食品工程原理课程教学方法的探讨

2010-10-16张继武

赤峰学院学报·自然科学版 2010年1期

关键词：原理食品工程

张继武

（安徽科技学院，安徽凤阳 233100）

食品工程原理课程教学方法的探讨

张继武

（安徽科技学院，安徽凤阳 233100）

针对食品工程原理课程的特点，在认识实习、课堂教学、习题课教学等环节上进行了探索，获得了一定的教学效果，培养和强化了学生的工程观念.

食品工程原理；教学方法；教学效果；工程观念

食品工程原理是一门以力学、动力学、热力学、传热学和传质学为理论基础的学科基础课程，该课程主要回答食品原料在加工过程中，进出各加工单元的相互关系，如质量平衡关系、能量平衡关系，以及影响它们相互关系的因素等.它是食品机械设计制造、选型配套以及维修操作的基础，也是保证食品工艺准确实施的必备知识，是食品科学与工程专业的主干课程之一[1]，强调主要讲授食品加工的各种工程概念和单元操作[2].它在培养学生的工程观念、创新思维能力、动手能力、独立工作能力所起的作用是其它课程所不能替代的.本门课程的特点：涉及的知识面广泛，大部分单元操作都有较为严格的理论基础，理论部分具有较高的概括性和抽象性，工程实践性强，在具体的食品过程及设备中的表现形式灵活多样等.学生在学习食品工程原理课程时所反映出的问题是普遍觉得这门课枯燥无味、在将基本理论应用于实际过程时觉得无从下手.针对课程的特点及学生在学习中所反映的问题，笔者做了以下几点尝试.

1 加强认识实习教学效果，强化学生的工程观念

根据食品工程原理课程具有工程实践性强的特点，在开始食品工程原理课程学习之前，带领学生到校内实训基地参观乳品生产线，学生通过对乳品生产线的认识实习，可以初步了解食品加工过程的基本操作和基本设备，增强对食品加工单元操作的感性认识.认识实习的效果：①使学生对某一具体的食品生产过程的工艺流程及所涉及到的单元操作过程有初步的了解，使学生能认识到多个单元操作构成了一个复杂的食品生产流程，这对于诱发学生的学习兴趣是十分重要的；②使学生对食品生产中的典型设备及操作特点有所了解.由于学生可以面对具体的设备进行观察，一些在课堂教学中难于讲述的问题，在此则比较容易解决.这些感性的认识和了解，有助于学生树立工程意识和观念，并为后续食品工程原理课程的学习奠定基础.

2 采取互动式课堂教学方法，提高课堂教学效果

图1 学校供水系统图

课堂教学是教师与学生直接面对面进行交流的过程，它要求教师不但具有扎实的理论基础、广博的知识，而且具有丰富的实践经验.教师如何将所要讲授的内容讲清讲透，如何活跃课堂气氛，调动学生听课积极性，对于提高学生的学习效果十分重要，也是教师课堂教学的首要任务之一.直接的课堂教学过程与其它远程教育（如电大、函授教育等）的不同之处就在于它的教与学的互动性.在这个过程中，学生学习主动性与参与程度的大小，是学生学习效果的决定因素.因此，教学过程中应使学生由被动的学习转为主动的学习，实现教学过程中以教为中心转向以学为中心的改革.在授课的过程中教师应调动学生的思维积极性，能够理论联系实际，设置一些具有一定数量和难度的思考题，引进一些生产中的实际例子，促使学生主动思考，师生互动，使学生的思维与教师的思维同步甚至有所超前，这将有利于提高学生应用学到的知识解决工程实际问题的能力，并激发学生学习的兴趣和能动性.如讲授“流体流动和输送”一章中的“泵的选用”时，曾给学生提出过一个实际问题：学校为防止供水短缺、修建一贮水池，由水池往水塔充水，充水系统如图1所示，清水池最高水位标高115.00m，最低水位标高为110.00m，水塔最高水位标高为145.00m，水塔容积为30m3，要求1小时内充满水，已知吸水管路压头损失hf1=1.0m，排出管路压头损失hf2=2.5m，让同学们选择一个合适的泵.这个问题虽然与课本的习题大同小异，但因为更贴近同学们的生活,所以学生们非常感兴趣，大家讨论得很认真，积极动脑分析，遇到解决不了的问题时，能主动地请教.通过分析，对离心泵参数值的计算按工况要求的最大流量和最大扬程再乘以附加安全系数，即Qe=1.1Qmax=1.1×30=33m3/h，He=1.1Hmax=1.1[(145-110)+hf1+hf2]=1.1(35+1.0+2.5)=42.35mH2O，因为流量和压头都不特别大，所以选用B型水泵，(单级单吸悬臂式离心泵)即可.在B型水泵的系列特性曲线图上查得具体型号为3B57A型.学生进而掌握了“离心泵选用”的步骤.

