《食品工程原理实验》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：食品工程原理实验（英文）：Experiments of Food Engineering Principles 课程类别：专业核心课（必修） 适用专业：食品科学与工程 课程学时：15学时 课程学分：0.5学分 先修课程：食品工程原理、物理化学、高等数学 选用教材：陈均志，李磊.化工原理实验及课程设计.北京：化学工业出版社，20087 参考书目： 1、东方模拟仿真软件 2、李云飞，葛克山.食品工程原理（第三版）.北京：中国农业大学出版社，2014.8 二、课程性质及目标 (一)课程性质 食品工程原理实验是食品工程原理教学的必要环节，是食品科学与工程专业学生必修的 一门专业基础及核心课程，是三年级第一学期开设的课程。课程围绕“三传一反”开设，配合 理论教学，通过实验室仪器、设备参观及对仿真模拟软件的操作增加学生对工程设备的具体 认知，巩固课程基本概念，验证课程基础理论，掌握实验研究技能及工程测试方法，熟悉食 品生产中的一些基本过程、设备的操作及控制方法，学会处理数据及分析和归纳实验结果的 方法，增强分析和解决工程实际问题的能力，为后续其他工程机械类课程的学习莫定良好的 实验基础。 (二)课程目标 1、知识目标：通过本课程的学习使学生掌握工程原理中几种基本理论的验证方法及相 关仪器的操作使用方法，并能结合实验教学软件完成各项实验内容。能够运用食品工程基本 理论分析实验过程中出现的各种现象和问题：掌握基本的实验数据处理方法，并能对实验结 果做出正确的分析和判断：能够撰写符合规范要求的实验报告：通过理论与实践相结合，加 深、扩展对食品工程基本概念和规律的认知。 2、能力目标：通过本课程的学习培养学生的思维能力，及从事科学实验研究的基本能 力。通过实验从实践中进一步学习、掌握和运用学过的基本理论，培养学生分析解决实际工 程问题的能力：具备正确记录和分析、处理实验数据的能力，包括实验现象的描述、原理论
《食品工程原理实验》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：食品工程原理实验 （英文）：Experiments of Food Engineering Principles 课程类别：专业核心课（必修） 适用专业：食品科学与工程 课程学时：15 学时 课程学分：0.5 学分 先修课程：食品工程原理、物理化学、高等数学 选用教材：陈均志，李磊. 化工原理实验及课程设计. 北京：化学工业出版社，2008.7. 参考书目： 1、东方模拟仿真软件 2、李云飞，葛克山. 食品工程原理（第三版）. 北京：中国农业大学出版社，2014.8. 二、课程性质及目标 （一）课程性质 食品工程原理实验是食品工程原理教学的必要环节，是食品科学与工程专业学生必修的 一门专业基础及核心课程，是三年级第一学期开设的课程。课程围绕“三传一反”开设，配合 理论教学，通过实验室仪器、设备参观及对仿真模拟软件的操作增加学生对工程设备的具体 认知，巩固课程基本概念，验证课程基础理论，掌握实验研究技能及工程测试方法，熟悉食 品生产中的一些基本过程、设备的操作及控制方法，学会处理数据及分析和归纳实验结果的 方法，增强分析和解决工程实际问题的能力，为后续其他工程机械类课程的学习奠定良好的 实验基础。 （二）课程目标 1、知识目标：通过本课程的学习使学生掌握工程原理中几种基本理论的验证方法及相 关仪器的操作使用方法，并能结合实验教学软件完成各项实验内容。能够运用食品工程基本 理论分析实验过程中出现的各种现象和问题；掌握基本的实验数据处理方法，并能对实验结 果做出正确的分析和判断；能够撰写符合规范要求的实验报告；通过理论与实践相结合，加 深、扩展对食品工程基本概念和规律的认知。 2、能力目标：通过本课程的学习培养学生的思维能力，及从事科学实验研究的基本能 力。通过实验从实践中进一步学习、掌握和运用学过的基本理论，培养学生分析解决实际工 程问题的能力；具备正确记录和分析、处理实验数据的能力，包括实验现象的描述、原理论
