OTS仿真软件结合适时教学法进行

薛芳++肖亮

摘 要：本文利用OTS仿真软件结合适时教学法进行啤酒发酵工艺教学实施改进，通过软件应用进行教学效果的评价。实践结论表明，该教学改革是有成效的，对提高啤酒生产的教学质量起到积极的效果。

关键词：OTS仿真软件 适时教学法 啤酒发酵工艺教学

中图分类号：TQ920-4；G652

课题支持：2015年山东省青年教师教育教学研究课题（课题编号15SDJ027）

当今高校人才培养的理念，随着社会和科技的飞速发展已经发生了根本性的转变，我们一直在注重让学生“学好”，却往往忽视培养学生“好学”比“学好”更重要。传统的教学方式可能达到“学好”的目的，但却不一定能让学生养成“好学”的品质；多采用能够引起学生兴趣的教学方式，着重强调学生素质和能力的培养，让学生有“被学”到“想学”到“好学”。高职院校强调培养“高素质技能型”人才，能让学生通过动手模拟操作，提高学生动手实践能力；模拟操作比传统教学方式更容易让学生理解知识，达到学习目标。

想让学生变得“好学”，最重要的就是要引起学生的学习兴趣。适时教学就是让主动学习与WEB技术相结合[2]，现在的学生非常熟悉和乐于接触网络，“基于网络的学习任务”会让他们首先有了想去学习的乐趣，与“以学生的自主性学习为主的课堂教学”交互作用，兴趣配以给学生较大的自主性，不再是被动的接受知识，用这种新型的教与学的策略改变传统的教学模式[3]。

在真实的啤酒生产车间实习实训中，学生能够直接进行操作练习，但因为学生的动手能力不足和对设备的不熟练，极容易因学生的误操作造成啤酒生产设备的损坏，如，管路阀门的使用，学生常常忘记标准操作要先外拉再扳动旋转方向，直接强行大力扳动常造成阀门漏液或机械损害；另外成套的啤酒生产设备价格昂贵，无法满足学生普及型教学和实践需求。因此，“资金投入小、教学效果好、提高学生实践能力”的教学模式是便捷、实惠且有效的，运用啤酒发酵工艺仿真软件就是一种很好的途径。

一、啤酒发酵工艺仿真软件介绍

OTS，即操作员培训系统，是利用计算机仿真各种实际工程技术，构造一种以训练和教学为目的，在某种程度上再现一个真实系统行为的动态系统[1]。利用啤酒生产动态仿真系统模拟现实生产过程，进行开车、运行和停车操作，出现故障寻找原因并解决，操作人员在更短的时间内掌握标准操作规范，进入真实工作环境就能很快适应。仿真系统结合适时教学，学生随时提出问题老师及时解决问题，仿真系统同时会按照标准操作规范对操作人员的操作进行评分，及时提示操作人员存在的问题并纠正。

啤酒生产仿真系统可以模拟实际啤酒酿造设备的生产环境和工作状态，在实际生产车间所进行的操作在这个模拟真实生产设备的仿真操作系统多数都可以实现，如开车操作、物料参数分析、温度、压力、流量的监控等。在操作中学生还可以通过与步骤操作相互搭配的动画来了解罐内物料的动态，还会有与各个操作内容相关的知识点对操作学生进行考核，使学生充分掌握啤酒生产工艺的操作。图1是啤酒生产的主要工艺设备及流程。

二、仿真软件与适时教学相结合

学院为满足培养学生技能操作、提高学生动手能力的需要，引进北京东方仿真软件有限公司的啤酒发酵工艺仿真软件，授课教师结合多年的课堂理论教学和利用简化的化学容器生产啤酒的实验实训经验，对《现代食品发酵技术》课程中“啤酒生产工艺”按照生产过程进行各阶段的仿真训练。

软件界面简洁，容易理解，从图1可看出，啤酒生产主要包括麦芽加工、糊化、糖化、过滤、煮沸、旋沉流程、发酵和清酒8个工艺流程。但要实现仿真操作，必须要有啤酒发酵理论知识做基础。因此，在啤酒生产知识学习之前，让学生先接触该软件，模拟的仿真设备和逼真的动画效果会引起学生的学习欲望，迫切的想了解关于啤酒生产的理论知识，包括工艺流程介绍、工艺操作要点及参数、技术原理等，实现自主完成仿真操作的愿望。学生带着问题听课，教师根据学生预习情况和问题有所侧重的讲解理论知识和进行强化，有效提高了教学质量。这种适时教学法借助高科技手段，弥补了课堂教学的不足，打造出学生主动学习的课堂。学生的问题得到了解决，印象较深刻，因此有了较扎实的理论基础，就可以再返回头来使用仿真软件；完成工艺操作的同时，软件对完成情况打分做评价，检验了学习效果，学生可以根据评分结果找到自身掌握知识的不足，有针对性的强化。

