疫情防控常態(tài)下校內(nèi)中試平臺在實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用

焦昆鵬 馬麗蘋 向進(jìn)樂 王耀 孫軍杰 關(guān)隨霞 張敏 李鑫玲

實(shí)習(xí)教學(xué)是學(xué)生加深對專業(yè)知識理解，增強(qiáng)感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要認(rèn)知教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生從校園走向工作崗位的必要過程。在加強(qiáng)基本理論和專業(yè)知識培養(yǎng)的同時(shí)，通過實(shí)習(xí)教學(xué)可以培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的基本技能、工程意識和綜合應(yīng)用能力，這對于優(yōu)化學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)，提高工科學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

高等院校一直來都是國家科技研發(fā)的主要力量，我國高校的科技成果產(chǎn)出量巨大，但是卻存在科技成果轉(zhuǎn)化率低、轉(zhuǎn)化困難等問題。近年來，國家進(jìn)行了全方位的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，從中央到地方都鼓勵(lì)研發(fā)企業(yè)、科研院所和高等院校成立產(chǎn)業(yè)研究機(jī)構(gòu)，建設(shè)中試基地，著力科技成果轉(zhuǎn)化，在此背景下，高等院校在中試平臺建設(shè)方面取得了突破性發(fā)展。高等院校的中試平臺不僅承擔(dān)著科技成果轉(zhuǎn)化的作用，在學(xué)生的實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)也起到了重要作用。特別是在產(chǎn)業(yè)競爭和食品安全的雙重壓力下，多數(shù)食品工廠不愿接收大學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)生進(jìn)入一線工作崗位的機(jī)會更少，而新冠肺炎疫情進(jìn)一步減少了學(xué)生的實(shí)習(xí)機(jī)會。在這種情況下，學(xué)校的中試平臺便承擔(dān)起了學(xué)生實(shí)習(xí)的重要任務(wù)。河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心依托食品加工與安全國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，建成了果汁飲料中試生產(chǎn)線、果酒中試生產(chǎn)線、液體發(fā)酵中試平臺、精釀啤酒中試平臺、分離提取中試平臺等5個(gè)中試平臺，這些中試平臺在疫情防控常態(tài)下學(xué)生的實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)中發(fā)揮了重要作用。

一、當(dāng)前食品專業(yè)學(xué)生的實(shí)習(xí)困境

在以往的生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，學(xué)生會深入食品企業(yè)，通過參觀不同類型的食品企業(yè)開闊視野，然后進(jìn)行上崗操作，更深入地獲得對食品企業(yè)的理性認(rèn)知。但是，隨著市場競爭的日益激烈，企業(yè)管理愈發(fā)嚴(yán)格，食品專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)難的問題越來越突顯，具體有以下兩個(gè)方面的問題：

首先，實(shí)習(xí)生難以深入一線上崗操作。造成這一困難的原因有以下幾個(gè)：學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，上崗操作往往給企業(yè)生產(chǎn)安全和衛(wèi)生管理帶來風(fēng)險(xiǎn)，增加了企業(yè)的管理成本;還有些企業(yè)擔(dān)心配方、工藝技術(shù)等秘密泄露;學(xué)生招生人數(shù)逐年增加，實(shí)習(xí)企業(yè)難以完全消化等。

其次，操作實(shí)訓(xùn)難以實(shí)現(xiàn)，實(shí)習(xí)目標(biāo)達(dá)成困難?，F(xiàn)代化食品工廠的生產(chǎn)集成化、自動(dòng)化、智能化程度越來越高，更多的控制操作都通過中控室進(jìn)行，學(xué)生無法接觸生產(chǎn)中的實(shí)際問題，所學(xué)理論難以和實(shí)踐結(jié)合，實(shí)習(xí)效果不理想。

尤其是這三年，在疫情的影響下，學(xué)校、企業(yè)都盡可能減少人員聚集和流動(dòng)，這使得本來就困難的工廠實(shí)習(xí)更加難以落實(shí);同時(shí)為響應(yīng)教育部“停課不停教，停課不停學(xué)”的號召，多數(shù)高校的實(shí)踐教學(xué)也紛紛轉(zhuǎn)為線上參觀、視頻觀看等線上實(shí)習(xí)方式，但這種教學(xué)方式效果堪憂，無法達(dá)到提升實(shí)踐技能的目的。