证、表格设计和曲线绘制、结果说明及误差分析等：通过实验现象进行理论本质的探究，使 学生具备归纳、总结、举一反三的能力：具备组织、撰写实验报告及进行简单实验设计的能 力。 3、思政目标：通过本课程的学习端正学生实事求是、坚持真理的科学态度，鼓励学生 养成不耻下问、独立思考的学习习惯，培养学生具备不怕失败、勇于探索的创新精神，促进 学生形成协作互助、共同进步的团队精神，在掌握科学真理、加强实践能力的同时激发学生 的社会责任感和爱国情怀。 三、课程目标与毕业要求的对应关系 表1课程目标对毕业要求的支撑关系 毕业要求 指标点 课程目标 1能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决 课程目标1 1.工程知识 食品科学与工程的复杂工程问题。 课程目标2 2能够应用自然科学和基本原理，识别、表达、并通过文课程目标1 2.问题分析 献研究分析食品工程的复杂工程问题，以获得有效结论。 课程目标2 3.能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足食品 课程目标】 3.设计开发解决方案 工程的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计 课程目标2 环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律 课程目标3 文化以及环境等因素。 5能够针对食品复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的 5.使用现代工具 课程目标 技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复 课程目标2 杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 四、实验教学方法 1、实验课主要是在老师的监督和指导下，学生亲自动手做实验的过程，为了保质保量 完成实验，实验课前要充分做好预习准备工作，尤其是复习、回顾教学理论内容，并按照要 求写好预习报告。 2、实验课中，学生动手做实验前，老师要把实验原理讲透彻，仪器结构和使用方法讲 明白，实验中的注意事项讲清楚，并亲自示范操作实验过程，同时提出与实验有关的一些问 题，让学生在实验过程中看现象、找答案、验真理，激发学生做实验的兴趣和积极性，培养 学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。实验内容的选取包括流体动力过程、传热过程 传质过程、化学反应过程等部分有代表性的实验，使学生了解食品工程的概貌，力求在实验
证、表格设计和曲线绘制、结果说明及误差分析等；通过实验现象进行理论本质的探究，使 学生具备归纳、总结、举一反三的能力；具备组织、撰写实验报告及进行简单实验设计的能 力。 3、思政目标：通过本课程的学习端正学生实事求是、坚持真理的科学态度，鼓励学生 养成不耻下问、独立思考的学习习惯，培养学生具备不怕失败、勇于探索的创新精神，促进 学生形成协作互助、共同进步的团队精神，在掌握科学真理、加强实践能力的同时激发学生 的社会责任感和爱国情怀。 三、课程目标与毕业要求的对应关系 表 1 课程目标对毕业要求的支撑关系 毕业要求 指标点 课程目标 1.工程知识 1.能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决 食品科学与工程的复杂工程问题。 课程目标 1 课程目标 2 2.问题分析 2.能够应用自然科学和基本原理，识别、表达、并通过文 献研究分析食品工程的复杂工程问题，以获得有效结论。 课程目标 1 课程目标 2 3.设计/开发解决方案 3.能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足食品 工程的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在设计 环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、 文化以及环境等因素。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 5.使用现代工具 5.能够针对食品复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的 技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复 杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 课程目标 1 课程目标 2 四、实验教学方法 1、实验课主要是在老师的监督和指导下，学生亲自动手做实验的过程，为了保质保量 完成实验，实验课前要充分做好预习准备工作，尤其是复习、回顾教学理论内容，并按照要 求写好预习报告。 2、实验课中，学生动手做实验前，老师要把实验原理讲透彻，仪器结构和使用方法讲 明白，实验中的注意事项讲清楚，并亲自示范操作实验过程，同时提出与实验有关的一些问 题，让学生在实验过程中看现象、找答案、验真理，激发学生做实验的兴趣和积极性，培养 学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。实验内容的选取包括流体动力过程、传热过程、 传质过程、化学反应过程等部分有代表性的实验，使学生了解食品工程的概貌，力求在实验
