Applicationofscientificthinkinginteachingoffoodprocessingmachineryandinstrument
ZhouQuancheng,ChenShanfeng,WangXiangyou,LiHongjun,MaChengye,ZhaoYa,SongYuedong
Shandonguniversityoftechnology,Zibo,255049,China
Abstract:TocultivatepersonwithscientificteachingthinkingmeetstheneedsofnotonlyfoodindustryinChina,butalsosocialdevelopment.Inthispaper,howtoapplyscientificresearchthinkinginteachingwasdiscussed.
Keywords:foodprocessingmachineryandinstrumentscientific;teachingthinking;teaching
我国经济发展正处在转变之际，拥有独立知识产权的自主科技创新技术是我国未来发展的必经之路。而精力旺盛、风华正茂、思维活跃的大学生，是社会未来发展的中坚力量和主体力量。因此注重独立思考、科研思维、自学能力以及创新能力等基本素质的锻炼，是培养具有创新意识和科研思维，能够独立思考的高素质、复合型、创新型和应用型人才的重要步骤[1]。对于21世纪的食品专业大学生来说，科研思维的培养是至关重要的，是本科阶段培养的重要内容之一，也是为学生将来的工作、研究和学习打下良好基础的重要手段，将影响学生的未来学术和职业发展[2]。具有科研思维的大学生，会时时用科学的思维对待事物，处处以科学的态度研究问题，从而不仅可以巩固专业知识，增强获取新知识和应用知识的能力，磨炼意志，开阔思维，认知自己，培养协作精神，而且具有时局意识和远见规划的思想，将来会为食品行业的发展提出新见解，制定新举措，做出大贡献[1-3]。
目前，高校教学大多还是以理论记忆、应试教育为主，而忽略了科研思维和创新意识的培养。在课堂教学中，学生被动地“填鸭式”接受理论知识，缺少主观能动性和参与性，学习兴趣容易逐渐降低；实验课则常是走马观花，隔靴搔痒，程序性完成步骤和操作，很少有自我思考、与教师互动、与同学交流等创造性思维和活动。大学毕业后，直接进入企事业工作的部分学生，若没有提前科研思维的培养和锻炼，开展科研工作就会一头雾水，步履艰难；而进入研究生阶段学习的学生，有了大学阶段的科研思维初步培养和锻炼，则可以尽早适应自己研究生的角色，自己研究课题，为研究生学习开个好头。
科研思维依托于科学的思维方式，而科学思维有四种形式，分别是整体性思维、具体性思维、联系性思维和连续性思维。其中食品专业用到的主要是联系性思维和连续性思维。所谓联系性思维，就是找出有明显间断性的两事物之间的同一性的思维。实际上就是类比思维[1]。所谓连续性思维，就是连续性的推理，最简单的连续性推理就是形式逻辑的三段式：A=B，C=B，于是A=C。连续性思维有一个中介连续者，A与C的中介连续者就是B[1-3]。
如何在食品专业课程讲授中应用科研思维，培养具有创新意识的大学生？笔者结合食品加工机械与设备课程讲授实践，认为可从下面几个角度入手。
1理论授课多采用问题导向性方法，注重学生自主性的培养
2充分把握实践教学环节，因材施教培养科研创新意识
“授人以鱼，不如授人以渔”，这是教师教学的最高境界。只有通过正确的引导，科学的施教，才能吸引大学生的兴趣，积极主动思考，培养科研思维，塑造创新意识。只有这样素质的大学生才能承担科研项目，满足现代社会需要能够解决实际问题的人才的要求。
参考文献
[1]陈科,黄寅,杨拯,等.谈大学生科研思维能力的培养[J].中国医药导报,2008,5(24):131-132.
[2]潘久武.谈科研思维及其类型特点[J].上海教育科研,2009,2:78-79.
[3]张佰清.食品机械设备多媒体课件的开发与思考[J].沈阳农业大学学报(社会科学版),2005,4:506-508.
[4]陈洪菊,屈艺,母得志.在医学本科生中引入科研思维的重要性及方法[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2010,12(3):11-12.
