粮食工程专业机械类课程教学与实践改革探讨

摘要：随着粮食产业科学技术的飞速发展，需要大批的粮食工程专业的高级技术人才。粮食工程专业中，机械类课程占重要地位并且具有内容丰富、涉及领域多、应用性强等特点，因此，探讨机械类课程教学与实践改革对于粮食工程专业至关重要。不断提升课程教学质量，提高学生的工程设计能力、实践创新能力，为粮食产业培养专业的技术人才。

关键词：粮食工程，机械，教学实践改革

引言

粮食是国家的战略物质，事关国运民生，粮食安全是国家安全的重要组成部分。近年来，保障粮食安全一直是中央和国务院“三农”工作的重中之重，“中央一号文件”始终聚焦“三农”问题。

目前在我国粮食生产与加工中，存在产业创新能力薄弱、技术装备相比于发达国家落后、人力资源开始出现短缺等问题，这些严重阻碍了粮油产业链的延伸和发展。“科教兴农”是解决目前我国农业生产技术落后、粮食生产加工产业创新力弱等问题的重要手段。随着社会与科技发展，粮食这一传统行业也正朝着多元化方向发展，主要涉及：粮油储藏加工、粮食质量与安全、粮食物流及信息化、粮食功能食品等，在粮油加工生产装备、管理营销等方面有着较强的人才需求。在此产业背景下，粮食工程专业在一些特色高等院校中应运而生。该专业囊括了粮油加工、贮藏、粮油质量与安全控制、粮机制造等工程技术领域，肩负着保障粮食安全与供给的重任，承担着发展农业生产链、为精深加工食品及其他行业提供多样化、高品质原料的任务。近年来，粮食产业的岗位，其技术性、专业性随着国家政策的重视与科技水平的提高，也越来越高，诸如产品研发、品质控制、工艺设计与调试等岗位，越来越需要大批高级专业人才。其中，对于这些岗位人才的培养中，机械类课程占重要地位，因此探讨其课程教学与实践改革至关重要。

1. 粮食工程专业机械类课程教学现状分析

1.1 开设课程不系统且各课程之间相关性不够

目前大多高校所设的粮食工程专业，其开设的机械类课程有工程力学、食品工程原理、机械设计基础、电工电子学、粮食加工工艺与设备、粮食储运机械与设备、CAD基础。但是机械原理、工程材料、互换性与公差等基础课程没有开设，三维制图、机械运动仿真等工具类软件培训也没有设置。各课程之间相关性不够强，缺乏一个大的实践课程或项目强化各课程之间的联合应用。学生无法系统获得机械类的专业知识，相关的专业基础理论教学内容和形式都适合在课堂中完成，其内容经典、清晰容易理解，可以作为通识。但是想要将这部分知识用于实践，难度较大。所以对于应用技术的学习不能仅局限于课堂理论基础的学习，应该加强实践学习。对于学生综合工程能力的培养，如何系统的培养学生的综合工程能力，应在教学实践中进行不断的探索研究。

1.2 学生缺乏学习动力

粮食工程属于极其繁杂的交叉学科，涉及到知识面极广，学生需要掌握的知识较多。学习的知识涉及的领域面广，不仅有一些基础性的理论基础课如物理、化学、生物学、统计学、工程原理、生物化学、英语、计算机基础、社会科学等，还需要掌握国内外相关的法律法规、各个国家的政策方针，还应掌握一定的專业课知识：粮油的安全检测、粮油的生产加工工艺以及目前粮食行业最新的科学研究等。当学习这么多课程时，学生不可避免地会发现不了重点并引起思维混乱。由于机械课程的理论和抽象性很强，其中大多数涉及计算、绘图、设计等，大多数老师采取“填鸭式”教学，这使课堂缺乏互动性，并且学生的效率低。结果直到课程结束，许多学生仍然对一些基本概念和理论知识非常含糊，对课堂课程失去兴趣。

1.3 缺乏实验实践

粮食工程专业课程内容广泛，原理复杂。目前我国的高等教育还一直处于在理论人才的培养层面上，大部分高校对实践教学的重要性认识不够深入全面，此外由于实践教学相对于理论教学，投资需求较大、管理困难等原因使得学生的知识面仅局限于课堂，没有足够的时间去实践，导致理论学习与实践学习结合不充足。而且大部分具有粮食工程专业的学院在课程设置，前期主要以大量的基础课程为主，而相关的专业课程则安排在后两年，这样导致学生的实践时间只能安排到专业课程之后，而这个时候学生要面临考研、找工作等，使得实践流于形式，理论与实践的结合更加不充分。并且很多粮食工程专业主要的实践、实验课程大部分为化学类实验，涉及到的工程类实验较少，以机械设计为例，相关的实践课程只有一个，设计与金工实习，其中金工实习虽然可以让学生了解机械加工方面的知识，但是对于粮食工程专业来说还远远不够，课程设计的内容过于老套，学生无法得到系统的训练。且由于大部分高校食品学院或粮食学院从事机械相关研究的老师较少，因此学生很少有机会能参与机械方向的科研活动，无法获取最新且与实际生产相关的专业知识。

