食品工程原理課程思政教學(xué)的改革實(shí)踐

張鐵濤，武天明

(海南熱帶海洋學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，海南 三亞 572022)

0 引言

食品工程原理課程是食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)重要的必修課程之一，是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)等課程基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。課程涉及學(xué)科門(mén)類(lèi)廣泛，系統(tǒng)性、交叉性和綜合性突出，內(nèi)容龐大，理論知識(shí)點(diǎn)繁瑣枯燥。課程思政是一種新的教學(xué)方法和思維，它將價(jià)值觀融入專(zhuān)業(yè)，充分發(fā)揮學(xué)校所擔(dān)負(fù)的立德樹(shù)人的根本任務(wù)[1]。而傳統(tǒng)課程體系設(shè)計(jì)的主要模式常常忽略以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)原則。

基于社會(huì)對(duì)食品專(zhuān)業(yè)人才綜合素質(zhì)與道德品質(zhì)的要求，食品專(zhuān)業(yè)需要持續(xù)深化課程思政教育，深入挖掘?qū)I(yè)課程中的思政教育資源，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀、中華民族優(yōu)秀文化融入課程教學(xué)中，課程組從食品專(zhuān)業(yè)知識(shí)點(diǎn)、食品工程原理案例及歷史人物等方面，挖掘其所蘊(yùn)含的思政元素，進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。同時(shí)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，完善其考核方式，增加教學(xué)互動(dòng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化考評(píng)模式，將“不斷創(chuàng)新、精益求精、工匠精神”以“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式傳遞給學(xué)生[2]，落實(shí)以學(xué)生“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”為導(dǎo)向的工程教育認(rèn)證理念，回歸教學(xué)辦學(xué)和教書(shū)育人的本質(zhì)。一方面，讓專(zhuān)業(yè)課教師“守好一段渠、種好責(zé)任田”，使思政教育、素質(zhì)教育、專(zhuān)業(yè)教育三個(gè)方面有機(jī)融合，與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和提高其實(shí)踐能力；另一方面，讓學(xué)生充分利用在校時(shí)間獲得更多高質(zhì)量的職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)，從而提高其就業(yè)能力。課程改革在注重培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力的同時(shí)還注重培養(yǎng)不僅專(zhuān)業(yè)技能高，而且能夠處理復(fù)雜問(wèn)題、具有創(chuàng)新理念的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

1 食品工程原理課程思政元素融入方式

在教學(xué)過(guò)程中，以立德樹(shù)人為核心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，將思想政治教育融入培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、課程教學(xué)和課程改革的各個(gè)方面，同時(shí)將職業(yè)技能證書(shū)培養(yǎng)模塊融入食品工程原理課程教學(xué)內(nèi)容，涉及單元操作的基本原理、單元操作工藝計(jì)算、設(shè)備選型、工程案例等。通過(guò)形象深刻、內(nèi)涵豐富的課堂實(shí)踐，促進(jìn)職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)與學(xué)歷證書(shū)相互融通(表1)，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)遵守職業(yè)道德、道德法治，培養(yǎng)學(xué)生責(zé)任擔(dān)當(dāng)和貢獻(xiàn)社會(huì)的意識(shí)，實(shí)現(xiàn)思政教育與專(zhuān)業(yè)教育的有機(jī)融合。

表1 食品工程原理課程主要內(nèi)容

1.1 運(yùn)用馬克思主義哲學(xué)原理，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確世界觀，增強(qiáng)法律和規(guī)范意識(shí)

1.1.1 量變引起質(zhì)變哲學(xué)原理在雷諾實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的運(yùn)用

在雷諾實(shí)驗(yàn)的課程教學(xué)中，當(dāng)玻璃管中水流速度較低時(shí)，其流動(dòng)形態(tài)為層流；隨著水流速度增大，流動(dòng)形態(tài)發(fā)展為湍流，就體現(xiàn)了“量變的積累引起質(zhì)變”這一哲學(xué)原理。講解離心泵的工作原理時(shí)，如果泵吸入口的壓力低于被輸送流體的飽和蒸汽壓，就會(huì)產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，泵體振動(dòng)會(huì)發(fā)出噪聲，導(dǎo)致泵性能顯著下降，通過(guò)這一現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生做人要把握分寸和做事要掌控尺度。

