食品機械與設備課程教學方法探索

梁棟 楊勇 李家寅 張劍

食品機械與設備課程是食品科學與工程專業的必修課程之一，主要學習食品實際生產加工過程中用到的機械設備，要求學生掌握所用機械設備的主要結構、工作原理、性能特點、操作及設備選型，是一門注重專業性和實踐性的課程。本課程學習內容對學生工程素質的培養具有重要作用，與食品工程原理、食品工藝學等課程一起，構成了食品科學與工程專業的主干課程，其教學質量和教學效果的好壞直接影響到食品專業學生的培養質量。然而，食品機械與設備課程與生產實際緊密結合，具有學習內容多、抽象、枯燥，不易理解等特點，要求學生具有較強的空間想象能力和實踐基礎。但是，由于在校學生對實際生產接觸較少，不熟悉甚至沒見過食品工廠的機械與設備，缺少對相關內容的感性認識，導致大多數學生在學習該課程時理解困難、對所學內容沒有興趣、教學效果不理想，甚至難以達到教學要求現象的發生，不利于現階段在工程教育認證背景下人才的培養。結合實際情況，分析現階段該課程中存在的問題，從教學內容、教學方法、考核體系三方面進行教學方法探索，旨在解決目前教學過程中存在的問題，提高教學質量。

1.課程教學中存在的問題

1.1教材需要及時更新

本課程采用的是中國農業出版社出版的高等院校食品專業“十二五”規劃教材《食品機械與設備》，涉及食品加工過程中所用到的各種機械設備，范圍廣，機械結構和原理闡述全面，但基本都是傳統的機械設備，缺少現代食品加工中新興的設備，同時缺乏機械結構的實物圖片，導致學生很難理解其中的機械結構。例如，在殺菌機械設備中，教材中給出了傳統的殺菌設備及結構簡圖，但并未給出適用范圍，如果能給出殺菌原理及適用范圍，必能使學生更容易理解殺菌設備的應用。此外，隨著科技的不斷進步，新型殺菌技術不斷涌現，殺菌設備也在不斷發展和更新，如超高壓、微波、超聲波、高壓脈沖電場等殺菌設備已進入大眾視線，受到越來越多的關注，教材中應加入這些新興的殺菌機械與設備。為了提高生產效率，現代新型的食品機械設備越來越向智能化、網格化方向發展，使得食品加工過程中的機械設備不斷快速發展和更迭，然而教材本身具有滯后性的特點，應及時更新，保持教材內容的先進性，緊跟食品工業技術的發展過程。

1.2缺乏機械基礎知識

食品機械與設備課程內容主要是食品加工過程中用到的機械設備，教學目標主要是設備的掌握及應用。因此，學習該課程需要學生具有一定的工程制圖基礎，要求學生根據機械設備的結構圖想象出設備輪廓及各個部件的形狀，通過圖紙了解和掌握設備的主要結構和組成。因此，掌握機械制圖、CAD制圖等一些機械基礎課程知識是學好該課程的保障。然而，由于這些課程相對枯燥，不太容易理解，學生對這些課程的學習興趣和重視度不夠，導致對機械基礎知識掌握不牢，進而增加了學習食品機械與設備課程時的難度。

1.3教學模式單一

目前食品機械與設備課程教學仍然以傳統教學方法為主，通過一言堂形式的口頭語言向學生解釋概念、闡明原理、描繪情景等內容。然而，食品機械由于結構復雜，種類繁多，很難通過這種口述的形式將內容講述清楚，增加了學生對食品機械結構和原理的理解難度，不利于學生學習興趣的培養，進而導致學生對課程學習失去興趣和信心，難以達到理想的教學效果。

1.4 課程考核方式單一

傳統的考核方法側重于期末考試，這種“終結式”考核方式對應的教學方法通常是以課堂講授行為主，課堂上學生的參與互動不多，學生學習的主觀能動性和積極性不高，不利于提升學習效率，也不利于學生創新能力的培養。以河南農業大學食品學院為例，課程改革之前，本課程的期末考試成績占總成績的70%，平時成績占30%，而最終平時成績通常差別不大，導致期末考試的成績在總成績中占主導地位。這種考核方式忽略了食品機械與設備課程是一個實踐性課程的特點，造成學生平時不善于思考，只是通過在考前突擊復習完成考試內容，考試過后則迅速將內容忘記。這種考核方式直接影響教學質量，不利于學生能力的培養。