原理、实验方法和实验技术上得到全面锻炼。本课程实验以仿真软件操作为主，在条件允许 情况下可以进行实验室仪器设备参观及具体操作。 3.实验过程中，老师要及时发现并纠正学生操作中出现的问题，引导学生进行问题分析， 并耐心指导学生进行规范化严格操作：同时，基于软件操作可以进行试错的优势，鼓励学生 进行各种尝试，并观察实验现象，但一定要强调其在实践中的危害及解决办法。 4、实验结束后，针对学生在实验过程中发现的问题或存在的疑点，采用线上、线下及 小组讨论相结合等方式进行详细耐心的答疑，老师针对代表性问题进行集中点评和讲解。 五、实验教学内容及要求 表2课程目标与教学内容、教学方法的对应关系 教学方法 支撑的课程目标 实验 实验项目 方方方方 安排学时 法法法法 标标标 1234 123 伯努利实验 管路阻力的测定 离心泵特性曲线测 定 套管换热器液-液热 交换及膜系数的测完 精馏实验 合计 15 实验一伯努利实验 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、观察不可压缩流体在导管内流动时机械能相互转化现象。 2、加深对流体流动过程中基本原理的理解
原理、实验方法和实验技术上得到全面锻炼。本课程实验以仿真软件操作为主，在条件允许 情况下可以进行实验室仪器设备参观及具体操作。 3.实验过程中，老师要及时发现并纠正学生操作中出现的问题，引导学生进行问题分析， 并耐心指导学生进行规范化严格操作；同时，基于软件操作可以进行试错的优势，鼓励学生 进行各种尝试，并观察实验现象，但一定要强调其在实践中的危害及解决办法。 4、实验结束后，针对学生在实验过程中发现的问题或存在的疑点，采用线上、线下及 小组讨论相结合等方式进行详细耐心的答疑，老师针对代表性问题进行集中点评和讲解。 五、实验教学内容及要求 表 2 课程目标与教学内容、教学方法的对应关系 实验 实验项目 教学方法 支撑的课程目标 方 安排学时 法 1 方 法 2 方 法 3 方 法 4 目 标 1 目 标 2 目 标 3 一 伯努利实验 √ √ √ √ √ √ √ 3 二 管路阻力的测定 √ √ √ √ √ √ √ 3 三 离心泵特性曲线测 定 √ √ √ √ √ √ √ 3 四 套管换热器液-液热 交换及膜系数的测定 √ √ √ √ √ √ √ 3 五 精馏实验 √ √ √ √ √ √ √ 3 合计 15 实验一 伯努利实验 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、观察不可压缩流体在导管内流动时机械能相互转化现象。 2、加深对流体流动过程中基本原理的理解
【内容提要】 1、测定流体在导管内做定态流动时，沿导管各截面之间各种形式的机械能大小： 2、验证伯努利方程。 【课程思政要点】 通过对生产实践中流体输送案例及生活中流体流动现象的介绍，将生涩理论场景化，让学生 感受科学的神奇及理论在实践中的重要性】 【所需主要仪器设备】 东方仿真模拟软件：伯努利实验仪装置 实验二 管路阻力的测定 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、明确流体在流动过程中的能量消耗。 2、以实验方法直接测定摩擦系数及局部阻力系数 【内容提要】 确定流体在流动过程中的能量损耗是研究管路流动系统中流体流动与输送的重要问题之一， 流体流动时的能量损耗是由于管路系统中存在着各种阻力，本实验测定管路的直管阻力和局 部阻力，确定摩擦系数和局部阻力系数。 【课程思政要点】 以常见的管道、阀门及河流流动为例介绍流体在不同管路、部件中的流动，引导学生了解流 动阻力产生的原因、种类及产生的能耗对生产的影响，激发学生学习热情及投身科研的兴趣。 【所需主要仪器设备】 管路阻力测定实验装置、配套离心泵及水槽、秒表、量筒、配套管路：东方仿真模拟软件 实验三离心泵特性曲线测定 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】
