探究性生產實習在“食品工廠設計”教學改革中的作用

孟永宏，陳衛鋒，鄧紅，楊雅麗，黃小麗

探究性生產實習在“食品工廠設計”教學改革中的作用

孟永宏1，陳衛鋒2，*鄧紅1，楊雅麗1，黃小麗1

（1.陜西師范大學食品工程與營養科學學院，陜西西安710119；2.陜西省生物農業研究所，陜西西安710043）

“食品工廠設計”是建立在食品工程多門學科基礎課程上綜合性很強的課程，但現有教學方法不利于學生將已學專業基礎知識進行系統的整合與有效聯系。為了培養工程專業學生的工廠設計和綜合實踐能力，在學校已有中試試驗室和實踐基地的基礎上，將探究性生產實習引入該課程的教學中，打破實踐教學幾乎為零的局面，為培養學生系統合理運用工程機械知識、提高學生工程設計和創新實踐能力、促進雙師型師資隊伍建設等打下堅實基礎。

食品工程；工廠設計；實踐；生產實習

食品科學與工程（Food science and engineering）專業人才的培養目標要求該專業畢業生應同時具有食品科學、食品工程相關知識，能在食品領域內從事食品生產加工、工程設計、生產管理、新品研發、品質控制及市場拓展等方面的工作[1-2]。工程能力的培養是工科高等教育的首要課題，工程設計更是食品科學與工程專業課程體系結構的重要組成部分；當前開設的“食品工廠設計”課程就是其中用于培養學生的設計能力和工程實踐技能的一門必修課[3-4]。

在現代食品生產技術日益更新、機械自動化程度不斷提高的背景下，“食品工廠設計”這門應用性極強的課程，需要利用豐富的課程實踐教學，將涉及食品加工的計算、設計、生產、施工、研發、技術創新等一系列相關問題進行有效地整合，以適應市場需求，培養食品專業知識扎實、工程實踐和創新能力強，綜合素質高的復合型食品科技人才[5-6]。

探究性的生產實習活動是陜西師范大學食品科學與工程專業的大四學生，提前進入畢業環節時根據導師的應用性課題，在學校中試試驗室（有果汁加工、乳品生產、天然產物提取、焙烤食品加工、果品貯藏保鮮等生產線）和校外20余個實踐基地所進行的案例性課程生產實習，將這種活動與“食品工廠設計”課程有效結合起來，對于豐富“食品工廠設計”的內涵和改革理論教學方法均有不可替代的促進作用，特別是對培養適應當前現代化食品工業發展需要的創新型復合型高級工程技術人才更有重要影響。

1 探究性生產實習打破了本課程實踐教學為零的局面切實有效地提高了學生的設計能力

過去的“食品工廠設計”課程幾乎都是以教師講授為主，呈現給學生大量文字和表格的理論教學，以及少量的工廠實例，授課形式非常單一，實踐教學基本為零，學生由于缺乏對工廠的感性認識而不知道該如何設計，拿到具體的設計課題時經常一片茫然?！笆称饭S設計”課程中根據個體對所學專業知識的興趣和問題將學生每6~8人設為1個小組，自主選擇感興趣的真實課題（例如年產5 t獼猴桃NFC果汁生產線設計），在中試試驗室進行探究性的生產實習。首先，在中試試驗室的模塊式果汁加工創新生產線進行為期5~7 d的實際實習操作，獲得重要的感性認識和機械設備基本常識；其次是在食品工藝學的基礎上，設計NFC果汁生產工藝，利用計算機軟件對各個工藝環節的物料流量、熱量流量進行衡算，計算出每個生產環節的物料和熱量的利用效率，進而對整體工藝做衡算；第三是依據已學的知識和課外資料等數據的搜集，在衡算的基礎上，由物料和熱量通量對各個生產階段的主要生產設備及輔助設備進行選型；第四是學生利用Auto CAD軟件進行計算機制圖，分別對NFC果汁生產的工藝流程圖和生產車間布置圖進行繪制，再對比中試試驗室現場的傳統濃縮蘋果汁設備與生產車間布置，分析自己設計方案的優缺點；最后把自己的設計在計算機上進行模擬，同時根據已有的果汁加工模塊重新組合與利用，盡最大可能在中試生產線上進行產品的試制，探究實現目標的可能性。

這種課程實踐教學，不僅使學生初步了解食品工廠設計的主要流程、基本內容和實踐方法，改變了“食品工廠設計”理論知識枯燥、抽象和難學的問題，更有效利用了中試試驗室豐富的設備資源，提高了學生對相關食品工廠規劃與設計的興趣和初步的工程設計能力；而且通過親歷親為課題設計任務的各個方面，養成學生獨立思考、綜合分析問題的習慣，消除害怕與依賴心理，更好的發揮其主動性和創造性，培養自主設計能力[7-8]。

