包装测试课程体系改革

迟 建， 于志彬， 陈志周

（河北农业大学，河北保定 071001）

包装测试课程体系改革

迟 建， 于志彬， 陈志周

（河北农业大学，河北保定 071001）

分析了目前包装工程专业发展中课程教学环节的典型问题，并针对包装测试课程理论系统性强、难度大、内容多、课时有限等突出问题，从教材、课程内容、课时分配等方面提出了系统讲述理论知识、合理安排学时、充分发挥自学等针对性的解决方法，促进包装专业教学的改革和进一步发展。

包装测试；课程体系；改革

包装工程专业是一个多学科交叉的边缘学科，内容涉及到力学、材料、生物、机械、艺术、管理、计算机等知识［1］，专业涉及面非常广泛。而包装工程专业在国内开办时间只有20多年，发展时间短，在学科定位、课程设置、发展方向等方面仍存在诸多问题。

一、包装工程专业学科定位与发展方向

（一）国内包装工程专业发展现状及存在问题

目前，开办包装工程专业院校普遍形成了“发挥所依托学科的优势”的办学理念［2］，各大院校根据专业所依附的学科不同而发展其研究方向［3，4］，如江南大学机械工程学院包装工程系的研究方向主要为包装工艺与设备和包装系统设计；南京林业大学的包装工程专业的主要研究方向为包装材料、包装工艺和包装设计；河北农业大学的包装工程专业设置在食品科技学院，研究方向侧重食品包装。这样安排使得包装工程在优势学科的基础平台上得以发展，客观上很好的促进了包装工程专业在各个研究领域的全面发展。

但是，在操作过程中，可能会出现以下问题：一是过于倾向所依托学科，失去了专业本身的学科特点和体系；二是盲目学习其他院校的“经验”，自己在课程设置上没有明确的主线，开设课程过多，导致学生产生“四不象”的感觉，毕业时反而无所适从；三是办学单位变换依托学科，长时间不能形成专业特色。比如，许多包装院校包装专业从课程体系到教学内容都不够完善，特别是学时不够、专业主线不明确、课程设置不合理、学生综合能力培养力度不够等问题非常突出，导致学生独立解决实际问题的能力不强，自信心缺乏。

（二）国外包装工程专业的学科定位与发展

根据当前交叉学科不断涌现和发展的状况，国际上很多著名高校正在规划实施跨学科教育体系，培养跨学科人才［5］。众多著名高校的专业设置和课程结构体系都在朝着综合化的方向发展，构建相应的跨学科课程体系，适应交叉科学的发展潮流。

美国成立的工程技术验证局（ABET）是对设立工程专业的高校或教育机构的课程设置及其内容进行检查和评估的官方机构，其目的在于确保受工程教育的大学生必须达到最低标准的工程素质培训。ABET要求数学、基础自然科学至少一年半，工程科学（技术科学）至少一年，工程设计（专业技术）约为半年，人文、社会科学约为半年至一年。这表明了系统学习各类基础学科的重要性。

以美国密歇根州立大学（MSU）为例［6］，其本科课程中食品包装的主要内容之一是食品成分，硕士生课程中的高等包装动力学、渗透性和货架寿命、包装材料仪器分析等都说明，在包装测试课程中，涉及仪器分析的基础内容是必要的。不仅为将来的进一步学习打好基础，而且可以让学生了解更多解决实际问题的方法，在碰到实际问题时有更多的选择，能够提供更多、更合理的方案，大大拓宽了学生的思路。

在德国，高等教育分为两个层次：正规大学和技术学院。正规大学实行学分制，注重基础知识、专业理论的讲授与培养，学生毕业后科研能力强；技术学院实行学年制，注重理论联系实际，着重动手能力培养，学生毕业后从事产品设计开发与生产管理。以德国的柏林工学院包装工程专业为例，其教学计划具有专业覆盖面广、专业基础课程占比例大等特点［7］。基础课除经典的数学（函数、微积分、微分方程、积分方程）、物理（力、热、波、固体物理学）、化学（无机化学、有机化学）之外，还开设有微生物学、热力学、流体力学、质量控制、模拟包装等课程。这样不仅为包装材料学、包装工艺与设备、包装测试和包装优化设计等专业课的学习打下良好的基础，而且考虑到了食品、药品、化妆品等严格的安全卫生，以及液体灌装包装的杀菌防腐、管道输送等因素，使学生在学习后续相关课程，甚至从业以后遇到同类课题时，都能有分析和解决问题的基本理论。

（三）国内包装工程专业的学科定位及发展

本科教育必须有一个相对稳定的学科基础体系，才能够得以健康的发展。包装工程必须以理工科课程为主、兼顾其他相关学科课程的专业性质。需要坚持包装工程专业“大工程”的学科定位，设置基础理论课程平台。

