探究性生产实习在“食品工厂设计”教学改革中的作用

孟永宏，陈卫锋，邓红，杨雅丽，黄小丽

探究性生产实习在“食品工厂设计”教学改革中的作用

孟永宏1，陈卫锋2，*邓红1，杨雅丽1，黄小丽1

（1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710119；2.陕西省生物农业研究所，陕西西安710043）

“食品工厂设计”是建立在食品工程多门学科基础课程上综合性很强的课程，但现有教学方法不利于学生将已学专业基础知识进行系统的整合与有效联系。为了培养工程专业学生的工厂设计和综合实践能力，在学校已有中试试验室和实践基地的基础上，将探究性生产实习引入该课程的教学中，打破实践教学几乎为零的局面，为培养学生系统合理运用工程机械知识、提高学生工程设计和创新实践能力、促进双师型师资队伍建设等打下坚实基础。

食品工程；工厂设计；实践；生产实习

食品科学与工程（Food science and engineering）专业人才的培养目标要求该专业毕业生应同时具有食品科学、食品工程相关知识，能在食品领域内从事食品生产加工、工程设计、生产管理、新品研发、品质控制及市场拓展等方面的工作[1-2]。工程能力的培养是工科高等教育的首要课题，工程设计更是食品科学与工程专业课程体系结构的重要组成部分；当前开设的“食品工厂设计”课程就是其中用于培养学生的设计能力和工程实践技能的一门必修课[3-4]。

在现代食品生产技术日益更新、机械自动化程度不断提高的背景下，“食品工厂设计”这门应用性极强的课程，需要利用丰富的课程实践教学，将涉及食品加工的计算、设计、生产、施工、研发、技术创新等一系列相关问题进行有效地整合，以适应市场需求，培养食品专业知识扎实、工程实践和创新能力强，综合素质高的复合型食品科技人才[5-6]。

探究性的生产实习活动是陕西师范大学食品科学与工程专业的大四学生，提前进入毕业环节时根据导师的应用性课题，在学校中试试验室（有果汁加工、乳品生产、天然产物提取、焙烤食品加工、果品贮藏保鲜等生产线）和校外20余个实践基地所进行的案例性课程生产实习，将这种活动与“食品工厂设计”课程有效结合起来，对于丰富“食品工厂设计”的内涵和改革理论教学方法均有不可替代的促进作用，特别是对培养适应当前现代化食品工业发展需要的创新型复合型高级工程技术人才更有重要影响。

1 探究性生产实习打破了本课程实践教学为零的局面切实有效地提高了学生的设计能力

过去的“食品工厂设计”课程几乎都是以教师讲授为主，呈现给学生大量文字和表格的理论教学，以及少量的工厂实例，授课形式非常单一，实践教学基本为零，学生由于缺乏对工厂的感性认识而不知道该如何设计，拿到具体的设计课题时经常一片茫然。“食品工厂设计”课程中根据个体对所学专业知识的兴趣和问题将学生每6~8人设为1个小组，自主选择感兴趣的真实课题（例如年产5 t猕猴桃NFC果汁生产线设计），在中试试验室进行探究性的生产实习。首先，在中试试验室的模块式果汁加工创新生产线进行为期5~7 d的实际实习操作，获得重要的感性认识和机械设备基本常识；其次是在食品工艺学的基础上，设计NFC果汁生产工艺，利用计算机软件对各个工艺环节的物料流量、热量流量进行衡算，计算出每个生产环节的物料和热量的利用效率，进而对整体工艺做衡算；第三是依据已学的知识和课外资料等数据的搜集，在衡算的基础上，由物料和热量通量对各个生产阶段的主要生产设备及辅助设备进行选型；第四是学生利用Auto CAD软件进行计算机制图，分别对NFC果汁生产的工艺流程图和生产车间布置图进行绘制，再对比中试试验室现场的传统浓缩苹果汁设备与生产车间布置，分析自己设计方案的优缺点；最后把自己的设计在计算机上进行模拟，同时根据已有的果汁加工模块重新组合与利用，尽最大可能在中试生产线上进行产品的试制，探究实现目标的可能性。

这种课程实践教学，不仅使学生初步了解食品工厂设计的主要流程、基本内容和实践方法，改变了“食品工厂设计”理论知识枯燥、抽象和难学的问题，更有效利用了中试试验室丰富的设备资源，提高了学生对相关食品工厂规划与设计的兴趣和初步的工程设计能力；而且通过亲历亲为课题设计任务的各个方面，养成学生独立思考、综合分析问题的习惯，消除害怕与依赖心理，更好的发挥其主动性和创造性，培养自主设计能力[7-8]。

