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面向卓越工程师培养的《食品工厂设计》课程体系改革
李才明,丁宁,顾正彪,李兆丰,洪雁,程力
（江南大学食品学院,江苏无锡214122）
摘 要：“卓越工程师教育培养计划”是我国高等工程教育的重大教学改革项目,针对《食品工厂设计》课程的特点,提出了面向“卓越工程师”培养的理论和实践教学体系改革方案,提升教学效果,将该门课程打造成为食品科学与工程专业的精品课程.
关键词：食品工厂设计；卓越工程师；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）33-0075-03
基金项目：本文系江南大学本科教育教学改革研究项目课题“食品专业综合实验教学模式的创新与实践（JG2015025）”、“‘大案例教学法’在食品工厂设计课程教学中的集成创新与实践（JG2015093）”的研究成果
作者简介：李才明（1984-）,男,汉族,江西泰和人,工学博士,讲师,研究方向：食品科学与工程.
“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010~2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措.该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型的工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和建设人力资源强国等战略部署服务[1].
《食品工厂设计》作为食品科学与工程专业的主要专业课之一,其具有很强的综合性和实践性.目前,我国在本科教学中设立食品科学与工程专业的高校有100余所,在该专业的教学计划中,均设置了《食品工厂设计》课程.如今,在参与高校中“卓越计划”已获得长足的进展,随着新型培养模式的转变,课程教学越发注重实践能力,向社会实际生产接近,要求本科毕业生具备“食品工程师”的基本能力,并可以独立开展“食品工程师”的工作.这也进一步要求《食品工厂设计》课程内容向“工程”方面倾斜,在要求学生具有扎实的专业理论知识的基础上,加强其食品工程技能的训练,并结合毕业生产实习实践环节,实现工程师综合实战能力和素质的提高.
江南大学食品科学与工程专业是教育部首批“专业综合改革试点”专业和教育部首批“卓越计划”入选专业,国内首家通过IFT国际食品专业认证,建有江南大学-光明乳业、江南大学-雨润集团、江南大学-海通集团三个国家级工程实践教育中心.本文以江南大学食品学院为例,根据“卓越计划”的总体要求,面向卓越工程师的培养,分析和研究《食品工厂设计》的课程体系和教学内容改革.
一、理论教学体系改革
理论是实践的基础,若是没有对基本理论的深刻理解,就无法做到实践中的灵活运用,而课堂教学是建立理论基础的主要环节.由于《食品工厂设计》课程涉及食品工程原理、食品工艺学和食品工厂机械与设备等基础知识,同时需要较强的工程制图技术能力,所以开课时间一般设在上述课程授课结束后,即第六学期后期或第七学期进行.江南大学食品学院自开始实施“卓越计划”后,该门课的课程性质由“专门教育必修课程”变为“专业核心课程”,理论课时安排由24学时增加至32学时,教学内容中增加一些建筑、建筑制图等内容,加强了案例分析讨论[2].
根据教育部和中国工程院发布的“卓越计划”通用标准[3],满足卓越工程师培养需要的《食品工厂设计》理论课程体系可从以下两方面加以优化.
1“. 填鸭式”传统教学法的角色转换.传统的教学过程是一种“填鸭式”的教学,即老师讲学生听,学生的课堂参与程度低,课堂气氛沉闷,远远达不到对具有创新精神的应用型人才的培养要求.《食品工厂设计》作为一门综合性很强的学科,“填鸭式”教学的课堂效果更是远不及物理和化学等理科课程,若不能调动其课堂气氛,引导学生主动思考和相互交流,单凭一张试卷也无法判断学生的掌握情况.作为该门课程的教师,应将自己的角色由“导演”转换为“主角”,构建“启蒙—参与—训练—实战”层递式的教育方式,使学生更好的融入到课堂中.例如可将食品工厂的设计图纸、实拍照片或模型图片引入课堂,引导学生分析其中存在的问题；根据不同食品的工艺流程在课堂上现场利用制图软件设计车间、管道等.
