现代食品工程原理实验教学剖析及改革探索*

陈燕萌，蔡吉祥，赵海燕，张春艳

(广西科技师范学院食品与生化工程学院，广西 来宾 546199)

食品工程原理是食品类专业必修的一门基础专业课，有很强的理论性和实践性，且与食品工业生产密切联系，在课程体系中起着承前启后和由理及工的重要纽带作用[1-2]。食品工程原理实验课程是食品工程原理课程的重要补充和实践，是学生理论联系实践的重要途径，对学生工程意识和工程思维的培养起着重要作用。笔者围绕现代应用型本科院校食品类专业人才的培养要求，结合四年的实验教学实践，对广西科技师范学院的食品工程原理实验课程的教学进行了改革探索，取得了一定的认识。

1 当前食品类专业食品工程原理实验教学中存在的主要问题

1.1 学生对该课程的重视度不够，缺乏学习兴趣

食品工程原理实验旨在培养学生运用基础理论知识分析并解决食品工业生产过程中各单元操作工程问题的意识和能力[3-4]。由于食品工程原理理论课程抽象难懂、繁杂枯燥，加上学生本身不理解该专业课程的性质和重要性，学生很难全面掌握课程知识要点，认为所学知识在以后就业岗位用不上，缺乏学习兴趣和学习动力，不够重视。故对于食品工程原理实验的学习，大部分学生都只是停留在表面，未能深入系统的学习。

1.2 学生欠缺理论与实践相结合的能力

食品工程原理实验课程的实验项目相对独立，且一个实验项目一般需要综合运用一类单元操作的综合知识，再加上实验仪器结构复杂，操作步骤及注意事项较多等原因，通常学生只能对着老师讲的操作规程依样化瓢，却缺乏自身对实验原理的理解、不清楚各步操作步骤的作用，甚至对于实验过程中所得的实验数据，大部分学生不懂其意义，更缺乏用理论知识处理和分析实际问题的能力，造成理论与实践脱节的局面。

1.3 教学设备陈旧，且每套设备实验工位拥挤

食品工程原理涉及的单元操作与化工原理的大体相同，因而现在高校现存的食品工程原理实验的仪器设备较多偏向化工方向，且大多是一些验证性实验项目，这让学生有种内容与食品行业不相关的错觉。此外，由于食品工程原理实验相关仪器设备价格较高，体积也大，因此对现有设备的更新换代具有一定困难，导致教学设备台套数不足，学生实验工位紧缺，通常为8～10人次/套设备，故学生动手机会较少，缺乏积极主动性，这是很多高校面临的问题。

1.4 教学方法及教学内容过于传统

社会经济的发展对现代应用型人才的新需求和高等教育发展的新形势，都对应用型院校实验课程的教学提出了新要求[5]，固有的教学内容和方法已难以满足现代应用型人才的培养需求。目前食品工程原理实验指导教师大多以传统教学方式对实验目的、实验原理、操作过程及注意事项进行“填鸭式”讲解，并亲自演示实验步骤，这种教学模式不仅不能激发学生自主学习，反而限制了学生的求知欲和探索精神，没有达到实验实践课程的培养目标。

2 食品工程原理实验的现代教学改革创新

2.1 引入微课课堂，增强学习效果

微课，是指运用信息技术按照认知规律，呈现碎片化学习内容、过程及拓展素材的结构化教学资源[6-7]。在食品工程原理实验中，制作了设备操作视频，用于课前通过网络途径提供给学生课前预习和课后巩固使用。在预习这个环节中，目前学生只是根据实验指导书的要求了解实验目的、基本原理，但由于食品工程原理实验操作步骤繁多，设备结构复杂，仅靠阅读实验指导书很难将具体实验步骤等做到熟悉于心，没有真正意义上做到课前预习，只是应付了事。由于预习不到位，学生在实际操作中就会不知所措、一脸茫然，甚至会出现操作错误，影响实验进程，影响实验结果，有时还会引发安全事故。如在筛板精馏实验中，需要求取全回流和部分回流时的理论塔板数NP及全塔效率ET和单板效率EM，整个实验任务繁重，涉及的原理抽象，精馏塔的结构及操作步骤也很繁琐，若在课前可通过微课的形式，将精馏实验的相关视频发给学生，学生于课前阅读实验指导书，并按微课视频的操作步骤进行观摩学习，熟悉设备构造、管路、阀门等，领会操作要点，这大大提高了预习的作用和效果。在此基础上，课堂中教师就可利用更多的时间和学生一起讨论问题，凸显学生的主导地位，增强了整体学习氛围。

