基于虛實結(jié)合的食品專業(yè)畢業(yè)實習課程教學設(shè)計與實踐

溫馨，劉毅，周忻，高慧慧，郭慧媛

中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院（北京 100083）

畢業(yè)實習課程是食品科學與工程專業(yè)本科生人才培養(yǎng)的重要組成部分，更是實踐性環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容。該課程為本科生畢業(yè)設(shè)計的前置關(guān)聯(lián)課程，通過課程學習，緊密結(jié)合畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容，使學生從原料、加工、設(shè)備、流通、銷售等環(huán)節(jié)了解實際食品生產(chǎn)情況，密切聯(lián)系在本科前3年所學課程，理論聯(lián)系實際，深化所學知識，培養(yǎng)和提高學生綜合運用專業(yè)知識發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際工程問題的能力，是加強學生實踐能力、應用能力和創(chuàng)新能力的有力途徑，能為學生從事食品生產(chǎn)和研發(fā)工作奠定堅實基礎(chǔ)。在互聯(lián)網(wǎng)+、新媒體大數(shù)據(jù)時代，虛擬仿真實習是學生開展線上畢業(yè)實習的新模式，不僅滿足在線下實習條件不充分情況下（如新冠感染疫情特殊時期）學生畢業(yè)實習的要求，在服務學生層面，也是互聯(lián)網(wǎng)+實踐教學模式的創(chuàng)新探索[1]。

2018年，教育部、財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于高等學校加快“雙一流”建設(shè)的指導意見》中指出：學科建設(shè)要以人才培養(yǎng)為中心，支撐引領(lǐng)專業(yè)建設(shè)，推進實踐育人，積極構(gòu)建面向?qū)嵺`、突出應用的實踐實習教學體系，拓展實踐實習基地的數(shù)量、類型和層次，完善實踐實習的質(zhì)量監(jiān)控與評價機制[2]。同年，教育部發(fā)布的《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》提出：進一步提高實踐教學的比重，大力推動與行業(yè)部門、企業(yè)共同建設(shè)實踐教育基地，切實加強實習過程管理，健全合作共贏、開放共享的實踐育人機制[3]。因此，充分利用校內(nèi)外資源，以虛實結(jié)合為原則，探索畢業(yè)實習課程的教學設(shè)計與實踐新模式，提升食品科學與工程專業(yè)本科生分析和解決實際工程問題的能力，促進食品科學與工程專業(yè)本科生創(chuàng)業(yè)就業(yè)，具有重要意義。

1 存在問題

畢業(yè)實習是食品科學與工程專業(yè)學生畢業(yè)學期的重要必修課，但往往由于學生在該學期同時面臨畢業(yè)設(shè)計實驗開展和就業(yè)等各方面壓力，導致學生普遍存在實習時間緊張、對課程重要性認識不充分、積極性不高等問題。此外，在遇到特殊情況時，如在疫情期間，畢業(yè)實習課程缺乏靈活的多樣化教學模式儲備，往往會措手不及。這些問題都影響了課程教學效果的發(fā)揮和學生實踐能力的提高。

1.1 實習時間緊張

畢業(yè)實習一般安排在寒假結(jié)束后的畢業(yè)學期，多數(shù)學生由于在上一學期主要在準備考研、就業(yè)等，此時面臨畢業(yè)設(shè)計實驗進度較慢等問題，需要大量時間和精力完成實驗內(nèi)容和畢業(yè)設(shè)計、撰寫畢業(yè)論文等，導致無法保證充分的時間和精力放在畢業(yè)實習課程上。尤其是在新冠感染疫情期間，在學生無法返校、工廠無法安排參觀和實踐等各種條件的限制下，畢業(yè)實習甚至無法順利線下開展，只得采用線上教學。

1.2 對課程重要性認識不足

受傳統(tǒng)教育思想的影響，教學往往注重理論教學，而忽視實踐教學。食品科學與工程專業(yè)學生在大一至大三的3年學習中也以理論教學課程為主，僅有少量的實驗教學課程，而純實踐教學課程僅接觸了工程實訓和食品工廠生產(chǎn)實習，從而導致學生缺乏對于實踐教學的深刻認識和充分體會。而畢業(yè)實習作為理論聯(lián)系實際的重要教學環(huán)節(jié)，學生卻無法認識到其對于培養(yǎng)食品科學與工程應用型專業(yè)人才的重要性。

1.3 實習積極性不高

在實習時間緊張和實習重要性認識不足的基礎(chǔ)上，學生普遍存在實習積極性不足的問題。更多的學生把畢業(yè)實習作為完成畢業(yè)前最后的任務，拿到學分就行，不認為畢業(yè)實習是提高實踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而對于畢業(yè)實習課程較為敷衍，因此畢業(yè)實習的效果也差強人意。

