“农产品加工学”实验课程教学改革探究

王永涛，吴继红

（中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083）

农产品加工业处于“粮头食尾”“农头工尾”，前连一产，后带三产，是我国农村产业中的关键所在，更是系统农业的创新动力。2018 年我国农产品加工业主营业务收入已近15 万亿元。“农产品加工学”是农产品加工业相关知识教学体系中最重要的课程之一，是食品科学与工程专业本科生的专业必修课程，主要讲授果蔬、粮油、畜禽、蛋等农产品加工技术与工艺相关的理论知识。而“农产品加工学”实验是在理论课程学习基础上，通过开展不同农产品加工技术与工艺的实验，实践课堂所学理论知识，加深感性认识，锻炼动手能力，积累实践经验，为将来可能的相关工作奠定基础。因此，“农产品加工学”实验是理论知识到实际生产过程中关键的衔接环节，此部分讲授不好将会直接影响学生对理论知识的理解，更会误导学生对实际生产的认知，最终影响产业专业技术人员的培养。

目前，“农产品加工学”实验或其他类似食品加工实验课的课程教学，多数院校采用传统的理论课与实验课交替进行的模式[1-5]，且实验课中以固定的、验证性教学实验为主，整个的教学体系比较单一、封闭，与其他相关基础和专业课程的联系松散，而更为重要的是，与实际生产的匹配度较低，甚至脱离实际生产，仅仅为了完成教学大纲的目标而开展教学。这就造成学生对实验课的积极性和主动性不高，主观上将实验课与理论课或其他相关课程“孤立”，无法将相关知识整体化、系统化，且对实际生产理解不足或错误认知，对后续生产实习、毕业设计、甚至工作就业产生很大负面影响。

为解决上述问题并不断提高课程的教学效果，笔者在教学方式、体系建设等方面进行了持续的探讨和实践。根据“农产品加工学”实验课程的特点，从课前、课中和课后3 个方面，将虚拟仿真、自媒体、数字资源、企业实习、科研训练等与传统课堂教学模式相结合，探索出一条前后串联的“全链条”混合教学模式，既可以充分调动学生的积极性和主动性，满足学生的差异化和个性化需求，又将整个“农产品加工学”的知识体系贯通，并紧密联系实际产业，弥补了传统教学的不足，大大提高教师教学和学生学习的效果。

1 传统“农产品加工学”实验教学中存在的问题

传统的“农产品加工学”实验教学在很大程度上是以教师为教学活动的主体，即教师设定实验的具体内容和方案，并主导和支配整个教学活动，学生则是被动地参与教学活动，课程内容死板、学生的主动性并不高。此外，传统的“农产品加工”实验只关注了对其理论课知识的验证，缺乏与其他实践及理论课程的串联，这也就造成了与实际生产的脱节。因此，这种传统的教学模式在实施过程中存在诸多不合理之处，难以适应现代化教育的需要。

1.1 教学内容和方式死板，差异化和个性化不足

“农产品加工学”实验是一门实践性课程，学生需要通过动手训练来提高实践技巧，并进一步理解理论知识，积累实践经验。因此，课程的重要目标是帮助学生正确认识实践意义。在实际产业中遇到的问题是多种多样的，不可能全部教授，但现行的课程内容过于固定，且以验证性的教学实验为主，这样就会让学生混淆理论与实践的真正含义，甚至使学生产生实验课就是“照着教师教的做，背背操作要点就可以”的错误想法。

同时，固定的教学内容和类似课堂的讲授使实验的过程形成了强制性的教学模式，难以满足不同学生对不同知识点的关注，无法个性化教学，严重影响学生兴趣的发挥，限制了学生的主动思考与反馈，大大降低了整个实验教学过程中的参与感，进而影响学生探究思维和创新能力的发展。

1.2 教学体系单一、封闭，教学手段落后

农产品加工是一个综合领域，单从原料上就分为了果蔬、粮油、畜禽、蛋等，这使得课程内容不得不分别开展，而不同原料之间加工方式的差异容易导致各实验部分之间自成体系、互相隔离。但实际上，各原料加工工艺之间是存在共性的（例如共性的杀菌、灌装/包装等），需要统筹讲授。此外，“农产品加工学”实验课是整体培养方案中的终端课程，它应该是前面所学基础课、专业基础课、专业课等课程的统一实践，因此要充分利用这个位置优势将教学大纲中相关课程的知识点进行系统化梳理、前后对接并实际应用，但往往被忽视了。

