糧食工程專業(yè)機械類課程教學(xué)與實踐改革探討

摘要：隨著糧食產(chǎn)業(yè)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，需要大批的糧食工程專業(yè)的高級技術(shù)人才。糧食工程專業(yè)中，機械類課程占重要地位并且具有內(nèi)容豐富、涉及領(lǐng)域多、應(yīng)用性強等特點，因此，探討機械類課程教學(xué)與實踐改革對于糧食工程專業(yè)至關(guān)重要。不斷提升課程教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的工程設(shè)計能力、實踐創(chuàng)新能力，為糧食產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：糧食工程，機械，教學(xué)實踐改革

引言

糧食是國家的戰(zhàn)略物質(zhì)，事關(guān)國運民生，糧食安全是國家安全的重要組成部分。近年來，保障糧食安全一直是中央和國務(wù)院“三農(nóng)”工作的重中之重，“中央一號文件”始終聚焦“三農(nóng)”問題。

目前在我國糧食生產(chǎn)與加工中，存在產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力薄弱、技術(shù)裝備相比于發(fā)達國家落后、人力資源開始出現(xiàn)短缺等問題，這些嚴重阻礙了糧油產(chǎn)業(yè)鏈的延伸和發(fā)展?！翱平膛d農(nóng)”是解決目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)落后、糧食生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力弱等問題的重要手段。隨著社會與科技發(fā)展，糧食這一傳統(tǒng)行業(yè)也正朝著多元化方向發(fā)展，主要涉及：糧油儲藏加工、糧食質(zhì)量與安全、糧食物流及信息化、糧食功能食品等，在糧油加工生產(chǎn)裝備、管理營銷等方面有著較強的人才需求。在此產(chǎn)業(yè)背景下，糧食工程專業(yè)在一些特色高等院校中應(yīng)運而生。該專業(yè)囊括了糧油加工、貯藏、糧油質(zhì)量與安全控制、糧機制造等工程技術(shù)領(lǐng)域，肩負著保障糧食安全與供給的重任，承擔著發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈、為精深加工食品及其他行業(yè)提供多樣化、高品質(zhì)原料的任務(wù)。近年來，糧食產(chǎn)業(yè)的崗位，其技術(shù)性、專業(yè)性隨著國家政策的重視與科技水平的提高，也越來越高，諸如產(chǎn)品研發(fā)、品質(zhì)控制、工藝設(shè)計與調(diào)試等崗位，越來越需要大批高級專業(yè)人才。其中，對于這些崗位人才的培養(yǎng)中，機械類課程占重要地位，因此探討其課程教學(xué)與實踐改革至關(guān)重要。

1. 糧食工程專業(yè)機械類課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 開設(shè)課程不系統(tǒng)且各課程之間相關(guān)性不夠

目前大多高校所設(shè)的糧食工程專業(yè)，其開設(shè)的機械類課程有工程力學(xué)、食品工程原理、機械設(shè)計基礎(chǔ)、電工電子學(xué)、糧食加工工藝與設(shè)備、糧食儲運機械與設(shè)備、CAD基礎(chǔ)。但是機械原理、工程材料、互換性與公差等基礎(chǔ)課程沒有開設(shè)，三維制圖、機械運動仿真等工具類軟件培訓(xùn)也沒有設(shè)置。各課程之間相關(guān)性不夠強，缺乏一個大的實踐課程或項目強化各課程之間的聯(lián)合應(yīng)用。學(xué)生無法系統(tǒng)獲得機械類的專業(yè)知識，相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容和形式都適合在課堂中完成，其內(nèi)容經(jīng)典、清晰容易理解，可以作為通識。但是想要將這部分知識用于實踐，難度較大。所以對于應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)不能僅局限于課堂理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，應(yīng)該加強實踐學(xué)習(xí)。對于學(xué)生綜合工程能力的培養(yǎng)，如何系統(tǒng)的培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程能力，應(yīng)在教學(xué)實踐中進行不斷的探索研究。

1.2 學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力

糧食工程屬于極其繁雜的交叉學(xué)科，涉及到知識面極廣，學(xué)生需要掌握的知識較多。學(xué)習(xí)的知識涉及的領(lǐng)域面廣，不僅有一些基礎(chǔ)性的理論基礎(chǔ)課如物理、化學(xué)、生物學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、工程原理、生物化學(xué)、英語、計算機基礎(chǔ)、社會科學(xué)等，還需要掌握國內(nèi)外相關(guān)的法律法規(guī)、各個國家的政策方針，還應(yīng)掌握一定的專業(yè)課知識：糧油的安全檢測、糧油的生產(chǎn)加工工藝以及目前糧食行業(yè)最新的科學(xué)研究等。當學(xué)習(xí)這么多課程時，學(xué)生不可避免地會發(fā)現(xiàn)不了重點并引起思維混亂。由于機械課程的理論和抽象性很強，其中大多數(shù)涉及計算、繪圖、設(shè)計等，大多數(shù)老師采取“填鴨式”教學(xué)，這使課堂缺乏互動性，并且學(xué)生的效率低。結(jié)果直到課程結(jié)束，許多學(xué)生仍然對一些基本概念和理論知識非常含糊，對課堂課程失去興趣。