二、校內(nèi)中試平臺建設(shè)現(xiàn)狀

中試基地和成果轉(zhuǎn)化基地是實(shí)驗(yàn)室技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用場地，分別對應(yīng)技術(shù)成果中試和成果轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新鏈、技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級?？梢哉f，中試基地成為了科研和生產(chǎn)之間的橋梁與紐帶，致力于打通科技成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”。

根據(jù)《河南省中試基地建設(shè)方案》要求，到2025年，打造50家左右示范作用大、輻射帶動(dòng)強(qiáng)的中試基地，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)集群全覆蓋。到2035年，形成政策健全、功能齊全、開放共享、人才隊(duì)伍完善的中試服務(wù)體系，在全省區(qū)域定位和產(chǎn)業(yè)細(xì)分上，實(shí)現(xiàn)科技成果有承接、中試需求有供給的中試服務(wù)全覆蓋。洛陽市出臺的《洛陽市中試基地建設(shè)推進(jìn)方案》則要求，到2025年將布局建設(shè)20家左右市級中試基地，建成5-8家省級中試基地，其中依托省屬駐洛高校、央企駐洛科研機(jī)構(gòu)、省市級新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，建設(shè)5個(gè)左右中試基地。

河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院為了響應(yīng)政府號召，自2015年起分批建成了果汁飲料中試生產(chǎn)線、果酒中試生產(chǎn)線、液體發(fā)酵中試平臺、精釀啤酒中試平臺、分離提取中試平臺等5個(gè)中試平臺。這些中試平臺的設(shè)備型號選擇合理，可滿足實(shí)踐教學(xué)和科研轉(zhuǎn)化的雙重需求，具體設(shè)備情況如下：

1.果汁飲料中試生產(chǎn)線。果汁飲料中試生產(chǎn)線占地面積約130m2，為滿足果汁飲料生產(chǎn)用水需求，配備了0.5t兩級反滲透純凈水生產(chǎn)設(shè)備，果汁生產(chǎn)所需的洗果機(jī)、打漿機(jī)、酶解罐、榨汁機(jī)、雙聯(lián)過濾器、暫存罐、配料罐、高速乳化罐、均質(zhì)機(jī)、超高溫滅菌機(jī)等飲料生產(chǎn)設(shè)備，以及由待裝罐、洗瓶機(jī)、自動(dòng)灌裝機(jī)、旋蓋機(jī)等組成的果汁飲料灌裝設(shè)備。

2.果酒中試生產(chǎn)線。果酒中試生產(chǎn)線占地面積約100m2，以葡萄酒生產(chǎn)所需設(shè)備配置為基準(zhǔn)，配置了包含洗果機(jī)、葡萄破皮果梗分離一體機(jī)、螺桿輸送泵、3個(gè)100L前發(fā)酵罐、2個(gè)200L陳釀罐、橡木桶、冷水罐、硅藻土過濾機(jī)、板框過濾機(jī)、膜過濾機(jī)、加熱調(diào)酒罐、洗瓶機(jī)、自動(dòng)灌裝機(jī)、全自動(dòng)打塞機(jī)等在內(nèi)的全套葡萄酒生產(chǎn)設(shè)備，能滿足100-1000kg釀酒葡萄同時(shí)發(fā)酵生產(chǎn)。

3.液體發(fā)酵中試平臺。液體發(fā)酵中試平臺擁有3個(gè)5L發(fā)酵罐、1個(gè)10L發(fā)酵罐、1個(gè)20L發(fā)酵罐、1個(gè)50L發(fā)酵罐。這些發(fā)酵罐帶有可視化操作面板，能實(shí)現(xiàn)原位滅菌、發(fā)酵過程自動(dòng)控制、連續(xù)發(fā)酵等功能。

