食品溯源仿真平臺在“食品安全與質量控制技術”課程教學中的應用

何秀婷，姚勇芳，李平凡，范 瑞

（廣東輕工職業(yè)技術學院食品與生物技術學院，廣東廣州 510300）

國以民為本，民以食為天，食以安為先。黨的十九大提出，要“實施食品安全戰(zhàn)略，讓人們吃得放心”。近年來，我國食品安全問題備受關注，2015年國家修訂并實施了《中華人民共和國食品安全法》，加強了食品安全監(jiān)管及對違反食品安全法行為的懲罰力度以保障食品安全體系?！?1世紀是質量的世紀”，食品企業(yè)的競爭歸根到底是食品安全與質量的競爭。隨著食品行業(yè)的快速發(fā)展，食品企業(yè)越來越傾向于規(guī)?；?、系統(tǒng)化的模式，實現食品安全全方位保障，對于從事相關食品管理工作的高水平、應用型人才需求不斷增大。掌握食品安全相關法律知識、運用食品安全管理的基本原理和技術體系進行食品安全管理是食品行業(yè)發(fā)展對食品工程技術人員的基本職業(yè)素質要求。

“食品安全與質量控制技術”課程是廣東輕工職業(yè)技術學院食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)的一門工學結合的專業(yè)核心課程之一，是基于人才需求目標所設立的課程，其前續(xù)的課程有“食品理化檢驗技術”“食品加工技術”“食品微生物檢驗技術”“食品儀器分析技術”等。通過該課程的學習，學生可以逐步獲得實施食品法規(guī)與標準、食品質量與安全控制、衛(wèi)生管理、產品認證等方面的能力[1]?！笆称钒踩c質量控制技術”是一門應用性很強的學科，與生產實際聯系密切、實踐性強，要求學生具備一定的綜合能力，該課程傳統(tǒng)的教學是以教師講授為主，但理論和實際操作有較大的差距，學生沒有經過感性認識階段，知識點容易被遺忘，存在較多的弊端。在分析總結傳統(tǒng)教學方法不足的基礎上，探索食品溯源仿真平臺在“食品安全與質量控制技術”課程教學中的應用。

1 我國食品安全監(jiān)管領域人才需求現狀

食品行業(yè)是關系人民群眾切身需求與經濟社會和諧穩(wěn)定的民生行業(yè)。食品工業(yè)正朝著規(guī)?；?、產業(yè)化、系列化、規(guī)范化的方向發(fā)展。食品安全直接關系著社會的發(fā)展和人民的健康，也是衡量一個國家經濟發(fā)展程度和人民生活水平的一個重要標志。近年來，中國食品質量安全形勢嚴峻，食品工業(yè)的快速發(fā)展，食品安全行動計劃的實施和頻繁出現的食品安全問題急需大量食品質量與安全監(jiān)管專業(yè)人才。

2 “食品溯源系統(tǒng)”在食品安全監(jiān)管中的作用

2015年10月1日起實施的《中國人民共和國食品安全法》第42條明確規(guī)定了建立食品安全全程追溯制度，食品生產經營者應當依照該法的規(guī)定，建立食品安全追溯體系，保證食品可追溯。食品溯源就是在食品生產的各個環(huán)節(jié)過程中，運用食品信息技術，通過對食品供應鏈上食品的信息進行分類、采集分析，在供應鏈上每一個節(jié)點完成“向上一步溯源和向下一步跟蹤”，最終實現食品生產的原材料生產培育、食品生產加工、包裝、運輸、銷售的所有過程記錄回溯能力（見圖1）。追溯包括跟蹤和溯源2個方面。跟蹤是指從食品供應鏈的上游至下游，跟蹤一個特定的單元或一件食品運行過程的能力；追溯是指從供應鏈下游至上游識別一個特定的單元或一件食品（一批食品）來源的能力，即通過記錄標識的方法回溯某個實體的來源、用途和位置的能力。食品溯源體系的建立在一定程度上有效保障了食品安全，實現對食品從生產到消費全過程雙向跟蹤，在食品進入消費流通前進行質量監(jiān)控和預警，在食品安全問題發(fā)生時能迅速找出原因，全面提高食品安全監(jiān)管的效率。另外，“食品溯源體系”能有效整合食品生產各環(huán)節(jié)的資源和信息，減少食品在供應鏈流轉中不必要的損耗及浪費[2]。

