食品工程原理大全11篇

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2.多媒体的合理运用及其与板书的有效结合。多媒体清晰的画面、生动的视频，能变抽象为直观，变复杂为简明，变枯燥为生动，在讲解抽象、复杂的单元操作过程中多媒体的运用能起到很好的辅助作用，多媒体动画可以演示各种单元操作过程的原理和设备的工作情况，非常直观，能产生一点即通的教学效果，加深了学生对基本原理的理解和相关设备构造的认识，提高学习效果。然而，传统的板书在黑板上从无到有的推演过程，是学生自己的参与过程，更是培养学生分析问题能力的有效方法，有利于学生理解和掌握所学内容，开拓思维，启迪智慧。同时，在目前的多媒体课件条件下，在课堂教学过程中，仍有许多内容是信息技术手段所不能呈现的，仍有许多功能是信息技术手段所不能达到的。因此多媒体技术与传统的板书教学两者更多的是互补关系而不是替代关系。

二、课程实验改革的探讨

实验教学是食品工程原理课程的十分重要的教学环节，其基本任务是使学生加深理解和巩固食品工程原理课程中阐述的理论，培养学生解决工程问题的能力并掌握一定的实验操作技能，通过对实验现象的观察、分析和讨论培养学生独立思考问题和解决问题的能力。

1.独立设置食品工程原理实验课。把食品工程原理课的实验部分设置为独立的课程，一方面可以增加实验教学课时，提高课程实践在整个课程中所占的比重，另一方面可以为设置多种形式的实验课程内容创造条件。这个举措从根本上改变了实验教学在整个课程中的地位，为把学生培养成为从事第一线生产服务和管理的“工程师和技师”类人才提供充分的理论联系实际的机会，为今后走入工作岗位奠定基础。

2.引入计算机仿真实验作为实验预习方式。食品工程原理的每个课程实验都相当于食品工业生产中的一个操作单元。由于实验综合性较强，容易造成学生对教师过分依赖。在实验操作中，教师怎么讲，学生就怎么做，学生的独立思考能力和独立操作能力得不到提高，实验效果不好。因此，实验课一定要采取先预习后操作的模式进行教学。仿真实验具有低成本、安全可靠、节省操作时间等优点，便于运行和调试，把完成仿真实验作为实验预习的主要形式具有十分好的应用效果，可以加强学生在实验预习的过程中对实验流程和设备的认识，使学生在实验之前基本了解其操作过程，根据所学的理论知识预测实验结果。

3.基础实验与综合实验结合的课程内容设置。食品工程原理基础实验都是针对单一的单元操作设置的，因为缺乏研究性而难以开展创新性实验项目。针对这一问题，选择一些简单的食品生产工艺将其设置为综合实验，这样做的好处是把若干个单元操作联系起来，学生在完成实验的过程中一定会考虑设备的处理能力、原料的用量、不同单元操作之间的衔接以及操作参数如何影响生产效果等问题，因而主动地进行探索和学习，能很好地培养学生的工程能力和创新能力。引入综合实验不但将食品工程原理实验的教学内容贯穿在一起，还对传统的实验内容进行了扩充和更新，跟实际生产更接近，最好还能与学生的“挑战杯”项目，学科竞赛或者教师的科研有机地结合在一起，使学生在获取基础知识的同时还培养了科研的能力。

三、课程设计改革的探讨

食品工程原理课程设计是教学和实践的衔接环节，是在讲完食品工程原理的基本理论、过程计算以及设备的结构与操作的基础上进行的综合性提高训练，要求学生能进行单元操作设备的设计。为期两周的食品工程原理课程设计需要学生灵活运用所学的知识，全面分析设计过程，完成设备工艺尺寸的设计计算以及设备工艺条件图的绘制工作。食品工程原理课程设计能够让学生从理论走向实践，培养学生解决工程问题的能力。

1.与食品机械与设备、食品工厂设计两门课程的设计结合独立设置一门课程。食品机械与设备是专门讲授食品加工机械及设备的结构特点和工作原理的课程；食品工厂设计是讲授食品工厂选址布局、生产流程设计及与之相关的水、电、汽、暖等公用系统设计的课程。这两门课程都设置了相应的课程设计环节，食品机械与设备的课程设计主要是基于测量基础上的食品机械设备零件图以及装配图的绘制，食品工厂的课程设计主要完成工厂的平面布置图、生产工艺的流程图和生产车间设备的工艺布置图，而食品工程原理是在明确了生产任务的前提下，对单元操作设备的工艺尺寸和工艺条件进行设计计算，为设备选型和整个工艺各单元操作设备之间的匹配提供依据。因此，把这几个设计整合成一门单独的设计课程，既避免让学生重复学习和完成相关的内容，又可以通过合理设置设计内容，让学生掌握从选择设备，安排生产流程，工艺计算一直到工厂的设计等一整套设计流程。这样做的好处是避免了原来多门课程多个设计题目之间没有关联，学生很难从中得到真正锻炼的局面。

2.在食品工程原理课程设计中突出VB、AutoCAD、Office等软件的应用。站在增强课程实用性和提高学生综合能力的角度，采用计算机软件进行辅助设计既可以提高设计的效率和水平，又能通过完成设计任务让学生的综合能力得到迅速提高。在设计的每一个环节都可以用到相应的软件，如：设计说明书可以用Of-fice办公软件完成，设计计算可以用VB编程软件完成，设计图纸可以用AutoCAD绘图软件完成。因此，为了能顺利落实这一目标，在课程设计开始之前需要学生掌握相关软件的使用。可以在机械制图课程中加入Au-toCAD的内容，在食品工程原理课程中加入VB编程的内容。通过突出各类软件在完成课程设计过程中的应用，使学生既掌握了从查阅资料、设计计算到制图等一系列的设计环节，完成了课程设计的任务，又提高了学生应用软件解决实际问题的能力，增强了学生在就业中的竞争优势。

3.与应用软件完成课程设计相应的课程设计考核方法的改革。计算机软件在课程设计中的应用顺应时代的需要，优点突出，但是其强大的复制功能却让学生在完成课程设计中“抄袭”起来更加简单和直接。因此，与应用软件完成设计过程相应的考核方法也需要重新考虑。主要有以下几种措施：①设置不同难度级别的题目让学生针对自己的能力自由选择，但是完成不同难度题目的最高成绩也是不同的，这样做有利于对不同学习态度的学生进行区分，鼓励那些学习认真的学生选择难度大一些的题目；②不强制要求用软件完成设计题目，但是会视应用软件完成部分占整个题目的比例有不同的加分，并且鼓励学生用软件完成的内容越多越好；③注重过程考核和阶段性检查，对每个学生从学习态度、学习能力等多个角度进行评价。对于提问积极，学习主动，在设计过程中能体现出解决问题的主动性、创造性的学生，都明确表示可以加分。同时加强阶段性检查，让学生做阶段汇报，及时了解学生的设计进度，对表现较差的学生提出口头警告。

四、食品工程原理课程改革与卓越工程师教育培养计划的结合

“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才，全面提高工程教育人才培养质量，具有十分重要的示范和引导作用。食品工程原理课程改革的探索与实践有助于提升食品工程专业本科生层次卓越工程师培养计划的实施效果。作为培养食品工程专业高级应用型工程技术人才的一门核心专业基础课，是培养学生工程意识的启蒙课，对培养食品工程专业学生的业务素质、工程能力及创新能力具有十分重要的地位。要将食品工程原理从单一的“食品工程专业基础课程”转变为“大工程观、大系统观”为指导的课程架构体系，注重单元操作与环境的关联性，强化教学内容的与时俱进和应用性。同时将食品工程原理实验室建设成为集实验、实习、毕业论文（设计）及科学研究于一体的多功能实践教学平台，努力实现工程素质训练、科研试验与专业技术进步的有机结合。

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【项目名称】“以双导师制为主导的食品科学类专业创新型人才培养模式”。

【中图分类号】G423.02 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）09-0244-02

食品工程原理是食品科学与工程专业的重要专业基础课程。该课程主要介绍食品生产加工过程中的“三传理论”（即热量传递理论、质量传递理论和动量传递理论）及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造和设计计算等知识[1]，培养学生运用工程理论，分析解决工程设计及生产操作中各类实际问题的能力。食品工程原理这门课程的理论性和逻辑性极强，涉及基础课程较多，相对其他专业课而言较为枯燥繁琐，学生普遍认为这门课程较难。教学方法是为了完成教学任务而采用的方法。它包括教师教的方法和学生学的方法，是教师引导学生学习掌握知识、技能，获得身心发展的一种师生共同的活动方法[2]。食品工程原理如果通过有效地教学方法教授，则能够解决学生“学习难”的问题。因此，通过有效的教学方法来改善食品工程原理这门课程的学习是非常有必要的。

本文拟从理论教学、实验教学、实践教学等方面，对食品工程原理课程教学方法进行简单讨论和探索，以期有益于教学质量的提高和教学模式的多样化。

一、提高理论教学质量，调动学生主动学习积极性

食品工程原理不同于基础理论课程，它要解决的是复杂的工程实际问题，由于物料物理性质复杂多样和食品加工设备形状各异，使得研究对象的影响因素非常多，如果学生在数学和物理方面的基础薄弱，则对本课程内容的理解就会较困难， 由于学习困难，导致失去学习兴趣，教学工作难度较大。因此，提高理论教学质量，调动学生主动学习积极性非常重要。

食品工程原理这门课程在内容上有很多理论推导，大量的经验、半经验公式和图表，学生感到内容很多。因此，教师如能帮助学生理清思路，掌握每章的重点、难点就容易多了。传统的“教师教、学生学”教学方法[3]不能充分调动学生学习的主动性，只能被动地接受教师所灌输的知识，大大忽略了学生的潜能，影响了教学效果[4]。

我们在讲授过程中采用多媒体教学与传统教学方法相结合的方法。通过教师系统条理清晰地讲授，把课程的基本知识结构呈现给学生，对于基本公式的推导、计算和设计问题的分析求解，利用板书的形式，使学生和老师思维保持同步，保持思路的连续性。通过多媒体辅助设施将本课程中设备的结构和工作原理采用图片、视频和动画等形式表达，把教师与多媒体的优势同时充分发挥出来，把多媒体辅助教学与传统教学完美地结合在一起，并且贯穿于教学的始终。

