农业院校食品机械类课程教学模式的探索与实践

刘登勇 盖圣美 史秋峰

（1.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；2.南京财经大学食品科学与工程学院，江苏 南京 210046）

农业院校食品机械类课程教学模式的探索与实践

刘登勇1盖圣美2史秋峰1

（1.南京农业大学食品科技学院，江苏 南京 210095；2.南京财经大学食品科学与工程学院，江苏 南京 210046）

从农业院校食品机械类课程教学目标出发，通过对修订教学大纲、确定课程内容、制作课件、实践课堂内外结合的教学方式与综合评价体系的研究，探索一条提高教学效果的途径。

食品机械；教学改革；农业院校

据统计［1］，截至2010年中国共有235所高校设有食品类专业，其中理工类院校只有53所，其他均为农林、财经、师范等无工科背景的院校。杨新泉等［2］对国内外30所高校典型食品专业食品加工学的历史沿革分析表明，56.25%起源于农学基础学科。大部分农业院校学科发展背景总体偏农、偏理，工科背景较弱，相关教师也非常少，开设的相关课程只有“工程制图”、“机械基础”、“化工原理”、“食品机械与设备”等少数几门，以致培养出来的学生严重“重理轻工”。基于此，最近几年南京农业大学食品科技学院在食品机械类课程的教学模式上进行了改革和实践，并已初见成效。

1 明确培养目标，修订教学大纲

食品机械类课程教学以应用型为主，即学生只需了解各种具体类型的食品机械，掌握常见典型机械的使用和简单维护，必要的话可以对某些机械设备提出改进建议，而非设计制造新型机械。因此，南京农业大学新版教学大纲分别开设了“机械基础”、“食品机械与设备”等相关课程。“机械基础”主要介绍机械组成的一些基本原理和规律，以及食品机械与设备中常见的传动机构、通用零部件、机件材料等，使学生初步具备识别、分析与应用简单机械结构和传动规律的能力。“食品机械与设备”主要介绍典型食品工厂中常见的物料输送机械，以及清洗、分离、粉碎、混合、干燥、杀菌、冷热处理等单元操作设备，内容涉及结构特点、工作原理、操作和维护要领等，使学生认识到机械设备在现代食品加工与质量安全控制中的重要地位和作用，初步具备食品工厂设备选型、典型机械设备使用与维护的能力，并具有食品加工机械的简单设计与改进创新意识。

2 确定教学内容，精心选择教材

2.1 教学内容的改革与实践

依据培养目标和教学大纲，对相关课程的教学内容进行大幅调整。由于没有“电工学”、“工程力学”等前修课程，只有27学时的“机械基础”课程，因此，教学必须补充介绍相关内容，如静力学基础、材料力学基础、电动机和液压传动的应用等，对于不同的传动机构只简单介绍其结构、原理、类型、在具体食品机械中的应用和简单计算，如带传动的打滑和张紧、带传动和轮系传动比的计算等，而不涉及过多的设计制造方面的内容。

理论教学注重教学内容整体与局部的和谐统一。在“食品机械与设备”课程的绪论部分从食品机械分类方法的角度，简要介绍课程整体结构，包括各种类型食品加工机械设备的类型、功能及总体的选型原则；然后用6学时详细介绍输送机械，并补充介绍流体输送管道、连接件和阀门；再按照单元操作顺序，逐一介绍清洗、分选分离、粉碎切割、混合均质、热处理、干燥浓缩、杀菌、制冷等机械设备，由于每个单元操作的机械类型很多，课堂主要介绍基本原理，并以其中一、两个典型机械为例做具体分析，包括工作原理、结构特点、操作维护要点、应用和选择等。

2.2 教材与参考资料的筛选

可供选择的相关教材非常多，但没有一本完全适合，自编教材出版之前，“机械基础”暂时选用清华大学出版社的高等学校应用型特色规划教材《机械设计基础（近机、非机类）》，同时将陈秀宁编著的《机械设计基础》（浙江大学出版社）、胡继强编著的《食品工程技术装备：机械基础》（科学出版社）作为主要的教学参考资料。