1.3 缺乏實驗實踐

糧食工程專業(yè)課程內(nèi)容廣泛，原理復(fù)雜。目前我國的高等教育還一直處于在理論人才的培養(yǎng)層面上，大部分高校對實踐教學(xué)的重要性認識不夠深入全面，此外由于實踐教學(xué)相對于理論教學(xué)，投資需求較大、管理困難等原因使得學(xué)生的知識面僅局限于課堂，沒有足夠的時間去實踐，導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)結(jié)合不充足。而且大部分具有糧食工程專業(yè)的學(xué)院在課程設(shè)置，前期主要以大量的基礎(chǔ)課程為主，而相關(guān)的專業(yè)課程則安排在后兩年，這樣導(dǎo)致學(xué)生的實踐時間只能安排到專業(yè)課程之后，而這個時候?qū)W生要面臨考研、找工作等，使得實踐流于形式，理論與實踐的結(jié)合更加不充分。并且很多糧食工程專業(yè)主要的實踐、實驗課程大部分為化學(xué)類實驗，涉及到的工程類實驗較少，以機械設(shè)計為例，相關(guān)的實踐課程只有一個，設(shè)計與金工實習(xí)，其中金工實習(xí)雖然可以讓學(xué)生了解機械加工方面的知識，但是對于糧食工程專業(yè)來說還遠遠不夠，課程設(shè)計的內(nèi)容過于老套，學(xué)生無法得到系統(tǒng)的訓(xùn)練。且由于大部分高校食品學(xué)院或糧食學(xué)院從事機械相關(guān)研究的老師較少，因此學(xué)生很少有機會能參與機械方向的科研活動，無法獲取最新且與實際生產(chǎn)相關(guān)的專業(yè)知識。

2. 糧食工程專業(yè)機械類課程教學(xué)改革方法

2.1開設(shè)綜合性實踐項目，強化學(xué)生全面掌握機械方向理論知識和實踐技能

為了使糧食工程專業(yè)的學(xué)生達到學(xué)以致用的效果，培養(yǎng)出滿足社會與產(chǎn)業(yè)需求的優(yōu)秀學(xué)生，相關(guān)部門應(yīng)該積極創(chuàng)建一個完善、科學(xué)的實踐教學(xué)體系，突出糧食工程專業(yè)的特色，提供良好的學(xué)習(xí)平臺，實現(xiàn)教學(xué)與實踐緊密圍繞糧食產(chǎn)業(yè)。機械綜合實踐項目是對本專業(yè)相關(guān)理論知識點的綜合運用的實訓(xùn)，能夠使得學(xué)生正確理解各重要理論知識點及其之間的聯(lián)系。該項目的順利實施要求學(xué)生具有一定的專業(yè)素養(yǎng)，著重培養(yǎng)該專業(yè)學(xué)生的邏輯思維能力、軟件工具使用能力與機械設(shè)計整個環(huán)節(jié)的掌握。該項目能夠突破原金工實習(xí)、工程制圖、機械原理、機械設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課程相對封閉的教學(xué)體系結(jié)構(gòu)，圍繞項目設(shè)計主線，對相關(guān)主要課程進行重組與整體優(yōu)化，按理論基礎(chǔ)課、工程實踐與實驗課、設(shè)計訓(xùn)練課這三大板塊，構(gòu)建糧食工程機械相關(guān)系列課程的體系。重點突出工程設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計， 在各教學(xué)環(huán)節(jié)中以CAD/CAE為主線，貫穿整個綜合實踐項目，促進學(xué)生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮，提高學(xué)生相關(guān)軟件的使用水平與解決實際工程問題的能力。

重點建立新的實驗教學(xué)、工程實踐及實習(xí)體系。將原有的相關(guān)課程設(shè)計與金工實習(xí)改造成為機械基礎(chǔ)和機械創(chuàng)新設(shè)計系列實驗，廢除陳舊的實驗，特別是減少基礎(chǔ)的驗證性實驗，將試驗與實踐改革以及課程體系、教學(xué)內(nèi)容改革配套，同時增設(shè)難度較高但更加符合糧食行業(yè)背景的系列新實驗和實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力、工程實踐能力及解決實際問題能力。鼓勵教師將科研項目與本科生教學(xué)相結(jié)合，通過小組分工使每一個學(xué)生參與到實際科研項目中關(guān)于機械方面的研究，如實驗平臺設(shè)計、仿真、搭建等。