食品溯源系統(tǒng)模式見圖1。

圖1 食品溯源系統(tǒng)模式

“食品溯源系統(tǒng)”主要具備以下幾方面的特點：①溯源流程透明化。食品溯源系統(tǒng)強調每一個產品供應鏈成員的參與，強調每一個關鍵環(huán)節(jié)信息的公開化、透明化。②溯源信息的標準性。建立在食品溯源關鍵技術基礎上的追溯系統(tǒng)實現了溯源信息采集、加工、傳輸和應用的標準化。③溯源層次的多樣性。地域上，可以觸及到不同的國家、地區(qū)、企業(yè)直至每一個具體的生產經營環(huán)節(jié)；產品層次上，可以對一種產品、一個批次、一個產品直至一個具體的原料進行溯源。④溯源數據的及時性。基于互聯網的識譜溯源系統(tǒng)，能夠借助互聯網技術快速定位問題產品的范圍、及時發(fā)布風險信息、開展召回工作，保障消費者的健康不受到侵害。⑤溯源操作的靈活性。食品溯源系統(tǒng)直接應用電子編碼技術和自動識別與數據采集技術，有助于增強產品溯源信息采集、加工、傳輸和應用能力，提高食品溯源操作的靈活性。⑥溯源數據的保密性。在食品溯源信息采集、加工、傳輸和應用過程中，追溯系統(tǒng)注重加強對食品供應鏈成員產品配方、銷售統(tǒng)計等商業(yè)機密信息的保護，以提高產品溯源數據的保密性[3]。

3 “食品安全與質量控制技術”課程教學存在幾點不足

食品類學科屬于工程類專業(yè)，近年來一些實操性較強的課程，如“食品理化檢驗”“食品微生物檢驗”“食品加工技術”“食品儀器分析”等的教學硬件得到較大的改善。而“食品安全與質量控制技術”由于知識點覆蓋面廣，是一門硬科學（生產加工工藝）和軟科學（管理）相結合的課程，內容更新快，與實際生產緊密結合。因此，對該課程的軟硬件設施、教學內容和教學方法都有更高的要求。該課程傳統(tǒng)的教學主要存在以下幾點不足。

3.1 教材配套不足

“食品安全與質量控制技術”以食品安全和食品質量控制為導向，重點介紹食品安全與質量控制技術現狀及發(fā)展趨勢、食品質量決策、質量控制7種工具（QC）、食品良好操作規(guī)范（GMP）、衛(wèi)生標準操作程序（SSOP）、食品質量法規(guī)、食品質量標準、食品危害分析及關鍵控制點分析（HACCP）、食品質量保證體系ISO 9000，ISO 22000。盡管現有的教材編寫時采用比較新的素材，但從編寫、出版到正式使用，需要1～2年的周期，時間的滯后性使一些最新的知識和案例沒有列入其中。現階段使用的教材，文字性的描述偏多，導致學生自主學習的興趣下降。

3.2 師資不足

食品營養(yǎng)與檢測專業(yè)共有專業(yè)課教師11人，其中僅有4人具備企業(yè)管理實戰(zhàn)經驗，大部分教師都是畢業(yè)于高校，理論知識扎實，但企業(yè)經驗不足，不熟悉企業(yè)的生產流程，導致在該課程教學過程中難以針對實際生產有效指導學生掌握相關知識點，不能深入了解食品企業(yè)食品安全管理體系。

3.3 教學方法與課程的實際生產需要脫節(jié)

課程的教學內容大部分為標準條款，單調乏味，學生難以記憶和理解，由于實訓場地的限制，該課程很長一段時間都是以教師講授為主，雖然對部分知識點實施了案例教學，但離實際生產還有差距。另外，由于學生缺乏實踐經驗，在進行相關案例討論時，“內容抽象”是普遍存在的問題?？傮w來說，學生處于一個被動學習的狀態(tài)[4]。

課程的教學方法存在較多不足，以廣東輕工職業(yè)技術學院“食品安全與質量控制技術”課程教學為例，近年來以多媒體教學為主，難以突破傳統(tǒng)教學。課程教學改革勢在必行，由于現階段學校的實訓室還不能滿足該課程的需求，隨著互聯網和計算機技術的發(fā)展，食品安全管理仿真平臺在課程教學中的應用能增加學生實操的機會，提高教學質量[5]。