2“. 案例教学法”的效果提升.“案例教学法”是一种不同于传统教学方式的教学方法,其以案例分析为主线,通过设置教学问题,调动学生积极性,使学生自觉主动地学习,掌握原理和方法[4].采用案例教学,有利于培养学生理论联系实际的能力,从而使学生更好地理解和掌握所学的知识,还可以提高学生解决问题的能力,激发学生的创新能力.《食品工厂设计》课程所涉及的主要内容包括基本建设程序和工厂设计的组成、厂址选择及总平面设计、食品工厂工艺设计等[5],其中厂址选择、总平面设计、产品工艺流程设计、物料衡算、设备选型和管路设计等内容均可通过案例教学来开展.通过案例分析引出基本概念、专业知识和设计原则,有利于学生对基本概念的理解和对设计原则的掌握,提高学生在课堂学习的参与度、积极性和创造性,提高学生的食品工厂设计能力.
对于刚刚接触课程的学生,尚且缺乏对食品工厂的认识,在较短的课时内,生硬的结合食品工厂的设计图纸传授概念和原则,并不能很好的达到案例教学法的效果.若能结合照片或录像等多媒体设施,甚至可以邀请食品工厂生产部门的专业人员进入课堂讲解工厂的设计理念、方法和特点等,现场制作工艺路线和平面布置图等.
二、实践教学体系改革
虽然各学校对学生实习等实践性教学环节都很重视,但目前大多数高校仍然面临学生生产实习内容不深入、时间过短的问题,甚至仅仅流于形式,难以达到实践教学要求,使得学生对食品工厂缺乏全面深刻的认识,影响《食品工厂设计》课程教学效果.
为此,江南大学食品学院在培养方案中设置了实践教学环节,主要包括工程生产实训阶段与工程设计训练阶段.实践教学环节安排每名专业学生在第六学期、第七学期及与其相连的暑假期间进行生产实习,日程可以根据实习单位的实际情况及学生的具体情况,由学生导师及学生所在中心经与实习单位联系后确定,实行实习单位指导老师和校内《食品工厂设计》与《食品工厂机械与设备》教学组老师双重指导.根据“卓越计划”的总体要求,面向卓越工程师的培养,实践教学体系可参照以下四方面进行改革.
1.从“食品工程师”到“卓越工程师”的双选模式.学院在为每一名学生提供“食品工程师”实习实践教育条件的基础上,根据学生自身的发展需要,采取“食品工程师”与“卓越工程师”双选模式并行的教学体系.参与“卓越工程师”项目的学生将主要在学校指定的企业接受更有针对性的工程生产和设计能力的实训.学生在第六学期完成《食品工厂设计》与《食品工厂机械与设备》理论教学内容的学习与考核后,学院统一组织进行“卓越工程师”的选拔,名额占专业年级学生总人数的10%.由学生自愿申报后,学院根据申报学生的实验实践类课程情况、《食品工厂设计》和《食品工厂机械与设备》理论课程分数及绩点排名等条件进行选拔.经过选拔后挑选出的参与“卓越工程师”项目的学生将根据“卓越工程师”培养方案进行实践环节的实施,其他学生遵循原培养方案.
（1）食品工程师.食品工程师的实践教学课时安排为：工程生产实训阶段（历时2周）,学生在学院指定的食品企业定岗实践；工程设计训练阶段（历时5周）,学生根据《食品工厂设计》课程教师的要求完成工程设计能力训练.
实习实践内容主要包括：
①实习单位概况；
②主要产品的生产过程,包括原辅材料的选用、产品的生产流程和工艺条件,以及下脚料及三废的处理措施；
③主要生产设备及车间布置；
④质量控制.
学生在实习过程中必须作实习日记,实习结束前必须及时整理出实习报告；实习日记和实习报告都作于学院统一印制的《生产实习报告本》中.实习日记要求记载每天的实习内容,能全面、真实地反映实习过程；实习报告以“实习实践内容”为框架,以实习日记为素材,撰写报告并绘制相应的简图,如车间平面布置图、全厂平面图、重点设备工作原理示意图等.在每个实习单位结束实习前,必须由该单位的实习指导老师审核和填写《实习单位考评表》,并签名和加盖公章.
（2）卓越工程师.卓越工程师的实践教学课时安排为：工程生产实训阶段（历时12周）,学生在学院指定的食品企业定岗实践；工程设计训练阶段（历时6周）,学生在指定的食品企业完成工程设计能力训练；毕业作业实习阶段（历时14周）,学生在指定的食品企业完成毕业作业实践,并返回学校答辩.
实习实践内容在食品工程师的基础上,加强了对工艺论证和设计计算的要求.不仅需要对工艺流程进行总体论述,而且对工艺流程中的每一个步骤的目的、意义、原理、依据、工艺指标等都要进行详细论述；对物料衡算、热量衡算、标准设备选型计算、非标准设备设计计算以及经济衡算.
