工程教育专业认证背景下“食品工厂设计”教学改革探讨

张存胜，田潇瑜，闫景坤，霍书豪

（江苏大学 食品与生物工程学院，江苏 镇江 212013）

0 引言

2016 年我国正式成为《华盛顿协议》正式签约成员，协议要求工程教育专业认证必须以学生为中心，以培养目标为导向，坚持持续改进，分别从教学条件、课程体系、师资等方面考核专业质量，为工程教育的可持续发展与国际人才的培养奠定良好的基础[1]。食品科学与工程专业是由食品工程、化学、化工、机械、生物等多学科交叉形成的年轻学科，具有较强的工程性。“食品工厂设计”是食品科学与工程专业中具有较强工程性的专业课程，对工程教育专业认证具有较强的支撑作用。然而，传统的教学模式不能满足食品科学与工程专业的工程教育专业认证需求，需在教学模式、教学方法与考核方法中持续改进。基于工程教育专业认证背景，探讨江苏大学食品科学与工程专业“食品工厂设计”教学改革措施，以实现课程对毕业要求有力支撑。

1 “食品工厂设计”教学内容相互关系

1.1 课程教学内容的相互关系

“食品工厂设计”的教学内容包括多个章节，如厂址选择、食品工厂总平面设计、食品工艺设计等内容，然而，每一章节的内容存在紧密的联系而并非独立存在。

“食品工厂设计”教学内容之间的相互关系见图1。

食品工厂工艺设计是课程的核心，其他章节为食品生产车间的外部设计服务。食品工厂建设基本程序主要介绍建厂前的工作流程，厂址选择讲述食品工厂厂址选择的原则、方法等，一旦食品工厂的厂址确定，便进入食品工厂的总平面设计环节，最后设计的重点为食品生产车间内的设计，即食品工厂工艺设计。此外，该课程还涉及经济、法律、卫生设计、安全生产设计和环境保护等非工艺设计，其设计均按照工艺设计提出设计要求而进行。因此，食品工厂工艺设计是课程的核心。

1.2 课程与实践环节的相互促进关系

“食品工厂设计”是一门源自食品工厂生产过程的课程，本科生单独学习尚不能提高学生对知识的充分掌握，需通过实践环节进一步学习方能提高学生对食品工厂具体的认识。食品科学与工程专业的课程体系中，有多个工厂实习环节，包括金工实习、专业认识实习、专业生产实习、毕业实习等，能够多次进入工厂认识食品加工过程、了解食品加工设备和生产过程，有助于强化对食品工厂设计的认识。

“食品工厂设计”课程除课堂教学外，还设置了“食品工厂设计课程设计”，该实践环节以具体食品工厂设计实例而开展食品工厂设计。例如，年产1 000 t 精米的食品工厂设计等，学生基于产品背景调查，分析建厂的必要性，分别从产品生产方案、加工工艺选择、方框图、物料衡算、热量衡算、食品加工设备设计与选型、经济核算等内容进行工厂综合设计，并绘制食品工厂总平面设计图、工艺流程图、车间设备布置图3 张图纸。一方面充分利用前期课程（机械制图、工程图学、食品工艺学和食品工程原理等） 知识开展工厂设计；另一方面，通过具体实例设计，进一步强化对课堂知识的吸收与应用，强化了学生对食品工厂设计的认识和知识的记忆。

2 教学内容改革与探索

2.1 以食品工厂工艺设计为主、非工艺设计为辅的教学思路

与其他课程不同，“食品工厂设计”具有较强的工程性、综合性和复杂性，学生学习课程时难度相对较大。因此，在课堂教学过程中，任课教师应把握课程的教学主线，结合具体实例对工艺设计部分进行重点讲解，以促进学生对重点知识的理解与吸收。围绕食品工厂工艺设计、厂址选择、食品工厂总平面设计等内容重点讲解，并在这些章节上多分配教学时间。

非工艺设计的涉及面较广，不同的设计内容可采用不同的教学方式。例如，食品工厂的安全设计与环境保护，采用课堂讨论模式进行学习，学生课下通过资料查询了解相关知识，在课堂上进行讨论。此教学模式可促进学生利用课余时间，提高课堂的教学效率并增强学生对相关知识的理解与记忆[2]。

2.2 授课方式的多样化

为提高课堂教学的生动性和激发学生的学习兴趣，将传统课堂中单纯的“教师讲-学生听”的授课方式改为“多样化”教学，包括电子课件讲解、食品工厂设计实例、食品车间生产过程视频播放。同时，适当布置适量课堂作业，力争当堂知识当堂吸收，对部分非工艺设计内容，把学生分成多组开展课堂报告与讨论，每组讲解一部分知识点，各知识点汇集成总的非工艺设计教学内容；与此同时，对学生的课堂报告进行打分记录，形成平时成绩的一部分。在后续的调查中发现，授课方式的多样化能够激发学生对课程知识的兴趣，充分调动学习积极性，达到了良好的教学效果。

“食品工厂设计”课堂教学与考核的多样性见图2。

图2 “食品工厂设计”课堂教学与考核的多样性

2.3 重视学生的反馈

工程教育专业认证提倡以学生为中心的教学持续改进，学生是学习的主体，要达到良好的教学效果，需了解学生的诉求，正确引导学生对课程知识的学习，方能达到良好的教学效果。通过问卷调查，能够充分地了解学生对课程的意见与建议，教师根据反馈意见及时调整教学方法，能够有效地促进学生学习兴趣的提高，及时解决学生在学习中遇到的问题，能够为今后的课堂教学改进提供宝贵的依据。

2.4 考核方式的多样性

在食品科学与工程的课程设置中，由于课程的综合性，“食品工厂设计”往往设置在专业课学习的后期，此时学生的学习兴趣较刚入学时已有明显下降，且部分学生处于考研初试的准备期，时间和精力有限，且期末考试周往往是多门课程的集中期，若将课程的考核方式集中于期末考试，通过短时的课程复习达到教学目标。

改进课程考核方式，使考核方式多样化，促进学生把课程知识吸收，也符合工程教育专业认证的导向和要求。在“食品工厂设计”教学改革中，课程考核方式由“以考试为主”改为“考试、课堂报告、作业、课堂讨论”多种考核方式，降低考试的比例至70%，适当提高平时成绩占比，有利于促进学生平时学习的积极性，对课堂知识的及时吸收。

3 课程的持续改进方向展望

3.1 加强与其他学科紧密结合

食品厂生产加工依赖于生产设备与生产工艺，随着工业技术的革新，人类正经历第4 次工业革命，食品工厂生产正趋向机械化与智能化发展，要求工艺设计人员需深入了解与食品工艺设计相关的其他学科知识。因此，课程需与其他学科与专业紧密结合，如与机械、智能制造、电气专业相结合，能够让学生充分了解机械设备现代化发展趋势，在设备选型时可采用更为先进的设备。此外，深入学习食品加工相关的法律、经济和环境专业方面的课程知识，有助于学生在工艺设计时向非工艺设计提出合理的参数，使工艺设计更符合各项标准。

3.2 课程与实践紧密结合

“食品工厂设计”课程涉及厂址选择、总平面设计、食品工艺设计等多方面教学内容，与食品工厂的实际生产结合较为紧密，仅仅通过课堂讲解与视频播放难以让学生充分将设计过程与生产过程形象地联系在一起。通过工厂实践环节的学习，能够让学生更具体地了解食品工厂形貌、现场观察食品加工设备及其生产过程，了解生产过程的控制方法，能够在具体实物上对食品工厂有更充分的认识，将有利于课程知识的理解与学习。