朱莉莉，曾 勇，羅惠波，李 東，衛(wèi)春會，謝 軍

（1.四川輕化工大學，釀酒生物技術(shù)及應用四川省重點實驗室，四川宜賓 644000；2.四川酒業(yè)茶業(yè)投資集團有限公司，四川宜賓 644000）

被稱為世界六大蒸餾酒之一的中國白酒，有著源遠流長的釀造歷史、精湛的生產(chǎn)工藝和豐富的酒文化在世界發(fā)展中有著濃墨重彩的一筆。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，白酒產(chǎn)業(yè)既在傳承也在不斷地更新、發(fā)展，不斷地融合先進的科學技術(shù)，取長補短，極大地推動了我國白酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。四川輕化工大學前身為華東化工學院（現(xiàn)華東理工大學）西遷至四川自貢建立的西南分院，后經(jīng)逐步發(fā)展、建設直至今日。學校自1983 年開辦發(fā)酵工程專業(yè)，是全國較早開辦發(fā)酵工程專業(yè)的高校之一，歷經(jīng)30 余載的勵精圖治，逐步形成了以“白酒釀造”為主要方向，輔以食品和造紙等地方特色產(chǎn)業(yè)的辦學模式，具有鮮明的辦學特色。并以生物工程專業(yè)為基礎，于2011 年，成立釀酒工程專業(yè)并開始招生，2015年，升格為重點本科招生，成為在全國開設釀酒工程專業(yè)最早的高校之一[2]。中國白酒泰斗沈怡方老先生曾對四川輕化工大學在白酒人才培養(yǎng)方面做出的突出貢獻表示稱贊，贊其為“中國白酒人才培養(yǎng)的搖籃”。

1 釀酒工程專業(yè)的特點

釀酒工程專業(yè)既是傳統(tǒng)型專業(yè)也是新興專業(yè)，與其他專業(yè)既有交融也有其獨特的魅力。其實質(zhì)是一個以多個學科交叉形成的理論知識系統(tǒng)為基礎，結(jié)合工程技術(shù)、實踐訓練等實踐教學的工科性質(zhì)專業(yè)，其本質(zhì)是要培養(yǎng)學生在具有良好的政治和文化素質(zhì)的基礎上兼具微生物學、生物學、物理化學、工程學和管理學等基礎理論知識。經(jīng)過4 年的學習能夠系統(tǒng)地掌握釀酒工程專業(yè)所要求的基礎理論知識、相關(guān)專業(yè)知識、數(shù)據(jù)分析處理、基礎實驗室操作技能等專業(yè)技能，畢業(yè)后能勝任與釀酒相關(guān)的科學研究、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品銷售、文化推廣、教育教學等工作，成為知識面廣、技能全面、適應能力強的多層次、多方位的人才[2-3]。釀酒工程專業(yè)人才的培養(yǎng)既可以解決當前白酒產(chǎn)業(yè)面臨的生產(chǎn)技術(shù)落后、專業(yè)人才缺乏、從業(yè)人員老齡化，文化水平低等問題，同時可以推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向現(xiàn)代化、機械化、智能化、信息化發(fā)展，助推中國白酒產(chǎn)業(yè)改革升級，逐步接軌國際市場，再次進入迅猛的發(fā)展階段。

2 釀酒工程專業(yè)實踐教學

綜合性和實踐性是釀酒工程專業(yè)最主要的特點，要求在教學過程中要注重強化鍛煉學生的操作能力、分析和解決問題的能力，這就要求課程內(nèi)容既要涵蓋廣也要注重實踐教學的合理安排，通過多層次、立體化、全方位的教學設計，形成完善的實踐教學體系[4-5]。當前四川輕化工大學釀酒工程專業(yè)實踐教學以實踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為主線，以實驗教學為基礎，充分結(jié)合校內(nèi)、校外實踐教學，創(chuàng)建了基礎實驗實踐、專業(yè)實驗實踐、工廠實踐等多層次實驗教學體系，多層次的教學體系極大地推動了釀酒專業(yè)人才的培養(yǎng)。當前實踐教學體系主要包括基礎實驗、專業(yè)實驗和工廠實踐三部分，具體如下。

2.1 基礎實驗實踐

基礎實驗實踐教學是所有實踐教學的基礎環(huán)節(jié)，既是讓學生積累基礎實驗、實踐的知識，培養(yǎng)學生的動手能力，也是為后續(xù)實踐教學培養(yǎng)一個良好的行為標準。目前主要環(huán)節(jié)有，以分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗和化工原理實驗為主的基礎化學實驗；以生物化學實驗、微生物實驗、微生物菌種選育實驗為主的生物學實驗和培養(yǎng)學生機械技術(shù)制造基本工藝方法和技術(shù)的金工實習等。

