食品工程原理课程在创新型教学实践中的探索

目前，培养创新人才已成为世界高等教育改革的趋势，各高等教育机构都在积极促进教研相融、培养学生的探究精神和创新能力。创新是推动国家进步的重要力量。高校教师作为高等教育人才培养的直接参与者，更应主动应对新一轮科技变革、培养创新性人才。食品类专业作为关系国计民生的应用型特色工科专业，更加需要建立符合食品类专业特色的创新性教学运行机制，促进学生创新能力的提升，保障食品科学与工程专业学生创新能力的培养。因此，我校食品专业在教学中旨在强调培养具有较强的社会责任感与职业道德，具有能解决复杂问题的创新型人才。

1.创新型人才培养的意义

随着经济社会的发展，经济社会对食品工程的机械化、自动化、标准化和规模化的要求，奠定了食品工程原理等工程类专业课程在食品专业课程设计中的地位。以食品工程原理课程为例，该课程是食品专业重要的必修课程之一，课程包括理论课、实验课及课程设计，共三个环节。理论教学和实验教学，重在使学生掌握食品工业中各单元操作的基本理论知识和计算方法，课程设计环节则是运用这些理论知识去解决工程中的问题，是学生在校期间第一次设计，要求学生独立完成一箱生产装置的计算、绘图及编写说明书。该课程是一次理论联系实际、树立工程观念、培养独立工作能力的有效训练课程，更是承前启后、由“理”及“工”的桥梁，是学生从大学学府走向社会岗位的壁垒/桥梁，是理想和现实转折的关键课程。

1.1 创新型人才的培养是经济社会发展的需求

目前食品加工不再是简单的向餐厨食品提供粮、油、糖等基本原料，而是厨师的调味技术逐渐被调味酱汁和预制调味包取代，而面包师傅的核心的手工技艺也逐渐被发展的冷冻面团所取代。与此同时，工业化的餐厨设备也越来越多样，这使得日常餐厨加工的食品也越来越多地表现出食品加工的属性。因此，现代经济社会的快速发展，迫使我们在专业教学中，急需在专业知识掌握、能力综合运用、创新型能力培养等方面做出改革和调整，才能更好的适应和推动食品工业的快速发展。

1.2 高效化、自动化是经济社会发展对食品科学与工程专业的要求

食品科学与工程专业课程的教学改革与实施，是“食品专业知识和工艺”转化为“专业生产力”的桥梁和纽带，将直接反映一个行业的现代化水平。一个高效化自动化的工程，必须要经过食品科学与工程专业人才对各个工艺设备的选型、以及在车间的平面布置中，通过他们的精确的计算来实现最高效的空间利用，以及最流畅的人流和物流，这些都是保证高效和自动化的一个最基本的前提。简单来说，食品工厂的高效化自动化生产，实际上是食品科学与工程专业创新型人才智慧的结晶。食品工程原理等工程类专业课程作为专业主干课程，不仅承担设传授专业知识的重要使命，也承担着培养一代优秀青年的重任。经济社会发展对创新型人才的需求，对食品加工高效化和自动化的要求，迫切需要我们在专业课程教学中也需要进行改革和调整。

2.创新型教学在教学实践中的探索与举措

2.1 由“传统教学”转变为“导学”

深入贯彻以学生为中心，能力为目的的成果导向OBE（Outcomes-based Education）工程教育理念。教学理念强调“融洽民主、轻松愉快的环境中，更能激发学生的创新潜能”。因此，我们在教学中，教师仅作为学生学习的引导者，增加探索、研究、讨论环节，提高学生的思辨能力。

在食品工程原理课程教学中，我们鼓励和引导学生动脑、动口、动手，勇于探索的教学思想。例如，在第二章传热章节的授课中，在上课前，先学习通上在线发布了有关“热传导相关知识点”的调查问卷，根据学生在线填写结果汇总，上课中提出一些问题，由简入深，逐步引导学生接受新的知识，并做出自己的思考。问题1：早上着急出门，用哪种材质的碗盛热汤能更快缩短早餐时间？供选项有木碗、瓷碗、玻璃碗、不锈钢碗。从而引出不同材质影响热传到速率。问题2：单层不锈钢碗和双层不锈钢碗，在热量传递上有什么差异？从而引出加工工艺影响热传导速率。以及其他问题，如为什么越蓬松的羽绒服越暖和？保温杯的保温原理？北方地区建房为什么多选择用空心砖？热力水管道保温材料的包裹问题、以及冷库建设问题等等。由浅入深，引导学生思考，并发现现象背后的本质问题，由此用专业科学公式方程解决工程问题。总之，就是充分留给学生思考，让学生积极参与，大胆发言，激发学生的创新能力和闪光点。这样才能彻底屏弃那种教师占有整个课堂，生硬机械地讲课。传统的教学模式影响着我们的教师，更束缚着我们的学生。在教学中，鼓励学生大胆想大胆说，大胆地发表自己的见解，是保证创新型教学的前提。