【内容提要】 1、测定流体在导管内做定态流动时，沿导管各截面之间各种形式的机械能大小； 2、验证伯努利方程。 【课程思政要点】 通过对生产实践中流体输送案例及生活中流体流动现象的介绍，将生涩理论场景化，让学生 感受科学的神奇及理论在实践中的重要性。 【所需主要仪器设备】 东方仿真模拟软件；伯努利实验仪装置 实验二 管路阻力的测定 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、明确流体在流动过程中的能量消耗。 2、以实验方法直接测定摩擦系数及局部阻力系数。 【内容提要】 确定流体在流动过程中的能量损耗是研究管路流动系统中流体流动与输送的重要问题之一， 流体流动时的能量损耗是由于管路系统中存在着各种阻力，本实验测定管路的直管阻力和局 部阻力，确定摩擦系数和局部阻力系数。 【课程思政要点】 以常见的管道、阀门及河流流动为例介绍流体在不同管路、部件中的流动，引导学生了解流 动阻力产生的原因、种类及产生的能耗对生产的影响，激发学生学习热情及投身科研的兴趣。 【所需主要仪器设备】 管路阻力测定实验装置、配套离心泵及水槽、秒表、量筒、配套管路；东方仿真模拟软件 实验三 离心泵特性曲线测定 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】
1、了解离心泵的构造、安装流程及正常的操作过程。 2、掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，加深对离心泵的性能和操作原理的理解。 【内容提要】 离心泵是最常用的一类液体输送机械，其特性由厂家直接测定并提供给用户在选择和使用时 参考。本实验采用单级单吸式离心泵，测定在一定转速下离心泵的特性曲线。 【课程思政要点】 离心泵的性能很大程度受到技术手段和工业设计的影响，我国现阶段的工程技术需进一步提 升，通过学习激励学生的社会责任感，提升专业热情。 【所需主要仪器设备】 东方仿真模拟软件：离心泵特性曲线装置、秒表、量筒 实验四套管换热器液液热交换及膜系数的测定 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、测定在套管化热器中进行的液体-液体热交换过程的总传热系数，流体在强制湍流时的传 热膜系数 2、确立求算传热系数的关联式，了解实验过程的实验研究方法。 【内容提要】 在工业生产中经常遇到两种流体进行热量交换来达到加热或冷却的目的。对于强制对流下进 行的液-液热交换过程，曾有不少学者进行过研究并取得了不是求算传热系数的关联式，这 些都是在实验的基础上取得的，对于新的物系或新的设备，仍需要通过实验来取得传热系数 的数据及计算关联式。本实验通过液-液热交换实验确立求算传热系数的关联式。 【课程思政要点】 通过不同研究人群对不同传热过程传热系数计算的介绍，让学生了解科学问题的复杂性和科 学研究的不确定性，激励学生对科学未知领域探索的积极性，提升科研热情。 【所需主要仪器设备】 传热实验装置；东方仿真模拟软件 实验五精馏实验
1、了解离心泵的构造、安装流程及正常的操作过程。 2、掌握离心泵各项主要特性及其相互关系，加深对离心泵的性能和操作原理的理解。 【内容提要】 离心泵是最常用的一类液体输送机械，其特性由厂家直接测定并提供给用户在选择和使用时 参考。本实验采用单级单吸式离心泵，测定在一定转速下离心泵的特性曲线。 【课程思政要点】 离心泵的性能很大程度受到技术手段和工业设计的影响，我国现阶段的工程技术需进一步提 升，通过学习激励学生的社会责任感，提升专业热情。 【所需主要仪器设备】 东方仿真模拟软件`；离心泵特性曲线装置、秒表、量筒 实验四 套管换热器液-液热交换及膜系数的测定 【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、测定在套管化热器中进行的液体-液体热交换过程的总传热系数，流体在强制湍流时的传 热膜系数。 2、确立求算传热系数的关联式，了解实验过程的实验研究方法。 【内容提要】 在工业生产中经常遇到两种流体进行热量交换来达到加热或冷却的目的。对于强制对流下进 行的液-液热交换过程，曾有不少学者进行过研究并取得了不是求算传热系数的关联式，这 些都是在实验的基础上取得的，对于新的物系或新的设备，仍需要通过实验来取得传热系数 的数据及计算关联式。本实验通过液-液热交换实验确立求算传热系数的关联式。 【课程思政要点】 通过不同研究人群对不同传热过程传热系数计算的介绍，让学生了解科学问题的复杂性和科 学研究的不确定性，激励学生对科学未知领域探索的积极性，提升科研热情。 【所需主要仪器设备】 传热实验装置；东方仿真模拟软件 实验五 精馏实验