4.精釀啤酒中試平臺。精釀啤酒中試平臺配置了麥芽粉碎機(jī)、糊化罐、糖化罐、過濾槽、煮沸罐、旋沉槽、冰水罐、板式換熱器、酵母添加罐、6個(gè)200L啤酒發(fā)酵罐、過濾機(jī)、清酒罐、等壓灌裝機(jī)、CIP清洗車等設(shè)備。

5.分離提取中試平臺。分離提取中試平臺包含1個(gè)200L提取罐、雙聯(lián)過濾器、連續(xù)離心機(jī)、雙效蒸發(fā)濃縮罐、微濾系統(tǒng)、納濾系統(tǒng)、樹脂純化系統(tǒng)、CIP清洗系統(tǒng)、噴霧干燥機(jī)、二氧化碳超臨界提取系統(tǒng)等提取分離設(shè)備，可滿足中試級別的植物有效成分的提取純化。

三、校內(nèi)中試平臺在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用案例

上述中試平臺能滿足學(xué)生相應(yīng)的課程實(shí)訓(xùn)、工廠實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和科研中試需求。自中試平臺建設(shè)以來，承擔(dān)了食品科學(xué)與工程、乳品工程、食品質(zhì)量與安全、生物工程、生物制藥等專業(yè)2000余人次的實(shí)習(xí)教學(xué)任務(wù)。特別是2020年疫情爆發(fā)以來，學(xué)生在校內(nèi)中試平臺完成實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的比例大幅提升。中試平臺的建成和投用解決了食品相關(guān)專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)難的問題，也為疫情防控常態(tài)下學(xué)生實(shí)習(xí)提供了完美的解決方案。學(xué)生在校內(nèi)實(shí)習(xí)，允許學(xué)生親自操作設(shè)備，可在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行多次練習(xí)，也為指導(dǎo)老師現(xiàn)場教學(xué)提供了便利條件，總的來看，學(xué)生的實(shí)習(xí)效果反饋普遍優(yōu)于外出工廠實(shí)習(xí)。

例如，果酒中試生產(chǎn)線設(shè)備配套了能滿足葡萄酒生產(chǎn)的全部設(shè)備，每年接受在第7學(xué)期前1-5周有生產(chǎn)實(shí)習(xí)任務(wù)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)，每批次接受一個(gè)教學(xué)班，約30-35人參加實(shí)習(xí)。釀酒葡萄的成熟時(shí)間一般在9月底和10月初，釀酒周期分為前發(fā)酵和陳釀，前發(fā)酵約需2周，工作量較大;陳釀時(shí)間較長（1年到多年不定），酒入陳釀罐后需長期靜置，無需任何操作。基于這種現(xiàn)實(shí)情況，我們在實(shí)習(xí)順序上做了調(diào)整，實(shí)習(xí)學(xué)生在熟悉設(shè)備后，先實(shí)習(xí)葡萄酒陳釀結(jié)束后的過濾、灌裝過程，然后再按照正常的生產(chǎn)工藝，進(jìn)行當(dāng)年新的葡萄酒發(fā)酵工藝實(shí)習(xí)。這樣剛好能完美協(xié)調(diào)實(shí)習(xí)時(shí)間和葡萄成熟時(shí)間，在實(shí)習(xí)周期內(nèi)，學(xué)生周周有事做，達(dá)到了較好的實(shí)習(xí)效果。具體的實(shí)習(xí)流程安排如下：

第一周任務(wù)：開學(xué)后，首先組建溝通微信群，召開實(shí)習(xí)動(dòng)員大會，指導(dǎo)老師安排布置實(shí)習(xí)計(jì)劃和任務(wù)，對學(xué)生進(jìn)行分組等。然后同學(xué)們查閱相關(guān)資料，熟悉實(shí)習(xí)工藝流程和設(shè)備結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)。接著在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，學(xué)生到現(xiàn)場熟悉設(shè)備和生產(chǎn)工藝流程，確保實(shí)習(xí)實(shí)操過程不出現(xiàn)大的失誤，并打掃生產(chǎn)線衛(wèi)生和清洗相關(guān)設(shè)備，為下一步的生產(chǎn)實(shí)習(xí)做好準(zhǔn)備工作。