孔子说：“不愤不启，不悱不发。举一隅不以三隅反，则不复也[5]。”在上课过程中，教师要充分调动学生学习的积极性和主动性，使学生的思维处于积极的亢奋状态，并让学生的智力活动真正进入课堂教学中来，使学生的思路与教师的讲解、分析交融在一起。引导学生对本门课产生兴趣。著名数学家华罗庚曾说过：“有了兴趣就会乐此不疲，好之不倦，因而也就会挤时间来学习了。”通过教师循循引导，条理清晰的板书，敏捷的思维，精彩的讲解，学生积极参与的表扬肯定，以及PBL（Problem Based Learning） 教学，网络教学等教学方法，逐步提高学生学习本门课的兴趣。PBL是由国外引进的一种先进的医学教学方法。研究表明，PBL教学法在临床教学中优于传统的讲授教学法[6]。PBL教学模式完整的概念由美国南伊利诺斯大学医学院的Barrows提出，是一种以学生为中心，围绕临床问题进行讨论的教学形式。学生们制定学习目标和内容，通过独立自学、小组讨论和合作，使学生们对已学的知识进行反思和整合，对隐藏在问题背后的知识进行探求和学习，形成解决问题的技能和自主学习的能力[7]。随着教育改革的深入和PBL优点的体现。越来越多的其他学科领域都开始采用这种方法。PBL应用于食品工程原理教学中就是将其改进为问题式教学方法、合作学习、小组讨论三种新型学习方式的结合，教师提出有针对性的问题，小组合作学习，并进行讨论。这种结合使学习者理解透彻且不易遗忘，对学生学习兴趣的提高有很大的帮助。通过这种学习方法的改进不仅能促进学生掌握知识，还能培养学生一些重要的能力。比如文献检索能力、交流沟通能力、团队协作能力，解决问题的策略，自主学习的意识，以及学会和别人分享所学等。极大的提高了学生的学习兴趣，增强了同学情谊。如果提高了学生学习兴趣，则即使在学习中遇到了难题也会努力想办法克服，攻克了难关，学习这门课程的热情将百倍增加，学好这门课就成了非常简单的问题。网络教学在食品工程原理这门课程中的应用对学生学好这门课也大有裨益。利用学校网络教学综合平台，通过“教学资料”、“课程作业”、“试题库”、“在线测试”、“课程管理”、“教学信箱”等网上资源，为学生实现网络课程资源、网络测试、网络交流，提高学生的自学能力。教师留的作业，学生完成后通过网络作业反馈，教师选择有代表性错误和正确解法的同学分别进行讲解，分析错误产生的原因及正确解法和解题技巧。通过学生自己讲解，加深了理论知识的学习，强化了概念、公式等基本理论。这种及时的反馈，使教师对学生知识掌握的情况有所了解，及时解决学生学习中进入的误区。教学资料的共享，使学生能够更好的复习和预习所学知识，巩固并深刻理解所学理论。

二、重视实验教学，提高学生理论联系实际，分析问题，解决问题的能力

实验课是食品工程原理课程不可缺少的一个重要教学环节，通过实验课来验证课堂教学的理论，使学生加深理解、巩固食品工程过程的规律和基础理论并树立学生工程观点，培养分析问题、解决问题的能力，同时培养学生开展科学研究的能力。本校教师利用计算机仿真演示实验教学软件，对每个实验的实验流程进行介绍，演示实验过程，强调操作过程中需要注意的问题，并对实验数据进行处理和结果分析，把每个实验需要完成的基本任务布置给学生。教师还根据实验内容提出扩展性问题，要求学生在实验过程中对课程理论进行思考。如离心泵特性曲线的测定实验中，要求学生通过实验说明扬程、功率、效率与流量的关系，找到离心泵工作效率的最高点；离心泵启动前为什么必须灌水排气？当离心泵叶轮入口处压强等于被输送流体在该温度下的饱和蒸气压时，会产生什么现象？怎样解决？在实验过程中学生根据实验目的，理解了实验原理，掌握了实验装置及相关仪器设备的性能和操作方法，弄清了操作流程、取样点的位置，熟悉了测量和分析方法等。在实验过程中，学生通过对实验现象的观察与分析、数据测取和整理、实验报告的完成，巩固、拓宽了课堂所学内容，了解了科研的基本过程及培养严谨的科学态度，培养了理论联系实际、发现问题、分析问题、解决问题的能力。配合食品工程原理这门课程还增设了创新性实验课程设计。创新性实验课程设计将课堂理论与课外文献、实验教学、兴趣试验相结合。积极鼓励、支持学生参与创新性实验课程设计并参加教师的科研工作。在创新性实验课程设计中学生将流体流动、热量传递、蒸馏、干燥等基本理论与所需生产产品工艺相联系，解决生产实际问题。如在果汁、酸奶、酒、奶粉等产品生产流程中，根据流量选择合适的管径；依据柏努力方程计算泵的压头；根据流量和压头选择合适的泵；根据热量恒算来选择换热器等等。利用所学理论知识，设计并计算，解决实际生产问题。通过创新性实验课程设计将学生所学理论进行了贯通，加深了对理论知识的理解，实现了企业对人才需要的培养。

三、理论联系实际，通过食品工程原理实践教学促进应用型人才的培养

食品工程原理的教学是以各种食品加工和制造工艺所共有的基本环节或步骤（单元操作）为核心的，培养学生熟练掌握食品生产过程中各项单元操作并将这些操作有效结合成一个整体。开设这门课程的主要目的就是要提高工科学生理论联系实际的能力，培养学生的工程概念、工程意识、分析和解决工程问题的能力。因此，学生在食品企业参观、实习的实践过程中，在参与到教师科研工作中，通过理论内容与生产实际的结合，调动和激发学生对食品工程原理课程学习的兴趣和渴求，让学生尽可能真正作为主体参与实践活动的各个环节。在主动实践的过程中，包括实践方案的制定、理论实践结合的分析以及问题质疑、总结等工作的完成，学生发现问题、解决问题的能力、团队合作精神等素质都能得到提高，个性得到发挥。通过实践教学完全能够强化学生对食品工程原理课程理论学习的的工程观点、工程思维及工程能力的培养和训练，引导学生把所学知识转化为运用规律、解决实际工程问题的能力，使学生的工程素质得到提高，来适应新的经济形式下社会对人才的要求和需求！

总之，在食品工程原理课程教学中以先进的教学思想作为指导理念，注重学生的主体地位，促进学生的智商和情商的发展，培养学生参与、探索、合作意识，掌握课程特点和教学方法，引导学生积极主动地学习，从而有效提高教学水平，提高该课程的教学质量。

参考文献：

[1]赵思明. 食品工程原理 [M] . 北京： 科学出版社， 2009.

[2]张桂春，唐为民，张琳琳.高等教育学[M] .辽宁：辽宁师范大学出版社，2007，220.

[3]顾建平.关于大学课堂互动性的探索[J].中国电力教育，2009，（1）：41-42.

[4]王飞，霍灵知，刘改琴.主体参与教学模式在应用物理学基础课程中的实践与探究[J].重庆工学院学报：自然科学版，2007，（8）：178-180.

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中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2013）08-0051-03

《食品工程原理》是高职食品生物技术专业必修的一门核心课程，对于食品类技术人才的培养具有重要的作用。通过该课程的学习，可使学生掌握食品工业生产过程中各个单元操作的基本原理、内在规律、典型设备的设计选型计算方法，培养其实际生产操作技能、分析和解决工程设计，以及操作问题的工程能力。此外，学好这门课对提高学生的团队合作意识和创新能力也有重要意义。因此，本文将依据岗位（群）要求和课程特点，针对有效提升学生的职业素质进行课程改革提出对应策略。

一、《食品工程原理》课程的教学特点

笔者结合近几年《食品工程原理》的教学实践，发现该课程有如下特点：①学生需具备高等教学、物理学、物理化学和工程制图等选修课程的基础知识，知识面较广；②涉及大量公式的推导和计算，理论性较强；③每个单元涉及各种结构复杂的设备操作及其可能出现的故障，工程实践性很强。

二、《食品工程原理》课程的教学现状及其问题

1.学生的基础不牢，理论知识吸收难度大，学习积极性不强。《食品工程原理》的理论性很强，按照传统的教学模式，把理论教学重点放在大量公式的推导、记忆和习题的解答上，但高职学生的数学和物理基础薄弱，对公式的推导过程和实际意义理解不够透彻，导致学生为应付考试只能采取死记硬背的方式，不利于对知识的全面掌握。因此，学习此课程后仍有很多学生并未理解其真正意义，灵活运用理论知识解决问题的能力不足，仅局限于掌握几道计算题的解题方法，很大程度上把工程问题当做数学问题去解决，严重影响了学生的学习积极性。

2.学生缺乏工程思维，学习兴趣不高。《食品工程原理》课程在大二上学期开设，虽然学生曾到相关食品企业参观，只是走马观花而已，很难深入生产一线，工程概念认识不足，且对食品生产过程及设备缺乏必要的感性认识。然而，《食品工程原理》课程以培养工程型人才为教学目标，涉及众多的设备结构、复杂的操作原理、各种抽象的操作现象及大量的工程设计。虽然教师在授课时花费了大量时间和精力画图讲解，但学生缺乏工程思维，仍是茫茫然不知所云，普遍反映该课程晦涩难懂，致使学习兴趣不高。

3.实验设备不足，不利于培养学生的动手能力。高职毕业生不仅应具有扎实的理论基础，还应具备一定的动手能力和工程实践能力。《食品工程原理》课程实验教学设备多是大型的成套设备，价格昂贵且占地面积大，难以达到需要各种单元操作设备俱全的实训条件，且同一单元操作项目往往只有一两套教学设备。因此，在现有的实训条件下，学生缺少动手能力和工程实践能力的锻炼机会。

4.评价方式僵化，无法考核学生的综合能力。传统的课程考试方式均采用单一的闭卷考试，仅能考查学生的理论知识掌握情况，却难以体现学生的动手能力和综合素养，这与高职培养目标不符，无法科学评价学生的学习状况。

三、《食品工程原理》教学改革的措施

在分析食品企业岗位（群）所要求的职业素质的基础上，根据《食品工程原理》课程特点和自身教学实践进行教学改革。

1.重应用，少推导。高等职业教育培养的是专业技术应用型人才，应具备必要的理论知识和较强的实践能力。因此，要以“应用”为主旨构建《食品工程原理》课程的教学体系，在基础理论教学中应降低理论要求，以应用为目的，达到必需或够用即可。比如，尽量减少公式的推导，通过实例让学生理解公式的意义、应用范围和运用方法，使学生从抽象的理论知识中解脱出来，从学会书本表面知识转变为会学、会用。

2.采用灵活多样的教学手段，激发学生的学习积极性。

（1）启发式教学，将教学内容和学生实际相联系。教师授课时，引入一些生活中大家比较熟悉的实例，引导学生进行思考，充分调动学生的学习积极性，这样更容易理解和记忆枯燥的知识点。例如，在讲授“如何通过调控传热系数强化或减弱传热过程”这个知识点时，可向学生提出“真空杯是如何实现保温”这类问题加以引导，让他们明白其原理是真空杯为双层杯壁且抽成真空，可减少导热系数；而瓶盖设计为密封，则可降低对流传热系数，减少整个传热过程的热损失实现保温。

（2）多媒体教学与传统教学相结合，使授课内容形象而生动。在教学过程中，利用多媒体技术可突破客观条件的限制，将一些工程实例通过屏幕生动地展现在学生面前，运用丰富而逼真的图片、动画、视频等将抽象难懂的内容（如设备的内部构造、工作原理等）形象地表达出来，将使教学更加形象、生动、直观，缩短学生的认知过程。但是，单纯地采用多媒体教学，则会使学生处于被动接受状态。尤其在做一些理论知识的推导时，由于多媒体速度太快、信息量过大，可能造成学生思维跟不上，黑板和粉笔就会体现出优势。比如，在推证公式方面，教师可根据学生的基础情况进行，必要时可加入数学和物理知识的铺设，也可控制推导速度使学生跟上教学节奏，对知识点及其应用理解更为透彻。因此，根据《食品工程原理》课程的教学特点，针对不同的教学内容，采用多媒体教学与传统教学手段相结合的方式，可大大提高学生的学习效果和积极性。

