智慧农业背景下《乳品质量与安全》实践课程改革

文/兰欣怡 张佩华 尹 杰

（湖南农业大学动物科技学院）

智慧农业作为一项综合性的系统工程在我国起步时间相对较短，需要政府与社会予以关注并加大投入力度，当前我国正处在现代农业建设的关键期，亟须推进农业产业升级[1]。大智慧农业背景下的农业院校动物科技专业人才培养目标是多维立体地培养具有实践能力强、创新思维强、创业能力强的应用型综合人才。以多学科深度融合为核心，以实践推动创新发展为第一要务的新型动科人才培养要求高校既要注重多学科的互相渗透，又要从广度和深度上加强人才所应掌握的现代动物生产学及其相关技能的培养与训练。

《乳品质量与安全》课程是湖南农业大学动物科学专业的必修课程。该课程属于《反刍动物生产学》的重要组成部分，其培养方案要求动物科学专业本科生对牛生产学具有全面的认知，并为将来在乳品企业从事相关工作奠定基础。为了适应目前动物科学专业创新创业教育培养目标的要求，在教学过程中更加注重了理论与实践的结合，并针对学生在学习中存在的问题，尝试在教学内容、教学思路、教学方法等方面进行改革，以期获得更好的教学效果。在培养具有创新思维、动手能力强的复合应用型动科新才的过程中，实践教学发挥着不可替代的重要作用[2]。

乳品质量与安全实践课程现状

实践课程教学模式单一

《乳品质量与安全》实践课程是从《牛生产学》理论知识到实践的一个过程，是培养学生理论与实践结合，提高学生动手能力和综合素质的教学过程。目前，教学模式以理论讲解结合实验为主，多采用多媒体教学，教学场景主要在教室，与实际生产的联动性较弱。考核方式也比较单一，基本上都是课程理论考试，对于实践课程并未设置考核标准。另外，随着数字经济和互联网的高速发展，智慧农业背景下智慧养殖大势所趋，目前《乳品质量与安全》课程体系难以满足产业和行业的发展，培养的学生不能完全为其所用。

实践教学设备落后

《乳品质量与安全》实践课涉及到微生物、违禁添加物、重金属等多种物质的检测分析，涵盖从挤奶、运输到加工等的各环节。目前，该课程实践所配套的仪器设备相对较少，常规大型仪器则更少涉及，只有乳成分测定仪。而用来测定体细胞、微生物、重金属等的先进仪器设备配备不齐全，例如液相色谱等，很难与现代生产对接。

生产实践环节薄弱

近年来，随着我国奶牛养殖模式和生产技术的发展，机械化、集约化、规模化、信息化程度大幅提高[3]。而校内暂时没有牛场和乳制品加工厂，不能满足现代《乳品质量与安全》生产实习的要求。而且养殖企业都注重防疫，没有能力接收大量的学生进牛场参观和教学，因此，学生参与生产实践的机会较少，影响了教学效果。

乳品质量与安全实践课程教学改革

建立“互联网+”混合教学模式

“互联网+教育”就是让学校利用信息技术，创造出一种基于并适应互联网时代的教育新形态，实现由信息化向智能化的整体跃升，这种教育形态就是智慧教育。创新技术推进传统教学模式发生改变，智慧教育通过完善教育产业生态发展，形成教育产业生态圈成为这一时期的标志[4]。

当前，学生获取知识资源或信息的途径非常广泛。除了教材和课件，互联网提供了庞大的资源库，学生可以不受时间和地点限制，通过其获取知识。因此，传统的单一课堂授课模式需要与互联网融合，利用互联网的优势，提高学生的积极性。而且也有人曾经提出，在采用多媒体授课的同时，灵活运用传统教学方法，会达到更好的教学效果[5]。

教师也要根据教学内容设计整体的教学环节，包括课件讲解、实践操作、课后互动等，采用混合教学模式，引导学生积极参与到理论和实践教学活动中去[6]。例如，引入“微课堂”，开发《乳品质量与安全》实践课APP，或者搭建教学资源共享平台，师生互动平台等。

