探讨食品工程原理课程教学方法

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引言

近年来，我国食品工业高速发展，对食品工程专业方面的人才需求剧增。大学本科教育在培养食品专业人才方面的作用至关重要，作为一级学科，食品科学与工程专业是应用性较强的一个学科，本专业培养的毕业生主要从事一线的生产工作，对专业技术的要求较高，可以为我国食品工业健康和持续发展提供人才和技术保障。“食品工程原理”是食品科学与工程专业的一门必修基础课程，主要包括传热、流体、精馏、干燥等食品加工中常用的单元操作。本课程是一个综合类课程，需要学生具有良好的高等数学、物理化学等基础知识储备[1]。此外，本课程的特点是理论和实践紧密结合，要求学生将学到的理论知识能够应用到实践中，从工程实践的角度分析和解决问题。因此，本课程难度较大，学生在学习时容易抓不住重点和难点，对相关知识理解不透彻和深入，导致学生学习起来十分费力，不能较好掌握理论知识，难以完成运用理论知识解决实际工程问题的教学目标[2]。在“以学生为中心、目标为导向”的新工科工程教育认证背景下，调动学生学习的主观能动性，激发学生的学习兴趣，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力至关重要[3]，这也是促进食品科学与工程相关专业发展的关键[4]。本文作者结合自身教学经验和体会，从教和学的角度入手[5]，探索食品工程原理课程教学方法，以期提高教学质量和教学水平。

1加强理论知识讲解，突出重点、难点章节内容，实现“教师教得透”

食品工程原理课程由多个单元操作组成，每个单元操作又由很多晦涩难懂的理论知识组成。这就要求教师严格把控备课质量，了解每个章节内容的重点和难点，熟悉重点内容中相关公式的推导过程，做到对所讲知识的整体框架和具体细节内容的完全掌握，真正实现“教师教得透”。课件制备过程中，要求教师梳理出章节内容的重点和难点知识框架，做到课件生动、精练；制作一些动画模型讲解理论知识，增加课堂趣味性，加深学生的理解；加强教师与学生的互动环节，通过提问和交流营造一种放松、自由对话式的上课环境，让学生参与到教学过程当中。对于比较重要且难懂的公式，教师要在黑板上逐步完成公式推导过程，同时要求学生拿出纸和笔同步完成。在此过程中，不断加深同学对公式的理解和掌握，激发学习的潜力和兴趣，活跃课堂气氛。总之，只有教师完全掌握课程内容才能在上课中做到有的放矢、掌控上课节奏、完成教学内容，实现“教师教得透”的目标。同时，教师在课堂上要不断引出实际工程案例，将理论知识与实际工程问题进行衔接，引导学生利用课堂所学理论知识对实际问题展开分析，培养学生解决问题的能力。也可以采用课堂提问和小组讨论的方式针对某一工程问题进行讨论，通过自主思考解决问题，加深学生对实际工程问题的认识和解决思路的印象。

2基于SPOC模式教学，采取线上线下混合式教学，完成“学生学得好”的目标

当前，线上线下混合式教学成为疫情常态化下主流教学模式[6;7]。教师可以通过在线方式授课，或者事先录制上课视频发布到超星学习平台供学生们学习[8;9]。但由于食品工程原理课程内容多、难度大，混合式教学应根据实际情况，合理安排线上线下教学比例。从实际线上教学中不难发现，有些学生在课堂中注意力分散、不集中，易开小差，一旦错过教师讲解的重要内容，后面会很难再跟上教师教学的进度，线上教学的效果和质量远不如线下授课。因此，本课程教学仍要以线下教学为主。结合河南农业大学实际教学情况，食品工程原理课程采用小规模限制性在线课程（SPOC）模式进行线上线下教学，线下教学为主，线上教学为辅。具体做法主要包括：教师在上课前事先将课程重点内容录制成视频课件并详细讲解，同时制备讨论环节，随后将课程视频和讨论内容在MOOC平台作为作业发布给学生，让学生预习教学的重点内容。在实体课堂教学中除讲解重要内容外，着重了解学生已掌握的知识和未掌握的知识，针对学生们存在的疑惑和问题进行答疑，提高讲课质量和效率。同时，教师课下在MOOC系统中提交课程作业和在线讨论环节，进一步巩固课题中所讲知识，帮助学生掌握课堂内容，通过这种课前预习、课中讲解、课后复习的三段式模式实现“学生学得好”的目标。