3.广泛联系工程实际，培养学生的工程思维能力，激发学习兴趣。在课堂教学中，教师要从生产实际的工程问题出发，进行引导、分析、讨论和归纳总结，由浅入深地让学生建立起一种工程的意识，用工程的思维分析方法来解决问题。笔者认为，只有当学习的知识与实际工程应用相联系时，才能使学生认识到食品工程原理在工程实际中所起的重要作用，激发学习和解决问题的兴趣。就教师而言，可从奶制品制备、啤酒酿造、果蔬加工这些常见食品的生产工艺出发，为学生介绍如何灵活应用工程化方法分析和处理各种复杂的生产过程中的实际问题。比如，讲授“滤饼过滤”时以果汁的加工工艺作为实例引入新课。首先，为了保证果汁成品的品质要求，需用过滤法去除果汁中的果肉颗粒及其他悬浮物质，从而引入滤饼过滤操作。然后，结合高中的过滤实验，引导学生思考并归纳滤饼过滤的原理、实质和基本过程，以此激发学生对过滤过程的学习兴趣。对过滤有了整体了解后提出问题：“为什么随着过滤量的增加，过滤速度会逐渐下降？为了提高过滤速度可采用什么方法？”让学生带着问题进行可压缩滤饼、助滤剂和过滤速率计算等相关知识的学习。最后，介绍果汁加工生产中常使用的过滤设备（板框压滤机）设计选型和操作原理。此外，我们还在学习《食品工程原理》课程期间增设“认识实习”课程，让学生到食品生产工厂参观。在参观过程中，结合生产工艺和产品要求等重点讲解单元操作与食品生产的关系，分析不同单元操作所用设备的结构特点和工作原理，以增强学生对食品生产过程和设备的感性认识，以及对工程设备的想象力。

4.校内小型生产线和仿真教学软件相结合，强化学生的动手能力。为了培养实践能力较强的高技能型人才，逐年改善实训条件。目前，我们已拥有了蒸馏、吸收和管路拆装三种校内小型生产线。与此同时，为了有效解决现场教学设备数量不足的问题，还向东方仿真软件公司引进了食品工程原理实验仿真软件。该仿真软件就是借助计算机在仿真系统上再现食品工程过程的实时特性，模拟真实的食品生产操作与控制系统环境，并在此基础上进行正常开车、正常停车、正常运行、紧急停车和事故处理等过程。通过这套仿真系统，可使学生身临其境地进行离心泵、液位控制、列管换热器、精馏、干燥、吸收等单元操作技能训练。

为了强化学生的实操技能，针对现有的实训条件，采用了校内小型生产线和仿真教学软件结合的方法，对本课程配套实训周的教学安排进行改革。首先，通过仿真软件让学生在非常逼真的操作环境中进行操作技能训练。学生通过人机对话，既能对生产实际有很好的认识，又能亲自动手进行反复操作，达到熟练完成各单元操作的冷态开车、停车和事故处理等操作，而教师通过主控制台可以很清楚地了解每位学生的当前操作情况；其次，当学生通过仿真软件熟练掌握各单元操作设备和流程操作后，再由教师在精馏、吸收和管道拆装等小型生产线上进行演示实验，让学生了解实体设备的操作过程，以及不当操作对实验设备的影响。这样，可使学生了解实体和模拟操作的一致性，同时强化学生的安全意识；最后，让学生分小组轮流在不同的生产线上进行实体设备操作，培养学生的团队合作能力和综合实操能力。通过以上三阶段的实操训练，可使学生更熟悉各单元操作的原理、设备操作规程，以及不当操作对设备的不良影响与解决措施，更有利于学生达到专业岗位的技能要求。

5.多种考核方式并存，多角度评价学生。课程考试方式由传统单一的闭卷考试改为闭卷考试、课堂讨论、仿真实操考核、平时表现等四种形式相结合。通过多种考核方式，可从不同角度评价学生的能力，使评价结果更公平和科学。具体比例如下：闭卷考试成绩占40%，主要考查学生对基础理论的理解情况；课堂讨论成绩占20%，给出五六个题目供学生选择，四五人一组，根据所学知识查阅资料完成，此项成绩主要考核学生对知识的运用情况；平时成绩占10%，主要考查学生的综合素质，包括学习态度、团队合作能力、创新能力等；仿真实操考核成绩占30%，主要考查学生的动手能力。通过对考核方式的改革，评价学生取得了良好的效果。

《食品工程原理》是一门设计知识面广、理论性高、实践性强的课程。在教学中，只有采取恰当的教学方法与手段，才能激发学生的学习兴趣和积极性，最终达到培养工程思维能力，实际操作技能、分析解决问题能力、团队合作意识等职业素质的目的。

参考文献：

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中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0090-02

食品工程原理是食品及相关专业一门重要的专业基础课。课程以工程应用为生产背景，以单元操作为研究对象，以三传理论为知识框架，主要介绍食品加工过程中常见单元操作的基本原理、典型设备的结构及工作原理，进行工艺计算、设备选型及单元过程的操作分析。但是，学生普遍反映该课程学习起来比较枯燥，因为，其大部分内容是从工程实践中抽象出来的数学模型，并引用了大量的经验方程式、数学公式及理论推导。而且学生在学习过程中缺乏生产实践知识，缺少对单元操作和单元设备的认知。为此本人在教学过程中紧扣教学大纲，尝试将食品工程原理与日常生活紧密联系起来，把食品工程原理的抽象理论变成通俗易懂的知识，并将许多单元操作的基本原理用于分析日常生活中的事例，增加食品工程原理的应用性和趣味性，增强学生的求知欲望，改进教学效果。下面简单介绍我们在教学过程中可以应用的生活实例。

一、启发式实例

在引入一个新章节时，我们可以列举出该单元操作在生活中存在的一些实际问题，提出需要解决该问题的基本方法，从而引出本节的内容，使学生明确该单元操作在工业中的应用背景以及该单元操作可以解决的问题。如在讲解流体输送设备——离心泵时，我们可以提出：“大家都知道‘人往高处走，水往低处流’，但是在生产或生活中常常需要将流体从低位处送到高位处，或者从低压处送到高压处，这应该如何实现呢？”这个问题的提出就可以使学生对即将学习的内容先有一个感性认识，符合大家的认知过程，即从具体到抽象、从感性到理性，从而产生浓厚的学习兴趣。

二、概念式实例

食品工程原理课程的概念很多、内容抽象，学生理解比较困难。教师在讲课过程中，穿插一些生活实例，将理论与生活实际结合起来讲，这样会大大提高学生的学习兴趣。例如，讲解流体黏性与流动性的关系这一概念时，我们可以比较水和甘油的黏性，提出：“同时放完一桶水和甘油，哪个需要的时间长？”同学们会很快答出：“放完一桶甘油需要的时间长。”我接着会问学生：“为什么呢？”通过对这一日常现象的讨论我们就可以很自然地得出流体黏性与流动性的关系，学生也能更好地熟记这些理论知识。在讲解绝对湿度、湿含量和相对湿度这几个概念时，我们可以先让学生思考这样的问题：“为什么夏天，常常会让人感觉到闷热难受？”学生可能会答道：“因为气温高。”这时候我们可以补充道：“实际上除了气温高，还有一个重要的原因就是湿度。湿度有绝对湿度、相对湿度和湿含量三种表示方法，湿含量是湿空气中水蒸气含量的绝对值，它不能反映湿空气与饱和状态的差距，让我们感觉闷热难受的主要原因是空气的相对湿度较高。空气的相对湿度越高，说明空气中水分含量越大，越接近于饱和状态（相对湿度为100%），吸湿能力越差，人体排出的汗液就越难蒸发出去。当我们所处的环境温度达到30℃左右时（相对湿度约60%），人们就会有不舒服的感觉。”

三、综合式实例

即在每个单元操作的结尾进行归纳总结时，列举出该单元操作相关的工程或生活实例。如在讲授完“伯努利方程”后就以远洋巨轮“奥林匹克”号与铁甲巡航舰“豪克”号相撞的事件为案例让学生利用所学知识进行分析讨论。又如自来水厂要把自来水通过地下管道输送到我们居住的各个小区，有的小区楼层高达30多层（约100米），他们又是如何把水送到这么高的地方的呢？要解决这个问题，就要依靠静力学基本方程式、伯努利方程、连续性方程、管路阻力计算及离心泵的选用等知识。通过对这种问题的讨论既可以对第一章流体流动的知识进行系统的复习，还对第二章流体输送的知识作了一个很好的总结应用，达到了知识点的融合。传热的方式有热传导、热对流和热辐射三种。我们可以以生活中常见的热水瓶为例来阐述这三种传热方式在生活中的应用。热水瓶的内胆是由两层的玻璃构成的，并且在两层玻璃上都镀上了硝酸银，玻璃内层镀硝酸银的目的是为了降低热辐射，使得热水的热辐射被反射回去；两层玻璃中间抽真空的目的是为了减少热传导，因为真空的热导率最低；而热水瓶塞的作用就是将热水瓶内外分隔开，减少热对流发生。选择软木塞作为瓶塞，主要是因为软木是较好的绝热材料，导热率较低。我们通过引导学生用传热的基本规律解释生活中的实际现象这种方式，不仅加深了学生对所学的传热的三种方式的印象和理解。同时也培养了学生在生活实际中灵活运用所学知识的能力。学完热传导后，为了强化学生对传热速率的理解，我们引用了冬季穿衣方式这样的实例展开讨论：“气温下降，应添加衣服，为了达到很好的保暖效果，应该把保暖性好的衣服穿在里面好还是外面好呢？”对于这个问题，我们首先引导学生通过直觉和日常体验做出判断，然后根据多层圆筒壁热传导速率方程，用理论知识进行推导从而获得答案。通过这一实例可以使学生对多层圆筒壁的热传导有了更深的认识和理解。

教学的目的不是为了让学生记住几个定理、概念、公式，然后期末考试拿到好的成绩，而是通过学习，使学生能够掌握它的原理及实际应用。学生通过对以上实例的分析讨论，不仅对所学的理论知识进行了总结，而且将理论与生活实际结合起来，深化了对相关知识的理解，更重要的是锻炼了学生运用理论知识解决实际问题的能力。同时通过这样的实例互动讨论，可以使学生明白，食品工程原理不是空洞的理论，它是存在于我们的生活之中，学生的学习兴趣也大大提高。当然，在收集整理案例素材、完善案例教学技巧等方面还需要做大量的工作。教师应充分挖掘科研和食品生产方面的案例素材，进行充分准备和深入研究。所选择的案例必须与教学目标一致，即与要求学生掌握的知识内容密切相关。

参考文献：

[1]胡兵，万端极，范明霞，等.案例教学法在化工原理课程中的应用[J].化工时刊，2010，11（24）：72-74.

[2]韩媛媛，翁连进.案例教学实例在化工原理教学中的应用[J].化工高等教育，2010，（6）：76-78.

[3]贾绍义，夏清，吴松海，等.工程案例教学法在化工原理课程教学中的应用[J].化工高等教育，2010，（3）：78-96.

