紀(jì)俊敏 魏安池 劉玉蘭

［摘要］食品工程原理實(shí)驗(yàn)是食品工程原理的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充和驗(yàn)證。針對(duì)食品工程原理實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，從合理安排實(shí)驗(yàn)課教學(xué)時(shí)間、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及改革考核方法等方面對(duì)食品工程原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了初步探索和實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與課堂理論教學(xué)緊密結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中加強(qiáng)學(xué)生工程觀念的培養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］食品工程原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)改革

［中圖分類號(hào)］G642［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）12-0126-02

食品工程原理實(shí)驗(yàn)是在食品工程原理課堂教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，密切結(jié)合不同章節(jié)的講授內(nèi)容設(shè)立的實(shí)驗(yàn)課程，目的在于使學(xué)生能理論聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)食品加工過(guò)程中各個(gè)單元操作的工作原理、工作過(guò)程以及相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算的學(xué)習(xí)和理解，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)理論分析和解決食品加工單元操作中各種工程實(shí)際問(wèn)題的能力。食品工程原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備通常是大型的成套設(shè)備，實(shí)驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)操作繁雜。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中大量運(yùn)用到之前學(xué)過(guò)的高等數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)化學(xué)、物理化學(xué)等課程的理論知識(shí)。并且絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)食品工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程缺乏感性認(rèn)識(shí)，不了解設(shè)備在食品生產(chǎn)及過(guò)程控制中的作用和原理。導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)食品工程原理實(shí)驗(yàn)缺乏足夠的學(xué)習(xí)興趣。因而探索有效的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工程實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是上好食品工程原理實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。

我們通過(guò)近幾年來(lái)的教學(xué)總結(jié)，在食品工程原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，完善實(shí)驗(yàn)裝置的同時(shí)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐。

一、合理安排教學(xué)時(shí)間，理論與實(shí)踐相結(jié)合

食品工程原理理論課教學(xué)的進(jìn)度通常要早于實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度，也就是在學(xué)習(xí)完相應(yīng)的理論知識(shí)后再安排學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)。這樣安排比較符合學(xué)生接受新事物的認(rèn)知規(guī)律，同時(shí)也可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地將所學(xué)的理論知識(shí)及時(shí)運(yùn)用到實(shí)踐操作中，幫助和培養(yǎng)學(xué)生建立工程意識(shí)。比如講解過(guò)濾設(shè)備時(shí)由于板框壓濾機(jī)內(nèi)部構(gòu)造的復(fù)雜性，很多學(xué)生在課堂上很難建立起它的結(jié)構(gòu)模型，但是如果在講解完板框壓濾機(jī)后安排學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾速率測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，首先學(xué)生可以打開(kāi)設(shè)備，仔細(xì)觀察板框、過(guò)濾框、洗滌框的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)整個(gè)設(shè)備操作過(guò)程的了解還能夠很好地掌握板框壓濾機(jī)的工作原理。

二、深化教學(xué)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)效率

食品工程原理實(shí)驗(yàn)中的單元操作裝置接近于實(shí)際生產(chǎn)所用的裝置，是實(shí)際生產(chǎn)所用的設(shè)備的縮小版，結(jié)構(gòu)和操作都具有一定的復(fù)雜性，操作過(guò)程涉及溫度、壓力、流量等許多參數(shù)的調(diào)節(jié)和量取。因此，通過(guò)食品工程原理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能夠提高實(shí)際動(dòng)手能力，還能夠真真實(shí)實(shí)體會(huì)到食品工程原理的工程性。

為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，提高實(shí)驗(yàn)效率，上實(shí)驗(yàn)課前，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和學(xué)生都應(yīng)該做好充分的課前準(zhǔn)備工作。指導(dǎo)教師課前要仔細(xì)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教材，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的具體要求，找出實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。每次上完課后要及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生們?nèi)菀壮鲥e(cuò)的環(huán)節(jié)或者經(jīng)常出現(xiàn)的共性問(wèn)題，在下次教學(xué)中給予重點(diǎn)指導(dǎo)。經(jīng)過(guò)這幾年的教學(xué)實(shí)踐，本人認(rèn)為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師最好在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)前先將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、工藝流程、操作步驟、設(shè)備的主要參數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理等內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行一定的講解，并且對(duì)其中涉及的相關(guān)理論課知識(shí)進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，給出數(shù)據(jù)處理時(shí)需要的計(jì)算方法和依據(jù)。讓學(xué)生能很好地對(duì)即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后就會(huì)做到心中有數(shù)。也深化了學(xué)生對(duì)食品工程原理理論教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)的理解和復(fù)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)興趣。

