虛擬仿真技術(shù)作為新時代信息化的重要產(chǎn)物,以逼真的方式仿真現(xiàn)實(shí)世界中的人和事,結(jié)合人們對現(xiàn)實(shí)世界的視覺、聽覺等,從而進(jìn)行交互試驗(yàn),讓人們感受身臨其境的感覺。虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的仿真技術(shù)和現(xiàn)代化的教學(xué)思路,具有沉浸式、交互性、逼真性等一系列特點(diǎn)。如今,虛擬仿真技術(shù)已被應(yīng)用于食品領(lǐng)域中的各個行業(yè),尤其是在食品開發(fā)和食品營銷行業(yè)中。虛擬現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)在食品開發(fā)與食品營銷領(lǐng)域中的運(yùn)用,有助于發(fā)揮虛擬技術(shù)的優(yōu)勢,促進(jìn)食品開發(fā)的進(jìn)程。而將虛擬交互技術(shù)運(yùn)用到食品營銷中,有助于在信息化時代增加食品營銷的力度和宣傳性。由陳躍文編著,浙江工商大學(xué)出版社出版的《食品產(chǎn)品開發(fā)虛擬仿真》一書,從食品產(chǎn)品的開發(fā)、食品營銷等多個方面論述了虛擬仿真技術(shù)在其中發(fā)揮的積極作用。通過對虛擬仿真技術(shù)的實(shí)際操作步驟以及教學(xué)實(shí)驗(yàn)案例等多方面的分析,為食品開發(fā)與營銷提供了新思路。
虛擬仿生技術(shù)作為現(xiàn)代化信息技術(shù)的重要產(chǎn)物之一,是計算機(jī)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能技術(shù)等多種技術(shù)集合的一種現(xiàn)代化技術(shù)方式。虛擬仿真技術(shù)往往是由兩個獨(dú)立部分構(gòu)成的,分別是計算機(jī)硬件部分和由軟件為主體搭建的傳感器部分,二者在維護(hù)交互理念下,形成了獨(dú)立的虛擬空間。通過該種虛擬空間的狀態(tài),人們可以進(jìn)行交互性試驗(yàn)操作,從而有效節(jié)約時間成本,提升食品工程試驗(yàn)的精準(zhǔn)度。同時,由于實(shí)驗(yàn)人員通過三維虛擬空間的運(yùn)用和展示,可以有效地展現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果,無形中增加了實(shí)驗(yàn)人員的體驗(yàn)感,增強(qiáng)其技術(shù)知識的運(yùn)用和操作技巧,增強(qiáng)了自身的理解能力。目前,中國諸多高校都將虛擬交互技術(shù)應(yīng)用到食品工業(yè)領(lǐng)域的研究與學(xué)習(xí)過程中,可以有效克服由于設(shè)備不足等的系列問題,更直觀地展示試驗(yàn)過程與結(jié)果,從而更好地增強(qiáng)學(xué)生的理解與學(xué)習(xí)能力,提升學(xué)習(xí)效能。
高校將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到食品工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過程中,同時也編排了一系列的課程,其中《食品工程原理》是食品專業(yè)中的一項(xiàng)基本課程,而《食品工藝學(xué)》則是食品工程領(lǐng)域中的核心課程。在《食品工程原理》中,由于該課程的涉及知識面較廣,理論公式較多,整個計算過程較為繁瑣,導(dǎo)致很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生了諸多的學(xué)習(xí)障礙。為了解決以上問題,中國眾多高校都已經(jīng)或者計劃開始以試驗(yàn)授課的形式來教授《食品工程原理》一書,例如,華南理工大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)已將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到食品工程的教學(xué)與授課過程中,并取得了良好的反饋與效果。