此外，在课后班级讨论区中发布的有关“你想从这节课里收获什么”的主题讨论中发现，学生们对“我能学到什么、我都会了什么、我能用于什么”等问题颇为关心。因此，我们在教学中还需重视学生内心的此类情感需求问题，在上课的过程中结合自己的学习、工作体会，给学生答疑解惑。

2.2 由“日常问题”到“工程案例”的多元拓展

坚持以“成果导向学生中心”“问题导向”理念，通过将原本枯燥的工程原理知识，通过具体化、形象化的语言来解释，从而减少专业化解释带来的乏味与厌倦。灵活运用讲授法、讨论法、演示法、项目教学法、任务驱动法等教学方法，充分调动学生在教学活动中的主动性，使课堂“以学为中心”。通过生活实际问题引入，再经形象化语言讲解原理，再通过个性化、具体化，化繁为简式的知识提问导出问题；开展知识点介绍、重难点剖析，采用讲授法；设置有关专业问题，引发并组织学生讨论；再通过恰当案例分析引发思考，并发布任务，引导学生积极动脑动手。在悬疑及任务驱动下使问题得以解决等环节，增强学生主动思索、自主学习的实践锻炼。逐步引导学生主动思考，并能举一反三，融会贯通，最终使学生真正掌握。

例如，在食品工程原理课程教学中，针对“蒸馏”章节的授课，传统授课难免使学生感到枯燥乏味，很难激发学生的潜在兴趣和创造性思维。创新型教学中，从中国传统故事“三碗不过岗”引入，引出中国博大精深的历史文化和传统酿酒工艺。继而引导学生，如何酿造高浓度的酒？学生各发奇想，热烈讨论。最后引出现代加工技术—精馏塔，人类社会发展智慧的结晶。学生无比感叹智慧的力量，进而介绍精馏塔的计算问题。

2.3 现代化教学平台丰富教学资源和教学形式

互联网时代已经成为一个大趋势，随着人工智能技术的不断成熟，影视作品运用先进的科学方法，对大数据的研究，借助多学科融合的知识组织、内容管理和智能处理技术，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，提高高效的教学效率和效果。食品工程原理课程在教学过程中，重点借助爱课程、国家精品资源课程、学习通等平台，一方面，学生自身深化学习、扎实专业素养，提升复合型人才的能力；另一方面，提高学生学习的宽度和广度，养成主动学习，自主学习、终身学习的习惯。

2.4 课堂思政的适时开展 激发学生爱国情怀

食品类专业作为关系国计民生的应用型特色工科专业，更加需要加强课堂思政内容的开展，使学生在未来食品相关领域工作中，具备较强的社会责任感与职业道德。

在教学设计中，我团队教师根据实际食品传统生产工艺设备案例，积极挖掘思政元素并将其融入到课程教学过程中，帮助学生树立正确的人生观和价值观。引发学生思考，提升民族自豪感，然后由浅入深，逐渐映射出现代工程案例，进一步完成“由实践→理论→实践”的探索，提升探索和创新精神。

例如，在蒸馏章节“双组分气液平衡图”的讲解中，通过对双组分的蒸馏过程，引出人生也是一场蒸馏。双组分液体，经过多次部分冷凝后，气相中易挥发组分逐渐升高，越来越接近1。经过多次部分汽化后，液相中易挥发组分越来越接近于0，从而实现液体混合物高纯度分离的目的。这就是精馏的原理。

3. 未来教学实践的展望

3.1 继续强化数据赋能 开展更多新形态教学方法

强化多媒体教学丰富课程内容，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，强化数据赋能，开展基于知识图谱和人工智能的新形态教学方法，使其成为是现代化的教学手段，有助于在教学中利用图片、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。

3.2 进一步推动在线开放课程建设

在国家建设精品开放课程、在线课程等政策的指导下，高校网络课程蓬勃发展。这打破了传统教育的时空界限，更重要的是，当今大学生作更善于运用互联网的方式学习知识、捕捉信息，因此探索在线开放课程建设意义重大。目前存在问题，如不同网络课程学习学分如何认定？因此，在未来教学改革中，积极推进学科交叉、学科前沿、国际化课程等的引入，积极推进与知名高校联合对接学习，实现学分互认，增强校级联合互助合作，强化对课程进行持续建设，促进创新型人才的培养。

结语

高校教师作为创新型人才培养的直接参与者，担任着培养创新型人才的重要使命。紧跟社会经济发展步伐，食品工程原理课程在创新型教学改革的实践过程中，由“传统教学”转变为“导学”，促进多元思维能力的培养；由“日常问题“到”工程案例”的多元拓展，促进教学形式的创新；同时，借助现代化教学平台丰富教学资源和教学形式，借助课堂思政的适时开展激发学生爱国情怀。“食品工程原理”课程在创新型教学改革中的探索与举措，为食品科学与工程专业培养高素质学生奠定了良好的基础，为推进我国食品行业的快速发展提供参考。

基金项目

河南农业大学本科教育教学改革研究与实践项目：基于复合型人才培养的工程类课程教学改革与实施（2023XJGLX117）；2024年河南农业大学本科教学工程课程类项目：线上、线下混合式课程《食品工程原理课程》。

第一作者

林顺顺（1985-），女，副教授，博士；研究方向：粮食精深加工。