在设置基础平台时，不能简单的以传统的工程学科的平台来代替包装工程的基础平台，而是要充分考虑所依托专业的特点，结合包装学科交叉的实际，适当调整平台内容，使之既相对完整，又有一定的灵活性。如《包装材料学》包含了《金属材料学》、《纤维材料学》、《造纸工艺学》、《高分子材料学》、《硅酸盐材料》等学科的知识［8］，湖南工业大学（原株洲工学院）考虑到专业的需要，补充了《工程化学基础》这样一门课，从而为学习包装专业相关课程做了系统的准备。

以天津科技大学为例，在加强基础课教学（如无机与分析化学，有机化学，理论力学，材料力学）的同时，加强学科专业前沿及现代创新科技知识教育，开设了《现代化学导论》、《现代生物学导论》、《环境科学与工程导论》、《数学建模》限选模块，以及《生物化学导论》选修课［9］。同时还开展“研究性”“启发式”教学，积极进行了教学方式的改革。

二、包装测试课程的教学目标及目前存在的主要问题

包装测试课程是包装工程专业的一门专业技术课程，传统典型教材中要求要求学生掌握的内容主要有：周期信号和非周期信号的频谱概念，随机信号的相关分析和谱估计的理论，数字信号处理的方法；测试装置静态特性和动态特性的描述方法，动态特性的计算法和试验测试测定法，根据测试装置的特征正确选择测试装置；各类传感器的工作原理和性能，常用显示记录仪器的原理和使用方法；各种典型物理量的测试方法；各种包装容器、材料及运输包装件的测试方法；分析测试中误差产生的原因和消除方法；包装国家标准和常用的典型标准［10］。

传统教材中涵盖的内容主要包括［11］：包装机械的测试；包装工艺过程中的测试；流通环境的测试；包装材料及包装容器的测试；运输包装件的测试；包装印刷测试等。

由于包装专业交叉学科的特点，课程涉及到了多个专业的系统知识，绝大多数教材考虑学时、内容难度等方面因素而对于部分内容的系统讲解进行了取舍，删除了部分内容，特别是部分较难的理论知识没有很好的系统阐述，导致学生学习后比较糊涂，难以学会、学通。

三、包装测试课程体系构建

如何选择甚至编写合适的教材，如何确定本课程包含的各部分内容，如何在有限的学时合理分配学时，合理安排各部分内容，已经成为困扰包装测试教学日益重要的问题。

以作者所在的河北农大大学为例，本校包装工程专业包装测试课程的学时为48小时，占3学分。根据课程的教学目标，将课程的内容分为4大部分：信号与系统、试验设计与数据处理、传感器（温度、重量、压力、冲击振动）、包装材料、容器和运输包装件的测试。

这4部分内容涉及的知识点很多，一定不要盲目的扩充知识点，而是要在有限的学时安排下，在保证知识体系体统全面的条件下，精选、优选讲解内容。下面对各部分应包含的内容及讲解进行逐一论述。

（一）信号与系统

主要内容包括信号与系统的描述及其分类、周期信号的傅里叶级数和离散频谱、非周期信号的傅里叶变换和连续频谱、离散时间信号与系统的分析、随机信号的特征描述（均方值、概率密度函数、相关函数、功率谱密度函数）等内容。掌握此部分内容处理需要基础课中的高等数学内容，还要系统学习信号与系统的内容以及概率论与数理统计的部分内容。

由于这部分内容理论性强，难度大，内容多，所以绝大部分内容都应进行系统讲述。河北农业大学这部分内容约讲授18学时。

（二）试验设计与数据处理

试验设计主要内容包括单因素试验设计与分析、多因素试验设计与分析、正交实验设计等内容；数据处理主要包括误差分类、随机误差和系统误差的分析、测量数据的处理、测量结果的分析方法（最小二乘法、回归分析法、图解分析法、逐差法等）等。

这部分内容的难度比较大，理论性也较强，所以绝大部分内容也应进行系统讲述。这部分内容约讲授14学时。

（三）传感器

主要内容包括传感器弹性敏感元件、传感器材料、各种传感器，如电阻类传感器、电容式传感器、电磁感应类传感器、光电类传感器、电化学式传感器、生物传感器、热敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器、电容传感器、、压电传感器、半导体传感器、码盘式传感器、压磁式传感器、电化学式传感器、生物传感器、热敏传感器、气敏传感器、湿敏传感器、核传感器、陀螺传感器、超声式传感器、特种及新型传感器、传感检测技术等。