2 探究性生产实习完善了课程教学的应用环节考核了学生专业知识的系统性和综合运用能力

“食品工厂设计”课程中引入的探究性生产实习活动，是对学生近4年来课程学习内容的系统性实践，它需要学生综合应用“食品工艺学”“机械制图”“食品工程原理”“机械设计基础”“食品加工机械与设备”“计算机绘图”“食品包装学”等多门课程的知识，完成真实课题任务中的工厂平面布局图、工艺流程图、车间布局图、设备剖视图等，同时还要保证食品的感官品质、营养品质，满足产品低能耗、高效益、环境友好、可持续发展的需求。比如学生设计年产10 t新型红枣发酵酸奶的工厂时，探究性生产实习活动是安排学生先在已建成的校外实习基地——酸奶生产工厂（如银桥乳业等）进行1周的认识实习，在加强对食品工厂感性认识的基础上，通过教师和企业技术人员对食品工厂发展状况的讲解，让学生了解实际生产状况、工艺设置、基本设备和工厂布局等情况，利用学习过的初步食品工厂设计知识，绘制酸奶生产工厂的工艺设计、工厂总平面设计和车间平面设计等简单图纸，为设计年产10 t新型红枣发酵酸奶的课程教学任务奠定基础。

学生结束认识实习后，再根据“食品工厂设计”课程基本要求进行一系列的新型红枣发酵酸奶工艺设计、物料热量衡算、设备选型、车间设备布置、平面设计图纸绘制等，完成课题任务，并在校内中试试验室进行工艺参数的试验验证和理论探讨。在此基础上，学生可进一步对酸奶食品工厂的选址、厂房布置、人员安排等进行统筹规划，详细说明厂址的合理选择、绿化设计、道路的设置以及生活区的安排等，并尝试进行经济效益分析和撰写可行性报告等。

在对食品工厂生产车间或工艺设计的过程中，不仅培养了学生查阅资料手册、标准和规范和整理数据的能力，更加充分激发了学生的主观能动性，提高了学生运算和绘图的能力，这种训练对于培养学生综合运用多门课程知识去解决实际问题、加深对专业理论知识的理解和系统应用具有重要作用[9]。探究性生产实习突出了工程教育背景下学生创新精神的培养，更深化了对学生独立工作能力和创新能力的培养，在整个“食品工厂设计”教学中，强化了专业知识的系统性，优化了学生所学的知识，并检验了学生的综合素质与工程实践能力，避免了理论学习和工程设计能力相脱节，有效提高了教学质量，为后续的毕业设计打下良好基础。

3 探究性生产实习促进了课程的双师型教师队伍的建设步伐扩大了校企合作的深度和广度

“食品工厂设计”这种实践性非常强的课程对教师的要求也比较高，它需要既能从事理论教学，又有过硬的专业技术能力，能够从事实践教学的“双师型”教师队伍。目前高校“双师型”教师实际非常缺乏，所以教师在企业或中试实验室指导学生进行探究性生产实习的过程中，他们可通过设计完成实际的科研项目，一方面可以提高教师自身的工程技术应用和实践教学能力，另一方面对于缺少企业工作经历和实践经验的新进教师而言，更就有机会将理论知识应用到实践中，强化工程专业技能。而优化教师体系结构，大力加强“双师型”教师队伍建设，已经成为社会和教育界的共同呼声[10]。

在探究性生产实习过程中，不仅使学生通过实践了解和掌握某项产品的典型生产环节，建立产品生产流程的概念，教师也能充分地了解和掌握实习企业的生产状况、加工方法、工艺技术和设备、生产管理等情况；更加重要的是生产实习可以检查学校专业教学中存在的问题，巩固和加深了教师的专业理论知识，开阔视野，增长见识，加强理论联系实际，提高生产实践与技术创新能力。通过教师和企业技术人员的密切合作互动，增强高校培养人才与企业发展的适应性，对推进教学改革，拓宽和提高教师的业务能力具有积极作用。