现代信息技术等新教学手段在理论课程的讲授中已经广泛使用[2，6-9]，如虚拟仿真教学、慕课、微信二维码资源、课外视频学习、在线自测练习等。这些新的教学手段很好地补充了课堂教学，充分调动了学生的兴趣和积极性，有效提高了课堂教学的效率。但是，在实验课程中，这些新的教学手段并没有被广泛地使用。

1.3 教学内容与实际生产匹配度低、脱离实际生产

实验课程的最终目标是通过动手实践来理解并在实际中应用理论知识，这就要求教学必须与实际生产紧密联系。但传统教学仅仅重视如何完成教学大纲中规定的实验内容，如实验目的、原理、材料与设备、操作要点等的讲解，然后演示操作，让学生动手完成实验和数据记录等。而这些内容仅仅是验证性的实验，其与实际生产过程是脱节的，需要后续通过中试生产线操作、工厂考察、生产实习等环节来进行补充和完善，否则就会误导学生对实际生产的理解、大大降低教学效果。

2 “全链条”混合教学模式的设计及实施方案

针对现有“农产品加工学”实验课程中课程内容固定、验证性实验为主，以及学生主观被动、学生参与程度低、教学手段落后、与实际生产脱节等问题，分别从课前、课中和课后3 个方面展开教学流程及内容的改革研究。

2.1 课前

2.1.1 系统化布局相关课程知识点

“食品保藏原理”“食品微生物学”“食品化学”等专业基础课是“农产品加工学”实验的教学基础，这几门课程的许多知识点需要在“农产品加工学”实验中进行实践，如杀菌、干制、腌制、褐变等原理。因此，在制定授课计划时，与上述课程及“农产品加工学”的主讲教师进行了深入讨论，确定了关键知识点，统一了“专业基础课→农产品加工学→农产品加工学实验”的体系构架，实现了知识点“讲解原理→学习工艺→动手实践”的前后串联统一。例如，“食品保藏原理”课中以牛肉罐头为例讲授杀菌原理，“农产品加工学”中重点讲授牛肉罐头的杀菌工艺，而“农产品加工学”实验中重点讲解杀菌设备使用和让学生实践牛肉罐头的杀菌工艺流程、参数设置和操作要点。

2.1.2 调动主动性，体现差异化

突破传统，取消课前发放实验指导书，改为给定实验内容及方向，让学生根据理论课所学到的知识，按照各自感兴趣的方向，通过课内外资料查阅，自行确定和设计加工学实验的产品及其加工工艺，并指明实验中应该注意的知识点，重点引导学生从前后课程中系统化理解相关知识点。例如，教师给定“NFC 果蔬汁加工实验”，学生以组为单位进行讨论，确定本组的产品类型，并以此来选择果蔬原料、确定加工工艺及操作要点等，之后明确实验中涉及到的相关知识点。而在实验课前，教师要查阅各组学生所设计的实验工艺及流程，分别给出指导意见。此过程中要充分利用多种交流途径（微信、QQ 等），增加沟通效率。

2.1.3 充分利用现代化教学手段

与虚拟仿真教学实验室进行联动，让学生在理论课学习和实验课实践中间，先进入虚拟仿真教学实验室进行工艺的设计、设备的认知和选型等，让学生在实验之前产生一定的感性认识。收集之前学生实验课完成后拍摄的照片和视频、发布的朋友圈、课程报告中的实验感受等素材，归纳整理后以学生视角来制作微信二维码资源或利用微信小程序等制作网页，在理论课中向学生推荐，引起学生的实验兴趣，充分调动积极性，引导学生主动查阅资料、准备实验；实验后鼓励学生将实验的感受、建议和意见通过当面交流、邮件、微信等途径反馈给教师，帮助课程进一步优化。

2.2 课中

2.2.1 统筹课程内知识点分布

“农产品加工学”实验属综合性实验课，知识点众多，因此要合理调控果蔬、粮油、畜禽、蛋等实验中的知识点分布，避免相互之间的重叠和交叉。实际操作中表现为，每类实验都要明确自己的关键工艺或操作，且要在整体课程中进行全局调控，合理布局每一部分中重点实践的知识点，避免互相之间的大面积重叠。例如，果蔬实验突出护色工艺、乳制品实验突出均质工艺、肉制品实验突出杀菌工艺、粮油制品实验突出抗氧化操作等。同时，传统教学中知识点的选择大多是教师根据理论的重要性进行，而不是从实际生产中总结出的关键节点。因此，需要教师与相关企业有经验的工程师讨论，共同确定实践知识点。