创业乱如麻
王峰想要单干的消息，在朋友圈中一传开，马上有人响应。在大家的动员下，2006年9月，王峰从全国行业排名前三的某食品机械公司辞职，开始了创业之路。
朋友都是为别人打工的人，能投入进来的资金总共也就三百万元。想要直接熟门熟路去做和以前公司相同的食品加工机械是不可能的。经过考察，王峰最后决定做烧烤机，至少工艺流程跟以前公司的食品加工机械大同小异，构造他也熟悉一些，好推销。
只是，这样的话，王峰多年积累的客户渠道就没有用武之地了。以前公司的食品加工机械的对口销售单位是食品加工生产企业，而他们将要生产的烧烤机，客户是烧烤店。不过，王峰对自己的营销能力很自信。很快，他租赁了厂房，成立了公司，招兵买马，各项资金分配到位。按计划，元旦前产品上市。
然而，王峰很快便发现，操作一个项目，并不像销售产品那么简单。
虽然在春节前就把样机生产出来了，但环保专利和产品批号都需要许多审批程序，迟迟批不下来。任凭王峰有多么宏伟的销售蓝图，也只能等着。
王老板要烦的事情可不止是这一件。创业并不像他当初所在的大企业那么按部就班，工商、税务、劳保、卫生、环保、市容、街道、消防都要审核，企业内部更是乱如麻：研发、设计、生产、管理、采购件件事情顶到鼻子上要处理。市场推广、招商筹备、人员培训、厂房改建、仓库管理、工资管理、员工矛盾等等，交织在一起错综复杂。
告别营销高手时代
生产部加班加点，总算拿出了第一批产品300台。按照自己做营销总监的经验，王峰决定召开一场隆重的新产品发
布会，希望对内鼓舞士气，对外制造声势，一举打开市场。他给之前有过联系的媒体记者逐一发出邀请，然而新产品会当天，到场的记者寥寥无几。戏台已经搭起，心急如焚的王峰只得动用私人关系，请来一些之前在媒体圈内关系较“铁”的朋友。然而就是这些人，直截了当地告诉王峰，凭这样没有知名度的公司和产品，根本不可能在媒体的新闻报道中出现。
接下来的市场销售更是不顺。王峰本想通过经销商打开市场。凭借着之前的关系网，他联系到一些经营食品机械的经销商，推销自己的烧烤机。然而这些经销商的销售渠道与王峰产品的目标客户并不一致，再加上产品本身又是没有什么知名度的新品牌，任凭王峰说得天花乱坠，经销商也不愿轻易进货。
王老板亲自给销售员上的营销课在现实面前变得一文不值。很快，许多冲着王峰曾经是“金牌销售员”大名而来的员工便失望地发现，离开了原来的公司和品牌，王峰便不再是那个呼风唤雨的营销高手。拿不到预想中的收入，销售队伍人心浮动。不得已，王峰狠下心，连续三次提高销售提成，以金钱刺激销售员的工作动力，公司留下的收入还不够产品的制造成本。
最后的老板时光
为了能尽快打开市场，王峰决定为自己的产品打造一家“示范店”。他亲自找到一家正在筹划中的烧烤店，终于以成本价售出了12台烧烤机。但是，客户只愿意先支付60%的款项，剩下的试用后再结算。为了“开个张”，王峰憋着一口气答应了。
谁知那家烧烤店开业第二天，销售部经理就接到烧烤店老板的投诉，列举了烧烤机的四大问题，食客投诉太多，影响了他们的生意。王峰赶紧派人去现场察看。有些是机械故障可以维修，但有些是设计问题，无法维修。几经协调，反复道歉，烧烤店老板就是不依不饶。最终是免收余款，才堵住烧烤店老板的嘴。
烧烤店的事情平息了，可库房里的那200多台机器当即成了卖不出去的存货，必须得改进。等到改进的样机终于做出来了，王峰原来筹集的300万元也基本用尽。而且第一批赊欠的钢板钱还没有还。钢材经销公司的销售老总是王峰的朋友，本想向他求救能否再赊欠一批。但年底收钱是老规矩，这位老总找上门来：“除非给第一批的款子，否则第二批赊货免谈”。
资金一紧，什么都难。销售代表领不到工资，开始请假不来上班了；房东催缴2008年上半年16万的租金；还有水电费、政府管理部门的各种费用……一刻都不能耽误。
关键词:《机械加工实训》精品课程建设基本思路主要内容注意点
精品课程建设是高职院校改革的重要组成部分,是高职院校教学基本建设中最具基础性的重要工作。它是具有合理的师资队伍、丰富的教学资源、恰当的教学方法、一流的教材和教学管理等特点的示范性课程。
1.《机械加工实训》精品课程建设的基本思路
