鄭茂強，蔡洪芳，朱穎越，邢廣良

常熟理工學院生物與食品工程學院（常熟 215500）

2016年，我國正式成為《華盛頓協(xié)議》會員國，標志著我國工程教育和質(zhì)量保證體系實施進入新階段。工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，其成果導向教育（Outcome Based Education，OBE）核心理念以學生為中心，成果導向，持續(xù)改進，盡可能把工程實踐與素質(zhì)教育結合起來，突出學生綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1-2]。工程教育專業(yè)認證成為我國高校專業(yè)學科建設的推動力，也是高校課程教學改革的指揮棒。

食品機械與設備是食品專業(yè)工程教育認證要求中必須開設的一門工程基礎課，與食品工藝學、食品工程原理等其他課程構成食品專業(yè)的主干課程體系，其教學質(zhì)量和教學效果日益受到重視。食品機械與設備課程主要介紹食品加工過程中常用的機械設備的分類、工作原理、結構特點、使用性能、適用范圍等內(nèi)容，是一門專業(yè)性和實踐性較強的課程。該課程是培養(yǎng)學生認識食品機械、應用食品機械和開發(fā)食品機械的重要基礎，課程的教學效果直接關系到學生畢業(yè)設計完成質(zhì)量，也決定了學生食品工程綜合能力培養(yǎng)的高度和深度[3]。在中國工程教育認證快速發(fā)展的背景下，以OBE理念為指引，對食品機械與設備的課程目標、課程設置、教學實踐措施及考核方式進行探討，旨在提升該課程的教學質(zhì)量和效果，并為教學活動的持續(xù)性改進提供參考。

1 課程目標

工程教育認證對學生工程素養(yǎng)的要求體現(xiàn)在人才培養(yǎng)方案中，如工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具等，每一項又細分為不同具體要求。食品機械與設備課程也結合常熟理工學院食品專業(yè)畢業(yè)要求，制定了具體的課程目標。

1.1 課程目標1：體現(xiàn)在工程知識方面

了解機械設備的運動構件組成和運動特性，掌握食品機械的分類、工作原理、適用范圍等工程知識，理解食品機械與食品品質(zhì)、單元操作的關聯(lián)性，提升學生的食品加工工程化意識，充分發(fā)揮機械設備在食品加工過程中的價值。

1.2 課程目標2：體現(xiàn)在問題分析方面

培養(yǎng)學生根據(jù)食品加工需求分析問題能力，結合食品機械特性和我國食品機械現(xiàn)狀進行設備選型、多方案優(yōu)選，提升學生對國產(chǎn)食品機械設備的認同意識。

1.3 課程目標3：體現(xiàn)在設計/開發(fā)解決方案方面

提升對食品加工生產(chǎn)線設備方案設計、單機設備開發(fā)能力，結合影響食品加工設計成敗的因素，提升學生食品加工設計細節(jié)關注能力，增強對食品加工生產(chǎn)設計的大局意識。

1.4 課程目標4：體現(xiàn)在使用現(xiàn)代工具方面

理解食品品質(zhì)提升追求與食品加工機械局限性之間的差距認知，培養(yǎng)學生利用現(xiàn)代工具對食品加工工藝進行創(chuàng)新和對生產(chǎn)工程解決方案進行變通的意識。

食品加工特點決定食品加工機械設備的多樣性，造就課程知識點繁雜、內(nèi)容抽象枯燥、學習難度較高的特點。教學實踐過程中需要根據(jù)課程目標的指引，不斷優(yōu)化教和學實踐過程，達到課程育人目的。

2 教學實踐

2.1 課程設置依據(jù)專業(yè)特點

以常熟理工學院為例，食品科學與工程和食品質(zhì)量與安全專業(yè)均開設食品機械與設備課程，但課程設置側重點有所不同。對于食品質(zhì)量與安全專業(yè)，該課程為考查課、非學位課，共32學時。其教學內(nèi)容主要為食品機械與設備的分類、結構、工作原理、功能特點、適用場景、注意事項等。對于食品科學與工程專業(yè)，該課程考試課、學位課，共64學時。教學內(nèi)容在食品機械與設備基本教學內(nèi)容的基礎上，增加機械基礎和實驗教學內(nèi)容，旨在提升學生對機械運作特性的理解，增強學生對食品機械結構認知和動手實踐能力，滿足學生畢業(yè)后參與食品企業(yè)生產(chǎn)活動的需求。