2.2豐富實踐教學(xué)的方法，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

多媒體技術(shù)的突出特征是具有超大規(guī)模信息容量的優(yōu)勢。大容量、高密度、多渠道的信息顯示可最大程度使教學(xué)效果得到提高，并培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在教學(xué)過程中，先通過快速播放教師研究領(lǐng)域的相關(guān)背景，研究進展，分析存在的問題。將所設(shè)計到的機械類課程知識對學(xué)生提綱挈領(lǐng)，鼓勵學(xué)生課外進行系統(tǒng)學(xué)習(xí)或者開展系列選修課，使得學(xué)生對機械類課程進行系統(tǒng)學(xué)習(xí)。對學(xué)生進行啟發(fā)式教學(xué)，給出幾個設(shè)計方向，讓學(xué)生根據(jù)理論知識，使用相關(guān)工具（CAD、Solidworks/Pro-E、ADAMS、ANSYS等）對所布置的試驗平臺開發(fā)小課題進行設(shè)計。這樣，學(xué)生就不會感到不熟悉或害怕在實踐過程中進行的設(shè)計工作，可以使得學(xué)生能夠迅速進入設(shè)計狀態(tài)，提高學(xué)生的設(shè)計能力。可以依靠考試中心信息平臺，實現(xiàn)更大范圍（如專業(yè)間、學(xué)校間）的實踐教學(xué)資源共享，同時可以提供即時討論平臺，方便學(xué)生與導(dǎo)師間的溝通，及時解決實踐教學(xué)中產(chǎn)生的問題。不僅提高了實踐教學(xué)的效率，更重要的是，這樣的高效實踐教學(xué)效率能夠使糧工學(xué)生在畢業(yè)后快速適應(yīng)行業(yè)需求。

2.3鼓勵并帶領(lǐng)學(xué)生參加相關(guān)賽事

為鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維，不斷提高學(xué)生的能力，可從改善教育環(huán)境、優(yōu)化教育設(shè)施、變革教育模式入手。應(yīng)鼓勵糧食工程專業(yè)教師帶領(lǐng)學(xué)生踴躍參加各種全國性的機械設(shè)計競賽，如，全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、“挑戰(zhàn)杯”等，這樣既可以開闊學(xué)生與教師的眼界、提高學(xué)生實踐創(chuàng)新興趣與能力，同時在行業(yè)內(nèi)還能提高專業(yè)與學(xué)校的知名度。

3. 教學(xué)效果分析

通過綜合性實踐，使得學(xué)生綜合地學(xué)習(xí)并運用機械類知識，接觸糧食行業(yè)的最新的工藝設(shè)備技術(shù)，充分熟悉行業(yè)環(huán)境與行業(yè)前景，不斷地促進提升創(chuàng)新思維能力，以適應(yīng)社會發(fā)展對人才的需求。在實踐教學(xué)過程中，通過引導(dǎo)學(xué)生進行課外學(xué)習(xí)或者開展一系列相關(guān)的選修課，使學(xué)生獲得系統(tǒng)的機械類專業(yè)知識。在實踐教學(xué)過程中，通過科研與教學(xué)的結(jié)合，使得本科生積極參與到科研項目中，了解行業(yè)內(nèi)最新研究進展，并且對后續(xù)的實踐項目有更加深刻的認識，了解存在的科學(xué)問題，解決問題的手段與方案，方案可行性的研究，而不是只是單純的從事機械設(shè)計項目，突出糧食工程專業(yè)相對于傳統(tǒng)機械專業(yè)的特色。參加各種機械設(shè)計比賽，不僅可以開闊學(xué)生的眼界，還可提高其自身的創(chuàng)新實踐能力和專業(yè)知名度。

結(jié)語

此次教學(xué)實踐改革，可以解決目前糧食工程專業(yè)學(xué)生機械類課程學(xué)習(xí)效果差的問題，提高教學(xué)質(zhì)量，使得學(xué)生獲得系統(tǒng)的糧食工程機械類專業(yè)知識，將所學(xué)的知識應(yīng)用于實踐。制定科學(xué)的糧食工程專業(yè)學(xué)習(xí)機械類課程的培養(yǎng)方案，為該專業(yè)進行機械類課程教學(xué)實踐提供參考。倡導(dǎo)教學(xué)與科研相結(jié)合的模式，使學(xué)生的綜合素質(zhì)顯著提升，提高教學(xué)與科研成果產(chǎn)出效率，開拓一種創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式。

作者簡介：

何學(xué)明 （南京財經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院/江蘇高?，F(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇南京210023，講師），研究方向為糧油檢測技術(shù)與裝備。

基金項目：

南京財經(jīng)大學(xué)校級教學(xué)改革課題（JG19225）。

江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項目（PPZY2015B152）；南京財經(jīng)大學(xué)校級教學(xué)改革課題（JG19225）。