智能化導(dǎo)向的糧食工程專業(yè)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

丁 儉，楊家琦，徐 潼，李 彭，方 勇

（南京財(cái)經(jīng)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院/江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023）

“倉廩實(shí)，天下安”，保障國家糧食安全是一個(gè)永恒課題，任何時(shí)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(zhàn)略物資。糧食倉儲(chǔ)作為糧食生產(chǎn)和保管的重要環(huán)節(jié)，直接影響國家糧食安全的有效供給。目前，糧食倉儲(chǔ)的本科人才培養(yǎng)模式需要貫徹國家“藏糧于技”的糧食安全發(fā)展戰(zhàn)略，緊跟現(xiàn)代糧食行業(yè)發(fā)展需求，以培養(yǎng)高級(jí)糧食科技人才為核心，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感、使命感和創(chuàng)新精神，對(duì)未來糧食行業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 糧食倉儲(chǔ)專業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

近年來，隨著計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)和信息通信等新技術(shù)的發(fā)展，信息化、智能化廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域，不斷催生新業(yè)態(tài)、新模式和新應(yīng)用。糧食倉儲(chǔ)技術(shù)智能化，已經(jīng)成為了當(dāng)今糧食行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，也直接影響著糧食儲(chǔ)備的質(zhì)量與安全。智能化倉儲(chǔ)系統(tǒng)是目前大中型糧庫建設(shè)的重要內(nèi)容，可以有效幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)糧食倉儲(chǔ)的科學(xué)管理，滿足糧庫日益增加的信息化需求。

糧食倉儲(chǔ)智能化涵蓋了糧食的收購、倉儲(chǔ)、物流、質(zhì)量管理、監(jiān)測和預(yù)警等過程，不僅實(shí)現(xiàn)糧食儲(chǔ)運(yùn)流通過程的自動(dòng)化控制，也能保障工作人員安全，節(jié)省人力物力，極大提高作業(yè)效率[1-2]。目前，隨著我國糧食行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，糧食倉儲(chǔ)設(shè)施不斷改造升級(jí)，一大批先進(jìn)技術(shù)設(shè)備得到推廣應(yīng)用。部分糧食企業(yè)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了糧食出入庫各環(huán)節(jié)的信息化，糧食倉儲(chǔ)管理水平、科技水平也正逐步提高。但從整體發(fā)展上看，糧食出入庫系統(tǒng)、糧庫業(yè)務(wù)系統(tǒng)、智能通風(fēng)系統(tǒng)等智能化軟件控制系統(tǒng)有待升級(jí)創(chuàng)新，糧情監(jiān)測和預(yù)警控制系統(tǒng)缺乏深入開發(fā)，應(yīng)用水平亟待提升。盡管糧食企業(yè)對(duì)智能化設(shè)施設(shè)備投入大量資金，擁有量也在迅速增長，但在利用信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、傳感器等先進(jìn)手段進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、分析、整合、決策等方面總體偏低，也是糧食企業(yè)普遍存在的主要問題[3]。這就需要適應(yīng)新技術(shù)需求，培養(yǎng)造就一批既熟悉糧食行業(yè)現(xiàn)狀又掌握相關(guān)信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等智能化技術(shù)的高技能人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)[4-6]，我國大中型糧食企業(yè)從事開發(fā)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理、軟件操控類崗位占不到工作總崗位的3%，對(duì)相關(guān)技術(shù)人才缺口巨大。因此如何培養(yǎng)出適應(yīng)我國糧食行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀“適銷對(duì)路”的高端科技人才，補(bǔ)齊糧食行業(yè)人才短板，讓學(xué)生從學(xué)校到企業(yè)實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，已成為目前糧食類企業(yè)和高校解決人才培養(yǎng)問題的當(dāng)務(wù)之急，也是對(duì)貫徹落實(shí)國家“廣積糧、積好糧、好積糧”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要組成部分。

