食品机械与设备课程的教学改革探索

2015-01-31冀照君吴恩奇

中国轻工教育 2015年5期

冀照君李华吴恩奇倪娜

（内蒙古民族大学，通辽 028000）

食品工业在社会生活中所扮演的角色越来越重要，不仅影响着当代人的身体素质和健康状况，还关系着后人的身体健康和智力发育，这在促进民族兴旺和国家昌盛的过程中发挥着极其重要的作用。随着我国社会经济的增长，人民生活水平的提高，食品除了具备良好感官特性的要求外，还需兼具营养丰富、搭配合理、方便快捷、安全保障以及某些特殊功能。人们对食品的高度重视，加速了食品工业化的不断发展，将会促进新型食品机械设备的不断涌现，这样才能解决人们对食品的需求日渐提高与工业化程度相对较低的矛盾。学校前些年大规模的扩招和就业形势的日益严峻，对食品科学与工程、食品质量与安全专业的学生提出了更高的要求，在新的就业形势下，高校教师需要不断思考，改变原有教学方法，与时俱进，才能满足专业的教学效果，使学生更加牢固的掌握食品机械设备的基本知识，满足社会需求。

食品机械与设备课程是食品相关专业的主要课程之一，主要介绍食品工业上食品机械设备的结构组成、工作原理、性能参数及初步的设计选型[1]。目前，各种琳琅满目的食品种类要求所用的食品机械设备也能够满足其工艺要求，具有某些特殊构造，还要求机械设备的所有材料不能生锈、密封性良好等特点。因此，单靠机械设计专业的人才已经远远不能应对新出现的技术、工业和理念，需要与食品工艺较为熟悉的人才相互配合，才能推动我国食品工业不断前行。

一、食品机械与设备教学现状及普遍存在的问题

1.教材内容落后，缺乏前沿技术

食品机械设备是食品工业先进与否的一个重要标志，其内容除了具有扎实的基本知识外，还应该具有一定的先进性和前沿性，与国际水平看齐。但是，目前国内食品机械与设备相关教材的出版更新速度相对较慢，内容无法涵盖所有类型的设备，不能反映飞速发展的科学技术现状。另外，目前的教材对各类机械的设计、原理、构造等内容进行了精简，也没有配备相应的动画材料，缺少实践环节，使得非机械设计专业学生难以掌握相关知识。

2.师生重视程度不高

食品机械与设备课程虽然是食品相关专业的必修课程，但许多学校对该课程的设置均有所区别，其课时数往往小于其他专业课，致使讲述内容有限，不能全面讲解食品工业中重要环节中的机械设备。同时，对于没有机械基础知识的学生来说，学起来很不适应，接受起来更加困难，待学生开始对课程有所感觉的时候，课程基本上也快要结束了；还有些学生认为食品相关专业毕业后，也不会从事机械相关的工作，学习起来有些怠慢[2]。因此，在短短的学时里讲解该课程是具有一定难度的。

3.师资水平相对不高

食品机械与设备课程不仅涉及机械设计相关知识，而且还需要符合食品工艺的各项要求，往往需要根据普遍使用的工艺流程来讲述配套的设备。这对于机械设计专业的教师来说，缺乏食品工艺相关知识，往往讲述内容倾向于机械设计方向，很难与食品工艺紧密结合；对于食品相关专业的教师来说，机械设计和构造的深层次知识掌握较少，只能根据食品工艺对各种机械进行原理和流程上的讲解，难度较大。

4.教学方法和手段落后，对实践性教学的重视不够

食品机械与设备课程是食品工艺和机械设计相结合的产物，在许多高校里，机械相关专业缺乏食品工艺所用设备，而食品相关专业却缺乏实践所需的材料供学生来拆卸，往往只设置理论课程，却忽略了实践操作。许多学校甚至不开设生产实习或食品机械相关的实习课程，学生只能坐在教室中通过空间想象力来学习该课程，接受起来非常困难，逐渐地降低了学生的学习兴趣。