高职教育以培养应用型的高技能人才为目标,强调学生的实践能力和知识的应用能力。它以提高高职教育教学质量为出发点和落脚点,淡化理论教学,强化能力培养,突出知识的应用性。
《机械加工实训》课程是我院于2007年开发的综合实训课程,其内容主要包括钳工加工、车削加工、铣削加工、刨削加工、磨削加工等多门实训课程,是机械类和近机类专业学生实训、顶岗实习和将来从事专业技术工作必学的一门技术专业课。综合课程开发以培养学生的动手和动脑能力为主线,以“学中做,做中学”为原则,根据社会需求的知识对传统教学内容进行了重新整合。
《机械加工实训》精品课程建设的基本思路是:以教育部门有关文件为指导,以建设合理的师资队伍为基础,以建设丰富的教学资源和一流教材为核心,以教学管理为保障,通过多媒体与传统教学结合的教学方法,切实提高教学质量。
自课程开发以来,课程组结合高职学生的特点,认真开展了全方位的课程建设,对课程的教学资源、教学方法及考核方式进行了改革,逐步形成以下特色:(1)在模拟生产车间中实施教学。由于大胆进行知识创新,该系创新学生在安徽省职业院校技能大赛连续三年获奖。(2)实习零件是企业真实产品。(3)教学方法和教学手段建设成果显著,形成了理实一体的教学模式。
2.《机械加工实训》精品课程建设的主要内容
(1)加强师资队伍建设,为精品课程建设提供可靠保证。
教师是精品课程建设的主要力量,高素质的师资队伍是建设良好精品课程的基础,是提高教学质量和人才培养质量的关键。
本实训课程组有教师8人,其中有多年既从事企业工作又从事教学的双高人员担任教师,有多年从事实训教学的技师,有多年从事教学的副教授,还有观念新、改革意识强的年轻同志。在职称结构方面:高级职称2人(副教授1人,高级工程师1人),技师2人,高级工3人,中级工1人,年龄结构方面:40岁以上者2人,30岁以下1人,其余均在30―40岁之间。在教师中,有3人均到生产一线进行过实习,具备双师型人才素质。结构合理的高素质师资队伍为精品课程建设提供了可靠保证。
(2)加强教学资源和教材建设,重新构建知识体系。
教学资源和教材建设是精品课程建设的核心。在课程开发初期,课程组就编写了配套的系列院级校本教材《钳工实训指导书》、《车工实训指导书》、《铣工实训指导书》、《磨工实训指导书》、《刨工实训指导书》。系列院级校本教材以机械加工实训为主线,以典型零件的实际生产加工顺序为线索,重新构建知识体系,形成五个模块(见图1)。教材体系与零件的设计和制造过程完全吻合,在知识体系上有较大突破。课程内容的整合并不是简单的堆砌,而是突破以往各门课程之间“各自为政”、“自圆其说”的模式,充分体现各模块之间的有机联系,删减了重复内容和不必要的繁琐理论推导,以典型工作任务为驱动,突出知识的应用形态,强化了对学生能力的培养,体现了高职教育的特点。
该教材于2007年部分编写完成后,在本院内部印刷使用,先后共印刷5000余册。2009年,课程组根据反馈的问题,对教材进行了较大规模修订,更新了部分教学内容,增加了习题,并由安徽科学技术出版社出版发行。由于对知识体系的成功创新,该系创新学生在安徽省职业院校技能大赛连续三年获奖。
(3)加强教学方法与教学手段建设,形成了多媒体与传统教学密切结合的教学方式、教学方法和手段是精品课程建设的重要途径。
《机械加工实训》课程所涉及的课程较多,有些内容枯燥、抽象。如果教师仅采用传统的教学方法,学生由于没有实践经历,很难把理论和实践结合起来,也不易产生学习兴趣,教学效果较差。因此,课程组开发了质量较高的多媒体课件,通过图片、动画、录像等多媒体教学手段弥补了以上不足。教师讲解完毕要求学生实际操作机床,实现了抽象理论直观化、枯燥内容形象化、实践知识现场化和理实一体化,同时也增添了内容的趣味性,提高了教学质量。
(4)改革考核方式,强化过程考核。
考核是教学工作的基本环节之一,合理的考核方式对保证教学效果、提高教学质量有着十分重要的作用。课程理论教学的考核主要分成三部分:平时表现、理论考试和实训考核,其中理论考试成绩占40%,实训占40%,平时成绩占20%。理论考试强调基础性和实用性,在考核学生对基础知识的理解程度的同时,它还注重考核学生对所学知识的灵活应用能力。
