新工科背景下甘蔗制糖工藝學課程教學改革探究*

陳 永，譚義秋，黃瑩瑩

(廣西民族師范學院化學與生物工程學院，廣西 崇左 532200)

當前，國際國內競爭環境日趨激烈，廣西乃至中國的糖業發展機遇與挑戰并存。崇左市的制糖產業經過多年的結構調整和產業改造，已經進入新的發展時期，雖然在國內具有一定優勢，但與國際制糖業的先進水平相比仍有一定的劣勢，如產業集群能力不足、科技支撐力度不夠、營銷理念落后、管理水平參差不齊等。促進崇左市制糖化工產業發展的關鍵是人才，而目前崇左制糖化工人才匱乏，動力不足，無論是制糖化工人才的數量和質量情況均不容樂觀。在數量上制糖企業員工年齡結構失衡，高學歷有文化的年輕一代扎根制糖企業的越來越少，在質量上高校教育培養出的通識型、理論型、宏觀型的人才偏多，而技能型、操作型、專業型的人才偏少。而崇左市的制糖產業仍然沒有形成完善的人才培養機制，一方面，現代科技的日新月異和迅猛發展，急需有知識有文化懂技能知操作的復合型人才，另一方面，科技興農的的戰略任重而道遠，對于制糖化工人才又具有迫切的需要。人才的數量、質量對制糖產業的發展速度、效能和規模有著決定性的作用。充分調動學校資源，開展甘蔗制糖工藝學課程改革和創新實踐研究，發揮人才的積極性和創造性，對于產業的良性發展具有重要的意義。

甘蔗制糖工藝學課程是一門主要講授以甘蔗為原料生產蔗糖產品整個生產過程中各個單元操作的原理和工藝技術的課程，是我校化學工程與工藝、化學(師范類方向)、食品科學與工程等專業選修的專業課程，它與現代制糖化學與工藝學、制糖技術裝備、制糖工業分析等課程相互銜接，共同完成制糖工程專業教學。目前，國內一流本科課程的建設已蓬勃興起，而崇左市蔗糖優勢支柱產業的興起和快速發展，要求急需培養緊缺制糖化工人才[1-2]。因此，為了適應崇左市制糖產業的快速發展和結構調整對人才的需求，必須對人才培養的內容、教學模式、實踐方式提出新的要求。

1 甘蔗制糖工藝學課程改革的現狀分析

1.1 教學模式滯后，難以滿足制糖產業結構升級和優化的要求

隨著產業結構調整，制糖行業、企業對應用技術型人才的迫切需要要求學校教育能緊扣企業需求、服務地方經濟社會發展。而傳統的高校教學質量難以滿足產業集群對人才的需求。高校關注理論教學的學術型、通識型人才培養模式往往難以有效銜接產業對人才的需求，地方院校如不能以制糖產業需求為導向，學生因理論學識、實踐技能與企業用人需求不契合，進入企業后需重新從頭學習，而導致高校的人才培養與制糖行業的人才需求脫節[3-4]。

1.2 實習實訓力度不足，實踐模式制約制糖化工人才的培養

甘蔗制糖工藝學傳統實驗教學中多以固定實驗設備儀器為對象，按照標準的試驗方法，讓學生進行單一重復性操作，實驗過程多是單元過程，達不到系統訓練，實驗設備多是冷態，達不到真實(熱態)再現。實驗實訓中經常面臨“進不去、看不到、動不了”等問題，大型裝置“不能碰”、內部結構現象“搞不清”、突發事故“遇不到”等問題，影響了學生學習和教師教學的效果。對蔗糖生產工藝的實踐學習，一般是在甘蔗糖廠生產一線進行參觀實習，初步了解糖廠的基本情況、制糖的工藝流程、蔗糖生產規范和相應的企業管理制度等。但是受到時空的限制及學生人數過多、糖廠提供的實習機會太少等因素的影響，學生實習的效果并不理想，無法達到所需的教學要求。