【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、了解填料精馏塔装置流程及操作方法。 2、测定实验操作条件下精馏操作参数，计算理论塔板数。 3、学习精馏塔全塔效率的测定方法。 【内容提要】 连续精馏塔是化工生产和实验中常用的设备。在常压状态下，采用连续精馏的方法分离均相 混合液以达到精致原料和产品的目的，本实验采用填料精馏塔精馏分离酒精和水的混合溶 液，通过实验理解精馏原理。 【课程思政要点】 简要介绍我国的白酒发展历史及白酒酿造工艺，让学生了解蒸馏、精馏的目的和原理，激发 学生的学习热情及专业使命感。 【所需主要仪器设备】 精馏塔、酒精计、量筒、烧杯：东方仿真模拟软件 六、考核方式与成绩评定 (一)考核方式对课程目标的达成情况 课程目标 考核内容及占比(%) 考核方式 1.知识技术目标：能够独立完成课程要求各项 1.实验操作 实验：能够运用食品工程基本理论分析实验过 2.预实验报告 食品工程原理实验相关知 程中出现的各种现象和问题：掌握基本的实验 3.实验报告 识掌握水平：10 数据处理方法，并能对实验结果做出正确的分 2.食品工程原理实验的基本 析和判断：能够撰写符合规范要求的实验损 操作技能：10 告：通过理论与实践相结合，加深、扩展对食 品工程基本概念和规律的认知。 2.能力素质目标：分析解决实际工程问题的能 预实验报告 力：正确记录和分析、处理实验数据的能力： 1.实验数据的记录、计算、 分 2。实验报告 归纳、总结、举一反三的能力：组织、撰写实 析：30 3.实验操作 验报告及进行简单实验设计的能力。 2.实验报告：30
【实验类型】 验证性实验 【目的与要求】 1、了解填料精馏塔装置流程及操作方法。 2、测定实验操作条件下精馏操作参数，计算理论塔板数。 3、学习精馏塔全塔效率的测定方法。 【内容提要】 连续精馏塔是化工生产和实验中常用的设备。在常压状态下，采用连续精馏的方法分离均相 混合液以达到精致原料和产品的目的，本实验采用填料精馏塔精馏分离酒精和水的混合溶 液，通过实验理解精馏原理。 【课程思政要点】 简要介绍我国的白酒发展历史及白酒酿造工艺，让学生了解蒸馏、精馏的目的和原理，激发 学生的学习热情及专业使命感。 【所需主要仪器设备】 精馏塔、酒精计、量筒、烧杯；东方仿真模拟软件 六、考核方式与成绩评定 （一）考核方式对课程目标的达成情况 课程目标 考核内容及占比（%） 考核方式 1.知识技术目标：能够独立完成课程要求各项 实验；能够运用食品工程基本理论分析实验过 程中出现的各种现象和问题；掌握基本的实验 数据处理方法，并能对实验结果做出正确的分 析和判断；能够撰写符合规范要求的实验报 告；通过理论与实践相结合，加深、扩展对食 品工程基本概念和规律的认知。 1.食品工程原理实验相关知 识掌握水平：10 2. 食品工程原理实验的基本 操作技能：10 1.实验操作 2.预实验报告 3.实验报告 2.能力素质目标：分析解决实际工程问题的能 力；正确记录和分析、处理实验数据的能力； 归纳、总结、举一反三的能力；组织、撰写实 验报告及进行简单实验设计的能力。 1.实验数据的记录、计算、分 析：30 2.实验报告：30 1. 预实验报告 2. 实验报告 3. 实验操作
3.思想政治目标 1.对课程的学习态度：10 课堂表现 2.反思与自我提升：10 2.实验报告 (二)成绩评定 1.考核方式 考核方式为考查，主要通过预实验报告、实验操作过程、实验报告3部分进行考查。 2.总成绩评定 实验成绩主要由预实验报告、实验操作过程和实验报告3部分组成，均按百分制： 总成绩=预实验报告*10%+实验操作过程*10%+实验报告*80%。其中： (1)预实验报告：预实验报告提交是否及时、预实验报告撰写情况。 (2)实验操作过程：实验过程操作情况，课堂提问情况。 (3)实验报告：实验数据的记录、计算情况、实验结果的分析与处理、实验报告提交是 否及时等。 3.学生有下列情况之一，不得参加本课程的学期考核，不予评定成绩： (1)无故缺课1次及以上： (2)缺交该课实验报告1次及以上。 七、其它说明 1执笔人：吴海霞 2制定依据：根据运城学院《关于进一步修订完善人才培养方案的意见》（校通 2021[41]),结合《运城学院课程教学大纲管理办法》（院教字2018[13引）。 3.执行对象：从2021级学生开始执行
3.思想政治目标 1.对课程的学习态度:10 2.反思与自我提升：10 1. 课堂表现 2. 实验报告 （二）成绩评定 1.考核方式 考核方式为考查，主要通过预实验报告、实验操作过程、实验报告 3 部分进行考查。 2.总成绩评定 实验成绩主要由预实验报告、实验操作过程和实验报告 3 部分组成，均按百分制； 总成绩=预实验报告*10%+实验操作过程*10%+实验报告*80%。其中： （1）预实验报告：预实验报告提交是否及时、预实验报告撰写情况。 （2）实验操作过程：实验过程操作情况，课堂提问情况。 （3）实验报告：实验数据的记录、计算情况、实验结果的分析与处理、实验报告提交是 否及时等。 3.学生有下列情况之一，不得参加本课程的学期考核，不予评定成绩： （1）无故缺课 1 次及以上； （2）缺交该课实验报告 1 次及以上。 七、其它说明 1.执笔人：吴海霞 2.制定依据：根据运城学院《关于进一步修订完善人才培养方案的意见》（校通 2021[41]），结合《运城学院课程教学大纲管理办法》（院教字 2018[13]）。 3.执行对象：从 2021 级学生开始执行