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)《食品工程原理》課程教學(xué)組已引進(jìn)了食品工程原理的試驗(yàn)仿真軟件,通過該軟件可以有效地模擬食品工程原理中的諸多試驗(yàn),有效演示試驗(yàn)過程,極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。江南大學(xué)在《食品工程原理》試驗(yàn)過程中引入了計算機(jī)仿真技術(shù),通過仿真技術(shù)的應(yīng)用,可以讓學(xué)生建立各個單元試驗(yàn)的感性認(rèn)識,提升了《食品工程原理》在試驗(yàn)過程中的效率和質(zhì)量。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在《食品工程原理》教學(xué)過程中,開發(fā)運(yùn)用了計算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)和仿真技術(shù),并將二者進(jìn)行了有效結(jié)合,提升了學(xué)生實(shí)際處理問題的能力。而吉林大學(xué)則在該領(lǐng)域中進(jìn)行了進(jìn)一步的探索,從食品工程單元簡單的實(shí)際操作出發(fā),到采用3D虛擬仿真形式的出現(xiàn),整個過程中提升了學(xué)生對《食品工程原理》課程的三傳理論原理、食品工程思維等的理解能力,有效地提升了學(xué)生的工程設(shè)計能力。綜上,通過以上案例的分析,諸多高校將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到食品工程領(lǐng)域中,尤其是試驗(yàn)教學(xué)過程中,有效地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,從而取得了更好的實(shí)際教學(xué)效果。
在信息化多維發(fā)展的時代,新穎個性化的食品營銷策略不僅有助于帶動食品企業(yè)的銷售,更加有助于激發(fā)整個食品市場開發(fā)與營銷。為此,運(yùn)用更加先進(jìn)的技術(shù)對食品市場的變化與未來趨勢進(jìn)行預(yù)測與演示,可以更加直觀地展示整個發(fā)展態(tài)勢?;诖?,可以根據(jù)市場風(fēng)險變化構(gòu)建相應(yīng)的模型,從而對市場營銷方式進(jìn)行風(fēng)險評估,并制定科學(xué)有效的營銷策略。因此,將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到食品營銷過程中可以產(chǎn)生諸多的優(yōu)勢。
(1) 虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到食品營銷領(lǐng)域中,有助于展現(xiàn)市場需求。對整個食品市場的需求分析是企業(yè)確定合適營銷策略的依據(jù),在傳統(tǒng)的市場需求分析中,主要采取的是調(diào)查問卷、訪談等方式,該種方式不僅難以掌握整個市場需求的準(zhǔn)確性以及數(shù)據(jù)的及時性,且數(shù)據(jù)樣本并不具備相關(guān)的代表性。由于實(shí)際數(shù)據(jù)的缺失和準(zhǔn)確性不足等問題,也會導(dǎo)致食品企業(yè)在制定相關(guān)的營銷策略中出現(xiàn)一定的差錯。而通過運(yùn)用虛擬交互技術(shù)可以有效地根據(jù)市場的需求,通過互聯(lián)網(wǎng)對特定群體進(jìn)行集體性的問卷調(diào)查分析,從而通過關(guān)鍵詞檢索的方式了解該消費(fèi)群體的實(shí)際情況,有效地在短時間內(nèi)了解整個市場的需求。同時,如果部分調(diào)查結(jié)果和所選擇的樣本數(shù)量較多,對于市場變化的反應(yīng)與研究不具有代表性,也難以提供更加準(zhǔn)確全面的情報分析。因此,在食品市場營銷過程中,加入虛擬仿真技術(shù)可以通過仿真系統(tǒng)的運(yùn)用與感知,展示當(dāng)前消費(fèi)者的市場需求變化與動態(tài),從而更加精準(zhǔn)地預(yù)測食品需求變化方向。
(2) 虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到食品營銷領(lǐng)域中,有助于展現(xiàn)市場風(fēng)險。由于市場變化具有潛在性與不確定性,因此,食品企業(yè)要想獲取更加全面有效的“情報”,不僅需要人力、物力的投入,更加需要技術(shù)層面的支持,從而根據(jù)已有的“情報”來制定更加全面科學(xué)的對策。因此,基于市場數(shù)據(jù)動態(tài)變化來構(gòu)建虛擬預(yù)測模型,可以將風(fēng)險降低到最小值,也可以將風(fēng)險進(jìn)行提升預(yù)測。通過《食品產(chǎn)品開發(fā)虛擬仿真》一書可以發(fā)現(xiàn),在早期食品市場進(jìn)行營銷模型的構(gòu)建多數(shù)都是依托仿真設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行的,一定層面上可以獲取更加精準(zhǔn)的預(yù)測。