增加实践教学比重

实践教学是高校教学环节的重要组成部分，是培养综合性人才的根本途径，也是提高学生积极性的必要手段[7]。鉴于《乳品质量与安全》实践性强的特点，在教学过程中必须增加实践教学比重，不能实行纯理论教学方式[8]。以智慧农业为主线，打破过去“理论走天下，实践走过场”的不足和缺陷，打造理论与实践紧密结合的实践课程体系。在制定教学任务和设计教学内容时，需要考虑的是实践课内容不再是单纯为该门课程服务，而是要从整个课程群的角度进行设计，重视各课程之间的融会贯通[9]。

完善实践教学条件，丰富实践教学内容。在实验大纲制定过程中，在智慧农业背景下，以动物科学人才培养要求为目的，加强实践教学比重。首先，改善实践教学条件，加重实践教学在整个课程体系中的比重；其次，实践教学内容需要与学生兴趣和产业需求相结合；第三，验证性实验向综合性实验转化，教师讲授向学生自主探究、设计转化，单纯技能操作向综合能力培养转化[10]。目前该课程实践内容主要以检测乳品质量以及有害物质，采用的方法多为传统方法，不能满足现代产业对人才的需求。因此，在实验课程设计中，需要引入先进的仪器分析方法，例如液相色谱、原子吸收、微生物自动鉴定系统等，并且采用新的分析技术，如高通量测序、微生物组分析等，进一步加深教学与产业需求的融合。

构建跨学科的“模块化”课程建设

目前，国内外很多高校都非常重视对交叉学科人才的培养。比如，在20世纪末，美国哈佛大学、普林斯顿大学等相继建立了跨学科研究中心，在进行科学研究的同时开展学科交叉人才的培养工作。康奈尔大学动物科学专业的《乳品质量与安全》课程在设置中还融入了生物信息学、国际乳业历史等交叉学科课程[11]。“模块化”课程设置分阶段、单元式、组合强化训练，形成具有专业特色的“课程群”。

现在乳品工业大力推进智能制造。面对数字化、智能化的迅猛发展，乳品生产企业如何适应数字经济，提高生产效率和产品质量是乳品企业生存之道[12]。因此，在实践课程中不仅限于动物科学专业相关技能，还需要迎合市场和行业发展需求，注入智能设备设计、智能生产管理、区块链技术、人工智能技术等。以区块链技术为例，其在乳品安全溯源中具有重要意义。首先对乳品供应链全面分析，然后基于区块链和危害分析与关键控制点（HACCP）管理重新设计乳品质量安全溯源方案，构建智能化乳品溯源系统架构，并分析系统编码设计和实现过程，最后结合案例分析该系统在实际生产中的运用[13]。综上，需要加强与乳品质量与安全相关技术的实践教学，以提高教学效果、丰富教学内容、拓展实践领域。

加强校外实验基地建设

由于校内条件限制，实验场地无法满足教学目的。智慧农业背景下采用校企合作，产学研融合的教学模式，是高校培养新农科人才的必经之路。高校与企业合作，企业为高校提供实习基地，高校针对企业和行业痛点，合理设计课程体系内容，注重行业发展动态和人才培养需求，突出实践教学特色、实训教学与专业岗位技能、素质培养与企业用人、学生角色与企业员工角色四个方面的双向对接[14]。湖南农业大学动科院已有多个《牛生产学》实践教学基地，院积极对该课程实行教学改革，《乳品质量与安全》部分实践课程已在牛场进行现场教学。强化行业企业深度参与专业人才培养方案的制订，按本科人才的通用标准和行业标准共同确定专业人才培养的规格，共同构建课程体系、确定教学内容、实施培养过程、评价培养质量。

小结

实践教学不但能使学生巩固加深《乳品质量与安全》课程理论知识，而且还能使学生掌握生产中所需的操作技能和检测手段。在智慧农业背景下，依托互联网+、新媒体、人工智能等多种教学手段，融合生物信息学、计算机学等学科专业知识、加深课程与教学基地的合作，从而达到培养专业知识扎实、实践水平高的动科新型综合人才。