2.2 授課形式動態(tài)調(diào)整

2.2.1 授課內(nèi)容梳理重構

由于食品原料種類豐富、加工方式迥異、產(chǎn)品形式多樣等因素，食品加工機械種類繁多、功能特點及適用場景千差萬別，造成食品機械課程內(nèi)容繁雜，使得學生學習難度極大，授課內(nèi)容需要根據(jù)課程目標重新進行梳理重構。

授課內(nèi)容應與企業(yè)生產(chǎn)培訓相區(qū)別。企業(yè)生產(chǎn)培訓更強調(diào)具體特定的加工機械、生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程、規(guī)范操作、應急處理等相關操作實踐能力培訓，從而服務于企業(yè)生產(chǎn)活動。大學教學更加強調(diào)通識教育，更側重于食品機械的分類、工作原理、適用場景、功能特點等工程知識的教學。當然兩者之間不是割裂的，課程授課內(nèi)容可以結合地區(qū)的食品加工行業(yè)特點選取具有代表性的加工機械設備進行精講，如稻米加工行業(yè)碾米設備、油脂行業(yè)浸出設備和精煉設備、奶制品行業(yè)瞬時殺菌系統(tǒng)、飲料行業(yè)灌裝設備等，其他機械設備略講，這樣安排有利于學生在有限時間內(nèi)接觸更多種類機械設備，使得學生進入工作崗位后能夠更快適應不同類型食品加工機械的工作場合，更好服務于當?shù)厣鐣a(chǎn)需求。

授課內(nèi)容應注重不同類型機械設備異同性。食品加工機械設備種類繁多，結構組成不同，但機械設備間存在一定關聯(lián)性。如清洗機械、干燥機械、殺菌機械、冷凍機械中的隧道式機型中都涉及輸送機構，其工作原理、結構形式多與物料輸送機械雷同，可以為學生打通相關知識隔閡。切片機、切丁機、絞肉機、斬拌機、果蔬碎解機、打漿機等設備同屬于切割碎解機械，由于原料特性差異、加工目的不同等因素影響，相關設備的關鍵結構形態(tài)各異，適用范圍不同。通過食品加工機械設備的異同點對比分析，能夠有效提升學生在工程實際過程中的問題分析能力，為畢業(yè)設計和企業(yè)生產(chǎn)線設計的設備選型奠定良好基礎。

2.2.2 動畫視頻資源精選活用

食品機械與設備的知識內(nèi)容是枯燥抽象的，即便教材有插圖、參觀過食品企業(yè)，但由于認知局限性，部分機械設備對學生的理解掌握仍會造成極大困難。通過模型、動畫、視頻等多媒體形式教學，能夠有效降低課程學習難度。日益豐富的網(wǎng)絡多媒體資源為課程多媒體教學提供良好的便捷性和可行性，結合課程目標進行精挑細選，靈活應用于課堂教學及課前自學。機械設備模型的flash動圖，如平面四連桿結構、齒輪傳動結構等，可以讓學生更直觀認識機械運動特性。原位清洗（CIP）系統(tǒng)、流化床干燥設備、超高溫瞬時殺菌（UHT）設備等的工藝流程動畫視頻，有助于學生深刻理解食品機械的工作原理。動畫視頻等多媒體資源的充分利用，有助于激發(fā)學生對食品機械設備的學習興趣，填補學生工程機械認知盲區(qū)，獲取良好教學效果。

2.2.3 實驗教學合理規(guī)劃

食品機械與設備課程具有較強的理論性和實踐性，實驗教學對于食品科學與工程專業(yè)學生更為重要。食品機械種類繁多、設備體積重量差異大、設備價格高低不一，課程實驗室建設需要結合學院現(xiàn)有設備實施實際情況綜合考慮，量力而行。以常熟理工學院為例，課程實驗教學開設5個教學內(nèi)容：食品機械材料拉伸性能實驗側重于加深學生對食品機械所用材料的機械性能認識，理解食品機械的選材要求；粉碎機、槽式混合機、干式制粒機3個實驗側重于提升學生對食品加工單機設備的直觀認知，通過設備整體觀察、設備拆解、關鍵結構測繪等實訓提升學生動手操作能力和工程制圖能力，通過視頻演示、資料查詢、報告撰寫加深學生對食品機械操作流程、安全注意事項等知識的理解掌握；小型啤酒發(fā)酵生產(chǎn)線實驗可讓學生認知不同機械設備在食品工藝過程中的協(xié)調(diào)配合作用，通過啤酒生產(chǎn)線放大設計實訓提升工程問題發(fā)現(xiàn)和解決能力。通過實驗教學強化食品機械與設備工程知識到工程實踐的能力轉化，提升為社會生產(chǎn)服務能力。