2. 粮食工程专业机械类课程教学改革方法

2.1开设综合性实践项目，强化学生全面掌握机械方向理论知识和实践技能

为了使粮食工程专业的学生达到学以致用的效果，培养出满足社会与产业需求的优秀学生，相关部门应该积极创建一个完善、科学的实践教学体系，突出粮食工程专业的特色，提供良好的学习平台，实现教学与实践紧密围绕粮食产业。机械综合实践项目是对本专业相关理论知识点的综合运用的实训，能够使得学生正确理解各重要理论知识点及其之间的联系。该项目的顺利实施要求学生具有一定的专业素养，着重培养该专业学生的逻辑思维能力、软件工具使用能力与机械设计整个环节的掌握。该项目能够突破原金工实习、工程制图、机械原理、机械设计等专业基础课程相对封闭的教学体系结构，围绕项目设计主线，对相关主要课程进行重组与整体优化，按理论基础课、工程实践与实验课、设计训练课这三大板块，构建粮食工程机械相关系列课程的体系。重点突出工程设计与创新设计， 在各教学环节中以CAD/CAE为主线，贯穿整个综合实践项目，促进学生创新潜力的发挥，提高学生相关软件的使用水平与解决实际工程问题的能力。

重点建立新的实验教学、工程实践及实习体系。将原有的相关课程设计与金工实习改造成为机械基础和机械创新设计系列实验，废除陈旧的实验，特别是减少基础的验证性实验，将试验与实践改革以及课程体系、教学内容改革配套，同时增设难度较高但更加符合粮食行业背景的系列新实验和实践性教学环节，以培养学生创新设计能力、工程实践能力及解决实际问题能力。鼓励教师将科研项目与本科生教学相结合，通过小组分工使每一个学生参与到实际科研项目中关于机械方面的研究，如实验平台设计、仿真、搭建等。

2.2丰富实践教学的方法，提升学生的学习兴趣

多媒体技术的突出特征是具有超大规模信息容量的优势。大容量、高密度、多渠道的信息显示可最大程度使教学效果得到提高，并培养学生的创新思维能力。在教学过程中，先通过快速播放教师研究领域的相关背景，研究进展，分析存在的问题。将所设计到的机械类课程知识对学生提纲挈领，鼓励学生课外进行系统学习或者开展系列选修课，使得学生对机械类课程进行系统学习。对学生进行启发式教学，给出几个设计方向，让学生根据理论知识，使用相关工具（CAD、Solidworks/Pro-E、ADAMS、ANSYS等）对所布置的试验平台开发小课题进行设计。这样，学生就不会感到不熟悉或害怕在实践过程中进行的设计工作，可以使得学生能够迅速进入设计状态，提高学生的设计能力。可以依靠考试中心信息平台，实现更大范围（如专业间、学校间）的实践教学资源共享，同时可以提供即时讨论平台，方便学生与导师间的沟通，及时解决实践教学中产生的问题。不仅提高了实践教学的效率，更重要的是，这样的高效实践教学效率能够使粮工学生在毕业后快速适应行业需求。

2.3鼓励并带领学生参加相关赛事

为锻炼学生创新思维，不断提高学生的能力，可从改善教育环境、优化教育设施、变革教育模式入手。应鼓励粮食工程专业教师带领学生踊跃参加各种全国性的机械设计竞赛，如，全国大学生机械创新设计大赛、“挑战杯”等，这样既可以开阔学生与教师的眼界、提高学生实践創新兴趣与能力，同时在行业内还能提高专业与学校的知名度。

3. 教学效果分析

通过综合性实践，使得学生综合地学习并运用机械类知识，接触粮食行业的最新的工艺设备技术，充分熟悉行业环境与行业前景，不断地促进提升创新思维能力，以适应社会发展对人才的需求。在实践教学过程中，通过引导学生进行课外学习或者开展一系列相关的选修课，使学生获得系统的机械类专业知识。在实践教学过程中，通过科研与教学的结合，使得本科生积极参与到科研项目中，了解行业内最新研究进展，并且对后续的实践项目有更加深刻的认识，了解存在的科学问题，解决问题的手段与方案，方案可行性的研究，而不是只是单纯的从事机械设计项目，突出粮食工程专业相对于传统机械专业的特色。参加各种机械设计比赛，不仅可以开阔学生的眼界，还可提高其自身的创新实践能力和专业知名度。

结语

此次教学实践改革，可以解决目前粮食工程专业学生机械类课程学习效果差的问题，提高教学质量，使得学生获得系统的粮食工程机械类专业知识，将所学的知识应用于实践。制定科学的粮食工程专业学习机械类课程的培养方案，为该专业进行机械类课程教学实践提供参考。倡导教学与科研相结合的模式，使学生的综合素质显著提升，提高教学与科研成果产出效率，开拓一种创新人才培养新模式。

作者简介：

何学明 （南京财经大学食品科学与工程学院/江苏高校现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏南京210023，讲师），研究方向为粮油检测技术与装备。

基金项目：

南京财经大学校级教学改革课题（JG19225）。

江苏高校品牌专业建设工程项目（PPZY2015B152）；南京财经大学校级教学改革课题（JG19225）。