1.1.2 矛盾哲學(xué)原理在流體力學(xué)、過(guò)濾課程教學(xué)中的運(yùn)用

通過(guò)對(duì)比轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)/板框過(guò)濾機(jī)/葉濾機(jī)三者的優(yōu)缺點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生注意事物的利和弊的區(qū)分不是絕對(duì)的，利和弊可相互轉(zhuǎn)化這一哲學(xué)原理。針對(duì)流體形態(tài)、流體性質(zhì)、流體流動(dòng)狀況、傳熱壁面的形狀等因數(shù)會(huì)影響對(duì)流傳熱的效果，引導(dǎo)學(xué)生遇到復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，要學(xué)會(huì)抓其主要矛盾，讓復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。

1.1.3 辯證思維的哲學(xué)原理在蒸發(fā)、傳質(zhì)教學(xué)中的運(yùn)用

在教學(xué)過(guò)程中，講述蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生廢熱的利用時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生用辯證的眼光看待問(wèn)題，樹(shù)立正確的價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值。講述菲克定律時(shí)，將其與牛頓粘性定律和傅里葉定律進(jìn)行三傳相似的對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)規(guī)律的相似性，以及科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法。通過(guò)食品工程原理實(shí)驗(yàn)課程中離心泵開(kāi)停泵操作及注意事項(xiàng)、蒸餾操作流程等安全實(shí)例，重點(diǎn)講解設(shè)備應(yīng)急處理辦法，明確安全相關(guān)法律法規(guī)，掌握安全操作規(guī)范。提高學(xué)生的食品安全生產(chǎn)意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確世界觀、增強(qiáng)法律和規(guī)范意識(shí)。

1.2 通過(guò)發(fā)明思想探究，培養(yǎng)學(xué)生家國(guó)情懷，增強(qiáng)文化自信

在連續(xù)性方程和流體流動(dòng)阻力課程中引入大禹治水的典故，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷。在教學(xué)過(guò)程中，講述禹采取拓寬峽口的方法，讓流速變小，減小洪水的破壞性從而達(dá)到治理洪水的目的，這是流體連續(xù)性方程的典型應(yīng)用。另外，通過(guò)我國(guó)在南薰礁、赤瓜礁、永暑島、渚碧島、美濟(jì)島、華陽(yáng)礁、東門(mén)礁和永興島等8個(gè)島礁上填海造陸，運(yùn)用泥沙流體流動(dòng)與輸送機(jī)構(gòu)原理，履行中方南海人工島在海上搜尋與救助、防災(zāi)減災(zāi)、海洋科研、氣象觀察、環(huán)境保護(hù)、航行安全、漁業(yè)生產(chǎn)服務(wù)等方面的責(zé)任和義務(wù)，更好地引入維護(hù)國(guó)家領(lǐng)土主權(quán)和海洋權(quán)益的案例，增強(qiáng)了學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷[3]。

在課程教學(xué)中，將食品工程原理課程知識(shí)點(diǎn)與科學(xué)家故事聯(lián)系起來(lái)。例如，在傳熱的教學(xué)中，通過(guò)講述北京航空航天大學(xué)陶智教授在航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱領(lǐng)域取得重大成果，使中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了從“跟跑、并跑”到“領(lǐng)跑”的飛越。每當(dāng)被問(wèn)及歸國(guó)的初心，陶智教授說(shuō)歸國(guó)是一種家國(guó)情懷，通過(guò)該案例教育引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)陶智教授的家國(guó)情懷；在進(jìn)行解蒸餾單元操作教學(xué)時(shí)，在課堂上引入白酒生產(chǎn)案例，不僅從工藝上講解白酒的制作，還通過(guò)追溯中國(guó)白酒的悠久歷史，如《史記·殷本紀(jì)》關(guān)于紂王“以酒為池，懸肉為林” “為長(zhǎng)夜之飲”的記載，以及《詩(shī)經(jīng)》中“十月獲稻”和“為此春酒，以介眉?jí)邸痹?shī)句等方面的介紹，使學(xué)生增強(qiáng)文化自信。

1.3 科學(xué)典型實(shí)例展示，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、奉獻(xiàn)及工匠精神