4 食品溯源仿真平臺在課程教學中的優(yōu)越性

由于食品溯源涉及范圍廣、信息量大、過程復雜，現階段“食品與質量控制技術”課程主要運用“項目驅動、案例導入”的教學方法，但對于某些重要的知識點，如信息化監(jiān)控技術、法律法規(guī)等，依然無法做出清晰的介紹。虛擬仿真是一種利用現代化信息技術的高效教學手段，通常是指計算機仿真，是一門兼容系統(tǒng)科學、運籌學、概率統(tǒng)計及計算機應用為一體的綜合性理論和方法，可以通過虛擬技術與真實崗位相結合，使學生不進工廠就能感受真實的食品生產過程，掌握食品生產、流通、消費環(huán)節(jié)食品安全管理的操作過程，提高學生的認知效果、培養(yǎng)學生綜合能力，學生畢業(yè)后能盡快地適應工作崗位。同時，還能夠為教師提供一個良好的平臺，教師可利用仿真平臺建立各類食品的溯源信息，對食品安全要素進行分析，開展相關食品安全信息傳遞的課題研究。

食品溯源仿真平臺在“食品安全與質量控制”課程教學的優(yōu)勢主要總結為以下3個方面：①增強學生對該課程的興趣，積極主動的學習態(tài)度有利于提高學習效率。模擬仿真技術借助計算機軟件將食品溯源體系呈現在學生面前，模擬企業(yè)溯源系統(tǒng)，能充分發(fā)揮學生的主觀能動性，有效解決教學內容抽象枯燥的問題，提高學生實操能力、分析問題和解決問題的能力。②在實踐課堂上，學生可以與教師或學生互相探討操作過程中的疑點和難點，學生從被動學習轉化為主動學習。③仿真平臺方使用方便，只需要普通計算機聯網設備，占用資源不多，能節(jié)約教學成本，也有利于教師隨時跟蹤學生的學習情況、總結歸納難點，進行針對性教學。

5 食品溯源仿真平臺在“食品安全與質量控制技術”課程教學中的應用

5.1 食品溯源仿真教學目標

①了解食品溯源系統(tǒng)的主要作用；②掌握系統(tǒng)的特點及其功能；③能準確填寫系統(tǒng)信息并最后生成溯源總表，進行分析匯總。

5.2 食品溯源仿真案例應用

系統(tǒng)課追溯的信息主要包含以下5個方面：①位置信息（從原材料到最終產品所涉及的位置信息）；②參與者信息（在食品鏈中所涉及的各類組織和人員的信息）；③原料及產品信息（投入原料及由原料生產的產品信息）；④過程信息（食品加工過程所涉及的環(huán)節(jié)信息）；⑤質量安全信息。

學生在課前應熟悉“溯源平臺”結構，按要求搜集相關資料，如企業(yè)基本資料、生產原料信息、工藝流程、檢驗標準等。上機實操時，學生首先用有效的用戶名和密碼登錄仿真平臺（見圖2），填寫企業(yè)注冊信息后（見圖3），即可進入食品溯源仿真平臺系統(tǒng)首頁（見圖4）。按照圖4左側的項目導向逐個填寫，包括企業(yè)基本設置（原料信息、產品類型、產品信息、工序設置、檢驗項目、生產商/供應商信息、角色管理）、原料入庫、生產計劃、領料生產，生產控制、產品檢驗。

食品溯源仿真平臺登錄界面見圖2，食品溯源仿真平臺企業(yè)信息填寫界面見圖3，食品溯源仿真平臺系統(tǒng)首頁見圖4。

圖2 食品溯源仿真平臺登錄界面

圖3 食品溯源仿真平臺企業(yè)信息填寫界面

以“塔塔粉”生產為例，點擊“新增原料信息”后，出現圖5界面后逐項填寫，包括原料名稱、原料類型、計量單位、計量與基本單位換算、基本單位、基本單位與包裝單位換算以及包裝單位。所有原料信息填寫完畢后會自動生成圖6界面，如信息需要進行更新，可點擊相應的原料進行更改。完成企業(yè)基本信息填寫后，可進入原料入庫界面（圖7），逐項錄入原料入庫信息，包括原料名稱、采購人、入庫數量、包裝單位、入庫日期、生產日期、保質期、原批次號、生產商、供應商、存儲倉庫、驗收人，全部補充完畢后，點擊完成，完成原料入庫。如此類推，點擊主界面左側不同的模塊進行填寫。全部完成后，點擊溯源總表模塊，進入溯源頁面，在搜索框輸入需要溯源的產品名稱，選擇需要查看的產品批次，即可查看該產品的溯源結果（圖8）。

