葡萄與葡萄酒工程專業(yè)食品工程原理課程教學(xué)模式構(gòu)建

楊繼紅 來疆文 邱曉麗

摘要 該文結(jié)合葡萄與葡萄酒工程專業(yè)的特色，依據(jù)課程性質(zhì)和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)課程目前存在內(nèi)容多，難度大，課時(shí)少的問題；從課程體系模式、課堂教學(xué)模式，教學(xué)體系與方法，課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及課程考核模式等方面研究構(gòu)建該課程體系，加強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性，為深化教學(xué)改革提供科學(xué)合理的依據(jù)和方案。

關(guān)鍵詞 葡萄與葡萄酒工程專業(yè)；食品工程原理；教學(xué)改革；模式研究

中圖分類號(hào) S-01；TS261.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）11-335-03

食品工程原理（Principles of Food Engineering）是一門主要研究食品加工過程中各單元操作的基本原理、工藝計(jì)算及典型設(shè)備的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在葡萄酒釀造過程中承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生熟悉相關(guān)單元操作、系統(tǒng)掌握設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造、操作與維護(hù)、設(shè)備投資分析、廠房的設(shè)計(jì)及項(xiàng)目評(píng)估等方面的基本理論和技能的重要角色。食品工程原理課程內(nèi)容繁多，包括流體流動(dòng)、物料輸送、分離與過濾、傳熱與制冷、蒸發(fā)濃縮、干燥和蒸餾等單元操作，隨著葡萄酒工程技術(shù)國(guó)際化的不斷沖擊，課程前沿信息日新月異，特別是針對(duì)目前高校培養(yǎng)高水平復(fù)合型葡萄酒工程人才的質(zhì)量辦學(xué)特色，課程教學(xué)時(shí)數(shù)嚴(yán)重壓縮，無疑對(duì)食品工程原理課程提出了更高的要求和新的挑戰(zhàn)。該文研究適應(yīng)葡萄與葡萄酒工程專業(yè)食品工程原理課程的教學(xué)模式，構(gòu)建新的教學(xué)體系與方法，以期為深化教學(xué)改革提供科學(xué)合理的依據(jù)和方案。

1 借鑒國(guó)內(nèi)外高水平大學(xué)辦學(xué)實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建課程體系模式

課程體系模式是教學(xué)內(nèi)容得以順利實(shí)施的保障，制定符合專業(yè)特色和學(xué)生實(shí)際水平的課程教學(xué)內(nèi)容是確保教學(xué)質(zhì)量的根本。應(yīng)遵循教育教學(xué)和大學(xué)生成才規(guī)律，借鑒國(guó)內(nèi)外高水平大學(xué)辦學(xué)實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、高素質(zhì)、創(chuàng)新性工程人才為指導(dǎo)，進(jìn)行課程教材及教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建。

1.1 結(jié)合專業(yè)特色，展示國(guó)際前沿，優(yōu)化教材內(nèi)容

教材是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的載體，選擇或編著具有系統(tǒng)、完整的知識(shí)體系和反映該學(xué)科領(lǐng)域最新成就的優(yōu)秀教材，是確保教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。目前，并沒有適合葡萄與葡萄酒專業(yè)的食品工程原理教材。課程組經(jīng)過對(duì)國(guó)內(nèi)外教材的收集、研究和比較，最終選用了楊同舟、于殿宇主編，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社出版的“十二五”規(guī)劃教材《食品工程原理》（第二版）作為學(xué)生用書。劉云宏等[1]認(rèn)為國(guó)外原版教材具有原汁原味的英文，科學(xué)正確的表達(dá)，層次分明的內(nèi)容，但教材費(fèi)用高昂，有些內(nèi)容不適合國(guó)內(nèi)教學(xué)與實(shí)踐現(xiàn)狀，將英文原版教材按照國(guó)內(nèi)教學(xué)模式和現(xiàn)狀進(jìn)行改編，是一個(gè)較為適宜的措施。為培養(yǎng)合格的國(guó)際化葡萄酒釀造工程技術(shù)人才，課程組選用美國(guó)工程院院士、加州大學(xué)戴維斯分校Paul Singh 教授著寫的Introduction to Food Engineering （Academic Press， Inc.） （第四版，2009）教材作為參考教材。課程組結(jié)合專業(yè)特色和實(shí)際現(xiàn)狀對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整理，添加各單元操作的相關(guān)葡萄酒工程設(shè)備的基本內(nèi)容、最新研究成果和使用范例，確保教材與教學(xué)內(nèi)容反映葡萄酒工程專業(yè)的先進(jìn)思想與科技新知識(shí)，新概念，使教學(xué)與國(guó)際本學(xué)科高新技術(shù)發(fā)展前沿接軌。

1.2 依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，注重工程技能，濃縮教學(xué)內(nèi)容