食品工程原理實(shí)驗(yàn)裝置接近于生產(chǎn)的實(shí)際裝置，涉及壓力表、儀表盤(pán)、流量計(jì)、壓差計(jì)等各種測(cè)量?jī)x表的使用，以及離心泵、板框過(guò)濾機(jī)、套管換熱器、閥門(mén)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的操作，很多學(xué)生都是第一次接觸它們，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)操作錯(cuò)誤而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或設(shè)備損壞，甚至發(fā)生事故。例如，離心泵操作前一定要先灌泵，防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生；開(kāi)泵前還要將管路出口閥門(mén)關(guān)閉，防止電機(jī)燒毀。因此，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在講解實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)裝置操作方法時(shí)，先引導(dǎo)學(xué)生回顧理論課學(xué)過(guò)的相關(guān)儀表和設(shè)備的工作原理，以理論指導(dǎo)實(shí)際，強(qiáng)調(diào)這些儀表和設(shè)備在操作時(shí)的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，這樣不僅有利于實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，也使學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)有了更深刻的理解和記憶。

三、規(guī)范數(shù)據(jù)記錄，整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，從點(diǎn)滴之處培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)研究習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到個(gè)別學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很隨意，隨便找一張草稿紙記錄或者干脆記在實(shí)驗(yàn)教材的空白處，字跡繚亂，等到書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)或許自己都找不到或辨認(rèn)不清了，只好抄取他人的數(shù)據(jù)。我要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前必須結(jié)合老師講解內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，列出書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄的項(xiàng)目，最好以表格的形式列出，方便實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，它是將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程及結(jié)果等記錄下來(lái)，整理成為書(shū)面報(bào)告的形式。為了鍛煉學(xué)生的歸納總結(jié)能力，我要求學(xué)生在書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)一定要自己總結(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等內(nèi)容，不能直接摘抄實(shí)驗(yàn)教材。其實(shí)總結(jié)過(guò)程也是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的回憶與梳理，通過(guò)總結(jié)可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解。其次，要求學(xué)生除了將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理結(jié)果以表格的形式列出，以及繪制出需要的曲線圖外，學(xué)生還必須要以其中的一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例寫(xiě)出詳細(xì)的計(jì)算依據(jù)和過(guò)程。為了避免抄襲現(xiàn)象，要求同組學(xué)生在計(jì)算舉例時(shí)須取不同序號(hào)的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行舉例計(jì)算。最后，要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做必要的分析討論，要客觀地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論存在誤差的原因。這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中數(shù)據(jù)處理與分析、思考題分析也可以反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，教師在以后的教學(xué)中有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生加以輔導(dǎo)。

四、充分利用計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問(wèn)題，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的重要手段。計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)是依托“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。在食品工程原理?shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師可以在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)地操作之前，引入計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)虛擬的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，操縱虛擬的實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和操作方法有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，為隨后實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)。但它并不是真正的實(shí)際操作，不能完全代替現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。

五、完善課程的成績(jī)考核

目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在實(shí)驗(yàn)課考核指標(biāo)不明確的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)課成績(jī)的評(píng)定通常是結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面進(jìn)行綜合評(píng)判。其中實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程的體現(xiàn)形式, 也是實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定的主要內(nèi)容。

由于食品工程原理設(shè)備有限，指導(dǎo)教師通常需要將學(xué)生分成若干實(shí)驗(yàn)小組分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此造成一些學(xué)生在寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，不僅全組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄相同，數(shù)據(jù)處理過(guò)程乃至整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容都基本一致。很顯然單純依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性、學(xué)習(xí)態(tài)度等很難公平、公正地給出實(shí)驗(yàn)課成績(jī)。我校將實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容并入理論課考核中，也就是實(shí)驗(yàn)課不單獨(dú)給出成績(jī)，而是在理論課程試卷中專門(mén)留出10~20%的實(shí)驗(yàn)試題，并且將實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告作為平時(shí)成績(jī)計(jì)入總成績(jī)中。實(shí)驗(yàn)試題可以是選擇題、判斷題，也可以是綜述題如敘述離心泵性能曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。這樣的考核方式可以更全面地反映出學(xué)生對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和涉及的理論知識(shí)的理解和掌握程度。

食品工程原理實(shí)驗(yàn)是食品工程類專業(yè)教學(xué)中一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，在食品工程教育中起著重要的作用，具有實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性，是培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的重要平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)該以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合理論教學(xué)，合理利用計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，努力提高教學(xué)水平。

［參考文獻(xiàn)］

［1］王士財(cái),劉赫揚(yáng),成忠.化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索［J］.浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào),2013,25（5）.

［2］藍(lán)平,謝濤,鐘磊等．高?；ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)的改革［J］．廣西民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010,（3）．

［3］趙清華,白薇揚(yáng),譚懷琴等．化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］．廣州化工,2012,40（6）．

［4］鄭建東.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討［J］．滁州學(xué)院學(xué)報(bào),2010,12（2）．

［5］王萍,鄭超,張宏志,等.計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］．中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2006,（3）．

［責(zé)任編輯：碧瑤］