2.2 实际教学与虚拟仿真教学相结合

虚拟仿真教学是一种共享型虚拟现实系统，是以计算机网络为核心，利用多媒体、人机交互和网络通讯等技术，购建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，为学习者提供一个生动、逼真的学习环境[8]。基于上述食品工程原理实验设备套数少、仪器使用偏向化工方向等因素，广西科技师范学院引入了北京东方仿真软件技术有限公司的“食品工程原理实验仿真软件”，在实际教学中增加虚拟仿真实验教学，“一人一机”的仿真实验工位，不仅弥补现存设备的不足和缺失，从而可增加和完善课程的实验项目内容。如恒压过滤实验，要求测量过滤常数K，虚拟滤液量qe、虚拟过滤时间τe及压缩性指数s，但实际教学中常因板框、滤布装置漏水、压力不能控制恒定等因素，造成实验不完整或实验数据误差较大，导致学生的学习兴趣不高。若将恒压过滤实验与虚拟仿真教学相结合，不仅弥补了实际教学中因设备原因造成的不足，学生还可通过恒压过滤仿真实验顺利地采集到准确数据。此外，学生还可通过虚拟软件平台，不受时间和地点的制约，自由地学习和复习相关内容，大幅度提供了学生的学习机会，且教师也可以通过平台适时检查学生的学习情况，多当面提高学生的学习效果。

2.3 跳出传统实验格局，增加综合性实验

食品工程原理实验与化学工程原理实验有多个项目相似或者相同，没能体现出食品工程原理的特色及工程原理在食品中的独特应用[9]。为了提高工程原理的食品性，提高学生的学习兴趣，应在食工原理实验教学中尽可能选用食品类材料，丰富实验教学内容。如在洞道干燥实验中，用萝卜块或水果块取代设备原配的湿毛毡，让学生感性地认识在干燥过程中物料的水分、外观、口感等变化，考查干燥条件和被干燥物料的形貌、大小等对干燥曲线和干燥速率曲线的影响。如此，即摆脱了传统实验指导书教学内容的局限，又增加了综合性设计实验内容，提升了学生的创新能力和动手能力。

2.4 引入学生创新课题内容，切入毕业论文设计

食品工程原理是食品类专业必修的一门专业基础课程，课程中的乳化、均质、浓缩、吸附、萃取、干燥等技术是食品企业常用的技术，实用性很强。如在蛋糕、饮料、面包、酸奶等食品生产中，常通过乳化技术混合各种原料，进而改进和提高食品的品质和稳定性[10]，而均质技术多与乳化技术配套使用；浓缩技术在咖啡、果汁、醋和乳品等食品工业应用较为广泛；吸附、萃取技术多用于食品安全检测、食品脱色等领域；干燥技术较多用于固体类食品的生产等，但在食工原理实验的传统教学中，往往缺少这些实用性实验项目的开展。在该课程中鼓励学生利用食工原理的知识，根据自己的兴趣自主设计一些单元操作的创新课题，选择适合的原料考查某种单元操作的影响，以此作为自己的毕业论文课题研究。此外，将课程内容与毕业论文相结合，既提高了学生的学习热情，也丰富了课程的教学方式，完善了课程内容，还缓解了每年学生毕业论文课题紧缺的现状。这是现代化综合性人才的培养要求，也是高校实践教学发展为未来趋势。

3 结 语

实践教学是提高学生动手能力，培养学生创新思维的重要途径。食品工程原理实验为学生拥有独立解决复杂工程问题的能力提供条件[11]。在实验教学中针对存在问题进行教学改革，引入混合式、多元化教学模式，不仅丰富了教学内容，也提高了学生的主体地位，充分提升了学生的创造力和综合素质能力，引导学生自己努力解决实际问题，此外，新元素教学的引入也对我国高等教育的改革、“双一流”大学建设进程的推进具有积极的影响。