原料信息填寫界面見圖5，原料信息匯總界面見圖6，原料入庫記錄界面見圖7，產品溯源報告界面見圖8。

圖4 食品溯源仿真平臺系統(tǒng)首頁

圖5 原料信息填寫界面

圖6 原料信息匯總界面

通過食品溯源仿真平臺實操，可使學生從可視化的角度學習食品企業(yè)安全信息的可追溯。平臺的信息含量大，所有的填寫項目都需要學生自主搜集資料，充分調動學生自主學習的能力，因此，“仿真實操”不僅能使學生了解到企業(yè)是如何實現食品安全體系的保障，同時也是對所學過知識的梳理，包括產品的進貨、生產工藝流程、產品檢驗、庫存管理等。提高學生解決問題的能力，有助于創(chuàng)新性應用人才的培養(yǎng)[6-7]。

圖7 原料入庫記錄界面

圖8 產品溯源報告界面

6 仿真系統(tǒng)在“食品安全與質量控制”課程教學中的效果

近2個學年來，“食品安全與質量控制技術”的課堂教學，除了采用傳統(tǒng)的多媒體技術、案例導向教學外，引進食品溯源仿真平臺。該平臺不但彌補了傳統(tǒng)教學手段的不足，同時能激發(fā)學生的學習興趣、提高學生的實操能力，增強職業(yè)技能和職業(yè)素質，對于食品相關專業(yè)的學生具有明顯的優(yōu)勢。對教學效果也有很大的促進作用：一是課堂的到課率高，基本可達到99.0%以上；二是課堂紀律良好，學生積極參與到案例討論和實操訓練中，大大降低了玩手機、講話及睡覺的現象；三是經課后調查，90%以上學生對該課程感興趣，并支持新技術在課堂教學的應用，學到的知識更貼近于真實的企業(yè)生產；四是學習效果顯著提高，水平相當的考試題目，學生的平均總成績有5分的提高，優(yōu)秀率達20%以上，不及格率降低至0。因此，“食品安全與質量控制技術”課程的改革必須與時俱進，緊跟企業(yè)先進管理的步伐，才能更好地激發(fā)學生自主學習的興趣，提高課堂效率。但由于該系統(tǒng)作為仿真教學運行時間并不長，在教學的具體實施過程中，也存在不足，如教師在授課前應經過系統(tǒng)的培訓或者到食品企業(yè)進行相關的實操，當教師應用軟件能力有限時會降低教學效果；如果把仿真軟件作為單一的教學手段，課程結束后，如果學生長時間不接觸相關領域，也會出現遺忘，必須與傳統(tǒng)的教學手段相結合，最大限度地發(fā)揮仿真平臺的功能。

7 結語

仿真技術是計算機與互聯網發(fā)展的必然產物，作為一種教學手段融入到課程中是必然趨勢，相比傳統(tǒng)的教育手段，仿真技術有高效、可操作性強的優(yōu)點。目前，將食品溯源仿真平臺應用在高職類“食品安全與質量控制技術”課程的教學，能使一些抽象的、難以用傳統(tǒng)教學手段表達的理論知識以可視化的任務形式展示給學生，學生通過實操學習，課程興趣和主觀能動性大大增強，學習效果顯著提高。但是，仿真平臺在教學實施的過程中仍然存在不足：①任課教師需要熟練使用平臺，使學生在有限的實訓時間內獲得更多信息；②仿真平臺與實際的食品企業(yè)生產管理有一定的差距，不能完全代替實踐[8]。綜上所述，食品溯源仿真平臺應用于“食品質量與安全控制技術”課程教學，順應了時代發(fā)展的要求，滿足現代化食品企業(yè)的需求，緩解了理論教學與實踐教學的矛盾，對提高課程的質量具有非常重要的意義。