篇（5）

中图分类号:G64文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)31-0299-02

食品工程原理是高校食品科学与工程、粮食工程等专业的专业基础课,理论与实践结合密切,学生普遍反映学习难度大,理解费劲,学习兴趣不浓。传统的“教师教、学生学”教学方法[1]不能充分调动学生学习的主动性,只能被动地接受教师所灌输的知识,大大忽略了学生的潜能,影响了教学效果[2]。为了调动学生学习积极性、能动性,培养其创新意识,在食品工程原理课程教学中应用参与式教学方法。

一、参与式教学法的理论基础

参与是个体投身认识与实践的过程和基本形式。参与式教学法是一种合作式或协作式的教学法,这种方法以学生为中心,充分应用灵活多样、直观形象的教学手段,鼓励学生积极参与教学过程,成为其中的积极成分,加强教师与学生之间以及学生与学生之间的信息交流和反馈,使学生能深刻地领会和掌握所学知识,并能将这种知识运用到实践中去[3～4]。参与式教学法的理论依据主要是心理学的人本主义理论、多元智能观和弗洛姆的期望理论[3]。人本主义心理学认为,学习是为了每一位学生个人的发展,满足其健康成长、个性整合和自由解放的需要。学习的目的是建立积极的自我概念,培养学生的自尊和自信。人的自我形成不是靠外部的灌输或行为的塑造能够完成的,必须依靠个体自己的体验或经验来发现;多元智能观认为,个人的多种智能是以组合的方式存在的,每个人都是一个具有多种智能组合的个体,其聪明才智表现在各个方面;弗洛姆的期望理论认为,每个人都是决策者,人们往往会在各种可供选择的行为方案中选择最有利的行为。参与式教学法就是基于上述理论使学生自我设计,根据自己的兴趣拓宽知识面,提高自己独立思考和解决实际问题的能力。

二、参与式教学法的应用

参与式教学方法在食品工程原理课程教学中应用主要突出课堂教学、实验操作、课外作业、知识检测、网络学习等方面。在这些环节中教师为学生主动学习创造条件,让学生自主学习、自主评议,教师成为学习的促进者。

1.课堂教学。在教学中,老师通过认真备课,准备每一章节内容的主题,“以问题为中心”,教师首先提出问题,学生自学,再提问、讨论,教师只讲重点和难点。例如,《食品工程原理》第三章,粉碎与混合的基本原理介绍时,针对筛分设备的类型与工作原理联想生活实例提出问题,让同学发言,阐述各自的观点。经过讨论,同学们从洗衣机甩干筒工作过程中充分理解了滚筒筛设备的原理。在07、08两届学生学习食品工程原理课程时都进行了学习小组的划分,每6～8人一组,每组选出一位组长,负责全组同学的学习安排。课程的每一章理论知识由老师讲解,学生针对原理应用每组研究后确定本组的讲解内容,在学期初安排日程,每组讲授两学时(全组同学都参与)。学生独立完成备课,查阅资料、制作幻灯片,讲解中尽量脱稿,并注意知识的连贯性。

2.实验操作。如果说自学是如何学习知识的一种能力,而创新则是一种如何运用知识的能力。知识是对生产生活中的经验的系统化和组织化,学习知识的目的是更好地运用所学知识去分析问题、解决问题及进行创新。为了加深同学对知识的理解,培养学生的创新能力,在实验中每一位同学都要设计自己的实验内容(给定实验目录),并且要对设备设置故障,附以解决办法。如离心泵的启动,为什么要灌泵?什么情况下不需人工灌泵?设置离心泵不上水的故障,分析原因加以解决。在实验教学过程中曾开设了“传热系数测定实验”、“精馏操作实验”,“微波干燥实验”等开放性实验,“恒压过滤常数测定实验”、“洞道干燥实验”、“膜分离实验”等创新性实验。每一位同学通过亲自操作设备,深化原理,增强动手能力、综合实验能力及创新能力。

3.课外作业。作业是检验学生课堂理解程度的一项重要措施。首先,我利用多学科的交叉及高中比较系统理论的指导,让同学们针对课后习题,改变某些参数,多因素分析结果的有效性。通过这种方法,使学生都在动脑筋,促进了他们发散思维的建立。其次,学生以学习小组为单位进行组之间交叉,对作业结果分析、讨论,形成有效结论。同时还对错题或有争议的题目加以讨论,找出问题的关键。比如,在柏努利方程应用中,如果所选截面不同,则各参数值就会出现不同的取值,从而影响结果的正确性,在讨论中学生充分理解了柏努利方程的意义及应用注意事项。此种方式能有效地调动学生的学习兴趣,在积极地挑别人错误中对关键点掌握得更牢。

4.知识检测。在每一章结束时,都让同学们针对章节的重点与难点自拟考题并附有答案,然后采用学习小组间交叉考与自考的形式检验学生的理解程度。因为每一道题都把所学知识变成问题,还要设出解题的可行性,实际上做题者容易而出题者难,每出一套题都要把所学知识反复斟酌,在形成问题的同时自己也就解答了这问题。为了让每一位同学能有取长补短的机会,采用题目交叉模拟练习,也是通过此种方式检验各自理解与综合能力。

5.网络学习。利用网络建立网上教学平台,开设了“多媒体课件”、“习题”、“测试”、“学生信箱”、“在线答疑”等栏目,实现了学生网络课堂学习、网络测试、网络交流,并提供了卓越的教学资源,提高了学生自学能力。

三、参与式教学法的成效

1.调动学生学习兴趣,提高学生学习自主性。参与式教学方法的应用使学生的学习兴趣、学习自主性明显增强。以往学生认为学习只是课堂上的事情,课余从不自主学习。由于角色的转变,学生学会了换位思考。为了讲好课,学生必须透彻理解所遇到的每一个问题,或自己钻研、或与同学探讨、或请教老师,学习风气明显好转。学生的自学能力、查阅资料能力、语言表达能力、与人沟通的能力在实施参与式教学过程中得到明显的提高。教学效果明显、教学质量优秀。

2.培养了学生精心钻研、深入思考的能力。以往学生只答老师提出的问题,被动思考,而在应用参与式教学方法过程中,学生自主命题,每一组学生为了使自己所出之题有深度、有难度,能考住其他组学生,必须仔细研究所学内容、绞尽脑汁、在题目中设置多处陷阱,有些同学为了一道选择题精心设计、深入思考,拟出了既相似又有微小差异,充分考察基本原理的四个选项,充分挖掘了学生的内在潜能。

3.培养了学生团队精神和创新能力。全班被分为几个学习小组,小组与小组间展开竞赛,使学生们在学习的过程中,树立起竞争意识。每个小组成员讲课的好坏、实验操作的生熟、命题的质量都直接影响着小组的荣誉,小组成员的团队精神增强。学生以合作方式参与小组学习活动,发表、交流意见,相互启发,加深知识理解,获得新的发现。在创新实验过程中,学生通过思考,提出了多个创新方案。如贾金霖、潘志强在做“恒压过滤常数测定实验”时,为了满足物料浓度不变,他们想出电子天平换物法测量碳酸钙的质量;在保持物料温度不变时,他们设计了加盖,加保温层的方案;在保证物料过滤过程中浓度一致时,他们在预留液加入时先启动搅拌器再入料的操作,以上的改进都确保了实验的准确与测量的精确性,培养了学生的创新能力。

四、结论

参与式教学法的应用,较好地发挥学生的主体性,实现师生互动、生生互动,改变了那种把学生置于被动地位,以传授知识为唯一目标,以教师、教材为中心,以讲授、灌输为主要方法的教学模式,创设了一种能使学生生动活泼、积极学习的教学模式,在教学领域推进素质教育,培养学生的全面素质和创新意识,以期提高教学质量与效益。

但参与式教学能并不是万能的教学方法,只有结合多种教学手段,适应多样化的教学情景,分析学生学习的个性化差异,使课堂教学形式的多样化、综合化,才能达到现代教育的要求。

参考文献:

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[3]陈向明.在参与中学习与行动[M].北京:教育科学出版社,2005.

[4]李小云.参与式发展概论[M].北京:中国飞农业出版社,2001.

Application of Participation Type Teaching Method in Food Engineering Principles Course Teaching

ZHANG Chun-zhi1,JIN Li-mei1,LIU Hai-jun1,GUO Hong-bo2

篇（6）

Abstract: Principles of food engineering is an emerging course. The choose of educational materials, the method of instruction, the system of teaching is still imperfect .As the problems of the process of teaching, teaching results is not obvious, the reform of the Principles of food engineering is imperative. In this paper we used the concept of modern education, through the practice of the reaching process, according to the important of the principles of food engineering and for the problems in the teaching process. Respectively from how to choose educational materials, the innovation of method of instruction, the introduction of advanced teaching methods, focus on the practical application of theoretical knowledge, the innovative capacity of students, comprehensive introduction to feasible alternative of the reform of principles of food engineering, practice proves that this measure has a significant effect in the improve of teaching quality .

Keywords: Principles of food engineering,teaching reform,method of instruction

1前言

食品专业作为一种新兴的专业,它的历史还很短,而食品专业的专业基础课及专业课的教学体系更是十分不完善。在食品专业教学初期,我们并没有食品专业专用的教材,所以很多明明是专业性很强的课程,我们却选用了化工专业或是生物专业通用的教材。食品工程原理一课在教学初期就是这样的情况,我们选用的就是化工原理教材,这本教材完全没有体现食品专业的专业性,无法满足食品专业的教学需求,对以后的学习造成了很大的负面影响,所以我们根据高等院校高专人才培养的目标将以往食品专业的“化工原理”课改为专业性较强的“食品工程原理”。并且逐步编写出自己的授课教材,形成了独特的授课体系,制订了适于自己授课的教学大纲。文中

2食品工程原理的重要性

食品工程原理是食品专业的一门专业基础课,是一门很重要的技术课,侧重于工程性,注重培养学生的能力。其内容包括食品工业单元操作原理,各种设备的基本原理和应用。是学生把所学的理论知识应用于工程实例的重要桥梁,对培养学生设计思维、工程意识、计算能力等方面起着非常重要的作用。同时它又是是基础课与专业课之间的桥梁。有效地将之前所学的基础课与之后要学的基础课紧密的联系起来。因此,食品工程原理有着至关重要的作用。

3教学过程中存在的问题

内容多,涉及知识广泛,对基础知识的牢固程度要求较高[1]。课程的理论较多,理论性强,内容枯燥,激发不了学生的兴趣[2]。与工程实践联系紧密,学生最缺乏的就是实际的经验,因此不容易理解所学的知识[1]。本课程中涉及的设备类型多而且大多结构复杂,操作抽象,因此给学生的理解带来了很大的困难。需要记忆的理论和公式繁多,尤其是课程中半理论半经验公式和准数关联式不容易理解,学习起来不得要领。最关键的一点,同时也是此课程特殊性的体现就是。学生对课程内容的整体结构缺乏整体认识,不能体会知识间的相互联系,没有形成知识脉络。在分析和解决具体问题时常常感到无从下手,常常会遇到这样的情况,觉得从内容上似乎都听懂了,但习题不会做或很容易出错。另外在毕业设计时不会灵活运用该课程的知识进行数值的计算和公式的应用等。

4解决问题的途径和方法

采用合适的教学方法,调动学生的积极性是提高教学质量的关键。

4.1归纳自己的授课教材

纵观教材,精心组织教材内容,根据教学目标制定合理的教学大纲,把握整体的知识框架,形成自己的条理有序的授课体系;整理出清晰地知识脉络及前后知识的相连性,探索出一种容易让学生理解的思路;不局限于所选的教材,应对多版教材进行研读,分析,综合利用[1]。