作为一门实践性和应用性很强的专业核心课程，教材的作用不仅是作为学生上课的参考资料，教材还应该成为学生课后拓展知识面、从事毕业设计乃至毕业后工作中重要的参考工具书。“食品机械与设备”课程选用许学勤主编的《食品工厂机械与设备》，该教材体系完善、内容丰富，不仅添加了诸多新型机械设备的内容，且各章均有思考题和自测题，可满足学生的多种需求。同时，作为主要教学参考资料的还有：面向21世纪课程教材《食品机械与设备》（马海乐主编，中国农业出版社），因主编所在单位江苏大学的相应课程为国家精品课程，且考虑到农业工程机械，与本校实际可适当结合；《食品机械使用维护与故障诊断》（袁巧霞、任奕林主编，机械工业出版社）；《食品机械设备维修与保养》（邱礼平、龙秀主编，化学工业出版社）等。

3 多方收集素材，制作特色课件

充分应用现代多媒体技术和网络信息资源，通过中国高等学校教学资源网、江苏省高校多媒体教学资源网等教学资源共享平台，收集和研习相关精品课程的多媒体课件和课程资料，同时结合产学研合作、会议交流过程中收集的诸多相关企业视频资料，设计制作一套富有个性特色的多媒体教学课件。

“机械基础”引入优秀的动画素材，让枯燥死板的机械零部件动起来，有效提高了教学效果；同时在相应章节插播视频，如讲到轮系传动或螺纹联接时播放卓别林的幽默经典电影《摩登时代》片段，讲到带传动时播放饮料生产流水线局部视频，当然播放时间不可过多占用课堂教学，某些较长视频文件简单演示后可提供给学生课后自行观赏。

“食品机械与设备”课件主要展示设备结构图、实物照片、视频录像等素材，教师讲授时适当结合具体案例，让学生在课堂教学很短的时间内有效接受相关信息。如讲到各种输送带的特点和选用时，可结合连续式烤炉、连续式油炸机、果蔬清洗机、螺旋速冻机等设备的输送带照片分析其选用依据；讲到悬挂输送时，可播放家禽屠宰现场的视频片段，形象生动，一目了然；讲到分选设备时，顺带介绍本校老师依据声学原理通过敲击法检测鸡蛋微裂纹的发明专利，让学生感觉知识的应用就在身边，增强他们的亲切感和自豪感，教学效果明显提高。

为了避免过多的无效元素干扰教学效果，在课件设计时幻灯片的主体一般采用白底黑字，需要强调的文字则采用红色或蓝色，字体统一采用24号以上黑体，原则上每张幻灯片不超过150字，很少采用切换和文字动画效果。

4 采用课堂内外结合的一体化教学方式

4.1 心理定势、兴趣培养

兴趣是最好的老师，而兴趣培养的关键在第一堂课。正面心理定势的形成可通过首次接触时的新颖性和参与性实现，如“食品机械与设备”以标题“一瓶果汁的坎坷之旅”开篇，引发学生思考和讨论，逐渐引入介绍食品原料（苹果）到成品（果汁）的系列加工设备（清洗、分选、输送、榨汁、过滤、均质、脱气、杀菌等）、水处理设备、包装设备等，进而引入介绍食品机械设备的分类和该课程教学的章节安排计划等。

4.2 课堂讨论

课堂讨论是进一步提高学习兴趣、激发学生思考、检测教学效果的重要手段，主要有两种方式：① 实时地设置问题供学生当堂讨论或课后思考；② 每次预留一个设备的结构图，指定某学生根据预习情况讲解，然后其他同学点评，最后教师总结，这样大家就都会在上课之前预习相关内容，课堂讲解时不至于看不懂结构图。

4.3 课程设计

课程设计一般在学期初布置，2～4人自行组成一个设计团队，一是因为单独完成的话设计工作量相对较大，二是为了培养学生相互团结、充分研讨、分工合作的集体精神。设计内容主要分两种情况：① 生产线设计和设备选型，包括产品方案分析及技术要求、工艺设计、物料衡算、设备选型与设计、设备流程图绘制等；② 单机设计，包括设计原理、主要参数及其依据（计算）、结构图解与文字说明等。要求在课程结束前3周按规定格式递交设计文本，并以团队的形式上台汇报，教师和其他同学共同点评。