食品工程原理課程單元操作中許多定律和方程，如伯努利方程、范寧公式、牛頓冷卻定律、傅里葉定律、費(fèi)克定律、亨利定律及拉烏爾定律等，采用科學(xué)家的名字命名，說(shuō)明這些定律的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)家的突出貢獻(xiàn)是分不開(kāi)的。教學(xué)中通過(guò)展示科學(xué)家科學(xué)探索與發(fā)現(xiàn)的典型實(shí)例，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到科學(xué)探索需要鍥而不舍的勇氣與毅力。這與2020年抗擊新冠肺炎期間的醫(yī)護(hù)工作者不忘初心、不怕?tīng)奚?、舍生忘死的精神進(jìn)行類(lèi)比，激發(fā)學(xué)生的集體榮譽(yù)感和奉獻(xiàn)精神。

食品工程原理課程主要單元操作計(jì)算時(shí)刻體現(xiàn)工匠精神，如管路計(jì)算、沉降速度的計(jì)算中要用試差法重復(fù)試差計(jì)算，直到得到的參數(shù)數(shù)值與已知條件符合。單元操作中沉降速度u0采用復(fù)驗(yàn)法的計(jì)算，先假定一個(gè)流型區(qū)域，求得u0，核算雷諾數(shù)Rep，檢驗(yàn)是否在原假設(shè)的流型區(qū)域內(nèi)；否則再換一個(gè)流型區(qū)域，直到復(fù)驗(yàn)Rep符合該流型區(qū)。通過(guò)科學(xué)計(jì)算的過(guò)程，將培養(yǎng)學(xué)生精益求精態(tài)度、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、探索創(chuàng)新的精神等有機(jī)地融合到食品工程原理實(shí)驗(yàn)課程訓(xùn)練過(guò)程中，為其日后步入工作崗位，能夠從容面對(duì)困難和挫折，具備良好的工匠精神打下基礎(chǔ)。

2 食品工程原理課程思政教學(xué)實(shí)踐

課程組成員充分剖析食品工程原理課程的特點(diǎn)，挖掘課程中蘊(yùn)含的思政教育資源，構(gòu)建融入思政元素的課程體系(表2)，制定開(kāi)展“課程思政”相關(guān)教學(xué)設(shè)計(jì)，尋找課程知識(shí)體系與德育體系可以交融的“觸點(diǎn)”，將思想政治教育與知識(shí)傳授完美融合。

表2 食品工程原理課程思政元素的主要體現(xiàn)

2.1 食品工程原理課程思政主要元素

2.1.1 大禹治水典故融入流體輸送教學(xué)

在連續(xù)性方程和流體流動(dòng)阻力教學(xué)中，引入大禹治水典故“高處鑿?fù)?，低處疏?dǎo)”等治水理念，這與課程教學(xué)內(nèi)容中流體流動(dòng)阻力的原理相似。以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生聚焦家國(guó)情懷。

2.1.2 科學(xué)的學(xué)習(xí)方法融入沉降與過(guò)濾教學(xué)

在沉降速度計(jì)算教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生討論牛奶、果汁不分層的現(xiàn)象和原因，培養(yǎng)學(xué)生正確看待理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用關(guān)系，學(xué)以致用。

2.1.3 主要矛盾與次要矛盾問(wèn)題融入傳熱教學(xué)

在對(duì)流傳熱阻力控制教學(xué)中，引入傳熱過(guò)程中的主要矛盾與次要矛盾，遇到問(wèn)題時(shí)要“擒賊先擒王”，抓其主要矛盾，使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，培養(yǎng)學(xué)生的哲學(xué)思維和方法。

2.1.4 辯證地分析問(wèn)題融入蒸發(fā)教學(xué)

在單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)的經(jīng)濟(jì)性教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)多效蒸發(fā)并沒(méi)有提高蒸發(fā)生產(chǎn)能力，而只是節(jié)約了加熱蒸汽，需要增加設(shè)備投資，以此培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)和辯證看待問(wèn)題的思維。

2.1.5 規(guī)律的相似性融入吸收教學(xué)

在菲克定律教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生回想牛頓粘性定律和傅里葉定律，將三傳理論做對(duì)比。引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)規(guī)律的相似性以及科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)方法。

2.2 食品工程原理課程思政教學(xué)實(shí)踐

在食品工程原理課程教學(xué)中，采用“課前-課中-課后”的形式組織開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，思政元素自然流暢地貫穿在教學(xué)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)，達(dá)到思政教育與理論知識(shí)的灌輸同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，課程教學(xué)活動(dòng)實(shí)施如表3所示[4-5]。

表3 課堂教學(xué)活動(dòng)實(shí)施

2.2.1 課前教學(xué)