1.4 教學模式不夠多樣化

從2020年起，受疫情影響，畢業(yè)實習無法順利線下開展。傳統(tǒng)的畢業(yè)實習多依賴于線下的中試車間操作和工廠實習這些單一的教學模式，而疫情等特殊情況的發(fā)生導致課程無法線下開展，而不得不臨時調(diào)整為線上理論教學、照片和視頻觀看等，從而導致實習效果大打折扣。

2 虛實結(jié)合構(gòu)建畢業(yè)實習教學新模式

教育部于2019年啟動一流本科專業(yè)“雙萬計劃”建設(shè)和一流本科課程“雙萬計劃”建設(shè)，明確指出虛擬仿真教學是解決實驗實訓教學老大難問題的重要途徑[4]。自2020年新冠感染疫情暴發(fā)后，虛擬仿真教學成為各教學單位在疫情期間實驗實踐類課程“停課不停學”的重要支撐。但是，2020年8月高等教育出版社對虛擬仿真教學現(xiàn)狀與趨勢的問卷調(diào)查結(jié)果顯示，超過90%的受訪者認為，虛擬仿真教學方式只有線上和線下相結(jié)合才能更有效[5]。因此，在2022年春季學期食品科學與工程專業(yè)畢業(yè)實習課程上，基于中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院食品科學與工程國家級虛擬仿真實驗教學中心的虛擬仿真實驗教學資源，同時聯(lián)合企業(yè)開發(fā)案例教學資源，探索虛擬仿真教學與實踐教學相結(jié)合的虛實結(jié)合新教學模式，并取得一定成效。

2.1 “虛-實-虛”教學模式的設(shè)計

傳統(tǒng)的畢業(yè)實習課程以工廠參觀和實習為主，由于學生缺乏對食品生產(chǎn)線的宏觀認識以及對于相關(guān)單元操作的理論知識和案例實踐儲備，往往是走馬觀花，導致學生實踐能力無法得到真正提高。在基于學習產(chǎn)出的成果導向教育（Outcome-based education，OBE）的工程教育核心理念下，充分利用學院虛擬仿真實驗平臺資源和校外合作企業(yè)資源，以興趣為引導，以虛實結(jié)合為原則，設(shè)計“虛-實-虛”的畢業(yè)實習課程教學模式。

“虛”：利用現(xiàn)有虛擬仿真實驗教學資源，組合不同單元操作，為學生提供多條食品生產(chǎn)線的虛擬仿真參觀，激發(fā)學生興趣，使學生建立對食品生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的初步認知，為提高案例教學效果奠定基礎(chǔ)。

“實”：以乳制品加工為案例，收集食品工廠生產(chǎn)線視頻資源，并聯(lián)合企業(yè)開發(fā)案例教學資源，在案例教學過程中將理論知識與實踐進行結(jié)合，同時通過工廠實際生產(chǎn)線參觀，使學生建立對于不同食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)管理情況的直觀認知。

“虛”：在案例教學結(jié)束之后再次安排虛擬仿真教學課程，為學生提供使用數(shù)據(jù)帽和操作手柄虛擬拆解主要生產(chǎn)設(shè)備的上機訓練，強化和加深學生對于食品生產(chǎn)線和設(shè)備情況的認知，鼓勵學生自由探索，并與授課教師進行互動與交流，切實提高學生分析和解決工程問題的能力。

2.2 虛實結(jié)合教學模式的實踐

在設(shè)計的“虛-實-虛”教學模式下，開展虛實結(jié)合教學模式在畢業(yè)實習課程中的實踐探索。

“虛”：畢業(yè)實習課程開始后，讓學生進入虛擬仿真實驗平臺進行上機操作，并提供糧油食品、果蔬制品、乳制品、肉制品等多個虛擬仿真生產(chǎn)車間案例，鼓勵學生自由探索，充分了解不同食品生產(chǎn)車間的設(shè)計原則，熟悉不同生產(chǎn)線的單元操作和設(shè)備配置，從而建立對于食品生產(chǎn)車間和生產(chǎn)線的宏觀認識。同時，要求學生以乳制品生產(chǎn)車間為案例，提出虛擬仿真案例設(shè)計存在問題及改進建議。學生在建立宏觀認識的基礎(chǔ)上，引導和啟發(fā)其充分利用在大三專業(yè)課（如食品工廠設(shè)計、食品工程原理等）中學習到的理論知識，進一步開展深入思考，串聯(lián)不同的知識體系，從而充分調(diào)動學生對于畢業(yè)實習課程的興趣、主動性和積極性，并提升學生自主思考能力和發(fā)現(xiàn)食品生產(chǎn)中實際工程問題的能力。

