智能化導向的糧食工程專業科技創新人才培養模式

丁 儉，楊家琦，徐 潼，李 彭，方 勇

（南京財經大學 食品科學與工程學院/江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心，江蘇 南京 210023）

“倉廩實，天下安”，保障國家糧食安全是一個永恒課題，任何時候這根弦都不能松。糧食是國民生存的必需品，也是國家重要的戰略物資。糧食倉儲作為糧食生產和保管的重要環節，直接影響國家糧食安全的有效供給。目前，糧食倉儲的本科人才培養模式需要貫徹國家“藏糧于技”的糧食安全發展戰略，緊跟現代糧食行業發展需求，以培養高級糧食科技人才為核心，激發學生的責任感、使命感和創新精神，對未來糧食行業發展具有重要意義。

1 糧食倉儲專業現狀及發展趨勢

近年來，隨著計算機互聯網和信息通信等新技術的發展，信息化、智能化廣泛運用于各個領域，不斷催生新業態、新模式和新應用。糧食倉儲技術智能化，已經成為了當今糧食行業發展的必然趨勢，也直接影響著糧食儲備的質量與安全。智能化倉儲系統是目前大中型糧庫建設的重要內容，可以有效幫助企業實現糧食倉儲的科學管理，滿足糧庫日益增加的信息化需求。

糧食倉儲智能化涵蓋了糧食的收購、倉儲、物流、質量管理、監測和預警等過程，不僅實現糧食儲運流通過程的自動化控制，也能保障工作人員安全，節省人力物力，極大提高作業效率[1-2]。目前，隨著我國糧食行業的轉型發展，糧食倉儲設施不斷改造升級，一大批先進技術設備得到推廣應用。部分糧食企業已經初步實現了糧食出入庫各環節的信息化，糧食倉儲管理水平、科技水平也正逐步提高。但從整體發展上看，糧食出入庫系統、糧庫業務系統、智能通風系統等智能化軟件控制系統有待升級創新，糧情監測和預警控制系統缺乏深入開發，應用水平亟待提升。盡管糧食企業對智能化設施設備投入大量資金，擁有量也在迅速增長，但在利用信息技術、大數據、傳感器等先進手段進行數據收集、分析、整合、決策等方面總體偏低，也是糧食企業普遍存在的主要問題[3]。這就需要適應新技術需求，培養造就一批既熟悉糧食行業現狀又掌握相關信息技術、物聯網技術等智能化技術的高技能人才。據統計[4-6]，我國大中型糧食企業從事開發設計、數據處理、軟件操控類崗位占不到工作總崗位的3%，對相關技術人才缺口巨大。因此如何培養出適應我國糧食行業發展現狀“適銷對路”的高端科技人才，補齊糧食行業人才短板，讓學生從學校到企業實現無縫對接，已成為目前糧食類企業和高校解決人才培養問題的當務之急，也是對貫徹落實國家“廣積糧、積好糧、好積糧”戰略目標的重要組成部分。

目前，絕大多數理工科各專業是以實驗、實踐為基礎的學科，工程實踐能力是理工科從業人員的看家本領[7]。面對當前新的工作模式，科技人才的知識與能力培養將發生重大變化，如何加強學生對整個糧食系統的完整理解與在工程實踐中鍛煉自己解決問題的能力，培養相關智能工業軟件的嫻熟操作，挖掘特定操控軟件功能與創新，轉變學生對從事傳統糧食行業偏見和提高學生就業創業的核心競爭力是糧食工程專業人才培養面臨的關鍵問題[8]。因此，在實踐教學環節中增設智能虛擬仿真實訓室，強化智能軟件、互聯網+、大數據等相關信息技術的學習，對學生在學習過程中提高專業知識素養、能力思維訓練起著至關重要的作用。

