及成績占比見表1。

表1 考核方式及成績占比

同時，針對不同的教學過程模式，建立科學公平的評分標準，完善課程考評體系，做到“有據可依”。

4 以促進課程持續改進為目標 不斷提高教師工程素養

教師作為課程的“領路人”，教師自身的工程素養決定了課程的高度[9]。只有不斷提升教師的工程素養，才能更好地完成課程教學任務，促進課程的持續改進。學院通過教師進企業掛職鍛煉、加強地方校企合作等方式，提升教師的工程能力，真正成為“理論+實踐”的雙能型教師。目前，已經與煙臺當地多家企業取得了長期合作關系。教師可以到企業進行學習、參與工廠設計，提高專業實踐能力，提升教學效果，促進課程持續改進。

5 結語

在新時代背景下，食品工業得到了快速的發展，對食品專業人才的工程能力提出了新的要求。“食品工廠設計與環境保護”作為培養食品專業學生工程實踐能力的重要課程，可為學生今后應對食品工業復雜問題提供良好的專業保障。教學改革應該是“進行時”，永遠在路上。在教學過程中應順應新時代發展要求，及時更新課程內容；充分利用現代智慧工具，探索新的教學方法和模式；完善課程過程管理和考評體系；加強與企業合作，提升教師的工程實踐水平，切實踐行魯東大學培養應用型人才的理念。