其中，电阻类传感器包括电位器式（变阻器式）传感器、电阻应变式传感器、半导体应变计等；电磁感应类传感器包括电感传感器、变压器式传感器、磁电感应式传感器、感应同步器、霍尔传感器、磁敏管传感器、磁栅传感器、涡流式传感器、谐振式传感器等；光电类传感器包括光电式传感器、光纤传感器、光栅式传感器、红外传感器、颜色传感器、图像传感器等。

这部分内容还包括质谱计、气相色谱分析仪、光成分分析传感器（原子吸收光分析法、化学发光法、吸光度分光法）等内容。这是由于一方面本专业依托在食品科技学院下，讲解这些内容发挥了本校这方面的学科优势；另一方面，近些年来食品安全问题日益重要，并且越来越受到广大消费者的关注，食品安全已成为关乎国计民生的大事。学习这些内容，可以方便的测试食品中微量的有毒、有害物质。

在国外，以美国密歇根州立大学为例［13］，其本科课程中食品包装的主要内容之一是食品成分硕士生课程中的高等包装动力学、渗透性和货架寿命、包装材料仪器分析等都说明，在包装测试课程中，概率论和数理统计的部分内容和仪器分析的基础内容是必要的。这不仅是为将来的进一步学习打好基础，而且，大大拓宽了学生的思路，可以让学生了解更多解决实际问题的方法，在碰到实际问题时有更多的选择，能够提供更多、更合理的方案。

传感器种类繁多，这部分内容的知识量非常大，也有一定的难度。这就要求教师在授课时，选择性的讲述重点、难点内容，让学生自学相对简单的内容。比如，系统的讲授各种传感器的基本原理，并且将重点放在基本原理上，如电阻、电容、电磁感应类、半导体类、电化学类、生物类、气敏类等典型的传感器的基本工作原理，除了基本原理，其他的内容包括其他各种类型的传感器则由学生自学，因为掌握了基本种类传感器的基本原理，完全有能力进行传感器其他内容的自学。这样，不仅达到了教学要求，还提高了学生的自学能力。学生们自学的效果可以采用课堂提问、课后作业、考试等方式进行检验。这部分约讲授12学时。

（四）包装材料、容器和运输包装件的测试

主要内容包括纸包装性能测试、塑料薄膜性能测试、包装容器性能测试、缓冲包装材料性能测试、运输包装件性能测试等内容。由于此部分内容在包装材料学、包装动力学、运输包装等课程中都已经详细讲解过，所以，本部分的仪器测试内容以学生自学为主，教师需要讲授的是引导学生如何利用前面讲解的系统的基础知识进行综合性、设计性试验［12］，以解决具体的实际问题，培养学生的创新能力和综合能力。这部分主要进行试验设计的讲述，约讲授4学时。

以上的学时安排是针对河北农业大学而实行的，总体而言基本能够达到包装测试课程的教学目标，但由于此门课程涉及的知识较多，讲解时还是很紧张的。有的学校将本课程分为包装测试基础理论知识和测试知识两部分，并且分两个学期讲授，在学时上大大延长了，取得了较好的教学效果，这是很值得借鉴的。

包装工程教育的总目标应该是开放的、互通的、多学科融合的，我们要积极的进行教学内容、方法、手段和考试方法改革的探索。

在教学中，既要以教师的“教”为主源，同时也应让学生参与到整个教学环节当中来，变“容器式”式的被动接受为主动的知识获取，并运用所掌握的知识去创造性地分析问题和解决问题，这是培养创新型人才的有效途径。应“授之于渔”，而非“授之于鱼”［13］。

在实验课程上，除了开始必要的验证性实验外，还要多开设符合本专业的综合性和设计性实验项目，以提高学生的创新能力［12］。

五、结语

包装工程专业的发展是任重而道远的，需要全体包装工程专业的教育工作者不懈努力。比如，在教材编写上，广大教育者和科研者也需要不断更新教材内容，进一步编写涵盖各部分系统知识，合理分配学时的教材。同时，加强学术交流也是促进教学发展的一个很好的办法。总之，希望我们学校包装测试课程的讲授安排能够对各位同行有所启示，以进一步促进这门课程的教学改革，促使其更快更好的发展。

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The reform of package test course system

CHI Jian，YU Zhi－bing，CHEN Zhi－zhou

（Agricultural University of Hebei，Baoding 071001China）

This paper analyzes the typical problems of courses teaching of packaging engineering，and proposes solutions such as system to explain theory knowledge，reasonable arrangements of class hours，full self－study，to solve problems in theory，more content with fewer class－hours etc.We hope these solutions could promote the development of packaging teaching and reform.

package test；course system；reform

TB 487

A

1008－6927（2011）03－0351－04

2011－06－27

迟 建（1979－），男，硕士，讲师，主要研究方向为包装结构设计、包装CAD。

（

刘雪春）