（1）正确的教材选定方式是由教务处、专业课授课教师、社会上的专家三者结合到一起。依据专业特点和培养目标的不同统筹考虑,权衡利弊、择优而定[9]。这样既坚持了选定教材的原则性,又充分地了解了学生的具体情况,还可以充分地发挥专家专业性的特点。这样才能综合出一本具有适用性、系统性、实用性、前瞻性、纳新性的教。

（2）把握章节间的内在联系,各种公式间都存在着相关性,因此我们可以对各单元操作在问题的处理方法进行上简化,把复杂的过程简化处理。还要要求学生对单元操作的理解能达到举一反三的效果。

（3）根据培养的目标、教学的对象和自己院校的特点,从实际出发,走自己的路。要求教材要具有较强的超前性、纳新性,在广博的基础上,深化有所专精的内容。增加教材的信息量。在拓宽学生的知识面的基础上,增加基本方法、基本技能训练的内容,以提高学生的适应能力、应变能力。高等院校的教材与中专、专科的教材要拉开档次,扩大教材的覆盖面,增加教材的疑难点,加深教材的理论性。

4.2创造多样的教学方法

掌握课程特点,抓住知识主线,调动学生兴趣,提高教学水平[2]。可以采用引导式,启发式,讨论式等多种方式进行教学教学。调动学生的积极性,培养学生的学习兴趣,让学生掌握正确的学习方法,使教学过程生动活泼。

（1）引导学生抓住重点,善于思考归纳和总结。

（2）注重培养学生的工程观念[3],食品工程原理是针对食品工程的一门学科具有很强的工程实践性。在面对复杂的实际问题的时候,大多数公式需要依靠因此分析法指导下的实验研究法和数学模型法等处理方法才能解决。所以我们必须把教学建立在实验和实践的基础上。

（3）突出本专业的特色,提高学生的学习兴趣[4]。在教学的过程中,教师可以在讲到某一个单元操作或是某个典型设备的时,以一些实际生产中学生比较熟悉的食品加工工艺应用作为具体的例子来讲解,从而便于学生的深刻理解。

4.3引入现代的教学手段

（1）利用各种教学手段,充分发挥现代的教学手段在课堂教学中的作用,以提高教学效果。图文并茂的多媒体动画、视频更容易吸引学生的注意力,也更容易被学生理解和接受。同时,也应注意结合板书,来降低讲课的速度,以是学生能够充分理解。

（2） “食品工程原理”这门课程主要讲授各种食品加工过程中的单元操作应用，介绍各种设备的操作，结构原理和应用，单纯靠听教师的陈述和板书绘图，同学们难以想象和理解所学的知识。所以，我们必须在整个教学过程中引入多媒体，利用多媒体教学方式，将课程的内容以幻灯片的形式放映，图文并茂，生动形象，才能使同学们更好的理解所学的知识。培养学生的工程素质。食品工程原理是强调工程原理的，是基础课与专业课之间的桥梁。

（3）多媒体教学具有许多的优点,其中主要包括[5]:增强感官作用,提高学习效率,用信息的多维化来满足思维的多维化和全方位的多媒体信息有利于实现创造性的学习目标。在使用多媒体教学的过程中,我们应注意一些问题。同时传统的教学与多媒体教学之间还存在这很多矛盾[6],合理选择使用多媒体,充分发挥媒体效能:

①多媒体的运用,往往减弱了师生间的互动交流,所以应当注重师生间的交流,合理安排教学信息量。

②多媒体教学作为一种新兴的、先进的教学手段。我们应当全面的认识到他的利弊。根据高校和教师自身情况和特点的不同,我们应该合理选择或制作多媒体课件,精心组织结构,合理安排内容。

4.4注重知识的综合运用

要有明确培养目标,高等院校的食品工程原理课程往往都是沿用传统的教学模式,注重理论而忽视了实践教学[7]。这种枯燥的纯理论知识灌输的教学模式使学生学习被动,导致学生的每一节食品工程原理课只能是在懵懂的状态下度过,不能完全理解,所以注重知识的整体综合利用是至关重要的。

（1）注重实践性环节,培养学生的动手能力和创新意识[8],食品工程原理作为一门实践性和实用性很强的课程,要培养学生的综合能力、动手能力及分析解决问题的能力,学以致用。只有通过实践的环节,才能使学生得到并巩固所学内容的感性认识。并且使学生在此基础上积极思考、深入理解。

（2）设立单独的食品工程原理实验课,而不是将实验课与理论课放在一起,加重实验课的学分比例,才能使教师和学生更加重视食品工程原理实验,有助于得到更好的教学和学习效果。

（3）在学完本课程后可安排一次实习,让学生在动手中加深对所学理论知识的再理解。鼓励学生在完成实验之后分组进行讨论,培养团队合作精神[5]。采取适当或大胆的创新和尝试,充分发挥实验课相对自由的内容和形式,培养学生敢于对固有的实验流程提出质疑的精神,提高学生的创新能力。

（4）与实际相结合,与时俱进。通过课程整合,提炼教学内容, 打破教材的局限性,淡化不同专业方向之间的学科界线,按照新世纪人才培养和学科发展的目标要求,将各种教学资源进行有机重组,从而实现食品工程原理教学中教育理念、教学模式、内容方法的现代化[9]。

（5）学完本课程后安排学生做一些课程设计,一人一题,也可以相互协作,互相讨论。通过课程设计,可培养学生综合运用知识的能力,训练学生独自搜集资料、方案设计、公式计算、图样表达等基本技能,有效地提高了学生独立分析解决问题的能力。

（6）培养出对所学知识有很强的实际应用能力的特殊人才,这些人才应能准确地领会主管工程师的技术意图并熟练地进行技术操作和反馈实施中的技术问题,提出改进方案 ,并参与改进。能有效地贯彻上级管理层的正确管理意识,能成为连接公司上层与生产、管理、营销一线强固纽带的特色人才。

4.5其他

（1）关爱学生,拉近与学生间的距离。高等教育有别于基础教育,培养的是学生的能力,老师应带起到引导、帮助、关爱的作用,与学生做朋友,形成一种轻松自在的课堂环境,也有利于学生对课程的学习。

（2）选择合适的例题、习题加深对知识的理解。单凭在课堂上对所学知识的学习和理解是不足以学好这门课程的,适当的选择一些习题有助于更好的学习和理解这门课程。

（3）使用合理的评分体系,各个方面反映学生的学习效果。如 考试成绩 60%,减少客观题,验证题的比例,增加覆盖面大,知识点综合利用的分析题。平时成绩占10% 包括考勤机课堂回答问题。实验成绩,10%。课程设计成绩10%。

（4）教师是授课的执行者,所以也是教改的执行者,教改的目的是要提高教学质量,使学生更好的学习知识,因此教改能否成功同时也取决于教师的教学水平和投入的精力。我必须认识到教师在教改中的重要作用[10]。

（5）组织学生进行实地参考,现场教学,增强感性认识之后再回到课堂学习理论知识,带着问题学习,根据学生理解接受的具体情况和程度不同深入讲解。

4结语

今后10年我国高等教育事业的发展目标是:要坚持稳步发展和提高质量相结合,重点放在提高质量上;坚持以人为本,把培养适应经济社会发展的人才作为第一职责;形成独具特色的办学理念和风格,加快一流学科建设。通过对建立现代的教育理念和进行教学改革实践研究,如果我们实现该教育改革,才能到达教学目标使学生在学习食品工程原理的过程中获得一定的感性认识和一定的实验操作、数据处理能力, 从而验证、巩固和进一步认识相关基本概念和基本规律, 同时还会初步掌握有关单元工程学的研究方法和实验技术。教改优化课程体系,注重增强学生的实践能力、创新能力,促进学生的全面发。 使食品工程原理教学改革在人才培养、科技创新、社会服务、文化建设等各方面发挥优势[8]。新时期对食品工程原理教改和课程体系整体优化,是适应新时期人才培养目标的需要,是着力提高学科建设、科学研究和社会服务质量的要求。

参考文献

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[8] 陈跃红,王建坤.《机械基础》教改与实践[J].专业教学研究,2005,2:75.

篇（7）

独立学院是在我国高等教育办学机制和模式探索及创新的新形势下应运而生的，其专业定位、生源质量、师资队伍、培养目标等方面与母体院校有所区别，因为完全照搬母体院校教学体系存在很多不适应的地方。制定独立学院人才培养方案、建立与之相适应的教学体系、凸显独立学院人才培养模式很有必要。

从入学分数来说，独立学院生源质量要低于母体院校，学生专业学习的积极性和自觉性也较为欠缺，但学生普遍思维活跃，个性张扬，注重兴趣。“建构式教学”是值得提倡的一种教学思想，其实质是激发和利用学生的本能，先学后教，促进学生全面发展，提高学生的综合能力，建立以学生为本的高效教学模式[1]。为实现独立学院教学目标，对食品工程课程群的模块功能进行了定位，充分应用建构式教学模式，针对企业运营对先进技术的需求，突出对学生实践能力的培养，做到理论与实践、知识传授与能力培养相结合，将能力培养贯穿教育教学的始终，使教学实践取得良好的效果。

1 食品工程课程群教学体系的建立

1.1　课程群教学体系的模块构想

对于独立学院的食品科学与工程专业，应着重培养应用型本科人才，即现场工程师[2]。他们既需要掌握食品学科的基本知识和基本技能，还要广泛了解各种知识，是一线工作岗位上直接从事解决实际问题、维持正常运行的专门人才。他们应比普通本科教育培养的工程型人才有更强的现场处理和解决问题的能力，对人力运筹、设备运行有更强的组织协调与技术管理能力。

食品工程类专业课程数目多，承担着培养学生工程技术应用能力的任务。传统教学体系强调单课程的作用，每门课程分别划分功能，容易造成不同课程教师之间缺乏交流沟通，不能很好地把握教育教学的全局观。每门课程设置相应的理论课时和实验课时，学生缺乏综合应用相关学科知识的训练，不知为什么学，也不知道学了以后怎么用，影响了学习的热情和主动性。

为强化独立学院学生食品工程技术应用能力，制定了新的教学计划，对理论和实践教学体系进行了重新构建，对教学内容进行重新配置和优化。食品工程与机械课程群教学设置的变化见表1，新设置体系的突出之处是改变了原来零散的课程格局，将食品工程类课程作为一个课程群对待，赋予课程群三大模块功能（如图1所示）。（1）工程基础理论模块：食品机械基础（50）+食品工程原理（50），引导学生学习并掌握食品机械识图、绘图、传动系统等基本知识，掌握食品加工单元操作传质传热及物料变化原理。（2）工程知识应用模块：食品工程原理课程设计（30）+食品机械与设备（50）+食品工程机械实验技术（36），使学生掌握食品加工单元操作的设计、食品机械工作原理及单机应用技术。（3）工程能力拓展模块：食品工程与机械技术（30）+食品工厂设计（30+30），培养学生食品工程工艺创新能力及食品工厂项目设计能力。课程设置中，将机械基础、食品工程原理、食品机械与设备的实验课进行整合，设置必修全实验课程食品工程与机械应用技术，包括36学时的实验和30学时（1周）的教学实习，着重培养学生的知识应用能力和动手能力，而食品工程原理30学时安排为课程设计，主要培养学生食品加工单元操作设计能力。模块式教学通过对知识和体系的重新组合，删除了那些交叉重复的内容，节约了教学时间，有利于教学资源的合理配置和充分利用[3]。

