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      基于虛擬仿真的“食品工廠機械與設備”課程的多元化考核體系改革與實踐

      時間:2022年07月16日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

      摘要:食品工廠機械與設備是食品科學與工程專業的專業核心課程,是在工程教育認證背景下支撐學生工程能力培養的重要課程。本課程組通過引入虛擬仿真實踐,克服傳統課堂教學的缺陷,使學生更透徹地理解教學內容;借助雨課堂、慕課、SPOC課程等線上教學資源和教

        摘要:“食品工廠機械與設備”是食品科學與工程專業的專業核心課程,是在工程教育認證背景下支撐學生工程能力培養的重要課程。本課程組通過引入虛擬仿真實踐,克服傳統課堂教學的缺陷,使學生更透徹地理解教學內容;借助雨課堂、慕課、SPOC課程等線上教學資源和教學手段,設計并融入課程思政內容,建立過程性考核機制和多元評價體系,注重評價的開放性、過程性、激勵性,強調評價主體的多元化。通過上述人才培養模式改革和實踐,最終提升“食品工廠機械與設備”這門傳統課程的課堂教學效果。

        關鍵詞:虛擬仿真;食品工廠機械與設備;考核體系

      食品工廠機械

        “食品工廠機械與設備”是食品科學與工程專業的專業核心課程,課程系統講述了食品工廠常用機械與設備方面的基礎知識,旨在使學生掌握食品加工涉及的輸送、清洗、粉碎切割、分選分離、混合均質、熱處理、濃縮、干燥、包裝等主要機械設備的結構特性、工作原理、計算選型以及應用范圍,培養學生的工程能力和創新思維,使學生畢業后在食品行業從事食品加工生產線設計、工廠設備的技術改造以及設備的生產、使用、銷售過程中能發揮技術骨干作用。

        該課程由于涉及較多的機械和工程問題,對學生的工程實踐能力要求較高,設備種類繁多,內容晦澀難懂,課程難度較大,學生學習起來畏難情緒較重。隨著國家對培養工程科技創新和產業創新人才越發重視,工程教育人才培養模式的改革和探索成為關鍵[1]。“食品工廠機械與設備”作為一門支撐食品科學與工程專業學生工程能力培養的重要課程,通過提升教師授課水平、創新教學手段、建立多元考核體系等方法,激發學生的學習熱情,提高學生的學習興趣和學習效果,是任課教師的當務之急。針對該課程的特點和難點,本文對基于虛擬仿真的多元化考核體系創新進行了探索與實踐。

        1 引入虛擬仿真實踐

        “食品工廠機械與設備”課程的傳統教學以課堂教授為主,以視頻、實踐教學和課程設計為輔。但該課程涉及的設備種類繁多,大部分學校因設備和教學場地不足,教學活動主要在課堂上進行。食品機械結構比較復雜,僅通過教師講授和觀看視頻,學生很難真正地了解機械尤其是機械內部的具體結構,因而無法準確理解食品機械的工作原理,導致學習效果大打折扣[2]。引入虛擬仿真的設備拆解和典型生產線實踐,讓每個學生親手對高壓均質機、碟式分離機、降膜蒸發器、袋式過濾器等食品生產關鍵設備進行拆解,有助于學生了解機械零部件之間的裝配關系,提高學生對設備內部結構和工作原理的認知。同時,引入“NFC 果蔬汁制作”“云南高原特色鮮花餅制作”等虛擬仿真教學軟件,以激發學生的學習興趣,提高其自主學習能力,使學生更好地掌握典型生產線的工藝流程、設備選型等,并初步了解車間布局和生產線設計等。

        以本課程組采用的“云南高原特色鮮花餅制作”虛擬仿真教學軟件為例,推出“烘焙大師養成記”游戲,在學校的官方微信公眾號上提供“通關秘笈”。本專業還擁有設備齊全的烘焙實訓中心,學生可依據個性化需求,結合線下實訓,在虛擬與現實世界中采用不同的實踐形式,這極大地增強了學習的趣味性。該軟件還設計了開酥機、烤箱等關鍵設備的拆解功能,進一步加深了學生對設備的內部結構和工作原理的認知。虛擬仿真軟件操作可通過學生線上學習時間和學習報告形成過程性評價數據,納入學生的平時成績。

        2 豐富教學手段

        “互聯網+”時代改變了人們的行為模式,當代大學生的日常學習和生活與互聯網息息相關。在傳統的課堂講授中,學生的學習參與度、互動性均較低,教學效果受限。在后疫情時代,線上教學及多種教學方式的應用越發重要。慕課、SPOC 課程等線上優秀資源可以豐富教學的多樣性,提高學生的興趣和參與度。教師應要求學生利用線上優秀資源進行課前預習,使其提前了解本章節教學內容,整理重點和難點,提交預習筆記。