在讲解每个单元操作过程中教师都尽量列举一些食品加工工艺中应用的具体实例，使学生积极参与讨论，激发了学生学习食品工程原理的兴趣，在掌握基本理论知识的同时，也培养了学生的工程观念.

当然，在课堂教学过程中强调学生主动接受知识重要性的同时，教师授课的方法和技巧对教学效果的影响也非常重要.在讲课的时间安排上，每次进入新课前对上次课所讲内容的重点作一下简要回顾，每次课的最后对本次课内容进行总结，强调重点、难点内容.在课程教学的过程中，要注意根据各单元操作的特点，采用灵活多变的教学方法，除保留传统教学方法的优点外，穿插灵活多样的教学法，如发现教学法、现场教学法、案例教学法、情景教学法[3]、学导式教学法等[4]，随时激发学生兴趣，及时调控学生的注意力，促使学生始终保持最佳学习状态，让他们在浓厚的兴趣中获得知识.此外在教学手段上将传统的课堂教学与电化教学、计算机辅助教学和现场教学相结合.除利用食品工程原理课程教学模型,帮助学生对设备结构、工作原理建立起直观的认识外，将多媒体技术引进课堂，开发了食品工程原理多媒体课件，此课件集图文声像为一体，可在课堂上以动画及录像等形式动态地展示各种食品工程现象和食品机械设备,如流体流动现象、离心泵的气缚和气蚀现象、流体输送设备和板式精馏塔的不正常操作现象等，能刺激学生的多种感官参与认识活动,调动学生的学习积极性,从而提高了课堂教学效果，也进一步提高了学生的工程分析能力.

3 改进习题课教学模式，开阔学生思路

根据食品工程原理的特点，讲授基本理论的同时，必需进行一定数量具有代表性例题的训练，但例题训练不能过多，否则容易形成学生学习方法的惰性及学习内容的局限性，不利于培养学生独立解决问题的能力.因此，教师在例题类型、数量的选择以及习题课进行的形式上需要精心安排.在例题的选择上，首先要以点代面，通过细节问题和典型问题的分析解决难点问题；其次要注意培养学生对知识的交叉应用能力，打破整个知识体系中人为因素所形成的分割屏障，使其成为一个相互联系、相互渗透的整体，为此可以讨论传热过程中的流体流动问题、传质过程中的传热问题、传质中的流体流动与传热问题等.把要讨论的问题（一般选择设计型和操作型两种题）提前布置给学生，让学生课下进行思考，相互研讨，习题课的教学形式多以讨论的方式进行，让学生参与进来，发挥学生的主观能动性，在相互交流、探讨的过程中教师可以及时掌握学生对问题的理解程度及存在的问题并加以阐释，而学生则可以在教师的引导下寻求合理的解决问题的方法和途径，开阔了学生的视野，培养了创新思维能力.

4 培养自学能力，加强学习的主动性

面对知识乃至知识体系的不断更新和相互交叉渗透的特点，高等教育在注重向学生教授知识的同时，更应重视培养学生主动获取知识的能力.这一教学理念也应该作为食品工程原理教学的主导思想之一.食品工程原理课程所包含的内容相当广泛，它是以食品加工过程中具有共性的单元过程与设备为讨论对象，编入了一些近年来发展的高新技术，使内容更加丰富.在当前强调提高学生综合素质教育、食品工程原理课程学时数又不断减少的情况下，教师在有限的课堂教学时间内不一定讲述所有的内容，可以有意识地将某一部分内容（如结晶与冷冻浓缩、膜分离等）指定为自学内容，并给出一定的自学要求，使学生在被动的状态下完成一种主动学习的过程；另外教师也可以借助开放性、第二课堂、专题讨论等形式提出某一方面的问题，让学生在查阅与这方面相关文献的基础上，对问题进行分析、讨论、并提出各自的解决方案，这种形式带有一定的学术性，对于提高学生独立思考问题的能力及创新思维能力方面具有很大的促进作用.