二、食品机械与设备课程教学改革初探

1.合适教参的选择及前导课程的设置

食品工业技术的发展日新月异，食品机械发展水平也不断提高，新设备不断涌现，教材的出版始终落后于科研成果的更新速度，要使学习效果良好，选一本能够代表食品机械的最新教材至关重要。除使用经典的必备教材之外，在课程讲述时还应引入科技期刊、专利、会议论文、成果转化等最新文献作为教学的参考资料。另外，许多大学的教育一般都是以地方经济的建设为宗旨，因此，在课上补充一些本地区食品加工企业所用的机械设备。如内蒙古地区以乳、肉加工业生产厂家较多，且规模较大，有许多已毕业的学生就在其中工作，这些例子的列举，可以使学生在学习食品机械设备的同时，增加对相关企业的了解，有利于学生就业。此外，许多教材的侧重点不同，有的教材中以机械原理为主，而有的教材中则大篇幅地介绍理论和公式推导，没有介绍食品机械的应用状况，学生听课枯燥，因此，教师应对多种教参的基础上进行归纳总结，从学生的角度出发来进行详细讲解。

食品机械与设备的前导课程一般为机械制图、机械设计基础、食品工程原理等课程[3]。开设前导课程将有助于提高食品机械与设备的学习效率。但有些学校将机械制图、机械设计基础等设置为选修课程，且课时相对较少，学生模拟思维较差，部分学生甚至不具备基本的制图与设计能力，看不懂设备结构图，学习过程中存在很大的困难。因此，前导课程的开设将会大大提高学生的空间想象力、识图能力、图形设计能力，对食品机械与设备的理解能力明显增强，课程学习过程轻松自然。

2.合理安排教学内容，培养激发学生的兴趣

食品机械与设备作为一门必修课程，内容较多而学时相对较少，这就需要在合理安排教学内容的同时，培养学生积极主动的学习能力。在课堂教学过程中，如果能够很好地解决各个难题，可使学生获得学习中的乐趣。兴趣也是另一个最好的老师，学生们学习的关键在于兴趣能否被激起[4]。

（1）课程绪论的重要性及章节安排的有序性

在课程初始阶段，每门课都会先讲述绪论部分，食品机械与设备主要是强调食品机械在食品工业中的作用，应用范围及先进程度，还讲述食品机械的制造水平与一个国家科技发展水平的关系，国内外的发展现状以及与国外先进水平的差距及新技术的应用。然而，有许多教师和学生对绪论的讲解和学习都不够重视，故而导致学生有些厌烦，没有真正激起学生的兴趣。因此，绪论部分除了讲述课程的必备基础知识之外，还需采用一些技巧和方法，让学生了解本门学科的欠缺之处，用批判的眼光来看待，使学生能够认识到学习之后对社会的贡献非常之重大，切实感受到自身的用处。

然后是各个章节内容的有序安排应按照食品工业的一般流程，符合食品相关专业学生的思维习惯，使学生易于理解和掌握。机械原理是最难以理解的部分，学生往往缺乏空间想象力而不能理解机械运作的过程；结构则是最容易忽略的部分，学生往往不够重视而没能在理解的基础上加以识记；机械选配与设计是最难以掌握的部分，学生很难将其与各种生产工艺结合而不能完全领会其实质。

（2）多途径激发学生的兴趣

课程学习效果与学生的兴趣、教师的教学手段密切相关。幽默的语言、新颖的理念、深入的思考、成功的喜悦、彼此的好感等多种途径适当应用，将会达到事半功倍的特殊教学效果[5]。

首先，以适当的幽默和新颖的教学理念来吸引学生的注意力，使学生从紧张的学习状态中释放出来，轻松自然，不会感觉到上课时间的长久；设置悬念，引入思考，使学生不自觉地跟着教师的思维摸索，一步一步找出解决问题的出口，课程结束后达到一种“原来如此”恍悟之感。

其次，心理学研究表明，每个人都有渴望成功和实现自身价值的欲望，而学生如果在上课期间只是被当作“容器”一样进行知识的灌输，学生未能切身感受到自己的存在价值，这种学习过程会逐渐降低他们的兴趣和学习的渴望，这就要求教师除了认真准备授课内容，还应考虑课程的教学方法，才能让学生更容易接受。