2 探究性生產實習完善了課程教學的應用環節考核了學生專業知識的系統性和綜合運用能力

“食品工廠設計”課程中引入的探究性生產實習活動，是對學生近4年來課程學習內容的系統性實踐，它需要學生綜合應用“食品工藝學”“機械制圖”“食品工程原理”“機械設計基礎”“食品加工機械與設備”“計算機繪圖”“食品包裝學”等多門課程的知識，完成真實課題任務中的工廠平面布局圖、工藝流程圖、車間布局圖、設備剖視圖等，同時還要保證食品的感官品質、營養品質，滿足產品低能耗、高效益、環境友好、可持續發展的需求。比如學生設計年產10 t新型紅棗發酵酸奶的工廠時，探究性生產實習活動是安排學生先在已建成的校外實習基地——酸奶生產工廠（如銀橋乳業等）進行1周的認識實習，在加強對食品工廠感性認識的基礎上，通過教師和企業技術人員對食品工廠發展狀況的講解，讓學生了解實際生產狀況、工藝設置、基本設備和工廠布局等情況，利用學習過的初步食品工廠設計知識，繪制酸奶生產工廠的工藝設計、工廠總平面設計和車間平面設計等簡單圖紙，為設計年產10 t新型紅棗發酵酸奶的課程教學任務奠定基礎。

學生結束認識實習后，再根據“食品工廠設計”課程基本要求進行一系列的新型紅棗發酵酸奶工藝設計、物料熱量衡算、設備選型、車間設備布置、平面設計圖紙繪制等，完成課題任務，并在校內中試試驗室進行工藝參數的試驗驗證和理論探討。在此基礎上，學生可進一步對酸奶食品工廠的選址、廠房布置、人員安排等進行統籌規劃，詳細說明廠址的合理選擇、綠化設計、道路的設置以及生活區的安排等，并嘗試進行經濟效益分析和撰寫可行性報告等。

在對食品工廠生產車間或工藝設計的過程中，不僅培養了學生查閱資料手冊、標準和規范和整理數據的能力，更加充分激發了學生的主觀能動性，提高了學生運算和繪圖的能力，這種訓練對于培養學生綜合運用多門課程知識去解決實際問題、加深對專業理論知識的理解和系統應用具有重要作用[9]。探究性生產實習突出了工程教育背景下學生創新精神的培養，更深化了對學生獨立工作能力和創新能力的培養，在整個“食品工廠設計”教學中，強化了專業知識的系統性，優化了學生所學的知識，并檢驗了學生的綜合素質與工程實踐能力，避免了理論學習和工程設計能力相脫節，有效提高了教學質量，為后續的畢業設計打下良好基礎。

3 探究性生產實習促進了課程的雙師型教師隊伍的建設步伐擴大了校企合作的深度和廣度

“食品工廠設計”這種實踐性非常強的課程對教師的要求也比較高，它需要既能從事理論教學，又有過硬的專業技術能力，能夠從事實踐教學的“雙師型”教師隊伍。目前高?！半p師型”教師實際非常缺乏，所以教師在企業或中試實驗室指導學生進行探究性生產實習的過程中，他們可通過設計完成實際的科研項目，一方面可以提高教師自身的工程技術應用和實踐教學能力，另一方面對于缺少企業工作經歷和實踐經驗的新進教師而言，更就有機會將理論知識應用到實踐中，強化工程專業技能。而優化教師體系結構，大力加強“雙師型”教師隊伍建設，已經成為社會和教育界的共同呼聲[10]。

在探究性生產實習過程中，不僅使學生通過實踐了解和掌握某項產品的典型生產環節，建立產品生產流程的概念，教師也能充分地了解和掌握實習企業的生產狀況、加工方法、工藝技術和設備、生產管理等情況；更加重要的是生產實習可以檢查學校專業教學中存在的問題，鞏固和加深了教師的專業理論知識，開闊視野，增長見識，加強理論聯系實際，提高生產實踐與技術創新能力。通過教師和企業技術人員的密切合作互動，增強高校培養人才與企業發展的適應性，對推進教學改革，拓寬和提高教師的業務能力具有積極作用。