2 培養糧食倉儲科技人才的特色優勢與存在問題

2.1 學科特色優勢

南京財經大學是江蘇省人民政府與國家糧食和物資儲備局共建的江蘇省屬重點建設大學，食品科學與工程學院淵源于1956年國家糧食部隸屬的南京糧食學校。學院建有糧食儲運國家工程實驗室等11個國家和省部級平臺。2020年糧食工程專業被評選為江蘇省一流專業培育點，建有“現代糧食流通與安全”江蘇省高校協同創新中心和“糧食安全與工程”江蘇省高校優勢學科，學科面向糧食行業的人才培養特色優勢突出。學院擁有如國家糧食產后技術創新中心、糧食儲運國家工程實驗室等一批在糧食行業內有突出地位、在國內外有較大影響的教學和科研平臺，同時擁有結構合理、具備較強競爭力的江蘇省級科技創新人才團隊。學院《糧食倉儲磷化氫環流熏蒸虛擬仿真實驗教學項目》入選教育部虛擬仿真實驗教學項目，通過該項目的建設將推進信息技術與實驗教學的深度融合，切實提高人才培養質量。同時學院加大研究生工作站和實踐教育基地建設，聘請大中型企事業單位相關技術負責人擔任指導教師，使教學的專業實踐環節得到加強，人才培養實踐更為扎實。

2.2 傳統人才培養模式存在的問題

不能回避的現實是，盡管南京財經大學食品科學與工程學院的理論教學水平、實踐資源基本與國際接軌，但還是讓教師、學生感覺到理論教學和工程實踐教學不能齊頭并進。許多學生反映經過四年的大學學習之后，由于缺乏對未來職業工作內容的體驗，加之對糧食行業存有工作環境差，工資待遇較低的固有觀念，致使一些學生感到非常迷茫，學習成績優秀的學生也常常感到束手無策，甚至感覺到學無所用。究其原因，主要是兩方面：一方面，工程實訓課程與實際關聯不夠密切，虛擬仿真等智能軟件的教學不完善，沒有重點突出實際應用能力培養。在傳統的糧食倉儲實驗課程模式下，學生只能參觀糧庫現有的設施條件和實驗室簡單的模擬，形式單調乏味難以收到較好的學習效果，學生的積極性與主動性難以激發，同時傳統的實踐教學沒有將最新的技術應用和理念融入課堂，難以跟上糧食行業實際生產中的新理論和新技術。另一方面，專業內涵的創新內容缺乏，學生豐富的想象力與創新力得不到充分激活。即使是在工程實踐課期間，由于條件的限制，大多數學生不能親自動手操控相關技術軟件，很少有真正模擬實訓的機會，學生實戰能力和創新能力的培養受到了很大限制[9-10]。

3 以智能化為導向構建“第二課堂”的糧食科技人才培養模式

3.1 創新教學模式，注重教育內涵，加強素質培養

本著以培養創新型、應用型糧食科技人才為宗旨，提高學生的思維能力、創新能力和行業適應能力，借助南京財經大學“財經底色、糧食特色”優勢，以智能化為導向在現有課程體系和教學內容的基礎上，建立校內第一課堂和校外實訓第二課堂相結合的模式（見圖1），將現代化教學方法和新型智能化課程學習融入人才培養的全過程，緊跟糧食倉儲行業發展；引入校企聯盟實踐教學，積極邀請具有豐富經驗的工程師參與人才培養過程和組織推薦學生到企業實訓鍛煉，推進面向糧食行業企業的教學供給側改革。同時深入調查研究，了解并研究學生實踐過程中的關鍵教學環節，基于課程教學內容，企業人才技能需求及前沿科學問題，以開放式專題方式制訂系列開放式實踐專題，構建創新實踐教學和人才培養體系。本項目的研究將有利于優化資源配置、激活學生創新思維能力、促進高素質自主型、創新型、應用型人才的培養，拓展專業視野，提高學生分析、解決問題的能力，全面提高學生的專業技能和綜合素養。具體為以下兩方面：

（1）基于虛擬仿真實訓室，構建“智能軟件+大數據應用”的智能化學習平臺，學生可以在電腦軟件上自主操作身臨其境，提高學生學習效率，讓學生學有所用、學有所長、學有所得。

（2）通過第二課堂的校企聯盟實踐教學平臺，建設相關創新實踐專題，開闊學生視野，讓學生在課余利用校內外資源充分參與實踐，學生可以自主設計、自主研究活動，學會科學研究的方法，建立科研創新的概念，在實戰中了解智能化糧食倉儲技術的應用和全面提升學生各項能力。