課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革是成功進(jìn)行卓越工程師培養(yǎng)必須完成的一項(xiàng)至關(guān)重要而又具有挑戰(zhàn)性的關(guān)鍵工作[2]。食品工程原理課程涉及眾多單元操作，如：流體流動(dòng)、流體輸送、過濾與沉降、流態(tài)化、氣力輸送、攪拌、乳化、均質(zhì)、氣流粉碎、傳熱、蒸發(fā)、冷凍、結(jié)晶、冷凍濃縮、熱力殺菌、萃取、浸取、蒸餾、吸附、離子交換、膜分離、干燥、吸收等。受目前少課時(shí)限制及專業(yè)方向需要，對(duì)龐雜的課程內(nèi)容需要適當(dāng)濃縮，趙學(xué)偉等[3]比較發(fā)現(xiàn)，不論是理論教學(xué)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，國(guó)內(nèi)外大學(xué)都將流體流動(dòng)與輸送、傳熱原理與干燥操作作為課程重點(diǎn)。根據(jù)國(guó)際葡萄與葡萄酒組織（OIV）葡萄酒釀酒師培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（OENO 2/85）的要求，結(jié)合專業(yè)辦學(xué)定位、人才培養(yǎng)目標(biāo)，在研究分析國(guó)內(nèi)外葡萄酒工程的基礎(chǔ)上，確定課程教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容，選擇性開設(shè)與葡萄酒生產(chǎn)過程單元操作緊密相關(guān)的基本理論知識(shí)。課程的教學(xué)內(nèi)容安排遵循如下原則：三傳理論為主，兼顧熱力學(xué)與物質(zhì)能量衡算；基本原理和計(jì)算為主，設(shè)備操作和設(shè)計(jì)為輔；熱量傳遞為主，動(dòng)量質(zhì)量傳遞為輔。課程重點(diǎn)講述：包括流體流動(dòng)、物料輸送、過濾、傳熱、制冷、蒸發(fā)、干燥等幾個(gè)緊密相關(guān)的單元操作。

2 采取基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的多種形式，構(gòu)建課堂教學(xué)模式

2.1 講透基礎(chǔ)內(nèi)容，繪制內(nèi)容脈絡(luò)、駕馭知識(shí)結(jié)構(gòu)

食品工程原理課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容繁雜、公式較多，按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，把教學(xué)重點(diǎn)局限于大量公式的記憶和習(xí)題的解答，易使學(xué)生感到繁瑣、枯燥、難懂，從而失去學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，對(duì)課程亦缺乏整體認(rèn)識(shí)，不能將課程內(nèi)容形成體系[4]。于殿宇等[5]強(qiáng)調(diào)不要讓學(xué)生浪費(fèi)精力死記硬背公式，應(yīng)善于歸納、推導(dǎo)，抓住重點(diǎn)和切入點(diǎn)，逐步解決計(jì)算中的問題。因此，針對(duì)課程特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)課程的整體結(jié)構(gòu)和知識(shí)脈絡(luò)，從整體上把握并駕馭該課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)；對(duì)于單獨(dú)章節(jié)，將基本內(nèi)容以概念圖（圖1）的形式展示，教師講透基礎(chǔ)知識(shí)，突出教學(xué)重點(diǎn)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之前就對(duì)章節(jié)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)點(diǎn)有所認(rèn)識(shí)，從宏觀角度把握基本內(nèi)容，做到有目的聽課，章節(jié)完成后，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行樹形知識(shí)點(diǎn)總結(jié)歸納，便于學(xué)生查漏補(bǔ)缺，系統(tǒng)復(fù)習(xí)，進(jìn)一步擴(kuò)展延伸。

學(xué)而不思則罔，一次課堂學(xué)習(xí)不能給學(xué)生樹立起牢固的印象，因此，應(yīng)基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，將課程多媒體資料提前上傳以供學(xué)生預(yù)習(xí)，將課程錄像上傳供學(xué)生課后進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固知識(shí)點(diǎn)，布置討論思考習(xí)題，鏈接課程相關(guān)網(wǎng)站，供學(xué)生對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)等知識(shí)進(jìn)一步思考、延伸；彌補(bǔ)課堂時(shí)間少、任務(wù)量大的不足，讓學(xué)生充分理解課堂講授內(nèi)容，達(dá)到現(xiàn)階段該課程課堂教學(xué)的最佳模式。