(5)注重过程监控,强化量化考核,加强实践教学建设。
重视动手能力和技能培养是高职教育的一大特色,因此加强实践教学显得尤为重要。在实践教学方面,通过多年的教学实践和改革,本课程组形成了“注重过程监控、强化量化考核”的教学思路,收到了显著效果。本课程组对每个工种或实训项目都制定了详细的量化考核标准,在考核中,不仅考核最终的工件质量,而且注重考核每一工序的技能。
车间除了具备传统设备之外,还新添置了雕铣机1台、数控铣床1台、数控车床2台、数控线切割2台,电火花2台,能较好地满足机械加工实训的需要。
(6)建设网络教学环境,为资源共享和学生自主学习创造条件。
3.精品课程建设的注意点
(1)高职精品课程建设应体现高职特色。
在高职精品课程建设中,课程必须体现高职特色。高职教育以培养高技能型应用型人才为目标,其精品课程建设必须以实践教学为主,重视学生技能的培养,以典型工作任务为驱动,强调学生的动手能力,要求学生在“学中做,做中学”,手脑并用。教师应把课程建设的重点放在培养学生的综合能力、专业能力上。
(2)精品课程建设是一个系统。
(3)精品课程建设是一个动态的过程。
经过1年的努力,本课程组设计的课程被确定为院级精品课程。这不能视为课程建设的终点,而是新的起点。社会对人才的需求和对人才素质的要求是不断变化的,这就需要本课程组主动及时地更新教学内容,不断改进教学方法和手段,加强精品课程网络环境的建设、维护和更新,不断充实网络教学资源,这样才能保证精品课程的“青春永驻”。
通过扎扎实实的课程建设,《机械加工实训》课程已逐步形成了自己的特色和优势。据调查,学过该课程的学生普遍反映教学效果良好。本课程组将在巩固上述优势和特色的基础上,不断提高教育教学质量,加强课程的专业针对性和学生创新能力的培养,将《机械加工实训》课程建设推向一个新的高度。
参考文献:
[1]教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见:教高[2006]16[Z].2006.11.16.
[2]孙爱娟.关于精品课程的若干思考[J].中国教育信息化,2007,(11):7-8.
[3]龚志武.关于国家精品课程建设现状的若干[J].中国电化教育,2008,(1):55-56.
[4]罗然.精品课程建设十大辐射作用[J].高教研究,2009,(1):62-64.
第一节：机器的组成
⒈按功能分机器由（动力部分、执行部分、传动部分及控制部分）组成。
⒉一次动力机：自然界的一次能源机械能。水轮机、汽轮机、内燃机。
⒊二次动力机：二次能源（电能、液压能）机械能。电动机、液压马达、气动马达。
⒋动力机的种类：电动机、液压马达、气动马达、内燃机。
⒌鼠笼式三相交流异步电动机结构简单、容易维护、价格低，启动调速性能差，用于无调速要求的机械。绕线式电动机：结构复杂、启动性差、转矩大、可调速、。提升机、起重机、轧钢机。
⒍同步电动机：当外界负载增加时转速成保持不变，可以改善电网的功率因数。大功率的风机、压缩机、水泵。
⒎内燃机：功率范围宽、操作简便、启动快、可移动，用于野外作业的工程机械、农用机械、船舶、车辆。
⒑通用零件：螺栓、螺母、齿轮。
⒒专用零件：内燃机的曲轴。
⒓（工作部分）是机器设备区分和分类的依据。
⒔控制系统由传感器、控制器（给定值发生器、比较器、驱动和执行机构、检测变换元件）、被控对象组成。
⒕零件（一个或多个）构件（一个或多个）机构（一个或多个）机器
第二节：机器设备的分类：
⒈动力机械：电动机、内燃机、燃气轮机、联合动力装置。
⒉金属成型机床：锻压机械、铸造机械。
⒊交通运输机械：飞机、汽车、火车、船舶。
⒋起重运输机械：起重机、运输机、升降机、卷扬机。
⒌工程机械：工程超重机。
⒍农业机械：拖拉机、排灌机。
⒎通用机械：泵、阀、制冷设备、压气机、风机。
⒏轻工机械：纺织机械、食品加工机械、印刷机械、制药机械、造纸机械。
⒐专用机械：冶金机械、采煤机械、化工机械、石油机械。
