王斌　呂兵　姜啟興　夏文水

摘要：食品工藝學(xué)實驗是高等學(xué)校食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門重要專業(yè)必修課程。文章通過對傳統(tǒng)食品工藝學(xué)實驗課程現(xiàn)狀的分析，探討了基于虛擬仿真實驗平臺的食品工藝學(xué)實驗課程改革與實踐。這種虛實結(jié)合的實驗教學(xué)模式，使學(xué)生能夠更扎實地掌握食品加工與保藏的基本原理，鍛煉與食品加工工藝相關(guān)的實踐能力，從而真正實現(xiàn)理論聯(lián)系工廠實際。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真;食品工藝學(xué)實驗;改革;實踐

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0376-02

一、概述

江南大學(xué)食品工藝學(xué)課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)位課程與專業(yè)核心課程。該課程的任務(wù)是教會學(xué)生食品加工與保藏的技術(shù)理論與專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生分析食品加工和保藏過程中的復(fù)雜問題，并能提供解決食品工藝問題與產(chǎn)品開發(fā)方案的素質(zhì)與能力[1]。作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)實驗課，食品工藝學(xué)實驗既有和食品工藝學(xué)課程的關(guān)聯(lián)性，又有其獨立性和系統(tǒng)性。該課程介紹肉制品、水產(chǎn)制品、乳制品、果蔬、飲料、焙烤制品等典型制品的加工，要求學(xué)生理解和全面掌握多種食品保藏原理和各大類食品加工技術(shù);熟悉常用食品加工設(shè)備的性能及操作方法;掌握從事產(chǎn)品開發(fā)的基本方法和思路，并能獨立完成同系列產(chǎn)品試制[2，3]。

二、食品工藝學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題

我院食品工藝學(xué)實驗課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋了主要食品門類的典型制品加工，使學(xué)生加深對食品工藝學(xué)理論課內(nèi)容的理解。然而食品工藝學(xué)實驗教學(xué)中還是存在一些問題，具體表現(xiàn)為以下幾個方面。

1.學(xué)生生源的擴大以及實踐基礎(chǔ)設(shè)施的相對不足，導(dǎo)致配套實驗教學(xué)單組規(guī)模過大，學(xué)生參與程度有待提高，教學(xué)效果差，迫切需要改革實踐教學(xué)方式，提高學(xué)生的動手參與程度。

2.目前，對于接觸食品工廠實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)較少的學(xué)生而言，教師僅僅采用半理論、作坊式的實驗教學(xué)，還是相對抽象的，學(xué)生獲得的知識也是片面的。譬如，有一些是實驗不具備或難以完成的教學(xué)內(nèi)容，如噴霧干燥塔、均質(zhì)機、冰激凌凝凍機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不易觀察，且學(xué)生實際參與程度較低。

在食品工藝學(xué)實驗綜合創(chuàng)新技能培養(yǎng)中，“虛擬仿真實驗”平臺是對傳統(tǒng)教學(xué)方式的改革嘗試。虛擬仿真實驗教學(xué)可以彌補實驗設(shè)施不足、單組人數(shù)過多造成的學(xué)生實際參與程度較低的問題，還可以實現(xiàn)食品工程類專業(yè)真實實驗中不具備和難以完成的教學(xué)功能。

三、食品工藝學(xué)實驗虛擬仿真實踐教學(xué)的策略

將虛擬仿真平臺和現(xiàn)有實驗教學(xué)資源相結(jié)合，構(gòu)建綜合性虛擬仿真實驗教學(xué)模式，對于充分發(fā)揮信息化教學(xué)的優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)實驗教學(xué)中面臨的諸多現(xiàn)實問題，促進創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，具有重要意義[4]。在虛擬仿真實驗平臺搭建形成的基礎(chǔ)上，如何協(xié)調(diào)好虛擬仿真實驗與實際實驗之間的關(guān)系，更好地利用虛擬仿真實驗平臺為食品工藝學(xué)實驗教學(xué)服務(wù)，做到“線上線下互補、虛實結(jié)合”，對于切實提高食品工藝學(xué)實驗教學(xué)效果具有重要意義[5]。本課程圍繞食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全本科生培養(yǎng)目標(biāo)，針對基于虛擬仿真實驗平臺的食品工藝學(xué)實驗課程改革與建設(shè)的內(nèi)容和方法主要包括以下幾點。