2.2.2 实验内容体现差异化

相同工艺流程或实验内容中，将不同学生小组之间原料或终端产品类型差异化。例如，在相同的肉罐头实验中，让不同的实验分组使用不同的肉类原料；在果蔬制汁实验中，让不同的小组分别实践浑浊汁、澄清汁和浓缩汁工艺。此外，实验中设定对照实验，包括失败实验、关键工艺缺失实验等。例如，在果蔬制汁实验中可设计护色、均质、脱气等关键工序缺失实验，或设计维C 添加不足，导致褐变的失败实验。通过对比成功与失败实验加深学生对关键工序的理解。

2.2.3 优化单元操作、中试生产线操作与实际生产参观的占比

实验课中手工单元操作能够满足学生最大程度的参与感、对关键工艺产生最直观和感性的认知，但却无法让学生学习生产线中工艺之间的衔接和整体工艺的调控；相反，中试生产线操作可以较好地学习整套工艺，但学生亲自动手操作的机会大大下降，这不利于对关键工艺的理解；此外，实际生产参观是工艺学实验重要的组成部分，有助于学生直接认知实际生产，但只有参观却是远远不够的。因此，从微观到宏观将实验顺序调整为单元操作、中试生产线操作和实际生产参观：其中，需要重点学习的知识点转化为关键工序的手工单元操作，分小组进行详细讲解和操作；之后分大组进行中试生产线操作，学习生产线的实际操作；最后到企业进行实际生产的参观，正确认识产业化生产工艺。以上3 个部分学时的占比大约在60%，30%和10%，也可根据实际情况微调。例如，果蔬制汁实验中，单元操作设计了榨汁、护色、均质和杀菌，之后分大组操作产量为0.5 t/h 的NFC 果汁中试生产线，最后再到某果蔬汁企业进行实地参观。

2.2.4 适当结合行业前沿，设计新技术或工艺实验

本科生实验大多为经典工艺的验证性实验，但随着信息技术的快速发展，学生接收或了解新技术的意愿大大加强，每年课程反馈的建议中均有关于增加新实验的要求。因此，在学时可能的前提下，根据学院技术与设备条件，增加了1～2 次的新技术实验。例如，依托于学院食品非热加工的平台优势，增加了食品超高压杀菌实验及超高压果蔬汁产品制作。

2.3 课后

2.3.1 组织课程总结讨论

课程结束后，教师组织各组学生交流、讨论整个实验过程，根据每组学生的不同情况系统梳理关键工序成功或失败、有或无对产品品质的影响，并让不同组的学生交流各自的心得体会。

2.3.2 调整考核方式与方向

改变之前实验课试卷考核的方式，转为实验报告和课程论文。其中，报告侧重对关键工艺、发生现象、相关知识点等的微观讨论，而论文侧重对整体工艺的理解、实验课与其他课程知识点的关联及学生对实际生产的认识等宏观讨论，最终目的是引导学生向产业化的方向思考。

2.3.3 强化与其他教学科研活动的衔接

从宏观角度来看，“农产品加工学”实验既是之前大一到大三本科教学的“总结”课程，同样也是之后生产实习、毕业设计甚至研究生科研活动的开篇。因此，教师积极推动实验课程与后续教学科研的衔接，尽量满足对某一实验内容有兴趣的学生能够进入相关的企业进行生产实习，选择到相关的毕业设计进行研究，甚至到研究实验室进行科研训练、承担URP 和国创等科研项目。

3 结语

多年来，固定验证性的实验教学模式使得学生习惯于“走过场”实验，而不是主动思考知识的应用，造成学生与实践应用能力的“渐行渐远”。前后串联的“全链条”混合教学可以弥补传统课堂教学的不足，将教学拉回“正途”。实行此教学模式后，一是充分调动了学生的积极性和主动性，满足了学生的差异化和个性化需求；二是将整个“农产品加工学”的知识体系贯通，并将之紧密联系和应用于实际，使学生所学能真正“实战”于产业化生产。经过连续几个学期的实施表明，在“农产品加工学”实验中引入“全链条”混合教学模式可以有效提升学生学习兴趣、提高教学质量，具有很强的实践推广意义。

但是，在教学改革中还存在一定的问题：①改革会显著增加教师的工作量，但往往在教学大纲学时的限制下，教师的工作量并不能被完全认定，因此，对实验教师的评价体系仍需进一步改革。②改革后开放性实验增多，实验原料、时间和人员的不确定性导致实验室的组织难度增加，且由于实验的多样性，加上中试实验，使仪器设备的维修和维护费用增加，实验成本增加。③改革后需要专业基础课教学组、实验课教学组、虚拟教学中心、本科毕设管理、企业等前后协同教学，这也增加了课程组织实施难度。因此，后续还需学校、学院层面进一步加大对课程教学改革的支持力度，从而保障教学质量能够得到进一步的提升。