现以啤酒发酵流程为例，来介绍仿真软件结合适时教学法的实施和效果评价。

1.在课前预习环节，适当引入仿真软件，帮助学生提出问题

课前预习是利用适时教学模式的重要环节，也是基础环节，没有学生的课前预习，教师就无法实施课堂教学。因此，教师要在对学情进行分析的基础上，针对学生基础合理设计好学生课前预习的内容和具体要求，这会直接影响到课堂教学效果的好坏。

发酵工艺是啤酒生产的关键流程，在原料经过预处理、糊化锅糊化、糖化锅糖化、过滤槽过滤、煮沸锅麦汁煮沸、旋沉槽沉淀、冷却器冷却等主要工艺后，要进入发酵罐进行啤酒的主体发酵过程（图2为发酵罐界面）。“为什么啤酒要进行发酵工艺？”、“发酵过程到底发生了什么生化反应？”、“为什么会有一步‘加氧的操作？”等等，这些问题的提出多数是学生在使用软件进行预习时遇到的，这些问题在单纯的理论传统教学中往往是教师提出、学生讨论、最终教师给出正确答案的，学生印象不深；而利用软件预习遇到问题提出问题的学生在课堂上会对这些问题的解决方法格外关心，通过老师的分析能较快的理解和掌握这些问题，印象也就更加深刻，在理解和应用于仿真软件操作中就更加得心应手。

2. 在适时教学法授课与实践环节中应用仿真软件，提高学生对实际操作能力和解决问题的能力

本课程所用的啤酒生产仿真软件为北京东方仿真软件技术有限公司提供。

发酵原理和理论上的操作说起来简单，但到实际应用中，就要注意每一个环节的紧扣，一个环节缺失或遗漏，就会造成整个发酵过程的失败。如，原料进入发酵罐之前要确保发酵罐已经清洗完毕且洁净；酵母添加量的确定；接种前要先设定好发酵时间、压控上下限和发酵温度；何时打开自来水阀、何时打开冰水阀、确定启动每一台泵的启动顺序和时间点、何时充氧及充氧量等等。这些单纯的工艺参数在理论课堂上是很难记住的，而实际真正的生产过程中不可能让我们去尝试，因为一个参数的错误可能影响的是一个批次产品的质量问题；因此，在仿真软件上对于工艺参数的设置是最合适的实践，这些参数需要在软件使用手册上寻找答案，需要在合适的时间一个个手工录入，这些环节对操作人员来说是个很好的强化。在学生使用仿真软件自主学习的过程中，通过对整个发酵流程的操作，学生不仅对自己之前提出的问题亲自进行了验证，也为将来可能从事的啤酒发酵岗位积累了一些实践经验，提高了岗位操作技能。当然，不同岗位间存在差异、仿真与实际生产也存在差异，但是将仿真软件作为理论学习的辅助手段，激发了学生的学习兴趣、增强了學生的自信心，这对学生顺利走上工作岗位、完成学生到员工的过渡，都是很有帮助的。

3.教学评价手段智能，学生能够及时得到错误反馈，及时纠正

每个流程都有标准操作规范，软件后台会根据标准操作规范对操作人员的操作进行评分；操作完成后也有每个流程对应的试题可以来检验操作人员对知识和技能掌握的程度（如图3 相关试题评分界面）。系统会逐条对操作或给出的答案进行评阅，一目了然，对于存在的问题返回操作界面及时进行纠正，系统也会马上接受修正，对修正结果做出评价。评价智能、快速、直接、高效，符合信息时代的特点。

三、结论

OTS仿真软件结合适时教学法进行啤酒发酵工艺的教学，有效整合了课程内容与课时数量之间的矛盾，学生带着问题和结论进行情境模拟体验，在实践模拟中发现新问题、体会完成岗位操作任务的成就感，帮助学生牢固掌握知识的同时真正深入理解岗位操作的原理和重要意义；针对性好，可操作性强，学生学习兴趣较以前有了很大的提高，教学效果评价好。

参考文献

[1]高俊，基于OTS模型的啤酒发酵仿真系统设计，浙江科技学院学报，第25卷第3期，2013年.25（3）：200-204

[2]郑义，结合仿真软件的适时教学方法在电路分析教学中的探索，中国电力教育，2014年第17期：62-63

[3]吴君晓，白敬彩，基于“反馈+前馈”教学理念的“自动控制原理”教学改革，河南机电高等专科学校学报，2015.22（3）：75-78

作者简介：薛芳，山东药品食品职业学院，山东省威海市，264210，食品系教师，研究方向：食品安全与质量控制endprint