1.2　课程群实践教学模块的功能设想

传统的实验教学以单一性、演示性、验证性实验内容为主，不利于学生综合应用能力和创新能力的培养。食品工程原理和食品机械实验是食品科学与工程专业的重要组成部分，实验目的是为今后从事食品工程设计、食品机械操作维护工作奠定基础。食品工程与机械实践教学是该专业教学体系的重要组成部分，对于激发和调动学生学习的主动性和积极性、培养学生创造性思维及创新能力、提高学生综合素质有着至关重要的作用。

“三性实验”新体系在实践教学中的全面应用，实现了对旧实验教学模式的转型，促进了理论与实践的结合，使理论教学贯穿实验教学的始终，形成完整的、科学的食品工程与机械实验课教学内容的新体系。食品工程课程群实践教学项目的模块功能如下：

（1）基础型实验模块

巩固理论课程知识、侧重食品工程原理基本理论和基本技能训练，如流体流动阻力测定、雷诺实验、恒压过滤常数测定、柏努力方程实验等。

（2）应用型实验模块

理论联系实际，注重课程间的联系，强化单元设计及单机操作、维护技能训练。如单元食品工程原理设计、水处理设备、饮料灌装实验、封罐机、超微粉碎、真空浓缩、挤压膨化、均质机装拆画等实验。

（3）综合应用型实验模块

以设计性、创新性、综合性实验为选题，全面提升学生的综合素质。如30学时的综合大实验。

（4）能力提高型实验模块

食品工厂设计项目，属实战型实验项目。

实践教学模块的设置，使每个教学模块相对独立，可以进行积木式的多重组合，教学灵活多变。

2 “三性实验”教学的实施

2.1　“三性实验”的功能

“三性实验”，即设计性、创新性、综合性实验[4]。验证性实验的主要优点是能帮助学生掌握基本知识点，明晰概念、原理和方法；缺陷为实验重复、内容单调，学生仅简单模仿，缺乏自主创新意识。“三性实验”的设计性体现为学生的自主设计，学生在教师指导下，根据给定实验目的和实验条件，自己设计实验方案、选择实验方法和实验设备、拟定实验操作程序，自己将这些方案、方法等在实际操作中加以实现，并对实验结果进行分析处理，而不是照搬教师板书在黑板上的实验步骤，格式化地填写实验报告；“三性实验”的创新性体现在实验内容和方法能在一定程度上反映科学发展的最新动态和要求，具有可预见的研究进展，使学生关注科学发展前沿，大胆摸索新的实验方法；“三性”实验综合性体现在实验中综合应用所学的专业知识及基础知识，而不仅仅是单课程、单学科的知识，对于食品科学与工程专业的学生而言，就是将食品工程机械与食品工艺、食品化学分析检测、食品微生物学、实验设计和数据分析等多学科知识结合起来，提高学生对知识的综合应用能力。

“建构式教学”思想提出学生的学习过程包括六大部分，即：自学质疑、交流展示、互动探究、精讲点拨、反馈矫正、迁移应用。“三性实验”的实施，很好地实现了“建构式教学”思想提出的内涵。

2.2　“三性实验”项目实施步骤

食品工程与机械实验技术30学时的教学实习，对于培养学生的工程意识、提高学生解决现场问题的能力起到重要作用。将实验设置为“三性实验”，以综合大实验的方式进行实践教学。好想法要配合严格缜密的安排，这样才能使实验功效得以实现。该实践教学环节分四步进行，即教师布置任务、学生制订方案、团队完成实验、教师总结和评价，充分体现了教学过程中教师的主导作用和学生的主体地位。

2.2.1　实验任务的布置

由教师根据实验室的设备、仪器和其他基础条件，为学生设置实验主题，介绍实验室设备情况，提出分组建议，制定实验要求和考核标准。根据食品工程与机械实验室的情况，设置了4个综合大实验主题，即：食品干燥实验、食品冷藏冷冻实验、分离浓缩实验、挤压膨化实验。可供学生使用的设备有隧道式蔬菜干燥机、离心式喷雾干燥机、洞道式干燥设备（计算机在线水分检测）、真空冷冻干燥设备、微波干燥设备、流化床干燥器、中温冰箱、－80　℃低温冰箱、速冻机（计算机在线测温）、数字温度计、夹层浓缩锅、膜分离设备、超临界萃取设备、锤片式粉碎机、双螺杆挤压机等。

2.2.2　实验方案的制订

每班分成4～5个小组，组长经学生毛遂自荐产生，成员5～6名。组长安排组员进行资料查阅、小组讨论、实验题目的拟定、实验室调查等活动，通过自学质疑和交流展示，完成实验方案的初步制定。实验方案需与教师讨论，得到认可后方能进入实验阶段。在这个过程中，教师主要把握实验方案的科学性、可行性和创新性。师生之间的互动探究、相互讨论及教师对实验方案的精讲点拨解答了学生的疑问，明晰了研究内容。

2.2.3　实验的实施

各组分别进行实验，完成原料采购、设备调试和参数设置、指标检测和分析、实验结果统计分析、设备维护和保养以及实验报告的撰写工作。实验报告应包括实验名称、实验目的、选题依据、实验内容、实验方案、实验结果与分析、团队组成与分工、总结与建议等部分。学生在实验过程中会遇到很多具体问题，需要借助专业知识和创新思维才能解决，很好地实现了对学生反馈矫正、迁移应用能力的培养。

2.2.4　实验成绩的评定

实践教学考核是实验教学的重要组成部分。对于“三性实验”来说，需要构建多层次的实验考核制度，将实验成绩分成几部分，包括实验理论预习、实验设计、实验操作及实验报告中分析问题能力的成绩，以及文献综述与实验论文的科学性与准确性方面的评分。教师根据各组实验方案、现场操作、实验结果、数据处理等各项工作的完成情况来评定成绩。通过这种方法，改变了学生重理论轻实验的现象，由重知识验证向重实验思维、重动手能力转变。

3 实践教学模块功能的体现

通过对食品工程课程群教学内容和方法的改革，产生良好的效果，特别是实践教学模块设置，激发学生自主学习的热情，培养团队合作精神，加强对知识综合应用的能力，使学生体验到学以致用的乐趣，从而对本门课程的学习充满热情。

3.1　自主学习的辐射效应

建构主义学习理论强调学习者在学习过程中的决定性作用，即自主学习[5]。传统“填鸭式”的教学方式存在诸多弊端，张勇[6]认为“自主学习、自主训练、自主应用、自主提高”四段渐进交互式教学新模式的应用，有利于培养学生自主学习的能力、敏锐发现问题及解决问题的能力、举一反三学以致用的能力。“三性实验”过程中包括资料查阅、小组讨论、实验内容和方案的拟订、数据记录和数据处理、实验报告撰写，这些工作都以学生为主体，教师通过教授学生合理利用信息资源的意识、策略和方法，放大了课程的辐射效应，有利于提高学生自主学习的能力，达到既“授之以鱼”又“授之以渔”的效果，使学生真正学会学习。

3.2　团队合作的凝聚效应

独立学院学生大多来自城镇，家庭条件较好，而且独生子女居多，容易养成任性、孤立、对他人缺乏关爱等不良习惯。孤僻、自闭的性格无法适应当今时代，未来社会中竞争意识与合作意识同为一个人发展不可缺少的两翼。教学过程中实现对学生的“合育”非常重要，即以合作、交往为思想指导，对年轻一代开展合群、合作、合享的教育[7]。合群就是培养群体意识和群体观念，合作就是在学习和工作中相互协作，合享就是共同享有合作后的成果，分享成功的喜悦。人的发展离不开社会，合作意识和合作能力是调整个人与社会关系的基本素质，很大程度上影响着大学生的生存和发展，而团队成员积极默契的配合，是事业成功的基础。培养学生的合作意识和合作能力，可为他们进入社会做好生存训练。

“三性实验”成功地对学生进行了“合育”。实验以学生小组为单位完成，环节众多，工作的复杂程度远远超过单个实验项目，实验任务必须由团队分工合作来完成。学生反映，通过综合实验，团队成员更加了解自己和同伴的个性品质，加强了情感交流，建立了相互信任的合作关系，团队的凝聚力大大提高了综合实验的工作效率。学生在组长的安排下，分工合作完成各个操作单元，各成员个性特长得到发挥和认可，大家又共同享受了实验成功的喜悦。在验证性实验中，往往有学生缺课的现象，但“三性实验”所体现出来的集体凝聚力，使性格非常孤僻的学生也不再逃课，快乐地加入到实验小组的工作中来。

3.3　综合应用的拓展效应

传统教学体系中的实验只是单纯验证某个基本原理，或强调对单台设备的操作，在新体系中设置“三性实验”，是为了很好地实现独立学院人才培养目标。独立学院教育目标定位在培养“专业口径适度、基础知识扎实、应用能力强劲、综合素质较高”的高级应用型人才上[8]。通过综合实验的训练，提高了学生对知识的综合应用能力。完成综合实验，需要学生全面应用食品工程、食品机械、食品工艺、食品化学、食品分析、实验方法和统计分析、计算机技术等多学科知识和技能。单从食品机械而言，一个实验中应用到多台设备，使学生理论课上所学的设备知识得到极大的巩固和拓展，提高了解决实际问题的能力。在“挤压膨化提高豆渣可溶性膳食纤维”实验中，学生不仅掌握了锤片式粉碎机、热风干燥机、微波干燥设备、挤压膨化设备的工作原理以及系统组成和操作维护方法，也掌握了相关的物性参数检测方法、设备参数调整对产品的影响等，学会数据统计分析方法，熟悉了数据表格、图表的制作，知识的应用能力得到加强[9]。

参考文献

[1]盛乃东.浅谈如何构建“六模块建构式教学”[J].教育科学，2011（2）：18.

[2]朱开永，王长生.独立学院应用型人才培养模式的探讨[J].煤炭高等教育，2008，26（4）：51-52.

[3]张斌.电气控制系统与可编程控制器课程模块式教学初探[J].九江学院学报：自然科学版，2011，94（3）：117-118.

[4]曹中一.“三性试验”的内涵及特征[J].实验室研究与探索，2003，22（4）：10-12.

[5]曾玉华，杨高全.网络环境下精品课程自主学习现状的调查研究[J].湖南师范大学教育科学学报，2010，9（1）：102-105.

[6]张勇，刘君华，宋晓平.培养学生创新实践能力的实验教学新模式[J].电气电子教育学报，2008，30（7）：115-117.