同時，“食品工廠設計”的真實課題也可以針對生產中存在的問題提出，以企業的“需求項目”為載體布置工程設計任務，進而深入分析、探討和解決，更大地調動企業技術人員的積極性和主動性。尤其是一些工藝與設備齊全、任務飽滿、技術力量雄厚的合作企業，可以從中聘任優秀工程技術人才作為學生導師，通過對生產過程中的典型事例的詳細分析、形式多樣的講座、專題報告和交流活動，加大生產實習的信息量，拓寬學生的知識面，提高實習的興趣和效果。這種在校外實習基地進行的以接近工程實際的設計項目為主要載體的探究性生產實習活動，不僅可以解決企業的一些實際問題，同時教學相長，校企協同相互取長補短[11]，在使學生工程基礎知識得到全面的提高的同時，對于提升企業中具有豐富的實踐經驗但理論知識相對欠缺的生產技術人員的業務水平也有很好促進作用。當然，進一步完善和建設具有“多元”與“定向”特色的生產實習基地，對于提升探究性生產實習質量，將“食品工廠設計”理論教學與實踐教學有機結合，增進校企協作深度廣度都具有良好的作用。

總之，以培養學生實踐能力和基礎素質為目標，用新的視野、手段和理念，實行以“食品工廠設計”等食品專業課程為依托的開放性、參與性、輻射性、貫通全程式的實驗教學模式-探究性生產實習，將充分利用大學學科齊全、學習資源豐富的優勢，加大產學研力度，更有針對性的結合企業生產實際，滿足學校以就業為導向的工程技術人才培養的需求，同時促進學生樹立團隊精神、發展特長、弘揚個性，提升工程設計和創新實踐能力、工科素質，加快食品工程“雙師型”教師隊伍建設步伐和教師專業技能水平提高，實現新形勢下食品專業多元化實習教學模式創新與課程實踐教學的改革目標。

[1]朱新鵬.應用型食品科學與工程專業人才核心能力培養方法的探索[J].食品與發酵科技，2013，49（3）：97-100.

[2]李慧蕓.基于卓越人才培養的食品科學與工程專業實踐教學體系的研究與探索[J].農產品加工，2017（2）：76-78.

[3]蒲傳奮，唐文婷，張巖，等.以人才需求為導向的“食品工廠設計”教學改革探討[J].安徽農業科學，2014，42（7）：2 209-2 210.

[4]馬曉軍．“食品工廠設計”課程建設探討[J].科技創新導報，2012（30）：192-193．

[5]黃亮，鐘海雁，任國譜．“食品工廠設計”課程體系教學改革研究[J].科技信息，2009（28）：24-26．

[6]張鐘，周天，海金萍，等．以就業為導向，強化工程素質[J].價值工程，2011（30）：174-175．

[7]鄒強，孫燕霞，張崟，等．“食品工廠設計”課程實踐教學的探索[J].食品與發酵科技，2016，52（2）：63-65.

[8]孫步峰.生物工程專業“生物工程工廠設計概論”課程設計初探[J].中國科教創新導刊，2013（20）：30.

[9]曾華彬，李汴生.食品科學與工程的生產實習教學模式[J].現代食品，2016（5）：75-76.

[10]鄧惠明.基于校企合作的“雙師型”教師隊伍建設研究[D].成都：四川師范大學，2013.

[11]羅曉東，張麗萍，蔣月月.基于校企協同的生產實習改革[J].中國冶金教育，2017（1）：74-75.◇

Effects of Exploratory Production Internship on the Teaching Reform of Food Factory Design

MENG Yonghong1，CHENWeifeng2，*DENG Hong1，YANG Yali1，HUANG Xiaoli1
（1.College of Food Engineering and Nutritional Science，ShaanxiNormal University，Xi'an，Shaanxi710119，China；2.Bio-Agriculture Institute of Shaanxi，Xi'an，Shaanxi710043，China）

Food Factory Design is a greatly comprehensive course based on a number of basic courses of food engineeringmajor.However，the current teaching methods adversed to the systematic integration and effective connection of students'basic knowledge.In order to better cultivate their engineering design and comprehensive practical ability of engineering students，the activity of exploratory production internship is lead into this course of Food Factory Design on the basis of the pilot laboratory in the school and practice base in the company to break the situation of no practice in this course.Itwill have the best effects for the students cultivation in reasonable application ofmachinery knowledge to improve student engineering design，innovation and practical ability.It also will lay a solid foundation for the the promoting and construction of double founction teachers faculty in college.

food engineering；factory design；practice；production internship

TS208

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.059

1671-9646（2017）06b-0086-03

2017-05-21

陜西師范大學2016年度綜合教改項目（16JG27）；課堂教改項目（16KG29）。

孟永宏（1976—），男，博士，副教授，研究方向為食品工程。

*通訊作者：鄧紅（1967—），女，博士，副教授，研究方向為植物有效成分分離提取、食品安全檢測分析。