最后，教师在课下还应该与学生多接触，多交流，走下高高在上的位置，让学生能够感受到老师的和蔼可亲，这种亲切感会让学生认为你是一个好的教师，这样也会增强学生对课程的兴趣，自觉学习。

3.应用多媒体辅助教学，促进感性与理性相结合

由于食品机械的运作是一个动态的过程，如果单纯使用板书进行理论讲述，学生脑海中很难会出现完整的机械运动过程，也就无法理解机械的设计原理、工作过程和重要结构，进而不能有效地接收所学内容，即使是暂时死背硬记通过了相应的考试，也失去了学习本门课程的意义。

多媒体集图形、动画影像、文字等各种信息传输为一体，可以来丰富课堂教学内容，改革教学手段，促进感性认知[6]。在教学过程中，教师可以使用图片、动画来配合文字，加深学生对机械运转过程的了解，刺激学生的感官系统，并同时将该机械放在较为典型的食品工艺流程中，观看食品工业生产视频，认识某一机械设备在工艺流程中所处的环节及作用，给学生身临生产现场的感觉，这样可以使学生不知不觉地完成了学习任务。

利用多媒体可以实现提问——思考——解释——记忆的教学程序来调动学生的积极性，还可以给学生提供一些食品机械的相关专利网站进行在线讲解，不仅可以让学生了解到最新的技术发明，还可以促进学生对发明专利的思考，激起学生对发明专利的渴望，同时，学生也学习了获取或查阅专利的方法和专利的写作结构。

与此同时，教师还可以通过培养学生的自学能力，来进行简单机械设备的设计并制作成动画，利用多媒体展示给大家，经过必要的讨论环节，使学生不仅能够品尝到成功的喜悦和能力的体现，还能够认识到设计的缺陷，经过自我审视，最终达到教与学的目的。

4.重视实践教学环节

食品机械与设备是一门实践性很强的课程，单纯的课堂教学难以达到真正学习的目的，即使是配合机械动画进行教学，也很难使学生完全了解机械的实际运转过程和在食品工业的某个环节前后的衔接过程。因此，本门课程应在课堂教学的基础上，根据课程特点和教学计划安排，加强实践教学环节（包括实验和实习两部分）。实验部分主要在校内完成，通过学生亲自观察、拆装、运转等，来理解机械设备的工作原理、结构设计及操作注意事项，达到课堂教学与实验教学的有机结合。然而，关于学生实验课上进行拆卸食品机械设备的教学过程，许多高校很难做到这一点[7]。在此提出了实践可以采用的一些建议。

第一，采用小型设备进行食品加工的小实验，来检测不同设备所得到的食品质量，进而了解食品工业中设备选型的重要性。如采用微波炉和微波干燥设备进行蔬菜的脱水，比较蔬菜脱水效率和复水特性等。

第二，观察机械空载与实际运转过程的异同，了解一些部件在该机械中所起的作用以及合理的安装位置，理解结构配合的合理性，设备衔接的重要性，细致地观察重要部件的设计原理并提出合理的改进方案，如发酵罐中空气分布器的结构和所处的位置，挡板的数量、高度、宽度、安装位置等。

第三，对于无法拆卸的部件，教师应采用相关软件（如AutoCAD、Flash）将工作原理和结构图进行绘制或做成动画，现场讲解，可以使学生更加容易理解，增强记忆力，达到良好的实验效果。

第四，在实验的基础上，还应该了解食品机械在工业上所处的环节，机械之间的衔接和大型设备的运作过程。结合食品的特殊工艺要求，如包装过程如何实现无菌化，灭菌过程中均匀输送与灭菌程度的关系等。因此该课程需要安排工厂实习两周，分别是在工厂检修前后以及检修过程中进行参观，使学生能够近距离地接触设备，检修人员还可以在工作之余进行耐心讲解，使学生受益匪浅。