4.4 实验实践

在实验实践教学方面，注重技巧和技能训练，先是教师提出问题，引导学生进行观察、思考和讨论，然后教师点评和讲解。所设定的实验内容一般与相关产品的加工工艺相结合，以利于激发学生兴趣和独立思考为准则；具体而言，主要包括果蔬打浆机操作、饮料生产线、肉制品生产线、制冷系统以及校外工厂参观实习等。

如打浆机实验采用的是20世纪80年代的试验设备，结构简单，便于演示和操作，但也存在结构、材料等诸多设计缺陷，通过学生的自我观察、动手操作、集体讨论和教师点拨，以及苹果酱加工操作，既使学生对打浆机的结构和原理有了非常深刻的理解，同时又加深了他们对食品机械设备卫生安全性和选型原则的理解。

此外，针对校内实践资源相对不足的现状，课题组积极拓展校外实习基地，一般是与课题组有 产学研合作项目的食品加工企业，如南京桂花鸭集团有限公司、扬州天歌鹅业有限公司、镇江百事特鸭业有限公司等，达到每届学生至少外出一次的目标，每次参观实习的时候均由1～2名带队指导老师向学生介绍工艺流程及具体机械设备的性能和使用等，这一环节大大增强了这门课程的直观性，并给了学生接触实际、了解行业现状的机会。

4.5 走出课堂

通过SRT计划（大学生创新训练计划）、明日工程师论坛、创业计划大赛等相关学生科技活动的选题引导、立项倾斜，尤其注重对学生机械设计等创新意识的发掘和保护，鼓励和保护机械或结构设计类作品，逐渐增加机械工程类内容在这些活动中的比例，激发学生对机械工程的兴趣，提高学生的机械工程素质。

5 建立综合评价与考核体系

5.1 课程考核

在课程考核方式和教学效果评价方面，注重应用能力和专业素质的考核，尽量减少只需记忆的条框式内容。期末考试分数占总成绩的70%，采用闭卷笔试的形式进行，题型主要是应用型，包括各类机械设备的基本原理、操作使用技能、设备选型、案例分析等；平时成绩占总成绩的30%，主要由课程设计、教学中的互动反应等方面构成，课程设计应该成为促进和考查学生能力发展的主要渠道之一，使学生按小组在老师的引导下，通过调研、自由选题、资料查找、讨论设计等，最终在机械工程类能力方面得到全面提高。

5.2 能力评价与认可

对于学生在机械设计方面的思想积极性要充分保护，对他们的设计创新理念要加以引导，对设计作品要进行鼓励和表扬，必要的话协助他们进行成果物化。如，食品科学与工程专业2008级本科生刘美超、王翠、王月飞通过校级SRT项目自主研发的圆柱状固态食品取样器［3］已经获得国家实用新型专利授权；邵娜娜、陈慧娟、张哲铭共同发明的粘稠饮品内壁清理装置［4］也已受理为实用新型专利。

1 中国食品科学技术学会.食品科学技术学科发展报告［M］.北京：中国科学技术出版社，2011：5.

2 杨新泉，江正强，杜生明，等.我国食品科学学科的历史、现状和发展方向［J］.中国食品学报，2010，10（5）：5～13.

3 南京农业大学.圆柱状固态食品取样器：中国，201120111085.2［P］.2011－09－28.

4 南京农业大学.粘稠饮品内壁清理装置：中国，201120196873.6［P］.2011－06－13.

Improvement and practice of teaching model of food machinery in agricultural university

LIU Deng－yong1GAI Sheng－mei2SHI Qiu－feng1

（1.College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing，Jiangsu210095，China；2.College of Food Science and Engineering，Nanjing University of Finance ＆Economics，Nanjing，Jiangsu210046，China）

Starting with clear and definite teaching objectives，by revising teaching outline and detailed content，designing new computer courseware，practicing teaching method and merit system in and out class，a method was discovered to improvie the overall teaching effect.

food machinery；teaching reform；agricultural university

10.3969／j.issn.1003－5788.2011.06.053

南京农业大学《食品机械与设备》精品课程建设项目（编号：2011－273）

刘登勇（1979－），男，南京农业大学讲师，博士。E－mail：liu＠njau.edu.cn

2011－08－01