        教師在課堂上只需有針對性地講授重點內容,這樣可以減少課堂講授的時間,增加互動討論的時間,從而提高學生的自主學習能力和課堂互動效果。雨課堂是在信息時代大背景下應運而生的智慧教學手段,可全面提升學生課前、課堂和課后的教學體驗,推動線上線下混合式教學改革[3]。利用雨課堂,教師可在課前提前分享課件,在課堂上引入點名、搶答等環節,課后可在線上安排測驗、分享與課程內容相關的資源,并通過互聯網開展師生之間、生生之間的討論和互動,以便于教師及時掌握學生動態,解答學生在學習過程中碰到的問題。教師利用雨課堂統計工具獲得學生的學習數據,將其納入學生平時成績,明確教學過程中存在的問題和改進方向,及時調整教學活動計劃,進而提升教學效果。

        3 更新教學內容

        從石器時代人類使用工具和火加工食材,到20世紀50年代美國乳品工業大型生產線的規;茝V,再到當前智能型全自動化流水線,食品工業水平的發展日新月異[4]。因此,食品工廠配套機械與設備的相關知識也需要更新迭代。在本課程教學過程中,授課教師要不斷搜集和整理各類教學資料與素材,更新知識儲備,將最新知識引入課堂,并將教師科研實踐的最新成果引入教學,激發學生學習和科研的熱情。

        4 設計與融入課程

        思政課程思政是以構建全員、全程、全課程育人格局的形式,將各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協同效應,把立德樹人作為教育根本任務的一種綜合教育理念[4]。“食品工廠機械與設備”課程充分挖掘食品加工尤其是食品機械行業的思想政治教育內容,把社會主義核心價值觀的要求、實現中華民族偉大復興的理想和責任融入教學,激勵學生自覺把個人的理想追求融入國家和民族的事業,成為中國特色社會主義事業創新型接班人[5]。在授課過程中,結合不同章節的具體內容,深入挖掘思想層面內容,培養學生的愛國情懷、改革精神和創新能力。例如在第一章“總論”中,教師通過講授食品加工機械設備的發展進程、特點、分類與應用,使學生了解國內食品行業加工機械設備的優缺點,與國外先進的設備制造能力進行對比和分析,探究我國食品加工機械設備行業存在的問題,提高學生深入挖掘問題本質的能力,培養學生的創新精神和工匠精神。

        5 案例分析

        本課程在最近一次教學周期引入了虛擬仿真拆解軟件的實踐教學,取得了良好的教學效果。以核心章節——第九章“干燥機械與設備”的教學設計為例,教學基本流程。通過形成教學閉環,豐富教學手段和內容,激發學生的學習熱情。結果顯示,學生投入學習的時間顯著增加,虛擬仿真軟件實操使學習趣味性更強,學生的知識掌握更加牢固,自主學習能力、自我認知能力得到提高,課程目標的實現度也更高。

        6 結語

        本課程采用理論教學結合虛擬仿真教學的方式開展試驗,克服了傳統課堂教學的缺陷,便于學生更透徹地理解教學內容。同時,對教學方法和教學評價體系進行綜合優化設計,教學方法結合課堂講授、隨堂測試、虛擬仿真上機實踐、雨課堂等多種手段,建立了過程性考核機制和多元化評價體系,使課程教學由原來的以課堂講授為主向綜合素質能力培養、創新思維能力提高的方向轉變,并且在教學過程中設計和融入了課程思政內容,強調評價的開放性、過程性、激勵性,注重評價主體的多元化。上述教學模式改革和實踐,最終提升了“食品工廠機械與設備”這門傳統課程的課堂教學效果。

        參考文獻

        [1] 吳春華,童彩玲,江漢森,等.食品工程原理實驗虛擬仿真教學體系探索[J]. 安徽農業科學,2019,47(18):280-282.

        [2] 丁延松,陳玲萍.虛擬現實技術在食品工程機械與設備教學中的應用[J]. 食品與機械,2017,33(10):104-106.

        [3] 朱利霞,陳居田,常云霞,等 .雨課堂在地方高校“食品微生物學”教學中應用[J]. 農產品加工,2020(7):104-105,108.

        [4] 趙偉豪,鄧凱波,田玉庭 . 農林高校思政教育與“食品機械與設備”課程協同教學模式的探索[J].太原城市職業技術學院學報,2020(12):117-119.

        [5] 梁鵬,張華丹,林賢明《. 食品工藝學》“課程思政”教學改革與實踐研究[J]. 食品與發酵工業,2020,46(16):290-295.

        選自期刊《科教文匯》2022年第14期

        作者信息:周林燕 曹建新 易俊潔 覃宇悅 王艷菲(昆明理工大學食品科學與工程學院 云南·昆明 650500)

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