課程組成員注意挖掘教學(xué)內(nèi)容及教材中蘊(yùn)含的思政元素，抓住學(xué)生中的熱點(diǎn)問(wèn)題，把握好思政教育時(shí)機(jī)，善于在細(xì)微處做表率，言傳身教。并將思政教育穿插在課程之中，控制教學(xué)節(jié)奏，寓教于樂(lè)，寓教于知，寓教于情。同時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中，注意把握課程思政時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，不能影響正常的教學(xué)進(jìn)度。學(xué)生班干部輪流擔(dān)任課程出勤督導(dǎo)，明確角色定位與服務(wù)職責(zé)，嚴(yán)于律己，以身作則，盡心盡職，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真履職的精神。

2.2.2 課中教學(xué)

在授課過(guò)程中，利用“翻轉(zhuǎn)課堂”讓學(xué)生在教材中找到感興趣的單元操作，分組查閱流體輸送、沉降、傳熱、蒸發(fā)、吸收等單元操作；在食品加工應(yīng)用領(lǐng)域，發(fā)掘所學(xué)內(nèi)容在本專(zhuān)業(yè)方向中所占地位，學(xué)生會(huì)對(duì)專(zhuān)業(yè)有更深層次的理解；分組合作查閱圖書(shū)館資源和網(wǎng)絡(luò)資訊資料，相互協(xié)助完成任務(wù)，培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作，打造可貴的團(tuán)隊(duì)意識(shí)；利用學(xué)?，F(xiàn)有鴻合信息化平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)改革，探索思維型的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式及實(shí)驗(yàn)課CDIO教學(xué)模式等，為課程思政元素的主要體現(xiàn)。教學(xué)過(guò)程中將設(shè)計(jì)的思政內(nèi)容融入到知識(shí)點(diǎn)的講解中，在言傳身教中達(dá)到教書(shū)育人的目的，取得成果可推廣至食品工程原理開(kāi)課的兄弟學(xué)校。

2.2.3 課后教學(xué)

課后作業(yè)具有一定量體現(xiàn)思政特色的學(xué)生作業(yè)與已有知識(shí)相互關(guān)聯(lián)，形成新的知識(shí)構(gòu)建，并貫穿德育教育。通過(guò)學(xué)習(xí)通、QQ、微信等平臺(tái)反饋思政調(diào)查問(wèn)卷，衡量思政教學(xué)效果，搜集教學(xué)評(píng)價(jià)意見(jiàn)，分析、歸納、總結(jié)、探索和優(yōu)化思政教學(xué)模式[6]。授課結(jié)束后，教師注意提醒學(xué)生清理座位垃圾，保持環(huán)境衛(wèi)生，離開(kāi)教室時(shí)關(guān)閉電源等，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣，節(jié)約用電等社會(huì)公德[7]。

3 結(jié)論

食品工程原理是一門(mén)專(zhuān)業(yè)主干課程，主要以培養(yǎng)學(xué)生“工程知識(shí)、分析問(wèn)題、設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)、終身學(xué)習(xí)”等核心能力，多方位支撐工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，承擔(dān)傳授專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的重要使命。在食品工程原理課程思政建設(shè)過(guò)程中，深度優(yōu)化課程思政與思政課程協(xié)同育人，從馬克思主義哲學(xué)原理的運(yùn)用、發(fā)明思想探究、科學(xué)典型實(shí)例展示等方面融入課程思政，將國(guó)家政策、社會(huì)熱點(diǎn)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合，讓課程思政進(jìn)課堂，并致力于將思想價(jià)值引領(lǐng)貫穿于高校人才培養(yǎng)全過(guò)程，將思政元素自然流暢地貫穿在教學(xué)的相關(guān)環(huán)節(jié)，達(dá)到思政教育與理論知識(shí)的灌輸同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。通過(guò)以上教學(xué)改革，不僅為枯燥的課程增加了亮點(diǎn)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興致，使學(xué)生在情感、知識(shí)和行為上產(chǎn)生認(rèn)同感，實(shí)現(xiàn)“三全”育人，在學(xué)習(xí)中逐漸培養(yǎng)學(xué)生的良好習(xí)慣和優(yōu)良品質(zhì)，同時(shí)對(duì)學(xué)生三觀的塑造起到積極的作用。為培養(yǎng)學(xué)生成為有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)男乱淮咚刭|(zhì)應(yīng)用型人才貢獻(xiàn)力量。