2.2 專業(yè)實驗實踐

釀酒工程專業(yè)涵蓋了白酒、啤酒、果酒、黃酒等酒類的專業(yè)知識學習，在專業(yè)實驗模塊設計時，需要考慮每種酒類的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設備、釀造條件等，鑒于實驗室的環(huán)境限制，主要設計了覆蓋面較廣、綜合性強的實驗，如米酒、黃酒和小曲白酒以及部分果酒實驗等。在所有專業(yè)課程學習結(jié)束后設置了工廠實踐認識環(huán)節(jié)，學生將所學知識與實踐進一步聯(lián)系起來，最后在專業(yè)教師的指導下，利用4年所學知識完成畢業(yè)環(huán)節(jié)，整個大學期間學習的知識內(nèi)容得到總結(jié)和升華[5]。

2.3 工廠實踐

工廠實踐既是工科類大學生必經(jīng)的環(huán)節(jié)，也是教育部對工科類院校重點考察的內(nèi)容。工廠實踐可以使學生將所學的專業(yè)理論知識與具體的工程實踐、生產(chǎn)勞動相結(jié)合，鍛煉學生對實際生產(chǎn)的認識，增強學生對工程的認知，極大地縮短學生與社會之間的距離，將學生在短期內(nèi)培養(yǎng)成具備獨立創(chuàng)新意識和較強工程綜合能力的優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才[6-7]。

為了更好地做好學生的工廠實踐環(huán)節(jié)，各大高校都在摸索符合自身教學的實踐體系。四川輕化工大學一直致力于提升學生的工廠實踐能力，與多家酒企簽訂了校企合作基地協(xié)議，如瀘州老窖股份有限責任公司、舍得酒業(yè)股份有限公司、綿陽豐谷酒業(yè)有限公司、宜賓六尺巷酒業(yè)有限公司等，并與數(shù)十家企業(yè)建立了長期的產(chǎn)學研戰(zhàn)略合作關(guān)系，聯(lián)合建成了多個企業(yè)技術(shù)中心[8]。

雖然當前四川輕化工大學在實踐教學方面已取得一定的成果，工廠實踐資源和模式也很多，但從近年來調(diào)研反饋的信息分析來看，現(xiàn)行的工廠實踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)了一些問題。一是學生到工廠后無法將所學知識與實際及時聯(lián)系在一起，面對工廠的陌生設備、器具、生產(chǎn)場景很難吸引學生產(chǎn)生興趣；二是考慮安全因素，實際生產(chǎn)中大部分環(huán)節(jié)學生無法自己動手參與，只能在操作現(xiàn)場觀摩，難以全面掌握生產(chǎn)流程；三是從教學成本考慮，學生到工廠實踐的時間和次數(shù)是有限的，只能在規(guī)定時間內(nèi)進行學習，無法做到將所學理論知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合?；诋斍皩嵺`教學模式面臨的各種難題，迫切需要創(chuàng)新和完善現(xiàn)行實踐教學模式，將先進的科學技術(shù)轉(zhuǎn)化為與高校相實宜的教學設備和軟件，從而豐富教學手段，從多角度提高學生的學習興趣，高質(zhì)量完成學生的實踐教學環(huán)節(jié)。

3 虛擬仿真技術(shù)與實踐教學的結(jié)合

近年來，信息技術(shù)發(fā)展迅猛，各種新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，為教育事業(yè)提供了新的技術(shù)手段[9]。其中的虛擬仿真技術(shù)(Virtual Reality，VR)，在教學中已經(jīng)逐步開始使用，該技術(shù)是從20 世紀開始逐步發(fā)展起來的一項全新技術(shù)，囊括了計算機、電子信息、仿真技術(shù)于一體，通過計算機模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感，在虛擬環(huán)境體驗真實感[10]。教育部分別于2017 年、2018 年、2019 年發(fā)布政策性文件，支持各高校建設虛擬仿真實驗中心[11-14]，積極地推動了虛擬仿真技術(shù)在教學中的推廣應用。

為解決當前釀酒工程專業(yè)在實踐環(huán)節(jié)存在的諸多問題，2017 年四川輕化工大學，生物工程學院研發(fā)了行業(yè)內(nèi)第一套白酒生產(chǎn)虛擬仿真軟件，即《五糧濃香型白酒生產(chǎn)虛擬仿真軟件》，擬用于釀酒工程專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)，從而進一步完善釀酒工程專業(yè)的實踐教學體系。本套仿真軟件主要從五糧濃香型白酒生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點對濃香型白酒的釀造流程進行了模擬，具體如下。