篇（8）

“立体构成”这门课程起源于1919年，是德国包豪斯学院在创办后确立的艺术流派。包豪斯构成理论的产生是社会发展的必然，欧洲的产业革命为它的产生奠定了强大的物质基础。英国的工业革命在由手工转向机械化生产的过程中，由于传统观念的影响，导致产品外观设计与产品的材料、工艺、结构、功能的矛盾急剧加深，解决两者之间的矛盾成为当务之急。包豪斯的艺术教育家们针对此提出了“艺术与技术相结合”的设计教育的理念。既是艺术的又是科学的，既是设计的又是实用的，同时还能够在工厂的流水线上大批量生产制造。崭新的设计理论和设计教育思想，使包豪斯成为现代构成设计的发源地和培养现代设计师的摇篮。他们将现代造型规律和新技术新材料有机地结合起来，开拓了一条人类艺术设计史上的辉煌之路。物质形态的丰富和发展取决于生产力和科学技术的发展，无论是在城市规划、建筑设计，还是在工业设计与包装，艺术品的表现形式等各个领域，都产生了许许多多的形态。形态的创造不是不可感知的、随意的、无目的的，它必须严格的按照事先的计划来完成，这就必须有科学的法则可遵循。包豪斯认为，新的材料、新的技术新的生活内容必然要有新的美学观点来与之统一协调。造型美在这里己不是外在的附加物，它应该是内在的，通过材料、技术、功能自然的表达。包豪斯学院院长瓦.格罗佩斯指出，每种不同的技术工艺，都会赋予产品独特的美感。当时的设计师和艺术家为此进行了艰苦的探索，真正使物质形态创造形成比较完整的理论、上升为一门专门学科。与传统学校不同，在包豪斯，学生们不但要学习设计、造型、材料，还要学习绘图、构图、制作，包豪斯引导学生如何认识周围的一切:颜色、形状、大小、纹理、质量;教导学生如何既能符合实用的标准，又能独特地表达设计者的思想;以及如何在一定的形状和轮廓里使一座房屋或一件器具的功用得到最大的发挥。在现代设计史上，包豪斯构成理论及其教育体系无疑是具有特殊的时代意义的。不仅有在建筑史上被称为设计经典的校舍，更有独树一帜的设计理念和教育思想。它奠定了现代工业设计的基础、成为现代设计师的摇篮。以至有人评价它是现代设计真正的开端。

(二)立体构成教学体现包豪斯的价值

真正体现包豪斯价值和成就感的是构成，以建筑为主干，然后扩展到工业设计。从某种意义上讲，是构成学奠定了包豪斯的历史地位，而立体构成更是在包豪斯的成就中锦上添花，体现得更为集中和典型。包豪斯在教育的实践中强调学生要培养实际动手能力，将动手和动脑的训练贯穿于设计的全过程。在构成学框架内确定这些目的和任务，其意义无疑是深远的。基于这种指导思想，它还强调不仅要培养学生独立的设计能力，更重要的是要培养学生的创造力。包豪斯对构成研究的成功另一方面体现在它将材料作为创造形态的基础。产品不单要造型美，还要材质美，二者有机的统一和协调才产生了设计的活力，只有这样的设计才能体现产品的美感。包豪斯学院的约翰?伊顿和阿尔巴斯、保罗.克利、莫霍利?纳吉等教授都是杰出的艺术教育家。他们将立体构成作为一门重要的科学来进行研究和开拓。例如阿尔巴斯通过“纸造型”、“纸切割造型”的训练让学生在不考虑任何附加条件的情况下，研究纸的空间美感变化，奠定立体构成的基础。莫霍利?纳吉通过发现材料自身的美感，然后将它们重新组合设计。从废弃的金属零件、机器这些材料中寻找出客体的美。通过主观的创造实现主客体的统一，并创造出真正的空间语言。马塞尔?布罗伊尔对材料的性能有着独到的研究、在材料的替代方面不断探索。他用钢管代替木材应用于家具，这样既能进行大批量生产，又能体现现代设计理念，在材料与设计的结合上对传统观念产生了巨大冲击。另一位教育家伊顿在立体构成教学中注重对材料、肌理和形态对比的研究，他让学生从形形的材料中通过视觉和触觉的亲身体验，加强对材料的感性认识和运用。在造型的表现上，包豪斯构成主张一切作品都要尽量简化为最简单的几何图形，如立方体、圆锥体、球体、长方体，或是正方形、三角形、圆形、长方形等进行实践，这种以几何形体构建的结构具有理性的逻辑思维，加上标准化的色彩，使人容易学习抽象造型，并掌握其规律、原理，进而通过不同的设计将其体现出来。如灯具、家具、染织品与建筑、广告等都唯有强烈的几何形式感，特别是建筑与工业设计以追求简洁为时尚，更体现出构成的科学性、合理性。

二、现代设计理论下立体构成概念

(一)立体构成与三维形态

立体构成着重研究在三维空间中的形态造型，探索立体形态各元素之间的构成法则，提高与形态相关的敏锐感觉和欣赏素养，培养高效率的立体形态创作能力。立体构成同时还包括对材料媒介运用的研究。立体构成是由二维平面形象进入三维立体空间的构成表现，两者都是一种艺术训练，立体构成是三维度的实体形态与空间形态的构成，用厚度来塑造形态，它是制作出来的。同时立体构成离不开材料、工艺、力学、美学，正是艺术与科学相结合的体现。三维造型是要具备能承受地心引力的力学性坚实结构，还须有抵抗风，雨等各种外力影响的能力，如各种建筑。此外，在立体造型领域，还能使形体产生真实运动，这是二维领域所无法想象和实现的。立体构成从形态要素的立场出发，研究三维形体的创造规律，所以是利用担负材料和模拟构造，创造纯粹形态的造型活动，强调构想与感觉。立体构成又是造型学中三大构成之一，同时又融合了色彩构成、平面构成的知识点，因此立体构成又带有设计基础向专业造型设计过渡匠桥梁。形态思维的转化，决定着设计学习的综合成效，有二维向三维转化的最终结果，立体构成是一项综合性、多向位的思维练习。

(二)立体构成概念

立体构成也称为空间构成。立体构成是以一定的材料、视觉为基础，以力学为依据，将造型要素，按照一定的构成原则，组合成美好的形体。它是研究立体造型各元素的构成法则，揭开立体造型的基本规律，阐明立体设计的基本原理。立体构成是三度空间的一种体验，这种体验有助于我们理解空间的秩序和特性，激发对形态的想象力和创造力。作为研究形态创造与造型设计的独立学科，立体构成所涉及的学科有建筑设计、室内设计、工业造型、雕塑、广告等设计行业。除在平面上塑造形象与空间感的图案及绘画艺术外，其它各类造型艺术都应划归立体艺术与立体造型设计的范畴。它们的特点是，以实体占有空间、限定空间、并与空间一同构成新的环境、新的视觉产物。立体构成既是对视觉语言和造型艺术中形式美感产生与创造规律的研究，也是对创新形式与创新方法的探索。

三、立体构成与工业产品设计

(一)以立体造型设计为目的的立体构成

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一、引言

目前，随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，视频会议的应用越来越广泛，如远程监控、远程教学、远程医疗诊断等等。利用这种会议系统可使远在千里之外的人们在一起召开各种会议，或与相隔很远的技术人员探讨学术问题。该系统通过传送写作成员的视频与音频信息，极大地方便了协作成员之间真实、直观的交流；还可利用多媒体支持协同工作中各种信息的处理，如数据共享等，从而营造一个多人共享的工作空间。

视频会议也称为会议电视、视讯会议，是利用计算机技术和通信设备通过传输信道在两点或多个地点之间建立可视通信，实现数据、语音及图像交流的一种会议形式。与会者不仅能看到对方的会场和发言人，而且可以听到对方的声音，如果再辅以书写电话和电子白板等设备，就可与对方会场的与会人员进行问题研讨，这和现场会议的效果基本一样。该会议系统利用计算机强大的信息处理能力，有效地进行了协同工作，在一定程度上取代了传统会议模式，是一种快速高效、经济方便且应用广泛的新工具。

二、视频会议的类型

根据应用环境的不同，视频会议系统分为面向个人的桌面型会议电视系统和面向群体的会议室型会议电视系统。前者是以桌面型计算机为核心的一台会议电视终端，其软硬件环境不可能像会议室那样有专门的要求，因此其声音和图像质量不是很好，但由于计算机的智能性和配置的灵活性，使用起来很方便、灵活。后者有专用的会议室和设备，因此其图像质量等指标可以达到较高的水平，只是与前一种相比，灵活性较差。

根据同时参加会议的终端数目的不同，视频会议系统可分为点对点会议系统和多点会议系统两类。实际上，点对点系统只限于两点之间交换信息，不是一个真正的会议系统，是一个最简单的原型。多点系统则是同时允许三个或三个以上的终端参加会议，结构上比点对点系统复杂得多，并且在软硬件方面都有特殊要求。

根据使用的技术方法，视频会议系统可分为基于线路和基于分组两种模式。基于线路的视频会议系统产生于上世纪80年代初，它运行在能保证一定比特率的网络上，其代表为基于ISDN的H.320视频会议系统。这种会议系统技术现在已经相当成熟，由于运营成本太高，这种运行在N―ISDN上的视频会议系统逐渐被淘汰。基于分组的会议模式出现于90年代初期，该模式的系统运行在有足够比特率的局域网或广域网上，这些网络大多运行TCP/IP协议，因此又称其为IP视频会议系统，其典型代表为定义了在无服务质量保证的局域网上进行多媒体通信的H323标准，它代表着当前视频会议系统的发展趋势。

三、视频会议系统原理及组成

1.视频会议系统工作原理。一套完整的视频会议系统通常由视频会议终端、多点控制单元MCU、网络管理软件、传输网络以及相关附件五大部分构成。

视频会议终端将输入进来的视频、音频、数据、控制信令进行单独编码，然后将编码后的数据进行“复用”打包后形成遵循网络协议的数据包，通过网络接口传到MCU供选择广播。从MCU传来的其他会场的数据包通过“解复用”，还原成视频、音频以及数据及控制信令，分别在相应的输出设备上回显或执行，这便是视频会议终端的工作过程。

视频会议终端工作过程的关键如下：

一是音频数据量（小于等于64K）远远小于视频的数据量，编码的时延也比视频时间短。因此在早期的视频会议系统中经常会出现听到声音后很久才看到人嘴动的情况。现在的视频会议都在音频编码后加入一定的时延，以解决唇音同步问题。

二是在传输的信息里面，优先级的排列顺序为：音频-->视频-->控制信令-->数据。因为会议以说话为主，在网络拥塞时，画面可能会有马塞克，但会议的声音必然首先保证是连贯和清晰的。

除终端外还有个关键组成部分，即MCU，中文翻译为多点控制器，是视频会议系统中的关键设备，作用相当于一个交换机。它将来自各会议场点的信息流，经过同步分离后，抽取出音频、视频、信令和数据信息，并将各会场的信息和信令送入同一处理模块，完成相应的音视频混合与切换，以及数据广播、路由选择、定时和控制接入等过程，最后将各个会场的各种信息重新组合起来，送往各个相应的终端系统设备。

2.视频会议系统接入方式。视频会议的接入方式包括两大类，一种是基于电路交换的网络，如ISDN、DDN、PSTN等；一种是基于包交换的网络，如ATM、IP、帧中继等。

（1）综合业务数字网（ISDN）。ISDN综合业务数字网目的是以数字系统代替模拟电话系统，把音频、视频和数据业务在一个网络上统一传输。ISDN系统主要提供两种用户接口：即基本速率2B+D和基群速率30B+D。所谓B信道是64Kb/s的话音或数据信道，而D信道是16Kb/s的信令信道。在ISDN信道上传送会议电视，其速率可达到384kb/s到2Mb/s。由于ISDN按所使用的B信道（64kb/s）进行通信计费，因而1B信道的国内通信费率等同于普通电话通信费率。

