国际经济秩序下“食品工厂设计”课程建设的思考

张莉丽，张华江，张 爽，杨福明，陈志红，韩翠萍，徐 速

（1.东北农业大学乳品科学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150030；东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030）

0 引言

食物和饮料在人类生活必不可缺少，经过几个世纪的发展，食品制造业从厨房工业发展到涉及多学科的现代化复杂工业生产[1]。虽然近几百年以来，基础食品基本保持不变，但是不同产品的供应量和选择却大幅度增加，主要归因于工业生产技术的发展。我国是全球最主要的食品进口国，也是重要的出口国[2]，尤其“一带一路”背景下，我国食品的出口量将进一步加大。国内与日俱增的食品内需市场和广阔、不断开拓的国际市场亟需我国食品产业进一步升级[3]。食品产业技术转型升级、农产品加工创新技术产业发展离不开食品工厂的设计和建设。食品工厂的设计一方面是满足现代化企业生产管理和日益变化市场的需求，另一方面是为该领域培养输送具有食品工厂设计和实践能力的优质专业型人才[4]。食品工厂的设计需要基于自然科学、生物科学、大多数工程学科、相关立法、运营管理和经济评估的完整知识体系[1-5]。

“食品工厂设计”是我国食品科学与工程学科一门不可缺少的工程设计类专业课程[4]，是一门运用食品工厂工艺设计和非工艺的基础知识来指导食品工厂建设的科学，涉及食品微生物、食品机械与包装、制冷技术、食品工程原理、食品工艺学等多学科专业知识[6]。该课程以食品工厂为研究对象，系统地介绍了食品工厂建设的基础程序、工艺设计及非工艺设计等多方面内容。着重强调了食品科学的基本理论和工艺技术在食品生产加工中的实际应用及其对非工艺技术的要求，同时融入食品加工业的热点问题，如新工艺新技术的论证、食品加工安全、清洁化生产、环境保护等问题[7]。学生在学习的同时，除了要注重理论知识的不断深入学习，还要注重自己的理论和所学多领域知识与食品工厂的实际生产相结合，设计出可以用来生产符合国家法律、法规要求的食品卫生质量上乘的食品工厂，为生产出质优、价美的产品提供硬件保障。

1 “食品工厂设计”课程教学常见问题

“食品工厂设计”是我国高等教育院校食品学科普遍设置的一门课程。由于课程涉及面广、综合性强，需要“食品工程原理”“食品微生物学”“畜产品加工学”“食品机械与设备”“食品工艺学”等课程为基础[8-9]；由于课程涉及了多个学科领域的知识，如果学生偏重于专业，知识范围不广，就会给学生在学习该课的过程中带来很大的挑战。首先，考虑到这些因素，该课程一般在大学本科阶段的开课时间为第六学期或第七学期，也就是大三下学期或者大四上学期，这一时刻正是学生硕士研究生备考，国家、省市公务员准备和找工作的关键时期。因此学生不重视课程学习，也不愿意参加工厂参观和实习的现象严重。其次，目前青年教师是高校本科教育的主力军，大多数青年教师是博士、硕士毕业就从事教学工作，没有工厂生产经验[8]；该课程与工厂息息相关，所以大多数的青年教师仅能理论讲解，缺乏课堂互动、知识点共鸣、模拟设计的现象比较突出。最后，学生对“食品工厂设计”的掌握程度主要是以期末考核分数和平时实践分来体现，然而学生在期末考试中的表现就是在临考前的突击复习和死记硬背；实践教学仅仅反映在日常作业中，所以难以充分反映课程的实践性，造成了学生的综合实践能力没有得到充分的体现。课程内容涉及多个学科，参考书的讲解枯燥、乏味，学生觉得课程应用性小，学习不主动[10-11]。极个别学生对该课程表现出深厚兴趣，由于教师经验的缺乏，不能给予学生生产实践指导。针对以上教学实践中发现的现象，结合国际一流学科建设目标，对该课程进行了以下改革。