同时，“食品工厂设计”的真实课题也可以针对生产中存在的问题提出，以企业的“需求项目”为载体布置工程设计任务，进而深入分析、探讨和解决，更大地调动企业技术人员的积极性和主动性。尤其是一些工艺与设备齐全、任务饱满、技术力量雄厚的合作企业，可以从中聘任优秀工程技术人才作为学生导师，通过对生产过程中的典型事例的详细分析、形式多样的讲座、专题报告和交流活动，加大生产实习的信息量，拓宽学生的知识面，提高实习的兴趣和效果。这种在校外实习基地进行的以接近工程实际的设计项目为主要载体的探究性生产实习活动，不仅可以解决企业的一些实际问题，同时教学相长，校企协同相互取长补短[11]，在使学生工程基础知识得到全面的提高的同时，对于提升企业中具有丰富的实践经验但理论知识相对欠缺的生产技术人员的业务水平也有很好促进作用。当然，进一步完善和建设具有“多元”与“定向”特色的生产实习基地，对于提升探究性生产实习质量，将“食品工厂设计”理论教学与实践教学有机结合，增进校企协作深度广度都具有良好的作用。

总之，以培养学生实践能力和基础素质为目标，用新的视野、手段和理念，实行以“食品工厂设计”等食品专业课程为依托的开放性、参与性、辐射性、贯通全程式的实验教学模式-探究性生产实习，将充分利用大学学科齐全、学习资源丰富的优势，加大产学研力度，更有针对性的结合企业生产实际，满足学校以就业为导向的工程技术人才培养的需求，同时促进学生树立团队精神、发展特长、弘扬个性，提升工程设计和创新实践能力、工科素质，加快食品工程“双师型”教师队伍建设步伐和教师专业技能水平提高，实现新形势下食品专业多元化实习教学模式创新与课程实践教学的改革目标。

[1]朱新鹏.应用型食品科学与工程专业人才核心能力培养方法的探索[J].食品与发酵科技，2013，49（3）：97-100.

[2]李慧芸.基于卓越人才培养的食品科学与工程专业实践教学体系的研究与探索[J].农产品加工，2017（2）：76-78.

[3]蒲传奋，唐文婷，张岩，等.以人才需求为导向的“食品工厂设计”教学改革探讨[J].安徽农业科学，2014，42（7）：2 209-2 210.

[4]马晓军．“食品工厂设计”课程建设探讨[J].科技创新导报，2012（30）：192-193．

[5]黄亮，钟海雁，任国谱．“食品工厂设计”课程体系教学改革研究[J].科技信息，2009（28）：24-26．

[6]张钟，周天，海金萍，等．以就业为导向，强化工程素质[J].价值工程，2011（30）：174-175．

[7]邹强，孙燕霞，张崟，等．“食品工厂设计”课程实践教学的探索[J].食品与发酵科技，2016，52（2）：63-65.

[8]孙步峰.生物工程专业“生物工程工厂设计概论”课程设计初探[J].中国科教创新导刊，2013（20）：30.

[9]曾华彬，李汴生.食品科学与工程的生产实习教学模式[J].现代食品，2016（5）：75-76.

[10]邓惠明.基于校企合作的“双师型”教师队伍建设研究[D].成都：四川师范大学，2013.

[11]罗晓东，张丽萍，蒋月月.基于校企协同的生产实习改革[J].中国冶金教育，2017（1）：74-75.◇

Effects of Exploratory Production Internship on the Teaching Reform of Food Factory Design

MENG Yonghong1，CHENWeifeng2，*DENG Hong1，YANG Yali1，HUANG Xiaoli1
（1.College of Food Engineering and Nutritional Science，ShaanxiNormal University，Xi'an，Shaanxi710119，China；2.Bio-Agriculture Institute of Shaanxi，Xi'an，Shaanxi710043，China）

Food Factory Design is a greatly comprehensive course based on a number of basic courses of food engineeringmajor.However，the current teaching methods adversed to the systematic integration and effective connection of students'basic knowledge.In order to better cultivate their engineering design and comprehensive practical ability of engineering students，the activity of exploratory production internship is lead into this course of Food Factory Design on the basis of the pilot laboratory in the school and practice base in the company to break the situation of no practice in this course.Itwill have the best effects for the students cultivation in reasonable application ofmachinery knowledge to improve student engineering design，innovation and practical ability.It also will lay a solid foundation for the the promoting and construction of double founction teachers faculty in college.

food engineering；factory design；practice；production internship

TS208

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.059

1671-9646（2017）06b-0086-03

2017-05-21

陕西师范大学2016年度综合教改项目（16JG27）；课堂教改项目（16KG29）。

孟永宏（1976—），男，博士，副教授，研究方向为食品工程。

*通讯作者：邓红（1967—），女，博士，副教授，研究方向为植物有效成分分离提取、食品安全检测分析。