1.加強完善“虛擬仿真實驗教學(xué)平臺”系統(tǒng)在工藝學(xué)實驗中的應(yīng)用。將“虛擬仿真實驗教學(xué)平臺”作為實驗的預(yù)習(xí)平臺納入工藝學(xué)實驗的教學(xué)。學(xué)生首先完成虛擬仿真實驗的在線預(yù)習(xí)和在線模擬實驗操作，然后再進行現(xiàn)場實驗操作。學(xué)生需要完成的虛擬仿真實驗主要包括以下幾個方面：①實驗前理論學(xué)習(xí)：實驗前，教師要求學(xué)生通過平臺在線學(xué)習(xí)相關(guān)實驗的實驗內(nèi)容、原理、目的、步驟等。②提示版實驗操作：在掌握相關(guān)實驗原理等理論知識的基礎(chǔ)上，教師要求學(xué)生首先學(xué)習(xí)相關(guān)的實驗視頻，然后按照平臺提示的實驗操作，在平臺材料庫和設(shè)備庫中挑選實驗需要的相關(guān)實驗原材料和實驗儀器等，按照實驗步驟開展實驗。③無提示版的實驗操作：學(xué)生在通過提示版實驗操作后，在線完成無提示版的線上實驗操作，同時完成相關(guān)數(shù)據(jù)記錄、實驗報告的提交。④實驗過程智能指導(dǎo)：學(xué)生在實驗過程中遇到問題可以請求指導(dǎo)，教師給出指導(dǎo)信息和意見。⑤實驗結(jié)果自動批改：學(xué)生提交實驗結(jié)果后，教師進行評判，給出分數(shù)和評分點。⑥師生互動交流：教師通過實時答疑和在線留言功能，方便地解決學(xué)生在平臺在線實驗操作中遇到的問題。學(xué)生完成在線虛擬仿真實驗教學(xué)的預(yù)習(xí)，并通過考核后，方可進入實驗室開展實際實驗操作。通過“虛擬仿真實驗教學(xué)平臺”系統(tǒng)的應(yīng)用，強化學(xué)生實際實驗操作前的預(yù)習(xí)工作，提高實驗教學(xué)工作成果。

2.依托“虛擬仿真實驗教學(xué)平臺”構(gòu)建食品工藝學(xué)實驗小班化教學(xué)模式。針對生源擴大以及實踐基礎(chǔ)設(shè)施相對不足，導(dǎo)致配套實驗教學(xué)單組規(guī)模過大，教學(xué)效果差的現(xiàn)狀，試點開展食品工藝學(xué)實驗的小班化教學(xué)。學(xué)生在通過虛擬仿真實驗教學(xué)的考核后，可以利用該實驗教務(wù)管理系統(tǒng)中的選課功能在線預(yù)約實際實驗操作。按照全國工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)及食品科學(xué)與工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，減少食品工藝學(xué)實驗每組學(xué)生數(shù)至4—6人，實行小班化教學(xué)，讓每位同學(xué)都能夠動手參與實驗操作，提高學(xué)生的參與度。