2.2.4 思政育人潛移默化

食品機械與設備課程內(nèi)容存在枯燥抽象特點，但同樣可以挖掘思政元素激發(fā)學生愛國主義情感。我國擁有悠久的農(nóng)業(yè)加工歷史，石磨石碾等糧食加工設備、傳統(tǒng)釀酒設備雖然結構形式與現(xiàn)代食品加工機械存在差異，但其工作原理相通。我國現(xiàn)代食品機械與設備在改革開放后快速發(fā)展，張家口磨粉機、揚州油脂浸出器等糧油加工機械達到世界先進水平。通過思政教育，一方面能夠活躍該課程的課堂氛圍，另一方面有助于提升學生對國產(chǎn)食品加工機械的自信心和自豪感。盡管我國食品加工機械整體水平與世界巨頭企業(yè)還存在一定差距，但只要年輕一代認同國產(chǎn)機械，積極采用國產(chǎn)機械，認真研發(fā)國產(chǎn)機械，在科技強國、中國制造等國家發(fā)展戰(zhàn)略指引下，我國食品加工機械科技水平將會更上一層樓。

2.3 學習過程調(diào)動督促

2.3.1 學習匯報適時安排

食品機械與設備課程不僅要傳授工程知識、提升工程實踐能力，更要注重學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，學習匯報則是綜合能力的體現(xiàn)之一。相比教師授課，學習匯報更容易激發(fā)學生的參與欲、表現(xiàn)欲，更容易得到廣大學生的關注和重視。根據(jù)授課計劃和知識點難度，安排合適的食品機械供學生自主學習。學生按照匯報提綱，通過微課、動畫視頻、機械廠家網(wǎng)頁等資源學習，消化吸收并梳理為匯報內(nèi)容。學生匯報時由學生和老師共同評分，提升全體學生參與度。

2.3.2 課后作業(yè)拓寬視野

食品機械是食品行業(yè)快速發(fā)展的重要支撐，我國近年來食品加工新技術新機械快速發(fā)展，并不斷投入到生產(chǎn)實踐中。當前食品機械與設備教材內(nèi)容仍以經(jīng)典加工機械的介紹為主，課程教學有必要引入新技術、新機械相關內(nèi)容。通過課后作業(yè)形式適當安排，如超臨界萃取設備、超高壓殺菌設備等新機械自學內(nèi)容，學生了解相關機械設備的工作原理、結構特點、適用場景等工程知識，拓展學生的認知視野。

2.3.3 測試題庫激發(fā)動力

食品機械與設備課程為食品專業(yè)核心課程，學生對成績非常重視。同食品工藝學、生物學等課程不同，由于食品機械設備的多樣性，造成課程知識點碎片化嚴重，給學生學習掌握造成難度。通過對每章節(jié)知識考點進行梳理歸納，如食品機械與設備的分類、結構特點、適用范圍、使用注意事項等，采用單選題、多選題、判斷題、填空題等題型建立題庫。每章學習結束后，通過藍墨云平臺的云班課進行課堂練習、階段測試，有利于激發(fā)學生的學習動力，掌握鞏固所學知識內(nèi)容。

2.4 考核方式側重過程

食品機械與設備課程考核要體現(xiàn)以學生為中心、以成果為導向、注重過程管理的理念，強調(diào)學生最終學到了什么。課程考核分為平時考核和期末考核，其比重分別占綜合成績的70%和30%，降低期末考核比重有助于改善考前突擊現(xiàn)象，提升平時學習過程的重視程度。平時考核方式包括自主學習表現(xiàn)、課堂匯報、課堂練習、階段測試、實驗報告、課后作業(yè)、期中考試等內(nèi)容。每一項課程目標都通過一種或幾種考核方式體現(xiàn)，從知識和能力兩方面對學生進行綜合培養(yǎng)。

3 結語

食品機械與設備課程是食品專業(yè)的核心課程，良好的教學氛圍有利于學生牢固掌握基本工程知識，提升學生工程問題解決能力和創(chuàng)新能力，全面提升學生綜合素質(zhì)。通過教學實踐改進，學生對于該課程的積極參與度明顯提升，超過95%的學生達到課程達成度0.70目標。食品機械與設備教學效果提升是一個漫長的持續(xù)的漸進過程，教師與學生均需參與到課程的構思—設計—實施—運作的全過程。任課教師應及時關注學生學習狀態(tài)，適時調(diào)整教學方式，認真總結經(jīng)驗教訓，從而實現(xiàn)教學質(zhì)量和效果的螺旋式提升。