对于通信量较少、通信时间较短的企业和用户，选用ISDN的费用远低于租用DDN专线或帧中继电路的费用，而且具有速率高、投资少、联网方便等特点，能满足基本会议电视系统的应用要求。

（2）DDN专线。对于大的公司、机构或科研院校等单位都有自己的局域网络和非常多的网络用户时，则应选择DDN专线方式。

数字数据网是一种利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网，这种方式是一个复杂的、成本较昂贵的方式，它可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要。使用DDN专线传输质量较高，网络时延小，电路可靠性高，网络安全性高。因为DDN专线费用相对偏高，不太适合通信时间较短的用户，而只适合长时间的点对点和多点对点的通信连接。

（3）PSTN线路。PSTN公共电话网最初是为了话音通信而建立的，从20世纪60年代开始又被用于数据传输，它的优点是覆盖区域广、易于使用、价格较低、联网容易。但网络速度仅能达到56kbps，线路质量较差，传输速率较低，对于视频会议的声音、图像传输远远不够。基于软件的视频会议系统能达到4fps的图像传输速率，其最大的缺点是图像质量太差，会大大影响会议的质量，一般用得很少。

（4）ATM网络。ATM是以信元为传输单位的统计复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它综合了电路交换和分组交换的优点，可以传送任意速率的宽带信号，可传输话音、数据、图像和视频信号。该技术的最大特点是有QoS保证，对于有线路条件、对质量有很高要求的单位推荐采用此方案，其特点是图像质量很好，组网方便（无需把所有电视会议终端线路都联到MCU），可靠性高。但设备费用高，且需有ATM网络可供接入。

（5）IP网络。IP网络是一种最方便的接入方式，采用了分组交换技术，并利用UDP/IP、RTP、RTCP及RSVP等协议来保证实时通讯的业务质量。由于基于包交换的IP网络遵循的是尽最大努力交付的原则，因而这种接入方式的比ISDN、DDN等专线的视频会议效果要差。但IP网络组网方便，价格便宜。

（6）卫星接入。卫星网络在中远距离的视频会议方面具有地面网络无法比拟的性能优势，可以覆盖到海上、高山等偏远地带，传输率高、安全性好，而且会场建设及搬迁灵活、方便，卫星宽带视频会议系统就支持多路会议视频、文件及数据的综合传送广播。其缺点是价格昂贵，卫星通信时延大，不适合实时性要求高的视频会议系统。

（7）帧中继。帧中继接入方式也是一种专业型会议接入方式。帧中继技术主要用于传递数据业务，帧中继的帧适合于封装局域网的数据单元、传送突发业务，它是广域网通信的一种方式。这种网络效率高，网络吞吐量大，通信时延低，帧中继用户的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可达到34Mbit/s。基于帧中继的网络费用高，但视频效果好。

3.视频会议系统附属设备

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中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 20-0000-01

目前，我国工程量己名列世界首位，但是，工程项目管理水平及信息化技术的运用与发达国家相比还存在着较大差距。近年来，异地、远程实现工程项目管理的创新方式，开始引起越来越多企业的高度重视和积极探索。国家建设部、许多省市建设主管部门发文推广，要求在重大重点项目中安装部署远程视频监控系统，实现对施工现场过程的实时了解，对安全质量的实时监控，提升安全项目管理的工作效率，将远程建筑工地施工现场，实时地反馈到项目管理部门，实时监测施工现场安全生产措施的落实情况，对施工操作工作面上的各安全要素，如：井字架、施工电梯、中小型施工机械、安全网、外脚手架、临时用电线路架设、基坑防护，以及施工人员安全帽配戴等多个方面实施有效监控，杜绝和消除施工安全隐患。

一、远程视频监控发展的历程

我国改革开放三十年来，视频监控系统就开始应用在各个经济建设领域，随着计算机网络技术的快速发展，视频监控系统的逐步构成和完善，得到越来越多的大中型企业的高度重视和普及应用与探索。我国计算机网络技术历经了三次技术革新：

第一代模拟监控，使用摄像机联接同轴电缆，通过卡带式的录像机存储实现视频监控，它不仅受限于同轴电缆传输距离，而且存储容量和保留存档回放也诸多不便。

第二代模拟数字监控，使用摄像机联接同轴电缆，使用了硬盘录像机存储，可是仍存在着可扩展性差，不支持单路监控查看和远程访问。

第三代网络数字监控，使用国际以太网接口，内置Web的服务功能，可以直接通过有线或者无线，以太网IP地址方便快捷地连接到网络，能够结合现有的局域网基础设施，以及远程进行水平、垂直、变焦（PTZ）控制前端摄像机。

二、远程视频监控平台的构成

实施施工现场远程视频监控系统安装部署有着一定的难度，因行业的特殊性，施工现场管线不论是架设，还是掩埋都容易被破坏；施工环境恶劣需要防水、防尘、防雷；施工现场一般都比较偏远，网络接入资源很少。为此，要租用中国电信光纤传输信号，对外使用光纤传输，施工现场内使用无线传输，无线结合光纤传输模式，避免现场的条件限制因素。采用快速球型摄像机安装在施工现场最高点、塔吊或井架。顶端的监控摄像机采集的信号经视频服务器（DVS），再由高增益无线AP传输到项目部的现场监控中心光纤接收器端，同时，也通过光纤与总部信息指挥中心平台连接，并且可以与建设监控部门“全球眼”平台连接。实现远程互联网络或3G网络用户密码授权，实时监控操作控制、录像、抓拍、回放。

三、远程监控系统功能的使用

（一）使用方式。安装客户端监控查看软件或使用BS（浏览器）方式，输入远程DVS地址，监控管理人员输入用户名密码，就可以自动连接到远程DVS上查看，也可以在远程通过DVR和控制键盘设备，接收远程传输视频信号并显示到监控器中，实现对施工现场实时图像的浏览与前端摄像机镜头的控制（上移、下移、左移、右移、放大、缩小等）；客户端软件还提供图像的抓拍和录像功能，监控管理人员发现监控的工地现场有安全隐患或违规施工情况存在，则只需要软件中点击"拍照"或"录像"按钮，将当前查看的图像或视频保存在本地的电脑中，为以后事件的处理提供有效的证据，同时抓拍的图像上还会有时间显示。

（二）用户权限管理。系统通过权限管理功能，对使用用户进行分级授权，不同的用户授予查看不同的摄像头、是否查看、是否控制、是否抓拍和录像等权限。

（三）监控历史纪录。施工现场只需在DVS设备上配置硬盘录像机，就可以实现对施工现场视频的存储和历史记录查询回放。

四、施工现场远程视频监控的作用

（一）加强安全质量的监管力度。使系统的应用将对施工现场的操作人员起到一个施工过程的监督和威慑作用，使操作人员更加自觉地遵守操作规程，更加规范的进行施工作业。

（二）提高安全质量的监管效率。目前，项目管理模式，还是依靠管理人员深入施工现场，往往由于项目远、项目多、人手少，监管不能够及时到位，远程视频监控系统应用后，对我们项目管理人员而言，相当于长了一双“千里眼”，无论身在何处，量有多大，都可以通过监控系统，随时随地掌握现场施工的全面情况，监控现场的施工进度，及时发现问题并督促施工单位及时整改隐患，促进安全生产和工程质量管理。

五、结束语

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1. 即时传送各远程教室点的声音/图像和数据；

2. 听课学生可以与授课教师进行双向交流，可以进行实时提问与回答；

3. 观察每个授课场所的教学情况（通过远端摄像头控制）；

4. 发送录像带资料和录制整个会议情况以供备案；

5. 通过远端任意一台电脑可以对整个会议进行控制；

6. 通过提供的WEB或SNMP可以对任意一套设备在允许的情况下进行管理和设备升级；

7. 抓拍现场的会议图像传送到远端或制作成幻灯片储存；

8. 允许计算机通过NetMeeting实现数据传送和电子白板进行数据共享。

方案介绍

武汉理工大学的远程教学系统由于分二期建设，网络条件较为复杂。一期主要以PT的Venue2000终端＋Accord MGC100 MCU为主，是一个H323系统；二期采用Penteview2010终端＋Penteview6088MCU，是一个H320系统，两套系统通过网关无缝结合到一起工作，用户根本感觉不到不同。各教室均采用了中太数据的远程教学中控系统，使教学应用更加方便。此案例作为国内首家教育行业H.320与H.323混合组网方式的视频电视远程教学网，总共的合同金额为人民币620万元。

整个组网采用星型结构，2010和6088之间采用512K的DDN专线连接，其中384K用于传输视频、音频，128K用于传输T.120数据。2010设备及其标准外设，加上符合远程教育功能需要的其他外设，构成远程教育网络专用教室的设备配置。

1. 通过中太公司视讯平台，异地教室可以即时传送本教室声音、图像和数据并看到远端授课教室相关信息；

2. 通过主控设备和会议电视系统,听课学生有问题时只需要按动按扭,授课教师可以通过主控台监视设备得知学生的提问请求,经过回应操作,授课老师可以与本地和异地的学生进行双向交流,进行实时提问与回答；

3. 远程教室采用红外摄像头可以自动跟踪授课教师，保证各听课教室都可以随时看到授课老师的画面；

4. 配备优质无线话筒，保证授课老师在自由走动时仍然可以将清晰的语音信号传送到所有听课教室；

5. 在授课教室中，学生想申请发言，触发话筒控制器，中央控制台的显示界面上会有相应的视觉、听觉指示，教师按相应按钮同意后，学生的发言通过座位上的话筒接入教室中的2010终端设备中，远教网络中所有的教室都可以听见，同时2010终端控制摄像机快速对准发言学生，远教网络中所有的教室都可以看见。在听课教室中，学生申请发言的流程与上述基本一致，所不同的是，此申请通过2010终端的带内信令传输到授课教室，在中央控制台的显示界面上有相应的视觉、听觉指示，同时在电视机屏幕上显示何处的听课教室申请发言，教师同意后，听课教室里的2010终端控制摄像机快速对准发言学生，声音也切换到发言学生的话筒上，因此，远教网络中所有的教室都可以看见、听见。发言结束后，教师可以切换声音、图像返回自己身上；

6. 通过某个教室的局域网络，每个学生可以通过自己的计算机屏幕，利用流媒体播放软件看到授课情况的实时画面。整个远程教学情况可以通过发送录制录像带并存储到流媒体服务器以供备案和听课学生VOD点播复习使用；

7. 抓拍现场的远程教学图像传送到远端或制作成幻灯片储存；

8. 通过会议电视系统功能，远端任意一台终端设备可以对整个远程教学进行控制，也就是说，其他听课教室也可以随时设置为授课教室；

9. 通过提供的WEB或SNMP可以对任意一套设备在允许的情况下进行管理和设备升级；

10. 授课教师可以准备电子文档，连接到终端，通过NetMeeting、电子白板实现数据传送，听课学生可以看到授课教师准备的讲义并进行在线讨论，实现数据共享；

11. T.120数据会议提供了丰富的教学手段，T.120数据复用在会议电视信道中，使远教教室只需要申请一个远程的DDN信道，大大降低了运营成本。