3.2 強化第二課堂，突出應用能力，完善課程體系

建立緊密對接產業鏈、創新鏈的應用型專業課程體系。重構產業導向的專業人才培養方案，重組課程體系、開發新型課程、更新教學內容、創新教學方式，秉承“授人以漁”的教學思想，強化突出學生的實踐應用能力。改變糧食工程專業倉儲實驗課程傳統的簡單參觀教學形式，設置依附于理論課體系的橫向教學模式，超越單門課程范圍，建立糧食倉儲實驗課程不同模塊之間的系統聯系，設計接近生產實際、知識交叉的實驗內容，使課程內容具有系統性、科學性和可操作性。首先，學生學習糧食倉儲智能軟件管理與操控，通過實踐教學建立“全過程、多平臺、遞進式、一體化”育人機制，形成“專業技能+素質拓展+第二課堂+行業實踐”的綜合學習方式，校企合作的協同育人模式。邀請糧食行業具有經驗豐富的工程師，通過遠程教學、遠程指導、在線聽課、在線培訓、實驗回顧，構筑在線學習平臺聯動模塊，為學生提供更廣闊的學習空間和交流平臺。調研企業借助企業資源優勢制定校企合作的模塊化課程體系。其次，調研學習糧食倉儲智能管理系統軟件，包括環流熏蒸、氣調儲藏、低溫儲藏等，通過與企業的交流學習，針對學生在《糧食工廠設計》《糧食倉儲工藝與設備》《糧食加工自動控制技術》等專業課和實驗課內容的基礎上，設計系列專題性或綜合性的模擬軟件操控項目，例如針對糧情檢測系統、智能出入庫系統、糧食庫存數量及倉內視頻監測系統、安防監控系統設立等子課題；學生通過查閱文獻、學習相關技術軟件后開展模擬實驗，在校內糧食倉儲虛擬實驗平臺上熟悉整個糧食倉儲運行系統。學生針對綠色生態儲糧、現代物流和信息技術在糧食行業中的應用，在課堂上實施模塊化課程體系，基于學院智能倉儲虛擬仿真實驗教學項目，聯合實踐教學企業協助開發糧食倉儲、糧情監測、智能出入庫系統等模擬測試訓練模塊，將理論教學、專業實踐與綜合體驗相融合。

基于智能軟件、互聯網+、大數據的現代信息技術手段，實施卓越工程師計劃，為學生開設糧食倉儲相關智能軟件的課程培訓；利用與企業的產學研聯盟平臺，聘請實踐經驗豐富、工作業績突出的企業糧食工程師，共同制定培養方案、共同建設課程體系，定期開展專題研修，講授先進的糧食智能化管理軟件系統和相關技術；培養專業知識扎實，創新意識強，國際化視野廣，綜合素質高的專業人才。強化工程實踐環節和專業能力培養，以應用基礎為學生課堂教學的主要形式，加強實踐環節的組織和教師企業專家團隊指導；讓工程教育回歸“工程”，開展開放式實踐專題工程項目，學生通過實踐訓練，鍛煉掌握現代糧食倉儲的智能化管理體系。教師與糧食行業的聯盟企業共同實施教育教學方案、共同評價培養質量；采取引企進校、引校進企、校企一體等方式，與聯盟合作單位共建集實踐教學、科技研發、生產實習等多位一體的實習實訓培養平臺，為走出校園作好充分準備。

4 結 論

推進高等教育智能化與新工科專業建設，對人才培養模式尤為關鍵，本課題研究有利于改革本科糧食工程專業教學體系和教學方式，建立課堂教學計劃、虛擬仿真實訓與企業科技創新實操相結合的教學模式。以強化第二課堂推動教學改革，提高教學質量，培養學生的綜合素質，充實學生科技創新活動內涵，形成具有特色的立體化培養模式，起到引領本科教學方法創新的作用，也為糧食行業培養具有知識結構合理、工程意識強、技能高和創新能力突出的綜合性糧食科技人才。