2.課程教學改革措施

2.1 及時更新教學內容

隨著科技的發展，高新技術層出不窮，在食品機械及設備中得到了廣泛應用，如食品快速無損檢測技術、非熱加工技術、擠壓膨化技術、自動化控制技術、數字智能化技術等。這些新技術在食品中的應用必然引起食品機械設備的發展和革新，這就要求教學內容要及時更新，與時俱進，但是教材本身滯后性的特點限制了教學內容的及時更新，導致教學內容不能反映食品機械設備的最新動態。因此，教師在課堂上除了講授課本中典型機械設備外，還要及時了解食品機械新技術的應用、新設備的制造。如在食品殺菌過程中的新型超高壓殺菌技術，在果汁和乳品加工生產中廣泛應用的無菌包裝技術，反滲透裝置在超純水制備中的利用，微波真空干燥技術在食品干燥過程中的應用，利用光譜進行的快速無損檢測技術，數字智能和人工智能技術在食品倉儲、運輸和分揀過程中的應用等，讓學生了解食品加工機械中新的高精尖設備，引起學生對課程學習的興趣。

2.2 教學方法的探索

2.2.1 充分利用現代化教學手段

利用互聯網、多媒體等形式實施教學，通過形、聲、像等多角度展現教學內容，加強學生對機械設備的理解和認識，進而增強學生學習的興趣和積極性。尋找食品加工機械設備的實物圖片和應用視頻，比如，蔗糖的制備過程、糧食的分選和破碎機械、肉制品斬拌機械、視頻殺菌機械等工作視頻。同時，可制作相關動畫，與實際結合展示機械的復雜內部結構和工作原理，增強學生對機械設備的直觀認識，幫助學生對相關知識的理解和掌握。運用視頻及動畫技術能將抽象難懂的機械內容直觀化、動態化，縮短學生與客觀機械設備之間的距離，能顯著提高教學質量和效率。

2.2.2 豐富教學方式

整個教學過程不應僅僅在課堂上，而應該將課程學習貫穿課前和課后。現階段線上教學模式多樣，如MOOC網上課程正受到越來越多的青睞，教師可將課程中的重點內容（包括相關視頻、PPT等內容）及思考題在上課前提供給學生，學生可在課前進行相關知識的預習和思考。當在課堂上講課時，學生可根據自身理解情況有重點地學習，提高學習效率。此外，在課后，教師及時將課程作業和討論發布在MOOC系統，學生進行相關知識的復習，并通過小組討論的方式加深對相關知識的理解和應用。

2.3 加強實踐教學

食品機械與設備是一門實踐性課程，不能離開實踐教學。實踐教學環節主要包括實驗、課程設計、參觀實習等。河南農業大學食品學院綜合實驗室果蔬加工生產線、肉制品加工生產線，可以讓學生對相關機械設備進行參觀、實驗、動手操作等，滿足實踐教學的需求。課程設計可以針對一類機械設備進行設計，利用學生已學過的AutoCAD軟件進行畫圖，可以設計某一條生產線，明確生產工藝，確定生產過程中用到達儀器設備及選型，并寫出設計說明，這樣既鞏固了學習的理論知識，也培養了學生的綜合能力。

2.4 優化考核體系

食品機械與設備是期末考試中較難且掛科率較高的課程之一，未來全面客觀科學地對該課程考核，同時展現學生學習的主觀能動性，應采用現在普遍使用的過程性考核方式。這種考核方式能對教學質量進行全面、客觀、科學的評價，并能提高學生的學習興趣，在國內外已得到了廣泛應用。該考核方式將學生的整個學習過程進行考核，包括課前預習、課堂學習、課后復習、實驗過程中動手操作能力及實驗報告的撰寫、作業完成情況、課后小組討論情況等都考慮進去，全方位地展現學生的整個學習過程。對于應用型本科院校來說，在課程教學過程中，過程性考核在人才培養中起著重要作用。當前，河南農業大學的食品機械與設備課程通過過程性考核，優化了課程考核方式，調整了期末考試在總成績中的比重，同時增加了考勤、課堂表現、課后作業、案例應用等環節的考核比例，更客觀、科學地展現了學生對所學知識的掌握情況。

結語

食品機械與設備是食品專業的核心課程之一，針對當前課程教學中存在的問題，通過在教學內容、教學方法和評價體系方面進行探索和應用，使教學質量得到了明顯提升，但在今后的教學中，還要根據實際情況，持續改進和完善，進一步提高教學質量。

作者簡介：

梁棟（1988-），男，博士，講師；研究方向：農產品加工及貯藏。