3注重实验和实践教学环节，培养学生工程素质

实验课程是检验学生是否良好掌握食品工程原理课程中理论知识的一个重要环节。实验环节与课程内容中的单元操作一一对应，但传统的食品工程原理实验设备存在结构简单、不易操作等问题，部分实验操作都是由老师来完成，学生的参与度不高，影响教学质量[4]。虚拟仿真软件很好地解决了这一问题，它可以应用到实验教学当中，学生们可以在电脑端学习课程中的各个单元操作，增加学生对相关知识的理解和掌握[10]。同时，虚拟仿真软件的使用可以让学生反复练习和操作实验过程，提高学习效率和学习兴趣[11]。因此，在实验课进行之前，可以先让学生利用虚拟仿真软件对课程内容先行了解和学习，带着问题和疑问去上课，课堂上老师可以留出更多时间答疑，提高教学效率和质量。同时让学生尽可能多地自己动手参与到实验全过程，从实验中充分理解和领悟课堂中学到的理论知识。注重学生生产实习和毕业实习等实践教学环节。生产实习和毕业实习也是食品科学与工程专业学生的必修课程，有利于培养学生的动手能力和工程实践能力。本环节内容是要求理论与实践紧密结合，学生可以将课堂所学理论知识应用到实际工程问题当中。因此，本环节在实施过程中，要强调食品工程原理课程中单元操作在工厂实际生产加工过程中的应用，根据工厂实际情况为学生设计对应的工程方面的课题，让学生根据课堂上学到的理论知识解决实际生产过程中的工程问题。以河南农业大学为例，在生产实习和毕业实习过程中，要求学生重点体现食品工程原理课程中1-3个重要的单元操作，学生根据各自的题目，利用课堂中所学的理论知识完成工厂设计、设备选型、图纸绘制，显著提升了学生分析问题和解决问题的能力。

4改革课程考核方式，注重学习的全过程

食品工程原理课程是期末考试中最难、挂科率最高的学科之一，也是学生们公认最难的专业基础课。在“以学生为中心”的教育背景下，教师可以改革课程考核方式，如降低期末考试成绩占总成绩的比例，增加平时成绩比例[12]。平时成绩可以分为课前预习、课堂学习和课后复习三个阶段。在课前预习中，学生可以在MOOC平台对教师发布的课程重点和难点进行预习，并完成相应的思考和练习题；在课堂上，设置提问和抢答环节，鼓励学生上台进行习题的讲解；课后布置作业题和课后讨论环节，要求学生将作业题和讨论内容提交至MOOC平台，部分作业设置成学生互评，部分作业由教师评阅。教师制定各个环节对应的量化评分标准，对学生们平时成绩中的三个阶段进行打分并汇总，计算出平时成绩。5结语教和学是影响教学质量的两个关键因素，如何实现“教师教得透，学生学得好”是食品工程原理课程教学方法改革的关键。在疫情常态化的背景下，今后的教学要根据实际情况，在符合新工科人才培养目标的前提下持续改进和完善，进一步提高教学质量。

参考文献

[1]张乐道,段续,任广跃,王国泽,程立坤,卢俊.“食品工程原理”课程激发学生自主能动性的研究[J].农产品加工,2022(04):84-85.DOI:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2022.02.054.

[2]宋云云,刘伟民,陆道礼.鼓励学生以实际应用为导向进行“食品工程原理”课程学习[J].农产品加工,2021(23):84-87.DOI:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2021.12.021.

[3]汪昌保,程轶群,孙柯,杭华.国内外食品工程原理课程教学研究发展现状与思考[J].食品工业,2020,41(05):241-245.

[4]石玉刚,李栋辉,房升,陈杰,陈跃文,顾青.基于自主学习的“食品工程原理”参与式翻转课堂的探索[J].农产品加工,2022(12):106-108.DOI:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2022.06.057.

[5]尚宏丽,孟鑫,常宝贤,刘建春.讨论式教学在《食品工程原理》课程中的探索与实践[J].微生物学杂志,2021,41(03):120-123.

[6]张燕,卜秀娟,奚春宇.“混合式”教学模式在食品工程原理实验课程中的应用与探索[J].食品与发酵科技,2019,55(03):116-119.

[7]张艳杰,林顺顺,张剑,程李琳,王银平,牛斌,梁栋.食品工程原理课程教学在工程教育认证下的探索[J].中国食品,2022(13):25-27.

[8]刘畅,盛建国,史巧巧,孔德昭,李雅琪.对疫情常态化下“食品工程原理”课程教学方法的探索[J].现代面粉工业,2022,36(01):36-37.[9]汪立君,刘毅,张博雅,周忻,殷丽君.混合式教学在食品工程原理实验教学中的应用[J].食品工业,2021,42(10):264-267.

[10]陶能国,黄师荣,陈秀梅,陈东方,刘文杰,欧阳秋丽.虚拟仿真技术对食品专业工程能力培养的影响[J].农产品加工,2021(10):107-110.DOI:10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2021.05.063.

作者：梁栋，罗东升，遆晋松，程李琳，张剑 单位：河南农业大学；食品科学技术学院