目前，絕大多數(shù)理工科各專業(yè)是以實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐為基礎(chǔ)的學(xué)科，工程實(shí)踐能力是理工科從業(yè)人員的看家本領(lǐng)[7]。面對(duì)當(dāng)前新的工作模式，科技人才的知識(shí)與能力培養(yǎng)將發(fā)生重大變化，如何加強(qiáng)學(xué)生對(duì)整個(gè)糧食系統(tǒng)的完整理解與在工程實(shí)踐中鍛煉自己解決問題的能力，培養(yǎng)相關(guān)智能工業(yè)軟件的嫻熟操作，挖掘特定操控軟件功能與創(chuàng)新，轉(zhuǎn)變學(xué)生對(duì)從事傳統(tǒng)糧食行業(yè)偏見和提高學(xué)生就業(yè)創(chuàng)業(yè)的核心競爭力是糧食工程專業(yè)人才培養(yǎng)面臨的關(guān)鍵問題[8]。因此，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中增設(shè)智能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室，強(qiáng)化智能軟件、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)等相關(guān)信息技術(shù)的學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提高專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)、能力思維訓(xùn)練起著至關(guān)重要的作用。

2 培養(yǎng)糧食倉儲(chǔ)科技人才的特色優(yōu)勢與存在問題

2.1 學(xué)科特色優(yōu)勢

南京財(cái)經(jīng)大學(xué)是江蘇省人民政府與國家糧食和物資儲(chǔ)備局共建的江蘇省屬重點(diǎn)建設(shè)大學(xué)，食品科學(xué)與工程學(xué)院淵源于1956年國家糧食部隸屬的南京糧食學(xué)校。學(xué)院建有糧食儲(chǔ)運(yùn)國家工程實(shí)驗(yàn)室等11個(gè)國家和省部級(jí)平臺(tái)。2020年糧食工程專業(yè)被評(píng)選為江蘇省一流專業(yè)培育點(diǎn)，建有“現(xiàn)代糧食流通與安全”江蘇省高校協(xié)同創(chuàng)新中心和“糧食安全與工程”江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科，學(xué)科面向糧食行業(yè)的人才培養(yǎng)特色優(yōu)勢突出。學(xué)院擁有如國家糧食產(chǎn)后技術(shù)創(chuàng)新中心、糧食儲(chǔ)運(yùn)國家工程實(shí)驗(yàn)室等一批在糧食行業(yè)內(nèi)有突出地位、在國內(nèi)外有較大影響的教學(xué)和科研平臺(tái)，同時(shí)擁有結(jié)構(gòu)合理、具備較強(qiáng)競爭力的江蘇省級(jí)科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)。學(xué)院《糧食倉儲(chǔ)磷化氫環(huán)流熏蒸虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目》入選教育部虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，通過該項(xiàng)目的建設(shè)將推進(jìn)信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度融合，切實(shí)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。同時(shí)學(xué)院加大研究生工作站和實(shí)踐教育基地建設(shè)，聘請(qǐng)大中型企事業(yè)單位相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人擔(dān)任指導(dǎo)教師，使教學(xué)的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)得到加強(qiáng)，人才培養(yǎng)實(shí)踐更為扎實(shí)。

2.2 傳統(tǒng)人才培養(yǎng)模式存在的問題

不能回避的現(xiàn)實(shí)是，盡管南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院的理論教學(xué)水平、實(shí)踐資源基本與國際接軌，但還是讓教師、學(xué)生感覺到理論教學(xué)和工程實(shí)踐教學(xué)不能齊頭并進(jìn)。許多學(xué)生反映經(jīng)過四年的大學(xué)學(xué)習(xí)之后，由于缺乏對(duì)未來職業(yè)工作內(nèi)容的體驗(yàn)，加之對(duì)糧食行業(yè)存有工作環(huán)境差，工資待遇較低的固有觀念，致使一些學(xué)生感到非常迷茫，學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀的學(xué)生也常常感到束手無策，甚至感覺到學(xué)無所用。究其原因，主要是兩方面：一方面，工程實(shí)訓(xùn)課程與實(shí)際關(guān)聯(lián)不夠密切，虛擬仿真等智能軟件的教學(xué)不完善，沒有重點(diǎn)突出實(shí)際應(yīng)用能力培養(yǎng)。在傳統(tǒng)的糧食倉儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程模式下，學(xué)生只能參觀糧庫現(xiàn)有的設(shè)施條件和實(shí)驗(yàn)室簡單的模擬，形式單調(diào)乏味難以收到較好的學(xué)習(xí)效果，學(xué)生的積極性與主動(dòng)性難以激發(fā)，同時(shí)傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)沒有將最新的技術(shù)應(yīng)用和理念融入課堂，難以跟上糧食行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的新理論和新技術(shù)。另一方面，專業(yè)內(nèi)涵的創(chuàng)新內(nèi)容缺乏，學(xué)生豐富的想象力與創(chuàng)新力得不到充分激活。即使是在工程實(shí)踐課期間，由于條件的限制，大多數(shù)學(xué)生不能親自動(dòng)手操控相關(guān)技術(shù)軟件，很少有真正模擬實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)，學(xué)生實(shí)戰(zhàn)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)受到了很大限制[9-10]。

