工程教育專業認證背景下“食品工廠設計”教學改革探討

張存勝，田瀟瑜，閆景坤，霍書豪

（江蘇大學 食品與生物工程學院，江蘇 鎮江 212013）

0 引言

2016 年我國正式成為《華盛頓協議》正式簽約成員，協議要求工程教育專業認證必須以學生為中心，以培養目標為導向，堅持持續改進，分別從教學條件、課程體系、師資等方面考核專業質量，為工程教育的可持續發展與國際人才的培養奠定良好的基礎[1]。食品科學與工程專業是由食品工程、化學、化工、機械、生物等多學科交叉形成的年輕學科，具有較強的工程性。“食品工廠設計”是食品科學與工程專業中具有較強工程性的專業課程，對工程教育專業認證具有較強的支撐作用。然而，傳統的教學模式不能滿足食品科學與工程專業的工程教育專業認證需求，需在教學模式、教學方法與考核方法中持續改進。基于工程教育專業認證背景，探討江蘇大學食品科學與工程專業“食品工廠設計”教學改革措施，以實現課程對畢業要求有力支撐。

1 “食品工廠設計”教學內容相互關系

1.1 課程教學內容的相互關系

“食品工廠設計”的教學內容包括多個章節，如廠址選擇、食品工廠總平面設計、食品工藝設計等內容，然而，每一章節的內容存在緊密的聯系而并非獨立存在。

“食品工廠設計”教學內容之間的相互關系見圖1。

食品工廠工藝設計是課程的核心，其他章節為食品生產車間的外部設計服務。食品工廠建設基本程序主要介紹建廠前的工作流程，廠址選擇講述食品工廠廠址選擇的原則、方法等，一旦食品工廠的廠址確定，便進入食品工廠的總平面設計環節，最后設計的重點為食品生產車間內的設計，即食品工廠工藝設計。此外，該課程還涉及經濟、法律、衛生設計、安全生產設計和環境保護等非工藝設計，其設計均按照工藝設計提出設計要求而進行。因此，食品工廠工藝設計是課程的核心。

1.2 課程與實踐環節的相互促進關系

“食品工廠設計”是一門源自食品工廠生產過程的課程，本科生單獨學習尚不能提高學生對知識的充分掌握，需通過實踐環節進一步學習方能提高學生對食品工廠具體的認識。食品科學與工程專業的課程體系中，有多個工廠實習環節，包括金工實習、專業認識實習、專業生產實習、畢業實習等，能夠多次進入工廠認識食品加工過程、了解食品加工設備和生產過程，有助于強化對食品工廠設計的認識。

“食品工廠設計”課程除課堂教學外，還設置了“食品工廠設計課程設計”，該實踐環節以具體食品工廠設計實例而開展食品工廠設計。例如，年產1 000 t 精米的食品工廠設計等，學生基于產品背景調查，分析建廠的必要性，分別從產品生產方案、加工工藝選擇、方框圖、物料衡算、熱量衡算、食品加工設備設計與選型、經濟核算等內容進行工廠綜合設計，并繪制食品工廠總平面設計圖、工藝流程圖、車間設備布置圖3 張圖紙。一方面充分利用前期課程（機械制圖、工程圖學、食品工藝學和食品工程原理等） 知識開展工廠設計；另一方面，通過具體實例設計，進一步強化對課堂知識的吸收與應用，強化了學生對食品工廠設計的認識和知識的記憶。

2 教學內容改革與探索

2.1 以食品工廠工藝設計為主、非工藝設計為輔的教學思路

與其他課程不同，“食品工廠設計”具有較強的工程性、綜合性和復雜性，學生學習課程時難度相對較大。因此，在課堂教學過程中，任課教師應把握課程的教學主線，結合具體實例對工藝設計部分進行重點講解，以促進學生對重點知識的理解與吸收。圍繞食品工廠工藝設計、廠址選擇、食品工廠總平面設計等內容重點講解，并在這些章節上多分配教學時間。