“實”：在虛擬仿真訓練后學生建立對乳制品生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線、單元操作和生產(chǎn)設(shè)備等的宏觀認識后，進一步通過所收集的乳制品生產(chǎn)線視頻資源，幫助學生進一步加深感性認識，從而真正了解和熟悉乳制品生產(chǎn)的具體情況。在此基礎(chǔ)上，邀請國內(nèi)乳制品知名企業(yè)和乳制品配料供應知名企業(yè)的專家開展講座，為學生講授乳制品和乳制品配料實際生產(chǎn)中遇到的問題和解決思路、乳制品新產(chǎn)品開發(fā)過程中需要考慮的實際問題等，從而激發(fā)學生極大的興趣，并與專家進行積極的互動和交流。

在兩部分課程內(nèi)容的實踐后，學生對于乳制品生產(chǎn)的前端原料供應、產(chǎn)品實際生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)等整個鏈條建立起非常清晰的認識，這時安排工廠參觀，雖然由于疫情原因，改為線上視頻參觀，但通過學生的反饋發(fā)現(xiàn)，線上視頻參觀即便不能有很好地參與體驗，卻由于每位學生都可以從較好地視角觀看工廠生產(chǎn)線，能更清晰地聽到企業(yè)工作人員的講解，從而達到很好的教學效果，有效避免了線下參觀時學生人數(shù)較多帶來的觀看和解說體驗不佳等問題。通過“視頻+講座+參觀”三方面結(jié)合下開展的乳制品生產(chǎn)案例實踐教學，學生能全面了解食品實際生產(chǎn)情況，并通過密切聯(lián)系前3年所學理論知識，真正實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的教學目標，提高學生分析食品生產(chǎn)中實際工程問題的能力。

“虛”：在虛擬仿真與案例教學的虛實結(jié)合教學后，繼續(xù)進行虛擬仿真教學，與第一步的虛擬仿真教學不同，此時主要聚焦食品生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備。學生通過使用數(shù)據(jù)帽和操作手柄虛擬拆解主要生產(chǎn)設(shè)備，進一步了解生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計原理和組件構(gòu)成。通過鼓勵學生自主設(shè)計和自由探索，與授課教師積極交流，進一步加深其對食品生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備的認知，從而實現(xiàn)從虛擬到真實、從宏觀到微觀、從理論到實踐的教學深入，為提高學生將來走向就業(yè)崗位后解決食品生產(chǎn)中實際工程問題奠定堅實基礎(chǔ)。

2.3 新教學模式下的多元化考核方式

與傳統(tǒng)的實習報告單一考核方式不同，在虛實結(jié)合的新教學模式下，以充分體現(xiàn)和反映學生實踐能力的提高為目標，制定多元化的綜合考核方式。在虛擬仿真教學部分，以學生發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備中存在問題的能力為考核要點，在案例教學部分，通過給出實際生產(chǎn)問題，以學生分析實際生產(chǎn)問題產(chǎn)生原因和解決問題的能力為考核要點，在全部教學內(nèi)容完成后，通過學生撰寫的實習報告，了解其掌握的理論知識與收獲的個人思考，全面評價其發(fā)現(xiàn)、分析和解決食品生產(chǎn)中實際問題的能力。同時，基于學生的反饋，進一步優(yōu)化課程設(shè)計，以期更好地提高畢業(yè)實習課程的教學效果，真正做到實踐育人。

3 結(jié)語

畢業(yè)實習是食品科學與工程專業(yè)學生步入社會前將理論與實踐相結(jié)合的重要課程，能夠幫助學生系統(tǒng)地梳理大學前3年的理論知識框架，并將其融入食品生產(chǎn)實踐，為畢業(yè)后從事食品行業(yè)相關(guān)工作快速適應角色奠定基礎(chǔ)。新工科建設(shè)和工程認證對食品科學與工程專業(yè)學生的實踐能力提出更高要求，充分利用虛擬仿真技術(shù)，有機結(jié)合多媒體資源、企業(yè)專家講座與工廠參觀，建立虛實結(jié)合的畢業(yè)實習教學新模式，是畢業(yè)實習課程教學改革的重要探索，可有效提升畢業(yè)實習課程教學效果，從而切實提高食品科學與工程專業(yè)學生發(fā)現(xiàn)、分析和解決實際食品工程問題的能力。