書中對虛擬仿真技術(shù)在食品試驗(yàn)教學(xué)中的案例進(jìn)行了詳細(xì)分析,并總結(jié)了虛擬仿真技術(shù)在食品教學(xué)中的諸多優(yōu)勢。首先,虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用在食品教學(xué)試驗(yàn)中,有助于降低教學(xué)成本,豐富試驗(yàn)過程。食品科學(xué)領(lǐng)域中使用的設(shè)備,大多都較為昂貴,而且占地面積也較大。如果將部分的試驗(yàn)通過虛擬仿真的方式進(jìn)行,不僅可以有效地節(jié)省教學(xué)成本,更加可以豐富整個試驗(yàn)項(xiàng)目,讓學(xué)生可以接觸不同行業(yè)的新設(shè)備和新技術(shù),從而促進(jìn)多學(xué)科之間的融合性。目前,中國很多高校都與企業(yè)合作,構(gòu)建了虛擬仿真平臺,并都將該技術(shù)應(yīng)用至試驗(yàn)教學(xué)中。例如,作者分析了面包制作、面團(tuán)調(diào)劑、烘烤等環(huán)節(jié)的應(yīng)用試驗(yàn),有效地節(jié)省了試驗(yàn)時間,提升了整個試驗(yàn)過程的有效性。虛擬仿真平臺和傳統(tǒng)食品工藝試驗(yàn)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式,可以在有限的課業(yè)時間內(nèi)讓學(xué)生掌握基本知識,還能學(xué)到更多的試驗(yàn)過程,豐富了整個教學(xué)設(shè)計,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,有助于在降低教學(xué)成本,提升教學(xué)質(zhì)量。
其次,提高創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在食品領(lǐng)域中,相關(guān)機(jī)械設(shè)備構(gòu)造都較為復(fù)雜,科技含量高,學(xué)習(xí)難度較大,如果單純地通過老師的講解,學(xué)生很難理解其內(nèi)在的原理,而通過虛擬仿真技術(shù),運(yùn)用3D或2D動畫的形式,可以更加直觀地展現(xiàn)整個食品加工過程中的基本原理。學(xué)生不僅可以高度地沉浸在虛擬環(huán)境下的試驗(yàn)過程,更加可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更好地將注意力集中在整個試驗(yàn)過程中。同時,虛擬仿真技術(shù)可以根據(jù)食品加工技術(shù)的發(fā)展,不斷更新自己的技術(shù)本身,實(shí)現(xiàn)高速度、低成本,試驗(yàn)過程與時俱進(jìn)有助于學(xué)生掌握現(xiàn)代化的生產(chǎn)過程,了解現(xiàn)代化的發(fā)展技術(shù)。此外,由于虛擬仿真技術(shù)不受時間、地點(diǎn)等相關(guān)因素的影響,學(xué)生可以在導(dǎo)師的引導(dǎo)下開展工作,也可以獨(dú)立地進(jìn)行試驗(yàn),整個試驗(yàn)過程可以反復(fù)進(jìn)行,有助于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計的合理性,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
最后,突出能力導(dǎo)向,考核客觀全面。由于企業(yè)生產(chǎn)的保密性,學(xué)生很難從課堂的基本知識和實(shí)習(xí)過程中掌握相關(guān)的操作,更好地了解生產(chǎn)設(shè)備中的具體思路和方法。而虛擬仿真技術(shù)在食品加工、食品營銷、食品開發(fā)等相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用,高度還原了食品工藝整個過程,學(xué)生不僅可以很好地掌握整個試驗(yàn)流程中的先進(jìn)技術(shù),更加可以提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和知識技能,使學(xué)生在試驗(yàn)過程中可以開發(fā)更多的試驗(yàn)需求。此外,仿真技術(shù)的應(yīng)用還可以記錄學(xué)生的整個試驗(yàn)操作過程,有助于對每一步試驗(yàn)進(jìn)行評估,進(jìn)而反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。