水產(chǎn)食品工廠設計教學思考

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1水產(chǎn)品加工業(yè)的特點分析

水產(chǎn)品原料種類繁多，制約了工廠自動化的發(fā)展。水產(chǎn)品包括魚類、蝦類、貝類、蟹類、頭足類、藻類。每個產(chǎn)品根據(jù)加工工藝的不同，又可劃分為冷凍產(chǎn)品、即食產(chǎn)品、魚糜制品、干制海產(chǎn)品、腌制品等多個品種。大多數(shù)水產(chǎn)品加工廠都需具有多品種生產(chǎn)的能力，對工廠產(chǎn)品方案設計、工藝選擇、車間布局等方面均提出了更高的要求。漁獲量不可控因素多，不利于產(chǎn)品的標準化。由于氣候、季節(jié)等因素的影響，產(chǎn)量波動特征明顯。此外，捕撈季節(jié)、漁獲物的部位不同，營養(yǎng)物質(zhì)的含量也會有波動[3]。導致很難保證穩(wěn)定的生產(chǎn)規(guī)模，為了保證產(chǎn)品標準化，生產(chǎn)工藝設計難度更大。水產(chǎn)品容易腐敗變質(zhì)，對車間提出了更高的要求。為確保產(chǎn)品的品質(zhì)安全，從捕撈開始，海上運輸、陸基貯藏、加工車間、經(jīng)營銷售等各環(huán)節(jié)都需要相對應的冷鏈提供保障[4]。水產(chǎn)品加工廠在設計時，需要考慮到對冷庫的需求、加工車間的溫度控制、衛(wèi)生控制等多種因素。水產(chǎn)品加工具有勞動力密集、自動化程度低的特征。在產(chǎn)品的生產(chǎn)品種、規(guī)格、加工工藝、包裝方式、貯藏方式等方面需要考慮因素較多。需要結(jié)合實際情況進行綜合分析。

2海洋大學“食品工廠設計”教學中存在問題

生源中有大多數(shù)來自內(nèi)陸地區(qū)，其中有一些學生可能在入學前很少接觸水產(chǎn)品，缺少對水產(chǎn)品的基本認識。以大連海洋大學2017屆畢業(yè)生為例，在食品科學與工程、食品質(zhì)量與安全2個專業(yè)，共4個班級中都開設了“食品工廠設計”課程，修讀課程的115人中，男生33人，女生82人，總體男女比例為1∶2.48。學生來源于15個省，分布較廣但不均衡，其中本地（大連）生源人數(shù)為17人，所占比例為14.78%；外地生源主要來自遼寧省內(nèi)其他城市及外省。其中有50%以上學生都來自于內(nèi)陸。雖然在大三的課程中開設了“水產(chǎn)品加工工藝學”，但是只有課本的知識講授，很難支撐學生進行綜合性的工廠設計的能力要求。“食品工廠設計”應該是食品類專業(yè)學生大學期間最后開設的課程，該課程需要學生在修讀了“食品工廠相關(guān)的法律法規(guī)”“食品機械與設備”“食品加工工藝學”“食品質(zhì)量管理與控制”“食品安全學”等相關(guān)課程之后，才能很好地理解課程內(nèi)容。該課程對學生的綜合能力、實踐能力要求比較高。比如工廠總平面設計、工藝設計等環(huán)節(jié)學習過程中，需要專業(yè)知識的綜合利用。需要熟悉國家對食品工廠建筑、衛(wèi)生的法律法規(guī)，ISO22000、HACCP質(zhì)量體系認證等方面的要求，還要熟悉食品加工、管理、設備等多方面知識。通過該課程學習，為學生能在食品類工廠中從事理、衛(wèi)生管理、工藝設計、車間設計等方面的工作奠定基礎。但是食品行業(yè)涉及面非常廣，以學校2016版培養(yǎng)方案為例，“食品工廠設計”課程包括24學時理論學習和1周實踐訓練，很難做到面面俱到。海洋類大學開設的“食品工廠設計”應該在教學過程中有所側(cè)重。目前，出版的“食品工廠設計”的教材沒有考慮到水產(chǎn)品加工的特殊性。水產(chǎn)品加工在廠址選擇、工廠平面設計、車間設計、車間衛(wèi)生等方面和農(nóng)副產(chǎn)品、飲料等具有較大的差異。例如，鮮、凍動物性水產(chǎn)品國家標準中第3.1條規(guī)定：貝類、淡水蟹類、龜、鱉、黃鱔應活體加工，其冷凍品應在活體狀態(tài)下清洗（宰殺或去殼）后冷凍；第3.2條規(guī)定：冷凍性水產(chǎn)品應貯藏在-18℃活更低的溫度下，禁止與有毒、有害、有異味物品同庫貯藏。決定了水產(chǎn)品加工廠在選址時應靠近碼頭或者養(yǎng)殖場。此外，水產(chǎn)品具有高度易腐的特點，對工廠的硬件方面也有一些特殊要求[5]。教學過程中，不論是授課教師還是學生都缺少一線的工作經(jīng)驗。單純通過理論的講授，對于沒有實踐經(jīng)驗的學生，甚至對水產(chǎn)品的認識都不足，導致學習興趣不高、理解程度低。通過實地參觀工廠是提高學生認知的有效手段，但由于食品車間對衛(wèi)生的特殊要求，也很難同時接收多名學生深入一線進行實踐。實習更多以參觀為主，發(fā)揮作用有限。