1.3 “雙師型”教師隊伍建設滯后

以服務地方經濟社會發展為導向的甘蔗制糖工藝學教學基于瞄準制糖產業需求的化工人才培養目標，需建設的“雙師型”教師隊伍既要對專業理論知識頗為精通，又要有一定的的在企頂崗實踐背景。然而高等學校的教學中“雙師型”教師隊伍的建設常常具有滯后性，教師一般理論精通而實踐薄弱，較難適應具有深厚行業背景的學科教學，從而難以滿足制糖產業對于服務區域地方經濟社會發展的制糖化工人才培養的需求[5-6]。

2 課程改革擬解決的關鍵問題

甘蔗制糖工藝學的教學改革以服務地方經濟社會發展為導向，緊緊圍繞崇左市蔗糖優勢支柱產業需求，結合學院實際和優勢特色，聚集優勢資源，以中糧(屯河)崇左糖業有限公司教學實訓基地為依托，以校企合作為支撐，搭建糖化工半實物虛擬仿真平臺，創新制糖工藝學教學模式和實踐方式，擬解決以下3個關鍵問題：

2.1 區域人才培養與地方制糖產業需求脫節

傳統甘蔗制糖工藝學的課程設置和教學方式往往忽視實踐性和應用性，很難培養學生的實踐能力和職業技能，因此難以適應地方經濟社會發展和制糖產業對應用型人才的需求，人才培養與企業崗位需求相脫節。

2.2 實踐實訓力度不足，模式單一

受教學規模、實踐場所、課時分配等因素的影響，甘蔗制糖工藝學課程大多缺少必要的實踐教學。實訓實踐內容對于技術應用的能力提升并不明顯，仍難以滿足課程中的技能教學和企業崗位需求。

2.3 “雙師型”師資隊伍建設滯后

專任教師普遍存在專業扎實，理論知識豐富，但知識應用能力不強和實際操作水平有待進一步提高的現象[7]。為進一步服務崇左及周邊的地方經濟社會發展，解決學生就業與企業用人需求問題，使學生畢業后能直接融入行業中工作中，才能更大程度解決我校學生就業與人才市場需求問題。“產教結合、校企一體”是當前我校專業和學科發展趨勢。

3 課程改革的實施措施

3.1 自編教材(講義)，設計科學合理的模塊化教學內容

由于產業結構的調整和升級，國內制糖產業帶逐步聚攏至桂中南、滇西南、粵西瓊北地區，因此開設甘蔗制糖工藝學課程的高校并不多，且大多仍沿用無錫輕工業學院(今江南大學)所著教材，其教材雖經典實用，但內容較為陳舊，課程框架設置不合理，并未跟上制糖產業的發展對制糖行業人才的需求。因此在一流本科課程建設背景下執行國家新課程標準的基礎上，我校結合制糖行業實際，協同中糧(屯河)崇左糖業有限公司對甘蔗制糖工藝學教材過時的內容給予糾正，并用新知識充實教學內容，科學合理地設計甘蔗制糖工藝學課程框架及其教學內容，通過自編教材(講義)，保證教學內容與甘蔗制糖產業發展同步，與行業知識創新配套，使學生的課程學習能循序漸進，理論教學與企業現場工藝能相輔相承，環環緊扣，最終打牢甘蔗制糖專業知識，為提高甘蔗制糖工藝學課程教學質量和培養高質量地方制糖人才服務。

教材是課程教學的重要載體，與課程建設、教學效果以及人才培養質量息息相關[8]。我校甘蔗制糖工藝學課程結合制糖企業的人才需求，“量身制定”制糖化工人才培養目標、教學計劃和教學內容，實現培養適用企業崗位需求的人才。校企雙方聯合開發創建教學資源，突出“重技能，精理論”的教學風格，教學班以甘蔗制糖工藝學原教材為藍本，緊緊圍繞中糧屯河(崇左)糖業有限公司甘蔗制白糖工藝流程，將甘蔗制糖工藝中突出實踐性、應用性的單元操作納入教學內容并進行合理的模塊化編排，按壓榨提汁、澄清蒸發、三系煮糖、助晶分蜜、原糖精煉、汽水平衡、污水處理七大教學模塊濃縮精講，教與學，目標明確：教師緊緊圍繞甘蔗制糖企業的蔗糖生產工藝以單元操作模塊授課，學生學的理論和技能緊扣國內先進的甘蔗制糖工藝標準。