第二周任務(wù)：對學(xué)生進(jìn)行分組，對上一年生產(chǎn)的葡萄酒進(jìn)行過濾;對過濾好的葡萄酒進(jìn)行裝瓶灌裝、打塞、貼標(biāo)、加熱縮帽等包裝工作;清洗過濾、灌裝設(shè)備，打掃生產(chǎn)線衛(wèi)生。

第三周任務(wù)：生產(chǎn)新的葡萄酒，按照生產(chǎn)工藝對買回的釀酒葡萄進(jìn)行挑選清洗、破皮除梗、裝罐、添加酵母和發(fā)酵助劑，每日進(jìn)行循環(huán)淋酒帽，調(diào)整維持發(fā)酵溫度，測定糖度、密度等指標(biāo)，觀察發(fā)酵情況和酒液顏色等特征變化，直至發(fā)酵結(jié)束。

第四周任務(wù)：前半周繼續(xù)酒液發(fā)酵維護(hù)，并清洗陳釀罐，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行皮渣分離，完成酒液的粗過慮，將酒液裝入陳釀罐中，完成前發(fā)酵過程，徹底清洗設(shè)備并打掃生產(chǎn)線環(huán)境衛(wèi)生。

第五周任務(wù)：回顧總結(jié)實(shí)習(xí)流程，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。

通過后續(xù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，留在校內(nèi)中試平臺參與實(shí)習(xí)的同學(xué)比到校外食品工廠實(shí)習(xí)的同學(xué)對實(shí)習(xí)的滿意度更高，校內(nèi)實(shí)習(xí)的同學(xué)普遍認(rèn)為整個(gè)實(shí)習(xí)過程能讓大家完整參與到整個(gè)葡萄酒生產(chǎn)的全部環(huán)節(jié)，學(xué)生的參與度較高，學(xué)習(xí)興趣濃烈，對設(shè)備和生產(chǎn)工藝的認(rèn)識更加深入，實(shí)習(xí)的整個(gè)過程有序且充實(shí)。

綜上，在實(shí)習(xí)教學(xué)的過程中只有不斷積極探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能使實(shí)習(xí)教學(xué)工作穩(wěn)步前進(jìn)，進(jìn)一步提高實(shí)習(xí)質(zhì)量和效果，真正起到鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的教學(xué)目的。高等院校校內(nèi)中試平臺既承擔(dān)著科研中試、成果轉(zhuǎn)化方面的任務(wù)，同時(shí)也在學(xué)生的課程實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、工廠實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)起著越來越重要的作用。特別是食品、藥品等工廠生產(chǎn)環(huán)境條件要求較高的行業(yè)，學(xué)生深入生產(chǎn)一線動(dòng)手操作的機(jī)會很低，校內(nèi)中試平臺則給實(shí)習(xí)學(xué)生提供了親自動(dòng)手操作設(shè)備的機(jī)會，學(xué)生能在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下反復(fù)研究操作設(shè)備，并通過中試平臺生產(chǎn)檢驗(yàn)自己的實(shí)習(xí)效果。特別是在當(dāng)前疫情防控常態(tài)下，學(xué)校、工廠施行防疫管控措施，校內(nèi)中試平臺更成為學(xué)生接觸生產(chǎn)設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)化操作訓(xùn)練，順利完成實(shí)習(xí)教學(xué)任務(wù)的最佳選擇。

鑒于國家實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和高校學(xué)生實(shí)習(xí)教學(xué)的需求，高等院校可以結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)建設(shè)符合科研轉(zhuǎn)化和實(shí)踐教學(xué)需要的中試平臺，為“雙一流”高校建設(shè)和國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供助力。

基金項(xiàng)目：河南科技大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目：基于食品加工與安全國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的研學(xué)基地建設(shè)探索與實(shí)踐（2021BK079）;河南省高校實(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目：食品加工與安全國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心資源開放共享機(jī)制建設(shè)與實(shí)踐（ULAHN202120）。

作者簡介：焦昆鵬（1978-），男，實(shí)驗(yàn)師，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称芳庸づc安全方面的科研與教學(xué)。