3解決方案探索

針對以上問題，學院組織全體教師進行教學研討，對培養(yǎng)方案和教學大綱進行了修訂。在培養(yǎng)方案設計和教學內(nèi)容組織的過程中充分考慮到各門課程的銜接，在“專業(yè)導論課”“食品標準法規(guī)與審核認證”“食品工藝學”“食品機械與設備”“食品包裝學”“食品質(zhì)量管理與控制”等課程中，以水產(chǎn)品加工為主線，對課程內(nèi)容進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。此外，增加了2.0學分的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐要求，即要求每個學生在畢業(yè)之前需要通過大學生創(chuàng)新大賽等活動進行產(chǎn)品研發(fā)活動，自2017年開始，舉辦了學校首屆“海洋食品創(chuàng)新大賽”。圍繞海洋水產(chǎn)食品創(chuàng)新研發(fā)面向全校學生征集創(chuàng)意。然后通過產(chǎn)品創(chuàng)意、技術(shù)路線、包裝質(zhì)保等方面對創(chuàng)意書進行考核，經(jīng)過專家初評，共遴選出35個產(chǎn)品創(chuàng)意進入產(chǎn)品開發(fā)階段，最終制作實物并形成研發(fā)報告。要求每名學生進入大四之前，必須參與一個產(chǎn)品的設計，通過實際的操作加深對產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的認識。增加1.0學分的“食品工廠設計”實習，針對自己設計的產(chǎn)品進行工廠化生產(chǎn)設計，再通過邀請在食品行業(yè)一線工作的畢業(yè)生舉行講座、點評等方式加強學生對水產(chǎn)品工廠的認識。授課教師深入冷凍魚片、魚糜、魚罐頭、干燥裙帶菜等水產(chǎn)品的生產(chǎn)一線，拍攝生產(chǎn)的過程視頻，在授課過程中進行放映，使學生對產(chǎn)品的生產(chǎn)有整體的印象。解決由于人數(shù)眾多，實際參觀困難的問題。針對具體工廠的產(chǎn)品生產(chǎn)方案、班次、生產(chǎn)工藝流程、物流衡算、水電計算進行水產(chǎn)品工廠設計內(nèi)容的講授，提高學生對該課程的理解。將復雜的水產(chǎn)品工廠車間設計進行簡單化，提高學生對核心問題的理解。如利用家庭的廚房便于操作的案例作為模型，介紹食品工廠人流的設計。廚房包括冰箱、原料清洗水槽、切菜操作臺、灶具、抽油煙機、微波爐、洗碗機、餐具柜、收納柜等設備和操作空間。分別可以看作食品工廠的原料庫、預處理車間、調(diào)理車間、成品庫等功能區(qū)，以及加工設備。根據(jù)廚房的水槽、灶具、冰箱的布局及操作人員的路線可進行如圖2A所示的I型設計，B所示的L型設計，以及C所示的U型設計，對食品車間進行具有同樣的原理?；谔摂M仿真進行生產(chǎn)車間設計教學。校辦工廠時保證學生實習的最佳解決方案，但是實習工廠因設備體積大、購置和維修成本均較高、利用率低等原因，對于大多數(shù)高校都不具備建設條件。通過虛擬仿真軟件，每個學生都可以在電腦上進行操作，仔細觀察工廠布局、設備布局，以達到較好的教學效果[6]。如加工過程中的加熱、殺菌等單元操作，學生也可以通過虛擬軟件提高理解，對大型笨重設備的布局有直觀的認識。食品工廠設計比較困難的是需要考慮物流路線、人流路線和廢棄物排放路線，在保證食品衛(wèi)生（如HACCP等）的基礎上，進行合理的清潔分區(qū)設計，需要同時滿足所有條件。如果在設計過程中出現(xiàn)移動路線的交叉會對產(chǎn)品質(zhì)量造成風險，移動距離加大，會影響生產(chǎn)效率。通過虛擬仿真軟件，可以簡單進行多種方案設計比較，使學生更好地理解工廠設計的重要性。積極導入PBL教學模式改革，激發(fā)學生學習興趣。PBL（Problem-BasedLearning）是以問題及基礎的學習[7]，強調(diào)學生主動學習的積極性，不是傳統(tǒng)教學的教師講授為主，將學習與實際問題掛鉤。結(jié)合具體的工廠設計案例，分析設計中存在的問題，鼓勵學生開展討論。和傳統(tǒng)的教師講授相比，以解決實際問題為中心，學生為主體，利用多種學習途徑，教師更多承擔支持和引導。通過以上的教學改改，極大地激發(fā)了學生的學習興趣。將枯燥的理論知識和實際工廠問題結(jié)合，為學生構(gòu)建了相對靈活的學習基礎，通過學生間合作解決問題，形成了學生解決問題的技能和自主學習的能力。

作者：田元勇 趙慧 武龍 單位：大連海洋大學