2 教学改革方法

2.1 建设稳定的教学团队和利用外校教学资源

经过多年的教学实践，东北农业大学食品学院的“食品工厂设计”课程教学已经形成了稳定的教学团队。不论是完善复杂工艺、技术和设备，还是新产品的开发和产业化都需要专业人士和拥有相关经验的专业研究人员，所以学院从相关企业和设计院引进了3 位具有工厂设计和实践的教师，同时配备了3 名具有博士学位常去工厂实践、经过工厂设计方面系统培训的教师共同从事课堂教学。在教学过程中教师们也改变填鸭式传统的教学模式，通过食品工厂具体案例剖析与讲解使课堂更加生动灵活，也能让学生自主思考，主动参与课程讨论，激发学生对该课程的兴趣。教学团队成员经常到具有代表性的食品企业进行考察、调研、学习，并且参与工程项目设计。6 位教师在教学中相互切磋、通力合作，在教学方法和内容上与时俱进，以完成既定课程目标。使学生能熟练掌握知识点的同时，培养了运用多学科知识点进行多维设计的能力。

教学团队充分利用网络教学资源和兄弟院校该课程教师进行线上线下的研讨会教学交流，不断提高团队教学水平。信息时代和新冠疫情激发了网络课程的高速发展，中国大学MOOC、超星、智慧树、雨课堂、蓝墨等课程平台为大学课程提供了很多教学资源[12]。福建农林大学陈团伟老师和南昌大学的刘军平老师分别在中国大学MOOC 上建设了“食品工厂设计”课程。

2.2 激发学生兴趣和设定课程目标

大学生具备优异的创新头脑、良好的掌握知识和市场调研的能力，因此在教学实践过程中引发学生的学习动力，往往能得到事半功倍的教学效果。①激发使命感。在课程引言部分分析中国食品在国际贸易的作用、技术壁垒，对比国内外食品工业发展的现状，分析我国食品工业的前景和机遇，使学生感受到身为食品人具有的使命感。②培养责任心。通过展示我国5 000 年的饮食文化，利用实例剖析市场的需求及对人才的渴望，激发学生身为食品专业学生的责任心。③发掘创造力。通过展示最新研究技术成果的工业化，分析食品工厂设计人员的稀缺性，鼓励学生在现有知识架构下发挥其创造力。通过以上的举措，引发了学生学习该课程的兴趣，为下一步安排工厂设计作业，完成课程目标奠定基础。④增强互动性。在课程进行的过程中，带领学生进入当地的食品企业参观学习，组织学生参与生产实践中，使学生对课程具有感性认识。

在完成课程首章基本建设程序和工厂设计的组成的讲解后，让学生结合现有知识、兴趣和市场需求提出项目建议书，并完成可行性研究报告书和工厂计划任务书。可以根据课程内容、课程设置的目标及学生参观实践后的感悟，给学生设置几个特定的题目：面包厂、酸奶厂、啤酒厂、雪糕厂等，让学生根据兴趣选择一个题目完成设计计划任务书。随着课程的推进，逐步完成食品工厂的厂址选择、工艺设计、总平面设计、车间设计、物料计算、辅助工程和环境工程设计。课程讲解完成，学生完结一个食品工厂的综合设计作业。依据学生的意愿，把学生分成若干小组，每组4～5 人，每组学生选择不同的题目，即使题目相同，也要有不同的设计风格。每个小组成员担任不同的任务，按照计划实施。在搜集资料时，可告诉学生专业的网站和有关的数据库。在这过程中，要不定期检查任务进度，学生遇到困难及疑惑时，及时耐心解答。

教学过程中，学生带着兴趣与问题来学习、完成课程设计，教师在课上对学生设计进行评议。学生掌握理论知识的同时，提高了创新思维和综合运用知识的能力，为期末理论知识考核、毕业设计、工厂实践和设计奠定了基础。

2.3 多种课堂教学方式

2.3.1 国内外实例教学

随着我国加入WTO 和食品工业的发展，国内食品企业逐渐在世界食品舞台上崭露头角，出口食品的工厂设计更应该采用先进的技术，以满足中东、欧美、日本和“一带一路”沿线国家的食品标准。因此，在教学中引入国外食品工厂设计实例，有助于学生更好地了解工厂设计的概念[5]。例如，通过国外工厂产品的生产视频，分析产品的生产工艺，确定设备名称型号、设备的相对位置等信息，帮助学生构建生产车间平面图。利用国内大型食品厂的总平面布置图，使学生了解分期建设工程如何设计。这些国内外工厂实例开拓了学生视野展开发散思维的同时，使课程更加生动、活跃，提高了学生学习兴趣。