第三节：机械制造基本过程：
⒈生产过程：原材料成品。包括：①各种生产服务过程②生产技术准备过程③毛坯制造过程④零件的加工过程⑤产品的装配过程。
⒉工艺过程是生产过程的一部分。原材料成品、半成品。包括：铸造、锻压、焊接、热处理、金属切削加工及装配、检验。
⒊工序是工艺过程最基本的组成单位。在生产管理上工序又是制定定额、计算劳动量、配备工人、核算生产能力、安排生产作业计划、进行质量检验和班组经济核算的基本单位。
⒊获得毛坯的主要手段为：铸造、压力加工、焊接。（掌握）
⒋铸造：液态成形；压力加工：外力、永久变形；焊接：加热、加压结合。（掌握）
⒌铸造用于机床床身、机架、活塞环、各类箱体、泵体。（掌握）
⒍自由锻造：轴类零件、齿轮坯。（掌握）
⒎钳工：划线、锯削、锉削、錾削、钻孔、铰孔、攻丝、套扣。（手动）
⒏机工：车削、钻削、刨削、铣削、镗削、磨削及齿轮的齿形加工。（机床）
⒐切削加工分为：钳工和机工。
⒑热处理：不改变零件的形状和尺寸，只改变其内部组织和性能。
1.1现场总线技术
运用现场总线技术首先“解放”了大部分的硬件，使得繁琐的安装环节得到简化。在生产应用的实际过程中，便利性与灵活}生更加明显；可以将现场总线技术与ERP系统集成，这样管理层就可以通过ERP系统十分便利地调取、分析运行数据，了解生产的实际和即时情况，监测车间的运行情况。现场总线技术在大型食品加工企业应用较为普遍，这为整个生产线的无人化操作以及传动、检测等工序的无缝衔接提供了便利。
1.2传感器技术
在食品加工与食品机械行业中，传感器的应用场合繁多，在食品饮料存储罐的监控、灌装封装、混合及加工、冷却及加温、清洁、包装等工序都要用到传感器。
1.3传动控制技术
传动产品在食品机械上的使用，主要是为了调整工艺速度和控制电机在生产过程速度的周期性变化。但对于大多数食品机械而言，变频器并非必选的电气产品。变频器在本行业的使用率较低，在大型标准规格的包装生产线上有较大的发展空间。
1.4运动控制技术
运动控制产品在包装机上的应用，主要是实现精确的位置控制和严格的速度同步，用于装卸，输送，打标，码垛，卸垛等工序。
1.5人机界面技术
食品机械的HMI通常与PLC或者单片机配合使用，用以设定生产工艺参数，监控设备运行状态，记录设备生产的数据。少数高端机械使用了触摸屏。
1.6物流自动化技术
物流自动化的进一步发展就使得整个食品加工与包装生产线得到完善，一个完整的食品加工链就形成了。物流自动化技术最直接的体现就是使得人力得到节省，尽管中国的劳动力较为充足，但物流的发展是大势所趋。
1.7自动识别技术
自动识别包装材料的厚度、硬度、反弹力等，通过电脑反馈到机械手调整动作幅度，保证不反弹；同时，保证各种不同的产品装到同一盒中，其排列是有规律的。由于生产线传递的产品是无序的，则需要探头扫描来确定不同形状的物料位置，然后反馈给不同机械手，这样它就会准确无误地将物品按准确的位置及方向放入托盘中。
1.8安全检测技术
食品加工与包装过程中的检测技术不仅仅局限于生产线上杂质的检测，随着食品检验受重视程度逐渐加大，自动化技术在检测技术应用领域将进一步扩大。
2自动化技术应用
2.1开放而灵活的接口设计
一个开放的系统才能连接到各个传感器、仪器仪表、安全系统，这不仅包括了设备的之间的互联，也包括了与上位的EIKP/MES，CIMS等系统的互联能力，包括开放的接口如oPcServer，与数据库的连接等。
2.2灵活的硬件设计
首先要有完整的产品生产线来满足各种控制系统的产品，如B&R的GMC就包含了针对同步伺服、异步伺服、直流、步进、液压等的控制，同时也包含了机器人的支持能力。
2.3柔性的生产
由于食品包装对象的巨大变化能力，对于生产系统的柔提出了巨大的挑战，一方面，工艺要快速切换，另一方面，无需为一个新的生产设计新的机器，这就体现在生产系统的适应范围上，而生产系统的柔性不仅体现在生产工厂的组织、流程的优化，在执行面上，由自动化系统提供的则是快速的工艺切换，以及带来的生产范围的扩展。
2.4安全技术
随着终端用户以及政府对于人身安全的重视，系统的安全性必须得到重视。