3 以智能化為導(dǎo)向構(gòu)建“第二課堂”的糧食科技人才培養(yǎng)模式

3.1 創(chuàng)新教學(xué)模式，注重教育內(nèi)涵，加強(qiáng)素質(zhì)培養(yǎng)

本著以培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型糧食科技人才為宗旨，提高學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力和行業(yè)適應(yīng)能力，借助南京財(cái)經(jīng)大學(xué)“財(cái)經(jīng)底色、糧食特色”優(yōu)勢，以智能化為導(dǎo)向在現(xiàn)有課程體系和教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，建立校內(nèi)第一課堂和校外實(shí)訓(xùn)第二課堂相結(jié)合的模式（見圖1），將現(xiàn)代化教學(xué)方法和新型智能化課程學(xué)習(xí)融入人才培養(yǎng)的全過程，緊跟糧食倉儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展；引入校企聯(lián)盟實(shí)踐教學(xué)，積極邀請(qǐng)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師參與人才培養(yǎng)過程和組織推薦學(xué)生到企業(yè)實(shí)訓(xùn)鍛煉，推進(jìn)面向糧食行業(yè)企業(yè)的教學(xué)供給側(cè)改革。同時(shí)深入調(diào)查研究，了解并研究學(xué)生實(shí)踐過程中的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，基于課程教學(xué)內(nèi)容，企業(yè)人才技能需求及前沿科學(xué)問題，以開放式專題方式制訂系列開放式實(shí)踐專題，構(gòu)建創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)和人才培養(yǎng)體系。本項(xiàng)目的研究將有利于優(yōu)化資源配置、激活學(xué)生創(chuàng)新思維能力、促進(jìn)高素質(zhì)自主型、創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，拓展專業(yè)視野，提高學(xué)生分析、解決問題的能力，全面提高學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)。具體為以下兩方面：

（1）基于虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室，構(gòu)建“智能軟件+大數(shù)據(jù)應(yīng)用”的智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生可以在電腦軟件上自主操作身臨其境，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)有所長、學(xué)有所得。

（2）通過第二課堂的校企聯(lián)盟實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，建設(shè)相關(guān)創(chuàng)新實(shí)踐專題，開闊學(xué)生視野，讓學(xué)生在課余利用校內(nèi)外資源充分參與實(shí)踐，學(xué)生可以自主設(shè)計(jì)、自主研究活動(dòng)，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法，建立科研創(chuàng)新的概念，在實(shí)戰(zhàn)中了解智能化糧食倉儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用和全面提升學(xué)生各項(xiàng)能力。