2.2 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，搜集圖片錄像，建全課程資源

食品工程原理課程各單元操作復(fù)雜多樣，課堂講授應(yīng)以專業(yè)需要為前提，以葡萄酒釀造過程為軸線，針對(duì)涉及的相關(guān)單元操作，利用各種途徑和資源搜集、拍攝設(shè)備構(gòu)造及設(shè)備造作與維護(hù)、設(shè)計(jì)過程，不斷補(bǔ)充、更新教材內(nèi)容，緊跟國(guó)際先進(jìn)的葡萄酒生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)，建立建全課程設(shè)備圖片庫及設(shè)備操作全程錄像。以紅葡萄酒釀造工藝流程為例（圖2）：葡萄經(jīng)分選后，進(jìn)行除梗破碎，浸漬發(fā)酵，壓榨取汁，低溫澄清（穩(wěn)定），貯藏陳釀，穩(wěn)定處理，除菌過濾，封裝，最終得到成品葡萄酒。針對(duì)葡萄酒釀造工藝過程中的多個(gè)單元操作，從葡萄原料的處理、發(fā)酵、過濾、穩(wěn)定處理、灌裝設(shè)備等逐臺(tái)分解、拆卸，繪制示意圖、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、原理圖、操作流程圖，逐條記錄操作步驟、參數(shù)，擁有了較為完整的先進(jìn)設(shè)備的資料，盡可能充分地、從多層面、多角度、全方位體現(xiàn)食品工程原理的豐富內(nèi)涵及葡萄酒釀造各主要設(shè)備主要工作部件結(jié)構(gòu)，全面地體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，例如在講解過濾單元操作時(shí)，通過實(shí)拍葡萄釀酒過程中過濾流程的放送，實(shí)時(shí)講解過濾的原理及實(shí)際生產(chǎn)過程中的釀酒設(shè)備，這些資料提供了豐富的課堂教學(xué)案例，體現(xiàn)了課程的重要性及實(shí)用性，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚。

2.3 注重工程技能，搭建企業(yè)平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)直觀教學(xué)

結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)要求和課程特點(diǎn)，課程組成員深入企業(yè)搭建實(shí)踐平臺(tái)，與葡萄酒釀造企業(yè)建立長(zhǎng)期合作的“產(chǎn)—學(xué)—研”一體化教育教學(xué)實(shí)習(xí)基地。工程人才的能力基礎(chǔ)在于工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力，必須有企業(yè)和行業(yè)的參與，才能培養(yǎng)兼具科學(xué)家頭腦和工程師實(shí)踐能力的卓越工程師[7]。企業(yè)聚集著國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)、大量的直觀設(shè)備及宏偉的生產(chǎn)規(guī)模，通過組織學(xué)生參觀大型、新型的葡萄酒釀造企業(yè)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生的理論知識(shí)。例如講授傳熱理論后，落腳點(diǎn)是要學(xué)生解決葡萄酒生產(chǎn)中如何合理選擇和使用換熱器、以降低能耗及成本、提高換熱效率的問題；講授制冷技術(shù)時(shí)可以結(jié)合葡萄酒生產(chǎn)中的葡萄汁低溫澄清、葡萄酒發(fā)酵過程維持工藝規(guī)定的溫度、葡萄酒冷穩(wěn)定處理等生產(chǎn)環(huán)節(jié)實(shí)際，使學(xué)生學(xué)習(xí)如何應(yīng)用制冷技術(shù)解決生產(chǎn)中的問題。這樣的教學(xué)方法使學(xué)生不是單純地學(xué)習(xí)理論，更重要的是學(xué)會(huì)了把理論應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際解決問題，效果良好。加強(qiáng)與實(shí)際生產(chǎn)的緊密聯(lián)系，增加學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)，通過實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生熟悉并掌握基本理論與典型設(shè)備，充分理解課堂的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為深化與升華學(xué)生所學(xué)知識(shí)、檢驗(yàn)學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力起到重要作用[7]。

3 全方位科學(xué)，構(gòu)建考核檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

課程考核是測(cè)評(píng)教師教學(xué)水平和學(xué)生學(xué)習(xí)效果、引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)的“無形指揮棒”[8]。葡萄與葡萄酒工程專業(yè)是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，課程考核應(yīng)以葡萄酒行業(yè)需求為核心，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和為葡萄酒生產(chǎn)服務(wù)為目標(biāo)，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[9]，通過多種考核方式，從不同角度評(píng)價(jià)學(xué)生的能力，評(píng)價(jià)結(jié)果不僅更為公平和科學(xué)，還有利于調(diào)動(dòng)廣大師生教與學(xué)的積極性和主動(dòng)性。李貴安[10]等通過研究比較斯坦福大學(xué)、耶魯大學(xué)、麻省理工學(xué)院、牛津大學(xué)和東京大學(xué)五所國(guó)際一流大學(xué)課堂教學(xué)模式，歸納其共同特點(diǎn)：在課堂形式方面主要采用交流、討論和研討的形式，討論的問題具有一定難度。教師啟發(fā)和鼓勵(lì)更多的學(xué)生闡述自己的見解和理由，然后再對(duì)其加以評(píng)論。課堂互動(dòng)使課堂氣氛活躍，使學(xué)生產(chǎn)生思維碰撞和獲得智慧分享，發(fā)揮學(xué)生想象力、形成學(xué)生自己的設(shè)想，使學(xué)生創(chuàng)新思維得到發(fā)展。課堂討論無疑是一種壓力，最終使得他們將壓力變?yōu)閯?dòng)力，自覺地學(xué)習(xí)。將課堂討論，作業(yè)成績(jī)作為平時(shí)考核成績(jī)，與期末考試相結(jié)合，促進(jìn)了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的自覺性和積極性。

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