3.1 濃香型大曲的制曲環(huán)節(jié)

大曲是整個濃香型白酒釀造的“動力”來源，曲的質(zhì)量與酒質(zhì)密切相關(guān)。本環(huán)節(jié)以濃香型白酒大曲制曲車間為藍本，利用虛擬仿真技術(shù)模擬實際生產(chǎn)流程，將制曲過程中的工藝關(guān)鍵控制點設為可操作點，如潤麥、粉碎、拌料、成型、入房、培養(yǎng)發(fā)酵、入庫儲存等，學生通過操縱關(guān)鍵控制點既可以更好地學習制曲工藝，也可以通過多次重復操作學習進一步加深對實際生產(chǎn)的了解，真正做到學以致用[15-16]。

3.2 原料及曲藥粉碎環(huán)節(jié)

濃香型白酒釀造過程中所使用的原料和曲藥都需按照特定的粉碎度進行粉碎，確保原料能很好地蒸煮糊化以及與微生物之間發(fā)生反應，以保證整個釀酒過程的順利進行。本環(huán)節(jié)以濃香型白酒廠粉碎車間為模型，通過模擬原料、曲藥粉碎，裝袋，輸送等關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，學生通過操縱這些工藝控制點可以更直觀的學習粉碎車間的知識[17]。

3.3 傳統(tǒng)手工釀造環(huán)節(jié)

作為我國傳統(tǒng)產(chǎn)品，濃香型白酒一直是采用的傳統(tǒng)手工釀造。本環(huán)節(jié)以五糧濃香型白酒傳統(tǒng)手工釀造車間為藍本，將抽黃水、剝窖皮泥、起糟、續(xù)糟配料、上甑蒸餾、量質(zhì)摘酒、蒸糧、出甑、打量水、攤晾、拌曲入窖、封窖等生產(chǎn)工藝關(guān)鍵點通過虛擬仿真技術(shù)進行模擬，通過模擬實際生產(chǎn)使學生在實驗室中即可完整學習實際的釀造過程[18-19]。

3.4 機械化釀造環(huán)節(jié)

隨著社會和科技的不斷進步，傳統(tǒng)手工釀造受到了一定的挑戰(zhàn)，為更好地應對社會及消費者需求的不斷變化，濃香型白酒企業(yè)在努力做好傳統(tǒng)工藝的同時，也在不斷地探索機械化生產(chǎn)工藝，經(jīng)過多年的不斷實踐，大部分濃香型白酒企業(yè)已實現(xiàn)不同程度的機械化生產(chǎn)。本環(huán)節(jié)以機械化釀造工藝為參照，對機械化生產(chǎn)所使用的各項機械設備進行模擬，如行車、拌料機、自動化甑子、自動摘酒機、攤晾機等[20-27]，在教學過程中既可以避免機械對學生帶來的潛在危害，也可以更為真實地接觸機械設備，達到現(xiàn)場教學無法達到的效果。

3.5 貯存、勾兌與調(diào)味環(huán)節(jié)

優(yōu)質(zhì)濃香型白酒一般經(jīng)過一年的貯存，新酒的刺激性和辛辣感得到明顯減輕，而口味變得醇和、柔順，香氣風味也都得以改善，此過程稱為酒的貯存、老熟[28]。老熟后的原酒還必須經(jīng)過勾兌與調(diào)味之后方能出廠，采用調(diào)味酒來改變基礎酒中各種芳香物質(zhì)成分的配合比例的過程稱為勾兌與調(diào)味，能夠極大地穩(wěn)定酒質(zhì)、提高優(yōu)質(zhì)酒的比率，被釀酒行業(yè)公認為名優(yōu)白酒生產(chǎn)工藝中非常重要的一環(huán)[29]。本環(huán)節(jié)以白酒貯存、勾兌與調(diào)味車間為參照，通過對白酒貯存區(qū)、白酒勾兌和調(diào)味車間仿真模擬，創(chuàng)造一個虛擬的學習環(huán)境，學生在本環(huán)節(jié)既可以認真觀察不銹鋼罐和陶罐貯酒區(qū)，還可以親自動手參與白酒的勾兌與調(diào)味，經(jīng)過多次的學習可以獲得現(xiàn)場教學所達不到的教學效果。

3.6 灌裝與包裝環(huán)節(jié)