3.2 強(qiáng)化第二課堂，突出應(yīng)用能力，完善課程體系

建立緊密對(duì)接產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈的應(yīng)用型專業(yè)課程體系。重構(gòu)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向的專業(yè)人才培養(yǎng)方案，重組課程體系、開發(fā)新型課程、更新教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方式，秉承“授人以漁”的教學(xué)思想，強(qiáng)化突出學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。改變糧食工程專業(yè)倉儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程傳統(tǒng)的簡單參觀教學(xué)形式，設(shè)置依附于理論課體系的橫向教學(xué)模式，超越單門課程范圍，建立糧食倉儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程不同模塊之間的系統(tǒng)聯(lián)系，設(shè)計(jì)接近生產(chǎn)實(shí)際、知識(shí)交叉的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使課程內(nèi)容具有系統(tǒng)性、科學(xué)性和可操作性。首先，學(xué)生學(xué)習(xí)糧食倉儲(chǔ)智能軟件管理與操控，通過實(shí)踐教學(xué)建立“全過程、多平臺(tái)、遞進(jìn)式、一體化”育人機(jī)制，形成“專業(yè)技能+素質(zhì)拓展+第二課堂+行業(yè)實(shí)踐”的綜合學(xué)習(xí)方式，校企合作的協(xié)同育人模式。邀請(qǐng)糧食行業(yè)具有經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，通過遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程指導(dǎo)、在線聽課、在線培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)回顧，構(gòu)筑在線學(xué)習(xí)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)模塊，為學(xué)生提供更廣闊的學(xué)習(xí)空間和交流平臺(tái)。調(diào)研企業(yè)借助企業(yè)資源優(yōu)勢制定校企合作的模塊化課程體系。其次，調(diào)研學(xué)習(xí)糧食倉儲(chǔ)智能管理系統(tǒng)軟件，包括環(huán)流熏蒸、氣調(diào)儲(chǔ)藏、低溫儲(chǔ)藏等，通過與企業(yè)的交流學(xué)習(xí)，針對(duì)學(xué)生在《糧食工廠設(shè)計(jì)》《糧食倉儲(chǔ)工藝與設(shè)備》《糧食加工自動(dòng)控制技術(shù)》等專業(yè)課和實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)系列專題性或綜合性的模擬軟件操控項(xiàng)目，例如針對(duì)糧情檢測系統(tǒng)、智能出入庫系統(tǒng)、糧食庫存數(shù)量及倉內(nèi)視頻監(jiān)測系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)立等子課題；學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)、學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)軟件后開展模擬實(shí)驗(yàn)，在校內(nèi)糧食倉儲(chǔ)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上熟悉整個(gè)糧食倉儲(chǔ)運(yùn)行系統(tǒng)。學(xué)生針對(duì)綠色生態(tài)儲(chǔ)糧、現(xiàn)代物流和信息技術(shù)在糧食行業(yè)中的應(yīng)用，在課堂上實(shí)施模塊化課程體系，基于學(xué)院智能倉儲(chǔ)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，聯(lián)合實(shí)踐教學(xué)企業(yè)協(xié)助開發(fā)糧食倉儲(chǔ)、糧情監(jiān)測、智能出入庫系統(tǒng)等模擬測試訓(xùn)練模塊，將理論教學(xué)、專業(yè)實(shí)踐與綜合體驗(yàn)相融合。

基于智能軟件、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)的現(xiàn)代信息技術(shù)手段，實(shí)施卓越工程師計(jì)劃，為學(xué)生開設(shè)糧食倉儲(chǔ)相關(guān)智能軟件的課程培訓(xùn)；利用與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟平臺(tái)，聘請(qǐng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、工作業(yè)績突出的企業(yè)糧食工程師，共同制定培養(yǎng)方案、共同建設(shè)課程體系，定期開展專題研修，講授先進(jìn)的糧食智能化管理軟件系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)；培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，國際化視野廣，綜合素質(zhì)高的專業(yè)人才。強(qiáng)化工程實(shí)踐環(huán)節(jié)和專業(yè)能力培養(yǎng)，以應(yīng)用基礎(chǔ)為學(xué)生課堂教學(xué)的主要形式，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的組織和教師企業(yè)專家團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)；讓工程教育回歸“工程”，開展開放式實(shí)踐專題工程項(xiàng)目，學(xué)生通過實(shí)踐訓(xùn)練，鍛煉掌握現(xiàn)代糧食倉儲(chǔ)的智能化管理體系。教師與糧食行業(yè)的聯(lián)盟企業(yè)共同實(shí)施教育教學(xué)方案、共同評(píng)價(jià)培養(yǎng)質(zhì)量；采取引企進(jìn)校、引校進(jìn)企、校企一體等方式，與聯(lián)盟合作單位共建集實(shí)踐教學(xué)、科技研發(fā)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等多位一體的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)平臺(tái)，為走出校園作好充分準(zhǔn)備。

4 結(jié) 論

推進(jìn)高等教育智能化與新工科專業(yè)建設(shè)，對(duì)人才培養(yǎng)模式尤為關(guān)鍵，本課題研究有利于改革本科糧食工程專業(yè)教學(xué)體系和教學(xué)方式，建立課堂教學(xué)計(jì)劃、虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與企業(yè)科技創(chuàng)新實(shí)操相結(jié)合的教學(xué)模式。以強(qiáng)化第二課堂推動(dòng)教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，充實(shí)學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)內(nèi)涵，形成具有特色的立體化培養(yǎng)模式，起到引領(lǐng)本科教學(xué)方法創(chuàng)新的作用，也為糧食行業(yè)培養(yǎng)具有知識(shí)結(jié)構(gòu)合理、工程意識(shí)強(qiáng)、技能高和創(chuàng)新能力突出的綜合性糧食科技人才。