非工藝設計的涉及面較廣，不同的設計內容可采用不同的教學方式。例如，食品工廠的安全設計與環境保護，采用課堂討論模式進行學習，學生課下通過資料查詢了解相關知識，在課堂上進行討論。此教學模式可促進學生利用課余時間，提高課堂的教學效率并增強學生對相關知識的理解與記憶[2]。

2.2 授課方式的多樣化

為提高課堂教學的生動性和激發學生的學習興趣，將傳統課堂中單純的“教師講-學生聽”的授課方式改為“多樣化”教學，包括電子課件講解、食品工廠設計實例、食品車間生產過程視頻播放。同時，適當布置適量課堂作業，力爭當堂知識當堂吸收，對部分非工藝設計內容，把學生分成多組開展課堂報告與討論，每組講解一部分知識點，各知識點匯集成總的非工藝設計教學內容；與此同時，對學生的課堂報告進行打分記錄，形成平時成績的一部分。在后續的調查中發現，授課方式的多樣化能夠激發學生對課程知識的興趣，充分調動學習積極性，達到了良好的教學效果。

“食品工廠設計”課堂教學與考核的多樣性見圖2。

圖2 “食品工廠設計”課堂教學與考核的多樣性

2.3 重視學生的反饋

工程教育專業認證提倡以學生為中心的教學持續改進，學生是學習的主體，要達到良好的教學效果，需了解學生的訴求，正確引導學生對課程知識的學習，方能達到良好的教學效果。通過問卷調查，能夠充分地了解學生對課程的意見與建議，教師根據反饋意見及時調整教學方法，能夠有效地促進學生學習興趣的提高，及時解決學生在學習中遇到的問題，能夠為今后的課堂教學改進提供寶貴的依據。

2.4 考核方式的多樣性

在食品科學與工程的課程設置中，由于課程的綜合性，“食品工廠設計”往往設置在專業課學習的后期，此時學生的學習興趣較剛入學時已有明顯下降，且部分學生處于考研初試的準備期，時間和精力有限，且期末考試周往往是多門課程的集中期，若將課程的考核方式集中于期末考試，通過短時的課程復習達到教學目標。

改進課程考核方式，使考核方式多樣化，促進學生把課程知識吸收，也符合工程教育專業認證的導向和要求。在“食品工廠設計”教學改革中，課程考核方式由“以考試為主”改為“考試、課堂報告、作業、課堂討論”多種考核方式，降低考試的比例至70%，適當提高平時成績占比，有利于促進學生平時學習的積極性，對課堂知識的及時吸收。

3 課程的持續改進方向展望

3.1 加強與其他學科緊密結合

食品廠生產加工依賴于生產設備與生產工藝，隨著工業技術的革新，人類正經歷第4 次工業革命，食品工廠生產正趨向機械化與智能化發展，要求工藝設計人員需深入了解與食品工藝設計相關的其他學科知識。因此，課程需與其他學科與專業緊密結合，如與機械、智能制造、電氣專業相結合，能夠讓學生充分了解機械設備現代化發展趨勢，在設備選型時可采用更為先進的設備。此外，深入學習食品加工相關的法律、經濟和環境專業方面的課程知識，有助于學生在工藝設計時向非工藝設計提出合理的參數，使工藝設計更符合各項標準。

3.2 課程與實踐緊密結合

“食品工廠設計”課程涉及廠址選擇、總平面設計、食品工藝設計等多方面教學內容，與食品工廠的實際生產結合較為緊密，僅僅通過課堂講解與視頻播放難以讓學生充分將設計過程與生產過程形象地聯系在一起。通過工廠實踐環節的學習，能夠讓學生更具體地了解食品工廠形貌、現場觀察食品加工設備及其生產過程，了解生產過程的控制方法，能夠在具體實物上對食品工廠有更充分的認識，將有利于課程知識的理解與學習。