就教学方法而言，参考了美国高等学校的教学方法，其本科生课程有鲜明的国际化人才培养目标，知识结构采取厚基础、博前沿，课程模式呈现“工程问题——解决方案”，培养方法采取“以生为本”的特色。课程涉及多学科交叉，强调理论与实践的融合，考虑基础与学科前沿，倡导课程国际化。另外，美国大学本科课程教学强调学生主动性的发挥。课程之“教”强调“吸引”“启迪”与“调动”，引入了独立学习、多学科交流、专题研讨、工厂实践与课堂轮转的灵活教学方式。

2.3.2 多媒体教学丰富课程内容

多媒体教学是现代化的教学手段，它能将语言很难描述的问题图声并茂、形象生动地展示出来，使枯燥的教学内容直观易懂，提高了教学效率和效果[9]。“食品工厂设计”课程的教学计划是32 学时。教学内容包括学习食品工厂设计的意义、基本建设程序、厂址选择、总平面设计、食品工厂工艺设计、非工艺设计、环境保护、基本建设概算和技术经济分析等[13]。课程综合性强、内容枯燥、涉及工程术语，传统的“教师讲授知识，学生接受知识”的教学方式需要改变。运用适合该课程的生动、直观、形象的现代化教学方式更容易被现代大学生接受。因此，在教学中利用图片、视频、动画、具有代表性的工厂设计图纸等资料，加强重点知识点的详尽分析，引发学生学习兴趣，帮助学生深入理解课程内容。

2.3.3 小组讨论与师生互动

东北农业大学食品科学与工程专业拔尖人才班的“食品工厂设计”课程采用小班授课。在学生部分完成工厂设计作业后，授课教师根据学生设计工厂的类型不同对学生进行分组，将同一类工厂设计分为1 组，整个班级会被分成4～8 个小组。根据相关的设计评分标准，每一小组成员分别展示本人设计，教师和学生点评设计，调动学生课堂学习的积极性和主动性，班级每位学生均会得到相应的设计得分。每组选出最优秀的设计在全班进行PPT 演讲展示。通过这一教学环节，激发了学生的创造力、表现力和团队协作能力。通过点评观看其他学生的优秀设计，借鉴其他学生设计的突出之处，补足自己的不足，通过对其他学生的设计进行点评，强化了学生对课程知识点的掌握和理解。

2.4 课程考核

大学教学的目的不是让学生死记硬背定理、概念、公式，在期末考试试卷上取得好的分数，而是通过课程的学习，让学生掌握工厂设计的基本步骤、原理及实际的应用[10]。因此，课程的考核不再拘泥于期末考试，而是加强平时对课程设计的指导和监管，引导和调整学生的创新设计思维，从工厂设计的每一个章节入手，展开教学，更加注重学生对“食品工厂设计”课程设计过程，使学生能够独立思考，培养学生养成解决实际问题的能力，学生对课堂学习内容的实践运用能力。课程考查分为课程出勤率、课堂提问、工厂设计作业和期末考试试卷多种形式来完成。教师指导每位学生完成一个工厂设计作业，学生能够把书本中的知识点与实践结合，并且在课后对作业进行不断补充、整理、完善，最终在期末试卷中考查学生对课程内容的掌握。相比其他课程，该课程要考核的内容繁重，是对大学学习知识的一个整体考核，着重培养学生解决生产中的实际问题的能力。

3 结语

在教学改革的过程中，通过展示国内外生产和工厂设计实例，扩展了学生的设计思路，开阔了学生的眼界，提高学生的学习兴趣、激发学生的自主创新能力；通过工厂设计作业的布置，要求学生每次课后对作业不断完善，使学生更加自律，也提高了学生的自主学习能力；利用小组讨论，提高学生的表达能力和组织能力，同时激发学生团体互助精神。总之，通过该课程的教学改革，激发了学生发现问题和解决问题的能力、培养了学生的创造力、提高他们的综合素质，为将来参加工业生产和教学奠定坚实的基础。