3.基于“虛擬仿真實驗教學(xué)平臺”對實驗教學(xué)方式進行了三點改革。①作為食品工藝學(xué)配套的實驗課程，食品工藝學(xué)實驗是該課程中相關(guān)原理的具體應(yīng)用實例。因此，將每個實驗的實驗原理和理論基礎(chǔ)制作成PPT，在每個實際實驗操作前進行講解，可以加深學(xué)生對該實驗操作原理的認識，同時也是對該實驗在線預(yù)習(xí)內(nèi)容的回顧。②同時，利用虛擬仿真實驗教學(xué)平臺系統(tǒng)管理中的日志和實時監(jiān)控功能，對每位學(xué)生在線操作中遇到的問題進行記錄，經(jīng)過數(shù)據(jù)匯總整理出該實驗常見的問題，并在實際實驗操作前的PPT中進行講解，可以讓學(xué)生更好地理解該實驗的關(guān)鍵點。③通過虛擬仿真實驗教學(xué)的預(yù)習(xí)，學(xué)生對該實驗的基本原理和基本操作步驟有一定的了解。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)興趣，避免在實際實驗操作過程中的重復(fù)性實驗操作，在原有實驗的基礎(chǔ)上增加設(shè)計性實驗，讓學(xué)生根據(jù)食品工藝學(xué)課程中的基本原理，自行設(shè)計關(guān)鍵步驟的參數(shù)，進而對相關(guān)實驗原理進行驗證，例如在煙熏香腸實驗中，可以設(shè)置對照實驗，研究不同的發(fā)色劑/防腐劑（亞硝酸鈉等）對香腸色澤的影響;在糖水梨罐頭實驗中，設(shè)置抽真空組和不抽真空處理組，研究其對罐頭產(chǎn)品品質(zhì)的影響。通過設(shè)計性實驗將理論知識融合到實驗教學(xué)中，讓學(xué)生在實踐過程中學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。

四、結(jié)束語

通過改革和實踐，本課程形成了基于虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的線上預(yù)習(xí)、線下創(chuàng)新實驗的全新教學(xué)模式。學(xué)生課前在線預(yù)習(xí)虛擬仿真實驗內(nèi)容，在實際實驗操作過程中增加設(shè)計性實驗，此種學(xué)習(xí)方式實現(xiàn)了以“課堂翻轉(zhuǎn)”為特征的全新實驗教學(xué)方式，從而將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移到學(xué)生。虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的推廣應(yīng)用也解決了實際實驗過程中單組學(xué)生人數(shù)過多、學(xué)習(xí)效率低的問題，既強化了學(xué)生對工藝學(xué)課程基礎(chǔ)知識和基本實驗操作的掌握，同時有助于學(xué)生更高效率地體驗真實儀器設(shè)備，有助于學(xué)生自學(xué)并加深對食品工藝學(xué)理論知識的理解，鍛煉與食品加工工藝相關(guān)的實踐能力，從而真正實現(xiàn)理論聯(lián)系工廠實際。

參考文獻：

[1]夏文水.食品工藝學(xué)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2007.

[2]江南大學(xué)食品學(xué)院.食品工藝學(xué)實驗指導(dǎo)書[M].江南大學(xué)，2018.

[3]李昀，苗穎，任小青，等.體驗式教學(xué)法在《食品工藝學(xué)實驗》教學(xué)方案設(shè)計中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2018，（28）：204-205.

[4]李婷婷，代健民，潘洪志.虛擬仿真實驗教學(xué)的探究與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2019，11（08）：53-55.

[5]王慧，白紅英，馬麗.高校虛擬仿真實驗室的建設(shè)與改革研究[J].中國管理信息化，2019，22（07）：216-218.

Reform and Practice of Food Processing Technology Experiment Based on Virtual Simulation Experiment Platform

WANG Bin，LV Bing，JIANG Qi-xing，XIA Wen-shui

（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi，Jiangsu 214122，China）

Abstract：Food processing technology experiment is an important professional compulsory course for food science and engineering majors in colleges and universities.Through the analysis of the current situation of traditional food processing technology experiment，this paper discusses the reform and practice of food processing technology experiment based on virtual simulation experiment platform.The combination of virtual and practical experimental teaching mode enables students to grasp the basic principles of food processing and preservation in a more solid way，exercise the practical skills associated with food processing techniques to truly achieve theoretical linkage to the actual plant.

Key words：virtual simulation;food processing technology experiment;reform;practice

收稿日期：2019-06-02

基金項目：江南大學(xué)教改項目（JG2017046）;江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項目（PPZY2015A052）;面向新工科的食品專業(yè)工程實踐教育體系和平臺建設(shè)（2017JSJG003）

作者簡介：王斌（1984-），女（漢族），山東煙臺人，博士，副教授，研究方向：食品加工與綜合利用。