2“. 大论文—小设计”到“小论文—大设计”的毕业考核.根据“食品工程师”与“卓越工程师”的实践教学内容的不同,设计有不同的毕业考核方式,“食品工程师”的毕业作业包含一篇篇幅不低于1.5万字的毕业论文及相关材料、一份毕业生产实习报告和一份小设计作业,小设计作业中包含一份设计说明书和两张设计图纸（工艺流程图和车间平面布置图）；“卓越工程师”的毕业作业包含一份大设计作业和一篇篇幅约为3000字的小论文,大设计作业中包含一份详细的设计说明书和六张设计图纸（工厂总平面布置图、车间平面布置图、车间立面布置图、工艺流程图、管道布置图和设备总装图）.
3.具有“多元”与“定向”特色的生产实习基地.目前,江南大学食品学院食品科学与工程专业设有不同科学研究机构,具体包括：“食品生物技术研究中心”、“谷物与淀粉工程研究中心”、“食品组分与物性研究中心”、“食品加工与配料研究中心”、“油脂及植物蛋白工程研究中心”、“食品与健康研究中心”、“食品资源与综合利用研究所”.不同的研究机构具有不同的研究方向和内容,根据学院培养计划,学生自本科二年级起通过“导师-学生双选制”确定其研究中心,生产实习与毕业设计环节由研究中心负责安排与指导.
根据不同研究机构的特色,应为学生提供与研究内容具有一定相关性的生产实习基地.例如“食品生物技术研究中心”指定的食品企业包括安井食品股份有限公司、上海益力多乳品有限公司、南通康德生物制品有限公司等；“谷物与淀粉工程研究中心”指定的食品企业包括苏州高峰淀粉/糖业有限公司、杭州普罗星淀粉有限公司等.
4.以“项目”为载体布置工程设计任务.项目教学法是通过完成一个完整的“项目”工作而进行的实践教学活动,将所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生,学生根据任务要求,通过“确定项目任务—制定计划—组织实施—考核评估—总结归档”五个阶段,采用“团队学习”的模式进行交流与合作,共同完成项目任务,最终以一定的形式展现成果[6].
在分配工程设计任务时,同一团队的学生可对具有相同性质的食品按照不同的生产工艺要求分区域设计,即不同功能的区域独立设计,相同功能的区域合作设计.例如以馒头、包子、虾饺等产品为主的面点制品生产车间,通常含有和面区、原料预处理区、冷藏区、成型区、醒发间、蒸制间、速冻区和包装区等,其中不同产品的预处理区、成型区由不同学生独立设计,其余共用区域由团队共同设计,最终完成整个面点制品生产车间的平面布置.
三、结语
《食品工厂设计》是一门综合性、实践性很强的食品科学与工程专业主要专业课之一,随着社会形势的转变,为培养食品领域高质量的工程技术人才,该门课程应面向“卓越工程师”的培养,从理论教学课程体系到实践教学体系进行深化改革.在理论教学方面,应通过加强与学生的互动实现“填鸭式”传统教学法的角色转换,结合先进的多媒体设施和丰富的社会资源,提升“案例教学法”的教学效果；在实践教学方面,应为学生根据其自身发展需要提供“食品工程师”和“卓越工程师”的双选模式,并根据实践教学内容的不同制定“大论文—小设计”和“小论文—大设计”的毕业考核方式,为学生提供具有“多元”与“定向”特色的生产实习基地,并在生产实习过程中以“项目”为载体布置工程设计任务.如此将理论教学与实践教学有机结合,从而提高教学效果,将《食品工厂设计》打造成食品科学与工程专业的精品课程.
参考文献：
[1]林健“. 卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究,2010,（4）：21-29.
[2]马晓军.《食品工厂设计》课程建设探讨[J].科技创新导报,2012,（30）：192-193.
[3]林健“. 卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释[J].高等工程教育研究,2014,（1）：12-23.
[4]谢志江,孙红岩,蒋和生,张济生.案例教学法在工科教学中的应用[J].高等工程教育研究,2003,（5）：75-77.
[5]张国农,于秋生.食品工厂设计与环境保护[M].北京：中国轻工业出版社,2015.
[6]汪木兰,周明虎,李建启.以项目教学为载体制订先进制造技术卓越工程师培养方案[J].中国现代教育装备,2010（12）：15-19.
工厂设计论文范文结:
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