灌裝與包裝車間是白酒生產(chǎn)環(huán)節(jié)的最后一步，對于環(huán)境及操作人員衛(wèi)生有較高的要求，學生在現(xiàn)場學習過程中以觀摩學習為主，很難得到親自動手的機會。通過仿真模擬技術(shù)，學生可以在實驗室中參與從洗瓶、燈檢、灌裝、燈檢、封口、驗酒、貼標到包裝等整個生產(chǎn)流程[30]，可以達到現(xiàn)場教學難以實現(xiàn)身臨其境參與和多次學習的目的。

3.7 緊急事故處理環(huán)節(jié)

在實際生產(chǎn)過程中會面臨著一些緊急事故的發(fā)生，為了保護企業(yè)從業(yè)人員的身體健康和生命安全以及企業(yè)資產(chǎn)，同時保證如果在日常生產(chǎn)過程中出現(xiàn)安全事故時，能夠及時進行應急救援，從而最大限度地降低生產(chǎn)安全事故給企業(yè)及企業(yè)員工造成的損失，企業(yè)一般會定期對員工進行應急事故培訓，設立應急預案。鑒于實踐教學過程中無法遇到常見的緊急事故，本環(huán)節(jié)通過虛擬仿真技術(shù)模擬白酒釀造過程中常見的事故，如機械傷害事故、觸電事故、火災事故、窖池中毒窒息事故、燙傷事故、玻璃器皿劃傷事故等常見事故[31]。通過模擬操作親自參與事故的處理過程，了解、學習面對事故發(fā)生時處理流程，掌握正確的應急處理方法和相應措施，形成安全操作理念，在面對突發(fā)事故時知道如何進行自救與救人。

白酒生產(chǎn)虛擬仿真軟件已在四川輕化工大學釀酒工程專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)進行了試用，在學生中取得了較好的反響，學生對于新形式的、寓教于樂的教學方式充滿了濃厚的興趣，對于仿真軟件中所涉及的專業(yè)知識產(chǎn)生濃厚的學習興趣。與生產(chǎn)一線仿真度極高的虛擬仿真教學資源的應用，極大地縮短了理論與生產(chǎn)實踐的距離，學生在理論課程行課中或課程結(jié)束后能夠在虛擬仿真實驗中及時鞏固理論知識，了解生產(chǎn)現(xiàn)場、學習生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝及工藝關(guān)鍵控制點等，能夠及時將理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力，更好地提高學生的專業(yè)動手能力、工程實踐能力和綜合素質(zhì)。

4 結(jié)語

虛擬仿真教學環(huán)節(jié)在釀酒工程專業(yè)培養(yǎng)計劃中位于理論課與中試生產(chǎn)、生產(chǎn)實習之間，構(gòu)成了完整的“四級”教學模式，即理論學習結(jié)束后，經(jīng)過虛擬仿真的學習，再經(jīng)中試生產(chǎn)車間的“準生產(chǎn)”學習，最后到生產(chǎn)實習環(huán)節(jié)進入生產(chǎn)一線學習，完成4 個階段性的學習，既鞏固了所學的專業(yè)理論知識，又在由淺入深的實踐學習環(huán)節(jié)的實際鍛煉中，學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力得到切實提高。同時也解決了生產(chǎn)實踐面臨的學生安全問題、組織次數(shù)少、組織困難、很多環(huán)節(jié)只能觀摩學習、教學效果較差等問題，通過虛擬仿真實驗的學習學生對實際生產(chǎn)已經(jīng)有了一個較為明確的認識，在后續(xù)實踐環(huán)節(jié)能夠獲得事半功倍的效果，對專業(yè)知識和專業(yè)技能的掌握更加深入。

虛擬仿真技術(shù)在實踐課程中的應用，既是豐富實踐教學的手段，又極大地提高了學生學習的興趣和積極性，進一步完善了釀酒工程專業(yè)實踐教學模式，形成多層次、遞進式、全方位的實踐教學體系，最終達到提高釀酒工程專業(yè)學生的實踐能力和解決實際生產(chǎn)問題的能力，以培養(yǎng)出能夠滿足企業(yè)需求的復合型人才的目的。在后續(xù)建設中，將進一步發(fā)揮學校在釀酒工程人才培養(yǎng)的優(yōu)勢，開發(fā)其余主流香型白酒生產(chǎn)的仿真軟件，豐富仿真教學資源，擴充教學資源與共享能力，進一步完善釀酒工程專業(yè)人才培養(yǎng)的模式，繼續(xù)深入打造“中國白酒人才培養(yǎng)的搖籃”。