3.2 建設糖化工半實物虛擬仿真實踐教學中心

傳統的教學模式受教學師資、實踐場所等因素制約，且由于實踐教學在課時上的缺乏，學生對理論知識的理解不透徹，不直觀，這既不利于理論教學，又難以培養學生的實踐能力和崗位技能。

為了更形象逼真地還原蔗糖企業運行操作，最大限度地模擬蔗糖生產各個工藝過程的真實現場，搭建一個高度逼真的虛擬工廠場景，我校蔗糖生產半實物虛擬仿真工廠實訓裝置設備的尺寸按照中糧(屯河)崇左糖業有限公司真實工廠設備20:1比例縮小的總原則設計。且甘蔗制糖的壓榨、澄清、蒸發、結晶、分蜜、干燥等工藝均按照企業車間的生產線布局來規劃建設，裝置采用的是仿真、縮小版的真實工業閥門和儀表模擬生產時依據的是閥門開關產生的電信號變化來調節工藝參數的變化，而非真實的甘蔗原料，從而模擬各個工段的工藝現象，以滿足“產、教、研”以及資源共享的建設目標。

構建高度仿真的半實物工廠+虛擬工廠+安全等為主線的虛擬仿真實踐教學體系，課程實踐教學部分應用糖化工半實物虛擬仿真實訓車間，在半實物虛擬仿真車間全面、清晰地展現了蔗糖生產中的設備結構、工作場景等，使學生對制糖生產的全工藝流程、分工段工藝流程及其運行的設備、工作過程有個更為直觀的了解，同時也輔助了教師的課程講解，達到了非傳統教學所比擬的教學效果。

3.3 開發專任教師與企業工程師雙授課模式

通過甘蔗制糖工藝學校企雙授課教學模式，以產教深度融合為契合點，組織相關任課的青年專任教師利用長假期進入制糖企業一線輪崗實踐以通過實踐鍛煉，進一步提高教師理論與實踐結合的能力，豐富專任教師的學識結構，使教師真正成為“雙師雙能型”教師，從而達到培養基于制糖產業需求的應用型人才培養的目的。

圖1 課程改革實施方案技術路線Fig.1 Technical route of curriculum reform implementation plan

開發有特色、有質量、有水平的制糖工藝學校企雙授課教學模式。制糖工藝學授課師資由學校教師及企業工程師雙方共同承擔，課堂理論教學精選專業教師授課，將課程理論內容精講、熟講，當某一模塊理論課的內容完成之后，緊接著就帶領學生到企業，進入車間，由企業技術人員為學生現場授課，在校企雙授課的教學模式下，將專業理論知識與生產應用實踐相結合，從而加深專業理解，增強崗位的實際應用能力，激發了學生的創造、創新能力和熱情。

4 結 語

人才的數量、質量對制糖產業的發展速度、效能和規模有著決定性的作用。充分調動學校資源，開展制糖工藝學課程改革和創新實踐研究，發揮人才的積極性和創造性，才能確保產業穩定持續的良心發展。“產教結合、校企一體”，是當前應用型高校轉型發展的方向，教學改革以服務區域經濟為導向，緊緊圍繞崇左市地方經濟社會發展和蔗糖優勢支柱產業需求，結合學院實際和優勢特色，聚集優勢資源，以中糧(屯河)崇左糖業有限公司教學實訓基地為依托，以校企合作為支撐，搭建糖化工半實物虛擬仿真平臺，創新甘蔗制糖工藝學教學模式和實踐方式，對于為崇左乃至廣西培養、輸送地方制糖產業發展所需高素質技能人才，推動制糖化工人才隊伍建設，不斷提升教育教學質量和社會服務能力滿足相關企、事業單位發展需求的應用型、復合型、技能型制糖化工人才提供保障。